JP3946420B2

JP3946420B2 - 圧延機及び圧延方法

Info

Publication number: JP3946420B2
Application number: JP2000234883A
Authority: JP
Inventors: 充雄二瓶; 章堀口; 幸夫平間; 正明関
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: JP2002045911A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静圧軸受支持ローラ方式のクーラント除去装置を備えた圧延機及び圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延機の作業ロールは、圧延材からの塑性変形による加工熱と圧延材とロールとの間に発生する摩擦熱などのために、圧延中は絶えず加熱される。この作業ロールの温度が高くなると、圧延精度が低下するばかりでなく、圧延材とロールの焼き付きが生じ、製品の表面品質が低下する。したがってこの作業ロールの過度の温度上昇を防止するために、通常、作業ロール表面にクーラント（圧延油）を噴射供給して冷却及び潤滑を行っている。
【０００３】
ここで、圧延機で圧延された圧延材は、最終的には巻き取り装置に備えられた巻き取りローラにコイル状に巻き取られる。このとき、圧延材の表面に上記クーラントが付着残存したままだと、巻き取りローラと圧延材との間に滑りが生じて軸方向に巻きずれ（テレスコピック）が発生する。
【０００４】
そこで、通常、圧延機の作業ロールと巻き取り装置との間にクーラント除去装置が設けられ、圧延材表面に付着したクーラントを除去するようになっている。このクーラント除去装置は、以前より用途や圧延材の種類等に応じて種々のものが提唱されており、例えば、ゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式がある。
【０００５】
このチューブワイパー方式は、例えば特開平１１−４７８１７号公報に記載されているように、圧延材の上下面に接触矜持するようにホース（主としてゴム材からなる）をホルダーにて取り付け支持したものである。この方式では圧延材の板厚が変化しても、ある程度までホースの変形により、追従できるので、ワイピング後に圧延材表面に残存するクーラントの量（残油量という）を少なくすることができるようになっている。このとき特開平９−２２５５２１号公報記載のように、チューブの代わりにワイピングパッドを用いる場合もある。また、ゴム製又は金属製のクーラント除去ロール（水切りロール）を圧延材表面上で転動させてクーラントを除去するローラ方式等もある。
【０００６】
上記特開平９−２２５５２１号ではこのローラ方式も開示されており、圧延材の板厚に応じてワイピングパッド方式とローラ方式とを使い分けるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては以下のような課題が存在する。
すなわち、チューブワイパー方式では、その構造上、ホースの消耗が激しいためその交換頻度が高く、また摩耗粉等が発生しその摩耗粉が板表面に付着するため厚延材表面品質の向上が困難であった。特に、板の通板速度が高速の領域では、すぐにホース表面が摩耗あるいは荒れて凹凸形状となる傾向にあって表面品質に影響を及ぼしたり、板幅方向に不均一な残油量分布となることによって後工程に影響を及ぼす場合があるため、一般には高速領域での使用には不向きであり、例えばある速度以上になると事実上使用不可能となる限界速度が存在していた。また、ワイピングパッド方式もほぼ同様の課題があった。
【０００８】
一方、ローラ方式は上記のような摩耗の懸念はなく、高速領域においても使用可能であるが別の課題が存在する。つまりローラ方式は、上下一対のクーラント除去ローラで圧延材を挟み込んで通板させるとき圧延材上を流れてきたクーラントをクーラント除去ローラ表面で跳ね返らせ、その反発力を利用してクーラント除去を行うが、低速領域（特に極低速領域）では、上記反発力が小さくなって急激にクーラント除去性能が低下するため残油量が著しく増大する場合がある。
【０００９】
ここで、通常の圧延の操業においては圧延条件や圧延材によって圧延速度は低速〜高速までの広範囲で操業される場合が多く、また主として高速で圧延される場合でも起動時には速度ゼロの状態から加速して高速領域に移行させることとなり、必ず極低速領域や低速領域を通過しなければならない。しかしながら、上記従来技術では前述したように、低速〜高速の全領域で良好なクーラント除去特性を確保するのは困難であった。
【００１０】
また、特開平９−２２５５２１号公報においてもローラ方式とワイパーパッド方式の切り換えは圧延材の板圧のみによって行い、圧延速度が高速領域か低速領域かに応じて切り換えを行うものではないため、上記と同様、低速〜高速の全領域で良好なクーラント除去特性を確保するのは困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、圧延速度の低速領域〜高速領域の全領域で良好なクーラント除去特性を確保できる圧延機及び圧延方法を提供することにある。
【００１２】
【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、圧延材を一方向にパスさせて圧延を行う圧延機において、圧延方向で見て少なくとも前記作業ロールの出側に位置し、クーラント除去ローラで前記圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の第１クーラント除去装置と、少なくとも前記出側に位置し、ゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の第２クーラント除去装置と、少なくとも圧延材の通板速度に応じて、前記第１及び第２クーラント除去装置について、クーラント除去作業を行う作動状態及びクーラント除去作業を行わない非作動状態の切り換えを制御する第１制御手段とを有する。
【００１３】
通常の圧延の操業においては圧延条件や圧延材によって圧延速度は低速〜高速までの広範囲で操業される場合が多く、また主として高速で圧延される場合でも起動時には速度ゼロの状態から加速して高速領域に移行させることとなり、必ず極低速領域や低速領域を通過しなければならない。
【００１４】
そこで、本発明においては、ローラ方式の第１クーラント除去装置と、チューブワイパー方式の第２クーラント除去装置とを圧延材の通板速度に応じて、クーラント除去作業を行う作動状態及びクーラント除去作業を行わない非作動状態の切り換えを制御し、具体的には、例えば圧延速度が所定速度を超えて高速領域となったら、第２クーラント除去装置を非作動状態とし、第１クーラント除去装置を作動状態とする。
【００１５】
すなわち、上記の所定速度を超えた高速領域では第２クーラント除去装置を非作動状態とすることにより、ホース表面の摩耗等による表面品質への影響や板幅方向残油量分布の不均一化による後工程への影響等を回避することができ、上記所定速度までの低速領域では第２クーラント除去装置を作動状態とすることにより、第１クーラント除去装置に関してのクーラント除去ローラ表面におけるクーラント反発力の低下によるクーラント除去性能低下という弱点を補うことができる。これにより、圧延速度の低速領域〜高速領域の全領域で良好なクーラント除去特性を確保できる。
【００１６】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記第１制御手段は、少なくとも所定速度以上の高速領域では、前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに、前記第１クーラント除去装置を前記作動状態とする。
【００１７】
（３）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、圧延材を前記作業ロールの前後に複数回往復してパスさせて圧延を行う可逆式の圧延機において、前記作業ロールの前後にそれぞれ位置し、クーラント除去ローラで前記圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の２つの第１クーラント除去装置と、前記作業ロールの前後にそれぞれ位置し、ゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の２つの第２クーラント除去装置と、少なくとも圧延材の通板速度及び圧延方向に応じて、前記第１及び第２クーラント除去装置について、クーラント除去作業を行う作動状態及びクーラント除去作業を行わない非作動状態の切り換えを制御する第２制御手段とを有する。
【００１８】
（４）上記（３）において、好ましくは、前記第２制御手段は、圧延方向で見て前記作業ロールの入側においては前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに前記第１クーラント除去装置を前記作動状態とし、圧延方向で見て前記作業ロールの出側においては少なくとも所定速度以上の高速領域では、前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに、前記第１クーラント除去装置を前記作動状態とする。
【００１９】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか１つにおいて、好ましくは、前記第１クーラント除去装置は、前記クーラント除去ローラの胴部を流体を介して支持する静圧軸受を備えた静圧軸受支持ローラ方式とする。
【００２０】
ローラ方式のクーラント除去装置においては、一般に、クーラント除去ローラが小径であるほどクーラント除去（水切り）性能が高い。しかし、圧延材表面で転動するクーラント除去ローラは、その径が小さくなればなるほど所定圧延速度（すなわち、クーラント除去ローラの周速度）に対する回転数が増大し、軸受（ベアリング）への負荷が増大するので軸受の交換周期が短くなり生産性が低下する。通常の軸方向両端でのみ軸受（ベアリング）で支持する構造の場合、小径であるほどクーラント除去ローラそのものの剛性が下がるため小径化には限界があり、この結果クーラント除去性能の向上にも限界がある。
【００２１】
そこで、本発明においては、圧縮空気を介してクーラント除去ローラの胴部を軸方向全長に渡って非接触状態で（ギャップをもって）浮上させて支持する静圧軸受支持方式とすることにより、上記通常のベアリング支持構造よりもさらに小径化が可能となるので、クーラント除去性能を向上できる。したがって、第１クーラント除去装置のクーラント除去性能を向上できる分、圧延速度の低速領域〜高速領域の全領域でさらに良好なクーラント除去特性を確保できる。
【００２２】
（６）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た圧延機を用いた圧延方法において、圧延方向で見て少なくとも前記作業ロールの出側にクーラント除去ローラで圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の第１クーラント除去装置及びゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の第２クーラント除去装置を配置し、少なくとも圧延材の通板速度に応じ、前記第１及び第２のクーラント除去装置についてのクーラント除去作業を行う作動状態とクーラント除去作業を行わない非作動状態とを切り換えて圧延を行う。
【００２３】
（７）上記（６）において、好ましくは、少なくとも所定速度以上の高速領域では、前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに前記第１クーラント除去装置を前記作動状態として圧延を行う。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の圧延機の第１の実施の形態の全体構造を表す概略構成図である。この図１において、本実施の形態の圧延機は、圧延材１を上下一対の作業ロール２ａ，２ｂに対して複数回往復パスさせて直接圧延する可逆式の圧延機であり、圧延材１のパスライン上において、この作業ロール２ａ，２ｂを中心として略左右（図１中左右）対称に各機構が設けられている。すなわち、作業ロール２ａ，２ｂの両側において作業ロール２ａ，２ｂから近い順に、クーラント（圧延油）を上記作業ロール２ａ，２ｂに噴射するクーラント噴射装置３ａ，３ｂと、ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂと、チューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂと、圧延材１の搬送方向を転換しそれぞれ２つ１組で構成されたデフレクトロール６ａ，６ｂと、圧延材１の巻き取り・巻き出しを行うリール７ａ，７ｂとを備えている。
【００２５】
上記上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、圧延材１を挟持回転させて直接圧延するものであり、上下一対の中間ロール８ａ，８ｂ及び上下一対の補強ロール９ａ，９ｂにより鉛直方向から支持され、いわゆる６段圧延機の一部を構成している。また、繁雑防止のため特に図示しないが、中間ロール８ａ，８ｂ及び補強ロール９ａ，９ｂとともに、それぞれ両端を鉛直方向に油圧シリンダを備えたロールチョックを介してハウジングに支持されており、その油圧シリンダの伸縮により作業ロール２ａ，２ｂの胴部と圧延材１との距離が調節されるようになっている。また、図１に示すように、作業ロール２ｂが圧延機モータ１０により回転駆動し、ギア１１ａ，１１ｂによりその駆動力が作業ロール２ａにも伝達されるようになっている。
【００２６】
クーラント噴射装置３ａ，３ｂは、それぞれ上記作業ロール２ａ，２ｂの両側に設けられ、クーラント供給装置（図示せず）から供給されたクーラントをそれぞれ作業ロール２ａ，２ｂの胴部表面に噴射し、作業ロール２ａ，２ｂの表面温度上昇を抑制するようになっている。
【００２７】
上記ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂは静圧軸受支持構造のクーラント除去装置であり、それぞれ上下一対のクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂと、これらクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂを支持する静圧軸受１３ａ，１３ｂと、この静圧軸受１３ａ，１３ｂを圧延材１に押しつける押し付け手段としての油圧シリンダ１４ａ，１４ｂとを有している。
【００２８】
静圧軸受１３ａ，１３ｂの内周面は半円筒型に形成されており、クーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂがこの内周面に遊嵌されている。また、静圧軸受１３ａ，１３ｂの内周面には、軸方向に複数の微小のオリフィス（図示せず）が設けられており、例えばコンプレッサー（図示せず）から供給された圧縮空気をこのオリフィスを通じてクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂの胴部に噴射することで、クーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂを静圧軸受１３ａ，１３ｂから（すなわち静圧軸受１３ａ，１３ｂの内周面から）浮上させて圧縮空気を介して非接触状態で（ギャップをもって）支持するようになっている。そして、クーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂの胴部の露出している側（クーラント除去ローラ１２ａは下側、クーラント除去ローラ１２ｂは上側）を圧延材１の表面に当接させることにより、クーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂが回転しながら圧延材１の表面に付着したクーラントを拭き取るようになっている。
【００２９】
また、図１に示すように、静圧軸受１３ａ，１３ｂは、それぞれ上記油圧シリンダ１４ａ，１４ｂのロッドの先端に取り付けられ、このロッドの伸縮により静圧軸受１３ａ，１３ｂと圧延材１との間の距離が調整され、これによってクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂの圧延材１に対する押し付け力が調整されるようになっている。
【００３０】
また、油圧シリンダ１４ａ，１４ｂは、油圧駆動源としての油圧ポンプ１５からの圧油がコントロールバルブ１６ａ，１６ｂを介してボトム側又はロッド側のチャンバに供給されることにより伸縮するようになっている。繁雑防止のため詳細は図示しないが、コントロールバルブ１６ａ，１６ｂは、例えば、両端にソレノイド（図示せず）を有する電磁比例弁型の３位置切換弁である。すなわち、コントローラ１７からソレノイドに入力される指令信号に応じて切り換えられて油圧ポンプ１５からの圧油の方向及び圧力を制御するようになっている。
【００３１】
上記チューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂは、図１中に拡大して示したように、それぞれ上下一対の、例えばゴム等の弾性材料からなるチューブ１８ａ，１８ｂと、このチューブ１８ａ，１８ｂを把持するホルダ１９ａ，１９ｂと、このホルダ１９ａ，１９ｂを（すなわち、チューブ１８ａ，１８ｂを）圧延材１に押しつける押し付け手段としての油圧シリンダ２０ａ，２０ｂとを有している。
【００３２】
ホルダ１９ａ，１９ｂの内面には、上記のチューブ１８ａ，１８ｂの胴部を確実に把持するとともに、チューブ１８ａ，１８ｂの胴部がホルダ１９ａ，１９ｂから所定高さをもって露出するような所定の幅と深さの断面を持つ溝１９Ａが軸長方向（圧延材１の板幅方向）に渡って形成されており、チューブ１８ａ，１８ｂの胴部の露出している側（チューブ１８ａは下側、チューブ１８ｂは上側）を圧延材１の表面に当接させることにより、チューブ１８ａ，１８ｂが圧延材１に摺接して表面に付着したクーラントを拭き取るようになっている。
【００３３】
また、図１に示すように、ホルダ１９ａ，１９ｂは、それぞれ上記油圧シリンダ２０ａ，２０ｂのロッドの先端に取り付けられ、このロッドの伸縮によりホルダ１９ａ，１９ｂと圧延材１との間の距離が調整され、これによってチューブ１８ａ，１８ｂの圧延材１に対する押し付け力が調整されるようになっている。
【００３４】
また、油圧シリンダ２０ａ，２０ｂは、上記油圧シリンダ１４ａ，１４ｂ同様、油圧駆動源としての油圧ポンプ１５からの圧油がコントロールバルブ２１ａ，２１ｂを介してボトム側又はロッド側のチャンバに供給されることにより伸縮するようになっている。同じく繁雑防止のため詳細は図示しないが、コントロールバルブ２１ａ，２１ｂは、例えば、両端にソレノイド（図示せず）を有する電磁比例弁型の３位置切換弁であり、上記コントローラ１７からソレノイドに入力される指令信号に応じて切り換えられて油圧ポンプ１５からの圧油の方向及び圧力を制御するようになっている。
【００３５】
リール７ａ，７ｂは、それぞれ圧延機のパスライン前後両端（図１中左右両端）に位置し、それぞれリール用駆動モータ（図示せず）により回転駆動して上記作業ロール２ａ，２ｂにより圧延された圧延材１をコイル状に巻き取り、あるいは巻き出すようになっている。すなわち、圧延方向が図１中左から右方向の場合、リール７ｂから巻き出された圧延材１が作業ロール２ａ，２ｂにより圧延され、リール７ａにより巻き取られ、その後圧延方向が図１中右から左方向になった場合、リール７ａから巻き出された圧延材１が作業ロール２ａ，２ｂによりさらに圧延され、リール７ｂにより巻き取られるようになっている。
【００３６】
また、作業ロール２ａ，２ｂにより圧延された圧延材１を直接リール７ａ又は７ｂで巻き取る場合、圧延操業の進展とともにこのリール７ａ又は７ｂに巻き取られている圧延材コイルの径が大きくなり、作業ロール２ａ，２ｂによる圧延位置とリール７ａ，７ｂによる巻取り・巻き出し位置の位置関係が変化することになるが、作業ロール２ａ，２ｂとリール７ａ，７ｂの間にそれぞれ設けられたデフレクトロール６ａ，６ｂにより、圧延材コイルの径に関わらず上記位置関係を一定に保つようになっている。なお、繁雑防止のため特に図示しないが、リール７ａ，７ｂには所定の圧延速度で圧延するために、圧延材コイルの径の変化に応じてリール７ａ，７ｂの回転速度を制御するリール駆動制御装置がそれぞれ設けられている。
【００３７】
以上のような基本構成の圧延機において、本実施の形態の最も大きな特徴は、圧延速度（圧延材１の通板速度）に応じて上記のコントローラ１７が上記ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂ及びチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂの作動状態、非作動状態を制御することである。
【００３８】
図１に示すように、上記の圧延機モータ１０には、その回転数を検出する速度検出器（回転数検出器）２２が設けられており、この回転数検出器２２からの検出信号によりコントローラ１７は常時圧延速度を認識するようになっている。また、図１に示すように、コントローラ１７は、例えば上記回転数検出器２２からの検出信号を入力する入力部（図示せず）と、この入力部を介して入力されたアナログの検出信号をデジタル信号化するＡ／Ｄ変換器１７ａと、制御に必要な定数（しきい値等）を格納するＲＯＭ１７ｂと、このＲＯＭ１７ｂに格納された定数と上記Ａ／Ｄ変換器１７ａからのデジタル信号とを比較演算するＣＰＵ１７ｃと、このＣＰＵ１７ｃの演算結果に基づきアナログ信号を生成するＤ／Ａ変換器１７ｄと、このＤ／Ａ変換器１７ｄからのアナログ信号を上記コントロールバルブ１６ａ，１６ｂ及び２１ａ，２１ｂの各ソレノイド（図示せず）、あるいは上記圧延機モータ１０に指令信号（後述）として出力する増幅器（図示せず）とで構成されている。
【００３９】
すなわち、ＲＯＭ１７ｂには予め圧延材１の通板速度（圧延速度）に対し、例えば、低速領域、中速領域、高速領域等の速度区分を区分する所定のしきい値Ｓ１，Ｓ２（後述）が設定されており、ＣＰＵ１７ｃは、回転数検出器２２からの検出信号（Ａ／Ｄ変換器１７ａでデジタル化された信号）から割り出された圧延速度と上記しきい値Ｓ１，Ｓ２とを常時比較演算し、その時点での圧延速度がどの速度区分にあるかを認識する。また、速度区分を認識したら、ＣＰＵ１７ｃは、それに応じて所定の指令信号（後述）を生成し、Ｄ／Ａ変換器１７ｄ、増幅器（図示せず）を介して上記コントロールバルブ１６ａ，１６ｂ及び２１ａ，２１ｂの各ソレノイド（図示せず）、あるいは上記圧延機モータ１０に出力するようになっている。
【００４０】
上記コントロールバルブ１６ａ，１６ｂ及び２１ａ，２１ｂは上記指令信号に応じて、油圧シリンダ１４ａ，１４ｂ及び２０ａ，２０ｂを制御し、クーラント除去装置４ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂをクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂあるいはチューブ１８ａ，１８ｂを圧延材１に当接させてクーラント除去作業を行う作動状態と、クーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂあるいはチューブ１８ａ，１８ｂを圧延材１から離しててクーラント除去作業を行わない非作動状態とを切り換えるようになっている。
【００４１】
なお、以上において、クーラント除去装置４ａ，４ｂが特許請求の範囲各項記載のクーラント除去ローラの胴部を流体を介して支持する静圧軸受を備えた静圧軸受支持ローラ方式であり、圧延方向で見て少なくとも前記作業ロールの出側に位置し、クーラント除去ローラで前記圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の第１クーラント除去装置を構成し、クーラント除去ローラ５ａ，５ｂが少なくとも前記出側に位置し、ゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の第２クーラント除去装置を構成する。
【００４２】
また、コントローラ１７が少なくとも圧延材の通板速度（及び圧延方向）に応じて、前記第１及び第２クーラント除去装置について、クーラント除去作業を行う作動状態及びクーラント除去作業を行わない非作動状態の切り換えを制御する第１（第２）制御手段を構成する。
【００４３】
次に、本実施の形態の圧延機の基本動作を以下に説明する。
上記構成の圧延機において、圧延を開始するときは、まず作業ロール２ａ，２ｂをパスラインから離した状態で圧延材１を通板（但し、圧延材１は停止状態）し、作業ロール２ａ，２ｂを圧延材１に当接するように移動させ所定荷重で圧下する。そして、圧延機モータ１０、リール用駆動モータ（図示せず）により、作業ロール２ａ，２ｂ、リール７ａ，７ｂを回転駆動させ圧延材１を圧延する。
【００４４】
このとき、作業ロール２ａ，２ｂは、圧延材１からの塑性変形による加工熱と圧延材１との間に発生する摩擦熱などのために、圧延中は絶えず加熱される。作業ロール２ａ，２ｂの表面温度が高くなると、圧延精度が低下するばかりでなく、圧延材１との間に焼き付きが生じ、製品の表面品質が低下する。したがって、作業ロール２ａ，２ｂの過度の温度上昇防止及び摩擦力低減のために、作業ロール２ａ，２ｂの胴部表面にクーラント（圧延油）をクーラント噴射装置３ａ又は３ｂ（例えば出側となる方のみ）によって噴射供給することにより冷却及び潤滑を行う。
【００４５】
また、作業ロール２ａ，２ｂで圧延された圧延材１は、最終的にリール７ａ又は７ｂにコイル状に巻き取られるが、圧延材１の表面に上記クーラントが付着残存したままだと、リール７ａ又は７ｂと圧延材１との間あるいは圧延材１相互間に滑りが生じて軸方向に巻きずれ（テレスコピック）が発生する。
【００４６】
そこで、ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂや、チューブワイパー方式のクーラント除去装置等５ａ，５ｂによって、上記巻きずれの発生を防止し、生産性の低下や圧延材１（ストリップ）の商品価値の低下、歩留りの低下を防止する。このとき、本実施の形態においては、前述のように、上記コントローラ１７によって、圧延速度に応じてローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂ及びチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂの作動状態及び非作動状態とを切り換える。このような切り換えを行うのは、以下のような理由による。
【００４７】
一般に、チューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂでは、ホース（チューブ）１８ａ，１８ｂを圧延材１表面に摺接させて圧延材１表面のクーラントを除去するため、特に、圧延速度が高速の領域では、ホース１８ａ，１８ｂの消耗が激しくその交換頻度が高い。また摩耗粉等が発生しその摩耗粉が圧延材１表面に付着するため厚延材表面品質の向上が困難となる傾向にある。また、ホース１８ａ，１８ｂ表面の摩耗等により板幅方向に不均一な残油量（圧延材表面に付着したクーラント量）分布となることによって後工程に影響を及ぼす傾向にあるため、高速領域での使用には不向きである。
【００４８】
一方、ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂは上記のような摩耗の懸念はないが、上下一対のクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂで圧延材を挟み込んで通板させるとき圧延材１上を流れてきたクーラントをクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂ表面で跳ね返らせ、その反発力を利用してクーラント除去を行うため、低速領域（特に極低速領域）では、上記反発力が小さくなって急激にクーラント除去性能が低下するため残油量が著しく増大する傾向にある。このような傾向を図２により説明する。
【００４９】
図２は、圧延速度と残油量の関係について、上記したローラ方式のクーラント除去装置（但し静圧軸受支持）とチューブワイパー方式のクーラント除去装置とのクーラント除去特性の一例を比較して示した図である。
【００５０】
この図２において、上記したように、チューブワイパー方式のクーラント除去装置は、比較的低速の領域では安定したクーラント除去特性が得られるが、ある速度まで圧延速度が上昇すると、摩耗が激しくなる等の理由により事実上使用不可能となる。また、ローラ方式のクーラント除去装置は、チューブワイパー方式のクーラント除去装置に比べて全般的にクーラント除去特性が劣るが、高速領域でも使用可能である。しかし、低速領域、特に極低速領域では上記した理由から極端にクーラント除去特性が低下する。
【００５１】
本実施の形態においては、上記の特性に基づき、上記コントローラ１７によって、圧延速度に応じてローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂ及びチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂの作動状態及び非作動状態とを切り換える。
【００５２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は本発明の圧延機の第１の実施の形態の低速領域〜中速領域におけるクーラント除去装置の運転状況の一例を表す図であり、図３（ｃ）は本発明の圧延機の第１の実施の形態の高速領域におけるクーラント除去装置の運転状況の一例を表す図である（但し、いずれも図中左から右（例えば順方向）へと圧延している場合を例にとっている）。以下に各速度区分でのクーラント除去装置の動作及び作用を図３（ａ）〜（ｃ）と併せて図１も適宜参照しつつ説明する。
【００５３】
（ｉ）圧延速度が低速領域〜中速領域のとき
すなわち、例えば圧延開始後加速していく比較的初期における低速領域〜中速領域では、上記コントローラ１７のＣＰＵ１７ｃ（図１参照）が、上記の回転数検出器２２（図１参照）からの検出信号を基にした演算結果（随時の圧延速度）が、ＲＯＭ１７ｂに格納された中速領域と高速領域を区分するしきい値Ｓ２より小さい（低速領域あるいは中速領域である）と判断し、上記コントロールバルブ１６ａ，１６ｂ及び２１ａ，２１ｂ（図１参照）のソレノイド（図示せず）に入側のローラ方式のクーラント除去装置４ｂ及び出側のチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａを作動状態とし、出側のローラ方式のクーラント除去装置４ａ及び入側のチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ｂを非作動状態とする指令信号を出力する。
【００５４】
すなわち、図３（ａ）に示すように、圧延方向が図中左から右方向の場合（例えば順方向）には、上記コントロールバルブ１６ｂ，２１ａは、油圧シリンダ１４ａ，１４ｂ及び２０ａ，２０ｂのボトム側のチャンバに油圧ポンプ１５からの圧油を供給し、入側のクーラント除去装置４ｂのクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂ及び出側のクーラント除去装置５ａのチューブ１８ａ，１８ｂを圧延材１の表面に適切に接触する位置まで移動させ、作業ロール２ａ，２ｂの入側のローラ方式のクーラント除去装置４ｂ及び出側のチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａを作動状態とする。このとき、上記コントロールバルブ１６ａ，２１ｂは、油圧シリンダ１４ａ，１４ｂ及び２０ａ，２０ｂのロッド側のチャンバに油圧ポンプ１５からの圧油を供給し、出側のクーラント除去装置４ａのクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂ及び入側のクーラント除去装置５ｂのチューブ１８ａ，１８ｂを圧延材１の表面から離れる位置まで移動させ、作業ロール２ａ，２ｂの出側のローラ方式のクーラント除去装置４ａ及び入側のチューブワイパー方式の５ｂを非作動状態とする。また、圧延方向が逆方向（図３（ａ）中右から左方向）の場合は、クーラント除去装置４ａ，５ｂを作動状態とし、クーラント除去装置４ｂ，５ａ非作動状態とする。
【００５５】
なお、このとき作業ロール２ａ，２ｂの出側においては、チューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａのみを作動状態としたが、低速領域と中速領域とを上記しきい値Ｓ１を用いて区分し、作業ロール２ａ，２ｂの出側において、低速領域では図３（ａ）のようにチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａのみを作動状態とし、中速領域では図３（ｂ）のようにローラ方式のクーラント除去装置４ａも合わせて作動状態としてもよい。また、低速領域〜中速領域にかけてクーラント除去装置４ａ，５ａを共に作動状態としても構わない。
【００５６】
（ii）圧延速度が高速領域のとき
すなわち、例えば圧延開始後、ある程度時間が経ち、加速が終了した高速領域においては、上記コントローラ１７のＣＰＵ１７ｃは、圧延速度が中速領域と高速領域を区分するしきい値Ｓ２以上である（高速領域である）と判断すると、上記コントロールバルブ１６ａ，１６ｂ及び２１ａ，２１ｂのソレノイドに入側及び出側のローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂを作動状態、入側及び出側のチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂを非作動状態とする指令信号を出力する。
【００５７】
すなわち、図３（ｃ）に示すように、圧延方向が図中左から右方向（例えば順方向）の場合、上記コントロールバルブ１６ａ，１６ｂ及び２１ａ，２１ｂは、油圧シリンダ１４ａ，１４ｂ及び２０ａ，２０ｂを制御し、入側及び出側のローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂを作動状態とし、入側及び出側のチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂを非作動状態とする。また、圧延方向が逆方向（図３（ｃ）中右から左方向）の場合も同様である。
【００５８】
なお、上記（ｉ）（ii）のいずれの場合も圧延材の圧延方向で見て、作業ロール２ａ，２ｂの入側では、クーラント噴射装置３ａ又は３ｂがクーラントを除去する位置に対して圧延方向（出側）に位置することから、図４に示すように、逆流して流れてくるクーラント量は少なく、あまり高いクーラント除去特性は要求されない。したがって、図３（ａ）〜図３（ｃ）を用いて上記したように、作業ロール２ａ，２ｂの入側においては、ローラ方式のクーラント除去装置のみを作動状態とすれば足りる。しかし、、これに限られず、低速領域〜中速領域では、入側において、チューブワイパー方式のクーラント除去装置を（あるいはローラ方式、チューブワイパー方式の両方を）作動状態としてもよいことは言うまでもない。要するに、高速領域においてチューブワイパー方式のクーラント除去装置を非作動状態とすればよい。
【００５９】
以上のように、本実施の形態では、コントローラ１７で圧延速度がしきい値Ｓ２を超えた高速領域であると判断された場合、チューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂを非作動状態とし、高速領域でも使用可能なローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂを作動状態とすることにより、チューブ１８ａ，１８ｂの表面の摩耗等による表面品質への影響や圧延材１の板幅方向の残油量分布の不均一化による後工程への影響等を回避することがでる。
【００６０】
また、コントローラ１７で圧延速度がしきい値Ｓ２を超えない低速領域〜中速領域であると判断された場合、少なくとも出側のチューブワイパー方式のクーラント除去装置５ａ，５ｂを作動状態とすることにより、圧延方向で見て作業ロール２ａ，２ｂの出側において、ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂに関してのクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂ表面におけるクーラント反発力の低下によるクーラント除去性能低下という弱点を補うことができる。以上のように、高速領域では主としてローラ方式、低速領域では主としてチューブワイパー方式と使い分けることで圧延速度の低速領域〜高速領域の全領域で良好なクーラント除去特性を確保できる。
【００６１】
また、ローラ方式のクーラント除去装置においては、一般に、クーラント除去ローラが小径であるほどクーラント除去（水切り）性能が高い。しかし、圧延材表面で転動するクーラント除去ローラは、その径が小さくなればなるほど所定圧延速度（すなわち、クーラント除去ローラの周速度）に対する回転数が増大し、軸受（ベアリング）への負荷が増大するので軸受の交換周期が短くなり生産性が低下する。通常の軸方向両端でのみ軸受（ベアリング）で支持する構造の場合、小径であるほどクーラント除去ローラそのものの剛性が下がるため小径化には限界があり、この結果クーラント除去性能の向上にも限界がある。
【００６２】
そこで、本実施の形態においては、ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂを圧縮空気を介してクーラント除去ローラ１２ａ，１２ｂの胴部を軸方向全長に渡って非接触状態で（ギャップをもって）浮上させて支持する静圧軸受支持方式とすることにより、上記通常のベアリング支持構造よりもさらに小径化が可能となるので、クーラント除去性能を向上できる。したがって、ローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂのクーラント除去性能を向上できる分、圧延速度の低速領域〜高速領域の全領域でさらに良好なクーラント除去特性を確保できる。
【００６３】
なお、上記のように、本実施の形態において、コントローラ１７は、圧延機モータ１０に対しても指令信号を出力可能な構成となっており、例えば、さらにクーラント除去特性を向上させたい場合等は、上記した圧延速度の速度区分に応じたクーラント除去装置４ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂの運転の切り換え制御と合わせて、圧延速度を制御するようにしてもよい。
【００６４】
本発明の第２の実施の形態を必要に応じて適宜先の図１と合わせて図５により説明する。本実施の形態は、上記第１の実施の形態におけるローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂとして、静圧軸受支持のローラの代わりにベアリング支持のローラを用いた実施の形態であり、その他の構造は第１の実施の形態と同様である。図５は、ベアリング支持のクーラント除去装置におけるクーラント除去ローラの支持構造を表す概略図である。
【００６５】
本実施の形態においては、上記のようにローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂはベアリング支持構造のクーラント除去装置であり、図５に示すように、上下一対のクーラント除去ローラ２３Ａ，２３Ｂが、その両端にそれぞれ突出した回転軸２３Ａａ，２３Ａｂ及び２３Ｂａ，２３Ｂｂをそれぞれベアリング２４Ａａ，２４Ａｂ及び２４Ｂａ，２４Ｂａにより回転自在に支持される構造となっている。
【００６６】
ここで、図６は圧延速度と残油量の関係について、ローラ方式のクーラント除去装置（但しベアリング支持）とチューブワイパー方式のクーラント除去装置とのクーラント除去特性を比較した図であり、先の図２と比較して分かるように、一般に、静圧軸受支持構造のクーラント除去装置に比べてベアリング支持構造のクーラント除去装置はクーラント除去特性が若干下がる。これは、ローラ方式のクーラント除去装置において、クーラント除去ローラが小径であるほど高いクーラント除去特性が得られるが、小径であるほど（すなわち、クーラント除去ローラの周速度）に対する回転数が増大するため、ベアリング支持構造のクーラント除去装置では、軸受（ベアリング）への負荷が増大するため、小径化に限界があるためである。
【００６７】
しかし、本実施の形態のようにローラ方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂをベアリング支持構造のクーラント除去装置としても、本発明の基本的な効果である圧延速度の速度区分に応じてローラ方式及びチューブワイパー方式のクーラント除去装置４ａ，４ｂ及び５ａ，５ｂの運転を切り換え制御することによる効果、すなわち、図６に示すような低速領域〜高速領域の全領域に渡って比較的良好なクーラント除去特性を得ることができる。さらに圧縮空気源としてのコンプレッサが不要となるためエネルギー効率が向上するという効果も得られる。
【００６８】
なお、上記第１及び第２の実施の形態において、出側にて特に圧延材１に残存するクーラント量が多い場合等には、図７に示すように、クーラント除去装置４ａの前側（図７中左側）に予めクーラントを大方拭き取る粗切りローラ２５を設ければ、よりクーラント除去特性を向上することができる。この粗切りローラ２５としては、チューブワイパー方式のクーラント除去装置、高速空気流を圧延材表面に吹き付けてクーラントを吹き飛ばすエアーブロー・吸引方式のクーラント除去装置、ゴムローラ方式又は金属ローラ方式のクーラント除去装置等、公知の構成のクーラント除去装置を適宜用いればよい。
【００６９】
また、以上においては、１組の作業ロール２ａ，２ｂにより圧延材１を圧延する構成（１スタンド）としたが、これに限られず、例えば複数のスタンドを備えた圧延機等、他の圧延機にも適用できることは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、圧延速度の速度区分に応じてチューブワイパー方式のクーラント除去装置及びローラ方式のクーラント除去装置の運転状況を切り換え制御するので、圧延速度の低速領域〜高速領域の全領域で良好なクーラント除去特性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧延機の第１の実施の形態の全体構造を表す概略構成図である。
【図２】圧延速度と残油量の関係について、ローラ方式のクーラント除去装置（静圧軸受支持）とチューブワイパー方式のクーラント除去装置とのクーラント除去特性を比較した図である。
【図３】本発明の圧延機の第１の実施の形態の低速領域〜中速領域におけるクーラント除去装置の運転状況を表す図及び本発明の圧延機の第１の実施の形態の高速領域におけるクーラント除去装置の運転状況を表す図である。
【図４】作業ロールの入側及び出側における圧延材表面に残存するクーラント量を比較して模式的に示した図である。
【図５】本発明の圧延機の第２の実施の形態を構成するベアリング支持のクーラント除去ローラの支持構造を表す概略図である。
【図６】圧延速度と残油量の関係について、ローラ方式のクーラント除去装置（ベアリング支持）とチューブワイパー方式のクーラント除去装置とのクーラント除去特性を比較した図である。
【図７】圧延方向におけるパスライン上の最初のクーラント除去装置の前側に粗切りローラを設けた場合の状況を模式的に示した図である。
【符号の説明】
２ａ，ｂ作業ロール
４ａ，ｂクーラント除去装置（第１クーラント除去装置）
５ａ，ｂクーラント除去装置（第２クーラント除去装置）
１０圧延機モータ
１７コントローラ（第１制御手段、第２制御手段）
２２速度検出器（回転数検出器）
１６ａ，１６ｂコントロールバルブ
２１ａ，２１ｂコントロールバルブ

Claims

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、圧延材を一方向にパスさせて圧延を行う圧延機において、
圧延方向で見て少なくとも前記作業ロールの出側に位置し、クーラント除去ローラで前記圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の第１クーラント除去装置と、
少なくとも前記出側に位置し、ゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の第２クーラント除去装置と、
少なくとも圧延材の通板速度に応じて、前記第１及び第２クーラント除去装置について、クーラント除去作業を行う作動状態及びクーラント除去作業を行わない非作動状態の切り換えを制御する第１制御手段とを有することを特徴とする圧延機。
請求項１記載の圧延機において、前記第１制御手段は、少なくとも所定速度以上の高速領域では、前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに、前記第１クーラント除去装置を前記作動状態とすることを特徴とする圧延機。
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、圧延材を前記作業ロールの前後に複数回往復してパスさせて圧延を行う可逆式の圧延機において、
前記作業ロールの前後にそれぞれ位置し、クーラント除去ローラで前記圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の２つの第１クーラント除去装置と、
前記作業ロールの前後にそれぞれ位置し、ゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の２つの第２クーラント除去装置と、
少なくとも圧延材の通板速度及び圧延方向に応じて、前記第１及び第２クーラント除去装置について、クーラント除去作業を行う作動状態及びクーラント除去作業を行わない非作動状態の切り換えを制御する第２制御手段とを有することを特徴とする圧延機。
請求項３記載の圧延機において、前記第２制御手段は、圧延方向で見て前記作業ロールの入側においては前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに前記第１クーラント除去装置を前記作動状態とし、圧延方向で見て前記作業ロールの出側においては少なくとも所定速度以上の高速領域では、前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに、前記第１クーラント除去装置を前記作動状態とすることを特徴とする圧延機。
請求項１〜４のいずれか１項記載の圧延機において、前記第１クーラント除去装置は、前記クーラント除去ローラの胴部を流体を介して支持する静圧軸受を備えた静圧軸受支持ローラ方式であることを特徴とする圧延機。
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た圧延機を用いた圧延方法において、
圧延方向で見て少なくとも前記作業ロールの出側にクーラント除去ローラで圧延材の表面のクーラントを除去するローラ方式の第１クーラント除去装置及びゴムチューブを圧延材表面に接触摺動させてクーラントを除去するチューブワイパー方式の第２クーラント除去装置を配置し、
少なくとも圧延材の通板速度に応じ、前記第１及び第２のクーラント除去装置についてのクーラント除去作業を行う作動状態とクーラント除去作業を行わない非作動状態とを切り換えて圧延を行うことを特徴とする圧延方法。
請求項６記載の圧延方法において、少なくとも所定速度以上の高速領域では、前記第２クーラント除去装置を前記非作動状態とするとともに前記第１クーラント除去装置を前記作動状態として圧延を行うことを特徴とする圧延方法。