JP2004314089A

JP2004314089A - ロールギャップの調整装置及び調整方法、圧延機及び圧延方法

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Publication number: JP2004314089A
Application number: JP2003107793A
Authority: JP
Inventors: Yuji Abe; 勇次阿部
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】一対のロールの少なくとも一方を押圧してロール間の間隙を調整する際に、油圧サーボ機構や圧下スクリュー等の高価な装置を必要とせずに、簡易にロールギャップを調整できる装置及び方法等を提案することを目的とする。
【解決手段】一対のロール１４，１５のいずれか一方を押圧して、一対のロール１４，１５の間隙Ｇを調整するロールギャップの調整装置３０において、少なくとも２つ以上の位置に伸縮してロール１４を押圧する伸縮部３１と、伸縮部３１をストロークエンドで固定する伸縮固定部３５とを備えるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下一対のワークロールの間に帯板を通行させて、帯板を圧延する圧延機のロールギャップを調整する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延および冷間圧延では、圧延製品の板厚精度を向上させるために、一対のワークロール間のギャップ調整を行っている。その調整方法としては、圧下スクリューとナットにより機械的に調整する方法や、特開平６−４７４１４号公報において開示されるように、油圧サーボ機構を用いて調整する方法があり、いずれもギャップの調整を厳密に行うことが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−４７４１４号公報（第２頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２５０ｍｍ程度のスラブを１２００℃程度の高温で圧延し、例えば、３０〜３５ｍｍ程度の板厚の鋼板にする粗圧延機においては、上述した技術を用いてロールギャップの調整しなければならない程の板厚精度は要求されていない。すなわち、板厚の寸法精度が数百マイクロメール程度であれば十分な場合がある。そのため、圧延機に必要以上の能力が備えられ、装置の複雑化、大型化、設備コストの上昇が問題となっている。また、高精度な板厚寸法精度を要求されなので、簡単にギャップ調整ができる機構が望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、上下一対のロールの少なくとも一方を押圧して上下のロール間の間隙を調整する際に、油圧サーボ機構や圧下スクリュー等の高価な装置を用いずに、簡易かつ低コストにギャップを調整することができるロールギャップの調整装置及び調整方法等を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロールギャップの調整装置及び調整方法、圧延機及び圧延方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、一対のロール（１４，１５）のいずれか一方を押圧して、一対のロール（１４，１５）の間隙（Ｇ，Ｈ）を調整するロールギャップの調整装置（３０，５０，６０）において、少なくとも２つ以上の位置に伸縮してロール（１４，１５）を押圧する伸縮部（３１，５１，６１）と、伸縮部（３１，５１，６１）をストロークエンドで固定する伸縮固定部（３５，５５，６５）とを備えるようにした。この発明によれば、伸縮固定部をストロークエンドで固定することにより、ロール間の間隙を多段階に調整することが可能となる。
また、伸縮部（３１，５１，６１）が、少なくとも１つ以上のピストンシリンダを直列に連結して構成され、かつ伸縮固定部（３５，５５，６５）が、ピストンシリンダをそれぞれのストロークエンドで固定させるものでは、安価な装置により、ロール間の間隙を多段階に調整することが可能となる。
【０００７】
第２の発明は、上下一対のワークロール（１４，１５）の間に帯板（Ｓ）を通行させて、帯板（Ｓ）を圧延する圧延機（１０１，１０２）において、上下のワークロール（１４，１５）の間隙（Ｇ，Ｈ）を調整するギャップ調整装置（３０，５０，６０）として第１の発明に係るロールギャップの調整装置（３０，５０，６０）を用いるようにした。この発明によれば、安価な装置により、ロールギャップの調整が容易に可能となり、必要な圧延性能を確保しつつ、圧延機のコストを抑えることができる。
また、ギャップ調整装置（３０，５０，６０）を少なくとも１つ以上備え、ギャップ調整装置（３０，５０，６０）により、上ワークロール（１４）及び／又は下ワークロール（１５）を押圧させるものでは、上ワークロール、下ワークロールのいずれか一方、又は両方を押圧するので、多様な圧延要求に対応することができる。
【０００８】
第３の発明は、複数の圧延機（１０１，１０２）を直列に並べて、帯板（Ｓ）を連続的に圧延する圧延システム（Ｍ）において、帯板（Ｓ）を粗く圧延する粗圧延機（１０１，１０２）として、第２の発明に係る圧延機（１０１，１０２）を用いるようにした。この発明によれば、安価な粗圧延機により、帯板を粗圧延できるので、圧延システムの総設備コストを抑えることができる。
【０００９】
第４の発明は、一対のロール（１４，１５）の少なくとも一方を押圧しての一対のロール（１４，１５）の間隙（Ｇ，Ｈ）を調整するロールギャップの調整方法において、少なくとも１つ以上のピストンシリンダを直列に連結し、ピストンシリンダをそれぞれのストロークエンドまで伸縮させることにより、ロール（１４，１５）を多段階に押圧して、間隙（Ｇ，Ｈ）を調整するようにした。この発明によれば、油圧シリンダをゼロストロークからフルストロークまで伸ばすことにより、簡単にロール間の間隙を多段階に調整することが可能となる。
【００１０】
第５の発明は、上下一対のワークロール（１４，１５）の間に帯板（Ｓ）を通行させて、帯板（Ｓ）を圧延する圧延方法において、上下のワークロール（１４，１５）の間隙（Ｇ，Ｈ）を調整するロールギャップの調整方法として第４の発明に係るロールギャップの調整方法を用いるようにした。この発明によれば、この発明によれば、簡単にロールギャップの調整ができるので、圧延前の段取り時間等を短縮して、稼働効率を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の圧延機の第１実施形態について図を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る圧延機１０１の模式図である。
圧延機１０１は、帯板Ｓを高温で圧延し、例えば、３０ｍｍ〜３５ｍｍ程度の板厚に成形する粗圧延機である。図１に示すように、ハウジング１１内に上下一対のワークロールチョック１２，１３が昇降可能に支持され、この上下ワークロールチョック１２，１３にはそれぞれ上下一対のワークロール１４，１５の軸部が回転自在に支持されており、上ワークロール１４と下ワークロール１５とが圧延される帯板Ｓに対して対向する位置に配置される。
また、上下ワークロールチョック１２，１３の上方及び下方には上下一対のバックアップロールチョック１６，１７がハウジング１１に昇降可能に支持され、この上下バックアップロールチョック１６，１７にはそれぞれ上下一対のバックアップロール１８，１９の軸部が回転自在に支持される。
上バックアップロール１８と上ワークロール１４とは軸平行に配置され、互いの外周が接触して、上ワークロール１４の回転に上バックアップロール１８が従動する。同様に、下バックアップロール１９と下ワークロール１５とは軸平行に配置され、互いの外周が接触して、下ワークロール１５の回転に下バックアップロール１９が従動する。
【００１２】
ギャップ調整装置３０は、ハウジング１１の上部に配置され、ギャップ調整装置３０の下端がバックアップロールチョック１６の上端に連結される。ギャップ調整装置３０は、ピストンシリンダにより上下方向に伸縮自在なシリンダ部３１と、シリンダ部３１に流体（油）を供給する油圧供給部３５から構成される。そして、ギャップ調整装置３０は、バックアップロールチョック１６及び上バックアップロール１８を介して上ワークロール１４を上下方向に移動させて、上ワークロール１４と下ワークロール１５とのギャップ（間隙）Ｇを調整する。
図１に示すように、シリンダ部（伸縮部）３１は、複数の油圧シリンダ３２〜３４が直列に連結されて構成される。油圧シリンダ３２〜３４は、２つ位置に伸縮できるピストンシリンダである。そして、油圧供給部（伸縮固定部）３５は、各油圧シリンダ３２〜３４に油を供給、排出させるパイプ３６（３６ａ〜３６ｃ）と、パイプ３６ａ〜３６ｃの途中に設けられ、各油圧シリンダ３２〜３４への油の供給、排出をロックする封止弁３７（３７ａ〜３７ｃ）から構成される。
なお、各油圧シリンダ３２〜３４のシリンダ径、ストローク長は、任意に選ぶことができる。
【００１３】
また、ギャップ調整装置３０の下端とバックアップロールチョック１６の上端との間には、複数枚の板から構成されるフィラープレート２１が配置される。同様に、ハウジング１１と下バックアップロールチョック１７の下端との間にもフィラープレート２２が配置される。フィラープレート２１，２２は、ワークロール１４，１５の径が磨耗やメンテナンスにより小さくなった場合に、上ワークロール１４と下ワークロール１５とのギャップＧを初期状態に保つために設けられるものであり、複数枚の薄板から構成される。
【００１４】
以上のような構成を備える圧延機１０１は、以下のように作用する。図２はギャップ調整装置３０の動作を示す図である。
まず、帯板Ｓを上ワークロール１４と下ワークロール１５との間に通行させるに先立って、ギャップ調整装置３０を動作して、ギャップＧを調整する。
ギャップ調整装置３０を動作させる前の初期段階では、油圧シリンダ３２〜３４には、油が供給されておらず、縮んだ状態となっている（図２（ａ）参照）。したがって、この時点では、ギャップ調整装置３０は、最も縮んだ状態であり、ギャップＧが最大となる。
そして、油圧シリンダ３２を動作させると、油圧シリンダ３２のピストン３２ａは、シリンダ３２ｂに対して移動して、ゼロストローク側のストロークエンドからフルストローク側のストロークエンドまで伸びる（図２（ｂ）参照）。これにより、油圧シリンダ３３、３４が押圧されて移動し、ギャップ調整装置３０が油圧シリンダ３２のストローク３２Ｌだけ伸びる。
次いで、油圧シリンダ３３を動作させると、油圧シリンダ３３のピストン３３ａは、シリンダ３３ｂに対して移動して、ゼロストローク側のストロークエンドからフルストローク側のストロークエンドまで伸びる（図２（ｃ）参照）。これにより、油圧シリンダ３４が押圧されて移動し、ギャップ調整装置３０が更に油圧シリンダ３３のストローク３３Ｌだけ伸びる。
更に、油圧シリンダ３４を動作させると、油圧シリンダ３４のピストン３４ａは、シリンダ３４ｂに対して移動して、ゼロストローク側のストロークエンドからフルストローク側のストロークエンドまで伸びる（図２（ｄ）参照）。これにより、ギャップ調整装置３０が油圧シリンダ３４のストローク３４Ｌだけ更に伸び、ギャップＧが最小となる。
このように、連結した油圧シリンダ３２〜３４を、それぞれのストロークエンドまで動作させることにより、シリンダ部３１が２つ以上の位置に伸縮するので、これにより、上ワークロール１４と下ワークロール１５とのギャップＧを多段階に調整することが可能となる。
例えば、各油圧シリンダ３２〜３４のストローク３２Ｌ〜３４Ｌを５０ｍｍとすると、５０ｍｍ毎に４段階にギャップ調整装置３０が伸縮し、ギャップＧを調整することができる。また、各油圧シリンダ３２〜３４のストローク３２Ｌ〜３４Ｌをそれぞれ１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍとし、油圧シリンダ３２から油圧シリンダ３４の順に動作させると、ギャップ調整装置３０を０ｍｍ、１０ｍｍ、３５ｍｍ、８５ｍｍと伸縮する。
更に、動作させる油圧シリンダの順番（組み合わせ）を変化させると、動作する油圧シリンダの組み合わせの数だけギャップ調整装置３０を伸縮させることができる。すなわち、各油圧シリンダ３２〜３４のストローク３２Ｌ〜３４Ｌがそれぞれ１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍの場合には、０ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、３５ｍｍ、６０ｍｍ、７５ｍｍ、８０ｍｍの８段階に調整することができる。
そして、上述した各段階で、封止弁３７を封止して、油の供給、排出をロックすると、ギャップ調整装置３０の長さが変動不可能となり、ギャップＧが固定される。
これにより、ギャップ調整がされた上ワークロール１４と下ワークロール１５との間のギャップＧを多段階に狭めつつ、帯板Ｓを複数回通行させることにより、帯板Ｓの厚みを段階的に薄くして、最終的に所定の厚みに圧延する。
なお、ギャップ調整装置３０を複数の油圧シリンダ３２〜３４で構成したが、１の油圧シリンダだけであってもよい。ゼロストロークとフルストロークの２段階にギャップＧの調整が可能だからである。
また、油圧シリンダ３２〜３４のそれぞれの伸縮状態（ゼロストロークとフルストローク）を確認するために、リミットスイッチ（不図示）が設けることが好ましい。
【００１５】
次に、本発明の圧延機の第２実施形態について図を参照しながら説明する。圧延機１０２は、圧延機１０１と同様に粗圧延機である。図３は、本発明の第２実施形態に係る圧延機１０２の模式図である。なお、図１に示したものと同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
圧延機１０２は、図３に示すように、上下一対のワークロール１４，１５と上下一対のワークロールチョック１２，１３がハウジング１１内に配置される。そして、ハウジング１１の上部には、ギャップ調整装置５０が配置され、ギャップ調整装置５０の下端が上ロールチョック１２の上端に連結される。また、ハウジング１１の下部には、ギャップ調整装置６０が配置され、ギャップ調整装置６０の上端が下ロールチョック１３の下端に連結される。
【００１６】
ギャップ調整装置５０，６０は、ギャップ調整装置３０と同様に、ピストンシリンダにより上下方向に伸縮自在なシリンダ部５１，６１と、シリンダ部５１，６１に流体（油）を供給する油圧供給部５５，６５から構成される。そして、シリンダ部５１，６１は、上下ロールチョック１２，１３を介して上下ワークロール１４，１５を上下方向に移動させて、上ワークロール１４と下ワークロール１５とのギャップ（間隙）Ｈを調整する。
図３に示すように、シリンダ部（伸縮部）５１は、シリンダ５２に直列に連結された２つのピストン５３，５４を備える多位置型油圧シリンダである。そして、油圧供給部（伸縮固定部）５５は、各ピストン５３，５４を駆動する油を供給、排出するパイプ５６（５６ａ，５６ｂ）と、パイプ５６ａ，５６ｂの途中に設けられ、油の供給、排出をロックする封止弁５７（５６ａ，５６ｂ）とから構成される。
また、ギャップ調整装置６０は、単体の油圧シリンダからなるシリンダ部（伸縮部）６１と、パイプ６６と封止弁６７からなる油圧供給部（伸縮固定部）６５を備える。
【００１７】
以上のような構成を備える圧延機１０２は、以下のように作用する。図４は、ギャップ調整装置５０の動作を示す図である。
帯板Ｓをギャップ（間隙）Ｈに通行させるに先立って、ギャップ調整装置５０，６０を動作して、ギャップＨを調整する。
まず、ギャップ調整装置５０を動作させる前の初期段階では、ギャップ調整装置５０には、油が供給されておらず、最も縮んだ状態となっており、ギャップＨが最大となる（図４（ａ）参照）。
まず、ギャップ調整装置５０のシリンダ部５１のピストン５３を動作させ、シリンダ５２に対して移動させて、ゼロストローク側のストロークエンドからフルストローク側のストロークエンドまで伸ばす。これにより、ピストン５４がシリンダ内の油を介して押圧されて移動し、ギャップ調整装置５０がピストン５３のストローク５３Ｌだけ伸びる（図４（ｂ）参照）。更に、ピストン５４を動作させることにより、ギャップ調整装置５０が更にピストン５４のストローク５４Ｌだけ伸びる（図４（ｃ）参照）。
このようにして、ギャップ調整装置５０は、段階的に伸縮する。ギャップ調整装置３０の場合と同様に、各ピストン５３，５４のストローク５３Ｌ，５４Ｌを任意に設定することにより、４段階にギャップ調整装置５０を伸縮させて、上ワークローラ１４を上下に移動させて、ギャップＨを調整することができる。
【００１８】
また、ギャップ調整装置６０をゼロストロークからフルストロークに伸縮させることのより、下ワークローラ１５を上下に移動させて、ギャップＨを２段階に調整することができる。
したがって、ギャップ調整装置５０，６０を連動して動作させることにより、ギャップＨを多段階に調整することができる。
【００１９】
以上のように、複数のピストンシリンダを直列に配置し、各ピストンシリンダをゼロストロークからフルストロークに変化させることにより、圧延機の上下ワークロールの間隙を多段階に調整することができる。そして、油圧サーボ機構や圧下スクリュー等の高価な装置を必要としないので、簡易かつ低コストのロールギャップの調整が可能となる。
そして、複数の圧延機を直列に並べて、帯板Ｓを連続的に圧延する圧延システムＭ（不図示）において、スラブを最初或いは初期に圧延する粗圧延機として圧延機１０１，１０２を用いることにより、圧延システムＭの総設備コストを抑えることが可能となる。
【００２０】
なお、連結する油圧シリンダの数は、任意である。また、ピストンシリンダは、上下ワークローラ１４，１５のいずれかを移動させるように配置すればよい。したがって、下ワークローラ１５のみを移動させる場合であってもよい。
また、油圧シリンダのピストンにより上下ワークローラ１４，１５を押圧したが、シリンダにより押圧するように配置してもよい。
また、封止弁３７，５７，６７を用いてギャップ調整装置３０，５０，６０の伸縮を固定したが、これに限らず、例えば、機械的なブレーキ装置を用いてもよい。
また、非常時に油圧シリンダの油圧を開放させるために、別途、開放装置を設けてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第１の発明は、一対のロールのいずれか一方を押圧して、一対のロールの間隙を調整するロールギャップの調整装置において、少なくとも２つ以上の位置に伸縮してロールを押圧する伸縮部と、伸縮部をストロークエンドで固定する伸縮固定部とを備えるようにした。これにより、伸縮固定部をストロークエンドで固定することにより、ロール間の間隙を多段階に調整することが可能となる。
また、伸縮部が、少なくとも１つ以上のピストンシリンダを直列に連結して構成され、かつ伸縮固定部が、ピストンシリンダをそれぞれのストロークエンドで固定させるものでは、安価な装置により、ロール間の間隙を多段階に調整することが可能となる。
【００２２】
第２の発明は、上下一対のワークロールの間に帯板を通行させて、帯板を圧延する圧延機において、上下のワークロールの間隙を調整するギャップ調整装置として第１の発明に係るロールギャップの調整装置を用いるようにした。これにより、安価な装置により、ロールギャップの調整が容易に可能となり、必要な圧延性能を確保しつつ、圧延機のコストを抑えることができる。
また、ギャップ調整装置を少なくとも１つ以上備え、ギャップ調整装置により、上ワークロール及び／又は下ワークロールを押圧させるものでは、上ワークロール、下ワークロールのいずれか一方、又は両方を押圧するので、多様な圧延要求に対応することができる。
【００２３】
第３の発明は、複数の圧延機を直列に並べて、帯板を連続的に圧延する圧延システムにおいて、帯板を粗く圧延する粗圧延機として、第２の発明に係る圧延機を用いるようにした。この発明によれば、安価な粗圧延機により、帯板を粗圧延できるので、圧延システムの総設備コストを抑えることができる。
【００２４】
第４の発明は、一対のロールの少なくとも一方を押圧しての一対のロールの間隙を調整するロールギャップの調整方法において、少なくとも１つ以上のピストンシリンダを直列に連結し、ピストンシリンダをそれぞれのストロークエンドまで伸縮させることにより、ロールを多段階に押圧して、間隙を調整するようにした。これにより、油圧シリンダをゼロストロークからフルストロークまで伸ばすことにより、簡単にロール間の間隙を多段階に調整することが可能となる。
【００２５】
第５の発明は、上下一対のワークロールの間に帯板を通行させて、帯板を圧延する圧延方法において、上下のワークロールの間隙を調整するロールギャップの調整方法として第４の発明に係るロールギャップの調整方法を用いるようにした。この発明によれば、これにより、簡単にロールギャップの調整ができるので、圧延前の段取り時間等を短縮して、稼働効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る圧延機の模式図である。
【図２】第１実施形態に係るギャップ調整装置の動作を示す図である。
【図３】第２実施形態に係るの圧延機の模式図である。
【図４】第２実施形態に係るギャップ調整装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１４上ワークロール（ロール）
１５下ワークロール（ロール）
３０，５０，６０ギャップ調整装置
３１，５１，６１シリンダ部（伸縮部）
３５，５５，６５油圧供給部（伸縮固定部）
１０１，１０２圧延機
Ｇ，Ｈギャップ（間隙）
Ｓ帯板

Claims

一対のロールのいずれか一方を押圧して、該一対のロールの間隙を調整するロールギャップの調整装置において、
少なくとも２つ以上の位置に伸縮して前記ロールを押圧する伸縮部と、該伸縮部をストロークエンドで固定する伸縮固定部とを備えることを特徴とするロールギャップの調整装置。
前記伸縮部は、少なくとも１つ以上のピストンシリンダを直列に連結して構成され、かつ前記伸縮固定部は、該ピストンシリンダをそれぞれのストロークエンドで固定させることを特徴とする請求項１に記載のロールギャップの調整装置。
上下一対のワークロールの間に帯板を通行させて、該帯板を圧延する圧延機において、
前記上下のワークロールの間隙を調整するギャップ調整装置として請求項１または請求項２に記載のロールギャップの調整装置を用いることを特徴とする圧延機。
前記ギャップ調整装置を少なくとも１つ以上備え、該ギャップ調整装置により、前記上ワークロール及び／又は前記下ワークロールを押圧させることを特徴とする請求項３に記載の圧延機。
複数の圧延機を直列に並べて、帯板を連続的に圧延する圧延システムにおいて、前記帯板を粗く圧延する粗圧延機として、請求項４に記載の圧延機を用いることを特徴とする圧延システム。
一対のロールの少なくとも一方を押圧して該一対のロールの間隙を調整するロールギャップの調整方法において、
少なくとも１つ以上のピストンシリンダを直列に連結し、該ピストンシリンダをそれぞれのストロークエンドまで伸縮させることにより、前記ロールを多段階に押圧して、前記間隙を調整することを特徴とするロールギャップの調整方法
上下一対のワークロールの間に帯板を通行させて、該帯板を圧延する圧延方法において、
前記上下のワークロールの間隙を調整するロールギャップの調整方法として請求項６に記載のロールギャップの調整方法を用いることを特徴とする圧延方法。