JPH0685923B2 - 熱間圧延機のロール冷却方法 - Google Patents

熱間圧延機のロール冷却方法

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JPH0685923B2
JPH0685923B2 JP63031002A JP3100288A JPH0685923B2 JP H0685923 B2 JPH0685923 B2 JP H0685923B2 JP 63031002 A JP63031002 A JP 63031002A JP 3100288 A JP3100288 A JP 3100288A JP H0685923 B2 JPH0685923 B2 JP H0685923B2
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cooling water
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典生 高島
敏貞 武智
崇生 弓手
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川崎製鉄株式会社
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B27/00Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10Lubricating, cooling or heating rolls externally

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、熱間圧延機のロールを冷却水を用いて冷却す
る方法及びその装置に関するものである。
<従来の技術> 近年の工業的規模の熱間圧延、例えば鋼ストリップ圧延
のような金属の熱間圧延においては、高生産性、高能
率、高品質化等が要請され、これに伴い圧延ロールは高
荷重、高熱負荷をうけるため、摩耗やロール肌荒れの点
で苛酷な条件にさらされるようになり、これに対処すべ
く、耐摩耗性や耐肌荒れ性等の耐久性に優れた圧延ロー
ルの開発と同時に、圧延ロールの損傷に直接影響を及ぼ
すロール冷却技術の開発が重要な課題となっている。
圧延機の圧延ロールは、圧延機からの塑性変形による加
工熱と、圧延機とロールとの間に発生する摩擦熱等のた
め圧延中に絶えず加熱されることになり、時に熱間圧延
においては圧延機の温度が1000℃程度の高温であるた
め、圧延ロールの表層部は非常に高温にさらされる。こ
の表層部の熱は、ロールの半径方向の内側に伝達される
前に除去しないと、サーマルクラウンの増大、あるい
は、ロールの損傷を惹起し製品品質に悪影響を及ぼすの
で、ロールを絶えず冷却する必要がある。
従来、圧延ロールの冷却は、圧延中の圧延ロールの表面
に冷却水をスプレイして、このスプレイされた冷却水が
ロール表面に衝突し、ここで熱交換をすることによって
行われていた。
このようなスプレイ式の冷却方法は、冷却水がロールに
接触する面積が限定される上に、冷却水量を増加しても
冷却面積に変化がなく、冷却効果の大幅な増大が達成で
きないという問題点があった。
この圧延ロールの冷却にあたっては、冷却効率を高める
ために圧延直後のロール温度が高い時点で冷却水を集中
的に噴射した方が良いことが一般に知られている。
この背景のもと、特開昭57−103717号公報や特開昭57−
103718号公報には、圧延直後の圧延ロール面をできるだ
け早く冷却するために、通常の水切りワイパーの他に補
助ワイパーを設置し、水冷開始点をロールバイトに近づ
けることが提案されている。
<発明が解決しようとする課題> しかし、補助ワイパーを設置した前記従来技術において
は、水冷開始点をロールバイト出口から回転角でみて14
〜30度としているため、補助ワイパーが余りにも圧延材
に近く、補助ワイパーに回転可能な小ローラーを配設し
て位置を調節できるようにしているものの、ローラーの
損耗や悪影響によるローラー回転不良は否めず、これが
原因で通板時の被圧延材先端部の反りによる突掛けトラ
ブルや被圧延材の形状不良によるワイパー接触等の問題
が発生する恐れがあった。
本発明は、これらの問題を解決する圧延ロールの冷却方
法及びその装置を提供することを目的とするものであ
る。
<課題を解決するための手段> 本発明者らは、水切りワイパーは、圧延ロール表面に噴
射されてはね返った冷却水がロール表面と水切りワイパ
ーの間から洩れない程度の一定の押付力で押圧されてい
るが、冷却水を圧延ロール表面と水切りワイパー先端と
の接点に向けて噴射すると、冷却水の動圧により、水切
りワイパーの押付力を変化させてなくても水切りワイパ
ー先端と圧延ロールの表面との間に若干の隙間が生じ、
そこから冷却水が洩れ、ロールバイト出口と水切りワイ
パー間の空冷部分を水冷することになり、実質的に水冷
開始点が早くなること、即ちロールバイト出口と水冷開
始点の角度が小さくなることを見い出した。
本発明は、これらの知見をもとに完成したものである。
即ち、第1の発明の熱間圧延機のロール冷却方法は、冷
却水を用いて熱間圧延機の圧延ロールを冷却するに際
し、冷却水を圧延ロールの表面に噴射する第1のロール
冷却ヘッダーと水切りワイパーとの間に設けた第2のロ
ール冷却ヘッダーから、圧延ロール表面と前記水切りワ
イパーとの接点に冷却水を噴射してこの噴射動圧により
前記圧延ロール表面と前記水切りワイパー先端との間に
隙間を生じさせ、この隙間から前記冷却水を圧延ロール
表面を伝わってロールバイト出口方向へ流出させること
により圧延ロール表面のロールバイト出口と前記水切り
ワイパーとの接点間に水冷部を形成するものである。
<作 用> 本発明によれば、圧延ロールの表面と水切りワイパーの
先端との接点に噴射された冷却水の動圧により、圧延ロ
ールの表面と水切りワイパー先端との間に、若干の隙間
が生じ、そこから冷却水が洩れ、ロールバイト出口と水
切りワイパー間の空冷部分を水冷する。これにより、圧
延ロールの表面温度の上昇を防ぐことができる。
<実施例> 本発明の一実施例を図面に参照して説明する。第1図
は、本発明の一実施例を示す一部ブロック図を含む断面
図であって、被圧延材1はワークロール2、2′間で圧
延される。ワークロール2、2′の表面に、第1のワー
クロール冷却ヘッダー群3、3′から骨圧の冷却水が回
転中心に向かって噴射され、この冷却水が被圧延材1に
当たらないように水切りワイパー4、4′が設置されて
いる。第1のワークロール冷却ヘッダー群3、3′と水
切りワイパー4、4′との間に、冷却水の噴射方向をワ
ークロール2、2′の表面と水切りワイパー4、4′と
の接点A、A′に向けた第2のワークロール冷却ヘッダ
ー5、5′を設置する。第2のワークロール冷却ヘッダ
ー5、5′は配管6、6′を遠して自動遮断弁7、7′
を介して、ポンプ8に連結している。バルブ制御装置9
は自動遮断弁7、7′の開閉を制御するものであって、
被圧延材1のワークロール2、2′への噛込みあるいは
噛抜けのロードリレー信号jが入力された後、所定の時
間が経過後に自動遮断弁7、7′を開動作もしくは閉動
作させる。
次に本発明の動作方法について説明する。被圧延材1が
ワークロール2、2′に噛込んでいない状態では自動遮
断弁7、7′は閉じており、通常の第1のワークロール
冷却ヘッダー群3、3′のみでワークロール2、2′を
冷却している。被圧延材1がワークロール2、2′に噛
込むと、ロードリレー信号jがON動作してバルブ制御装
置9に出力される。バルブ制御装置9はロードリレー信
号jが入力されたことにより、例えばその内部に設けら
れたタイマーをスタートさせ、下記の予め設定した時間
が経過した後、自動遮断弁7、7′を開動作させる。こ
の設定時間は、被圧延材1の仕上温度を確保するための
圧延温度の低い先端部が通過するまでの時間、具体的に
は、加熱炉内での最端スキッド部に相当する部分が通過
するまでの時間とする。
自動遮断弁7、7′が開となると、第2のワークロール
冷却ヘッダー5、5′より、圧延ロール2、2′の平面
と水切りワイパー4、4′との接点A、A′に向けて冷
却水を噴射し、動圧により接点A、A′に若干の隙間が
生じ、これより冷却水が洩れ、冷却開始点がロールバイ
ト側に近づき、ロール冷却の効率が向上する。
次いで被圧延材1の尾端部が当該スタンドを噛抜ける
と、ロードリレー信号jがOFF動作し、バルブ制御信号
9に出力されると共に自動遮断弁7、7′に閉動作指令
を出力し、第2のワークロール冷却ヘッダー5、5′か
らの冷却水の噴射をストップさせる。
なお、冷却水が水切りワイパー4、4′とワークロール
2、2′の表面との接点A、A′から洩れ、被圧延材1
を冷却することが懸念されるが、一般にホットタンデム
圧延においては、被圧延材1の先端部が通板完了すると
スピードアップ(ズームアップ)を行うため、被圧延材
1の温度は先端側に比べ尾端側が高くなるので、前述し
た洩水により、先端部を除く全長に亘り被圧延材1を冷
却することができ、仕上温度を均一にすることができ
る。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
7スタンドからなる熱間仕上圧延機の前段4スタンドに
本発明を適用し、平均板厚2.3mm、平均板幅965mmのSPCC
材を95本(1500トン/サイクル)を、材質が高クロム鋳
鉄のワークロールにより圧延した。なお、被圧延材1が
ワークロールに噛込んでから、第2のワークロール冷却
ヘッダーから冷却水を噴射されるまでのタイマー設定時
間を2秒とした。
その結果を、従来のロール冷却方法による結果と共に第
1表に示す。第1表は、上、下ワークロールのロール表
面肌の損傷評点の平均点を示したもので、サンプル数は
本発明法及び従来法とも5サンプルである。
第1表から、本発明によりロール表面の肌状態が著しく
改善されたことがわかる。
なお、この時のロール表面温度を把握するために、No.1
スタンドのワークロール表面に熱電対を埋め込み、圧延
中のロール表面温度の推移を測定した。第2図はその結
果を示したもので、被圧延材の噛込みと同時にロール表
面温度は上昇し、従来法では130〜140℃に達するが、本
発明によると、No.1スタンド噛込み時点T1から所定時間
経過後の時間T2に第2のワークロール冷却ヘッダーを開
動作させることにより、破線の如くロール表面温度を約
10℃低下させていることがわかった。
<発明の効果> 本発明により、圧延ロールの耐肌荒れ性を著しく改善す
ることができ、圧延ロールの寿命を大幅に延長すること
ができる。また冷却効率を向上することができ冷却水の
使用量も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す一部ブロック図を含む
断面図である。第2図は本発明の一実施例と従来例にお
けるロール表面温度と時間との関係を示したグラフであ
る。 1……被圧延材、 2、2′……ワークロール、 3、3′……第1のワークロール冷却ヘッダー、 4、4′……水切りワイパー、 5、5′……第2のワークロール冷却ヘッダー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−103717(JP,A) 特開 昭57−103718(JP,A) 特開 昭52−104446(JP,A) 特開 昭53−30957(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】冷却水を用いて熱間圧延機の圧延ロールを
    冷却するに際し、冷却水を圧延ロールの表面に噴射する
    第1のロール冷却ヘッダーと水切りワイパーとの間に設
    けた第2のロール冷却ヘッダーから、圧延ロール表面と
    前記水切りワイパーとの接点に冷却水を噴射してこの噴
    射動圧により前記圧延ロール表面と前記水切りワイパー
    先端との間に隙間を生じさせ、この隙間から前記冷却水
    を圧延ロール表面を伝わってロールバイト出口方向へ流
    出させることにより圧延ロール表面のロールバイト出口
    と前記水切りワイパーとの接点間に水冷部を形成するこ
    とを特徴とする熱間圧延機のロール冷却方法。
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