JPH10156414A - 鋼帯圧延における圧延油噴射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クーラント流量と冷却長とを適切に制御する
ことにより、潤滑性と圧延温度とを高精度に制御する。 【解決手段】 圧延機１０の入側で鋼帯Ｓに圧延油を吹
き付けて、該鋼帯Ｓの圧延時の温度と潤滑性を制御する
際、鋼帯Ｓに近接する上方及び下方のそれぞれに、該鋼
帯Ｓの長手方向の所定範囲に亘って、小流量の噴射ノズ
ル１２が多数配設された圧延油噴射設備を使用し、圧延
条件に応じて、使用する噴射ノズル１２の本数を調節す
ると共に、その位置を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯圧延における
圧延油噴射方法、特に高級珪素鋼板等の鋼帯を温間圧延
又は冷間圧延する際に、鋼帯を目標温度に冷却制御する
と同時に、該鋼帯と圧延ロールとの間に潤滑性を付与し
ながら高精度に圧延する際に適用して好適な、鋼帯圧延
における圧延油噴射方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、温間圧延や冷間圧延で、圧延温
度を制御する場合は、スプレー（噴射）するクーラント
（圧延油）の流量を制御することにより、圧延機の入側
における被圧延材（鋼帯）の温度を所定温度に冷却制御
する方法が採用されている。

【０００３】このようなクーラントのスプレー方法とし
ては、例えば特開平７−６８３０３のように、ロールク
ーラントノズル等からのクーラントの流量を制御する方
法が、特開昭６２−１１８９１２のように、ストリップ
冷却装置を用いて、被圧延材に吹き付けるクーラントの
流量を制御する方法が知られている。これら公報に開示
されているクーラントの流量制御方法では、いずれもス
プレー（噴射）ノズル用の配管に設置された流量調節弁
でスプレー圧力を制御することにより、クーラント流量
を調節して被圧延材の温度制御を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようにスプレー圧力を制御してクーラントの流量を調節
することにより圧延温度を制御する方法では、使用可能
なクーラント流量の範囲が、スプレーノズルの径（又
は、スリット間隔）の大きさ等によって決まる適正噴射
範囲（以下、ノズル仕様又は単に仕様ともいう）に限定
されるため、圧延速度が低い場合にクーラント流量が必
要以上に多くなって、圧延温度が所定の目標温度を下回
ってしまったり、あるいはスプレー圧力がノズル仕様を
外れたためにクーラントが不均一に塗布されてしまい、
潤滑不良となって不均一な板温を発生させてしまったり
するという問題があった。

【０００５】又、図８に、圧延機１で圧延されている被
圧延材（鋼帯）Ｓに対して、従来方法によりクーラント
をスプレーノズル２によりスプレーしている様子を概念
的に示したように、鋼帯Ｓの温度制御にとって重要なク
ーラントによる冷却長Ｌは、クーラントの板乗り量によ
って決定されるが、クーラント流量との関係が非線形で
あるため、該冷却長の制御は困難であった。

【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、クーラント流量と冷却長とを同時に
適切に制御することにより、潤滑性と圧延温度とを高精
度に制御することができる、鋼帯圧延における圧延油噴
射方法を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧延機の入側
で鋼帯に圧延油を吹き付けて、該鋼帯の圧延時の温度と
潤滑性を制御する鋼帯圧延における圧延油噴射方法にお
いて、鋼帯に近接する上方及び下方のそれぞれに、該鋼
帯の長手方向の所定範囲に亘って、小流量の噴射ノズル
が多数配設された圧延油噴射設備を使用し、圧延条件に
応じて、使用する噴射ノズルの数を調節すると共に、そ
の位置を選択することにより、前記課題を解決したもの
である。

【０００８】即ち、本発明においては、圧延機の入側で
鋼帯を長手方向の所定範囲に亘って多数の小流量の噴射
ノズルが配設された設備において、圧延条件に応じて、
使用する、即ち圧延油（クーラント）を吐出させるノズ
ルの本数を調節することにより、クーラントの流量制御
を行うと共に、使用するノズル位置を選択することによ
り、冷却長の制御を行うようにしたので、鋼帯の圧延温
度と潤滑性を高精度に制御することが可能となった。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明に係る第１実施形態の圧延
油噴射方法に適用される圧延機と、これに付設された噴
射設備の概略構成を示す平面図、図２はその側面図であ
る。

【００１１】この圧延油噴射設備は、圧延機１０の入側
で鋼帯Ｓに圧延油を吹き付けて、該鋼帯Ｓの圧延時の温
度と潤滑性を制御するもので、鋼帯Ｓに近接する上方及
び下方のそれぞれに、該鋼帯Ｓの長手方向の所定範囲に
亘って、小流量の噴射ノズル１２が多数配設されてい
る。

【００１２】本実施形態では、この圧延油噴射設備を使
用し、被圧延材である鋼帯Ｓの板厚、板温、圧延速度等
の圧延条件に応じて、使用する噴射ノズルの本数を調節
すると共に、その位置を選択することにより、圧延油の
吐出流量や吐出面積（冷却長）を制御することが可能と
なり、その結果、鋼帯Ｓの圧延温度と潤滑性とを制御す
ることが可能となる。

【００１３】ところで、一般に、圧延温度を所定の温度
に制御するためには、被圧延材がワークロールに噛み込
まれるときの温度を適切に制御することが必要である
が、通常の圧延時にはワークロールや被圧延材にクーラ
ントをスプレーして塗布することにより、冷却と潤滑性
付与を同時に行っているため、このクーラントによる冷
却作用を制御することが重要となる。

【００１４】そのために、圧延機入側における被圧延材
の温度や圧延速度等の圧延条件に応じて、クーラントの
流量あるいはクーラントによる冷却長を変化させ、調節
することにより、被圧延材の入側温度を制御している。

【００１５】従って、被圧延材の温度が低い場合、ある
いは圧延速度が低い場合には、被圧延材の圧延機入側で
の温度を下げ過ぎないように、クーラント流量を小さく
する必要がある。ところが、従来のスプレー圧力制御に
よるクーラント流量制御では、スプレーノズル仕様によ
り均一にクーラントを噴射できる流量の下限が決められ
ているため、流量が一定量以下ではクーラントの均一塗
布が不可能である。

【００１６】一方、逆に低流量仕様のスプレーノズルを
使用している場合には、圧延機入側における被圧延材の
温度が高い場合、あるいは圧延速度が高い場合には、流
量不足となる可能性がある。

【００１７】そこで、本実施形態では、前記図１に示し
たように、圧延機１０の入側に配設した多数の小流量仕
様のスプレーノズル１２を使用しているため、圧延機１
０の入側における温度が低い場合、あるいは圧延速度が
低い場合には、図３に概念的に示すように、使用するス
プレーノズル１２の本数を少なくすることにより、クー
ラントを被圧延材上に低流量で均一に塗布することが可
能となり、しかも冷却長Ｌを短くすることにより目標温
度に制御することが可能となる。

【００１８】又、図４に示すように、吐出するスプレー
ノズル１２の本数を増やすことにより、クーラント流量
を増加させると共に、冷却長Ｌを長くすることが可能と
なることにより、圧延機の入側における被圧延材の温度
が高い場合、あるいは圧延速度が高い場合においても、
必要なクーラント流量と冷却能力を確保することが可能
となる。

【００１９】図５は、本発明に係る第２実施形態の圧延
油噴射方法に適用される設備の概略構成を示す側面図で
ある。

【００２０】本実施形態は、冷間圧延設備における可逆
式圧延機２０により、鋼板Ｓを可逆圧延する際に圧延油
を噴射する方法である。この可逆式圧延機２０は、上下
それぞれ１０ロールで構成され、そのほぼ中央に位置す
る上下１対のワークロールにより、デフレクタロール１
４、１４で支持された鋼帯Ｓを、左右それぞれに配置し
たテンションリール１６、１６の間を往復させながら、
所定寸法まで圧延するものである。

【００２１】本実施形態では、上記のように往復圧延す
ることから、左右いずれの側も圧延機の入側になるた
め、鋼帯Ｓを冷却するための前記第１実施形態のスプレ
ーノズル１２と実質的に同一のストリップクーラント・
スプレーノズル１２と、ワークロールを冷却するための
ロールクーラント・スプレーノズル１８とが、それぞれ
左右両側に対称に配設されており、これらは圧延方向に
応じて左右を切換えて使用されるようになっている。

【００２２】本実施形態では、１基のストリップクーラ
ント・スプレーノズル１２についての流量の仕様（適正
噴射範囲）は、最小流量が２０［ｌ／分］、最大流量が
２００［ｌ／分］であり、右又は左の片側の上下それぞ
れに、鋼帯Ｓの幅方向の１列当り２１基のスプレーノズ
ル１２が鋼帯Ｓの長手方向に５列に亘って、合計１０５
基配列されている。従って、上下１列分のスプレーノズ
ル１２の合計の最小流量が２０［ｌ／分］、最大流量が
１０００［ｌ／分］であり、又、ここではこの上下１列
単位で流量制御が行われれるため、片側の設備により、
最小２０［ｌ／分］から最大１０００［ｌ／分］まで制
御することができる。

【００２３】以上説明した噴射設備を使用して、実際に
圧延温度と潤滑性の制御を、母板板厚１．０ｍｍ、板幅
１０００ｍｍの珪素鋼板を、次の表１に示すパススケジ
ュール（出側板厚、目標温度）に従って、板厚０．３ｍ
ｍに圧延した場合について説明する。

【００２４】

【表１】

【００２５】本実施形態では、クーラント流量及び使用
ノズル数は、圧延機入側の被圧延材の温度や圧延速度等
より、クーラントによる冷却熱量、加工発熱量を数値計
算して、これら熱量から目標の圧延温度になるように予
め設定しておき、実際の圧延制御で微調整を行うように
した。

【００２６】図６は、以上の条件で圧延する場合の３パ
ス目の圧延速度とクーラント流量の設定値を示してい
る。ここで、クーラント流量が１００［ｌ／分］までの
領域では、ストリップクーラント・スプレーノズル１２
のみを使用し、しかも速度上昇に応じて使用するノズル
列の数を順次増やすことにより、２０［ｌ／分］単位に
段階的に流量を増大させ、１００［ｌ／分］で全てのノ
ズル列を稼働状態とし、１００［ｌ／分］以上ではスト
リップクーラント・スプレーノズル１２とワークロール
クーラント・スプレーノズル１８を併用すると共に、流
量を増大させる。

【００２７】図７には、本実施形態による圧延速度と圧
延温度の関係を示す。図中、破線は比較のために、従来
の最小流量１００［ｌ／分］（左右片側、上下合計）の
ワークロールクーラント・スプレーノズルのみによる制
御実績を示し、実線は本発明によるストリップクーラン
ト・スプレーノズル１２を使用した場合の制御実績を示
している。

【００２８】この図７より、従来のスプレー方式では、
圧延速度が１００［ｍ／分］以下では目標温度を大きく
下回っている。又、従来のスプレー方式では、クーラン
ト流量が２００［ｌ／分］以下の領域で、潤滑不足が原
因と思われる摩擦係数の増大、板厚のハンチングが発生
した。

【００２９】これに対して、本実施形態のスプレー方式
の場合は、５０〜１００［ｍ／分］の低速圧延でも目標
板温（２００℃）が略達成されていることが分かる。

【００３０】以上詳述した如く、本実施形態によれば、
クーラント流量を極小流量から大流量まで、自由に制御
できるので、圧延速度、鋼帯Ｓの入側温度等の圧延条件
によらず、圧延温度を精度良く制御できるようになっ
た。又、小流量スプレーノズルを多数配置することによ
り、クーラントの均一塗布が可能となることから、潤滑
ムラ、温度ムラがなくなり、結果として板厚精度や板形
状を安定させることが可能となるという効果もある。

【００３１】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。

【００３２】例えば、圧延油の噴射設備の具体的構成
は、前記実施形態に示したものに限定されない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
クーラント流量と冷却長とを適切に制御することによ
り、潤滑性と圧延温度とを高精度に制御することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に適用される圧延油噴射設備の概
略構成を示す平面図

【図２】上記設備の概略側面図

【図３】第１実施形態の効果を示す説明図

【図４】第１実施形態の効果を示す他の説明図

【図５】第２実施形態に適用される圧延油噴射設備の概
略構成を示す側面図

【図６】第２実施形態の作用を示す説明図

【図７】第２実施形態の効果を示す説明図

【図８】従来の圧延油噴射設備の概略構成を示す側面図

【符号の説明】

１０…圧延機 １２…ストリップクーラント・スプレーノズル １４…デフレクタロール １６…テンションリール １８…ロールクーラント・スプレーノズル ２０…可逆式圧延機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延機の入側で鋼帯に圧延油を吹き付け
   て、該鋼帯の圧延時の温度と潤滑性を制御する鋼帯圧延
   における圧延油噴射方法において、 鋼帯に近接する上方及び下方のそれぞれに、該鋼帯の長
   手方向の所定範囲に亘って、小流量の噴射ノズルが多数
   配設された圧延油噴射設備を使用し、 圧延条件に応じて、使用する噴射ノズルの数を調節する
   と共に、その位置を選択することを特徴とする鋼帯圧延
   における圧延油噴射方法。