JP2519587B2 - 圧延機および圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、製鉄，非鉄の分野で用いられるもので、鋼
板等の板材の形状修正およびクラウン修正装置を有する
圧延機および圧延方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の４段式圧延機を第７図ないし第10図に示す。図
において、一定厚みの板材15を通して所望する板厚のス
トリップ材の圧延に直接供される上下１対のワークロー
ル1,2が、その両端をそれぞれワークロール軸受5,6で回
転自在に軸承されている。この上部ワークロール１と下
部ワークロール２の径はともに、ワークロール1,2の軸
心方向に通常は不変となっている。

この１対の上下部ワークロール1,2をサンドイッチす
る形でクラウン形状（バックアップロール43,44の中央
部径が大きく、両端で径が小さくなる）を有した１対の
上下部バックアップロール43,44の両端が、それぞれ、
バックアップロール軸受47,48で回転自在に軸承されて
いる。また、前記した上下のバックアップロール43,44
の径は、上下のワークロール1,2の径より大きく構成さ
れており、さらに、対をなしたバックアップロール43,4
4またはワークロール1,2は、ともに同一径を有してい
る。

この圧延時には、ハウジング11に内設された圧下シリ
ンダ10に、図示しない圧油供給装置から圧油が導入され
ると、第９図に示すように下部バックアップロール44の
両端部の下部バックアップロール軸受48部を上方に押圧
される。この下部バックアップロール44からの押圧力Ｐ
が、当接して反対方向に回転する小径の下部ワークロー
ル２に伝達され、上下ワークロール1,2間に挿入された
板材15の圧延力となる。

また、上下ワークロール1,2間に挿入される板材15の
圧延時の反力Ｒによって、上部ワークロール１は凸状
に、逆に、下部ワークロール２は凹状を呈した形に曲げ
られる。これらの反力Ｒは、上下１対のワークロール1,
2を上下両側から挾み、かつ、当接しつつ反対方向に回
転するバックアップロール43,44へ伝達されるものの、
バックアップロール43,44はワークロール1,2より大径で
剛性を有しており、ワークロール1,2から伝達された反
力Ｒは、ここで緩和されるようになっている。この圧延
時は、第11図に示すように、板材15の端部厚さｈと、中
央部厚さＨとの間に、厚みの差（Ｈ−ｈ）が生じてお
り、板材５の送り方向と直交する方向に切断した横断面
図では、上下ワークロール1,2間から圧延されてでてき
たストリップ材15aの上下の形状が平坦でなく、ストリ
ップ材15aの中央部の厚みは厚くなり、両端部で薄くな
るといった、いわゆる耳波状のストリップ材15aに圧延
されることになる。

従来より、ストリップ材15aがこうした耳波形状にな
ることを防止しつつ、かつ、上下面が平坦な圧延がなさ
れるように各種の提案がなされている。

その一つは、ロールネックにベンディングシリンダを
取付けロールベンディング法と呼ばれている方法であ
る。この方法は、主として４重圧延機に適用され、外力
により強制的にワークロールを曲げてロールクラウンを
変える方法である。この方法には、ワークロールベンデ
ィング法とバックアップロールベンディング法とがあ
る。

また、VCロール法と呼ばれるもので、圧延ロール内に
油室を設け、ここに作用される油圧を調節してワークロ
ールのクラウンを変える方法もある。

この他に、ワークロールを部分的に加勢膨張させクラ
ウンを変えるヒートクラウン法や、ロールクラントをか
ける量を部分的に調節して膨張量を調節する方法等があ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 前記したように、ロールベンディング法は、即応性お
よびある程度の柔軟性に富んだ方法であるが、第12図
（ａ）および第12図（ｂ）に示すようにワークロールが
バックアップロール全面に拘束されているため、ワーク
ロールに充分なたわみを与えることが困難であり、絶対
能力に欠けている。また、VC法はワークロールが極めて
高価となり、保守も面倒である。

また、ヒートクラウン法やロールクラウンをかける量
を部分的に調整する方法は、極めて柔軟性があるが応答
性が悪いという大問題がある。

以上各種の従来方法について説明したが、これらの従
来技術の検討からも明らかなように、クラウン制御で重
要な点は高速圧延で刻々変化する条件に対応できる即答
性があることと、広範囲に可変な応力を有することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上のような従来の欠点を除去するために
なされたもので、即答性があり、広範囲な条件の変化に
対応することができるように構成した圧延機における形
状制御法およびクラウン制御法を提供することを目的と
している。

すなわち、上方より下方に向かって上部バックアップ
ロール、上部ワークロール、下部ワークロールおよび下
部バックアップロールの順に配し、板材の幅より外側に
位置する各バックアップロールの両端部に、上部ワーク
ロールおよび下部ワークロールの外周面とたえず当接し
ながら回動が可能で、バックアップロールより大径で、
かつ、円形形状を有したバックアップロール支持部を配
した構成にするとともに、板幅に応じたバックアップロ
ールと交換することによってワークロールの支持位置を
変更し、一方、ロールベンディング用ロッドと係合した
ロールベンディング用シリンダへの作動流体の導入量の
制御を行ない、前記ワークロールとバックアップロール
支持部の当接面を支点として、上部ワークロールを上方
へ押し曲げるとともに、前記下部ワークロールを下方へ
押し曲げるようにした。

［作用］ 圧延される板幅に応じて、バックアップロール支持部
を有したバックアップロールと交換することによってワ
ークロールの支持位置を変更する。さらに、ロールベン
ディング用シリンダへ導入される作動流体導入量を調整
することにより、上部ワークロールのプロフィールをロ
ールベンディング力で適宜調整する。

こうして、圧延された製品板形状の修正が容易に、か
つ、迅速に行なわれ、所望する圧延製品板が得られる。

［実施例］ つぎに、図面に示した実施例によって、本発明をさら
に詳細に説明する。

第１図ないし第６図は本発明の１実施例を示し、第１
図は４段式圧延機の正面図、第２図は第１図のII−IIか
らみた側面図、第３図は第１図のIII−IIIからみた縦断
面図、第４図は第３図のIV−IVからみたロールベンディ
ング用装置の拡大断面図、第５図および第６図は本発明
を適用した４段式圧延機の圧延ロールの制御に係るプロ
フィールを示す。第１図ないし第６図を用いて本発明の
圧延機の構成を説明する。

本発明における圧延機20は、上下部ワークロール１、
２、上下部バックアップロール３、４、上下部ワークロ
ール軸受５、６、上下部バックアップロール軸受７、
８、圧下シリンダ10、ロールベンディング用装置９およ
びハウジング11から構成されている。なお、15は板材を
示す。

符号1,2は、板材15の圧延に直接供されるワークロー
ルであり、上部ワークロール１と下部上下部ワークロー
ル１、２の径は軸心方向に通常不変となしたフラット形
状を有している。上部ワークロール１と下部ワークロー
ル２は所望する板材15の厚みに圧延するため圧下シリン
ダ10にて調整される。

符号5,6は前記上下上下部ワークロール１、２を回転
自在に軸承するための上下部ワークロール軸受であり、
上部ワークロール１の両端は、圧延機20の両側に立設さ
れたハウジング11内に内設された１対の上部ワークロー
ル軸受５によって回転自在に軸承されている。また、下
部ワークロール２の両端も上部ワークロール１と同様に
下部ワークロール軸受６によって回転自在に軸承されて
いる。

つぎに、本発明の上下部バックアップロール３、４に
ついて述べる。上下部バックアップロール３、４は、圧
延機20の両側に立設されたハウジング11内に内設された
１対のバックアップロール軸受7,8によって回転自在に
軸承されている。また、上下部バックアップロール３、
４の両端部には、上下部バックアップロール３、４より
大径を有した断面が円形形状のバックアップロール支持
部3a,4aが配されており、ワークロール1,2の外周面とた
えず当接しながら回動している。また、上下部バックア
ップロール支持部3a、4aは、板幅よりたえず外側に位置
するものが必要となり、このため、板幅に応じてバック
アップロール3,4を自由に交換できるようになってい
る。

符号９はロールベンディング用装置であって、上部ロ
ールベンディング用ロッド9aと下部ロールベンディング
用ロッド9bおよびロールベンディング用シリンダ9cおよ
びピストン9dから構成される。

上部ロールベンディング用ロッド9aの下端部は、ピス
トン9dに固着され、上端部が上部ワークロール軸受５と
接離自在に配されている。また、下部ロールベンディン
グ用ロッド9bは、前記上部ロールベンディング用ロッド
9aと逆に、上端部にピストン9dが固着され、下端部が下
部ワークロール軸受６と接離自在に配されている。

ロールベンディング用シリンダ9cの中央部には、小径
の連通孔9eが設けられ、ここに、図示しない圧油供給装
置から圧油を導入すると、ロールベンディング用シリン
ダ9cに係合した上下ロールベンディング用ロッド9a,9b
はお互いに離反し、ロールベンディング用ロッド9a,9b
のそれぞれの先端部は上下ワークロール軸受5,6を押圧
することになる。

押圧時には、ロールベンディング用シリンダ9cの外周
壁の上下部ワークロール軸受５、６側にライナ9fを装着
してあり、さらに、上下部ワークロール軸受５、６のロ
ールベンディング用シリンダ9c側外周面にライナ9gがそ
れぞれ装着してあるため、この両ライナ9f,9gの当接面9
hに沿って上部ワークロール軸受５は上方へ押上げられ
る形となり、上部バックアップロール支持部3aと上部ワ
ークロール１との当接面を支点として曲げモーメントが
作用しやすいようになっており、フラット形状を有した
小径の上部ワークロール１のプロフィールは、圧延時に
は矯正され、凸状から平坦状になるように構成されてい
る。一方、下部ワークロール軸受６は下方へ押し下げら
れる形となり、下部バックアップロール支持部4aと下部
ワークロール２との当接点を支点として曲げモーメント
が作用しやすいようになっており、フラット形状を有し
た小径の下部ワークロール２のプロフィールは、圧延時
には矯正され、凸状から平坦状になるように構成されて
いる。

符号10は圧下シリンダ10であって、圧下シリンダ10内
には、この圧下シリンダ10と係合して上下移動可能に圧
下シリンダ用ヘッド10aが配されており、圧延時には、
図示しない圧油供給装置から圧下シリンダに圧油を導入
すると、圧下シリンダ用ヘッド10aの上昇に伴って、圧
下シリンダ用ヘッド10aの先端部は下部バックアップロ
ール軸受８の下部に当接して押圧し、下部バックアップ
ロール４を上方へ押上げるようになっており、当接しつ
つ反応方向に回転する下部ワークロール２を介してスト
リップ材15aの修正用圧延力として供される。

以上のように構成された圧延機の動作について説明す
る。

板材15の圧延前に、板材15の幅に合わせて上下部バッ
クアップロール３、４を交換し、上下部ワークロール
１、２の位置を予め決めておく。

圧延機20の一連の準備が完了すると、上部ワークロー
ル１と下部ワークロール２間に板材15が挿入される。上
下１対のワークロール1,2間を通過時に、板材15は所望
する上下平坦な面を有したストリップ材15aに圧延され
る。この時、ストリップ材15aの形状判定は、従来より
の目視の方法で行なわれるが、個人差を無くし、検査精
度を上げるため、センサロールによる接触方式や、光あ
るいは磁気などを利用した非接触方式によって行なうこ
とができる。

このストリップ板材15aの形状が所望する形状になる
ように、上部バックアップロール支持部3aおよび下部バ
ックアップロール支持部3bを板材15の外側に適宜位置決
めする。次いで、ロールベンディング用ロッド9a、9bと
係合したロールベンディング用シリンダ9cへ作動流体を
導入しつつ導入量の制御を行なうことで、前記ロールベ
ンディング用ロッド9aおよびロールベンディング用ロッ
ド9bをロールベンディング用シリンダ9cより適宜突き出
し、前記上部ワークロール１と上部バックアップロール
支持部3aの当接面を支点として曲げモーメントを作用さ
せて上部ワークロール１を上方へ押し曲げると同時に、
前記下部ワークロール２と下部バックアップロール支持
部4aの当接面を支点として曲げモーメントを作用させて
下部ワークロール２を下方へ押し曲げて上下部ワークロ
ール１、２のプロフィールを調整することにより、耳波
（ストリップ材15aの中央部が厚く、両端部が薄い）や
中伸び（ストリップ材15aの中央部が薄く、両端部が厚
い）を防止できる。

以上述べた本発明の圧延機20を用いて板材15を圧延し
た場合、上下部ワークロール１、２のプロフィールが、
ベンディング力の大きさによってどのように推移するか
をまとめたテスト結果を第５図および第６図に示す。

第５図にロール径600mm、圧延力600TON、上下部ワー
クロール１、２支持間距離を1400mmに設定し、ロールベ
ンディング力を0TONから125TONまで調整した場合の上部
ワークロール１のプロフィールの変化を示す。

第６図に、ロール径600mm、圧延力600TON、上下部ワ
ークロール１、２支持間距離を1600mmに設定し、ロール
ベンディング力を0TONから125TONまで調整した場合の上
部ワークロールのプロフィールの変化を示す。

第５図および第６図より明らかなように、本発明の圧
延機20によれば、上部と下部のワークロール1,2はベン
ディング力、およびワークロール支持位置により、凸形
から凹形まで自由に調整可能であり、きわめて広範囲の
形状制御能力およびクラウン制御能力を有することがわ
かる。

本発明においては、前記ロールベンディング用ロッド
9a,9bの前後進を行なう際には、作動流体として圧油を
用いた場合について述べたが、空気，窒素ガスなどの圧
縮ガスを用いてもよい。

また、上部と下部のワークロール1,2の径が軸心方向
に不変の場合について述べたが、若干の中高を有したク
ラウン形状のロールを用いても同様な結果が得られる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、上
方より下方に向かって上部バックアップロール、上部ワ
ークロール、下部ワークロールおよび下部バックアップ
ロールの順に配し、板材の幅より外側に位置する各バッ
クアップロールの両端部に、上部ワークロールおよび下
部ワークロールの外周面とたえず当接しながら回動が可
能で、かつ、バックアップロールより大径を有した断面
が円形形状のバックアップロール支持部を配したことに
より、上部と下部のワークロールのプロフィールを広範
囲にわたって確実で容易、かつ、迅速に制御できるた
め、板材の圧延ならびに修正も容易に行なえる。さら
に、従来、板幅に合わせて異なるイニシャルクラウン形
状のワークロールならびにバックアップロールを多数用
意していたが、その必要もなく、わずかな数のワークロ
ールならびにバックアップロールでよく、製品サイクル
が大幅に向上する。また、製品板形状および板幅に応じ
てワークロール支持位置を変更し、ロールベンディング
用ロッドと係合したロールベンディング用シリンダへの
作動流体の導入量の制御を行ない、前記上部および下部
のワークロールと各バックアップロール支持部の当接面
を支点として、上部ワークロールを上方へ押し曲げると
ともに、前記下部ワークロールを下方へ押し曲げるよう
にしたことにより、上部ワークロールや下部ワークロー
ルのプロフィールが容易に変更でき、これに伴って板材
の圧延と修正が容易、かつ、迅速にできる。また、従
来、高価なバックアップロール全面を研摩していたが、
今回の発明によればワークロールと当接するバックアッ
プロール支持部だけ研摩すればよく、さらに、バックア
ップロール支持部を板幅より常に外側に配置すればバッ
クアップロール支持部の研摩そのものも必要でなくな
り、作業効率が大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の１実施例を示し、第１図
は４段式圧延機の正面図、第２図は第１図のII−IIから
みた側面図、第３図は第１図のIII−IIIからみた縦断面
図、第４図は第３図のIV−IVからみたロールベンディン
グ用シリンダの拡大断面図、第５図および第６図は本発
明を適用した４段式圧延機の上部ワークロール制御に係
るプロフィールを示す。 また、第７図ないし第12図は本発明に類似した従来例
を示し、第７図は４段式圧延機の正面図、第８図は第７
図のVIII−VIIIからみた縦断面図、第９図は第７図のIX
−IXからみた圧延機の要部拡大断面図、第10図は第９図
のＸ−Ｘからみたロールベンディング用シリンダの拡大
断面図、第11図は誇張して図示された圧下シリンダから
の押圧力によるロールたわみ、第12図はクラウンの増加
ならびに減少状態を示す模式図を示す。 １……上部ワークロール、 ２……下部ワークロール、 3,43……上部バックアップロール、 3a……上部バックアップロール支持部、 4,44……下部バックアップロール、 4a……下部バックアップロール支持部、 ５……上部ワークロール軸受、 ６……下部ワークロール軸受、 7,47……上部バックアップロール軸受、 8,48……下部バックアップロール軸受、 ９……ロールベンディング用装置、 9a,9b……ロールベンディング用ロッド、 9c……ロールベンディング用シリンダ9c、 10……圧下シリンダ、11……ハウジング、 15……板材、15a……ストリップ材、 20……圧延機。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下に対向して上方より下方に向かって、
   上部バックアップロール、上部ワークロール、下部ワー
   クロールおよび下部バックアップロールの順に配し、前
   記上部ワークロールを軸承する上部ワークロール軸受
   と、下部ワークロールを軸承する下部ワークロール軸受
   を前記上部ワークロールと下部ワークロールの両端部に
   それぞれ配し、さらに、前記上部ワークロール軸受と下
   部ワークロール軸受間にロールベンディング用シリンダ
   を配するとともに、前記ロールベンディング用シリンダ
   と係合して上部ワークロールを上方に押圧する上部ロー
   ルベンディング用ロッドと、下部ワークロールを下方に
   押圧する下部ロールベンディング用ロッドをそれぞれ配
   し、前記上部ワークロールと下部ワークロール間に板材
   を通して圧延されたストリップ材を得る圧延機におい
   て、上方より下方に向かって上部バックアップロール、
   上部ワークロール、下部ワークロールおよび下部バック
   アップロールの順に配し、板材の幅より外側に位置する
   各バックアップロールの両端部に、上部ワークロールお
   よび下部ワークロールの外周面とたえず当接しながら回
   動が可能で、かつ、バックアップロールより大径を有し
   た断面が円形形状のバックアップロール支持部を配した
   ことを特徴とする圧延機。
2. 【請求項２】請求項第１項の圧延機を用いた圧延方法に
   おいて、板幅に応じたバックアップロールと交換するこ
   とによってワークロールの支持位置を変更し、一方、ロ
   ールベンディング用ロッドと係合したロールベンディン
   グ用シリンダへの作動流体の導入量の制御を行ない、前
   記ワークロールとバックアップロール支持部の当接面を
   支点として、上部ワークロールを上方へ押し曲げるとと
   もに、前記下部ワークロールを下方へ押し曲げるように
   したことを特徴とする圧延方法。