JPH0890018A - 圧延ロールに対するクーラント噴射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロールクーラントの基本機能を満足して、且
つロール疵の発生を防止するクーラントの噴出方法を提
供すること。 【構成】 圧延機のロールに噴射ノズルからクーラント
を噴射する圧延ロールに対するクーラント噴射方法にお
いて、冷却用ノズル７等とは別に、異物除去用ノズル９
等を設け、ロール５の表面の、ロール５の軸心と異物除
去用噴射ノズル９を結んだ線ＯＴよりもロール５の回転
方向に関して上流側の範囲内に、ロール５の回転方向と
は反対方向にクーラントを噴射してロール表面上の異物
を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷間圧延機、調質圧延
機、熱間圧延機等の圧延機のワークロール表面を洗浄し
て異物を除去する圧延ロールに対するクーラント噴射方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延時に、被圧延材に強固に付着してい
た圧延くずのような大形の異物は、ワークロールの噛み
込みによる被圧延材の延びによって被圧延材から剥離し
てロール表面に付着する。このワークロールに付着した
大形の異物は、そのままの状態では被圧延材が比較的軟
らかく、ロールの方が硬いために、被圧延材表面の疵に
はなってもロールの表面疵にはなり得ないとされてい
た。

【０００３】ところが、このワークロールに被圧延板か
らの剥離によって当初付着した大型の異物は比較的剥離
し易いものであるが、冷間圧延機あるいは調質圧延機の
ような多段ロールの場合、圧延機のワークロールに付着
した異物は、半回転して中間ロールあるいはバックアッ
プロールとのロールバイトに噛み込むことによって、ワ
ークロール表面に凹疵を形成したり、ロールに強固に付
着してロール疵を発達させ、これが被圧延板への連続疵
を形成することを知見した。

【０００４】そのため、従来格別関心が払われなかった
ワークロールへの大形付着物を中間ロールあるいはバッ
クアップロールとのロールバイトに噛み込む以前に効果
的に除去する必要がある。

【０００５】一方、圧延機のワークロールにおいては、
ロール冷却・潤滑効率、サーマルクラウン制御、圧延板
表面清浄化等を目的として、ロールに対してクーラント
を噴射する必要がある。

【０００６】従来、ワークロールの表面の洗浄手段とし
て、特開昭５８−１２５３０６号公報には、連続鋳造し
たアルミキルド鋼の冷間圧延において、アルミナ粉のワ
ークロールの付着による表面粗度の低下を防止するため
に、高圧流体、あるいは、圧延油をワークロールの出側
に吹付けて除去することが開示されている。

【０００７】また、特開昭６１−１４７９０１号公報に
は、亜鉛メッキ鋼板の調圧においてワークロールの表面
粗度調整を行なうために、高圧水を吹き付けることが開
示され、さらに、特開平３−２７８０３号公報には、こ
れに加えてポリシャーを吹付けることが開示されてい
る。

【０００８】ところが、上記各公報に記載の方法も、同
じワークロール表面の異物の除去とはいっても、ワーク
ロールの表面粗度の維持を目的とするものであって、こ
の開示手段をそのまま適用しても、噴射圧力の不足、間
欠噴射であるためにワークロール表面の大形異物の除去
には十分な成果を得ることはできない。

【０００９】また、特開平４−１２３８０５号公報に
は、圧延機のロール表面に磁石を接近させ、ロール表面
の金属粉を磁力により磁石に吸引することにより、ロー
ル表面を清浄に保つロール表面の異物付着防止方法が開
示されているが、この磁石を使用した方法では、磁性体
以外の異物を除去することができず、また、従来のクー
ラント噴射機構とは全く異なる機構を別に設ける必要が
あるので、新たな設備投資が必要あるという問題があ
る。

【００１０】また、特開平６−１１４４１８号公報に
は、ワークロール表面の異物を除去するために、上下の
ワークロールの断面中心に対してのロール回転方向と逆
方向ののロール接戦方向に角度αを持たせて噴射ノズル
を配置して高圧流体を噴射する方法が開示されている。
しかしながら、同公報に記載の方法では、ロール回転方
向と高圧流体の噴射方向が逆ではあるが、ロール移動方
向に関して高圧流体の噴射範囲が広いために、高圧流体
の一部がロールの下流側にも噴射される。このため、折
角上流側で除去された異物がロールの下流側に流されて
しまい、ロール間に噛み込まれてロール疵の原因となる
恐れがある。また、同公報に記載の方法は、異物除去に
関してしか考慮されておらず、ワークロールに対する冷
却は考慮されていない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ロー
ルクーラントの基本機能を満足して、且つロール疵の発
生を効果的に防止するクーラントの噴出方法を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延機のロー
ルに噴射ノズルからクーラントを噴射する圧延ロールに
対するクーラント噴射方法において、前記ロールの表面
の、該ロールの軸心と前記噴射ノズルを結んだ線よりも
前記ロールの回転方向に関して上流側の範囲内に、該ロ
ールの回転方向とは反対方向にクーラントを噴射して前
記ロール表面上の異物を除去することを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、前記異物を除去するため
のクーラントとは別に、前記ロールの表面に、前記異物
を除去するためのクーラントよりもロール移動方向に関
して広い範囲に渡ってクーラントを噴射し、前記ロール
を冷却することを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、前記異物を除去するため
のクーラントと前記ロールを冷却するためのクーラント
が、共通のクーラント供給源から供給されることを特徴
とする。

【００１５】

【作用】噴射ノズルからクーラントは、ロールの表面
の、ロールの軸心と噴射ノズルを結んだ線よりもロール
の回転方向に関して上流側の範囲内に、ロールの回転方
向とは反対方向に噴射されるので、ロールから剥離した
異物がロールの下流側に流されて再度ロール間に噛みこ
まれることがない。

【００１６】また、同じクーラントを使用して、異物の
除去とロールの冷却が行なわれるので、本来の冷却効果
が妨げられることがないと共に、設備が簡単化される。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明のクーラント噴射方法を実施
するための装置の概要を示すもので、図１はロール断面
方向から見た噴射ノズルの配置の態様と高圧流体の噴射
態様を示している。図１（ａ）は最終スタンドであり、
同図（ｂ）は最終スタンドの上流側に配置された中間ス
タンドである。

【００１８】図１（ａ）に示す最終スタンドにおいて、
圧延板Ｓが、上下バックアップロール１，２、上下中間
ロール３，４、及び上下ワークロール５，６からなる圧
延機によって圧延されている。圧延板Ｓの圧延方向に関
して上下ワークロール５，６の上流側には、上下ワーク
ロール５，６の略半周全部にわたってクーラントを噴射
する冷却用噴射ノズル７，８が配置されている。また、
上下ワークロール５，６の圧延方向下流側には、上下ワ
ークロール５，６が圧延板Ｓと接触する位置の近傍で、
且つ、ロール回転方向とは反対方向にクーラントを噴射
する異物除去用噴射ノズル９，１０が設けられている。
また、上下中間ロール３，４の圧延方向下流側には、上
下中間ロール３，４が上下ワークロール５，６と接触す
る位置の前方で、且つ、ロール回転方向とは反対方向に
クーラントを噴射する異物除去用噴射ノズル１１，１２
が設けられている。更に、上下バックアップロール１，
２の圧延方向上流側には、上下バックアップロール１，
２が上下中間ロール３，４と接触する位置の近傍で、且
つ、ロール回転方向とは反対方向にクーラントを噴射す
る異物除去用噴射ノズル１３，１４が設けられている。

【００１９】図１（ｂ）に示す中間スタンドにおいて
も、図１（ａ）に示す最終スタンドと同様な構成を有し
ている。図１（ｂ）において、図１（ａ）と対応する部
材には同一符号を付している。図１（ｂ）に示す中間ス
タンドにおいては、最終スタンドと異なり、水切りを考
慮する必要がないので、冷却効果を高めるために、上バ
ックアップロール１用の冷却用噴射ノズル１５、上中間
ロール３用の冷却用噴射ノズル１６、下バックアップロ
ール２と下中間ロール４の接触箇所用の冷却用噴射ノズ
ル１７が更に設けられている。

【００２０】上記各噴射ノズルは、各ロールの全長にわ
たって複数個配置されている。図２は、一例として、ロ
ールの長さ方向の異物除去用噴射ノズル９，１０の配置
の態様とクーラントの噴射態様を示しており、ノズルヘ
ッド１８，１９に異物除去用噴射ノズル９，１０が複数
個配置されている。なお、図２は、クーラントの噴射位
置を明瞭に示すため、ノズルヘッド１８，１９の位置
は、本来の位置からずらして図示してある。

【００２１】本実施例においては、異物除去用噴射ノズ
ル９．１０からのクーラントの噴射範囲は、ロール軸に
直交する面で見て、冷却用噴射ノズル９，１０からのク
ーラントの噴射範囲よりも狭く選定されている。すなわ
ち、図１に示すように、ロール５の表面の、ロール５の
軸心と噴射ノズル９を結んだ線ＯＴよりもロール５の回
転方向に関して上流側の範囲内に、ロールの回転方向と
は反対方向にクーラントを噴射している。各噴射ノズル
９，１０は、フラットスプレーノズルであり、ノズルチ
ップ角度はロール軸に対して傾斜しており、噴射面がロ
ール移動方向に関して狭くなるように構成されている。

【００２２】前記異物を除去するためのクーラント量に
ついては、以下に説明するように、該当スタンドの供給
可能な最大クーラント量に対して、該当スタンドの圧延
用モータ負荷率もしくは圧延速度負荷率を算定すること
により決定する。この異物を除去するためのクーラント
量の決定に際しては、圧延用モータ負荷率もしくは圧延
速度負荷率のうちの大きい方の値を使用する（以下、大
きい方の値を負荷率と称する）。異物を除去するための
クーラント量は、上記負荷率が９５％以上のときは、該
当スタンドの供給可能な最大クーラント量の５〜１５％
とし、上記負荷率が９５％未満のときは、（１−負荷
率）を該当スタンドの供給可能な最大クーラント量に乗
算して決定する。但し、ここでの圧延用モータ負荷率と
は、圧下率・速度配分での該当スタンドの算定モーター
パワー／（該当スタンドの設備仕様モーターパワー）×
０．９５であり、圧延速度負荷率とは、予定圧延速度／
設備仕様最大圧延速度の値を示す。

【００２３】異物除去用噴射ノズルの供給が５％より少
ないと充分な異物除去効果が得られない。一方、フルパ
ワー使用する材料又は高速圧延材料では、１５％より多
いと本来のロール冷却効果が損なわれるおそれがある。

【００２４】上述した最終スタンドにおいては、上下ワ
ークロール５，６の略半周全部にわたって冷却用噴射ノ
ズル７，８からクーラントが噴射され、上下ワークロー
ル５，６に対してロール冷却・潤滑効率、サーマルクラ
ウン制御、圧延板表面清浄化等のロールクーラントの基
本的な機能が果たされる。また、上下バックアップロー
ル１，２、上下中間ロール３，４、及び上下ワークロー
ル５，６のぞれぞれに対して、異物除去用噴射ノズル１
３，１４、異物除去用噴射ノズル１１，１２、異物除去
用噴射ノズル９，１０から、各ロールの回転方向の上流
側に回転方向とは反対方向にクーラントが噴射され、各
ロール表面に付着した異物が効率的に除去される。すな
わち、クーラントの噴射方向とロールの回転方向が反対
であるので、異物に対するクーラントの相対速度が速く
なるために、異物は剥離され易くなる。また、クーラン
トの噴射により異物がロールの表面から剥離し始める
と、ロールの回転により異物が噴射ノズルにより近づく
ので、異物は異物の表面から一層剥離し易くなる。更
に、クーラントは、ロールの回転方向に関して上流側に
噴射されるので、一旦剥離した異物が再度別のロール間
に巻き込まれることが無くなる。

【００２５】次に、上述した異物除去用噴射ノズルの配
置位置について検討する。

【００２６】図３は、各異物除去用噴射ノズルから噴射
されたクーラントのロール側接触点が、各上ロールでは
ロール軸心高さよりも低く、各下ロールではロール軸心
高さよりも高い場合を示す説明図である。また、図４
（ａ），（ｂ）は、この場合の各異物除去用噴射ノズル
とロールの関係を示す部分断面図及び部分正面図であ
る。なお、ここでは上ワークロール５を例に挙げて説明
する。

【００２７】異物除去用噴射ノズル９から噴射されたク
ーラントが上ワークロール５に接触する点Ａにおいて、
当該上ワークロール５が最初に接触する相手ロール、す
なわち、上中間ロール３側からの接線ＱＡと、点Ａから
の延長線ＡＰのなす角度αが８０°以下の範囲に、クー
ラントを噴出する異物除去用噴射ノズル９のノズルヘッ
ダー１８を配置する。また、フラットスプレーノズルか
らの噴流中心点ＲがＡＡ′線上を狙うようになし、ノズ
ルチップ９ｂの管軸に対する捩じれ角度をβとする時、
ノズル広がり角度γについては（９０−β）°以下にな
るノズルを選定する。なお、本明細書においては、ノズ
ル広がり角度γとは、噴射中心軸から１方向への広がり
を意味するものとする。ノズル広がり角度γが（９０−
β）°を越すと、異物除去用噴射ノズル９からクーラン
トの一部が、上ワークロール５の回転方向の上流側も噴
射されるようになり、上ワークロール５から一旦剥離し
た異物が、上ワークロール５と上中間ロール３との間に
巻き込まれて、再度上ワークロール５或いは上中間ロー
ル３に付着する恐れがある。このノズル捩じれ角度β
は、上記条件を考慮しながら、必要総流量に対する最低
圧力と必要流量の関係から決まるノズル個数をベース
に、ロールの圧延面の胴長を覆うように噴射広がりのラ
ップ代を考慮して決定すればよい。ノズル捩じれ角度β
は０〜９０°の間であり、通常は３°〜６０°に設定さ
れる。

【００２８】次に、クーラント接触点Ａにおいて、当該
ロールが最初に接触する相手ロール側からの接線ＱＡ
と、点Ａからの延長線ＡＰのなす角度αを８０°以下に
する理由は次の通りである。すなわち、この角度αが８
０°を越すとノズルからの噴出流が広がりを持つ事よ
り、異物がロール間に噛み込む方向への流れ込む恐れが
あるからである。

【００２９】ここでは、上ワークロール５に対するクー
ラントの噴射についてのみ説明したが、他の、ロール
１，２，３，４，６についても同様な効果があることは
明らかである。

【００３０】なお、上述の説明では、各異物除去用噴射
ノズルから噴射されたクーラントのロール側接触点が、
各上ロールではロール軸心高さよりも低く、各下ロール
ではロール軸心高さよりも高い場合を例に挙げて説明し
たが、図５に示すように、各異物除去用噴射ノズルから
噴射されたクーラントのロール側接触点が、各ロールの
ロール軸心高さと同じである場合や、図６に示すよう
に、各異物除去用噴射ノズルから噴射されたクーラント
のロール側接触点が、各上ロールではロール軸心高さよ
りも高く、各下ロールではロール軸心高さよりも低い場
合でも、同様に本発明を適用することができる。

【００３１】また、上述した実施例においては、上下バ
ックアップロール、上下中間ロール、及び上下ワークロ
ールの全てに対して異物除去用噴射ノズルを設けたが、
少なくとも一対のロールに対して異物除去用噴射ノズル
を設ければよい。異物除去効果は、異物除去用噴射ノズ
ルを、直接板に接触して板からの異物付着（ヘゲ疵部・
ガウジ疵部等）の多い上下ワークロールへ設置した場合
が最も大きく、以下、上下中間ロールへの設置、上下バ
ックアップロールへの設置の順となる。

【００３２】また、上述した実施例においては、バック
アップロール、中間ロール、及びワークロールの３組の
ロールからなる圧延機を例に挙げて説明したが、バック
アップロール及びワークロールの２組のロールからなる
圧延機に対しても、同様に本発明を適用することができ
る。

【００３３】また、上述の実施例においては、中間スタ
ンドと最終スタンドの双方に異物除去用噴射ノズルを設
けているが、少なくとも最終スタンドには異物除去用噴
射ノズルを設けることが望ましい。これは、上流スタン
ドでロールに疵が入って板にその疵が転写されても、下
流スタンドで圧延することにより疵が消える可能性が高
いが、最終スタンドで入った疵はそのまま残ってしまう
からである。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。

【００３５】（１）一旦ロールから剥離した異物が再度
ロール間に噛み込んでロール疵となることがない。

【００３６】（２）冷却用ノズルと異物除去用噴射ノズ
ルとを併用するので、本来の冷却効果に悪影響を与える
ことなく異物を除去できる。

【００３７】（３）共通のクーラントを使用して冷却と
異物除去を行なうので、設備が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の洗浄法を実施するための装置の概要
を示す図である。

【図２】 ロールの長さ方向の異物除去用噴射ノズルの
配置の態様とクーラントの噴射態様を示す図である。

【図３】 各異物除去用噴射ノズルから噴射されたクー
ラントのロール側接触点が、各上ロールではロール軸心
高さよりも低く、各下ロールではロール軸心高さよりも
高い場合を示す説明図である。

【図４】 （ａ），（ｂ）は、各異物除去用噴射ノズル
とロールの関係を示す部分断面図及び部分正面図であ
る。

【図５】 各異物除去用噴射ノズルから噴射されたクー
ラントのロール側接触点が、各ロールのロール軸心高さ
と同じである場合の説明図である。

【図６】 各異物除去用噴射ノズルから噴射されたクー
ラントのロール側接触点が、各上ロールではロール軸心
高さよりも高く、各下ロールではロール軸心高さよりも
低い場合の説明図である。

【符号の説明】

１…上バックアップロール、２…下バックアップロー
ル、３…上中間ロール、４…下中間ロール、５…上ワー
クロール、６…下ワークロール、７，８，１５，１６，
１７…冷却用ノズル、９，１０，１１，１２，１３，１
４…異物除去用噴射ノズル、１８，１９…ノズルヘッド

フロントページの続き (72)発明者 山本 郁也 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機のロールに噴射ノズルからクーラ
   ントを噴射する圧延ロールに対するクーラント噴射方法
   において、 前記ロールの表面の、該ロールの軸心と前記噴射ノズル
   を結んだ線よりも前記ロールの回転方向に関して上流側
   の範囲内に、該ロールの回転方向とは反対方向にクーラ
   ントを噴射して前記ロール表面上の異物を除去すること
   を特徴とする圧延ロールに対するクーラント噴射方法。
2. 【請求項２】 前記異物を除去するためのクーラントと
   は別に、前記ロールの表面に、前記異物を除去するため
   のクーラントよりもロール移動方向に関して広い範囲に
   渡ってクーラントを噴射し、前記ロールを冷却すること
   を特徴とする請求項１記載の圧延ロールに対するクーラ
   ント噴射方法。
3. 【請求項３】 前記異物を除去するためのクーラントと
   前記ロールを冷却するためのクーラントが、共通のクー
   ラント供給源から供給されることを特徴とする請求項１
   記載の圧延ロールに対するクーラント噴射方法。