CN1187142C - 带材刮液装置、带材的刮液方法、轧制设备及轧制方法 - Google Patents

带材刮液装置、带材的刮液方法、轧制设备及轧制方法 Download PDF

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Abstract

本发明是将适用于高速轧制的无灰尘、异物的带材刮液器提供并设置于冷轧设备中，谋求提高冷轧设备的生产性。用2腔式空气静压轴承浮起支承刮液辊，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口，而且，通过对应于板幅可变地调整浮动力的负荷范围，飞跃性地使刮液能力提高、在用原来的辊式刮液器、管式刮液器不能完成的700m/min以上的高速轧制中，通过将其刮液能力与低速时的管式刮液器同等以上的刮液装置使用于冷轧设备，大大地提高冷轧设备的生产及轧制材的表面质量，其效果非常大。

Description

带材刮液装置、带材的刮液方法、轧制 设备及轧制方法
技术领域
本发明涉及带材刮液装置、带材的刮液方法、轧制设备及轧制方法。
背景技术
在轧制作业中，为了降低轧制材(带材)和轧制作业辊间的摩擦力及作业辊的冷却，在轧制机输入侧供给轧制润滑油。特别是在冷轧作业中，对于具有极小直径的作业辊的20辊多辊轧制机和具有小直径作业辊的6辊轧制机，为了提高作业辊的冷却能力，还在轧制机输出侧供给润滑油。
另外，在轧制孔板材等的轧制机中，在轧制工程的最终轧道中为了使带材表面粗糙，进行使用毛面辊的无光轧制。在这样的无光轧制中，由于在带材表面附着脱落粉(从毛面辊表面脱落的脱落粉)，在轧制机输出侧供给轧制润滑油以冲洗除去该脱落粉。
这样，在轧制机中，为了供给润滑油，在轧制后的带材表面上大量地附着着润滑油。在以轧制机输入侧和特别是输出侧供给的轧制润滑油大量地附着在带材表面上的状态下，将其卷绕成卷状时，由于附着在卷层间的轧制润滑油，卷相互向横向偏移发生所谓的伸缩状态，在该伸缩产生时，产生板的S形摆动、形状不良等，不能继续稳定的轧制作业。
在具有在轧制机输出侧对带材附加张力的拉紧辊时，拉紧辊和带材间的摩擦系数由于该轧制润滑油而剧减，不能获得规定的轧制张力，与上述同样地不能进行稳定的作业。
除去附着在该带材表面上的轧制润滑油的装置是带材刮液装置，由管式刮液装置、辊式刮液装置、由空气喷射构成的刮液装置等。
通常，管式刮液装置具有强的刮液能力，但是，若灰尘等的异物侵入，管的寿命就变短。特别是在高速时该问题更加显著。另外，在无光轧时，脱落粉堵塞在管之间有影响带材的表面质量的问题。
作为代替它的装置，有特公平2-60403号所公开的辊式刮液装置。它是，用弹簧分别地推压交错地配置的分割支承辊，在板宽方向上对带材施加均匀的推压力，用于提高刮液能力的刮液装置。但是，在该方式中，在推压力强时，由于板宽外的支承辊的支承力，刮液辊弯曲，而过量地压下板宽端部，而产生端延伸形状不良的问题。因此，是推压力被限制、刮液能力也低的刮液装置。另外，在高速运转时，由于刮液辊是非驱动旋转，辊表面的轧制润滑油在辊和带材之间形成油膜，发生所谓的打滑现象。刮液辊不能进行旋转，其结果，有刮液能力不良，或由于辊的停止旋转而使带材表面上产生伤痕的问题。另外，该辊式刮液装置由于支承辊的数量多以及其轴承密封阻抗大，容易产生上述的旋转不良。
为了克服这些问题提出了由日本专利第2523725号公开的由空气轴承全面支承刮液辊的辊式刮液装置。它是通过空气轴承所进行的均匀的全面支承而可以使用小直径辊，可以获得优良的摩擦接触。另外，空气轴承式辊式刮液装置其辊用高压的空气浮起保持着，因此其旋转阻抗非常小，即使在超过700mm/min的高速旋转下也不会停止，适合于高速轧制。
但是，空气轴承在现有技术中其空气供给原始压力通常是5kgf/cm2以下，与可以使用100kgf/cm2高压的油压静压轴承相比承载能力低，因此，刮液能力低而未被实用化。特别是，1腔式空气轴承的水平方向的刚性低，辊子和轴承由于稍微的水平力就接触，有不能进行正常的运转的问题。特别是在高速旋转中，辊子的旋转速度给予轴承内的空气气流带来影响，轴承内的空气气流成为非对称，水平刚性更加变弱，辊子和轴承发生接触。
如上所述，人们希望提高该空气轴承的承载能力，而且防止板宽端部的过压下，使其最大限度地发挥辊刮液能力，由此，提供一种比现有技术的管式刮液器刮液能力更优良的且具有高速性的辊式刮液装置。
本发明的目的是提供一种除去带材表面的液体的刮液能力优秀的带材刮液装置、带材的刮液方法、轧制设备及轧制方法。
发明的公开
本发明的带材刮液装置是用于除去带材表面的液体的带材刮液装置，其特征是，设有除去带材表面的液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的带材刮液装置是用于除去带材表面的液体的带材刮液装置，其特征是，在带材的行进方向上从上游侧起依次地配置着第一带材刮液器和第二带材刮液器，该第二带材刮液器包括刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的带材刮液装置是用于除去带材表面的液体的冷状态用的带材刮液装置，其特征是，在带材的行进方向上从上游侧起依次地配置着粗刮液用的第一带材刮液器和精刮液用的第二带材刮液器，该第二带材刮液器备有刮液辊、用空气压支承该刮液辊的空气轴承，在该刮液辊的圆周方向设有至少两个将该空气轴承的空气压供给该刮液辊的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口，用来自两个该流体流路的2方向的空气压支承该刮液辊。
或者，本发明的带材刮液装置是用于除去带材表面的液体的带材刮液装置，其特征是，在带材的行进方向上从上游侧起依次地配置着第一带材刮液器和第二带材刮液器，该第一带材刮液器和该第二带材刮液器分别具有刮液辊和支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的带材的刮液方法是除去带材表面的液体的带材的刮液方法，其特征在于，将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材的上下，将液体供给在辊圆周方向设有至少两个的空气轴承的流体流路，用空气轴承支承刮液辊，通过将该刮液辊压紧在该带材上而除去带材表面的液体，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的带材的刮液方法是除去带材表面的液体的带材的刮液方法，其特征在于，由粗除去用刮液辊除去带材表面的液体，在其后游侧将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材之上下，将液体供给在辊圆周方向设有至少两个的空气轴承的流体流路，通过将该刮液辊压紧在该带材上而除去带材表面的液体，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的轧制设备，包括轧制机、在该轧制机的输出侧除去带材表面液体的带材刮液装置，其特征在于，上述带材刮液装置设有除去带材表面液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的轧制方法，它是包括轧制机、在该轧制机的输出侧除去带材表面液体的带材刮液装置的轧制设备的轧制方法，其特征在于，将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材的上下，将液体供给在辊圆周方向设有至少两个的空气轴承的流体流路，用空气轴承支承刮液辊，通过将该刮液辊压紧在该带材上一边除去带材表面的液体一边进行轧制，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的轧制方法，它是包括轧制机、在该轧制机的输出侧除去带材表面液体的带材刮液装置的轧制设备的轧制方法，其特征在于，由粗除去用刮液辊除去带材表面的液体的大部分，在其后游侧将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材之上下，将液体供给在辊圆周方向设有至少两个的空气轴承的流体流路，用来自两方向的空气压支承刮液辊，通过将该刮液辊压紧在该带材上一边除去带材表面的由粗除辊未除净的液体一边进行轧制，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
或者，本发明的带材刮液装置，设有除去带材表面的液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口，并且上述喷出口设置在辊的圆周方向。
或者，本发明的带材刮液装置，设有除去带材表面的液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口，并且上述喷出口设置在辊的圆周方向，以其喷出方向成为朝向该刮液辊轴心的方向配置上述喷出口，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
附图的简单说明
图1是组装了本发明的空气轴承式的辊式刮液器的6辊冷轧设备的一实施例。
图2是本发明的组合了粗刮液辊和精刮液辊的空气轴承辊式刮液器的刮液装置。
图3是图2的精刮液器的轴向剖面图。
图4是表示空气轴承的构造的图。
图5是表示空气轴承式辊式刮液器载荷和辊的挠曲的状态的图。
图6是辊式刮液器的刮液状态的说明图。
图7是多列地配置了空气轴承式辊式刮液器的本发明的其它的实施例。
图8是粗刮液辊的效果的说明图。
图9是组装了空气轴承式的辊式刮液器的20辊的多辊冷轧设备的其它实施例。
图10是具有板隆起的轧制材的刮液状态的说明图。
图11是空气轴承式辊刮液器的对板隆起的追随性的计算结果。
图12是加减速时的空气轴承式辊刮液器的滑动发生极限的辊半径的计算值。
实施本发明的最佳形态
以下说明本发明的实施形态。
为了最大限度地提高从轧制材(带材)表面除去轧制润滑油的刮液能力，需要最适当地选定决定其刮液能力的参数。
图6表示用辊除去带材1的表面的轧制润滑油10时的局部放大剖面图。用图6所示的辊刮液器刮液后的残留油膜厚度用式(1)表示。
h2＝K·(R·γ·V)/P                            …  (1)
在此，残余油膜厚度：h2(μm)，比例常数：K(＝6.1×10-6)，刮液辊半径：R(mm)，润滑油粘度：γ(Cst)，速度V(m/min)，刮液辊压紧力：P(kgf/mm)。
从该(1)是可知，为了提高刮液能力，只要使用半径R小的辊、使压紧力P大即可。另外降低润滑油的粘度γ也是有效的。
另一方面，在本发明的实施形态中，用图4所示的空气轴承保持该压紧力。该压紧力P用以下的式(2)表示。
P＝C·R·ps                                 …(2)
在此，在图4(1)的1腔式的情况下，比例常数C＝0.25，在图4(2)的2腔式的情况下，比例常数C＝0.38。另外，供给空气压力是：ps(kgf/mm2)。
2腔式与1腔式相比其负荷容量大1.5(＝0.38/0.25)倍。另外，2腔式的水平方向(轧制方向)的刚性与垂直方向几乎同等的高，难以发生受到水平力的刮液辊和静压轴承的接触。即，通过构成设有两个流体轴承的流体流路和流体喷出部的2腔式流体轴承，可以使轧制材的行进方向的刚性优良，因此可以稳定地进行支承，可以获得优良的刮液性能。另外，可以使压紧力变大，可以提高刮液能力，可以高精度地进行刮液。
如图4所示，在本实施例中，在空气供给孔23a的空气喷出附近设有空气室23b。通过设置空气室23b，可以获得更加稳定的辊支承。另外，通过将空气室23b如图4所示地沿辊圆周方向设置，可以使辊半径方向的辊支承更加稳定。
另外，在2腔的中央再增加1腔的3腔方式或具有4以上的腔的方式中，其垂直负荷容量和水平刚性都与2腔式没有太大的差别。但是，在3腔以上的方式中，所使用的空气的消耗量变大。即在考虑到垂直负荷容量和水平刚性及空气消耗量的情况下，最好是2腔式。在此，所谓2腔式，是指在辊圆周方向上具有两个支承其一个辊的流体流路，最好是以辊轴心为界分别设在输入侧和输出侧。另外，其流体的喷出口(供给孔)最好在辊圆周方向上有两个，最好在辊圆周方向上以辊轴心为界将两个喷气口分别设在输入侧和输出侧。另外，其流体的喷出方向(相对辊的供给方向)最好是朝向辊轴中心的方向。以谋求辊支承的稳定化。另外，最好在含有辊轴的垂直面的上游侧和下游侧至少各设一个喷出口。
而且，从(1)式和(2)式得出，残余油膜厚度用以下的(3)式表示。
h2＝K·(γ·V)/C·ps                         …(3)
从该(3)式可知，为了提高刮液能力，提高供给空气压力ps是有效的。另外，将空气轴承的形式做成2腔式来增大比例常数是有效的。刮液辊半径R与残余油膜厚度h2无关系，但是，由于对板隆起的追随性是辊半径R越小越好，因此希望辊半径R小。
在此，在概算实际作业所需要的空气压力时，现在，在孔板材轧制中所要求的刮液能力如下。在速度V是500mm/min，润滑油粘度γ是5Cst(与速度V是250/min、润滑油粘度γ是10Cst的情况同等)的情况下，所要求的残余油膜厚度h2是0.7μm(相当于630mg/m2)。而且，由(3)式可知，在计算必要的空气压力时，h2＝K·(γ·V)/(h2·c)＝6.1×10-6×(5×500)/(0.38×0.7)＝0.0053(kgf/mm2)＝5.73(kgf/cm2)。
由此，空气压力接近于6kgf/cm2，最低也希望是5kgf/cm2以上。(是5/5.73＝0.87，是上述的作业值的87％的刮液能力，但是，通常允许该程度的差别。)
以下对该辊半径的适当值进行说明。作为决定该辊直径的主要原因之一，是考虑对板隆起的追随性。在本实施例中，着眼于对该板隆起的追随性。如图10所示，在该轧制材1上沿板宽度方向产生2次式的板厚变化。在静压轴承(2腔)9和精刮液辊8之间，空气弹簧12进行作用，静压轴承(2腔)9支承着精刮液辊8，但是，精刮液辊8发生了挠曲，轧制材1的端部的板厚减少。即，产生在板身隆起和板宽端部板厚急剧减少的边缘下垂现象。
消除这样地产生的边缘下垂现象是困难，但是希望辊刮液器能对应作为缓慢的板厚变动的板身隆起。
在空气轴承中，辊由空气压力浮起，在辊压紧力增加时，该浮起量减少。即具有根据载荷浮起量(挠曲)进行变化的弹簧特性。该空气压力的弹簧效果在刮液器中是非常重的。
像油膜轴承那样，该弹簧常数大时，辊子不能挠曲，因此，不能追随板隆起。相反，在弹簧常数过弱时，负荷容量过小，在追随板隆起前，辊子与轴承就接触了。空气轴承的最佳浮起量是辊子直径的约1/1000，例如辊子直径是30mm，其最好浮起量是30μm。在该浮起量的范围内，希望具有追随板隆起的程度的弹簧常数。由计算和实验确认空气轴承的弹簧特性处于所需要的范围内的情况。
图10表示具有板隆起的轧制材的刮液状态的说明图。以下对上述的空气轴承式辊刮液器的对板隆起的追随性进行说明。如图10所示，在板厚小的板宽端部，精刮液辊8借助作为背后的空气轴承的静压轴承9的空气弹簧12如曲线8a那样地挠曲。而且挠曲的精刮液辊8与轧制材1的端部接触。但是，该部分的压紧力比中央部低。因此残余油膜厚度h2增加其负荷减少引起的程度。以下，图11表示空气轴承是辊刮液器的对板的板身隆起的追随性的关系图。在此，表示用与板身隆起相同的二次曲线作为辊挠曲的情况进行计算，辊径(mm)和辊挠曲(μm)的关系。在该计算中将板宽作为1000mm、允许板宽端部的残余油膜厚度比中央部多20％地进行计算。即、是将压紧力减少20％、计算可以对应多大的板隆起。计算值由于是一根辊的挠曲，对应的板隆起是图11的值的二倍。
根据图11，辊径直到50mm左右，辊挠曲是15.85μm～14.85μm。虽然平缓地减少，但几乎相同。而且在辊径超过50mm时，辊挠曲急剧地减少。在辊径是150mm左右时，其挠曲量为0.58μm非常地小。从而可知，在辊径超过50mm时，辊挠曲急剧地减少，对应于板隆起的能力进行减少。另外，辊径即使是60mm，虽然对板隆起的对应能力有若干减少，但是还在可使用的范围。
上述的研究是将空气轴承的负荷范围做成与板宽相同的情况，但是，例如在将本发明使用于可逆式轧制设备时，在最初的轧道中板厚大，必然板的隆起大，这时，因为不是最终的轧道，由于允许若干的刮液能力的降低，通过使空气轴承的负荷范围比板宽小，增加辊的挠曲而可以使其追随大的板隆起。
决定刮液辊的直径的另一个主要原因认为是在加减速时的刮液辊的滑动，在本实施例中着眼于了该原因。若辊打滑、即辊速度比轧制材的速度低，则由于含在润滑油中的灰尘、异物而在轧制材上产生伤痕。而且，在辊与轧制材直接接触的部分产生擦伤等，损害轧制材的表面质量。
辊的表面摩擦系数f与润滑油的粘度γ成比例关系，用下式(4)表示。(本关系是由计算模拟确认的。)在此，γ是润滑油粘度(Cst)。
f＝7·10-4·γ                                    …(4)
例如，在粘度为10Cst时，摩擦系数是0.007。使用该摩擦系数，加减速时产生打滑的临界辊半径Rlt用下式(5)表示。
Rlt＝{120·f·P·g/(π·γ·α)}0.5               …(5)
在此，g：是重力加速度(9.8m/sec2)，γ：是辊的比重(kgf/mm3)，α：加减速度(m/min/sec)。使用该式(5)，通常的作业条件是：加减速度α是60m/min/sec，压紧力P是0.1kgf/mm(◆标记)，0.3kgf/mm(■标记)，0.5kgf/mm(△标记)，1.0kgf/mm(×标记)，对于极限辊半径用图12表示其计算的结果。图12表示加减速时临界辊半径，是表示粘度(Cst)与辊半径(mm)的关系的图。由此，例如，在润滑油粘度是5～10Cst、压紧力P是0.5kgf/mm(△标记)时，需要将辊半径抑制在37.3mm(直径为74.6mm)以下。
在考虑以上那样的两个主要原因时，可知辊径最好是大致60mm以下的极小的一方。
另外，小径侧的极限考虑到随着成为小径，辊转速增大、静压轴承的加工精度提高等，在使用上φ20mm左右为界限。即，小径侧的界限，在考虑辊转速增大、静压轴承的提高等时，认定为φ20mm左右。
如上所述，提高供给空气压，使压紧力增加，该压紧力越上升，刮液效果越好。下面对阻碍它的因素进行说明。
在此，图5表示夹在刮液辊上的载荷和刮液辊的挠曲的关系。由于板宽b根据作业条件进行种种变化，如图5(1)所示，在通常的运转中，在板宽的外部，刮液辊从静压轴承9接受弯曲力而如曲线8a那样地大地挠曲，由此，轧制板1在其端部附近比中央部强烈地被压下，产生所谓的端延伸形状不良的情况。
辊径越小，该形状不良越大。为了防止这种现象，如图5(2)所示，在板宽方向在板宽b的外侧区域切断静压轴承9的空气供给，在其领域不产生空气弹簧12，则如图5(2)的8b，在刮液辊上不产生弯曲力。因此，不会损害板形状。其结果，可以增大压紧力。通过在板宽方向调整空气的供给区域，可以调整辊挠曲。
为了能精细地对应板宽，需要将作为辊轴向(轧制材1的宽度方向)中的空气供给孔23a的间隔的节距c缩小。但是，在空气轴承中为了避免由辊和轴承面的空气压所产生的振动(气锤现象)，需要缩小空气腔，因此，该节距c小到10mm左右，如上所述，可以进行对应几乎整个板宽的调整。
根据实验，在φ25mm的刮液辊径、空气供给压6.5kgf/cm2时，不发生板宽端部的过压下，获得良好的刮液结果。
根据以上的结果，本发明的空气轴承式辊刮液器即使在高速和低速运转时，也能确认具有与现有技术的管刮液器同等以上的刮液能力。
接着，由图2说明粗刮液辊的刮液效果，在轧制材表面上，在轧制机输出侧附着着大量的轧制润滑油，用粗刮液辊6粗除去这些油，接着用空气轴承式的精刮液辊8进行精刮液。
因此，粗刮液辊6用通常的两级夹送辊式的刮液构造就足够。
粗刮液后的残留油膜厚度、即它成为精刮液的空气轴承式辊刮液器输入侧的油膜厚度h1。由粗刮液辊6对该油膜厚h1施加所希望的压紧力P。
图8表示计算为了获得最终的残余油膜厚度h2需要的压紧力P的结果。该图8是表示输出侧油膜厚度0.5μm、刮液径φ25mm、粘度10Cst、轧制材行进速度300mm/min时的输入侧油膜厚度(μm)与必要压紧力(kgf/mm)的关系的图。
由此，粗刮液后的油膜厚度h1越小，压紧力可以越小。即，在h1是1000μm和10μm时，获得最终油膜厚度0.5μm所需要的压紧力可以小约15(←0.46/0.4＝1.15)％。即，残余油膜厚度h2与压紧力P成反比例，因此，如果是相同的压紧力，残余油膜厚度变少约15％。
在粗刮液后的油膜厚度是100μm以上时，其粗刮液效果几乎没有，因此在不需要良好的刮液的情况下，不一定设置粗刮液辊。但是，在大量地将在轧制机输出侧附着的轧制润滑油，为了渐渐地积蓄润滑油，需要良好的除油的情况下，必须在带材刮液器中设置粗除油辊。另外，由于输入侧油膜厚度越薄残余油膜厚度就越小(由于为了得到残余油膜厚度所需要的压紧力剧减，若将后级的刮液器压紧力与前级相同，则可以使残余油膜厚度剧减)，在多列地配置精刮液辊时，可以获得优良的刮液效果。
空气轴承的空气供给孔，为了提高轴承的空气轴承的刚性，如图4所示，用小径d节流(节流孔)，其直径d小到φ0.5～0.7mm，容易堵塞灰尘、异物等。另外，混入空气中的水分会向板表面附着水，在后续的工序中会产生锈而造成表面质量不良，这是不理想的。因此供给向空气轴承的空气最好是通过了精细的过滤器的几乎不含有水分的干燥空气。另外，即使那样地考虑，在长时间的运转中，也不能避免在该供给孔处产生堵塞。
因此，需要在线的空气供给孔(节流部)的清洗装置。该清洗用空气那样的质量小的气体其清洗效果不十分好，用与密度大的轧制润滑油相同的液体进行清洗是有效的(若使用于该清洗的油与轧制润滑油相同，则即使在轧制机下部它们进行混合也没有问题)。
(实施例)
以下根据附图对本发明的实施例进行说明。图1表示作为本发明的一实施例的组装入了空气轴承式辊刮液器的6辊冷轧设备的实施例。
图1的轧制设备包括卷出轧制材1的卷出机2、轧制轧制材1的6辊冷轧制机3、用于除去轧制材1(带材)的表面的润滑油等的液体的带材刮液装置4、卷取被轧制的轧制材料的卷取机5。
6辊冷轧制机3备有上下一对的作业辊30、支承其作业辊30的上下一对中间辊31、支承其中间辊的上下一对的加强辊32。另外还设有将轧制润滑油10供给于作业辊30和轧制材1之间的轧制润滑油供给装置。该轧制润滑油供给装置在本实施例中，设在6辊冷轧制机3的输入侧和输出侧。即、在6辊冷轧制机3的输入侧设置输入侧润滑油头21，在6辊冷轧制机3的输出侧设有输出侧润滑油头22，可以分别单独地供给润滑油。
从卷出机2卷出的轧制材1一边通过6辊冷轧制机3一边被轧制。在此，从6辊冷轧制机3的输入侧润滑油头21供给轧制润滑油10。或者从6辊冷轧制机3的输入侧润滑油头21及输出侧润滑油头22的双方供给轧制润滑油10。其后，被轧制的轧制材1到达设置在6辊冷轧制机3的输出侧的带材刮液装置4。在此，除去附着在轧制材1的表面上的轧制润滑油10，由卷取机5卷取轧制材1。
带材刮液装置4在本实施例中设有两组，在带材刮液装置4的输入侧设有第一带材刮液器，在输出侧设有第二带材刮液器。由输入侧的第一带材刮液器可以除去附着在轧制材1的表面上的轧制润滑油10的大部分。然后，由输出侧的第二带材刮液器除去某种程度变少了的附着在轧制材1的表面上的轧制润滑油10，由此，可以使附着在轧制材1的表面上的轧制润滑油10更少。
作为设在带材刮液装置4的输入侧的第一带材刮液器，在本实施例中在带材的上下设有一对粗刮液辊6。另外，作为设在带材刮液装置4的输出侧的第二带材刮液器，在本实施例中是在带材上下设有一对精刮液辊8。
图2表示带材刮液装置4的构造。轧制材1以速度v在带材刮液装置4内行进。附着在该轧制材1表面上的轧制润滑油10，首先通过将作为第一带材刮液器的上下一对粗刮液辊6压紧在带材上，带材被粗刮液。即，在轧制材1通过粗刮液辊6前，附着在轧制材1表面上的轧制润滑油10的单侧厚度(油膜厚度)是h0。由粗刮液辊6除去轧制材1表面的轧制润滑油10的多数时，其轧制润滑油10的一侧厚度(油膜厚度)成为h1。即、可以将油膜厚度从h0减少为h1。
接着，附着在轧制材1表面上的油膜厚度为h1的轧制润滑油10，通过将作为第二带材刮液器的上下一对精刮液辊8压紧在带材上而被精除油。即，在轧制材1通过精刮液辊8之前，附着在轧制材1表面上的轧制润滑油10的一侧厚度(油膜厚度)是h1。然后，由精刮液辊8高效地除去残余在轧制材表面上的轧制润滑油10，其轧制润滑油10的一侧厚度(油膜厚度)成为h2。即，可以将油膜厚度从h1减少为h2。另外，该精刮液辊8支承在2腔式的静压轴承9上，可以减少残余油膜。
由于这样地从输入侧依次地配置粗刮液辊6这样的刮液装置和精刮液辊这样的刮液装置，由粗刮液辊6除去大部分的油膜，由精刮液辊8可以适当地除去油膜。另外，通过空气轴承支承精刮液辊8可以高精度地除去油膜，可以获得优良的刮液能力。
图3是表示精刮液辊的轴向断面的图。夹着轧制材1地配置着精刮液辊8。为了精刮液辊8不沿轴向偏离而设有推力承接部25。具有用于静压支承精刮液辊8的间隙23d地配置静压轴承9，在静压轴承9的辊侧设有第一空气供给孔23a，通过向该第一空气供给孔23a供给空气而夹着间隙23d地可旋转地静压支承精刮液辊8。该第一空气供给孔23a在大致辊半径方向朝向辊轴心地形成着，在辊圆周方向形成着两个，在辊的轴向形成多个。
在本实施例中，在将空气供给第一空气供给孔23a前，先将空气供给空气分配孔23，该空气分配孔23形成沿辊轴向贯通的一个空气室。即，空气从空气分配孔23通过多个空气供给孔23a送入间隙23d。
在空气分配孔23中，在辊轴向上在其两侧设有调整棒13。该调整棒13在空气分配孔23内沿辊轴向移动，可以调整辊轴向(轧制材宽度方向)中的空气供给区域。作为将该调整棒13沿辊轴向移动的机构，在本实施例中分别设有油压缸24。
通过第二空气供给孔23c从外部将空气供给上述空气分配孔23。该第二空气供给孔23c在静压轴承外侧沿大致辊半径方向被设置着。另外，第二空气供给孔23c在辊轴向上设有多个。在本实施例中，第二空气供给孔23c的大小比第一空气供给孔23a的大小大，可以容易地进行空气的供给。另外，第二空气供给孔23c的排列间隔比第一空气供给孔23a排列间隔大，容易进行空气的供给。最好是辊侧的第一空气供给孔23a小，其排列间隔小。通过缩小辊侧的第一空气供给孔23a，可以实现辊支承的稳定化，通过缩小其排列间隔可以进行空气区域的微调整。
如上所述，从静压轴承9的背面通过多处的空气供给孔23c供给高压空气。该空气从中间的空气分配孔23在通过以小节距c被设的节流孔(直径d)供给精刮液辊8，产生浮起力。该浮起力成为刮液器的压紧力P。
在该空气分配孔23中，在轴向的两侧沿宽度方向设有可变的调整棒13，从而可以调整向节流孔供给的空气的供给宽度。由此，可以根据板宽b调整刮液辊的静压轴承的空气浮起力的施加范围。
如图5所示，调整精刮液辊8的浮起力的施加范围相当于改变由空气弹簧保持精刮液辊8的其宽度。如图5(1)所示，不进行上述宽度方向的调整而用整个宽度浮起支承精刮液辊8，精刮液辊8沿宽度方向的挠曲不一样，在板宽端部压紧力大，因此，轧制材被过压下，产生端部延伸形状不良。其结果，不能提高刮液器压紧力，另一方面，如图5(2)所示，若使空气浮起力的范围与板宽b大致一致，精刮液辊8的挠曲则沿轴向均匀，不发生板宽端部的过压下，可以大幅度地提高刮液压紧力P，其结果，可以大幅度地提高刮液效果。
另外，图3表示用于防止静压轴承9的节流孔(第一空气供给孔23a)的堵塞的清洗装置。在某规定的期间的运转中，空气从空气供给装置11经过切换阀15供给第二供给孔23c。在某规定的期间的运转后，例如由切换阀15停止自空气供给装置11供给空气，通过从清洗油供给装置14进行清洗油供给，清洗油通过第二空气供给孔23c和空气分配孔23送入第一空气供给孔23a，可以除去堵塞在节流孔(第一空气供给孔23a)中的灰尘、异物等。设有减压阀16，以便可以根据空气静压轴承的耐负荷能力调整清洗油的供给压。在运转开始时，由切换阀15停止从清洗油供给装置14供给清洗油，通过进行来自空气供给装置11的空气供给，空气经过第二空气供给孔23c和空气分配孔23送入第一空气供给孔23a，可以进行辊支承。
图9表示本发明的其它实施例的用20辊森吉米尔式多辊冷轧制机代替图1的6辊冷轧制机的例子。同样地，本发明也可以适用于20辊以外的多辊轧制机。
图10是说明由于存在于轧制材上的板隆起，精刮液辊8进行挠曲状态的图。为了精刮液辊8追随于板隆起地进行挠曲，刮液辊的弯曲刚性必须小，小径的刮液辊是有利的，但是，空气轴承的弹簧常数也对如图11的计算结果产生影响，是与辊的弯曲刚性的综合效果，在φ50mm以下的辊径时，在对板隆起的追随性上没有优势差。
图7是为了提高刮液效果而多列地配置空气轴承式辊刮液器的实施例，通过这样地进行配置，可以获得更加优越的刮液效果。
本发明的刮液装置可以获得在原来的辊刮液器、管刮液器所不能的700mm/min以上的高速轧制下，其刮液能力是与低速时的管刮液器同等以上的刮液效果。可以大大地有助于冷轧设备的生产性的提高、轧制材的表面质量的提高，其效果非常大。
产业上的可利用性
根据本发明，可以提供除去带材表面的液体的刮液能力优越的带材刮液装置、带材刮液方法、轧制设备及轧制方法。

Claims (19)

1.带材刮液装置，是用于除去带材表面的液体的带材刮液装置，其特征是，设有除去带材表面液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
2.带材刮液装置，是用于除去带材表面液体的带材刮液装置，其特征是，在带材的行进方向上从上游侧起依次地配置着第一带材刮液器和第二带材刮液器，该第二带材刮液器包括刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
3.带材刮液装置，是用于除去带材表面的液体的冷状态用的带材刮液装置，其特征是，在带材的行进方向上从上游侧起依次地配置着粗刮液用的第一带材刮液器和精刮液用的第二带材刮液器，该第二带材刮液器备有刮液辊、用空气压支承该刮液辊的空气轴承，在该刮液辊的辊圆周方向设有至少两个将该空气轴承的空气压供给该刮液辊的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口，用来自两个该流体流路的两方向的空气压支承该刮液辊。
4.如权利要求1～3中的任何一项所述的带材刮液装置，其特征在于，设有可调整上述空气轴承的带材宽度方向中的载荷负荷宽度的调整装置。
5.如权利要求2或3所述的带材刮液装置，其特征在于，上述第二带材刮液器的刮液辊的直径为20～60mm的范围。
6.如权利要求1～3中的任何一项所述的带材刮液装置，其特征在于，上述空气轴承的空气供给压力为5kgf/cm2。
7.如权利要求1～3中的任何一项所述的带材刮液装置，其特征在于，设有将清洗用油供给上述空气轴承的流体流路的供给装置。
8.如权利要求1～3中的任何一项所述的带材刮液装置，其特征在于，用上述空气轴承支承的该刮液辊分别配置在带材的上侧和下侧。
9.如权利要求1所述的带材刮液装置，其特征在于，在带材的行进方向上从上游侧起依次地配置着第一带材刮液器和第二带材刮液器。
10.带材的刮液方法，是除去带材表面的液体的带材的刮液方法，其特征在于，将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材的上下，将流体供给于在辊圆周方向设置的至少两个该空气轴承的流体流路，通过将该刮液辊压紧在该带材上而除去带材表面的液体，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
11.带材的刮液方法，是除去带材表面的液体的带材的刮液方法，其特征在于，由粗除去用刮液辊除去带材表面的液体，在其后游侧将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材之上下，将液体供给于在辊圆周方向设置的至少两个该空气轴承的流体流路，通过将该空气轴承支承的刮液辊压紧在该带材上而除去带材表面的液体，在该空气轴承支承的刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
12.如权利要求10或11所述的带材的刮液方法，其特征在于，根据轧制条件调整上述空气轴承的带材宽度方向中的载荷负荷宽度。
13.如权利要求12所述的带材的刮液方法，其特征在于，根据带材宽度调整上述空气轴承的带材宽度方向中的载荷负荷宽度。
14.轧制设备，包括轧制机、在该轧制机的输出侧除去带材表面液体的带材刮液装置，其特征在于，上述带材刮液装置设有除去带材表面液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在辊的圆周方向设有至少两个该空气轴承的流体流路，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
15.如权利要求14所述的轧制设备，其特征在于，它是具有润滑油供给装置的多辊轧制机，该多辊轧制机包括具有将润滑油供给辊间的润滑油供给装置的6辊冷轧制机或20辊森吉米尔式多辊冷轧制机。
16.轧制方法，它是包括轧制机、在该轧制机的输出侧除去带材表面液体的带材刮液装置的轧制设备的轧制方法，其特征在于，将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材的上下，将流体供给于在辊圆周方向设置的至少两个该空气轴承的流体流路，通过将该刮液辊压紧在该带材上一边除去带材表面的液体一边进行轧制，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
17.轧制方法，它是包括轧制机、在该轧制机的输出侧除去带材表面液体的带材刮液装置的轧制设备的轧制方法，其特征在于，由粗除去用刮液辊除去带材表面的液体的大部分，在其后游侧将由空气轴承支承的刮液辊分别配置在带材之上下，将流体供给在辊圆周方向设置的至少两个该空气轴承的流体流路，用来自两方向的空气压支承刮液辊，通过将该空气轴承支承的刮液辊压紧在该带材上一边除去带材表面的由上述粗除去用刮液辊未除尽的液体一边进行压制，在该空气轴承支承的刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口。
18.带材刮液装置，设有除去带材表面的液体的刮液辊、支承该刮液辊的空气轴承，在该刮液辊轴心的输入侧和输出侧分别至少设有一个前述空气轴承的流体喷出口，并且上述喷出口设置在辊的圆周方向。
19.如权利要求18所述的带材刮液装置，其特征在于，以其喷出方向成为朝向该刮液辊轴心的方向的方式配置上述喷出口。
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