JP6750487B2 - Rolling oil supply equipment and rolling oil supply method - Google Patents
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Description
本発明は、冷間圧延における圧延油供給設備及び圧延油供給方法に関する。 The present invention relates to a rolling oil supply facility and a rolling oil supply method in cold rolling.
冷間圧延においては、圧延操業の安定化、製品の形状品質の向上、焼付き等を防止することによる表面品質の向上、及びロールの長寿命化等を目的として、圧延材と作業ロールとの間の摩擦係数を適切な値に維持するために、圧延機の入側で圧延材及び作業ロールに潤滑油(圧延油)を供給している。ここで、焼付きとは、圧延材と作業ロールとの間の潤滑が不足することにより、圧延材と作業ロールとが直接接触してしまう現象のことである。焼付きは、ヒートスクラッチと呼ばれる圧延材表面の疵の原因になり得る。 In cold rolling, for the purpose of stabilizing the rolling operation, improving the shape quality of the product, improving the surface quality by preventing seizure, etc., and prolonging the life of the roll, Lubricating oil (rolling oil) is supplied to the rolled material and work rolls on the inlet side of the rolling mill in order to maintain the friction coefficient between them at an appropriate value. Here, the seizure is a phenomenon in which the rolled material and the work roll come into direct contact with each other due to insufficient lubrication between the rolled material and the work roll. The seizure can cause a flaw on the surface of the rolled material called heat scratch.
ここで、冷間圧延においては、圧延速度の加減速に応じて圧延材と作業ロールとの間の潤滑状態は変化する。従って、圧延速度が変化した場合において当該潤滑状態を所望の状態に保とうとすると、圧延速度の変化に応じて圧延油の供給状態を制御し、当該潤滑状態を変更することが求められる。 Here, in cold rolling, the lubrication state between the rolled material and the work rolls changes according to the acceleration and deceleration of the rolling speed. Therefore, in order to keep the lubrication state in a desired state when the rolling speed changes, it is necessary to control the supply state of rolling oil according to the change in the rolling speed and change the lubrication state.
また、圧延材の種類等に応じて、圧延材と作業ロールとの間の望ましい潤滑状態は異なる。例えば、焼付きが発生しやすい圧延材料では潤滑をより良好にする必要があったり、要求される表面品質が厳しい製品では、圧延油の供給量が多すぎると、その圧延油自体が疵の原因となったりすることがある。従って、冷間圧延では、圧延材の種類によって圧延油の供給状態を制御し、当該潤滑状態を変更することが求められる。 Also, the desired lubrication state between the rolled material and the work rolls differs depending on the type of rolled material and the like. For example, for rolling materials that are prone to seizure, it is necessary to improve lubrication. For products with strict surface quality requirements, if the amount of rolling oil supplied is too large, the rolling oil itself may cause defects. It may become. Therefore, in cold rolling, it is required to control the supply state of rolling oil and change the lubrication state depending on the type of rolled material.
このように、冷間圧延においては、圧延条件(例えば、圧延速度や圧延材の種類等)に応じて、圧延中に動的に、圧延油の供給状態を制御し、プレートアウト制御(圧延材の表面への圧延油の付着具合についての制御)を行うことにより、潤滑状態を変更することが求められている。 As described above, in cold rolling, the supply state of rolling oil is dynamically controlled during rolling in accordance with rolling conditions (for example, rolling speed, type of rolled material, etc.), and plate-out control (rolled material is performed). It is required to change the lubrication state by controlling the degree of adhesion of rolling oil to the surface of the.
ここで、冷間圧延では、圧延油として、エマルションと呼ばれる、例えば濃度比にして1〜2(%)程度の圧延油を水に乳化させたものを供給することが一般的である。そして、通常は、所定の濃度のエマルションがタンク(エマルションタンク)内に貯留されており、当該エマルションタンク内のエマルションを供給することが多い。従って、潤滑状態を変更しようとした場合に、エマルションの濃度を動的に制御しようとしても、エマルションタンク内のエマルションの濃度を即座に変更することはできず、高応答な制御は困難である。また、潤滑状態を変更しようとした場合に、エマルションの供給量を動的に制御したとしても、エマルションの濃度は比較的小さいことから、供給される圧延油の量自体が劇的に変化する訳ではないため、潤滑状態を高感度に制御することは難しい。 Here, in the cold rolling, it is general to supply, as the rolling oil, a so-called emulsion, for example, a rolling oil having a concentration ratio of about 1 to 2 (%) emulsified in water. Then, usually, an emulsion having a predetermined concentration is stored in a tank (emulsion tank), and the emulsion in the emulsion tank is often supplied. Therefore, when trying to dynamically change the concentration of the emulsion when trying to change the lubrication state, it is not possible to immediately change the concentration of the emulsion in the emulsion tank, and it is difficult to control with high response. In addition, when trying to change the lubrication state, even if the emulsion supply amount is controlled dynamically, the amount of rolling oil supplied itself changes dramatically because the emulsion concentration is relatively low. Therefore, it is difficult to control the lubrication state with high sensitivity.
そこで、エマルションを供給する装置とともに、圧延油原液を供給する装置を別途設置し、エマルションを常時供給しながら、更なる潤滑が必要な場合に当該圧延油原液を追加的に供給する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。かかる技術によれば、必要に応じて圧延油原液を直接供給することができるため、潤滑状態を、高感度に、高応答に変更することが可能になる。なお、このような、エマルション潤滑に対して追加的により高濃度の圧延油を供給することにより行う潤滑は、セミダイレクト潤滑と呼ばれる。 Therefore, with the device for supplying the emulsion, a device for separately supplying the rolling oil stock solution is separately installed, and a technology for additionally supplying the rolling oil stock solution when further lubrication is required while constantly supplying the emulsion is disclosed. (For example, Patent Document 1). According to such a technique, the rolling oil stock solution can be directly supplied as needed, so that the lubrication state can be changed to high sensitivity and high response. It should be noted that such lubrication performed by additionally supplying a higher concentration of rolling oil to the emulsion lubrication is called semi-direct lubrication.
更に、特許文献1に記載の技術では、圧延油原液を供給する設備として、静電塗布装置が適用されている。静電塗布装置とは、圧延油を帯電させ、当該圧延油と圧延材及び/又は作業ロールとの間に電位差を生じさせることにより、その電位差による静電気力によって圧延油を圧延材及び/又は作業ロールに付着させる装置である(例えば、特許文献2)。静電塗布装置によれば、静電気力によって圧延油を圧延材及び/又は作業ロールに付着させることができるため、圧延油の付着性が向上し、例えば低粘度の圧延油であっても効率良く良好な潤滑状態を得ることが可能になる。このように、特許文献1に記載の技術では、圧延油原液の供給に静電塗布装置を用いることにより、潤滑状態の変更を更に高応答に、高感度に行うことを可能にしている。 Further, in the technique described in Patent Document 1, an electrostatic coating device is applied as a facility for supplying a stock solution of rolling oil. The electrostatic coating device is used to charge rolling oil and generate a potential difference between the rolling oil and the rolling material and/or work rolls, so that the rolling oil is rolled and/or working by the electrostatic force due to the potential difference. This is a device for adhering to a roll (for example, Patent Document 2). According to the electrostatic coating device, since the rolling oil can be attached to the rolling material and/or the work roll by the electrostatic force, the adhesiveness of the rolling oil is improved, and even if the rolling oil has a low viscosity, for example, it can be efficiently used. It becomes possible to obtain a good lubrication state. As described above, in the technique described in Patent Document 1, it is possible to change the lubrication state with higher response and high sensitivity by using the electrostatic coating device to supply the rolling stock solution.
しかし、特許文献1に記載の技術では、圧延方向において静電塗布装置の下流側にエマルション供給用のノズル(エマルションノズル)が位置するように、圧延油供給設備が構成されている。従って、静電塗布装置によって圧延材に圧延油原液を静電塗布しても、それよりも下流でエマルションが供給されることにより、当該圧延油原液がエマルションによって洗い流されてしまい、当該圧延油原液を塗布したことによる潤滑効果が低減してしまう。従って、特許文献1に記載の技術では、より良好な潤滑を得ようとして圧延油原液を静電塗布したとしても、潤滑状態を効率的に変更できない可能性がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, the rolling oil supply equipment is configured such that the emulsion supply nozzle (emulsion nozzle) is located downstream of the electrostatic coating device in the rolling direction. Accordingly, even if the rolling oil stock solution is electrostatically applied to the rolled material by the electrostatic coating device, the emulsion is supplied downstream from the rolling stock solution, so that the rolling stock solution is washed away by the emulsion. The lubrication effect due to the application of is reduced. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, even if the rolling oil stock solution is electrostatically applied to obtain better lubrication, the lubrication state may not be efficiently changed.
なお、かかる問題は、圧延方向における静電塗布装置とエマルションノズルの設置位置を逆にすれば(すなわち、圧延方向において静電塗布装置の上流側にエマルションノズルが位置するようにすれば)解決する可能性がある。しかしながら、一般的に、冷間圧延における圧延油供給設備では、エマルションを圧延材及び作業ロールに直接吹き掛けることができるように、エマルションノズルが圧延機の直前に設けられていることが多い。従って、既存の圧延油供給設備に対して静電塗布装置を追加的に設置しようとすると、静電塗布装置をエマルションノズルよりも上流側に設置せざるを得ない。圧延方向において静電塗布装置の上流側にエマルションノズルが位置するように圧延油供給設備を構成しようとすると、既存の圧延油供給設備を大幅に改造する必要があり、コストの面から現実的でない。 It should be noted that such a problem is solved by reversing the installation positions of the electrostatic coating device and the emulsion nozzle in the rolling direction (that is, by positioning the emulsion nozzle on the upstream side of the electrostatic coating device in the rolling direction). there is a possibility. However, generally, in a rolling oil supply facility in cold rolling, an emulsion nozzle is often provided immediately in front of a rolling mill so that the emulsion can be directly sprayed onto a rolling material and work rolls. Therefore, if an electrostatic coating device is additionally installed to the existing rolling oil supply equipment, the electrostatic coating device must be installed upstream of the emulsion nozzle. If you try to configure the rolling oil supply equipment so that the emulsion nozzle is located on the upstream side of the electrostatic coating device in the rolling direction, it is necessary to remodel the existing rolling oil supply equipment drastically, which is not practical in terms of cost. ..
上記事情に鑑みれば、セミダイレクト潤滑に対応した圧延油供給設備においては、圧延中に潤滑状態をより効率的に変更することを可能にする技術が求められていた。そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、冷間圧延において、圧延中に潤滑状態をより効率的に変更することが可能な、新規かつ改良された圧延油供給設備及び圧延油供給方法を提供することにある。 In view of the above circumstances, in rolling oil supply equipment that supports semi-direct lubrication, there has been a demand for a technology that enables more efficient change of the lubrication state during rolling. Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, the object of the present invention, in cold rolling, it is possible to more efficiently change the lubricating state during rolling, novel and An object of the present invention is to provide an improved rolling oil supply facility and rolling oil supply method.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、圧延機の入側において圧延材及び前記圧延機の作業ロールに対してエマルションを供給するエマルション供給装置と、前記エマルション供給装置よりも圧延方向における上流側において、前記圧延材に対して圧延油原液を静電塗布する静電塗布装置と、前記エマルション供給装置及び前記静電塗布装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記静電塗布装置によって圧延油原液が静電塗布された前記圧延材が圧延されている際に、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給を停止させる、圧延油供給設備が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, an emulsion supply device that supplies an emulsion to a work roll of a rolling material and the rolling mill on the inlet side of a rolling mill, and more than the emulsion supply device. On the upstream side in the rolling direction, an electrostatic coating device for electrostatically coating a rolling oil stock solution on the rolled material, and a control device for controlling the operations of the emulsion supply device and the electrostatic coating device, A control device is provided with rolling oil supply equipment, which stops the supply of emulsion by the emulsion supply device when the rolled material electrostatically coated with the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device is being rolled. ..
また、当該圧延油供給設備は、前記制御装置からの制御により、前記圧延材及び前記作業ロールの少なくともいずれかを冷却する冷却機構、を更に備え、前記制御装置は、前記静電塗布装置によって前記圧延材に対して圧延油原液が静電塗布され、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給が停止されている際に、前記冷却機構によって前記圧延材及び前記作業ロールの少なくともいずれかを冷却させてもよい。 The rolling oil supply facility further includes a cooling mechanism that cools at least one of the rolled material and the work roll under the control of the control device, and the control device includes the electrostatic coating device. A rolling oil stock solution is electrostatically applied to a rolled material, and when the emulsion supply by the emulsion supply device is stopped, at least one of the rolled material and the work roll is cooled by the cooling mechanism. Good.
また、当該圧延油供給設備においては、前記冷却機構は、前記静電塗布装置よりも圧延方向における上流側において、前記圧延材に冷却水を噴射する圧延材冷却装置であってもよい。 In the rolling oil supply facility, the cooling mechanism may be a rolled material cooling device that sprays cooling water on the rolled material on the upstream side of the electrostatic coating device in the rolling direction.
また、当該圧延油供給設備においては、前記冷却機構は、前記圧延機の出側において前記作業ロールに冷却水を噴射するロール冷却装置であってもよい。 Further, in the rolling oil supply facility, the cooling mechanism may be a roll cooling device that injects cooling water to the work rolls on the exit side of the rolling mill.
また、当該圧延油供給設備においては、前記制御装置は、前記エマルション供給装置によってエマルションを供給している間に、前記圧延材と前記作業ロールとの間の摩擦係数を算出し、算出した前記摩擦係数が所定のしきい値を超えた場合に、前記静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始させ、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給を停止させてもよい。 Further, in the rolling oil supply equipment, the control device, while supplying the emulsion by the emulsion supply device, calculates the friction coefficient between the rolled material and the work roll, the calculated friction When the coefficient exceeds a predetermined threshold value, electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device may be started and supply of the emulsion by the emulsion supply device may be stopped.
また、当該圧延油供給設備においては、前記制御装置は、前記エマルション供給装置によってエマルションを供給している間に、ロールバイト直下の油膜厚を算出し、算出した前記油膜厚が所定のしきい値を下回った場合に、前記静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始させ、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給を停止させてもよい。 Further, in the rolling oil supply equipment, the control device, while supplying the emulsion by the emulsion supply device, calculates the oil film thickness immediately below the roll bite, and the calculated oil film thickness is a predetermined threshold value. When it is below the range, electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device may be started and supply of the emulsion by the emulsion supply device may be stopped.
また、当該圧延油供給設備においては、前記制御装置は、前記エマルション供給装置によってエマルションを供給している間に、前記圧延機の出側において測定された前記圧延材の温度、又は前記制御装置によって算出されたロールバイト直下の前記圧延材の温度が所定のしきい値を超えた場合に、前記静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始させ、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給を停止させてもよい。 Further, in the rolling oil supply equipment, the control device, while supplying the emulsion by the emulsion supply device, the temperature of the rolled material measured on the exit side of the rolling mill, or by the control device. When the temperature of the rolled material just below the calculated roll bite exceeds a predetermined threshold value, electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device is started, and the emulsion is supplied by the emulsion supply device. You may stop it.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、上記圧延油供給設備を用いて、圧延中に動的に前記エマルション供給装置及び前記静電塗布装置の動作を少なくとも制御する、圧延油供給方法が提供される。 Further, in order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, by using the rolling oil supply facility, at least control the operation of the emulsion supply device and the electrostatic coating device dynamically during rolling. A method for supplying rolling oil is provided.
以上説明したように本発明によれば、冷間圧延において、圧延中に潤滑状態をより効率的に変更することが可能になる。 As described above, according to the present invention, in cold rolling, the lubrication state can be changed more efficiently during rolling.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
(1.圧延油供給設備の構成)
図1を参照して、本発明の好適な一実施形態に係る圧延油供給設備の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る圧延油供給設備の一構成例を示す図である。
(1. Configuration of rolling oil supply equipment)
With reference to Drawing 1, the composition of rolling oil supply equipment concerning one suitable embodiment of the present invention is explained. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of rolling oil supply equipment according to the present embodiment.
図1では、冷間圧延用の圧延機110に対して本実施形態に係る圧延油供給設備1が適用された場合における構成例を示している。圧延機110は、上下一対の作業ロール111、112と、作業ロール111、112の上下にそれぞれ設置され作業ロール111、112を支持するバックアップロール113、114と、を有する。このように、圧延機110は、4本のロールを備える、いわゆる4重圧延機の構成を有する。圧延機110における作業ロール111、112間の間隔(ロールギャップ)は、圧延条件に応じて適宜調整されており、圧延材である鋼板10は、圧延機110を通過することにより薄く延ばされ、所望の板厚になるように加工され得る。
FIG. 1 shows a configuration example in which the rolling oil supply equipment 1 according to the present embodiment is applied to a
なお、図1では、簡単のため、圧延機110の構成のうち、本実施形態に係る圧延油供給設備1について説明するために必要な構成のみを主に図示している。実際には、圧延機110は、図示する構成以外にも、一般的な冷間圧延用の圧延機が備える各種の構成を有し得る。図示を省略している構成については、一般的に知られている各種の構成を適用可能であるため、その説明を省略する。また、圧下位置やロール速度等、圧延時における圧延機110の制御についても、各種の公知の方法が用いられてよいため、その説明を省略する。
Note that, in FIG. 1, for simplification, of the configuration of the rolling
また、図1では、説明のため、タンデム冷間圧延ラインにおける1つの圧延機110のみを図示している。実際には、複数の圧延機110が直列に連続的に設置されてタンデム冷間圧延ラインが構成されており、圧延機110の各々に対して、本実施形態に係る圧延油供給設備1が設けられ得る。
Further, in FIG. 1, for the sake of explanation, only one
本実施形態に係る圧延油供給設備1は、圧延機110の入側において鋼板10及び圧延機110の作業ロール111、112にエマルションを供給するエマルション供給装置120と、エマルション供給装置120よりも圧延方向における上流側に設置され、鋼板10に圧延油原液を静電塗布する静電塗布装置130と、圧延機110における圧延荷重を測定する圧延荷重計140と、圧延機110の出側に設置され、鋼板10の速度を測定する板速度計150と、鋼板10に掛かる張力を測定するテンションロール161に取り付けられ、当該テンションロール161を介して鋼板10を接地するアース装置162と、静電塗布装置130よりも圧延方向における上流側に設置され、鋼板10を冷却する鋼板冷却装置170と、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御する制御装置180と、を備える。
The rolling oil supply facility 1 according to the present embodiment includes an
(圧延荷重計及び板速度計)
圧延荷重計140及び板速度計150としては、各種の公知のものを用いることができる。圧延荷重計140及び板速度計150は、測定した圧延荷重及び板速度を、所定の間隔で逐次制御装置180に送信する。
(Rolling load meter and strip speed meter)
As the rolling
(アース装置)
アース装置162は、鋼板10を接地する機能を有する。一般的に、冷間タンデム圧延では、スタンド間の張力を制御しながら圧延を行うため、テンションロール161のような、スタンド間の張力を測定するための装置が設けられ得る。アース装置162は、当該テンションロール161を介して鋼板10を接地する。ただし、かかる構成はあくまで一例であり、アース装置162は、鋼板10を接地できればよく、その具体的な接地の方法は限定されない。アース装置162は、鋼板10と接触して設けられる他の部材を介して鋼板10を接地してもよい。
(Grounding device)
The
(鋼板冷却装置)
鋼板冷却装置170は、制御装置180からの制御により、鋼板10に対して冷却水を噴射することにより、鋼板10を冷却する。ただし、鋼板冷却装置170は、鋼板10を冷却する機能を有すればよく、その具体的な装置構成は限定されない。鋼板冷却装置170としては、各種の公知のものが用いられてよい。
(Steel plate cooling device)
The steel
(エマルション供給装置)
エマルション供給装置120は、エマルションを貯留するエマルションタンク122と、圧延機110の入側に設置され、鋼板10及び圧延機110の作業ロール111、112にエマルションタンク122内のエマルションを供給するエマルションノズル121と、を主に備える。エマルションタンク122内に貯留されるエマルションは、例えば濃度が1〜2(%)程度の、一般的に冷間圧延において潤滑に用いられるエマルションである。本実施形態では、制御装置180からの制御により、エマルションの供給有無が適宜切り替えられる。この際、供給されるエマルションの濃度及び供給量は、冷間圧延において一般的に用いられている所定の条件であってよい。なお、図1では、制御装置180によってエマルションの供給が制御されることを示すために、便宜的に、制御装置180と、エマルションタンク122とエマルションノズル121との間の流路に設けられるバルブ123とを線でつないで示している。
(Emulsion supply device)
The
なお、エマルション供給装置120としては、一般的に用いられている各種のものを適用することができる。例えば、エマルション供給装置120としては、上記特許文献1に記載のものが適用されてよい。例えば、図1では図示を省略しているが、エマルション供給装置120には、上記特許文献1に記載されているように、供給したエマルションを回収し再利用する循環機構が設けられてもよい。
As the
(静電塗布装置)
静電塗布装置130は、帯電させた圧延油の原液を鋼板10に供給することにより、静電気力によって鋼板10に対して圧延油原液を塗布する。静電塗布装置130は、圧延油原液を貯留する圧延油原液貯留タンク132と、圧延機110の入側であってエマルションノズル121よりも上流側に設置され、鋼板10に圧延油原液貯留タンク132内の圧延油原液を供給する静電塗布ノズル131と、を主に備える。
(Electrostatic coating device)
The
図2を参照して、静電塗布装置130の静電塗布ノズル131の構成について詳細に説明する。図2は、静電塗布装置130の静電塗布ノズル131の一構成例を示す図である。
The configuration of the
図2に示すように、静電塗布ノズル131には、圧延油原液貯留タンク132からの圧延油原液が投入される投入口134と、圧延油原液を噴射させるための開閉自在な噴射口135と、噴射口135と反対側の端部に設けられ、静電塗布ノズル131内にエアーを導入するエアー導入口138と、が設けられる。投入口134から圧延油原液を投入しながら、エアー導入口138からエアーを導入することによって、噴射口135から圧延油原液が噴射される。
As shown in FIG. 2, the
また、静電塗布ノズル131に対しては、静電塗布ノズル131内に投入された圧延油原液に高電圧を印加する低電流DC高圧電源136が設けられる。また、噴射口135の近傍には強い電界を発生させるための一対の誘電棒(インダクトバー)137が設けられる。
Further, the
静電塗布装置130においては、投入口134から投入された圧延油原液が低電流DC高圧電源136によって静電塗布ノズル131内部で帯電する。帯電した圧延油原液は静電荷により帯電粒子を形成し、各々の粒子が同電極の電荷を持つために互いに反発し、更に、エアー導入口138からエアーが導入される結果、噴射口135から圧延油原液の粒子が飛び出す。飛び出した圧延油原液の粒子は、誘電棒137による強い電界の影響によって帯電した更に小さい微粒子に分解され、これら微粒子が持っている電荷により互いに反発することで霧状となる。噴射口135は鋼板10の表面方向に向けて開口しているため、霧状となった圧延油原液の微粒子が鋼板10の表面に向けて噴射される。
In the
上述したようにアース装置162によって鋼板10はアースされているため、帯電している噴射された圧延油原液の微粒子は、当該鋼板10に吸着し電荷を失う。このようにして、静電塗布装置130によって圧延油原液が鋼板10の表面に吸着されることとなる。
Since the
制御装置180は、以上説明した静電塗布装置130の駆動を制御し、圧延油原液の鋼板10への静電塗布を制御する。具体的には、制御装置180は、投入口134に対する圧延油原液の供給量を制御するとともに、その供給量に合わせて低電流DC高圧電源136による印加電圧や、誘電棒137による電界の強さを制御することにより、圧延油原液の鋼板10への吸着量、すなわち塗布量を適宜調整する。なお、図1では、制御装置180が静電塗布装置130による圧延油原液の静電塗布を制御することを示すために、便宜的に、制御装置180と、圧延油原液貯留タンク132と静電塗布装置130の静電塗布ノズル131と、の間の流路に設けられるバルブ133とを線でつないで示している。
The
なお、静電塗布装置130としては、一般的に用いられている各種のものを適用することができる。例えば、静電塗布装置130としては、上記特許文献1に記載のものが適用されてよい。
As the
(制御装置)
制御装置180は、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御することにより、圧延中に動的に、鋼板10と作業ロール111、112との間の潤滑状態を変更する。本実施形態では、当該潤滑状態を示す指標として、鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数を用いる。制御装置180は、当該摩擦係数に基づいて、各装置の動作を制御する。
(Control device)
The
具体的には、制御装置180は、圧延開始時には、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170は動作させず、エマルション供給装置120によるエマルションの供給のみを行わせる。この際、上述したように、供給するエマルションの濃度及び供給量は、冷間圧延において一般的に用いられる所定の条件に従ったものであってよい。なお、上記のように、このとき、制御装置180は、鋼板冷却装置170を動作させないが、エマルションを供給している間は、当該エマルションが鋼板10及び作業ロール111、112を冷却する役割を果たし得るので、鋼板冷却装置170を動作させなくても、鋼板10及び作業ロール111、112が過度に加熱される恐れは低い。
Specifically, the
この状態で、制御装置180は、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値を用いて、圧延理論モデルにより、鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数を算出する。この摩擦係数の算出方法は公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
In this state, the
そして、制御装置180は、算出した摩擦係数が所定のしきい値以下かどうかどうかを判定する。ここで、当該しきい値は、圧延条件等に応じて、焼付き等の潤滑不足に起因する不良を発生させないような摩擦係数の望ましい範囲の上限値として、例えば実験及びシミュレーションの結果、並びに過去の操業実績データ等に基づいて適宜決定される。
Then,
図3は、摩擦係数のしきい値について説明するための図である。図3では、摩擦係数のしきい値を決定するために行った実験の結果を示している。当該実験では、鋼板に対する圧延の最中に潤滑条件を様々に変更し、その圧延中における摩擦係数を随時算出するとともに、当該鋼板における焼付きの発生を調査した。図3では、横軸に圧延中における時間を取り、縦軸に算出された摩擦係数を取り、圧延中における摩擦係数の時間変化を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the threshold value of the friction coefficient. FIG. 3 shows the result of an experiment conducted to determine the threshold value of the friction coefficient. In the experiment, the lubrication conditions were variously changed during rolling of the steel sheet, the friction coefficient during the rolling was calculated at any time, and the occurrence of seizure in the steel sheet was investigated. In FIG. 3, the horizontal axis represents the time during rolling and the vertical axis represents the calculated friction coefficient, which shows the change over time in the friction coefficient during rolling.
図3に示すように、当該実験では、摩擦係数がある値μ1を超えた場合に焼付きが発生することが確認できた。従って、当該実験に係る圧延条件においては、不良を発生させないような摩擦係数のしきい値(上限値)は、μ1になる。本実施形態では、圧延条件を様々に変更しながら同様の実験を行い、圧延条件ごとに摩擦係数のしきい値を事前に決定しておき、記憶装置(図1では図示せず)に記憶しておく。制御装置180は、当該記憶装置を参照することにより、現在制御の対象としている圧延の圧延条件に合致する摩擦係数のしきい値を設定し、かかるしきい値を用いて、上記の判定処理を行うことができる。
As shown in FIG. 3, in the experiment, it was confirmed that seizure occurred when the friction coefficient exceeded a certain value μ 1 . Therefore, under the rolling conditions according to the experiment, the threshold value (upper limit value) of the friction coefficient that does not cause defects is μ 1 . In the present embodiment, the same experiment is performed while variously changing the rolling conditions, the threshold value of the friction coefficient is determined in advance for each rolling condition, and stored in a storage device (not shown in FIG. 1). Keep it. By referring to the storage device, the
上記の判定処理の結果、算出した摩擦係数がしきい値以下であった場合には、現在の潤滑状態が、不良を発生させないような良好な状態であることを示している。従って、この場合には、制御装置180は、特段の制御を行わない。
If the calculated friction coefficient is less than or equal to the threshold value as a result of the above determination process, it indicates that the current lubrication state is in a good state in which no defects occur. Therefore, in this case, the
一方、算出した摩擦係数がしきい値を超えていた場合には、現在の潤滑状態が、不良が発生し得る、潤滑が不足した状態であることを示している。そのため、この場合には、制御装置180は、潤滑状態をより良好にするために、当該摩擦係数が当該しきい値以下になるように、静電塗布装置130を動作させ、圧延油原液の静電塗布を開始させる。
On the other hand, when the calculated friction coefficient exceeds the threshold value, it indicates that the current lubrication state is a state in which lubrication may be insufficient and a defect may occur. Therefore, in this case, in order to improve the lubrication state, the
ここで、上述したように、エマルション供給装置120によって供給するエマルションの濃度及び供給量を調整することによって潤滑状態を変更しようとしても、高応答、かつ高感度に当該潤滑状態の変更を行うことは困難である。そこで、上記のように、本実施形態では、圧延油原液の供給経路を、エマルションの供給経路とは別系統の供給経路として用意しておき、当該圧延油原液の供給を制御することによって、潤滑状態を変更する。圧延油原液を用いることにより、より高感度に、より高応答に潤滑状態を変更することが可能となる。更に、このとき、当該圧延油原液を、静電塗布装置130を用いて鋼板10に対して静電塗布する。静電塗布装置130を用いることにより、圧延油原液の鋼板10への付着性をより向上させることができるため、潤滑状態を更に高感度、高応答に変更することが可能になる。
Here, as described above, even if an attempt is made to change the lubrication state by adjusting the concentration and the supply amount of the emulsion supplied by the
更に、制御装置180は、静電塗布装置130による圧延油原液の静電塗布を開始させた後、エマルション供給装置120によるエマルションの供給を停止させる。静電塗布装置130によって圧延油原液の静電塗布を行っている際に、エマルションを併せて供給すると、供給したエマルションによって鋼板10表面の圧延油原液が洗い流されてしまい、圧延油原液による潤滑効果を効果的に得られない事態が生じ得る。そこで、本実施形態では、上記のように、圧延油原液の静電塗布を行っている間、エマルションの供給を停止する。これにより、圧延油原液を塗布することによる潤滑効果をより好適に得ることができ、摩擦係数をより効率的に低減することが可能になる。このように、本実施形態によれば、セミダイレクト潤滑の効果をより好適に発揮することが可能になる。
Further, the
ただし、圧延油原液の静電塗布を開始すると同時にエマルションの供給を停止すると、圧延油原液を塗布している位置からエマルションの供給位置までの間の鋼板10には、圧延油が供給されないこととなってしまう。そこで、本実施形態では、制御装置180は、鋼板10の表面に圧延油が供給されていない領域が存在し得ないように、圧延油原液の静電塗布を開始してから所定の時間(具体的には、少なくとも、鋼板10上の圧延油原液が塗布された部位が、ロールバイトまで移動するだけの時間)が経過した後にエマルションの供給を停止するように、エマルション供給装置120及び静電塗布装置130を動作させる。つまり、換言すれば、制御装置180は、圧延油原液が静電塗布された鋼板10に対する圧延が行われている間、エマルションの供給を停止させる。なお、上記所定の時間は、圧延速度等に応じて適宜算出し、設定すればよい。
However, if the emulsion supply is stopped at the same time when the electrostatic application of the rolling oil stock solution is started, the rolling oil is not supplied to the
更に、制御装置180は、エマルションの供給を停止させた後、鋼板冷却装置170を動作させ、鋼板10の冷却を開始させる。上述したように、エマルションには、圧延油を供給する役割とともに、鋼板10及び作業ロール111、112を冷却する役割もある。従って、圧延油原液の静電塗布を行っている間、エマルションの供給を停止すると、鋼板10及び作業ロール111、112が加熱されてしまい、焼付きの発生を助長する恐れがある。そこで、本実施形態では、上記のように、エマルションの供給を停止させた後、鋼板冷却装置170によって鋼板10を冷却する。これにより、エマルションの供給を停止した場合であっても、鋼板10及び作業ロール111、112を適切に冷却することが可能になる。なお、制御装置180が鋼板冷却装置170を動作させるタイミングは、エマルションの供給を停止させるのと略同時であってもよいし、鋼板10及び作業ロール111、112の温度上昇の影響が出ない範囲でエマルションの供給を停止させてから任意の時間が経過した後であってもよい。
Further, the
制御装置180は、圧延開始後、エマルションを供給している間、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値が送信されるごとに、上記の摩擦係数の算出処理、及び当該摩擦係数がしきい値以下であるかどうかの判定処理を逐次実行する。そして、制御装置180は、その判定結果に応じて、上述した、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作の制御を適宜実行する。
After the start of rolling, the
ここで、制御装置180が静電塗布装置130を動作させる際の圧延油原液の塗布量については、例えば以下の方法によって設定することができる。例えば、実験やシミュレーション等によって、静電塗布による圧延油原液の鋼板10への塗布量と、鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数と、の相関を事前に取得して、テーブル等の形式で上記記憶装置に記憶しておく。そして、制御装置180は、当該記憶装置を参照し、圧延油原液の鋼板10への塗布量と摩擦係数との相関を用いることにより、所望の量だけ摩擦係数が変更され得るように、静電塗布装置130を適宜動作させればよい。
Here, the coating amount of the rolling oil stock solution when the
ただし、この際、後述する図4にも示されるように、圧延油原液の鋼板10への塗布量は一定であっても、エマルションの供給の有無に応じて、摩擦係数の値は変化する。従って、静電塗布装置130を動作させる際には、エマルションの供給を停止することに伴う摩擦係数の変化も考慮して、静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定する必要がある。具体的には、例えば、エマルションの供給を停止することに伴う、鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数の変化率についてのデータを事前に取得しておき、静電塗布装置130の動作条件を決定する際に、上述した圧延油原液の鋼板10への塗布量と摩擦係数との相関だけでなく、当該データも用いて、エマルションの供給を停止することに伴う摩擦係数の変化も考慮して、所望の量だけ摩擦係数が変更され得るような静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定すればよい。
However, at this time, as shown in FIG. 4 described later, even if the amount of the undiluted rolling oil applied to the
また、制御装置180が鋼板冷却装置170を動作させる際の鋼板10の冷却量についても、同様に、実験やシミュレーション等によって、鋼板冷却装置170による鋼板10の冷却量(例えば、具体的には、噴射する冷却水の流量等)と、鋼板10の温度低下量と、の相関を事前に取得して、テーブル等の形式で上記記憶装置に記憶しておけばよい。制御装置180は、当該記憶装置を参照し、鋼板冷却装置170による鋼板10の冷却量と鋼板10の温度低下量との相関を用いることにより、鋼板10の温度が、焼付き等の不良を発生させない所望の範囲に収まるように、鋼板冷却装置170を適宜動作させればよい。
Also, regarding the cooling amount of the
ただし、鋼板10の温度が変化すると、鋼板10と作業ロール111、112との間の潤滑状態、すなわち摩擦係数も変化し得る。鋼板10の温度が変化すれば、鋼板10表面の圧延油の温度も変化し、当該圧延油の粘度が変化するからである。従って、静電塗布装置130を動作させる際には、かかる鋼板10の温度変化に伴う摩擦係数の変化も更に考慮して、静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定する必要がある。具体的には、例えば、鋼板冷却装置170による鋼板10の冷却量と、鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数と、の相関を事前に取得しておき、静電塗布装置130の動作条件を決定する際に、上述した圧延油原液の鋼板10への塗布量と摩擦係数との相関だけでなく、当該鋼板冷却装置170による鋼板10の冷却量と摩擦係数との相関も用いて、鋼板冷却装置170による鋼板10の温度低下による摩擦係数の変化も考慮して、所望の量だけ摩擦係数が変更され得るような静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定すればよい。
However, when the temperature of the
ここで、本発明者らは、圧延油供給設備1を適用することによる効果を確認するために、以下の実験を行った。本発明者らは、以上説明した圧延機110に対して圧延油供給設備1が設けられた構成を模した試験機を作成し、鋼板(コイル)について圧延を行いながら、圧延油供給設備1における圧延油供給方法を模擬するため、以下のA〜Dの順に圧延油供給設備を動作させた。そして、この圧延中に、鋼板と作業ロールとの間の摩擦係数を圧延荷重の測定値及び板速度の測定値から逐次算出し、圧延中における当該摩擦係数の推移を調べた。
Here, the present inventors conducted the following experiment in order to confirm the effect of applying the rolling oil supply equipment 1. The present inventors created a test machine that mimics the configuration in which the rolling oil supply facility 1 is provided for the rolling
A:エマルションのみを供給
B:Aの状態で圧延油原液を静電塗布
C:Bの状態でエマルションの供給を停止
D:Cの状態で鋼板冷却装置によって鋼板を冷却
A: Emulsion only is supplied B: Rolling oil stock solution is electrostatically applied in the state of A C: Emulsion supply is stopped in the state of B D: Cool the steel plate by the steel plate cooling device in the state of C
結果を図4に示す。図4は、本実施形態に係る圧延油供給設備1を模した試験機を用いた実験における、圧延中における鋼板と作業ロールとの間の摩擦係数の推移を示すグラフ図である。図4では、横軸に圧延中における時間を取り、縦軸に算出された摩擦係数を取り、圧延中における摩擦係数の時間変化を示している。 The results are shown in Fig. 4. FIG. 4 is a graph showing the transition of the friction coefficient between the steel plate and the work roll during rolling in an experiment using a testing machine simulating the rolling oil supply facility 1 according to the present embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis represents the time during rolling and the vertical axis represents the calculated friction coefficient, which shows the change over time in the friction coefficient during rolling.
図4を参照すると、圧延開始後しばらくの間は、エマルションのみが供給されている状態(すなわち、上記Aの状態)であり、エマルションにより略一定の摩擦係数が得られている。この状態で、圧延油原液の静電塗布を開始すると(すなわち、上記Bの状態に移行すると)、圧延油原液が追加的に供給されることにより、摩擦係数が低下することが確認できる。 Referring to FIG. 4, for a while after the start of rolling, only the emulsion is being supplied (that is, the state of A above), and the emulsion has a substantially constant friction coefficient. It can be confirmed that when the electrostatic coating of the rolling oil stock solution is started in this state (that is, when the state moves to the state B), the rolling oil stock solution is additionally supplied, and the friction coefficient is reduced.
この状態で、エマルションの供給を停止すると(すなわち、上記Cの状態に移行すると)、摩擦係数は更に低下することが確認できる。これは、エマルションによって圧延油の原液が洗い流される現象が回避されるからであると考えられる。当該結果から、圧延油供給設備1において行っているように、セミダイレクト潤滑の効果を十分に発揮するためには、圧延油原液の静電塗布を行っている間は、エマルションの供給を停止することが重要であることが確認できる。 It can be confirmed that when the supply of the emulsion is stopped in this state (that is, when the state shifts to the state C), the friction coefficient further decreases. It is considered that this is because the phenomenon in which the stock solution of rolling oil is washed away by the emulsion is avoided. From the results, in order to fully exert the effect of semi-direct lubrication, as in the rolling oil supply facility 1, the emulsion supply is stopped while electrostatic coating of the rolling oil stock solution is performed. You can see that is important.
この状態で、鋼板冷却装置による鋼板の冷却を開始すると(すなわち、上記Dの状態に移行すると)、摩擦係数は更に低下することが確認できる。これは、鋼板が冷却されることにより、鋼板表面上の圧延油の温度も低下し、その粘度が増加することに起因するものであると考えられる。 It can be confirmed that, in this state, when the cooling of the steel sheet by the steel sheet cooling device is started (that is, when the state shifts to the above state D), the friction coefficient further decreases. It is considered that this is because when the steel sheet is cooled, the temperature of the rolling oil on the surface of the steel sheet also decreases and its viscosity increases.
以上説明した実験の結果から、本実施形態に係る圧延油供給設備1を適用し、上記A〜Dの状態を適宜切り替えることにより、確かに摩擦係数、すなわち潤滑状態が変更され得ることが確認できた。特に、上記Cの状態、及び上記Dの状態において潤滑状態が他の状態に比べて変化することは、本発明者らが今回新たに得た知見である。 From the results of the experiment described above, it can be confirmed that the friction coefficient, that is, the lubrication state can be changed by applying the rolling oil supply equipment 1 according to the present embodiment and appropriately switching the states A to D. It was In particular, the fact that the lubrication state changes in comparison with the other states in the state C and the state D is a finding newly obtained by the present inventors.
ここで、例えば特許文献1に記載の圧延油供給設備は、エマルションの供給系統と、静電塗布による圧延油原液の供給系統と、を別個に備えるものである。しかしながら、特許文献1に記載の圧延油供給設備の動作においては、上記Cや上記Dの状態については言及されていなかった。従って、特許文献1に記載されているような従来のセミダイレクト潤滑に係る圧延油供給設備では、圧延油原液を静電塗布することによる潤滑状態の変更の効果、すなわちセミダイレクト潤滑における潤滑状態の変更の効果を、十分に享受できていなかった。従って、不良を生じさせないような所望の範囲に潤滑状態を適切に変更することが困難となる可能性があった。 Here, for example, the rolling oil supply equipment described in Patent Document 1 separately includes an emulsion supply system and a rolling oil stock solution supply system by electrostatic coating. However, in the operation of the rolling oil supply facility described in Patent Document 1, the states of C and D are not mentioned. Therefore, in the conventional rolling oil supply equipment for semi-direct lubrication as described in Patent Document 1, the effect of changing the lubrication state by electrostatically applying the rolling oil stock solution, that is, the lubrication state in semi-direct lubrication I was not fully enjoying the effects of the changes. Therefore, it may be difficult to appropriately change the lubrication state to a desired range that does not cause a defect.
一方、本実施形態に係る圧延油供給設備1によれば、上記A〜Dの状態を適切に切り替えることにより、図4にも示されているように、圧延油原液を静電塗布することによる潤滑状態の変更の効果をより好適に得ることが可能になる。つまり、圧延油原液の静電塗布により、潤滑状態をより効率的に変更することが可能になる。従って、不良を生じさせないような所望の範囲に潤滑状態をより適切に変更することが可能になる。 On the other hand, according to the rolling oil supply equipment 1 of the present embodiment, by appropriately switching the states A to D, as shown in FIG. 4, the rolling oil stock solution is electrostatically applied. It is possible to more appropriately obtain the effect of changing the lubrication state. That is, it becomes possible to change the lubrication state more efficiently by electrostatically applying the rolling oil stock solution. Therefore, it becomes possible to more appropriately change the lubrication state to a desired range that does not cause a defect.
以上、図1を参照して、本実施形態に係る圧延油供給設備1の構成について説明した。以上説明したように、本実施形態によれば、圧延中における潤滑状態の変更を、より効率的に行うことが可能になる。従って、焼付き等の表面欠陥や、チャタリング等の圧延不安定現象を回避することができ、冷間圧延における歩留まり改善及び生産性向上を実現することが可能になる。 The configuration of the rolling oil supply equipment 1 according to the present embodiment has been described above with reference to FIG. As described above, according to the present embodiment, it is possible to change the lubrication state during rolling more efficiently. Therefore, it is possible to avoid surface defects such as seizure and rolling instability phenomena such as chattering, and it is possible to improve yield and productivity in cold rolling.
ここで、以上の説明では、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値に基づいて鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数を算出していたが、本実施形態はかかる例に限定されない。当該摩擦係数は、圧延中における鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数を求められる方法であれば、各種の公知の方法によって算出されてよい。
Here, in the above description, the friction coefficient between the
また、圧延機1110の具体的な装置構成は図示する例に限定されない。本実施形態に係る圧延油供給設備1は、一般的な各種の冷間圧延用の圧延機に対して適用可能なものである。従って、圧延機110は、一般的な冷間圧延用の圧延機と同様に構成されればよく、その具体的な構成は任意であってよい。例えば、圧延機110は、4重圧延機に限定されず、例えば6重圧延機等、他の構成であってもよい。また、圧延機110は、冷間タンデム圧延ラインを構成する圧延機でなくてもよく、例えばリバース圧延用の圧延機等、他の冷間圧延用の圧延機であってもよい。
Further, the specific device configuration of the rolling mill 1110 is not limited to the illustrated example. The rolling oil supply facility 1 according to the present embodiment is applicable to various general rolling mills for cold rolling. Therefore, the rolling
また、以上では、圧延機110が圧延する圧延材が鋼板10である場合について説明したが、本実施形態はかかる例に限定されない。本実施形態に係る圧延油供給設備1は、各種の金属材料の圧延に対して適用されてよい。
Further, although the case where the rolled material rolled by the rolling
また、以上の説明では、鋼板10を冷却するための冷却機構として、圧延油供給設備1は鋼板冷却装置170を備えていたが、本実施形態はかかる例に限定されない。圧延油供給設備1が備える冷却機構は、他の装置であってもよい。圧延油供給設備1が鋼板10及び/又は作業ロール111、112を冷却する冷却機構を備え、制御装置180が当該冷却機構の動作を適宜制御すれば、上述したエマルションの供給を停止した際の鋼板10及び作業ロール111、112の冷却効果を得ることができるため、かかる冷却機構の具体的な装置構成は任意であってよい。例えば、圧延油供給設備1は、冷却機構として、鋼板冷却装置170に加えて、又は鋼板冷却装置170に代えて、圧延機110の出側に設置され、作業ロール111、112に対して冷却水を噴射することにより当該作業ロール111、112を冷却するロール冷却装置を備えてもよい。
Moreover, in the above description, the rolling oil supply equipment 1 was equipped with the steel
また、本実施形態では、エマルションの供給が停止された際における、冷却機構における鋼板10及び作業ロール111、112の冷却は、必ずしも必須ではない。例えば、加工発熱や摩擦発熱が小さい圧延条件で圧延が行われる場合等、エマルションを供給しなくても鋼板10及び作業ロール111、112の温度上昇が十分に抑制され得る場合であれば、制御装置180は、冷却機構を動作させなくてもよい。この場合、圧延供給設備1は、必ずしも冷却機構を備えなくてもよい。
Further, in the present embodiment, the cooling of the
(2.圧延油供給方法)
図5を参照して、以上説明した圧延油供給設備1において実行される、圧延油供給方法の処理手順について説明する。図5は、本実施形態に係る圧延油供給方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図5に示す各処理は、図1に示す制御装置180によって実行される処理に対応している。各処理の詳細については図1を参照して既に説明しているため、以下の本実施形態に係る圧延油供給方法についての説明では、各処理の詳細な内容についてはその説明を省略する。
(2. Rolling oil supply method)
With reference to FIG. 5, a processing procedure of the rolling oil supply method executed in the rolling oil supply facility 1 described above will be described. FIG. 5: is a flowchart which shows an example of the processing procedure of the rolling oil supply method which concerns on this embodiment. Each process shown in FIG. 5 corresponds to the process executed by the
図5を参照すると、本実施形態に係る圧延油供給方法では、まず、圧延開始時に、エマルションの供給が開始される(ステップS101)。 Referring to FIG. 5, in the rolling oil supply method according to the present embodiment, first, the supply of emulsion is started at the start of rolling (step S101).
次いで、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値を用いて、鋼板10と作業ロール111、112との間の摩擦係数が算出される(ステップS103)。
Next, the coefficient of friction between the
次いで、算出した摩擦係数が所定のしきい値以下かどうかが判定される(ステップS105)。 Next, it is determined whether the calculated friction coefficient is less than or equal to a predetermined threshold value (step S105).
ステップS105で摩擦係数がしきい値以下である場合には、特段の処理は行われない。この場合には、ステップS103に戻り、次の測定タイミングで圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値が得られるまで待機する。そして、これらの測定値が得られたら、ステップS103、S105の処理が再度実行される。
If the friction coefficient is less than or equal to the threshold value in step S105, no special processing is performed. In this case, the process returns to step S103 and stands by until the measured value of the rolling load by the rolling
一方、ステップS105で摩擦係数が目標範囲を外れていた場合には、ステップS107に進む。ステップS107では、静電塗布装置130による圧延油原液の静電塗布が開始される。
On the other hand, if the friction coefficient is outside the target range in step S105, the process proceeds to step S107. In step S107, electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the
圧延油原液の静電塗布が開始されたら、所定の時間が経過した後、エマルションの供給が停止される(ステップS109)。 When the electrostatic application of the rolling oil stock solution is started, the supply of the emulsion is stopped after a predetermined time has passed (step S109).
そして、その後、鋼板冷却装置170による鋼板の冷却が開始される(ステップS111)。なお、ステップS111における鋼板冷却装置170による鋼板の冷却は、ステップS109においてエマルションの供給が停止されると略同時に開始されてもよいし、ステップS109においてエマルションの供給が停止され、所定の時間が経過した後に開始されてもよい。
Then, thereafter, the cooling of the steel plate by the steel
以上、本実施形態に係る圧延油供給方法の処理手順について説明した。 The processing procedure of the rolling oil supply method according to the present embodiment has been described above.
(3.変形例)
以上説明した実施形態におけるいくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、潤滑状態を示す指標として摩擦係数を用いて、当該摩擦係数に基づいてエマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御していた。しかし、本実施形態はかかる例に限定されない。本実施形態では、潤滑状態を示す指標として他の物理量を用いて、当該他の物理量に基づいてエマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御してもよい。ここでは、このような、潤滑状態を示す指標として他の物理量を用いる変形例について説明する。なお、以下に説明する各変形例に係る圧延油供給設備は、上述した図1に示す圧延油供給設備1に対して、潤滑状態を示す指標となる物理量が変更されたことに伴い、当該物理量を得るための測定器等の構成が変更されたものに対応する。かかる変更点以外の構成は圧延油供給設備1と同様であるため、以下の各変形例に係る圧延油供給設備についての説明では、上述した図1に示す圧延油供給設備1と重複する事項についてはその詳細な説明を省略し、相違する事項について主に説明することとする。
(3. Modified example)
Some modifications of the embodiment described above will be described. In the above embodiment, the friction coefficient is used as an index indicating the lubrication state, and the operations of the
(3−1.潤滑状態を示す指標として油膜厚を用いる変形例)
図6を参照して、潤滑状態を示す指標としてロールバイト直下の油膜厚を用いる変形例に係る圧延油供給設備の構成について説明する。ロールバイト直下の油膜厚は、当該油膜厚が厚ければ潤滑が良好になり、当該油膜厚が薄ければ潤滑が不良になるため、潤滑状態を示す指標となり得る。図6は、潤滑状態を示す指標としてロールバイト直下の油膜厚を用いる変形例に係る圧延油供給設備の一構成例を示す図である。
(3-1. Modification using oil film thickness as an index indicating lubrication state)
With reference to FIG. 6, a configuration of a rolling oil supply facility according to a modification in which the oil film thickness immediately below the roll bite is used as an index indicating the lubrication state will be described. The oil film thickness directly below the roll bite can be an index showing the lubrication state, because if the oil film thickness is thick, lubrication is good, and if the oil film thickness is thin, lubrication is poor. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a rolling oil supply facility according to a modification in which an oil film thickness immediately below a roll bite is used as an index indicating a lubrication state.
図6では、冷間圧延用の圧延機110に対して本変形例に係る圧延油供給設備2が設けられた場合における構成例を示している。図6を参照すると、本変形例に係る圧延油供給設備2は、圧延機110の入側において鋼板10及び圧延機110の作業ロール111、112にエマルションを供給するエマルション供給装置120と、エマルション供給装置120よりも圧延方向における上流側に設置され、鋼板10に圧延油原液を静電塗布する静電塗布装置130と、圧延機110における圧延荷重を測定する圧延荷重計140と、圧延機110の入側に設置され、鋼板10の速度を測定する板速度計150と、鋼板10に掛かる張力を測定するテンションロール161に取り付けられ、当該テンションロール161を介して鋼板10を接地するアース装置162と、静電塗布装置130よりも圧延方向における上流側に設置され、鋼板10を冷却する鋼板冷却装置170と、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御する制御装置210と、を備える。
FIG. 6 shows a configuration example in which the rolling oil supply facility 2 according to the present modification is provided to the rolling
このように、本変形例に係る圧延油供給設備2は、上述した図1に示す圧延油供給設備1において、板速度計150の設置位置が入側に変更されたものに対応する。また、制御装置210の機能も変更されている。
As described above, the rolling oil supply equipment 2 according to the present modification corresponds to the rolling oil supply equipment 1 shown in FIG. 1 described above in which the installation position of the
制御装置210は、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御することにより、圧延中に動的に、鋼板10と作業ロール111、112との間の潤滑状態を変更する。本変形例では、当該潤滑状態を示す指標として、ロールバイト直下の油膜厚を用いる。制御装置210は、当該油膜厚に基づいて、各装置の動作を制御する。潤滑状態を示す指標としてロールバイト直下の油膜厚を用いること以外は、制御装置210の機能は、図1に示す制御装置180の機能と同様である。
The
具体的には、制御装置210は、まず、圧延開始時には、静電塗布装置130は駆動させず、エマルション供給装置120によるエマルションの供給のみを行わせる。
Specifically, first, the
圧延油供給設備2では、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値が、所定のタイミングで逐次制御装置210に送信されている。制御装置210は、エマルションの供給のみが行われている状態で、これら圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値を用いて、油膜厚モデルにより、ロールバイト直下の油膜厚を算出する。この油膜厚の算出方法は公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する。
In the rolling oil supply facility 2, the measured value of the rolling load by the rolling
そして、制御装置210は、算出した油膜厚が所定のしきい値以上かどうかどうかを判定する。ここで、当該しきい値は、図3を参照して説明した摩擦係数の場合と同様に、圧延条件等に応じて、焼付き等の潤滑不足に起因する不良を発生させないような油膜厚の望ましい範囲の下限値として、例えば実験及びシミュレーションの結果、並びに過去の操業実績データ等に基づいて適宜決定され、圧延油供給設備2に設けられる記憶装置(図6では図示せず)に事前に記憶されている。制御装置210は、当該記憶装置を参照することにより、現在制御の対象としている圧延の圧延条件に合致する油膜厚のしきい値を設定し、かかるしきい値を用いて、上記の判定処理を行うことができる。
Then, the
この判定処理の結果、算出した油膜厚がしきい値以上であった場合には、現在の潤滑状態が、不良を発生させないような良好な状態であることを示している。従って、この場合には、制御装置210は、特段の制御を行わない。
If the calculated oil film thickness is equal to or greater than the threshold value as a result of this determination process, it indicates that the current lubrication state is in a good state in which no defect occurs. Therefore, in this case, the
一方、算出した油膜厚がしきい値を下回っていた場合には、現在の潤滑状態が、不良が発生し得る、潤滑が不足した状態であることを示している。そのため、この場合には、制御装置210は、潤滑状態をより良好にするために、当該油膜厚が当該しきい値以上になるように、静電塗布装置130を動作させ、圧延油原液の静電塗布を開始させる。本変形例では、例えば、実験やシミュレーション等によって、静電塗布による圧延油原液の鋼板10への塗布量と、ロールバイト直下の油膜厚と、の相関が事前に取得され、テーブル等の形式で上記記憶装置に記憶されている。制御装置210は、当該記憶装置を参照し、圧延油原液の鋼板10への塗布量と油膜厚との相関を用いることにより、所望の量だけ油膜厚が増加し得るように、静電塗布装置130を適宜動作させることができる。
On the other hand, when the calculated oil film thickness is below the threshold value, it indicates that the current lubrication state is a state in which lubrication may be insufficient and a defect may occur. Therefore, in this case, in order to improve the lubrication state, the
更に、制御装置210は、静電塗布装置130による圧延油原液の静電塗布を開始させた後、エマルション供給装置120によるエマルションの供給を停止させる。これにより、静電塗布した圧延油原液がエマルションによって洗い流される事態を回避することができ、圧延油原液を静電塗布することによる潤滑効果をより好適に得ることが可能になる。すなわち、圧延油原液の静電塗布によって、油膜厚をより効率的に増加させることが可能になる。
Further, the
そして、その後、制御装置210は、鋼板冷却装置170を動作させ、鋼板10の冷却を開始させる。これにより、エマルションの供給を停止した場合であっても、鋼板10及び作業ロール111、112を適切に冷却することが可能になる。なお、制御装置210が鋼板冷却装置170を動作させるタイミングは、エマルションの供給を停止させるのと略同時であってもよいし、鋼板10及び作業ロール111、112の温度上昇の影響が出ない範囲でエマルションの供給を停止させてから任意の時間が経過した後であってもよい。
Then, the
制御装置210は、圧延開始後、エマルションを供給している間、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値が送信されるごとに、上記の油膜厚の算出処理、及び当該油膜厚がしきい値以上であるかどうかの判定処理を逐次実行する。そして、制御装置210は、その判定結果に応じて、上述した、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作の制御を適宜実行する。
After the start of rolling, the
ここで、本発明者らは、圧延油供給設備2を適用することによる効果を確認するために、図4を参照して説明した圧延油供給設備1に対する実験と同様の実験を、圧延油供給設備2についても行った。具体的には、本発明者らは、以上説明した圧延機110に対して圧延油供給設備2が設けられた構成を模した試験機を作成し、鋼板(コイル)について圧延を行いながら、圧延油供給設備2における圧延油供給方法を模擬するため、上述したA〜Dの順に圧延油供給設備を動作させた。そして、この圧延中に、ロールバイト直下の油膜厚を圧延荷重の測定値及び板速度の測定値から逐次算出し、圧延中における当該油膜厚の推移を調べた。
Here, in order to confirm the effect of applying the rolling oil supply equipment 2, the present inventors conducted an experiment similar to the experiment for the rolling oil supply equipment 1 described with reference to FIG. I went to facility 2. Specifically, the present inventors created a tester that mimics the configuration in which the rolling oil supply facility 2 is provided for the rolling
結果を図7に示す。図7は、本変形例に係る圧延油供給設備2を模した試験機を用いた実験における、圧延中におけるロールバイト直下の油膜厚の推移を示すグラフ図である。図7では、横軸に圧延中における時間を取り、縦軸に算出された油膜厚を取り、圧延中における油膜厚の時間変化を示している。 The results are shown in Fig. 7. FIG. 7 is a graph showing changes in the oil film thickness immediately below the roll bite during rolling in an experiment using a testing machine that imitates the rolling oil supply facility 2 according to the present modification. In FIG. 7, the horizontal axis represents the time during rolling and the vertical axis represents the calculated oil film thickness, and the time change of the oil film thickness during rolling is shown.
図7を参照すると、圧延開始後しばらくの間は、エマルションのみが供給されている状態(すなわち、上記Aの状態)であり、エマルションにより略一定の油膜厚が得られている。この状態で、圧延油原液の静電塗布を開始すると(すなわち、上記Bの状態に移行すると)、圧延油原液が追加的に供給されることにより、油膜厚が増加することが確認できる。 Referring to FIG. 7, for a while after the start of rolling, only the emulsion is being supplied (that is, the above-described state A), and the emulsion has a substantially constant oil film thickness. It can be confirmed that when electrostatic coating of the rolling oil stock solution is started in this state (that is, when the state moves to the above state B), the rolling oil stock solution is additionally supplied to increase the oil film thickness.
この状態で、エマルションの供給を停止すると(すなわち、上記Cの状態に移行すると)、油膜厚は更に増加することが確認できる。これは、エマルションによって圧延油原液が洗い流される事態が回避されるからであると考えられる。このように、油膜厚の推移の結果からも、図4に示す摩擦係数の推移の結果と同様に、セミダイレクト潤滑の効果を十分に発揮するためには、圧延油原液の静電塗布を行っている間は、エマルションの供給を停止することが重要であることが確認できる。なお、このように、圧延油原液の鋼板10への塗布量は一定であっても、エマルションの供給の有無に応じて油膜厚の値は変化するため、摩擦係数の場合と同様に、事前に取得した上記相関に基づいて所望の量だけ油膜厚が増加し得るように静電塗布装置130を動作させる際には、エマルションの供給を停止することに伴う油膜厚の変化も考慮して、静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定する必要がある。
It can be confirmed that when the supply of the emulsion is stopped in this state (that is, when the state shifts to the state C), the oil film thickness further increases. It is considered that this is because the rolling oil stock solution is prevented from being washed away by the emulsion. As described above, from the result of the change in the oil film thickness, as in the result of the change in the friction coefficient shown in FIG. It can be confirmed that it is important to stop the supply of the emulsion during the period. As described above, even if the amount of the rolling oil stock solution applied to the
この状態で、鋼板冷却装置による鋼板の冷却を開始すると(すなわち、上記Dの状態に移行すると)、僅かではあるが油膜厚が更に増加することが確認できる。これは、鋼板が冷却されることにより、静電塗布された圧延油の温度も低下し、その粘度が増加することに起因するものであると考えられる。なお、このように、圧延油原液の鋼板10への塗布量は一定であっても、鋼板10の温度に応じて油膜厚の値は変化するため、摩擦係数の場合と同様に、事前に取得した上記相関に基づいて所望の量だけ油膜厚が増加し得るように静電塗布装置130を動作させる際には、かかる鋼板10の温度変化に伴う油膜厚の変化も更に考慮して、静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定する必要がある。
It can be confirmed that when the cooling of the steel sheet by the steel sheet cooling device is started in this state (that is, when the state shifts to the above state D), the oil film thickness is further increased, albeit slightly. It is considered that this is because when the steel sheet is cooled, the temperature of the electrostatically applied rolling oil is also lowered and its viscosity is increased. As described above, even if the amount of the undiluted solution of rolling oil applied to the
以上説明した実験の結果から、本変形例に係る圧延油供給設備2を適用し、上記A〜Dの状態を適宜切り替えることにより、圧延油原液を静電塗布することによる潤滑状態の変更の効果をより好適に得ることが可能になることが、油膜厚の推移からも確認することができた。 From the results of the experiment described above, the effect of changing the lubrication state by electrostatically applying the rolling oil stock solution by applying the rolling oil supply facility 2 according to the present modification and appropriately switching the states A to D above It was also confirmed from the transition of the oil film thickness that it was possible to obtain more suitably.
以上、図6を参照して、潤滑状態を示す指標としてロールバイト直下の油膜厚を用いる変形例に係る圧延油供給設備2の構成について説明した。 The configuration of the rolling oil supply equipment 2 according to the modified example in which the oil film thickness immediately below the roll bite is used as an index indicating the lubrication state has been described above with reference to FIG.
ここで、以上の説明では、圧延荷重計140による圧延荷重の測定値、及び板速度計150による板速度の測定値に基づいてロールバイト直下の油膜厚を算出していたが、本変形例では、当該油膜厚は各種の公知の方法によって求められればよく、圧延中におけるロールバイト直下の油膜厚を求められる方法であれば、当該油膜厚の算出方法は他の方法であってもよい。
Here, in the above description, the oil film thickness immediately below the roll bite is calculated based on the measured value of the rolling load by the rolling
(3−2.潤滑状態を示す指標として板温度を用いる変形例)
図8を参照して、潤滑状態を示す指標として圧延機110出側での板温度を用いる変形例に係る圧延油供給設備の構成について説明する。圧延機110出側での板温度は、ロールバイト直下における板温度を間接的に示すものであり、当該板温度が高ければロールバイト直下における板温度も高く、圧延油の粘度が低下するため潤滑が不良となり、当該板温度が低ければロールバイト直下における板温度も低く、圧延油の粘度が増加するため潤滑が良好となる。従って、当該圧延機110出側での板温度も、潤滑状態を示す指標となり得る。図8は、潤滑状態を示す指標として圧延機110出側での板温度を用いる変形例に係る圧延油供給設備の一構成例を示す図である。
(3-2. Modified example in which plate temperature is used as an index indicating the lubrication state)
With reference to FIG. 8, a configuration of a rolling oil supply facility according to a modified example using the plate temperature on the outlet side of the rolling
図8では、冷間圧延用の圧延機110に対して本変形例に係る圧延油供給設備3が設けられた場合における構成例を示している。図8を参照すると、本変形例に係る圧延油供給設備3は、圧延機110の入側において鋼板10及び圧延機110の作業ロール111、112にエマルションを供給するエマルション供給装置120と、エマルション供給装置120よりも圧延方向における上流側に設置され、鋼板10に圧延油原液を静電塗布する静電塗布装置130と、圧延機110の出側に設置され、鋼板10の温度を測定する板温度計320と、鋼板10に掛かる張力を測定するテンションロール161に取り付けられ、当該テンションロール161を介して鋼板10を接地するアース装置162と、静電塗布装置130よりも圧延方向における上流側に設置され、鋼板10を冷却する鋼板冷却装置170と、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御する制御装置210と、を備える。
FIG. 8 shows a configuration example in the case where the rolling oil supply facility 3 according to the present modification is provided to the rolling
このように、本変形例に係る圧延油供給設備3は、上述した図1に示す圧延油供給設備1において、圧延荷重計140及び板速度計150の代わりに板温度計320が設けられたものに対応する。また、制御装置310の機能も変更されている。
As described above, the rolling oil supply equipment 3 according to the present modification is the same as the rolling oil supply equipment 1 shown in FIG. 1 except that the
制御装置310は、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御することにより、圧延中に動的に、鋼板10と作業ロール111、112との間の潤滑状態を変更する。本変形例では、当該潤滑状態を示す指標として、圧延機110出側での板温度を用いる。制御装置310は、当該板温度に基づいて、各装置の動作を制御する。潤滑状態を示す指標として圧延機110出側での板温度を用いること以外は、制御装置310の機能は、図1に示す制御装置180の機能と同様である。
The
具体的には、制御装置310は、まず、圧延開始時には、静電塗布装置130は駆動させず、エマルションノズル121によるエマルションの供給のみを行わせる。
Specifically, first, the
圧延油供給設備3では、板温度計320による板温度の測定値が、所定のタイミングで逐次制御装置310に送信されている。制御装置310は、エマルションの供給のみが行われている状態で、この板温度計320による板温度の測定値が所定のしきい値以下かどうかどうかを判定する。ここで、当該しきい値は、図3を参照して説明した摩擦係数の場合と同様に、圧延条件等に応じて、焼付き等の潤滑不足に起因する不良を発生させないような板温度の望ましい範囲の上限値として、例えば実験及びシミュレーションの結果、並びに過去の操業実績データ等に基づいて適宜決定され、圧延油供給設備3に設けられる記憶装置(図8では図示せず)に事前に記憶されている。制御装置310は、当該記憶装置を参照することにより、現在制御の対象としている圧延の圧延条件に合致する板温度のしきい値を設定し、かかるしきい値を用いて、上記の判定処理を行うことができる。
In the rolling oil supply facility 3, the measured value of the plate temperature by the
この判定処理の結果、測定された板温度がしきい値以下であった場合には、現在の潤滑状態が、不良を発生させないような良好な状態であることを示している。従って、この場合には、制御装置310は、特段の制御を行わない。
As a result of this determination processing, when the measured plate temperature is equal to or lower than the threshold value, it indicates that the current lubrication state is in a good state in which no defect occurs. Therefore, in this case, the
一方、測定された板温度がしきい値を超えていた場合には、現在の潤滑状態が、不良が発生し得る、潤滑が不足した状態であることを示している。そのため、この場合には、制御装置310は、潤滑状態をより良好にするために、当該板温度が当該しきい値以下になるように、静電塗布装置130を動作させ、圧延油原液の静電塗布を開始させる。本変形例では、例えば、実験やシミュレーション等によって、静電塗布による圧延油原液の鋼板10への塗布量と、圧延機110出側での板温度と、の相関が事前に取得され、テーブル等の形式で上記記憶装置に記憶されている。制御装置310は、当該記憶装置を参照し、圧延油原液の鋼板10への塗布量と板温度との相関を用いることにより、所望の量だけ板温度が低下し得るように、静電塗布装置130を適宜動作させることができる。
On the other hand, when the measured plate temperature exceeds the threshold value, it indicates that the current lubrication state is a state in which lubrication is insufficient, which may cause a defect. Therefore, in this case, in order to improve the lubrication state, the
更に、制御装置310は、静電塗布装置130による圧延油原液の静電塗布を開始させた後、エマルション供給装置120によるエマルションの供給を停止させる。これにより、静電塗布した圧延油原液がエマルションによって洗い流される事態を回避することができ、圧延油原液を静電塗布することによる潤滑効果をより好適に得ることが可能になる。すなわち、圧延油原液の静電塗布によって、板温度をより効率的に低下させることが可能になる。
Further, the
そして、その後、制御装置310は、鋼板冷却装置170を動作させ、鋼板10を冷却させる。これにより、エマルションの供給を停止した場合であっても、鋼板10及び作業ロール111、112を適切に冷却することが可能になる。なお、制御装置310が鋼板冷却装置170を動作させるタイミングは、エマルションの供給を停止させるのと略同時であってもよいし、鋼板10及び作業ロール111、112の温度上昇の影響が出ない範囲でエマルションの供給を停止させてから任意の時間が経過した後であってもよい。
Then, thereafter,
制御装置310は、圧延開始後、エマルションを供給している間、板温度計320による板温度の測定値が送信されるごとに、上記の板温度がしきい値以下であるかどうかの判定処理を逐次実行する。そして、制御装置310は、その判定結果に応じて、上述した、エマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作の制御を適宜実行する。
After the start of rolling,
ここで、本発明者らは、圧延油供給設備3を適用することによる効果を確認するために、図4を参照して説明した圧延油供給設備1に対する実験と同様の実験を、圧延油供給設備3についても行った。具体的には、本発明者らは、以上説明した圧延機110に対して圧延油供給設備3が設けられた構成を模した試験機を作成し、鋼板(コイル)について圧延を行いながら、圧延油供給設備3における圧延油供給方法を模擬するため、上述したA〜Dの順に圧延油供給設備を動作させた。そして、この圧延中に、圧延機出側での板温度を逐次測定し、圧延中における当該板温度の推移を調べた。
Here, in order to confirm the effect of applying the rolling oil supply equipment 3, the present inventors performed an experiment similar to the experiment for the rolling oil supply equipment 1 described with reference to FIG. The equipment 3 was also visited. Specifically, the present inventors created a tester that mimics the configuration in which the rolling oil supply equipment 3 is provided for the rolling
結果を図9に示す。図9は、本変形例に係る圧延油供給設備3を模した試験機を用いた実験における、圧延中における圧延機出側での板温度の推移を示すグラフ図である。図9では、横軸に圧延中における時間を取り、縦軸に測定された板温度を取り、圧延中における板温度の時間変化を示している。 The results are shown in Fig. 9. FIG. 9 is a graph showing changes in plate temperature on the rolling mill outlet side during rolling in an experiment using a tester that imitates the rolling oil supply facility 3 according to the present modification. In FIG. 9, the horizontal axis represents the time during rolling and the vertical axis represents the measured plate temperature, and the time change of the plate temperature during rolling is shown.
図9を参照すると、圧延開始後しばらくの間は、エマルションのみが供給されている状態(すなわち、上記Aの状態)であり、エマルションにより略一定の板温度が得られている。この状態で、圧延油原液の静電塗布を開始すると(すなわち、上記Bの状態に移行すると)、圧延油原液が追加的に供給されることにより、板温度が低下することが確認できる。 Referring to FIG. 9, for a while after the start of rolling, only the emulsion is being supplied (that is, the above-described state A), and the emulsion provides a substantially constant plate temperature. It can be confirmed that when the electrostatic coating of the rolling oil stock solution is started in this state (that is, when the state moves to the state B), the rolling oil stock solution is additionally supplied, and the plate temperature is lowered.
この状態で、エマルションの供給を停止すると(すなわち、上記Cの状態に移行すると)、板温度は増加することが確認できる。これは、エマルションによる鋼板の冷却効果が得られなくなるからであると考えられる。ただし、このとき、静電塗布した圧延油原液がエマルションによって洗い流される事態は回避され得るため、潤滑としては上記Bの状態よりも良好になっていると考えられる。 In this state, it can be confirmed that the plate temperature increases when the supply of the emulsion is stopped (that is, when the state shifts to the state C). It is considered that this is because the effect of cooling the steel sheet by the emulsion cannot be obtained. However, at this time, since it is possible to avoid the situation where the electrostatically applied rolling stock solution is washed away by the emulsion, it is considered that the lubrication is better than the state B above.
この状態で、鋼板冷却装置による鋼板の冷却を開始すると(すなわち、上記Dの状態に移行すると)、当該鋼板冷却装置による冷却の効果によって、板温度が低下することが確認できる。板温度が上昇すると焼付き発生の懸念が生じることから、当該結果から、本変形例に係る圧延油供給設備3において行っているように、エマルションの供給を停止した場合には、冷却機構による追加的な鋼板及び/又は作業ロールの冷却を行うことがより好ましいことが確認できた。 In this state, when the cooling of the steel sheet by the steel sheet cooling device is started (that is, when the state shifts to the above state D), it can be confirmed that the plate temperature decreases due to the cooling effect of the steel sheet cooling device. Since there is a concern that seizure may occur when the plate temperature rises, from this result, when the emulsion supply is stopped as in the rolling oil supply facility 3 according to the present modification, the addition by the cooling mechanism is performed. It was confirmed that it is more preferable to cool the typical steel plate and/or work roll.
ここで、以上の結果にも示されるように、圧延油原液の鋼板10への塗布量は一定であっても、エマルションの供給の有無(すなわち、エマルションによる冷却効果の有無)や、鋼板冷却装置170の動作の有無に応じて、圧延機110出側での板温度の値は変化する。従って、摩擦係数の場合と同様に、事前に取得した上記相関に基づいて所望の量だけ板温度が低下し得るように静電塗布装置130を動作させる際には、エマルションの供給を停止すること及び鋼板冷却装置170を動作させることに伴う板温度の変化も考慮して、静電塗布装置130による圧延油原液の塗布量を決定することが好ましい。
Here, as shown in the above results, even if the amount of the undiluted solution of rolling oil applied to the
以上、図8を参照して、潤滑状態を示す指標として圧延機110出側での板温度を用いる変形例に係る圧延油供給設備3の構成について説明した。ここで、以上の説明では、鋼板10の温度として板温度計320による板温度の測定値を用いていたが、本変形例では、当該鋼板10の温度は他の方法によって求められてもよく、また、その鋼板10の温度を得る位置も圧延機110出側に限定されない。例えば、圧延荷重及び板速度を用いて、板温度モデルによりロールバイト直下の板温度を求める方法が公知である。従って、かかる方法を利用して、潤滑状態を示す指標としてロールバイト直下の板温度を用いてもよい。具体的には、圧延油供給設備3において、板温度計320に代えて圧延荷重計及び板速度計を設け、これら圧延荷重計及び板速度計による圧延荷重及び板速度の測定値を用いて、制御装置310が、板温度モデルによりロールバイト直下の板温度を求めてもよい。その他、圧延中における鋼板10の温度を求められる方法であれば、各種の公知の方法が用いられてよい。
The configuration of the rolling oil supply equipment 3 according to the modified example in which the plate temperature on the delivery side of the rolling
本発明の効果を確認するために、上記図1を参照して説明した本実施形態に係る圧延油供給設備1と同様の構成を有する圧延油供給設備を、実際に操業が行われている冷間タンデム圧延機の最終スタンドに適用し、圧延を行った。圧延油の条件及び圧延条件は以下の通りである。 In order to confirm the effect of the present invention, a rolling oil supply equipment having the same configuration as the rolling oil supply equipment 1 according to the present embodiment described with reference to FIG. It was applied to the final stand of the inter-tandem rolling mill and rolled. The conditions of rolling oil and rolling conditions are as follows.
供給するエマルションの基油としては合成エステル油を用いた。当該エマルションは、濃度1.5(%)で作成し、圧延中における供給量は、片面20(L/min)とした。 A synthetic ester oil was used as the base oil of the emulsion to be supplied. The emulsion was prepared at a concentration of 1.5 (%), and the supply amount during rolling was 20 (L/min) on one side.
静電塗布装置は、最終スタンドから上流側に2.5m離れた位置に設置した。静電塗布する圧延油原液としては、エマルションの基油と同一の合成エステル油を用いた。 The electrostatic coating device was installed at a position 2.5 m upstream from the final stand. As the rolling oil stock solution to be electrostatically applied, the same synthetic ester oil as the base oil of the emulsion was used.
また、鋼板冷却装置は、上記静電塗布装置から上流側に1.5m離れた位置に設置した。 Further, the steel plate cooling device was installed at a position separated by 1.5 m upstream from the electrostatic coating device.
圧延材としては鋼板を用いた。当該鋼板は普通鋼であり、その形状は、板厚1.00(mm)、板幅1000(mm)である。 A steel plate was used as the rolled material. The steel plate is ordinary steel, and its shape is a plate thickness of 1.00 (mm) and a plate width of 1000 (mm).
圧延は、2200(mpm)まで加速し、その状態で10分間の定常圧延を行った後、減速して終了した。 The rolling was accelerated to 2200 (mpm), and after performing steady rolling for 10 minutes in that state, the rolling was decelerated to finish.
以上の条件で、20本のコイルに対して圧延を行い、圧延後のコイルの状態を調査した。なお、本実施形態に係る圧延油供給設備1を適用しない場合における結果と比較するために、本実施例では、エマルション供給装置、静電塗布装置及び鋼板冷却装置を以下のように動作させた。 Under the above conditions, 20 coils were rolled, and the state of the rolled coil was investigated. In addition, in order to compare with the result when the rolling oil supply equipment 1 according to the present embodiment is not applied, in this example, the emulsion supply device, the electrostatic coating device, and the steel plate cooling device were operated as follows.
すなわち、まず、エマルションのみを供給しながら圧延を開始し、その間、圧延荷重計によって測定した圧延荷重、及び圧延機出側に設けた板速度計によって測定したコイルの板速度に基づいて、コイルと作業ロールとの間の摩擦係数を算出した。そして、算出した摩擦係数が所定のしきい値を超えた状態で1分間が経過した後に、静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始した。そして、静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始してから1分間が経過した後に、エマルションの供給を停止した。更に、エマルションの供給を停止してから1分経過した後に、鋼板冷却装置による鋼板の冷却を開始した。 That is, first, start the rolling while supplying only the emulsion, during that, based on the rolling load measured by the rolling load meter, and the plate speed of the coil measured by the plate speed meter provided on the rolling mill exit side, the coil and The coefficient of friction with the work roll was calculated. Then, after a lapse of 1 minute with the calculated friction coefficient exceeding a predetermined threshold value, electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating apparatus was started. Then, after 1 minute has elapsed from the start of electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating apparatus, the supply of emulsion was stopped. Further, 1 minute after the supply of the emulsion was stopped, cooling of the steel plate by the steel plate cooling device was started.
その結果、算出した摩擦係数が所定のしきい値を超えてから、圧延油原液の静電塗布を開始するまでの区間(区間a)においては、コイルの表面に焼付きに起因する多数のヒートスクラッチが確認された。一方、圧延油原液の静電塗布を開始してからエマルションの供給を停止するまでの区間(区間b)においては、区間aに比べて、コイル表面の単位面積当たりのヒートスクラッチの発生頻度が低下していることが確認できた。これは、圧延油原液の静電塗布によってコイル表面の油膜厚が増加し、摩擦係数が低下したためであると考えられる。 As a result, in the section (section a) from when the calculated friction coefficient exceeds the predetermined threshold to when the electrostatic application of the rolling oil stock solution is started, a large number of heats due to seizure on the surface of the coil are generated. Scratch was confirmed. On the other hand, in the section from the start of electrostatic coating of the rolling oil stock solution to the stop of the emulsion supply (section b), the frequency of heat scratches per unit area of the coil surface is lower than in section a. I was able to confirm that it is doing. It is considered that this is because the oil film thickness on the coil surface increased and the friction coefficient decreased due to electrostatic coating of the rolling oil stock solution.
更に、エマルションの供給を停止してから鋼板冷却装置によるコイルの冷却を開始するまでの区間(区間(c))においては、コイル表面の単位面積当たりのヒートスクラッチの発生頻度が更に低下していることが確認できた。これは、エマルションの供給を停止することにより、圧延油原液の静電塗布によって形成されたコイル表面の油膜の洗い流し効果が低減され、コイル表面の油膜厚が十分に保たれた状態で当該コイルがロールバイトに到達するため、摩擦係数が更に低下したためであると考えられる。 Further, in the section (section (c)) from the stop of the supply of the emulsion to the start of cooling the coil by the steel plate cooling device, the frequency of heat scratches per unit area of the coil surface is further reduced. I was able to confirm that. This is because by stopping the supply of the emulsion, the effect of washing off the oil film on the coil surface formed by electrostatic coating of the rolling oil stock solution is reduced, and the coil is kept in a state where the oil film thickness on the coil surface is sufficiently maintained. It is considered that this is because the friction coefficient further decreased because the roll bite was reached.
そして、鋼板冷却装置によるコイルの冷却を開始した後の区間(区間(d))においては、全てのコイルにおいて、ヒートスクラッチの発生は確認されなかった。これは、エマルションの供給を停止したことによる板温度の上昇が、鋼板冷却装置によって抑えられたため、ヒートスクラッチの発生が抑制されたことを示している。 Then, in the section (section (d)) after the start of cooling of the coil by the steel plate cooling device, generation of heat scratch was not confirmed in all the coils. This indicates that the rise of the plate temperature due to the suspension of the supply of the emulsion was suppressed by the steel plate cooling device, so that the occurrence of heat scratch was suppressed.
本発明の効果を更に確認するために、上記図6を参照して説明した本実施形態の一変形例に係る圧延油供給設備2と同様の構成を有する圧延油供給設備を、実際に操業が行われている冷間タンデム圧延機の最終スタンドに適用し、圧延を行った。圧延油の条件及び圧延条件は、上記の圧延油供給設備1に係る実施例と同様である。 In order to further confirm the effect of the present invention, the rolling oil supply equipment having the same configuration as the rolling oil supply equipment 2 according to the modified example of the present embodiment described with reference to FIG. 6 is actually operated. It was applied to the final stand of the cold tandem rolling mill that is being performed and rolled. The conditions of the rolling oil and the rolling conditions are the same as those in the above-described embodiment of the rolling oil supply facility 1.
本実施例では、上記図6を参照して説明したように、エマルションのみを供給しながら圧延を行っている最中にロールバイト直下の油膜厚を逐次算出し、その油膜厚が所定のしきい値を下回ったことをトリガとして、静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始し、その後、エマルションの供給を停止した。つまり、ロールバイト直下の油膜厚が所定のしきい値以上となるように、エマルション供給装置及び静電塗布装置を適宜動作させた。 In the present embodiment, as described with reference to FIG. 6, the oil film thickness immediately below the roll bite is sequentially calculated during the rolling while supplying only the emulsion, and the oil film thickness is a predetermined threshold value. When the value was below the value, the electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device was started, and then the emulsion supply was stopped. That is, the emulsion supply device and the electrostatic coating device were appropriately operated so that the oil film thickness immediately below the roll bite was equal to or greater than a predetermined threshold value.
以上の条件で、20本のコイルに対して圧延を行い、圧延後のコイルの状態を調査した。その結果、20本のコイルの全てにおいて、ヒートスクラッチの発生は確認されなかった。これは、圧延油供給設備2を適用し、エマルション供給装置及び静電塗布装置を適切に動作させることにより、ロールバイト直下の油膜厚を適切な厚みに制御することができ、ヒートスクラッチの発生を効果的に抑制することができたことを示している。 Under the above conditions, 20 coils were rolled, and the state of the rolled coil was investigated. As a result, generation of heat scratch was not confirmed in all of the 20 coils. By applying the rolling oil supply equipment 2 and operating the emulsion supply device and the electrostatic coating device appropriately, the oil film thickness immediately below the roll bite can be controlled to an appropriate thickness, and the occurrence of heat scratches. It shows that it could be effectively suppressed.
本発明の効果を更に確認するために、上記図8を参照して説明した本実施形態の他の変形例に係る圧延油供給設備3と同様の構成を有する圧延油供給設備を、実際に操業が行われている冷間タンデム圧延機の最終スタンドに適用し、圧延を行った。圧延油の条件及び圧延条件は、上記の圧延油供給設備1に係る実施例と同様である。 In order to further confirm the effect of the present invention, a rolling oil supply facility having the same configuration as the rolling oil supply facility 3 according to another modification of the present embodiment described with reference to FIG. 8 is actually operated. Was applied to the final stand of the cold tandem rolling mill in which The conditions of the rolling oil and the rolling conditions are the same as those in the above-described embodiment of the rolling oil supply facility 1.
本実施例では、上記図8を参照して説明したように、エマルションのみを供給しながら圧延を行っている最中に最終スタンド出側での板温度を逐次測定し、その板温度が所定のしきい値を超えたことをトリガとして、静電塗布装置による圧延油原液の静電塗布を開始し、その後、エマルションの供給を停止し、更に、鋼板冷却装置による鋼板の冷却を開始した。つまり、最終スタンド出側での板温度が所定のしきい値以下となるように、エマルション供給装置、静電塗布装置、及び鋼板冷却装置を適宜動作させた。 In this example, as described with reference to FIG. 8 above, the plate temperature on the delivery side of the final stand was sequentially measured during the rolling while supplying only the emulsion, and the plate temperature was set to a predetermined value. When the threshold value was exceeded, electrostatic coating of the stock solution of rolling oil by the electrostatic coating device was started, then the supply of emulsion was stopped, and further cooling of the steel plate by the steel plate cooling device was started. That is, the emulsion supply device, the electrostatic coating device, and the steel plate cooling device were appropriately operated so that the plate temperature on the delivery side of the final stand was equal to or lower than the predetermined threshold value.
以上の条件で、20本のコイルに対して圧延を行い、圧延後のコイルの状態を調査した。その結果、20本のコイルの全てにおいて、ヒートスクラッチの発生は確認されなかった。これは、静電塗布装置による圧延油原液の塗布によってコイル表面の油膜厚が増加したことにより摩擦係数が低下し、かつ、鋼板冷却装置によるコイルの冷却により板温度が適切な範囲に制御されたことにより、ヒートスクラッチの発生が効果的に抑制されたことを示している。 Under the above conditions, 20 coils were rolled, and the state of the rolled coil was investigated. As a result, generation of heat scratch was not confirmed in all of the 20 coils. This is because the friction coefficient decreased due to the increase in the oil film thickness on the coil surface due to the application of the undiluted rolling oil by the electrostatic coating device, and the plate temperature was controlled within the appropriate range by the coil cooling by the steel plate cooling device. This indicates that the occurrence of heat scratch was effectively suppressed.
以上の各実施例における結果から、本発明を適用することにより、冷間圧延においてコイルと作業ロールとの間の潤滑状態を効率的に調整することができ、焼付きの発生を防止することができることが確認できた。従って、本発明を適用することにより、焼付き等の表面欠陥や、チャタリング等の圧延不安定現象を回避することができ、冷間圧延における歩留まり改善及び生産性向上を実現することが可能になる。 From the results in each of the above examples, by applying the present invention, it is possible to efficiently adjust the lubricating state between the coil and the work roll in cold rolling, it is possible to prevent the occurrence of seizure. I confirmed that I can do it. Therefore, by applying the present invention, it is possible to avoid surface defects such as seizure and rolling instability phenomena such as chattering, and it is possible to improve yield and productivity in cold rolling. ..
(4.補足)
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
(4. Supplement)
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
ここで、上述した制御装置180、210、310の具体的な装置構成は限定されない。制御装置180、210、310は、以上説明した演算処理を実行する機能、並びにエマルション供給装置120、静電塗布装置130及び鋼板冷却装置170の動作を制御する機能を有すればよく、その装置構成は任意であってよい。例えば、制御装置180、210、310は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載された制御基板等であり得る。あるいは、制御装置180、210、310は、PC(Personal Computer)等の汎用的な情報処理装置であってもよい。制御装置180、210、310のプロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した各機能が実現され得る。また、上述した記憶装置としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等、情報を記憶可能な各種の公知の装置を用いることができる。
Here, the specific device configuration of the
また、制御装置180、210、310の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、PC等の処理装置に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。当該記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又はフラッシュメモリ等である。また、当該コンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
Further, it is possible to create a computer program for realizing each function of the
1、2、3 圧延油供給設備
10 鋼板
110 圧延機
111、112 作業ロール
113、114 バックアップロール
120 エマルション供給装置
121 エマルションノズル
122 エマルションタンク
123 バルブ
130 静電塗布装置
131 静電塗布ノズル
132 圧延油原液貯留タンク
133 バルブ
140 圧延荷重計
150 板速度計
161 テンションリール
162 アース装置
170 鋼板冷却装置
180、210、310 制御装置
320 板温度計
1, 2, 3 Rolling
Claims (8)
前記エマルション供給装置よりも圧延方向における上流側において、前記圧延材に対して圧延油原液を静電塗布する静電塗布装置と、
前記エマルション供給装置及び前記静電塗布装置の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記静電塗布装置によって圧延油原液が静電塗布された前記圧延材が圧延されている際に、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給を停止させる、
圧延油供給設備。 An emulsion supply device that supplies an emulsion to the work roll of the rolling material and the rolling mill on the entrance side of the rolling mill,
On the upstream side in the rolling direction than the emulsion supply device, an electrostatic coating device for electrostatically coating a rolling stock solution on the rolled material,
A control device for controlling the operation of the emulsion supply device and the electrostatic coating device,
Equipped with
The control device, when the rolled material is electrostatically applied rolling oil stock solution by the electrostatic coating device is being rolled, to stop the supply of emulsion by the emulsion supply device,
Rolling oil supply equipment.
前記制御装置は、前記静電塗布装置によって前記圧延材に対して圧延油原液が静電塗布され、前記エマルション供給装置によるエマルションの供給が停止されている際に、前記冷却機構によって前記圧延材及び前記作業ロールの少なくともいずれかを冷却させる、
請求項1に記載の圧延油供給設備。 By a control from the control device, further comprising a cooling mechanism for cooling at least one of the rolled material and the work roll,
The control device electrostatically applies a rolling oil stock solution to the rolled material by the electrostatic coating device, and when the emulsion supply by the emulsion supply device is stopped, the rolled material by the cooling mechanism and Cooling at least one of the work rolls,
The rolling oil supply equipment according to claim 1.
請求項2に記載の圧延油供給設備。 The cooling mechanism is a rolled material cooling device that injects cooling water to the rolled material on the upstream side in the rolling direction with respect to the electrostatic coating device,
The rolling oil supply equipment according to claim 2.
請求項2に記載の圧延油供給設備。 The cooling mechanism is a roll cooling device that injects cooling water to the work rolls on the exit side of the rolling mill,
The rolling oil supply equipment according to claim 2.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧延油供給設備。 The control device calculates the friction coefficient between the rolled material and the work roll while supplying the emulsion by the emulsion supply device, and the calculated friction coefficient exceeds a predetermined threshold value. In this case, electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device is started, and the supply of emulsion by the emulsion supply device is stopped.
The rolling oil supply equipment according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧延油供給設備。 The control device calculates the oil film thickness immediately below the roll bite while supplying the emulsion by the emulsion supply device, and when the calculated oil film thickness is below a predetermined threshold value, the electrostatic coating is performed. Starting the electrostatic application of the rolling oil stock solution by the device, stop the emulsion supply by the emulsion supply device,
The rolling oil supply equipment according to any one of claims 1 to 4.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧延油供給設備。 The control device, while supplying the emulsion by the emulsion supply device, the temperature of the rolled material measured on the exit side of the rolling mill, or the rolled material immediately below the roll bite calculated by the control device When the temperature of exceeds a predetermined threshold value, to start the electrostatic coating of the rolling oil stock solution by the electrostatic coating device, to stop the emulsion supply by the emulsion supply device,
The rolling oil supply equipment according to any one of claims 1 to 4.
圧延油供給方法。 Using the rolling oil supply equipment according to any one of claims 1 to 7, at least the operations of the emulsion supply device and the electrostatic coating device are dynamically controlled during rolling.
Rolling oil supply method.
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