JP2010247178A - 金属板の圧延反り防止装置及び防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚鋼板等の金属板の圧延を行う際に、圧延される金属板（圧延材）の先端反りの発生に基づく圧延材の腰折れの発生を的確に防止することができる金属板の圧延反り防止装置及び防止方法を提供する。
【解決手段】圧延機の出側に配置される搬送ローラー４のうち、ワークロール２に最も近い搬送ローラー４Ａが、圧延材１と幅方向に不連続に接触する凹凸ロール７Ａであり、且つ、この下側の凹凸ロール７Ａと対向するように、圧延機の出側の上側にも凹凸ロール７Ｂが配置されているとともに、それらの凹凸ロール７Ａ、７Ｂに、その凹部を通じてそれぞれの凹凸ロール７Ａ、７Ｂの入側から出側まで連続する連続誘導ガイド５Ａ、５Ｂが設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、厚鋼板等の金属板の圧延を行う際に、圧延される金属板（以下、圧延材）の先端反りの発生に基づく圧延材の腰折れの発生を防止するための技術に関する。

圧延機で厚鋼板等の金属板を圧延する際、上下に反り（上反り、下反り）が発生する現象は以前からよく知られており、特に、図５に示すように、圧延機出側直近で圧延材１の先端が下側に反った場合、出側の搬送ローラー４（通常、ワークロール２に最も近い出側の搬送ローラー４Ａ）に圧延材１の先端が衝突して持ち上げられる事により、図６に示すように、圧延材１が途中で折れ曲がる現象（以下、腰折れ）が発生し、以降の矯正工程において深刻な矯正不良をもたらす。特に、板厚４０ｍｍを超える厚鋼板などは、圧延機以降のホットレベラーやコールドレベラーで矯正する事が難しいため、腰折れが生じた場合、ほぼ全量プレス矯正に回り、矯正工程ネックで大量生産が極めて困難となる。加えて、調整圧延から幅出し圧延にかけての板厚２００ｍｍ程度の圧延パスで腰折れが発生した場合、圧延途中パスにて板の９０度転回を行う際に、転回不良により圧延能率が低下するという点も圧延能率面で問題となる。

このような圧延材の腰折れの発生を抑制する方法として、例えば特許文献１や特許文献２のような技術が開示されている。

特許文献１は、図５に示している圧延材先端の巻き込み防止用に設けられた圧延機ワークロール直近ガイド（圧延材先端巻き込み防止ガイド）３に、昇降機構を設ける事により、ワークロール２に最も近い搬送ローラー４Ａへの接触角を緩和し、腰折れの発生を抑制する方法である。

特許文献２は、ワークロール２に最も近い搬送ローラー４Ａの接線方向に、圧延材先端を誘導するガイドを設ける事により、同様に腰折れの発生を抑制する方法である。

また、特許文献３、特許文献４には、圧延機出側の上方にも回転式の昇降機構を備えたガイド及び押付ローラーを設ける事により、上下の反りの抑制を図る方法について開示されている。

特開２００６−２８９４９０号公報 特開２００８−０６２２８７号公報 特開昭５８−０８１５０９号公報 特開昭６２−０５４５１６号公報

しかし、特許文献１や特許文献２におけるガイドは、パスラインの下側に配置されるものであり、上反りが発生した場合には反り矯正効果を有さない。圧延パスのうち、特に反りが発生し易いパスにおいては、上ワークロールに巻き付くような極端な上反りが生じる場合もあるため、パスラインの上側にも同様にガイド及びローラーを有する事が望ましい。

そこで、特許文献３、特許文献４に開示される方式（回転式の昇降機構を備えたガイド及び押付ローラーを設置）の適用が考えられるが、そのような回転式の昇降機構によると、押付ローラー以外にも回転中心となる支点部分をワークロール直近に設ける必要がある。しかし、ワークロールに最も近い搬送ローラーと圧延機ワークロールとの間隙は、例えば厚鋼板圧延機のような大型圧延機の場合でも通常２００ｍｍ程度と小さく、加えて圧延材先端巻き込み防止用のガイドも配置されているため、実質的に構造物（回転式の昇降機構を備えたガイド及び押付ローラー）を配置出来るだけのスペースが無い。

よって、特許文献３、特許文献４で開示される方式のガイド及び押付ローラーを設けるとすると、必然的に押付ローラーを従来のワークロール直近搬送ローラーの位置よりもワークロールから離れた場所に配置する形となる。ワークロールと押付ローラーとの間隔が広い場合、ガイドによる誘導部分が長くなるため、圧延形状が上下にばたつき易い薄物圧延材などで板表裏面がガイドに接触し、板表裏面に擦り疵が生じて品質上問題となる恐れがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、厚鋼板等の金属板の圧延を行う際に、圧延される金属板（圧延材）の先端反りの発生に基づく圧延材の腰折れの発生を的確に防止することができる金属板の圧延反り防止装置及び防止方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有している。

［１］金属板を圧延する際に用いる圧延反り防止装置であって、
圧延機の出側に配置される搬送ローラーのうち、ワークロールに最も近い搬送ローラーを含む少なくとも１本の搬送ローラーが、圧延材と幅方向に不連続に接触する凹部付きロールであり、且つ、この下側の凹部付きロールと対向するように、圧延機の出側の上側にも凹部付きロールが配置されているとともに、
それぞれの凹部付きロールに、その凹部を通じて当該凹部付きロールの入側から出側まで連続する連続誘導ガイドが設置されていることを特徴とする金属板の圧延反り防止装置。

［２］少なくとも上下何れかの凹部付きロール及び連続誘導ガイドが昇降可能な構造になっていることを特徴とする前記［１］に記載の金属板の圧延反り防止装置。

［３］金属板を圧延する際に用いる圧延反り防止装置であって、
圧延機の出側に配置されて圧延材と幅方向に不連続に接触する少なくとも上下一対の凹部付きロールと、それぞれの凹部付きロールの凹部を通じて当該凹部付きロールの入側から出側まで連続する連続誘導ガイドとを有し、かつ、少なくとも上下何れかの凹部付きロール及び連続誘導ガイドが昇降可能な構造になっていることを特徴とする金属板の圧延反り防止装置。

［４］前記［２］または［３］に記載の金属板の圧延反り防止装置を用いるに際して、圧延材の板厚が薄くなるにしたがって、上下の凹部付きロールの間隔が狭くなるように凹部付きロール及び連続誘導ガイドを昇降させることを特徴とする金属板の圧延反り防止方法。

本発明によれば、圧延される金属板（圧延材）の先端反りの発生に基づく圧延材の腰折れの発生を的確に防止することができる。すなわち、如何なる圧延状況下においても、先端反り発生時の圧延材の腰折れが発生しなくなる。したがって、圧延操業自体が円滑に実施出来る事に加え、矯正工程の負荷も大幅に低減する事が出来るため、能率面、合理化面、何れにおいても極めて有用である。

本発明の一実施形態に係る圧延反り防止装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る圧延反り防止装置を示す図である。 本発明の一実施形態における圧延反り防止装置の退避状態を示す図である。 本発明の一実施形態における圧延反り防止装置のガイド状態を示す図である。 圧延材の腰折れ発生過程を示す図である。 圧延材の腰折れ形状と腰折れ部分の位置を示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、厚鋼板の圧延を念頭において述べる。

図１は本発明の一実施形態に係る圧延反り防止装置を示す側面図であり、図２は本発明の一実施形態に係る圧延反り防止装置（下側部分）を示す斜視図である。

図１、図２に示すように、この実施形態に係る圧延反り防止装置は、圧延機の出側に配置される搬送ローラー４のうち、ワークロール２（下ワークロール２Ａ、上ワークロール２Ｂ）に最も近い搬送ローラー４Ａが、幅方向（ロール軸方向）に凸部７ｈと凹部７ｇを交互に有する凹凸ロール７Ａとなっており、その凸部７ｈは圧延材１と接触するが、凹部７ｇは圧延材１と接触しないようになっている。すなわち、圧延材１と幅方向に不連続に接触するロール（凹部付きロール）となっている。

そして、凹凸ロール７Ａには、その凹部７ｇを通じて凹凸ロール７Ａの入側から出側まで連続するブリッジ状の連続誘導ガイド５Ａが設置されている。なお、下ワークロール２Ａと連続誘導ガイド５Ａの間には、圧延材先端巻き込み防止ガイド（下側巻き込み防止ガイド）３が配置されている。

また、このような圧延機出側の下側の凹凸ロール７Ａと対向するように、圧延機出側の上側にも、同様の凹凸ロール７Ｂが配置されている。

そして、この上側の凹凸ロール７Ｂにも、同様のブリッジ状の連続誘導ガイド５Ｂが設置されている。なお、上ワークロール２Ｂと連続誘導ガイド５Ｂの間にも、圧延材先端巻き込み防止ガイド（上側巻き込み防止ガイド）６が配置されている。

ここで、この実施形態において、上記のような凹凸ロール７（７Ａ、７Ｂ）と連続誘導ガイド５（５Ａ、５Ｂ）を採用している理由は以下の如くである。

すなわち、この実施形態においては、ワークロール２に近い位置へ圧延材の誘導ガイドを配置することを前提にしており、誘導ガイドにかかる圧延材１からの衝撃荷重は大きくなる。そこで、上記のような凹凸ロール７とブリッジ状の連続誘導ガイド５とを備えた構造にすることより、ワークロール２近傍の狭いスペースにおいても十分な強度を有する誘導ガイドを配置することが可能となり、板厚が厚い圧延材の先端がこの連続誘導ガイド５に衝突した際にも、連続誘導ガイド５の変形・破損を防止することができる。また、連続誘導ガイド５が凹凸ロール７の入側から出側まで連続しているので、圧延材１の先端が連続誘導ガイド５と凹凸ロール７の間に入り込むことがない。

したがって、このような凹凸ロール７とブリッジ状の連続誘導ガイド５とを備えた構造にすることより、圧延材１に先端反り（下反り、上反り）が発生した場合でも、圧延材１の先端を下側の凹凸ロール７Ａと上側の凹凸ロール７Ｂの間に安定して誘導することができるようになり、圧延材１の腰折れの発生が的確に防止される。

なお、凹凸ロール７の幅方向に設ける凹部７ｇの数は、圧延機の幅などにより適宜設定すればよいが、５〜２０個（例えば１０個程度）が好適である。

また、連続誘導ガイド５の圧延材１に対向する面の傾きを、特にその入側付近において凹凸ロール７の接線方向に合わせておくことにより、圧延材１の先端を下側の凹凸ロール７Ａと上側の凹凸ロール７Ｂの間により安定して誘導することができる。

さらに、この実施形態においては、凹凸ロール７（７Ａ、７Ｂ）と連続誘導ガイド５（５Ａ、５Ｂ）が昇降可能な構造となっている。

先述のような構造の凹凸ロール７と連続誘導ガイド５であれば、前記の特許文献３、特許文献４に開示されている回転昇降方式に比べて省スペースな構造であるため、単純な上下１軸の昇降機構により、容易に昇降機能を持たせることができる。

なお、連続誘導ガイド５Ｂの昇降を行う際、ワークロール２直近の上側巻き込み防止ガイド６と干渉する場合においては、干渉部分を櫛状に交差させるようにして昇降可能な構造にすれば良い。

通常、厚鋼板の圧延では、前段パスはスラブ厚に近い板厚２００ｍｍ程度で圧延される。このような板厚では、圧延材１がワークロール２に巻き付くような反りは発生しないが、連続誘導ガイド５に衝突した際の衝撃荷重自体は極めて大きくなる。

そこで、この実施形態においては、上記のように、凹凸ロール７と連続誘導ガイド５が昇降可能な構造となっていることから、連続誘導ガイド５に掛かる負荷が高い板厚範囲で圧延されるパスでは、上下の凹凸ロール７Ａ、７Ｂ及び誘導ガイド５Ａ、５Ｂを予め退避させておき、仕上げ板厚に近い板厚になるにつれて、徐々に、下側の凹凸ロール７Ａと上側の凹凸ロール７Ｂの間隔及び下側の連続誘導ガイド５Ａと上側の連続誘導ガイド５Ｂの間隙を小さくし、ガイド効果を発揮させる。

上記のことを図面に基づいて説明する。図３は、圧延前段パスにおける凹凸ロール７と連続誘導ガイド５の昇降状態を示し、図４は、圧延後段パスにおける凹凸ロール７と連続誘導ガイド５の昇降状態を示している。

圧延前段パスは前述のように衝撃荷重が高いため、図３のように、上下の凹凸ロール７Ａ、７Ｂ及び連続誘導ガイド５Ａ、５Ｂを退避させて圧延する。そして、圧延パスが進むにつれて板厚が薄くなり、衝撃荷重が低下するため、圧延パスの進行に従って上下の凹凸ロール７Ａ、７Ｂの間隙及び連続誘導ガイド５Ａ、５Ｂの間隙を小さくし、圧延後段パスでは、図４のように、板厚ギャップ又は板厚ギャップに近い位置まで締め込んだ状態として、圧延材１先端をガイドする。図４に示す位置まで連続誘導ガイド５Ａ、５Ｂを昇降させた場合、上反りまたは下反りが発生した圧延材１先端を、圧延直後から凹凸ロール７の凸部表面に沿ってガイドすることが可能となるため、腰折れの発生が抑制される。

このようにして、この実施形態においては、圧延機の出側直近に配置されて圧延材１と幅方向に不連続に接触する上下一対の凹凸ロール７Ａ、７Ｂと、それら凹凸ロール７Ａ、７Ｂの凹部７ｇを通じてそれぞれの凹凸ロール７Ａ、７Ｂの入側から出側まで連続する連続誘導ガイド５Ａ、５Ｂとを有し、かつ、下側の凹凸ロール７Ａと連続誘導ガイド５Ａおよび上側の凹凸ロール７Ｂと連続誘導ガイド５Ｂがそれぞれ昇降可能な構造になっているので、圧延材１の先端反りの発生に基づく圧延材１の腰折れの発生を的確に防止することができる。したがって、圧延操業自体が円滑に実施できることに加え、矯正工程の負荷も大幅に低減することができるため、能率面、合理化面、何れにおいても極めて有効となる。

なお、この実施形態においては、ワークロール２に最も近い搬送ローラー４Ａが凹凸ロール７Ａとなっているが、必要に応じて、それに続く搬送ローラー４も凹凸ロール７Ａとしてもよい。その際、その凹凸ロール７Ａの上側にも対向するように凹凸ロール７Ｂを配置し、それらの凹凸ロール７Ａ、７Ｂにそれぞれ連続誘導ガイド５Ａ、５Ｂを設置する。

また、上記の実施形態においては、下側の凹凸ロール７Ａと連続誘導ガイド５Ａおよび上側の凹凸ロール７Ｂと連続誘導ガイド５Ｂがそれぞれ昇降可能な構造になっているが、下側の凹凸ロール７Ａと連続誘導ガイド５Ａまたは上側の凹凸ロール７Ｂと連続誘導ガイド５Ｂのいずれか一方が昇降可能な構造になっていてもよい。

また、圧延前段パスにおける衝撃荷重に連続誘導ガイド５が耐えられると判断される場合には、凹凸ロール７と連続誘導ガイド５を昇降可能な構造にしなくともよい。

また、上記の実施形態においては、圧延材１と幅方向に不連続に接触するロール（凹部付きロール）として、ロール幅方向に凸部７ｈと凹部７ｇを交互に有する凹凸ロール７を用いているが、凹部付きロールとしては、連続誘導ガイド５を通す凹部を有し、圧延材１と幅方向に不連続に接触するものであればよく、その構造は限定されない。例えば、ロール幅方向に複数の凹凸の段差を設けた段付きロールであってもよいし、ベアリング構造を有する小ロールを幅方向に複数配置したロール群により構成される分割ローラーであってもよい。

そして、上記の実施形態においては、厚鋼板の圧延を念頭において述べたが、他の金属板の圧延においても同様に適用することができる。

１ 圧延材
２ ワークロール
２Ａ 下ワークロール
２Ｂ 上ワークロール
３ 巻き込み防止ガイド（下側）
４ 搬送ローラー
４Ａ ワークロール直近の搬送ローラー
５ 連続誘導ガイド
５Ａ 連続誘導ガイド（下側）
５Ｂ 連続誘導ガイド（上側）
６ 巻き込み防止ガイド（上側）
７ 凹凸ロール（凹部付きロール）
７Ａ 凹凸ロール（下側）
７Ｂ 凹凸ロール（上側）
７ｈ 凹凸ロールの凸部
７ｇ 凹凸ロールの凹部

Claims (4)

1. 金属板を圧延する際に用いる圧延反り防止装置であって、
   圧延機の出側に配置される搬送ローラーのうち、ワークロールに最も近い搬送ローラーを含む少なくとも１本の搬送ローラーが、圧延材と幅方向に不連続に接触する凹部付きロールであり、且つ、この下側の凹部付きロールと対向するように、圧延機の出側の上側にも凹部付きロールが配置されているとともに、
   それぞれの凹部付きロールに、その凹部を通じて当該凹部付きロールの入側から出側まで連続する連続誘導ガイドが配置されていることを特徴とする金属板の圧延反り防止装置。
2. 少なくとも上下何れかの凹部付きロール及び連続誘導ガイドが昇降可能な構造になっていることを特徴とする請求項１に記載の金属板の圧延反り防止装置。
3. 金属板を圧延する際に用いる圧延反り防止装置であって、
   圧延機の出側に配置されて圧延材と幅方向に不連続に接触する少なくとも上下一対の凹部付きロールと、それぞれの凹部付きロールの凹部を通じて当該凹部付きロールの入側から出側まで連続する連続誘導ガイドとを有し、かつ、少なくとも上下何れかの凹部付きロール及び連続誘導ガイドが昇降可能な構造になっていることを特徴とする金属板の圧延反り防止装置。
4. 請求項２または３に記載の金属板の圧延反り防止装置を用いるに際して、圧延材の板厚が薄くなるにしたがって、上下の凹部付きロールの間隔が狭くなるように凹部付きロール及び連続誘導ガイドを昇降させることを特徴とする金属板の圧延反り防止方法。

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