JP2018130725A

JP2018130725A - 熱間圧延機

Info

Publication number: JP2018130725A
Application number: JP2017023712A
Authority: JP
Inventors: 大輔安福; Daisuke Yasufuku; 淳嶋本; Atsushi Shimamoto
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-08-23

Abstract

【課題】ロールを保持するチョックをハウジング内面に押し付けるプランジャーに備えられたプランジャーライナーの摩耗速度を抑制すること。【解決手段】ハウジング１９と、ロールと、ロールを保持するチョック１５と、ハウジング内面にチョックを押しつけるために使用されるプランジャー３と、を備えた熱間圧延機であって、プランジャーに備えたプランジャーライナー３１を硬度ＨＢＷ２５０以上のステンレス系金属とし、チョックに備えたチョックライナー１６はＣ含有量が質量％で０．３〜０．６％の一般構造用鋼または鋳鉄とする。【選択図】図２

Description

本発明は、熱間圧延機に関するものである。

特許文献１に記載されているように、熱間圧延機では、圧延中の圧延ロールに微小ながたつきが発生することが知られている。このがたつきが、板厚精度や圧延中の鋼板の形状、圧延の通板性に影響を及ぼすことがある。このため、がたつきを防止するために圧延ロールを保持するチョックに対し、圧延機ハウジング側の一方から、いわゆるギャップキラーと称するガタ取り装置のシリンダーによって、チョックごとハウジング反対側に圧力をかけて押し付け、がたつきを防止している。

国際公開第２０１２／１２８０１９号

しかしながら、このガタを防止するための圧力は、ガタ取り装置シリンダー側に高力黄銅などで形成されたライナー（プランジャーライナー）と、チョック側に高力黄銅などで形成されたライナー（チョックライナー）の接触面にかかる。この圧力自身および圧力が付与された状態での圧延ロールのシフトやギャップ変更、圧延中の様々な負荷、振動によって、両ライナーの接触面は大きく磨耗する。また、その摩耗によってギャップキラーとチョックライナー間の隙間がギャップキラーのシリンダーストローク以上に拡大すると、シリンダーが抜け出し設備破損に至る。そのため、両ライナーの摩耗を一定量以下に抑える必要があるが、その取替が頻発することで、圧延作業性の低下、取替によるコストが問題となる。

本発明は、このような経緯でなされた発明であり、本発明の課題は、ロールを保持するチョックをハウジング内面に押し付けるプランジャーに備えられたプランジャーライナーの摩耗速度を抑制することである。

上記課題を解決するためになされた本発明は次の手段を採用する。先ず、第一の手段は、ハウジングと、ロールと、ロールを保持するチョックと、チョックをハウジング内面に押しつけるために使用されるプランジャーと、を備えた熱間圧延機であって、プランジャーに備えたプランジャーライナーをビッカース硬度２５０以上のステンレス系金属とし、チョックに備えたチョックライナーはＣ含有量が質量％で０．３〜０．６％の一般構造用鋼または鋳鉄とすることを特徴とする熱間圧延機である。

第二の手段は、第一の手段において、前記ステンレス系金属はＳＵＳ６３０であり、前記チョックライナーはＳ４５Ｃであることを特徴とする熱間圧延機である。
である。

本発明では、ロールを保持するチョックをハウジング内面に押し付けるプランジャーに備えられたプランジャーライナーの摩耗速度を抑制することができる。

熱間圧延機の概略図である。図１のＩＩ領域の縦断面図である。摺動試験の結果を表した図である。打撃試験の結果を表した図である。

以下では、発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態の熱間圧延機１の概略について説明する。図１に示すことから理解されるように、熱間圧延機１は、図１に矢印で示した方向から導入された鋳片または板状の金属板９を上下方向から挟み込んで圧延する。このため、金属板９を上方側から押し付けるワークロール１１と、下方側から押し付けるワークロール１２を備えている。上方側から押し付けるワークロール１１には隣接してバックアップロール１３が配置されており、下方側から押し付けるワークロール１２には隣接してバックアップロール１４が配置されている。

また、これらのロールは、ハウジング１９に格納されており、ハウジング１９内に配置されたワークロール１１などはチョック１５により回動可能に保持されている。チョック１５は、ハウジング１９に対して移動可能とされているため、チョック１５とハウジング１９との間には隙間が生じるように構成されている。一方、圧延時にチョック１５が意図しない移動をすると、圧延された製品が不良となることがある。そこで、圧延時にチョック１５が意図せず移動することを抑制するため、油圧シリンダーのプランジャー３を用いてハウジング１９内面にチョック１５を押し付けることが可能な構成としている。図２に示すように、このチョック１５の外表面には、耐摩耗用にチョックライナー１６が備えられており、プランジャー３の中でもチョックライナー１６と接する部位には、プランジャーライナー３１が備えられている。なお、本実施例においては、プランジャー３は上下方向に４カ所設置しており、各ロールの意図しない移動を抑制している。

本実施形態における熱間圧延機１は、ハウジング１９と、ロールと、ロールを保持するチョック１５と、チョック１５をハウジング１９内面に押し付けるために使用されるプランジャー３と、を備えている。また、プランジャー３に備えたプランジャーライナー３１をビッカース硬度２５０以上のステンレス系金属とし、チョック１５に備えたチョックライナー１６はＣ含有量が質量％で０．３〜０．６％の一般構造用鋼または鋳鉄としている。このため、チョック１５を押し付けるプランジャー３に備えられたプランジャーライナー３１の摩耗速度を抑制することが可能となる。

ここで、プランジャーライナー３１とチョックライナー１６の材質と、負荷試験により得られた結果について説明する。この負荷試験は、衝撃への耐性と、摺動への耐性についての試験である。なお、衝撃への耐性を調べる負荷試験では、金属板９がロールに噛み込む際に発生する衝撃への耐性を比較することを意図している。また、摺動への耐性を調べる負荷試験では、圧延中に、チョック１５の位置を制御して移動させた際などに生じる摺動への耐性を比較することを意図している。

負荷試験は、プランジャーライナー３１とチョックライナー１６の材質を変えた１４種類の組み合わせについて行った。プランジャーライナー３１及びチョックライナー１６の材質のついては、表１に示したとおりであり、プランジャーライナー３１については、ＨＩ−ＣＡＮ７０（アルミニウム青銅、ビッカース硬度230）、ＳＡＭ２１４（高力黄銅、ビッカース硬度165）、ＳＣＭ４４０（高周波焼入、ビッカース硬度420
）、ＳＣＭ４２０（浸炭焼入、ビッカース硬度420）、ＳＵＳ６３０（ビッカース硬度350）、ＳＵＳ３０４（ビッカース硬度200）、ＣＡＣ３０４（高力黄銅、ビッカース硬度200）の何れかを選定した。また、チョックライナー１６については、ＣＡＣ３０４、ＣＡＣ４０２、ＦＣＤ６００、Ｓ４５Ｃの何れかを選定した。なお、表１に記載した１乃至１４の数字は、ライナーの材質の組み合わせについて付した番号（試験水準）である。

この１〜１４の組み合わせ条件について、摺動性の試験を行った。摺動性の試験は、産業技術総合研究所にあるＳＲＶ３試験装置を用いて行った。試験時にかけた荷重は、５０乃至６００Ｎであり、段階的に増加させた。なお、最大の面圧は４ｋｇ／ｍｍ^２相当である。試験時間は５０〜５００Ｎの荷重時においては各３００秒であり、６００Ｎの荷重時においては、１１１１２秒とした。６００Ｎの荷重時に１１１１２秒としたのは、摺動距離が略４０００００ｍｍとなるからであり、これは、略２か月分の摺動距離に相当する。なお、周波数は６Ｈｚ、振幅距離は３ｍｍ、試験温度は摂氏４０度とし、潤滑剤は標準的に実機で使用されるグリスとした。この試験結果を、表２及び図３に示す。なお、図３に示すように、８乃至１０の組み合わせにおいては、試験途中で焼き付が発生したため、負荷試験は途中で中止した。また、表３における変形量の数値の単位はｍｇ（ミリグラム）である。

次に、打撃試験について説明する。打撃試験はインパクトドライバを用いて行った。試験時間は２分であり、回転に用いた周波数は５５Ｈｚ，打撃力は１７０３ｋｇ・ｃｍであった。この試験結果を、表３及び図４に示す。なお、表３における変形量の数値の単位はｍｇ（ミリグラム）である。

図４に示すことから理解されるように、摺動試験において、鉄-鉄またはＳＵＳ−銅系の組み合わせは、焼き付や摩耗粉発生等の問題が発生した。一方、鉄−ＳＵＳ系または銅系の組み合わせが良好であった。また、打撃試験において、ＨＩ−ＣＡＮ７０及びＳＡＭ２１４の変形量が大きかった。総合的に見ると、組合せ条件７、１１及び１２の試験結果が良好であることから、ＳＵＳ６３０−Ｓ４５ＣまたはＦＣＤ６００の組合せが摺動、打撃試験の双方においてバランスがよいことが分かった。また、この結果から、一方を硬めの材質とし、他方をそれよりもやや柔らかい材質にする方が、双方ともに硬めの材質にするよりも摩耗量が少ないということがわかった。

そこで、一方のライナーとして、カーボンを０．３〜０．６質量％含む一般構造用鋼又は鋳鉄を採用し、他方のライナーとして、ビッカース硬度がＨＢＷ２５０以上のステンレス系金属を採用することが好ましいという知見が得られることとなった。

また、入手容易性や価格を考慮すると、一方のライナーにＳＵＳ６３０を用い、他方のライナーにＳ４５Ｃを選定することが好ましいことが分かった。更には、プランジャーライナー３１の面積はチョックライナー１６の面積よりも小さいため、プランジャーライナー３１にＳＵＳ６３０を用い、チョックライナー１６にＳ４５Ｃを選定することが好ましいことが分かった。

なお、現状、採用されている３、１３又は１４の組み合わせ条件に比較し、本発明では、ライナーの摩耗寿命が２〜４倍程度となることが分かった。このため、本発明を採用することにより、シリンダーの修繕計画を合理的に構築することが可能となり、設備機能や信頼性維持に貢献することができる。

本発明は、以上の実施形態には限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適応可能なことは勿論のことである。

１熱間圧延機
３プランジャー
１１ワークロール
１２ワークロール
１３バックアップロール
１４バックアップロール
１５チョック
１６チョックライナー
１９ハウジング
３１プランジャーライナー

Claims

ハウジングと、ロールと、ロールを保持するチョックと、チョックをハウジング内面に押しつけるために使用されるプランジャーと、を備えた熱間圧延機であって、
プランジャーに備えたプランジャーライナーをビッカース硬度２５０以上のステンレス系金属とし、
チョックに備えたチョックライナーはＣ含有量が質量％で０．３〜０．６％の一般構造用鋼または鋳鉄とすることを特徴とする熱間圧延機。
前記ステンレス系金属はＳＵＳ６３０であり、前記チョックライナーはＳ４５Ｃであることを特徴とする請求項１に記載の熱間圧延機。