JP2008105076A

JP2008105076A - 板形状矯正装置

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Publication number: JP2008105076A
Application number: JP2006292204A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ikemoto; 裕二池本; Akira Sako; 彰佐古; Kanji Hayashi; 寛治林; Yutaka Sadano; 豊左田野; Shigeru Ogawa; 茂小川; Toshiyuki Shiraishi; 利幸白石; Koichiro Takeshita; 幸一郎竹下
Original assignee: Nippon Steel Corp; Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Current assignee: Nippon Steel Corp; Primetals Technologies Holdings Ltd
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP5044191B2

Abstract

【課題】バックアップロール組替や単独圧下機構等の保全作業性を向上させると共に輸送機器や治具等の軽量化・低容量化が実現できる板形状矯正装置を提供する。
【解決手段】軸方向に３分割以上複数分割した分割上バックアップロール２８によって上ワークロール１２ａを支持する機構を有し、各々の分割上バックアップロールに対しそれぞれ独立に荷重を検出し得る荷重検出装置３１とそれぞれ独立して圧下力を付与し得る圧下装置３２とを設けた板形状矯正装置１０において、前記各々の分割上バックアップロールを前記荷重検出装置とともに上キャリッジ２１に支持させ、該上キャリッジを板幅方向に出入り可能にフレーム１８に支持させると共に、前記圧下装置を上キャリッジとフレームとに分割して支持させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、個別に荷重検出及び圧下制御可能な分割バックアップロールを備えた所謂知能型圧延機の一種である板形状矯正装置に関する。

近年、３分割以上に分割された分割バックアップロールのそれぞれについて荷重分布を検出して、広幅材〜ワークロール間の荷重分布を推定し、推定した荷重分布に基づいて板形状を制御する圧延機が注目されている（例えば、特許文献１参照）。このような圧延機では、原理的に圧延機出側で板形状を検出してフィードバックする必要はなく、したがって時間遅れなく直接的に板形状を制御することができる。また、このような圧延機によれば、良好な板品質、つまり良好な板クラウンおよび平坦度を得ることができる。そして、このような圧延機を知能型圧延機という。

特開２０００−１５８０１９号公報特開２００５−１１８８２２号公報

しかしながら、上述したような単独圧下機能を有する分割バックアップロールを備えた知能型圧延機おいて、例えば５ｍを超える広幅材を対象とする圧延機（矯正機を含む）では、単独圧下機構を有するバックアップロールのフレームが大きく、重量物になることから、以下のような問題点があった。
１）点検用のクレーン等搬送機器や治具が、巨大・高容量となる。
２）バックアップロールの点検・交換作業が、煩雑となる。
３）単独圧下機構の保守・点検作業が、煩雑となる。

そこで、本発明の目的は、バックアップロール組替や単独圧下機構等の保全作業性を向上させると共に輸送機器や治具等の軽量化・低容量化が実現できる板形状矯正装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明に係る板形状矯正装置は、少なくとも上下いずれか一方において、軸方向に３分割以上複数分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールに対しそれぞれ独立に荷重を検出し得る荷重検出装置とそれぞれ独立して圧下力を付与し得る圧下装置とを設けた板形状矯正装置において、前記各々の分割バックアップロールを前記荷重検出装置とともにキャリッジに支持させ、該キャリッジを板幅方向に出入り可能にフレームに支持させると共に、前記圧下装置をキャリッジとフレームとに分割して支持させたことを特徴とする。

また、前記キャリッジは、その板幅方向の中心はフレームにライン中心で位置決めされると共に、その板の入出方向位置は当該フレームに内蔵されたシリンダによってライン方向に直角に位置決めされることを特徴とする。

また、前記各々の分割バックアップロールは前記キャリッジに対しロールチョックを介して荷重方向に摺動可能に支持され、該ロールチョックとキャリッジとの間に前記荷重検出装置が介装されると共に、前記ワークロールの軸心に対し前記各々のバックアップロールの軸心を平行に位置決めして前記ロールチョックが組み立てられることを特徴とする。

また、前記圧下装置は、前記キャリッジにおいて各々の分割バックアップロールを回転自在に支持する偏心軸及び該偏心軸に固設されたアームと、前記フレームにおいてアクチュエータにより揺動自在に支持されたレバーとを有し、かつ前記アームとレバーとがピンレス構造で連係されていることを特徴とする。

前記構成の本発明に係る板形状矯正装置によれば、点検・交換頻度の高い分割バックアップロールをキャリッジに支持させ、該キャリッジを点検・交換頻度の低いフレームに支持させると共に、圧下装置をフレームとキャリッジに分割（分担）して支持させるようにしたので、キャリッジの小型・軽量化が図れる一方で、必要に応じてフレームとキャリッジを分離させられる。この結果、バックアップロール組替や単独圧下機構等の保全作業性を向上させると共に輸送機器や治具等の軽量化・低容量化が実現できる。

また、キャリッジは、その板幅方向の中心はフレームにライン中心で位置決めされると共に、その板の入出方向位置は当該フレームに内蔵されたシリンダによってライン方向に直角に位置決めされることで、ワークロールと分割バックアップロールのそれぞれの軸心が平行に保たれ、板形状矯正装置が変形してもフレームとキャリッジの位置関係を常に一定に保つことができる。

また、各々の分割バックアップロールは、前記キャリッジに対しロールチョックを介して荷重方向に摺動可能に支持され、該ロールチョックとキャリッジとの間に前記荷重検出装置が介装されると共に、前記ワークロールの軸心に対し前記各々のバックアップロールの軸心を平行に位置決めして前記ロールチョックが組み立てられることで、各々の分割バックアップロールの荷重を確実に精度良く検出できる。

また、圧下装置において、アームとレバーとがピンレス構造で連係されることで、フレームとキャリッジを容易に分離させられる。

以下、本発明に係る板形状矯正装置を実施例により図を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示す板形状矯正装置の側断面図、図２は上キャリッジの側断面図、図３はクランプ機構の構造説明図、図４は分割上バックアップロール側の圧下装置の圧延（矯正）時の作用説明図、図５は同圧下装置のキャリッジ組替時の作用説明図である。

図１に示す板形状矯正装置１０は、個別に荷重検出及び圧下制御可能な分割バックアップロールを備えた所謂知能型圧延機の一種である。

これを詳述すると、架構体を呈するミルハウジング１１内に上下一対のワークロール１２ａ，１２ｂがそれぞれ上下一対のワークロールチョック１３ａ，１３ｂを介して回転自在支持され、この上下一対のワークロール１２ａ，１２ｂ間を適当数のサポートロール１４を介して、板形状矯正装置１０の入側（前側：図中左方）から板形状矯正装置１０の出側（後側：図中右方）へと広幅材Ｗが通板可能になっている。

下ワークロール１２ｂを支持する下ワークロールチョック１３ｂは下キャリッジ５２に支持され、ミルハウジング１１上に下キャリッジ５２と一体で支持される。下キャリッジ５２には前後一対の分割下バックアップロール５０が回転自在に支持されている。一方、上ワークロール１２ａを支持する上ワークロールチョック１３ａは、下ワークロールチョック１３ｂに内蔵される前後一対のリフトシリンダ５４で下方より支持される。

上記ミルハウジング１１には、前後一対の油圧等流体圧タイプのバランスシリンダ１９によりフレーム１８が上下動可能に支持される。また、フレーム１８は、ミルハウジング１１に下向きに支持された左右一対の油圧等流体圧タイプの圧下シリンダ２０により、バランスシリンダ１９の付勢力に抗して下方へ付勢され、所定の圧下力を上ワークロール１２ａ及び下ワークロール１２ｂに付与し得るようになっている。

そして、フレーム１８はブロック状の本体部１８ａ下方に前後一対の脚部１８ｂを有し、これら前，後両脚部１８ｂ間に、上キャリッジ２１が圧延ラインの作業側から出入り可能に支持されると共に前後一対の油圧等流体圧タイプのリフトシリンダ２２により上下動可能に支持される。

上記上キャリッジ２１は、フレーム１８の前面の板幅方向中央部に設けたクランプ機構２３により、当該位置（ライン中心）でフレーム１８に対し位置決め・固定されるようになっていると共に、図１中に吹き出しで示すように、フレーム１８に内蔵された左右一対の押付けシリンダ５６によって上キャリッジ２１をフレーム１８の後脚部１８ｂにおける基準面に押し付けることでライン方向の位置決めも可能になっている。これにより、上キャリッジ２１の幅方向とライン方向が直角に位置決めされる。

上記クランプ機構２３は、図３に示すように、フレーム１８に水平に取り付けられた油圧等流体圧タイプのクランプシリンダ２４の伸長で、クランプバー２５の先端部がフレーム１８の脚部１８ｂを貫通して上キャリッジ２１の前面に凹設した位置決め穴２６に嵌合することで、上述した位置決め・固定が達成されるようになっている。

上記上キャリッジ２１の下面部には、板形状矯正装置１０の入側と出側に位置して、ロールチョック２７が板幅方向（軸方向）に３個以上複数配置され、これらロールチョック２７に分割上バックアップロール２８が回転自在に支持されている。

上記各ロールチョック２７は、図２に示すように、正面視で二股状の本体部２７ａと該本体部２７ａの二股状部にそれぞれボルト等で結合される左右一対のキャップ２７ｂとからなり、その本体部２７ａにおいて上キャリッジ２１に対し当該本体部２７ａに結合されたロッド２９と該ロッド２９の先端部に巻装されたスプリング３０により荷重方向に摺動可能に支持される（図２参照）。また、各ロールチョック２７の本体部２７ａと上キャリッジ２１との荷重方向に沿った対向面間には、リニアガイド等の低摩擦のガイド機構６０が左右一対介装される。

前記本体部２７ａの二股状部とキャップ２７ｂとで形成される円孔部に、分割上バックアップロール２８を同芯で支持する偏心軸３３の両端部がそれぞれベアリング（図示せず）を介して回転自在に支持される。図中Ｃ₁は偏心軸３３の回転中心で、Ｃ₂は分割上バックアップロール２８の回転中心であり、Ｌがその偏心距離である。

そして、各ロールチョック２７の本体部２７ａの上面と上キャリッジ２１の下面との間に、各分割上バックアップロール２８に加わる荷重を検出する例えばロードセル等の荷重検出装置３１が介装される。この荷重検出装置３１は、板材の板幅方向（軸方向）へ複数個並べて配置される。

また、上記フレーム１８と上キャリッジ２１間に、各分割上バックアップロール２８に対し個別に圧下力を付与する圧下装置３２が設けられる（図１参照）。

即ち、圧下装置３２は、上キャリッジ２１において各分割上バックアップロール２８を回転自在に支持する偏心軸３３の一端面に、隣接する各分割上バックアップロール２８間の隙間を利用して、ボルト（図示せず）で結合されたアーム３５と、図１に示すように、フレーム１８において当該フレーム１８上に水平に取り付けられた油圧等流体圧タイプの圧下力調整シリンダ（アクチュエータ）３６により揺動自在に支持されたレバー３７と、を有すると共に、各アーム３５の上端部と各レバー３７の下端部とはピンレス構造で連係される。

図示例では、上記ピンレス構造として、各アーム３５の上端部にピン３８で支持されたコロ３９が各レバー３７の下端部に形成されたＵ字状の受け口（ワニ口）４０に微小隙間を有して挿入されている。また、各レバー３７の中間部はフレーム１８の本体部１８ａに付設された左右一対のブラケット間にピン４２で結合されると共に、その上端部に上述した圧下力調整シリンダ３６のピストンロッド先端がピン４３で結合されている。

なお、圧下装置３２は、板形状矯正装置１０の入側の分割上バックアップロール２８用と板形状矯正装置１０の出側の分割上バックアップロール２８用とが、フレーム１８及び上キャリッジ２１において前後方向に互いに反転した状態で、かつ左右方向に交互に配設されている。尚、後述する作用説明に用いる図４及び図５中４４は、各圧下力調整シリンダ３６の原点位置を検出するためにその伸限位置を規制するストッパで、図５中４５は、各アーム３５の無負荷時（キャリッジ組替時）における倒れ位置を規制するストッパである。

そして、圧下装置３２は、図４に示すように、圧延（矯正）時には、圧下力調整シリンダ３６が伸縮することで、レバー３７がピン４２を中心に例えば図４の（ｂ）の状態から時計方向（図４の（ｃ）参照）或いは反時計方向（図４の（ａ）参照）に揺動し、これによりアーム３５を介して偏心軸３３（図４中には図示せず）が分割上バックアップロール２８と共に反時計方向（図４の（ｃ）参照）或いは時計方向（図４の（ａ）参照）に偏心回転することにより、上ワークロール１２ａに対する圧下力が調整（増減）されるようになっている。この際、コロ３９は受け口４０内を上下方向に転動し、偏心軸３３及び分割上バックアップロール２８を円滑に偏心回転させる。

一方、上キャリッジ組替時は、図５に示すように、圧下力調整シリンダ３６を例えば図４の（ａ）の状態から所定ストロークだけ収縮させてアーム３５を偏心軸３３の回転中心Ｃ₁を中心に時計方向に揺動させた後（図５の（ａ）参照）、リフトシリンダ２２を収縮して上キャリッジ２１をフレーム１８に対し下降させれば（図５の（ｂ）参照）、コロ３９が受け口４０から下方へ抜け出し、フレーム１８に対し上キャリッジ２１が分離されるようになっている。コロ３９の抜出し後、アーム３５は自重で時計方向に倒れるが、やがてストッパ４５で倒れ位置が規制されるので、その後上キャリッジ２１が圧延ラインの作業側へ搬出されるときの動作に支障をきたすことがない。

また、下ワークロール１２ｂに圧下力を付与する分割下バックアップロール５０は、分割上バックアップロール２８と同様に、板形状矯正装置１０の入側と出側に位置して、広幅材Ｗの板幅方向に複数配置されるが、これらは板形状矯正装置１０の入側と出側とでそれぞれ１本のロール支持軸５１上に所定の偏心量を有した後述する偏心ブッシュを介して回転自在に支持される点で、個別に圧下力を調整することができる上述した分割上バックアップロール２８とは構造が異なる。なお、このような分割下バックアップロール５０は、特許文献１等で既に公知である。

そして、上記ロール支持軸５１の両端部は下キャリッジ５２に回転自在に支持され、圧延ラインの駆動側において、図示しない駆動源によりスピンドル等を介して所要の角度宛回転されるようになっている。

上記下キャリッジ５２は、ミルハウジング１１に対し圧延ラインの作業側から出入り可能に支持されると共に、板材の板幅方向の所定位置で、上述したクランプ機構２３と同様のクランプ機構５３により、ミルハウジング１１に対し位置決め・固定されるようになっている。また、下キャリッジ５２の下方に位置したミルハウジング１１には、下キャリッジ５２の組立時に当該下キャリッジ５２を持ち上げるための前後一対のリフトシリンダ５５が内蔵される。

このように構成されるため、圧延（矯正）時には、フレーム１８がバランスシリンダ１９の収縮で図１の状態から下降された状態となり、この状態下で板材が上，下両ワークロール１２ａ，１２ｂ間を通板される。

この際、上，下両ワークロール１２ａ，１２ｂには、左右一対の圧下シリンダ２０によりフレーム１８がミルハウジング１１に対し下方に付勢されることで所定の圧下力が付与される。また、板形状矯正装置１０の入側及び出側に配置した分割上バックアップロール２８と分割下バックアップロール５０によって、板材の板幅方向の圧下力が調整される。

分割上バックアップロール２８にあっては、荷重検出装置３１により個々に荷重が検出される。そして、図示しない制御装置により、分割上バックアップロール２８の個々の荷重が目標荷重になるように、圧下装置３２を介して分割上バックアップロール２８の個々の圧下力が調整される。

分割下バックアップロール５０にあっては、図示しない制御装置により、ロール支持軸５１が図示しない駆動源によりスピンドル等を介して所要の角度宛回転され、この時の各偏心ブッシュの偏心量に見合った圧下力に個々に調整される。

従って、特に、分割上バックアップロール２８にあっては、板形状矯正装置１０の出側で板形状を検出してフィードバックする必要はなく、時間遅れなく直接的に板形状を制御することができる。また、複数分割された分割上バックアップロール２８及び分割下バックアップロール５０によって板材の板幅方向に細かい調整が可能となり、良好な板品質、つまり良好な板クラウンおよび平坦度を得ることができる。

そして、本実施例では、点検・交換頻度の高い分割上バックアップロール２８を上キャリッジ２１に支持させ、該上キャリッジ２１を点検・交換頻度の低いフレーム１８に支持させると共に、圧下装置３２をフレーム１８と上キャリッジ２１とに分割して支持させている。

これにより、フレーム１８及び上キャリッジ２１の軽量化が図れると共に上キャリッジ２１を可及的に小型化できる一方で、必要に応じてフレーム１８と上キャリッジ２１とを分離して取り扱うことができる。

この結果、分割上バックアップロール２８の分割数が多くなってフレーム１８や上キャリッジ２１等の構造物が大きく、重量物となっても、分割上バックアップロール２８の組替や圧下装置３２（単独圧下機構）等の保全作業性を向上させると共にクレーン等の輸送機器や治具等の軽量化・低容量化が実現できる。

また、各々の分割上バックアップロール２８は、上キャリッジ２１に対しロールチョック２７を介して荷重方向に摺動自在に支持され、該ロールチョック２７（の本体部２７ａ）と上キャリッジ２１との間に荷重検出装置３１が介装されることで、各々の分割上バックアップロール２８の荷重を確実に精度良く検出できる。

また、圧下装置３２において、アーム３５とレバー３７とがピンレス構造で連係されることで、フレーム１８と上キャリッジ２１を容易に分離させられる。つまり、分割上バックアップロール２８の組替時等に上キャリッジ２１のみをフレーム１８から容易に機外へ抜き出すことができるのである。

また、クランプ機構２３により、上キャリッジ２１をフレーム１８に対し板材の板幅方向中央部で位置決めさせることで、板形状矯正装置１０が変形してもフレーム１８と上キャリッジ２１の位置関係を一定に保つことができると共に、フレーム１８に内蔵した左右一対の押付けシリンダ５６で上キャリッジ２１をフレーム１８の後脚部１８ｂにおける基準面に押し付けることによって、ライン方向の位置関係を一定に保つことができ、これによってワークロール１２ａ，１２ｂと各分割上バックアップロール２８の軸心を平行に保つことができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、圧下装置３２（単独圧下機構）を分割下バックアップロール５０に適用したり、圧下装置３２の構造を変更する等各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の一実施例を示す板形状矯正装置の側断面図である。上キャリッジの側断面図である。クランプ機構の構造説明図である。分割上バックアップロール側の圧下装置の圧延（矯正）時の作用説明図である。同圧下装置のキャリッジ組替時の作用説明図である。

符号の説明

１０板形状矯正装置、１１ミルハウジング、１２ａ上ワークロール、１２ｂ下ワークロール、１３ａ上ワークロールチョック、１３ｂ下ワークロールチョック、１４サポートロール、１８フレーム、１８ａ脚部、１８ｂ本体部、１９バランスシリンダ、２０圧下シリンダ、２１上キャリッジ、２２リフトシリンダ、２３クランプ機構、２４クランプシリンダ、２５クランプバー、２６位置決め穴、２７ロールチョック、２７ａ本体部、２７ｂキャップ、２８分割上バックアップロール、２９ロッド、３０スプリング、３１荷重検出装置、３２圧下装置、３３偏心軸、３５アーム、３６圧下力調整シリンダ、３７レバー、３８ピン、３９コロ、４０受け口、４２ピン、４３ピン、４４ストッパ、４５ストッパ、５０分割下バックアップロール、５１ロール支持軸、５２下キャリッジ、５３クランプ機構、５４リフトシリンダ、５５リフトシリンダ、５６押付けシリンダ、６０ガイド機構。

Claims

少なくとも上下いずれか一方において、軸方向に３分割以上複数分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールに対しそれぞれ独立に荷重を検出し得る荷重検出装置とそれぞれ独立して圧下力を付与し得る圧下装置とを設けた板形状矯正装置において、
前記各々の分割バックアップロールを前記荷重検出装置とともにキャリッジに支持させ、該キャリッジを板幅方向に出入り可能にフレームに支持させると共に、
前記圧下装置をキャリッジとフレームとに分割して支持させたことを特徴とする板形状矯正装置。
前記キャリッジは、その板幅方向の中心はフレームにライン中心で位置決めされると共に、その板の入出方向位置は当該フレームに内蔵されたシリンダによってライン方向に直角に位置決めされることを特徴とする請求項１記載の板形状矯正装置。
前記各々の分割バックアップロールは前記キャリッジに対しロールチョックを介して荷重方向に摺動可能に支持され、該ロールチョックとキャリッジとの間に前記荷重検出装置が介装されると共に、前記ワークロールの軸心に対し前記各々のバックアップロールの軸心を平行に位置決めして前記ロールチョックが組み立てられることを特徴とする請求項１又は２記載の板形状矯正装置。
前記圧下装置は、前記キャリッジにおいて各々の分割バックアップロールを回転自在に支持する偏心軸及び該偏心軸に固設されたアームと、前記フレームにおいてアクチュエータにより揺動自在に支持されたレバーとを有し、かつ前記アームとレバーとがピンレス構造で連係されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の板形状矯正装置。