JPS6384706A

JPS6384706A - 圧延ロ−ルの研削法

Info

Publication number: JPS6384706A
Application number: JP23194586A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakamoto; 浩一坂本; Osamu Fujiwara; 修藤原; Yukio Matsuda; 行雄松田; Satoshi Teshigawara; 勅使河原　敏; Hironobu Yamagata; 山形　博信; Shoji Yoshida; 正二吉田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd; Sugino Machine Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Sugino Machine Ltd
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-15
Also published as: JPH0513729B2

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】〔竜業上の利用分野〕本発明は、圧延機スタンド内で回転中の圧延ロールを研
削する方法に関する。

〔従来の技術〕

圧延ロール、特にワークロールは、使用に伴ってその表
面が摩耗し、ロールプロフィルおよび粗さが変化する。

このロールプロフィルなどが変化した状態で圧延を続行
することは、製品形状、たとえば板厚の不均一性などの
悪化を招くため、避けねばならない。

この対処法として、圧延対象を広巾材から狭巾材に順に
圧延して行く圧延スケジュールによって対処する方法が
ある。この方法は効果的ではあるが、納期などの点から
、途中である材料を圧延したい場合には、対応ができな
い。さりとて、ロール替えを行うのであれば、能率が悪
い。

そこで、従来から、インラインである摩耗時点で圧延ロ
ールを研削する方法が、特開昭５８−１６７１５号およ
び同５９〜４２２７１号公報において提案されているが
、実操業に至っていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記各公報記載技術において実操業に至っていないのは
次の問題点が残されているためである。

すなわち、前者の公報記載方法では、高圧水の圧力が５
０〜５００ｋｇ／ｃｍ２の高圧水のみで研削を行わんと
するものであるが、高圧水のみであると、研削能力が小
さく、所望の研削量を得るのに長時間かかり、たとえば
Ｈｓ４０以下の軟いロールに限定され、高硬度たとえば
Ｈｓ７０前後もしくはそれ以上のロール研削には通用で
きない。

他方、後者の公報記載方法は、高圧水と砥粒スラリーと
を併用するものであるが、それらのノズルは別に配置し
、各噴射後の段階で混合させるものであるため、均一に
混合することは実際困難であり、研削時に研削ムラを生
じる欠点がある。しかも、各ノズルを別に配置すること
は、狭隘な圧延機周りにおいて困難であるし、さらに砥
粒スラリーの殿送量のコントロールは難かしく、また砥
粒スラリーの段送に使用する管類の摩耗が激しく実用的
でない。

一方、上記各公報記載方法は、何ら実用的な研削条件に
ついて、教示していない。

そこで、本発明は、上記各問題点の全てを解消し、研削
能力が高い、コンパクトな設備となる、耐久性に富むな
どの利点をもたらす圧延ロールの研削法を提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明は、研掃材を０．５
ｋｇ／分以上で供給するとともに、圧力１００ｋｇ　／
　ｃｎ１以上、流ｒｉ１ｏ　ｔｔ／分以上で高圧水を供
給し、これら研掃材および高圧水を、高圧水を噴出させ
たノズル内位置で混合した研掃材混入高圧水となし、ロ
ール接線に対して３０〜１５０°の衝突角、ノズル先端
からロール表面までの噴射距離５０〜３００　ｕ＋、噴
射角１０〜６０°なる条件で；圧延機スタンド内で回転
中のロール表面に投射して研削することを特徴とするも
のである。

〔作　用」本発明では、高圧水のみでなく研掃材を併用しているの
で、研削能力が高くなるとともに、高圧水と研掃材とを
別々に噴出させて混合させるのではなく、同一ノズル内
において強制的に混合させるものであるため、混合が均
一に行われ、研削ムラを生じることがない。しかも、１
のノズルにて高圧水と砥粒スラリーの混合を行うことが
できるため、設置スペースが狭くて足り、実圧延機周り
のスペースを考えた場合、実用的である。

また、圧力、流量、衝突角、噴射距離、噴射角が限定さ
れた条件の下に設定されるため、きわめて実用的である
。

〔発明の具体例〕

以下本発明を具体例を挙げながらさらに詳説する。

第１図および第２図は、研削ノズルＮにより圧延機のワ
ークロールＷを研削している状態を示している。

研削ノズルＮは、ノズルホルダー１内に高圧水噴射ノズ
ル２を内蔵し、この前方に誘導混合体３を備えている。

高圧水噴射ノズル２は水源（図示せず）と高圧水導管４
を介して連通しており、導管４を介して供給された高圧
水は、噴射ノズル２の入口部のコーン部２ａにおいて集
束された後、細円孔２ｂを通って、先端の噴射口２ｃか
ら噴射されろ。

噴射口２ｃとしては、第３図および第４図に示すように
、後記の噴射角αをもたせるために、それぞれ楕円形ま
たは長方形とし、この噴射口２ｃａ　。

２ｃｂから扁平な扇状に高圧水を噴出させる。噴出され
た高圧水は、’５Ｍ　Ｂ混合体３の光拡がり扁平扇状の
誘導面３ａ内の空間３ｂを伝って前端から圧延ロールの
ワークロールＷに向けて噴射される。

一方で、研掃材としての砂鉄の導路５が誘導混合体３の
前記空間３ｂに開口しており、砂鉄が導路５を通って、
空間３ｂ内に入ると、高圧水と仕切られた空間３ｂ内に
おいて激しく混合され、砂鉄入り高圧水としてワークロ
ールＷへ投射されるようになっている。

ここで、砂鉄入り高圧水の噴射角αを定めるのは、主と
して噴射ノズル２の噴射口２ｃの形状であり、誘導面３
ａの形状ではない。もっとも、噴射口を単に円形とし、
ＬＮ　ｉＷ面に沿って流れるようにすることによって、
噴射角αを定めることも不可能ではないけれども、むし
ろ扁平状とならず、横断面円形となり、好ましくない。

上記の研削ノズルＮは、圧延機に組み付けられ、インラ
インで圧延ロールを研削するようにする。

この研削に際しては、第５図〜第７図に示す態様でその
コントロールがなされる。すなわち、予め圧延条件、す
なわち圧延材の材質、温度、圧延長さ、荷重、ロール材
質等を盛込んだ条件から、摩耗予測モデル式で摩耗プロ
フィル予測値を求め、これと理想プロフィル値との差を
、研削実績データ、仮プロフィル測定値を勘案しながら
研削し、圧延を行うものである。

研削コントロールのさらに具体的な態様が第６図および
第７図に示されている。すなわち、研削制御装置１０は
、圧延ラインの下流側に設けた厚みプロフィル計１１お
よび上位演算装置１２から厚みプロフィルに関する情報
を受は取るとともに、現ロールＷの回転数、砂鉄搬送設
備１３から砂鉄供給量、高圧水発生装ｗ１４からの水圧
、研削ノズル駆動系１５から研削ノズルのトラバース速
度および位置信号を受は取りながら、砂鉄供給量および
研削ノズルの速度指令を発する。１６は操作盤である。

砂鉄の搬送に当っては、乾燥状態で（つまりスラリー゛
状態でなく）ＰＬ送するのがよく、たとえば第８図の方
式で搬送できる。すなわち、プラスター２０内にホッパ
ー２１内の砂鉄を適宜のタイミンングで装入するととも
に、プラスター２０内において圧空２３によって流動床
２２上に砂鉄を流動させながら、加圧ライン２４による
圧力によって砂鉄をプラスター２０内から流出させた後
、搬送ライン２５からの圧空に乗せて搬送するものであ
る。２６は圧力計、２７は圧力調節弁、２８はロードセ
ル、２９は切出弁である。

一方、研削ノズルＮは、摩耗の激しいワークロールＷに
対して少くとも設けるが、必要ならば第９図のようにバ
ックアップロールＢに対しても設けてもよい。また、次
述のように、１つの研削ノズルを設け、これをワークロ
ールＷおよびバックアップロールＢに対する向き換えを
行うようにしてもよい。

第９図および第１０図は研削ノズルＮの設置例を示した
もので、はぼワークロールＷとバックアップロールＢと
の高さ方向中間位置に研削ノズルＮが配置されている。

また、ロールＷ、Ｂと平行にその長手方向に沿ってガイ
ドレール３０がレール支持体３１．３１に跨った状態で
配設されている。このカイトレール３０にはスライダー
３２が係合し、このスライダー３２にベース３３が枢支
されている。また、スライダー３２は、対地固定のトラ
バース用シリンダ３４のロンドに連結され、ガイドレー
ル３０に沿って移動するようになっている。

ベース３３は、水平にロールＷ、　Ｂ方向に向いており
、その上には向き変え用モータ３５が設けられている。

モータ３５の出力軸には、連結管３６が取付けられ、こ
の連結管３６の先端に１つの研削ノズルＮが取付けられ
ている。また、ベース３３は、スライダー３２に竪軸ま
わりの枢軸３７を介して枢着されており、詳細は図示し
ないが、スライダー３２に固定された退避用シリンダ３
８０ロツド３８ａに旋回用ギア群（図示せず）を介して
ＪＩＫ！ｊＩ３７が結合されている。これによって、ロ
ールＢ、Ｗの交換時などにおいて、研削ノズルＮの存在
が邪魔になることを、退避用シリンダ３８を作動させ、
旋回用ギア群を介して枢軸３７を回転させることによっ
て、ベース３３、モータ３５、連結管３６および研削ノ
ズルＮを一体的に、９０度回転させ、ロールＷ、Ｒと平
行に向き変えすることによって防止するようになってい
る。さらに、通常はワークロールＷに対して研削を行う
研削ノズルＮを、バックアップロールＢについても研削
を行う必要がある場合は、モータ３５を起動させ、連結
管３６をその軸心回りに１８０度回軸回転ることにより
、バックアップロールＢがわに向き変えするようにしで
ある。これによって、ロールＷ。

Ｂごと個別に専用研削ノズルをそれぞれ設ける場合に比
して、大巾に装置のコンパクト化を達成できる。

なお、砂鉄および高圧水は図示の位置から入り込み、ロ
ールＷ、Ｒと平行に移動しながらその研削を行うもので
ある。

ところで、研削条件の設定はきわめて難しく、本発明者
らは、多くの試行錯誤の結果、条件設定に成功した。

本発明の完成のキーポイントとなったのは、高圧水を噴
射させた後において研掃材をノズル内において混合させ
るのが好ましいことを知見したことにある。すなわち、
前述の特開昭５８−１６７１５号公報技術では高圧水の
みの使用であるため、第１１図に示すように、たとえ２
０００　ｋｇ　／　ｃｎｌに圧力を上げても、研削量は
約１．５　ｍｓ’／ｍｉｎ　、５００　ｋｇ／　ｃａで
は、約０．４　ｍ　”／ｍｉｎできわめて少い。また、
特開昭５９−４２２７１号公報では、研掃材を併用して
いるため、研削量は多いと考えられるものの、テストで
到底均−に混合することが不可能であることが認められ
た。

これに対して、本発明では、高圧水を噴出口２ｃから噴
出させた後の位置のノズル内において、研掃材、たとえ
ば砂鉄を混合することとしている。

したがって、噴射ノズル２の特に細円孔２ｂおよび噴出
口２Ｃの損耗が、予め高圧水と砂鉄とを混合しておく場
合と比較してほとんど無くなる。また、それらの混合は
、ノズル内で行うから、ノズル外で行う従来例と比較し
て均一な混合を図ることができる。

一方、本発明では、高圧水は、１００ｋｇ／ｃｆｆ１以
上の圧力で供給され、流星は１０１／分以上で供給され
る。ロール研削量はｖ”（ｖ：速度）に比例し、たとえ
ば第１２図のような特性を与える（砂鉄供給量６に＋ｒ
／ｍ１ｎ）。また、第１３図のように、砂鉄量を変えつ
つ圧力を変えた場合からも明らかなように、目標とする
単位時間当りの研削量を得るためには、１００　ｋｇ／
ｃ＋＋ｆ以上が望まれる。

圧力の上限は特にはないが、１００　ｋｇ／ｃｎｆ以上
では、設備費およびメンテナンスの点から得策ではない
。高圧水流量は、１０〜１００７２／ｍｉｎが望ましい
が、１０１２　／ｍｉｎ未満では、噴射ノズル孔径を小
さくするところから、ノズル詰りか発生し、また１００
ｊ！／ｍｉｎを超えると、設備費が嵩むばかりでなく、
圧延材が多くの水によって冷却されるようになり、温度
低下を招き望ましくない。

研掃材については、砂鉄、硅素、リムバー、縁石、鋳鉄
ブリット等を使用できるが、これらの価格比は第１表の
通りであるため、廉価な砂鉄が好ましい。

第１表また、砂鉄を用いると、圧延材のスケールと共に回収し
て、高炉用焼結材として再使用が可能である。

かかる研掃材を混合ノズルに供給する場合における、乾
燥状態とスラリー状態との比較を行うと、第２表の通り
である。

第２表したがって、設備費は若干高くなるものの、乾燥状態で
供給するのが望まれる。

好適に使用できる研掃材、特に砂鉄は、粒径が０．０１
〜１．　Ｏ璽＊φのものが望ましく、その湿度は５％以
下、特に１％以下が好ましい。砂鉄（研掃材）の供給量
は、第１３図に示すように、多いほど研削量が多くなる
関係にある。しかし、あまり多いと、研削量が多くなる
分、研削ノズルの移動速度を速くせざるを得す、速度コ
ントロールが難しくなるし、研掃材と高圧水との混合性
が悪くなるので、２０ｋｇ／ｍｉｎ以下が好ましい。ま
た、供給量がＱ、５ｋｇ／ｍｉｎ以下では、所期の研削
量が得られないし、供給量のコントロールも難しくなる
。

実質的に噴射ノズル２の噴射口２ｃの形状によって定ま
る噴射角αは、１０〜６０度、特に２０〜５５度が望ま
しい。１０度未満では、直線的な局部研削となるため、
研削効率が低下するし、研削ノズルの移動コントロール
も難しくなる。

また、噴射角αが６０度を超えると、第１４図の圧力分
布のように、両端の研削エネルギーが小さくなり、研削
効率が落ちるし、たとえランプ研削するようにしても、
その場合は、研削量の制御がきわめて難しくなる。

さらに、噴射距離！（ロール表面と混合体３先端との距
離（＃噴出口２Ｃ先端との距離））は、５０〜３００ｍ
１が望ましい。５０１１未満では、第１４図のように研
削量が狭くなるし、３００１１１を超えると、研削量が
低下するからである。この点は、第１５図によっても判
断できる。

ロール接点に対する研掃材混入高圧水の衝突角θは、第
１５図〜第１７図、特に第１７図のように、３０〜１５
０°が好ましく、この範囲を外れると、研削量が低下す
る。

以上の種々の検討に基いて、本発明法を、従来法と総合
的に対比したところ、第３表に示す判断結果が得られた
。

第　　３　　表〔発明の効果〕以上の通り、本発明によれば、研削能力が高く、適切な
研削を行うことができ、コンパクトな設備で足りるなど
の種々の利点がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に好適に使用できる研削ノズルの縦断面
図、第２図は同水平断面図、第３図および第４図は高圧
水噴射ノズルの他の例を示したもので、それぞれ（ａ）
は断面図、（ｂ）は側面図を示し、第５図は研削法のモ
デル図、第６図および第７図は研削法の制御フロー図、
第８図は砂鉄搬送法の概要図、第９図は研削ノズルの配
置例の側面図、第１０図は平面図、第１１図〜第１７図
は本発明の条件を定める基礎となる特性図である。Ｎ・・・研削ノズル、Ｗ・・・ワークロール、Ｂ・・・
バックアップロール、２・・・高圧水噴射ノズル、２ｃ
。２ｃａ、２ｃｂ・・・噴射口、３・・・混合体、４・・
・高圧水導管、５・・・砂鉄導路、α・・・噴射角、θ
・・・衝突角、ｌ・・・噴射距離。特許出願人　　住友金属工業株式会社株式会社スギツマシン代理人　　　　弁理士　永井義久第２図第３図第４図第５図第７図第８図第１０図第９図第１１図５力（ｋｇ／ｃｒｎ２）第１２図／ｊｌ−ＩＪ　ｔＫ（ｊ／Ｃｍ＆）第１３図石・ν鉄量（ｋｇ７介）第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）研掃材を０．５ｋｇ／分以上で供給するとともに
、圧力１００ｋｇ／ｃｍ＾２以上、流量１０ｌ／分以上
で高圧水を供給し、これら研掃材および高圧水を、高圧
水を噴射させた後のノズル内位置で混合した研掃材混入
高圧水となし、ロール接線に対して３０〜１５０°の衝
突角、ノズル先端からロール表面までの噴射距離５０〜
３００ｍｍ、噴射角１０〜６０°なる条件で；圧延機ス
タンド内で回転中のロール表面に投射して研削すること
を特徴とする圧延ロールの研削法。