JP2004351511A - 冷間圧延における水切り方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアーの消費量を低減させて、ワイパーロールから持ち出されたクーラントの除去を行うことができる、リバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法及び装置を提供する。
【解決手段】リバース式圧延設備１０の操作側に、金属ストリップＳの側方から金属ストリップＳに向けてエアーを吹き出すエアーノズル１１ａ（１１ｂ）を設置し、エアーノズル１１ａ（１１ｂ）から吹き出されたエアーにより、ワイパーロール５ａ（５ｂ）から金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を除去するようにしている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属ストリップの冷間圧延においては、しばしばリバース式圧延設備が用いられている。
このリバース式圧延設備を用いた金属ストリップの冷間圧延ラインの概略構成を図４に示す。図４に示すリバース式圧延設備１１０を用いた冷間圧延において、金属ストリップＳは、右側のリール１０１ａから払い出されてリバース式圧延機１０２のワークロール１０２ａで圧延され、左側のリール１０１ｂで巻き取られ、また、左側のリール１０１ｂで巻き取られた金属ストリップＳは、左側のリール１０１ｂから払いだされてワークロール１０２ａで再び圧延され、右側のリール１０１ａで巻き取られるようになっている。リバース式圧延においては、この往復圧延が繰り返される。以後、右側のリール１０１ａから払い出した金属ストリップＳをワークロール１０２ａで圧延する時の入側（図４においてワークロール１０２ａに対して右側）を入側として説明する。
【０００３】
ワークロール１０２ａの入側のストリップ上方及び下方には、それぞれクーラントノズル１０７ａが設置され、ワークロール１０２ａの出側のストリップ上方及び下方には、それぞれクーラントノズル１０７ｂが設置され、金属ストリップＳをワークロール１０２ａにて圧延する時に、クーラントノズル１０７ａ，１０７ｂのそれぞれからワークロール１０２ａに向けてクーラント１０８が吹き付けられる。これにより、ワークロール１０２ａと金属ストリップＳとの間の潤滑及びワークロール１０２ａ、金属ストリップＳの冷却が行われるようになっている。
【０００４】
クーラント１０８をワークロール１０２ａに吹き付けることにより、金属ストリップＳ上には、吹き付けられたクーラント１０８が溜まることが多い。クーラント１０８が金属ストリップＳ上に溜まると、焼鈍時にオイルステインが生じる虞があるため、金属ストリップＳがワークロール１０２ａを通過した後、金属ストリップＳ上に溜まったクーラント１０８を除去する必要がある。このため、リバース式圧延設備１１０には、ワークロール１０２ａ、クーラントノズル１０７ｂの出側にワイパーロール１０５ｂが設けられ、ワークロール１０２ａの入側から出側に向かって進行する金属ストリップＳ上のクーラント１０８を圧延機出側のワイパーロール１０５ｂで除去するようにしている。また、リバース式圧延設備１１０には、ワークロール１０２ａ、クーラントノズル１０７ａの入側に、ワイパーロール１０５ａが設けられ、ワークロール１０２ａの出側から入側に向かって進行する金属ストリップＳ上のクーラント１０８を圧延機入側のワイパーロール１０５ａで除去するようにしている。このクーラント１０８の除去を「水切り」と呼んでいる。
【０００５】
このクーラントの水切りについては、例えば、図７（特許文献１参照）に示すように、ワークロール２０１の入側にクーラントノズル２０２を備えるとともにワークロール２０１の出側にエアーノズルを備え、このエアーノズルが、通過する金属ストリップＳの幅方向の略中央領域に噴射エアを衝突させる第一エアーノズル２０３とこの第一エアーノズル２０３からの噴射エアの衝突位置より下流に噴射エアを衝突させる第二エアーノズル２０４とからなる冷間圧延機用の水切り装置が提案されている。
【０００６】
そして、再び図４に戻って、ワークロール１０２ａの入側のストリップ上方及び下方には、それぞれワイパーロール用クーラントノズル１０６ａが設置され、ワークロール１０２ａの出側のストリップ上方及び下方には、それぞれワイパーロール用クーラントノズル１０６ｂが設置されている。そして、ワイパーロール１０５ａ，１０５ｂによるクーラントの水切りに際してワイパーロール用クーラントノズル１０６ａ，１０６ｂのそれぞれからワイパーロール１０５ａ，１０５ｂにクーラント１０９を吹き付けるようにしている。これにより、ワイパーロール１０５ａ，１０５ｂと金属ストリップＳとの間の潤滑及びワイパーロール１０５ａ，１０５ｂの冷却が行われるようになっている。
【０００７】
また、リバース式圧延設備１１０の入側のストリップ上方には板厚計１０４ａが設置され、リバース式圧延設備１１０の出側のストリップ上方にも板厚計１０４ｂが設置されている。板厚計１０４ａは、金属ストリップＳが入側から出側に向かって進行するときに金属ストリップＳの板厚を測定し、図示しない制御手段がこの板厚測定値に基づいて圧延機１０２の圧下の制御を行うようになっている。また、板厚計１０４ｂは、金属ストリップＳが出側から入側に向かって進行するときに金属ストリップＳの板厚を測定し、図示しない制御手段が同様にこの板厚測定値に基づいて圧延機１０２の圧下の制御を行う。なお、図３中、符号１０３ａ，１０３ｂはデフレクタロールである。
【０００８】
図５に入側上方のワイパーロール１０５ａから金属ストリップＳ上へ持ち出されたクーラント１０９のイメージ図を示す。
金属ストリップＳが入側から出側に向けて進行している場合に、ワイパーロール用クーラントノズル１０６ａからワイパーロール１０５ａにクーラント１０９が吹き付けられると、クーラント１０９はワイパーロール１０５ａから金属ストリップＳ上へ持ち出されてストリップ上に溜まり、金属ストリップＳと共にワークロール１０２ａ側へ移動する。しかし、金属ストリップＳの圧延速度が大きくなると、ワイパーロール１０５ａの周速が大きくなり、ワイパーロール１０５ａの回転に引っ張られてクーラント１０９がリバース式圧延設備１１０の外側に持ち出される。この時、リバース式圧延設備１１０の入側に設置されている板厚計１０４ａのところまでクーラント１０９が持ち出され、板厚計１０４ａによる板厚の測定が困難になってしまう。
【０００９】
そこで、かかる問題を解決すべく、従来は、図６に示すように、ワイパーロール１０５ａと板厚計１０４ａとの間に、金属ストリップＳの板幅方向に延びる、複数個のエアーノズル１１２を有するエアーヘッダー１１１を設置し、各エアーノズル１１２から金属ストリップＳの表面に向けてエアーを吹き付けるようにしている。各エアーノズル１１２から金属ストリップＳの表面に向けてエアーを吹き付けることで、圧延設備１１０の外側に持ち出されるクーラント１０９の除去を行うことができる。
【００１０】
なお、図示はしないが、金属ストリップＳが出側から入側に向けて進行している場合も同様に、ワイパーロール用クーラントノズル１０６ｂからワイパーロール１０５ｂにクーラント１０９が吹き付けられると、クーラント１０９はワイパーロール１０５ｂから金属ストリップＳ上へ持ち出されてストリップ上に溜まり、金属ストリップＳと共にワークロール１０２ａ側へ移動する。しかし、金属ストリップＳの圧延速度が大きくなると、ワイパーロール１０５ｂの周速が大きくなり、ワイパーロール１０５ｂの回転に引っ張られてクーラント１０９がリバース式圧延設備１１０の外側に持ち出される。この時、リバース式圧延設備１１０の出側に設置されている板厚計１０４ｂのところまでクーラント１０９が持ち出され、板厚計１０４ｂによる板厚の測定が困難になってしまうという問題がある。
このため、ワイパーロール１０５ｂと板厚計１０４ｂとの間に、図５に示したエアヘッダと同様の、金属ストリップＳの板幅方向に延びる、複数個のエアーノズル１１２を有するエアーヘッダー１１１を設置している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−２６５９１６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この図６に示した従来の水切り方法にあっては、金属ストリップＳの板幅方向に延びる、複数個のエアーノズル１１２を有するエアーヘッダー１１１を設置する必要があり、このためエアーの消費量が膨大になるといった問題があった。
また、図７に示す水切り装置を、リバース式圧延設備１１０の外側に持ち出されるクーラント１０９の水切りに適用するにしても、板幅方向に第一エアーノズル２０３と第二エアーノズル２０４という複数個のエアーノズルを設置する必要があり、エアーの消費量が膨大になるといった問題があった。
従って、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的はエアーの消費量を低減させて、ワイパーロールから持ち出されたクーラントの除去を行うことができる、リバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法及び装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明のうち請求項１に係る冷間圧延における水切り方法は、リバース式圧延機のライン方向両側に金属ストリップ上のクーラントの水切りを行うワイパーロールを備えたリバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法であって、前記リバース式圧延設備の外側の前記金属ストリップ上に持ち出されたクーラントを、前記金属ストリップの側方より該金属ストリップに向けてエアーを吹き出して除去することを特徴としている。
本発明のうち請求項２に係る冷間圧延における水切り方法は、請求項１記載の発明において、前記金属ストリップの圧延速度に応じて前記エアーの流量を制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明のうち請求項３に係る冷間圧延における水切り装置は、リバース式圧延機のライン方向両側に金属ストリップ上のクーラントの水切りを行うワイパーロールを備えたリバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り装置であって、前記リバース式圧延設備のライン方向外側位置に配置され、前記金属ストリップの側方より該金属ストリップに向けてエアーを吹き出すエアーノズルを設置したことを特徴としている。
更に、本発明のうち請求項４に係る冷間圧延における水切り装置は、請求項３記載の発明において、前記金属ストリップの圧延速度に応じて前記エアーノズルから吹き出すエアーの流量を制御する流量制御手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る水切り方法が適用されるリバース式圧延設備を用いた冷間圧延ラインの概略構成図である。
図１に示すリバース式圧延設備１０を用いた冷間圧延において、金属ストリップＳは、右側のリール１ａから払い出されてリバース式圧延機２（以下単に圧延機２と言う）で圧延され、左側のリール１ｂで巻き取られ、また、左側のリール１ｂで巻き取られた金属ストリップＳは、左側のリール１ｂから払いだされて圧延機２で再び圧延され、右側のリール１ａで巻き取られるようになっている。リバース式圧延においては、この往復圧延が繰り返される。以後、右側のリール１ａから払い出した金属ストリップＳを圧延機２で圧延する時の入側（図１において圧延機２に対して右側）を入側として説明する。
【００１６】
圧延機２は、金属ストリップＳの往復圧延を行うワークロール２ａと、図示しない複数のバックアップロールとを備えている。そして、圧延機２の入側のストリップ上方及び下方には、それぞれクーラントノズル７ａが設置され、圧延機２の出側のストリップ上方及び下方には、それぞれクーラントノズル７ｂが設置されている。クーラントノズル７ａ，７ｂのそれぞれは、金属ストリップＳをワークロール２ａにて圧延する時に、ワークロール２ａに向けてクーラント８を吹き付け、これにより、ワークロール２ａと金属ストリップＳとの間の潤滑及びワークロール２ａ、金属ストリップＳの冷却を行うようになっている。
【００１７】
また、圧延機２のライン方向両側には、それぞれ、クーラントノズル７ａ，７ｂを挟んでワイパーロール５ａ，５ｂが設けられている。即ちワークロール２ａ、クーラントノズル７ｂの出側には、ワイパーロール５ｂが設けられ、ワークロール２ａ、クーラントノズル７ａの入側には、ワイパーロール５ａが設けられている。ワイパーロール５ｂは、ワークロール２ａの入側から出側に向かって進行する金属ストリップＳ上のクーラント８を除去し、その一方、ワイパーロール５ａは、ワークロール２ａの出側から入側に向かって進行する金属ストリップＳ上のクーラント８を除去する。
【００１８】
更に、リバース式圧延設備１０内の、ワークロール２ａとワイパーロール５ａとの間のストリップ上方及び下方には、それぞれワイパーロール用クーラントノズル６ａが設置され、ワークロール２ａとワイパーロール５ｂとの間のストリップ上方及び下方には、それぞれワイパーロール用クーラントノズル６ｂが設置されている。ワイパーロール用クーラントノズル６ａは、ワイパーロール５ａによるクーラントの水切りに際してワイパーロール５ａにクーラント９を吹き付け、これによりワイパーロール５ａと金属ストリップＳとの間の潤滑及びワイパーロール５ａの冷却を行う。その一方、ワイパーロール用クーラントノズル６ｂは、ワイパーロール５ｂによるクーラントの水切りに際してワイパーロール５ｂにクーラント９を吹き付け、これによりワイパーロール５ｂと金属ストリップＳとの間の潤滑及びワイパーロール５ｂの冷却を行う。
【００１９】
また、リバース式圧延設備１０の入側のストリップ上方には板厚計４ａが設置され、リバース式圧延設備１０の出側のストリップ上方にも板厚計４ｂが設置されている。板厚計４ａは、金属ストリップＳが入側から出側に向けて進行するときに金属ストリップＳの板厚を測定し、図示しない制御手段がこの板厚測定値に基づいて圧延機２の圧下の制御を行うようになっている。また、板厚計４ｂは、金属ストリップＳが出側から入側に向けて進行するときに金属ストリップＳの板厚を測定し、図示しない制御手段が同様にこの板厚測定値に基づいて圧延機２の圧下の制御を行うようになっている。なお、図１中、符号３ａ，３ｂはデフレクタロールである。
【００２０】
ここで、図５において既に説明したように、金属ストリップＳが入側から出側に向けて進行している場合に、ワイパーロール用クーラントノズル６ａからワイパーロール５ａにクーラント９が吹き付けられると、クーラント９はワイパーロール５ａから金属ストリップＳ上へ持ち出されてストリップ上に溜まり、金属ストリップＳと共にワークロール２ａ側へ移動する。しかし、金属ストリップＳの圧延速度が大きくなると、ワイパーロール５ａの周速が大きくなり、ワイパーロール５ａの回転に引っ張られてクーラント９がリバース式圧延設備１０の外側に持ち出される。この時、リバース式圧延設備１０の入側に設置されている板厚計４ａのところまでクーラント９が持ち出され、板厚計４ａによる板厚の測定が困難になってしまう。リバース式圧延設備１０の外側に持ち出されるクーラント９の量は金属ストリップＳの圧延速度によって変化し、その圧延速度が大きいほど持ち出されるクーラント９の量も多くなることが経験的に分かっている。
【００２１】
そこで、図２に示すように、ワイパーロール５ａと板厚計４ａとの間に、金属ストリップＳの側方（図２の例では操作側）から金属ストリップＳに向けてエアーを吹き出すエアーノズル１１ａを設置し、エアーノズル１１ａから吹き出されたエアーにより、ワイパーロール５ａから金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を除去するようにしている。これにより、板厚計４ａによる板厚の測定を円滑に行うことができる。本実施形態では、エアーノズル１１ａから吹き出されるエアーは、金属ストリップＳの進行方向と直交する方向であって金属ストリップＳの表面に沿うように吹き出されるようになっている。これにより、ワイパーロール５ａから金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を無駄なく効果的に除去することができる。
【００２２】
このように、金属ストリップＳの側方から、金属ストリップＳの進行方向と直交する方向にエアーを吹き出すエアーノズル１１ａを設置し、エアーノズル１１ａから吹き出されたエアにより、ワイパーロール５ａから金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を除去するようにしているので、エアーノズル１個でクーラント９の除去が可能となり、エアーの消費量を低減させることができる。
【００２３】
そして、エアーノズル１１ａから吹き出されるエアーの流量は、金属ストリップＳの圧延速度に応じて制御されるようになっている。これを具体的に説明すると、図２に示すように、予め金属ストリップＳの圧延速度に対するエアー圧力及びエアー流量の好適値を記憶したテーブルを設定した上位コンピュータ１２に、エアー圧力制御弁１４に対し好適エア圧力値を出力するコントローラ１３が接続され、コントローラ１３にはリバース式圧延設備１０から金属ストリップＳの圧延速度指令が入力されるようになっている。そして、コントローラ１３には、コンプレッサー（図示せず）からのエアー圧力を制御するエアー圧力制御弁１４が接続され、エアーノズル１１ａは、エアー圧力制御弁１４を介してコンプレッサーに接続されている。エアーノズル１１ａから吹き出されるエアーの流量制御においては、コントローラ１３にリバース式圧延設備１０から金属ストリップＳの圧延速度指令が入力されると、コントローラ１３は上位コンピュータ１２から金属ストリップＳの圧延速度に対するエアー圧力の好適値を読み込み、その好適値をエアー圧力制御弁１４に出力する。エアー圧力制御弁１４は、そのエアー圧力好適値に基づきコンプレッサーからのエアー圧力を制御し、これによりエアーノズル１１ａから吹き出されるエアーの流量が制御されるのである。
【００２４】
リバース式圧延設備１０の外側に持ち出されるクーラント９の量は金属ストリップＳの圧延速度によって変化するので、このように、エアーノズル１１ａから吹き出されるエアーの流量を金属ストリップＳの圧延速度に応じて制御することにより、クーラント９を最適なエアー流量で除去することができる。上位コンピュータ１２、コントローラ１３及びエアー圧力制御弁１４により請求項４に規定した「流量制御手段」を構成する。
【００２５】
なお、金属ストリップＳが出側から入側に向けて進行している場合にもクーラント９がリバース式圧延設備１０の外側に持ち出され、リバース式圧延設備１０の出側に設置されている板厚計４ｂのところまでクーラント９が持ち出されてしまうことがある。このため、ワイパーロール５ｂと板厚計４ｂとの間にも、金属ストリップＳの側方から、金属ストリップＳに向けてエアーを吹き出すエアーノズル１１ｂを設置し、エアーノズル１１ｂから吹き出されたエアーにより、ワイパーロール５ｂから金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を除去するようにしている。これにより、板厚計４ｂによる板厚の測定を円滑に行うことができる。そして、本実施形態では、エアーノズル１１ｂから吹き出されるエアーは、金属ストリップＳの進行方向と直交する方向であって金属ストリップＳの表面に沿うように吹き出されるようになっている。これにより、ワイパーロール５ｂから金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を無駄なく効果的に除去することができる。
【００２６】
また、エアーノズル１１ｂから吹き出されるエアーの流量は、図２に示した手段と同様の流量制御手段により、金属ストリップＳの圧延速度に応じて制御されるようになっている。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、エアーノズル１１ａ，１１ｂは、リバース式圧延設備１０の操作側のワイパーロール５ａ，５ｂと板厚計４ａ，４ｂとの間に設置される場合に限らず、ワイパーロール５ａ，５ｂから金属ストリップＳ上に持ち出されたクーラント９を除去できる位置であれば、リバース式圧延設備１０の駆動側の位置であってもよい。
また、エアーノズル１１ａ，１１ｂから吹き出されるエアーは、金属ストリップＳの進行方向と直交する方向に吹き出される場合に限られない。
【００２７】
【実施例】
図６に示す従来の水切り方法と、図２に示す本発明の水切り方法とで単位時間当たりのエアー消費量（ｌ／ ｍｉｎ）の比較検討を行った。
その結果、図３に示すように、図６に示す従来の水切り方法にあっては単位時間当たりのエアー消費量が１２００ｌ／ ｍｉｎであるのに対し、図２に示す本発明の水切り方法では単位時間当たりのエアー消費量が４００ｌ／ ｍｉｎで図６に示す従来の水切り方法に比べて３０％程度にまで低減することができた。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１、３に係るリバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法及び装置によれば、金属ストリップの側方より金属ストリップに向けてエアーを吹き出すエアーノズルを設置し、エアーノズルから吹き出されたエアーにより、ワイパーロールから金属ストリップ上に持ち出されたクーラントを除去するので、エアーノズル１個でクーラントの除去が可能となり、エアの消費量を低減させることができる。
また、本発明のうち請求項２、４に係るリバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法及び装置によれば、金属ストリップの圧延速度に応じてエアーノズルから吹き出すエアーの流量を制御するので、クーラントを最適なエア流量で除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水切り方法が適用されるリバース式圧延設備を用いた冷間圧延ラインの概略構成図である。
【図２】エアーノズルの設置状態を示す概略斜視図である。
【図３】図６に示す従来の水切り方法による単位時間当たりのエアー消費量と、図２に示す本発明の水切り方法による単位時間当たりのエアー消費量との比較グラフである。
【図４】一般的なリバース式圧延設備を用いた冷間圧延ラインの概略構成図である。
【図５】入側上方のワイパーロールから金属ストリップ上へ持ち出されたクーラントのイメージ図である。
【図６】従来のエアーノズルの設置状態を示す概略斜視図である。
【図７】従来の他の例のエアーノズルの設置状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ リール
２ リバース式圧延機
２ａ ワークロール
３ａ，３ｂ デフレクタロール
４ａ，４ｂ 板厚計
５ａ，５ｂ ワイパーロール
６ａ，６ｂ ワイパーロール用クーラントノズル
７ａ，７ｂ クーラントノズル
８ クーラント
９ クーラント
１０ リバース式圧延設備
１１ａ，１１ｂ エアーノズル
１２ 上位コンピュータ
１３ コントローラ
１４ エアー圧力制御弁
Ｓ 金属ストリップ

Claims (4)

1. リバース式圧延機のライン方向両側に金属ストリップ上のクーラントの水切りを行うワイパーロールを備えたリバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り方法であって、
   前記リバース式圧延設備の外側の前記金属ストリップ上に持ち出されたクーラントを、前記金属ストリップの側方より該金属ストリップに向けてエアーを吹き出して除去することを特徴とする冷間圧延における水切り方法。
2. 前記金属ストリップの圧延速度に応じて前記エアーの流量を制御することを特徴とする請求項１記載の冷間圧延における水切り方法。
3. リバース式圧延機のライン方向両側に金属ストリップ上のクーラントの水切りを行うワイパーロールを備えたリバース式圧延設備を用いた冷間圧延における水切り装置であって、前記リバース式圧延設備のライン方向外側位置に配置され、前記金属ストリップの側方より該金属ストリップに向けてエアーを吹き出すエアーノズルを設置したことを特徴とする冷間圧延における水切り装置。
4. 前記金属ストリップの圧延速度に応じて前記エアーノズルから吹き出すエアーの流量を制御する流量制御手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の冷間圧延における水切り装置。

Images