JP2016155168A - 孔型圧延における圧延油噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールの孔型の必要とする部位に効率的に圧延油を付着することができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる孔型圧延における圧延油噴射装置を提供する。
【解決手段】孔型圧延を行なうロール８の孔型１１の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を孔型の内部に噴射する噴射ヘッド１９と、ロールの外表面に供給されたロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材２０とを備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、孔型を設けたロールを使用して直線型鋼矢板などの形鋼を製造する孔型圧延において孔型に圧延油を噴射する圧延油噴射装置に関する。

直線型鋼矢板などの形鋼は、素材を上下対称に熱間圧延してウェブの両端にフランジを有する粗形鋼片とする第１の工程と、粗形鋼片を上下非対称に熱間圧延してウェブを寸法調整し、且つフランジを突条を含む継手素形に成形する第２の工程と、突条を熱間曲げ成形圧延して曲がり爪となすことにより継手素形を継手部に仕上げる第３の工程とを有す孔型圧延で製造される（例えば、特許文献１）。
この形鋼の孔型圧延は、外周面に周溝（孔型）を形成した圧延ロールを使用して圧延を行なうものであり、第２の工程においては、形鋼のウェブが孔型ロールの圧下方向と肉厚減少方向が一致して圧延されるのに対し、継手素材を成形する形鋼のフランジは圧延ロールの圧下方向と肉厚減少方向が一致せずに圧延されるため、形鋼のフランジが当接する孔型の内側壁に摩擦力が発生する。

この第２の工程において、継手素材と孔型の内側壁との間に大きな摩擦力が発生すると、継手素材の圧延成形に悪影響を与えるとともに、継手素材にしわ疵が発生して品質の面で問題がある。
そこで、形鋼の孔型圧延では、圧延ロールの孔型の内側壁に向けて圧延油を噴射する圧延油噴射装置を備え、この圧延油噴射装置で継手素材と孔型の内側壁との間に圧延油を介在させることで、継手素材と孔型の内側壁との間に発生する摩擦力を低減するようにしている。

特許第３６７１７８３号公報

しかし、従来の圧延油噴射装置は、圧延ロールの孔型に対して離れた位置から圧延油を噴射しており、孔型の必要とする部位（内側壁）以外に圧延油が飛散してしまうので、圧延油の使用量が多くなっているのが現状である。
また、圧延中の圧延ロールは、ロール冷却水が接触することで冷却されているが、孔型の内部にロール冷却水が流れ込むと、圧延油噴射装置から噴射した圧延油が孔型の内側壁に付着しにくい。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ロールの孔型の必要とする部位に効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる孔型圧延における圧延油噴射装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る孔型圧延における圧延油噴射装置は、孔型圧延を行なうロールの孔型の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を前記孔型の内部に噴射する噴射ヘッドと、前記ロールの外表面に供給されたロール冷却水が前記孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材と、を備えている。

本発明に係る孔型圧延における圧延油噴射装置によれば、水切り部材がロールの外表面に供給されたロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止するので、孔型の内部に圧延油が付着するのを良好とすることができるとともに、噴射ヘッドがロールの孔型の内部に入り込み、圧延油を外部に飛散させず、孔型の内部に効率的に付着させることができるので、圧延油の使用量を削減することができる。

本発明に係る直線型鋼矢板の孔型圧延工程の一例を示す孔型系列図である。 図１で示した孔型圧延工程において上下一対の圧延ロールが上下非対称の圧延を行なっている状態を示す断面図である。 図２のIV−IV線矢視図である。 孔型圧延工程における圧延油噴射装置を上方から示した図である。 孔型圧延工程における圧延油噴射装置を側方から示した図である。 圧延油噴射装置を構成する第１実施形態の水切り部材及び噴射ヘッドを示す図である。 第１実施の水切り部材及び噴射ヘッドをロールの孔型の内部に配置した状態を示す図である。 圧延油噴射装置を構成する第２実施形態の水切り機能を備えた噴射ヘッドを示す図である。 上下一対の圧延ロールを構成する第３実施形態の上部圧延ロールの孔型の形状を示す要部断面図である。 本発明とは異なる構成の比較例の孔型圧延工程を圧延油噴射装置の側方から示した図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る直線型鋼矢板（形鋼）の孔型圧延工程の一例を示す孔型系列図であり、第１の工程〜第３の工程で形鋼が製造されている。
第１の工程は、素材Ａを、例えば孔型Ｋ１４〜Ｋ１１を形成した上下一対の圧延ロールにより上下対称に圧延してウェブ１の両端にフランジ２を有する粗形鋼片Ｂを成形する工程である。

また、第２の工程は、粗形鋼片Ｂを、例えば孔型Ｋ１０〜Ｋ３を形成した上下一対の圧延ロールにより上下非対称に圧延してウェブ１の寸法（幅、厚み）を調整するとともにフランジ２を突条３と玉爪４を有する継手素形に成形する工程である。
さらに、第３の工程は、突条３を例えば孔型Ｋ２、Ｋ１を形成した上下一対の圧延ロールにより外側（ウェブ１側とは反対側）に押し曲げて曲がり爪５を形成してフランジ２を継手部６に仕上げる工程である。
図２及び図３は、前述した第２の工程の孔型Ｋ７を構成する上部圧延ロール８及び下部圧延ロール９の具体的な形状を示すものである。

上部圧延ロール８は、図２に示すように、ロール軸８ａ方向に沿う方向の中央部に縮径部１０が形成されているとともに、縮径部１０の軸方向両端部に、周溝からなる孔型１１，１２が形成されている。一方の孔型１１は、ロール軸８ａに交叉する方向に設けた円弧面形状の第１の内側壁１１ａと、この第１の内側壁１１ａに対向している円弧面形状の第２の内側壁１１ｂと、これら第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂにロール軸８ａ側で連続している底部１１ｃとで構成されている。
また、他方の孔型１２は、図２に示すように、円弧面形状の第１の内側壁１２ａと、この第１の内側壁１２ａに対向している円弧面形状の第２の内側壁１２ｂと、これら第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂにロール軸８ａ側で連続している底部１２ｃとで構成されている。

下部圧延ロール９は、ロール軸９ａに沿う方向の中央部であって、上部圧延ロール８の縮径部１０に対向する位置に拡径部１３が形成されている。
そして、上部圧延ロール８及び下部圧延ロール９が図３の矢印方向に回転することで、上部圧延ロール８の縮径部１０と下部圧延ロール９の拡径部１３との間を通過するウェブ１が肉厚が減少して圧延され、上部圧延ロール８の孔型１１，１２をフランジ２が通過することで突条３が成形され、上部圧延ロール８の孔型１１，１２の外側と下部圧延ロール９の拡径部１３に向う傾斜面との間のフランジ２が通過することで玉爪４が形成されていく。
ここで、上部圧延ロール８の孔型１１，１２が突条３、玉爪４を成形する際には、フランジ２と、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ及び孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂとの間に摩擦力が発生する。この摩擦力が大きくなると、突条３が形状不良で成形され、或いは、突条３にしわ疵が発生するおそれがある。

［第１実施形態］
図４に示すように、上部圧延ロール８の孔型１１，１２の内部に圧延油を噴射する第１実施形態の一対の圧延油噴射装置１５，１６が配置されている。
孔型１１の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置１５は、図５に示すように、圧延油供給部１７と、圧延油供給部１７に給油パイプ１８を介して接続されており、先端が孔型１１の内部に入り込んでいる筒形状の噴射ヘッド１９と、一部が孔型１１の内部に入り込むように配置した水切り部材２０と、を備えている。
水切り部材２０は、図６（ｂ）に示すように、２枚の板材２１，２２と、これら板材２１，２２の間に層状に重ねて一体化したフェルト材２３とで構成されている。
一方の板材２１は、図６（ａ）に示すように、本体部２１ａと、上部圧延ロール８を上方から見た際に孔型１１の溝形状より僅かに小さな形状として本体部２１ａから連続して形成した孔型水切り部２１ｂと、を備えている。また、他方の板材２２も、板材２１と同形状の本体部２２ａ及び孔型水切り部２２ｂを有する部材である（図７参照）。

そして、板材２１，２２の間に一体化されたフェルト材２３は、板材２１の孔型水切り部２１ｂ及び板材２２の孔型水切り部２２ｂより大きな形状とされ、孔型水切り部２１ｂ，２２ｂの周囲から帯状のフェルト端部２３ａが突出している。
また、噴射ヘッド１９は、図６（ｂ）に示すように、水切り部材２０の板材２１の外面に沿って固定され、本体部２１ａから孔型水切り部２１ｂの先端に向けて延在している。
水切り部材２０の孔型水切り部２１ｂ側に位置する噴射ヘッド１９の先端側には、図６（ａ）の左側を向く複数の噴射ノズル２４と、図６（ａ）の右側を向く複数の噴射ノズル２５と、図６（ａ）の上方を向く（孔型水切り部２１ｂの先端を向く）噴射ノズル２６が形成されている。

図４の符号３２，３３は、粗形鋼片Ｂを上部圧延ロール８及び下部圧延ロール９の圧延位置に案内するサイドガイド装置である。
圧延油噴射装置１５は、粗形鋼片Ｂの進行方向に対して左側に配置したサイドガイド装置３２の上部に圧延油供給部１７を設置し、圧延油供給部１７の上方位置の給油パイプ１８を、その先端部が、粗形鋼片Ｂの進行方向前方を向き、且つ上部圧延ロール８のロール軸８ａを向くように曲げ、給油パイプ１８の先端部に、水切り部材２０を上部に位置した噴射ヘッド１９の基部１９ａを接続している。

これにより、図５及び図７に示すように、水切り部材２０の孔型水切り部２１ｂ，２２ｂが孔型１１の内部に入り込み、水切り部材２０の下部に位置する噴射ヘッド１９の噴射ノズル２４が孔型１１の第２の内側壁１１ｂに対向し、噴射ノズル２５が孔型１１の第１の内側壁１１ａに対向し、噴射ノズル２６が孔型１１の底部１１ｃに対向する。
そして、図７に示すように、水切り部材２０の孔型水切り部２１ｂ，２２ｂの周囲から突出している帯状のフェルト端部２３ａが、孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに密接する。

また、図４に示す上部圧延ロール８の孔型１２の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置１６も、圧延油供給部１７と、圧延油供給部１７に給油パイプ１８を介して接続されており、先端が孔型１２の内部に入り込んでいる筒形状の噴射ヘッド１９と、一部が孔型１２の内部に入り込むように配置した水切り部材３１と、を備えている。
水切り部材３１は、前述した水切り部材２０と同様に、２枚の板材とフェルト材（不図示）とを備えており、異なる点は、水切り部材２０に対して２枚の板材とフェルト材の形状が左右逆になっていることである。

そして、圧延油噴射装置１６の水切り部材３１も一部が孔型１２の内部に入り込み、水切り部材３１の下部に位置する噴射ヘッド１９が、孔型１２の第２の内側壁１２ｂに対向する噴射ノズル２４と、孔型１２の第１の内側壁１２ａに対向する噴射ノズル２５と、孔型１２の底部１２ｃに対向する噴射ノズル２６を備えている。また、水切り部材３１の孔型水切り部の周囲から突出している帯状のフェルト端部２３ａが孔型１２の第１の内側壁１２ａ、第２の内側壁１２ｂ及び底部１２ｃに密接する。
そして、図５に示すように、第２の工程の孔型Ｋ７を構成する上部圧延ロール８及び下部圧延ロール９が矢印方向に回転することで、図５の右側から通板されてきた形鋼片Ｂが上下非対称に圧延されていく。この圧延中、上部圧延ロール８は、上部圧延ロール８の上方から供給されるロール冷却水で冷却される。また、下部圧延ロール９は、下部圧延ロール９の下方から供給されるロール冷却水で冷却される。

また、図４で示した一対の圧延油噴射装置１５，１６は、それぞれの圧延油供給部１７から給油パイプ１８を介して噴射ヘッド１９に圧延油が供給されることで、噴射ノズル２４〜２６から圧延油が外部に噴射する。
一方の圧延油噴射装置１５の噴射ヘッド１９は、上部圧延ロール８の孔型１１の内部に入り込み、噴射ノズル２４が第２の内側壁１１ｂに対向し、噴射ノズル２５が第１の内側壁１１ａに対向し、噴射ノズル２６が底部１１ｃに対向しているので、噴射ノズル２４〜２６から噴射した圧延油が、孔型１１の外部に飛散せず、孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに均一に付着する。

また、他方の圧延油噴射装置１６の噴射ヘッド１９も、上部圧延ロール８の孔型１２の内部に入り込み、噴射ノズル２４が第２の内側壁１２ｂに対向し、噴射ノズル２５が第１の内側壁１２ａに対向し、噴射ノズル２６が底部１２ｃに対向しているので、噴射ノズル２４〜２６から噴射した圧延油が、孔型１２の外部に飛散せず、孔型１２の第１の内側壁１２ａ、第２の内側壁１２ｂ及び底部１２ｃに均一に付着する。
そして、一対の圧延油噴射装置１５，１６は、噴射ヘッド１９の上部に、一部が孔型１１，１２の内部に入り込む水切り部材２０、３１を備えているので、上部圧延ロール８に供給されたロール冷却水が孔型１１，１２に流れ込むのを水切り部材２０，３１で阻止する。

なお、本発明に係るロールが上部圧延ロール８に対応し、本発明に係る孔型の内側壁が、ロール軸８ａ方向に交叉する方向に設けた孔型１１の第１の内側壁１１ａと、この第１の内側壁１１ａに対向している第２の内側壁１１ｂと、ロール軸８ａ方向に交叉する方向に設けた孔型１２の第１の内側壁１２ａと、この第１の内側壁１２ａに対向している第２の内側壁１２ｂに対応し、本発明に係る遮水部材がフェルト端部２３ａに対応している。
ここで、水切り部材２０は、孔型１１に入り込む孔型水切り部２１ｂ、２２ｂと、これら孔型水切り部２１ｂ、２２ｂの周囲から帯状に突出するフェルト端部２３ａと、を備えているので、フェルト端部２３ａが孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに密接しているので、ロール冷却水が孔型１１に進入しようとしても、フェルト端部２３ａが確実に阻止する。また、水切り部材３１も、水切り部材２０と同一構造なので、ロール冷却水が孔型１２に進入しようとするのを、孔型水切り部の周囲から帯状に突出するフェルト端部が確実に阻止する。

このように、第１実施形態の一対の圧延油噴射装置１５，１６は、噴射ヘッド１９が上部圧延ロール８の孔型１１，１２の内部に入り込み、噴射ヘッド１９の噴射ノズル２４，２５が、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ｂ，１１ａに対向し、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ｂ，１２ａに対向しているとともに、噴射ヘッド１９の上部に、孔型１１，１２の内部にロール冷却水が流れ込むのを阻止する水切り部材２０，３１が配置されているので、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂにロール冷却水が流れ込まず、噴射ヘッド１９の噴射ノズル２４，２５から噴射した圧延油を、孔型１１、１２の外部に飛散させず、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂに均一に付着させることができる。

したがって、第１実施形態の一対の圧延油噴射装置１５，１６を使用することで、上部圧延ロール８の孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂに効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる。
そして、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂに効率的に圧延油が付着することで、フランジ２と、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ及び孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂとの間の摩擦力が低減し、突条３の形状不良、しわ疵の発生を防止することができる。
また、第１実施形態の一対の圧延油噴射装置１５，１６は、板状の水切り部材２０，３１の下面に沿って噴射ヘッド１９を固定した簡便な構造なので、圧延油噴射装置１５，１６の製作コストの低減化を図ることができる。

また、水切り部材２０は、孔型１１に入り込む孔型水切り部２１ｂ、２２ｂの周囲から帯状に突出するフェルト端部２３ａが孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに密接しており、水切り部材３１も、水切り部材２０と同様に、孔型１２に入り込む孔型水切り部の周囲から帯状に突出するフェルト端部が孔型１２の第１の内側壁１２ａ、第２の内側壁１２ｂに密接しているので、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂへのロール冷却水の流れ込みを確実に阻止することができ、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂへの圧延油の付着を良好とすることができる。
なお、図５で示した第１実施形態の圧延油噴射装置１５，１６は、第２の工程の孔型Ｋ７を構成する上部圧延ロール８の孔型１１，１２内部に圧延油を噴射する装置であるが、図１で示した第２の工程を構成する他の孔型Ｋ６〜Ｋ３を構成する上部圧延ロールにも、孔型の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置が配置されている。

［第２実施形態］
次に、図８に示すものは、圧延油噴射装置を構成する第２実施形態の噴射ヘッド２７を示すものである。
この第２実施形態の噴射ヘッド２７は、水切り機能を備えたものであり、図４の上部圧延ロール８の孔型１２の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置１６を構成するものである。
噴射ヘッド２７は、板状の本体部２７ａと、上部圧延ロール８を上方から見た際に孔型１２の溝形状より僅かに小さな形状として本体部２７ａから連続して形成されている板状の孔型水切り部２７ｂとを備えている。
そして、この噴射ヘッド２７には、本体部２７ａから孔型水切り部２７ｂの先端まで内部を延在する油路２８が形成されており、この油路２８の本体部２７ａ側の開口部２８ａに給油パイプ１８が接続され、油路２８の孔型水切り部２７ｂの先端で開口する開口部が噴射ノズル２９ａとされている。

そして、孔型水切り部２７ｂの内部を延在する油路２８から分岐して孔型水切り部２７ｂの一方の側面で複数の噴射ノズル２９ｂが開口し、孔型水切り部２７ｂの他方の側面で複数の噴射ノズル２９ｃが開口している。
さらに、孔型水切り部２７ｂの全域及び本体部２７ａの一部の側面上部に、帯状のゴム部材３０が外方に突出した状態で固定されている。
なお、本発明に係る遮水部材がゴム部材３０に対応している。
第２実施形態の噴射ヘッド２７は、上部圧延ロール８の孔型１２の内部に入り込み、噴射ノズル２９ｂが第２の内側壁１２ｂに対向し、噴射ノズル２９ｃが第１の内側壁１２ａに対向し、噴射ノズル２９ａが底部１１ｃに対向しているので、噴射ノズル２９ａ〜２９ｃから噴射した圧延油が、孔型１１の外部に飛散せず、孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに均一に付着する。

また、第２実施形態の噴射ヘッド２７は、孔型水切り部２７ｂが孔型１１に入り込む際に、孔型水切り部２７ｂの側面上部から帯状に突出するゴム部材３０が孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに密接するので、ロール冷却水が孔型１１に進入しようとするのをゴム部材３０が確実に阻止する。
また、図４の上部圧延ロール８の孔型１１の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置１５に、第２実施形態の噴射ヘッド２７に対して外観形状が左右逆になっている噴射ヘッド２７を使用し、この噴射ヘッド２７が上部圧延ロール８の孔型１１の内部に入り込むと、噴射ノズル２９ｂが第２の内側壁１１ｂに対向し、噴射ノズル２９ｃが第１の内側壁１１ａに対向し、噴射ノズル２９ａが底部１１ｃに対向しているので、噴射ノズル２９ａ〜２９ｃから噴射した圧延油が、孔型１１の外部に飛散せず、孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに均一に付着する。

また、第２実施形態の噴射ヘッド２７の孔型水切り部２７ｂが孔型１１に入り込む際に、孔型水切り部２７ｂの側面上部から帯状に突出するゴム部材３０が孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ及び底部１１ｃに密接するので、ロール冷却水が孔型１１に進入しようとするのをゴム部材３０が確実に阻止する。
したがって、第２実施形態の噴射ヘッド２７を使用すると、上部圧延ロール８の孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１１ｂに効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる。

また、第２実施形態の噴射ヘッド２７はロール冷却水の水切り機能を備えており、圧延油噴射装置１５，１６の構成部品数が減少するので、製作コストの低減化を図ることができる。
また、第２実施形態の噴射ヘッド２７は、孔型１１，１２に入り込む孔型水切り部２７ｂの側面から帯状に突出するゴム部材３０が、孔型１１の第１の内側壁１１ａ、第２の内側壁１１ｂ、底部１１ｃ、孔型１２の第１の内側壁１２ａ、第２の内側壁１２ｂ、底部１２ｃに密接しており、孔型１１，１２へのロール冷却水の流れ込みを確実に阻止することができるので、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂへの圧延油の付着を良好とすることができる。

次に、本発明を適用することで圧延油を付着させる効果が大きく得られる孔型について説明する。
本発明を適用することが好適な圧延ロールは、孔型圧延を行う上下一対の圧延ロールのうち第２の工程の孔型Ｋ７〜Ｋ３を構成する上部圧延ロール８である。
図９に示すものは、第２の工程の複数の孔型のうち孔型Ｋ７を構成する上部圧延ロール８の要部を示すものである。
この上部圧延ロール８は、縮径部１０の軸方向の一端側に形成されている一方の孔型１１が、縮径部１０から底部１１ｃまでのロール半径方向の深さをＤとし、ロール軸８ａに沿う方向の第１の内側壁１１ａと第２の内側壁１１ｂとの間の開口幅をＷとすると、深さＤが開口幅Ｗより大きい値に設定されている。具体的には、Ｄ／Ｗが４以上に設定されている。また、図示しないが、縮径部１０の軸方向の他端側に形成されている他方の孔型１２も、縮径部１０から底部１２ｃまでのロール半径方向の深さをＤとし、ロール軸８ａに沿う方向の第１の内側壁１２ａと第２の内側壁１２ｂとの間の開口幅をＷとすると、Ｄ／Ｗが４以上に設定されている。

上部圧延ロール８の孔型１１，１２に、例えば図４で示した一対の圧延油噴射装置１５，１６が孔型１１，１２の内部に配置して圧延油を噴射して第２の工程を行うと、上部圧延ロール８の孔型１１，１２は、深さＤが開口幅Ｗに対して大きく設定されているにもかかわらず、噴射ノズル２４が第２の内側壁１１ｂ，１２ｂに対向し、噴射ノズル２５が第１の内側壁１１ａ，１２ａに対向しているので、孔型１１，１２の内部に噴射された圧延油が、第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂの全域に効率的に付着する。

したがって、上部圧延ロール８は、圧延油が孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂの全域に効率的に付着することで、フランジ２と、孔型１１の第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ及び孔型１２の第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂとの間の摩擦力がさらに低減し、突条３の形状不良、しわ疵の発生を確実に防止することができる。
そして、上部圧延ロール８の孔型１１，１２の深さＤが開口幅Ｗよりも大きい、特にＤ／Ｗの値が４以上であるような幅が狭く深さが深い孔型に対して、濃度が低い圧延油を孔型１１，１２の内部に噴射しても、第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂの全域に圧延油が効率的に付着する。したがって、上部圧延ロール８の孔型１１，１２の深さＤが開口幅Ｗよりも大きい、具体的にはＤ／Ｗが４以上である場合に、本発明のように孔型の内部に入り込む噴射ヘッドを有し、かつ、ロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材を有する圧延油噴射装置を用いることが、孔型の内部に入り込まない噴射ヘッドを有する圧延油噴射装置を用いることに対して、特に効果がある。そして、本発明の圧延油噴射装置を用いれば、深さＤが開口幅Ｗよりも大きい、特にＤ／Ｗが４以上である場合であっても、圧延油の使用量を削減しながら、突条３の形状不良、しわ疵の発生を確実に防止することができる。

［実施例］
直線型鋼矢板（形鋼）を形成する第２の工程について、本発明と比較例（図１０）とで比較する。
本発明は、上部圧延ロール８を使用した上下一対の圧延ロールの孔型１１，１２の内部（第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂの間と、第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂの間）に、図４で示した一対の圧延油噴射装置１５，１６を配置し、一対の圧延油噴射装置１５，１６の噴射ノズル２４〜２６から圧延油が噴射するようにした。そして、圧延油は、鉱油をベースとして合成エステルを添加した市販油を使用し、圧延油の濃度は２％に設定されている。
そして、本発明では、上下一対の圧延ロールを構成する上部圧延ロール８は、孔型Ｋ７を構成する上部圧延ロール８の孔型１１，１２の深さＤ、開口幅をＷの具体的な値が、Ｄ＝１２０mm、Ｗ＝２７mmであり、Ｄ／Ｗの比が４．４４に設定されている。そして、孔型Ｋ６、Ｋ５…を構成する上部圧延ロール８は、孔型の番号が小さくなるに従いＤ、Ｗの数値が小さくなりながらＤ／Ｗの比が４以上に設定され、孔型Ｋ３を構成する上部圧延ロール８の深さＤ、開口幅をＷの具体的な数値は、Ｄ＝９０mm、Ｗ＝２１mmであり、Ｄ／Ｗの比が４．２９に設定されている。

一方、図１０で示す比較例は、圧延油噴射装置３４を上下一対の圧延ロールの上部圧延ロール８の内部に配置している。
ここで、比較例の圧延油噴射装置３４は、第１実施形態の水切り部材２０と同一構成のものを使用している。しかし、比較例の圧延油噴射装置３４は、給油パイプ１８に接続している噴射ノズルチップ３５が、一般的なフラットスプレーノズルチップであり、上部圧延ロール８の孔型１１，１２の外部に配置されている。
本発明は、孔型１１，１２の内部（第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂの間と、第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂの間）に噴射された圧延油が、第１及び第２の内側壁１１ａ，１１ｂ、第１及び第２の内側壁１２ａ，１２ｂの全域に効率的に付着するので、焼きつき疵や、しわ疵のない良好な直線型鋼矢板（形鋼）を安定して製造することができた。

これに対して、比較例では、製品（形鋼）の突条を形成すべき継手部に焼きつき疵や、しわ疵が発生してしまい、一部の製品については、潤滑不足に伴い発生した摩擦力の影響で継手部の肉不足が発生した。
このため、比較例では、良好な形状の形鋼を得るために、圧延油の濃度を上昇させた。そして、圧延油の濃度を１０％にまで上昇させて、ようやく、本発明で製造した形鋼と同等の製品が圧延できるようになった。このように、比較例は、圧延油の濃度を本発明より上昇させなければならないので、圧延油の使用量削減の面で問題がある。

このように、本発明は、上下一対の圧延ロールを構成する上部圧延ロール８の孔型１１，１２の深さＤを開口幅Ｗより大きくし、孔型１１，１２の内部に一対の圧延油噴射装置１５，１６を配置して第２の工程を行ったことで、突条３の形状不良、しわ疵の発生を確実に防止した高品質の形鋼を製造することができる。
そして、上部圧延ロール８の孔型１１，１２の深さＤ及び開口幅Ｗの関係を、Ｄ／Ｗを４以上に設定してあるにもかかわらず、圧延油の使用量を大幅に削減しながら、高品質の形鋼を製造することができる。

なお、上述した各実施形態では、直線型鋼矢板の圧延での適用例を示したが、同様に、レールの足部、溝形鋼のフランジ部をクローズドカリバーで孔型圧延する場合にも、有効である。

１ ウェブ
２ フランジ
３ 突条
４ 玉爪
５ 曲がり爪
６ 継手部
８ 上部圧延ロール
８ａ ロール軸
９ 下部圧延ロール
１０ 縮径部
１１，１２ 孔型
１１ａ，１２ａ 第１の内側壁
１１ｂ，１２ｂ 第２の内側壁
１１ｃ，１２ｃ 底部
１３ 拡径部
１５，１６ 圧延油噴射装置
１７ 圧延油供給部
１８ 給油パイプ
１９ 噴射ヘッド
１９ａ 噴射ヘッドの基部
２０，３１ 水切り部材
２１，２２ 板材
２１ａ，２２ａ 本体部
２１ｂ，２２ｂ 孔型水切り部
２３ フェルト材
２３ａ フェルト端部
２４，２５，２６ 噴射ノズル
２７ 噴射ヘッド
２７ａ 本体部
２７ｂ 孔型水切り部
２８ 油路
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ 噴射ノズル
３０ 帯状のゴム部材
３２，３３ サイドガイド装置
Ａ 素材
Ｂ 粗形鋼片

Claims (7)

1. 孔型圧延を行なうロールの孔型の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を前記孔型の内部に噴射する噴射ヘッドと、
   前記ロールの外表面に供給されたロール冷却水が前記孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材と、を備えていることを特徴とする孔型圧延における圧延油噴射装置。
2. 前記噴射ヘッドは、前記孔型の内側壁に対向した噴射ノズルを設けていることを特徴とする請求項１記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。
3. 前記水切り部材は、前記孔型の内部に入り込む孔型水切り部を備えた形状とし、前記噴射ヘッドは、前記水切り部材の下面に沿って一体に固定され、且つ、前記噴射ノズルを設けたヘッド先端側が前記孔型水切り部の下面に位置していることを特徴とする請求項２記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。
4. 前記噴射ヘッドの外観形状を、前記孔型の内部に入り込む孔型水切り部を備えた前記水切り部材の形状とし、前記噴射ヘッドの内部に前記圧延油が流れる油路を形成し、この油路から分岐して前記噴射ノズルを形成したことを特徴とする請求項２記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。
5. 前記孔型水切り部の外周から突出する帯状の遮水部材を設け、前記孔型水切り部が前記孔型の内部に入り込んだ際に、前記遮水部材が前記孔型の内部に密接するようにしたことを特徴とする請求項３又は４に記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。
6. 前記孔型のロール半径方向の深さをＤ、前記孔型のロール軸方向の開口幅をＷとすると、前記深さＤの値が、前記開口幅Ｗの値より大きいことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の圧延油噴射装置。
7. Ｄ／Ｗが４以上であることを特徴とする請求項６記載の圧延油噴射装置。

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