JP2006272339A

JP2006272339A - 圧延ロールの冷却方法及び装置

Info

Publication number: JP2006272339A
Application number: JP2005090319A
Authority: JP
Inventors: Koujiyu Seto; 香樹瀬戸
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】圧延機を圧延する圧延ロールに冷却水を噴射する冷却スプレーに冷却水を供給するポンプが圧延機に圧延材がないときはポンプの省エネルギーのため低速運転を行う方法において、低速運転時間を従来よりも長くしてポンプ省エネルギーをより向上させる。
【解決手段】ポンプが低速運転に切換わるとき、ポンプより冷却スプレーに至る配管に設けられる圧力調整弁を絞って一定の開度に固定し、高速運転に切換わるときのオーバーシュートを小さくして短時間で収まるようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧延機の圧延ロールに冷却水を吹付けて圧延ロールを冷却する方法及び装置に関し、ことに冷却水を供給するポンプの省エネルギー運転を可能とする冷却方法及び装置に関する。

図１は、従来の冷却装置について例示するもので、各スタンドのワークロール１の入側及び出側には、ロール冷却スプレー２が配置され、モータ３により回転駆動されるポンプ４により冷却水が配管５を通してロール冷却スプレー２に供給され、該スプレー２よりワークロール１に噴射されて該ロール１の冷却を行うようになっている。

スプレー２に供給される冷却水の圧力を上位計算機６で設定された設定圧力に維持するためにスプレー２とポンプ４との間の配管５には圧力センサー７と圧力調整弁８が配置され、計装制御装置９が圧力センサー７によって検出された冷却水の圧力によって、該圧力が上位計算機６の設定圧力と一致するように圧力調整弁８をフィードバック制御するようにしている。

モータ３に電力を供給するＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）装置１１は供給電源１２の周波数を変えることでポンプ４の回転数を調整可能にしている。そしてプラントコントローラー１３が上記上位計算機６からの鋼種情報及び外部からの通板速度、板厚、圧下率、圧延機への通板の有無等の通板情報を得てＶＶＶＦ装置１１にポンプ回転数を指令するようにしている。

ポンプは、スタンドに圧延材が無い時は、圧延ロールの受ける熱負荷が低下することから省エネルギー効果を得るため冷却効果を確保できる程度、すなわち冷却水の噴射圧力がロール表面の沸騰膜を突破できる程度に低速運転されている。従来はスタンドに圧延材がないときも計装制御が継続されているため、低速運転で冷却水の圧力が低下すると、図２に示すように弁開度が全開となっていた。この状態でポンプを低速運転から高速運転に切換えると、図示されるように、冷却水の噴射の圧力が設定圧力から異常に上昇するオーバーシュートを起こす。この状態では圧延ロールを過冷却して圧延材の品質に悪影響を及ぼすことから、一定時間経過しオーバーシュートが収まるまでは圧延材を圧延機に挿入することができない。そこで従来は、図３に示すように圧延材１５がＦ_１スタンドからＦ_７スタンドまで７段のスタンドよりなる仕上圧延機１０のＦ_１スタンドに入るまでにオーバーシュートが収まっているように、ポンプの低速から高速運転への切換を圧延材がＦ_１スタンドに入る手前の粗圧延機の最終スタンドＲ_３に入ったタイミングに設定していた。

本発明は、ポンプの低速運転区間を従来よりも拡げてポンプの省エネルギー化を図らんとするものである。

請求項１に係わる発明は、圧延機の圧延ロールに冷却スプレーより冷却水を噴射し、圧延ロールを冷却する冷却方法において、冷却スプレーに供給される冷却水の圧力を検出し、検出した圧力が鋼種ごとに決められた設定圧となるように制御手段が圧力調整弁をフィードバック制御する一方、冷却スプレーに冷却水を供給するポンプが圧延機に圧延材がないときは低速運転を行う冷却方法であって、上記ポンプが低速運転を行うときは、上記制御手段が圧力調整弁の開度を一定に固定することを特徴とし、
請求項２に係わる発明は、圧延機の圧延ロールに冷却水を噴射する冷却スプレーと、該冷却スプレーに冷却水を供給するポンプと、該ポンプの運転を少なくとも圧延機に圧延材がない低速運転と圧延時の高速運転の二段階に切換える切換手段と、上記ポンプから冷却用スプレーに至る配管中に配置される圧力センサー及び圧力調整弁と、圧力センサーが検出した圧力が鋼種ごとに決められた設定圧となるように圧力調整弁をフィードバック制御する制御手段とを有する冷却装置において、上記ポンプが低速運転するとき、上記制御手段が上記切換手段からの出力により圧力調整弁を一定の開度に固定することを特徴とする。

本発明によると、ポンプが低速運転中は、圧力調整弁の開度が一定に絞られて固定され、従来のように全開でないため、ポンプが低速運転から高速運転に切換ったときには、弁全開時のような設定圧から異常に上昇する圧力上昇がなく、このためオーバーシュートが軽減され、オーバーシュートも短時間で収まる。したがってオーバーシュートを考慮して低速から高速運転への切換を従来よりも遅らせることができ、その分、ポンプの低速運転時間を長くすることができ、省エネルギーを図ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面により説明する。
図４は、本発明に係わる冷却装置について示すもので、図中、図１に示す装置と同一構造部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

プラントコントローラー１３は切換手段を構成し、上述するように供給電源１２の周波数を変えることでポンプ４を低速運転から高速運転まで無段階に調整できるようにしている。

図３に示す粗圧延機の最終スタンドＲ_３と仕上圧延機１０のＦ_１スタンドとの間及びＦ_７スタンドの出側には、圧延材の有無を検出するセンサー１６及び１７が配置してあり、センサー１６が圧延材を検出しているときは、ポンプ４が高速運転され、センサー１６及び１７が共に圧延材を検出しなくなると、低速運転に切換えられるようにしてある。ポンプ４の高速運転から低速運転への切換えは、センサー１６が圧延材を検出しなくなったときに起動するタイマーを設け、起動後、設定時間が経過したときに、タイマーからの出力により行われるようにしてもよい。

ポンプ４が高速運転から低速運転に切換るのに伴って、すなわちセンサー１６及び１７或いはタイマーからの出力によりプラントコントローラー１３は制御手段を構成する計装制御装置９に出力し、圧延センサー７で検出した圧力の如何にかかわらず、圧力調整弁８の開度を全開時の例えば６０〜７０％となる一定開度に固定する。図５は仕上圧延機１０のＦ_１〜Ｆ₇スタンドに圧延材があるときと、ないときのポンプ４の回転数と、スプレー４から噴射される冷却水の噴射圧力を示すもので、ポンプ４は圧延材１５がＦ_７スタンドを出てセンサー１７が圧延材１５を検出しなくなったとき低速逆転に切換わり、センサー１６が圧延材を検出すると、高速運転に切換わるようになっている。そして低速運転への切換えにより、冷却水の噴射圧力が低下し、高速運転に切換わると、噴射圧力も上昇するが、低速運転中は上昇するように圧力調整弁８の開度が絞られて一定に保たれているため、オーバーシュートが図２に示す全開時のように異常に上昇することはなく、僅かなものとなっており、圧延材がＦ_１スタンドに入るまでには収まっている。

図５の下段は、従来例を示すもので、圧延材がＦ_７スタンドを出たときに低速運転に切換わるのは、本実施形態と同様であるが、高速運転への切換わりは、圧延材が粗圧延機の最終スタンドＲ_３に入ったときに行われる。図５から明らかであるように、本実施形態は従来例に比べ、オーバーシュートが小さく、ごく短時間で終わるため、低速から高速運転への切換わりを遅くすることができ、低速運転時間を長くして省エネルギー化を図ることができる。

実施例１
特殊鋼を図３に示す仕上圧延機１０に通して圧延したときのロール冷却スプレー２に冷却水を供給するポンプの高速運転時と低速運転時の回転数はそれぞれ６０Ｈｚ（１００％）で駆動したときの９７．１％及び４０．０％である。この場合、高速運転を低速運転に変えることで得られるポンプ駆動用モータの省電力は高速運転時の８５．１％で２６１３ｋＷである。また、月間での低速運転時間は従来の２．４時間に比べ３．６時間増加する。よって省エネ電力量は２６１３ｋＷ×３．６ｈ／月＝９４０６ｋＷｈ／月となる。

実施例２
Ｎｉ系ステンレス鋼を圧延したときのポンプの高速運転時と低速運転時の回転数はそれぞれ６０Ｈｚで駆動したときの９０％及び４０％である。この場合、高速運転を低速運転に変えることで得られるポンプ駆動用モータの省エネ電力は高速運転時の６６．５％で２０４０ｋＷである。また月間での低速運転時間は、従来の１０．４時間にくらべ１６．３時間増加した。よって省エネ電力量は２０４０ｋＷ×１６．３ｈ／月＝３３２５２ｋＷｈ／月となる。

実施例３
Ｃｒ系ステンレス鋼を圧延したときのポンプの高速運転時と低速運転時の回転数はそれぞれ６０Ｈｚで駆動したときの８５．５％、及び４０％である。この場合、高速運転を低速運転に変えることで得られるポンプ駆動用モータの省電力は高速運転時の５６．２％で１７２０ｋＷである。また、月間での低速運転時間は従来３．０時間であったのに比べ２．９時間増加する。よって省エネ電力量は１７２０ｋＷ×２．９ｈ／月＝４９８８ｋＷｈ／月となる。
以上の結果を以下の表１に示す。

本発明は、圧延機の圧延ロールを冷却する冷却方法及び装置に適用される。

従来の冷却装置の模式図。ポンプの低速と高速運転における弁開度と噴射圧力を示すグラフ。圧延機の概略図。本発明に係わる冷却装置の模式図。従来例との比較を示すグラフ。

符号の説明

１・・ワークロール
２・・ロール冷却スプレー
３・・モータ
４・・ポンプ
５・・配管
６・・上位計算機
７、１６、１７・・圧力センサー
８・・圧力調整弁
９・・計装制御装置
１０・・圧延材
１１・・モータ制御装置
１２・・供給電源
１３・・プラントコントローラー
１５・・仕上圧延機

Claims

圧延機の圧延ロールに冷却スプレーより冷却水を噴射し、圧延ロールを冷却する冷却方法において、冷却スプレーに供給される冷却水の圧力を検出し、検出した圧力が鋼種ごとに決められた設定圧となるように制御手段が圧力調整弁をフィードバック制御する一方、冷却スプレーに冷却水を供給するポンプが圧延機に圧延材がないときは低速運転を行う冷却方法であって、上記ポンプが低速運転を行うときは、上記制御手段が圧力調整弁の開度を一定に固定することを特徴とする圧延ロールの冷却方法。
圧延機の圧延ロールに冷却水を噴射する冷却スプレーと、該冷却スプレーに冷却水を供給するポンプと、該ポンプの運転を少なくとも圧延機に圧延材がない低速運転と圧延時の高速運転の二段階に切換える切換手段と、上記ポンプから冷却用スプレーに至る配管中に配置される圧力センサー及び圧力調整弁と、圧力センサーが検出した圧力が鋼種ごとに決められた設定圧となるように圧力調整弁をフィードバック制御する制御手段とを有する冷却装置において、上記ポンプが低速運転するとき、上記制御手段が上記切換手段からの出力により圧力調整弁を一定の開度に固定することを特徴とする圧延ロールの冷却装置。