JPH08112604A - 圧延機におけるロール冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はクーラント設備の大型化を阻止し、適
切なクーラント流量分布を選択して圧延ロールを冷却で
きるロール冷却装置を提供することを目的とする。 【構成】ロールの胴長方向に対して平行に配置されて回
転自在に設けられたクーラントヘッドと、このクーラン
トヘッドにその軸方向に複数のクーラント噴射用の噴射
ノズルが一例に並べられて構成されクーラントヘッドに
その周方向に間隔を存してた位置に配設された複数の噴
射ノズル列と、クーラントヘッドに接続されてこのクー
ラントヘッドにクーラントを供給するクーラント供給管
と、クーラントヘッドを回転させる回転手段とを具備
し、各噴射ノズル列における各噴射ノズルは、各噴射ノ
ズル列毎に夫々異ならせて設定された所定のクーラント
噴射流量分布に基づいて夫々、単位時間当りのクーラン
ト噴射流量が設定されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧延機において例えば圧
延ロールに対してクーラントを噴射して冷却を行う冷却
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム板などの金属の板材を圧延
加工する圧延機において、圧延ロールの表面温度は被圧
延材の表面性状に密接な関係があり、圧延ロールの表面
温度が高いと被圧延材の表面性状に悪影響を与える。こ
のため、水に数％の潤滑油を添加したクーラントを圧延
ロールに噴射して圧延ロールを冷却し、圧延ロールの表
面温度を適切に調節している。

【０００３】このクーラントを圧延ロールに噴射して冷
却を行う装置は、圧延ロールの胴長方向に沿って配置さ
れた筒状のクーラントヘッドに、複数個の噴射ノズルを
クーラントヘッドの軸方向（圧延ロールの胴長方向）に
沿って間隔を存して並べて設け、クーラント供給管によ
りクーラントをクーラントヘッドに供給して、クーラン
トヘッドに設けた各噴射ノズルからクーラントを圧延ロ
ールに向けて噴射して圧延ロールの軸方向の全体を冷却
している。

【０００４】ところで、圧延ロールは圧延中に入熱と冷
却が繰り返され、圧延が進行するにつれて表面温度が上
昇し、一般には胴長方向に不均一な熱膨張（ヒートクラ
ウン）が生じる。このヒートクラウンは製品の寸法精
度、板クラウン、平坦度に大きな影響を与える。また、
入熱による圧延ロールの表面の温度上昇は被圧延材の表
面性状に影響を及ぼす。

【０００５】そこで、圧延ロールのヒートクラウンの状
態に応じて圧延ロールの胴長方向におけるクーラントの
流量分布を制御して圧延ロールにおけるヒートクラウン
および表面温度を制御することが必要となる。すなわ
ち、クーラントヘッドにその軸方向（圧延ロールの胴長
方向）に並べて設けられた各噴射ノズルから夫々噴射す
るクーラントの噴射流量を個別に調節し、これら各噴射
ノズルから夫々噴射するクーラントの噴射流量を組み合
わせることにより、圧延ロールの胴長方向における所定
のクーラント噴射流量分布を形作ることができる。

【０００６】従来、ロール冷却装置において圧延ロール
の胴長方向におけるクーラントの流量分布を制御するた
めには次に述べる方法が採用されている。すなわち、圧
延ロールの円周方向の周囲における複数箇所にクーラン
トヘッドを設置し、各クーラントヘッドではクーラント
ヘッドと噴射ノズル列に並ぶ各噴射ノズルとの間に個別
または複数個も共通に開閉弁を接続する。各クーラント
ヘッド毎に夫々互いに異なる流量分布を設定し、この設
定された流量分布に基づいてクーラントヘッドに設けら
れた各噴射ノズルの夫々におけるクーラントの噴射流量
を決定し、この噴射流量を確保するように各噴射ノズル
に接続された開閉弁の開度を夫々調節する。

【０００７】そして、圧延ロールの冷却を行う場合に
は、圧延ロールのヒートクラウンの状態に応じた所定の
クーラント噴射流量分布をもったクーラントスプレーパ
ターンを選択して、クーラントヘッドにクーラントを供
給し、このクーラントヘッドに設けた各噴射ノズルから
クーラントを所定のクーラント噴射流量分布ををもって
圧延ロールに向けて噴射するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の構
成のロール冷却装置は次に述べる問題がある。すなわ
ち、従来のロール冷却装置では、想定される圧延ロール
における複数のパターンのヒートクラウンの状態に応じ
て圧延ロールの冷却を行えるように、複数のパターンの
ヒートクラウンの状態に応じたクーラント噴射流量分布
が異なる複数のクーラントヘッドを、圧延ロールの周囲
におけるロール円周方向に間隔を存して配設している。
このため、圧延ロールの周囲に、複数のクーラントヘッ
ドを配設するために広い面積を必要とするのでクーラン
ト設備が大形化する。

【０００９】これに対して一個のクーラントヘッドを設
けて、クーラント流量分布を選択する毎に、このクーラ
ントヘッドに儲けられた開閉弁の開度を夫々調節するこ
とが考えられるが、この場合にはクーラント流量分布を
選択する毎に各開閉弁の開度を夫々調節しなければなら
ず、取り扱いが大変面倒で実際的でない。

【００１０】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、ロールの周囲に大きな設置用空間部を必要とせず、
ロールのヒートクラウンの状態に応じて適切なクーラン
ト噴射流量分布を容易に選択して圧延ロールを冷却する
ことができる圧延機におけるロール冷却装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の圧延機におけるロール冷却装置は、圧延機に
おけるロールにクーラントを噴射して前記ロールを冷却
する装置において、前記ロールの胴長方向に対して平行
に配置されて回転自在に設けられたクーラントヘッド
と、このクーラントヘッドにその軸方向に複数のクーラ
ント噴射用の噴射ノズルが一例に並べられて構成され前
記クーラントヘッドにその周方向に間隔を存した位置に
配設された複数の噴射ノズル列と、前記クーラントヘッ
ドに接続されてこのクーラントヘッドにクーラントを供
給するクーラント供給管と、前記クーラントヘッドを回
転させる回転手段とを具備し、前記各噴射ノズル列にお
いて並べられる各噴射ノズルは、各噴射ノズル列毎に夫
々異ならせて設定された所定のクーラント噴射流量分布
に基づいて夫々、単位時間当りのクーラント噴射流量が
設定されていることを特徴とする。

【００１２】噴射ノズル列における各噴射ノズルのクー
ラント噴射流量の設定は、噴射ノズルの圧力ー流量特性
を異ならせて行う、あるいは前記クーラントヘッドと各
噴射ノズルとの間に夫々開閉弁を接続し、これら各開閉
弁の開度を調節して行う。

【００１３】

【作用】圧延機におけるロールのヒートクラウンの状態
に応じた所定のクーラント噴射流量分布を形成する噴射
ノズル列を選択し、回転自在に設けられたクーラントヘ
ッドを回転して前記該当する噴射ノズル列をロールに対
向する位置まで移動させる。クーラント供給管により供
給されたクーラントがその噴射ノズル列にならぶ各噴射
ノズルから所定の噴射流量分布でロールに向けて噴射さ
れる。これによりロールが冷却され、ロールのヒートク
ラウンが適正に修正される。

【００１４】上記構成によれば、回転可能なクーラント
ヘッドに、クーラント噴射流量分布が異なる複数の噴射
ノズル列を、クーラントヘッドの周方向に間隔を存して
設け、クーラントヘッドを回転して圧延機におけるロー
ルのヒートクラウンの状態に応じた所定のクーラント噴
射流量分布を形成する噴射ノズル列をロールに向けて位
置させ、その噴射ノズル列によりロールに向けてクーラ
ントを噴射する。このため、１個のクーラントヘッドに
従来の複数個のクーラントヘッドをまとめることができ
る。すなわち、１個のクーラントヘッドをロールの近傍
に設けることにより、従来のようにロールの周囲に複数
個のクーラントヘッドを分散して設ける必要がなくな
る。従って、ロールの周囲に大きな設置用空間部を必要
とせず圧延機の大型化を阻止することができ、しかもロ
ールのヒートクラウンの状態に応じて複数種類のクーラ
ント噴射流量分布のなかから適切なものを容易に選択す
ることができる。

【００１５】噴射ノズルの圧力ー流量特性を異ならせて
噴射ノズル列における各噴射ノズルのクーラント噴射流
量の設定を行うと、人手による噴射流量の設定を行う必
要がなく、前記クーラントヘッドと各噴射ノズルとの間
に接続された開閉弁の開度を調節して各噴射ノズルのク
ーラント噴射流量の設定を行うと、噴射流量の設定が自
由である。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。図１および図２はこの実施例のロール冷却装置
を示している。この実施例は、圧延機において被圧延材
Ｐを圧延する一対の圧延ロール１、２の上側の圧延ロー
ル１に対して冷却する装置に適用したものである。

【００１７】図中１１はクーラントヘッドで、これは圧
延ロール１の胴長方向の長さと同じ長さを有する円筒体
をなしている。クーラントヘッド１１は圧延ロー１ルの
近傍に圧延ロール１と平行に配置され、両方の端部が軸
受１２により回転自在に支持されている。

【００１８】クーラントヘッド１１は一方の端部が閉塞
され、他方の端部にはクーラント供給管１３が接続され
ている。クーラント供給管１３はポンプ１４を介してク
ーラントＣを溜めたクーラント槽１５に接続されてお
り、ポンプ１４によりクーラント槽１５に溜められてい
るクーラントＣをクーラント供給管１２を介してクーラ
ントヘッド１１に供給するようになっている。

【００１９】クーラントヘッド１１には複数、例えば４
個の噴射ノズル列１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄがク
ーラントヘッド１１の周方向に等間隔を存して設けられ
ている。これら噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄは、夫々ク
ーラントヘッド１１に複数、例えば８個のクーラント噴
射用の噴射ノズル１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１
７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈを圧延ロール１の胴長方
向（クーラントヘッド１１の軸方向）に沿って圧延ロー
ル１の全長にわたり等間隔を存して一例に並べて構成さ
れている。

【００２０】また、各噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄに並
ぶ各噴射ノズル１７ａ〜１７ｈは夫々開閉弁１８を介し
てクーラントヘッド１１に接続されている。この開閉弁
１８は例えば手動操作により開弁と閉弁を行いクーラン
トヘッド１１から噴射ノズル１７ａ〜１７ｈへのクーラ
ントの流通、遮断を行うもので、開弁位置と閉弁位置と
の間でクーラントの流量を調節することも可能である。

【００２１】さらに、各噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄ
は、各噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄに並ぶ各噴射ノズル
１７ａ〜１７ｈにおける単位時間当りのクーラント噴射
流量の組み合わせにより所定のクーラント噴射流量分布
を形成するようになっている。そして、各噴射ノズル列
１６Ａ〜１６Ｄのクーラント噴射流量分布は各噴射ノズ
ル列１６Ａ〜１６Ｄ毎に異ならせて設定されている。

【００２２】この実施例では、噴射ノズル列１６Ａ〜１
６Ｄに所定のクーラント噴射流量分布を形成するため
に、噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄに並ぶ複数の噴射ノズ
ル１７ａ〜１７ｈにおける単位時間当りのクーラント噴
射流量を設定するためには、圧力ー流量特性が異なる複
数の噴射ノズル１７ａ〜１７ｈを組み合わせている。す
なわち、所定のクーラント噴射流量分布を形成するよう
に、圧力ー流量特性が異なる噴射ノズルを組み合わせ
る。

【００２３】例えば図１に示すように噴射ノズル列１６
Ａは、圧延ロール１における想像線示すヒートクラウン
に対応してクーラント噴射流量分布Ｍを有しているもの
とする。そして、噴射ノズル列１６Ａにおいてクーラン
ト噴射流量分布Ｍを形成する場合には、圧延ロール１の
胴長方向に並ぶ複数の噴射ノズルのうち、中央に並ぶ４
個の噴射ノズルを１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは圧
力ー流量特性が同じ（単位時間当りのクーラント噴射流
量が同じ）ものを使用し、噴射ノズル１７ｃ、１７ｆに
隣接する噴射ノズル１７ｂ、１７ｇは噴射ノズル１７
ｃ、１７ｆより圧力ー流量特性が小さい（単位時間当り
のクーラント噴射流量が小さい）ものを使用し、噴射ノ
ズル列１６Ａの両端に位置する噴射ノズル１７ａ、１７
ｈは噴射ノズル１７ｂ、１７ｇより圧力ー流量特性が小
さい（単位時間当りのクーラント噴射流量が小さい）も
のを使用する。

【００２４】また、クーラントヘッド１１に歯車１９が
設けられ、この歯車１９にはモータ２０によって回転さ
れる歯車群２１と噛合している。すなわち、モータ２０
により歯車群２１を回転すると、その回転が歯車１９に
伝達されてクーラントヘッド１１が回転される。

【００２５】このように構成されたロール冷却装置の動
作について述べる。圧延ロール１は圧延中に入熱と冷却
が繰り返され、圧延が進行するにつれて表面温度が上昇
し、一般には胴長方向に不均一な熱膨張（ヒートクラウ
ン）が生じる。これは製品の寸法精度、板クラウン、平
坦度に大きな影響を与える。また、入熱によるロール表
面の温度上昇は被圧延材の表面性状に影響を及ぼす。そ
こで、圧延ロール１のヒートクラウンの状態に応じて圧
延ロール１の胴長方向におけるクーラントの流量分布を
制御して圧延ロール１におけるヒートクラウン、表面温
度上昇を制御することが必要となる。

【００２６】そこで、圧延ロール１のヒートクラウンの
状態に応じた所定のクーラント噴射流量分布を形成する
噴射ノズル列を選択する。例えば圧延ロール１に図１の
想像線で示すヒートクラウンが生じたとすると、このヒ
ートクラウンを適性に修正できるクーラント噴射流量分
布Ｍを有する噴射ノズル列１６Ａを選択する。そして、
前述のようにモータ２０によりクーラントヘッド１１を
所定角度回動して、該当する噴射ノズル列１６Ａをロー
ルに対向する位置まで移動させる。この時、噴射ノズル
列１６Ａの並ぶ各噴射ノズル１７ａ〜１７ｈに接続され
た各開閉弁１８は全開状態にし、他の噴射ノズル列１６
Ｂ〜１６Ｄに並ぶ各噴射ノズル１７ａ〜１７ｈに接続さ
れた各開閉弁１８は全閉状態とする。

【００２７】そして、前述のようにポンプ１４によりク
ーラント槽１５から供給管１３を通してクーラントヘッ
ド１１にクーラントＣが供給される。クーラントヘッド
１１に供給されたクーラントＣは噴射ノズル列１６Ａに
ならぶ各噴射ノズル１７ａ〜１７ｈから図１に示す噴射
流量分布Ｍで圧延ロール１に向けて噴射されて圧延ロー
ル１に吹き掛けられる。圧延ロール１はヒートクラウン
が修正されるように冷却され、これにより圧延ロール１
のヒートクラウンが適正に修正され、また圧延ロール１
の表面温度の上昇が抑制される。

【００２８】このようにして圧延ロール１のヒートクラ
ウンの状態に応じた所定のクーラント噴射流量分布を形
成する噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄを選択し、選択した
噴射ノズル列に並ぶ噴射ノズル１７ａ〜１７ｈからクー
ラントを前記のクーラント噴射流量分布をもって圧延ロ
ール１に噴射して圧延ロール１を冷却する。

【００２９】図３は圧延ロール１に生じるヒートクラウ
ンの他の例と、この例のヒートクラウンを適正に修正で
きるクーラント噴射流量分布Ｎの例を示している。上記
構成によれば、回転可能なクーラントヘッド１１に、ク
ーラント噴射流量分布が異なる複数の噴射ノズル列を、
クーラントヘッド１１の周方向に間隔を存して設け、ク
ーラントヘッド１１を回転して圧延機における圧延ロー
ル１のヒートクラウンの状態に応じた所定のクーラント
噴射流量分布を形成する噴射ノズル列を圧延ロールに向
けて位置させ、その噴射ノズル列により圧延ロールに向
けてクーラントを噴射する。このため、１個のクーラン
トヘッド１１に従来の複数個のクーラントヘッド１１を
まとめることができる。すなわち、１個のクーラントヘ
ッド１１を圧延ロール１の近傍に設けることにより、従
来のように圧延ロール１の周囲に複数個のクーラントヘ
ッド１１を分散して設ける必要がなくなる。従って、圧
延ロール１の周囲に大きな設置用空間部を必要とせず圧
延機の大型化を阻止することができ、しかも圧延ロール
１のヒートクラウンの状態に応じて複数種類のクーラン
ト噴射流量分布のなかから適切なものを容易に選択する
ことができる。

【００３０】実施例では、噴射ノズル列における各噴射
ノズルのクーラント噴射流量の設定を圧力ー流量特性が
異なった噴射ノズルを用いることにより行っているの
で、人手による噴射流量の設定を行う必要がなく、噴射
ノズル列の取扱いが容易であるという利点がある。

【００３１】また、噴射ノズル列に所定のクーラント噴
射流量分布を形成するために、噴射ノズル列に並ぶ複数
の噴射ノズルにおける単位時間当りのクーラント噴射流
量を設定するためには、前記実施例で示した圧力ー流量
特性が異なる噴射ノズルを組み合わせる方法の他に、次
に述べる方法がある、すなわち、クーラントヘッド１１
の噴射ノズル列１６Ａ〜１６Ｄに並ぶ各噴射ノズル１７
ａ〜１７ｈに夫々圧力ー流量特性が同じ（単位時間当り
のクーラント噴射流量が同じ）ものを使用し、これら各
噴射ノズル１７ａ〜１７ｈとクーラントヘッド１１との
間に前述の実施例と同様に夫々開閉弁１８を接続し、こ
れら各開閉弁１８の開度を調節して各噴射ノズル１７ａ
〜１７ｈのクーラント噴射流量の設定を行う方法であ
る。この方法は、開閉弁１８の開度の調節により各噴射
ノズル１７ａ〜１７ｈでのクーラントの噴射流量の設定
を自由に行うことができるという利点がある。さらに、
この方法と前述した実施例の方法とを組み合わせて噴射
ノズルにおける単位時間当りのクーラント噴射流量を設
定することもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の圧延機にお
けるロール冷却装置によれは、ロールの周囲に大きな設
置用空間部を必要とせずに圧延機の大型化を阻止し、し
かもロールのヒートクラウンの状態に応じて複数種類の
クーラント噴射流量分布のなかから適切なものを容易に
選択して圧延ロールを冷却することができる。

【００３３】また、噴射ノズルの圧力ー流量特性を異な
らせて噴射ノズル列における各噴射ノズルのクーラント
噴射流量の設定を行うと、人手による噴射流量の設定を
行う必要がなく、クーラントヘッドと各噴射ノズルとの
間に接続された開閉弁の開度を調節して各噴射ノズルの
クーラント噴射流量の設定を行うと、噴射流量の設定が
自由である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のロール冷却装置を示す平面
図。

【図２】同実施例のロール冷却装置を示す側面図。

【図３】同実施例のクーラント流量分布の例を示す図。

【符号の説明】

１…圧延ロール、 １１…クーラントヘ
ッド、１３…供給管、 １６Ａ〜１６Ｄ…噴射
ノズル列、１７ａ〜１７ｈ…噴射ノズル、 ２０…モ
ータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機におけるロールにクーラントを噴
   射して前記ロールを冷却する装置において、 前記ロールの胴長方向に対して平行に配置されて回転自
   在に設けられたクーラントヘッドと、このクーラントヘ
   ッドにその軸方向に複数のクーラント噴射用の噴射ノズ
   ルが一例に並べられて構成され前記クーラントヘッドに
   その周方向に間隔を存した位置に配設された複数の噴射
   ノズル列と、前記クーラントヘッドに接続されてこのク
   ーラントヘッドにクーラントを供給するクーラント供給
   管と、前記クーラントヘッドを回転させる回転手段とを
   具備し、前記各噴射ノズル列において並べられる各噴射
   ノズルは、各噴射ノズル列毎に夫々異ならせて設定され
   た所定のクーラント噴射流量分布に基づいて夫々、単位
   時間当りのクーラント噴射流量が設定されていることを
   特徴とする圧延機におけるロール冷却装置。
2. 【請求項２】 前記噴射ノズル列を構成する各噴射ノズ
   ルのクーラント噴射流量の設定は、噴射ノズルの圧力ー
   流量特性に基づいて行うものである請求項１に記載の圧
   延機におけるロール冷却装置。
3. 【請求項３】 前記噴射ノズル列における各噴射ノズル
   のクーラント噴射流量の設定は、前記クーラントヘッド
   と各噴射ノズルとの間に夫々開閉弁を接続し、これら各
   開閉弁の開度を調節して行うものである請求項１に記載
   の圧延機におけるロール冷却装置。