JPH0694042B2 - 圧延装置のワークロール冷却方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧延装置のワークロール冷却方法及びその装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

クラツド材を圧延装置にて製造する場合、一対のワーク
ロールにて強圧が作用するため、ワークロールが発熱に
よつて膨張変形し、クラツド材に変形を生ぜしめる。特
に長尺或いは広幅のクラツド材を圧着・圧延する場合に
は、ワークロールの中央部が膨張していわゆるサーマル
クラウンを発生し、クラツド材に中伸びを与える。

この現象を防止するため、ワークロールの表面に直接冷
却水を噴霧し、又はワークロールに形成した空洞に冷媒
を流し、ワークロールの表面を間接的に冷却する方法
が、単一材の圧延において知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者の方法にあつては、直接冷却方法で
はあるが、霧状の水を吹付けて冷媒とするため、一般に
冷却効果が不充分であり、また充分な冷却効果を得るた
めに多量の水を噴霧すると、特にクラツド材を圧延する
ワークロールに適用した場合、飛散水が圧着・圧延中の
クラツド材の合わせ目に浸入し、クラツド材の剥離の原
因になるという問題点がある。また後者の方法にあつて
は、間接的冷却方法であるため、冷却効率が悪いのみな
らず、構造が複雑となる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、そ
の構成は、上下一対のワークロールにてクラツド材を圧
着・圧延させる圧延装置の該ワークロールのそれぞれ
に、クラツド材の進行方向の前半部に位置させて、浸透
性を有するパツドを直接接触させ、温度制御された冷却
用のエマルジヨン液を該パツドに供給すると共に、該ワ
ークロールに沿つて流下するエマルジヨン液を、ワイパ
ーにて拭取つた後、受皿に回収し、かつクラツド材の幅
方向の両側にそれぞれ配置したノズルから該クラツド材
の進行方向の前方に向けて空気を吹出し、ワークロール
に沿つて更に流下し、圧着・圧延前のクラツド材の圧着
接合面に向けて流れ込むエマルジヨン液を吹飛ばすこと
を特徴とする圧延装置のワークロール冷却方法である。

そして、上下一対のワークロールにて圧着・圧延してク
ラツド材を成形する圧延装置のワークロール冷却装置
は、該一対のワークロールのそれぞれの表面のクラツド
材の進行方向の前半部に位置させて設けられ、冷却用の
エマルジヨン液を直接供給する浸透性を備えたパツド
と、異なる温度に制御された複数の液槽と、該液槽と各
パツドとをそれぞれ連通する配管と、各パツドの下方に
配置され、該パツドから該ワークロールに沿つて流下す
るエマルジヨン液を拭取るワイパーと、該ワイパーに捕
捉されたエマルジヨン液を受入れる受皿と、クラツド材
の幅方向の両側にそれぞれ配置され、クラツド材の進行
方向の前方に向けて空気を吹出し、圧着・圧延前のクラ
ツド材の圧着接合面に向けて流れ込むエマルジヨン液を
吹飛ばすノズルと、前記各パツドといずれかの液槽とを
選択的に連通させるように該配管の連通を切換える開閉
弁と、該配管の流量を調節する流量調節器とを有する。
更に、この圧延装置のワークロール冷却装置では、ワー
クロールの温度を検出し、温度検出値を出力する温度検
出手段と、ワークロールの基準温度を示す基準値を出力
する基準値設定手段と、該温度検出値と該基準値とを比
較する比較手段と、該比較結果に基づいて開閉弁を切換
える駆動装置とを具えることができる。

〔作用〕

しかして、この圧延装置のワークロール冷却方法によれ
ば、冷却液である温度制御されたエマルジヨン液が各パ
ツドに浸透し、一対のワークロールのそれぞれの表面の
クラツド材の進行方向の前半部に直接供給されて各ワー
クロールの熱を奪い、各ワークロールを効果的に冷却す
る。冷却に供され、各ワークロールに沿つて流下するエ
マルジヨン液は、ワイパーによつて拭取られた後、受皿
に受入れられ、またノズルから吹出される空気によつて
吹飛ばされ、圧着・圧延中のクラツド材の合わせ目にエ
マルジヨン液が浸入することが防止される。なお、エマ
ルジヨン液は、ワークロール表面の発錆・変色等を促さ
ないのみならず、洗浄作用もある。

また、請求項２記載の圧延装置のワークロール冷却装置
によれば、開閉弁によつて配管の連通を切換え、各パツ
ドをいずれかの液槽に選択的に連通させ、また流量調節
器によつて配管の流量を調節することにより、各パツド
に所定温度かつ適量のエマルジヨン液が供給される。各
パツドに供給されたエマルジヨン液は、各ワークロール
のクラツド材の進行方向の前半部において冷却に供され
た後、各ワークロールに沿つて流下し、ワイパーによつ
て拭取られ、受皿に受入れられて回収される。更に流下
するエマルジヨン液は、ノズルから吹出される空気によ
つて吹飛ばされ、クラツド材の合わせ目にエマルジヨン
液が浸入することが防止される。

そして、ワークロールの温度を温度検出手段にて検出
し、この検出結果に基づいて、開閉弁を切換えかつ流量
調節器の開度を調節すれば、冷却に適正な温度のエマル
ジヨン液の適量を各パツドに自動的に供給することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

本発明の１実施例を第１〜６図に基づいて説明する。図
に中において符号１は、組合わせ材（例えば芯材たる鋼
1aと合わせ材たるステンレス鋼1b,1bとからなる。）で
あり、圧延装置の一対のバツクアツプロール3,3′によ
つて支持された上下一対のワークロール2,2′間にて、
圧着・圧延され、クラツド材１′となつて巻取りリール
４に巻取られる。

この各ワークロール2,2′のクラツド材１′の進行方向
の前半部、つまりクラツド材１′側となる半部に、直接
接触型冷却装置7,7′が装備される。直接接触型冷却装
置７は、第３図に示すようにステンレス鋼等の金属にて
製作され、弓形に湾曲する箱形のパツド保持容器10と、
浸透性を有しかつワークロール２に良好に密着する耐熱
性繊維からなり、パツド保持容器10に保持されて内周面
がワークロール２の筒状表面に接触するパツド11と、パ
ツド保持容器10の上半部に適宜（中央部に２個また両側
部に各１個）に開口し、エマルジヨン液が供給される複
数個の注液口12とで構成され、ワークロール２の出側の
表面に１組が配置されている。なお、第４図に示される
ように、パツド11の中心軸線方向の幅は、クラツド材
１′の幅よりも若干広幅に形成されている。また、パツ
ド保持容器10の内側両側部には、パンチングプレートの
ような多孔性の仕切板13が適当間隔にて配置される。各
仕切板13は、パツド保持容器10の両側から中央に向けて
下り傾斜し、両側の注液口12,12からパツド11に供給さ
れるエマルジヨン液が中央に集中するように形成されて
いる。その理由は、圧着・圧延によつてワークロール２
の中央部の温度上昇が両側部よりも大きいので、中央部
に多量のエマルジヨン液を供給し、サーマルクラウンを
抑制するためである。下側のワークロール２′に装備さ
れる直接接触型冷却装置７′も実質的に同様の構造をな
している。ここに、エマルジヨン液は、乳化剤を主成分
とし、これに水を加えたものである。

各直接接触型冷却装置7,7′の下方には、パツド11から
流出し、各ワークロール2,2′の外表面に沿つて流下す
るエマルジヨン液を回収する回収装置8,8′が設けら
れ、更に両ワークロール2,2′の中間部で上側のワーク
ロール２付近には、クラツド材１′の幅方向の両側に位
置させて、クラツド材１′の進行方向前側（第１図上に
て右方）に向けて空気を強く吹出すノズル14が配置され
ている。回収装置８は、第３図に示すように耐熱性を有
するゴム（天然ゴム又はエラストマー）にて製作され、
先端がワークロール２の外表面に摺接してワークロール
２に付着しているエマルジヨン液を拭取るワイパー8a
と、ワイパー8aに捕捉されたエマルジヨン液を受入れる
受皿8bと、受皿8bのエマルジヨン液を貯溜槽９に還流さ
せるための配管とからなる。下側のワークロール２′に
装備される回収装置８′も実質的に同様の構造をなして
いる。

貯溜槽９に貯溜されているエマルジヨン液は、ポンプ27
にて配管50に送られ、配管50から分岐する一方の配管51
にて比較的高温のエマルジヨン液が貯溜される液槽29に
導かれ、配管50から分岐する他方の配管52にて比較的低
温のエマルジヨン液が貯溜される液槽33に導かれる。こ
の配管51,52には、それぞれ電磁弁である開閉弁22,24が
設けられている。また液槽29及び液槽33は、それぞれ電
磁弁である開閉弁21,23を介して配管53に接続され、ポ
ンプ26を介して配管53から分岐する配管54,54′に接続
され、一方の配管54は、流量調節器25を介して、配管5
5,56に分岐され、配管55は、電磁弁である開閉弁20aを
介して上側のワークロール２に装備される一の直接接触
型冷却装置７の複数個の注液口12に接続され、配管56
は、電磁弁である開閉弁20bを介して他の直接接触型冷
却装置７の複数個の注液口12に接続されている。配管53
から分岐する他方の配管54′は、同じく流量調節器25′
を介して、配管55′,56′に分岐され、配管55′は、電
磁弁である開閉弁20′ａを介して下側のワークロール
２′に装備される一の直接接触型冷却装置７′の複数個
の注液口12に接続され、配管56′は、電磁弁である開閉
弁20′ｂを介して他の直接接触型冷却装置７′の複数個
の注液口12に接続されている。勿論、流量調節器25,2
5′の機能を、開閉弁21,23,20a,20b,20′a,20′ｂに付
与することもできる。

液槽29は、熱液温度検出器30によつて温度が検出され、
温度制御装置32によつてヒータ31をオン・オフさせ、適
宜に加温することによつてエマルジヨン液が所定の高い
温度に維持されている。

液槽33は、冷液温度検出器34によつて温度が検出され、
この検出結果に基づいて冷凍装置35の駆動時間を制御
し、循環ポンプ28にて冷媒を循環させてエマルジヨン液
を所定の低い温度に維持させている。36は、膨張タンク
である。

このような圧延装置のワークロール冷却装置では、先
ず、ワークロール2,2′の温度が、圧着・圧延作業開始
前と圧着・圧延作業終了時とで大きく異なることが予測
される場合には、両直接接触型冷却装置7,7′に液槽29
の高温のエマルジヨン液を供給し、両ワークロール2,
2′を適当に昇温させる。

次に、圧着・圧延作業開始後は、各ワークロール2,2′
の外表温度の高低如何に応じ、主として液槽33に貯溜さ
れているエマルジヨン液を各直接接触型冷却装置7,7′
に適量だけ供給する。このために、各ワークロール2,
2′及び出側のクラツド材１′の温度を検出する温度検
出手段たる熱電対5,5′及び６がそれぞれ設けられ、そ
れらの温度検出値が制御装置40に入力される。第５図に
示すように、制御装置40の第１比較手段42では、熱電対
5,5′の各温度検出値a,a′と予め組込まれた第１基準値
設定手段44から第１基準値ｂとを比較し、この比較結果
ｃに基づいて第１駆動装置41（電磁弁のソレノイド）を
駆動し、各開閉弁21,23,20a,20′a,20b及び20′ｂを自
動にて開閉駆動し、またこの比較結果ｃに基づいて第２
駆動装置43（電磁弁のソレノイド）を駆動し、各流量調
節器25,25′の開度を自動制御し、ワークロール2,2′の
温度を所定値に維持する。

例えば、上側のワークロール２の熱電対５の温度検出値
ａが第１基準値ｂよりもかなり大きい場合には、制御装
置40からの比較結果ｃによつて第１駆動装置41を駆動
し、開閉弁21を閉作動し、開閉弁23（20a,20b）を開作
動すると共に流量調節器25が第２駆動装置43にて駆動さ
れて適宜に開作動し、同時にポンプ26が駆動され、液槽
33の比較的低温のエマルジヨン液が各注液口12からパツ
ド11に適当量だけ供給される。これにより、ワークロー
ル２が温度制御されて比較的低温のエマルジヨン液によ
つて効果的に冷却され、所定温度に自動制御される。そ
の際、クラツド材１′の温度を熱電対６にて検出し、そ
の検出値ｄと第２基準値設定手段45から出力された第２
基準値ｅとを第２比較手段46にて比較し、この比較結果
ｆに基づいて補正手段47にて前記比較結果ｃを補正し、
補正値ｇにて第２駆動装置43を駆動し、流量調節器25等
を制御する。

これに対し、熱電対５の温度検出値ａが第１基準値ｂよ
りも若干大きい場合、特に冷間圧延の場合には、制御装
置40の第１比較手段42の比較結果ｃによつて、第１温動
装置41を駆動して開閉弁23を閉作動し、かつ開閉弁21
（20a,20b）を開作動して開閉弁21,23を切換えると共に
流量調節器25が第２駆動装置43にて駆動されて適宜に開
作動し、同時にポンプ26が駆動され、液槽29の比較的高
温のエマルジヨン液が各注液口12からパツド11に供給さ
れる。これにより、ワークロール２が比較的高温のエマ
ルジヨン液によつて適当に冷却される。その際、熱電対
６にて検出したクラツド材１′の温度を考慮して、補正
値ｇにて第２駆動装置43を駆動し、流量調節器25等を制
御することができる。

他方の熱電対５′の温度検出値ａ′に基づいて、同様に
下側のワークロール２′の温度調節が行われる。

各パツド11に供給され、各ワークロール2,2′の冷却に
供されたエマルジヨン液は、パツド11から流出し、各ワ
ークロール2,2′の外表面を流下する。このエマルジヨ
ン液は、回収装置８の各ワイパー8aによつて拭取られ、
受皿8bに受入れられ、それぞれ配管を介して貯溜槽９に
還流し、循環使用される。更にワイパー8aを通過し、上
側のワークロール２に沿つて流下するわずかのエマルジ
ヨン液は、一対のワークロール2,2′の中間部に位置さ
せてクラツド材１′の幅方向の両側に設けたノズル14か
らクラツド材１′の進行方向前側に向けて強く吹出され
る空気によつて吹飛ばされ、組合わせ材１の圧着接合面
に浸入することが防止される。

なお、上側のバツクアツプロール３にも、直接接触型冷
却装置７と同様の構造の直接接触型冷却装置７及びエマ
ルジヨン液を回収する回収装置８を設け、バツクアツプ
ロール３の冷却を図ることができ、更に、下側のバツク
アツプロール３′の下方に容器15を設け、バツクアツプ
ロール３′から滴下するエマルジヨン液を容器15に受け
た後、貯溜槽９に戻すことができる。

第６図は、縦軸にワークロール2,2′の中心部の表面温
度（℃）を採り、横軸に時間（ｔ）を採つた温度−時間
特性であり、Ａは無冷却の温度曲線、Ｂは間接的冷却方
法の温度曲線、Ｃは本発明に係る直接接触型冷却方法の
温度曲線、Ｄはワークロール2,2′の中心から約200mm離
れた側部での温度曲線を示し、圧着・圧延作業開始時の
温度は同一に設定した。同図から知られるように、本発
明によれば、圧着・圧延作業中のワークロール2,2′の
温度差は、中心部及び側部共に小さく、無冷却（Ａ）及
び間接的冷却方法（Ｂ）と比べて、良好な温度制御が得
られていることが判る。

〔発明の効果〕

以上の説明によつて理解されるように、この発明によれ
ば、下記の効果が得られる。

（１）請求項１記載の発明によれば、エマルジヨン液
が、クラツド材の進行方向の前半部に配置したパツドを
介して直接供給されるので、冷却効率に優れ、少量の冷
却液によつてワークロールが速やかに適温に調節され、
冷却に供された後の少量のエマルジヨン液は、ワークロ
ールの前半部を流下しながらワイパーによつて拭取られ
た後、受皿に受入れられてクラツド材の表面に滴下する
ことが抑制される。そして、クラツド材の表面にわずか
に滴下し、圧着接合面に向けて流れるエマルジヨン液
は、ノズルから吹出される空気によつて吹飛ばされるの
で、圧着・圧延中の合わせ面に浸入し難い。

このノズルは、クラツド材の幅方向の両側に配置され、
クラツド材の進行方向の前方に向けて空気を吹き出すの
で、クラツド材の表面を流れるエマルジヨン液は、ノズ
ルから吹出される空気により、進行方向前方かつ幅方向
の内側に向けて吹飛ばされ、圧着・圧延前の圧着接合面
に浸入する直前に確実に吹飛ばされるので、エマルジヨ
ン液がワークロールの前半部を流下することとも相まつ
て、圧着・圧延中の圧着接合面に介在することが回避さ
れる。その結果、エマルジヨン液がクラツド材の圧着接
合面に浸入して、クラツド材の剥離の原因となることが
良好に防止され、製品たるクラツド材の品質が著しく向
上する。

（２）一対のワークロールに温度制御されたエマルジヨ
ン液がパツドを介して直接供給されるので、冷却効率に
優れ、少量の冷却液によつてワークロールが速やかに適
温に調節される。その結果、ワークロールの過度の熱膨
張が良好に抑制され、特に広幅・長尺のクラツド材の圧
着・圧延作業に際し、ワークロールの中央部が過度に熱
膨張して、サーマルクラウンが発生することが防止さ
れ、クラツド材の中央部が凹陥する中伸び等の形状不良
を生ずることが極めて良好に防止された。

（３）冷却液としてエマルジヨン液を使用したため、冷
却水を使用する場合と比べ、ロール材の酸化及び変色を
促す恐れがない。

（４）請求項２記載の発明によれば、圧延装置のワーク
ロール冷却装置が簡素な構造によつて得られる他、請求
項１記載の発明と同様の効果が得られる。

（５）請求項３記載の発明によれば、ワークロールの温
度に応じた適温かつ適量のエマルジヨン液が各ワークロ
ールに自動的に供給されるので、更に良い品質のクラツ
ド材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す概略図、第２図は同
じく制御系統図、第３図は同じく直接接触型冷却装置の
概略を拡大して示す正面図、第４図は同じく直接接触型
冷却装置のパツドを省略した側面図、第５図は同じく構
成要素の配置を示すブロツク図，第６図はワークロール
温度−時間特性を示す線図である。 1:組合わせ材,1′：クラツド材,2,2′：ワークロール,
4:巻取りリール,5,5′,6:熱電対（温度検出手段）,7,
7′：直接接触型冷却装置,8,8′：回収装置,8a:ワイパ
ー,8b:受皿,9:貯溜槽,10:パツド保持容器,11:パツド,1
2:注液口,13:仕切板,14:ノズル,20a,20′a,20b,20′b,2
1,22,23,24:開閉弁,25,25′：流量調節器,29,33:液槽,4
1:第１駆動装置（駆動装置）,42:第１比較手段（比較手
段）,43:第２駆動装置,44:第１基準値設定手段（基準値
設定手段）,45:第２基準値設定手段,53,54,54′,55,5
5′,56,56′：配管,a,a′：温度検出値,b:第１基準値
（基準値）,c:比較結果。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村井 正光 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (56)参考文献 特開 昭61−71116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−145355（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−169612（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−38304（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対のワークロールにてクラツド材を
   圧着・圧延させる圧延装置の該ワークロールのそれぞれ
   に、クラツド材の進行方向の前半部に位置させて、浸透
   性を有するパツドを直接接触させ、温度制御された冷却
   用のエマルジヨン液を該パツドに供給すると共に、該ワ
   ークロールに沿つて流下するエマルジヨン液を、ワイパ
   ーにて拭取つた後、受皿に回収し、かつクラツド材の幅
   方向の両側にそれぞれ配置したノズルから該クラツド材
   の進行方向の前方に向けて空気を吹出し、ワークロール
   に沿つて更に流下し、圧着・圧延前のクラツド材の圧着
   接合面に向けて流れ込むエマルジヨン液を吹飛ばすこと
   を特徴とする圧延装置のワークロール冷却方法。
2. 【請求項２】上下一対のワークロールにて圧着・圧延し
   てクラツド材を成形する圧延装置のワークロール冷却装
   置であつて、該一対のワークロールのそれぞれの表面の
   クラツド材の進行方向の前半部に位置させて設けられ、
   冷却用のエマルジヨン液を直接供給する浸透性を備えた
   パツドと、異なる温度に制御された複数の液槽と、該液
   槽と各パツドとをそれぞれ連通する配管と、各パツドの
   下方に配置され、該パツドから該ワークロールに沿つて
   流下するエマルジヨン液を拭取るワイパーと、該ワイパ
   ーに捕捉されたエマルジヨン液を受入れる受皿と、クラ
   ツド材の幅方向の両側にそれぞれ配置され、クラツド材
   の進行方向の前方に向けて空気を吹出し、圧着・圧延前
   のクラツド材の圧着接合面に向けて流れ込むエマルジヨ
   ン液を吹飛ばすノズルと、前記各パツドといずれかの液
   槽とを選択的に連通させるように該配管の連通を切換え
   る開閉弁と、該配管の流量を調節する流量調節器とを有
   することを特徴とする圧延装置のワークロール冷却装
   置。
3. 【請求項３】ワークロールの温度を検出し、温度検出値
   を出力する温度検出手段と、ワークロールの基準温度を
   示す基準値を出力する基準値設定手段と、該温度検出値
   と該基準値とを比較する比較手段と、該比較結果に基づ
   いて開閉弁を切換える駆動装置とを有する請求項２記載
   の圧延装置のワークロール冷却装置。