JP2006289444A - 圧延機及び圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧延材の板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる圧延機及び圧延方法を提供すること。
【解決手段】 クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂで圧延材Ｓをワイピングすると共に、クーラントＣの飛散及び圧延材Ｓへの再付着を防止して、クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂで更に圧延材Ｓをワイピングし、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂにワイピングされる圧延材Ｓの端部近傍から排出されるクーラントＣを圧延方向下流側からエアーＡを噴射して除去するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧延材の表面に付着する異物を除去するワイパー装置を備えた圧延機及び圧延方法に関する。

一般に圧延機においては、圧延時の摩擦発熱や加工発熱によって作業ロール及び圧延材が絶えず加熱される。作業ロール及び圧延材の温度が高くなると、圧延精度が低下するばかりでなく、圧延材と作業ロールとの焼き付きが生じ、製品の表面品質が低下するおそれがある。このため、この作業ロール及び圧延材の過度の温度上昇を防止するために、作業ロール及び圧延材の表面にクーラントを噴射供給して、冷却及び潤滑を行っている。

圧延機で圧延された圧延材は最終的にはコイル状に巻き取られるが、上記クーラントが圧延材の表面に付着したままだと、巻き取り時に圧延材に滑りが生じて軸方向に巻きずれ（テレスコピック）が発生し、操業安定性が損なわれる。また、後行程の焼鈍過程においては、光沢ムラやさびが発生し、圧延材の表面品質を著しく損ねてしまう。

このような問題を防止するために、圧延機の出側には、圧延材の表面からクーラント等の付着物を除去するためのワイパー装置が設けられており、このようなワイパー装置を備えた従来の圧延機は、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特開平５−２９３５３１号公報 特開平１０−１４６６１１号公報

しかしながら、特許文献１では、ワイパーロールを支持する複数個の長さの短いバックアップロールの軸受に潤滑油を供給する必要があると共に、その潤滑油の飛散を防止するために軸受ごとに潤滑油を回収しなければならず、装置の複雑化を招いてしまう。また、高速圧延時においては、小さな軸受に高負荷がかかり、寿命が短くなるので、ランニングコストの増加と生産性の低下を招いてしまう。更には、除去されたクーラントは板幅より外側のワイパーロール表面に付着し、その回転の遠心力によって圧延方向下流側に飛散するため、この飛散したクーラントが圧延材の表面に再付着するおそれがある。そして、ワイパーロールのたわみを両端に設けられた押圧装置によって矯正するようにしているが、ワイパーロールの直径が小さいために、その押し付けは板端近傍に限定され、板幅方向全域に対するたわみ矯正及び押し付け力の均一性がない。この結果、圧延材の板幅方向においてはクーラント除去効果が不均一になる一方、長さ方向においては波打ちが発生してしまう。

特許文献２では、ワイパーロール通過後において、圧延材の幅方向にエアーを噴射させ、その両幅側縁部からエアーを吸引するようにしているので、エアーを吸引する真空吸引装置の導入コストがかかってしまう。また、このような真空吸引装置等を備えることにより、可逆式圧延機では圧延材を巻き取る巻き取り装置までの距離が長くなり、未圧延長さや各種計測器までの距離が長くなるので、製品歩留まりの低下を招いてしまう。更には、特許文献１と同様に、飛散したクーラントが圧延材に表面に再付着するおそれがある。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、圧延材の板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる圧延機及び圧延方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る圧延機は、
圧延材を圧延する上下一対からなる作業ロールと、
前記圧延材と前記作業ロールとを冷却及び潤滑するためのクーラントを供給するクーラント装置と、
前記圧延材に付着した前記クーラントを除去するワイパー装置とを備える圧延機において、
前記ワイパー装置は、圧延方向上流側から、
前記圧延材をワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロールと、
前記クーラントの飛散及び前記圧延材への再付着を防止する遮蔽部と、
前記圧延材をワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロールと、
前記第２ワイパーロールにワイピングされる前記圧延材の端部近傍に対して圧延方向下流側からエアーを噴射するエアー噴射装置とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る圧延機は、
第１の発明に係る圧延機において、
前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールの軸端をそれぞれ支持する軸端支持部材と、
前記軸端支持部材を上下方向に移動可能に支持する構造支持体とを備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る圧延機は、
第２の発明に係る圧延機において、
前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールはフラットロールであり、
板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させると共に、前記第１ワイパーロールと前記第２ワイパーロールとを同方向にクロスして配置させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る圧延機は、
第３の発明に係る圧延機において、
第１ワイパーロールと前記第２ワイパーロールとを逆方向にクロスして配置させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る圧延機は、
第３または４の発明に係る圧延機において、
前記圧延材の板幅に応じてクロス角を設定するクロス角設定機構を備える
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る圧延機は、
第２の発明に係る圧延機において、
前記軸端支持部材を取り付けた前記第１ワイパーロールと、前記軸端支持部材を取り付けた前記第２ワイパーロールとを、相互に交換して設置する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第７の発明に係る圧延方法は、
圧延時に冷却及び潤滑するためのクーラントを供給した後、圧延材に付着した前記クーラントを除去する圧延方法において、
クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロールで前記圧延材をワイピングすると共に、前記クーラントの飛散及び前記圧延材への再付着を防止して、クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロールで更に前記圧延材をワイピングし、前記第２ワイパーロールにワイピングされる前記圧延材の端部近傍から排出される前記クーラントを圧延方向下流側からエアーを噴射して除去する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第８の発明に係る圧延方法は、
第７の発明に係る圧延方法において、
前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールにフラット加工を施し、板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させる
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第９の発明に係る圧延方法は、
第７または８の発明に係る圧延方法において、
クラウニング加工またはクロス配置のどちらか一方が少なくとも第２ワイパーロールに付与される
ことを特徴とする。

第１の発明に係る圧延機によれば、圧延材を圧延する上下一対からなる作業ロールと、前記圧延材と前記作業ロールとを冷却及び潤滑するためのクーラントを供給するクーラント装置と、前記圧延材に付着した前記クーラントを除去するワイパー装置とを備える圧延機において、前記ワイパー装置は、圧延方向上流側から、前記圧延材をワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロールと、前記クーラントの飛散及び前記圧延材への再付着を防止する遮蔽部と、前記圧延材をワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロールと、前記第２ワイパーロールにワイピングされる前記圧延材の端部近傍に対して圧延方向下流側からエアーを噴射するエアー噴射装置とを備えることにより、前記圧延材の板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。

第２の発明に係る圧延機によれば、第１の発明に係る圧延機において、前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールの軸端をそれぞれ支持する軸端支持部材と、前記軸端支持部材を上下方向に移動可能に支持する構造支持体とを備えることにより、前記ワイパーロールの芯合わせやロール組み替え動作等のメンテナンス性を向上させると共に強度を補強することができる。

第３の発明に係る圧延機によれば、第２の発明に係る圧延機において、前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールはフラットロールであり、板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させると共に、前記第１ワイパーロールと前記第２ワイパーロールとを同方向にクロスして配置させることにより、前記圧延材の板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。

第４の発明に係る圧延機によれば、第３の発明に係る圧延機において、第１ワイパーロールと前記第２ワイパーロールとを逆方向にクロスして配置させることにより、前記圧延材を安定して搬送させることができる。

第５の発明に係る圧延機によれば、第３または４の発明に係る圧延機において、前記圧延材の板幅に応じてクロス角を設定するクロス角設定機構を備えることにより、クロス角を容易に変更することができる。

第６の発明に係る圧延機によれば、第２の発明に係る圧延機において、前記軸端支持部材を取り付けた前記第１ワイパーロールと、前記軸端支持部材を取り付けた前記第２ワイパーロールとを、相互に交換して設置することにより、メンテナンス性を向上させることができる。

第７の発明に係る圧延方法によれば、圧延時に冷却及び潤滑するためのクーラントを供給した後、圧延材に付着した前記クーラントを除去する圧延方法において、クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロールで前記圧延材をワイピングすると共に、前記クーラントの飛散及び前記圧延材への再付着を防止して、クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロールで更に前記圧延材をワイピングし、前記第２ワイパーロールにワイピングされる前記圧延材の端部近傍から排出される前記クーラントを圧延方向下流側からエアーを噴射して除去することにより、前記圧延材の板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。

第８の発明に係る圧延方法によれば、第７の発明に係る圧延方法において、前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールにフラット加工を施し、板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させることにより、前記圧延材の板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。

第９の発明に係る圧延方法によれば、第７または８の発明に係る圧延方法において、クラウニング加工またはクロス配置のどちらか一方が少なくとも第２ワイパーロールに付与されることにより、前記圧延材の板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。

次に、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る圧延機の概略図、図２はワイパー装置の概略図、図３はクラウニング加工を施したワイパーロールの断面図、図４はワイパーロールの支持構造を示した概略図、図５はフラット加工を施したワイパーロールの断面図、図６は圧延時におけるクラウニング加工を施したワイパーロールとフラット加工を施したワイパーロールとの面圧を示した図、図７は他のワイパー装置におけるフラット加工を施したワイパーロールのクロス配置図、図８は図７の上視図、図９は他のワイパー装置におけるフラット加工を施したワイパーロールの他のクロス配置図、図１０は図９の上視図、図１１は圧延時におけるクラウニング加工を施したワイパーロールとフラット加工を施したクロス配置のワイパーロールとの面圧を示した図、図１２は本発明の他の実施例に係る圧延機の概略図である。なお、図中の矢印は圧延方向を示している。

図１に示すように、タンデム式の圧延機１は前段の圧延スタンド２，後段の圧延スタンド３，クーラントヘッダー４及びワイパー装置５から構成されている。圧延スタンド２，３は同じ構成をなしており、圧延スタンド２には、圧延材Ｓを圧延する作業ロール６ａ，６ｂと、この作業ロール６ａ，６ｂを支持する中間ロール７ａ，７ｂと、この中間ロール７ａ，７ｂを支持する補強ロール８ａ，８ｂとが設けられており、同様に、圧延スタンド３には、圧延材Ｓを圧延する作業ロール９ａ，９ｂと、この作業ロール９ａ，９ｂを支持する中間ロール１０ａ，１０ｂと、この中間ロール１０ａ，１０ｂを支持する補強ロール１１ａ，１１ｂとが設けられている。

クーラントヘッダー４は複数のノズル（図示省略）を圧延材Ｓの幅方向に並べた構成になっており、作業ロール６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂの圧延方向上流側及び下流側に設けられ、上下方向から圧延材Ｓと作業ロール６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂとを冷却及び潤滑するためのクーラントＣ（水または油あるいは水と油を混合したもの）を噴射するものである。

図２に示すように、ワイパー装置５は後段スタンド３の圧延方向下流側に設けられ、圧延材Ｓの表面に付着したクーラントＣ等の付着物を除去するものである。ワイパー装置５には、圧延方向上流側から上下一対からなる第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂ、上下遮蔽版１３ａ，１３ｂ、上下一対からなる第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂ及びエアー噴射装置１５ａ，１５ｂが設けられている。

図３に示すように、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂは薄肉の中空状で且つクラウニング加工が施され、その軸方向中心部の外径は太く、端部に向かって細くなるように形成されている。そして、図４に示すように、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂは圧延材Ｓを上下方向から挟み込むように設けられており、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂの両端は軸端支持部材１６ａ，１６ｂにより回転可能に支持されると共に、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの両端は軸端支持部材１７ａ，１７ｂにより回転可能に支持されている。つまり、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂは圧延材Ｓにより連れ回りされるようになっている。

図４に示すように、ワイパー装置５にはハウジング１８が設けられており、その圧延方向略中央には構造支持体１９が支持されている。軸端支持部材１６ａ，１６ｂはハウジング１８の圧延方向上流側の内面と構造支持体１９との間で上下方向に移動自在に支持されており、軸端支持部材１７ａ，１７ｂはハウジング１８の圧延方向下流側の内面と構造支持体１９との間で上下方向に移動自在に支持されている。そして、軸端支持部材１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは概ね同形状に形成されると共に、軸端支持部材１６ａと軸端支持部材１７ａ，軸端支持部材１６ｂと軸端支持部材１７ｂは相互に交換可能になっており、それぞれ独立に移動可能になっている。

また、図２に示すように、上遮蔽版１３ａは、ワイパー装置５（ハウジング１８）の圧延方向略中央の上方において、第１ワイパーロール１２ａと第２ワイパーロール１４ａとの間に支持されており、その下部には溝部２０が板幅方向（ワイパーロール１２ａ，１２ｂの軸方向）に延設されている。この溝部２０は概ね圧延材Ｓの最大板幅よりも長く、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂのバレル長さ程度に設置すればよい。一方、下遮蔽板１３ｂは、ワイパー装置５（ハウジング１８）の圧延方向略中央の下方において、第１ワイパーロール１２ｂと第２ワイパーロール１４ｂとの間に支持されている。そして、エアー噴射装置１５ａ，１５ｂは複数のノズル（図示省略）を圧延材Ｓの幅方向に並べた構成になっており、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの圧延方向下流側において、上下方向から圧延材Ｓと第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂとにエアーＡを噴射して、圧延材Ｓ及び第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの表面に付着したクーラントＣ等の付着物を除去している。

次いで、ワイパー装置５内を通過した圧延材Ｓは、巻き取り装置（図示省略）に搬送され、コイル状に巻き取られる。

従って、搬送される圧延材Ｓは、回転する作業ロール６ａ，６ｂ間及び作業ロール９ａ，９ｂ間において、その圧下力及びベンディング力の調整により、所定の板厚に圧延される。このとき、作業ロール６ａ，６ｂ，９ａ，９ａは、その背後から支持する中間ロール７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂや補強ロール８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ等のロール群によって、ロールたわみが常に修正されている。なお、上述した本実施例における背後から支持するロール群の形態はこれに限定されることはなく、鉛直方向から複数のロール群で支持するものやクラスター状に並んだ複数の多段ロール群によって支持するものであっても構わない。

また、圧延時において、圧延材Ｓと作業ロール６ａ，６ｂまたは作業ロール９ａ，９ａとの間には、摩擦発熱や加工発熱が発生して、圧延材Ｓ及び作業ロール６ａ，６ｂ，９ａ，９ａの温度が高くなるが、クーラントヘッダー４からクーラントＣを噴射させることにより、冷却及び潤滑させることができる。クーラントヘッダー４の構成は、１列構成または複数列構成であってもよく、その供給方法は、複数のノズルを同時にＯＮ／ＯＦＦするゾーンクーラント方式や各ノズルをＯＮ／ＯＦＦするスポットクーラント方式等であってもよい。更には、毎分１０００メートルを越えるよう高速圧延時のクーラントにおいては、高い冷却性能が求められるため、水と油を混合したものが使用されるが、このときの水に対する油の混合比は、例えば、３〜５％程度であるが、この値に限定されることはない。

そして、圧延中に噴射されたクーラントＣが表面に付着された圧延材Ｓはワイパー装置に搬送され、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂ間及び第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂ間で挟持されることによりワイピングされ、クーラントＣが除去される。

ここで、一般的な圧延ラインでは、タンデム式の圧延機１であれば先行する圧延材と後続する圧延材との溶接点通過前後に、また、後述するリバース式の圧延機２４であれば圧延材の先端及び後端の部分において、加速または減速を伴うことは周知である。従って、回転駆動力を持たないワイパーロール自体の重量が重くなると、ワイパーロールの慣性力によって圧延材の加減速に追従できなくなるおそれがある。これにより、両者の間で速度差が生じてワイパーロールがスリップしてしまう。スリップが生じると圧延材に擦りキズが入り、圧延材の品質低下や歩留り低下を招くことになり、ワイパー装置としての基本性能を満足しなくなる。

そこで、本発明においては、中空に形成された第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂ及び第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂを設けることにより、慣性力を低減させ、スリップを防止させることによって、圧延材Ｓの品質低下や歩留り低下を防止することができると共に、高速圧延にも対応することができる。

また、従来の圧延機においては、ワイパーロールが圧延材から回転駆動力を得ると共に、ワイパー用のバックアップロールもワイパーロールから回転駆動力を得ている。そのため、圧延材の加減速にバックアップロールが追従できずにスリップし、双方のロールに擦りキズを発生させ、結果的にそれが圧延材に転写され、圧延材の品質低下を招くことになる。バックアップロールとワイパーロールとの間のスリップを防止するために、加減速レートを低くすることも考えられるが、生産性の低下を招くことになり、得策ではない。

そこで、本発明では、バックアップロールを使用しないことによって、バックアップロールの軸受寿命低下によるランニングコスト増大及び軸受給油機構設置による設備の複雑化の問題を回避できる。更に、歩留りが向上され、設備導入コスト及びランニングコストの低減を図ることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

上述したように、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂは、その両端において軸端支持部材１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂによって支持されている。従って、図５に示すようなフラット加工を施したワイパーロール（後述するワイパーロール２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ）を単純に設けると、圧延材への押し付け力、つまり、圧延材Ｓと第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂまたは第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂとの間の面圧が不均一になり、圧延材Ｓの形状を乱すおそれがある。また、板幅方向でのワイピング性の不均一を生じる。

ここで、図６を用いて、圧延材の幅方向におけるクラウニング加工を施したワイパーロールとフラット加工を施したワイパーロールとの面圧を比較する。図６中、クラウニング加工を施したワイパーロールの面圧を実線で示し、フラット加工を施したワイパーロールの面圧を一点鎖線で示す。

図６に示すように、フラット加工を施したワイパーロールでは、板幅中央部において面圧が低く、板端部に向かうに従い面圧が高くなることが解る。即ち、面圧の低いところでは、クーラント除去能力が低下し（残油量大）、逆に面圧の高いとこでは、ワイピング性能が増大し過ぎて圧延材の形状を乱すことになる。一方、クラウニング加工を施したワイパーロールでは、板端部近傍に少し面圧の高い部分が存在するが、板幅内全域において略滑らかで一定の面圧を付加することができる。これにより、クーラント除去能力は圧延材の幅方向に略一様になり、作業ロールによって圧延された形状を維持し、異常な板形状の乱れを生じることはない。また、図６には、圧延材の板幅変更時の面圧分布も合わせて示してあるが、板幅が変更されると、フラット加工を施したワイパーロールでは、板幅方向の面圧分布は不均一になっている。一方、クラウニング加工を施したワイパーロールでは、板幅が変更になっても板幅方向の面圧分布はほとんど変化せず、略一定の面圧を付加することができる。

このように、クラウニング加工を施したワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂを設けることにより、圧延材Ｓの板幅に依存せず、板幅方向に略一定の面圧を付加することができ、クーラント除去能力も板幅方向に一様に形成させることができる。また、圧延材Ｓの形状を維持することができるので、圧延材Ｓの長手方向の波うちやキズの発生を防止することができる。

クーラント除去方法は、先ず、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂにより、圧延材Ｓの表面に厚い層状に形成されたクーラントＣが除去される。圧延材Ｓの表面に付着したクーラントＣは、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂのワイピングにより圧延材Ｓの幅方向外側または圧延材方向上流側へ流される。板幅外に流されたクーラントＣは、そのまま圧延材Ｓの下方に落下するか、あるいは板幅外の第１ワイパーロール１２ａと第１ワイパーロール１２ｂの隙間表面に載って圧延方向下流側に持ち出される。このとき、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂは圧延材Ｓの搬送に伴い回転されるので、その遠心力によりクーラントＣは飛散される。

この飛散したクーラントＣが再度圧延材Ｓの表面に付着しないように設けられているのが上下遮蔽板１３ａ，１３ｂであり、上遮蔽板１３ａと下遮蔽板１３ｂとでは構造が異なっている。上遮蔽板１３ａは板状に形成され、その端部には上方に飛散したクーラントＣを集めて圧延材Ｓの幅方向外側に向けて排出する溝部２０が設けられている。一方、下遮蔽板１３ｂは板状に形成され、下方に飛散したクーラントＣを集めて圧延材Ｓの幅方向外側あるいは下方に向けて排出するようになっている。

このようにして、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂ通過後の圧延材ＳへのクーラントＳの再付着を防止することで、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂ搬送時における圧延材Ｓの表面に付着したクーラントＳの膜厚さをできるだけ薄くすることができる。これにより、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂのクーラント除去負荷を低減させることができる。

その後、圧延材Ｓの表面に薄く残留したクーラントＣは第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂのワイピングにより更に除去される。なお、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂは、メンテナンス性から判断して第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂと同仕様のものが好ましい。更に、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂのワイピングにより圧延材Ｓの幅方向外側に除去されたクーラントＳは、板幅外の第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの下方に落下するか、あるいは第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの表面に付着して、その回転と共に圧延方向下流側に持ち出される。ここで、１回転当たりに持ち出されるクーラントＣの総量は、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂで持ち出される量と比較して非常に少なく、第２ロール１４ａ，１４ｂのワイピング時においてはクーラントＣは飛散することはない。

しかし、圧延の進行と共に第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの表面には、次々と除去したクーラントＣが付着するため、放置すると飛散の原因となる。そこで、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの圧延材Ｓの両端近傍に対して圧延方向下流側からエアー噴射装置１５ａ，１５ｂからエアーＡを噴射して、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの表面に堆積したクーラントＣを圧延材Ｓ及び第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂから遠方に吹き飛ばすようにしている。第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの表面に付着しているクーラントＣは非常に微量なため、吹き飛ばした後のクーラントＣが含まれたエアーＡを回収する必要はない。

従来の圧延機においては、第１ワイパーロールと第２ワイパーロールとの間に圧延材の幅方向全域にエアーを供給するためのブロワ装置と、供給したエアーを吸引するための装置及び真空吸引源が必要であったが、本発明では、飛散したクーラントＣの再付着を防止する上下遮蔽板１３ａ，１３ｂを設けることにより、クーラント除去性能を維持でき、設備コストの低減を図ることができる。

また、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの軸端部を軸端支持部材１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂにより独立に支持させることにより、各ロールの芯合わせやロール組み替え動作等のメンテナンス性が向上される。更に、構造支持体１９によりハウジング１８の強度補強を行えるので、ハウジング１８の薄肉化にも寄与することができる。

そして、上述したような構成をなすことにより、ワイパー装置５を部品点数の少ないコンパクトなものにできるので、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図ることができる。しかも、ワイパー装置５のコンパクト化によって、圧延機１から巻き取り装置までの距離が短くできるので歩留りの向上が図れ、作業ロール６ａ，６ｂまたは作業ロール９ａ，９ｂの出側に配置される板厚計や形状検出器までの距離が短くできるので、圧延精度の向上を図ることができる。

次に、図５に示したフラット加工を施した第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂ及び第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂを備えた場合について説明する。

図７，８に示すように、ワイパー装置２３には、圧延方向上流側から上下一対からなる第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂ、上下遮蔽版１３ａ，１３ｂ、上下一対からなる第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂ及びエアー噴射装置１５ａ，１５ｂが設けられている。ワイパーロール２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは薄肉の中空状で且つフラット加工が施されている。そして、第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂ及び第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂは、それぞれ板幅方向に対して上下のロール軸が互いにクロスして配置されており、第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂ及び第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂの上下一対が所定のクロス角で同方向にクロス配置されている。

ここで、図１１を用いて、圧延材の幅方向におけるクラウニング加工を施したワイパーロールとフラット加工を施したクロス配置のワイパーロールとの面圧を比較する。図１１中、クラウニング加工を施したワイパーロールの面圧を実線で示し、フラット加工を施したクロス配置のワイパーロールの面圧を一点鎖線で示す。

図６で示したように、フラット加工を施したワイパーロールをクロスせずに配置させた場合は、板幅方向の面圧の不均一が生じるが、図１１に示すように、フラット加工を施したワイパーロールをクロス配置させることにより、クラウニング加工を施したワイパーロールと略等価な面圧分布を得ることができる。これは、圧延材の板幅変更時においても同様の効果を得ることができる。

また、図９，１０に示すように、第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂと第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂとのクロス配置方向を逆方向に配置しても構わない。クロス配置させる場合には、圧延方向と各ロールの回転方向がクロス角分だけずれを生じることになり、圧延材Ｓのねじれが懸念されるが、このようなクロス配置をさせることにより、第１ワイパーロール２１ａと第２ワイパーロール２２ａとに接する圧延材Ｓの上面側、第１ワイパーロール２１ａと第２ワイパーロール２２ｂとに接する圧延材Ｓの下面側、及び上下面全てにおいてモーメントの釣り合いがとれるので、圧延材Ｓをより安定して搬送させることができる。

従って、フラット加工を施してクロス配置させたワイパーロール２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを設けても、圧延材Ｓの板幅に依存せずに、板幅方向に略一定の面圧を付加することができ、クーラント除去能力も板幅方向に一様に形成させることができる。また、圧延材Ｓの形状を維持することができるので、圧延材Ｓの長手方向の波うちやキズの発生を防止することができる。

また、ワイパーロール２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂを図４に示すような軸端支持部材１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂで独立支持させると共に、複数のクロス角を設定できるクロス角設定機構（図示省略）で支持させることにより、クロス角を容易に変更できる。なお、圧延材Ｓの板幅が広いときにはクロス角を大きくなるように制御すると共に、板幅が狭いときにはクロス角を小さくするように制御する。従って、クロス配置変更時の各ロールの芯合わせやロール組み替え動作等のメンテナンス性を向上させることができる。

なお、クラウニング加工を施したワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂをクロス配置させても、同様の効果を得ることができる。更には、ワイパーロール１２ａ，１２ｂのうちどちらか一方をクラウニング加工し、他方をフラット加工する場合、または／かつ、ワイパーロール１４ａ，１４ｂのうちどちらか一方をクラウニング加工し、他方をフラット加工する場合においても、同様の効果を得ることができる。

また、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂに不織布ロール等の非金属ロールを用いる場合には、クラウニング加工またはクロス配置のどちらか一方が少なくとも第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂに付与されることによって、同様のワイピング効果を得ることができる。クラウニング加工ロールを用いる場合においても、上述のように、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂのうちどちらか一方をクラウニング加工とし、他方をフラット加工としてもよい。

本実施例においてはタンデム式の圧延機１について説明したが、図１２に示すように、リバース式の圧延機２４にも適用可能である。

図１２に示すように、圧延機２４には、圧延スタンド２の両側にクーラントヘッダー４が設けられ、その両側にワイパー装置５が設けられ、更にその両側に巻き取り装置２５が設けられている。リバース式の圧延機２４では、圧延方向がパス毎に変化し、各パスで入出側の巻き取り装置２５によって圧延材Ｓが巻き取られる。従って、ワイパー装置５も入出側に配置する必要がある。この場合、圧延材Ｓの各パス方向入側に配置されるワイパー装置５は、圧延材Ｓを上下方向から狭持し、入側で供給されるクーラントＣの逆流防止のために使用される。一方、出側に配置されるワイパー装置５は、上述した同様の効果を得ることができる。

従って、本発明に係る圧延機によれば、圧延材Ｓを圧延する上下一対からなる作業ロール６ａ，６ｂ及び作業ロール９ａ，９ｂと、圧延材Ｓと作業ロール６ａ，６ｂ及び作業ロール９ａ，９ｂとを冷却及び潤滑するためのクーラントＣを供給するクーラントヘッダー４と、圧延材Ｓに付着したクーラントＣを除去するワイパー装置５とを備える圧延機１において、ワイパー装置５は、圧延方向上流側から、圧延材Ｓをワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂと、クーラントＣの飛散及び圧延材Ｓへの再付着を防止する上下遮蔽板１３ａ，１３ｂと、圧延材Ｓをワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂと、第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂにワイピングされる圧延材Ｓの端部近傍に対して圧延方向下流側からエアーＡを噴射するエアー噴射装置１５ａ，１５ｂとを備えることにより、圧延材の板幅が変化しても、板幅方向において均一な押し付け力を付加させ、長さ方向の波打ちを抑えることができるので、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。そして、高速圧延時及び圧延速度の加減速領域においても、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂが圧延材Ｓにスリップすることがないので、擦りキズを抑えることができる。更には、ワイパー装置５がコンパクト化されることにより、イニシャルコスト及びランニングコストの低減を図ることができ、各検出器や巻き取り装置までの距離が短くできるので、圧延精度を向上させると共に歩留りを向上させることができる。

また、第１ワイパーロール１２ａ，１２ｂ及び第２ワイパーロール１４ａ，１４ｂの軸端をそれぞれ支持する軸端支持部材１６ａ，１６ｂ及び軸端支持部材１７ａ，１７ｂと、軸端支持部材１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを上下方向に移動可能に支持する構造支持体１９とを備えることにより、ワイパーロール１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂの芯合わせやロール組み替え動作等のメンテナンス性を向上させると共に、ワイパー装置５の強度を補強することができる。

また、フラット加工を施した第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂ及び第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂを板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させると共に同方向にクロスして配置させることにより、圧延材Ｓの板幅方向の押し付け力を均一化して変形を防止し、板幅方向で均一なワイピングを行うことができる。

また、第１ワイパーロール２１ａ，２１ｂと第２ワイパーロール２２ａ，２２ｂとを逆方向にクロスして配置させることにより、圧延材Ｓを安定して搬送させることができる。

また、圧延材Ｓの板幅に応じてクロス角を設定するクロス角設定機構を備えることにより、クロス角を容易に変更することができる。

更に、軸端支持部材１６ａ，１７ａは第１ワイパーロール１２ａ，２１ａ及び第２ワイパーロール１４ａ，２２ａの軸端で相互に交換可能であり、更に、軸端支持部材１６ｂ，１７ｂは第１ワイパーロール１２ｂ，２１ｂ及び第２ワイパーロール１４ｂ，２２ｂの軸端で相互に交換可能である。このことから、ワイパーロールの組換え周期が第１ワイパーロールと第２ワイパーロールとで異なる場合において、待機ロールを１セットにすることができる。また、通常時においても、メンテナンス性を向上させることができる。

ワイパー装置を備えた圧延機に適用可能である。

本発明の一実施例に係る圧延機の概略図である。 ワイパー装置の概略図である。 クラウニング加工を施したワイパーロールの断面図である。 ワイパーロールの支持構造を示した概略図である。 フラット加工を施したワイパーロールの断面図である。 圧延時におけるクラウニング加工を施したワイパーロールとフラット加工を施したワイパーロールとの面圧を示した図である。 他のワイパー装置におけるフラット加工を施したワイパーロールのクロス配置図である。 図７の上視図である。 他のワイパー装置におけるフラット加工を施したワイパーロールの他のクロス配置図である。 図９の上視図である。 圧延時におけるクラウニング加工を施したワイパーロールとフラット加工を施したクロス配置のワイパーロールとの面圧を示した図である。 本発明の他の実施例に係る圧延機の概略図である。

符号の説明

１，２４ 圧延機
２，３ 圧延スタンド
４ クーラントヘッダー
５，２３ ワイパー装置
６ａ，６ｂ，９ａ，９ｂ 作業ロール
７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂ 中間ロール
８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ 補強ロール
１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ 第１ワイパーロール
１３ａ，１３ｂ 遮蔽板
１４ａ，１４ｂ，２２ａ，２２ｂ 第２ワイパーロール
１５ａ，１５ｂ エアー噴射装置
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ 軸端支持部材
１８ ハウジング
１９ 支持構造体
２０ 溝部
２５ 巻き取り装置

Claims (9)

1. 圧延材を圧延する上下一対からなる作業ロールと、
   前記圧延材と前記作業ロールとを冷却及び潤滑するためのクーラントを供給するクーラント装置と、
   前記圧延材に付着した前記クーラントを除去するワイパー装置とを備える圧延機において、
   前記ワイパー装置は、圧延方向上流側から、
   前記圧延材をワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロールと、
   前記クーラントの飛散及び前記圧延材への再付着を防止する遮蔽部と、
   前記圧延材をワイピングし、且つクラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロールと、
   前記第２ワイパーロールにワイピングされる前記圧延材の端部近傍に対して圧延方向下流側からエアーを噴射するエアー噴射装置とを備える
   ことを特徴とする圧延機。
2. 請求項１に記載の圧延機において、
   前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールの軸端をそれぞれ支持する軸端支持部材と、
   前記軸端支持部材を上下方向に移動可能に支持する構造支持体とを備える
   ことを特徴とする圧延機。
3. 請求項２に記載の圧延機において、
   前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールはフラットロールであり、
   板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させると共に、前記第１ワイパーロールと前記第２ワイパーロールとを同方向にクロスして配置させる
   ことを特徴とする圧延機。
4. 請求項３に記載の圧延機において、
   第１ワイパーロールと前記第２ワイパーロールとを逆方向にクロスして配置させる
   ことを特徴とする圧延機。
5. 請求項３または４に記載の圧延機において、
   前記圧延材の板幅に応じてクロス角を設定するクロス角設定機構を備える
   ことを特徴とする圧延機。
6. 請求項２に記載の圧延機において、
   前記軸端支持部材を取り付けた前記第１ワイパーロールと、前記軸端支持部材を取り付けた前記第２ワイパーロールとを、相互に交換して設置する
   ことを特徴とする圧延機。
7. 圧延時に冷却及び潤滑するためのクーラントを供給した後、圧延材に付着した前記クーラントを除去する圧延方法において、
   クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第１ワイパーロールで前記圧延材をワイピングすると共に、前記クーラントの飛散及び前記圧延材への再付着を防止して、クラウニング加工を施した中空の上下一対からなる第２ワイパーロールで更に前記圧延材をワイピングし、前記第２ワイパーロールにワイピングされる前記圧延材の端部近傍から排出される前記クーラントを圧延方向下流側からエアーを噴射して除去する
   ことを特徴とする圧延方法。
8. 請求項７に記載の圧延方法において、
   前記第１ワイパーロール及び前記第２ワイパーロールにフラット加工を施し、板幅方向に対して上下のロール軸を互いにクロスして配置させる
   ことを特徴とする圧延方法。
9. 請求項７または８に記載の圧延方法において、
   クラウニング加工またはクロス配置のどちらか一方が少なくとも第２ワイパーロールに付与される
   ことを特徴とする圧延方法。

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