JP2529279Y2 - 圧延機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は鉄鋼業や非鉄の分野にお
いて用いられ，鋼板等の板材をロールの間に通して塑性
変形を行うことにより所望の板厚にするための圧延機に
係り，特に形状修正およびクラウン修正手段を設けた圧
延機に関する。

【０００２】

【従来技術の説明】従来の２段式圧延機を図９〜図１１
に示す。この種の圧延機は一対のワークロール１，２
が，ほぼ等しい胴長に形成されて全長にわたって転接さ
れ，各ロール１，２の両ネック部を軸受５，６にて支持
するとともに，これらをハウジング９に装着して構成さ
れている。また，ハウジング９には圧下シリンダ１０が
取付けられ，縦列配置された軸受５，６間を圧下するこ
とによって圧下力をワークロール１，２間に与えるよう
にしている。

【０００３】このような圧延機のワークロール１，２間
に被圧延材１１を通過させて所望の板厚のストリップ材
を得るのであるが，被圧延材１１の通過に伴ってワーク
ロール１，２の中央部が拡開され，両端軸受５，６側よ
り被圧延材１１の通過中心側が外側に膨らんでしまうい
わゆるロールベンディングが生じる。このため，図１２
に示すように，被圧延材１１の端部厚さｈと中央部厚さ
Ｈの間に差（Ｈ−ｈ）が生じており，圧延後のストリッ
プ材の断面形状は両側縁にいわゆる耳伸びが発生した太
鼓状断面となってしまう。

【０００４】図１３に従来の圧延機を用いて被圧延材１
１を圧延した場合のテスト結果を示す。クラウン形状の
上下ワークロール１，２のロール径を７００ｍｍ，圧下
シリンダ１０の圧延力Ｆを６００トンとした場合のワー
クロール１，２のプロフィールは，凸形状を有したたわ
みを呈しており，このため被圧延材１１の中央部の厚み
は厚くなり，端部では薄くなるといった，いわゆる耳波
状のストリップ材が圧延されることになる。

【０００５】従来より，こうしたストリップ材が耳波形
状になることを防止しつつ，かつ，ストリップ材の上下
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。そのいくつかの例を略述すると次のとおりであ
る。

【０００６】その一つは，上下ワークロール１，２にあ
らかじめクラウンを付けておく方法である。すなわち，
上下ワークロール１，２のたわみをあらかじめ計算し，
このたわみを補正することができるように，上下ワーク
ロール１，２の中央部を太くし，中高のクラウン形状
（上下ワークロール１，２の径の中央部が大きく，両端
で小さくなる）を有した１対の上下ワークロール１，２
の両端をロールネック軸受５，６で回転自在に軸承され
ており，ロールバレルと呼ぶロール中央の胴部の間隙に
一定厚みの被圧延材１１を通して圧延され，所望する板
厚のストリップ材にされる。

【０００７】この圧延時には，ハウジング９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，図１２に示すように下部ワークロー
ル２両端部のロールネック軸受６を上方に押圧する圧延
力Ｆ（これは上下ワークロール１，２間に挿入された被
圧延材１１を圧延しようとする力となる）と，ワークロ
ール１，２間に挿入される被圧延材１１の圧延時の反力
Ｒによって，圧延後のストリップ材の形状は，端部厚さ
ｈと中央部厚さＨとの間に厚みに差（Ｈ−ｈ）が生じて
おり，被圧延材１１の送り方向と直交する方向に切断し
た横断面図では，ストリップ材の上下の形状が平坦でな
くなる。

【０００８】また，次の方法として，上下ロールネック
軸受５，６にベンディングシリンダに係合したロールベ
ンディングロッドを取付けたロールベンディング法と呼
ばれている方法がある。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。

【０００９】また，圧延ロール内に油室を設け，これに
作用する油圧を調節してワークロールのクラウンを変え
るＶＣロール法や，ワークロールを部分的に加熱膨張さ
せてクラウンを変えるヒートクラウン法，あるいはロー
ルクーラントを掛ける量を部分的に調節して膨張量を調
節して行う方法等が知られている。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら，前記ロ
ールベンディング法によれば，即応性および柔軟性に富
んではいるものの，ワークロールがバックアップロール
の全面に拘束されているために，ワークロールに充分な
撓みを与えることが困難であり，絶対能力に欠けるばか
りか，被圧延材の板幅，強度，形状等によりバックアッ
プロールを組替えてそのクラウン形状を変更する必要が
ある等の欠点がある。

【００１１】また，ＶＣロール法ではワークロール構造
の複雑化によって高価となり，保守も面倒となってしま
う。更に，ヒートクラウン法やロールクーラント法で
は，柔軟性があるものの応答性が極めて悪いという問題
がある。

【００１２】本考案の目的は，上記従来の問題点に着目
し，特に高速圧延で刻々変化する条件に対応できる即応
性を有し，広範囲にわたるワークロールのクラウン制御
機能をもたせることができるとともに，特にワークロー
ルの撓み制御量を大幅に増大することができるようにし
た圧延機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本考案に係る圧延機は，圧延材を圧下する一対のワ
ークロールと，上部ワークロールに転接する上部バック
アップロールとを備え，各ロールの両端軸受をハウジン
グに取付けるとともに，前記一対のワークロール間の軸
受間隔を調整しクラウン制御をなす加圧手段を前記ハウ
ジングに組込んでなる圧延機において，前記バックアッ
プロールと転接する一方のワークロールを他方のワーク
ロールより小径となし，前記バックアップロールをロー
ル軸方向に分離した短尺胴長の一対のサポートロールに
より形成しつつこの分離サポートロールを回転可能に支
持しかつ軸方向摺動可能に支持するバックアップシャフ
トに取付けて構成し，前記バックアップシャフトと平行
に配設されたガイドシャフトに位置移動可能に装着され
前記分離ロール本体に係合するガイド部材を取付けると
ともに，同軸配置された一対のガイド部材相互間をその
摺動方向に沿って伸縮するロッドを有する流体圧駆動手
段により連結し，当該流体圧駆動手段により同軸配置さ
れた分離ロール間隔を調整可能としたものである。

【００１４】

【作用】上記構成によれば，バックアップロールと転接
する一方のワークロールを他方のワークロールより小径
となし，被圧延材を直接圧下する上部ワークロールの撓
みを抑制するバックアップロールは，ロール軸方向に分
離された一対のサポートロールにより構成され，ワーク
ロールと各々部分的に転接して圧下力をサポートする。
バックアップロールにおいては，分離サポートロールは
軸方向に移動可能とされ，その位置移動を行わせること
により曲げモーメント支点が変化し，ワークロールネッ
クの加圧手段によるロールベンディング量を加減調整す
ることができる。このような分離ロールの位置移動は，
同軸配置の一対分離サポートロールの各々に係合された
ガイド部材を相互に連結している流体圧駆動手段のロッ
ド伸縮動作により行われる。すなわち，流体圧駆動手段
のロッドを伸縮させることにより直接的に一対のガイド
部材の間隔を変化させ，もってガイド部材に係合された
一対の分離ロールの間隔が調整される。したがって，流
体圧駆動手段による伸縮動作にて一対の分離サポートロ
ールによって設定されるロールベンディング支点が変化
され，ワークロールの軸受間に介在される加圧手段によ
る加圧力と独立または協働してロールベンディング量を
迅速に調整でき，上部ワークロールは下部ワークロール
に押付けられて強制的に補正される。こうして高速圧延
でのクラウン制御を的確に行わせることができる。特に
分離ロールの位置移動を流体圧駆動手段により直接的に
行わせるので，即応性が高く適正な位置制御が可能とな
るとともに，液圧手段はガイド部材の摺動方向に沿って
伸縮されるように配設されるため，サポートロール移動
装置の組付けが狭小でも設置が可能であって，スペース
の有効活用ができる。

【００１５】

【実施例】以下に，本考案に係る圧延機の具体的実施例
を２段式圧延機に適用した例に付き図面を参照して詳細
に説明する。

【００１６】図１〜図２は実施例に係る２段式圧延機の
全体構成を示している。図示のように，門型のハウジン
グ２０に対して平行な一対の上下ワークロール２２，２
４が互いに転接可能に横架され，これらの間に被圧延材
２６を通板可能にしている。上部ワークロール２２の径
は下部ワークロール２４より小径となし，上下ワークロ
ール２２，２４の系は軸心方向に不変である。

【００１７】このような上部ワークロール２２の各背面
側には上部バックアップロールユニツト２８がやはり平
行に横架されている。

【００１８】上バックアップロールユニット２８はワー
クロール２２と平行に配置されるバックアップシャフト
３２を有し，これにはロール軸方向の左右に分離され，
胴長が短く形成された一対のサポートロール３４Ｒ，３
４Ｌが回転かつ軸方向に摺動移動できるように取付けら
れている。この一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌは
前記上部ワークロール２２に転接され，圧延時に上部ワ
ークロール２２のバックアップサポートをなすものであ
る。

【００１９】また，前記サポートロール３４Ｒ，３４Ｌ
は，図３，図４に上部ユニット２８について示したよう
に，回転ベアリング４０を介してバックアップシャフト
３２に装着され，また両端面にスラストベアリング４
２，４４を配設して装着されている。

【００２０】上記した上下ワークロール２２，２４のネ
ック部分と，バックアップロールユニッ卜２８のバック
アップシャフト３２のネック部分には，図２に示すよう
に，軸受４６，４８，５０が取付けられ，これらをハウ
ジング２０に縦列配置して取付けている。そして，ハウ
ジング２０の下部位置には圧下シリンダ５４が装備され
ており，これを駆動することにより所定の圧延圧力をワ
ークロール２２，２４間に発生させるようにしている。

【００２１】このような構成において，上述したバック
アップロールユニット２８の分離サポートロール３４
Ｒ，３４Ｌはロール軸方向に移動することにより位置調
整ができるようになっている。この位置調整のために，
上部ユニット２８におけるサポートロール３４Ｒ，３４
Ｌにはガイド部材としてのロールガイド５６Ｒ，５６Ｌ
が係合されている。図３，図４は下部バックアップロー
ルユニット２８への装着例を示している。

【００２２】図示のように，バックアップシャフト３２
の両端軸受５０間に渡し掛けられる２本のガイドシャフ
ト５８がバックアップシャフト３２と平行に取付けられ
ている。共通の軸受５０に対してバックアップシャフト
３２とガイドシャフト５８を取付けることにより，両シ
ャフト３２，５８の平行度を保持されている。このガイ
ドシャフト５８に対し前記ロールガイド５６Ｒ，５６Ｌ
が取付けられており，これはガイドシャフト５８を貫通
させ，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌと干渉しないよう
に形成されたスライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌを備え
ている。

【００２３】そして，スライドケーシング６０Ｒ，６０
Ｌにはサポートロール３４Ｒ，３４Ｌの両端面に向けて
延長され，ロール３４Ｒ，３４Ｌの両端面に取付けられ
ているスラストベアリング４２，４４を挟持するスラス
トベアリングサポート６２，６４が取付けられている。
スラストベアリングサポー卜６２，６４は図４に示した
ように，直接スラストベアリング４２，４４に当接され
るドーナツ盤状の押えプレート６６と，これを外面から
補強支持するブラケット６８によつて形成されている。
押えプレート６６はバックアップシャフト３２を干渉し
ないように貫通させている。

【００２４】したがって，各サポートロール３４Ｒ，３
４Ｌは各々ロールガイド５６Ｒ，５６Ｌをガイドシャフ
ト５８に沿って軸方向に移動させることに伴って，サポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌをバックアップシャフト３２
の軸方向に摺動移動させることができる。

【００２５】ここで，上部サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌの位置移動を適正に行わせる駆動手段がバックアップ
ロールユニット２８に設けられている。これは被圧延材
２６の幅寸法ならびに板形状に応じて一対の分離サポー
トロール３４Ｒ，３４Ｌの位置を，相互に上部ワークロ
ール２２の外周面に沿って軸方向に接近させたり離反さ
せるもので，流体圧駆動手段としての油圧シリンダ装置
８０を一対の分離サポートロール３４Ｒ，３４Ｌとの間
に介在して両者を互いに速結した構成とされている。

【００２６】図３は油圧シリンダ装置８０を装備したバ
ックアップロールユニット２８の断面図を示している。
図に示したように，油圧シリンダ装置８０はシリンダ８
２の内部に一対のピストン８４Ｒ，８４Ｌを組込み，左
右の液圧室８６Ｒ，８６Ｌとピストン８４Ｒ，８４Ｌ間
に区画されたセンタ液圧室８６Ｃとが形成されている。
各ピストン８４Ｒ，８４Ｌには同一軸芯とされたロッド
８８Ｒ，８８Ｌが取付けられ，これらは各々シリンダ８
２の反対端面から突出されている。これを駆動するため
に図示しない圧油供給装置から圧油が供給されるが，セ
ンタ液圧室８６Ｃへの圧油供給により前記ロッド８８
Ｒ，８８Ｌを突出させ，左右の液圧室８６Ｒ，８６Ｌへ
の同時供給により収縮される。このとき，ロッド８８
Ｒ，８８Ｌの伸縮量が共通になるように左右液圧室８６
Ｒ，８６Ｌには共通の配管を介して給排を行わせるよう
にしている。

【００２７】このように構成された油圧シリンダ装置８
０はロッド８８Ｒ，８８Ｌの伸縮方向が前記ガイドシャ
フト５８およびバックアップシャフト３２の軸方向と平
行になるように取付けられている。すなわち，両シャフ
ト５８，３２の間に位置し，一対のロールガイド５６
Ｒ，５６Ｌの中間位置になるように配置しており，両端
面から突出するロッド８８Ｒ，８８Ｌの先端を各々ロー
ルガイド５６Ｒ，５６Ｌの側壁面に連結することによつ
て据付けられている。これにより油圧シリンダ装置８０
に液圧を供給することにより両端ロッド８８Ｒ，８８Ｌ
を同一量だけ伸縮させることにより，ロールガイド５６
Ｒ，５６Ｌ，ひいては一対のサポートロール３４Ｒ，３
４Ｌを相互に離反させたり，あるいは接近させることが
できる。

【００２８】また，ハウジング２０にはロールベンディ
ング装置１００が組込まれており，図５に示すように，
ロールベンディング用ロッド１０２，ロールベンディン
グ用シリンダ１０６，およびピストン１０８から構成さ
れている。

【００２９】ロールベンディング用ロッド１０２の下端
部はピストン１０８に固着され，上端部が上部ワークロ
ール軸受４６と接離自在に配設されている。シリンダ１
０６の中央部には，導入孔１１０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
ンディング用ロッド１０２は上部ワークロール２２の各
軸受４６をバックアップロールユニット２８の軸受５０
側に押圧するように作用する。

【００３０】また，ロールベンディング用シリンダ１０
６と上下ワークロール軸受４６との摺動面には，各々ラ
イナ１１２，１１４を貼着し，シリンダ１０６への圧油
供給時にこの摺動面にて滑動し，ワークロール軸受４６
を押上げ，前記サポートロール３４とワークロール２２
との当接箇所を支点として曲げモーメントが作用しやす
いようにしている。これにより，ワークロール２２，２
４による圧延時におけるワークロール圧延面プロフィー
ルが矯正されて平坦面となるように調整される。

【００３１】なお，圧下シリンダ５４は，図６に示した
ように，ヘッド１１６を内蔵し，圧延時には図示しない
圧油供給装置から圧下シリンタ５４内に圧油を導入する
ことにより，ヘッド１１６を上昇させるようにしてい
る。ヘッド１１６の動作は下部ワークロール２４の軸受
４８を押上げ，この圧下力は下部ワークロール２４，軸
受４８，ロールベンディング装置１００，軸受４６，上
部ワークロール２２，上部サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌ，上部バックアップシャフト軸受５０，ハウジング２
０に伝達されて，所望の圧延力を発生させるのである。

【００３２】このように構成された圧延機の動作は次の
ようになる。

【００３３】圧延前に被圧延材２６の幅に合わせてサポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌの位置を予め決定しておく。
この場合，サポートロール３４のワークロール２２への
転接位置は被圧延材２６に重合しない位置に設定する
が，この初期設定は最初圧下シリンダ５４を駆動して下
部ワークロール２４を上昇させ，上部ワークロール２２
およびサポートロール３４を軽く接触させておく。そし
て，その後にサポートロール３４の位置調整用油圧シリ
ンダ８０を駆動し，予め設定されている位置に移動させ
る。これにより一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌの
間隔が所望の間隔に設定される。この状態で各サポート
ロール３４の接触位置が被圧延材２６の圧延領域から外
れるようにするのである。

【００３４】この初期設定が終了した後，ワークロール
２２，２４間に被圧延材２６を通板する。これにより被
圧延材２６は所望の板厚に圧延されてストリップ材とし
て出るが，この形状判定を目視あるいはセンサロールに
よる接触方式，光や磁気を利用した非接触方式によって
行う。この判定により耳伸びや中伸びが発生した場合に
は，ハウジング２０に取付けた油圧シリンダ８０への圧
油給排を行い，その両端面から突出されたロッド８８
Ｒ，８８Ｌを伸縮作動させて，対となっているサポート
ロール３４Ｒ，３４Ｌを相互に近接するようにあるいは
離反するように位置移動させることにより上部ワークロ
ール２２に作用する曲げモーメント量を調整し，形状異
常の発生を抑制し，矩形のストリップ材を得ることがで
きる。

【００３５】図７〜図８に上部ワークロール２２のプロ
フィールがサポートロール３４の位置調節によるベンデ
ィング力の大きさによってどのように推移するかの実験
結果を示す。図７はロール径６００ｍｍ，圧延力６００
ｔｏｎ，サポートロール間距離を１４００ｍｍに設定
し，ロールベンディング力を０〜１２５ｔｏｎまで調整
した場合の上部ワークロール２２のプロフィールの変化
を示す。図８はロール径６００ｍｍ，圧延力６００ｔｏ
ｎ，サポートロール間距離を１６００ｍｍに設定し，ロ
ールベンディング力を０〜１２５ｔｏｎまで調整した場
合の上部ワークロール２２のプロフィールの変化を示し
たものである。

【００３６】この結果から理解できるように，ロールベ
ンディング力およびサポートロールの位置によりワーク
ロールの撓み量を任意に変更することができ，もってス
トリップ材の断面調整が可能であることが判明する。し
たがって，広範囲に形状制御ができるクラウン制御能力
を持たせることができる。

【００３７】

【考案の効果】以上説明したように，本考案によれば，
ワークロールのバックアップサポート部位を任意に変更
することによって迅速かつ広範囲にわたってクラウン制
御を行わせることができ，製品形状の修正が極めて容易
に実現することができる。特に，本考案では圧延時のバ
ックアップをなす分離サポートロールの位置移動を，こ
れらのサポートロールに係合されている一対のガイド部
材相互に連結された流体圧駆動手段によって行うように
したので，的確に位置移動を行わせ，移動速度も速くす
ることができるので，形状修正機能を迅速に行わせ，か
つ精密な位置制御によるクラウン制御を行わせることが
できる。しかも，流休圧駆動手段はガイド部材に直結さ
れているので，狭いスペースに組込むことができ，圧延
機の狭小なスペースの有効利用を図りつつ，高いクラウ
ン制御が可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す圧延機の正面図である。

【図２】本考案の実施例を示す圧延機の側面図である。

【図３】本考案の実施例を示す上部サポートロール部の
要部拡大断面図である。

【図４】図３の側面断面図である。

【図５】本考案の実施例を示すロールベンディング装置
の断面図である。

【図６】本考案の実施例を示す圧延機の軸受が装着され
たハウジングの断面図である。

【図７】本考案の実施例を示すサポートロールの位置移
動に伴うロール撓み量の特性図である。

【図８】本考案の実施例を示すサポートロールの位置移
動に伴うロール撓み量の特性図である。

【図９】従来の実施例を示す圧延機の正面図である。

【図１０】従来の実施例を示す圧延機の側面図である。

【図１１】従来の実施例を示す圧延機の軸受が装着され
たハウジングの要部断面図である。

【図１２】従来の実施例を示すロール撓みを示す模式図
である。

【図１３】従来の実施例を示すロールの撓み量の特性図
である。

【符号の説明】

２０ ハウジング ２２，２４ ワークロール ２６ 被圧延材 ２８ バックアップロールユニット ３２ バックアップシャフト ３４Ｒ，３４Ｌ サポートロール ４０ 回転ベアリング ４２，４４ スラストベアリング ４６，４８，５０ 軸受 ５４ 圧下シリンダ ５６Ｒ，５６Ｌ ロールガイド ５８ ガイドシャフト ６０ スライドケーシング ８０ 油圧シリンダ装置 ８２ シリンダ ８４Ｒ，８４Ｌ ピストン ８８Ｒ，８８Ｌ ロッド １００ ロールベンディング装置

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求頂１】 圧延材を圧下する一対のワークロール
   と，上部ワークロールに転接する上部バックアップロー
   ルとを備え，各ロールの両端軸受をハウジングに取付け
   るとともに，前記一対のワークロール間の軸受間隔を調
   整しクラウン制御をなす加圧手段を前記ハウジングに組
   込んでなる圧延機において，前記バックアップロールと
   転接する一方のワークロールを他方のワークロールより
   小径となし，前記バックアップロールをロール軸方向に
   分離した短尺胴長の一対のサポートロールにより形成し
   つつこの分離サポートロールを回転可能に支持しかつ軸
   方向摺動可能に支持するバックアップシャフトに取付け
   て構成し，前記バックアップシャフトと平行に配設され
   たガイドシャフトに位置移動可能に装着され前記分離ロ
   ール本体に係合するガイド部材を取付けるとともに，同
   軸配置された一対のガイド部材相互間をその摺動方向に
   沿って伸縮するロッドを有する流体圧駆動手段により連
   結し，当該流体圧駆動手段により同軸配置された分離ロ
   ール間隔を調整可能としたことを特徴とする圧延機。