JP2616644B2 - 圧延用ロールの研削法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延用ロールの研削法
に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば圧延用ワ
−クロ−ルや高円筒度を要求される圧延用ロールを円筒
状に正確に研削することができる圧延用ロ−ルの研削法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、圧延用ロールは使用前に
所定のロールプロフィールを与えられているが、圧延材
やバックアップロール (中間ロールも含む) との接触に
より、次第に摩耗する。摩耗は、圧延材との接触時間が
最も長い胴長方向中心部において最も著しく、ロール胴
長方向の両端部につれて摩耗量が減少するように、ロー
ル胴長方向について不均一に発生する。

【０００３】そこで、このように不均一に摩耗した圧延
用ロールのロールプロフィールを所定の状態に戻し再度
圧延に供するために、従来より圧延用ロールの研削が行
われている。

【０００４】圧延用ロールの研削法には、圧延用ロール
を圧延機から外すことなく研削を行うオンライン研削法
と、一旦圧延機から外されて研削盤により軸支された圧
延用ロールに、例えば砥石等の研削部材を圧接回転させ
ながら胴長方向に往復移動させて研削を行うオフライン
研削法とがある。以下、オフライン研削法について説明
する。

【０００５】図５は、従来の圧延用ロールの研削法を示
す上面図である。同図に示すように研削部材である砥石
２の移動軌跡は研削盤センター軸に平行に設定される。
しかし、圧延用ロール１を研削盤に正規にセットする際
に、ロール回転軸が研削盤センター軸に対してわずかに
ずれることが多く、このままの状態で砥石２を往復移動
させて研削を行うと、例えば図６に示すように最終的に
研削用ロールが円筒状にならずにテーパ状になったり
(胴長方向両端部径がそれぞれＤ₁ ＞Ｄ₂となること) 、
所望のロールプロフィールが得られなくなる。このよう
なロールを圧延機にセットしても、圧延時のレベリング
調整が困難になって、圧延材にキャンバー (曲がり) や
板クラウン不良 (圧延断面形状不良) を生じ、最悪の場
合には圧延機の故障の原因にもなってしまう。

【０００６】そこで、図５に示すように研削盤センター
軸とロール回転軸との間にずれが生じた場合、このずれ
量を打ち消すために、ロール回転軸の傾き (x₁−x₂)/L
分だけ砥石移動軌跡を正規の設定位置から変更すること
により砥石移動軌跡とロール回転軸とが平行になるよう
に制御して、研削を行っていた。

【０００７】図７は、従来の圧延ロールの研削法を示す
フローチャートであり、同図に示すように、工程Ｉで
圧延用ロールの摩耗プロフィール測定（形状測定）、
水平方向または垂直方向におけるロール回転軸〜砥石移
動軌跡のずれ量測定、砥石径初期値測定を行い、工程
IIで研削する圧延用ロールの形状を入力し、砥石の
移動軌跡 (研削目標量) の決定を行っていた。ここで、
砥石の移動軌跡の制御は、砥石回転負荷電流もしくは砥
石摩耗計算により行われていた。そして、修正された移
動軌跡により砥石を往復移動せしめて、工程III で粗研
削を行うとともに工程IVで仕上研削 (中間仕上研削およ
び最終仕上研削) の２段階に分けて研削を行っていた。

【０００８】このように、従来の技術では、ロール回転
軸と砥石移動軌跡とのずれ量を、水平面または垂直面の
いずれか一面についてのロール径のみ考慮して砥石の移
動軌跡を修正・制御していた。したがって、従来の研削
盤に設けられたずれ量の測定装置は、水平方向または垂
直方向のいずれか一方向についてしか測定できなかっ
た。

【０００９】このようにして砥石の移動軌跡の修正・制
御を行って研削を行う装置が、例えば特開昭60−9505号
公報や実開昭63−90504 号公報により提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のオフ
ラインでのロール研削法によっても、例えば高度の円筒
度 (テーパ量≒０) を求められない圧延用ロールであれ
ば、充分に所定のロールプロフィールを得る研削を行う
ことは可能であった。

【００１１】しかし、近年においては、板クラウン等の
板形状制御に関し、より一層の高精度化が要求されるよ
うになってきた。また、金属箔の圧延用ロールにおいて
は、従来から、より一層の高円筒度が要求されている。

【００１２】すなわち、摩耗した圧延用ロールに研削を
行ってより一層の高円筒度を求めることを考えると、従
来の圧延用ロールの研削法では研削した圧延用ロールが
テーパ状になることを防止できず、不充分であった。

【００１３】ここに、本発明の目的は、例えば圧延用ワ
−クロ−ルや高円筒度を要求されるロールを円筒状に正
確に研削することができる圧延用ロ−ルの研削法を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来の圧延
用ロールの研削法では、ある一平面 (例えば水平面)に
おけるずれ量しか考慮されておらず、この平面と直交す
る他の平面 (例えば垂直面) におけるずれ量がなんら補
正されないままに研削が行われていることに着目した。

【００１５】図２は、研削盤に正規にセットされたにも
かかわらず、ロール回転軸と砥石移動軌跡との間にずれ
量が生じた場合の圧延用ロール１を抽出して示す説明図
であり、同図からわかるように、砥石移動軌跡とロール
回転軸との間には、水平面：Δｘ、垂直面：Δｙのずれ
量が存在する。従来の技術では、水平面または垂直面の
いずれか一面におけるずれ量のみを修正していたため、
より一層の研削精度向上を図るためには、砥石の移動軌
跡の修正・制御にこの垂直面および水平面の双方におけ
るずれ量ΔｘおよびΔｙをともに加味すればよい筈であ
る。

【００１６】図３(a) は、例えば粗研削における総トラ
バース回数の半分程度の研削を終了した時点における圧
延用ロール１と砥石２との接触状態を、ロール回転軸お
よび砥石移動軌跡を含む平面から斜視した説明図であ
り、砥石２が胴長方向の一端R₁側 (小径側) で圧延用ロ
ール１に接触した状態を示している。ただし、R₁＜R₂で
ある。

【００１７】一方、図３(b) は図３(a) に示す段階 (粗
研削における総トラバース回数の半分程度の回数の研削
が行われた段階) における圧延用ロール１と砥石２との
接触状態を示す垂直断面図であり、圧延用ロールと砥石
との間に垂直方向のずれ量Δｙが存在し、砥石２がR₂側
で圧延用ロール１に接触した状態を模式的に示してい
る。なお、図３(b) における破線は、砥石１がR₁側で圧
延用ロール１に接触したときの砥石の位置を示す。

【００１８】ここで、砥石径を R_G とすると、圧延用ロ
ール１のテーパ量ΔR は、図３(b)から ΔR ＝√[(R_G＋R₁)²＋Δy²] − (R_G＋R₁)・・・・・・・ ただし、Δｙ：垂直方向のずれ量となる。

【００１９】そこで、本発明者らはさらに検討を重ね、
図１のフローチャートに示すように、工程III で行われ
る粗研削を、例えば粗研削トラバース回数の半分程度往
復した時点を境として、一次粗研削 (工程 III−１) お
よび二次粗研削 (工程 III−２) の二つに分け、一次粗
研削終了後にロール両端の外径 (R₁、R₂) を測定するこ
とにより一次粗研削を行われた圧延用ロール１のロール
形状を測定して、この時点におけるテーパ量 (R₂−R₁)
を求めておき、前述の図３(b) に示す結果から、垂直方
向のずれ量Δｙを水平方向成分Δｘに置換すること、す
なわち二次粗研削では、一次粗研削のときのように水平
方向に傾き (x₁−x₂)/L だけ砥石移動軌跡を正規の設定
位置から修正するのではなくて、垂直方向に傾き[(x₁−
x₂) ＋Δx]/Lだけ砥石移動軌跡を一次粗研削終了時の設
定位置から修正することを考えた。

【００２０】なお、図１では、粗研削工程以外は、図７
に示す従来の圧延用ロールの研削工程と同じであるた
め、図１については、これ以上の説明は省略する。図４
(a) は、一次粗研削終了時における圧延用ロール１のテ
ーパ量ΔR の近傍を示す説明図であり、図４(b) は部分
拡大図である。同図(b) において、三角形ＡＢＣと三角
形ＤＥＦとから、 √[(R_G＋R₁)²＋Δy²] ： R_G ＋ R₁ ＝ΔＲ：Δx ・・・・・・・ より、水平方向のずれ量Δx は、 Δx ＝ΔR(R_G＋R₁)/√[(R_G＋R₁)²＋Δy²] ・・・・・・・ となる。

【００２１】なお、垂直方向のずれ量Δy は、ロール両
端の外径 (R₁、R₂) を測定し、さらに砥石径 R_G (R_G は
砥石摩耗補正がなされた値) を用いて Δy ＝√[(R₂＋R_G)²− (R₁＋R_G)²] ・・・・・・・ で求められる。なお、砥石摩耗量は、砥石回転負荷電流
と研削長さとの関数で求められる。

【００２２】このようにして、研削部材移動軌跡を再度
修正して二次粗研削を行い、その後に中間仕上研削およ
び仕上研削を行うことにより、テーパ量が極めて少ない
状態で研削を行うことができることを知見して、本発明
を完成した。

【００２３】ここに、本発明の要旨とするところは、回
転する圧延用ロールに研削部材を圧接回転させながら胴
長方向に往復移動させることによる圧延用ロールの研削
法において、ある平面におけるロ−ル回転軸に対する研
削部材移動軌跡のずれ量を補正して一次粗研削を行った
後、前記平面と直交する平面におけるロール回転軸に対
する研削部材移動軌跡のずれ量を補正して二次粗研削を
行い、さらに仕上研削を行うことを特徴とする圧延用ロ
ールの研削法である。

【００２４】また、別の面からは、本発明は、研削開始
前に、研削する圧延用ロールの形状、圧延用ロールに圧
接回転されながらロール胴長方向に往復移動する研削部
材の外径およびある平面における圧延用ロールの回転軸
および研削部材移動軌跡のずれ量を測定しておき、これ
らの測定値から研削目標量を決定し、研削目標量に基づ
いて、粗研削および仕上研削を行う圧延用ロールの研削
法において、粗研削を一次粗研削および二次粗研削の二
段階に分割し、一次粗研削を行うことにより、ある平面
における研削部材移動軌跡およびロール回転軸の間のず
れ量を修正した後、圧延用ロールの形状を測定して前記
平面と直交する平面における前記ずれ量を測定し、この
測定結果に基づいて修正した研削目標量に基づいて二次
粗研削を行うことを特徴とする圧延用ロールの研削法で
ある。

【００２５】さらに具体的には、本発明は、少なくとも
砥石移動軌跡の数値制御(NC)機能、ロールプロフィール
測定機能および砥石径測定機能を有する研削盤を用い
て、ロール胴長方向に往復自在な砥石を圧接回転するこ
とにより圧延用ロールの表面の研削を行う際に、研削開
始前に、圧延用ロールのロールプロフィール、砥石径お
よび水平面におけるロール回転軸および砥石移動軌跡の
間のずれ量を測定した後に目標とするロールプロフィー
ルを得られる研削目標量 (砥石移動軌跡) を設定して一
次粗研削を行った後、垂直面におけるロール回転軸およ
び砥石移動軌跡の間のずれ量を測定し、この測定値に基
づいて研削目標量を修正して二次粗研削を行い、さら
に、仕上研削を行うことを特徴とする圧延用ロールの研
削法である。

【００２６】本発明において、粗研削工程を２段階に分
割することとしたのは、粗研削段階での修正が最も能
率的であること、仕上工程 (中間仕上工程および最終
仕上工程からなる) では修正が困難であることによる。

【００２７】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明にかかる圧延用ロールの研削法では、例えば砥石等
の研削部材を圧延用ロールの表面に圧接回転させながら
往復移動させて、粗研削および仕上研削を行う場合に、
粗研削を一次粗研削および二次粗研削の２段階に分割す
る。

【００２８】そして、一次粗研削段階では、研削開始前
に測定した、ある平面 (例えば水平面) におけるロール
回転軸と研削部材移動軌跡とのずれ量を解消できるよう
に研削部材の移動軌跡を制御する。

【００２９】一次粗研削終了後に、前記平面と直交する
平面 (例えば垂直面) におけるロール回転軸と研削部材
移動軌跡とのずれ量を測定し、これを解消できるように
研削部材の移動軌跡を再度制御する。

【００３０】したがって、本発明によれば、直交する２
平面 (例えば、水平面および垂直面) における、ロール
回転軸と研削部材移動軌跡とのずれ量をともに解消でき
るため、圧延用ロールを、テーパ量が極めて少なく高円
柱度を有する状態に研削できる。本発明により研削され
る圧延用ロールは、高円柱度を得られるため、精密圧延
を行うための圧延用ロール、例えば冷間圧延用ロールや
Al箔圧延用ロールの研削に特に有効である。

【００３１】また、本発明にかかる圧延用ロールの研削
法は、従来は粗研削前に行っている一平面のみのロール
形状測定を、粗研削開始前および粗研削中の二回に分け
て行うだけの変更で実施できるため、特に大がかりな装
置を新たに設置する必要がなく、低コストで実施でき
る。

【００３２】なお、本発明を既設の研削盤を用いて実施
するには、この研削盤に、ロ−ル形状測定機能および砥
石径測定機能を付与すればよく、これらの機能は公知の
装置を追加することにより簡単に得られる。さらに、本
発明を実施例を参照しながら説明するが、これは本発明
の例示であり、これにより本発明が限定されるものでは
ない。

【００３３】

【実施例】図７を用いて説明した従来の研削法、および
図１を用いて説明した本発明にかかる研削法の双方によ
り、それぞれ冷間圧延用ワークロール (直径:800mm、ロ
ール胴長:2080mm)50本の研削を行い、ロール片端の径を
基準とした場合のもう一方の端部の径のずれ量をテーパ
量として測定し、この測定値から平均値および標準偏差
を算出した。結果を表１に示すとともに、図８にグラフ
でまとめて示す。図８(a) は本発明法の結果を、図８
(b) は従来法の結果をそれぞれ示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】図８(a) および図８(b) から、本発明によ
れば、研削後のロールのテーパ量が極端に減少し、さら
にそのばらつきも小さく抑制され、安定したことがわか
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、例えば圧延用ワ−クロ−
ルや高円筒度を要求されるロールを円筒状に正確に研削
することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる圧延用ロールの研削法を示すフ
ローチャートである。

【図２】研削盤に正規にセットされたにもかかわらず、
ロール回転軸と砥石移動軌跡との間にずれ量が生じた場
合の圧延用ロール１を抽出して示す説明図である。

【図３】図３(a) は、例えば粗研削における総トラバー
ス回数の半分程度の研削を終了した時点における圧延用
ロール１と砥石２との接触状態を、ロール回転軸および
砥石移動軌跡を含む平面から斜視した説明図であり、図
３(b) は図３(a) に示す段階 (粗研削における総トラバ
ース回数の半分程度の回数) における圧延用ロール１と
砥石２のR₂側における接触状態を示す垂直断面図であ
る。

【図４】図４(a) は、一次粗研削終了時における圧延用
ロール１のテーパ量ΔR の近傍を示す説明図であり、図
４(b) は部分拡大図である。

【図５】従来の圧延用ロールの研削法を示す上面図であ
る。

【図６】研削用ロールが円筒状にならずにテーパ状にな
った状態を示す説明図である。

【図７】従来の圧延用ロールの研削法を示すフローチャ
ートである。

【図８】実施例の結果を示すグラフであり、図８(a) は
本発明法の結果を、図８(b) は従来法の結果をそれぞれ
示す。

【符号の説明】

１：圧延用ロール ２：研削部材 (砥石）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する圧延用ロールに研削部材を圧接
   回転させながら胴長方向に往復移動させることによる圧
   延用ロールの研削法において、ある平面におけるロ−ル
   回転軸に対する研削部材移動軌跡のずれ量を補正して一
   次粗研削を行った後、前記平面と直交する平面における
   ロール回転軸に対する研削部材移動軌跡のずれ量を補正
   して二次粗研削を行い、さらに仕上研削を行うことを特
   徴とする圧延用ロールの研削法。
2. 【請求項２】 研削開始前に、研削する圧延用ロールの
   形状、研削用ロールに圧接回転されながらロール胴長方
   向に往復移動する研削部材の外径およびある平面におけ
   る圧延用ロールの回転軸および研削部材移動軌跡のずれ
   量を測定しておき、これらの測定値から研削目標量を決
   定し、該研削目標量に基づいて、粗研削および仕上研削
   を行う圧延用ロールの研削法において、前記粗研削を一
   次粗研削および二次粗研削の二段階に分割し、一次粗研
   削を行うことにより前記ずれ量を修正した後、圧延用ロ
   ールの形状を測定して前記平面と直交する平面における
   研削部材移動軌跡およびロール回転軸のずれ量を測定し
   た後、この測定結果に基づいて変更した前記研削目標量
   に基づいて二次粗研削を行うことを特徴とする圧延用ロ
   ールの研削法。