JPS617009A

JPS617009A - 圧延機で金属を圧延する方法および装置

Info

Publication number: JPS617009A
Application number: JP60055701A
Authority: JP
Inventors: フイリツプ・アーサー・アタツク; トレバー・アラン・ゴア; マイケル・マスターマン
Original assignee: Davy Mckee Poole Ltd
Current assignee: Davy Mckee Poole Ltd
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1986-01-13
Also published as: DE3566959D1; US4671091A; ATE39421T1; GB2156255A; EP0160381A1; GB8407669D0; EP0160381B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は圧延機および圧延機内に於いて、材料を圧延す
る方法に関する。

圧延機に於いては、ロールおよび／又は被加工材に冷却
剤を塗布して、圧延加工中に発生する熱量に関係なく被
加工材の温度を適切な制限値以下に維持するのが普通で
ある。上記冷却剤は通常は水か、水を基盤したもので、
圧延用潤滑剤を含有している。油−水混合乳剤がしばＵ
ば使用される。

水基盤の冷却剤がアルミニウム帯板に触れると、アルミ
ニウムと反応してアルミニウム帯板表面にじみを発生さ
せ、　に潤滑剤を冷却剤とは別個に塗布しても、その圧
延潤滑作用を阻止するおそれがある。その結果、圧延工
程による薄板化が帯板の幅〜方向で不均一になり、平坦
度の劣った製品になる。更に、じみのついた部分の硬度
は他の部分の硬度と差を生じ、これが引続き行われる圧
延作業の薄板化の不均一の原因になり、平坦度が更に劣
化する。結局、圧・延材の外見がひどく損われる。

英国特許明細書ｒｌｌｋＬ１５１１２４７に於いては、
圧延用潤滑剤を積極的に含有させた冷却剤をローラ忙塗
布することは制限し、被加工材には冷却剤を吹き付けな
いことを提案している。この冷却剤を圧延機の出口側で
ノズルによりロールに吹きつけるが、このノズルは、ワ
ークロールおよびそのバックアップロールにエアシール
を使用して封着したケーシングの中に封入されている。

冷却剤中に含まれている潤滑剤の移動としては、先ず圧
延機の入口孔に移送され、次に各ロールとそのバックア
ップロールの間にはさまれ、ロール間隙に達すると考え
られている。

従来、エアシールが使用されていたが、その明らかな理
由として、ワークロールと係合する接触型シールは、特
にワークロールの表面を傷っけ、ひいては帯板に害をお
よぼす可能性があるためである。また上記接触型シール
はロールバイトを離れるワークロールの高温と乾燥に耐
抗性がなかったであろう。然るに、エアシールの場合は
、水霧を発光させる可能性があり、ロールバイトの近く
でケーシングから漏洩して、圧延製品を汚染するおそれ
がある。更に重要な点として、冷却剤がワ−り０−　ル
・バックアップロールのロールバイトを通過して圧延機
の入口側に転送され、ワークロール間のロールバイト位
置でロークロールかう被加工材に供給される。その結果
、帯板は上記の不利な条件によりやはり汚染される。

上記英国特許明細書には更に第３図が掲載され、ケーシ
ングに封入されたパスラインの各側にあるロールと、圧
延機の入口側と出口側の両方に塗布サレタ冷却剤・潤滑
剤を示している。ロールのロールバイト位置ではケーシ
ングとワークロールの間に間隙があり、暫定明細書によ
れば、冷却剤が間隙を通過して圧延材に達するのを防止
する目的で、各ケーシングの内部が排気される。しかし
、実際間題としては、表面張力で付着した冷却剤をワー
クロールから取り除いて、ケーシング内を充分な低圧に
することは不可能であろう。冷却剤はワークロールに付
着してワークロールのロールバイトに入りこみ、次いで
被加工材の表面に達する。

前記英国特許明細書に示されている配置では、ロールの
ロールバイト位置で適切な潤滑効果が発揮されないであ
ろう。もし冷却剤中に潤滑剤を混入させると、冷却剤全
般に亘っては必要もないのに均一に分配され、肝心のロ
ールバイト位置では均一に潤滑されないという危険があ
り、又、冷却剤を潤滑剤と別個に供給すると、前述の通
り冷却剤によって被加工材が濡れるため、ロールのロー
ルバイト位置での潤滑効果の均一性が失われる。

本発明では、圧延機の入口側のみで冷却剤を１個又は複
数のケーシング中に塗布し、冷却剤がその中から洩れ出
すという好ましからぬ現象を効果的に防止している。ロ
ールの回転方向の細工により、冷却剤がワークロールと
そのバックアップロール間のロールバイトを通して運ば
れ、出口孔側にある被加工材に達するおそれはない。

第２に、接触型シールのみを使用している。この種のシ
ールは、水分の洩れを防止するにはエアシールよりも効
果的であると共に、圧延機の入口側ではロールの温度が
適度に低く、しかも接触型シールは冷却剤によって潤滑
されるので、使用が可能である。冷却剤の霧は発生せず
、万一発生しても逃げ道はない。接触型シールは、更に
ロールのクリーナの役目も果し、粉状の異物がロールに
よりそのロールバイトに入りこんでロールや被加工物を
傷つけることはない。

第３に、圧延用潤滑剤は圧延機の入口側で、しかも１個
又は複数個のケーシングの外部で冷却剤とは別個に塗布
される。圧延用潤滑剤を別個に塗布することは、接触型
シールの効果上、肝要なことであるが、それはともかく
、これによって潤滑剤の分布の均一性が増加すると共に
、その制御方法の改善が可能になり、潤滑剤の使用効果
が高まるという結果になる。

このように、本発明の一つの態様は、液状冷却剤を１個
、又は複数個のケーシング内で、圧延機の入口側のみの
１個又は複数個のロールに塗布する圧延機によって金属
を圧延する方法であり、これには１個又は複数のロール
に係合する接触型シコルを使用し、１個又は複数個のケ
ーシングから冷却剤が洩れ出すという好ましくない現象
を防止し、且つ圧延用潤滑剤は、圧延機の入口側で、且
つ１個又は複数個のケーシングの外部に於いて被加工材
および又はワークロールにそれぞれ別個に塗布するもの
とする。

本発明のも５１つの態様は、液状冷却剤の指向光を圧延
機の入口側のロールだけに限定する手段と、上記指向光
限定手段を包囲し、且つ１個又は複数個のケーシングか
ら洩れ出す不具合を防止する接触型シールを有する１個
又は複数個のケーシングと、１個又は複数個のケーシン
グの外部に位置し、圧延機の入口孔側に於いて被加工材
および、又はワークロールに圧延用潤滑剤を塗布するた
めの手段を、圧延機にもたせることである。

接触型シールは冷却剤により潤滑され、冷却剤が主とし
て水の場合には、シールの有効寿命が確保できる。然し
、接触型シールの材料に適合するように特に倉入りに選
択した潤滑剤を冷却剤に混入すれば、可動ロールに接触
するシールの部分の磨耗が低減して、シールの寿命が伸
びる。液状冷却剤は通常は水を基盤にしたもので、潤滑
剤はこれと混和可能であ“る。接触型シールの材料はポ
リウレタンエラストーマで、この場合、潤滑剤は二塩基
性カルボン酸のアミン塩またはアルカリ金属塩とポリア
ルキレングリコールとからなる組成物である。

本発明は、添付図面を参考にして、例えば、圧延機とそ
の作動に関する下記の説明を参照することで更に容易に
理解できるであろう。

図面の第１図から第８図までに部分的に示した圧延機は
、夫々上下のワークロール１２．１３とバックアップロ
ール１４，１５を有している。被加工材、即ちアルミニ
ウム帯板は１６で示してあり、この被加工材の運動方向
は図の左から右であり、帯板はガイド１７を径てロール
の間隙に入る。

冷却剤は圧延機の入口側、即ち図面中のロールの左側で
ロールに塗布される。パスラインの上方と下方に夫々配
置されたスプレーバー２０および２１は、ロールの全長
にわたって延び、密接した間隔でスプレーノズル２２が
設けられ、その方向はワークロール、バックアップロー
ル、およびワークロールとバックアップロールの間のロ
ールバイトに向けられてい′る。スプレーバ−としては
、ヨーロッパ特許明細書Ｎｌ００４１８６３および英国
特許出願書１’４８４０４３９７に述べられた型式のも
のが望ましい。各スプレーバ−は、ノズル２２から放出
された全冷却剤を収容し、帯板１６上に洩れ出すのを防
止するケーシングの中に置かれる。図で見る通り、上部
ケーシングはガイド１７に固定された下部壁２３と後方
壁２４とで構成されている。接触型シール２５は後述す
るような方法でケーシングに装着され、バックアップロ
ーラ１４向けて付勢される一方、ケーシングに枢支され
た類似した接触型シール２６は、ケーシングの底部にあ
り且つワークロール間のロールバイトに近接した下部ワ
ークロール１２向けて付勢される。ケーシングとシール
２５．２６はロールの全長にわたって伸延し、バックア
ップロール１４とワークロール１２に係止されるエツジ
シール１９がケーシングに装着されている。

第４図に明瞭に示されているように、下部スプレーバー
２１は、上部ケーシングとははｙ類似した下部の同型ケ
ーシング中に収容されているが、排出用ダクト２７を有
する点が異っており、このダクトにより２つのケーシン
グから冷却剤が除去される。２つのケーシングはこの目
的で連通している。下部ケーシングには接触型シール３
０および３１とエツジシール２９が取付けられ、共にバ
ックアップロール１５および下部ワークロール１３向け
て付勢され、これ等シールの装着する方法は、上部ワー
クロールおよびバックアップロールの場合とすべて同一
である。

上部ケーシングの各端部には、シール２５．２６を夫々
装着させるアーム４０．４１がある。、４３の位置でス
イングアーム４２が夫々のアーム４０に枢支され、１本
のバー４４がそれに固定されてイルカ、上記バーは圧延
機ロールの幅に沿って横方向忙伸延し、溝４６を設けた
形になっている。

（第３図参照）。溝の中には封止カートリッジ４７が装
填され、このカートリッジは位置決めバー４８、締め付
はバー４９、およびこの両者の間忙挟持されたシール２
５とで構成されている。上記バー４４の中には一連のシ
リンダ５０が形成され、各シリンダの中のピストン５１
は通常は一定圧力の作動油によってケーシング上に形成
された突起２２に押しつけられ、シールを装着したバー
４４をピボット４３を中心として揺動させて、シールを
ロール１４に係合させる。多くのピストン５１とシリン
ダ５０をバー４４の長さ方向に連設しであるので、ロー
ルの全長に亘って良好な接触封止が確保され、冷却剤が
洩れ出る不具合が防止される。

各シリンダを連通させる管５３と孔５４によって作動油
をシリンダに供給する。バー４４の出口管５５から下部
バー５６に作動油を供給するが、このバー付近の配置は
、バー４４付近の配置に若干類似している。このように
してバー５６を、５８の位置でアーム４１に枢支される
スイングアーム５７に固定し、シールは締め付はバー５
９によって位置決めバー６０に締めつげる。ケーシング
上に形成された突起５２′により作動するピストン６１
によりシール２６はロール１２にしっかりと押しつけら
れる。

ケーシングの端から冷却剤が洩れ出すのを防止するため
、第５図〜第８図に示すようにエツジシール１９を装着
するが、これ等の図に示したのは、２個の下部ローラ和
関するエツジシールである。

下部ケーシングの最端部には、中空の箱部材６２が取り
付けられ、各部材には後方壁６４および下方壁６５があ
り、前方および下方壁は６６の位置で穿孔されている。

箱部材６２内に形成された空洞６７は６８の位置で真空
源に連通している。エツジシール１９は箱の側面にネジ
７０で固定した板材６９を使用して箱部材６２に固定す
る。上記シールは発泡プラスチック材７１を材料とし、
第５図で明瞭にわかるように、ワークロールとバックア
ップロールの輪廓にほぼ一致させて整形する。

ワークロールとバックアップロールの接点近くのシール
部は、半剛体ポリエチレン部材７２として成形され、こ
の部材はリブ７３を有し、その先端部７４は、箱部材６
２の前方壁内に形成した溝付き突起７５の内部に位置し
ている。上記発泡プラスチック材７１には横方向シール
カートリッジの端部のまわりに凹所７６．７７があり、
弾力性をもつエツジシール全体はロールの型および輪廓
に容易に形状を合わせることができる。冷却液剤がロー
ル表面からエツジシールにより拭いとられるにつれ、穿
孔６６を通じて発泡材に吸収され、６８位置の真空源に
より排出される。上記のエツジシールはケーシングの各
端部に同様に設けられ、上部の１対のロールについても
同様な１対のシールが装着される。

圧延用潤滑剤は、圧延機の入口側でしかも２個のケーシ
ング領域の外側に於いて、両方のワークロール１２．１
３、および帯板１６に塗布される。

潤滑剤はパスラインの両側に配置した２セツトのノズル
８０（第３図）により供給されるが、その・うち０１セ
ツトを第３図に示す。これ等のノズルはバー５６および
これに対応する下部ワークローラのバーに装着され、ロ
ールの長さ以上離して配置し、図に示したようにロール
のロールバイトの方向にむける。

圧延機の入口側に於けるロールの回転方向はシール２５
，２６，３０および３１がスプレー棒２０から出る冷却
剤と接触して冷却された後、上記ロール表面に係合する
ようになっているので、２個のケーシングに専用の接触
型シールを使用することが可能になる。従って、シール
は濡れた冷たい表面に接触し、交換が必要になるまでの
使用時間が延長される。又、圧延機の入口側でのロール
の回転方向により、ワークロールとそのバックアップロ
ール間にあるロールバイトに吹きこまれた冷却剤はロー
ルによってロールバイトから引離されて運搬されるので
、ロールバイトを通って圧延機出口側に運ばれる可能性
は一切存在しない。

上記の理由、およびシール２５，２６．３０および３１
の効果により、冷却剤が被加工材１６に到達して損傷す
ることは不可能である。

ロールバイトを潤滑するのに、圧延用潤滑剤を別個に塗
布することにより、これを冷却剤に混入するよりも高い
効果が得られる。上記潤滑剤のロールの幅方向の分布の
均一性が向上し、必要条件に応じて、制御の精度を高め
ることが可能である。

各潤滑剤ノズルはマーク／スペース基準を根拠にして個
々に独立して制御することが可能である。

即ち、各ノズル８０は潤滑剤をパルス形で供給し、パル
ス幅対衝撃係数の比、および周波数は必要に応じて調整
するものとする。この方法により、潤滑剤を塗布するノ
ズルの数と位置は、圧延される帯板１６の幅に従って変
更することが可能であり、帯板の平坦度を制御するには
、潤滑剤の冷却効果を帯板の幅に沿って変化させればよ
い。更に、潤滑剤の種類、および各ノズルごとの潤滑剤
の供給率は、圧延される金属の性質に応じ、帯板のパス
ごとに変更することが可能である。

ノズル２２による冷却剤の供給率および供給する冷却剤
の幅方向の分布は、英国特許出願隘８４０４３９７に記
載の通り、ノズルセット用として供給されるパルプを使
用すれば、同様圧制御することが可能である。ロールの
差動冷却は、帯板の平坦度を制御する必要性に応じてこ
のようにし達成される。

ケーシングをロールに対して完全に密閉することは、若
し別法によって冷却剤の被加工材への接触防止が可能で
あれば、必ずしも必要ではない。

例えば、第９図に櫃要を示したように、上部ワークロー
ル１２と係合しているシール１００は、上部ケーシング
１０１とは　関係に装置しても差支えない。ワークロー
ル１２から剥げ落ちた冷却剤は受は皿１０２の中に集積
され、外へ排出される。

上部バックアップロール１４用の接触型シールおよびケ
ーシング１０１用のエツジシールについては、上記の通
りである。

パスラインの下方では、下部ケーシング１０３に下部ワ
ークロール１３用の接触型シール３０およびケーシング
エツジシールを装着することは可能である。然し下部バ
ックアップロール用の接触型シール１０４をケーシング
１０３とは独立して装着し、このロールから剥れ落ちた
冷却剤を受は皿１０２に収容して除去することは可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、圧延機の断面図である。第２図は、第１図の矢印■の方向からの断面図である。第３図および第４図は、夫々上部および下部ロール用の
ロール冷却手段の詳細を示す拡大断面図である。第５図は、ロールの端部封止手段を示す断面図である。第６・図は、第５図の矢印■方向の部分的断面図である
。第７図は、第５図■−■線で切断した断面図である。第８図は、エンドシールのうちの１つの斜視図である。第９図は変形例を示す概略側面図である。１２．１３・・・ワークロール、１４．１５・・・バッ
クアップロール、１６・・・帯板、２０．２１・・・ス
プレーバ−１２２・・・スプレーノズル、２５．２６・
・・接触型シール、２７・・・ダクト、３０．３１・・
・シール、４０．４１・・・アーム、４２・・・スイン
グアーム、４４・・・バー、４６・・・溝、４７・・・
封止カートリッジ、５０・・・シリンダ、５１・・・ピ
ストン、５３・・・管、５４・・・孔、５５・・・出口
管、５６・・・下部バー、５７・・・スイングアーム、
６２・・；箱部材、６７・・・空洞、８０・・・ノズル
、１００・・・シール、１０１・・・上部ケーシング、
１０２・・・受は皿、１０３・・・下部ケーシング、１
０４・・・接触型シール。特許出願人　角ビイ・￥７＋−（’７”−＃）リミテッ
ド代理人　弁理士　　　１）澤　博　昭（外２名）し１５）浄３（内ｊ１二変更なしす第１図第２図第８図第９図手続補正書（方式）１、事件の表示　　　特願昭６０−５５７０１号２、発
明の名称圧延機で金属を圧延する方法および装置３、補正をする
者５、補正命令の日付６、補正の対象（１）委任状およびその訳文（２）明細書（３）図　面７、補正の内容（１）別紙の通り委任状およびその訳文を補充する。（２）明細書の浄書（内容（二変更なし）（３）図面の
浄書（内容に変更なし）以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧延機で金属を圧延する方法において、前記圧延
機の入口側のみにおいて、１または複数のロールにケー
シング内で液状冷却剤が塗布され、上記ロールと係合す
る接触型シールを使用することによつて、上記ケーシン
グからの冷却剤の望ましくない流出が防止され、そして
上記圧延機の入口側で、かつ上記ケーシングの外方にお
いて、上記ロールに個々に圧延用潤滑剤が塗布される方
法。
（２）接触型シールの磨耗低減用の潤滑剤に冷却剤が含
まれる特許請求の範囲第１項に記載の方法。
（３）冷却剤は水基盤であり、潤滑剤はこの冷却剤と混
和可能なものである特許請求の範囲第２項に記載の方法
。
（４）シールはポリウレタン製であり、潤滑剤は二塩基
性カルボン酸のアミン塩またはアルカリ金属塩とポリア
ルキレングリコールとからなる組成物である特許請求の
範囲第３項に記載の方法。
（５）圧延機は各ワークロール用バックアップロールを
有し、各ワークロール用に別個のケーシングがあり、上
記ケーシングはワークロールおよびそのバックアップロ
ールに係合し且つ密閉されている特許請求の範囲のいづ
れか１項に記載の方法。
（６）圧延用潤滑剤の供給率は調整可能であり、被加工
材および、又は圧延機のパラメータに従い設定される特
許請求の範囲のいづれか１項に記載の方法。
（７）圧延用潤滑剤の供給を圧延被加工材の板厚制御の
目的で調整する特許請求の範囲のいづれか１項に記載の
方法。
（８）冷却剤のみ、又は冷却剤と潤滑剤の両方がロール
の変化および圧延被加工材の平坦度制御のための供給率
変化に伴つて変化する特許請求の範囲第１項〜第５項の
何れか１項に記載の方法。
（９）圧延機の入口側にあるロールのみに対し液状冷却
剤を指向させる手段、上記指向手段を内蔵し、１又は複
数のロールと係合して冷却剤が洩れ出す不都合を防止す
る接触型シールを保有する１個又は複数のケーシング、
および、１個又は複数個のケーシング外部に位置し、圧
延機の入口側に於ける被加工材および、又はワークロー
ルに圧延用潤滑剤を塗布するための手段を含む、圧延機
。
（１０）接触量シールの磨耗低減のため、潤滑剤を冷却
剤中に導入する手段を有する特許請求の範囲第９項に記
載の圧延機。
（１１）圧延機は各ワークロールに対するバックアップ
ロールを設え、各ワークロールに対し別個のケーシング
があり、上記接触シールはワークロールおよびそのバッ
クアップロールに係合すべく適合させた特許請求の範囲
第９項又は第１０項に記載の圧延機。
（１２）冷却剤探知手段は、ロールの軸長方向に間隔を
おいて配置され、個々に、又はセットとして制御可能な
複数のノズルから構成される特許請求の範囲第９項、第
１０項又は第１１項に記載の圧延機。
（１３）圧延用潤滑剤塗布手段は、ロールの軸長方向又
は圧延中の金属の幅方向に間隔をおいて配置され、個々
に、又はセットとして制御可能な複数のノズルで構成さ
れる特許請求の範囲第９項、第１０項、第１１項又は第
１２項に記載の圧延機。