JPH0763732B2 - 熱間圧延用潤滑剤の供給装置 - Google Patents

熱間圧延用潤滑剤の供給装置

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JPH0763732B2
JPH0763732B2 JP14225589A JP14225589A JPH0763732B2 JP H0763732 B2 JPH0763732 B2 JP H0763732B2 JP 14225589 A JP14225589 A JP 14225589A JP 14225589 A JP14225589 A JP 14225589A JP H0763732 B2 JPH0763732 B2 JP H0763732B2
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lubricant
hot rolling
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隆郎 倉橋
英樹 高橋
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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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
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は熱間圧延において、固体潤滑剤、断熱剤、極圧
添加剤を半固体状潤滑剤に添加した熱間潤滑剤を適用す
るための熱間圧延用潤滑剤の供給装置に関するものであ
る。
[従来の技術] ロール摩耗低減、鋼板表面品質改善を目的に熱間圧延機
におけるワークロールに半固体状潤滑剤を気体と混合
し、霧状化して供給しながら圧延する潤滑圧延方法に
は、特開昭61−63311号公報に見られるように、タンク
内に収容したグリース等の半固体状潤滑剤を加温し流動
化することによって、ワークロールに向けられたノズル
に向かって加圧ポンプにより圧送する方法が知られてい
る。
[発明が解決しようとする課題] しかし、この従来の方法では、特定比で特定量の固体潤
滑剤、断熱剤、極圧添加剤を半固体状潤滑剤に均一分散
させて添加した熱間潤滑剤を、タンク内に収容させて加
温した場合、粒度から極端におちるため、前記添加剤が
沈降し、均一分散化がくずれ、十分な潤滑効果を発揮す
ることができなくなり、又、沈下した前記添加剤が、詰
り発生の原因となり、その防止策が必要となる。
また、特開昭61−63311号公報に見られるノズルの先端
形状は、楕円状の扁平タイプで、且つ、潤滑剤とエアー
との混合がノズル外部で行なうようになっているが、こ
のタイプでは噴霧形態が幅方向:高さ方向=1:1.2とほ
ぼ円に近く、スプレーされる潤滑剤膜の厚さが幅方向で
異なり、流量分布はスプレー幅方向の中央部が凸形で、
中央部にいくほど流量が多く、スプレー中央部と最周辺
部での流量差が大きい噴霧形態となる。従って、このタ
イプのノズルを使用して、ワークロール表面をスプレー
する場合、幅方向流量分布が不均一な流量分布となるた
め、ロールバイト内幅方向摩擦係数分布に差を生じ、圧
延材の片伸びが発生したり、必要量以上の潤滑剤が部分
的にスプレーされるため潤滑剤過多によるスリップ、ゲ
ージ変動等の通板性の問題が発生する。また、潤滑剤の
過剰塗布によるコスト高の問題も生じる。更に、このタ
イプでは、潤滑剤吐出・停止用切替弁体の作動はエアー
を用いているが、エアーのコスト高のデメリットもあ
る。
本発明はかかる問題点を解消しうる潤滑剤供給装置とし
て、潤滑剤圧送機構に往復ポンプとアキュムレータを設
置することによって、脈動なく常時一定量の潤滑剤を圧
送し、スプレーノズルはその噴霧形態を幅方向に拡大
し、高さ方向に縮小する扇形扁平形態にすることによっ
て、ワークロールの単位面積あたりに噴射される潤滑剤
が低流量で、かつ、幅方向流量分布の均一化が図り、圧
延安定性と潤滑剤の低コスト化、及び、潤滑剤吐出・停
止の切替弁体に配管抵抗以上の所定の圧力によって作動
する簡易な逆止用バネを内蔵したものを採用することに
よって、高効率潤滑圧延を達成できるようにしたもので
ある。
[課題を解決するための手段] このため本発明に係る潤滑剤供給装置は、特定比で特定
量の固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加剤を半固体状潤滑剤
に添加共存させた潤滑剤を収容するタンクと、該タンク
内に収容された粘度の高い前記潤滑剤を加温することな
しにスプレーノズルに圧送するために往復ポンプを設置
し、且つ、往復ポンプ採用による脈動防止対策として往
復ポンプ出側にアキュムレータを設けたものを特徴と
し、又、本発明に係るプレーノズルは、ノズル本体の中
心にある潤滑剤流入路の先端部に、半固体潤滑剤と噴霧
用エアーを混合させる潤滑剤霧化室を有するオリフィス
を先端に形成し、且つ、該オリフィス先端部はドーム形
状で、潤滑剤噴霧孔は、外方に向かって、上下対称扇形
に切り欠いた所定形状を形成し、更に、潤滑剤吐出・停
止用切替弁体にバネ式の逆止弁機構を内蔵している点に
特徴を有するものである。
[作用] かかる構成の圧延用潤滑剤の供給装置においては、半固
体潤滑剤に添加させた固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加剤
の均一分散化をくずすことなく容易に往復ポンプで圧送
し、且つ、ポンプ出側にアキュムレータを設置すること
によってスプレーノズルから噴霧される潤滑剤の脈動が
防止される。そして、スプレーノズルはオリフィス内部
で潤滑剤と噴霧用エアーを混合霧状化して広角噴射する
ことにより、ワークロール胴長方向に低流量で、且つ、
流量均一に塗布することができる。従って、特定比で特
定量の固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加剤を半固体潤滑剤
に添加させた潤滑剤を熱間圧延用潤滑剤として適用する
場合、本発明の潤滑剤供給装置によって、常に安定した
噴霧形態を確保しつつ、ワークロール表面に該潤滑剤を
塗布して潤滑性良好な熱間圧延を実施できる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説明する。
本発明による潤滑装置は、第1図に示すごとく、タンク
1に特定比で特定量の固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加剤
を半固体潤滑剤に均一分散添加させた潤滑剤2が収容さ
れ、該タンク1の底部には電動モータ3が内蔵された往
復ポンプ4が設置され、該往復ポンプ4からワークロー
ル前面に向けられたスプレーノズル6に対して該潤滑剤
供給配管路5が設置されている。往復ポンプ4出側直近
の配管路5にアキュムレータ7を設置し、アキュムレー
タ7出側直近の配管路5には潤滑剤ON/OFF用電磁弁8が
設置されており、電磁弁8は圧延機のロードセル9のON
/OFFの信号により開/閉する制御回路10によって制御さ
れている。
前記した往復ポンプ4は電動モータ3によって駆動さ
れ、連続運転することにより常時タンク1内に収容され
ていた潤滑剤2が配管路5へ圧送される。従って、被圧
延材がないアイドル時は電磁弁8が閉であるので圧送さ
れた潤滑剤2がアキュムレータ7に蓄積される。被圧延
材13がワークロール14間を通板するロードセル9のON時
には電磁弁8が開となり、アキュムレータ7内に蓄積さ
れていた潤滑剤2がスプレーノズル6に圧送される。ア
キュムレータ7には圧力制御機構11を設け、過剰圧力と
なった場合は、戻り用電磁弁12が開くことによって、ア
キュムレータ内に蓄積された過剰潤滑剤をタンク1内に
戻す構造とし、配管路への圧送流量を自在に調整できる
ようにしている。
これにより、ノズル1個に上記した設備一式を設置すれ
ば、アキュムレータの初期封入圧および圧力制御値を調
整することによって、配管抵抗差による潤滑剤吐出流量
不均一化の防止を図り、均一供給を図ることができる。
噴霧用エアーは配管16、電磁弁17を介してスプレーノズ
ル6に通じている。
次に、上記したスプレーノズル6の構成について以下に
説明する。第2図は本発明にかかるスプレーノズルの構
成を示す縦断面図であり、第3図はオリフィス先端部の
正面図である。
図において、18は潤滑剤入口を示し、19は噴霧用エアー
入口を示している。26は潤滑剤流路で、前記潤滑剤入口
18に対し直角方向に折れ曲って設けられている。潤滑剤
入口18の深部には切替弁体20が内蔵されており、後方か
ら逆止用バネ25により付勢されて平常時は潤滑剤流路26
を閉止しているように構成されている。23は潤滑剤流路
先端部であり、潤滑剤の霧化室24に開口している。霧化
室24は、ドーム体21により形成されている。該ドーム体
21の先端にはオリフィス22が構成されている。該オリフ
ィス22の開孔形状は第3図のように横長に切り欠いた状
態である。また、噴霧用エアーは潤滑剤流路先端部23の
外周から霧化室24内に導入されている。
第4図は切替弁体20の動作状況を示す説明図で、(A)
は開の状態、(B)は閉の状態を示している。潤滑剤入
口18から入った潤滑剤は、供給圧力が、逆止用バネ力よ
り大きい圧力であると、バネは初期の位置から縮み、切
替弁体20を押し出し、潤滑剤流路26に流出する(Aの状
態)。一方、供給圧力が0の場合は、切替弁体20に加わ
る圧力は配管抵抗力のみとなり、逆止用バネ25はこの力
に打ち勝って、初期の位置まで伸びることによって、切
替弁体20が潤滑剤流路26への流出口を完全にふさぎ、流
出を防止する(Bの状態)。
配管抵抗力より大きい吐出圧力で潤滑剤流路26に流出し
た潤滑剤は、潤滑剤流路先端部23から滴下して、潤滑剤
霧化室24に充満される。噴霧用エアー入口から入ったエ
アーは、潤滑剤霧化室24に通じており、潤滑剤霧化室24
に充満されていた潤滑剤とエアーがここで混合し、霧化
され、オリフィス22先端部の切り欠いた形状に沿って、
広角に長円形スプレーされる。オリフィス先端部の切り
欠き形状とスプレーパターンは同一方向となる。
次に、表1の条件のもとに使用した時のノズルセンター
からの距離に対する流量分布と噴霧形態について示す。
本発明によるスプレーノズルを使用した場合の流量と噴
霧形態を第5図に示す。比較のため、前出の特開昭61−
63311に示された従来の形状のものを使用した場合につ
いて同様に第6図に示す。
本発明にかかるものは、広角にスプレーされ幅方向流量
分布が広がることがわかる。すなわち、本発明によれば
オリフィス先端部内面で潤滑剤霧化室を絞り込むことに
とって、霧化状潤滑剤の噴射孔への集中と流速を促進
し、オリフィスはドーム形状で潤滑剤噴霧孔を外方に向
かって上下対称扇形に切り欠いた所定形状に形成するこ
とによって、潤滑剤噴霧孔センター部に比べ、端部から
噴射される流速が増し、更にスプレーパターンが幅方向
に広がり、高さ方向に縮小し、従来タイプに比べ、噴射
角度が2倍に拡大することができ、且つ、幅方向流量分
布も均一で低流量に抑えることができる。
このことは、熱間圧延において、ロール摩擦低減、鋼板
表面品質改善を目的に前記潤滑剤をワークロール全面に
塗布して圧延する際に、1ロール当たりのノズル配置個
数を従来ノズル(特開昭61−63311使用タイプ)に対し
て1/2に減少することができ、且つ、潤滑剤も供給ポン
プからの吐出流量を調整することによって、ワークロー
ル全面に必要最小限の潤滑剤を塗布することができ、過
剰供給になることなく、低コスト化を図ることができ
る。
次に、特定比で特定量の固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加
剤を半固体潤滑剤に均一分散添加させた熱間潤滑剤
(A)と、従来から公知のスチームアトマイズ法により
従来の圧延油(B)を次の条件のもとでワークロールに
塗布した場合の比較試験結果を第7図に示す。
圧延機:4Hi圧延機で連続熱延5号スタンド上ロール 圧延材料:普通炭素鋼 板厚2.0〜4.0mm ロール材質:高合金グレン鋳鉄 ロール径:590〜610mmφ 潤滑剤塗布量:熱間潤滑剤(A) 30cc/分 従来圧延油(B)100cc/分 第7図に示すごとく、本発明により熱間潤滑剤(A)を
適用すると、ロール摩耗量は従来の約1/3に低下し、ス
リップ、ゲージ変動等の熱延操業上の問題もなく、低流
量の潤滑剤で良好な熱間潤滑圧延を実施できた。
[発明の効果] 本発明の熱間圧延潤滑剤供給装置を用いることにより、
固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加剤を含有した半固体潤滑
剤をワークロール表面に極めて効率よく付着させ、良好
な潤滑圧延ができ、ロール原単位の低減、鋼板表面品質
改善など、優れた効果を奏するものである。
また、上記のように本発明に特に好適に使用できる熱間
圧延潤滑剤は、半固体状で、ワークロールに対する付着
効率も、液体である従来使用の圧延油に比べ極めて良い
ものであるので、潤滑剤の排水混入による流出は皆無に
等しく公害問題激減の面からも極めて有益なものであ
る。
さらに、本発明のスプレーノズルによれば、幅方向の流
量分布を均一化できると共に、潤滑剤の低流量化を図る
ことも可能となり、安定した高効率の潤滑圧延を実施す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる潤滑剤供給装置の説明図、第2
図は本発明スプレーノズルの断面図、第3図はオリフィ
ス先端部の正面図、第4図(A),(B)は切替弁体の
動作状況を示す説明図、第5図は本発明の流量分布と噴
霧形態の実施例を示す図表、第6図は従来例の流量分布
と噴霧形態の実施例をそれぞれ示した図表、第7図は本
発明法の効果を説明するグラフ図である。 1……潤滑剤貯蔵タンク、2……潤滑剤、3……電動モ
ーター、4……往復ポンプ、5……潤滑剤流路配管、6
……スプレーノズル、7……アキュムレーター、8……
潤滑剤ON/OFF用電磁弁、9……ロードセル、10……制御
回路、11……圧力制御機構、12……戻り用電磁弁、13…
…被圧延材、14……ワークロール、15……バックアップ
ロール、16……噴霧用エアー配管、17……エアーON/OFF
用電磁弁、18……潤滑剤入口、19……噴霧用エアー入
口、20……潤滑剤吐出・停止用切替弁体、21……オリフ
ィス先端部、22……オリフィス、23……潤滑剤流入路先
端部、24……潤滑剤霧化室、25……逆止用バネ、26……
潤滑剤流路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−63311(JP,A) 特開 昭62−227510(JP,A) 実開 昭58−113451(JP,U) 実公 昭27−6891(JP,Y1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定量の固体潤滑剤、断熱剤、極圧添加剤
    を半固体状潤滑剤に添加した熱間圧延用潤滑剤を収容す
    るタンクと、該タンクに収容された該潤滑剤をワークロ
    ールに向けたスプレーノズルに圧送するための往復ポン
    プとアキュムレータを設けて、前記スプレーノズルの先
    端には該潤滑剤と噴霧用エアーを混合させる潤滑剤霧化
    室を形成するドーム体を設け、該潤滑剤霧化室は潤滑剤
    噴霧用エアー孔が開口し、ドーム体の先端部に設けられ
    該潤滑剤を噴射する開口部であるオリフィスを外方に向
    かって上下対称扇形に切り欠いた形状に形成し、且つ、
    潤滑剤流路に配管抵抗力以上の所定の圧力で作動する逆
    止用バネを内蔵した潤滑剤吐出・停止用切替弁体を設け
    て構成したことを特徴とする加温なしの熱間圧延用潤滑
    剤の供給装置。
JP14225589A 1989-06-06 1989-06-06 熱間圧延用潤滑剤の供給装置 Expired - Lifetime JPH0763732B2 (ja)

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