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技術 孔型圧延における圧延油噴射装置

出願人 JFEスチール株式会社
発明者 駒城倫哉東悦男渡邉拓
出願日 2015年11月10日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-220589
公開日 2016年9月1日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2016-155168
状態 特許登録済
技術分野 圧延ロール・圧延スタンド・圧延機の駆動
主要キーワード フラットスプレーノズル 円弧面形 肉厚減少 使用量削減 圧延位置 上下非対称 サイドガイド装置 成形圧延
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

ロール孔型の必要とする部位に効率的に圧延油を付着することができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる孔型圧延における圧延油噴射装置を提供する。

解決手段

孔型圧延を行なうロール8の孔型11の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を孔型の内部に噴射する噴射ヘッド19と、ロールの外表面に供給されたロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材20とを備えている。

概要

背景

直線型鋼矢板などの形鋼は、素材上下対称熱間圧延してウェブの両端にフランジを有する粗形鋼片とする第1の工程と、粗形鋼片を上下非対称に熱間圧延してウェブを寸法調整し、且つフランジを突条を含む継手素形に成形する第2の工程と、突条を熱間曲げ成形圧延して曲がり爪となすことにより継手素形を継手部に仕上げる第3の工程とを有す孔型圧延で製造される(例えば、特許文献1)。
この形鋼の孔型圧延は、外周面周溝孔型)を形成した圧延ロールを使用して圧延を行なうものであり、第2の工程においては、形鋼のウェブが孔型ロール圧下方向肉厚減少方向が一致して圧延されるのに対し、継手素材を成形する形鋼のフランジは圧延ロールの圧下方向と肉厚減少方向が一致せずに圧延されるため、形鋼のフランジが当接する孔型の内側壁摩擦力が発生する。

この第2の工程において、継手素材と孔型の内側壁との間に大きな摩擦力が発生すると、継手素材の圧延成形に悪影響を与えるとともに、継手素材にしわ疵が発生して品質の面で問題がある。
そこで、形鋼の孔型圧延では、圧延ロールの孔型の内側壁に向けて圧延油噴射する圧延油噴射装置を備え、この圧延油噴射装置で継手素材と孔型の内側壁との間に圧延油を介在させることで、継手素材と孔型の内側壁との間に発生する摩擦力を低減するようにしている。

概要

ロールの孔型の必要とする部位に効率的に圧延油を付着することができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる孔型圧延における圧延油噴射装置を提供する。孔型圧延を行なうロール8の孔型11の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を孔型の内部に噴射する噴射ヘッド19と、ロールの外表面に供給されたロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材20とを備えている。

目的

本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ロールの孔型の必要とする部位に効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる孔型圧延における圧延油噴射装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

孔型圧延を行なうロール孔型の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を前記孔型の内部に噴射する噴射ヘッドと、前記ロールの外表面に供給されたロール冷却水が前記孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材と、を備えていることを特徴とする孔型圧延における圧延油噴射装置

請求項2

前記噴射ヘッドは、前記孔型の内側壁に対向した噴射ノズルを設けていることを特徴とする請求項1記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。

請求項3

前記水切り部材は、前記孔型の内部に入り込む孔型水切り部を備えた形状とし、前記噴射ヘッドは、前記水切り部材の下面に沿って一体に固定され、且つ、前記噴射ノズルを設けたヘッド先端側が前記孔型水切り部の下面に位置していることを特徴とする請求項2記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。

請求項4

前記噴射ヘッドの外観形状を、前記孔型の内部に入り込む孔型水切り部を備えた前記水切り部材の形状とし、前記噴射ヘッドの内部に前記圧延油が流れる油路を形成し、この油路から分岐して前記噴射ノズルを形成したことを特徴とする請求項2記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。

請求項5

前記孔型水切り部の外周から突出する帯状遮水部材を設け、前記孔型水切り部が前記孔型の内部に入り込んだ際に、前記遮水部材が前記孔型の内部に密接するようにしたことを特徴とする請求項3又は4に記載の孔型圧延における圧延油噴射装置。

請求項6

前記孔型のロール半径方向の深さをD、前記孔型のロール軸方向開口幅をWとすると、前記深さDの値が、前記開口幅Wの値より大きいことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の圧延油噴射装置。

請求項7

D/Wが4以上であることを特徴とする請求項6記載の圧延油噴射装置。

技術分野

0001

本発明は、孔型を設けたロールを使用して直線型鋼矢板などの形鋼を製造する孔型圧延において孔型に圧延油噴射する圧延油噴射装置に関する。

背景技術

0002

直線型鋼矢板などの形鋼は、素材上下対称熱間圧延してウェブの両端にフランジを有する粗形鋼片とする第1の工程と、粗形鋼片を上下非対称に熱間圧延してウェブを寸法調整し、且つフランジを突条を含む継手素形に成形する第2の工程と、突条を熱間曲げ成形圧延して曲がり爪となすことにより継手素形を継手部に仕上げる第3の工程とを有す孔型圧延で製造される(例えば、特許文献1)。
この形鋼の孔型圧延は、外周面周溝(孔型)を形成した圧延ロールを使用して圧延を行なうものであり、第2の工程においては、形鋼のウェブが孔型ロール圧下方向肉厚減少方向が一致して圧延されるのに対し、継手素材を成形する形鋼のフランジは圧延ロールの圧下方向と肉厚減少方向が一致せずに圧延されるため、形鋼のフランジが当接する孔型の内側壁摩擦力が発生する。

0003

この第2の工程において、継手素材と孔型の内側壁との間に大きな摩擦力が発生すると、継手素材の圧延成形に悪影響を与えるとともに、継手素材にしわ疵が発生して品質の面で問題がある。
そこで、形鋼の孔型圧延では、圧延ロールの孔型の内側壁に向けて圧延油を噴射する圧延油噴射装置を備え、この圧延油噴射装置で継手素材と孔型の内側壁との間に圧延油を介在させることで、継手素材と孔型の内側壁との間に発生する摩擦力を低減するようにしている。

先行技術

0004

特許第3671783号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、従来の圧延油噴射装置は、圧延ロールの孔型に対して離れた位置から圧延油を噴射しており、孔型の必要とする部位(内側壁)以外に圧延油が飛散してしまうので、圧延油の使用量が多くなっているのが現状である。
また、圧延中の圧延ロールは、ロール冷却水が接触することで冷却されているが、孔型の内部にロール冷却水が流れ込むと、圧延油噴射装置から噴射した圧延油が孔型の内側壁に付着しにくい。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ロールの孔型の必要とする部位に効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる孔型圧延における圧延油噴射装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る孔型圧延における圧延油噴射装置は、孔型圧延を行なうロールの孔型の内部に入り込み、供給されてきた圧延油を前記孔型の内部に噴射する噴射ヘッドと、前記ロールの外表面に供給されたロール冷却水が前記孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材と、を備えている。

発明の効果

0007

本発明に係る孔型圧延における圧延油噴射装置によれば、水切り部材がロールの外表面に供給されたロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止するので、孔型の内部に圧延油が付着するのを良好とすることができるとともに、噴射ヘッドがロールの孔型の内部に入り込み、圧延油を外部に飛散させず、孔型の内部に効率的に付着させることができるので、圧延油の使用量を削減することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明に係る直線型鋼矢板の孔型圧延工程の一例を示す孔型系列図である。
図1で示した孔型圧延工程において上下一対の圧延ロールが上下非対称の圧延を行なっている状態を示す断面図である。
図2のIV−IV線矢視図である。
孔型圧延工程における圧延油噴射装置を上方から示した図である。
孔型圧延工程における圧延油噴射装置を側方から示した図である。
圧延油噴射装置を構成する第1実施形態の水切り部材及び噴射ヘッドを示す図である。
第1実施の水切り部材及び噴射ヘッドをロールの孔型の内部に配置した状態を示す図である。
圧延油噴射装置を構成する第2実施形態の水切り機能を備えた噴射ヘッドを示す図である。
上下一対の圧延ロールを構成する第3実施形態の上部圧延ロールの孔型の形状を示す要部断面図である。
本発明とは異なる構成の比較例の孔型圧延工程を圧延油噴射装置の側方から示した図である。

実施例

0009

以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る直線型鋼矢板(形鋼)の孔型圧延工程の一例を示す孔型系列図であり、第1の工程〜第3の工程で形鋼が製造されている。
第1の工程は、素材Aを、例えば孔型K14〜K11を形成した上下一対の圧延ロールにより上下対称に圧延してウェブ1の両端にフランジ2を有する粗形鋼片Bを成形する工程である。

0010

また、第2の工程は、粗形鋼片Bを、例えば孔型K10〜K3を形成した上下一対の圧延ロールにより上下非対称に圧延してウェブ1の寸法(幅、厚み)を調整するとともにフランジ2を突条3と玉爪4を有する継手素形に成形する工程である。
さらに、第3の工程は、突条3を例えば孔型K2、K1を形成した上下一対の圧延ロールにより外側(ウェブ1側とは反対側)に押し曲げて曲がり爪5を形成してフランジ2を継手部6に仕上げる工程である。
図2及び図3は、前述した第2の工程の孔型K7を構成する上部圧延ロール8及び下部圧延ロール9の具体的な形状を示すものである。

0011

上部圧延ロール8は、図2に示すように、ロール軸8a方向に沿う方向の中央部に縮径部10が形成されているとともに、縮径部10の軸方向両端部に、周溝からなる孔型11,12が形成されている。一方の孔型11は、ロール軸8aに交叉する方向に設けた円弧面形状の第1の内側壁11aと、この第1の内側壁11aに対向している円弧面形状の第2の内側壁11bと、これら第1及び第2の内側壁11a,11bにロール軸8a側で連続している底部11cとで構成されている。
また、他方の孔型12は、図2に示すように、円弧面形状の第1の内側壁12aと、この第1の内側壁12aに対向している円弧面形状の第2の内側壁12bと、これら第1及び第2の内側壁12a,12bにロール軸8a側で連続している底部12cとで構成されている。

0012

下部圧延ロール9は、ロール軸9aに沿う方向の中央部であって、上部圧延ロール8の縮径部10に対向する位置に拡径部13が形成されている。
そして、上部圧延ロール8及び下部圧延ロール9が図3の矢印方向に回転することで、上部圧延ロール8の縮径部10と下部圧延ロール9の拡径部13との間を通過するウェブ1が肉厚が減少して圧延され、上部圧延ロール8の孔型11,12をフランジ2が通過することで突条3が成形され、上部圧延ロール8の孔型11,12の外側と下部圧延ロール9の拡径部13に向う傾斜面との間のフランジ2が通過することで玉爪4が形成されていく。
ここで、上部圧延ロール8の孔型11,12が突条3、玉爪4を成形する際には、フランジ2と、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b及び孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bとの間に摩擦力が発生する。この摩擦力が大きくなると、突条3が形状不良で成形され、或いは、突条3にしわ疵が発生するおそれがある。

0013

[第1実施形態]
図4に示すように、上部圧延ロール8の孔型11,12の内部に圧延油を噴射する第1実施形態の一対の圧延油噴射装置15,16が配置されている。
孔型11の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置15は、図5に示すように、圧延油供給部17と、圧延油供給部17に給油パイプ18を介して接続されており、先端が孔型11の内部に入り込んでいる筒形状の噴射ヘッド19と、一部が孔型11の内部に入り込むように配置した水切り部材20と、を備えている。
水切り部材20は、図6(b)に示すように、2枚の板材21,22と、これら板材21,22の間に層状に重ねて一体化したフェルト材23とで構成されている。
一方の板材21は、図6(a)に示すように、本体部21aと、上部圧延ロール8を上方から見た際に孔型11の溝形状より僅かに小さな形状として本体部21aから連続して形成した孔型水切り部21bと、を備えている。また、他方の板材22も、板材21と同形状の本体部22a及び孔型水切り部22bを有する部材である(図7参照)。

0014

そして、板材21,22の間に一体化されたフェルト材23は、板材21の孔型水切り部21b及び板材22の孔型水切り部22bより大きな形状とされ、孔型水切り部21b,22bの周囲から帯状フェルト端部23aが突出している。
また、噴射ヘッド19は、図6(b)に示すように、水切り部材20の板材21の外面に沿って固定され、本体部21aから孔型水切り部21bの先端に向けて延在している。
水切り部材20の孔型水切り部21b側に位置する噴射ヘッド19の先端側には、図6(a)の左側を向く複数の噴射ノズル24と、図6(a)の右側を向く複数の噴射ノズル25と、図6(a)の上方を向く(孔型水切り部21bの先端を向く)噴射ノズル26が形成されている。

0015

図4の符号32,33は、粗形鋼片Bを上部圧延ロール8及び下部圧延ロール9の圧延位置に案内するサイドガイド装置である。
圧延油噴射装置15は、粗形鋼片Bの進行方向に対して左側に配置したサイドガイド装置32の上部に圧延油供給部17を設置し、圧延油供給部17の上方位置の給油パイプ18を、その先端部が、粗形鋼片Bの進行方向前方を向き、且つ上部圧延ロール8のロール軸8aを向くように曲げ、給油パイプ18の先端部に、水切り部材20を上部に位置した噴射ヘッド19の基部19aを接続している。

0016

これにより、図5及び図7に示すように、水切り部材20の孔型水切り部21b,22bが孔型11の内部に入り込み、水切り部材20の下部に位置する噴射ヘッド19の噴射ノズル24が孔型11の第2の内側壁11bに対向し、噴射ノズル25が孔型11の第1の内側壁11aに対向し、噴射ノズル26が孔型11の底部11cに対向する。
そして、図7に示すように、水切り部材20の孔型水切り部21b,22bの周囲から突出している帯状のフェルト端部23aが、孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに密接する。

0017

また、図4に示す上部圧延ロール8の孔型12の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置16も、圧延油供給部17と、圧延油供給部17に給油パイプ18を介して接続されており、先端が孔型12の内部に入り込んでいる筒形状の噴射ヘッド19と、一部が孔型12の内部に入り込むように配置した水切り部材31と、を備えている。
水切り部材31は、前述した水切り部材20と同様に、2枚の板材とフェルト材(不図示)とを備えており、異なる点は、水切り部材20に対して2枚の板材とフェルト材の形状が左右逆になっていることである。

0018

そして、圧延油噴射装置16の水切り部材31も一部が孔型12の内部に入り込み、水切り部材31の下部に位置する噴射ヘッド19が、孔型12の第2の内側壁12bに対向する噴射ノズル24と、孔型12の第1の内側壁12aに対向する噴射ノズル25と、孔型12の底部12cに対向する噴射ノズル26を備えている。また、水切り部材31の孔型水切り部の周囲から突出している帯状のフェルト端部23aが孔型12の第1の内側壁12a、第2の内側壁12b及び底部12cに密接する。
そして、図5に示すように、第2の工程の孔型K7を構成する上部圧延ロール8及び下部圧延ロール9が矢印方向に回転することで、図5の右側から通板されてきた形鋼片Bが上下非対称に圧延されていく。この圧延中、上部圧延ロール8は、上部圧延ロール8の上方から供給されるロール冷却水で冷却される。また、下部圧延ロール9は、下部圧延ロール9の下方から供給されるロール冷却水で冷却される。

0019

また、図4で示した一対の圧延油噴射装置15,16は、それぞれの圧延油供給部17から給油パイプ18を介して噴射ヘッド19に圧延油が供給されることで、噴射ノズル24〜26から圧延油が外部に噴射する。
一方の圧延油噴射装置15の噴射ヘッド19は、上部圧延ロール8の孔型11の内部に入り込み、噴射ノズル24が第2の内側壁11bに対向し、噴射ノズル25が第1の内側壁11aに対向し、噴射ノズル26が底部11cに対向しているので、噴射ノズル24〜26から噴射した圧延油が、孔型11の外部に飛散せず、孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに均一に付着する。

0020

また、他方の圧延油噴射装置16の噴射ヘッド19も、上部圧延ロール8の孔型12の内部に入り込み、噴射ノズル24が第2の内側壁12bに対向し、噴射ノズル25が第1の内側壁12aに対向し、噴射ノズル26が底部12cに対向しているので、噴射ノズル24〜26から噴射した圧延油が、孔型12の外部に飛散せず、孔型12の第1の内側壁12a、第2の内側壁12b及び底部12cに均一に付着する。
そして、一対の圧延油噴射装置15,16は、噴射ヘッド19の上部に、一部が孔型11,12の内部に入り込む水切り部材20、31を備えているので、上部圧延ロール8に供給されたロール冷却水が孔型11,12に流れ込むのを水切り部材20,31で阻止する。

0021

なお、本発明に係るロールが上部圧延ロール8に対応し、本発明に係る孔型の内側壁が、ロール軸8a方向に交叉する方向に設けた孔型11の第1の内側壁11aと、この第1の内側壁11aに対向している第2の内側壁11bと、ロール軸8a方向に交叉する方向に設けた孔型12の第1の内側壁12aと、この第1の内側壁12aに対向している第2の内側壁12bに対応し、本発明に係る遮水部材がフェルト端部23aに対応している。
ここで、水切り部材20は、孔型11に入り込む孔型水切り部21b、22bと、これら孔型水切り部21b、22bの周囲から帯状に突出するフェルト端部23aと、を備えているので、フェルト端部23aが孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに密接しているので、ロール冷却水が孔型11に進入しようとしても、フェルト端部23aが確実に阻止する。また、水切り部材31も、水切り部材20と同一構造なので、ロール冷却水が孔型12に進入しようとするのを、孔型水切り部の周囲から帯状に突出するフェルト端部が確実に阻止する。

0022

このように、第1実施形態の一対の圧延油噴射装置15,16は、噴射ヘッド19が上部圧延ロール8の孔型11,12の内部に入り込み、噴射ヘッド19の噴射ノズル24,25が、孔型11の第1及び第2の内側壁11b,11aに対向し、孔型12の第1及び第2の内側壁12b,12aに対向しているとともに、噴射ヘッド19の上部に、孔型11,12の内部にロール冷却水が流れ込むのを阻止する水切り部材20,31が配置されているので、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bにロール冷却水が流れ込まず、噴射ヘッド19の噴射ノズル24,25から噴射した圧延油を、孔型11、12の外部に飛散させず、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bに均一に付着させることができる。

0023

したがって、第1実施形態の一対の圧延油噴射装置15,16を使用することで、上部圧延ロール8の孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bに効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる。
そして、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bに効率的に圧延油が付着することで、フランジ2と、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b及び孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bとの間の摩擦力が低減し、突条3の形状不良、しわ疵の発生を防止することができる。
また、第1実施形態の一対の圧延油噴射装置15,16は、板状の水切り部材20,31の下面に沿って噴射ヘッド19を固定した簡便な構造なので、圧延油噴射装置15,16の製作コストの低減化を図ることができる。

0024

また、水切り部材20は、孔型11に入り込む孔型水切り部21b、22bの周囲から帯状に突出するフェルト端部23aが孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに密接しており、水切り部材31も、水切り部材20と同様に、孔型12に入り込む孔型水切り部の周囲から帯状に突出するフェルト端部が孔型12の第1の内側壁12a、第2の内側壁12bに密接しているので、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bへのロール冷却水の流れ込みを確実に阻止することができ、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bへの圧延油の付着を良好とすることができる。
なお、図5で示した第1実施形態の圧延油噴射装置15,16は、第2の工程の孔型K7を構成する上部圧延ロール8の孔型11,12内部に圧延油を噴射する装置であるが、図1で示した第2の工程を構成する他の孔型K6〜K3を構成する上部圧延ロールにも、孔型の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置が配置されている。

0025

[第2実施形態]
次に、図8に示すものは、圧延油噴射装置を構成する第2実施形態の噴射ヘッド27を示すものである。
この第2実施形態の噴射ヘッド27は、水切り機能を備えたものであり、図4の上部圧延ロール8の孔型12の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置16を構成するものである。
噴射ヘッド27は、板状の本体部27aと、上部圧延ロール8を上方から見た際に孔型12の溝形状より僅かに小さな形状として本体部27aから連続して形成されている板状の孔型水切り部27bとを備えている。
そして、この噴射ヘッド27には、本体部27aから孔型水切り部27bの先端まで内部を延在する油路28が形成されており、この油路28の本体部27a側の開口部28aに給油パイプ18が接続され、油路28の孔型水切り部27bの先端で開口する開口部が噴射ノズル29aとされている。

0026

そして、孔型水切り部27bの内部を延在する油路28から分岐して孔型水切り部27bの一方の側面で複数の噴射ノズル29bが開口し、孔型水切り部27bの他方の側面で複数の噴射ノズル29cが開口している。
さらに、孔型水切り部27bの全域及び本体部27aの一部の側面上部に、帯状のゴム部材30が外方に突出した状態で固定されている。
なお、本発明に係る遮水部材がゴム部材30に対応している。
第2実施形態の噴射ヘッド27は、上部圧延ロール8の孔型12の内部に入り込み、噴射ノズル29bが第2の内側壁12bに対向し、噴射ノズル29cが第1の内側壁12aに対向し、噴射ノズル29aが底部11cに対向しているので、噴射ノズル29a〜29cから噴射した圧延油が、孔型11の外部に飛散せず、孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに均一に付着する。

0027

また、第2実施形態の噴射ヘッド27は、孔型水切り部27bが孔型11に入り込む際に、孔型水切り部27bの側面上部から帯状に突出するゴム部材30が孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに密接するので、ロール冷却水が孔型11に進入しようとするのをゴム部材30が確実に阻止する。
また、図4の上部圧延ロール8の孔型11の内部に圧延油を噴射する圧延油噴射装置15に、第2実施形態の噴射ヘッド27に対して外観形状が左右逆になっている噴射ヘッド27を使用し、この噴射ヘッド27が上部圧延ロール8の孔型11の内部に入り込むと、噴射ノズル29bが第2の内側壁11bに対向し、噴射ノズル29cが第1の内側壁11aに対向し、噴射ノズル29aが底部11cに対向しているので、噴射ノズル29a〜29cから噴射した圧延油が、孔型11の外部に飛散せず、孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに均一に付着する。

0028

また、第2実施形態の噴射ヘッド27の孔型水切り部27bが孔型11に入り込む際に、孔型水切り部27bの側面上部から帯状に突出するゴム部材30が孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b及び底部11cに密接するので、ロール冷却水が孔型11に進入しようとするのをゴム部材30が確実に阻止する。
したがって、第2実施形態の噴射ヘッド27を使用すると、上部圧延ロール8の孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,11bに効率的に圧延油を付着させることができるとともに、圧延油の使用量を削減することができる。

0029

また、第2実施形態の噴射ヘッド27はロール冷却水の水切り機能を備えており、圧延油噴射装置15,16の構成部品数が減少するので、製作コストの低減化を図ることができる。
また、第2実施形態の噴射ヘッド27は、孔型11,12に入り込む孔型水切り部27bの側面から帯状に突出するゴム部材30が、孔型11の第1の内側壁11a、第2の内側壁11b、底部11c、孔型12の第1の内側壁12a、第2の内側壁12b、底部12cに密接しており、孔型11,12へのロール冷却水の流れ込みを確実に阻止することができるので、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bへの圧延油の付着を良好とすることができる。

0030

次に、本発明を適用することで圧延油を付着させる効果が大きく得られる孔型について説明する。
本発明を適用することが好適な圧延ロールは、孔型圧延を行う上下一対の圧延ロールのうち第2の工程の孔型K7〜K3を構成する上部圧延ロール8である。
図9に示すものは、第2の工程の複数の孔型のうち孔型K7を構成する上部圧延ロール8の要部を示すものである。
この上部圧延ロール8は、縮径部10の軸方向の一端側に形成されている一方の孔型11が、縮径部10から底部11cまでのロール半径方向の深さをDとし、ロール軸8aに沿う方向の第1の内側壁11aと第2の内側壁11bとの間の開口幅をWとすると、深さDが開口幅Wより大きい値に設定されている。具体的には、D/Wが4以上に設定されている。また、図示しないが、縮径部10の軸方向の他端側に形成されている他方の孔型12も、縮径部10から底部12cまでのロール半径方向の深さをDとし、ロール軸8aに沿う方向の第1の内側壁12aと第2の内側壁12bとの間の開口幅をWとすると、D/Wが4以上に設定されている。

0031

上部圧延ロール8の孔型11,12に、例えば図4で示した一対の圧延油噴射装置15,16が孔型11,12の内部に配置して圧延油を噴射して第2の工程を行うと、上部圧延ロール8の孔型11,12は、深さDが開口幅Wに対して大きく設定されているにもかかわらず、噴射ノズル24が第2の内側壁11b,12bに対向し、噴射ノズル25が第1の内側壁11a,12aに対向しているので、孔型11,12の内部に噴射された圧延油が、第1及び第2の内側壁11a,11b、第1及び第2の内側壁12a,12bの全域に効率的に付着する。

0032

したがって、上部圧延ロール8は、圧延油が孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b、孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bの全域に効率的に付着することで、フランジ2と、孔型11の第1及び第2の内側壁11a,11b及び孔型12の第1及び第2の内側壁12a,12bとの間の摩擦力がさらに低減し、突条3の形状不良、しわ疵の発生を確実に防止することができる。
そして、上部圧延ロール8の孔型11,12の深さDが開口幅Wよりも大きい、特にD/Wの値が4以上であるような幅が狭く深さが深い孔型に対して、濃度が低い圧延油を孔型11,12の内部に噴射しても、第1及び第2の内側壁11a,11b、第1及び第2の内側壁12a,12bの全域に圧延油が効率的に付着する。したがって、上部圧延ロール8の孔型11,12の深さDが開口幅Wよりも大きい、具体的にはD/Wが4以上である場合に、本発明のように孔型の内部に入り込む噴射ヘッドを有し、かつ、ロール冷却水が孔型の内部に流れるのを阻止する水切り部材を有する圧延油噴射装置を用いることが、孔型の内部に入り込まない噴射ヘッドを有する圧延油噴射装置を用いることに対して、特に効果がある。そして、本発明の圧延油噴射装置を用いれば、深さDが開口幅Wよりも大きい、特にD/Wが4以上である場合であっても、圧延油の使用量を削減しながら、突条3の形状不良、しわ疵の発生を確実に防止することができる。

0033

[実施例]
直線型鋼矢板(形鋼)を形成する第2の工程について、本発明と比較例(図10)とで比較する。
本発明は、上部圧延ロール8を使用した上下一対の圧延ロールの孔型11,12の内部(第1及び第2の内側壁11a,11bの間と、第1及び第2の内側壁12a,12bの間)に、図4で示した一対の圧延油噴射装置15,16を配置し、一対の圧延油噴射装置15,16の噴射ノズル24〜26から圧延油が噴射するようにした。そして、圧延油は、鉱油ベースとして合成エステルを添加した市販油を使用し、圧延油の濃度は2%に設定されている。
そして、本発明では、上下一対の圧延ロールを構成する上部圧延ロール8は、孔型K7を構成する上部圧延ロール8の孔型11,12の深さD、開口幅をWの具体的な値が、D=120mm、W=27mmであり、D/Wの比が4.44に設定されている。そして、孔型K6、K5…を構成する上部圧延ロール8は、孔型の番号が小さくなるに従いD、Wの数値が小さくなりながらD/Wの比が4以上に設定され、孔型K3を構成する上部圧延ロール8の深さD、開口幅をWの具体的な数値は、D=90mm、W=21mmであり、D/Wの比が4.29に設定されている。

0034

一方、図10で示す比較例は、圧延油噴射装置34を上下一対の圧延ロールの上部圧延ロール8の内部に配置している。
ここで、比較例の圧延油噴射装置34は、第1実施形態の水切り部材20と同一構成のものを使用している。しかし、比較例の圧延油噴射装置34は、給油パイプ18に接続している噴射ノズルチップ35が、一般的なフラットスプレーノズルチップであり、上部圧延ロール8の孔型11,12の外部に配置されている。
本発明は、孔型11,12の内部(第1及び第2の内側壁11a,11bの間と、第1及び第2の内側壁12a,12bの間)に噴射された圧延油が、第1及び第2の内側壁11a,11b、第1及び第2の内側壁12a,12bの全域に効率的に付着するので、焼きつき疵や、しわ疵のない良好な直線型鋼矢板(形鋼)を安定して製造することができた。

0035

これに対して、比較例では、製品(形鋼)の突条を形成すべき継手部に焼きつき疵や、しわ疵が発生してしまい、一部の製品については、潤滑不足に伴い発生した摩擦力の影響で継手部の肉不足が発生した。
このため、比較例では、良好な形状の形鋼を得るために、圧延油の濃度を上昇させた。そして、圧延油の濃度を10%にまで上昇させて、ようやく、本発明で製造した形鋼と同等の製品が圧延できるようになった。このように、比較例は、圧延油の濃度を本発明より上昇させなければならないので、圧延油の使用量削減の面で問題がある。

0036

このように、本発明は、上下一対の圧延ロールを構成する上部圧延ロール8の孔型11,12の深さDを開口幅Wより大きくし、孔型11,12の内部に一対の圧延油噴射装置15,16を配置して第2の工程を行ったことで、突条3の形状不良、しわ疵の発生を確実に防止した高品質の形鋼を製造することができる。
そして、上部圧延ロール8の孔型11,12の深さD及び開口幅Wの関係を、D/Wを4以上に設定してあるにもかかわらず、圧延油の使用量を大幅に削減しながら、高品質の形鋼を製造することができる。

0037

なお、上述した各実施形態では、直線型鋼矢板の圧延での適用例を示したが、同様に、レール足部溝形鋼のフランジ部をクローズドカリバーで孔型圧延する場合にも、有効である。

0038

1ウェブ
2フランジ
3突条
4 玉爪
5 曲がり爪
6継手部
8 上部圧延ロール
8aロール軸
9 下部圧延ロール
10縮径部
11,12孔型
11a,12a 第1の内側壁
11b,12b 第2の内側壁
11c,12c 底部
13 拡径部
15,16圧延油噴射装置
17 圧延油供給部
18給油パイプ
19噴射ヘッド
19a 噴射ヘッドの基部
20,31水切り部材
21,22板材
21a,22a 本体部
21b,22b 孔型水切り部
23フェルト材
23aフェルト端部
24,25,26噴射ノズル
27 噴射ヘッド
27a 本体部
27b 孔型水切り部
28油路
29a,29b,29c 噴射ノズル
30帯状のゴム部材
32,33サイドガイド装置
A素材
B 粗形鋼片

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