圧延クーラントの循環供給設備
【課題】圧延クーラントを循環流通させながら清浄度を高めることができ、クーラントに含まれる異物に起因した被圧延材の凹み等の傷の発生を効果的に抑制することのできる圧延クーラントの循環供給設備を提供する。
【解決手段】圧延クーラントの循環供給設備を、クーラントの原液を流入させる原液流入口56と、原液中の異物を濾過するフィルタと、フィルタを通過した濾液を流出させる濾液流出口58と、フィルタに付着した異物を吸引しドレン液としてドレン排出口92から排出するフィルタ浄化手段とを有し、原液の連続した濾過を実行しつつフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置42を含んで構成する。そしてクーラントを循環流路24を通じて圧延機１４に連続供給する一方、ドレン排出口92から出たクーラントのドレン液を遠心分離機100に通して異物の分離処理を施した上で、循環流路24に戻し、クーラントとして循環使用するようにする。
【解決手段】圧延クーラントの循環供給設備を、クーラントの原液を流入させる原液流入口56と、原液中の異物を濾過するフィルタと、フィルタを通過した濾液を流出させる濾液流出口58と、フィルタに付着した異物を吸引しドレン液としてドレン排出口92から排出するフィルタ浄化手段とを有し、原液の連続した濾過を実行しつつフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置42を含んで構成する。そしてクーラントを循環流路24を通じて圧延機１４に連続供給する一方、ドレン排出口92から出たクーラントのドレン液を遠心分離機100に通して異物の分離処理を施した上で、循環流路24に戻し、クーラントとして循環使用するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は圧延機への圧延クーラントの循環供給設備に関し、詳しくは圧延クーラントに汚れ物質として含まれている異物の除去手段に特徴を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼材等の冷間圧延の工程では、冷却及び潤滑の目的で圧延クーラントを圧延ロールと被圧延材とに噴きかけることが行われている。
この冷間圧延での圧延クーラントとしては、例えば水８０〜９５％程度に油５〜２０％程度（何れも質量％）を加えて均一混合したエマルジョン液が用いられている。
【０００３】
一般にこの圧延工程における圧延クーラントの圧延機への供給は、次のようにして行っている。
即ち、圧延機から出た圧延クーラントを循環流路に沿って循環させ、そして循環流路上で圧延クーラント（以下単にクーラントとすることがある）に汚れ物質として含まれている固形の異物を濾過により分離除去し、清浄化したクーラントを圧延機に連続供給するようにしている。
【０００４】
圧延機から出たクーラントには、被圧延材に付着していた汚れや、圧延加工により圧延材から出た摩耗粉，更には被圧延材に接触してクーラントの液をしごくようにして取り除く布製のパット由来の繊維屑等が含まれており、そこで循環流路上に濾過装置を設置してクーラントに含まれる異物を濾過除去し、清浄化したクーラントを圧延機へと送るようにしているのである。
【０００５】
図３は、従来用いられている圧延クーラントの循環供給設備の例を示している。
図において、２００，２０２は圧延機２０４における圧延ロール（２００はワーキングロール，２０２はバックアップロール）で、２０６はクーラントノズルであり、圧延クーラントはこのクーラントノズル２０６から圧延ロールと被圧延材とに向けて噴きかけられる。
２２０は布製のパッドで、このパッド２２０は被圧延材に押し当てられて、被圧延材に付着したクーラントをしごくようにして除去する。
２０８は圧延クーラントの循環流路で、この循環流路２０８上に圧延クーラントを一時的に貯溜する貯溜タンク２１０が備えられている。
ここで貯溜タンク２１０はダーティタンク２１０Ａと、中間タンク２１０Ｂと、クリーンタンク２１０Ｃとに分かれている。
【０００６】
圧延機２０４から出た圧延クーラントは先ずこのダーティタンク２１０Ａに流入してそこに貯溜される。
そしてダーティタンク２１０Ａ内の圧延クーラントが、ポンプにてフラットベット式濾過装置２１２に送られる。
このフラットベット式の濾過装置２１２は、濾材（フィルタ）として濾紙を用いたもので、容器２１４内に濾紙２１６をセットしてある。
【０００７】
この濾過装置２１２では、ダーティタンク２１０Ａから送られて来た圧延クーラントを濾紙２１６を通過させることで濾過を行い、圧延クーラントに含まれている異物を分離除去する。
そして濾紙２１６を通った圧延クーラントの濾液が、クリーンタンク２１０Ｃへと流入してそこに貯溜される。
【０００８】
尚濾過装置２１２は、容器２１４内にセットしてある濾紙２１６が多量の異物を濾過することにより目詰まりを生じたり、濾過能力が低下したとき、容器２１４外にある濾紙を図中左方向に送って容器２１４内の濾紙を更新し、新しく容器２１４内にセットした濾紙にて濾過を行う。
そして容器２１４外の濾紙を使い切ったところで、濾紙全体の交換を行う。
クリーンタンク２１０Ｃに一旦貯溜された圧延クーラントは、ポンプにより下流側のバグフィルタ２１８を通過して圧延機２０４へと供給される。
【０００９】
この例の循環供給設備において、濾過装置２１２は一定時間ごとに（一定流量の濾過を行うごとに）容器２１４外の濾紙を容器２１４内に図中左向きに送り込んで、容器２１４内にセットしてある濾紙を更新する。その頻度は例えば３０分に１回程度で、その際の所要時間は２５秒程度である。
【００１０】
また容器２１４外の濾紙を使い切ってしまうと、そこで濾紙全体の交換を行う。その頻度は例えば１週間に１回程度で、その際の所要時間は３０分程度である。
そして濾紙２１６の更新を行う際、及び濾紙全体の交換を行う際には、当然に濾過装置２１２へのダーティタンク２１０Ａ内のクーラントの供給は停止される。
【００１１】
一方濾過装置２１２が停止している間にも、圧延機２０４にはクリーンタンク２１０Ｃ内のクーラントが連続供給され、また使用済のクーラントが圧延機２０４から連続して流出し、ダーティタンク２１０Ａ内に流れ込む。
【００１２】
この結果、クリーンタンク２１０Ｃ内のクーラントの量は減少する一方で、ダーティタンク２１０Ａ内のクーラントの量は増え続け、そして遂にはその量がダーティタンク２１０Ａの容量を超えて、ダーティタンク２１０Ａ内のクーラントが中間タンク２１０Ｂへとオーバーフローして流入し、更にはその中間タンク２１０Ｂの容量をも超えて、クリーンタンク２１０Ｃへとオーバーフローし流入するといったことが生じる。
即ち汚れたクーラントがクリーンタンク２１０Ｃへと流入してしまうといったことが起る（クーラントの循環量が大量であるため貯溜タンク２１０のタンク容量は、圧延クーラントの連続した循環によって数分程度で内部の液全体が更新してしまう程度で、相対的に小容量である）。
【００１３】
圧延機２０４に連続して送られるクーラントの量、つまり圧延機２０４から連続して出て来るクーラントの量は、例えば毎分数百リットルと大量であり、一方貯溜タンク２１０はこれに対して容量が小量であり（貯溜タンク２１０の容量を大きくすることは各種の制約の下で困難である）、そのため濾過装置２１２による濾過を停止させて、ダーティタンク２１０Ａ内のクーラントの汲み出しを停止すると、上記のようにダーティタンク２１０Ａから中間タンク２１０Ｂに、更にはクリーンタンク２１０Ｃへと汚れた圧延タンクのオーバーフローが生じてしまう。
【００１４】
このためクリーンタンク２１０Ｃのタンク壁は汚れが付着した状態となり、そしてあるときそのタンク壁に付着していた汚れがクリーンタンク２１０Ｃ内の濾過済みのクーラントの液とともに汲み出され、そして微細な異物がバグフィルタ２１８を通過して圧延機２０４へと送られてしまうといったことが生じる。
【００１５】
而して圧延機２０４にその異物を含んだクーラントが送られると、圧延ロールにて異物が被圧延材に押し付けられることで、被圧延材に異物に起因する凹み等の傷を発生させてしまうといったことが起り得る。
特にみがき帯鋼等にあっては、そのような微細な異物（例えば太さが０．１ｍｍ程度の繊維屑）による傷であっても大きな問題となる。
【００１６】
尚クリーンタンク２１０Ｃに異物を含んだクーラントが流れ込む問題の対策として、バグフィルタ２１８のフィルタとして目開きの小さなものを用いると直ぐに目詰まりを起してしまい、またバグフィルタ２１８での圧力損失が大きくなって、圧延機２０４へのクーラントの吐出圧が低下して圧延品質に影響を与えてしまう。そのため一定以上に目開きの小さなフィルタを用いることが困難であることも、上記問題の発生の要因となっている。
【００１７】
以上のような問題は、濾過装置２１２が濾紙の更新或いは濾紙全体の交換のために所定時間停止させなければならず、その間ダーティタンク２１０Ａ内の圧延クーラントが汲み出されないことに起因して生ずる問題である。
【００１８】
尚、主として一般の工業用水を対象として、水中から懸濁物質を分離除去する濾過装置として自動洗浄機能を備えた以下のような濾過装置、即ち(ａ)ハウジングと、(ｂ)ハウジングの内部に懸濁物質を含む原水を流入させる原水流入口と、(ｃ)ハウジングの内部に設置され、原水流入口から流入した原水を通過させて原水中の懸濁物質を濾過により分離し除去するフィルタと、(ｄ)フィルタを通過した清浄な水の濾液をハウジングの外部に流出させる濾液流出口と、(ｅ)吸引流を発生させてフィルタの濾過面に付着した懸濁物質を水とともに吸入する吸引ノズルをフィルタの濾過面に沿って移行させ、吸入した懸濁物質を含む水をドレン水としてドレン排出口から排出するフィルタ浄化手段と、を備え、フィルタによる原水の連続した濾過を実行しつつ、フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置が公知である。
【００１９】
例えば下記特許文献１にこの種の自動洗浄濾過装置が開示されている。
この濾過装置は、連続的な濾過を行いつつフィルタを自動洗浄する機能を備えたもので、この自動洗浄濾過装置を圧延クーラントの濾過装置として適用するといったことも考えられる。
但しこの自動洗浄濾過装置は、フィルタから剥離させ、吸引ノズルに吸入した異物（汚れ）を水とともにドレン水としてドレン排出口から排出して廃棄処分するものであり、これを圧延クーラントの濾過装置として用いたとき、排液の処分に多大なコストがかかってしまうとともに、ドレン液として排出した分の多量のクーラントを新たに循環流路に補給しなければならず、これをそのままクーラントの濾過装置として適用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−１４１７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は以上のような事情を背景とし、圧延クーラントを循環流路に沿って循環流通させながらその清浄度を高めることができ、圧延機に供給される圧延クーラントに含まれる異物に起因した被圧延材の凹み等の傷の発生を効果的に抑制することのできる圧延クーラントの循環供給設備を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
而して請求項１のものは、冷却及び潤滑の目的で圧延ロールと被圧延材とに噴きかけられて圧延機から出た油と水とを含む圧延クーラントを循環流路に沿って循環させ、該循環流路上で該クーラントに汚れ物質として含まれる固形の異物を濾過により分離し、清浄化した該クーラントを該圧延機に供給する圧延クーラントの循環供給設備であって、(ａ)ハウジングと、(ｂ)該ハウジングの内部に前記異物を含む前記クーラントの原液を流入させる原液流入口と、(ｃ)該ハウジングの内部に設置され、該原液流入口から流入した原液を通過させて該原液中の異物を濾過により分離し除去するフィルタと、(ｄ)該フィルタを通過した清浄な前記クーラントの濾液を前記ハウジングの外部に流出させる濾液流出口と、(ｅ)吸引流を発生させて前記フィルタの濾過面に付着した前記異物を前記クーラントとともに吸入する吸引ノズルを前記フィルタの濾過面に沿って移行させ、吸入した異物を含む該クーラントをドレン液としてドレン排出口から排出するフィルタ浄化手段と、を備え、前記フィルタによる前記原液の連続した濾過を実行しつつ、前記フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置を有し、前記圧延機から出た前記異物を含んだ前記クーラントを前記循環流路の一部をなすダーティタンクに貯溜するとともに、該ダーティタンク内の該クーラントを前記原液流入口から前記フィルタを経て前記濾液流出口に到る、前記循環流路における前記自動洗浄濾過装置の内部流路を流通させた後、前記濾液流出口から前記圧延機に到る該循環流路の外部流路を通じて該圧延機に供給するようになす一方、前記ドレン排出口と前記循環流路とを連絡する戻し流路を設けて、該ドレン排出口から出た前記ドレン液を該戻し流路に設けたドレン液処理機に通して、該ドレン液に対し異物の分離処理を施した上で前記循環流路に戻し、前記クーラントとして循環使用するようになしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２のものは、請求項１において、前記ドレン液処理機が前記ドレン液中の異物を遠心分離する遠心分離機であることを特徴とする。
【００２４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記フィルタ浄化手段が、前記フィルタを通過した前記クーラントの濾液を該フィルタに噴射する噴射ノズルを備え、前記吸引ノズルと該噴射ノズルとをセットで該フィルタに沿って移行させるものとなしてあることを特徴とする。
【００２５】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記濾液流出口から前記圧延機に到る前記外部流路にクリーンタンクを具備させ、該濾液流出口から出た前記クーラントを該クリーンタンクに一旦貯溜した上で、該クリーンタンクから前記圧延機に向けて供給するようになしてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２６】
以上のように本発明は、圧延クーラントの濾過装置として、ハウジングと、原液流入口と、フィルタと、濾液流出口と、フィルタ浄化手段と、を備え、フィルタによる原液の連続した濾過を実行しつつ、フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置を用い、そして圧延機から出た異物を含んだクーラントをダーティタンクに貯溜するとともに、ダーティタンク内のクーラントを上記自動洗浄濾過装置の原液流入口から上記フィルタを経て濾液流出口に到る、循環流路における自動洗浄濾過装置の内部流路を流通させた後、濾液流出口から圧延機に到る循環流路の外部流路を通じて圧延機に供給するようになす一方、ドレン排出口から出たドレン液をドレン液処理機に通して、ドレン液に対し異物の分離処理を施した上で戻し流路を通じて循環流路に戻し、クーラントとして循環使用するようになしたものである。
【００２７】
本発明では、濾過装置が連続した濾過を実行しつつ、フィルタに付着した異物をフィルタ浄化手段にて自動的にフィルタから剥離させて除去する機能を有しているため、クーラントを圧延機に循環供給するに際し濾過装置を一時的に停止させる必要がない。
従って濾過装置の停止によりダーティタンク内のクーラントの量が増え続け、ダーティタンクから溢出してしまうといった問題を解決することができる。
【００２８】
また請求項４に従って濾過装置から出た清浄なクーラントをクリーンタンクに一旦貯溜した上で、クリーンタンクから圧延機に向けて供給する場合において、図３の従来の設備のようにそのクリーンタンクとダーティタンクとを１つの貯溜タンクに分けて設けた場合であっても、ダーティタンク内の汚れたクーラントがクリーンタンク内に流れ込んで来るといったことを防止でき、クリーンタンク内を常に清浄に維持することができる。
【００２９】
従ってクリーンタンク内のクーラントを圧延機に供給する際、異物が良好に除去されたきれいなクーラントを圧延機に供給でき、圧延ロールにて異物が被圧延材に押し込まれ、被圧延材に凹み等の傷を発生させてしまうのを効果的に抑制することができる。
【００３０】
本発明では、自動洗浄濾過装置のドレン排出口から出たドレン液を廃棄処分せず、戻し流路上に設けたドレン液処理機に通してドレン液に対する異物の分離処理を施した上で循環流路に戻し、クーラントとして循環使用するようになしている点を特徴としている。
【００３１】
かかる本発明では、ドレン液廃棄のための処理処分に多額の費用を要するといった問題を生じないのに加えて、ドレン液として排出した分の多量のクーラントを循環流路に継続的に補給する必要もない。
【００３２】
本発明では上記のドレン液処理機として、ドレン液中の異物を遠心分離する遠心分離機を好適に用いることができる（請求項２）。
【００３３】
また上記の自動洗浄濾過装置におけるフィルタ浄化手段を、フィルタを通過したクーラントの濾液をフィルタに噴射する噴射ノズルを備え、吸引ノズルと噴射ノズルとをセットでフィルタに沿って移行するものとなしておくことができる（請求項３）。
【００３４】
請求項４は、自動洗浄濾過装置における濾液流出口から圧延機に到る外部流路上にクリーンタンクを備え、濾液流出口から出たクーラントをクリーンタンクに一旦貯溜した上で、クリーンタンクから圧延機に向けて供給するようになしたもので、この請求項４によれば、万一自動洗浄濾過装置が故障した場合においても、一定時間の間クリーンタンク内に貯溜してある圧延クーラントを圧延機に向けて供給し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態である圧延クーラントの循環供給設備を示した全体図である。
【図２】図１における自動洗浄濾過装置を示した図である。
【図３】圧延クーラントの循環供給設備の従来例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１において、１０，１２は圧延機（冷間圧延機）１４における圧延ロール（１０はワーキングロール，１２はバックアップロール）である。
１６はクーラントノズルで、このクーラントノズルから水と油とを含むエマルジョン状態の圧延クーラント（以下単にクーラントとする）が、冷却及び潤滑の目的で圧延ロールと被圧延材１８とに向けて噴きかけられる。
この例において、クーラントは水９５％と油５％（何れも質量％）とを含んだ液である。
【００３７】
２０は、被圧延材１８に押し当てられ、被圧延材１８に付着したクーラントをしごくようにして被圧延材１８から取り除く布製のパッドである。
また２２は、圧延機１４からのクーラントを受ける受器である。
２４は、圧延機１４から出たクーラントを循環させて再び圧延機１４に供給する循環流路で、２６はこの循環流路２４に備えられた貯溜タンクである。
【００３８】
貯溜タンク２６は地下に設けられており、内部がダーティタンク２６Ａと、中間タンク２６Ｂと、クリーンタンク２６Ｃとに分かれている。
この貯溜タンク２６は、従来用いられている図３に示した貯溜タンク２１０と同様のもので、その内部容量も同じである。
ここでは貯溜タンク２６の容量は約６０００Ｌ（リットル）で、それを３分割し、ダーティタンク２６Ａ，中間タンク２６Ｂ，クリーンタンク２６Ｃとしている。
【００３９】
この例では、圧延機１４から出たクーラントが流路２８を通じて貯溜タンク２６のダーティタンク２６Ａに流入し、そこに一時的に貯溜され、そこからポンプ４０により汲み出されて流路３０を通じ自動洗浄濾過装置４２へと送られ、そこでクーラントに汚れ物質として含まれている異物が濾過により除去され、濾過後の濾液、つまり清浄化されたクーラントが流路３２を通じて貯溜タンク２６のクリーンタンク２６Ｃに流入し、そこに一時的に貯溜される。
尚自動洗浄濾過装置４２については後述する。
【００４０】
クリーンタンク２６Ｃに貯溜されたクーラントはポンプ４４により汲み出され、そして流路３４を通じ再び圧延機１４へと供給される。
この流路３４にはバグフィルタ４６が備えられており、クリーンタンク２６Ｃから汲み出されたクーラントは、このバグフィルタ４６を通過して圧延機１４へと送られる。
ここでバグフィルタ４６は１次側フィルタと２次側側フィルタとを直列に配置して構成してあり、１次側フィルタとして目開きが２５〜１００μｍのものが、また２次側フィルタとして目開き１０〜５０μｍのものが用いられている。
尚、圧延機１４の停止中は流路３４に設けられた三方バルブ４８が流路３６側に切り替えられ、クリーンタンク２６Ｃから汲み出されたクーラントが、流路３４から流路３６へと流れて再びクリーンタンク２６Ｃへと戻される。
【００４１】
図２に自動洗浄濾過装置４２の構成が示してある。
この自動洗浄濾過装置４２は、ハウジング５０を有しており、その内部に円筒形状をなす粗目フィルタ５２と、同じく円筒形状をなす細目フィルタ５４とが軸方向に並べて設けてある。
粗目フィルタ５２は粗大な固形物を濾過により分離除去するもので、ここでは粗目フィルタ５２はパンチングメタルから成っている。
一方細目フィルタ５４は、クーラントの原液中に汚れ物質として含まれている微細な異物を濾過により除去するもので、ここでは金属のメッシュ状部材から成っている。
この細目フィルタ５４は目開きが１０〜５００μｍ程度のもの、特にここでは２５μｍのものが用いられている。
尚、粗目フィルタ５２の図中左端と細目フィルタ５４の図中右端とは、それぞれ遮蔽板６０，６２により閉鎖されている。
【００４２】
この実施形態では、ダーティタンク２６Ａ内の汚れ物質即ち異物を含んだクーラントの原液が、ハウジング５０に設けた原液流入口５６から図１のポンプ４０による加圧状態でハウジング５０内部に流入する。
流入したクーラントの原液は粗目フィルタ５２を外側から内側に通過して流れ、そこで１次濾過が行われる。即ちクーラントの原液中に含まれている粗大な固形分がそこで除去される。
【００４３】
粗目フィルタ５２の内側に流入した原液は、続いて図２中矢印で示すように図中右方向に移動して、細目フィルタ５４の内側に流れた後、細目フィルタ５４を内側から外側へと流れ、そこで原液に対する２次濾過が行われる。
即ち原液中に含まれている微細な異物が、この細目フィルタ５４により濾過され、そして細目フィルタ５４を通過した濾液即ち清浄化されたクーラントが濾液流出口５８から流出し、図１のクリーンタンク２６Ｃへと流入する。
【００４４】
６４は、粗目フィルタ５２及び細目フィルタ５４の中心部において図中左右方向（軸方向）に延設されたダートコレクタ管で、このダートコレクタ管６４には、軸方向の異なった２個所にノズル部材６６が互いに１８０°異なった向きで一体回転状態に設けられている。
【００４５】
ダートコレクタ管６４は、外管と内管とを有する２重管構造をなしており、そしてその内管の内側に濾液の流路を、また外管と内管との間にドレン液を流通させるドレン流路を形成している。
【００４６】
一方ノズル部材６６には、ドレン流路に連通したノズル孔を有し、細目フィルタ５４の内面に付着した異物を吸引する吸引ノズルが設けられ、更にこの吸引ノズルの回転方向の後側位置に、濾液の流路に連通したノズル孔を有し、細目フィルタ５４の内面に濾液を噴射する噴射ノズルが設けられている。
【００４７】
８０は、一対のノズル部材６６をダートコレクタ管６４とともに回転運動させるモータ、８２は一対のノズル部材６６をダートコレクタ管６４とともに図中左右方向即ち軸方向に移動させるピストンで、一対のノズル部材６６即ちそれらに備えられた各一対の吸引ノズル及び噴射ノズルは、これらモータ８０による回転と、ピストン８２による軸方向移動とによって、細目フィルタ５４の内面を螺旋運動しながら図中左右方向に移動する。
【００４８】
８４は、細目フィルタ５４の外側に形成される濾液室８６と、上記の６本の内管の内側に形成される濾液の流路の軸方向の一端（図中左端）とを連通させる連通管で、この連通管８４上に噴射ポンプ８８が設けられている。
尚９０は、細目フィルタ５４の図中右端を閉鎖する仕切板６２の右側に形成されたドレンチャンバで、９２はドレン排出口，９４はドレン排出口９２に設けられたドレンバルブである。
【００４９】
図２に示す自動洗浄濾過装置４２では、図１のポンプ４０にて加圧状態で送られて来たクーラントの原液を、原液流入口５６からハウジング５０内部に流入させる。
そして流入したクーラントの原液を、先ず粗目フィルタ５２を外側から内側に通過させて１次濾過し、更に細目フィルタ５４を内側から外側に通過させて２次濾過を行い、そしてその濾液即ち清浄化したクーラントを濾液流出口５８から流出させる。
【００５０】
この自動洗浄濾過装置４２では、このようなクーラントの原液に対する連続した濾過を実行しつつ、細目フィルタ５４の内面に付着した異物除去のためのフィルタ浄化を行う。
具体的には、ドレン排出口９２のドレンバルブ９４を開いてドレンチャンバ９０の圧力を急降下させ、そして細目フィルタ５４の内側の原液の圧力とドレンチャンバ９０との圧力差により、吸引ノズルにて吸引流を生ぜしめ、その吸引流によって、細目フィルタ５４の内面に付着している異物を細目フィルタ５４から剥離させ且つこれを吸引ノズル内に吸入する。
そして吸入した異物を含むクーラントの原液をドレン液として、ダートコレクタ管６４の内部のドレン流路を流通させてドレンチャンバ９０へと送り、更にドレンチャンバ９０からドレン排出口９２を通じて外部に排出する。
【００５１】
また吸引ノズルによる吸引とを併せて噴射ポンプ８８を作動させ、濾液室８６内の濾液を連通管８４を通じてダートコレクタ管６４の内管の内側の濾液の流路に送り込み、更に噴射ノズルから細目フィルタ５４の内面に向けて濾液を噴射し、細目フィルタ５４の洗浄を行う。
この実施形態では、洗浄ノズル（吸引・噴射），ダートコレクタ管６４，モータ８０，ピストン８２，連通管８４，噴射ポンプ８８，ドレン排出口９２，ドレンバルブ９４等がフィルタ浄化手段を構成している。
この細目フィルタ５４に対する浄化は連続的に行うこともできるが、ここでは一定時間ごと、例えば１５分に１回の頻度で行う。その際に生ずるドレン液の流量は、例えば２００Ｌ（リットル）／分である。
【００５２】
尚この種の自動洗浄濾過装置は、一般の工業用水等の濾過装置として特許文献１等に開示された公知のものであり、また市販もされている。
【００５３】
但しこの種従来の自動洗浄濾過装置では、ドレン排出口９２から排出されたドレン液は廃棄処分されているが、ここではドレン排出口９２から排出されたドレン液をクーラントとして循環して使用する。
即ち、ドレン排出口９２から出た異物を含むクーラントのドレン液は、ドレン排出口９２と循環流路２４、詳しくはその一部をなすダーティタンク２６Ａとを連絡する戻し流路３８を通じて一旦ドレンタンク９６に貯えられた後、ポンプ９８にて遠心分離機（ドレン液処理機）１００へと送られて、そこで異物が固液分離されてドレン液から除かれ、そして異物の除かれたドレン液即ちクーラントが、貯溜タンク２６のダーティタンク２６Ａへと戻される。
ここで戻し流路３８は循環流路２４における分岐流路として考えることもできる。即ちクーラントが戻し流路３８を通じて循環流路２４を循環移動する。
戻し流路３８を通じてダーティタンク２６Ａに戻されたクーラントは、続いてダーティタンク２６Ａから再び自動洗浄濾過装置４２の原液流入口５６へと供給される。
【００５４】
即ち回収されたドレン液が固液分離された上で、循環系外に排出されることなくそのまま循環流路２４へと戻され、圧延機１４に対するクーラントとして循環使用される。
従ってこの実施形態のクーラントの循環供給設備にあっては、ドレン液の排出及び廃棄に伴う新たなクーラントを循環流路２４に大量に補給する必要はない。
【００５５】
尚この実施形態において、自動洗浄濾過装置４２は６００〜８００Ｌ（リットル）／分の流量でクーラントの原液を流入させ、通常時は濾過後のクーラントを濾液流出口５８から同量で流出する。
従ってクリーンタンク２６Ｃには、毎分６００〜８００リットルの量で清浄化されたクリーンなクーラントが常時流入する。
【００５６】
一方圧延機１４に向けてクリーンタンク２６Ｃから汲み出されるクーラントは毎分４００〜５００リットルであり、その差は２００〜３００リットルである。
その差分、即ち過剰な量のクーラントはクリーンタンク２６Ｃからオーバーフローして隣の中間タンク２６Ｂへと流れ込み、更には中間タンク２６Ｂをオーバーフローしてダーティタンク２６Ａの側に流れ込む。
即ち通常時は、毎分２００〜３００リットルの量でクリーンタンク２６Ｃから中間タンク２６Ｂに、更にはダーティタンク２６Ａへとクーラントが流れ込む。
【００５７】
そしてクリーンタンク２６Ｃから中間タンク２６Ｂを経てダーティタンク２６Ａに毎分流れ込む２００〜３００リットルのクーラントが、圧延機１４から毎分４００〜５００リットルの量で流入して来るクーラントとともに、合計毎分６００〜８００リットルの量で自動洗浄濾過装置４２の側へと送り込まれて、そこでクーラントに対する浄化が行われる。
つまりこの実施形態では、貯溜タンク２６において常時クリーンタンク２６Ｃから中間タンク２６Ｂへ、更に中間タンク２６Ｂからダーティタンク２６Ａへとクーラントの流れが生じている。
【００５８】
従ってダーティタンク２６Ａ内の異物を含んだクーラントが、中間タンク２６Ｂを経てクリーンタンク２６Ｃへと流れ込むといったことはなく、従ってクリーンタンク２６Ｃは常時清浄な状態に保持される。
【００５９】
尚、自動洗浄濾過装置４２において細目フィルタ５４の浄化が間欠的に行われたときには、クーラントがドレン液となって一定量排出されるため、その分、濾液流出口５８から流路３２を通じてクリーンタンク２６Ｃに流入するクーラントの量は少なくなる。
そしてその少なくなった分が、流路３８を通じてダーティタンク２６Ａに流入し、続いてそこから流路３０を通じて自動洗浄濾過装置４２の側に流入することとなる。
【００６０】
以上のような本実施形態においては、自動洗浄濾過装置４２が連続した濾過を実行しつつ、細目フィルタ５４に付着した異物をフィルタ浄化手段にて自動的に細目フィルタ５４から剥離させて除去する機能を有しているため、クーラントを圧延機１４に循環供給するに際し濾過装置４２を一時的に停止させる必要がない。
従って濾過装置４２の停止によりダーティタンク２６Ａ内のクーラントの量が増え続け、ダーティタンク２６Ａから溢出して、中間タンク２６Ｂを経由しクリーンタンク２６Ｃ内に流れ込んで来るといったことはない。むしろクーラントはクリーンタンク２６Ｃからダーティタンク２６Ａへと流れ、従って本実施形態によればクリーンタンク２６Ｃ内を常に清浄に維持することができる。
【００６１】
従ってクリーンタンク２６Ｃ内のクーラントを圧延機１４に供給する際、異物が良好に除去されたきれいなクーラントを圧延機１４に供給でき、圧延ロールにて異物が被圧延材１８に押し込まれ、被圧延材１８に凹み等の傷を発生させてしまうのを効果的に抑制することができる。
【００６２】
また本実施形態によれば、ドレン液廃棄のための処理処分に多額の費用を要するといった問題を生じないのに加えて、ドレン液として排出した分の多量のクーラントを循環流路２４に継続的に補給する必要もない。
【００６３】
以上では自動洗浄濾過装置４２から出た清浄なクーラントを一旦クリーンタンク２６Ｃに貯溜した上で、そのクリーンタンク２６Ｃから圧延機１４へと汲み出して供給するようになしているが、これと異なって自動洗浄濾過装置４２から出た清浄なクーラントを、そのままタンクを経由しないで直接圧延機１４へと供給するようにクーラントの循環供給設備を構成することも可能である。
【００６４】
また上例ではドレン排出口からのドレン液をダーティタンクに戻すようにしているが、場合によって中間タンクに戻すようにしても良いし、更に本発明では自動洗浄濾過装置として特許文献１に開示のように細目フィルタ５４の外面から濾液を内側に向けて噴射する逆洗機能を持ったもの、或いは吸引ノズルによる吸引だけを行うようになしたものを用いることも可能であり、またクーラントとして上記例示した組成のもの以外のものを用いる場合においても適用可能である。
更にドレン液処理機として遠心分離機を例示したが、他の種類の分離機を用いることも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ ワーキングロール（圧延ロール）
１２ バックアップロール（圧延ロール）
１４ 圧延機
１８ 被圧延材
２４ 循環流路
２６ 貯溜タンク
２６Ａ ダーティタンク
２６Ｃ クリーンタンク
２８，３０，３２，３４，３６，７２ 流路
３８ 戻し流路
４２ 自動洗浄濾過装置
５０ ハウジング
５２ 粗目フィルタ
５４ 細目フィルタ
５６ 原液流入口
５８ 濾液流出口
９２ ドレン排出口
１００ 遠心分離機
【技術分野】
【０００１】
この発明は圧延機への圧延クーラントの循環供給設備に関し、詳しくは圧延クーラントに汚れ物質として含まれている異物の除去手段に特徴を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼材等の冷間圧延の工程では、冷却及び潤滑の目的で圧延クーラントを圧延ロールと被圧延材とに噴きかけることが行われている。
この冷間圧延での圧延クーラントとしては、例えば水８０〜９５％程度に油５〜２０％程度（何れも質量％）を加えて均一混合したエマルジョン液が用いられている。
【０００３】
一般にこの圧延工程における圧延クーラントの圧延機への供給は、次のようにして行っている。
即ち、圧延機から出た圧延クーラントを循環流路に沿って循環させ、そして循環流路上で圧延クーラント（以下単にクーラントとすることがある）に汚れ物質として含まれている固形の異物を濾過により分離除去し、清浄化したクーラントを圧延機に連続供給するようにしている。
【０００４】
圧延機から出たクーラントには、被圧延材に付着していた汚れや、圧延加工により圧延材から出た摩耗粉，更には被圧延材に接触してクーラントの液をしごくようにして取り除く布製のパット由来の繊維屑等が含まれており、そこで循環流路上に濾過装置を設置してクーラントに含まれる異物を濾過除去し、清浄化したクーラントを圧延機へと送るようにしているのである。
【０００５】
図３は、従来用いられている圧延クーラントの循環供給設備の例を示している。
図において、２００，２０２は圧延機２０４における圧延ロール（２００はワーキングロール，２０２はバックアップロール）で、２０６はクーラントノズルであり、圧延クーラントはこのクーラントノズル２０６から圧延ロールと被圧延材とに向けて噴きかけられる。
２２０は布製のパッドで、このパッド２２０は被圧延材に押し当てられて、被圧延材に付着したクーラントをしごくようにして除去する。
２０８は圧延クーラントの循環流路で、この循環流路２０８上に圧延クーラントを一時的に貯溜する貯溜タンク２１０が備えられている。
ここで貯溜タンク２１０はダーティタンク２１０Ａと、中間タンク２１０Ｂと、クリーンタンク２１０Ｃとに分かれている。
【０００６】
圧延機２０４から出た圧延クーラントは先ずこのダーティタンク２１０Ａに流入してそこに貯溜される。
そしてダーティタンク２１０Ａ内の圧延クーラントが、ポンプにてフラットベット式濾過装置２１２に送られる。
このフラットベット式の濾過装置２１２は、濾材（フィルタ）として濾紙を用いたもので、容器２１４内に濾紙２１６をセットしてある。
【０００７】
この濾過装置２１２では、ダーティタンク２１０Ａから送られて来た圧延クーラントを濾紙２１６を通過させることで濾過を行い、圧延クーラントに含まれている異物を分離除去する。
そして濾紙２１６を通った圧延クーラントの濾液が、クリーンタンク２１０Ｃへと流入してそこに貯溜される。
【０００８】
尚濾過装置２１２は、容器２１４内にセットしてある濾紙２１６が多量の異物を濾過することにより目詰まりを生じたり、濾過能力が低下したとき、容器２１４外にある濾紙を図中左方向に送って容器２１４内の濾紙を更新し、新しく容器２１４内にセットした濾紙にて濾過を行う。
そして容器２１４外の濾紙を使い切ったところで、濾紙全体の交換を行う。
クリーンタンク２１０Ｃに一旦貯溜された圧延クーラントは、ポンプにより下流側のバグフィルタ２１８を通過して圧延機２０４へと供給される。
【０００９】
この例の循環供給設備において、濾過装置２１２は一定時間ごとに（一定流量の濾過を行うごとに）容器２１４外の濾紙を容器２１４内に図中左向きに送り込んで、容器２１４内にセットしてある濾紙を更新する。その頻度は例えば３０分に１回程度で、その際の所要時間は２５秒程度である。
【００１０】
また容器２１４外の濾紙を使い切ってしまうと、そこで濾紙全体の交換を行う。その頻度は例えば１週間に１回程度で、その際の所要時間は３０分程度である。
そして濾紙２１６の更新を行う際、及び濾紙全体の交換を行う際には、当然に濾過装置２１２へのダーティタンク２１０Ａ内のクーラントの供給は停止される。
【００１１】
一方濾過装置２１２が停止している間にも、圧延機２０４にはクリーンタンク２１０Ｃ内のクーラントが連続供給され、また使用済のクーラントが圧延機２０４から連続して流出し、ダーティタンク２１０Ａ内に流れ込む。
【００１２】
この結果、クリーンタンク２１０Ｃ内のクーラントの量は減少する一方で、ダーティタンク２１０Ａ内のクーラントの量は増え続け、そして遂にはその量がダーティタンク２１０Ａの容量を超えて、ダーティタンク２１０Ａ内のクーラントが中間タンク２１０Ｂへとオーバーフローして流入し、更にはその中間タンク２１０Ｂの容量をも超えて、クリーンタンク２１０Ｃへとオーバーフローし流入するといったことが生じる。
即ち汚れたクーラントがクリーンタンク２１０Ｃへと流入してしまうといったことが起る（クーラントの循環量が大量であるため貯溜タンク２１０のタンク容量は、圧延クーラントの連続した循環によって数分程度で内部の液全体が更新してしまう程度で、相対的に小容量である）。
【００１３】
圧延機２０４に連続して送られるクーラントの量、つまり圧延機２０４から連続して出て来るクーラントの量は、例えば毎分数百リットルと大量であり、一方貯溜タンク２１０はこれに対して容量が小量であり（貯溜タンク２１０の容量を大きくすることは各種の制約の下で困難である）、そのため濾過装置２１２による濾過を停止させて、ダーティタンク２１０Ａ内のクーラントの汲み出しを停止すると、上記のようにダーティタンク２１０Ａから中間タンク２１０Ｂに、更にはクリーンタンク２１０Ｃへと汚れた圧延タンクのオーバーフローが生じてしまう。
【００１４】
このためクリーンタンク２１０Ｃのタンク壁は汚れが付着した状態となり、そしてあるときそのタンク壁に付着していた汚れがクリーンタンク２１０Ｃ内の濾過済みのクーラントの液とともに汲み出され、そして微細な異物がバグフィルタ２１８を通過して圧延機２０４へと送られてしまうといったことが生じる。
【００１５】
而して圧延機２０４にその異物を含んだクーラントが送られると、圧延ロールにて異物が被圧延材に押し付けられることで、被圧延材に異物に起因する凹み等の傷を発生させてしまうといったことが起り得る。
特にみがき帯鋼等にあっては、そのような微細な異物（例えば太さが０．１ｍｍ程度の繊維屑）による傷であっても大きな問題となる。
【００１６】
尚クリーンタンク２１０Ｃに異物を含んだクーラントが流れ込む問題の対策として、バグフィルタ２１８のフィルタとして目開きの小さなものを用いると直ぐに目詰まりを起してしまい、またバグフィルタ２１８での圧力損失が大きくなって、圧延機２０４へのクーラントの吐出圧が低下して圧延品質に影響を与えてしまう。そのため一定以上に目開きの小さなフィルタを用いることが困難であることも、上記問題の発生の要因となっている。
【００１７】
以上のような問題は、濾過装置２１２が濾紙の更新或いは濾紙全体の交換のために所定時間停止させなければならず、その間ダーティタンク２１０Ａ内の圧延クーラントが汲み出されないことに起因して生ずる問題である。
【００１８】
尚、主として一般の工業用水を対象として、水中から懸濁物質を分離除去する濾過装置として自動洗浄機能を備えた以下のような濾過装置、即ち(ａ)ハウジングと、(ｂ)ハウジングの内部に懸濁物質を含む原水を流入させる原水流入口と、(ｃ)ハウジングの内部に設置され、原水流入口から流入した原水を通過させて原水中の懸濁物質を濾過により分離し除去するフィルタと、(ｄ)フィルタを通過した清浄な水の濾液をハウジングの外部に流出させる濾液流出口と、(ｅ)吸引流を発生させてフィルタの濾過面に付着した懸濁物質を水とともに吸入する吸引ノズルをフィルタの濾過面に沿って移行させ、吸入した懸濁物質を含む水をドレン水としてドレン排出口から排出するフィルタ浄化手段と、を備え、フィルタによる原水の連続した濾過を実行しつつ、フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置が公知である。
【００１９】
例えば下記特許文献１にこの種の自動洗浄濾過装置が開示されている。
この濾過装置は、連続的な濾過を行いつつフィルタを自動洗浄する機能を備えたもので、この自動洗浄濾過装置を圧延クーラントの濾過装置として適用するといったことも考えられる。
但しこの自動洗浄濾過装置は、フィルタから剥離させ、吸引ノズルに吸入した異物（汚れ）を水とともにドレン水としてドレン排出口から排出して廃棄処分するものであり、これを圧延クーラントの濾過装置として用いたとき、排液の処分に多大なコストがかかってしまうとともに、ドレン液として排出した分の多量のクーラントを新たに循環流路に補給しなければならず、これをそのままクーラントの濾過装置として適用することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００４−１４１７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は以上のような事情を背景とし、圧延クーラントを循環流路に沿って循環流通させながらその清浄度を高めることができ、圧延機に供給される圧延クーラントに含まれる異物に起因した被圧延材の凹み等の傷の発生を効果的に抑制することのできる圧延クーラントの循環供給設備を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
而して請求項１のものは、冷却及び潤滑の目的で圧延ロールと被圧延材とに噴きかけられて圧延機から出た油と水とを含む圧延クーラントを循環流路に沿って循環させ、該循環流路上で該クーラントに汚れ物質として含まれる固形の異物を濾過により分離し、清浄化した該クーラントを該圧延機に供給する圧延クーラントの循環供給設備であって、(ａ)ハウジングと、(ｂ)該ハウジングの内部に前記異物を含む前記クーラントの原液を流入させる原液流入口と、(ｃ)該ハウジングの内部に設置され、該原液流入口から流入した原液を通過させて該原液中の異物を濾過により分離し除去するフィルタと、(ｄ)該フィルタを通過した清浄な前記クーラントの濾液を前記ハウジングの外部に流出させる濾液流出口と、(ｅ)吸引流を発生させて前記フィルタの濾過面に付着した前記異物を前記クーラントとともに吸入する吸引ノズルを前記フィルタの濾過面に沿って移行させ、吸入した異物を含む該クーラントをドレン液としてドレン排出口から排出するフィルタ浄化手段と、を備え、前記フィルタによる前記原液の連続した濾過を実行しつつ、前記フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置を有し、前記圧延機から出た前記異物を含んだ前記クーラントを前記循環流路の一部をなすダーティタンクに貯溜するとともに、該ダーティタンク内の該クーラントを前記原液流入口から前記フィルタを経て前記濾液流出口に到る、前記循環流路における前記自動洗浄濾過装置の内部流路を流通させた後、前記濾液流出口から前記圧延機に到る該循環流路の外部流路を通じて該圧延機に供給するようになす一方、前記ドレン排出口と前記循環流路とを連絡する戻し流路を設けて、該ドレン排出口から出た前記ドレン液を該戻し流路に設けたドレン液処理機に通して、該ドレン液に対し異物の分離処理を施した上で前記循環流路に戻し、前記クーラントとして循環使用するようになしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２のものは、請求項１において、前記ドレン液処理機が前記ドレン液中の異物を遠心分離する遠心分離機であることを特徴とする。
【００２４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記フィルタ浄化手段が、前記フィルタを通過した前記クーラントの濾液を該フィルタに噴射する噴射ノズルを備え、前記吸引ノズルと該噴射ノズルとをセットで該フィルタに沿って移行させるものとなしてあることを特徴とする。
【００２５】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記濾液流出口から前記圧延機に到る前記外部流路にクリーンタンクを具備させ、該濾液流出口から出た前記クーラントを該クリーンタンクに一旦貯溜した上で、該クリーンタンクから前記圧延機に向けて供給するようになしてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２６】
以上のように本発明は、圧延クーラントの濾過装置として、ハウジングと、原液流入口と、フィルタと、濾液流出口と、フィルタ浄化手段と、を備え、フィルタによる原液の連続した濾過を実行しつつ、フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置を用い、そして圧延機から出た異物を含んだクーラントをダーティタンクに貯溜するとともに、ダーティタンク内のクーラントを上記自動洗浄濾過装置の原液流入口から上記フィルタを経て濾液流出口に到る、循環流路における自動洗浄濾過装置の内部流路を流通させた後、濾液流出口から圧延機に到る循環流路の外部流路を通じて圧延機に供給するようになす一方、ドレン排出口から出たドレン液をドレン液処理機に通して、ドレン液に対し異物の分離処理を施した上で戻し流路を通じて循環流路に戻し、クーラントとして循環使用するようになしたものである。
【００２７】
本発明では、濾過装置が連続した濾過を実行しつつ、フィルタに付着した異物をフィルタ浄化手段にて自動的にフィルタから剥離させて除去する機能を有しているため、クーラントを圧延機に循環供給するに際し濾過装置を一時的に停止させる必要がない。
従って濾過装置の停止によりダーティタンク内のクーラントの量が増え続け、ダーティタンクから溢出してしまうといった問題を解決することができる。
【００２８】
また請求項４に従って濾過装置から出た清浄なクーラントをクリーンタンクに一旦貯溜した上で、クリーンタンクから圧延機に向けて供給する場合において、図３の従来の設備のようにそのクリーンタンクとダーティタンクとを１つの貯溜タンクに分けて設けた場合であっても、ダーティタンク内の汚れたクーラントがクリーンタンク内に流れ込んで来るといったことを防止でき、クリーンタンク内を常に清浄に維持することができる。
【００２９】
従ってクリーンタンク内のクーラントを圧延機に供給する際、異物が良好に除去されたきれいなクーラントを圧延機に供給でき、圧延ロールにて異物が被圧延材に押し込まれ、被圧延材に凹み等の傷を発生させてしまうのを効果的に抑制することができる。
【００３０】
本発明では、自動洗浄濾過装置のドレン排出口から出たドレン液を廃棄処分せず、戻し流路上に設けたドレン液処理機に通してドレン液に対する異物の分離処理を施した上で循環流路に戻し、クーラントとして循環使用するようになしている点を特徴としている。
【００３１】
かかる本発明では、ドレン液廃棄のための処理処分に多額の費用を要するといった問題を生じないのに加えて、ドレン液として排出した分の多量のクーラントを循環流路に継続的に補給する必要もない。
【００３２】
本発明では上記のドレン液処理機として、ドレン液中の異物を遠心分離する遠心分離機を好適に用いることができる（請求項２）。
【００３３】
また上記の自動洗浄濾過装置におけるフィルタ浄化手段を、フィルタを通過したクーラントの濾液をフィルタに噴射する噴射ノズルを備え、吸引ノズルと噴射ノズルとをセットでフィルタに沿って移行するものとなしておくことができる（請求項３）。
【００３４】
請求項４は、自動洗浄濾過装置における濾液流出口から圧延機に到る外部流路上にクリーンタンクを備え、濾液流出口から出たクーラントをクリーンタンクに一旦貯溜した上で、クリーンタンクから圧延機に向けて供給するようになしたもので、この請求項４によれば、万一自動洗浄濾過装置が故障した場合においても、一定時間の間クリーンタンク内に貯溜してある圧延クーラントを圧延機に向けて供給し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態である圧延クーラントの循環供給設備を示した全体図である。
【図２】図１における自動洗浄濾過装置を示した図である。
【図３】圧延クーラントの循環供給設備の従来例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１において、１０，１２は圧延機（冷間圧延機）１４における圧延ロール（１０はワーキングロール，１２はバックアップロール）である。
１６はクーラントノズルで、このクーラントノズルから水と油とを含むエマルジョン状態の圧延クーラント（以下単にクーラントとする）が、冷却及び潤滑の目的で圧延ロールと被圧延材１８とに向けて噴きかけられる。
この例において、クーラントは水９５％と油５％（何れも質量％）とを含んだ液である。
【００３７】
２０は、被圧延材１８に押し当てられ、被圧延材１８に付着したクーラントをしごくようにして被圧延材１８から取り除く布製のパッドである。
また２２は、圧延機１４からのクーラントを受ける受器である。
２４は、圧延機１４から出たクーラントを循環させて再び圧延機１４に供給する循環流路で、２６はこの循環流路２４に備えられた貯溜タンクである。
【００３８】
貯溜タンク２６は地下に設けられており、内部がダーティタンク２６Ａと、中間タンク２６Ｂと、クリーンタンク２６Ｃとに分かれている。
この貯溜タンク２６は、従来用いられている図３に示した貯溜タンク２１０と同様のもので、その内部容量も同じである。
ここでは貯溜タンク２６の容量は約６０００Ｌ（リットル）で、それを３分割し、ダーティタンク２６Ａ，中間タンク２６Ｂ，クリーンタンク２６Ｃとしている。
【００３９】
この例では、圧延機１４から出たクーラントが流路２８を通じて貯溜タンク２６のダーティタンク２６Ａに流入し、そこに一時的に貯溜され、そこからポンプ４０により汲み出されて流路３０を通じ自動洗浄濾過装置４２へと送られ、そこでクーラントに汚れ物質として含まれている異物が濾過により除去され、濾過後の濾液、つまり清浄化されたクーラントが流路３２を通じて貯溜タンク２６のクリーンタンク２６Ｃに流入し、そこに一時的に貯溜される。
尚自動洗浄濾過装置４２については後述する。
【００４０】
クリーンタンク２６Ｃに貯溜されたクーラントはポンプ４４により汲み出され、そして流路３４を通じ再び圧延機１４へと供給される。
この流路３４にはバグフィルタ４６が備えられており、クリーンタンク２６Ｃから汲み出されたクーラントは、このバグフィルタ４６を通過して圧延機１４へと送られる。
ここでバグフィルタ４６は１次側フィルタと２次側側フィルタとを直列に配置して構成してあり、１次側フィルタとして目開きが２５〜１００μｍのものが、また２次側フィルタとして目開き１０〜５０μｍのものが用いられている。
尚、圧延機１４の停止中は流路３４に設けられた三方バルブ４８が流路３６側に切り替えられ、クリーンタンク２６Ｃから汲み出されたクーラントが、流路３４から流路３６へと流れて再びクリーンタンク２６Ｃへと戻される。
【００４１】
図２に自動洗浄濾過装置４２の構成が示してある。
この自動洗浄濾過装置４２は、ハウジング５０を有しており、その内部に円筒形状をなす粗目フィルタ５２と、同じく円筒形状をなす細目フィルタ５４とが軸方向に並べて設けてある。
粗目フィルタ５２は粗大な固形物を濾過により分離除去するもので、ここでは粗目フィルタ５２はパンチングメタルから成っている。
一方細目フィルタ５４は、クーラントの原液中に汚れ物質として含まれている微細な異物を濾過により除去するもので、ここでは金属のメッシュ状部材から成っている。
この細目フィルタ５４は目開きが１０〜５００μｍ程度のもの、特にここでは２５μｍのものが用いられている。
尚、粗目フィルタ５２の図中左端と細目フィルタ５４の図中右端とは、それぞれ遮蔽板６０，６２により閉鎖されている。
【００４２】
この実施形態では、ダーティタンク２６Ａ内の汚れ物質即ち異物を含んだクーラントの原液が、ハウジング５０に設けた原液流入口５６から図１のポンプ４０による加圧状態でハウジング５０内部に流入する。
流入したクーラントの原液は粗目フィルタ５２を外側から内側に通過して流れ、そこで１次濾過が行われる。即ちクーラントの原液中に含まれている粗大な固形分がそこで除去される。
【００４３】
粗目フィルタ５２の内側に流入した原液は、続いて図２中矢印で示すように図中右方向に移動して、細目フィルタ５４の内側に流れた後、細目フィルタ５４を内側から外側へと流れ、そこで原液に対する２次濾過が行われる。
即ち原液中に含まれている微細な異物が、この細目フィルタ５４により濾過され、そして細目フィルタ５４を通過した濾液即ち清浄化されたクーラントが濾液流出口５８から流出し、図１のクリーンタンク２６Ｃへと流入する。
【００４４】
６４は、粗目フィルタ５２及び細目フィルタ５４の中心部において図中左右方向（軸方向）に延設されたダートコレクタ管で、このダートコレクタ管６４には、軸方向の異なった２個所にノズル部材６６が互いに１８０°異なった向きで一体回転状態に設けられている。
【００４５】
ダートコレクタ管６４は、外管と内管とを有する２重管構造をなしており、そしてその内管の内側に濾液の流路を、また外管と内管との間にドレン液を流通させるドレン流路を形成している。
【００４６】
一方ノズル部材６６には、ドレン流路に連通したノズル孔を有し、細目フィルタ５４の内面に付着した異物を吸引する吸引ノズルが設けられ、更にこの吸引ノズルの回転方向の後側位置に、濾液の流路に連通したノズル孔を有し、細目フィルタ５４の内面に濾液を噴射する噴射ノズルが設けられている。
【００４７】
８０は、一対のノズル部材６６をダートコレクタ管６４とともに回転運動させるモータ、８２は一対のノズル部材６６をダートコレクタ管６４とともに図中左右方向即ち軸方向に移動させるピストンで、一対のノズル部材６６即ちそれらに備えられた各一対の吸引ノズル及び噴射ノズルは、これらモータ８０による回転と、ピストン８２による軸方向移動とによって、細目フィルタ５４の内面を螺旋運動しながら図中左右方向に移動する。
【００４８】
８４は、細目フィルタ５４の外側に形成される濾液室８６と、上記の６本の内管の内側に形成される濾液の流路の軸方向の一端（図中左端）とを連通させる連通管で、この連通管８４上に噴射ポンプ８８が設けられている。
尚９０は、細目フィルタ５４の図中右端を閉鎖する仕切板６２の右側に形成されたドレンチャンバで、９２はドレン排出口，９４はドレン排出口９２に設けられたドレンバルブである。
【００４９】
図２に示す自動洗浄濾過装置４２では、図１のポンプ４０にて加圧状態で送られて来たクーラントの原液を、原液流入口５６からハウジング５０内部に流入させる。
そして流入したクーラントの原液を、先ず粗目フィルタ５２を外側から内側に通過させて１次濾過し、更に細目フィルタ５４を内側から外側に通過させて２次濾過を行い、そしてその濾液即ち清浄化したクーラントを濾液流出口５８から流出させる。
【００５０】
この自動洗浄濾過装置４２では、このようなクーラントの原液に対する連続した濾過を実行しつつ、細目フィルタ５４の内面に付着した異物除去のためのフィルタ浄化を行う。
具体的には、ドレン排出口９２のドレンバルブ９４を開いてドレンチャンバ９０の圧力を急降下させ、そして細目フィルタ５４の内側の原液の圧力とドレンチャンバ９０との圧力差により、吸引ノズルにて吸引流を生ぜしめ、その吸引流によって、細目フィルタ５４の内面に付着している異物を細目フィルタ５４から剥離させ且つこれを吸引ノズル内に吸入する。
そして吸入した異物を含むクーラントの原液をドレン液として、ダートコレクタ管６４の内部のドレン流路を流通させてドレンチャンバ９０へと送り、更にドレンチャンバ９０からドレン排出口９２を通じて外部に排出する。
【００５１】
また吸引ノズルによる吸引とを併せて噴射ポンプ８８を作動させ、濾液室８６内の濾液を連通管８４を通じてダートコレクタ管６４の内管の内側の濾液の流路に送り込み、更に噴射ノズルから細目フィルタ５４の内面に向けて濾液を噴射し、細目フィルタ５４の洗浄を行う。
この実施形態では、洗浄ノズル（吸引・噴射），ダートコレクタ管６４，モータ８０，ピストン８２，連通管８４，噴射ポンプ８８，ドレン排出口９２，ドレンバルブ９４等がフィルタ浄化手段を構成している。
この細目フィルタ５４に対する浄化は連続的に行うこともできるが、ここでは一定時間ごと、例えば１５分に１回の頻度で行う。その際に生ずるドレン液の流量は、例えば２００Ｌ（リットル）／分である。
【００５２】
尚この種の自動洗浄濾過装置は、一般の工業用水等の濾過装置として特許文献１等に開示された公知のものであり、また市販もされている。
【００５３】
但しこの種従来の自動洗浄濾過装置では、ドレン排出口９２から排出されたドレン液は廃棄処分されているが、ここではドレン排出口９２から排出されたドレン液をクーラントとして循環して使用する。
即ち、ドレン排出口９２から出た異物を含むクーラントのドレン液は、ドレン排出口９２と循環流路２４、詳しくはその一部をなすダーティタンク２６Ａとを連絡する戻し流路３８を通じて一旦ドレンタンク９６に貯えられた後、ポンプ９８にて遠心分離機（ドレン液処理機）１００へと送られて、そこで異物が固液分離されてドレン液から除かれ、そして異物の除かれたドレン液即ちクーラントが、貯溜タンク２６のダーティタンク２６Ａへと戻される。
ここで戻し流路３８は循環流路２４における分岐流路として考えることもできる。即ちクーラントが戻し流路３８を通じて循環流路２４を循環移動する。
戻し流路３８を通じてダーティタンク２６Ａに戻されたクーラントは、続いてダーティタンク２６Ａから再び自動洗浄濾過装置４２の原液流入口５６へと供給される。
【００５４】
即ち回収されたドレン液が固液分離された上で、循環系外に排出されることなくそのまま循環流路２４へと戻され、圧延機１４に対するクーラントとして循環使用される。
従ってこの実施形態のクーラントの循環供給設備にあっては、ドレン液の排出及び廃棄に伴う新たなクーラントを循環流路２４に大量に補給する必要はない。
【００５５】
尚この実施形態において、自動洗浄濾過装置４２は６００〜８００Ｌ（リットル）／分の流量でクーラントの原液を流入させ、通常時は濾過後のクーラントを濾液流出口５８から同量で流出する。
従ってクリーンタンク２６Ｃには、毎分６００〜８００リットルの量で清浄化されたクリーンなクーラントが常時流入する。
【００５６】
一方圧延機１４に向けてクリーンタンク２６Ｃから汲み出されるクーラントは毎分４００〜５００リットルであり、その差は２００〜３００リットルである。
その差分、即ち過剰な量のクーラントはクリーンタンク２６Ｃからオーバーフローして隣の中間タンク２６Ｂへと流れ込み、更には中間タンク２６Ｂをオーバーフローしてダーティタンク２６Ａの側に流れ込む。
即ち通常時は、毎分２００〜３００リットルの量でクリーンタンク２６Ｃから中間タンク２６Ｂに、更にはダーティタンク２６Ａへとクーラントが流れ込む。
【００５７】
そしてクリーンタンク２６Ｃから中間タンク２６Ｂを経てダーティタンク２６Ａに毎分流れ込む２００〜３００リットルのクーラントが、圧延機１４から毎分４００〜５００リットルの量で流入して来るクーラントとともに、合計毎分６００〜８００リットルの量で自動洗浄濾過装置４２の側へと送り込まれて、そこでクーラントに対する浄化が行われる。
つまりこの実施形態では、貯溜タンク２６において常時クリーンタンク２６Ｃから中間タンク２６Ｂへ、更に中間タンク２６Ｂからダーティタンク２６Ａへとクーラントの流れが生じている。
【００５８】
従ってダーティタンク２６Ａ内の異物を含んだクーラントが、中間タンク２６Ｂを経てクリーンタンク２６Ｃへと流れ込むといったことはなく、従ってクリーンタンク２６Ｃは常時清浄な状態に保持される。
【００５９】
尚、自動洗浄濾過装置４２において細目フィルタ５４の浄化が間欠的に行われたときには、クーラントがドレン液となって一定量排出されるため、その分、濾液流出口５８から流路３２を通じてクリーンタンク２６Ｃに流入するクーラントの量は少なくなる。
そしてその少なくなった分が、流路３８を通じてダーティタンク２６Ａに流入し、続いてそこから流路３０を通じて自動洗浄濾過装置４２の側に流入することとなる。
【００６０】
以上のような本実施形態においては、自動洗浄濾過装置４２が連続した濾過を実行しつつ、細目フィルタ５４に付着した異物をフィルタ浄化手段にて自動的に細目フィルタ５４から剥離させて除去する機能を有しているため、クーラントを圧延機１４に循環供給するに際し濾過装置４２を一時的に停止させる必要がない。
従って濾過装置４２の停止によりダーティタンク２６Ａ内のクーラントの量が増え続け、ダーティタンク２６Ａから溢出して、中間タンク２６Ｂを経由しクリーンタンク２６Ｃ内に流れ込んで来るといったことはない。むしろクーラントはクリーンタンク２６Ｃからダーティタンク２６Ａへと流れ、従って本実施形態によればクリーンタンク２６Ｃ内を常に清浄に維持することができる。
【００６１】
従ってクリーンタンク２６Ｃ内のクーラントを圧延機１４に供給する際、異物が良好に除去されたきれいなクーラントを圧延機１４に供給でき、圧延ロールにて異物が被圧延材１８に押し込まれ、被圧延材１８に凹み等の傷を発生させてしまうのを効果的に抑制することができる。
【００６２】
また本実施形態によれば、ドレン液廃棄のための処理処分に多額の費用を要するといった問題を生じないのに加えて、ドレン液として排出した分の多量のクーラントを循環流路２４に継続的に補給する必要もない。
【００６３】
以上では自動洗浄濾過装置４２から出た清浄なクーラントを一旦クリーンタンク２６Ｃに貯溜した上で、そのクリーンタンク２６Ｃから圧延機１４へと汲み出して供給するようになしているが、これと異なって自動洗浄濾過装置４２から出た清浄なクーラントを、そのままタンクを経由しないで直接圧延機１４へと供給するようにクーラントの循環供給設備を構成することも可能である。
【００６４】
また上例ではドレン排出口からのドレン液をダーティタンクに戻すようにしているが、場合によって中間タンクに戻すようにしても良いし、更に本発明では自動洗浄濾過装置として特許文献１に開示のように細目フィルタ５４の外面から濾液を内側に向けて噴射する逆洗機能を持ったもの、或いは吸引ノズルによる吸引だけを行うようになしたものを用いることも可能であり、またクーラントとして上記例示した組成のもの以外のものを用いる場合においても適用可能である。
更にドレン液処理機として遠心分離機を例示したが、他の種類の分離機を用いることも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ ワーキングロール（圧延ロール）
１２ バックアップロール（圧延ロール）
１４ 圧延機
１８ 被圧延材
２４ 循環流路
２６ 貯溜タンク
２６Ａ ダーティタンク
２６Ｃ クリーンタンク
２８，３０，３２，３４，３６，７２ 流路
３８ 戻し流路
４２ 自動洗浄濾過装置
５０ ハウジング
５２ 粗目フィルタ
５４ 細目フィルタ
５６ 原液流入口
５８ 濾液流出口
９２ ドレン排出口
１００ 遠心分離機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却及び潤滑の目的で圧延ロールと被圧延材とに噴きかけられて圧延機から出た油と水とを含む圧延クーラントを循環流路に沿って循環させ、該循環流路上で該クーラントに汚れ物質として含まれる固形の異物を濾過により分離し、清浄化した該クーラントを該圧延機に供給する圧延クーラントの循環供給設備であって、
(ａ)ハウジングと、(ｂ)該ハウジングの内部に前記異物を含む前記クーラントの原液を流入させる原液流入口と、(ｃ)該ハウジングの内部に設置され、該原液流入口から流入した原液を通過させて該原液中の異物を濾過により分離し除去するフィルタと、(ｄ)該フィルタを通過した清浄な前記クーラントの濾液を前記ハウジングの外部に流出させる濾液流出口と、(ｅ)吸引流を発生させて前記フィルタの濾過面に付着した前記異物を前記クーラントとともに吸入する吸引ノズルを前記フィルタの濾過面に沿って移行させ、吸入した異物を含む該クーラントをドレン液としてドレン排出口から排出するフィルタ浄化手段と、を備え、前記フィルタによる前記原液の連続した濾過を実行しつつ、前記フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置を有し、
前記圧延機から出た前記異物を含んだ前記クーラントを前記循環流路の一部をなすダーティタンクに貯溜するとともに、該ダーティタンク内の該クーラントを前記原液流入口から前記フィルタを経て前記濾液流出口に到る、前記循環流路における前記自動洗浄濾過装置の内部流路を流通させた後、前記濾液流出口から前記圧延機に到る該循環流路の外部流路を通じて該圧延機に供給するようになす一方、
前記ドレン排出口と前記循環流路とを連絡する戻し流路を設けて、該ドレン排出口から出た前記ドレン液を該戻し流路に設けたドレン液処理機に通して、該ドレン液に対し異物の分離処理を施した上で前記循環流路に戻し、前記クーラントとして循環使用するようになしたことを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項２】
請求項１において、前記ドレン液処理機が前記ドレン液中の異物を遠心分離する遠心分離機であることを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記フィルタ浄化手段が、前記フィルタを通過した前記クーラントの濾液を該フィルタに噴射する噴射ノズルを備え、前記吸引ノズルと該噴射ノズルとをセットで該フィルタに沿って移行させるものとなしてあることを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記濾液流出口から前記圧延機に到る前記外部流路にクリーンタンクを具備させ、該濾液流出口から出た前記クーラントを該クリーンタンクに一旦貯溜した上で、該クリーンタンクから前記圧延機に向けて供給するようになしてあることを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項１】
冷却及び潤滑の目的で圧延ロールと被圧延材とに噴きかけられて圧延機から出た油と水とを含む圧延クーラントを循環流路に沿って循環させ、該循環流路上で該クーラントに汚れ物質として含まれる固形の異物を濾過により分離し、清浄化した該クーラントを該圧延機に供給する圧延クーラントの循環供給設備であって、
(ａ)ハウジングと、(ｂ)該ハウジングの内部に前記異物を含む前記クーラントの原液を流入させる原液流入口と、(ｃ)該ハウジングの内部に設置され、該原液流入口から流入した原液を通過させて該原液中の異物を濾過により分離し除去するフィルタと、(ｄ)該フィルタを通過した清浄な前記クーラントの濾液を前記ハウジングの外部に流出させる濾液流出口と、(ｅ)吸引流を発生させて前記フィルタの濾過面に付着した前記異物を前記クーラントとともに吸入する吸引ノズルを前記フィルタの濾過面に沿って移行させ、吸入した異物を含む該クーラントをドレン液としてドレン排出口から排出するフィルタ浄化手段と、を備え、前記フィルタによる前記原液の連続した濾過を実行しつつ、前記フィルタ浄化手段によるフィルタ浄化を併行して行う自動洗浄濾過装置を有し、
前記圧延機から出た前記異物を含んだ前記クーラントを前記循環流路の一部をなすダーティタンクに貯溜するとともに、該ダーティタンク内の該クーラントを前記原液流入口から前記フィルタを経て前記濾液流出口に到る、前記循環流路における前記自動洗浄濾過装置の内部流路を流通させた後、前記濾液流出口から前記圧延機に到る該循環流路の外部流路を通じて該圧延機に供給するようになす一方、
前記ドレン排出口と前記循環流路とを連絡する戻し流路を設けて、該ドレン排出口から出た前記ドレン液を該戻し流路に設けたドレン液処理機に通して、該ドレン液に対し異物の分離処理を施した上で前記循環流路に戻し、前記クーラントとして循環使用するようになしたことを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項２】
請求項１において、前記ドレン液処理機が前記ドレン液中の異物を遠心分離する遠心分離機であることを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記フィルタ浄化手段が、前記フィルタを通過した前記クーラントの濾液を該フィルタに噴射する噴射ノズルを備え、前記吸引ノズルと該噴射ノズルとをセットで該フィルタに沿って移行させるものとなしてあることを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記濾液流出口から前記圧延機に到る前記外部流路にクリーンタンクを具備させ、該濾液流出口から出た前記クーラントを該クリーンタンクに一旦貯溜した上で、該クリーンタンクから前記圧延機に向けて供給するようになしてあることを特徴とする圧延クーラントの循環供給設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６１３２（Ｐ２０１３−６１３２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８９３４（Ｐ２０１１−１３８９３４）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社 (916)
【Ｆターム（参考）】
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