JP2006334608A

JP2006334608A - 板圧延機および圧延方法

Info

Publication number: JP2006334608A
Application number: JP2005159236A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kajiwara; 利幸梶原; Masashige Iketani; 正成池谷
Original assignee: KAJIWARA KIKAI GIJUTSU KAIHATS; KAJIWARA KIKAI GIJUTSU KAIHATSUSHO KK; TOKYO SEITETSU KK; TOKYO STEEL Manufacturing
Current assignee: KAJIWARA KIKAI GIJUTSU KAIHATS; KAJIWARA KIKAI GIJUTSU KAIHATSUSHO KK; TOKYO SEITETSU KK; TOKYO STEEL Manufacturing
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】
わずかな費用で、圧延機の板絞りを大幅に低減させることのできる板圧延機およびこの板圧延機を使用した圧延方法を提供する。
【解決手段】
垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機による圧延方法において、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置して圧延する。
【選択図】図３

Description

本発明は、垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップ（補強）する一組の補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機およびこの板圧延機を使用した圧延方法に関する。

板圧延機、特に熱間圧延機による圧延中の板の絞りは生産を阻害し、歩留りを低下させる大きな要因となっている。
この改善のために作業ロールに設けた作業ロールチョックのガタを油圧シリンダで押圧することによりなくすことが行われ、著しい効果が上ることが実証されている。

特許文献１，特許文献２および特許文献３には、垂直方向に配置された一組の作業ロールを圧延方向出側にオフセット配置することが記載されている。
特許文献４には、６段圧延機において中間ロールを可変オフセットすることが記載されている。

特許文献５には、圧延機のロールオフセット調整装置が記載されている。
特許文献６には、連続仕上圧延機の絞り込み防止方法が記載されている。

特開２００１−２７６９０４号公報特開平１０−５２７０３号公報特開平８−１９７１１０号公報特開平１０−５８０１１号公報特公平７−３６９２１号公報特開平８−１０３８０６号公報

上述の油圧シリンダで作業ロールチョックのガタをなくす方式にあっては、ハウジングなどに油圧シリンダを設ける必要があるため、かなりの改造期間と費用を要している。

実際の例では、スタンドを増設した時の、休止期間を利用して油圧シリンダを取り付けしている場合もある。

本発明は、かかる点に鑑み、わずかな費用で、圧延機の板絞りを大幅に低減させることのできる板圧延機およびこの板圧延機を使用した圧延方法を提供することを目的とする。

本発明は、垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機において、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置したことを特徴とする板圧延機を提供する。

また、本発明は、垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機による圧延方法において、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置して圧延することを特徴とする圧延方法を提供する。

本発明によれば、上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置し、圧延を行うので、圧延機の板絞りを消滅させることのできる板圧延機およびこの板圧延機を使用した圧延方法を提供することができる。

また、既存の圧延機に対してはわずかな費用で、板圧延機の休止をほとんど不要とする改造を行うことができる。

以上のように、本発明によれば板圧延機、特に熱間圧延機における板の絞りを消滅させることができ、生産性の低下と歩留の低下を防ぐことができる効果がある。

本発明の実施例によれば、垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機の改造方法において、上作業ロールを保持する作業ロールチョックと圧延機ハウジングとの間に配設するチョックライナーの厚みを変更して、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置としたことを特徴とする板圧延機の改造方法が構成される。また、下作業ロールの圧延材出口側オフセットを維持して、上作業ロールについて圧延材入口側にオフセットとして、一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置する改造方法を特徴とする。この改造のためにチョックライナーの変換がなされる。

以下、本発明の実施例を説明する。
本実施例の説明する前に一組の作業ロールを圧延方向出側にオフセットした場合の問題について説明する。

図１は、代表的な熱間圧延機の概略構成を示し、垂直配置された一組の上下作業ロール１，２を垂直配置された一組の上下補強ロール３，４でバックアップ、すなわち補強するようにして熱間圧延機（圧延機）１００が構成され、圧延材５が圧延される。図において左方が圧延機入側で、右方が出側である。このような構成の圧延機において、一組の上下作業ロール１，２は上下補強ロール３，４の中心を結ぶ中心線（垂直線Ｙ）に対して圧延機出側にオフセット配置される構成が図示されている。図１において、補強ロール径は１４００ｍｍ、作業ロール径は７００ｍｍ、オフセット量は圧延機出側に６ｍｍとしている。ここでΔｈは圧下量、γは圧下率を表わす。そして、θ_１は上補強ロール３の中心と上作業ロール１の中心とがなす角度、および下補強ロール４の中心と下作業ロール２の中心とがなす角度を示す。

圧延中、上下作業ロール１，２のトルクが同じならば、圧延荷重Ｐの負荷されている場合に、垂直配置の上下作業ロール１，２を水平に押す力Ｆは次式で表わされる。

Ｐ＝１０００Ｔ_ｆと仮定すると、Ｆ＝５．７Ｔ_ｆとなり、作業ロールは圧延機出側に押しつけられて、作業ロールのガタは殺されていることになる。すなわちガタはない。

しかしながら、理論的解明は困難であるが、上下の作業ロール１，２に作用するトルクは均一ではない。通常の認識では上下作業ロール１，２に作用するトルク比は最大４対６（又は６対４）とされている。

従って、圧延荷重Ｐは垂直でなく傾斜して作用し、作業ロールに水平力を及ぼす。この状態圧延機１００を図２に示す。（ただし、作業ロール１，２のみ図示してあるが補強ロール３、４を備えていることは図１と同じである。）
上述のトルク比を４対６として本実施例を適用した５スタンド（Ｆ_１〜Ｆ_５）の熱間圧延機について検討する。この圧延機の圧延スケジュールを表１に示す。

ここで、
ロールのヤング率を１．７×１０^４ｋｇ／ｍｍ^２として
Ｒ：作業ロール半径
Ｒ' ：作業ロール偏平半径
Ｌ' ：作業ロールと圧延材の接触長さ
ｋ：トルクアーム係数
γ_０：トルクアーム
Ｐ：圧延荷重
θ_R：圧延荷重の垂直線Ｙに対する傾斜角
γ_ｔ：上作業ロールに対するトルクアーム
γ_ｂ：下作業ロールに対するトルクアーム
Ｔ_ｔ：上作業ロールトルク
Ｔ_ｂ：下作業ロールトルク
γ_０：圧延荷重の作用線Ｘが圧延機に接触する点と垂直線Ｙとの距離
（一般にトルクアームと呼称されている）

表２に示す結果から判るようにθ_Ｒ＞θ_１となり、従って下作業ロール２は圧延機出側から圧延機入側へと移動する。なお、本例においては上下作業ロール１，２に作用するトルクは４：６として計算したが、上下作業ロール１，２に作用するトルクが６：４になった場合には上作業ロールが圧延機入側へと移動する。

すなわち、ガタが生じ、板絞りを引起す可能性を生じる。
各スタンドの表１のスケジュールによるθ_Ｒを表２に示す。

すなわち、Ｆ_４，Ｆ_５を除き、すべてθ_Ｒ＞θ_１であり、圧延前にθ_１の水平力で出側に押しつけられガタが消滅した作業ロールが圧延による水平力θ_ＲＰのため入側に移動し、ガタ発生し、作業ロールの平行性が狂い、板絞りを発生する。

これを防止するためにはθ_１＞θ_Ｒとすることを行う。余裕を２割みて
θ_１＝１.２θ_Ｒ
とすると、Ｆ_１では
θ_１＝１.２×０.０１８７＝０．０２２４４
となる。

すなわち、現在のオフセット量６ｍｍが

となって、約４倍のオフセット量を必要とすることになって改造することはやっかいとなる。特に、下作業ロールのオフセットの変更はロール組替レールとの関係で改造がやっかいになる。本実施例によれば下作業ロールはそのままで上作業ロールは全スタンド入側に６ｍｍ以内のオフセット済むので、改造が楽である。

本実施例はかかる問題に対処するために、図３に示すように、垂直方向配置の一組の上下作業ロール１，２と、該作業ロール１，２を垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロール３，４を備えた４段もしくは６段の板圧延機１００において、上下補強ロール３，４の中心を結ぶ中心線に対し、一組の上下作業ロール１，２を上下逆方向にオフセット配置している。

６段の板圧延機の場合は作業ロールと補強ロールとの間に中間ロールが配設される。
本実施例にあっては、下作業ロール２の位置は変更せず、上作業ロール１を圧延機入側に移動することを行っている。

図３において、上下作業ロール１，２はそれぞれ作業ロールチョック１２に保持され、圧延機ハウジング１１と作業ロールチョック１２との間にはチョックライナー１３が設けられている。図３で、θ_２は上下作業ロール１，２のＹに対する傾斜角を示す。

圧延機１００を改造する場合には、上作業ロール１と上側の作業ロールチョック１２との間に配設する上側のチョックライナー１３の厚みを変更することを行う。他の手段によってもオフセット量を調整することは可能であるが、上述したように上側のチョックライナー１３の厚みを変更する改造方法が安価であるし、極めて容易に行うことができ、圧延機を休止する時間を短いものとすることができる。

以上のような構成で下作業ロール２は圧延機出側に６ｍｍオフセットしたままの状態で、上作業ロール１を圧延機の入側に６ｍｍオフセットした場合について検討してみる。理想的には、圧延機の入側は６ｍｍ移動するのが望ましいが、この量に限定する必要はない。δ_ｔ，δ_ｂを上下作業ロール１，２の上下補強ロール３，４の中心を結ぶ垂直線Ｙに対するオフセット量とすると、

ここで、Ｆ_１に関する水平力の関係を数値について検討してみる。

圧延荷重を、２０００Ｔ_ｆと仮定すると、トルク比を４対６と仮定して
Ｆ_Ｒ：圧延荷重の傾斜による水平力
Ｆ_Ｒ＝２０００Ｔ_ｆ×θ_Ｒ＝２０００×０．０１８７＝３７．４Ｔ_ｆ
Ｆ_ｈ：オフセットによる水平力
Ｆ_ｈ＝２０００Ｔ_ｆ×θ_ｔ＝２０００×０．０２２７＝４５．４Ｔ_ｆ
Ｆ_Ｒは圧延機の出口側に作用し，Ｆ_ｈは圧延機の入口側へ作用する水平力である。すなわち上作業ロール１は入側オフセットにより圧延前に入側に押しつけられ、圧延開始と共に
Ｆ_ｈ−Ｆ_Ｒ＝４５．４Ｔ_ｆ＝３７．４Ｔ_ｆ＝８Ｔ_ｆなる水平力で同じ入側に押しつけられる。これによってガタは発生しないことになる。今までガタが生じていた圧延機にあってはガタが消滅することになる。すなわち必要条件はθ_ｔ＞θ_Ｒである。

テストではＦ３で上作業ロールの入側オフセットδｔを２ｍｍにしただけで大きな効果があることを確認している。

この時、

で充分といえる。

尚、５スタンド中Ｆ_３１台のみ改造しただけで、ストリップの先端絞りは３９％低減する効果が現われ全体でも２７％減少している。ガタが発生する可能性はストリップの先端通板時に起る可能性が高いことから、この効果が先端で大きく現われている事は理論と一致する。尚、Ｆ_３のみでなくＦ_１，Ｆ_２，Ｆ_４も改造すれば最も大きな先端絞りはほとんどゼロになると想定される。

本実施例の方法を用いると、改造ラインで、上作業ロール１のチョックライナーの変換を含めたチョックライナーの厚さの変更でオフセット調整が完了するので、圧延機の休止期間はほとんど必要とせず、経費もわずかで済むことになる。

上作業ロール１の径が下作業ロール２の径より小さいとロールの接触荷重による水平力はオフセットの方向と反対に作用し、作業ロールチョック１２は上下共オフセットと反対側に押しつけられ、圧延開始と共に作業ロールチョック１２はオフセット側に反対に押しつけられて、作業ロールチョック１２は移動し、ガタが発生し、板絞りを発生するおそれがある。このために下作業ロール２を出側に、そして上作業ロール１を入側にオフセットする場合、上下作業ロールの径が同一で圧延するか、あるいは下作業ロール２の径よりも大きな径の上作業ロール１を使用して圧延するのが良い。

上下作業ロールを圧延機出側にオフセットした場合の上下作業ロールに作用する水平力を説明するための図。図１の場合の作業ロールに派生する現象を説明するための図。本発明の実施例の概略構成を示す図。

符号の説明

１…上作業ロール、２…下作業ロール、３…上補強ロール、４…下補強ロール、５…圧延機、１１…圧延機ハウジング、１２…作業ロールチョック、１３…チョックライナー、１００…熱間圧延機。

Claims

垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機において、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置したことを特徴とする板圧延機。
垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機による圧延方法において、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置して圧延することを特徴とする圧延方法。
請求項１において、下作業ロールを出側に、上作業ロールを入側にオフセットする場合、下作業ロールの径よりも大きな径の上作業ロールが使用されることを特徴とする圧延方法。
垂直方向配置の一組の上下作業ロールと、該作業ロールを垂直方向にバックアップする一組の上下補強ロールを備えた４段もしくは６段の板圧延機の改造方法において、
上作業ロールを保持する作業ロールチェックと圧延機ハウジングとの間に配設するチョックライナーの厚みを変更して、前記上下補強ロールの中心を結ぶ中心線に対し、前記一組の上下作業ロールを上下逆方向にオフセット配置としたことを特徴とする板圧延機の改造方法。