JP2005334896A - 片持ち式圧延機 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の片持ち式圧延機の利点を生かしながら、簡便な構造でもって、高剛性、高負荷仕様の片持ち式圧延機を提供する。
【解決手段】 被圧延材を圧延する一対の圧延ロール３と、各圧延ロール３を着脱可能に保持するロール軸２と、このロール軸２に取付けられた動力伝達機構９及びロール間隔調整装置５とを備えるとともに、動力伝達機構９及びロール間隔調整装置５を取付けた側のロール軸２がハウジング１に保持されて圧延ロール３がハウジング１の前面に設けられてなる片持ち式圧延機において、前記圧延ロール３の反ハウジング側のロール軸２を延長して形成せしめ、その延長ロール軸部１０のそれぞれにロール軸受１７を設け、この一対のロール軸受１７を対向方向に摺動可能に保持するとともに、その外側から対向方向に押圧するロール軸受押圧手段１２を備えるロール軸受間隔調整装置４を設けてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、片持ち式圧延機に関し、詳細には棒鋼、線材などの細径の条鋼を圧延するための片持ち式圧延機に関するものである。

細径の条鋼圧延機は通常タンデムに配置され、粗列、中間列、仕上列に分類される。線材の仕上圧延では圧延材が既に小径になっているため、圧延荷重は大きくないが、圧延速度が速くなるためブロックミルと呼ばれる共通駆動の片持ち式圧延機を用いる（特許第２７３５８１４号公報（特許文献１）参照）。

上記ブロックミルは一般に８台〜１０台程度の片持ち式圧延機で構成され、単一フレーム内に連続配置されている。各片持ち式圧延機は一対の圧延ロールをパスラインに対し直交して配置されている。また、８台〜１０台程度の片持ち式圧延機は１台のモータで駆動され、モータと圧延ロールは歯車でトルク伝達されている。

各片持ち式圧延機の圧延ロールの回転数はギヤ比によって機械的に固定されている。即ち、高速での圧延は隣接する片持ち式圧延機間の張力が変化すると寸法精度に影響し、また操業安定性に欠けるため、隣接の片持ち式圧延機の相対速度（回転数）が変化しないように機械的に固定しているのである。

また、片持ち式圧延機の軸受は、一般に油膜軸受を採用している場合が多い。この油膜軸受は、圧延ロールのロール径を大きくすることなくロール軸径を太くできるため、圧延機の剛性を高めるために採用されている。仮に転がり軸受を用いると外輪径が大きくなり、ロール径も大きくしなければならず、圧延機全体が大きくなり経済的でなくなる。

ところで、近年、細径の条鋼圧延の現場においては、製品の寸法精度向上のための圧延機の剛性アップ、更には製品の組織を目的とする低温圧延のための圧延機の耐荷重アップが求められている。しかし、上述した片持ち式圧延機は、ロール交換、ガイドセッティングが容易となる利点を有するものの、荷重位置がオーバーハングするため、両持ち式に比べ剛性面で劣る。これまで使用されていたブロックミルを更に高剛性、高負荷仕様にするには、軸径をアップさせ、軸受サイズもアップさせなければならなくなる。

しかしながら、油膜軸受となる平軸受は製造上の制約から現状のサイズがほぼ限界に近い。仮に軸径をアップさせると、それに伴いロール径もアップすることになりロール原単位も悪くなる。

一方、特開昭５６−１２６６０４号公報（特許文献２）には、片持ち式圧延機において、圧延反力を支承する手段として、バックアップロールが開示されている。このバックアップロール方式は、片持ち式圧延機の欠点であるロール軸剛性を向上させる手段の一つであり、バックアップロールを設けることでローラ軸自体の撓みを抑え得るものである。しかし、設備的には、実施例に示されているように、バックアップロールと圧下スクリューが増えると共にハウジングも大きくなり、大掛かりとなるのに加えてバックアップロールの管理などでランニングコストが高くなることが懸念される。
特許第２７３５８１４号公報 特開昭５６−１２６６０４号公報

本発明は、上記の事情に鑑みなしたものであって、その目的は、従来の片持ち式圧延機の利点を生かしながら、簡便な構造でもって、高剛性、高負荷仕様の片持ち式圧延機を提供するものである。

上記の目的を達成するために、本発明（請求項１）に係る片持ち式圧延機は、被圧延材を圧延する一対の圧延ロールと、各圧延ロールを着脱可能に保持するロール軸と、このロール軸に取付けられた動力伝達機構及びロール間隔調整装置とを備えるとともに、動力伝達機構及びロール間隔調整装置を取付けた側のロール軸がハウジングに保持されて圧延ロールがハウジングの前面に設けられてなる片持ち式圧延機において、前記圧延ロールの反ハウジング側のロール軸を延長して形成せしめ、その延長ロール軸部のそれぞれにロール軸受を設け、この一対のロール軸受を対向方向に摺動可能に保持するとともに、その外側から対向方向に押圧するロール軸受押圧手段を備えるロール軸受間隔調整装置を設けてなるものである。

上記の構成では、圧延ロールの反ハウジング側のロール軸を延長したところにロール軸受間隔調整装置を設けているので、圧延調整が可能であり、簡便な構造で持って、従来の片持ち式圧延機の欠点である圧延中のロール軸の撓みを抑え、剛性不足を補うことができる。また、圧延ロールの反ハウジング側のロール軸を延長したところのロール軸受でも圧延荷重を受けるため、ハウジング側の平軸受の負荷が軽減できる。これらにより、ロール軸の軸径を小径に抑えることができ、高剛性、高負荷仕様の片持ち式圧延機とすることができる。

上記請求項１に記載の片持ち式圧延機においては、ロール軸受押圧手段が、油圧駆動式であってもよい（請求項２）。

上記請求項１又は２に記載の片持ち式圧延機においては、ロール軸受間隔調整装置が、一対のロール軸受の間隔を検知するロール軸受間隔検知手段を備えてなるものであってもよい（請求項３）。

上記請求項１〜３のいずれかに記載の片持ち式圧延機おいては、ロール軸受間隔調整装置が、ロール軸受間隔が所定値に設定された後に、反ハウジング側のロール軸にかかる所定の圧延荷重以上の反力を発生するための予備圧付与手段を、前記一対のロール軸受間に備えてなるものであってもよい（請求項４）。

上記請求項１〜４のいずれかに記載の片持ち式圧延機においては、ロール間隔調整装置が、ロール軸を、偏心カートリッジを介してハウジングに取付けてなる偏心式ロール間隔調整装置であって、ロール軸受間隔調整装置が被圧延材のパスライン方向に移動可能とされてなるものであってもよい（請求項５）。

本発明に係る片持ち式圧延機によれば、従来の片持ち式圧延機の利点を生かしながら、簡便な構造でもって、高剛性、高負荷仕様の片持ち式圧延機とすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る片持ち式圧延機の説明図であって、ａはロール軸部での断面図、ｂはａのＸ―Ｘ断面図である。図において、１はハウジング、２はロール軸、３は圧延ロール、４はロール軸受間隔調整装置を示す。

ロール軸２は、ロール間隔調整装置５を構成する偏心カートリッジ６及びその偏心カートリッジ６に設けた前後の平軸受７、８を介してハウジング１に回転自在に取付けられている。また、ロール軸２は動力伝達機構を構成する歯車９が取付けられており、更にハウジング１の前面のロール軸２には圧延ロール３が取付けられている。ロール軸２は、更に圧延ロール３の反ハウジング側を延長して形成されており、その延長ロール軸１０にはロール軸受間隔調整装置４が取付けられている。

ロール軸受間隔調整装置４は、フレーム１１、ロール軸受押圧手段１２、軸受箱１３を備えて構成されている。フレーム１１は鋼材などを中空の四角形に構成したものであって、フレーム１１自体は偏心圧下調整の際のロール軸２の軌跡に沿うように例えば車輪などを介して圧延パスライン方向（矢印Ｐ）に進退移動可能に保持されている。このフレーム１１の対向辺部にはロール軸受押圧手段１２が取付けられ、本例では、このロール軸受押圧手段１２として油圧シリンダ１４と油圧装置１５を備える油圧駆動式の手段が、ロッド１６をフレーム１１の内側に向けて取付けられている。なお、このロール軸受押圧手段１２は歯車機構などの機械駆動式であってもよい。前記ロッド１６の先端部には、フレーム１１の内側に摺動可能に設けられた軸受箱１３が取付けられており、その軸受箱１３内の軸受１７は延長ロール軸１０に取付けられている。

上記構成の片持ち式圧延機では次のようにして被圧延材（細径の条鋼）の圧延が行われる。即ち、先ず、対の圧延ロール３、３の圧下調整が従来同様にロール間隔調整装置５によって行われる。このときロール軸受押圧手段１２は、油圧シリンダ１４のロッド１６が自由に動くことができるように作動油を開放させておく。圧下調整が終了したら、圧延開始前に油圧作動油をブロックし、ロッド１６の動きを固定する。あるいは、圧延荷重による反力より大きな荷重を予め掛けておく。ただし、この場合は平軸受７、８及び軸受１７に常に荷重がかかる欠点がある。

上記の状態にした後圧延が行われるが、圧延中は圧延荷重の反力をロール軸受押圧手段１２の軸受１７でも受けることができ、平軸受７、８特に前側の平軸受７の負荷を下げ、ロール軸２の撓みを抑えることができる。従って、ロール軸２の小径化、及び平軸受７、８特に前側の平軸受７のサイズダウンも可能であり、高剛性、高負荷仕様とすることができる。

図２は、本発明に係る片持ち式圧延機の別の実施形態を示す断面図である。この図２に示す片持ち式圧延機は、上記実施形態の図１に示す片持ち圧延機のフレーム１１に距離センサ１８を設け、対の軸受箱１３、１３間の間隔（距離）を測定できるように構成するとともに、この距離センサ１８の信号を基にロール軸受押圧手段１２の油圧駆動系を油圧サーボで制御可能に構成した他は、上記図１に示す片持ち式圧延機の構成と同じ構成のものである。

図２に示す構成の片持ち式圧延機では、対の圧延ロール３、３の圧下調整は上記図１の実施形態と同様に油圧シリンダ１４のロッド１６が自由に動くことができるように作動油を開放させて行うとともに、圧下調整完了時の距離センサ１８の出力値を制御装置に記憶させておく。これにより、圧延中、圧延荷重によりロール軸２に撓みが発生した場合には、距離センサ１８の信号を基に、対の軸受箱１３、１３間の間隔（距離）が一定になるようにロール軸受押圧手段１２の油圧駆動系を油圧サーボで制御して圧延することができる。特に圧延荷重が大きくなるとフレーム１１の弾性変形などで平軸受７、８及び軸受１７における軸受隙間が僅かに変化することがあり得るが、本構成では積極的にロール軸心間を一定になるように保持することができる。

図３は、本発明に係る片持ち式圧延機の別の実施形態を示す断面図である。この図３に示す片持ち式圧延機は、上記実施形態の図１に示す片持ち圧延機の対の軸受箱１３、１３の間に、予備圧付与手段となる油圧シリンダ１９を設けて構成した他は、上記図１に示す片持ち式圧延機の構成と同じ構成のものである。

図３に示す構成の片持ち式圧延機では、対の圧延ロール３、３の圧下調整は上記図１の実施形態と同様に油圧シリンダ１４のロッド１６が自由に動くことができるように作動油を開放させて行う。この圧下調整完了後、先ず対の軸受箱１３、１３間の油圧シリンダ１９の油圧作動油をブロックする。その後、ロール軸受押圧手段１２の油圧シリンダ１４により圧延反力以上の力で軸受箱１３を押付ける。これにより、圧延中は油圧シリンダ１４と油圧シリンダ１９の油圧による押付力でロール軸２の間隔は一定に保持される。なお、本構成では、対の軸受箱１３、１３間の油圧シリンダ１９で油圧シリンダ１４の押付力の反力を受けるため、平軸受７、８及び軸受１７には油圧シリンダ１４の押付力は作用することがなく、圧延荷重の反力のみが作用することになる。

なお、上述の実施形態では、ロール間隔調整装置５として偏心カートリッジ６を用いた場合を例に説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではなく、例えば、偏心カートリッジ６を用いることなく、圧延パスラインに対して直交する方向に移動させて圧延ロール３、３の間隔を調整するようにしてもよい。

本発明に係る片持ち式圧延機の説明図であって、ａはロール軸部での断面図、ｂはａのＸ―Ｘ断面図である。 本発明に係る片持ち式圧延機の別の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る片持ち式圧延機の別の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１：ハウジング ２：ロール軸 ３：圧延ロール
４：ロール軸受間隔調整装置 ５：ロール間隔調整装置
６：偏心カートリッジ ７、８：平軸受 ９：歯車
１０：延長ロール軸 １１：フレーム １２：ロール軸受押圧手段
１３：軸受箱 １４：油圧シリンダ １５：油圧装置
１６：ロッド １７：軸受 １８：距離センサ
１９：油圧シリンダ

Claims (5)

1. 被圧延材を圧延する一対の圧延ロールと、各圧延ロールを着脱可能に保持するロール軸と、このロール軸に取付けられた動力伝達機構及びロール間隔調整装置とを備えるとともに、動力伝達機構及びロール間隔調整装置を取付けた側のロール軸がハウジングに保持されて圧延ロールがハウジングの前面に設けられてなる片持ち式圧延機において、前記圧延ロールの反ハウジング側のロール軸を延長して形成せしめ、その延長ロール軸部のそれぞれにロール軸受を設け、この一対のロール軸受を対向方向に摺動可能に保持するとともに、その外側から対向方向に押圧するロール軸受押圧手段を備えるロール軸受間隔調整装置を設けたことを特徴とする片持ち式圧延機。
2. 前記ロール軸受押圧手段が、油圧駆動式である請求項１に記載の片持ち式圧延機。
3. 前記ロール軸受間隔調整装置が、一対のロール軸受の間隔を検知するロール軸受間隔検知手段を備えてなる請求項１又は２に記載の片持ち式圧延機。
4. 前記ロール軸受間隔調整装置が、ロール軸受間隔が所定値に設定された後に、反ハウジング側のロール軸にかかる所定の圧延荷重以上の反力を発生するための予備圧付与手段を、前記一対のロール軸受間に備えてなる請求項１〜３のいずれかに記載の片持ち式圧延機。
5. 前記ロール間隔調整装置が、ロール軸を、偏心カートリッジを介してハウジングに取付けてなる偏心式ロール間隔調整装置であって、前記ロール軸受間隔調整装置が被圧延材のパスライン方向に移動可能とされてなる請求項１〜４のいずれかに記載の片持ち式圧延機。
   
   

Images