JP2001276904A - 薄板の圧延方法および圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業ロールの力学的負担を小さくすることに
より、４フィートを超える程度にまで圧延幅を拡大する
こと等を可能にする。 【解決手段】 上下の補強ロール１３・１４の間に直径
の異なる一対の作業ロール１１・１２を配置し、それら
作業ロールのうち大径のロール１２のみを駆動すること
により薄板ｘを圧延する方法である。上記作業ロールの
うち小径作業ロール１１を、ミルセンタ上またはそれよ
り圧延方向下流側に配置し、大径作業ロール１２は、小
径作業ロール１１よりもさらに圧延方向下流側に配置し
て圧延を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、異径ロ
ールミルなどと呼ばれる圧延機を用いて薄板を圧延する
にあたり、圧延荷重を高くし得るようにし、圧延機を大
型化して幅の広い板を圧延すること等を可能にする圧延
方法および圧延機に関するものである。

【従来の技術】一般に異径ロールミルなどと呼ばれる圧
延機は、上下の補強ロールによって支持された上下一対
の作業ロールについて直径を異ならせ、大径の（つまり
直径の大きい方の）作業ロールのみをモータ等で駆動す
ることにより板を圧延する。一方の作業ロールが小径で
あること等により、作業ロールが同一径である一般の圧
延機に比べると、小さな圧延荷重（圧下力）で大きな圧
下量をとることができ、したがって薄い鋼板を圧延する
のに有利である。圧延荷重が小さくてすむことから、ロ
ールのフラットニングによる板のエッジドロップを抑制
して板厚偏差の少ない鋼板を製造できるという利点もあ
る。一般に圧延機においては、図８のように補強ロール
１３’・１４’に対して一対の作業ロール１１’・１
２’が同じ量ｅだけ圧延方向下流側にオフセットされて
使用されることが多い。下流側へオフセットさせるの
は、圧延方向上流側へオフセットさせるよりも、圧延さ
れる板に対する荷重条件が安定するからである。なお、
関連技術を示す文献として特公昭５１−４７４２１号公
報がある。

【発明が解決しようとする課題】薄板の熱間圧延技術に
関しては、近年、圧延幅（圧延される板の幅）を広くす
るとともに板厚を薄くすること、さらには圧延機１スタ
ンドあたりの圧延率を向上させることが要求されてい
る。しかし、異径ロールミルでは一方の作業ロールが小
径であるため、これらの要求に応えようとするとその小
径作業ロールの機械的強度が不足しがちである。具体的
には、当該ロールのうちとくにロールネック部、すなわ
ち圧延に使用される胴の部分とその両側の軸受による支
持部分との間の、段差を含む部分（図６における符号１
１ｎの部分）に高い応力が発生する。そのため、異径ロ
ールミルによって鋼板を熱間圧延する場合の圧延幅の上
限は４フィート（約１２００ｍｍ）であった。圧延幅が
４フィートを超えると、荷重が小さくてすむ異径ロール
ミルにおいても圧延荷重は３０００トン（３０００ｔｆ
＝２．９４×１０⁷Ｎ）を超え、機械強度上問題のある
ほどの応力が小径作業ロールにおける上記のロールネッ
ク部等に発生するからである。請求項の発明は、作業ロ
ールの力学的負担を小さくすることにより、４フィート
を超える程度にまで圧延幅を拡大することを含めて、薄
板の熱間圧延に関する上述の要求に応えようとするもの
である。

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した薄板
の圧延方法は、上下の補強ロールの間に直径の異なる一
対の作業ロールを配置し、それら作業ロールのうち大径
のもののみを駆動することにより（つまりいわゆる異径
ロールを使用して）薄板を圧延する方法であって、上記
作業ロールのうち小径作業ロールを、ミルセンタ（つま
り、補強ロールの各中心線を含む平面）上またはそれよ
り圧延方向下流側に配置し、大径作業ロールは小径作業
ロールよりもさらに圧延方向下流側に配置して圧延を行
うことを特徴とする。この圧延方法では、上記一対の作
業ロールのうちいずれをも、補強ロールの中心線間を通
るミルセンタに対して圧延方向上流側へはオフセットさ
せないので、図８に紹介した従来の圧延機と同様、圧延
される板に対する荷重条件が安定し、薄板に対する圧延
を円滑に継続させることができる。この圧延方法の大き
な特徴は、圧延幅を広くするなど圧延荷重を大きくする
場合にも作業ロールの力学的負担を軽減し得ることであ
る。軽減し得る理由はつぎのように説明できる。異径ロ
ールミルによって薄板を圧延する場合、小径作業ロール
のうち軸受によって支持される部分には下記a)〜c)のよ
うな力が作用する。すなわち、 a) 大径の作業ロールのみが回転駆動されることに基づ
き、被圧延材である板を介して受ける、圧延方向下流側
へ向かう水平力（図３における力ＳＲ₁） b) 板の形状制御のために、圧延方向と直角な平面（鉛
直平面）内で作業ロールにかけられるロールベンダー力
Ｐ_B（図示せず）、そして、 c) 上下から圧延荷重を受けることにより作用する力で
あって、大径作業ロールおよび補強ロールとの接触によ
って受ける力の水平成分（図２のＳＢ₁とＳＤ₁）との差
の相当する水平力（図２のＰ_mt）である。このような力
が軸受による支持部分に作用することにより、前述のロ
ールネックの部分に応力が発生する。いずれの力も圧延
時に必ず発生するものであるが、上記c)のように大径作
業ロールと補強ロールとのそれぞれからの力（ＳＢ₁、
ＳＤ₁）によって決まる水平力（Ｐ_mt）ついては、補強
ロールに対する大径・小径の各作業ロールの配置、すな
わちオフセット量によって、その大きさが（場合によっ
ては向きも含めて）異なる。請求項１の発明では、小径
作業ロールのオフセット量（ゼロの場合を含む）よりも
大径作業ロールのオフセット量を大きくすることによ
り、上記c)の水平力（Ｐ_mt）のうち大径作業ロールとの
接触によって受ける力の水平成分（ＳＢ₁）を圧延方向
上流側へ向ける。これによってc)の水平力（Ｐ_mt）は小
さくなり、または圧延方向上流側へ向かって作用するの
で、上記a)の水平力（ＳＲ₁）との合力として小径作業
ロールに作用する水平方向の力は小さくなる。水平方向
の力が小さくなると、上記b)のように鉛直方向に作用す
る力に変化がなくても、小径作業ロールの力学的負担は
当然ながら軽減する。そうなると、小径作業ロールより
は強度上有利である大径作業ロールの力学的負担にも考
慮しながら圧延荷重を高めることにより、圧延幅（板
幅）を広くしたり板厚を薄くしたり、さらには圧延機１
スタンドによる圧延率を向上させたりすることが可能に
なる。請求項２に記載した薄板の圧延方法はとくに、ロ
ールネック部の直径が約２７０ｍｍ以下の小径作業ロー
ルを使用し、圧延荷重を約３０００トン（３０００ｔｆ
＝２．９４×１０⁷Ｎ。「１トン」＝１ｔｆ＝９８００
Ｎと換算される）以上にして圧延する際、ミルセンタに
対する小径作業ロールのオフセット量ｅ₁と、その小径
作業ロールからの大径作業ロールのオフセット量ｅ
₂（ｅ₁およびｅ₂については図１等を参照）とについ
て、 ０ｍｍ ≦ ｅ₁ かつ ０ｍｍ ＜ ｅ₂ ＜ ７ｍｍ とすることを特徴とする。なお、小径作業ロールにおい
てロールネック部の直径が約２７０ｍｍ以下である場
合、そのロールのうち板と直接接する胴の部分も、軸受
その他の支持手段との関係で相当に細く（たとえば直径
４００ｍｍ前後以下に）構成される。請求項１について
述べたように、圧延荷重が大きい場合には、ミルセンタ
に対して一対の作業ロールをともに圧延方向下流側へオ
フセットさせるとともに、小径作業ロールのオフセット
量よりも大径作業ロールのオフセット量を大きくとるこ
と、すなわち、オフセット量ｅ₁・ｅ₂について ０ ≦ ｅ₁ かつ ０ｍｍ ＜ ｅ₂ とするのが一般的に有利である。しかし、小径作業ロー
ルの直径が小さいほど異径ロールミルを使用する利点が
あり圧延荷重が高いほど圧延幅の拡大等が可能であるこ
とに基づいて、小径作業ロールのロールネック部の直径
を約２７０ｍｍ以下とし圧延荷重を約３０００トン以上
とする条件のもと（適当なロールベンダー力も当然に付
加される）では、オフセット量ｅ₁・ｅ₂を請求項２のよ
うにすべきである。そのような条件なら、もし ｅ₂≦０
ｍｍ であれば、上記c)の水平力が高くなるため、小径
作業ロールのロールネック部の応力が、一般的な材料に
よってなる小径作業ロールでは安全でない程度にまで上
昇するからである。また７ｍｍ≦ｅ₂ とする場合には、
小径作業ロールと大径作業ロールとの間に通される板の
先頭部が上方へ反って進む、いわゆる頭上げという不都
合な現象が発生するからでもある。なお、圧延荷重を３
０００トン程度以上にすると、５フィート程度の幅（圧
延幅）の鋼板を熱間圧延することが可能になる。請求項
３に記載した薄板の圧延機は、上下の補強ロールの間に
直径の異なる一対の作業ロールを配置し、それら作業ロ
ールのうち大径のもののみを駆動源に接続した圧延機
（つまり、いわゆる異径ロールミル）であって、小径作
業ロールにおけるロールネック部の直径を約２７０ｍｍ
以下とし、ミルセンタに対する小径作業ロールのオフセ
ット量ｅ₁と、その小径作業ロールからの大径作業ロー
ルのオフセット量ｅ₂とを、 ０ｍｍ ≦ ｅ₁ かつ ０ｍｍ ＜ ｅ₂ ＜ ７ｍｍ の範囲内で設定し得るように構成したことを特徴とす
る。この圧延機は、ロールネック部の直径が約２７０ｍ
ｍ以下であり、したがって直接に板と接する胴の部分も
相当に細く（前述のようにたとえば直径４００ｍｍ前後
以下に）構成された小径作業ロールを使用するので、い
わゆる異径ロールミルの顕著な特性として、小さな圧延
荷重で大きな圧下量をもたらす。そのため、薄い鋼板を
効果的に圧延することができるほか、板厚偏差の少ない
鋼板の製造を可能にする。そしてこの圧延機は、イ)圧延
荷重を約３０００トン以上にすることによって、５フィ
ート程度の幅（圧延幅）の鋼板を熱間圧延することが可
能であり、ロ)その程度に圧延荷重を高くしても、小径作
業ロールのロールネック部に発生する応力を、一般的な
ロール材料にてなる当該ロールにとって問題のない程度
に抑制することができ、ハ)作業ロール間に通される板の
先頭部が頭上げをするという不都合をも防止できる−
といった優れたメリットをもたらす。なぜなら、請求項
２の圧延方法と同様、小径作業ロールと大径作業ロール
のオフセット量ｅ₁およびｅ₂を、 ０ｍｍ≦ｅ₁ かつ ０ｍｍ＜ｅ₂＜７ｍｍ となり得るようにしているからである。請求項４に記載
の圧延機は、とくに、小径作業ロールの芯材として、４
５ｋｇｆ／ｍｍ²以上（４．４１×１０⁸Ｐａ）の引張強
さを有するニッケルグレンロール（鋳造による高合金グ
レンロール）、ハイクロームロール（高クロム鋳鉄）、
ハイスロール（高速度工具鋼）またはハイスロールの鍛
造品を使用していることを特徴とする。ニッケルグレン
ロール、ハイクロームロール、ハイスロールまたはその
鍛造品であって、４５ｋｇｆ／ｍｍ²以上の引張強さを
有する材料により構成された小径作業ロールなら、請求
項２の方法にしたがう圧延を、強度的な制約を受けるこ
となく有利に行うことができる。上記のようにロールネ
ック部の直径が約２７０ｍｍ以下である場合に約３００
０トン以上の圧延荷重がかけられ、さらに一般的なロー
ルベンダー力（小径であるがためにその大きさは比較的
小さく、一般に８０トン程度が適当である）が作用させ
られるとして想定される最大応力（約４０ｋｇｆ／ｍｍ
²（３．９２×１０⁸Ｐａ））と比較して、４５ｋｇｆ／
ｍｍ²以上の引張強さを有する材料なら、機械的強度の
面で問題がないからである。なお、ハイスロールまたは
その鍛造品なら、引張強さは一般に８０ｋｇｆ／ｍｍ²
（７．８４×１０⁸Ｐａ）以上であるから、回転にとも
なう繰り返し応力の発生による疲労上の問題も容易に回
避される。

【発明の実施の形態】図１〜図７に、発明の実施につい
ての一形態を示す。図１は、図７に示す圧延設備（圧延
機群）１のうち後段側（下流寄り）３スタンドのうちの
１スタンドについて、圧延機１０の基本構成を側面図と
して模式的に示す図である。図２は、図１の圧延機１０
において上下から圧延荷重がはたらくときロール間に作
用する水平力について示す模式図、図３は、大径の作業
ロール１２のみが回転駆動されることに基づいて発生す
る水平力を示す模式図である。図４は、小径作業ロール
１１に対する大径作業ロール１２のオフセット量ｅ₂と
作業ロール１１・１２に作用する総力（各ロールが受け
る力の合力）Ｆ₁およびＦ₂との関係を示す線図、図５は
上記オフセット量ｅ₂と作業ロール１１・１２のロール
ネック部の発生応力σ₁およびσ₂との関係を示す線図で
ある。また、図６は小径作業ロール１１の正面図、図７
は薄板用熱間圧延設備１についての模式図である。圧延
設備１は、鋼板ｘを熱間圧延するための設備であり、図
７のように圧延機５・１０をタンデムに合計６スタンド
配列したものである。前段（上流側）の３スタンドは通
常の４段圧延機５であって、上下に配置された一対の同
径の作業ロール６・７と、それを支える上下の補強ロー
ル８・９とからなる。しかし後段の３スタンドはいわゆ
る異径ロールミルであって、上下の補強ロール１３・１
４の間に、直径の異なる一対の作業ロール１１・１２を
配置したものである。前段の３スタンドでは上下一対の
作業ロール６・７をとも駆動して回転させるが、後段の
３スタンドでは、所要トルクが大きくないこと等によ
り、下方の作業ロール１２のみを駆動している。後段の
３スタンドにあたる圧延機１０については、詳細を図１
に示している。小径作業ロール１１（のうち鋼板ｘや他
のロールに接する胴部。とくに断らない場合は以下も同
様）の直径ＤＷ₁は４５０ｍｍ、大径作業ロール１２の
直径ＤＷ₂は５９０ｍｍ、補強ロール１３・１４の直径
ＤＢは１３００ｍｍである。そしてミルセンタ（補強ロ
ール１３・１４の中心線を含む平面）に対する小径作業
ロールのオフセット量ｅ₁と、その小径作業ロールから
の大径作業ロールのオフセット量ｅ₂とに関し、圧延機
１０では両者（ｅ₁およびｅ₂）を可変としながら、 ｅ₁＝６ｍｍ、ｅ₂＝４ｍｍ に設定している（以下、これを「実施例」と呼ぶ）。こ
の圧延設備では、たとえば、粗厚２５ｍｍのＳＰＨＣ
（熱間圧延軟鋼板）を板厚１．２ｍｍ・板幅１５５０ｍ
ｍにまで熱間圧延する。その場合のパススケジュール、
すなわち第１段から第６段までの各段の圧延機５・１０
における出側での板厚は、たとえばそれぞれ１０．９７
ｍｍ、５．１２ｍｍｍ、３．４６ｍｍ、２．２２ｍｍ、
１．４９ｍｍ、１．１７ｍｍとしている。各圧延機５・
１０の作業ロール１１・１２には、鋼板ｘの形状制御の
ために８０トン（１チョックあたり）のロールベンダー
力（Ｐ_B1およびＰ_B2）を付加することとする。上記のよ
うに圧延幅が広い場合、各圧延機５・１０には相当の圧
延荷重をかける必要がある。圧延荷重が高くなると、小
径ゆえに作業ロール１１に応力の過大な部分を生じやす
い後段の圧延機１０には力学的な対応が必要になり、と
くに、それら圧延機１０のうち最も上流側にあって圧延
荷重が高くなる第４段の圧延機１０については、他のい
ずれの圧延機５・１０よりも念入りな応力対策が求めら
れる。図７の圧延設備１でも、第４段の圧延機１０にお
いて圧延荷重は３０００トンに達する。異径ロールミル
である圧延機１０において上記のようにオフセット量ｅ
₁とｅ₂とを定めたのは、このような高い圧延荷重が作用
するにもかかわらず、小径作業ロール１１の発生応力が
過大にならないようにするためである。以下、オフセッ
ト量ｅ₁・ｅ₂を ｅ₁＝６ｍｍ、ｅ₂＝０ｍｍ とする場合（以下。これを「比較例」という）と比較し
ながら、各作業ロール１１・１２の力学的検討結果を紹
介する。圧延中の小径作業ロール１１および大径作業ロ
ール１２に発生する応力は、つぎのようにして算出され
る。まず、各作業ロール１１・１２が受ける荷重は、 a) 大径の作業ロールのみを回転駆動することにより、
被圧延材である鋼板ｘを介して両作業ロール１１・１２
に図３のように作用する水平力ＳＲ₁およびＳＲ₂、 b) 圧延方向と直角な鉛直平面内で各作業ロールにかけ
られるロールベンダー力Ｐ_B1およびＰ_B2（図示せず。い
ずれも大きさは８０トン）、 c) 上下から圧延荷重（第４段の圧延機１０において３
０００トン）がかかるとき、４つのロール１１・１２・
１３・１４等が接触し合うことにより図２のように作業
ロール１１・１２に作用する水平力Ｐ_mTおよびＰ_mBの三
種類である。作業ロール１１・１２に作用する鉛直方向
の力については、補強ロール１３・１４から受ける力と
鋼板ｘから受ける力とがつりあって打ち消し合うため、
考慮する必要がない。図６に示す小径作業ロール１１に
おいては、上記a)〜c)の力が胴部１１ｂに作用し、軸受
（図示せず）がその支持部分１１ｃに及ぼす反力によっ
てそれが支えられることになる。これらa)〜c)のそれぞ
れの力について、圧延方向（下流向き。図２・図３中の
白抜き矢印に沿う向きであり、図の右向き）に作用する
ものを正として、その大きさを検討する。上記a)による
水平力ＳＲ₁およびＳＲ₂については、 ＳＲ₁＝Ｐ_Rtan（α／２） ‥‥ ＳＲ₂＝ＳＲ₁ ‥‥ の関係がある。ただし、Ｐ_Rは圧延荷重、αは小径作業
ロール１１と鋼板ｘとの間の接触範囲の角度であり、 α＝cos^-1［｛ＤＷ₁−２ＤＷ₂ΔＨ／（ＤＷ₁＋Ｄ
Ｗ₂）｝／ＤＷ₁］ によって求められる。ΔＨは、第４段圧延機１０での入
側板厚Ｈ１（＝３．４６ｍｍ）と出側板厚Ｈ２（＝２．
２２ｍｍ）との差（１．２４ｍｍ）である。実施例・比
較例とも、ΔＨよりα＝４．５３°と分かり、式・
より、 ＳＲ₁＝１１８．７（トン） ＳＲ₂＝−１１８．７（トン） と算出される。また、上記c)による水平力Ｐ_mTおよびＰ
_mBについては、図２により、 Ｐ_mT＝ＳＢ₁−ＳＤ₁ ‥‥ Ｐ_mB＝ＳＤ₂＋ＳＢ₁ ‥‥ ただし ＳＢ₁＝Ｐ_Rtan［sin^-1｛２ｅ₂／（ＤＷ₁＋ＤＷ₂）｝］ ＳＤ₁＝Ｐ_Rtan［sin^-1｛２ｅ₁／（ＤＢ＋ＤＷ₁）｝］ ＳＤ₂＝Ｐ_Rtan［sin^-1｛２（ｅ₁＋ｅ₂）／（ＤＢ＋ＤＷ
₂）｝］ と求められる。実施例では、ｅ₁＝６ｍｍ、ｅ₂＝４ｍｍ
なので、Ｐ_R＝３０００（トン） などとともに・
に入れると、 Ｐ_mT＝ＳＢ₁−ＳＤ₁ ＝２３．１−２０．６ ＝２．５（トン） Ｐ_mB＝ＳＤ₂＋ＳＢ₁ ＝３１．７＋２３．１ ＝５４．８（トン） となる。一方、比較例では、ｅ₁＝６ｍｍ、ｅ₂＝０ｍｍ
であるから、実施例とはＳＢ₁、ＳＤ₂の値が異なり、 Ｐ_mT＝ＳＢ₁−ＳＤ₁ ＝０−２０．６ ＝−２０．６（トン） Ｐ_mB＝ＳＤ₂＋ＳＢ₁ ＝１９．０＋０ ＝１９．０（トン） である。作業ロール１１・１２のそれぞれに作用する総
力（上記a)〜c)の力の総和）Ｆ ₁およびＦ₁は、 Ｆ₁＝｛（ＳＲ₁−Ｐ_mT）²＋ＰＢ₁ ²｝^1/2 Ｆ₂＝｛（−ＳＲ₂＋Ｐ_mB）²＋ＰＢ₂ ²｝^1/2 にて求められ、これに対する反力が図６の小径作業ロー
ル１１中の支持部分１１ｃ（および大径作業ロール１２
における同様の支持部分）に生じる。総力Ｆ₁およびＦ₂
の大きさは、上に求めたそれぞれの力をｋｇｆ（１ｋｇ
ｆ＝９．８Ｎ）に換算して用いることにより、実施例の
場合には、 Ｆ₁＝１４１１００（ｋｇｆ） Ｆ₂＝１０２４００（ｋｇｆ） 比較例の場合には、 Ｆ₁＝１６０６００（ｋｇｆ） Ｆ₂＝１２７８００（ｋｇｆ） となる。小径作業ロール１１の総力Ｆ₁について言え
ば、力ＳＲ₁と力Ｐ_B1とがつねに正の値であるのに対
し、Ｐ_mT すなわち ＳＢ₁−ＳＤ₁ については、上のＳ
Ｂ₁、ＳＤ₁に関する式から、 ２ｅ₂／（ＤＷ₁＋ＤＷ₂） ＞ ２ｅ₁／（ＤＢ＋ＤＷ₁） とすることによって負の値になり、総力Ｆ₁を小さくす
るのに寄与する。比較例であるｅ₁＝６ｍｍ、ｅ₂＝０ｍ
ｍでは、その不等式が成立しないため、総力Ｆ₁が大き
い。総力Ｆ₁およびＦ₂に等しい力が各作業ロール１１・
１２の支持部分（図６の１1ｃなど）に作用するため、
各ロール１１・１２のロールネック部（図６の１１ｎな
ど）には、支持部分からロールネック部までの距離
Ｌ₁、Ｌ₂に応じて曲げモーメントＭ₁およびＭ₂が生じ
る。そしてそこに、各ロール１１・１２の断面係数
Ｚ₁、Ｚ₂とロールネック部の応力集中係数αとに応じて
曲げ応力σ₁、σ₂が発生する。一般に、Ｍ＝Ｆ×Ｌ、Ｚ
＝πＤ³／３２、σ＝α×Ｍ／Ｚで各応力が求められる
こと（ただしＤは直径）、小径作業ロール１１のロール
ネック部についてＬ₁＝２６５ｍｍ、Ｄ＝２７０ｍｍで
あること、大径作業ロール１２のロールネック部につい
てＬ₂＝３０５ｍｍ、Ｄ＝３３０ｍｍであること、およ
び、ロールの隅肉のとり方などからα＝１．８程度であ
ることから、各ロール１１・１２の曲げ応力σ₁、σ₂は
つぎのような値になる。すなわち、まずｅ₁＝６ｍｍ、
ｅ₂＝４ｍｍとした実施例では、 σ₁＝３４．８（ｋｇｆ／ｍｍ²） σ₂＝１５．９（ｋｇｆ／ｍｍ²） となり、ｅ₁＝６ｍｍ、ｅ₂＝０ｍｍとした比較例では、 σ₁＝３９．７（ｋｇｆ／ｍｍ²） σ₂＝１９．９（ｋｇｆ／ｍｍ²） となる（１ｋｇｆ／ｍｍ²＝９．８×１０⁶Ｐａ）。 以上のようにして、ｅ₁＝６ｍｍとしｅ₂を変化させたと
きの各作業ロール１１・１２の総力Ｆ₁、Ｆ₂およびロー
ルネック部での曲げ応力σ₁、σ₂の大きさの変化を求
め、それらの関係を線図に表すと図４および図５のよう
になる。オフセット量ｅ₂が大きくなるほど、小径作業
ロール１１・大径作業ロール１２とも総力Ｆ₁および応
力σ₁が減少する。図５のように、ｅ₂＜０ｍｍでは小径
作業ロール１１における応力σ₁が４０ｋｇｆ／ｍｍ²を
超える。応力σ₁が４０ｋｇｆ／ｍｍ²を超えると、作業
ロールの一般的材料であるニッケルグレンをロール芯材
１１ａ（図６のロール１１のうち胴部１１ｂの表層肉盛
部を除く部分）とする場合には耐用上の問題があるた
め、オフセット量ｅ₂は０を超えるように設定するのが
好ましい。一方、オフセット量ｅ₂が ｅ₂≧７ｍｍにな
ると、作業ロール１１・１２間に通される鋼板ｘの先頭
部が上方へ反って進む頭上げの現象が発生し、円滑な圧
延が行えなくなる。したがって、前記のような圧延条件
（圧延荷重・ロール径・パススケジュール・ロールベン
ダー力など）においてオフセット量ｅ₁を６ｍｍに設定
した場合には、図５中の斜線のない範囲、すなわち ０ｍｍ＜ｅ₂＜７ｍｍ の範囲にオフセット量ｅ₂をとるべきであるといえる。

【発明の効果】請求項１に記載した薄板の圧延方法で
は、一対の作業ロールの配置に基づき荷重条件が安定し
て円滑に圧延を継続できるとともに、圧延幅を広くする
など圧延荷重を大きくする場合にも作業ロールの力学的
負担を軽減し得る。したがって、圧延幅（板幅）を広く
したり板厚を薄くしたり、さらには圧延機１スタンドに
よる圧延率を向上させたりすることが可能になる。請求
項２に記載した薄板の圧延方法では、まず、小径作業ロ
ールの直径が小さいために、小さな圧延荷重で大きな圧
下量を得ることができ、板のエッジドロップも抑制でき
るという、異径ロールミルの利点を生かすことができ
る。そして当該ロールが細いにもかかわらず、約３００
０トン以上の圧延荷重を要する５フィート程度の圧延幅
を実現し、しかも、板の先頭部の頭上げを防止できる。
請求項３に記載した薄板の圧延機は、やはり、小さな圧
延荷重で大きな圧下量をもたらす板厚偏差の少ない鋼板
の製造を可能にするという異径ロールミルの利点を発揮
するほか、圧延荷重を約３０００トン以上にとって５フ
ィート程度の圧延幅を実現し、しかも、板の先頭部の頭
上げを防止する、という優れたメリットをもたらす。請
求項４に記載の圧延機では、請求項２の方法にしたがう
圧延を、強度的な制約を受けることなく有利に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての一形態を示す図であっ
て、図７中の圧延機１０の１スタンドについて基本構成
を示す模式図である。

【図２】図１の圧延機１０において上下から圧延荷重が
はたらくときロール間に作用する水平力について示す模
式図である。

【図３】大径の作業ロール１２のみが回転駆動されるこ
とに基づいて発生する水平力を示す模式図である。

【図４】小径作業ロール１１に対する大径作業ロール１
２のオフセット量ｅ₂と、作業ロール１１・１２に作用
する総力（各ロールが受ける力の合力）Ｆ₁およびＦ₂と
の関係を示す線図である。

【図５】上記のオフセット量ｅ₂と作業ロール１１・１
２のロールネック部の発生応力との関係を示す線図であ
る。

【図６】小径作業ロール１１の正面図である。

【図７】薄板用熱間圧延設備１を全体的に示す模式図で
ある。

【図８】従来の圧延機について基本構成を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１０ 圧延機 １１ 小径作業ロール １１ａ 芯材 １１ｎ ロールネック部 １２ 大径作業ロール １３・１４ 補強ロール Ｆ₁・Ｆ₂ 総力 σ₁・σ₂ 応力 ｅ₁・ｅ₂ オフセット量

フロントページの続き (72)発明者 足立 明夫 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 高岡 真司 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番１ 号 川崎重工業株式会社神戸工場内 (72)発明者 竹士 伊知郎 大阪府大阪市大正区船町１丁目１番66号 株式会社中山製鋼所内 (72)発明者 倉橋 隆郎 大阪府大阪市大正区船町１丁目１番66号 株式会社中山製鋼所内 Ｆターム(参考） 4E002 AD13 BB11 BB16 BB19 BC06 CA08 CA09 4E016 AA03 BA02 BA05 CA09 DA03 DA15 EA25 EA26 FA07 FA18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下の補強ロールの間に直径の異なる一
   対の作業ロールを配置し、それら作業ロールのうち大径
   のもののみを駆動することにより薄板を圧延する方法で
   あって、 上記作業ロールのうち小径作業ロールを、ミルセンタ上
   またはそれより圧延方向下流側に配置し、大径作業ロー
   ルは小径作業ロールよりもさらに圧延方向下流側に配置
   して行うことを特徴とする薄板の圧延方法。
2. 【請求項２】 ロールネック部の直径が約２７０ｍｍ以
   下の小径作業ロールを使用し、圧延荷重を約３０００ト
   ン以上にして圧延する際、ミルセンタに対する小径作業
   ロールのオフセット量ｅ₁と、その小径作業ロールから
   の大径作業ロールのオフセット量ｅ₂とについて、 ０ｍｍ ≦ ｅ₁ かつ ０ｍｍ ＜ ｅ₂ ＜ ７ｍｍ とすることを特徴とする請求項１に記載した薄板の圧延
   方法。
3. 【請求項３】 上下の補強ロールの間に直径の異なる一
   対の作業ロールが配置され、それら作業ロールのうち大
   径のもののみが駆動源に接続された圧延機であって、 小径作業ロールにおけるロールネック部の直径が約２７
   ０ｍｍ以下であり、ミルセンタに対する小径作業ロール
   のオフセット量ｅ₁と、その小径作業ロールからの大径
   作業ロールのオフセット量ｅ₂とが、 ０ｍｍ ≦ ｅ₁ かつ ０ｍｍ ＜ ｅ₂ ＜ ７ｍｍ の範囲内で設定され得ることを特徴とする薄板の圧延
   機。
4. 【請求項４】 小径作業ロールの芯材として、４５ｋｇ
   ｆ／ｍｍ²以上の引張強さを有するニッケルグレンロー
   ル、ハイクロームロール、ハイスロールまたはハイスロ
   ールの鍛造品が使用されていることを特徴とする請求項
   ３に記載した薄板の圧延機。