JPH05317927A - 圧延機の冷却流体シール装置およびロール冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールによって圧延ロールに生じる傷を防止
でき、シールの摩耗も低減できる圧延機の冷却流体シー
ル装置およびロール冷却装置を提供すること。 【構成】 圧延ロール１の冷却部を囲むケーシング２１
の圧延ロール１のロール軸方向に沿う両縁部に回転接触
式のシールロール１４を上下に配置し、両縁部には接触
式サイドシール２２を配置する。これにより、ケーシン
グ２１で冷却部を囲むようにしても圧延材が通過する部
分を回転接触式のシールロール１４でシールすることで
圧延ロール１との相対速度を無くし摩耗や傷の発生を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧延機の冷却流体シ
ール装置およびロール冷却装置に関し、圧延ロールに掛
けられた冷却流体を冷却部外に漏洩しないようにシール
するとともに、このシール装置を用いて冷却部を囲んで
シール状態でシールの摩耗やロール表面の傷を防止して
冷却することができるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】圧延ロールを用いて金属材料の圧延を行
うと、圧延材の塑性変形によって生じる加工熱や圧延材
と圧延ロールとの間の摩擦熱などによって、圧延ロール
が加熱され、特に熱間圧延の場合には、圧延材自体が高
温であるため一層圧延ロールが加熱されることになる。

【０００３】この圧延ロールの加熱により圧延ロールに
熱膨張が生じてサーマルクラウンが生じ、圧延材の板厚
が不均一になるなどの問題がある。

【０００４】このため、従来からロール冷却装置を用い
て圧延ロールの表面に冷却水などの冷却流体を掛けて冷
却するようにしており、圧延効率の向上のため、圧延ロ
ールの冷却部分をケーシングで囲って局部的に冷却する
ことなどが行われている。

【０００５】たとえば、実開平１−１２８９０１号に開
示されている圧延ロール冷却装置では、図７に概略構成
を示すように、圧延ロール１の外周に接触するように冷
却ジャケット２を設け、この冷却ジャケット２内に圧延
ロール１の外周との間にわずかな隙間の冷却水通路３を
形成する冷却パッド４を取付け、冷却ジャケット２に形
成した給水ヘッダ５から供給した冷却水を冷却水通路３
を通して排水ヘッダ６に流すようにして圧延ロール１を
冷却する。さらに、冷却ジャケット２の下側に冷却水ヘ
ッダ７を設けて冷却水を圧延ロール１の表面に噴射して
冷却するとともに、圧延ロール１の表面に付着した冷却
水をスクレーパ８でかき落とすようにししている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなロール冷却
装置では、冷却水ジャケット２を圧延ロール１の表面に
接触させて冷却部を囲むようにし、冷却水ジャケット２
の周囲の開口縁部に接触摺動式のシールを取付けている
ため、圧延ロール１との摺接によってシールが摩耗する
とともに、ロール表面に傷が発生することがある。この
圧延ロール１に発生する傷のうち、圧延ロール１の軸方
向両側に発生するものは、シールを圧延材が通過する範
囲の外側に配置することで製品への影響を回避できる
が、圧延ロール１の軸方向に沿って上下に配置されるシ
ールによるものは直接圧延製品に影響してしまう。

【０００７】また、冷却水ヘッダ７から噴射された冷却
水をかき落とすスクレーパ８も圧延ロール１の表面に接
触させてあるため、シールの場合と同様に摩耗と表面傷
の発生の問題がある。

【０００８】この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
みてなされたもので、圧延ロールに生じる傷が圧延製品
に影響しないようにロールとの相対速度を小さくするこ
とができ、シールの摩耗も低減することができる圧延機
の冷却流体シール装置およびロール冷却装置を提供しよ
うとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来技術が有する課
題を解決するためこの発明の圧延機の冷却流体シール装
置は、圧延ロールの被冷却部の上下両端部に対向して設
けられる格納ブラケットと、この格納ブラケット内にフ
ローティング状態で支持されて圧延ロールと転動接触可
能なシールロールと、この格納ブラケット内に圧力流体
を供給して前記シールロールを圧延ロールに押し付ける
圧力流体供給手段とからなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、この発明の圧延機の冷却流体シール
装置は、第１の発明の構成に加え、前記シールロールと
前記格納ブラケットとの間のシールロール押付用圧力流
体流路に当該圧力流体をシールする接触式シールを介装
したことを特徴とするものである。

【００１１】さらに、この発明の圧延機のロール冷却装
置は、圧延ロールの冷却部と対向してケーシングを設
け、このケーシングの圧延ロールのロール軸方向に沿う
両縁部に第１または第２の発明の冷却流体シール装置を
２組配置するとともに、ケーシングの圧延ロールの周方
向に沿う両縁部に接触式サイドシールを設けて囲んだこ
とを特徴とするものである。

【００１２】また、この発明の圧延機のロール冷却装置
は、第３の発明の構成に加え、ケーシングと圧延ロール
の軸箱との間に圧延ロールへの押付力が過大とならない
ようにする緩衝機構を介装したことを特徴とするもので
ある。

【００１３】

【作用】この圧延機の冷却流体シール装置によれば、格
納ブラケット内にフローティング状態でシールロールを
支持し、圧力流体を供給して圧延ロールの表面に押し付
けるようにしており、回転接触式のシールロールとする
ことで圧延ロールとの相対速度を無くし摩耗や傷の発生
を防止するようにし、圧力流体による押付力でシール性
を確保している。

【００１４】これにより、圧延ロール表面に付着する冷
却流体などの水きりやロール冷却装置の圧延ロールとの
接触式シールとしての利用に好適である。

【００１５】また、この圧延機の冷却流体シール装置に
よれば、シールロールと格納ブラケットとの間の押付用
圧力流体流路に接触式シールを配置するようにしてお
り、圧力流体による押付力を増大するとともに、圧力流
体の漏洩を防止して一層のシール性能の向上を図るよう
にしている。

【００１６】さらに、この圧延機のロール冷却装置によ
れば、圧延ロールの冷却部を囲むケーシングの圧延ロー
ルのロール軸方向に沿う両縁部に第１または第２の発明
の回転接触式のシールロールを２組配置し、両縁部には
接触式サイドシールを配置するようにしており、ケーシ
ングで冷却部を囲むようにしても圧延材が通過する部分
を回転接触式のシールロールでシールすることで圧延ロ
ールとの相対速度を無くし摩耗や傷の発生を防止するよ
うにしている。

【００１７】また、この圧延機のロール冷却装置によれ
ば、圧延ロールの冷却部を囲むケーシングと圧延ロール
のロール軸箱との間に緩衝機構を介装するようにしてお
り、ケーシングを圧延ロールに押し付ける場合や圧延中
のロールの振動などでケーシングやシールロール等に過
大な力が加わらないようにしている。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細
に説明する。図１〜図３はこの発明の圧延機の冷却流体
シール装置とこれを用いたロール冷却装置の一実施例に
かかり、図１は概略斜視図、図２は冷却流体シール装置
部分の横断面図、図３はロール冷却装置の横断面図であ
る。この圧延機の冷却流体シール装置１０は、図２に示
すように、たとえば圧延ロール１に掛けられる冷却流体
をかき取ったり、外部に漏洩しないようにシールするた
めの装置であり、シールを支持するための箱状の格納ブ
ラケット１１を備えている。この格納ブラケット１１に
は、圧延ロール１と対向してその軸方向に沿って円筒の
側面の一部が開口したシール取付部１２が形成されてお
り、シール取付部１２の両端は側板１３で閉じられた状
態としてある。

【００１９】この格納ブラケット１１のシール取付部１
２内には、円柱状のシールロール１４が装着され、外周
面が開口より外側に突き出るように配置される。このシ
ールロール１４は、格納ブラケット１１の側板１３に形
成された長孔１５に軸受を介して支持され、中心軸が長
孔１５に沿って圧延ロール１に接近離反できるようにフ
ローティング状態とされ、シールロール１４自体は回転
可能になっている。

【００２０】このシールロール１４がフローティング状
態で支持された格納ブラケット１１のシール取付部１２
には、格納ブラケット１１の背部に接続された圧力流体
供給手段１６から圧力流体が供給されるようになってお
り、この圧力流体によってシールロール１４と格納ブラ
ケット１１との隙間に形成される圧力流体流路１７内を
加圧してシールロール１４を前方に押出すようにして圧
延ロール１に押し付けることができるようになってい
る。

【００２１】また、このシールロール１４と格納ブラケ
ット１１との間に形成される圧力流体流路１７の開口部
側には、格納ブラケット１１に接触式シール１８が取付
けられ、シールロール１４の表面と接触してシールする
ようになっており、圧力流体による加圧力が有効にシー
ルロール１４に加わるようにするとともに、圧力流体自
体の外部への漏洩を防止する。

【００２２】このようなシールロール１４は、中心部が
金属などで作られてその外側にプラスチックやゴム等の
弾性体が取付けられて構成されている。

【００２３】したがって、この圧延機の冷却流体シール
装置１０を、たとえば圧延ロール１に掛けられた冷却水
の水切りに使用する場合には、図示しない押付装置によ
って圧延ロール１の所定位置に格納ブラケット１１を配
置してシールロール１４が圧延ロール１の表面に接触す
る状態にする。

【００２４】この状態で圧力流体供給手段１６から、た
とえば冷却水と同一の加圧水を圧力流体として供給して
シールロール１４を圧延ロール１に押し付ける。

【００２５】すると、圧延ロール１の回転に伴って押し
付けられているシールロール１４も回転し、相対速度が
無い状態で冷却水をかき落としたり、シールすることが
できる。

【００２６】このようなシールロール１４を用いること
で、従来の接触摺動式のシールに比べてシールの摩耗を
減少できるとともに、圧延ロール１への傷の発生を防止
することができる。

【００２７】次に、このような圧延機のシール装置１０
を用いてシールしながら圧延ロールを冷却する圧延機の
ロール冷却装置２０について、図１および図３により説
明する。

【００２８】このロール冷却装置２０は、圧延ロール１
の冷却部を囲むことができる一側面が開口した箱状のケ
ーシング２１を備えており、開口部の両側板が圧延ロー
ル１の外周と一定の間隔を隔てて配置されるように、円
弧状に形成されている。

【００２９】このケーシング２１の圧延ロール１の軸方
向に沿う上下両縁部には、既に説明した冷却流体シール
装置１０がそれぞれ取付けられ、シールロール１４によ
って冷却流体をシールするようになっている。そして、
ケーシング２１の圧延ロール１の周方向に沿う円弧状に
形成された左右両縁部には、圧延ロール１の表面と摺動
接触するサイドシール２２が取付けられている。

【００３０】したがって、上下のシールロール１４と左
右のサイドシール２２とを備えたケーシング２１を圧延
ロール１の表面に押し当てるようにすることで冷却部を
囲んでシール状態とすることができる。

【００３１】このケーシング２１の内部には、冷却水ヘ
ッダ２３が配置され、図示しない冷却流体供給手段か
ら、たとえば水が冷却流体として加圧供給され、圧延ロ
ール１に噴射して冷却するようになっている。そして、
この冷却水の一部がシールロール１４の押付用圧力流体
として供給されるようにしてある。さらに、ケーシング
２１の下部には、冷却水を排出する排出口２１ａが形成
され、冷却後の溜った水を排出できるようにしてある。

【００３２】また、このケーシング２１の背部には、位
置決め用の流体圧シリンダ２４が２本連結され、圧延ロ
ール１の外周に対して所定の間隔を隔てて位置決めでき
るようにしてある。

【００３３】このような流体圧シリンダ２４によってケ
ーシング２１を位置決めしても圧延ロール１が圧延中の
振動などで移動することがあり、これによりケーシング
２１に過大な力が加わったり、圧延ロール１の表面との
間に隙間ができる恐れもある。

【００３４】そこで、この圧延機のロール冷却装置２０
では、緩衝機構２５が備えられ、ケーシング２１の両側
にアーム２６がそれぞれ取付けられるとともに、圧延ロ
ール１の軸箱２７にこれらアーム２６と対向するブラケ
ット２８が設けられ、アーム２６とブラケット２８との
間にばね２９が介装されるようにいずれか一方に固定さ
れて構成されている。

【００３５】したがって、位置決め用の流体圧シリンダ
２４でケーシング２１を圧延ロール１に向かって前進さ
せると、圧延ロール１の軸箱２７のブラケット２８とケ
ーシング２１との間のばね２９を押し縮めるようにして
ケーシング２１が位置決めされる。これにより、圧延ロ
ール１が振動などで動くことがあってもばね２９の変位
により過大な力が加わることが緩衝されるとともに、シ
ール状態も保持される。

【００３６】このような圧延機のロール冷却装置２０で
は、位置決め用の流体圧シリンダ２４でケーシング２１
を圧延ロール１の所定位置に緩衝機構２５を介して位置
決めし、シールロール１４に冷却流体の一部を押付用圧
力流体として供給すると、ケーシング２１の上下がシー
ルロール１４でシールされるとともに、左右がサイドシ
ール２２でシールされる。

【００３７】この状態で、冷却水ヘッダ２３から冷却水
を圧延ロール１に噴射して冷却すると、圧延ロール１の
回転に伴ってシールロール１４も回転し、相対回転の無
い状態で接触して上下がシールされるとともに、両側も
サイドシール２２でシールされる。

【００３８】このようなシールロール１４を備えたロー
ル冷却装置２０では、従来の接触摺動式のシールに比べ
てシールの摩耗を減少できるとともに、圧延ロール１へ
の傷の発生を防止しながら、ケーシング２１で囲んだ圧
延ロール１の冷却部を効率良く冷却することができる。

【００３９】次に、この発明の圧延機のロール冷却装置
の他の一実施例について、図４〜図６により説明する。

【００４０】この圧延機のロール冷却装置３０では、上
記実施例のシールロール１４への押付力の付与のための
構造が異なるとともに、圧延ロール１の冷却を冷却水の
噴射によらず、圧延ロール１の外周との間に形成したわ
ずかな隙間に冷却水を流すことによって行うことが異な
っている。

【００４１】このロール冷却装置３０では、シールロー
ル１４の格納ブラケット１１に静圧軸受３１が設けら
れ、シールロール１４の背部にポケット３２が形成さ
れ、複数の絞り流路３３を介して圧力室３４と連通して
おり、圧力流体供給手段１６から圧力室３４に供給され
る流体の圧力を調整することでシールロール１４の圧延
ロール１への押付力を調整するようにしてある。

【００４２】また、ケーシング２１内には、圧延ロール
１の外周との間にわずかな隙間を形成して冷却水を流す
冷却水流路３５を形成する冷却パッド３６が設けられて
おり、位置調整ねじ３７によってケーシング２１に対す
る位置を調整できるようにしてある。そして、このケー
シング２１および冷却パッド３６は支持台３８に支持さ
れた圧延ロール１の中心軸と平行な回動軸３９に支持さ
れて僅かに回動できるようになっており、支持台３８に
ケーシング２１を位置決めする流体圧シリンダ２４が連
結してある。なお、その他の構成は既に説明した圧延機
のロール冷却装置２０と同一である。

【００４３】このようなロール冷却装置３０において
も、ケーシング２１の周囲をシールロール１４とサイド
シール２２でシールすることができ、従来の接触摺動式
のシールに比べてシールの摩耗を減少できるとともに、
圧延ロール１への傷の発生を防止しながら、ケーシング
２１で囲んだ圧延ロール１の冷却部を効率良く冷却する
ことができる。

【００４４】また、圧延ロール１が圧延中に振動などで
移動した場合にも回動軸３９を中心にケーシング２１お
よび冷却パッド３６が回動することができるので、シー
ル状態を一層確実に保持することができる。

【００４５】なお、上記圧延機の冷却流体シール装置で
は、シールロールの周囲を圧力流体流路として圧力流体
を供給して圧延ロールに押付けるようにしたが、静圧軸
受を設け、圧力流体の圧力を変えて押付力を調整するよ
うにしても良い。

【００４６】また、圧力流体流路に接触式のシールを設
ける場合に限らず、場合によっては省略するようにして
も良い。

【００４７】さらに、上記各圧延機のロール冷却装置の
冷却方式を相互に入れ替えるようにしたり、緩衝機構や
ケーシングの回動機構も省略したり、増設するようにし
ても良い。

【００４８】また、冷却に用いる冷却流体も水に限ら
ず、油や空気など冷却に使用できる流体であれば良く、
シールロールの押付用の流体も冷却流体と同一にする場
合に限らず、別に流体を用意するようにしても良い。

【００４９】さらに、ロール冷却装置の圧延ロールの軸
方向の幅は、圧延ロール全体を１つのケーシングで囲ん
で冷却するようにしたり、複数に分割してケーシングを
複数配置して冷却する場合のいずれでも良く、冷却の目
的に応じて適宜選択するようにすれば良い。

【００５０】また、この発明の要旨を変更しない範囲で
各構成要素に変更を加えるようにしても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上、実施例とともに具体的に説明した
ようにこの発明の圧延機の冷却流体シール装置によれ
ば、格納ブラケット内にフローティング状態でシールロ
ールを支持し、圧力流体を供給して圧延ロールの表面に
押し付けるようにしたので、回転接触式のシールロール
によって圧延ロールとの相対速度を無くし摩耗や傷の発
生を防止することができるとともに、圧力流体による押
付力でシール性を確保することができる。

【００５２】これにより、圧延ロール表面に付着する冷
却流体などの水きりやロール冷却装置の圧延ロールとの
接触式シールとして利用すれば、確実な水きりやシール
ができ、シールの摩耗もなく、圧延ロールの傷の発生も
防止できる。

【００５３】また、この発明の圧延機の冷却流体シール
装置によれば、シールロールと格納ブラケットとの間の
押付用圧力流体流路に接触式シールを配置するようにし
たので、圧力流体による押付力を増大するとともに、圧
力流体の漏洩を防止して一層のシール性能の向上を図る
ことができる。

【００５４】さらに、この発明の圧延機のロール冷却装
置によれば、圧延ロールの冷却部を囲むケーシングの圧
延ロールのロール軸方向に沿う両縁部に第１または第２
の発明の回転接触式のシールロールを２組配置し、両縁
部には接触式サイドシールを配置するようにしたので、
ケーシングで冷却部を囲むようにしても圧延材が通過す
る部分を回転接触式のシールロールでシールすることで
圧延ロールとの相対速度を無くし、シールの摩耗やロー
ルの傷の発生を防止することができる。

【００５５】また、この発明の圧延機のロール冷却装置
によれば、圧延ロールの冷却部を囲むケーシングと圧延
ロールのロール軸箱との間に緩衝機構を介装するように
したので、ケーシングを圧延ロールに押し付ける場合や
圧延中のロールの振動などでケーシングやシールロール
等に過大な力が加わることを防止でき、安全かつ確実に
冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の圧延機の冷却流体シール装置とこれ
を用いたロール冷却装置の一実施例にかかる概略斜視図
である。

【図２】この発明の圧延機の冷却流体シール装置の一実
施例にかかる横断面図である。

【図３】この発明の圧延機のロール冷却装置の一実施例
にかかる横断面図である。

【図４】この発明の圧延機のロール冷却装置の他の一実
施例にかかる横断面図である。

【図５】この発明の圧延機のロール冷却装置の他の一実
施例にかかる図４中のＡ−Ａ断面図である。

【図６】この発明の圧延機のロール冷却装置の他の一実
施例にかかる図４中のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】従来の圧延機のロール冷却装置の横断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 圧延ロール １０ 圧延機の冷却流体シール装置 １１ 格納ブラケット １２ シール取付部 １３ 側板 １４ シールロール １５ 長孔 １６ 圧力流体供給手段 １７ 圧力流体流路 １８ 接触式シール ２０ 圧延機のロール冷却装置 ２１ ケーシング ２２ サイドシール ２３ 冷却水ヘッド ２４ 流体圧シリンダ ２５ 緩衝機構 ２６ アーム ２７ 軸箱 ２８ ブラケット ２９ ばね ３０ 圧延機のロール冷却装置 ３１ 静圧軸受 ３２ ポケット ３３ 絞り流路 ３４ 圧力室 ３５ 冷却水流路 ３６ 冷却パッド ３７ 位置調整ねじ ３８ 支持台 ３９ 回動軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 進 神奈川県横浜市旭区新中希望が丘80

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延ロールの被冷却部の上下端部に対向
   して設けられる格納ブラケットと、この格納ブラケット
   内にフローティング状態で支持されて圧延ロールと転動
   接触可能なシールロールと、この格納ブラケット内に圧
   力流体を供給して前記シールロールを圧延ロールに押し
   付ける圧力流体供給手段とからなることを特徴とする圧
   延機の冷却流体シール装置。
2. 【請求項２】 前記シールロールと前記格納ブラケット
   との間のシールロール押付用圧力流体流路に当該圧力流
   体をシールする接触式シールを介装したことを特徴とす
   る請求項１記載の圧延機の冷却流体シール装置。
3. 【請求項３】 前記圧延ロールの冷却部と対向してケー
   シングを設け、このケーシングの圧延ロールのロール軸
   方向に沿う両縁部に前記請求項１または２に記載の冷却
   流体シール装置を２組配置するとともに、ケーシングの
   圧延ロールの周方向に沿う両縁部に接触式サイドシール
   を設けて囲んだことを特徴とする圧延機のロール冷却装
   置。
4. 【請求項４】 前記ケーシングと圧延ロールの軸箱との
   間に圧延ロールへの押付力が過大とならないようにする
   緩衝機構を介装したことを特徴とする請求項３記載の圧
   延機のロール冷却装置。