多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法
【課題】圧延速度を加減速しても圧延材にスリップ傷を発生させず、かつワイピングロールの不具合によって圧延材を蛇行させたり、圧延材エッジ通過部に損傷を与えてワイピング効果を低下させることのない多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法を提供する。
【解決手段】圧延油を付与しつつ圧延材１を圧延した後に、前記圧延材１上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機４と圧延油を除去する第１のワイピング装置５，５ａとの間に、前記圧延材１の上下に対向して配置された一対のローラ７，７ａからなるピンチローラ型の第２のワイピング装置６，６ａを設けるとともに、この第２のワイピング装置６，６ａの一対のローラ７，７ａが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造からなる。
【解決手段】圧延油を付与しつつ圧延材１を圧延した後に、前記圧延材１上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機４と圧延油を除去する第１のワイピング装置５，５ａとの間に、前記圧延材１の上下に対向して配置された一対のローラ７，７ａからなるピンチローラ型の第２のワイピング装置６，６ａを設けるとともに、この第２のワイピング装置６，６ａの一対のローラ７，７ａが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間圧延綱帯等の圧延材に圧延油を付与した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯等の圧延材を圧延する際には、圧延油をロールバイト部分に供給する。そして、この圧延油の一部は鋼帯表面に付着したままとなるため、そのままの状態で鋼帯を巻き取ると鋼帯に横滑りが生じる。また、上記圧延油は付着したままで回収されないため、圧延油の原単位を悪化させる一因となる。
【０００３】
このため、リバース圧延機の入出側やタンデム圧延機の出側等には、通常、鋼帯表面に付着している圧延油や冷却水を拭き取り除去するためのワイピング装置が設けられている。一般に使用されている上記ワイピング装置としては、例えば、ロール式のワイピング装置とパッド式のワイピング装置がある。
【０００４】
前記ロール式のワイピング装置は、搬送される鋼帯の上下に対向して設けられた各ワイピングロールを鋼帯表面に押し付けてこの鋼帯を挟み込み、鋼帯の圧延速度に合わせて上下各ワイピングロールを回転させることによって、鋼帯表面の圧延油等を拭き取り除去するものである。
【０００５】
従来例に係るこのようなロール式のワイピング手段について、所謂ロールレベラー型ワイパーの概略を示す説明図である図７を用いて説明する。本従来例に係るロールレベラー型ワイパー３５は、圧延鋼帯３１の下面に当接させる１本の金属製小径ロール３２と、前記圧延鋼帯３１の上面に当接させる２本の金属製小径ロール３３，３４とを、圧延鋼帯３１の長手方向に千鳥状に配列し、かつ前記各ロール３２，３３，３４の変形を防止するためのバックアップロール３２ａ，３３ａ，３４ａからなる（特許文献１参照）。
【０００６】
このロールレベラー型ワイパー３５は、鋼帯３１の板厚が薄くなってくると、鋼帯３１にかかる張力が減少するため、ロール面への接触圧力が小さくなってワイピング性能が悪化するとともに、ロール３２，３３，３４と鋼帯３１間にスリップが発生し、両者に擦過傷を生じる。良好なワイピング状態を保持するためには、鋼帯圧延速度を制限する必要がある。
【０００７】
また、上記パッド式のワイピング手段では、パッドを擦過させながら鋼帯表面に付着した圧延油を拭き取るため、前記ロール式に比べて鋼帯に擦過傷を付け易く、表面品質の厳しい鋼帯には使用できないという問題がある。
【０００８】
これらロール式およびパッド式の問題点を改善するため提案されている従来例に係るワイピング手段について、その実施例を示す概略図である図８を用いて以下説明する。このワイピング方法は、冷間圧延ライン中に、ロールレベラー型ワイパー４５とピンチロール型ワイパー４７とを直列に配置し、板厚１ｍｍ以上の圧延鋼帯４１は前記ロールレベラー型ワイパー４５へ通板させ、板厚１ｍｍ未満の圧延鋼帯４１は前記ピンチロール型ワイパー４７へ通板させるようにした圧延鋼帯４１における圧延油のワイピング方法である（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６１−１４０３１８号公報
【特許文献１】特開平５−７６９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来例に係るワイピング方法によれば、ロールレベラー型ワイパー４５とピンチロール型ワイパー４７とを直列に配置してあるから、板厚１ｍｍ以上の圧延鋼帯４１は前記ロールレベラー型ワイパー４５へ通板させ、板厚１ｍｍ未満の圧延鋼帯は前記ピンチロール型ワイパー４７へ通板させることによって、全ての板厚の圧延鋼帯４１において圧延の高速化と良好なワイピングが行えると記載されている。
【００１０】
しかしながら、前記ピンチロール型ワイパー４７においては、圧延材をロール間で挟み込んで圧延油を拭い取るため、前記圧延材とロールの接触は避けることができず、スリップ傷が発生するということの他、下記のような問題点を有している。
（１）加減速時の圧延材およびローラ表面のスリップ傷発生
（２）樹脂系ロールの軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行発生
（３）樹脂系ロールの圧延材エッジ通過損傷によるワイピング効果低下
【００１１】
上記３点の問題点について、以下詳細に説明する。先ず、第（１）項の問題点は、圧延時の圧延材圧延速度を加減速した時、圧延材速度にピンチロールが追従せずにスリップを生じ、圧延材およびローラ表面にスリップ傷が発生する問題である。このような傷の発生した鋼帯は、それ自体不良品となったり、二次加工で傷発生部に鍍金が付与できず欠陥となって顕在化したりする。また、ローラ表面に付与された傷が大きいと、圧延時に鋼帯に転写され同様な品質問題を生ずる。
【００１２】
また、前記ピンチロール型ワイパー用のローラには、樹脂系ローラが用いられることが多々ある。このような樹脂系ローラを採用する目的は、圧延油の付与前後でローラ面摩擦係数の変化を低減するためや、多孔質樹脂ローラを構成してローラ内を真空化し圧延油を吸引除去するためであるが、次のような問題点を有している。即ち、第（２）項の問題点として、膨潤や摩耗により軸方向にロール径差が発生し両ロール間の軸方向線圧差を生じる結果、圧延材が蛇行する。
【００１３】
更に、この樹脂系ロールは、第（３）項の問題点として、前記圧延材の幅が狭い場合、そのエッジ通過部の損傷によりその部分での油膜が厚くなり、仕上げワイパーでのワイピング効果が低下する問題点がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、圧延速度を加減速しても圧延材にスリップ傷を発生させず、かつワイピングロールの不具合によって圧延材を蛇行させたり、圧延材エッジ通過部に損傷を与えてワイピング効果を低下させることのない多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る多段圧延機のワイピング装置が採用した手段は、圧延油を付与しつつ圧延材を圧延した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、前記圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなるピンチローラ型の第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置の一対のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項２に係る多段圧延機のワイピング装置が採用した手段は、請求項１に記載の多段圧延機のワイピング装置において、前記第２のワイピング装置が前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項３に係る多段圧延機のワイピング装置が採用した手段は、請求項１または２に記載の多段圧延機のワイピング装置において、前記第２のワイピング装置のローラを構成する低慣性材料が、繊維強化複合材料であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項４に係る多段圧延機のワイピング装置の運転方法によれば、請求項２に記載の多段圧延機のワイピング装置の運転方法において、前記ローラ圧力調整手段によって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することを特徴とするものである。
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に係る多段圧延機のワイピング装置によれば、圧延油を付与しつつ圧延材を圧延した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、前記圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなる第２のワイピング装置を設けたものである。
【００２０】
同時に、この第２のワイピング装置のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造としたので、圧延速度への追従性が向上し圧延材のスリップ傷発生を緩和できる。また、樹脂系ローラの欠点である軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行を防止できる。更に、圧延材エッジ通過部の損傷を防ぎ、ワイピング効果の低下を防止できる。
【００２１】
一方、本発明の請求項２に多段圧延機のワイピング装置によれば、前記第２のワイピング装置が、前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えているので、このローラ圧力調整手段によって前記ローラと圧延材との隙間を流体潤滑状態となるよう調整することによって、圧延材に引っ掻き傷が発生する恐れがなくなる。
【００２２】
また、本発明の請求項３に係る多段圧延機のワイピング装置によれば、前記第２のワイピング装置のローラを構成する低慣性材料が繊維強化複合材料であるので、強化繊維の物理的特性によって、樹脂系ローラの欠点であるローラの膨張や摩耗に伴う軸方向線圧差の発生を防止できる。また、併せて、ローラの外層は金属製外筒とした複層構造であるため圧延材エッジ通過によるローラ面の損傷を防止できる。
【００２３】
本発明の請求項４に係る多段圧延機のワイピング装置の運転方法によれば、前記ローラ圧力調整手段によって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転するので、圧延材とローラ間が油膜の介在した状流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなる。
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
先ず、本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置の概要について、圧延設備の全体構成図である図１を用いて以下に説明する。
【００２５】
図１は、圧延材１を図面上左右何れの方向にも搬送可能なリバース式多段圧延機の全体構成を示し、符号４が多段圧延機である。即ち、圧延材１が巻取リール３ａから繰り出されて図面上右方向に搬送され、巻取リール３により巻取られつつ圧延されるときは、デフレクタロール２ａを介して多段圧延機４に導入されて、圧延油を付与されつつ圧延処理される。
【００２６】
そして、その後、第２のワイピング装置６により、圧延材１に付着した圧延油が前処理として除去され、更に、第１のワイピング装置５により、圧延材１上に残存する圧延油が本格除去処理される。このとき、前記多段圧延機４より上流側の第１のワイピング装置５ａおよび第２のワイピング装置６ａのローラ等圧延油除去手段は、後述するように、圧延材１への接触を回避し、圧延材１へは何らの作用もしないよう調整される。
【００２７】
また逆に、圧延材１が巻取リール３から繰り出され、巻取リール３ａの巻取によって図面上左方向に搬送されつつ圧延されるときは、デフレクタロール２を介して多段圧延機４で圧延油を付与されつつ圧延された後、第２のワイピング装置６ａにより圧延材１に付着した圧延油が前処理として除去され、更に、第１のワイピング装置５ａにより、圧延材１上に残存する圧延油が本格除去処理される。
【００２８】
このときは、多段圧延機４より上流側の第１のワイピング装置５および第２のワイピング装置６のローラ等圧延油除去手段は、上記と同様、圧延材１への接触を回避し、圧延材１へは何の作用もしないよう調整されるのである。前記第１のワイピング装置５および５ａは、圧延材１に付与された圧延油を本格的に除去するためのロールレベラー型ワイパーやパッド式ワイパー等を用いることができる。
【００２９】
一方、前記第２のワイピング装置６および６ａは、夫々多段圧延機４と前記第１のワイピング装置５および多段圧延機４と前記第１のワイピング装置５ａとの間にあって、前記圧延材１の上下に対向して各々配置された一対のローラ７および７ａからなるピンチローラ型ワイピング装置であるのが好ましい。
【００３０】
そして、この第２のワイピング装置６および６ａは、前記第１のワイピング装置５および５ａの前処理として、圧延油除去機能を補完するものである。従って、前記第１のワイピング装置５および５ａの負担を軽減して、油切り効果を向上させることを目的としている。
【００３１】
即ち、前記第２のワイピング装置６および６ａがない場合には、前記第１のワイピング装置５および５ａのみで圧延材上に残存する圧延油を除去しなければならず、前記第１のワイピング装置５および５ａへの負担が非常に大きくなって、除去し切れなかった圧延油が圧延材上に残留することになる。
【００３２】
これに対し、前記第２のワイピング装置６および６ａによって圧延油を粗取りすることができれば、前記第１のワイピング装置５および５ａへの負担が軽くなるばかりでなく、除去し切れずに圧延油が圧延材１上に残留するような問題点を解消し得る。
【００３３】
尚、図１に示したリバース式圧延機の場合は、双方向圧延のため、多段圧延機４の両側に前記第１のワイピング装置５，５ａおよび第２のワイピング装置６，６ａを設けているが、一方向圧延のみの多段圧延機４のワイピング装置の場合は、圧延材搬送方向の多段圧延機４後流側のワイピング装置のみを設ければ足りる。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置とその運転方法について、ピンチローラ型ワイピング装置の模式的立断面を示した図２、図２のＡ−Ａ矢視を模式的横断面で示した図３を用いて以下に説明する。
【００３５】
このピンチローラ型ワイピング装置１０は、圧延材１の上下に対向して配置された一対のローラ１１を有し、このローラ１１は駆動源を持たないフリーローラである上ローラ１１ａと下ローラ１１ｂとで構成されている。そして、前記下ローラ１１ａは軸受１３ｂを介して下フレーム１２ｂに固定されている。
【００３６】
前記下フレーム１２ｂは、架台１６に取り付けられた軸１４を上下にスライドできるよう構成され、下ローラ１１ｂのローラ面が圧延材のパスラインより少し低い程度の高さ位置になるよう、軸１４に取り付けられたストッパー１５ｂで固定される。
【００３７】
一方、上ローラ１１ａは、軸受１３ａに取り付けられ、後述するローラ圧力調整手段１７ａを介して上フレーム１２ａに固定されている。前記上フレーム１２ａは、下フレーム１２ｂと同様に、前記軸１４を上下にスライドできるよう構成され、ストッパー１５ａで適当な高さに固定される。
【００３８】
そして、前記上フレーム１２ａは、下フレーム１２ｂにその一端を固定され、上フレーム１２ａに他端を固定されたローラ開閉手段１７ｂによって、自重によりストッパー１５ａで位置決めされている高さより上方に持ち上げることが可能なように構成されている。
【００３９】
更に、前記上フレーム１２ａにはローラ圧力調整手段１７ａの一端が固定され、このローラ圧力調節手段１７ａの他端は、上ローラ１１ａの軸受１３ａに固定されている。尚、前記ローラ開閉手段１７ｂやローラ圧力調整手段１７ａには、油圧シリンダーやエアシリンダーを適用することができる。
【００４０】
即ち、前記ローラ開閉手段１７ｂにより上フレーム１２ａを持ち上げることによって、上ローラ１１ａと下ローラ１１ｂとのローラ間を、開閉することができる。前記ローラ開閉手段１７ｂが開作動したときは、上ローラ１１ａが持ち上げられ、上下ローラ１１ａ，１１ｂともパスラインから退避し圧延材１に接触しない。圧延材１を通板させたり、このワイピング装置１０を使用しないときは、このような開状態にする。そして、ワイピング時は、圧延開始前に上下ローラ１１ａ，１１ｂを閉状態にする。
【００４１】
そして、本発明に係る多段圧延機のワイピング装置１０の運転方法は、このようなローラ圧力調整手段１７ａによって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転するのが好ましい。前記最大ローラ接触面圧Ｐｍを１０ＭＰａ以下とすれば、圧延材とローラ間が油膜の介在した流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなるからである。
【００４２】
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
上式（１）において、記号√は｛ ｝で示した括弧内の式の平方根を示す。また、ｑの値は、前記ローラ圧力調節手段１７ａを駆動させる流体の作動圧から換算して求めることができる。
【００４３】
次に、流体潤滑の作用について、図３のＸ部上半面を拡大して示した概念図である図４を用いて以下説明する。図４は、一点鎖線で示す圧延材１の板厚中心より上半面のみを表示しており、圧延材１と上ローラ１１ａとの間に油膜２０が形成された流体潤滑状態であることを示している。
【００４４】
即ち、今、ローラ表面粗度をＲａ１、圧延材表面粗度をＲａ２とすれば、圧延材１と上ローラ１１ａとで形成される油膜厚さＤとの間に、次式（２）の関係が成立した状態にある。
Ｄ＞Ｒａ１＋Ｒａ２ （２）
【００４５】
このような流体潤滑状態では、ローラ表面粗度Ｒａ１と圧延材表面粗度Ｒａ２の和より、油膜厚さＤの方が大きいのであるから、上ローラ１１ａが圧延材１に接触して傷付けることがない。同様に、下ローラ１１ｂと圧延材１との間においても、（２）式の関係が成立するので、下ローラ１１ｂが圧延材１に接触して傷付けることもない。
【００４６】
この場合、前記ローラ１１ａおよび１１ｂは、ローラ断面を示す模式的断面図である図５のように、低慣性材料からなる内層Ｓ２とその外周を覆う金属製外筒Ｓ１とで構成される複層構造からなるものが好ましい。更に、前記低慣性材料としては、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を樹脂で接着した繊維強化複合材料であるのが好ましい。
【００４７】
因みに、通常の圧延装置に用いられる金属ローラは、中心部が中空の炭素鋼等の金属から構成されるので、多大な重量となる。その結果、慣性が大きくなるため、圧延速度の変化に追随することができないという欠点を有する。
【００４８】
一方、樹脂ローラは、Ｓ１が樹脂製の外筒、Ｓ２が炭素鋼等の金属からなる二層構造であるが、図示しない軸部も炭素鋼等の金属を使用しているため、相当な重量を有することとなる。その結果、前記金属ローラと同様、結果的に慣性が大きくなって、圧延速度の変化に追随することができないという欠点を有している。
【００４９】
本発明に係る多段圧延機のワイピング装置は、上述したように、前記ローラが、低慣性材料からなる内層Ｓ２とその外周を覆う金属製外筒Ｓ１とで構成される複層構造とすることによってローラの軽量化が図れ、その結果、低慣性のローラ構成とすることにより、圧延材の圧延速度の変化に追随することができる。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態２に係る多段圧延機のワイピング装置について、多段圧延機に付帯されたクリッピングローラの配置を変更して、第２のワイピング装置として転用することを示す全体構成図である図６を用いて以下に説明する。尚、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、第２のワイピング装置が、図１に示したように独立した装置でない所に相違がありその他は同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点について以下説明する。
【００５１】
即ち、本発明の実施の形態２に係る多段圧延機のワイピング装置は、図６（ａ）に示した多段圧延機４に付帯された圧延材のしわ取り用のクリッピングローラ２１のローラ配置を変更して、図６（ｂ）に示すような一対の上下ローラ１１ａ，１１ｂからなるピンチローラ１１として構成される。
【００５２】
更に、図２，３を用いて説明したように、前記上下ローラ１１ａ，１１ｂを開閉するためのローラ開閉手段や、前記上下ローラ１１ａ，１１ｂ間の接触面圧を調整するためのローラ圧力調整手段を、この多段圧延機４に付帯させることもできる。
【００５３】
そして、圧延材１搬送方向を、図６（ａ）に示す元もとの図面上左方向から、図６（ｂ）の如く右方向に変更するとともに、第１のワイピング装置５ａを多段圧延機４の下流側に配置し直したものである。
【００５４】
このような対応を図ることによって、前記多段圧延機４の圧延部と圧延油を除去する第１のワイピング装置５ａとの間に、前記圧延材１の上下に対向して配置されたピンチローラ型の第２のワイピング装置を、前記多段圧延機４に付帯させて設け、本発明に係るワイピング装置およびその運転方法を、既存の圧延装置を利用して実施することもできる。
【００５５】
以上、本発明に係る多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法によれば、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなる第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造としたので、圧延速度への追従性が向上し圧延材のスリップ傷発生を緩和することができる。
【００５６】
また、前記低慣性材料を、炭素繊維やガラス繊維等によって強化された繊維強化材料とすることによって、ローラの軽量化に伴う慣性の低減が図られるとともに、金属製外筒とすることにより外径の膨潤や摩耗が抑制されるので、樹脂系ローラの欠点である軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行を防止できる。
【００５７】
また、前記第２のワイピング装置が、前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えているので、このローラ圧力調整手段によって、前述した式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍが１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することにより、圧延材とローラ間が油膜の介在した流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなる。
＜実施例＞
【００５８】
次に、図１に示したような同一の圧延ラインを用い、第２のワイピング装置のローラとして、本発明に係る複層構造のローラ、金属ローラおよび樹脂ローラに順次取り替えて、下記共通条件にて圧延材を圧延テストしたテスト結果について述べる。
【００５９】
共通条件
・圧延機 ：ワークロール胴長６５０ｍｍ １２段圧延機
・圧延材 ：厚さ０．０５ｍｍ、幅５５０ｍｍのステンレス鋼
・圧延速度 ：２００〜３００ｍ／ｍｉｎ．
【００６０】
上記テストにおいて、第２のワイピング装置用ローラとして、炭素繊維強化樹脂を低慣性材料として構成した本発明に係るローラを使用した場合を実施例−１，２、前記第２のワイピング装置用ローラとして、金属ローラまたは樹脂ローラを使用した場合を比較例−１〜４とし、各々圧延材や前記ローラへの傷発生の有無、圧延材の蛇行および圧延材エッジ通過損傷の有無について確認した結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
実施例−１は、式（１）で計算される最大ローラ接触面圧Ｐｍを８ＭＰａの流体潤滑状態として圧延テストした結果であり、実施例−２は、前記最大ローラ接触面圧Ｐｍを１２ＭＰａの境界潤滑状態として圧延テストした結果を示している。
【００６３】
そして、炭素繊維強化樹脂を低慣性材料として構成した本発明に係るローラを用いたこれらの実施例のうち、最大ローラ接触面圧Ｐｍが１０ＭＰａ以下の流体潤滑状態にある前記実施例−１においては、全ての評価項目において特に不具合の発生は認められなかった。一方、１０ＭＰａ以上の境界潤滑状態として圧延テストした実施例−２においては、前記ローラと圧延材間の金属接触に起因する圧延材の接触傷の発生が認められた。
【００６４】
次に、金属ローラを使用した比較例−１および２においては、ローラの膨潤による圧延材の蛇行や表面硬度不足による圧延材エッジ通過損傷は生じなかったものの、ローラ接触面圧の大小に関係なく圧延材表面にスリップ傷が発生した。これは、金属ローラが重いため、結果的に慣性が大きくなり、加減速された圧延材の上記搬送条件に追従できなかったことによる。
【００６５】
更に、樹脂ローラを使用した比較例−３および４においては、樹脂部の膨潤により軸方向の線圧差が発生する結果、圧延材の蛇行を生じるとともに、圧延材によるエッジ通過損傷がローラ表面に発生した。
【００６６】
以上説明したように、本発明に係る多段圧延機のワイピング装置によれば、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなる第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造としたので、圧延速度への追従性が向上し圧延材のスリップ傷発生を緩和することができる。また、樹脂系ローラの欠点である軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行を防止できる。
【００６７】
また、前記第２のワイピング装置の運転方法によれば、このワイピング装置が圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えているので、このローラ圧力調整手段によって、前述した式（１）から求められる最大ローラ接触面圧Ｐｍが１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することにより、圧延材とローラ間が油膜の介在した状流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置の概要を説明するための圧延設備の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置とその運転方法について説明するための、ピンチローラ型ワイピング装置の模式的立断面である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視を示す模式的横断面図である。
【図４】図３のＸ部上半面を拡大して示した概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置のローラ断面を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る多段圧延機のワイピング装置とその運転方法を説明するための、多段圧延機に付帯されたクリッピングローラの配置を変更して第２のワイピング装置として転用することを示す全体構成図である。
【図７】従来例に係るロールレベラー型ワイパーの概略を示す説明図である。
【図８】従来例に係るワイピング手段の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｓ１…外筒，Ｓ２…内層，
１…圧延材，
２，２ａ…デフレクタロール， ３，３ａ…巻取リール，
４…多段圧延機，
５，５ａ…第１のワイピング装置， ６，６ａ，１０…第２のワイピング装置，
７，７ａ…ピンチローラ，
１１…ピンチローラ，１１ａ…上ローラ，１１ｂ…下ローラ，
１２ａ…，上フレーム，１２ｂ…下フレーム，
１３ａ，１３ｂ…軸受， １４…軸，
１５ａ，１５ｂ…ストッパー， １６…架台，
１７ａ…ローラ圧力調整手段，
１７ｂ…ローラ開閉手段，
２０…油膜， ２１…クリッピングローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷間圧延綱帯等の圧延材に圧延油を付与した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯等の圧延材を圧延する際には、圧延油をロールバイト部分に供給する。そして、この圧延油の一部は鋼帯表面に付着したままとなるため、そのままの状態で鋼帯を巻き取ると鋼帯に横滑りが生じる。また、上記圧延油は付着したままで回収されないため、圧延油の原単位を悪化させる一因となる。
【０００３】
このため、リバース圧延機の入出側やタンデム圧延機の出側等には、通常、鋼帯表面に付着している圧延油や冷却水を拭き取り除去するためのワイピング装置が設けられている。一般に使用されている上記ワイピング装置としては、例えば、ロール式のワイピング装置とパッド式のワイピング装置がある。
【０００４】
前記ロール式のワイピング装置は、搬送される鋼帯の上下に対向して設けられた各ワイピングロールを鋼帯表面に押し付けてこの鋼帯を挟み込み、鋼帯の圧延速度に合わせて上下各ワイピングロールを回転させることによって、鋼帯表面の圧延油等を拭き取り除去するものである。
【０００５】
従来例に係るこのようなロール式のワイピング手段について、所謂ロールレベラー型ワイパーの概略を示す説明図である図７を用いて説明する。本従来例に係るロールレベラー型ワイパー３５は、圧延鋼帯３１の下面に当接させる１本の金属製小径ロール３２と、前記圧延鋼帯３１の上面に当接させる２本の金属製小径ロール３３，３４とを、圧延鋼帯３１の長手方向に千鳥状に配列し、かつ前記各ロール３２，３３，３４の変形を防止するためのバックアップロール３２ａ，３３ａ，３４ａからなる（特許文献１参照）。
【０００６】
このロールレベラー型ワイパー３５は、鋼帯３１の板厚が薄くなってくると、鋼帯３１にかかる張力が減少するため、ロール面への接触圧力が小さくなってワイピング性能が悪化するとともに、ロール３２，３３，３４と鋼帯３１間にスリップが発生し、両者に擦過傷を生じる。良好なワイピング状態を保持するためには、鋼帯圧延速度を制限する必要がある。
【０００７】
また、上記パッド式のワイピング手段では、パッドを擦過させながら鋼帯表面に付着した圧延油を拭き取るため、前記ロール式に比べて鋼帯に擦過傷を付け易く、表面品質の厳しい鋼帯には使用できないという問題がある。
【０００８】
これらロール式およびパッド式の問題点を改善するため提案されている従来例に係るワイピング手段について、その実施例を示す概略図である図８を用いて以下説明する。このワイピング方法は、冷間圧延ライン中に、ロールレベラー型ワイパー４５とピンチロール型ワイパー４７とを直列に配置し、板厚１ｍｍ以上の圧延鋼帯４１は前記ロールレベラー型ワイパー４５へ通板させ、板厚１ｍｍ未満の圧延鋼帯４１は前記ピンチロール型ワイパー４７へ通板させるようにした圧延鋼帯４１における圧延油のワイピング方法である（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６１−１４０３１８号公報
【特許文献１】特開平５−７６９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来例に係るワイピング方法によれば、ロールレベラー型ワイパー４５とピンチロール型ワイパー４７とを直列に配置してあるから、板厚１ｍｍ以上の圧延鋼帯４１は前記ロールレベラー型ワイパー４５へ通板させ、板厚１ｍｍ未満の圧延鋼帯は前記ピンチロール型ワイパー４７へ通板させることによって、全ての板厚の圧延鋼帯４１において圧延の高速化と良好なワイピングが行えると記載されている。
【００１０】
しかしながら、前記ピンチロール型ワイパー４７においては、圧延材をロール間で挟み込んで圧延油を拭い取るため、前記圧延材とロールの接触は避けることができず、スリップ傷が発生するということの他、下記のような問題点を有している。
（１）加減速時の圧延材およびローラ表面のスリップ傷発生
（２）樹脂系ロールの軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行発生
（３）樹脂系ロールの圧延材エッジ通過損傷によるワイピング効果低下
【００１１】
上記３点の問題点について、以下詳細に説明する。先ず、第（１）項の問題点は、圧延時の圧延材圧延速度を加減速した時、圧延材速度にピンチロールが追従せずにスリップを生じ、圧延材およびローラ表面にスリップ傷が発生する問題である。このような傷の発生した鋼帯は、それ自体不良品となったり、二次加工で傷発生部に鍍金が付与できず欠陥となって顕在化したりする。また、ローラ表面に付与された傷が大きいと、圧延時に鋼帯に転写され同様な品質問題を生ずる。
【００１２】
また、前記ピンチロール型ワイパー用のローラには、樹脂系ローラが用いられることが多々ある。このような樹脂系ローラを採用する目的は、圧延油の付与前後でローラ面摩擦係数の変化を低減するためや、多孔質樹脂ローラを構成してローラ内を真空化し圧延油を吸引除去するためであるが、次のような問題点を有している。即ち、第（２）項の問題点として、膨潤や摩耗により軸方向にロール径差が発生し両ロール間の軸方向線圧差を生じる結果、圧延材が蛇行する。
【００１３】
更に、この樹脂系ロールは、第（３）項の問題点として、前記圧延材の幅が狭い場合、そのエッジ通過部の損傷によりその部分での油膜が厚くなり、仕上げワイパーでのワイピング効果が低下する問題点がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、圧延速度を加減速しても圧延材にスリップ傷を発生させず、かつワイピングロールの不具合によって圧延材を蛇行させたり、圧延材エッジ通過部に損傷を与えてワイピング効果を低下させることのない多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る多段圧延機のワイピング装置が採用した手段は、圧延油を付与しつつ圧延材を圧延した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、前記圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなるピンチローラ型の第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置の一対のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項２に係る多段圧延機のワイピング装置が採用した手段は、請求項１に記載の多段圧延機のワイピング装置において、前記第２のワイピング装置が前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項３に係る多段圧延機のワイピング装置が採用した手段は、請求項１または２に記載の多段圧延機のワイピング装置において、前記第２のワイピング装置のローラを構成する低慣性材料が、繊維強化複合材料であることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項４に係る多段圧延機のワイピング装置の運転方法によれば、請求項２に記載の多段圧延機のワイピング装置の運転方法において、前記ローラ圧力調整手段によって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することを特徴とするものである。
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に係る多段圧延機のワイピング装置によれば、圧延油を付与しつつ圧延材を圧延した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、前記圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなる第２のワイピング装置を設けたものである。
【００２０】
同時に、この第２のワイピング装置のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造としたので、圧延速度への追従性が向上し圧延材のスリップ傷発生を緩和できる。また、樹脂系ローラの欠点である軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行を防止できる。更に、圧延材エッジ通過部の損傷を防ぎ、ワイピング効果の低下を防止できる。
【００２１】
一方、本発明の請求項２に多段圧延機のワイピング装置によれば、前記第２のワイピング装置が、前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えているので、このローラ圧力調整手段によって前記ローラと圧延材との隙間を流体潤滑状態となるよう調整することによって、圧延材に引っ掻き傷が発生する恐れがなくなる。
【００２２】
また、本発明の請求項３に係る多段圧延機のワイピング装置によれば、前記第２のワイピング装置のローラを構成する低慣性材料が繊維強化複合材料であるので、強化繊維の物理的特性によって、樹脂系ローラの欠点であるローラの膨張や摩耗に伴う軸方向線圧差の発生を防止できる。また、併せて、ローラの外層は金属製外筒とした複層構造であるため圧延材エッジ通過によるローラ面の損傷を防止できる。
【００２３】
本発明の請求項４に係る多段圧延機のワイピング装置の運転方法によれば、前記ローラ圧力調整手段によって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転するので、圧延材とローラ間が油膜の介在した状流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなる。
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
先ず、本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置の概要について、圧延設備の全体構成図である図１を用いて以下に説明する。
【００２５】
図１は、圧延材１を図面上左右何れの方向にも搬送可能なリバース式多段圧延機の全体構成を示し、符号４が多段圧延機である。即ち、圧延材１が巻取リール３ａから繰り出されて図面上右方向に搬送され、巻取リール３により巻取られつつ圧延されるときは、デフレクタロール２ａを介して多段圧延機４に導入されて、圧延油を付与されつつ圧延処理される。
【００２６】
そして、その後、第２のワイピング装置６により、圧延材１に付着した圧延油が前処理として除去され、更に、第１のワイピング装置５により、圧延材１上に残存する圧延油が本格除去処理される。このとき、前記多段圧延機４より上流側の第１のワイピング装置５ａおよび第２のワイピング装置６ａのローラ等圧延油除去手段は、後述するように、圧延材１への接触を回避し、圧延材１へは何らの作用もしないよう調整される。
【００２７】
また逆に、圧延材１が巻取リール３から繰り出され、巻取リール３ａの巻取によって図面上左方向に搬送されつつ圧延されるときは、デフレクタロール２を介して多段圧延機４で圧延油を付与されつつ圧延された後、第２のワイピング装置６ａにより圧延材１に付着した圧延油が前処理として除去され、更に、第１のワイピング装置５ａにより、圧延材１上に残存する圧延油が本格除去処理される。
【００２８】
このときは、多段圧延機４より上流側の第１のワイピング装置５および第２のワイピング装置６のローラ等圧延油除去手段は、上記と同様、圧延材１への接触を回避し、圧延材１へは何の作用もしないよう調整されるのである。前記第１のワイピング装置５および５ａは、圧延材１に付与された圧延油を本格的に除去するためのロールレベラー型ワイパーやパッド式ワイパー等を用いることができる。
【００２９】
一方、前記第２のワイピング装置６および６ａは、夫々多段圧延機４と前記第１のワイピング装置５および多段圧延機４と前記第１のワイピング装置５ａとの間にあって、前記圧延材１の上下に対向して各々配置された一対のローラ７および７ａからなるピンチローラ型ワイピング装置であるのが好ましい。
【００３０】
そして、この第２のワイピング装置６および６ａは、前記第１のワイピング装置５および５ａの前処理として、圧延油除去機能を補完するものである。従って、前記第１のワイピング装置５および５ａの負担を軽減して、油切り効果を向上させることを目的としている。
【００３１】
即ち、前記第２のワイピング装置６および６ａがない場合には、前記第１のワイピング装置５および５ａのみで圧延材上に残存する圧延油を除去しなければならず、前記第１のワイピング装置５および５ａへの負担が非常に大きくなって、除去し切れなかった圧延油が圧延材上に残留することになる。
【００３２】
これに対し、前記第２のワイピング装置６および６ａによって圧延油を粗取りすることができれば、前記第１のワイピング装置５および５ａへの負担が軽くなるばかりでなく、除去し切れずに圧延油が圧延材１上に残留するような問題点を解消し得る。
【００３３】
尚、図１に示したリバース式圧延機の場合は、双方向圧延のため、多段圧延機４の両側に前記第１のワイピング装置５，５ａおよび第２のワイピング装置６，６ａを設けているが、一方向圧延のみの多段圧延機４のワイピング装置の場合は、圧延材搬送方向の多段圧延機４後流側のワイピング装置のみを設ければ足りる。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置とその運転方法について、ピンチローラ型ワイピング装置の模式的立断面を示した図２、図２のＡ−Ａ矢視を模式的横断面で示した図３を用いて以下に説明する。
【００３５】
このピンチローラ型ワイピング装置１０は、圧延材１の上下に対向して配置された一対のローラ１１を有し、このローラ１１は駆動源を持たないフリーローラである上ローラ１１ａと下ローラ１１ｂとで構成されている。そして、前記下ローラ１１ａは軸受１３ｂを介して下フレーム１２ｂに固定されている。
【００３６】
前記下フレーム１２ｂは、架台１６に取り付けられた軸１４を上下にスライドできるよう構成され、下ローラ１１ｂのローラ面が圧延材のパスラインより少し低い程度の高さ位置になるよう、軸１４に取り付けられたストッパー１５ｂで固定される。
【００３７】
一方、上ローラ１１ａは、軸受１３ａに取り付けられ、後述するローラ圧力調整手段１７ａを介して上フレーム１２ａに固定されている。前記上フレーム１２ａは、下フレーム１２ｂと同様に、前記軸１４を上下にスライドできるよう構成され、ストッパー１５ａで適当な高さに固定される。
【００３８】
そして、前記上フレーム１２ａは、下フレーム１２ｂにその一端を固定され、上フレーム１２ａに他端を固定されたローラ開閉手段１７ｂによって、自重によりストッパー１５ａで位置決めされている高さより上方に持ち上げることが可能なように構成されている。
【００３９】
更に、前記上フレーム１２ａにはローラ圧力調整手段１７ａの一端が固定され、このローラ圧力調節手段１７ａの他端は、上ローラ１１ａの軸受１３ａに固定されている。尚、前記ローラ開閉手段１７ｂやローラ圧力調整手段１７ａには、油圧シリンダーやエアシリンダーを適用することができる。
【００４０】
即ち、前記ローラ開閉手段１７ｂにより上フレーム１２ａを持ち上げることによって、上ローラ１１ａと下ローラ１１ｂとのローラ間を、開閉することができる。前記ローラ開閉手段１７ｂが開作動したときは、上ローラ１１ａが持ち上げられ、上下ローラ１１ａ，１１ｂともパスラインから退避し圧延材１に接触しない。圧延材１を通板させたり、このワイピング装置１０を使用しないときは、このような開状態にする。そして、ワイピング時は、圧延開始前に上下ローラ１１ａ，１１ｂを閉状態にする。
【００４１】
そして、本発明に係る多段圧延機のワイピング装置１０の運転方法は、このようなローラ圧力調整手段１７ａによって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転するのが好ましい。前記最大ローラ接触面圧Ｐｍを１０ＭＰａ以下とすれば、圧延材とローラ間が油膜の介在した流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなるからである。
【００４２】
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
上式（１）において、記号√は｛ ｝で示した括弧内の式の平方根を示す。また、ｑの値は、前記ローラ圧力調節手段１７ａを駆動させる流体の作動圧から換算して求めることができる。
【００４３】
次に、流体潤滑の作用について、図３のＸ部上半面を拡大して示した概念図である図４を用いて以下説明する。図４は、一点鎖線で示す圧延材１の板厚中心より上半面のみを表示しており、圧延材１と上ローラ１１ａとの間に油膜２０が形成された流体潤滑状態であることを示している。
【００４４】
即ち、今、ローラ表面粗度をＲａ１、圧延材表面粗度をＲａ２とすれば、圧延材１と上ローラ１１ａとで形成される油膜厚さＤとの間に、次式（２）の関係が成立した状態にある。
Ｄ＞Ｒａ１＋Ｒａ２ （２）
【００４５】
このような流体潤滑状態では、ローラ表面粗度Ｒａ１と圧延材表面粗度Ｒａ２の和より、油膜厚さＤの方が大きいのであるから、上ローラ１１ａが圧延材１に接触して傷付けることがない。同様に、下ローラ１１ｂと圧延材１との間においても、（２）式の関係が成立するので、下ローラ１１ｂが圧延材１に接触して傷付けることもない。
【００４６】
この場合、前記ローラ１１ａおよび１１ｂは、ローラ断面を示す模式的断面図である図５のように、低慣性材料からなる内層Ｓ２とその外周を覆う金属製外筒Ｓ１とで構成される複層構造からなるものが好ましい。更に、前記低慣性材料としては、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を樹脂で接着した繊維強化複合材料であるのが好ましい。
【００４７】
因みに、通常の圧延装置に用いられる金属ローラは、中心部が中空の炭素鋼等の金属から構成されるので、多大な重量となる。その結果、慣性が大きくなるため、圧延速度の変化に追随することができないという欠点を有する。
【００４８】
一方、樹脂ローラは、Ｓ１が樹脂製の外筒、Ｓ２が炭素鋼等の金属からなる二層構造であるが、図示しない軸部も炭素鋼等の金属を使用しているため、相当な重量を有することとなる。その結果、前記金属ローラと同様、結果的に慣性が大きくなって、圧延速度の変化に追随することができないという欠点を有している。
【００４９】
本発明に係る多段圧延機のワイピング装置は、上述したように、前記ローラが、低慣性材料からなる内層Ｓ２とその外周を覆う金属製外筒Ｓ１とで構成される複層構造とすることによってローラの軽量化が図れ、その結果、低慣性のローラ構成とすることにより、圧延材の圧延速度の変化に追随することができる。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態２に係る多段圧延機のワイピング装置について、多段圧延機に付帯されたクリッピングローラの配置を変更して、第２のワイピング装置として転用することを示す全体構成図である図６を用いて以下に説明する。尚、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、第２のワイピング装置が、図１に示したように独立した装置でない所に相違がありその他は同構成であるから、上記実施の形態１と同一のものに同一符号を付して、その相違する点について以下説明する。
【００５１】
即ち、本発明の実施の形態２に係る多段圧延機のワイピング装置は、図６（ａ）に示した多段圧延機４に付帯された圧延材のしわ取り用のクリッピングローラ２１のローラ配置を変更して、図６（ｂ）に示すような一対の上下ローラ１１ａ，１１ｂからなるピンチローラ１１として構成される。
【００５２】
更に、図２，３を用いて説明したように、前記上下ローラ１１ａ，１１ｂを開閉するためのローラ開閉手段や、前記上下ローラ１１ａ，１１ｂ間の接触面圧を調整するためのローラ圧力調整手段を、この多段圧延機４に付帯させることもできる。
【００５３】
そして、圧延材１搬送方向を、図６（ａ）に示す元もとの図面上左方向から、図６（ｂ）の如く右方向に変更するとともに、第１のワイピング装置５ａを多段圧延機４の下流側に配置し直したものである。
【００５４】
このような対応を図ることによって、前記多段圧延機４の圧延部と圧延油を除去する第１のワイピング装置５ａとの間に、前記圧延材１の上下に対向して配置されたピンチローラ型の第２のワイピング装置を、前記多段圧延機４に付帯させて設け、本発明に係るワイピング装置およびその運転方法を、既存の圧延装置を利用して実施することもできる。
【００５５】
以上、本発明に係る多段圧延機のワイピング装置およびその運転方法によれば、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなる第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造としたので、圧延速度への追従性が向上し圧延材のスリップ傷発生を緩和することができる。
【００５６】
また、前記低慣性材料を、炭素繊維やガラス繊維等によって強化された繊維強化材料とすることによって、ローラの軽量化に伴う慣性の低減が図られるとともに、金属製外筒とすることにより外径の膨潤や摩耗が抑制されるので、樹脂系ローラの欠点である軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行を防止できる。
【００５７】
また、前記第２のワイピング装置が、前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えているので、このローラ圧力調整手段によって、前述した式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍが１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することにより、圧延材とローラ間が油膜の介在した流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなる。
＜実施例＞
【００５８】
次に、図１に示したような同一の圧延ラインを用い、第２のワイピング装置のローラとして、本発明に係る複層構造のローラ、金属ローラおよび樹脂ローラに順次取り替えて、下記共通条件にて圧延材を圧延テストしたテスト結果について述べる。
【００５９】
共通条件
・圧延機 ：ワークロール胴長６５０ｍｍ １２段圧延機
・圧延材 ：厚さ０．０５ｍｍ、幅５５０ｍｍのステンレス鋼
・圧延速度 ：２００〜３００ｍ／ｍｉｎ．
【００６０】
上記テストにおいて、第２のワイピング装置用ローラとして、炭素繊維強化樹脂を低慣性材料として構成した本発明に係るローラを使用した場合を実施例−１，２、前記第２のワイピング装置用ローラとして、金属ローラまたは樹脂ローラを使用した場合を比較例−１〜４とし、各々圧延材や前記ローラへの傷発生の有無、圧延材の蛇行および圧延材エッジ通過損傷の有無について確認した結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
【００６２】
実施例−１は、式（１）で計算される最大ローラ接触面圧Ｐｍを８ＭＰａの流体潤滑状態として圧延テストした結果であり、実施例−２は、前記最大ローラ接触面圧Ｐｍを１２ＭＰａの境界潤滑状態として圧延テストした結果を示している。
【００６３】
そして、炭素繊維強化樹脂を低慣性材料として構成した本発明に係るローラを用いたこれらの実施例のうち、最大ローラ接触面圧Ｐｍが１０ＭＰａ以下の流体潤滑状態にある前記実施例−１においては、全ての評価項目において特に不具合の発生は認められなかった。一方、１０ＭＰａ以上の境界潤滑状態として圧延テストした実施例−２においては、前記ローラと圧延材間の金属接触に起因する圧延材の接触傷の発生が認められた。
【００６４】
次に、金属ローラを使用した比較例−１および２においては、ローラの膨潤による圧延材の蛇行や表面硬度不足による圧延材エッジ通過損傷は生じなかったものの、ローラ接触面圧の大小に関係なく圧延材表面にスリップ傷が発生した。これは、金属ローラが重いため、結果的に慣性が大きくなり、加減速された圧延材の上記搬送条件に追従できなかったことによる。
【００６５】
更に、樹脂ローラを使用した比較例−３および４においては、樹脂部の膨潤により軸方向の線圧差が発生する結果、圧延材の蛇行を生じるとともに、圧延材によるエッジ通過損傷がローラ表面に発生した。
【００６６】
以上説明したように、本発明に係る多段圧延機のワイピング装置によれば、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなる第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造としたので、圧延速度への追従性が向上し圧延材のスリップ傷発生を緩和することができる。また、樹脂系ローラの欠点である軸方向線圧差発生による圧延材の蛇行を防止できる。
【００６７】
また、前記第２のワイピング装置の運転方法によれば、このワイピング装置が圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えているので、このローラ圧力調整手段によって、前述した式（１）から求められる最大ローラ接触面圧Ｐｍが１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することにより、圧延材とローラ間が油膜の介在した状流体潤滑状態に保持され、圧延材にローラ接触傷を発生させる恐れがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置の概要を説明するための圧延設備の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置とその運転方法について説明するための、ピンチローラ型ワイピング装置の模式的立断面である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視を示す模式的横断面図である。
【図４】図３のＸ部上半面を拡大して示した概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る多段圧延機のワイピング装置のローラ断面を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る多段圧延機のワイピング装置とその運転方法を説明するための、多段圧延機に付帯されたクリッピングローラの配置を変更して第２のワイピング装置として転用することを示す全体構成図である。
【図７】従来例に係るロールレベラー型ワイパーの概略を示す説明図である。
【図８】従来例に係るワイピング手段の実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｓ１…外筒，Ｓ２…内層，
１…圧延材，
２，２ａ…デフレクタロール， ３，３ａ…巻取リール，
４…多段圧延機，
５，５ａ…第１のワイピング装置， ６，６ａ，１０…第２のワイピング装置，
７，７ａ…ピンチローラ，
１１…ピンチローラ，１１ａ…上ローラ，１１ｂ…下ローラ，
１２ａ…，上フレーム，１２ｂ…下フレーム，
１３ａ，１３ｂ…軸受， １４…軸，
１５ａ，１５ｂ…ストッパー， １６…架台，
１７ａ…ローラ圧力調整手段，
１７ｂ…ローラ開閉手段，
２０…油膜， ２１…クリッピングローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延油を付与しつつ圧延材を圧延した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、前記圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなるピンチローラ型の第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置の一対のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造であることを特徴とする多段圧延機のワイピング装置。
【請求項２】
前記第２のワイピング装置が、前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の多段圧延機のワイピング装置。
【請求項３】
前記第２のワイピング装置のローラを構成する低慣性材料が、繊維強化複合材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の多段圧延機のワイピング装置。
【請求項４】
前記ローラ圧力調整手段によって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することを特徴とする請求項２に記載の多段圧延機のワイピング装置の運転方法。
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
【請求項１】
圧延油を付与しつつ圧延材を圧延した後に、前記圧延材上の圧延油を除去しながら巻き取る多段圧延機のワイピング装置であって、前記多段圧延機と圧延油を除去する第１のワイピング装置との間に、前記圧延材の上下に対向して配置された一対のローラからなるピンチローラ型の第２のワイピング装置を設けるとともに、この第２のワイピング装置の一対のローラが、低慣性材料からなる内層とその外周を覆う金属製外筒とを有する複層構造であることを特徴とする多段圧延機のワイピング装置。
【請求項２】
前記第２のワイピング装置が、前記圧延材とローラ間の圧力を調整するローラ圧力調整手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の多段圧延機のワイピング装置。
【請求項３】
前記第２のワイピング装置のローラを構成する低慣性材料が、繊維強化複合材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の多段圧延機のワイピング装置。
【請求項４】
前記ローラ圧力調整手段によって、ヘルツの公式から求められる次式（１）の最大ローラ接触面圧Ｐｍ［ＭＰａ］が、１０ＭＰａ以下となるように調整して運転することを特徴とする請求項２に記載の多段圧延機のワイピング装置の運転方法。
Ｐｍ＝４．０９９×√｛ｑＥ（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１ｒ２｝ （１）
ここで、ｑ：ローラ単位長さ当りの線荷重［ｋｇｆ／ｍｍ］，
Ｅ：ローラの縦弾性係数［ｋｇｆ／ｍｍ２］，
ｒ１，ｒ２：ピンチローラ各々の半径［ｍｍ］
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１６０３６９（Ｐ２００７−１６０３６９Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６２１７９（Ｐ２００５−３６２１７９）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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