JP2003200009A - 冷間圧延油の濾過助剤及びその濾過方法 - Google Patents
冷間圧延油の濾過助剤及びその濾過方法Info
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Abstract
子の濾過を行うことができ、フィルタサイクルが長く、
フィルタの目詰まりを起こしにくく、フィルタサイクル
の終わった濾紙を取り出すときの粉塵が殆ど発生せず
に、作業環境の向上が期待できる冷間圧延油の濾過助剤
およびその濾過方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 濾紙22の上に濾過助剤のコート層を形
成し加圧濾過を行う冷間圧延油の濾過工程に使用される
濾過助剤24において、前記濾過助剤は、繊維状粉体2
4fと、活性白土24hとにより構成した。
Description
どの金属板を冷間圧延する際に使用される冷間圧延油の
濾過助剤及びその濾過方法に関する。
を冷間圧延する際は、圧延ロールと被圧延材の冷却と潤
滑を行うために鉱油を主成分とした冷間圧延油を使用し
ている。この冷間圧延油は、被圧延材の摩耗粉その他の
異物が混入してダーティオイルとして回収されてフィル
タ等で濾過して清浄なクリーンオイルに再生され循環し
て使用されている。
〜図7により説明する。図5(a)、(b)に示すよう
に、圧延油の濾過装置は、濾板40の上に濾紙42をは
さみ、その上に濾過助剤44のコート層46を形成しア
ルミニウム摩耗粉48等を含むダーティオイルの加圧濾
過を行う加圧式濾過機Fが用いられている。
4としては一般に、珪藻土と白土との混合物が用いられ
ている。この濾過助剤は、図7に示すように、珪藻土4
4Kが、例えば金平糖のように表面に凹凸を有してお
り、ミクロンオーダーの大きさのアルミニウム摩耗粉4
8や、その他の異物の粗粒子を、その表面の凹凸に物理
的に絡め取り除去している。一方、白土44Wは、球状
粒子で、珪藻土44Kで除去できないような金属摩耗粉
49やその他の異物の微粒子を除去している。
4として珪藻土44Kと白土44Wの混合物を用いて濾
過作業を行う場合、以下のような工程により行なってい
る。図6に示すように、ボディフィードタンク35内で
圧延油に珪藻土及び白土を所定の割合で混合し、懸濁さ
せた助剤懸濁油を所定量調合しておく。そして、ダーテ
ィオイルタンク33から送られるダーティオイル33d
oに前記のボディフィードタンク35内からの助剤懸濁
油35soを所定の割合で合流させ、所定の濾過流量と
なるように加圧して加圧フィルタ34を通過させ、被圧
延金属摩耗粉その他の異物粒子を表面に濾過助剤層の形
成されたコート層46および濾紙42(図5参照)によ
り、図7(a)に示すような状態で濾過する。
オイル34coは、一旦クリーンオイルタンク32に貯
留された後、再び圧延機に送られ、潤滑剤及びクーラン
ト(冷却剤)として使用されている。
(b)に示すように、濾紙上の濾過助剤層の厚みの増加
と、特に表面層にある白土粒子が被圧延金属粉やその他
の異物の微粒子を吸着することによる濾過助剤層の表面
の目詰まりとによって、所定の濾過流量を得るための差
圧が次第に高くなり、濾過助剤層の厚みが一定以上にな
る前に、フィルタサイクルの終わりとなってしまった。
汚れが非常にひどい場合は、送られた濾過助剤の処理量
では対応できず、目詰まりを起し濾過できなくなる。な
お、珪藻土と白土との混合物を用いた場合のフィルタサ
イクルは、例えば、アルミニウム板の圧延に使用し、濾
過流量4000l/minの条件下で行った場合、最大
約24時間と短い状態であった。
タサイクル毎に、フィルタサイクルの終了した濾紙42
の除去を行う必要があるが、濾板40から濾紙42を外
して、外へ取り出すとき、白土に被圧延金属摩耗粉その
他の異物の微粉が吸着したものの粉塵が舞い上がり、作
業環境が悪い状態となってしまった。また、濾過助剤の
比重が大きいことから使用量も大量となってしまった。
8(a)に示すように、繊維状粉体を濾過助剤としたも
のが提案されている。この繊維状粉体は、目詰まりを生
じにくく、かつ、金属磨耗粉や、その他の異物を絡め取
り適切な濾過を行い、また、フィルタの交換サイクル
は、前記構成のものと比較して約2倍となることや、さ
らに、比重が小さいために使用量を低減でき、交換作業
を行う場合に粉塵が発生しない等の優れた効果を奏する
ものであった。
粉体を用いる濾過助剤においては、前記した優れた効果
を有するものの、実際に使用して検証すると冷間圧延作
業で発生する金属磨耗粉等が微小粒子である場合に、図
8(b)に示すように、繊維状粉体のみで構成される濾
過助剤では微小粒子がすり抜けて濾過できない状態が発
生するため、さらなる改良が望まれていた。
の変化が、冷間圧延油中での金属摩耗粉等の微小粒子の
凝集や分散に影響することが分かっている。つまりは大
気中の湿度が高くなると、冷間圧延油に含まれる金属磨
耗粉等の微小粒子が、凝集して繊維状粉体により絡め取
ることができる状態となる場合があり、また、大気中の
湿度が低くなると、冷間圧延油に含まれる金属磨耗粉等
の微小粒子が、凝集せずに分散して繊維状粉体を通過し
てしまう状態となる場合があることが分かってきた。そ
のため、大気中の湿度に影響されない濾過助剤が望まれ
ていた。
微小粒子に対応する濾過材を混合することも考えられる
が、微小粒子を濾過する濾過材をただ入れるだけでは、
繊維状粉体との関係で、濾過性能、フィルタの交換サイ
クル、あるいは目詰まり等について判断することができ
ず、詳細な検討を踏まえた上でなければ使用することは
不可能である。
されたものであり、大気中の湿度に影響されることな
く、微小粒子の濾過を行うことができ、フィルタサイク
ルが長く、フィルタの目詰まりを起こしにくく、フィル
タサイクルの終わった濾紙を取り出すときの粉塵が殆ど
発生せずに、作業環境の向上が期待できる冷間圧延油の
濾過助剤およびその濾過方法を提供することを目的とす
る。
の濾過助剤は、以下のように構成した。すなわち、濾紙
の上に濾過助剤のコート層を形成し加圧濾過を行う冷間
圧延油の濾過工程に使用される濾過助剤において、前記
濾過助剤は、繊維状粉体と、活性白土とにより構成し
た。
は繊維状をしており、濾紙上に形成された繊維状助剤層
の深さ方向で、被圧延金属摩耗粉やその他の異物を助剤
層全体で均一に絡め取るように吸着・除去すると共に、
活性白土が微小粒子を吸着することで繊維状粉体に絡ま
る大きさになり、本来繊維状粉体が備える作用を発揮さ
せることができる。なお、冷間圧延油の濾過助剤は、前
記繊維状粉体が可燃性のもの、あるいは、セルロース繊
維状粉体である構成としてもよい。
維状粉体として、その大きさが50メッシュを90%通
過する寸法から500メッシュを90%通過する寸法を
有する構成とした。
助剤の繊維状粉体の大きさが、50メッシュを90%通
過する寸法を超える場合、濾過効果が低下し、被圧延金
属摩耗粉やその他の異物を吸着・除去できない。又、濾
過助剤の繊維状紛体の大きさが、500メッシュを90
%通過する寸法に満たない場合、濾過助剤層の目詰まり
速度、言い換えれば、経過時間に対する加圧フィルタの
差圧の上昇速度が高くなり、フィルタサイクルタイムが
短くなり、本発明の目的とするフィルタサイクルの延長
効果が十分に得られない
性白土が、15ないし55質量%含まれる構成とした。
このように構成することにより、濾過助剤は、活性白土
が15質量%未満であると、金属磨耗粉の微小粒子を効
率的に吸着できず、また、活性白土が55質量%を超え
る場合であると、その活性白土自体による目詰まりが発
生して濾過時間が低下する。
過助剤のコート層を形成し冷間圧延油に対して加圧濾過
を行う冷間圧延油の濾過方法において、前記濾過助剤と
して繊維状粉体と活性白土とが、冷間圧延油を収納して
いる混入タンクに混入され前記混入タンクから前記加圧
フィルタに送られる構成とした。
の繊維状粉体と活性白土とが混入タンクで冷間圧延油と
攪拌された状態で混入された後に加圧フィルタに送られ
るため、循環する金属磨耗粉等の冷間圧延油に含まれる
不純物を効率よく吸着して濾過する。
面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施の
形態に限定されるものではない。図1はアルミニウムの
圧延で使用する加圧フィルタの構成を示し、(a)は加
圧フィルタの加圧式濾過機を示す縦断面図、(b)は濾
紙部を模式的に示す部分拡大断面図、図2は冷間圧延油
の濾過助剤の構成を模式的に示す模式図、図3(a)、
(b)はそれぞれ本発明の冷間圧延油の濾過方法におけ
る準備工程と本工程とを示す系統図である。
ィルタ14(図3参照)の加圧式濾過機Fの構成は、濾
過助剤24に繊維状粉体としてのセルロース繊維状粉体
24f及び活性白土24hとを用いることが特徴で、そ
の他の構成は前記した従来の加圧式濾過機Fの構成と変
わらないので重複説明は省略する。この加圧式濾過機F
の濾板20に設置される濾紙22は、あらかじめ、濾過
助剤層26となるプレコート層(図示せず)が形成され
る。そして、濾過助剤24は、セルロース繊維状粉体2
4fと、活性白土24hとを所定の割合でプレコートタ
ンク15(図3参照)により混合して使用される。
は、50メッシュから500メッシュを90%通過する
ものであれば良く(平均長さでいうと10μmから50
μm程度)、ここでは100メッシュを90%通過する
大きさ(平均長さ35μm)を用いている。また、例え
ば、加圧フィルタ14が4000l/minの濾過流量
の場合は、圧延油1600(l)に対して、90kgの
セルロース繊維状粉体24fを、混合し懸濁させてい
る。なお、ここでは、セルロース繊維状粉体24f(繊
維状紛体)の大きさを特定する場合、乾式篩い分け法を
用いて特定している。
が、500メッシュを90%通過する寸法に満たない場
合、濾過助剤層26の目詰まり速度、言い換えれば、経
過時間に対する加圧フィルタの差圧の上昇速度が高くな
り、かつ、フィルタサイクルタイムが短くなり、フィル
タサイクルの延長効果が十分に得られない。また、50
メッシュを90%通過する寸法を超える場合は、適切に
金属磨耗粉を除去することができない。
ないし55質量%含まれる構成としている。なお、より
好ましい範囲としては20ないし50質量%である。こ
の活性白土が15質量%未満であると、金属磨耗粉の微
小粒子を効率的に吸着できず、また、活性白土が55質
量%を超える場合であると、その活性白土自体による目
詰まりが発生して濾過時間が低下する。
ンモリロナイト系粘土(モンモリロナイト、Al2O3
−SiO2−nH2O)を化学処理して生成されるもの
で、このモンモリロナイトを鉱酸(主として硫酸)で処
理し、アルミナ、鉄、マグネシウムの一部を溶出させ、
大きい比表面積と大きな吸着能を有する多孔質構造を持
っている。なお、この活性白土24hは、平均粒度分布
として、ここでは、0〜10μmの粒度のものは約20
質量%、10〜50μmの粒度のものは37質量%、5
0〜88μmの粒度のものは約35質量%、88μ以上
のものは9質量%を含んでいるものを一例として使用し
た。
延油)の濾過方法における一例の手順を以下に述べる。
なお、冷間圧延油としては、鉱油、アルコール及びエス
テルの混合物を用いている。
トタンク15に所定量のクリーンオイルと所定量のセル
ロース繊維状粉体24f(図1参照)と、活性白土24
hを投入し攪拌・混合してセルロース繊維状粉体24f
と活性白土24h(図1参照)の懸濁した濾過助剤懸濁
油を作成する。使用するセルロース繊維24fの大きさ
は、ここでは100メッシュを90%通過する大きさ
(平均長さ35μm)を用いた。
45質量%を使用した。そして、例えば、加圧式濾過機
Fを備える加圧フィルタ14が4000(l/min)
の濾過流量の場合は、圧延油(クリーンオイル)160
0(l)に対して、90kgのセルロース繊維状粉体2
4fと、75kgの活性白土24hを、各々混合し懸濁
させ使用する。
土25kgとをクリーンオイル1000(l)と一緒に
プレコートタンク15に投入し、攪拌して濾過助剤懸濁
油を作成する。
オイルタンク13からの圧延油4000(l)に対して
濾過助剤懸濁油を20(l)(言い換えれば、セルロー
ス0.9kg,活性白土 0.5kg)を添加して加圧
フィルタ14に通過させ、加圧フィルタ14の濾紙22
の上にセルロースと活性白土からなる濾過助剤層26と
してのプレコート層を形成する。
結果として、濾紙22の上に1.5kg/m2のプレコ
ート層を形成する。なお、ここでは、濾盤(濾紙)面積
23m2として計算すると、約25分でプレコートタン
クはクリーンオイル500(l)、セルロース22.5
kg及び活性白土12.5kgを消費することになる。
(l)、セルロース45kg,活性白土50kgをプレ
コートタンクに追加添加する(ここでプレコートタンク
は、圧延油1000(l)、セルロース67.5(k
g)、活性白土62.5(kg)を含むことになる)。
ティオイルタンク13から例えば4000(l/mi
n)の流量で、ダーティオイルを取り出し、ダーティオ
イル4000(l)に対して濾過助剤懸濁油を0.4
(l)(言い換えれば濾過助剤0.052kg)の割合
で添加して加圧フィルタに供給する。なお、ここでは、
濾過助剤懸濁油を一定の割合で添加しているが、濾過助
剤懸濁油の供給量は固定ではなく、圧延状況により変え
ても構わない。
ット状に絡み合ったセルロース繊維の層にアルミニウム
摩耗粉等の異物の素粒子及び微粒子が絡め取られるよう
に吸着され、濾過された冷間圧延油が濾紙22を通過し
て加圧フィルタ14から排出されクリーンオイルタンク
12に一旦貯留される。そして、加圧フィルタにおける
差圧は濾過助剤層26の厚みに従って徐々に上昇する。
しかし、差圧の上昇速度は従来の場合(珪藻土と白土の
混合物を濾過助剤として用いた場合)の1/2〜1/3
と低い。
タ14の濾板20(図1参照)を外して、濾過助剤層2
6に微小粒子なアルミニウム摩耗粉28やその他の異物
が吸着された濾紙を外へ取り出し、新しい濾紙22を繰
り出して、次のフィルタサイクルに入る。なお、ここで
は、混合タンクとしてプレコートタンク15のみを使用
する構成として説明したが、さらに、プレコートタンク
15のラインに併設してボディフィードタンクを設け、
プレコートタンクおよびボディフィードタンクを使い分
けて使用する構成としても構わない。
お、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
冷間圧延油として油中水分量が低下し、微細磨耗粉の増
加により濾過性が低下したときに、加圧式濾過機(図
1、図3の参照)の濾過助剤(活性白土と繊維状粉体)
として活性白土を濾過助剤全体の投入量に対して、表1
に示すように、0、10、15、20、25、30、4
0、45、50、55、60質量%のそれぞれを添加し
たときの濾過後の圧延油の透明度を表す透過度の平均値
と、フィルタ交換を行うまでの濾過時間とについて、表
2に示す珪藻土55質量%、白土45質量%使用時(条
件2)のものと、さらに、表3に示すセルロース繊維状
粉体のみを用いたものとを比較した。また、表1の条件
において、油中水分量が50ppmの状態であり、ま
た、表3の条件3において、油中水分量が150ppm
の状態である。
過度を示すグラフを図4(a)に、活性白土の添加量と
時間との関係を図4(b)に示している。
表1の条件1の場合で活性白土を0のときでは、表2の
条件2の場合と比較して、透過度や濾過時間が低下し、
濾過性能が低下した。しかし、表1に示すように、活性
白土を20質量%以上添加することにより、濾過性能の
低下を防止して条件2と同等あるいはそれ以上の透過度
を確保し、条件3と同等あるいはそれ以上の濾過時間を
確保できた。
と透過度は良好であるが、活性白土による目詰まりによ
り濾過時間が低下するため、条件3と同等の濾過時間を
保つためには、55質量%あるいは50質量%以内の活
性白土の添加が好ましい範囲となる。
状粉体は、条件2の場合と比較すると、濾過時間の増大
が可能となるが、冷間圧延油の微細な磨耗粉の増加によ
り透過度や濾過時間が低下することが分かっている。ま
た、大気中の湿度が少なくなると冷間圧延油中の水分が
減少して、今まで冷間圧延油内で凝集していたアルミニ
ウム磨耗粉が分散してセルロース繊維状粉体を通過して
しまうことが分かっている。表3の条件では、油中水分
量が150ppmでは、表1の白土が0の場合と比較す
ると、透過度及び濾過時間について、油中水分量が多い
状態であると濾過性能に優れていることが分かる。
示すように、油中水分量に影響されず透過度と濾過時間
を確保するためには、活性白土をセルロース繊維状粉体
に併せて濾過助剤とすることで、大気中の湿度に影響さ
れることなく、かつ、冷間圧延油の磨耗粉の粒子の大き
さに影響されることなく、濾過作業を効率よく、かつ、
長時間行うことが可能となる。
濾過方法は、以下のような優れた効果を奏するものであ
る。 (1)冷間圧延油の濾過助剤は、繊維状粉体が被圧延金
属摩耗粉やその他の異物を助剤層全体で均一に絡め取る
ように吸着・除去すると共に、活性白土が微小粉末を吸
着することで繊維状粉体に絡まる大きさとなり、本来繊
維状粉体が備える作用を発揮させることができるため、
濾過時間の経過に伴う差圧の上昇速度は低く、また、大
気中の湿度の状態に影響されることなく、金属磨耗粉等
の微小粒子についても確実に除去して濾過することが可
能となる。
体により金属磨耗粉等を絡め取っているため、フィルタ
サイクル終了後の濾紙の濾板からの取り外し、外部への
取り出し作業時に粉塵が殆ど発生せず、作業環境が悪化
することがない。
状粉体が可燃性のものや、また、セルロース繊維状粉体
としているため、取り扱いが容易となる。
体の大きさが、50メッシュを90%通過する寸法を超
える場合、濾過効果が低下し、被圧延金属摩耗粉やその
他の異物を吸着・除去できない。又、濾過助剤の繊維状
紛体の大きさが、500メッシュを90%通過する寸法
に満たない場合、濾過助剤層の目詰まり速度、言い換え
れば、経過時間に対する加圧フィルタの差圧の上昇速度
が高くなり、フィルタサイクルタイムが短くなり、本発
明の目的とするフィルタサイクルの延長効果が十分に得
られない。
白土が、15ないし55質量%含まれる構成としている
ため、透過度を維持した状態で濾過時間を長くして、フ
ィルタの作業サイクルを長くすることが可能となり、フ
ィルタの取替え作業に対する負担を軽減することができ
ると共に、圧延機を停止させる機会を減少させることで
圧延作業の効率を向上することができる。
剤の繊維状粉体と活性白土とが混入タンクで冷間圧延油
と攪拌された状態で混入された後に加圧フィルタに送ら
れるため、循環する金属磨耗粉等の冷間圧延油に含まれ
る不純物を効率よく吸着して濾過することが可能とな
り、大気中の湿度や、冷間圧延油の汚れ度合いに影響さ
れることなく、濾過作業を行うことができる。
する加圧フィルタの構成を示し、(a)は加圧フィルタ
の加圧式濾過機を示す縦断面図、(b)は濾紙部を模式
的に示す部分拡大断面図である。
模式的に示す模式図である。
油の濾過方法における準備工程と本工程とを示す系統図
である。
ルロース繊維状粉体と活性白土の混合比における透過度
と濾過時間を示すグラフ図である。
ィルタの構成を示し、(a)は縦断面図、(b)は濾紙
部を模式的に示す部分拡大断面図である。
ある。
過助剤として用いたときの通常の濾過状況を示す模式
図、(b)は従来の珪藻土と白土との混合物を濾過助剤
として用いたときの濾過助剤層が目詰まりを起こした状
況を示す模式図である。
セルロース繊維状粉体を使用した状態を模式的に示す模
式図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 濾紙の上に濾過助剤のコート層を形成し
加圧濾過を行う冷間圧延油の濾過工程に使用される濾過
助剤において、 前記濾過助剤は、繊維状粉体と、活性白土とにより構成
されることを特徴とした冷間圧延油の濾過助剤。 - 【請求項2】 前記繊維状粉体が可燃性のものであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の冷間圧延油の濾過助
剤。 - 【請求項3】 前記繊維状紛体がセルロース繊維状粉体
であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
冷間圧延油の濾過助剤。 - 【請求項4】 前記繊維状粉体は、その大きさが50メ
ッシュを90%通過する寸法から500メッシュを90
%通過する寸法である請求項1ないし請求項3のいずれ
か1項に記載の冷間圧延油の濾過助剤。 - 【請求項5】 前記活性白土は、その濾過助剤中におい
て15ないし55質量%含まれていることを特徴とする
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の冷間圧
延油の濾過助剤。 - 【請求項6】 加圧フィルタにおいて濾紙の上に濾過助
剤のコート層を形成し冷間圧延油に対して加圧濾過を行
う冷間圧延油の濾過方法において、 前記濾過助剤として繊維状粉体と活性白土とが、冷間圧
延油を収納している混入タンクに混入され、前記混入タ
ンクから前記加圧フィルタに送られることを特徴とする
冷間圧延油の濾過方法。
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