JPH0615313A - 圧延ロールの局部スプレーノズル装置及び局部冷却装置並びに局部冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延ロールの局部スプレーノズル装置及び局
部冷却装置並びに局部冷却方法において、圧延ロール径
が変化しても冷却能力が変化せず、噴射した冷却液が分
散する範囲を制限でき、圧延ロール冷却用クーラントの
油脂濃度低下を防止でき、圧延ロールの形状不良箇所を
確実にかつ自動的に局部冷却して、圧延材の形状を精度
良く修正できるようにする。 【構成】局部スプレーノズル装置１００は、ワークロー
ル１の軸方向の中央部付近と両端部付近の合計３か所に
配置されており、それぞれが、第１の壁体２２と、第１
の壁体２２の端部に設けられシール度の調整可能なシー
ル部２４と、第１の壁体２２の内部でスプレー液５０を
囲繞する第２の壁体２３とを有し、ワークロール１を冷
却後の冷却液を隙間２３ａを介し下部排液口２６より回
収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延材の形状を改善し
均一な製品を得るため、圧延材の加工発熱による圧延ロ
ールの平坦度不良部分を局部冷却する圧延ロールの局部
スプレーノズル装置及び局部冷却装置並びに局部冷却方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延材、特に薄板の圧延後の形状不良の
原因の１つとして、圧延ロールが圧延材の加工発熱によ
って局部的に膨張し圧延ロール表面の平坦度が劣化する
ことが挙げられる。例えば図８（ａ）に示すように、圧
延ロール８０の表面の一部が圧延材の加工発熱によって
局部的に膨張し図中破線で示すような平坦度不良部分８
１が形成されると、図８（ｂ）に示すように、圧延材９
０はこの圧延ロール８０の形状不良箇所８１に対応する
位置が局部的に余分に圧延され、形状不良箇所９２を生
じる。このような形状不良箇所は圧延材のクォータ部に
生じることが多い。この圧延ロール８０の形状不良箇所
８１を局部冷却し、この部分を破線８２で示されるよう
な状態にすることによって圧延材の形状不良を修正する
ことができる。

【０００３】圧延材の入側には通常、圧延ロール全体を
冷却し、また圧延材と圧延ロールとの間を潤滑するため
の圧延ロール冷却用クーラントが設置されるが、これに
加え上記のような局部冷却方法を適用することにより、
圧延材の形状不良を修正して均一な製品を得ることがで
きる。

【０００４】上記のように圧延材の平坦度を改善する従
来の技術について説明する。まず、特開昭６２−６８６
１２号公報（第１の従来技術）においては、圧延ロール
外周に沿って圧延材出側に設けられた冷却水ジャケット
と圧延ロールとの間に一定の隙間を設け、この一定の隙
間に冷却水を供給することにより、圧延ロールを局部冷
却する方法が開示されている。

【０００５】また、特開平２−１３３１０７号公報（第
２の従来技術）においては、上記第１の従来技術と同様
に圧延材出側に設けられた冷却水ジャケットと圧延ロー
ルとの間に設けられた一定の隙間に冷却水を供給するこ
とにより圧延ロールを局部冷却し、さらに冷却水ジャケ
ットの上下に真空排気を利用したシール部を設けて冷却
水の漏洩を回避する方法が開示されている。

【０００６】また、特開平２−２４１６０５号公報（第
３の従来技術）においては、圧延ロール外周に沿って圧
延材出側に設けられる冷却水ジャケットを軸方向に複数
に分割し、分割されたそれぞれの冷却水ジャケットと圧
延ロールとの隙間を可変にし、冷却能力分布を圧延ロー
ルの軸方向に可変にする方法が開示されている。

【０００７】しかし、上記第１及び第２の従来技術で
は、冷却ジャケットが圧延ロールの軸方向のほぼ全体を
覆っているために局部冷却効果が小さく、また、圧延ロ
ール径が温度変化や摩耗等により変化した場合、冷却水
ジャケットと圧延ロールとの隙間を一定に保つことが困
難になり、冷却能力が変化しがちであるという問題点が
あった。また、上記第３の従来技術では、構造が複雑に
なり、複数のジャケットを仕切る手段がないためやはり
局部冷却効果が小さく、また圧延ロール径の減少に対応
して隙間を一定に保つことが困難であり、冷却能力が変
化しがちであるるという問題点があった。

【０００８】上記のような冷却水ジャケットを利用する
従来技術の問題点に対し、特開昭６２−１７３０１７号
公報（第４の従来技術）においては、圧延材の出側にノ
ズルを設置し、このノズルから冷却剤を噴射して圧延ロ
ールを局部冷却する方法が開示されている。この方法に
よれば、ノズルから噴射する冷却剤を利用するので、局
部冷却効果が大きくなり、圧延ロール径の変化にも対応
でき、構造も簡単である。尚、ここでは、圧延材の幅方
向位置に応じて、上記局部冷却に加え、さらに誘導加熱
装置を使用した局部加熱が併用されている。

【０００９】上記第４の従来技術において、局部冷却用
の冷却剤としては、局部冷却の効果を発揮させるため、
上記圧延冷却用クーラントより温度の低い２０℃程度の
温度で、しかも油脂類を混入しない真水が冷却水として
用いられる。一方、通常の圧延材入側に設けられる圧延
ロール冷却用クーラントは、潤滑のため１〜５％の油脂
類が混入されており、この油脂類を十分冷却水に溶解さ
せるために４０〜６０％の高い温度に保持される。局部
冷却用の冷却剤として真水を用いるのは、２０℃程度の
低温では油脂類が水に溶解しないためである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】冷却水ジャケットを用
いた上記第１、第２及び第３の従来技術においては、圧
延ロールを局部冷却する効果が小さく、また圧延ロール
径の変化に対応して冷却水ジャケットと圧延ロールとの
隙間を一定に保つことが困難であり冷却能力が変化しが
ちであるという問題点があった。

【００１１】また、第４の従来技術においては、冷却剤
として圧延ロールに噴射された真水が通常の圧延材入側
の圧延ロール冷却用クーラントに混入するとその油脂濃
度を低下させてしまうため、局部冷却用の真水の量を制
限せざるを得なくなり、従って、局部冷却による板材の
形状制御能力が低下するという問題点があった。

【００１２】また、噴射された真水は圧延ロールに衝突
した後、圧延ロール上方に広く分散するので、局部冷却
効果が減殺されるという問題があった。

【００１３】本発明の目的は、圧延ロール径が変化して
も冷却能力が変化せず、圧延ロールに噴射し衝突した冷
却液が分散する範囲を制限し、局部冷却効果を十分に発
揮できる圧延ロールの局部スプレーノズル装置及び局部
冷却装置並びに局部冷却方法を提供することである。

【００１４】また、本発明の他の目的は、圧延ロールに
噴射し衝突した冷却液（一般には冷却水）が通常の圧延
材入側の圧延ロール冷却用クーラントに混入して油脂濃
度を低下させることを防止できる圧延ロールの局部スプ
レーノズル装置及び局部冷却装置並びに局部冷却方法を
提供することである。

【００１５】また、本発明のさらに他の目的は、圧延材
の形状不良箇所に対応する圧延ロールの形状不良箇所を
確実にかつ自動的に局部冷却して、圧延材の形状を精度
良く修正できる圧延ロールの局部スプレーノズル装置及
び局部冷却装置並びに局部冷却方法を提供することであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による圧延ロールの局部スプレーノズル装置
は、スプレーノズルから噴射される冷却液のスプレー液
によって圧延ロール表面を局部冷却する圧延ロールの局
部スプレーノズル装置において、前記スプレーノズルか
ら噴射される冷却液のスプレー液を囲繞する第１の壁体
と、前記第１の壁体の前記圧延ロール表面に対面する端
部に設けられ前記第１の壁体端部と前記圧延ロール表面
とをシールするシール手段と、前記第１の壁体に設けら
れ前記圧延ロール表面を局部冷却した冷却液を回収する
冷却液回収手段とを有する。

【００１７】好ましくは、さらに、前記第１の壁体の内
部において前記噴射される冷却液のスプレー液を囲繞す
るように設置され前記圧延ロール表面に対面する端部が
前記圧延ロール表面に対し所定の隙間を隔てて位置する
第２の壁体を有し、前記所定の隙間から前記圧延ロール
表面を局部冷却した冷却液を前記冷却液回収手段へ通過
流出させる。

【００１８】また、好ましくは、前記シール手段は、前
記第１の壁体の前記圧延ロール表面に対面する端部全周
にわたって閉曲線をなすように設置されている。

【００１９】また、好ましくは、前記シール手段は、高
圧ガスを前記圧延ロール表面に対して噴出する複数のノ
ズルを含む。

【００２０】また、好ましくは、前記シール手段は、高
圧ガスによって膨張するチューブと、前記チューブに圧
されて前記圧延ロール表面を押しつけるシール部材とを
含む。

【００２１】また、上記目的を達成するため、本発明に
よる圧延ロールの局部冷却装置は、少なくとも１つの請
求項１記載の圧延ロールの局部スプレーノズル装置と、
前記局部スプレーノズル装置を前記圧延ロールの軸方向
に移動させる駆動手段と、圧延された圧延材の形状不良
箇所を検出する検出手段と、前記検出手段により検出し
た信号に基づき前記圧延材の形状不良箇所に対応する前
記圧延ロールの位置に前記局部スプレーノズル装置を移
動させるように前記駆動手段を制御する制御手段とを有
する。

【００２２】好ましくは、少なくとも板幅のクォータ部
に対応する前記圧延ロールの位置を局部冷却する少なく
とも２つの前記局部スプレーノズル装置を含み、前記駆
動手段は前記２つの局部スプレーノズル装置を前記圧延
ロールの軸方向にそれぞれ独立して移動させるアクチュ
エータを含む。

【００２３】また、好ましくは、前記制御手段は、前記
局部スプレーノズル装置を前記圧延ロールの軸方向に周
期的に横行させるように前記駆動手段を制御する。

【００２４】また、好ましくは、前記局部スプレーノズ
ル装置は３つ有り、そのうち１つは前記圧延ロール軸方
向の中央部付近を、他の２つは前記圧延ロールの両端部
付近を局部冷却するよう配置されている。

【００２５】また、好ましくは、前記局部スプレーノズ
ル装置は、前記圧延ロールの圧延材出側に設置されてい
る。

【００２６】また、好ましくは、前記局部スプレーノズ
ル装置は、前記圧延ロールの下側ロールの圧延材出側に
設置されている。

【００２７】また、好ましくは、さらに、前記検出手段
からの信号に基づいて前記局部スプレーノズル装置の冷
却量を調整する冷却量調整手段を有する。

【００２８】また、上記目的を達成するため、本発明に
よる圧延ロールの局部冷却方法は、油脂を含む圧延ロー
ル冷却用クーラントによって圧延材入側より冷却される
圧延ロールの圧延材出側表面を、冷却スプレーノズルか
ら噴射される冷却用の真水のスプレー液によって局部冷
却する圧延ロールの局部冷却方法において、前記冷却用
の真水のスプレー液を囲繞する第１の壁体と、第１の壁
体端部と前記圧延ロール表面とをシールするシール手段
とを設け、前記シール手段のシール度を調整して前記第
１の壁体より前記冷却用の真水を漏らし、前記圧延ロー
ル冷却用クーラントに混入させることによってその水分
蒸発分を補う。

【００２９】

【作用】上記のように構成した本発明においては、スプ
レーノズルから噴射される冷却液のスプレー液により圧
延ロールを局部冷却するので、圧延ロール径が温度変化
や摩耗等により変化しても冷却能力は変化しない。ま
た、冷却液のスプレー液を囲繞する第１の壁体を設ける
ことにより、圧延ロールに噴射し衝突した冷却液が分散
する範囲が制限され、分散した冷却液が通常の圧延ロー
ル冷却用クーラントに混入したり、圧延ロール上方に広
がることが避けられる。また、第１の壁体の圧延ロール
表面に対面する端部にシール手段を設けることにより、
第１の壁体端部と圧延ロール表面とがシールされて第１
の壁体の外部への漏洩が制限され、漏洩した冷却液が圧
延ロール冷却用クーラントへ混入することが制限され
る。さらに、第１の壁体に設けられた冷却液回収手段に
より圧延ロールを局部冷却した冷却液は回収される。

【００３０】また、スプレーノズルから噴射される冷却
液のスプレー液を囲繞する第２の壁体を前記第１の壁体
の内部にさらに設け、この第２の壁体の圧延ロール表面
に対面する端部をと圧延ロール表面とに所定の隙間を設
けることにより、圧延ロール表面を局部冷却した冷却液
はこの隙間から前記第１の壁体と第２の壁体との間の空
間に一様にスムーズな流れとなって流出し、第１の壁体
に設けられた冷却液回収手段により回収される。従っ
て、圧延ロールを冷却した後の冷却液がスプレーノズル
から噴出される冷却液のスプレー液に干渉してその形状
に擾乱を与える恐れがなく、確実に圧延ロールを局部冷
却することができる。

【００３１】また、前記第１の壁体の端部に設けられた
シール手段が、圧延ロール表面に対面する端部全周にわ
たって閉曲線をなすことにより、第１の壁体端部と圧延
ロール表面とが確実にシールされ、第１の壁体の外部に
漏洩することが制限される。

【００３２】また、複数のノズルより圧延ロール表面に
高圧ガスを噴出するシール手段を前記第１の壁体の端部
に設けることによって、非接触の方法でシールが行え、
圧延ロール表面の光沢が変化したり、摩耗したりするこ
とがなく、シール度の調整も可能となる。

【００３３】また、高圧ガスによって膨張するチューブ
でシール部材を圧し、このシール部材で圧延ロール表面
を一様に押しつけるシール手段を前記第１の壁体の端部
に設けることによって、均一なシールが可能となり、シ
ール度の調整も可能となる。また、シール度を調整して
冷却液を意図的に洩らし、その洩れ水による上記シール
手段と圧延ロールとの間の潤滑効果も得られる。

【００３４】また、局部スプレーノズル装置を圧延ロー
ルの軸方向に駆動する駆動手段を設け、検出手段で検出
した信号に基づいて圧延材の不良箇所に対応する圧延ロ
ールの軸方向位置に上記局部スプレーノズル装置を移動
させるように上記駆動手段を制御手段で制御することに
より、圧延材の不良箇所に対応した圧延ロールの位置を
確実にかつ自動的に局部冷却することができ、圧延材の
平坦度不良を確実に修正することができる。

【００３５】また、圧延材の板幅方向のクォータ部の不
良箇所は必ずしも板幅方向中央に対して対称位置にある
とは限らないが、本発明においては、少なくともクォー
タ部を局部冷却する少なくとも２つの局部スプレーノズ
ル装置が、圧延ロールの軸方向にそれぞれ独立して移動
させるアクチュエータを含む駆動手段によって駆動され
ることにより、不良箇所が板幅方向中央に対して非対称
位置にある場合にも確実に局部冷却することができる。

【００３６】また、局部スプレーノズル装置を圧延ロー
ルの軸方向に周期的に横行させるように前記駆動手段を
制御手段で制御することにより、不良箇所がある程度広
い場合にも所定の範囲を局部冷却することができる。

【００３７】また、圧延ロール軸方向の中央部付近と両
端部付近に合計３つの局部スプレーノズル装置を配置す
ることにより、圧延材の板幅方向の適切な位置を局部冷
却することができる。

【００３８】また、局部スプレーノズル装置を圧延ロー
ルの圧延材出側に設置することにより、冷却液は直接圧
延材に付着することがなく、従って、圧延材に冷却液が
残存し発錆することがない。この場合、冷却後の冷却液
が圧延材表面に付着する恐れがあるので、下側ロールを
局部冷却することがより望ましい。

【００３９】また、さらに前記検出手段からの信号に基
づいて局部スプレーノズル装置の冷却量を調整する冷却
量調整手段を設けることにより、圧延材の形状不良の程
度に応じて自動的に局部冷却の程度を変更して、確実に
局部冷却することができる。。

【００４０】また、第１の壁体の前記圧延ロール表面に
対面する端部に設けられるシール手段のシール度を調整
して冷却用の真水を第１の壁体外部に漏らし、この真水
を通常の圧延材入側に設けられる圧延ロール冷却用クー
ラントに混入させる。これによって圧延ロール冷却用ク
ーラントの水分蒸発分が補われ、圧延ロール冷却用クー
ラントの油脂濃度が一定に保たれる。

【００４１】

【実施例】本発明の一実施例による圧延ロールの局部ス
プレーノズル装置及び局部冷却装置並びに局部冷却方法
について、図１〜図４により説明する。本実施例は、４
段圧延機で圧延を行う圧延装置に適用される代表的な例
であって、この圧延装置では板厚０．１〜３．２ｍｍ、
板幅６００〜１８００ｍｍの圧延材が、最大の圧延速度
２０００ｍ／ｍｉｍで圧延される。圧延される材料とし
ては、鉄、非鉄金属等各種のものが適用可能である。

【００４２】図１及び図２は、本実施例による圧延ロー
ルの局部冷却装置を示す図である。図１に示すように、
本局部冷却装置は、一対のワークロール１，２とこれを
支持する１対のバックロール３より構成された４段ロー
ルを有する圧延装置に適用されるものであって、３個の
局部スプレーノズル装置１００（図２参照）と、冷却水
を供給する系統としての冷却水タンク１３、モータ１
４、ポンプ１５、バルブ３３、配管２５ａと、シール用
高圧ガスを供給する系統としてのバルブ３４、配管３
５，３６と、局部スプレーノズル装置１００駆動用の圧
油を供給する系統としてのシリンダ１６、バルブ１６
ａ、配管１６ｂ，１６ｃと、圧延材の不良箇所を検出す
る不良箇所検出器１１と、不良箇所検出器１１からの検
出信号により上記各系統を制御する制御盤１２とにより
構成される。また、本局部冷却装置とは別に、後述する
圧延ロール冷却用クーラントによる通常の圧延ロール冷
却装置２００が、圧延材１０の入側に設けられている。

【００４３】局部スプレーノズル装置１００は下側ワー
クロール１の出側に設けられている。この理由は、局部
スプレーノズル装置１００をワークロール１，２の入側
または上側ワークロール１の出側に設置すると、圧延材
表面にワークロールを局部冷却後の冷却水が付着し、圧
延材が発錆したり、また圧延材をコイル状に巻いた時に
コイルの層間にすべりを生じ、板表面に疵を付けたりす
る恐れがあるためである。尚、圧延材表面への冷却水の
付着を回避する方策を別途講じる場合、または冷却水の
付着が問題にならない場合には、上側ワークロール１の
出側や、圧延材入側の通常のクーラントによる圧延ロー
ル冷却装置２００と併用して圧延材入側にこれを設けて
もよい。

【００４４】図２に示すように、本局部冷却装置におい
ては、３個の局部スプレーノズル装置１００はワークロ
ール１の軸方向に離間して配置され、そのうち中央部の
ものは固定的に、両端部のものはワークロール１の軸方
向に移動可能に取り付けられている。

【００４５】局部スプレーノズル装置１００は、各々、
冷却水をスプレー液として噴射する噴射部１０１（後述
する）、この噴射部１０１が取り付けられたスライダブ
ロック２８、図示しない油圧源に接続されスライダブロ
ック２８を圧延方向に進退させるシリンダ２８ａ、及び
スライダブロック２８とシリンダ２８ａを支持するブロ
ック２８ｂを備え、シリンダ２８ａでスライダブロック
２８を進退させて噴射部１０１とワークロール１との間
隔を調整する構成となっている。

【００４６】３つの局部スプレーノズル装置１００のう
ち２つの両端部のものは、ブロック２８ｂがワークロー
ル両側の圧延スタンド１７間に設けられた２本のガイド
バー１８にガイドされ、継手１９を介してシリンダ１６
に取り付けられている。シリンダ１６は配管１６ｃを介
してバルブ１６ａに接続されており、さらにバルブ１６
ａは配管１６ｂを介して図示しない油圧源に接続されて
いる。そして、後述するように不良箇所検出器１１の検
出値に基づく制御信号１２ｃによってバルブ１６ａが調
節され、シリンダ１６が作動して、ワークロール１の適
正な軸方向位置に局部スプレーノズル装置１００を移動
させ、局部冷却を行う。

【００４７】上記両端部の２つの局部スプレーノズル装
置１００は、おもにクォータ伸びによる形状不良あるい
は耳伸びによる形状不良の修正に使用され、一方、中央
部の局部スプレーノズル装置１００はおもに圧延材の中
伸びによる形状不良の修正に使用される。このように、
ワークロール１の軸方向中央部付近と両端部付近の合計
３つの局部スプレーノズル装置１００を設置することに
より、板幅方向中央部付近と両端部付近（クォーター
部）に多く発生する形状不良の大部分が修正可能であ
る。尚、実際にはこの中伸びによる形状不良が多少中心
よりずれて発生することもあり、その場合には両端部の
ものと同様にワークロールの軸方向に移動できるように
してもよい。また、必ずしも３つの局部スプレーノズル
装置１００を上記のように設置する必要はなく、形状不
良の発生状況に応じて３つ以上設置しても、または３つ
以下設置してもよい。

【００４８】図３に、局部スプレーノズル装置１００先
端の噴射部１０１の断面図を示す。噴射部１０１は、ス
プレーノズル２１、第１の壁体２２、第２の壁体２３、
シール部２４、冷却水パイプ２５、下部排液口２６、及
び排水管２７により構成される。スプレーノズル２１は
後述するスライダブロック２８にねじ込まれることによ
り取り付られており、配管２５ａに接続された冷却水パ
イプ２５より圧送された冷却水がこのスプレーノズル２
１に供給され、スプレー液５０として噴射されてワーク
ロール１を局部冷却する。また、スライダブロック２８
にはスプレー液５０を囲繞するように第２の壁体２３が
設置され、さらに第２の壁体２３の外側には第１の壁体
２２が設置されている。第２の壁体の端部がワークロー
ル１表面とが対面する部分には所定の隙間２３ａが設け
られており、ワークロール１表面に噴射し衝突た冷却水
は流水層２９となり、隙間２３ａを通って第２の壁体２
３の外側と第１の壁体２２との間の空間３０に排出され
る。このように第２の壁体２３を設けることによって、
ワークロール１を局部冷却した後の冷却水やワークロー
ル１に衝突してはね返った冷却水がスプレー液５０に干
渉してスプレー液５０の形状に擾乱を与える恐れがな
く、一様にスムーズな流れとなって回収され、スプレー
液５０が確実にワークロール１を局部冷却することがで
きる。空間３０に流出された冷却水は、第１の壁体外側
下部に設けられた下部排液口２６に集められ、排水管２
７より冷却水タンク１３（図１参照）に回収される。

【００４９】また、第１の壁体２２は、冷却水が分散す
る範囲を制限し、分散した冷却水が後述のクーラント液
２０に混入したり、ワークロール１上方に広がることを
避けるためのもので、そのワークロール１表面に対面す
る端部全周にわたって閉曲線をなすようにシール部２４
が設けられている。このシール部２４は中空の導管３１
とこの中空の導管３１に設けられた多数のノズル３２と
から構成され、高圧ガスをノズル３２よりワークロール
１に向かって噴出することにより、第１の壁体２２端部
とワークロール１表面との間をシールし、第２の壁体２
３より空間３０に排出された冷却水が第１の壁体の外部
へ流出することを制限する。この高圧ガスは、図示しな
い高圧ガス供給源から配管３５を経て後述するようにバ
ルブ３４で調整され、配管３６より中空の導管３１に供
給され、ノズル３２より噴出される。このような高圧ガ
スの噴出を利用する方法によれば、ワークロール１と接
触するシール部材を用いないので、ワークロール１表面
の光沢が変化したり、摩耗したりすることがない。

【００５０】図４に、図３の噴射部１０１をワークロー
ル面上ＩＶ−ＩＶ方向から見た矢視図を示す。但し、図
中左右の方向がワークロール１の軸方向に一致する。図
４に示すように、スプレーノズル２１より噴射する冷却
水によるスプレー液５０は、ワークロール１の軸方向と
直交する細長い形態でワークロール１に衝突する。この
スプレー液５０を囲繞するように第２の壁体２３及び第
１の壁体２２が設けられている。また、第１の壁体２２
には前述のように多数のノズル３２が設けられ、このノ
ズル３２から高圧ガスが噴出される。尚、このスプレー
液５０の噴射形態は、必ずしも上記のようにワークロー
ル１の軸方向と直交しなくてもよく、ワークロール１の
軸方向に直交する方向に対し多少傾斜させてもよい。

【００５１】また、圧延材入側においては、前述したよ
うに圧延ロール冷却用クーラントによる通常の圧延ロー
ル冷却装置２００が設置されている。このクーラント液
４０はクーラントタンク４１に蓄えられていおり、モー
タ４２で駆動されるポンプ４３により汲み上げられ加圧
される。そしてこのクーラント液４０は、バルブ４４に
より流量が定められて、ヘッダ４５に送られる。ヘッダ
４５は、図２に示すように圧延ロールの圧延材１０入側
に分割して設置され、それぞれのヘッダ４５にはさらに
数個のノズル４６が設けられており、このノズル４６よ
り圧延ロール１０全長に亘ってクーラント液４０がスプ
レー噴射され、圧延ロール１，２を冷却する。

【００５２】また、クーラント液４０には潤滑用に油脂
類が数％含まれており、上記冷却と同時に油脂類による
潤滑も行われる。このクーラント液４０の温度は、油脂
類をエマルジョン状態を保つため、４０〜６０℃と比較
的高温である。このため水分が蒸発しやすく、通常は定
期的に真水が補給される。

【００５３】上記のような構成において、圧延材１０に
形状不良が発生すると、その形状不良箇所を不良箇所検
出器１１で検出し、この検出信号１１ａを制御盤１２に
取り込む。そして、制御盤１２からの制御信号１２ａが
油圧バルブ１６ａに入力され、図示しないアクチュエー
タより配管１６ｂを介して供給される圧油量が調整さ
れ、この圧油が配管１６ｃからシリンダ１５に供給さ
れ、シリンダ１５が作動してスプレーノズル２１の位置
がワークロール１の平坦度不良部分に対面するように局
部スプレーノズル装置１００を移動させる。これによ
り、スプレー液５０がワークロール１の平坦度不良部分
に確実に衝突し、この位置を確実に局部冷却する。

【００５４】また、制御盤１２からの制御信号１２ｂは
バルブ３３に入力され、バルブ３３が制御されて冷却水
の供給量が調整される。即ち、不良箇所検出器１１で検
出された検出値の強度、つまりワークロール１の平坦度
不良の度合いに応じてバルブ３３を制御し、モータ１４
で駆動されるポンプ１５によって冷却水タンク１３から
汲み上げ加圧した低温の冷却水の量を調整する。この冷
却水は配管２５ａを経由して局部スプレーノズル装置１
００に供給され、スプレーノズル２１より噴射しワーク
ロールの局部冷却を行う。そして、ワークロール１の平
坦度不良の度合いが大きければ大きい程、このバルブ３
３の制御量、従ってスプレーノズル２１より噴射される
冷却水の量が多くなるように調整される。

【００５５】また、バルブ３４（図１及び図３参照）に
よりシール部２４に送られる高圧ガスの供給量を調整す
ることにより、シール度を調整して局部スプレーノズル
装置１００の冷却水としての真水の一部を意図的に洩ら
し、圧延材入側に設置された圧延ロール冷却装置２００
のクーラント液４０に混入させて水分の補給を行う。即
ち、シール部２４に送られる高圧ガスの供給量を若干減
少させると、シール度が弱まり、ワークロール１に衝突
した冷却水の一部が第１の壁体より洩れて洩れ水５２と
なる。この洩れ水５２をクーラントタンク４１に回収す
ることにより、間接的にクーラント液４０の水分の蒸発
分を補給する。

【００５６】本発明においては、このクーラント液４０
への水分補給は自動的に行うことも可能である。図１に
示すように、クーラントタンク４１内のクーラント液４
０の油脂濃度は油脂濃度検出器４７で検出され、この検
出信号１２ｄが制御盤１２に取り込まれ、これに基づく
制御信号１２ｃが制御盤１２からバルブ３４に入力され
る。この制御信号１２ｃによってバルブ３４が制御さ
れ、図示しない高圧ガス供給源より配管３５を経て供給
されるシール用の高圧ガスの供給量が調整される。この
高圧ガスは配管３６を経て導管３１に導かれ、第１の壁
体２２端部とワークロール１表面との間のシール度が調
整される。そして、第１の壁体２２からクーラントタン
ク４１への洩れ水５２の量が自動的に調整されてクーラ
ント液４０が所定の濃度に保たれる。

【００５７】以上のように、本実施例によれば、スプレ
ー液５０を利用してワークロール１を局部冷却するの
で、ワークロール１の径が温度変化や摩耗等により減少
した場合にも局部冷却効果が減少しない。また、第１の
壁体２２を設けるので、冷却水が分散する範囲が制限さ
れ、分散した冷却水がクーラント液４０に混入したり、
ワークロール１上方に広がることが避けられる。また、
第１の壁体２２のワークロール１表面に対面する端部全
周にわたって閉曲線をなすようにシール部２４を設け、
下部排液口２６より冷却水を回収するので、冷却水が漏
洩することが制限され、漏洩した冷却水がクーラント液
４０に混入することが制限される。

【００５８】また、スプレー液５０を囲繞する第２の壁
体２３を第１の壁体２２の内部に設け、ワークロール１
表面に対面する端部に所定の隙間２３ａを設けるので、
冷却水を隙間２３ａから空間３０に一様にスムーズな流
れとして流出させることができ、冷却水がスプレー液５
０に干渉してスプレー液５０の形状に擾乱を与える恐れ
がなく、確実にワークロール１を局部冷却することがで
きる。

【００５９】また、シール部２４を中空の導管３１と多
数のノズル３２とで構成し、これに高圧ガスを供給する
非接触の方法で第１の壁体２２端部とワークロール１表
面ととの間をシールするので、ワークロール１表面の光
沢が変化したり、摩耗したりすることがなく、シール度
の調整も可能となる。

【００６０】また、ワークロール１軸方向の中央部付近
と両端部付近に合計３つの局部スプレーノズル装置１０
０を配置し、両端部付近の２つの局部スプレーノズル装
置１００を、不良箇所検出器１１からの検出に基づく制
御信号１２ａに基づいて圧延材１０の不良箇所に対応す
るワークロール１の軸方向位置に独立したアクチュエー
タによって駆動するので、圧延材１０の不良箇所に対応
したワークロール１の位置を確実にかつ自動的に局部冷
却することができ、圧延材１０の形状を確実に修正する
ことができる。

【００６１】また、局部スプレーノズル装置１００を下
側ワークロール１の圧延材１０出側に設置するので、冷
却水が直接圧延材に接触することがなく、従って、圧延
材１０に冷却水が残存し発錆することがない。

【００６２】また、不良箇所検出器１１からの検出に基
づく制御信号１１ｂに基づいてバルブ３３を制御し冷却
水の量を調整することにより、圧延材１０の形状不良の
程度に応じて自動的に局部冷却の程度を変更して、確実
に局部冷却することができる。

【００６３】また、クーラント液４０の油脂濃度に基づ
いてバルブ３４を制御し高圧ガスの量を調整してシール
部２４のシール度を調整するので、第１の壁体２２から
クーラントタンク４１への洩れ水の量が自動的に調整さ
れ、クーラント液４０が所定の濃度に保たれる。

【００６４】次に、本発明の他の実施例による圧延ロー
ルの局部スプレーノズル装置及び局部冷却装置並びに局
部冷却方法について図５により説明する。本実施例にお
いては、シール部の構成が前述の実施例と異なる。それ
以外の構成や機能は前述の実施例と同様である。

【００６５】図５に、本実施例による局部スプレーノズ
ル装置先端の噴射部１０１Ａの詳細断面図を示す。噴射
部１０１Ａの構成は、シール部２４Ａの構成が異なるこ
と以外は図４に示した噴射部１０１の構成と同様であ
る。シール部２４Ａは、第１の壁体２２Ａのワークロー
ル１に対面する端部に設けられた中空部に、シール部材
３７及びチューブ３８を収容することにより構成されて
おり、高圧ガスによりチューブ３８を膨張させシール部
材３７をワークロール１に対し均一に押し付けることに
よって第１の壁体２２Ａ端面とワークロール１表面との
間を均一にシールする。この高圧ガスは、前述の実施例
と同様にバルブ３９で調整され、パイプ３９ａよりチュ
ーブ３８に供給される。また、制御盤１２（図１参照）
からの制御信号１２ｃによりバルブ３９を制御してチュ
ーブ３８に供給される高圧ガスの供給量を調整し、局部
スプレーノズル装置の冷却水としての真水の一部をシー
ル部材３７より意図的に洩らすことにより、前述の実施
例と同様に洩れ水によるクーラントタンク４１内のクー
ラント液４０の水分補給を行うことができる。さらに、
この洩れ水により、シール部材３７とワークロール１と
の間の潤滑効果も得られ、ワークロール１表面の光沢変
化や摩耗を回避できる。

【００６６】以上のように、本実施例によれば、シール
部２４Ａを第１の壁体２２Ａの中空部分に収容したシー
ル部材３７とチューブ３８とで構成し、チューブ３８を
高圧ガスで膨張させシール部材３７をワークロール１に
対し均一に押し付けることによって第１の壁体２２Ｂ端
面とワークロール１表面との間をシールするので、前述
の実施例と同様に、均一なシールが可能で、シール度の
調整も可能となり、高圧ガスの供給量を調整することに
よって洩れ水によりクーラント液４０の油脂濃度を保持
できる。また、この洩れ水によりシール部材３７とワー
クロール１との間の潤滑効果も得られ、ワークロール１
表面の光沢変化や摩耗を回避できる。また、これ以外
に、前述した実施利と同様の効果も得られる。

【００６７】次に、本発明のさらに他の実施例による圧
延ロールの局部スプレーノズル装置及び局部冷却装置並
びに局部冷却方法について図６により説明する。本実施
例は、局部スプレーノズル装置の噴射部より第２の壁体
が省略されている点において前述の２つの実施例と異な
る。それ以外の構成や機能は前述の実施例と同様であ
る。

【００６８】図６に、本実施例による局部スプレーノズ
ル装置の噴射部１０１Ｂの断面図を示す。噴射部１０１
Ｂにおいては第２の壁体が省略されておりワークロール
１を局部冷却した冷却水は直接第１の壁体２２の外側下
部に設けられた下部排液口２６に集められ、排水管２７
より回収される。この場合は、ワークロール１を局部冷
却した後の冷却水やワークロール１に衝突してはね返っ
た冷却水がスプレー液５０に干渉する可能性があるが、
局部冷却する条件があまり厳格でないような場合には本
実施例を適用することができる。

【００６９】以上のように、本実施例によれば、局部冷
却する条件があまり厳格でないような場合に前述の２つ
の実施例と同様の効果が得られる。

【００７０】次に、本発明のさらに他の実施例による圧
延ロールの局部スプレーノズル装置及び局部冷却装置並
びに局部冷却方法について図７により説明する。本実施
例による局部スプレーノズル装置は、スプレーノズルの
構成，第１の壁体及び第２の壁体の形状が前述の３つの
実施例と異なる。また、局部スプレーノズル装置は固定
式でワークロールの軸方向全体にわたる寸法であり、ワ
ークロールの軸方向に移動しない。これ以外の構成や機
能は前述の実施例と同様である。

【００７１】図７に、本実施例による局部スプレーノズ
ル装置のスプレーノズル２１Ｃより噴射されるスプレー
液５０Ｃの状態を示す図であって、図５に相当する図を
示す。尚、この図は図４に相当する図であって、図中左
右の方向がワークロール１の軸方向に一致する。図７に
示すように、噴射されるスプレー液５０Ｃがワークロー
ル１の軸方向と直交する方向に対しある程度傾斜する細
長い噴射形態となるように７個のスプレーノズル２１Ｃ
が設置されており、それぞれのスプレー液５０Ｃ全てを
囲繞するように第２の壁体２３Ｃが設けられ、さらにそ
の外側に第１の壁体２２Ｃが設けられている。また、こ
の局部スプレーノズル装置はワークロール１の軸方向に
移動しない固定式であって、第１の壁体２２Ｃ及び第２
の壁体２３Ｃの幅はワークロール１の幅程度の寸法であ
る。そして、不良箇所検出器１１の検出信号に従い、図
１で述べたのと同様の方法でワークロールの平坦度不良
部分に対面するノズルより冷却水を噴射して局所冷却を
行う。このように複数個のスプレーノズル２１Ｃを設け
ることによって、ワークロール１のごく狭い範囲の平坦
度不良部分のみならず、必要に応じてある程度広い範囲
の平坦度不良部分を局部冷却することができる。尚、７
個以外の個数のスプレーノズルを設けてもよいというこ
とは言うまでもない。

【００７２】以上のように、本実施例によれば、前述の
３つの実施例同様の効果が得られるだけでなく、必要に
応じてワークロール１のある程度広い範囲の平坦度不良
部分を局部冷却することができる。

【００７３】また、上記実施例以外に、局部スプレーノ
ズル装置をワークロールの軸方向に周期的に横行できる
ように駆動することにより、ある程度広い範囲の平坦度
不良部分を局部冷却することもできる。

【００７４】尚、本発明が適用される圧延装置として
は、上記それぞれの本実施例に適用されるような、１対
のワークロール１，２とこれを支持する１対のバックロ
ール３より構成される圧延装置の他に、中間ロールがさ
らに１〜２本設けられた５〜６段ロールを有する圧延装
置、または多数の補強ロールを有するクラスタミル等に
適用することもできる。また、上記それぞれの本実施例
では１組の圧延ロールを有する圧延装置に適用されてい
るが、これに限らず、圧延ロールが数組直列に配置され
たタンデム圧延装置に本発明を適用することもできる。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、冷却液のスプレー液に
より冷却するので、圧延ロール径が変化しても冷却能力
が変化しない。また第１の壁体を設けるので、冷却液が
分散する範囲が制限され、分散した冷却液が通常の圧延
ロール冷却用クーラントに混入したり、圧延ロール上方
に広がることが避けられ、圧延ロールを確実に局部冷却
して圧延材の形状を精度良く修正できる。また、第１の
壁体にシール手段を設けるので、冷却液が第１の壁体の
外部へ漏洩して圧延ロール冷却用クーラントへ混入する
ことが制限される。

【００７６】また、冷却液のスプレー液を囲繞する第２
の壁体を設け、この端部と圧延ロール表面とに所定の隙
間を設けるので、冷却後の冷却液が噴射される冷却液の
スプレー液に干渉して擾乱を与える恐れがなく、確実に
圧延ロールを局部冷却することができる。

【００７７】また、シール手段が、第１の壁体端部全周
にわたって閉曲線をなすので、シールの効果が確実とな
る。

【００７８】また、高圧ガスを複数のノズルから圧延ロ
ール表面に噴出させる非接触のシール手段を用いるの
で、圧延ロール表面の光沢が変化したり、摩耗したりす
ることがなく、シール度の調整も可能となる。

【００７９】また、高圧ガスで膨張するチューブとこれ
に圧されるシール部材により圧延ロール表面を押しつけ
るシール手段を用いるので、均一なシールが可能で、シ
ール度の調整も可能となる。従って、洩れ水により押し
付け部の潤滑効果も得られる。

【００８０】また、少なくとも１つの局部スプレーノズ
ル装置を駆動手段によって駆動し、検出手段で検出した
信号に基づく圧延ロールの位置に移動させるので、圧延
材の不良箇所に対応した圧延ロールの位置を確実にかつ
自動的に局部冷却することができる。

【００８１】また、少なくともクォータ部に設置される
少なくとも２つの局部スプレーノズル装置をそれぞれ独
立して駆動するので、不良箇所が板幅方向中央に対して
非対称位置にある場合にも確実に局部冷却することがで
きる。

【００８２】また、局部スプレーノズル装置を圧延ロー
ルの軸方向に周期的に横行させるように駆動するので、
所定の範囲を局部冷却することができる。

【００８３】また、圧延ロール軸方向の中央部付近と両
端部付近に合計３つの局部スプレーノズル装置を配置す
るので、圧延材の板幅方向の適切な位置を局部冷却する
ことができる。

【００８４】また、局部スプレーノズル装置を下側ロー
ルの圧延材出側に設置するので、冷却液が直接圧延材に
付着せず、圧延材が発錆することがない。

【００８５】また、検出手段からの信号に基づいて局部
スプレーノズル装置の冷却量を調整するので、圧延材の
形状不良の程度に応じて自動的に局部冷却の程度を変更
することができる。

【００８６】また、シール度を調整して冷却液を漏ら
し、圧延ロール冷却用クーラントに混入させるので、ク
ーラント液の油脂濃度が一定に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による圧延ロールの局部冷却
装置及び局部冷却方法を示す図である。

【図２】図１に示した圧延ロールの局部冷却装置をＩＩ
−ＩＩ方向から見た図である。

【図３】本発明の一実施例による圧延ロールの局部スプ
レーノズル装置の噴射部を示す断面図である。

【図４】図３に示した局部スプレーノズル装置の噴射部
を圧延ロール面上ＩＶ−ＩＶ方向から見た矢視図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例による圧延ロールの局部ス
プレーノズル装置の噴射部を示す断面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例による圧延ロールの
局部スプレーノズル装置の噴射部を示す断面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例による圧延ロールの
局部スプレーノズル装置のスプレーノズルより噴射され
るスプレー液の状態を示す図であって、図５に相当する
図である。

【図８】（ａ）は圧延ロールの平坦度不良を説明する断
面図であり、（ｂ）は圧延材の形状不良を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１，２ ワークロール ３ バックロール １０ 圧延材 １１ 不良箇所検出器（検出手段） １２ 制御盤 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 制御信号 １３ 冷却水タンク １６ シリンダ（駆動手段） １６ａ バルブ（制御手段） １８ ガイドバー ２１，２１Ｃ スプレーノズル ２２ 第１の壁体 ２３ 第２の壁体 ２３ａ 隙間 ２４，２４Ａ シール部 ２６ 下部排液口 ２７ 配水管 ２８ スライダブロック ２９ 流水層 ３０ 空間 ３１ 中空の導管 ３２ ノズル ３３ バルブ（冷却量調整手段） ３４ バルブ ３７ シール部材 ３８ チューブ ４０ クーラント液 ４１ クーラントタンク ４５ ヘッダ ４６ ノズル ４７ 油脂濃度検出器 ５０，５０Ｃ スプレー液 ５２ 洩れ水 １００ 局部スプレーノズル装置 １０１，１０１Ａ，１０１Ｂ， 噴射部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 升田 貞和 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 治郎丸 和三 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 桧垣 浩三 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプレーノズルから噴射される冷却液の
   スプレー液によって圧延ロール表面を局部冷却する圧延
   ロールの局部スプレーノズル装置において、前記スプレ
   ーノズルから噴射される冷却液のスプレー液を囲繞する
   第１の壁体と、前記第１の壁体の前記圧延ロール表面に
   対面する端部に設けられ前記第１の壁体端部と前記圧延
   ロール表面とをシールするシール手段と、前記第１の壁
   体に設けられ前記圧延ロール表面を局部冷却した冷却液
   を回収する冷却液回収手段とを有することを特徴とする
   圧延ロールの局部スプレーノズル装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記第１の壁体の内部において
   前記噴射される冷却液のスプレー液を囲繞するように設
   置され前記圧延ロール表面に対面する端部が前記圧延ロ
   ール表面に対し所定の隙間を隔てて位置する第２の壁体
   を有し、前記所定の隙間から前記圧延ロール表面を局部
   冷却した冷却液を前記冷却液回収手段へ通過流出させる
   ことを特徴とする請求項１記載の圧延ロールの局部スプ
   レーノズル装置。
3. 【請求項３】 前記シール手段は、前記第１の壁体の前
   記圧延ロール表面に対面する端部全周にわたって閉曲線
   をなすように設置されていることを特徴とする請求項１
   記載の圧延ロールの局部スプレーノズル装置。
4. 【請求項４】 前記シール手段は、高圧ガスを前記圧延
   ロール表面に対して噴出する複数のノズルを含むことを
   特徴とする請求項１または２記載の圧延ロールの局部ス
   プレーノズル装置。
5. 【請求項５】 前記シール手段は、高圧ガスによって膨
   張するチューブと、前記チューブに圧されて前記圧延ロ
   ール表面を押しつけるシール部材とを含むことを特徴と
   する請求項１または２記載の圧延ロールの局部スプレー
   ノズル装置。
6. 【請求項６】 少なくとも１つの請求項１記載の圧延ロ
   ールの局部スプレーノズル装置と、前記局部スプレーノ
   ズル装置を前記圧延ロールの軸方向に移動させる駆動手
   段と、圧延された圧延材の形状不良箇所を検出する検出
   手段と、前記検出手段により検出した信号に基づき前記
   圧延材の形状不良箇所に対応する前記圧延ロールの位置
   に前記局部スプレーノズル装置を移動させるように前記
   駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とす
   る圧延ロールの局部冷却装置。
7. 【請求項７】 少なくとも板幅のクォータ部に対応する
   前記圧延ロールの位置を局部冷却する少なくとも２つの
   前記局部スプレーノズル装置を含み、前記駆動手段は前
   記２つの局部スプレーノズル装置を前記圧延ロールの軸
   方向にそれぞれ独立して移動させるアクチュエータを含
   むことを特徴とする請求項６記載の圧延ロールの局部冷
   却装置。
8. 【請求項８】 前記制御手段は、前記局部スプレーノズ
   ル装置を前記圧延ロールの軸方向に周期的に横行させる
   ように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項
   ６記載の圧延ロールの局部冷却装置。
9. 【請求項９】 前記局部スプレーノズル装置は３つ有
   り、そのうち１つは前記圧延ロール軸方向の中央部付近
   を、他の２つは前記圧延ロールの両端部付近を局部冷却
   するよう配置されていることを特徴とする請求項６記載
   の圧延ロールの局部冷却装置。
10. 【請求項１０】 前記局部スプレーノズル装置は、前記
    圧延ロールの圧延材出側に設置されていることを特徴と
    する請求項６記載の圧延ロールの局部冷却装置。
11. 【請求項１１】 前記局部スプレーノズル装置は、前記
    圧延ロールの下側ロールの圧延材出側に設置されている
    ことを特徴とする請求項９記載の圧延ロールの局部冷却
    装置。
12. 【請求項１２】 さらに、前記局部スプレーノズル装置
    の冷却量を調整する冷却量調整手段を有することを特徴
    とする請求項６記載の圧延ロールの局部冷却装置。
13. 【請求項１３】 油脂を含む圧延ロール冷却用クーラン
    トによって圧延材入側より冷却される圧延ロールの圧延
    材出側表面を、冷却スプレーノズルから噴射される冷却
    用の真水のスプレー液によって局部冷却する圧延ロール
    の局部冷却方法において、前記冷却用の真水のスプレー
    液を囲繞する第１の壁体と、第１の壁体端部と前記圧延
    ロール表面とをシールするシール手段とを設け、前記シ
    ール手段のシール度を調整して前記第１の壁体より前記
    冷却用の真水を漏らし、前記圧延ロール冷却用クーラン
    トに混入させることによってその水分蒸発分を補うこと
    を特徴とする圧延ロールの局部冷却方法。