JP3538815B2 - 圧延油の除去方法および圧延油の除去装置 - 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、圧延機により冷間
圧延した金属帯に付着する圧延潤滑油の除去方法および
その除去装置、特に極薄に圧延した金属箔に付着する圧
延油の除去方法およびその除去装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】圧延機により金属帯を圧延するときに
は、圧延する金属帯の冷却、圧延効率の向上、防錆ある
いは金属帯表面に付着しているゴミ等を除去するため
に、圧延潤滑油（以下、圧延油という）が供給されてい
る。そして、圧延した金属帯を巻取装置で巻き取る前
に、金属帯の表面（表裏両面）に付着した圧延油を除去
することが行なわれている。

【０００３】圧延後の金属帯に付着している圧延油を除
去する理由は次の通りである。すなわち、圧延油が付着
したままの状態で金属帯を巻取装置で巻き取ると、巻き
取った金属帯間の摩擦係数が圧延油のために小さくな
り、金属帯が幅方向にずれる（横滑り）という不具合が
発生するからである。この横滑りが大きくなると、圧延
している金属帯に破断が発生することになる。

【０００４】従来から、圧延機には圧延した金属帯に付
着した圧延油を除去するために次ぎの方式が採用されて
いる。 １）圧延機の圧延した金属帯の出口側に、金属帯の上下
方向からゴム等の弾性材からなる表面層を有するローラ
（以下、ワイパー装置という）を押し付けて圧延油を除
去する方式。 ２）圧延機の圧延した金属帯の出口側に、金属帯の上下
方向から多孔質の表面層を有する吸引ロールを押して付
けて圧延油を吸引除去する方式。 ３）圧延機の圧延した金属帯の出口側に、エアー噴出ノ
ズルを設置して、金属帯表面に付着した圧延油を飛散さ
せる方式。 ４）圧延機の圧延した金属帯の出口側に、吸引ノズルを
設置して、金属帯表面に付着した圧延油を吸引除去する
方式。 ５）上記１）、２）、３）、４）を適宜組み合わせた方
式。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した圧延油の除去
方式は、板厚を１００〜３００μｍに圧延する冷間圧延
機には広く採用されている。しかし、板厚が１００μｍ
以下、特に８０μｍ以下という極薄の金属帯（以下、金
属箔という）をリバース式多段圧延機により冷間圧延す
ると次ぎのような不具合が発生し易くなる。なお、この
金属箔の材質は、ステンレス鋼、銅または銅合金、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金等からなるものであ
る。

【０００６】１）厚さが極薄であるために、ワイパー装
置や吸引ロールを設置しても、圧延油の除去効率を上げ
るために、強い押圧力でワイパー装置や吸引ロールを金
属箔の方向に押し付けると金属箔が破断することにな
る。特に、近年は生産性向上のために、板厚１００μｍ
以下の金属箔の圧延においても、圧延速度を２００ｍ／
分以上で圧延する場合があり、油切りを良くするために
この押圧力を高くすると、金属箔の破断を発生させるこ
とになる。また、金属箔の表面に微細な疵を発生させる
原因にもなる。 ２）吸引ノズルあるいは噴射ノズルにより金属箔表面の
圧延油を除去する方式においても、極薄の金属箔である
ために、吸引力あるいはエアーの噴射力により、金属箔
の表面に疵がつき易くなる。特に、厚さが３０μｍ以下
の金属箔を圧延する場合には、疵がつき易い。

【０００７】３）ワイパー装置、吸引ロールは、圧延し
た金属帯の表面に付着している圧延油を除去しながら、
圧延油を金属帯の両端部に絞り寄せる作用を行なう。こ
の金属帯の両端部に絞り寄せた圧延油を、さらに上記の
噴射ノズルや吸引ノズルで除去する手段も採用されてい
るが、極薄の金属帯の表面はこの噴射力、吸引力により
疵がつき易くなり、必然的に吸引力を弱くせざるを得な
くなる。

【０００８】従って、金属箔の圧延において、圧延機の
ワークロールとデフレクタロールとの間に設置したワイ
パー装置、吸引ロール、エアー噴出ノズル、吸引ノズル
等により金属箔の表裏面に付着している圧延油を除去し
ても、確実に除去することは不可能である。圧延油が残
存した金属箔を巻取装置で巻き取ると、金属箔に付着し
た圧延油が巻き付け力により絞り出されてくる。この絞
り出された圧延油は巻き取った金属箔の回転軸方向の側
面から流れだし、新しく巻き込んだ金属箔の表面に付着
し、圧延作業中における金属箔の横滑り発生の原因にな
る。

【０００９】そこで本発明の目的は、厚さが１００μｍ
以下、特に８０μｍ以下の極薄の金属箔をリバース式多
段圧延機の巻取装置に適用して、圧延中の金属箔の横滑
りの防止に効果を発揮することができる圧延油の除去方
法および圧延油の除去装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延機の巻取
装置により巻き取られた金属箔の回転軸方向側面の外周
部近傍を、前記金属箔の巻き取り径の増加に追従して移
動可能な吸引手段により前記巻き取られた金属箔に付着
している圧延油を吸引する圧延油の除去方法である。こ
の吸引手段による圧延油の吸引方向は、金属箔の巻き取
り厚さが所定の値より小さいときは巻取装置の回転軸方
向とし、前記巻取り径が前記所定の値を越えたときは前
記回転軸方向と直交する方向に変換することが望まし
い。この吸引方向の変換により、圧延油の除去効果をさ
らに向上させることができる。

【００１１】また本発明は、巻取装置により巻き取られ
た金属箔の回転軸方向側面の外周部近傍に、前記巻き取
られた金属箔の径の増加に追従して移動可能に設置され
た吸引手段を備えている圧延油の除去装置である。さら
に、この吸引手段の吸引方向は、巻取装置の回転軸方向
と、この回転軸方向と直交する方向とを備えている圧延
油の除去装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明をリバース式多段圧延機に適
用したときの実施の形態を示す概略図である。図１に示
すように、圧延機１には、リール２、３を有する２台の
巻取装置４、５が設置されている。これら巻取装置４、
５の間には、金属箔６の圧延を行なう圧延機１の本体部
分となるワークロール７、中間ロール８、バックアップ
ロール９が配置されている。これら各ロールは、圧延す
る金属箔６を挟んで上下対象の位置に配置されている。
また、図示していないが、ワークロール７、中間ロール
８の近傍には圧延油を供給する複数個のノズルが設置さ
れている。なお、図１に示すようなリバース式多段圧延
機は、圧延方向Ａを交互に変える複数の圧延パスを繰り
返して目標とする板厚の金属箔を得る圧延機である。

【００１３】１０は圧延した金属帯６に付着している圧
延油を除去するためのワイパー装置であり、ロール表面
部にゴム等の軟らかい材質が被覆されている。ワイパー
装置１０は、圧延した金属箔６を挟んで上下一対配置さ
れ、圧延した金属箔６に付着している圧延油を拭き取っ
て、圧延油を金属箔６の進行方向両端から落下させる作
用を行なう。ワイパー装置１０により金属箔６から落下
した圧延油は、図示していない圧延油回収装置により回
収され、清浄化した後、圧延油として再利用される。１
１は表面部に多孔質のゴムあるいは繊維等が積層された
吸引ロールであり、図示していない吸引装置に接続さ
れ、金属箔６の表面に付着している圧延油を吸引除去す
る。吸引ロール１１は、圧延した金属箔６を挟んで上下
一対配置されている。吸引ロール１１により除去された
圧延油は、圧延油回収装置により回収され圧延油として
再利用される。

【００１４】１２はデフレクタロールであり、図示して
いない油圧シリンダ等によりデフレクタロール１２の位
置を微調整して、金属箔６に適度な張力を付与するよう
になっている。１３は本発明の吸引手段を構成する吸引
ノズルである。吸引ノズル１３は、巻取装置４または巻
取り装置５（以下巻取装置４という）に巻き取られた金
属箔６の回転軸方向の両側面部の側に設置されている。

【００１５】吸引ノズル１３は、巻取装置４により巻き
取られた金属箔６の回転軸方向の両側面であって、特に
その外周部近傍に付着している圧延油を吸引して除去す
るために設置される。従って、本発明において、吸引ノ
ズル１３の設置位置は、巻取装置４により巻き取られた
金属箔６の回転軸方向の側面側であって、巻き取った金
属箔６の外周部近傍にする必要がある。さらに、吸引ノ
ズル１３は、巻き取った金属箔６の巻き取り厚さ（また
は巻取り径）の増加に追従して巻き取り円の径方向に移
動可能にする。

【００１６】なお、本発明に適用できる吸引手段は、ノ
ズルを減圧装置に接続して吸引する吸引ノズル、あるい
は、コンプレッサーから圧縮空気を供給してこのエゼク
タ作用により吸引力を発生させる吸引ノズル等を使用す
ることができる。

【００１７】吸引手段である吸引ノズル１３と、巻取装
置４により巻き取った金属箔６との位置関係について説
明する。図２（ａ）は、リール２で巻き取った金属箔６
の径Ｒ１がまだ小さいときの吸引ノズル１３の位置を示
している。吸引ノズル１３のノズル口１３ａの位置は、
巻き取った金属箔６の回転軸Ｏ−Ｏ方向の側面１４側で
あって、外周部１５の近傍になるようにする。すなわ
ち、新しく巻き取った金属箔６の両端部で回転軸Ｏ−Ｏ
方向の側面１４側の近傍に位置させる。そして、ノズル
口１３ａを回転軸Ｏ−Ｏ方向に向けて回転軸Ｏ−Ｏ方向
から圧延油を吸引する。ノズル口１３ａと巻き取った金
属箔６の側面１４との距離Ｈは、吸引ノズルの吸引力に
もよるが３〜１０ｍｍ程度、エヤー吸引量は０．２〜
０．５ｍ^３／分程度にするとよい。

【００１８】巻取装置４が金属箔６を巻き取るに従って
巻き取り径Ｒ１は増加していく。図２（ｂ）はこの巻き
取り径がＲ１からＲ２に増加したことを示している。図
２（ａ）、（ｂ）に示すように、吸引ノズル１３は巻き
取った金属箔６の径の増加に従ってその位置を径方向に
移動させ、新しく巻き取った金属箔１３の回転軸Ｏ−Ｏ
方向の側面１４の近傍に位置させる。そして、ノズル口
１３ａと側面１４との距離Ｈはほぼ一定に保ち、ノズル
口１３を回転軸Ｏ−Ｏ方向に向けて回転軸Ｏ−Ｏ方向か
ら圧延油を吸引する。このように回転軸Ｏ−Ｏ方向から
吸引力を作用させると、新しく巻き取った金属箔６側面
１４近傍と、同じく新しく巻き取った金属箔６の外周部
１５の端部近傍に残存している圧延油を吸引除去するこ
とができる。

【００１９】図３は、吸引ノズル１３と巻き取った金属
箔６との位置関係について改善した第２の実施の形態を
示す。第２の実施の形態においては、巻取装置４で巻き
取った金属箔６の厚さが所定の値ｄ１以下のときは、図
３（ａ）に示すように吸引ノズル１３による吸引方向は
巻取装置４の回転軸Ｏ−Ｏ方向にし、巻き取った金属箔
６の厚さが所定の値ｄ１を越えてｄ２になると、図３
（ｂ）に示すように、吸引ノズル１３の向きを巻き取っ
た金属箔６の径方向（回転軸Ｏ−Ｏと直交する方向）に
変換した例を示す。このように吸引ノズルの吸引方向を
９０°変換させる手段としては、後記の図５に示すよう
に、吸引方向が異なる吸引ノズルを２個設置する方法、
あるいは、１個の吸引ノズルを回転ジョイントとシリン
ダー装置により構成した方向変換装置により９０°変換
する手段等が採用できる。

【００２０】上記図３（ａ）に示す例は、金属箔６の巻
き始めから、その巻き取り厚さｄ１が比較的小さい３０
ｍｍ程度になるまで採用するとよい。その理由は、巻き
取り厚さｄ１が小さいときは、巻き取られた金属箔６の
間から絞り出される圧延油量は少ないので、吸引ノズル
１３による吸引方向を回転軸O−Ｏ方向にして、新しく
巻き取られた金属箔６の外周部１５の両端面近傍に残存
している圧延油を吸引除去した方が、金属箔６に残存し
ている圧延油をより多く吸引除去することができ、金属
箔６の横滑りをより防止できるからである。

【００２１】そして、巻き取った金属箔６の厚さが所定
の値ｄ１を越えてｄ２になると、吸引ノズル１３の吸引
方向を９０°変換して、その吸引方向は巻き取った金属
箔６の回転軸Ｏ−Ｏ方向と直交する方向にする理由は次
の通りである。すなわち、巻き取り厚さが所定の厚さｄ
１より大きくなると、その締付け力により金属箔６間に
残存している圧延油がより多く絞り出され、この圧延油
が回転軸Ｏ―O方向の側面１４に出てくる。そこで、吸
引ノズル１３の吸引方向を回転軸Ｏ−Ｏ方向と直交する
方向に変換すると、側面１４に絞り出された圧延油を吸
引ノズル１３でより確実に吸引除去することが可能にな
り、新しく巻き取る金属箔６の間に圧延油が入り込むこ
とを防止することができる。なお、図３に示す例におい
ても、吸引ノズル１３は金属箔６の巻き取り厚さの増加
に追従して回転軸Ｏ−Ｏ方向と直交する方向に移動させ
るようにする。

【００２２】続いて、本発明を実施するための装置につ
いて説明する。図４は本発明の圧延油の除去装置の実施
の形態を示す図である。図４において、巻取装置４の両
端部近傍には２本の支柱２０、２０が立設されている。
この２本の支柱２０、２０間には、水平方向に延びる上
下移動部材２１が上下方向に移動自在に係合している。
上下移動部材２１が支柱２０と係合しながら上下方向に
移動自在にする機構としては、支柱２０の縦方向に溝部
２０ａを設け、この溝部２０ａに上下移動部材２１の両
端部２１ａが摺動自在に嵌合させるとよい。

【００２３】上下移動部材２１には、巻き取った金属箔
６と接触して回転自在なローラ２２と、金属箔６に付着
している圧延油を吸引除去するための吸引ノズル２３
ａ、２３ｂを取り付ける。吸引ノズル２３ａ、２３ｂの
取付け位置は、巻き取った金属箔６の回転軸Ｏ−Ｏ方向
の側面１４側で、巻き取った金属箔６の外周面１５近傍
とする。なお、上下移動部材２１とローラ２２は、合成
樹脂等の軽量化された材質から構成し、巻き取った金属
帯６の外周部１５にローラ２２を介して大きな荷重がか
からないようにする必要がある。なお、吸引ノズル２３
ａ、２３ｂは、図示しない配管を経由して圧縮空気を供
給することにより、エジェクタ作用によりノズル口に生
じる負圧により吸引力を発生させる形式を使用するとよ
い。この理由は、通常の製造現場には圧縮空気を使用す
る設備が多く採用されており、圧縮空気を供給するコン
プレッサーが設置されているからである。吸引ノズル２
３ａ、２３ｂにより吸引された圧延油は、図示していな
い配管を経由して圧延油回収装置に圧縮空気とともに回
収される。

【００２４】続いて、図４に示す圧延油の除去装置の作
用について説明する。巻取装置４により巻き取られた金
属箔６は、その巻き取り厚さは次第に増加していく。上
下移動部材２１に取り付けたローラ２２は、巻き取った
金属箔６の外周部１５に沿って回転自在であるととも
に、巻き取り厚さの増加に追従して上下移動部材２１を
自動的に上方へ移動させる。この上下移動部材２１の上
方への移動とともに、吸引ノズル２３ａ、２３ｂも上方
に移動し、吸引ノズル２３ａ、２３ｂの吸引口は常に巻
き取った金属帯の回転軸Ｏ−Ｏ方向の側面１４側で、巻
き取った金属箔６の外周部１５近傍に位置するようにな
る。これにより、新規に巻き取った金属箔６の両端部に
残存している圧延油、巻き取った金属箔６から絞り出さ
れて側面１４に付着している圧延油を効率良く吸引して
除去することができる。

【００２５】図５は本発明の圧延油の除去装置につい
て、第２の実施の形態を示す図である。図５において
は、図４に示す圧延油の除去装置に、さらに吸引ノズル
２４ａ、２４ｂをブラケット２５を介して上下移動部材
２１に取り付けている。吸引ノズル２３ａ、２３ｂの吸
引方向は回転軸Ｏ−Ｏに直交する方向であるが、新規に
取り付けた吸引ノズル２４ａ、２４ｂの吸引方向は回転
軸Ｏ−Ｏになるようにしている。なお、これら吸引ノズ
ル２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂと、巻き取った金属
箔６との位置関係は、図２、図３で説明した内容と同一
である。

【００２６】続いて、図５に示す圧延油の除去装置の作
用について説明する。圧延機１が稼動を開始して金属箔
６の巻き取り厚さが所定の厚さより小さいときには、吸
引ノズル２４ａ、２４ｂを作動させる。そして、圧延作
業が進行して巻き取り厚さが所定の厚さより大きくなる
と、吸引ノズル２４ａ、２４ｂの作動を止め、吸引ノズ
ル２３ａ、２３ｂを作動させる。この吸引ノズル２３
ａ、２３ｂと、２４ａ、２４ｂとの作動の切換は、例え
ば、支柱２０にリミットスイッチを設置し、上下移動部
材２１がこのリミットスイッチに接触すると、電磁弁を
作動させてこれら各吸引ノズルに供給する圧縮空気の経
路を変換することにより可能になる。

【００２７】なお、上記図５に示す実施の形態におい
て、常に吸引ノズル２３ａ、２３ｂと、吸引ノズル２４
ａ、２４ｂとを作動させてもよい。また、図４及び図５
に示す本発明の装置を構成する支柱２０、上下移動部材
２１は、金属箔６を巻き取ったリール２を取り外すとき
に邪魔になる場合がある。従って、本発明の装置をレー
ル上を走行する台車上に設置するとよい。

【００２８】以上に説明した本発明の圧延油除去装置
は、巻き取った金属箔の巻き取り厚さの増加につれて上
下方向に移動自在な部材に吸引ノズルを設置した例につ
いて説明したが、本発明は次のような手段により、金属
箔の巻き取り厚さの増加に追従して吸引ノズルの位置を
自動的に移動させることができる。

【００２９】１）巻取装置の両端部近傍にロボット装置
を設置し、このロボット装置のアームに吸引ノズルを把
持させる。そして、ロボット装置の制御装置に予め圧延
する金属箔の圧延速度、圧延目標板厚、板幅、巻取装置
のリールの径等を入力しておくと、ロボットの制御装置
は圧延開始から圧延経過時間ごとの巻き取る金属帯の厚
さをソフトウエアにより算出させることができる。これ
により、ロボットの制御装置は、この算出値（または関
係式）に基づいてソフトウエアにより、吸引ノズルを把
持したアームの移動を巻き取る金属帯の厚さの増加に追
従して自動制御することができる。あるいは、圧延機の
制御装置とこのロボット装置の制御装置とを通信回線を
介して接続し、圧延機の制御装置からロボットの動作を
制御する方法も採用できる。 ２）図４に示す２本の支柱に沿って吸引ノズルを設置し
た上下移動部材２１の上下移動を、ボールネジを用いた
パルスモータの制御により行なう。この制御は上記１）
と同様に制御装置に組み込んだソフトウエアにより行な
うことができる。また、上記１）と同様に圧延機の制御
装置からの制御信号により上下移動部材２１の移動を制
御することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明した本発明は次ぎの効果を有
している。 １）圧延機の巻取装置に新規に巻き取られた金属箔に残
存している圧延油を直ちに除去できるので、圧延作業中
の金属箔の横滑りを防止することが可能になる。 ２）巻き取った金属箔の側面から絞り出された圧延油も
除去できるので、新規に巻き取った金属箔にこの圧延油
の付着を防止でき、圧延作業中の金属箔の横滑りを防止
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した多段圧延機の概略構成を示
す説明図である。

【図２】 本発明を実施するときに、巻取装置で巻き取
った金属帯と吸引ノズルとの位置関係を説明するための
図である。

【図３】 同じく、本発明を実施するときに、巻取装置
で巻き取った金属帯と吸引ノズルとの位置関係を説明す
るための図である。

【図４】 本発明の圧延油の除去装置について、第１の
実施の形態を説明するための図である。

【図５】 同じく、本発明の圧延油の除去装置につい
て、第２の実施の形態を説明するための図である。

【符号の説明】

１：圧延機、 ４、５：巻取装置、 ６：金属
箔、７：ワークロール、 １０：ワイパー装置、 １
１：吸引ロール、１３：吸引ノズル、 １３ａ：ノズル
口、 １４：側面 １５：外周部、 ２０：支柱、 ２１：上
下移動部材、２２：ローラ、 ２３ａ、２３ｂ、２４
ａ、２４ｂ：吸引ノズル。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機の巻取装置により巻き取られた金
   属箔の回転軸方向側面の外周部近傍を、前記金属箔の巻
   き取り径の増加に追従して移動可能な吸引手段により前
   記巻き取られた金属箔に付着している圧延油を吸引する
   ことを特徴とする圧延油の除去方法。
2. 【請求項２】 圧延油の吸引方向は、金属箔の巻き取り
   厚さが所定の値より小さいときは巻取装置の回転軸方向
   とし、前記巻取り径が前記所定の値を越えたときは前記
   回転軸方向と直交する方向に変換することを特徴とする
   請求項１に記載の圧延油の除去方法。
3. 【請求項３】 巻取装置により巻き取られた金属箔の回
   転軸方向側面の外周部近傍に、前記巻き取られた金属箔
   の径の増加に追従して移動可能に設置された吸引手段を
   備えていることを特徴とする圧延油の除去装置。
4. 【請求項４】 前記吸引手段の吸引方向は、巻取装置の
   回転軸方向と、前記回転軸と直交する方向とを備えてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の圧延油の除去装
   置。