JP2014036979A - 圧延設備及び圧延方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上下ワークロールを有する複数の圧延スタンドから構成され、金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延設備であって、前記上下ワークロールにエマルション潤滑油を噴射させる噴射機構と、前記エマルション潤滑油を循環させる循環機構と、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも1つの圧延スタンドの上流側において前記金属ストリップの表裏面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布する静電塗布装置と、前記金属ストリップをアースするアース装置と、を備える、圧延設備が提供される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる圧延設備1の概略的な説明図である。この圧延設備1の上流には金属ストリップSの酸洗処理を行う酸洗設備(図示せず)が配置されており、圧延設備1には熱間圧延され表層のスケールを除去された金属ストリップSが連続的に供給されている。一方、圧延設備1の下流には、この圧延設備1で冷間圧延された金属ストリップSを切断する切断機(図示せず)や、当該金属ストリップSをコイル状に巻き取る巻き取りリール(図示せず)が配置されている。
また、上記本発明の第1の実施の形態では、静電塗布装置60、61、63、64の稼動によって金属ストリップSの表裏面に対してエマルション潤滑油の原液を吸着させる場合について説明したが、圧延時の摩擦発熱や加工発熱を抑制させるといった観点からは、原液を必ずしも金属ストリップSの表裏面に吸着させる必要はなく、例えば圧延スタンドの上下ワークロールに対して原液を吸着させても良い。そこで、以下では圧延スタンドの上下ワークロールに対して原液を吸着させる構成の圧延設備70について図3を参照して説明する。なお、ここでは上記第1の実施の形態と同一の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
上記第1の実施の形態では、静電塗布装置60、61、63、64の稼動によって金属ストリップSの表裏面に対してエマルション潤滑油の原液を吸着させる場合について説明し、上記第2の実施の形態では、静電塗布装置72、73、75、76の稼動によって上下ワークロール12d、12e、13d、13eの表面にエマルション潤滑油の原液を吸着させる場合について説明した。本発明においては、金属ストリップSの表裏面に対して静電塗布を行う静電塗布装置と、上下ワークロールの表面に対して静電塗布を行う静電塗布装置とを両方設ける構成としても良い。そこで、ここでは図4を参照して、金属ストリップSの表裏面に対して静電塗布を行う静電塗布装置(以下、第1の静電塗布装置)と、上下ワークロールの表面に対して静電塗布を行う静電塗布装置(以下、第2の静電塗布装置)とを備えた構成の圧延設備80について説明する。
本発明の実施例1として、金属ストリップとして素材板厚4.0mm、仕上げ板厚0.95mmの厚手材と、素材板厚2.8mm、仕上げ板厚0.40mmの薄手材を下記表1と表2に示す圧延条件でもって圧延した。ここで、いずれの場合も板幅1240mmのコイルを用い、鋼種としては普通鋼を用いた。
エマルション潤滑油の濃度が2.5%の場合において、通常仕上げの薄手材は圧延速度2000m/minでも焼き付きは発生しなかったが、通常仕上げの厚手材は圧延速度1300m/minでスリップが発生した。また、エマルション潤滑油の濃度が2.5%の場合いおいて、梨地仕上げの薄手材は圧延速度2000m/minでも焼き付きは発生しなかったが、梨地仕上げの厚手材は圧延速度1000m/minでスリップが発生した。
この結果から、静電塗布装置による原液の塗布を行わない条件では、厚手材と薄手材は同じ潤滑条件(同じエマルション濃度)で、いずれかは最高圧延速度で圧延することができないことが判明した。
1)金属ストリップ表裏面に原液を静電塗布する場合、下限塗布量は圧延速度2000m/minで20mg/m2であった。
2)ワークロール表面に原液を静電塗布する場合、下限塗布量は圧延速度2000m/minで40mg/m2であった。
3)金属ストリップ表裏面及びワークロール表面に原液を静電塗布する場合、金属ストリップ表裏面に10mg/m2で原液を塗布すると、ワークロール表面に対する下限塗布量は圧延速度2000m/minで20mg/m2であった。
1)金属ストリップ表裏面に原液を静電塗布する場合、下限塗布量は圧延速度2000m/minで300mg/m2であった。
2)ワークロール表面に原液を静電塗布する場合、下限塗布量は圧延速度2000m/minで600mg/m2であった。
3)金属ストリップ表裏面及びワークロール表面に原液を静電塗布する場合、金属ストリップ表裏面に100mg/m2で原液を塗布すると、ワークロール表面に対する下限塗布量は圧延速度2000m/minで400mg/m2であった。
1)金属ストリップ表裏面に原液を静電塗布する場合、圧延速度2000m/minで下限塗布量は20mg/m2、上限塗布量は300mg/m2。
2)ワークロール表面に原液を静電塗布する場合、圧延速度2000m/minで下限塗布量は40mg/m2、上限塗布量は600mg/m2。
3)金属ストリップ表裏面及びワークロール表面に原液を静電塗布する場合には、双方のバランスで定まる。
本発明の実施例2として、図4に示した構成の圧延設備を用いて、従来より知られている圧延における代表的な潤滑技術(後述する従来技術1〜3)と本願発明にかかる圧延方法についての比較検討を行った。なお、実施した代表的な圧延条件は 上記実施例1に示した表1と同じである。また、エマルション圧延潤滑油としては、高分子合成エステル基油の圧延潤滑油(粘度50cSt、40℃)、を濃度1.5%、2.5%、温度50℃で使用した。
従来技術1について検討する際には、タンク内のエマルション潤滑油を新たにつくり変えた。従来技術1では、エマルション潤滑油の濃度が1.5%の場合、厚手材は圧延速度2000m/minでも焼き付きは発生しなかったが、薄手材は圧延速度1650m/minで焼き付きが発生した。また、エマルション潤滑油の濃度が2.5%の場合には、薄手材は圧延速度2000m/minでも焼き付きは発生しなかったが、厚手材は圧延速度1300m/minでスリップが発生した。この結果から、従来技術1を採用した場合には、厚手材と薄手材は同じ潤滑条件(同じエマルション濃度)ではいずれかは最高圧延速度で圧延することができないことが判明した。
従来技術2について検討する際には、図4の装置構成において別途少量タンクを設け、濃度15%のエマルション潤滑油を第4、第5スタンドの上流に30リットル/min(片面)供給するノズルを設けて検討を行った。従来技術2では、エマルション潤滑油の濃度が1.5%の場合、高濃度のエマルション潤滑油をスタンド間で板表面に供給しなくても厚手材は圧延速度2000m/minで焼き付きは発生しなかったが、薄手材は圧延速度1650m/minで焼き付きが発生した。エマルション潤滑油の濃度が1.5%の場合において、高濃度(15%)のエマルション潤滑油をスタンド間で板表面に供給する(30リットル/min×4台)ことによって、薄手材は圧延速度2000m/minでも焼き付きは発生しなかった。しかしながら、原液を18リットル/min消費することとなり、これによりタンクのエマルション濃度は高くなるのでエマルション濃度が有る管理値(例えば1.8%)を超えるとオーバーフローさせて希釈する必要があり、製造コストの上昇をもたらした。
従来技術3について検討する際には、本発明にかかる圧延設備の静電塗布装置において低電流DC高圧電源(電圧負荷ユニットの電源)を切って検討を行った。エマルション潤滑油の濃度が1.5%の場合、高濃度のエマルション潤滑油をスタンド間において金属ストリップ表裏面にエアアトマイズすると、圧延速度2000m/minでは下限塗布量1000mg/m2 、上限塗布量8000mg/m2の範囲であれば薄手材に焼き付きは発生しなかった。静電塗布について上記実施例1に示した結果と比べて、上下限の値が大きいのは付着効率が悪いためである、また、長期間(例えば10日間)実施した場合、ハウジング上部に板に付着せず浮遊した油が付着し、それが凝集して落下し、板表面にボタ落ちと呼ばれる表面欠陥を生じさせた。また、工場内が霧化し、油が至る所に付着した。
本願発明では金属ストリップ表裏面に静電塗油する場合に、上限塗布量は圧延速度2000m/minで100mg/m2とした。本願発明にかかる技術を用いた場合、薄手材に焼き付きは発生しなかった。この場合、供給量は1分間に0.8リットル/min消費することになるが、これによるタンクのエマルション濃度の上昇は遅いので、厚手材と薄手材の割合が50%程度までであればエマルション濃度が有る管理値(例えば1.8%)を超えることは無かった。また、長期間(例えば30日間)実施した場合、上記従来技術3のような板表面にボタ落ちと呼ばれる表面欠陥を生じさなかった。
10(10a〜10e)…圧延スタンド
12(12a〜12e)…上ワークロール
13(13a〜13e)…下ワークロール
15(15a〜15e)…上バックアップロール
16(16a〜16e)…下バックアップロール
20(20a〜20e)…噴射機構
21(21a〜21e)…上ノズル
22(22a〜22e)…下ノズル
30…クリーンタンク
33…回収機構
35…ダーティータンク
37…フィルター
39…撹拌機
40…循環機構
45(45a〜45e)…テンションロール
50…アース装置
60、61、63、64…静電塗布機構
65…投入口
66…噴射口
67…ノズル
68…低電流DC高圧電源
69…誘電棒
71…エアー導入口
72、73、75、76…静電塗布装置
S…金属ストリップ
Claims (12)
- 上下ワークロールを有する複数の圧延スタンドから構成され、金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延設備であって、
前記上下ワークロールにエマルション潤滑油を噴射させる噴射機構と、
前記エマルション潤滑油を循環させる循環機構と、
前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも1つの圧延スタンドの上流側において前記金属ストリップの表裏面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布する静電塗布装置と、
前記金属ストリップをアースするアース装置と、を備える、圧延設備。 - 上下ワークロールを有する複数の圧延スタンドから構成され、金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延設備であって、
前記上下ワークロールにエマルション潤滑油を噴射させる噴射機構と、
前記エマルション潤滑油を循環させる循環機構と、
前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも1つの圧延スタンドの上下ワークロール表面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布する静電塗布装置と、
エマルション潤滑油の原液を静電塗布した上下ワークロールをアースするアース装置と、を備える、圧延設備。 - 上下ワークロールを有する複数の圧延スタンドから構成され、金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延設備であって、
前記上下ワークロールにエマルション潤滑油を噴射させる噴射機構と、
前記エマルション潤滑油を循環させる循環機構と、
前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも1つの圧延スタンドの上流側において前記金属ストリップの表裏面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布する第1の静電塗布装置と、
当該圧延スタンドの上下ワークロール表面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布する第2の静電塗布装置と、
前記金属ストリップ及びエマルション潤滑油の原液を静電塗布した前記上下ワークロールをアースするアース装置と、を備える、圧延設備。 - 前記静電塗布装置は、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも焼き付きが発生しやすい圧延スタンドの上流側に備えられる、請求項1に記載の圧延設備。
- 前記静電塗布装置は、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも焼き付きが発生しやすい圧延スタンドの上下ワークロール表面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布するものである、請求項2に記載の圧延設備。
- 前記第1の静電塗布装置は、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも焼き付きが発生しやすい圧延スタンドの上流側に備えられ、
前記第2の静電塗布装置は、前記複数の圧延スタンドのうち少なくとも焼き付きが発生しやすい圧延スタンドの上下ワークロール表面に対してエマルション潤滑油の原液を静電塗布するものである、請求項3に記載の圧延設備。 - 前記焼き付きが発生しやすい圧延スタンドは、前記複数の圧延スタンドのうちダル圧延を行う圧延スタンドを除く最も圧下率が高い圧延スタンドである、請求項4〜6のいずれかに記載の圧延設備。
- 前記静電塗布装置は、エマルション潤滑油の原液を噴射するノズルを有しており、
前記ノズルは開閉自在であり、前記金属ストリップの板幅方向に複数配置される、請求項1、2、4、5のいずれかに記載の圧延設備。 - 前記第1の静電塗布装置及び前記第2の静電塗布装置はエマルション潤滑油の原液を噴射するノズルを有しており、
前記ノズルは開閉自在であり、前記金属ストリップの板幅方向に複数配置される、請求項3又は6に記載の圧延設備。 - 請求項1に記載の圧延設備において金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延方法であって、
前記静電塗布装置によって塗布されるエマルション潤滑油の原液の単位面積当たりの塗布量が一定となるように、前記金属ストリップの板速度に基づいて前記静電塗布装置によるエマルション潤滑油の原液の供給量を制御する、圧延方法。 - 請求項2に記載の圧延設備において金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延方法であって、
前記静電塗布装置によって塗布されるエマルション潤滑油の原液の単位面積当たりの塗布量が一定となるように、エマルション潤滑油の原液が塗布される上下ワークロールの周速度に基づいて前記静電塗布装置によるエマルション潤滑油の原液の供給量を制御する、圧延方法。 - 請求項3に記載の圧延設備において金属ストリップを冷間タンデム圧延する圧延方法であって、
前記第1の静電塗布装置によって金属ストリップの表裏面に塗布されるエマルション潤滑油の原液の単位面積当たりの塗布量が一定となるように、前記金属ストリップの板速度に基づいて前記第1の静電塗布装置によるエマルション潤滑油の原液の供給量を制御し、
且つ、前記第2の静電塗布装置によって上下ワークロールの表面に塗布されるエマルション潤滑油の原液の単位面積当たりの塗布量が一定となるように、前記上下ワークロールの周速度に基づいて前記第2の静電塗布装置によるエマルション潤滑油の原液の供給量を制御する、圧延方法。
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