JP2545300B2

JP2545300B2 - 圧延機

Info

Publication number: JP2545300B2
Application number: JP2313265A
Authority: JP
Inventors: 勝秀木村; 哲雄沖田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1990-11-19
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JPH04187307A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明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。

【従来の技術】

従来の４段式圧延機を第８図〜第11図に示す。この種
の圧延機は比較的小径の一対のワークロール１、２と、
これらを外側から挟むように配置された比較的大径のバ
ックアップロール３、４とを備え、これらはいずれもほ
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、３、４の両ネック部を軸受５、６、７、
８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が取り付けられ、縦列放置された軸受５〜８間を
圧下することによって圧下力をヲークロール１、２間に
与えるようにしている。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の通過に伴ってパークロール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、前記バックアップロール
３、４はクラウン形状とされ、ワークロール１、２のロ
ールベンディングを吸収するようにしている。しかしながらクラウンを付したバッカアップロール
３、４を用いても、被圧延材１の性状や圧下量の違い等
によってロールベンディング量が一義的に定まらないた
め、実際上は第12図に示すように、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。このよ
うなことから、矩形断面のストリップ材を得るように各
種の提案がなされている。従来のクラウン制御方法としてロールベンディング法
が知られている。これはロールネックにベンディングシ
リンダを取付け、ロールクラウンとワークロールの弾性
変形が打消すようにワークロールの圧下面が平坦になる
ように制御してクラウンを修正するように作用させるも
のである。すなわち、第10図に示すように、ワークロー
ル１、２のネックに装着された軸受５、６の間に両ロッ
ドタイプのベンディングシリンダ12を配設し、このシリ
ンダ12を伸縮させることにより両軸受５、６の間隔を調
整することができるようになっており、ベンディング量
に応じて被圧延材11に発生しようとするクラウンを修正
させるものである。これはワークロールベンディング法
であるが、その他にバックアップロールベンディング法
もある。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詳説して行う方
法等が知られている。

【発明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、第13図
（ａ）、（ｂ）に示すように、ワークロール１、２がバ
ックアップロール３、４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ろ与えることが困難であ
り、絶対能力い欠けるばかりか、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。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。本発明の目的は、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。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本発明に係る圧延機は、
圧延材を圧下する一対のワークロールと、各ワークロー
ルに転接する一対の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り付けるとともに、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、前記各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り
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各
分離ロール本体に係合するガイド部材を取り付けるとと
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。

【作用】

上記構成によれば、被圧延材を直接圧下するワークロ
ールの撓みを抑制する各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。そしてこれらの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合し、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。このような分離サポートロールの位置移動
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動してロールベンディング
量を迅速に調整でき、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
高く適性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み付けが狭小で
も設置が可能であって、スペースの有効活用ができる。

【実施例】

以下に、本発明に係る圧延機の具体的実施例を４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。第１図〜第２図は実施例に係る４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、24が互に転接
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。このような上下ワークロール22、24の各背面
側には上バックアップロールユニット28と下バックアプ
ロールユニット30がやはり平行に横架されている。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、34L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は前記上ワークロール22に転接さ
れ、圧延時にワークロール22のバックアップサポートを
なすものである。同様に、下バックアップロールユニッ
ト30もバックアップシャフト36と、これに装着される左
右一対に分離されたサポートロール38R、38Lを有し、下
ワークロール24に転接させるようにして圧延時のバック
アップサポートをなすようにしている。また、前記サポ
ートロール34R、34L、38R、38Lは、第３図に上部ユニッ
ト28について代表して示したように、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42、44を配設して装着されてい
る。上記した上下ワークロール22、24のネック部分と、上
下バックアップロールユニット28、30のバックアップシ
ャフト32、36のネック部分には、第２図に示すように、
軸受46、48、50、52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2
2、24間に発生させるようにしている。このような構成において、上述した上バックアップロ
ールユニット28の分離サポートロール34R、34L、および
下バックアップロールユニット30の分離サポートロール
38R、38Lの各々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、各ユニット28、30におけるサポートロール34R、34
L、38R、38Lにはガイド部材としてのロールガイド58R、
58Lが係合されている。第３図は上バックアップロール
ユニット28への装着剤を示している。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
行に取り付けられている。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を取り付けること
により、両シャフト32、58の平行度が保持されている。
このガイドシャフト58に対し前記ロールガイド56R、56L
が取り付けられており、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。そし
て、スライドケーシング60R、60Lにはサポートロール34
R、34Lの両端面に向けて延長され、ロール34R、34Lの両
端面に取り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が取り付け
られている。スラストベアリングサポート62、64は各々
第３図（ｂ）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せプレート66と、
これを外面から補強支持するプラケット68によって形成
されている。押えブレート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。したがって、各サ
ポートロール34R、34L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。このようなロ
ールガイド56R、56Lは他のサポートロール38R、38Lにも
同様に係合装着されている。ここで、上記サポートロール34R、34L、38R、38Lの位
置移動を適性に行わせる駆動手段が各バックアップロー
ルユニット28、30毎に設けられている。これは被圧延剤
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（38R、38L）の位置を、相互にワークロ
ール22（24）に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（38R、38
L）との間に介在して両者を互いに連絡した構成とされ
ている。第３図（ａ）は油圧シリンダ装置80を装備した
上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
82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が取り付けられ、こ
れらは各々シリンダ82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88R、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8R、
88Lの伸縮量が共通になるような左右液圧室86R、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。このように構成された油圧シリンダ装置80はロッド88
R、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り付け
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56R、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
とによって据え付けられている。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、8
8L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、34L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。このような油圧シリンダ装置80は下バックアップロー
ルユニット30にも同様に取り付けられている。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、第４に示すように、上部ロールベン
ディング用ロッド102、下部ロールベンディング用ロッ
ド104、および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。上部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。また、下部ロールベンデ
ィング用ロッド104は逆に上端部がピストン108に固着さ
れ、下端部が下部ワークロール軸受48と接離自在になっ
ている。シリンダ106の中央部には、小空の通過孔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、104は互に
離反し、上下ワークロール22、24の各軸受46、48を各々
バックアップロールユニット28、30の軸受50、52側に押
圧するように作用する。また、ロールベンディング用シリンダ106と上下ワー
クロール軸受46、48との摺動面には、各々ライナ112、1
14を貼着し、シリンダ106への圧油供給時にこの摺動円
にて滑動し、ワークロール軸受46、48を押し開き、前記
サポートロール34、38とワークロール22、24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、24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。なお、圧下シリンダ54は、第５図に示したように、ヘ
ッド116を内臓し、圧延時には図示しない圧油供給装置
から圧下シリンダ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
は下部バックアップロールユニット30のバックアップシ
ャフト軸受52を押上げ、この圧下力は下部サポートロー
ル38R、38L、下部ワークロール24、軸受48、ロールベン
ディング装置90、軸受46、下部ワークロール22、上部サ
ポートロール34R、34L、上部バックアップシャフト軸受
50、ハウジング20に伝達されて、所望の圧延力を発生さ
せるのである。このように構成された圧延機の動作は次のようにな
る。圧延前に被圧延材26の幅に合せてサポートロール34
R、34Lおよび38R、38Lの位置を予め決定しておく。この
場合、サポートロール34、38のワークロール22、24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を駆動して下バック
アップロールユニット30を上昇させ、ワークロール22、
24およびサポートロール34、38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、38の位置調整用油
圧シリンダ70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、お
よび38R、38L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、38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。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
磁気を利用した被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88R、88Lの伸縮作動させて、対
となっているサポートロール34R、34Lおよび38R、38L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
させることによりワークロール22、24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。第６図〜第７図に上下ワークロール22、24のプロフィ
ールがサポートロール34、38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。第６図はロール径600mm、圧延力600ton、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。第７図はロール径600mm、圧延力600ton、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。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。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、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、本発明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、流体圧
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お有
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】

第１図は実施例に係る圧延機の正面図、第２図はその側
面図、、第３図（ａ）は上部サポートロール部の要部拡
大断面図、第３図（ｂ）は同図（ａ）の側面断面図、第
４図はロールベンディング装置の断面図、第５図は圧延
機の軸受が装着されたハウジングの断面図、第６図およ
び第７図は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、第８図は従来の４段式圧延機の正面図、第
９図は同側面図、第10図は圧延機の軸受が装着されたハ
ウジングの要部断面図、第11図はロールベンディング装
置の断面図、第12図はロール撓みを示す模式図、第13図
はクラウンの増加および減少状態の模式図である。 20……ハウジング、22、24……ワークロール、26……被
圧延材、28、30……バックアップロールユニット、32、
36……バックアップシャフト、34R、34L、38R、38L……
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、52……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……ヒストン、88
R、88L……ロッド、100……ロールベンディング装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延材を圧下する一対のワークロールと、
各ワークロールに転接する一対の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り付ける
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、前記各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り付けて構成
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各分離ロール
本体に係合するガイド部材を取り付けるとともに、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。