JP3315906B2 - 熱間圧延設備及び熱間圧延機の潤滑方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板材の圧延を行う
熱間圧延機を備えた熱間圧延設備に係わり、特に、作業
ロールと圧延材との間を潤滑剤で潤滑する熱間圧延設備
に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、この種の熱間圧延設備において
は、例えば「板圧延の理論と実際」（日本鉄鋼協会）第
２１６頁〜２２１頁に示されるように、圧延材と作業
ロールとの摩擦による作業ロールの摩耗の抑制、圧延
材と作業ロールとの焼き付き防止、及び圧延材と作業
ロールとの間の摩擦係数低減による圧延荷重の低減を目
的として、補強ロールに潤滑剤（以下適宜、熱間圧延油
という）を噴射し作業ロール・圧延材間の潤滑が行われ
ている。

【０００３】一方、上記従来技術と同様に、補強ロール
に潤滑剤を噴射する公知技術例として、例えば、特開平
６−１９０４０９号公報記載のものがある。この公知例
に開示される圧延設備は、いわゆる作業ロールクロス式
圧延機を備えた圧延設備であり、潤滑剤供給装置を設け
て作業ロールと補強ロールとの潤滑を行うための所定の
潤滑剤（以下適宜、作業ロール・補強ロール間の潤滑剤
という）を補強ロール表面上に噴射し、これにより作業
ロール・補強ロール間に生じるスラスト力を低減するよ
うになっている。そしてまた、この圧延設備では、潤滑
剤供給装置のカバーと補強ロール表面とで形成される閉
空間内において補強ロール表面に付着しなかった潤滑剤
を回収し、潤滑剤供給源であるタンクに戻して循環させ
再利用するようになっている。なおこのとき潤滑剤は、
エマルジョン中の原液粘度が４０℃で８０Ｃｓｔ．以下
であり、濃度は例えば３重量％に維持されるようになっ
ている。そして、このような構成により、作業ロール表
面上に噴射される冷却剤に混入する潤滑剤の量を減ら
し、冷却剤回収後における化学的冷却水処理の負担を低
減できるようになっている。またこれにより潤滑剤供給
量を増加できるので、作業ロールと補強ロールとの間の
潤滑性能を向上できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な作業ロールクロス式の圧延機でなく、作業ロール及び
補強ロールがともにパスラインに直角方向となる圧延機
（以下適宜、作業ロール非クロス式という）の場合は、
作業ロール・補強ロール間のスラスト力がクロス式に比
べてごく小さいことから、最初に述べた作業ロール・圧
延材間の潤滑性能の向上のほうが重要である。そこで、
上記特開平６−１９０４０９号公報記載の構成において
潤滑剤を熱間圧延油とし、その一部を回収し循環させ再
利用することで同様に作業ロール・圧延材間の潤滑性能
の向上を図ることが考えられる。

【０００５】しかしながらこの場合、以下のような課題
が存在する。すなわち、よく知られているように、この
種の潤滑剤は温度の変化によってその粘度が大幅に変化
し、高温となるほど粘度が低下し付着力・転着力が低下
する性質を備えている。ここで、作業ロールと圧延材と
の接触位置付近の温度は例えば約８００℃〜１０００℃
という高温であるのに対し、作業ロールと補強ロールと
の接触位置付近の温度は例えば８０℃〜１００℃とそれ
に比べてかなり低い。したがって、前者の潤滑を目的と
する熱間圧延油と、後者の潤滑を目的とする作業ロール
・補強ロール間の潤滑剤とは、その目的の差異により備
えるべき物性が大幅に異なることとなる。つまり、熱間
圧延油は高温において潤滑を行うことから、高温による
粘度の低下をあらかじめ見越して、作業ロール・補強ロ
ール間の潤滑剤よりも付着力・転着力が高いものを噴射
する必要がある。

【０００６】しかし、上記特開平６−１９０４０９号公
報の圧延設備においては、このような点への配慮がされ
ていない。すなわち、エマルジョン中の原液濃度を例え
ば３重量％としつつ原液粘度を４０℃で８０Ｃｓｔ．以
下としているが、これらの値は、比較的低温で機能する
作業ロール・補強ロール間の潤滑剤のための物性値とし
ては十分であるものの、熱間圧延油として用いる場合に
は補強ロールへの付着力及び作業ロールへの転着力が不
十分となる。したがって、熱間圧延油で圧延材・作業ロ
ール間の潤滑を行って上記を達成するとともに、
そのとき熱間圧延油の一部を回収して循環使用すること
で圧延材・作業ロール間の潤滑性能の向上を図ることが
できない。

【０００７】本発明の目的は、作業ロール非クロス式の
熱間圧延機を備えた熱間圧延設備及び熱間圧延機の潤滑
方法において、圧延材・作業ロール間の潤滑性能の向上
を図ることができる構成を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、上下一対の作業ロール及びこれら
作業ロールをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを
備え、前記一対の作業ロール及び前記一対の補強ロール
の軸線がともにパスラインに直角方向となるように配置
された作業ロール非クロス式の熱間圧延機と、この熱間
圧延機の出側又は入側より前記一対の作業ロールに潤滑
剤とはタンク系統を異にした水を主体とする冷却剤を噴
射してこれらを冷却する冷却手段と、前記一対の作業ロ
ールと圧延材との間を潤滑するための潤滑剤を貯留する
タンクと、前記一対の補強ロールのそれぞれに対面して
配置され、前記潤滑剤を前記一対の補強ロール表面上に
それぞれ噴射する潤滑剤噴射手段と、前記タンクに貯留
された前記潤滑剤を前記潤滑剤噴射手段に導く潤滑剤導
入手段と、前記潤滑剤噴射手段から噴射された潤滑剤の
うち補強ロール表面上に付着しなかった余剰分を回収す
る潤滑剤回収手段と、この潤滑剤回収手段で回収された
潤滑剤を前記タンクへ還流させる潤滑剤還流手段と、前
記タンク内に４０℃における粘度が１００Ｃｓｔ．以上
１６０Ｃｓｔ．以下である潤滑剤原液を供給する潤滑剤
原液供給手段と、この潤滑剤原液供給手段による供給量
を調整する第１の弁と、前記タンク内に前記潤滑剤原液
を希釈する希釈液を供給する希釈液供給手段と、この希
釈液供給手段による供給量を調整する第２の弁と、前記
潤滑剤導入手段に導入される前記潤滑剤中に占める前記
潤滑剤原液の濃度を検出する濃度検出手段と、この濃度
検出手段での検出結果に応じ、前記第１及び第２の弁の
うち少なくとも第１の弁の動作を制御する制御手段とを
有する。潤滑剤原液供給手段からの潤滑剤原液と希釈液
供給手段からの希釈液とがタンク内に導入されて潤滑剤
として貯留される。この潤滑剤は、潤滑剤導入手段で潤
滑剤噴射手段に導かれ、補強ロール表面上に噴射され
る。そのうち一部は補強ロール上に付着しさらに作業ロ
ールに転着するが、付着しなかった余剰分は潤滑剤回収
手段で回収され、さらに潤滑剤還流手段でタンクへ還流
される。ここで、この潤滑剤の循環ルートにおいて、潤
滑剤導入手段に導入される潤滑剤中に占める潤滑剤原液
の濃度が濃度検出手段によって検出されており、この検
出結果に応じ、潤滑剤原液の供給量を調整する第１の弁
の動作が制御手段で少なくとも制御される。したがっ
て、この制御手段で、潤滑剤導入手段を介し潤滑剤噴射
手段に導かれる潤滑剤中の潤滑剤原液粘度を例えば比較
的高めに設定することにより、噴射される潤滑剤を熱間
圧延油として用いたとしても補強ロールへの十分な付着
力を得ることができ、さらに作業ロールへの十分な転着
力も得ることができるので、作業ロール・圧延材間の潤
滑を良好に行うことができる。これにより、圧延材との
摩擦による作業ロールの摩耗や作業ロールと圧延材との
焼き付きを抑制し、また圧延荷重を低減することができ
る。特に、潤滑剤原液供給手段が供給する潤滑剤原液
は、４０℃における粘度が１００Ｃｓｔ．以上であるこ
とにより、通常一般的である潤滑剤原液濃度０．３重量
％〜３重量％の範囲において、補強ロールへの十分な付
着力及び作業ロールへの十分な転着力を確実に確保でき
る。また４０℃における粘度が１６０Ｃｓｔ．以下であ
ることにより、目詰まり等の発生による潤滑剤噴射手段
の噴射不良を確実に回避できる。またこの熱間圧延油を
潤滑剤回収手段で回収することにより、冷却手段から作
業ロールに噴射される冷却剤に熱間圧延油が混入するの
を抑制できるので、冷却剤を回収して再利用するときに
通常行われる化学的処理の負担を低減できる。これによ
り、潤滑剤噴射手段からの熱間圧延油の噴射量を増加で
きるので、その分、圧延材と作業ロールとの間の潤滑性
能を向上することができる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】（２）上記（１）において、また好ましく
は、前記潤滑剤回収手段から前記潤滑剤還流手段に導入
された潤滑剤中に含まれる不純物を分離排出する分離排
出手段をさらに有する。これにより、例えばロール表面
に付着していた鉄分や潤滑剤腐敗物等の不純物がタンク
に混入することによる潤滑性能の低下、濃度検出手段の
検出不良、潤滑剤噴射手段の噴射不良等を確実に防止で
き、信頼性を向上できる。

【００１３】（３）上記（１）において、また好ましく
は、前記濃度検出手段に洗浄液を導くとともに洗浄後の
液を排出する洗浄液導入・排出手段をさらに有する。こ
れにより、所定周期毎に濃度検出手段の洗浄を行うこと
で、濃度検出精度を高く維持することができ、信頼性を
向上できる。

【００１４】（４）また上記目的を達成するために、本
発明は、上下一対の作業ロール及びこれら作業ロールを
それぞれ支持する上下一対の補強ロールを備え前記一対
の作業ロール及び前記一対の補強ロールの軸線がともに
パスラインに直角方向となるように配置された作業ロー
ル非クロス式の熱間圧延機に対し、この熱間圧延機の出
側又は入側より前記一対の作業ロールに潤滑剤とはタン
ク系統を異にした水を主体とする冷却剤を噴射してこれ
らを冷却する一方、前記一対の作業ロールと圧延材との
間を潤滑するための潤滑剤をタンクに貯留し、この貯留
した潤滑剤を前記一対の補強ロールに向かってそれぞれ
噴射し、この噴射された潤滑剤のうち前記補強ロール表
面上に付着しなかった余剰分を回収して前記タンクへ還
流させ、前記噴射する潤滑剤として、４０℃における粘
度が１００Ｃｓｔ．以上１６０Ｃｓｔ．以下である潤滑
剤原液及び希釈液のうち少なくとも前者で構成されかつ
該潤滑剤中に占める前記潤滑剤原液の濃度が所定値以上
に調整されたものを用いる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。本実施形態による熱間圧延設備
の要部構造を表す配置図を図１に示す。この図１におい
て、本実施形態による熱間圧延設備は、まず、上下一対
の作業ロール１Ｕ，１Ｌ及びこれら作業ロール１Ｕ，１
Ｌをそれぞれ支持する上下一対の補強ロール２Ｕ，２Ｌ
を備え、これら作業ロール１及び補強ロール２の軸線が
ともに圧延材３のパスラインに直角方向となるように配
置された熱間圧延機４を備えている。

【００１６】また、この熱間圧延設備は、熱間圧延機４
の出側又は入側より作業ロール１Ｕ，１Ｌに冷却水を噴
射してこれらを冷却する冷却手段としての冷却水ノズル
５Ｕａ，５Ｕｂ，５Ｌａ，５Ｌｂと、潤滑剤を貯留する
ストレージタンク（ミキシングタンク）６と、補強ロー
ル２Ｕ，２Ｌのそれぞれに対面して配置され、潤滑剤を
補強ロール２Ｕ，２Ｌ表面（＝バレルの周面）上にそれ
ぞれ噴射する潤滑剤噴射手段としての潤滑剤ノズル８
Ｕ，８Ｌと、タンク６に貯留された潤滑剤を潤滑剤ノズ
ル８Ｕ，８Ｌに導く潤滑剤導入手段としての吸入管路
９、潤滑剤供給ポンプ１０、吐出管路１１、及び潤滑剤
供給用切換弁７ａ，７ｂと、潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌか
ら噴射された潤滑剤のうち補強ロール２Ｕ，２Ｌ表面上
に付着しなかった余剰分を回収する潤滑剤回収手段とし
てのカバー１２Ｕ，１２Ｌ及びシールリップ１３Ｕ，１
３Ｌと、これら潤滑剤回収手段１２，１３で回収された
潤滑剤をタンク６へ還流させる潤滑剤還流手段としての
吸入管路１４、潤滑剤回収ポンプ１５、吐出管路１６、
及びタンク管路１８と、タンク６内に潤滑剤原液を供給
する潤滑剤原液供給手段としての潤滑剤原液供給管路１
９と、この潤滑剤原液供給管路１９による供給量を調整
する第１の弁としての潤滑剤原液補給切換弁２０と、タ
ンク６内に潤滑剤原液を希釈する希釈液、例えば水を供
給する希釈液供給手段としての水供給管路２１と、この
水供給管路２１による供給量を調整する第２の弁として
の水補給切換弁２２と、潤滑剤導入手段９，１０，１
１，７に導入される潤滑剤中に占める潤滑剤原液の濃度
を検出する濃度検出手段としての濃度計２３と、この濃
度計２３での検出結果に応じ、切換弁２０の動作を制御
する制御手段としてのコントローラ２４と、潤滑剤回収
手段１２，１３から潤滑剤還流手段１４，１５，１６，
１８に導入された潤滑剤中に含まれる不純物を分離排出
する分離排出手段としての不純物分離装置２５及び不純
物排出用切換弁２６と、濃度計２３に洗浄液、例えば水
を導くとともに洗浄後の液を排出する洗浄液導入・排出
手段としての洗浄用導入配管２８、洗浄液導入用切換弁
２９、洗浄用排出配管３０、及び洗浄液排出用切換弁３
１とを有している。

【００１７】潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌと、カバー１２
Ｕ，１２Ｌと、シールリップ１３Ｕ，１３Ｌとは、略箱
状の潤滑剤ヘッダ３２Ｕ，３２Ｌとして一体的に構成さ
れている。これらのうち、潤滑剤ヘッダ３２Ｕを例にと
ってその詳細構造を図２に示す。図２において、潤滑剤
ノズル８Ｕを包含するように設けられたカバー１２Ｕの
補強ロール２Ｕ側端部に例えばゴムからなるシールリッ
プ１３Ｕがはめ込み固定され、シールリップ１３Ｕの補
強ロール２Ｕ側端面は補強ロール２Ｕの回転に追従して
接触を維持するようになっている。すなわち、シールリ
ップ１３Ｕとカバー１２Ｕとにより補強ロール２Ｕの表
面領域を包含する閉空間を形成し、潤滑剤の漏洩を抑制
するようになっている。なお、このような構造において
本願発明者等が潤滑剤を５０Ｌ／minの割合で供給し潤
滑剤漏洩試験を行った結果、潤滑剤漏洩量は０．５Ｌ／
min以下、即ち供給量の１重量％以下のレベルであるこ
とを確認した。また逆に、冷却水ノズル５Ｕａ，５Ｕ
ｂ，５Ｌａ，５Ｌｂから噴出される冷却水の潤滑剤循環
系への混入量についても同様の条件で測定を行ったとこ
ろ、その量は０．１Ｌ／min以下のレベルであり、微少
量に留まった。このような漏洩抑制機能により、ノズル
８Ｕから噴射された潤滑剤のうち補強ロール２Ｕに付着
した部分以外のの飛散・落下するもの（すなわち余剰部
分）は、カバー１２Ｕ内の下部に形成された回収ポート
１２Ｕａから吸入管路１４Ｕに導かれ、さらに潤滑剤回
収ポンプ１５でタンク６へと導かれるようになってい
る。なお、潤滑剤ヘッダ３２Ｕのロール軸方向の幅は、
補強ロール２Ｕのバレル全長よりわずかに小さくなって
いる。また、潤滑剤ヘッダ３２Ｌについても上記同様の
構造となっており、ノズル８Ｌから噴射された潤滑剤の
余剰部分は、カバー１２Ｌ下部から吸入管路１４Ｌに導
かれ、さらにタンク６へと導かれるようになっている。

【００１８】図１に戻り、補強ロール２Ｕ，２Ｌの表面
のうちこれら潤滑剤ヘッダ３２Ｕ，３２Ｌに対向する領
域における補強ロール２Ｕ，２Ｌの冷却水膜厚みを低減
するために、補強ロール２Ｕ，２Ｌの表面のうち潤滑剤
ヘッダ３２Ｕ，３２Ｌとほぼ反対側の位置に接して水膜
除去を行う水切り３３Ｕ，３３Ｌと、作業ロール１Ｕ，
１Ｌの表面のうち補強ロール２Ｕ，２Ｌとの接触位置よ
りやや出側位置に接して水膜除去を行う水切り３４Ｕ，
３４Ｌが設けられている。

【００１９】タンク６には、潤滑剤の液面位置を検出す
る水位計３５が設けられており、その検出結果がコント
ローラ２４に入力されている。そしてこれに基づきコン
トローラ２４が水補給切換弁２２を制御することによ
り、潤滑剤の水位が常時一定に保たれるようになってい
る。またタンク６内における潤滑剤原液の濃度は、濃度
計２３における検出結果に基づきコントローラ２４が潤
滑剤原液補給切換弁２０を制御することにより、常時
０．３重量％〜３重量％に保たれるようになっている。
このとき供給される潤滑剤原液としては、牛脂あるいは
鉱油・エステルをベースにしたもので、４０℃における
粘度が１００Ｃｓｔ．〜１６０Ｃｓｔ．であるものを使
用する。

【００２０】吐出管路１１のうち濃度計２３を挟んで潤
滑剤供給用切換弁７ａの上流側位置と潤滑剤供給用切換
弁７ｂの下流側位置とは、バイパス管路４４で短絡され
ており、このバイパス管路４４にはコントローラ２４の
制御により動作するバイパス切換弁４５が設けられてい
る。

【００２１】不純物分離装置２５は、補強ロール２Ｕ，
２Ｌの表面に付着していた鉄粉・潤滑剤腐敗物等の不純
物を、回収した潤滑剤中から分離するようになってい
る。すなわち、分離装置２５は、吐出管路１６から回収
した潤滑剤が供給される第１槽２５ａと、下部において
第１槽２５ａと連通している第２槽２５ｂと、上部にお
いて第２槽２５ｂと連通している第３槽２５ｃと、下部
において第３槽２５ｃと連通するとともに上部において
タンク管路１８に接続している第４槽２５ｄとから構成
されている。この第１槽２５ａから第４槽２５ｄまでの
間を図示のように上下方向に浮沈させつつジグザグに潤
滑剤を導くことにより、不純物を各槽内に沈降あるいは
浮遊させて分離し、これらがタンク５内に流入するのを
防止し循環系の清浄度を維持するようになっている。な
お各槽２５ａ〜ｄ内で分離された不純物は、コントロー
ラ２４で不純物排出用切換弁２６を一定周期ごとに連通
位置に切り換えることにより、排出タンク３７に排出さ
れるようになっている。

【００２２】冷却水ノズル５Ｕａ，５Ｕｂ，５Ｌａ，５
Ｌｂには、冷却水タンク３８内の冷却水が冷却水ポンプ
３９によって吸入管路４０及び吐出管路４１Ｕａ，４１
Ｕｂ，４１Ｌａ，４１Ｌｂを介して導かれている。各冷
却水ノズル５Ｕａ，５Ｕｂ，５Ｌａ，５Ｌｂから噴出さ
れた冷却水は、仕上げミルスケールピット４２から管路
４３を介して再び冷却水タンク３８へと還流される。こ
のときに冷却水中に混入する微量の潤滑剤は、水に対し
分離性が良い性質を利用してこの冷却水タンク３８にお
いて化学的処理（例えば高分子凝集剤による沈降処理）
が施されて分離される。これにより、冷却水の清浄度が
確保されるようになっている。

【００２３】上記構成において、潤滑剤原液補給切換弁
２０を介しタンク６内に供給された潤滑剤原液と水補給
切換弁２２を介しタンク６内に供給された水は、タンク
６内に配置されたアジテータ３６によって互いに撹拌さ
れ混合され、水と油の混合液（エマルジョン）となった
状態で潤滑剤として貯留される。通常の圧延時において
は、コントローラ２４によって切換弁７ａ，７ｂが連通
位置に切換弁２９，３１，４５が遮断位置に切り換えら
れており、タンク６内の潤滑剤は、ポンプ１０により管
路９及び１１Ｕ，１１Ｌを介し潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌ
に導かれ、補強ロール２Ｕ，２Ｌの表面上に噴射され
る。そのうち一部は、ロール表面に形成される冷却水膜
を破ってロールを構成する金属材料の表面に衝突し補強
ロール２Ｕ，２Ｌ上に付着した後さらに作業ロール１
Ｕ，１Ｌに転着するが、付着しなかった余剰分は潤滑剤
ヘッダ３２Ｕ，３２Ｌにおいて回収され、ポンプ１５に
よって管路１４Ｌ，１４Ｕ及び１６を介して不純物分離
装置２５で不純物を除去される。その後さらに管路１８
を介してタンク６へと還流される。このとき、タンク６
内における液面の低下が水位計３５で検出されることで
管路２１から水が供給されて補充され、さらに原液濃度
が濃度計２３で検出され原液濃度を維持するために管路
１９から潤滑剤原液補充され、結果として潤滑に用いら
れて減少した分の潤滑剤原液及び水のみが補充されるこ
ととなる。また、以上のようにして潤滑剤の循環・再利
用を行うとき、濃度計２３の検出精度を確保するため
に、ある一定の周期で濃度計２３の水洗浄が行われる。
この場合、コントローラ２４によって潤滑剤供給用切換
弁７ａ，７ｂを遮断位置に切り換えるとともに、洗浄液
導入用切換弁２９及び洗浄液排出用切換弁３１を連通位
置に切り換える。これにより、洗浄用導入配管２８から
の水が切換弁２９を介して濃度計２３へ導かれ濃度計２
３内部を洗浄し、さらに洗浄後の排水が洗浄用排出配管
３０及び切換弁３１を介して排水タンク３７へと排出さ
れる。なおこのとき、コントローラ２４によってバイパ
ス切換弁４５が連通位置に切り換えられ、タンク６から
の潤滑剤は管路９→ポンプ１０→バイパス管路４４→切
換弁４５を介してノズル８Ｕ，８Ｌに供給され、濃度計
洗浄中でも潤滑剤の供給は確保される。

【００２４】次に、上記構成及び動作の本実施形態の作
用効果を以下に説明する。

【００２５】（１）圧延材・作業ロール間の潤滑性能向
上作用 本実施形態の要部は、潤滑剤原液として所定の粘度のも
のを使用し、かつ管路１１中の潤滑剤（すなわちタンク
６内の潤滑剤）中に占めるその潤滑剤原液の濃度を、潤
滑剤原液補給切換弁２０を介してコントローラ２４で制
御することにより、作業ロール１Ｕ，１Ｌと圧延材３と
の間を潤滑する熱間圧延油として好適な比較的高い付着
力及び転着力をもつ潤滑剤を供給するとともに、この潤
滑剤を回収して循環使用することにある。

【００２６】そこで、まず本願発明者等は、熱間圧延油
として好適な物性を以下のようにして検討した。図３
は、本実施形態と同様のこの種の圧延設備において、そ
の特性を表すものとして広く知られているＳｔｒｉｂｅ
ｃｋ曲線である。横軸に圧延油の粘度Ｚに作業ロールの
回転数Ｎを乗じたものを圧延荷重Ｐで除したＺ×Ｎ／Ｐ
をとったとき、代表的な熱間圧延油を用いた場合の作業
ロールと圧延材との摩擦係数μは、図示のような変化を
示す。

【００２７】ここで、この種の圧延設備で通常よく用い
られる回転数Ｎ及び圧延荷重Ｐは、Ｎ≒１５０〜２５０
回転及びＰ≒１０００ｔ〜３０００ｔの範囲である。そ
して、本願発明者等は、これらＮ及びＰの値を図３の横
軸に代入すると、圧延油の原液濃度を０．３重量％〜３
重量％とした場合には、図３中の境界ＡがＺ≒８０Ｃｓ
ｔ．（４０℃）、境界ＢがＺ≒１００Ｃｓｔ．（４０
℃）に相当することを確認した。したがって、４０℃に
おける粘度を８０Ｃｓｔ．以上とすることで熱間圧延油
の補強ロールへの十分な付着と作業ロールへの十分な転
着によって摩擦係数μを低減できることがわかり、特
に、４０℃における粘度を１００Ｃｓｔ．以上とすれば
より確実にこの効果を得られることがわかった。但しこ
のとき、目詰まり等の発生による潤滑剤ノズルの噴射不
良を確実に回避するためには、４０℃における粘度を１
６０Ｃｓｔ．以下とすることが好ましい。

【００２８】本実施形態における圧延設備においては、
管路１９から供給される潤滑剤原液として４０℃での粘
度が１００Ｃｓｔ．〜１６０Ｃｓｔ．であるものを使用
し、またコントローラ２４による切換弁２０の制御によ
って潤滑剤原液濃度は０．３重量％〜３重量％に維持さ
れる。したがって潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌの噴射不良を
確実に回避しつつ、十分な付着力と十分な転着力を確実
に備えた熱間圧延油を潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌから補強
ロール２Ｕ，２Ｌに噴射することができる。これによ
り、作業ロール１Ｕ，１Ｌ・圧延材３間の潤滑を良好に
行うことができるので、圧延材３との摩擦による作業ロ
ール１Ｕ，１Ｌの摩耗や作業ロール１Ｕ，１Ｌと圧延材
３との焼き付きを抑制し、また圧延荷重を低減すること
ができる。また、潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌから噴射した
潤滑剤を回収して管路１４，１６，１８を介しタンク６
へ還流させることにより、前述したように冷却水ノズル
５Ｕａ，５Ｕｂ，５Ｌａ，５Ｌｂから噴射され冷却水タ
ンク３８へ還流される冷却水に潤滑剤が混入するのを著
しく抑制できるので、冷却水タンク３８における化学的
処理の負担を低減できる。この結果、潤滑剤ノズル８
Ｕ，８Ｌからの潤滑剤の噴射量を増加できるので、その
分、圧延材３と作業ロール１Ｕ，１Ｌとの間の潤滑性能
を向上することができる。

【００２９】（２）生産コストの低減作用 また、本実施形態の圧延設備においては、潤滑剤を循環
させ再利用することにより、潤滑剤原液の消費量を低減
できる。このことを図４により説明する。図４は、本願
発明者等が行った実験結果に基づく、本実施形態におけ
る潤滑剤消費量低減効果を示したものである。すなわ
ち、本願発明者等は、本実施形態の圧延設備から潤滑剤
の回収部分を除去した従来構造（すなわち潤滑剤の余剰
分が回収されず掛け捨てとなり冷却水タンク３８内に混
入する構造）における典型的な潤滑剤消費量を３００ｃ
ｃ／分と設定し、本実施形態の圧延設備においてこれと
同様に潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌから３００ｃｃ／分の割
合で噴射しつつ余剰分を回収して再利用を行った場合の
潤滑剤消費量を測定した。図３は、この潤滑剤消費量と
従来消費量（＝３００ｃｃ／分）との比率（＝潤滑剤消
費率）を、横軸に圧延材のコイル（リールで巻き出し・
巻き取りを行い１回の圧延における基本単位となる例え
ば１０００ｍの長さの圧延材）の本数Ｎをとって示した
ものである。図４に示されるように、本実施形態におい
ては、潤滑剤消費率を従来の３０％程度に抑制すること
ができ、７０％程度の潤滑剤を回収し再利用することが
可能となった。すなわち、高価な潤滑剤原液の消費量を
低減できるので、生産コストの低減を図ることができ
る。

【００３０】なお、近年、耐摩耗性能向上を目的として
ハイスピードロール（ハイスロール）を作業ロールに採
用する圧延設備が増加しているが、ハイスロールの材料
はステンレス材料に対し焼き付き易いため、ステンレス
を圧延する場合には熱間圧延油を多量に供給することで
耐焼き付き性能の向上を図ることが多い。このような場
合においては、本実施形態のように熱間圧延油を循環さ
せることにより、冷却水の化学的処理負担の低減や生産
コストの低減の面から特に有効である。

【００３１】（３）その他 上記（１）（２）のほか、潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌを備
えたヘッダ３２Ｕ，３２Ｌが設置スペースに余裕のある
補強ロール２Ｕ，２Ｌ近傍へ配置されることにより、ス
ペース面での制限を受けることなく容易にヘッダ３２
Ｕ，３２Ｌを設置できるという効果もある。また、ある
一定の周期で濃度計２３の水洗浄を行うことにより、濃
度計２３の検出精度を高く維持することができ、信頼性
を向上できるという効果もある。さらに、不純物分離装
置２５で例えば補強ロール２Ｕ，２Ｌ表面に付着してい
た鉄分や潤滑剤腐敗物等の不純物の分離排出を行うこと
により、これら不純物がタンク６に混入することによる
潤滑性能の低下、濃度計２３の検出不良、及び潤滑剤ノ
ズル８Ｕ，８Ｌの噴射不良等を確実に防止でき、信頼性
を向上できる効果もある。

【００３２】なお、上記実施形態においては、濃度計２
３での検出結果に応じてコントローラ２４が潤滑剤原液
補給切換弁２０の動作のみを制御したが、これに限られ
ず、水補給切換弁２２の動作も制御してもよい。この場
合も、同様の効果を得る。また、上記実施形態において
は、タンク６内に潤滑剤原液と水との両方を供給し、ア
ジテータ３６でエマルジョンとなった状態での潤滑剤を
潤滑剤ノズル８Ｕ，８Ｌに供給したが、これに限られな
い。すなわち、圧延材３の種類や圧延条件等によっては
潤滑剤原液のみを供給し（この場合、潤滑剤中に占める
潤滑剤原液の濃度＝１００重量％となる）潤滑剤ノズル
８Ｕ，８Ｌに供給することも考えられる。

【００３３】

【発明の効果】 本発明によれば、潤滑剤原液として４
０℃における粘度が１００Ｃｓｔ．以上１６０Ｃｓｔ．
以下のものを用いるので、通常一般的である潤滑剤原液
濃度０．３重量％〜３重量％の範囲において補強ロール
への十分な付着力及び作業ロールへの十分な転着力を確
実に確保でき、作業ロール・圧延材間の潤滑を良好に行
うことができる。さらに熱間圧延油を潤滑剤回収手段で
回収するので、冷却手段から作業ロールに噴射される冷
却剤に熱間圧延油が混入するのを抑制し、冷却剤を回収
して再利用するときに通常行われる化学的処理の負担を
低減できる。したがって、潤滑剤噴射手段からの熱間圧
延油の噴射量を増加でき、圧延材・作業ロール間の潤滑
性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による熱間圧延設備の要部
構造を表す配置図である。

【図２】図１に示した潤滑剤ヘッダの詳細構造図であ
る。

【図３】Ｓｔｒｉｂｅｃｋ曲線の一例を示す図である。

【図４】本実施形態における潤滑剤消費量低減効果を示
した図である。

【符号の説明】

１Ｌ，Ｕ 作業ロール ２Ｌ，Ｕ 補強ロール ３ 圧延材 ４ 熱間圧延機４ ５Ｌａ，ｂ 冷却水ノズル（冷却手段） ５Ｕａ，ｂ 冷却水ノズル（冷却手段） ６ ストレージタンク（タンク） ７ａ，ｂ 潤滑剤供給用切換弁（潤滑剤導入手
段） ８Ｌ，Ｕ 潤滑剤ノズル（潤滑剤噴射手段） ９ 吸入管路（潤滑剤導入手段） １０ 潤滑剤供給ポンプ（潤滑剤導入手
段） １１ 吐出管路（潤滑剤導入手段） １２Ｌ，Ｕ カバー（潤滑剤回収手段） １３Ｌ，Ｕ シールリップ（潤滑剤回収手段） １４ 吸入管路（潤滑剤還流手段） １５ 潤滑剤回収ポンプ（潤滑剤還流手
段） １６ 吐出管路（潤滑剤還流手段） １８ タンク管路（潤滑剤還流手段） １９ 潤滑剤原液供給管路（潤滑剤原液
供給手段） ２０ 潤滑剤原液補給切換弁（第１の
弁） ２１ 水供給管路（希釈液供給手段） ２２ 水補給切換弁（第２の弁） ２３ 濃度計（濃度検出手段） ２４ コントローラ（制御手段） ２５ 不純物分離装置（分離排出手段） ２６ 不純物排出用切換弁（分離排出手
段） ２８ 洗浄用導入配管（洗浄液導入・排
出手段） ２９ 洗浄液導入用切換弁（洗浄液導入
・排出手段） ３０ 洗浄用排出配管（洗浄液導入・排
出手段） ３１ 洗浄液排出用切換弁（洗浄液導入
・排出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｎ 7/40 Ｆ１６Ｎ 7/40 39/00 39/00 (72)発明者 橋本 直 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 坂中 孝雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 尾野 博 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社内 (72)発明者 渡辺 勉 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社内 (56)参考文献 特開 平６−297011（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−174035（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−190409（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−112613（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−155510（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−118101（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−234989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−199501（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−15314（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 27/10 B21B 1/22 B21B 45/02 310 F16N 7/32 F16N 7/40 F16N 39/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対の作業ロール及びこれら作業ロー
   ルをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを備え、前
   記一対の作業ロール及び前記一対の補強ロールの軸線が
   ともにパスラインに直角方向となるように配置された作
   業ロール非クロス式の熱間圧延機と、 この熱間圧延機の出側又は入側より前記一対の作業ロー
   ルに潤滑剤とはタンク系統を異にした水を主体とする冷
   却剤を噴射してこれらを冷却する冷却手段と、 前記一対の作業ロールと圧延材との間を潤滑するための
   潤滑剤を貯留するタンクと、 前記一対の補強ロールのそれぞれに対面して配置され、
   前記潤滑剤を前記一対の補強ロール表面上にそれぞれ噴
   射する潤滑剤噴射手段と、 前記タンクに貯留された前記潤滑剤を前記潤滑剤噴射手
   段に導く潤滑剤導入手段と、 前記潤滑剤噴射手段から噴射された潤滑剤のうち補強ロ
   ール表面上に付着しなかった余剰分を回収する潤滑剤回
   収手段と、 この潤滑剤回収手段で回収された潤滑剤を前記タンクへ
   還流させる潤滑剤還流手段と、 前記タンク内に４０℃における粘度が１００Ｃｓｔ．以
   上１６０Ｃｓｔ．以下である潤滑剤原液を供給する潤滑
   剤原液供給手段と、 この潤滑剤原液供給手段による供給量を調整する第１の
   弁と、 前記タンク内に前記潤滑剤原液を希釈する希釈液を供給
   する希釈液供給手段と、 この希釈液供給手段による供給量を調整する第２の弁
   と、 前記潤滑剤導入手段に導入される前記潤滑剤中に占める
   前記潤滑剤原液の濃度を検出する濃度検出手段と、 この濃度検出手段での検出結果に応じ、前記第１及び第
   ２の弁のうち少なくとも第１の弁の動作を制御する制御
   手段とを有することを特徴とする熱間圧延設備。
2. 【請求項２】請求項１記載の熱間圧延設備において、前
   記潤滑剤回収手段から前記潤滑剤還流手段に導入された
   潤滑剤中に含まれる不純物を分離排出する分離排出手段
   をさらに有することを特徴とする熱間圧延設備。
3. 【請求項３】請求項１記載の熱間圧延設備において、前
   記濃度検出手段に洗浄液を導くとともに洗浄後の液を排
   出する洗浄液導入・排出手段をさらに有することを特徴
   とする熱間圧延設備。
4. 【請求項４】上下一対の作業ロール及びこれら作業ロー
   ルをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを備え前記
   一対の作業ロール及び前記一対の補強ロールの軸線がと
   もにパスラインに直角方向となるように配置された作業
   ロール非クロス式の熱間圧延機に対し、この熱間圧延機
   の出側又は入側より前記一対の作業ロールに潤滑剤とは
   タンク系統を異にした水を主体とする冷却剤を噴射して
   これらを冷却する一方、前記一対の作業ロールと圧延材
   との間を潤滑するための潤滑剤をタンクに貯留し、この
   貯留した潤滑剤を前記一対の補強ロールに向かってそれ
   ぞれ噴射し、この噴射された潤滑剤のうち前記補強ロー
   ル表面上に付着しなかった余剰分を回収して前記タンク
   へ還流させる熱間圧延機の潤滑方法であって、 前記噴射する潤滑剤として、４０℃における粘度が１０
   ０Ｃｓｔ．以上１６０Ｃｓｔ．以下である潤滑剤原液及
   び希釈液のうち少なくとも前者で構成されかつ該潤滑剤
   中に占める前記潤滑剤原液の濃度が所定値以上に調整さ
   れたものを用いることを特徴とする熱間圧延機の潤滑方
   法。