JPH10166012A - 圧延機および圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑油を噴射するロール面に飛散する冷却水お
よび潤滑油を噴射するロール面に残存する水分を除去
し、潤滑油の付着効率の向上を可能とする。 【解決手段】圧延材を圧延する作業ロール１０，作業ロ
ール１０を鉛直方向に支える補強ロール１１，作業ロー
ル１０と補強ロール１１を水平方向に支えるハウジング
１２，ロールの周方向にくの字に配列された高圧の空気
を噴射する空気噴射ノズル２，潤滑油を噴射する潤滑油
ノズル４，ノズルを覆うカバー５，１５，ノズル及びカ
バーの位置を検値する位置センサ２６，２７，２８，２
９，ノズルに供給される圧力を測定する圧力センサ２
２，２４，ノズルおよびカバーを移動する油圧シリンダ
６，７，８，９で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧延機および圧延方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延材に接する上下の作業ロールのみを
クロスし、板材のクラウン及び形状を制御する４段の作
業ロールクロス圧延機において、ロール間に負荷が生じ
ると、作業ロールと補強ロールの回転方向がクロス角分
ずれているため、双方のロールにロール間負荷の３０％
にもおよぶスラスト力が生じる。このスラスト力を低減
するためにはロール間を潤滑すればよいことが知られて
いる。

【０００３】そこで、特開平8−117811 号公報に示すよ
うな、ワークロールクロス圧延機のロール潤滑装置に関
して、特にワークロールとバックアップロールとの接触
部に給油する装置が発明された。特開平8−117811 号公
報による発明では、潤滑油タンクをパスラインの上下に
それぞれ配置すると共に上下のバックアップロールにそ
れぞれ当接して潤滑油を塗布する塗布ロールを回転自在
に設ける一方、該塗布ロールに潤滑油タンク内の潤滑油
を供給する潤滑油供給手段を設け、更に、塗布ロールを
上下のバックアップロールへ押し付ける押付手段を設け
たことを特徴としている。

【０００４】また、特開昭61−17302 号公報に示すよう
な、圧延装置に関して、特に油圧延方法及び装置が発明
された。特開昭61−17302 号公報による発明では、接触
型ワイパを接触させて水切り後の圧延ロールの圧延面
に、気体噴射ノズルから気体を噴射して圧延面の残留水
分を除去して後、この圧延面に圧延油を付着せしめて被
圧延材を圧延することを特徴とし、さらに、圧延装置の
圧延ロールの噛込側において、ロールの圧延面の冷却水
を水切りする接触型ワイパと、気体噴射ノズル及び水切
りした圧延ロールの圧延面に圧延油を噴射する圧延油噴
射ノズルを順次設けたことを特徴としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロール表面に潤滑油を
効率よく付着するためには、大きく三つの技術課題を解
決する必要がある。第１に、潤滑油塗布部に対するロー
ル冷却水の飛散防止技術であり、第２に、潤滑油塗布部
に残存する水分の除去技術であり、第３に、余分な潤滑
油を供給せずに抑制する技術である。圧延材を圧延する
際には、圧延材が加工を受ける際に生じる加工熱または
圧延材の温度によって、作業ロールの表面温度は上昇す
る。この作業ロールの過度の温度上昇を防止するため
に、通常、図２に示すように、作業ロールに対して冷却
水を塗布し、その温度を調節している。作業ロール冷却
水はロールへの散布後、圧延機下部へと自然落下し、そ
の後、回収される。

【０００６】従来の技術、特開平8−117811 号公報に示
されたワークロールクロス圧延機のロール潤滑装置にお
いては、作業ロールまたは圧延材またはその他の圧延設
備を冷却するために用いられる冷却水の飛散に対する対
策が講じられておらず、また潤滑油塗布部に残存する水
分の除去方法も明記されていない。したがって、作業ロ
ール冷却水の塗布時または圧延機下部への落下時に、冷
却水がロール潤滑装置近傍に飛散し、その一部は潤滑油
塗布ロールとバックアップロールの接触部に入り込み、
塗布ロールによる潤滑油の付着を妨げる。また、潤滑油
塗布部に水分が残存したまま潤滑油を塗布するため潤滑
油の付着効率は低下する。

【０００７】また、従来の技術、特開昭61−17302 号公
報に示された圧延装置においては、接触型ワイパによっ
て圧延ロール表面を流れる冷却水を除去し、さらに気体
噴射ノズルから気体を噴射することによって残存する水
分を除去し、潤滑油を供給しているが、余分な潤滑油を
供給せずに抑制する方法が明記されていない。

【０００８】本発明の目的は、潤滑油を噴射するロール
面に飛散する冷却水および潤滑油を噴射するロール面に
残存する水分を除去し、潤滑油の付着効率を向上可能な
潤滑油供給装置を備えた圧延機および圧延方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、上下のロ
ールチョックを水平方向に移動し、少なくとも一本の作
業ロールを交差する機構を有する複数段の圧延機におい
て、少なくとも一本のロールに対し、流体を噴射する流
体ノズル群、および流体ノズル群を覆うカバーで構成さ
れる潤滑油供給装置と、潤滑油供給装置を構成する各々
と補強ロールの間の距離を測定する位置センサと、流体
ノズル群に供給される流体の圧力を測定する圧力センサ
と、位置センサと圧力センサの出力信号をもとに潤滑油
供給装置を構成する各々とロールの間の距離を調整する
装置を備えている。

【００１０】（２）また、（１）において、流体ノズル
群は、空気を噴射するノズル群、および潤滑油を噴射す
るノズル群から構成されている。

【００１１】（３）また、（２）において、空気ノズル
群または潤滑油ノズル群の少なくとも一方がロールの周
方向にくの字状に配列された複数個のノズルから構成さ
れている。

【００１２】

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

【００１３】図１および図２に示す圧延機は、圧延材を
圧延する作業ロール１０，作業ロール１０を鉛直方向に
支える補強ロール１１，作業ロール１０と補強ロール１
１を水平方向に支えるハウジング１２，ロールの周方向
にくの字に配列された高圧の空気を噴射する空気噴射ノ
ズル２，空気噴射ノズル２と補強ロール１１の間の距離
を測定する位置センサ２６および距離を調整する油圧シ
リンダ８，空気噴射ノズル２を覆うカバー５，カバー５
と補強ロール１１の間の距離を測定する位置センサ２８
および距離を調整する油圧シリンダ６，空気噴射ノズル
２に供給される空気の圧力を測定する圧力センサ２２，
潤滑油を噴射する潤滑油ノズル４，潤滑油ノズル４と補
強ロール１１の間の距離を測定する位置センサ２９およ
び距離を調整する油圧シリンダ９，潤滑油ノズル４を覆
うカバー１５，カバー１５と補強ロール１１の間の距離
を測定する位置センサ２７および距離を調整する油圧シ
リンダ７，潤滑油ノズル４に供給される空気の圧力を測
定する圧力センサ２４で構成される。

【００１４】圧延材を圧延する際には、圧延材が加工を
受ける際に生じる加工熱または圧延材の温度によって、
作業ロール１０の表面温度は上昇する。この作業ロール
１０の過度の温度上昇を防止するために、通常、作業ロ
ール１０に対して冷却水を塗布し、その温度を調節して
いる。この作業ロール冷却水の塗布時または圧延機下部
への落下時に、冷却水が補強ロール１１に飛散する。こ
のような環境下の中で潤滑油をノズルで噴射しても、そ
の付着効率は低く図３に示すように平均５％程度とな
る。ここで、付着効率とは、供給する潤滑油に含まれる
原油の重量の内でロール表面に付着する原油の重量％で
ある。

【００１５】そこで本発明に基づき、第１の課題（潤滑
油塗布部に対するロール冷却水の飛散防止技術）の実施
方法を示す。図２に示すように、潤滑油をロール面に供
給する際、作業ロール冷却水が空気噴射ノズル２および
潤滑油ノズル４近傍および潤滑油塗布部に飛散し、潤滑
油の付着を阻害するのをカバー５または１５を補強ロー
ル１１に近接することによって防止する。

【００１６】補強ロール１１または作業ロール１０の組
み替え前後または圧下位置の変更時においては、カバー
５または１５の先端と補強ロール１１表面との距離は変
化する。この変化に対応するために、カバー５または１
５の先端と補強ロール１１表面との距離を位置センサ２
６または２７によって検値し、設定値まで油圧シリンダ
６または７にて、補強ロール１１に近接させる。この
際、カバー５または１５の先端と補強ロール１１表面と
の距離は狭いほど、ロール冷却水飛散防止の効果は大き
いが、機械的な振動，がた，金属部品の熱膨張を考慮し
て、０.５mm 以上１０mm以下の間隙に設定する。その
後、潤滑油を潤滑油ノズル４によって補強ロール面に塗
布する。その結果、図３に示すように付着効率は平均値
で約３０％まで上昇する。

【００１７】さらに本発明に基づき、第２の課題(潤滑
油塗布部に残存する水分の除去技術)の実施方法を示
す。カバー５または１５を備えた結果、潤滑油塗布部へ
のロール冷却水の飛散は防止できるが、さらに、補強ロ
ール１１の表面にぬれた状態で残存する水分を除去する
必要がある。この残存する水分は、図４に示すように、
空気噴射ノズル２から噴射される高圧の空気によって、
補強ロール１１の面外へと除去する。この際、空気噴射
ノズル２は補強ロール１１の周方向にくの字に配列し、
さらに一つの空気噴射ノズルから噴射される空気噴射投
影面の長手方向を補強ロール１１の軸方向に対し傾けて
噴射することによって、除去後の水分の進行方向を補強
ロール１１のバレル外へ向け、一度除去した水分の再飛
散を防止することができる。

【００１８】この際、空気噴射ノズル２の先端と補強ロ
ール１１の表面との距離は狭いほど、ロール表面に残存
する水分の除去効果は大きいが、機械的な振動，がた，
金属部品の熱膨張を考慮して、０.５mm 以上１０mm以下
の間隙に設定する。空気噴射ノズル２の先端と補強ロー
ル１１の表面との距離の検出方法は、空気噴射ノズル２
の先端と補強ロール１１表面との距離を位置センサ２８
によって検値し、設定値まで油圧シリンダ８で、補強ロ
ール１１に近接させる。その後、潤滑油を潤滑油ノズル
４によって補強ロール面に塗布する。この結果、図３に
示すように、付着効率は平均値で約５０％まで上昇す
る。

【００１９】さらに本発明に基づき、第３の課題(余分
な潤滑油を供給せずに抑制する技術)の実施方法を示
す。ノズル間距離ｄが一定の時、ノズル間距離ｄに適し
た潤滑油ノズル４による噴射距離ｍは

【００２０】

【数１】 ｍ＝ｄ／｛２・tan(θ／２)｝ …（数１） にて表すことができる。ただし、ｄ：ノズル間距離（一
定；ノズル単体での必要最小噴射幅），θ：ノズル噴射
角（供給圧力ｐに関する増加関数である、θ＝ｇ(ｐ)）
であり、ｍは供給圧力ｐに関する増加関数である。

【００２１】一般に潤滑油の供給圧力範囲はポンプ等の
供給源の能力に依存しており、その結果ノズル単体での
噴射角度θ，噴射距離ｍにも適用範囲がある。今、ポン
プによる供給圧力ｐがｐ１≦ｐ≦ｐ２であり、ノズル単
体における流量がＱ１≦Ｑ≦Ｑ２，噴射角度θがθ１≦
θ≦θ２であった。このとき、潤滑油ノズル４と補強ロ
ール１１の距離ｍの設定範囲は、ｍ１≧ｍ≧ｍ２である
場合、特にｐ＝ｐ１（かつｍ＝ｍ１）であれば、Ｑ＝Ｑ
１であり、潤滑油の供給量を必要最低量に抑制すること
ができる。

【００２２】実際に、潤滑油ノズル４を用いて、補強ロ
ール１１に潤滑油を供給する場合、常に潤滑油ノズル４
と補強ロール１１の距離を位置センサ２９によって検値
し、さらに潤滑油の供給圧力を圧力センサ２４によって
検値する。ここで、まず圧力センサ２４の出力信号がｐ
１になるように、供給圧力源を調整する。その後、潤滑
油ノズル４と補強ロール１１の距離ｍを、ｍ１になるよ
うに油圧シリンダ９にて潤滑油ノズル４を移動する。こ
のようにして、潤滑油ノズル４の位置を調整することに
よって、補強ロールのバレル全長に必要最小限の潤滑油
を供給することができる。

【００２３】潤滑油の供給圧力をｐ２に設定した場合
は、潤滑油ノズル４と補強ロール１１の距離を、式（数
１）に基づき、ｍ２になるように油圧シリンダ９にて潤
滑油ノズル４の位置を移動する。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、潤滑油を噴射するロー
ル面に飛散する冷却水および潤滑油を噴射するロール面
に残存する水分を除去し、必要最小限の潤滑油を供給
し、潤滑油の付着効率の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図。

【図２】冷却水の飛散防止効果と、表面にぬれた状態の
冷却水をエアで除去する効果を示す部分説明図。

【図３】潤滑油の付着効率を示す説明図。

【図４】表面にぬれた状態の冷却水をエアで除去する際
のロールのバレル端部へ冷却水を押し流す説明図。

【符号の説明】

２…空気噴射ノズル、４…潤滑油ノズル、５，１５…カ
バー、６，７，８，９…油圧シリンダ、１０…作業ロー
ル、１１…補強ロール、１２…ハウジング、２２，２４
…圧力センサ、２６，２７，２８，２９…位置センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加賀 慎一 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下のロールチョックを水平方向に移動し
   て少なくとも一本の作業ロールを交差する機構を有する
   複数段の圧延機において、 少なくとも一本の作業ロールに対して、流体を噴射する
   流体ノズル群と前記流体ノズル群を覆うカバーとを有す
   る潤滑油供給装置と、前記潤滑油供給装置と補強ロール
   の間の距離を測定する位置センサと、前記流体ノズル群
   に供給される流体の圧力を測定する圧力センサと、前記
   位置センサと前記圧力センサの出力信号をもとに前記潤
   滑油供給装置と前記補強ロールの間の距離を調整する装
   置を設けたことを特徴とする圧延機。
2. 【請求項２】前記流体ノズル群は、ロールの周方向にく
   の字状に配列された複数個のノズルから構成される請求
   項１に記載の圧延機。
3. 【請求項３】上下のロールチョックを水平方向に移動
   し、少なくとも一本の作業ロールを交差する機構を有す
   る複数段の圧延機による圧延方法において、 前記圧延機は、少なくとも一本の作業ロールに対して、
   流体を噴射する流体ノズル群と、前記流体ノズル群を覆
   うカバーとを有する潤滑油供給装置とを備え、前記潤滑
   油供給装置と補強ロールの間の距離を測定する第一の工
   程と、前記流体ノズル群に供給される流体の圧力を測定
   する第二の工程と、前記第一の工程と第二の工程による
   測定値の出力信号をもとに前記潤滑油供給装置と前記補
   強ロールの間の距離を調整する第三の工程とを含み板材
   を圧延することを特徴とする圧延方法。