JPH0757368B2 - 圧延機のロ−ル冷却装置 - Google Patents

圧延機のロ−ル冷却装置

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JPH0757368B2
JPH0757368B2 JP62138093A JP13809387A JPH0757368B2 JP H0757368 B2 JPH0757368 B2 JP H0757368B2 JP 62138093 A JP62138093 A JP 62138093A JP 13809387 A JP13809387 A JP 13809387A JP H0757368 B2 JPH0757368 B2 JP H0757368B2
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JP
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roll
thin plate
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輝男 関谷
智明 木村
聡一郎 音田
一郎 前田
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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、特に板材や帯鋼等を生産する板用圧延機の作
業ロールを冷却する圧延機のロール冷却装置の改良に関
するものである。
〔従来の技術〕
一般に、圧延機の圧延ロールは、圧延材からの塑性変形
による加工熱と、圧延材及びロール間に発生する摩擦熱
等のために、圧延中絶えず加熱されている。特に、熱間
圧延する場合は圧延材の温度が1200℃程度の高温である
ため、圧延ロールは著しく高温になる。また、圧延ロー
ルと圧延材との間のスリツプによる発熱がさらに圧延ロ
ールを加熱する。圧延ロールの加熱は、まず、圧延材と
接触するロール表面で始まり順次この表面からロール中
心に向け半径方向に進行する。また、ロールの長手方向
に関しては、加熱がロールの軸方向中央から、それぞれ
両端部へ向かつて進行する。従つて、ロールの長手方向
に関しては、中央部の温度が最も高く、両端部に至るに
従い温度は次第に低下する。このため、圧延ロールの直
径は、中央部が両端部より熱膨張によつて大径となる。
この熱膨張による直径の差は、熱間圧延の場合0.1〜0.4
mm程度に達する。
そして、ロールの直径が、中央部で大きく両端部で小さ
くなると、圧延された圧延材の板幅中央部の板厚が薄く
なり、圧延精度が悪くなると云う問題がある。また、圧
延ロールの温度が高くなると、圧延材とロールとの焼付
きが生じ、製品の表面品質が低下する。このため、圧延
機のロールは、圧延中に絶えず冷却する必要がある。そ
こで、従来は、ロールから離れた位置より、スプレイノ
ズルを用いて冷却水をロール表面に噴射しロールの冷却
を行なつていた。ロール表面からの平均熱伝達係数は、
3000Kcal/m2hr℃が限度であり、冷却能力には限界があ
る。そして、これを改善するために冷却水量の増大、ま
たは冷却水圧力の上昇等、種々の試みがなされてきた
が、これにも限界があり、ロールを充分冷却できなかつ
た。
このロール冷却装置として従来、特公昭55−12322号公
報が提案されている。この提案においては、ロール外周
に沿う形状を有する冷却水ガイドを、このロールに対し
て一定間隔を離てて配置し、この冷却水ガイドとロール
との間の間隙に冷却水を強制的に供給し、平均熱伝達係
数を従来の2〜3倍程度に向上させている。しかし、こ
の構造においては、 (1)冷却水ガイドは、ロールに極めて接近させて配設
する必要があるが、ロール外周面と冷却水ガイドとの各
部分の隙間を均一にできぬため、冷却水ガイド内の冷却
水流速を均一にし冷却効果を向上することができない。
(2)冷却水ガイドをロールに極めて接近させる配置で
ロール径の変化に対応し追従させることの隙間設定が難
しく、かつ、圧延機と冷却水ガイドとの取合い上、冷却
水ガイドを円周方向に長さを長くすることができない。
即ち、冷却効果を上げることができない。
と云う問題点を有し、低圧,小水量で効率のよい冷却を
行なうことは困難であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のように従来の技術においては、ロール外周面と冷
却水ガイドとの各部分の隙間を均一にすることができ
ず、かつ、冷却水ガイドをロール径の変化に対応し追従
させることが困難であり、また、冷却水ガイドを円周方
向に長さを長くすることが難しい等の原因によつて低
圧,小水量で効率のよい冷却を行なうことができなかつ
た。
本発明は上記の状況に鑑みなされたものであり、冷却水
が低圧,小水量であると共に著しく冷却効率を向上でき
る圧延機のロール冷却装置を提供することを目的とした
ものである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、圧延材を圧延する作業ロールの外周面に対
向配設され前記作業ロール外周面に沿って彎曲し該外周
面との間に冷却水を案内する薄板と、該薄板及び前記外
周面との間の冷却水通路に対し冷却水を給排すると共に
前記外周面との間隙を調整する手段を有する給水ブロッ
ク及び排水ブロックとを設け、前記給水ブロックと前記
薄板の被圧延材側端部とを、前記排水ブロックと前記薄
板の圧延材側端部とを夫々固着したものにおいて、前記
薄板は該作業ロールの軸線に沿って配設され、この薄板
を支持して該作業ロール外周面に対する該薄板の間隙を
調整する第1の調整装置を備えた中央支持ブロックを支
持体に設置し、前記薄板を球状接手を介して支持すると
共に、該作業ロール外周面に対する該間隙を調整する第
2及び第3の調整装置を夫々備えた上下支持ブロックを
前記中央支持ブロックの上方並びに下方に位置するよう
に前記支持体に配設し、前記給水ブロック及び排水ブロ
ックを前記支持体に対して球状支持体を介して設置した
ことを特徴とする圧延機のロール冷却装置によって達成
される。
〔作用〕
上記の構成により、薄板は第1の調整装置を備えた中央
支持ブロックにより作業ロールとの間隙を調整し、更に
球状接手を介して支持し、該作業ロール外周面に対する
該間隙を調整する第2及び第3の調整装置を夫々備えた
上下支持ブロックにより作業ロールとの間隙を調整す
る。また給水ブロック及び排水ブロックも支持体に対し
て球状支持体を介して設置しているために例えば作業ロ
ールの外径が小さくなった場合でも薄板がゆがむことな
く、薄板と作業ロールとを均一の間隙をすることができ
る。
〔実施例〕
以下本発明の圧延機のロール冷却装置を実施例を用い第
1図ないし第4図により説明する。第1図はロール軸方
向両端部の薄板引き装置部分の縦断面図、第2図は第1
図の軸方向内側位置の断面でII−II線上部は給水ブロッ
ク自在支持部、下部は薄板押し装置部の断面図、第3図
は第1,2図の装置等を圧延機に組み込んだ状態の断面
図、第4図は第3図の一部の平面図である。図におい
て、1は作業ロール、2は冷却パツトユニツト、3は薄
板、4は中央支持ブロツク、5は上下支持ブロツク、6
は支持体、7,8は引ねじ、9は給水ブロツク、10は排水
ブロツク、11は引ねじ、12は球面ブロツク、12aは支え
棒、13,14,15は押ねじである。また、16はシール、17は
ばね、18はばね調整バー、19は調整ねじ、20はストツパ
ガイド、21はベロー管、22は作業ロール軸受箱、23は分
配ブロツク、24は給水管、25は排水管、26はシリンダ
ー、27はホルダー、28は外ガイド、29はシリンダー、30
は配管ジヨイント、31は通板ガイド、32は圧延材であ
る。
そして、冷却パツト2の構成は、薄板3と中央支持ブロ
ツク4とが結合され、この結合部の上下位置に円筒断面
の突起部が形成され、この突起部を球状接手を介し自在
に支持する上下支持ブロツク5及び薄板3の両端に、給
水ブロツク9,排水ブロツク10が結合形成されており、こ
れらはすべて支持体6に対し移動自在に嵌り合つてい
る。そして、支持体6は作業ロール軸受箱22に取付け固
定されている。中央ブロツク4は作業ロール1の軸方向
両端にそれぞれ引ねじ7を有し、引ねじ7の脇に押ねじ
13を設け、この押,引ねじ13,7により薄板3の中央部を
間隙Eの定位置で支持体6に固定している。薄板3の円
筒状断面突起部と係合する上下支持ブロツク5には、引
ねじ8がロール軸方向両端部に結合されており、この引
ねじ8の脇に押ねじ14が設けられ、この部位を定位置に
支持体6に固定されている。薄板3の端部と結合されて
いる給水ブロツク9は、ロール軸方向両端位置の上下位
置に2個の引ねじ11を有し、第2図に示す中央部の2個
の支え棒12aにより球面ブロツク12を介し支持体6に支
承されている。また、支持体6に取り付けた押ねじ15と
引ねじ11とにより前後方向に、球面ブロツク12により回
転方向に、それぞれ自在に調整可能で定位置に固定され
るようになつている。
また、給水ブロツク9の外側は、薄板3のロール外周面
方向両側及び軸方向両側の外周にシール16が取り付けら
れ外部に対し封止され、シール16の先端はばね17により
作業ロール1の外周面に押し付けられている。ばね17の
背後には、ばね調整バー18とばね調整バー18の位置決め
用の調整ねじ19とを有し、調整ねじ19を回転することに
よりばね調整バー18は前後進してばね張力の調整が行な
わればね17の撓みが調整され、シール16の作業ロール1
への押付力が調整されるようになつている。下部の排水
ブロツク10も給水ブロツク9と同様な機構,機能を有し
支持体6に対し定位置に固定されている。また、排水ブ
ロツク10の下面外壁にはストツパガイド20が取り付けら
れ、圧延機のガイドとして使用するが、下面外壁をその
ままガイドとして使用する方法もある。
第3図において、給水ブロツク9,排水ブロツク10は、そ
れぞれ可撓性を有するベロー管21により水孔に接続され
矢印A,Bのように給排水されるようになつており、この
水孔は着脱自在な配管ジヨイント30により分配ブロツク
23に接続され、給水管24,排水管25によつて外部との間
に給排水されるようになつている。尚、矢印Cはロール
回転方向、矢印Dは冷却水流れ方向である。分配ブロツ
ク23はシリンダー26により上下方向に移動可能にホルダ
ー27に取り付けられており、作業ロール1に取り付けら
れた冷却パツトユニツト2の上下動作に追従するように
構成されている。また、ホルダー27には外ガイド28が取
り付けられ、通板ガイド31と適正な関係を保持し圧延材
32を誘導するようになつている。ホルダー27はレール
(図示せず)上をシリンダー29により圧延材32の進行方
向に前後進移動可能に構成されている。
上記の構造において、作業ロール1の外周面に冷却パツ
トユニツト2を取り付け、ロール外周面に対し、先ず、
押ねじ7,引ねじ13によつて薄板3の中央部を所定の間隙
Eにセツトする。次に、上下支持ブロツク5を引ねじ8,
押ねじ14により間隙Eになるように調整する。そして、
給水ブロツク9,排水ブロツク10に固着している薄板3の
端部が間隙Eとなるように調整する。この結果、薄板3
はロール表面に間隙Eをもつて均一に調整し取り付けら
れたことになる。次に、調整ねじ19によりシール16に適
切な押付力を付与させて取り付ける。そして、冷却パツ
トユニツト2が取り付けられた作業ロール1を圧延機に
ロール組替装置により組み込むが、このとき、ホルダー
27はシリンダー29により後退しているので、ロール組込
後前進させ分配ブロツク23を支持体6の水孔に配管ジヨ
イント30により接続することにより容易に組み込むこと
ができる。従つて、第3図の如く給水することにより冷
却水は上下の給水ブロツク9から供給され均一に調整さ
れた間隙Eに案内され作業ロール1の圧延材32の圧延側
の排水口10から排水され、効率よく冷却が行なわれる。
第5図は横軸に流量をとり縦軸に熱伝達率をとつて示し
た流量,熱伝達率関係説明図を示すが、同一流量におい
ては水膜厚さを薄くする程、即ち、流速を早くする程、
熱伝達率が高く冷却能力が高いことが判る。また、従来
のスプレイ以上の冷却能力を発揮させるには、水膜厚を
23mm程度に確保する必要がある。このためには、薄板3
とロール外周面との間隙Eが均一であることと作業ロー
ル1径の研摩による径変化に対応できることが必要であ
る。
そして、冷却パツトユニツト2の上,下部に直接通板ガ
イド31を取り付けたことにより、第1図に示す薄板3の
ロール外周面に占める角度βを80度以上に円周方向に拡
大でき、冷却面積を大きくし冷却を効率よく行なうこと
ができる。また、冷却水は、ロール回転方向Dに対し対
向する側から供給されるので、冷却水とロール表面との
相対流動速度は、ロール周速と冷却水速度との和となり
冷却能力を向上する。さらに、給水口側は高圧側になり
排水口が外部排水のため低圧となるが、この排水側を圧
延材側に配置することにより、シール部よりの漏水が小
さく圧延材の温度低下を防止できる利点もある。また、
冷却水の圧力も、従来は10〜30kg/cm2も必要としていた
ものが、圧力5kg/cm2程度で可能であり水量も減少する
ため、小規模なポンプユニツトで充分となる。
このように本実施例の圧延機のロール冷却装置は、ロー
ル外周面に取付角度範囲を拡大し取り付けできると共に
間隙を調整自在にロール径に対応し全面均一に取り付け
できるように薄板を装着可能に構成し、かつ、ロール回
転方向に対向する方向から冷却水を供給し相対流動速度
が大きくなるように構成したので、低圧,小水量である
と共に冷却効率を著しく向上でき、ロール寿命の延長そ
の他の経済性を向上できる。
〔発明の効果〕
以上記述した如く本発明の圧延機のロール冷却装置は、
冷却水が低圧,小水量であると共に著しく冷却効率を向
上できる効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の圧延機のロール冷却装置の実施例のロ
ール軸方向端部の薄板引き装置部分の縦断面図、第2図
は第1図の軸方向内側位置の断面でII−II線上部は給水
ブロツク自在支持部、下部は薄板押し装置部の断面図、
第3図は第1図,第2図の装置等を圧延機に組み込んだ
状態の断面図、第4図は第3図の一部の平面図、第5図
は冷却水量,熱伝達効率関係説明図である。 1……作業ロール、3……薄板、4……中央支持ブロツ
ク、5……上下支持ブロツク、6……支持体、9……給
水ブロツク、10……排水ブロツク、16……シール、17…
…ばね、32……圧延材、E……間隙。
フロントページの続き (72)発明者 音田 聡一郎 千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式会社千 葉製鉄所内 (72)発明者 前田 一郎 千葉市川崎町1番地 川崎製鉄株式会社千 葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 昭61−266108(JP,A) 特開 昭61−293604(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延材を圧延する作業ロールの外周面に対
    向配設され前記作業ロール外周面に沿って彎曲し該外周
    面との間に冷却水を案内する薄板と、該薄板及び前記外
    周面との間の冷却水通路に対し冷却水を給排すると共に
    前記外周面との間隙を調整する手段を有する給水ブロッ
    ク及び排水ブロックとを設け、前記給水ブロックと前記
    薄板の非圧延材側端部とを、前記排水ブロックと前記薄
    板の圧延材側端部とを夫々固着したものにおいて、 前記薄板は該作業ロールの軸線に沿って配設され、この
    薄板を支持して該作業ロール外周面に対する該薄板の間
    隙を調整する第1の調整装置を備えた中央支持ブロック
    を支持体に設置し、前記薄板を球状接手を介して支持す
    ると共に、該作業ロール外周面に対する該間隙を調整す
    る第2及び第3の調整装置を夫々備えた上下支持ブロッ
    クを前記中央支持ブロックの上方並びに下方に位置する
    ように前記支持体に配設し、前記給水ブロック及び排水
    ブロックを前記支持体に対して球状支持体を介して設置
    したことを特徴とする圧延機のロール冷却装置。
  2. 【請求項2】前記作業ロール軸線に沿って配設され、前
    記冷却水通路を区画するようばねを介して該作業ロール
    に対して押圧されるシール材を前記給水ブロック及び排
    水ブロックの夫々に設置したことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の圧延機のロール冷却装置。
  3. 【請求項3】前記彎曲形成された前記薄板の円弧上状の
    両端と該作業ロールの軸心を結ぶ線分とが作る該薄板の
    円周方向角度が80℃以上に形成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の圧延機のロール冷却装
    置。
JP62138093A 1987-06-03 1987-06-03 圧延機のロ−ル冷却装置 Expired - Lifetime JPH0757368B2 (ja)

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JPS63303609A JPS63303609A (ja) 1988-12-12
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