JPH0320004Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、熱間圧延に際して固形潤滑体を効果
的に圧延ロールに塗布する熱間圧延ロール用固形
潤滑体塗布装置に関する。

〔従来の技術〕

熱延工程においては、高い加工率で金属材料が
圧延される。このため、金属材料が接触する圧延
ロールの表面が相当な範囲に渡つて変化し、圧延
ロールの摩耗が大きな問題となる。この圧延ロー
ルの摩耗は、特にスラブの幅を所定の範囲に収め
るための幅大圧下圧延において顕著である。

幅大圧下圧延における圧延変形の特徴は、幅圧
下時に竪ロールによる幅方向圧下力が中央部まで
伝播しないため、板幅両端部にドツグボーンと呼
ばれる局部的板厚増大部が生じることある。この
ため幅大圧下圧延過程の適当な段階で、局部的板
厚増大部を平坦にする水平圧延を行う必要があ
る。この一例を第３図及び第４図を用いて説明す
る。

第３図(a)において、Ｖは板幅方向にスラブＷの
圧下を行うカリバー付きの竪型ロールであり、図
の如くV₁及びV₂の２段に配設されている。Ｈは
水平ロールであり、スラブＷを板厚方向に圧下す
る。以上の２種の圧延ロールＶ，Ｈの間に被圧延
材であるスラブＷをリバースさせながら所定の形
状に圧延して行く。この圧延過程において、竪型
ロールＶでスラブＷを圧下すると、第３図(b)に示
すようにスラブＷの幅両端部に局部的な板厚増大
部W₁が生じる。この局部変形が大きくなると、
材料の表面疵発生や幅方向圧延における圧延動力
の増大を招く。このため、前記板厚増大部W₁を
他の部分と同じ板厚になるまで一旦水平ロールＨ
によつて圧減し、再度竪型ロールＶによる幅方向
圧延を行つて幅を減少せしめていく方法をとる。

第４図(a)及び(b)は、第３図(a)においてスラブＷ
が進む方向Ａと同一方向に竪型ロールＶが回転す
る場合を正転〔第３図(a)において実線矢印で示
す〕とし、スラブＷが進む方向Ｂと同一方向に竪
型ロールＶが回転する場合を逆転〔第３図(a)にお
いて一点鎖線矢印で示す〕とし、進行方向Ａに関
し左側のロールV₁，V₂のそれぞれについて局部
的な板厚増大部W₁が竪型ロールＶのカリバー側
壁に接する状態を図示したものである。

第４図(a)は、被圧延材であるスラブＷの圧延状
態をロールV₁のカリバー側壁との関係において
図示したものである。水平ロールＨにより矩形状
に成形されたスラブＷをロールV₁で幅方向圧延
すると、局部的な板厚増大部W₁₁が発生する。こ
の板厚増大部W₁₁は、カリバー側壁V_1aでロール
V¹に接する。次の繰返し圧延、即ちロールV₁の
正転により更に幅方向圧延を行なうと、局部的な
板厚増大部W₁₁はその厚みを増し厚肉部W₁₂とな
る。この厚肉部W₁₂は、カリバー側壁V_1a及びV_1b
でロールV₂に接する。

第４図(b)は、被圧延材であるスラブＷの圧延状
態をロールV₂のカリバー側壁との関係において
図示したものである。水平ロールＨにより矩形状
に成形されたスラブＷを、ロールV₂を正転させ
ながら幅方向圧延すると、局部的な板厚増大部
W₂₁が発生する。この板厚増大部W₂₁は、カリバ
ー側壁V_2aでロールV₂に接する。次の繰返し圧
延、すなわちロールV₂の逆転により更に幅方向
圧延を行なうと、局部的な板厚増大部W₂₁はその
厚みを増し厚肉部W₂₂となる。この厚肉部W₂₂
は、カリバー側壁V_2a及びV_2bでロールV₁に接す
る。

このように、ロールV₁及びV₂のカリバー側壁
V_1a及びV_2aは、ロールV₁及びV₂の正転又は逆転
のいずれにあつてもスラブＷの局部的な板厚増大
部W₁₁及びW₂₁が接触する状態にある。他方、ロ
ールV₁及びV₂のカリバー側壁V_1b及びV_2bは、常
に一方向回転時にのみスラブＷの厚肉部W₁₂及び
W₂₂が接触する状態となる。該局部的板厚増大部
は幅方向圧延によつて一方向にのみ生長し、且つ
カリバー内周速差が大きいため、カリバー側壁
V_1b及びV_2bに流線状の肌荒れを生じ易い。この
カリバー側壁V_1b及びV_2bに生じた肌荒れは、被
圧延材であるスラブＷに転写され、線状疵となり
ロールの寿命を極端に短くしている。これに対
し、カリバー側壁V_1a及びV_2aは、カリバー内周
速差が小さいため、ロール肌荒れ発生が軽微であ
る。しかもカリバー側壁V_1b及びV_2bではロール
V₁，V₂とスラブＷとが両方向回転で接触するた
め、その肌荒れは消滅し、軽微なロール摩耗とな
つて現れるに過ぎない。

この幅大圧下圧延を行うとき、局部的板厚増大
部の厚みは、最初の板厚に比べて50〜100mm程度
大きくなる。この厚み増加に比例して竪型ロール
のカリバー内肌荒れが大きくなり、ロール寿命が
極端に短くなる。

ところで、熱間圧延においてはロール表面にヒ
ートクラツク、摩耗、肌荒れ等の欠陥が発生する
ことを防ぐため、圧延中に液状の熱間圧延潤滑油
をロール表面に供給する所謂油圧延方法が数多く
採用されている。この油圧延に際しては、潤滑油
を直接ロール表面に噴射させる方法、水との混合
液として噴射させる方法、フエルトを用いて塗油
させる方法等が一般に知られている。しかし、こ
れらのいずれの方法にあつても、ロール冷却に使
用された排水の中に潤滑油が混入することにな
る。

そのため、油回収装置を必要とし、設備費の高
騰を招き、油の発煙、臭、圧延機周辺の作業環境
の悪化等の問題を生じ易い。また、フエルト式給
油装置においては、フエルトの変形、損傷、スケ
ール等の混入による塗布不能等の問題が生じる場
合もあつた。

このような種々の問題を解決するものとして、
固形状の潤滑体が使用されるようになつた。この
固形潤滑体を圧延ロールに供給する装置として
は、実開昭52−94444号公報により提案されたも
のがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、実開昭52−94444号公報により
提案されたものは、圧延速度が低下したとき、又
は被圧延材がロール近傍にある状態で圧延を停止
し、ロール間隙を調整しているとき等、固形潤滑
体が被圧延材の輻射熱で軟化し、ロール表面への
円滑な供給が不可能となるばかりでなく、保持構
成上、潤滑体の厚みに制限が生じ、潤滑体の取替
え作業が頻繁となり、且つその作業性が悪い。

そこで、本考案は、これらの問題点を解消すべ
く案出されたものであり、少ない潤滑剤塗布量で
優れた潤滑効果を得ることを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の熱間圧延ロール用固形潤滑体塗布装置
は、その目的を達成すべく、固形潤滑体を摺動自
在に内挿する内部空間を持ち、且つ後端部に設け
た空気室から前記固形潤滑体の周面に沿つて圧延
ロールに向けて空気を噴出するように、前記内部
空間を画成する内壁に通気孔を設けたホルダーボ
ツクスを備えていることを手段とする。

〔作用〕

本考案者等は、種々の熱間潤滑油及びその供給
方法がカリバー内肌荒れ部位に与える影響を研究
した結果、従来法でみられるような液状の熱間圧
延油をロール表面に噴射させる方法においては、
ロール冷却水から生じた水膜によつて熱間圧延油
の付着力が弱められ、熱間圧延油は冷却水によつ
て流出され易く、その効果的な使用を図ることが
できなかつた。また、前記従来法では、その熱間
圧延油を局部的に均一塗布することも困難であ
る。

そこで、本考案においては、たとえばカリバー
付き竪型ロールの高温状態にあるカリバー側壁に
固形潤滑体を直接に押圧接触させることにより、
その固形潤滑体を受熱軟化させカリバー側壁に固
着塗布するものである。また、固形潤滑体を圧延
ロールの表面に塗布している際に、固形潤滑体と
ホルダーボツクス内周面との間〓に空気が噴射さ
れる。これにより、固形潤滑体がロール冷却水か
ら遮断され、ロール表面に対する固形潤滑体の付
着率が向上する。

なお、ここで使用される固形潤滑体としては、
常温においては固体を維持する強度、熱間圧延中
においては一般に使用されている熱間圧延油と同
等の潤滑特性を有する必要がある。このような潤
滑特性を備えた固形潤滑体について、本考案者等
は別個に開発をしている。

〔実施例〕

以下、本考案を幅大圧下圧延におけるカリバー
付き竪型ロールに適用した実施例について説明す
る。

第１図は、カリバー付き竪型ロールのカリバー
側壁の下側に近接して配置した固形潤滑体供給装
置の全体構成を示し、第２図(a)は第１図のＸ−Ｘ
断面図、第２図(b)は第２図(a)のＹ−Ｙ断面図であ
る。

固形潤滑体供給装置は、その先端に固形潤滑体
１を遊装し、後端には空気供給孔２を設けてい
る。該空気供給孔２は、圧力調整弁３及びオンオ
フ電磁弁４を介して空気ヘツダー５と接続する空
気配管系６を備えている。また、該空気供給孔２
に連なる固形潤滑体１用のホルダーボツクス７内
部には、固形潤滑体１をカリバー付竪型ロールＶ
（V₁，V₂）の側壁の肌荒れ部位V_1b（V_2b）に押圧
する空気室８が形成されている。これにより、固
形潤滑体１は、圧力調整弁３によつて任意の値に
調整された圧力で、且つオンオフ電磁弁４によつ
て設定された必要時間だけ、カリバー付竪型ロー
ルＶ（V₁，V₂）の側壁の肌荒れ部位V_1b（V_2b）に
押圧される。また、ホルダーボツクス７は、往復
運動駆動機構を介して固定フレーム９に連結され
ているので、カリバー側壁の肌荒れ部位V_1b
（V_2b）に沿つて往復揺動が可能である。該往復
運動駆動機構は、油圧シリンダー１０に対するシ
リンダー軸１１の出没運動を固定フレーム９及び
ピン連結稈１２を介してホルダーボツクス７に伝
えることにより、ホルダーボツクス７を往復揺動
させる。なお、固定フレーム９は、調整ネジ１３
で取付けフレーム１４に取付け固定されている。

往復運動駆動機構は、カリバー内肌荒れ部位
V_1b（V_2b）に対して固形潤滑体１のホルダーボツ
クス７が移動可能となるように、その作動が制御
される。すなわち、上位計算機により局部的板厚
増大部のモデル計算が行われ、位置設定値が位置
制御装置１５に指示され、サーボ弁１６及び位置
検出器１７により往復運動駆動機構が制御され
る。

第２図(b)に示す例にあつては、固形潤滑体１の
ホルダーボツクス７の内側縁部に、通気孔１８を
設けている。この通気孔１８を介して、固形潤滑
体１とホルダーボツクス７の内周面との間〓に空
気が噴射される。これにより、固形潤滑体１がホ
ルダーボツクス７内に摺動自在に内挿され、且つ
固形潤滑体１をカリバー側壁に塗布している際に
ロール冷却水が遮断される。したがつて、ロール
表面に対する固形潤滑体１の付着率が向上する。

固形潤滑体供給装置に関する以上の説明は、カ
リバー側壁の下面側について行つたものである
が、カリバー側壁の上面側についても全く同機能
の装置が配置される。

カリバー付き竪型ロールに対する熱間圧延油の
付着性は、ロール表面の湿潤状態により大きく左
右される。本考案者等が調査した結果、従来の水
噴射式ワイパー付き給油装置では水膜がロール表
面に残存するため、熱間圧延油の付着率は供給量
の僅か２〜５％に過ぎなかつた。これに対し、本
考案の潤滑体塗布装置においては、圧延ロール表
面に残存する水膜の影響がないので、高い付着率
で固形潤滑体をロール表面に塗布することができ
た。その結果、少ない潤滑体の塗布量で圧延ロー
ルの肌荒れは大幅に抑制され、被圧延材にロール
の肌荒れが転写されるまでの期間すなわちロール
寿命を、従来のものに比較して３倍程度に長くす
ることが可能となつた。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案の潤滑体塗布装
置によるとき、固形潤滑体が常時空冷状態とな
り、且つ一定の空気圧力でその固形潤滑体を供給
することができる。更には、ホルダー内面と固形
潤滑体の表面との間の通気によつて、ホルダーの
冷却及び流気潤滑が可能となる。そのため、固形
潤滑体を長期にわたつて安定して円滑にロール表
面に供給できるので、冷却水により形成される水
膜の影響を受けず、圧延ロールの必要個所に潤滑
剤を効果的に塗布することができる。この結果、
従来の水噴射式ワイパー付き給油装置による方法
に比較して、熱間圧延油の使用量を約1/20程度に
抑えることが可能となる。また、ロール冷却に使
用した排水中に混入した潤滑油の後処理を行うた
めの大掛かりな油回収装置を設ける必要もなくな
る。

このようにして、油の発煙臭、圧延機周辺の汚
染等、作業環境を悪化することなく、熱間圧延、
特に幅大圧下圧延を行うことができる。また、水
膜の影響を受けずに圧延ロール表面に塗布された
固形潤滑体は、付着力に優れており、ロールの肌
荒れ防止に優れた効果を発揮し、ロールの寿命を
長くする。このように、本考案は、熱間圧延に多
大の効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例において使用した固形潤
滑体供給装置の全体構成を示し、第２図(a)は第１
図のＸ−Ｘ断面図、第２図(b)は第２図(a)のＹ−Ｙ
断面図である。また、第３図及び第４図は幅大圧
下圧延において局部的な板厚増大部が生じ、その
ときに竪型ロールが受ける影響を説明するもので
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固形潤滑体を摺動自在に内挿する内部空間を持
   ち、且つ後端部に設けた空気室から前記固形潤滑
   体の周面に沿つて圧延ロールに向けて空気を噴出
   するように、前記内部空間を画成する内壁に通気
   孔を設けたホルダーボツクスを備えてなることを
   特徴とする熱間圧延ロール用固形潤滑体塗布装
   置。