JP2003088911A - 冷間圧延設備用液切り装置および液切り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属帯を圧延する冷間圧延機の出側にセンサ
を配設した冷間圧延設備において、該センサでの測定の
ために前記金属帯表面に滞留した液体の液切りを行う冷
間圧延設備用液切り方法と装置に関する。 【解決手段】 前記の冷間圧延機出側とセンサ入側間に
おいて、前記金属帯の一方の幅方向端部側から前記金属
帯上面における前記センサの測定位置となる領域に向け
て液体を噴射する工程と、該液体を噴射する位置よりも
下流側で、かつ、前記センサの上流側において、前記金
属帯上面における前記センサの測定位置となる領域に向
けて気体を噴射する工程と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷延鋼帯等の金属帯
の冷間圧延設備において、圧延の際に、圧延中のロール
や金属帯の冷却および潤滑等のために供される液体（ク
ーラントとも言う）を、冷間圧延機出側で液切りする装
置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、金属帯、特に、鋼帯の冷間圧延
においては、クーラントを圧延作業ロール（ワークロー
ル）や、そのワークロールを支持する補助ロール（バッ
クアップロール）に噴射し、冷却と潤滑を行いながら圧
延が行われる。クーラントは、被圧延材である金属帯や
ロールを冷却し、圧延時の潤滑を行うのみではなく、金
属帯とロールとの融着を防止し、また、磨耗を防止する
ものである。

【０００３】特に、冷却に関しては、圧延速度の高速
化、圧延圧下率の増大に伴い、加工発熱が大きくなる傾
向にあり、近年では、圧延機のロール部分だけではな
く、被圧延材、すなわち、金属帯そのものにもクーラン
トを噴射して冷却することが行われている。また、近
年、圧延する金属帯の寸法・形状等の高精度化が要求さ
れ、その品質管理用、あるいは、圧延制御用として圧延
機前後に各種のセンサが設置されるようになってきてお
り、センサの重要度は極めて高くなってきている。ここ
で、センサとしては、例えば、板厚計、板速計、板幅
計、形状測定装置等をあげることができる。

【０００４】これらのセンサは、測定する金属帯の上面
にクーラントが滞留していると、そのクーラントも同時
に測定してしまう等して、大きな測定誤差や測定変動の
要因となる。また、最悪の場合には、測定不能となって
しまう。そのため、クーラントを噴射する圧延機の出側
（下流側）で、かつ、センサの入側（上流側）において
滞留したクーラントを除去する液切りを行うことが必要
となる。

【０００５】図２に、従来の冷間圧延設備用液切り装置
の代表的な構成を模式的に示す。金属帯１を圧延する冷
間圧延機２には、ロールクーラントスプレー９からクー
ラントが噴射され、噴射されたクーラント10は、圧延ロ
ール2a、2bから金属帯１に落下して金属帯１表面（上
面）に滞留することになる。なお、金属帯の裏面側で
は、噴射されたクーラントは重力作用で自然落下する。

【０００６】金属帯１の表面に滞留したクーラント10
は、下流の液切りロール７で液切りされ、表面から除去
される。液切りロール７は、液切りロール昇降シリンダ
８の作用で、金属帯1 表面に密着するように制御されて
いる。また、センサ５の入側（上流側）にはブローノズ
ル４を設け、その気体噴射流12によって、さらに液切り
が行われる。

【０００７】なお、以下では、説明を簡単にするため、
センサ５の代表例として板厚計を例示して説明する。と
ころで、図２においては、液切りロール７とブローノズ
ル４を並置した例を説明したが、そのように２段階構成
とはせず、いずれか一方のみを設置して液切りを行う場
合もある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液切りには、以下のような問題があった。まず、液切り
ロールに代表されるように、物理的にワイピング手段を
金属帯表面に接触させて液切りを行う方法は、金属帯表
面に擦り疵を発生させることがあり、また、設置のため
の設備費用が高くつき、さらに、ロール交換等のメンテ
ナンス費が高いという問題がある。また、ロール交換等
のメンテナンス時に生産設備を停止させる必要から、設
備の稼働率を低下させる要因ともなる。

【０００９】一方、液切りロールを設置せずに、センサ
の上流側に配設したブローノズルのみを用いて液切りを
行うことも考えられるが、高速圧延が行われ大量のクー
ラントが残存する場合は、ブローノズルで噴射する気体
流量も膨大なものとする必要があり、大型コンプレッサ
の設置のための費用が高くなり、また、設置後のランニ
ングコスト（コンプレッサ駆動電力、メンテナンス費用
等）も大きくなるという問題がある。

【００１０】本発明は、上記の課題を解決し、簡便な設
備で有効にクーラントの液切りを可能とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の液切り
装置および液切り方法によって上記課題を解決したので
ある。 金属帯を圧延する冷間圧延機の出側にセンサを配設
した冷間圧延設備において、該センサでの測定のために
前記金属帯表面に滞留した液体の液切りを行う冷間圧延
設備用液切り装置であって、前記の冷間圧延機出側とセ
ンサ入側間に配設してなり、前記金属帯の一方の幅方向
端部側から前記金属帯上面における前記センサの測定位
置となる領域に向けて液体を噴射する側面液体スプレー
と、該側面液体スプレーの下流側で、かつ、前記センサ
の上流側に配設してなり、前記金属帯上面における前記
センサの測定位置となる領域に向けて気体を噴射するブ
ローノズルと、を有してなることを特徴とする冷間圧延
設備用液切り装置。

【００１２】 前記側面液体スプレーの噴射方向を、
前記金属帯の進行方向に対向する方向に対して 30°〜
90°として配設することを特徴とする上記に記載の
冷間圧延設備用液切り装置。 金属帯を圧延する冷間圧延機の出側にセンサを配設
した冷間圧延設備において、該センサでの測定のために
前記金属帯表面に滞留した液体の液切りを行う冷間圧延
設備用液切り方法であって、前記の冷間圧延機出側とセ
ンサ入側間において、前記金属帯の一方の幅方向端部側
から前記金属帯上面における前記センサの測定位置とな
る領域に向けて液体を噴射する工程と、該液体を噴射す
る位置よりも下流側で、かつ、前記センサの上流側にお
いて、前記金属帯上面における前記センサの測定位置と
なる領域に向けて気体を噴射する工程と、を有すること
を特徴とする冷間圧延設備用液切り方法。

【００１３】 前記液体を噴射する方向を、前記金属
帯の進行方向に対向する方向に対して 30°〜 90°と
することを特徴とする上記に記載の冷間圧延設備用液
切り方法。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明者らは、冷間圧延設備にお
ける冷間圧延機の直後に設置された板厚計（センサ）で
のクーラントの液切りを有効かつ簡便に実現することを
目的として鋭意調査研究を行い、以下の知見を得た。 (1) 高速で搬送される金属帯上面に滞留したクーラント
（液体）を有効に除去するには、気体の噴射よりも液体
の噴射のほうが効率的かつ有利である。

【００１５】(2) 噴射する液体としては、特に制約はな
いが、 クーラント、水等が噴射後の液体の後処理の関係
から好ましい。 特に、 圧延機で利用されているクーラン
トそのものを利用すれば、設備をきわめて簡便に構成す
ることができるため好ましい。 (3) クーラントは、圧延機へ噴射した後に、金属帯の上
面に落下した直後では、金属帯の搬送に随伴する速度も
あまり速くない。その後、金属帯の搬送に随伴してクー
ラントの移動速度も速くなる。そして、クーラントの移
動速度が速いと、除去のための運動エネルギーも大きく
する必要があり、除去が困難になる。従って、可能な限
りすみやかに除去することが望ましく、クーラントが金
属帯上面へ落下した直後に、金属帯の幅方向側面からク
ーラントを噴射して除去することを好適とする。

【００１６】以上の知見に基づき、本発明者らは、従来
適用されていた接触式の液切りロールに替えて、クーラ
ント噴射スプレーを適用し、噴射した液体、 より好まし
くはクーラントで金属帯上面の残留クーラントを除去す
ることに想到したのである。ここで、クーラント等の液
体を用いて除去を行うことから、必然的に金属帯の表面
からクーラント等の液体を完全に除去することはできな
い。すなわち、クーラント等の液体が、金属帯上面に滞
留したままであり、センサでの測定に支障をきたす。た
だし、金属帯上面に滞留するクーラントの量は、クーラ
ントを噴射する前に比べ大幅に低減することから、残余
のクーラント等の液体の除去は、センサ上流側に従来か
ら設置しているブローノズルでの気体噴射によって簡単
に行うことができ、その気体流量も、液切りロール適用
時の流量とほぼ同等以下とすることができる。

【００１７】なお、使用する気体の種類については、 特
に制約はないが、 工業的には、安価なエア（空気）を使
用することが好ましい。 図１（ａ）は、本発明の冷間圧延設備用液切り装置の構
成を模式的に示す側面図である。なお、ここでは、噴射
する液体としてクーラント、 噴射する気体としてエア
（空気）を用いた場合について説明する。 また、図２に
おいて既に説明した部材と同一部材には同一の番号を付
し、ここでの説明を省略する。

【００１８】本発明の冷間圧延設備用液切り装置は、図
１（ａ）に示すように、冷間圧延機２直後に設置した側
面クーラントスプレー（側面液体スプレー）３でクーラ
ント（液体）を噴射することで第１段階の液切りを行
い、次に、板厚計５の上流側に設置のブローノズル４で
第２段階の液切りを行うことで、板厚計５の測定に支障
ないレベルまで残留クーラントを除去するものである。

【００１９】本発明に適用する側面クーラントスプレー
３について、さらに説明する。側面クーラントスプレー
３の設置位置、すなわち、クーラントの噴射位置は、金
属帯の形状や搬送速度、クーラントの粘度等にも依存す
ることになる。ここで、本発明者らが詳細な実験を繰り
返し、種々の圧延機についてのクーラントの落下する位
置等も含めて検討した結果、 冷間圧延機２の圧延機中心
（ミルセンタ）から下流側に５ｍ以内とすることが実用
上好適であることを究明することができた。更に好適に
は、３ｍ以内とすることが好ましい。

【００２０】クーラントは、金属帯の幅方向端部側から
斜めに噴射することが好ましく、側面クーラントスプレ
ー３は、図１（ｂ）に示すように、金属帯１のいずれか
一方の側の幅方向端部位置に設置する。そして、金属帯
１上面の残留クーラントを除去したい領域、すなわち、
第１段階の液切り部の方向にクーラント噴射流11を向け
て噴射を行う。このようにして液切りを行うことから、
液切りを行った部分の残留クーラントは大幅に減少し、
更に下流側での気体噴射流12での液切りによって、第２
段階の液切り部14での残留クーラントはほぼ完全に除去
され、板厚計５での測定に全く支障のないレベルとする
ことができる。ここで、一般に図示のように、板厚計５
は、金属帯の幅方向全長を測定するものではなく、その
測定点は限られた一部のみである。例えば、図示の場合
では、 板厚計５の測定点は金属帯幅方向のほぼ中央部で
あることから、上流側の対応する中央部領域の残留クー
ラントを除去するようにしておけば十分である。ただ
し、幅方向の全長に渡っての測定、あるいは、複数箇所
での測定が必要であるセンサ、例えば、 形状検出器等に
対しては、その所要領域部の液切りを行うようにすれば
よい。

【００２１】金属帯の幅方向端部位置から噴射するクー
ラント噴射流11の方向は、金属帯進行方向に対向する方
向に対し、30°〜 90°の範囲とすることを好適とす
る。この範囲内であれば、少量のクーラント噴射量で、
第１段階の液切り部13での残留クーラントを十分に除去
することができ、第２段階の液切り部14での液切りに必
要な気体流量も従来の液切りロール適用の場合とほぼ同
等以下とすることができ、莫大な流量の気体を必要とし
ない。なお、図１（ｂ）では、側面クーラント噴射方向
15を 90°とした場合を例示している。

【００２２】ところで、以上では、冷間圧延機出側に側
面クーラントスプレーを設置する例について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、タンデム
に設けた冷間圧延機のスタンド間に側面クーラントスプ
レーを設置して、圧延途中における金属帯上面の残留ク
ーラントを除去するようにしてもよい。

【００２３】

【実施例】図１で説明した本発明の構成の液切り装置の
効果を、噴射する液体を冷間圧延機で利用されているク
ーラントそのもの、 噴射する気体をエア、として検証し
た。その検証結果を図３に示す。図３は、冷間圧延機の
下流側に設置した板厚計の板厚測定チャートを示してい
る。図３においては、 まず、比較例として側面クーラン
トスプレー（側面液体スプレー）をＯＦＦにした場合の
板厚測定チャートを示し、次に、 本発明例として側面ク
ーラントスプレーをＯＮにした場合の板厚測定チャート
を示している。なお、側面クーラントスプレーの噴射圧
（すなわち、吐出圧力）は 0.3ＭPaとした。また、板厚
計上流に設置したブローノズルでの気体噴射量は、液切
りロール設置時のレベルと同等としている。

【００２４】図３から明らかなように、比較例では残留
クーラントの影響で測定変動が大きくなり、正確な測定
ができなかったが、本発明例では、残留クーラントが除
去されて十分な精度で測定することが可能となってい
る。この本発明例の測定レベルは、従来の液切りロール
を適用した例と全く遜色のないレベルであり、むしろ、
更に改善されていると言ってもよい。

【００２５】本発明の適用で、高コストの液切りロール
に替えて、簡便かつ低コストの側面クーラントスプレー
を設置することで、従来と同等以上の十分に効果的な液
切りが実現できるようになった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によって、設備費が高価で、か
つ、維持費のかかる液切りロールを不要とすることがで
き、冷間圧延設備における生産効率の大幅な向上を実現
することができた。さらに、本発明では、非接触での液
切りが可能であることから、金属帯表面に発生する疵の
低減に対しても大いに効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷間圧延設備用液切り装置の構成を模
式的に示す側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

【図２】従来の冷間圧延設備用液切り装置の構成を模式
的に示す側面図である。

【図３】従来例と本発明例の効果の差を比較して示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 金属帯（冷延鋼帯） ２ 冷間圧延機 2a バックアップロール 2b ワークロール ３ 側面クーラントスプレー（側面液体スプレー） ４ ブローノズル ５ センサ（板厚計） ７ 液切りロール ８ 液切りロール昇降シリンダ ９ ロールクーラントスプレー 10 （圧延ロールから落下した）クーラント、液体 11 クーラント噴射流（液体噴射流） 12 気体噴射流 13 （クーラント噴射流による）第１段階の液切り部 14 （気体噴射流による）第２段階の液切り部 15 側面クーラントスプレーの噴射方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 宏幸 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 小堀 敏之 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属帯を圧延する冷間圧延機の出側にセ
   ンサを配設した冷間圧延設備において、該センサでの測
   定のために前記金属帯表面に滞留した液体の液切りを行
   う冷間圧延設備用液切り装置であって、前記の冷間圧延
   機出側とセンサ入側間に配設してなり、前記金属帯の一
   方の幅方向端部側から前記金属帯上面における前記セン
   サの測定位置となる領域に向けて液体を噴射する側面液
   体スプレーと、該側面液体スプレーの下流側で、かつ、
   前記センサの上流側に配設してなり、前記金属帯上面に
   おける前記センサの測定位置となる領域に向けて気体を
   噴射するブローノズルと、を有してなることを特徴とす
   る冷間圧延設備用液切り装置。
2. 【請求項２】 前記側面液体スプレーの噴射方向を、前
   記金属帯の進行方向に対向する方向に対して 30°〜
   90°として配設することを特徴とする請求項１に記載の
   冷間圧延設備用液切り装置。
3. 【請求項３】 金属帯を圧延する冷間圧延機の出側にセ
   ンサを配設した冷間圧延設備において、該センサでの測
   定のために前記金属帯表面に滞留した液体の液切りを行
   う冷間圧延設備用液切り方法であって、前記の冷間圧延
   機出側とセンサ入側間において、前記金属帯の一方の幅
   方向端部側から前記金属帯上面における前記センサの測
   定位置となる領域に向けて液体を噴射する工程と、該液
   体を噴射する位置よりも下流側で、かつ、前記センサの
   上流側において、前記金属帯上面における前記センサの
   測定位置となる領域に向けて気体を噴射する工程と、を
   有することを特徴とする冷間圧延設備用液切り方法。
4. 【請求項４】 前記液体を噴射する方向を、前記金属帯
   の進行方向に対向する方向に対して 30°〜 90°とす
   ることを特徴とする請求項３に記載の冷間圧延設備用液
   切り方法。