JP4533237B2 - 金属ストリップの形状検出ロールの使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属ストリップの処理ラインにおける形状検出ロールの使用方法に関する。

金属ストリップの処理ラインでは、従来から特許文献１に示されるように幅方向に荷重検知センサーを組み込んだ形状検出ロールを金属ストリップに接触させ、金属ストリップの幅方向の張力分布を測定している。特に冷間圧延機においてはこれを基に金属ストリップの形状を算定し、目標とする形状に制御することが行われている。

この形状検出ロールについては、例えば特許文献２および特許文献３に開示されているが、図１に示すような形態で、図２に示すようなセンサーを備えている。そしてロールボディ１とセンサーカバー３間には、ロールボディからの荷重を遮断するために、数十μｍの隙間が設けられている。

ところで、金属ストリップの処理ラインでは、金属ストリップ表面に付着した鉄粉や油が形状検出ロールに付着することは避けられず、この付着物は先述のセンサーの隙間に侵入して、センサーの感度が鈍り、金属ストリップの実形状とは異なる形状を表示するため、これを基に制御を行っている圧延機では板破断を発生させることが多い。また、この状態から脱するためには形状検出ロールを交換する必要があり、大きなライン能率低下を招いていた。

上記問題を解決する手段として、操業中に洗浄を行う方法が考えられる。例えば特許文献４には、形状検出ロールに水をかけ、かつ検出結果によって汚れが付着したと判定されると、さらにブラシを接触させて堆積物を除去する構成が開示されている。

特開昭５４−６８２８３号公報 実開昭６２−１６７１０９号公報 実開平１−１３２９４４号公報 特許第２９７１７７号公報

特に、ステンレスや電磁鋼板など、金属ストリップ温度を高温にして冷間圧延を行う場合、形状検出ロールもある程度の温度上昇は避けられないが、その際に圧延油の変質（ポリマー化）や水分の蒸発により固着して、センサーの隙間に詰まってしまい、センサーの感度劣化が非常に早いことが判明した。

これを解決する方法として、形状検出ロールを冷却する方法が考えられるが、形状検出ロールはセンサーからの配線などがあるため、ロール内部に冷媒を通過させる方法は構造が複雑になり採用できない。従って、先述の特許第２９７１１７７号公報に示されるように水をかけて冷却する方法が考えられるが、近年のラインの高速化のため、かけた水が飛散して周辺の計測機器に影響を与えることに加えて、冷却に十分な量の水をかけると、形状検出ロールと金属ストリップの接触面に達して形状検出ロールがスリップし、正しい形状を検出できなくなる。この結果、板破断に至る。

本発明は、形状検出ロールを操業中常に冷却、洗浄することでこのような問題を解消し、長期間安定的に形状検出ロールを使用する方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その要旨は次のとおりである。

（１）金属ストリップの冷間圧延機の形状検出ロールの幅方向ほぼ全体に、操業中に外部から水を噴射し、かつ水を噴射した部位よりロール回転方向出側でスクレイパーを接触させることを特徴とする金属ストリップの形状検出ロールの使用方法。

（２）冷間圧延機がリバースラインで、スクレイパーは水を噴射した部位よりロール回転方向で入側と出側の２つ設置することを特徴とする（１）の金属ストリップの形状検出ロールの使用方法。

（３）圧延中のストリップの最高温度が１００〜５００℃であることを特徴とする（１）または（２）に記載の金属ストリップの形状検出ロールの使用方法。

本発明により、形状検出ロールのセンサー隙間への異物固着に起因する検出異常が無くなり、これによる形状検出ロール交換は皆無となり、板破断発生率は以前の１０分の１になるなど、大幅に生産効率を向上させることができた。

本発明は、上記の問題を解決するために、操業中に外部から水を噴射し、ロール回転方向出側に設置したスクレイパーを接触させることで、ロールをおよそ２００℃以下に冷却し、洗浄することを特徴としている。

図３は本発明の使用方法を説明する側面図である。金属ストリップのリバース圧延ラインにおいて、圧延機、デフレクターロール、その間に設置された形状検出ロールの下部にスプレーヘッダーと右回転用スクレイパー、左回転用スクレイパーを設けている。この形状検出ロール１に対し、スプレーヘッダー８から水を噴射し、スクレイパー７により水を除去する。

金属ストリップが形状検出ロールの上部に有る場合、水を噴射するヘッダーは形状検出ロール下部に設置し、スクレイパーはヘッダー位置からロール回転方向の出側に設置する。

ここで、回転方向が一方向であるタンデム圧延機や連続プロセスライン中の圧延機などでは、スクレイパーは回転方向出側に１つ設置すれば良いが、回転方向が両方向であるリバースラインでは、スクレイパーは入側と出側の２つ設置する。このとき、右回転時は図４のように、左回転時は図５のように運転する。

この冷却、洗浄効果により、鉄粉や油などが形状検出ロール表面の隙間に侵入することを最小限に抑え、侵入したものが固着することを防止することで、常に正しい形状を検出することができる。

スプレーヘッダーは、ロール全幅に水がかかるように設置する。水量や水圧は特に規定しない。少量の水量でもある程度の効果が得られるので、形状検出ロールの温度とスクレイパーの水切り能力に応じて適宜決定して良い。また、形状検出ロールは高速回転体のため、ロール表面の水をスクレイパーで完全に切ることは不可能であり、水飛散や形状検出ロールのスリップを防止するために、残った水は蒸発により無害化させる必要がある。従って、ストリップ板温低下等により形状検出ロール温度が５０℃以下に低下した場合は水を停止できるよう、水噴射と停止を自動制御もしくは遠隔で操作ができることが好ましい。

冷媒は水を用いるのが好ましいが、圧延機のクーラントを流用するなど、冷却液として有効なものを利用しても良い。

スクレイパーは、原則としてロール軸に平行に、ロール全幅に接触するように設置する。但し、接触する場所によっては形状検出に影響を与えるため、形状検出に影響を与えない箇所に設置する必要がある。形状検出ロールでは検出可能位置が円周方向に複数箇所存在するが、ある検出可能位置がストリップに当たっている時に、スクレイパーが別の検出可能位置と接触しないようにする必要がある。例えば検出点が４０°刻みに９箇所点存在する場合、スクレイパーの設置位置は４０°の倍数の位置に該当しないように設置する。

スクレイパーの材質はブラシ、ゴム等が好ましく、形状検出に影響を与えないために厚みは２５ｍｍ以下とすることが好ましい。また、ロールへの圧着力を調整できる機構を有し、交換を容易とするために側面からの引き出し・装着できるようにするのが好ましい。なお、本発明の効果が得られるものであれば、ロール、圧縮空気等の水切り手段によるスクレイパーでもかまわない。

また、ロールに乗った水が切られるまでの時間が長いほうが冷却効果は高いことから、スプレーヘッダーとスクレイパーの設置位置は遠いほど好ましい。

本発明は特に、ストリップの最高温度が１００〜５００℃となる、いわゆる高温圧延を行う圧延機において効果がある。このような場合、形状検出ロールが高温になり、圧延油の固着を引き起こし、形状検出ロール表面の隙間に侵入する。本発明の方法により形状検出ロール温度を３００℃以下、好ましくは２５０℃以下、さらに好ましくは１５０℃、１００℃以下に保つと、当該固着を防ぐことができる。なお、ストリップの最高温度が１００℃以下の場合は、圧延油の固着などの影響は小さいため、本発明を用いる効果も小さくなる。

リバースラインの冷間圧延機に設置された形状検出ロールに対して、表１に示す対策を講じて約３ヶ月間ずつ連続操業を行った。そのときの評価を表１に示す。このとき、処理量の約半分が温間圧延で、ストリップの最高温度はほぼ４００℃であった。

この隙間の異物固着有無は、センサーに一定荷重を加え、それに対するセンサーが検知した荷重の割合で評価できる。これをファクター値と呼び、次式で求める。

ファクター値 ＝ 加えた荷重 ÷ 検知した荷重
このファクター値は１以上であり、１より大きくなるほど、隙間に異物が固着していることを示している。ファクター値の新品と３ヶ月使用後のデータを図６に示す。３ヶ月使用後に、ストリップが頻度高く通るセンター部付近は、大幅にファクター値が上昇していることが分かる。

対策１では、形状検出ロールのスリップと水飛散により、圧延が不可能であったことから、対策２として左回転時の水切り用としてスクレイパーを設置した。その結果、左回転時のみスプレーを出してスクレイパーで水切りを行うことで、左回転方向の圧延は可能となったものの、図７に示すようにファクター値は上昇した。

更に対策３としてスクレイパーを増設し、両方向の圧延でスプレーを出してスクレイパーで水切りを行うことで、圧延中常時冷却、洗浄が可能となり、図７に示すようにファクター値上昇を抑制することができた。

本発明に係る形状検出ロールの全体図。 本発明に係る形状検出ロールのセンサー部断面図。 本発明の使用方法を示す装置配置図。 本発明の使用方法における右回転時の状況を示す図。 本発明の使用方法における左回転時の状況を示す図。 従来の使用方法におけるファクター値の変化を示すグラフ。 本発明の使用方法におけるファクター値の変化を示すグラフ。

Claims (3)

1. 金属ストリップの冷間圧延機の形状検出ロールの幅方向ほぼ全体に、操業中常に外部から水を噴射し、かつ水を噴射した部位よりロール回転方向出側でスクレイパーを接触させることを特徴とする金属ストリップの形状検出ロールの使用方法。
2. 冷間圧延機がリバースラインで、スクレイパーは水を噴射した部位よりロール回転方向で入側と出側の２つ設置することを特徴とする請求項１記載の金属ストリップの形状検出ロールの使用方法。
3. 圧延中のストリップの最高温度が１００〜５００℃であることを特徴とする請求項１または２に記載の金属ストリップの形状検出ロールの使用方法。

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