JP2012011424A - 帯鋼の冷間仕上圧延方法および冷間仕上圧延装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼を、微少な表面疵を確実に生じることなく、所要の厚みに冷間仕上圧延する帯鋼の冷間仕上圧延方法、およびこれに用いる冷間仕上圧延装置を提供する。
【解決手段】板厚ｔが２．５ｍｍ以下の帯鋼ｓ１に対し、１．０〜１０％の圧下率により冷間仕上圧延を施す上下一対のワークロールｗ１，ｗ２と、係るワークロールｗ１，ｗ２の入側ＩＮにおける上記帯鋼ｓ１のパスラインＰＳの上下に対向して配置した油含有冷却液Ｗ，ｗのノズル管(噴射手段)６，ノズル孔(噴射手段)９と、係るノズル管６，ノズル孔９におけるワークロールｗ１，ｗ２側に隣接する位置において、帯鋼ｓ１のパスラインＰＳの上下にそれぞれ配置した合成ゴム製の第１ワイパ２ａ，２ｂと、ワークロールｗ１，ｗ２の出側ＯＵＴにおける冷間仕上圧延後の帯鋼ｓ２のパスラインＰＳの上下にそれぞれ配置した合成ゴム製の第２ワイパ１２ａ，１２ｂと、を含む、帯鋼ｓ１の冷間仕上圧延装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、帯鋼を上下一対のワークロール間において、最終的な板厚に冷間圧延する冷間仕上圧延方法、およびこれに用いる冷間仕上圧延装置に関する。

予め、板厚を２．５ｍｍ以下に冷間圧延され且つコイル状に巻き付けられた帯鋼は、ペイオフロールから巻き返され、上下から布製のパッドを押された後、上下一対のワークロール間に通され且つ約１〜１０％の圧下率による冷間仕上圧延を受けた後、巻き取りロールにコイル状に巻き取られる。従来は、上記布製のパッドを帯鋼の表面および裏面に押し付けることで、係る帯鋼が通過するパスラインの位置を安定させ、引いては帯鋼自体の疵付きを抑制していた。尚、布製のパッドを用いるのは、硬質樹脂などのパッドでは、帯鋼に接触疵が生じ易いためである。
ところで、近年になり、例えば、ベアリングレースなどに用いる帯鋼の表面品質が高くなっている。例えば、上記布製のパッドをワークロールの入側で帯鋼の表・裏面に押し付けた際に、該パッドを構成していた繊維クズが脱落し、上下一対のワークロールとの間に進入した結果、冷間仕上圧延後の帯鋼の表面に微少な凹み状の表面疵を生じさせる場合があり、係る表面疵の撲滅が求められている。

一方、光沢ムラのない表面品質の良好なステンレス鋼冷間圧延材を得るため、リバース圧延を含む２パス以上の冷間圧延する際に、ワークロール（圧延機）の入側および出側に被圧延材の表面に接触するワイパをそれぞれ配置し、係るワイパのごと外側におけるパスラインに潤滑油の塗布手段（ノズル）を配置した上記冷間圧延材の製造法および設備が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、上記冷間圧延材の製方法および設備では、特許文献１の図２に示すように、圧延油が直に塗布されるワークロール（圧延機）の入側と出側とのパスライン上において、当該ワークロールからかなり離れた位置の上下に合成ゴムからなるほぼ円筒形状のワイパを配置している。更に、該ワイパごとの外側の離れた位置の上下に潤滑油塗布用のノズルを配置し、該ノズルから潤滑油剤を滴下、噴霧、あるいは少量塗布して、上記ワイパの焼け付きを防ぎ、油切りや摩耗金属粉の除去効果の低下を防いでいる（特許文献１の段落番号（００２０）参照）。

そのため、前記設備では、ワークロール（圧延機）と、その入側および出側のそれぞれ離れた位置に配置したワイパとの間で、被圧延材の表・裏面に塵埃や繊維クズなどが不用意に付着すると、係る塵埃と上記ワークロールとによって、被圧延材の表面に微少な凹状の表面疵を生じてしまう、という場合があった。
しかも、前記ワイパと潤滑油塗布用のノズルとの距離が不明確であるため、前述した効果を十分に常に奏することは困難であった。

特開平６−９９２０３号公報（第１〜４頁、図１，２，４）

本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼を、微少な表面疵を確実に生じることなく、所要の厚みに冷間仕上圧延する帯鋼の冷間仕上圧延方法、およびこれに用いる冷間仕上圧延装置を提供する。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、前記課題を解決するため、発明者らによる鋭意研究および調査の結果得られたものであり、上下一対のワークロールの入側におけるパスラインの上下において、油含有冷却液を噴射し、且つ該噴射位置の直後の上下にワイパをそれぞれ隣接して配置する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明による帯鋼の冷間仕上圧延方法（請求項１）は、板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼を上下一対のワークロール間で１．０〜１０％の圧下率により冷間仕上圧延する方法であって、上記ワークロールの入側において、上記帯鋼の表面および裏面に油含有冷却液を個別に流下または噴射して、当該帯鋼の表面および裏面に付着した異物を除去し、上記冷却液が付着された直後の上記帯鋼の表面および裏面に対し、合成ゴム製の第１ワイパを個別に押し付けて、上記帯鋼の表・裏面と第１ワイパとに付着した異物を除去し、且つ当該第１ワイパの摩耗と焼け付きとを抑制すると共に、上記ワークロールの出側において、上記圧下率による冷間仕上圧延を施された上記帯鋼の表面および裏面に対し、合成ゴム製の第２ワイパを個別に押し付けて、上記冷却液の液切りを行う、ことを特徴とする。

これによれば、前記パスラインに沿って送られた帯鋼は、前記ワークロールの入側において、上記帯鋼の表面および裏面に油含有冷却液を個別に流下または噴射して、当該帯鋼の表面および裏面に付着した塵埃などの異物を除去される。特に、該帯鋼の表面では、該表面に流下した油含有冷却液自体の圧力で異物が除去され、係る冷却液が第１ワイパーに接触するため、該第１ワイパと帯鋼の表面との間に挟まれた異物を洗い流せると共に、該第１ワイパ自体の焼け付きおよび摩耗を防止できる。一方、上記帯鋼の裏面では、複数のノズル孔からほぼ円錐形状に上向きに噴射された上記冷却液によって、該裏面の幅全体において異物を確実に除去できる。従って、清浄な表面および裏面を有する帯鋼を、前記一対のワークロール間で所定の圧下率に従って冷間仕上圧延を正確に施せると共に、異物による表・裏面における約数μｍの微少な凹状の表面疵を確実に防止できる。
しかも、前記ワークロールの出側において、前記冷間仕上圧延を施された上記帯鋼の表面および裏面に対し、合成ゴム製の第２ワイパを個別に押し付けて、前記冷却液の液切りを行うので、清浄で且つ平坦な表・裏面の帯鋼を確実に提供することが可能となる。

尚、前記帯鋼には、例えば、ＳＣＭ（クロムモリブデン鋼）、ＳＫ（炭素工具鋼）、ステンレス鋼などが含まれる。該帯鋼の板厚が２．５ｍｍ以下であるのは、仕上圧延すべく、予め、冷間圧延により上記板厚以下に圧延されている故である。
また、油含有冷却液は、例えば、エマルジョン形水溶性切削油剤（油分１〜１０ｖｏｌ％、水に加えると白濁する）や、ソリューブ形水溶性切削油剤（油分１〜２ｖｏｌ％）などであり、通称がクーラント（冷却剤：ｃｏｏｌａｎｔ）である。
更に、前記圧下率は、１〜１０％、望ましくは１．０〜５％、より望ましくは１．０〜１．５％である。
また、前記第１・第２ワイパは、例えば、ネオプレンゴム（クロロプレンの重合体）からなり、全体が円筒形状を呈し、外周面の軸方向に沿って多数の細かな凹凸条が形成されている。
更に、帯鋼の表面への油含有冷却液の供給（流下）は、比較的低圧（最大３気圧）のノズル（噴射手段）から流下させ、長手方向に沿って走行している当該帯鋼のほぼ幅方向に沿って直ちに濡れ広がる。
加えて、帯鋼の裏面への油含有冷却液の噴射：比較的高圧（最大１０気圧）の複数のノズル孔（噴射手段）をパスラインの幅方向に沿って配置し、各ノズル孔から上記冷却液を上向きにほぼ円錐形状の吹き上げる。

また、本発明には、前記ワークロールの入側における油含有冷却液の噴射は、前記当該第１ワイパの直前に位置する前記帯鋼の表面および裏面に対して行われる、帯鋼の冷間仕上圧延方法（請求項２）も含まれる。
これによれば、前記帯鋼の表面においては、該表面に流下した油含有冷却液の圧力で異物が除去でき、係る冷却液が近接する第１ワイパに確実に接触するため、該第１ワイパと帯鋼の表面との間に挟まれた異物を洗い流せる。同時に、該第１ワイパ自体の焼け付きと摩耗とを防止できる。しかも、上記帯鋼の裏面では、複数のノズル孔からほぼ円錐形状に上向きに噴射された上記冷却剤によって、該裏面の幅全体にわたって異物を確実に除去できる。
尚、前記冷却液の噴射は、第１ワイパの前方の１〜１０ｃｍに位置するノズル管（噴射手段）あるいは複数のノズル孔（噴射手段）によって行われる。

一方、本発明による帯鋼の冷間仕上圧延方装置（請求項３）は、板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼に対し、１．０〜１０％の圧下率により冷間仕上圧延を施す上下一対のワークロールと、該ワークロールの入側における上記帯鋼のパスラインの上下に対向して配置した油含有冷却液の噴射手段と、該噴射手段における上記ワークロール側に隣接する位置において、上記帯鋼のパスラインの上下にそれぞれ配置した合成ゴム製の第１ワイパと、上記ワークロールの出側における冷間仕上圧延後の上記帯鋼のパスラインの上下にそれぞれ配置した合成ゴム製の第２ワイパと、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、帯鋼の表面および裏面に付着した塵埃などの前記異物を除去し、第１ワイパと帯鋼の表面との間に挟まれた異物を洗い出し、第１ワイパ自体の焼付きおよび摩耗の防止ないし抑制ができると共に、清浄な表面および裏面を有する帯鋼に対して、前記一対のワークロール間で所定の圧下率に従って正確に冷間仕上圧延することが可能となる。

尚、前記ワイパの配置は、断面チャンネル形のホルダ内に周面の一部が外側に露出（突出）するように嵌め込まれる。また、第１・第２ワイパは、共に裏面側のホルダを固定し、表面側のホルダを流体圧（油圧または水圧）シリンダにより下向きに押し付けつつ支持されている。更に、入側の噴射手段と第１ワイパとの間隔は、約１〜１０ｃｍの距離である。該噴射手段は、前記帯鋼の表面側に位置し且つ前記連客液を流下させる単数または複数のノズル管、あるいは、帯鋼の裏面側に位置するノズル箱体に開設された複数のノズル孔である。

また、本発明には、前記噴射手段および前記第１・第２ワイパは、前記ワークロールが支持されているロールスタンドに取り付けられている、帯鋼の冷間仕上圧延装置（請求項４）も含まれる。
これによれば、前記噴射手段および前記第１・第２ワイパを、前記ワークロールが支持されているロールスタンドの入側および出側に取り付けられるので、設置スペースが少なくて済み且つメンテナンスも容易となる。
尚、前記第１・第２ワイパは、それぞれ前記パスラインを挟んだ一方を固定側とし、且つこれに対向する他方をロールスタンドに対して、昇降（移動）可能に取り付けた形態としても良い。

更に、本発明には、前記第１・第２ワイパは、前記記帯鋼のパスラインの上下において、該パスラインと直交する方向に沿って２本以上が平行且つ隣接して配置されている、帯鋼の冷間仕上圧延装置（請求項５）も含まれる。
これによれば、前記噴射手段から流下あるいは噴射された前記冷却液の液切りを、確実に行えると共に、冷間仕上圧延後の帯鋼の表・裏面における上記冷却液の液切りも確実に行える。
尚、２本以上が平行且つ隣接して配置される第１・第２ワイパは、個別に断面チャンネル形のホルダ内に収容されるか、あるいは断面全体がほぼＥ字形状を呈する形鋼やアルミニウム合金からなる押出形材の凹部ごとに収容される。

本発明による帯鋼の冷間仕上圧延装置の概略を垂直断面図。 本発明による帯鋼の冷間仕上圧延方法の概略を垂直断面図。 図２中の一点鎖線の矢印Ｘの矢視に沿った部分斜視図。 図２中の一点鎖線の矢印Ｙの矢視に沿った部分斜視図。

以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の帯鋼の冷間仕上圧延装置１は、図１に示すように、上下一対のワークロールｗ１，ｗ２、およびこれらの上下において線接触し、且つ外側ほど大径となるバックアップロールｂ１，ｂ２，Ｂ１，Ｂ２を支持するロールスタンドＳと、上記ワークロールｗ１，ｗ２の入側ＩＮにおけるパスラインＰＳの上下に２個ずつ設けた第１ワイパ２ａ，２ｂと、上記ワークロールｗ１，ｗ２の出側ＯＵＴにおけるパスラインＰＳの上下に２個ずつ設けた第２ワイパ１２ａ，１２ｂとを備えている。
尚、上記圧延装置１では、上下一対のバックアップロールｂ１，ｂ２のみとし、バックアップロールＢ１，Ｂ２を省略しても良い。また、図１中で一点鎖線の矢印で示すパスラインＰＳは、後述する帯鋼ｓ１，ｓ２が通過する軌跡である。

図１に示すように、第１ワイパ２ａ，２ｂおよび第２ワイパ１２ａ，１２ｂは、例えば、ネオプレンゴム（クロロプレンの重合体）からなり、断面円形の中空部を内設する全体が円筒形状を呈し、外周面の軸方向に沿って多数の細かな凹凸条が等間隔に形成されている。該第１ワイパ２ａ，２ｂおよび第２ワイパ１２ａ，１２ｂは、断面チャンネル形のホルダ３内に一部の外周面を突出させつつ個別に収容されているが、摩耗の度合いに応じて円周方向に沿って適宜回転される。尚、上記ホルダ３は、ステンレス鋼の形鋼、またはアルミニウム合金の押出形材からなる。
前記パスラインＰＳの下側に位置する一対ずつの第１ワイパ２ｂおよび第２ワイパ１２ｂは、個々のホルダ３と共に、ロールスタンドＳにおける入・出側（ＩＮ・ＯＵＴ）の側面に突設されたベース板７，１０の上に固定されている。

一方、図１に示すように、パスラインＰＳの上側に位置する一対ずつの第１ワイパ２ａおよび第２ワイパ１２ａは、個々のホルダ３と共に、昇降板４，１４に個別に固定され、係る昇降板４，１４は、ロールスタンドＳにおける入・出側（ＩＮ・ＯＵＴ）の側面にピンｐによって一端を結合された流体圧シリンダ５，１５におけるピストンロッド５ａ，１６の先端と連結されている。
そのため、図示しない圧力流体（油または水）を流体圧シリンダ５，１５内に注入し、且つピストンロッド５ａ，１６を下降させることにより、上記第１ワイパ２ａおよび第２ワイパ１２ａを、対向する固定側の第１ワイパ２ｂおよび第２ワイパ１２ｂに向かって個別に押し付けることができる。

図１に示すように、パスラインＰＳの上側に位置する一対の第１ワイパ２ａの直前には、油含有冷却剤（クーラント）Ｗを冷間仕上圧延すべき帯鋼ｓ１の表面における幅方向の全体に流下させる１個あるいは複数個のノズル管（噴射手段）６がほぼ垂直に配設されている。係るノズル６管と外側の第１ワイパ２ａとの間隔（Ｌ）は、約１〜１０ｃｍである。
一方、パスラインＰＳの下側に位置する一対の第１ワイパ２ｂの直前には、前記ベース板７に基端側を連結された複数のノズル箱体８が取り付けられ、各ノズル箱体８の先端側には、油含有冷却剤（クーラント）ｗを冷間仕上圧延すべき帯鋼ｓ１の表面における幅方向の全体に噴射するための複数のノズル孔（噴射手段）９が水平方向に沿って開口している。

図２は、前記冷間仕上圧延装置１を用いた本発明の帯鋼の冷間仕上圧延方法の概略を示す垂直断面図、図３は、図２中の一点鎖線の矢印Ｘの矢視に沿った部分斜視図、図４は、図２中の一点鎖線の矢印Ｙの矢視に沿った部分斜視図である。
先ず、図２に示すように、パスラインＰＳに沿って、例えば、ＳＣＭ４１５からなり且つ板厚が２．５ｍｍの帯鋼ｓ１を、上下一対ずつの第１ワイパ２ａ，２ａと、第１ワイパ２ｂ，２ｂとの間に通過させた。その際、図３に示すように、外側の第１ワイパ２ａの直前の中央に垂設された１本のノズル管６から、油含有冷却Ｗを比較的低圧の圧力で、帯板ｓ１の表面における幅方向の全体に流下させた。
その結果、流動する油含有冷却Ｗによって、塵埃や繊維クズなどの異物が除去され、係る冷却液Ｗが第１ワイパー２ａに接触するため、該第１ワイパ２ａと帯鋼ｓ１の表面との間に挟まれた異物を洗い出せると共に、該第１ワイパ２ａ自体の焼け付きや摩耗を防止することができた。

一方、図４に示すように、外側の第１ワイパ２ｂの直前において、前記ベース板７に基端側を支持された複数のノズル箱体８の先端側に水平方向に沿って開設した複数のノズル孔９から上向きに、比較的高圧の圧力により油含有冷却液ｗをほぼ円錐形状にして噴射した。その結果、前記帯鋼ｓ１の裏面の幅全体において、付着していた塵埃などの異物を確実に除去することができた。尚、複数のノズル孔９から上向きで且つ円錐形状に噴射された複数の油含有冷却液ｗは、前記帯鋼ｓ１の幅方向において互いに一部が重複するように設定されている。
次に、図２に示すように、表・裏面を清浄化された帯鋼ｓ１を、上下一対のワークロールｗ１，ｗ２間に通し、係る帯鋼ｓ１に対し１．０〜１０％の圧下率を伴った冷間仕上圧延を施した。この際、帯鋼ｓ１の表・裏面には、塵埃などの異物がなかったので、該異物による微少に凹状の表面疵の発生を確実に防げた。

尚、前記ワークロールｗ１，ｗ２の入側ＩＮにおける帯鋼ｓ１の表・裏面に対して、圧延油を塗布して上記冷間仕上圧延を行うようにしても良い。
次いで、図２に示すように、前記ワークロールｗ１，ｗ２間を通過した結果、約２．２５〜２．４８ｍｍの板厚とされた帯鋼ｓ２の表面および裏面に対し、出側ＯＵＴに位置する合成ゴム製の第２ワイパ１２ａ，１２ｂを個別に押し付けて、前記冷却液Ｗ，ｗの液切りを行った。そして、液切りされた帯鋼ｓ２を図示しないリールにコイル状に巻き付けた。

以上のような帯鋼ｓ１の冷間仕上圧延方法によれば、清浄で且つ平坦な表・裏面を有する帯鋼ｓ２を確実に且つ効率良く提供することが可能となった。しかも、パスラインＰＳの安定化のため、従来行っていた布製パッドによる帯鋼の表・裏面への面接触させる場合にように、繊維クズなどのび庄な異物による数〜８μｍ程度のの極く浅い表面疵の発生も皆無にすることができた。
一方、帯鋼ｓ１の冷間仕上圧延装置１によれば、帯鋼ｓ１の表・裏面に付着した塵埃などの異物の除去、第１ワイパ２ａ，２ｂと帯鋼ｓ１の表面との間に挟まれた異物を洗い出し、第１ワイパ２ａ，２ｂ自体の焼け付きと摩耗の防止ないし抑制ができると共に、清浄な表・裏面を有する帯鋼ｓ１に対して、前記一対のワークロールｗ１，ｗ２間で所定の圧下率により正確に冷間仕上圧延が行えた。

本発明は、以上において説明した形態に限定されるものではない。
例えば、ロールスタンドに一対のワークロールのみが支持された形態のものを用いても良い。
また、第１・第２ワイパ２ａ，２ｂ，１２ａ，１２ｂは、前記一対のワークロールｗ１，ｗ２における入側ＩＮおよび出側ＯＵＴにおいて、パスラインＰＳの上下に１個ずつを配置した形態としても良い。
更に、前記冷間仕上圧延装置１において、ワークロールｗ１，ｗ２の出側ＯＵＴにおける第２ワイパ１２ａ，１２ｂの外側に近接して、前記同様ノズル管６および複数のノズル孔９を有するノズル箱体８を、同数ずつ対称に更に取り付けることにより、リバース圧延による冷間仕上圧延に対しても、適用可能である。
加えて、本発明に適用される帯鋼は、厚みが２．５ｍｍ以下であれば、その幅寸法は、ワークロールｗ１，ｗ２の軸方向の長さに応じて自由に選択可能である。

本発明によれば、板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼を、微少な表面疵を確実に生じることなく、所望の厚みに正確且つ効率良く冷間仕上圧延することができる。

１…………………冷間仕上圧延装置
２ａ，２ｂ………第１ワイパ
６…………………ノズル管（噴射手段）
９…………………ノズル孔（噴射手段）
１２ａ，１２ｂ…第２ワイパ
ｓ１，ｓ２………帯鋼
ｗ１，ｗ２………ワークロール
ＩＮ………………入側
ＯＵＴ……………出側
Ｗ，ｗ……………油含有冷却液
ＰＳ………………パスライン
Ｓ…………………ロールスタンド

Claims (5)

1. 板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼を上下一対のワークロール間で１．０〜１０％の圧下率により冷間仕上圧延する方法であって、
   上記ワークロールの入側において、上記帯鋼の表面および裏面に油含有冷却液を個別に流下または噴射して、当該帯鋼の表面および裏面に付着した異物を除去し、上記冷却液が付着された直後の上記帯鋼の表面および裏面に対し、合成ゴム製の第１ワイパを個別に押し付けて、上記帯鋼の表・裏面と第１ワイパとに付着した異物を除去し、且つ当該第１ワイパの摩耗と焼け付きとを抑制すると共に、
   上記ワークロールの出側において、上記圧下率による冷間仕上圧延を施された上記帯鋼の表面および裏面に対し、合成ゴム製の第２ワイパを個別に押し付けて、上記冷却液の液切りを行う、
   ことを特徴とする帯鋼の冷間仕上圧延方法。
2. 前記ワークロールの入側における油含有冷却液の流下または噴射は、前記当該第１ワイパの直前に位置する前記帯鋼の表面および裏面に対して行われる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の帯鋼の冷間仕上圧延方法。
3. 板厚が２．５ｍｍ以下の帯鋼に対し、１．０〜１０％の圧下率により冷間仕上圧延を施す上下一対のワークロールと、
   上記ワークロールの入側における上記帯鋼のパスラインの上下に対向して配置した油含有冷却液の噴射手段と、
   上記噴射手段における上記ワークロール側に隣接する位置において、上記帯鋼のパスラインの上下にそれぞれ配置した合成ゴム製の第１ワイパと、
   上記ワークロールの出側における冷間仕上圧延後の上記帯鋼のパスラインの上下にそれぞれ配置した合成ゴム製の第２ワイパと、を含む、
   ことを特徴とする帯鋼の冷間仕上圧延装置。
4. 前記噴射手段および前記第１・第２ワイパは、前記ワークロールが支持されているロールスタンドに取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の帯鋼の冷間仕上圧延装置。
5. 前記第１・第２ワイパは、前記記帯鋼のパスラインの上下において、該パスラインと直交する方向に沿って２本以上が平行且つ隣接して配置されている、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の帯鋼の冷間仕上圧延装置。

Images