JP2019025532A - 冷間圧延鋼帯のワイパー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷間圧延鋼帯のうら面の水切りを適切に行い、冷間圧延の通板速度が大きい場合や鋼帯温度が高い場合であっても、冷間圧延鋼帯のうら面での錆や油分の焼き付きの発生を確実に抑制することが可能な冷間圧延鋼帯のワイパー装置を提供する。【解決手段】本発明の冷間圧延鋼帯のワイパー装置は、鋼帯(１２)を冷間圧延する冷間圧延機(１４)に装着され、水溶性圧延油が付着した状態で走行する上記の鋼帯(１２)に接触させて該水溶性圧延油を上記の鋼帯(１２)から除去する接触パッド(１６)を有する。そして、その接触パッド(１６)を発泡ゴムで形成する。なお、この発泡ゴムは、独立気泡構造であることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は冷間圧延機に附帯するワイパー装置に関し、とりわけ、冷間圧延機での最終仕上がりパス終了後の冷間圧延鋼帯に付着してトラブルの原因となる水溶性圧延油を効果的に当該鋼帯から除去することのできる冷間圧延鋼帯のワイパー装置に関する。

鋼帯の冷間圧延には水溶性圧延油が用いられる。この水溶性圧延油には、エマルション型やソリューション型，ソリュブル型といった複数のタイプのものが存在するが、これらの何れにおいても水溶性の油と水とで大略形成されており、このうち油分は圧延油全体の重量に対して数％程度(例えば７％程度)で、残りの大部分は水である。
冷間圧延においてこのような水溶性圧延油を使用する目的は、冷間圧延中の鋼帯がＷＲ(ワークロール)とメタルタッチすることによって生じる焼き付きの抑制と、圧下の際に鋼帯に生じる熱を冷却するためである。

ところが、水溶性圧延油の使用は上記のような効果のみではなく、次のような問題を生じさせる場合がある。すなわち、冷間圧延後の鋼帯における水溶性圧延油の除去、所謂「水切り」が不十分であった場合、鋼帯の表面に残留した水溶性圧延油により、「鋼帯が錆びる」或いは「油分の焼き付きが生じる」と言った不具合が発生する。この点について詳述すると、鋼帯が軽圧下材（板厚の１０〜２５％を圧下）や厚物材の場合には、冷間圧延の際に鋼帯の温度が上がり難く水溶性圧延油の水分が蒸発されないため鋼帯に錆が生じ易くなる。一方、鋼帯が高圧下材（板厚の２５〜７０％を圧下）の場合には、冷間圧延の際に鋼帯の温度が高くなるため、水溶性圧延油の水分が蒸発してしまい錆の原因にはならないが、油分が焼き付いて残ってしまう。つまり、何れの場合であっても鋼帯の表面に水溶性圧延油が残留することによって品質トラブルが発生し得る。

そこで、上述のような水切り不良による品質トラブルを防止する技術として、例えば下記の特許文献１(日本国・特開２０１２-５５９４３号公報)には、鋼帯処理ラインを走行する鋼帯の上側より当該鋼帯表面のエッジ部に高圧エアーを吹き付けて水切りを行うワイパー装置が開示されている。
かかる技術によれば、鋼帯上面側のエッジ部に溜まる水溶性圧延油を除去して当該部分の錆や油焼き付きの発生を抑えることができる。

特開２０１２−５５９４３号公報

しかしながら、上記従来のワイパー装置では、鋼帯のおもて面(＝鋼帯処理ラインを走行する鋼帯の上面)に対しては十分な水切り効果を発揮できるものの、うら面(＝鋼帯処理ラインを走行する鋼帯の下面)に対する水切り効果は十分ではなかった。なぜなら、鋼帯のおもて面から吹き飛ばしたつもりの水溶性圧延油がうら面のエッジ部に回り込んで溜まってしまうためである。これは、鋼帯のうら面のエッジ部にはカエリが有り、回り込んだ水溶性圧延油がそこに溜まり易いことに起因する。また、鋼帯処理ラインを走行する鋼帯のうら面は作業上見えないことも、鋼帯うら面の水切りの管理を難しくしている。
それゆえに、本発明の目的は、冷間圧延鋼帯のうら面の水切りを適切に行い、冷間圧延の通板速度が大きい場合や鋼帯温度が高い場合であっても、冷間圧延鋼帯のうら面での錆や油分の焼き付きの発生を確実に抑制することが可能な冷間圧延鋼帯のワイパー装置を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図３に示すように、鋼帯１２を冷間圧延する冷間圧延機１４に装着される「冷間圧延鋼帯のワイパー装置」を次のように構成した。
すなわち、水溶性圧延油が付着した状態で走行する上記の鋼帯１２の下面側に接触させて該水溶性圧延油を上記の鋼帯１２から除去する接触パッド１６を設ける。そして、その接触パッド１６を発泡ゴムで形成する。
ここで、上記の接触パッド１６を形成する発泡ゴムの素材としては、クロロプレンゴム，アクリロニトリル・ブタジエンゴム，スチレン・ブタジエンゴムなどを使用することができるが、耐油性や耐候性や耐薬品性などのバランスに優れたクロロプレンゴムを用いるのが特に好ましい。

本発明においては、上記の接触パッド１６を形成する発泡ゴムが、独立気泡構造であることが好ましい。
この場合、水溶性圧延油の油分は、毛細管現象により発泡ゴムの独立気泡内部へと吸収(トラップ)されてしまうため、接触パッド１６が接触した鋼帯１２の下面から当該油分が除去される。その結果、鋼帯１２の下面での油分の焼き付きを防止することができる。一方、水溶性圧延油の水分については、独立気泡構造の発泡ゴムは吸水しないので、水分は発泡ゴムの内部にはトラップされず、鋼帯１２の下面に留まることとなる。しかしながら、走行する鋼帯１２に接触パッド１６が接触することにより、鋼帯１２の下面における当該接触部分では水分が広く展ばされて表面積が大きくなり蒸発し易くなる。その結果、接触パッド１６が吸水せずとも錆を防げるようになる。

また、本発明では、前記の接触パッド１６は、前記の鋼帯１２の幅よりも狭幅に形成するのが好ましい。この際、その接触パッド１６は、その鋼帯１２の幅方向において２つ以上設けるのが好ましく、更には、その接触パッド１６を上記の鋼帯１２の板端を跨ぐ位置に設けるのが特に好ましい。
これらの場合、摩擦抵抗の大きな発泡ゴムからなる接触パッド１６を鋼帯１２の下面に連続的に接触させるワイパー装置を安定的に且つ効率よく長時間稼働させることができる。

さらに、本発明は、後述する実施形態に記載された特有の構成を付加することが好ましい。

本発明によれば、冷間圧延鋼帯のうら面の水切りを適切に行い、冷間圧延の通板速度が大きい場合や鋼帯温度が高い場合であっても、冷間圧延鋼帯のうら面での錆や油分の焼き付きの発生を確実に抑制することが可能な冷間圧延鋼帯のワイパー装置を提供することができる。

本発明の冷間圧延鋼帯のワイパー装置が設けられた可逆式の冷間圧延機の概略を示す説明図である。 本発明の一実施形態の冷間圧延鋼帯のワイパー装置を示す図で、図２Ａはその部分断面正面図であり、図２Ｂは右側面図である。 本発明の一実施形態の冷間圧延鋼帯のワイパー装置におけるパッド取付金具に接触パッドを装着した状態の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の「冷間圧延鋼帯のワイパー装置」(以下、単に「ワイパー装置」とも言う。)を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態のワイパー装置１０が搭載された可逆式の冷間圧延機１４の概略を示す図である。また、図２は、本発明の一実施形態のワイパー装置１０を示す図であり、図３は、本実施形態のワイパー装置１０におけるパッド取付金具３４に接触パッド１６を装着した状態の一例を示す斜視図である。
先ず始めに、本発明のワイパー装置１０が装着される可逆式の冷間圧延機１４について説明すると、この可逆式の冷間圧延機１４(図１参照)は、１台の圧延機２０の前後に配置された入側リール２２及び出側リール２４に鋼帯１２を巻き取り又は巻き戻しながら繰り返し圧延することにより、鋼帯１２の厚みを目標の厚みに調整するためのものである。

圧延機２０は、回転する複数のロールの間に鋼帯１２を通し、その厚みが目的の厚みとなるようにロール圧延する加工装置である。ここで、図１に示す実施形態では、圧延機２０として４重圧延機を示しているが、この圧延機２０は上記の通り鋼帯１２を目的の厚みに調節・加工できるものであれば如何なる形式のものであってもよく、例えばクラスターミルなどであってもよい。
この圧延機２０の前後には、上述の通り、入側リール２２及び出側リール２４がそれぞれ配置されており、これら入側リール２２及び出側リール２４には、それぞれモーター２２ａ及び２４ａが取り付けられる。また、この入側リール２２及び出側リール２４と圧延機２０との間における各リール２２，２４近傍の位置には、鋼帯１２の走行を案内するガイドロール２６Ａ及び２６Ｂが設けられる。更に、ガイドロール２６Ａと圧延機２０との間には、入側板厚計２８Ａが設置され、ガイドロール２６Ｂと圧延機２０との間には、出側板厚計２８Ｂが設置される。
そして、この圧延機２０には、図示しないが圧延する鋼帯１２に向けて水溶性圧延油を供給する圧延油供給装置が装備される。

入側板厚計２８Ａ及び出側板厚計２８Ｂは、圧延機２０の前後において走行する鋼帯１２の板厚を測定する計器で、入側板厚計２８Ａ及び出側板厚計２８Ｂが測定した板厚データは、それぞれ配線Ｌ１及びＬ２を介して板厚制御装置３０へと与えられる。
板厚制御装置３０は、入側板厚計２８Ａ及び出側板厚計２８Ｂで測定した板厚データに基づいて、圧下のゲインとタイミングを決定して圧延機１４の圧下装置３２を動作させる。

以上のように構成された可逆式の冷間圧延機１４において、最終仕上がりパス後の圧延機２０出側における出側板厚計２８Ｂの下流、すなわち出側板厚計２８Ｂとガイドロール２６Ｂの間に、本発明のワイパー装置１０が設置される。なお、図１の実施形態の可逆式の冷間圧延機１４では、図面に向かって右側の入側リール２２に取り付けられたコイルから鋼帯１２を引き出して(巻き戻して)圧延を開始し、奇数回の圧延の後、出側リール２４に鋼帯１２が巻き取られた状態で冷間圧延が完了する場合を示している。従って、偶数回の圧延で目的とする冷間圧延が完了する場合には、ワイパー装置１０は入側板厚計２８Ａの下流、すなわち入側板厚計２８Ａとガイドロール２６Ａの間に設置されると共に、冷間圧延完了後の鋼帯１２は入側リール２２に巻き取られた状態となる。
ここで、ワイパー装置１０を出側板厚計２８Ｂ及び入側板厚計２８Ａの下流側にそれぞれ設置するようにしているが、これは、ワイパー装置１０の接触パッドを構成する発泡ゴムの破片(千切れたもの)等が鋼帯１２に付着したまま出側板厚計２８Ｂ及び入側板厚計２８Ａへと入ることによって、これらの板厚計が誤動作するのを防止するためである。

ワイパー装置１０は、水溶性圧延油が付着した状態で走行する鋼帯１２の下面側に接触させて該水溶性圧延油を鋼帯１２から除去するための装置で、大略、接触パッド１６，パッド取付金具３４，水切り治具３６及び水切り治具受台３８で構成される。

接触パッド１６は、走行する鋼帯１２の表面(図１の実施形態では、走行する鋼帯１２の下面(うら面)。)に直接押し当てられて水溶性圧延油を水切りするための部材であって、発泡ゴム(ゴムスポンジ)を例えば倒伏正四角柱状にした物である。この接触パッド１６を形成する材料としては、水切りと言った観点からフェルトやバフなどの繊維質素材も考えられるが、温度が高い鋼帯１２と接触させるので素材に耐熱性がないと劣化してしまう事や、冷間圧延の通板速度が大きい場合には繊維質素材では繊維が鋼帯１２と擦れて千切れ、鋼帯１２の表面に付着してゴミの原因となってしまう事などから、上記の通り発泡ゴムを用いるのが好ましい。

また、接触パッド１６を形成する発泡ゴムとして「独立気泡構造」のものと「連続気泡構造」のものとがある。通常の吸水目的の場合は、吸水性に富む連続気泡構造の発泡ゴムを選定し、吸水性の乏しい独立気泡構造の発泡ゴムは選定しない。しかしながら、接触パッド１６の素材として吸水性に富む連続気泡構造の発泡ゴムを用いた場合、水分と油分との両方を吸収するため短時間の使用では特に問題とはならないが、長時間の使用により発泡ゴムが貯蔵できる液量を超えたときには、発泡ゴム(接触パッド１６)から水分と油分が染み出てきてしまい、それらが鋼帯１２の表面に残留して上述した品質トラブルを生じさせる場合がある。従って、本実施形態のワイパー装置１０では、その殆どが水分である水溶性圧延油に対して、あえて吸水性の乏しい独立気泡構造の発泡ゴムを接触パッド１６の素材として用いている。そうすることで、接触パッド１６に水分は吸収されず、油分だけが選択的に(発泡ゴム内に)トラップされて鋼帯１２うら面の水溶性圧延油中から油分が除去される。その結果、当該鋼帯１２うら面での油分の焼き付きを防止することができる。また、接触パッド１６に水分は吸収されないが、鋼板１２のうら面に接触パッド１６が接触することで、その水分が広く展ばされて表面積を増やし蒸発し易くなることから、錆びの発生も効果的に防止することができる。

パッド取付金具３４は、接触パッド１６を水切り治具３６に着脱自在に取り付けるための部材で、図３に示すように、接触パッド１６をその側面視左右両側から挟持して固定する爪部材４０とこの爪部材４０の下部に形成されたＴ脚４２とを有する。
ここで、このパッド取付金具３４への接触パッド１６の取り付け方法は、図３に示すように、倒伏正四角柱状に形成された接触パッド１６のエッジが最も高い位置に配置されるよう取り付けるのが好ましい。接触パッド１６を構成する発泡ゴムは摩擦抵抗が大きく、鋼帯１２と広い面積で接触させた場合、その接触条件によっては接触パッド１６が爪部材４０から離脱してしまう虞があるからである。同様の理由により、この接触パッド１６は鋼帯１２の幅よりも狭幅に形成するのが好ましいし、その際、接触パッド１６は鋼帯１２の幅方向において２つ以上設けるのが好ましい。

水切り治具３６は、パッド取付金具３４に取り付けられた接触パッド１６を鋼帯１２幅方向の任意の位置で移動可能に支持する長尺レール状の部材である。この水切り治具３６には、長手方向に向けてＴ溝４４が形成されており、このＴ溝４４内にパッド取付金具３４のＴ脚４２が水平方向(図２Ａ中の左右方向)へ移動可能に嵌合される。

水切り治具受台３８は、水切り治具３６を高さ調整可能で且つ一定の圧力にて上方へ押圧付勢可能に支持する受台であり、矩形板状のベースプレート４６と、このベースプレート４６の長手方向左右両端部のそれぞれに立設された一対の円柱状のシャフト４８と、同じくベースプレート４６の長手方向中央部に立設された高さ調整用のスタッドボルト５０と、左右一対のシャフト４８のそれぞれが出没可能に挿入される左右一対のガイドパイプ５２と、そのガイドパイプ５２の下端部同士を連結するように架設されると共にその長手方向中央部にスタッドボルト５０が挿通される挿通孔５４ａが設けられた高さ調整プレート５４と、ガイドパイプ５２の上端同士を連結するように架設され且つ上面が開口したチャンネル部材５６と、コイルばね５８ａを備えた左右一対のダンパー部材５８を介してチャンネル部材５６に支持され、上記の水切り治具３６が着脱可能に固定される固定レール部材６０とを備える。また、スタッドボルト５０の高さ調整プレート５４より下側の位置には、スタッドボルト５０の外周に放射状に設けられた複数のハンドルバー６２ａを有するハンドル付きナット６２が上下方向に進退可能にて螺着されており、スタッドボルト５０の高さ調整プレート５４より上側の位置には、高さ調整プレート５４の上限位置を規定する規制ボルト６４が上下方向に進退可能にて螺着される。

以上のように構成された本実施形態の冷間圧延鋼帯のワイパー装置１０によれば、左右一対のダンパー部材５８によって接触パッド１６が一定の圧力(弾発力)にて上方へ押圧付勢されているので、走行する鋼帯１２の下面に対して常に略一定の圧力で接触パッド１６を押し当てることができる。

また、スタッドボルト５０には、その外周に放射状に設けられた複数のハンドルバー６２ａを有するハンドル付きナット６２が螺着されているので、可逆式の冷間圧延機１４の稼動時であってもハンドル付きナット６２を操作することによって、比較的簡単且つ安全に接触パッド１６の高さ位置を調整することができる。

なお、上述の実施形態では、冷間圧延機１４として可逆式のものを示したが、この冷間圧延機１４は非可逆式のものであってもよい。
また、ワイパー装置１０を圧延機２０の出側にだけ設ける場合を示したが、圧延機２０の出側と入側の両方に設けるようにしてもよい。
更に、ワイパー装置１０の接触パッド１６を鋼帯１２のうら面に接触させる場合を示したが、当該接触パッド１６を鋼帯１２のおもて面に接触させるようにしてもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１０：冷間圧延鋼帯のワイパー装置，１２：鋼帯，１４：冷間圧延機，１６：接触パッド，２０：圧延機，２２：入側リール，２２ａ：モーター，２４：出側リール，２４ａ：モーター，２６Ａ：ガイドロール，２６Ｂ：ガイドロール，２８Ａ：入側板厚計，２８Ｂ：出側板厚計，３０：板厚制御装置，３２：圧下装置，３４：パッド取付金具，３６：水切り治具，３８：水切り治具受台，４０：爪部材，４２：Ｔ脚，４４：Ｔ溝，４６：ベースプレート，４８：シャフト，５０：スタッドボルト，５２：ガイドパイプ，５４：高さ調整プレート，５４ａ：挿通孔，５６：チャンネル部材，５８：ダンパー部材，５８ａ：コイルばね，６０：固定レール部材，６２：ハンドル付きナット，６２ａ：ハンドルバー，６４：規制ボルト，Ｌ１：配線，Ｌ２：配線．

Claims (5)

1. 鋼帯(１２)を冷間圧延する冷間圧延機(１４)に装着され、水溶性圧延油が付着した状態で走行する上記の鋼帯(１２)に接触させて該水溶性圧延油を上記の鋼帯(１２)から除去する接触パッド(１６)が設けられた冷間圧延鋼帯のワイパー装置であって、
   上記の接触パッド(１６)が発泡ゴムで形成される、ことを特徴とする冷間圧延鋼帯のワイパー装置。
2. 請求項１の冷間圧延鋼帯のワイパー装置において、
   前記の接触パッド(１６)を形成する前記の発泡ゴムが独立気泡構造である、ことを特徴とする冷間圧延鋼帯のワイパー装置。
3. 請求項１又は２の冷間圧延鋼帯のワイパー装置において、
   前記の接触パッド(１６)は、前記の鋼帯(１２)の幅よりも狭幅に形成される、ことを特徴とする冷間圧延鋼帯のワイパー装置。
4. 請求項３の冷間圧延鋼帯のワイパー装置において、
   前記の接触パッド(１６)は、前記の鋼帯(１２)の幅方向において２つ以上設けられる、ことを特徴とする冷間圧延鋼帯のワイパー装置。
5. 請求項４の冷間圧延鋼帯のワイパー装置において、
   前記の接触パッド(１６)が、前記の鋼帯(１２)の板端を跨ぐ位置に設けられる、ことを特徴とする冷間圧延鋼帯のワイパー装置。