JPH0629701U - 熱間圧延におけるロール冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱間圧延におけるロールの冷却効率の向上とロ
ール冷却水による圧延材の温度低下防止。 【構成】ロールの冷却開始点がロールバイト出口からの
回転角度で３０度以内となるようにスプレーヘッダを設
ける。先端に設けたスリット状の開口部より圧縮空気を
噴射する構造の水切板を、最下段のスプレーヘッダと圧
延材との間に配置する。この圧縮空気噴射式の水切板
は、スリット状開口部をロールバイト出口へ向けて前後
動可能に設置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、冷却媒体に冷却水を用いる方式の熱間圧延ロール冷却装置に係り 、特にロール冷却効果と水切効果の優れたロール冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

熱間圧延工程におけるロールの冷却法としては、冷却媒体に冷却水を用いたス プレー冷却方式が一般的であるが、最近ではロールの冷却効果の増大とロールの 肌荒れ防止を目的として各種のロール冷却装置が提案されている。

【０００３】 冷却水スプレーによるロール冷却方式の場合は、高効率にロールを冷却し、か つロール肌荒れを低減できる条件として、冷却水の圧力を３〜１０ｋｇ／ｃｍ^２ 、水量密度を２〜５ｍ^３／ｍｉｎとし、冷却時間／ロール回転数を最大限に大き くとり、かつ冷却開始点をロールバイト直近にすることが有効であることが知ら れている。

【０００４】 図３に記載のものは、上記知見に基づいてなされたもので、冷却開始点をロー ルバイト直近とし、ロール１に対し複数のスプレーヘッダ３より噴射された冷却 水の水切手段として、第１水切板２−１、第２水切板２−２による２段水切方式 を採用するとともに、第２水切板に空気ヘッダ４を付設して圧縮空気による冷却 水排出機能を持たしている（特公昭６１−２１７２５号公報参照）。５は圧延材 である。

【０００５】 また、図４に示すごとく、圧延機出側に設けた架台８上にロール１に近接して 取付けたシール材６に孔またはスリットを設け、配管７を経由して圧縮空気を噴 射することにより、ロール１とシール材６との隙間に空気膜を形成し、冷却水の 流下を防止するようにした水切装置が提案されている（特開平１−３０９７０６ 号公報参照）。

【０００６】 また、図５に示すごとく、水切板９の先端部とロール１との間に間隙を設け、 この間隙に向けて流体を噴射するノズル１０により冷却水の流下を防止するよう にした水切装置が提案されている（実開平２−１３３２０３号公報参照）。

【０００７】 さらに、図６に示すごとく、ロールバイト直近のロール表面に先端部を接触状 態に保持した通板ガイド（水切板）１１の先端部にガイド壁１２を設け、この通 板ガイドの内部に冷却水を通して、ロール軸方向に延びるスリット１３を開口し て冷却水をスリット状に噴射させる方式のロール冷却装置が提案されている（実 開昭６４−２７１０２号公報参照）。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記したロール冷却手段、水切手段には、以下に記載する欠点がある 。 すなわち、図３に記載のものは、圧延中に圧延材５のはね上がりにより第２水 切板２を変形させたり、またロールの偏摩耗により実用上第２水切板２はロール １に密着せず、３〜４ｍｍ程度の隙間が生じて、この隙間より冷却水が洩れてた れ水となって圧延材５の上に落下し、圧延材の温度を低下させる。このたれ水に よる圧延材温度の低下は不均一であり、材質の均質化の弊害となるばかりでなく 、その温度低下分を見込んで加熱炉で事前に高い温度に加熱する必要があり、燃 料費が高くつく。

【０００９】 また、図４に記載のものは、冷却効果と冷却水流下防止効果に難点がある。す なわち、前記したように、ロールの冷却効果はロールの冷却開始点を可及的にロ ールバイト直近にすることが有効であり、高効率のロール冷却が可能となるが、 当該水切装置の場合は、図面からも明らかなごとく、構造上シール材６の取付位 置がロール１の水平中心線上付近となり、冷却開始点がロールバイト直近より遠 ざかるため、冷却効率が低い。また、シール材を固定する架台８は、高温の材料 を圧延する際に熱歪みで大きく変形することが多く、その上面に取付けたシール 材６もその変形によって角度やロールとの間隙が大きく変わり、冷却水流下防止 機能を長期間安定して保つことが難しい。

【００１０】 また、図５に記載のものは、前記図４に記載のものと同様、構造上冷却開始点 がロールバイト直近より遠ざかるため冷却効率が低いことに加えて、ロール表面 とシール材６間の隙間の変化に対応できないという難点がある。すなわち、圧延 ロールは材料の圧延によって肌荒れや摩耗が生じるため、一定量の圧延が終了す るとロール表面を研削して再使用する。このため、ロール表面とシール材６との 間隙がその都度変化し、その隙間に応じて流体を噴射することが困難で、冷却水 の流下を完全に防止することが困難である。

【００１１】 さらに、図６に記載のものは、以下の問題点がある。すなわち、圧延ロールは 圧延時の加工熱により、いわゆるヒートクラウンと呼ばれる変形を起し、ロール 軸中央部が凸型に変形するためロール軸方向外周は直線とならず、軸方向の両端 においてはロールと通板ガイド１１との間に隙間が生じる。また、圧延ロールは 圧延時の摩耗により材料の板巾分だけ外径が小さくなるため、前記と同様、その 摩耗した部分の長さだけロールと通板ガイド１１との間に隙間ができる。ロール と通板ガイドとの間に隙間が生じると、冷却水の流下を防止できないだけでなく 、その隙間からの漏水が圧延材の上に流下し、圧延材の温度を低下させる。

【００１２】 この考案は、従来のこのような問題点を解決するためになされたもので、圧延 ロールのスプレー冷却法において、冷却開始点をロールバイト直近としても、冷 却水の水たれを圧延材上に流下させることなく、高効率でロール冷却が可能な装 置を提供しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記課題を解決する手段として、水切位置をロールバイト出口直 近とし、かつ水切手段として圧縮空気を用いたもので、その要旨は、冷却水を用 いて熱間圧延用ロールをスプレー冷却するに際し、ロールの冷却開始点をロール バイト出口からの回転角度で３０度以内とするロール冷却装置において、先端に 設けたスリット状の開口部より圧縮空気を噴射する構造となし、該スリット状開 口部をロールバイト出口に向けて前後動機構により進退可能に配設してなる圧縮 空気式水切板を備えたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】

ロールの冷却開始点はロールバイト直近にすることが、高効率にロールを冷却 でき、またロールの肌荒れも低減できることが知られており、その効果を得るた めには冷却開始点をロールバイト出口からの回転角度で３０度以内とする必要が ある。したがって、最下段のスプレーヘッダは冷却開始点がロールバイト出口か らの回転角度で３０度以内となる位置に配置される。

【００１５】 圧縮空気式水切板は、圧延材とロール冷却開始点との間に位置し、例えばリン ク機構を介してシリンダー等の動力により前後動可能に支持し、その先端部とロ ールとの距離を可変となす。この圧縮空気式水切板とロール表面との距離は、特 に限定するものではないが、２０〜３０ｍｍが適当である。なお、流下水の遮断 に圧縮空気を採用したのは、ロール径が経時変化しても遮断効果を維持できるた めである。

【００１６】 ロール冷却用スプレーヘッダからは、ロールを高効率に冷却するために、前記 のごとく冷却水圧力３〜１０ｋｇ／ｃｍ^２、水量密度２〜５ｍ^３／ｍｉｎでロー ル外周に広範囲に噴射される。ロール表面の滞留水はロール表面に沿って流下す るが、最下段のスプレーヘッダより下に配置した圧縮空気式水切板よりロールバ イト出口に向けて噴射される圧縮空気の膜で流下が阻止され、圧延材へ落下する ことはない。また、圧縮空気式水切板は高温の圧延材に接近して設置されても、 その内部を通る圧縮空気による冷却効果により熱歪が抑制される。

【００１７】 圧縮空気水切板は、上記のごとく最下段のスプレーヘッダより下に配置できる ので、ロールバイト直近もスプレー冷却できることになり、効率よくロールを冷 却できるのみならず、スプレー冷却水流下による圧延材の温度低下も防止するこ とできる。

【００１８】

【実施例】

図１はこの考案に係るロール冷却装置の一例を示す概略側面図、図２は同上装 置における圧縮空気水切板のスリット状開口部を示す拡大縦断面図であり、１５ は圧縮空気水切板、１６は前後動機構、１７は圧縮空気配管である。

【００１９】 圧延機の出側に配設されたスプレーヘッダ３は、冷却開始点がロールバイト出 口からの回転角度θ_１で３０度以内となるように最下段のスプレーヘッダ３を配 設する。

【００２０】 圧縮空気水切板１５は、図２に示すごとく内部に冷却水通路１５−１が設けら れ、先端にスリット状の開口部１５−１を有し、後端部に接続した圧縮空気配管 １７より圧縮空気が供給され、先端のスリット状の開口部より噴射される構造と なっている。スリット状開口部の開口角度θ_２は特に限定するものではないが、 ２０〜３０度が適当である。この圧縮空気水切板１５は、圧延材５と最下段のス プレーヘッダ３との間に位置してスリット状開口部１５−１をロールバイト出口 に向けて配置するとともに、前後動機構１６により支持している。この前後動機 構１６としては、圧縮空気水切板１５の後端部に突設した治具１５−２を介して 支軸１５−３にて回動自在に支持するとともに、治具１５−２の上端部に接続し たシリンダー１５−４にて前後動させる機構を用いることができる。勿論、この 機構に限定するものではない。なお、圧縮空気配管は圧縮空気水切板１５の動き に追従できるようにスイベルジョイント等で接続されている。

【００２１】 上記装置において、圧延機出側に設置された複数のスプレーヘッダ３から所定 の冷却水圧力、水量密度で冷却水が噴射され、その滞留水は、ロール表面に沿っ て流下するが、最下段のスプレーヘッダ３より下に配置した圧縮空気式水切板１ ５よりロールバイト出口に向けて噴射される圧縮空気の膜で流下が阻止され、圧 延材５上へ落下することはない。また、最下段のスプレーヘッダ３はロールバイ ト近傍に設置されているため、ロールの冷却開始点がロールバイト直近となり効 率よく冷却される。

【００２２】 ロール表面の研削等によりロール径が変化した場合には、前記前後動機構１６ のシリンダー１５−３により圧縮空気水切板１５を前後動させて、該水切板先端 とロール表面との距離を調整することにより、常に一定の圧縮空気膜を形成する ことができる。

【００２３】 また、圧縮空気水切板１５は常時圧縮空気により冷却されているため、高温の 圧延材の熱により変形することがなく、常にロールバイト出口に向けて圧縮空気 が噴射される。

【００２４】 実施例１ 熱延仕上圧延機にこの考案を適用し、表１に示すロール冷却条件で冷却した時 の実測ロール温度および仕上出口板温度を、従来例と比較して表２に示す。

【００２５】 表２の結果より明らかなごとく、この考案は従来に比べて圧延ロールを効率よ く冷却することができるとともに、冷却水の流下による圧延材の温度低下を防止 することができた。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【考案の効果】

この考案は上記のごとく、以下に記載する効果を奏する。 (1) 水切位置をロールバイト直近とし、水切手段に圧縮空気噴射構造の水切板を 用い、ロールバイト出口に向けて冷却水スプレーを噴射する方式であるから、ロ ール表面を流下する冷却水を完全に除去でき、圧延材への落下を防止できる。し たがって、圧延材の温度低下を防止できる。 (2) ロールの冷却開始点をロールバイト直近にすることが可能であることにより 、ロール冷却効率を大きく向上できる。 (3) 圧縮空気水切板は、前後動機構によりロール表面との距離を可変となしてい るので、ロール径の変化に対応できる。 (4) 圧縮空気水切板は、当該板内部を通る圧縮空気により冷却されるため、高温 の圧延材の熱により変形することがなく、常にロールバイト出口に向けて圧縮空 気を噴射できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るロール冷却装置の一例を示す概
略側面図である。

【図２】同上装置における圧縮空気水切板のスリット状
開口部を示す拡大縦断面図である。

【図３】従来の２段水切方式のロール冷却装置を示す概
略側面図である。

【図４】従来のシール材を用いたロール冷却装置を示す
概略側面図である。

【図５】従来の流体噴射ノズルを用いたロール冷却装置
を示す概略側面図である。

【図６】従来の冷却水をスリット状に噴射させる方式の
ロール冷却装置を示す概略側面図である。

【符号の説明】

１ 圧延ロール ３ スプレーヘッダ １５ 圧縮空気水切板 １６ 水切板の前後動機構 １７ 圧縮空気配管

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却水を用いて熱間圧延用ロールをスプ
   レー冷却するに際し、ロールの冷却開始点をロールバイ
   ト出口からの回転角度で３０度以内とするロール冷却装
   置において、先端に設けたスリット状の開口部より圧縮
   空気を噴射する構造となし、該スリット状開口部をロー
   ルバイト出口に向けて前後動機構により進退可能に配設
   してなる圧縮空気式水切板を備えたことを特徴とする熱
   間圧延におけるロール冷却装置。