JP2890807B2 - 多段圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は多段圧延機に関するものである。

［従来の技術］ 圧延機の中には、通常径のワークロールでは圧延でき
ないような難加工材を圧延するために、同じ圧延荷重を
掛けた場合に通常径のワークロールよりも高圧下が得ら
れる極小径のワークロールを用いたクラスター式の多段
圧延機がある。

このような多段式の圧延機として、従来、例えば特開
昭60−15004号公報に示すようなものがある。

従来の多段圧延機を第７図・第８図を用いて略述す
る。

圧延材１の上下を挟んで極小径のワークロール2,3を
配設し、極小径のワークロール2,3を夫々複数本（２
本）の中間ロール4,5で支持する。

該中間ロール4,5を図示しない駆動機構に接続し、且
つ、図示しないシフト機構により圧延材１の幅方向６へ
シフト可能とすると共に、上下の中間ロール4,5の互い
に反対側の端部に夫々端部側へ行くに従い縮径するテー
パ部7,8を形成する。

各中間ロール4,5を上下から分割バックアップロール
9,10で支持し、該分割バックアップロール9,10を前記幅
方向６へ延びる中心軸11に偏心軸12を介して偏心可能に
枢支された複数のローラベアリング13で構成する。

各中間ロール4,5を側部から側部押えロール63,64で支
持する。

このような多段圧延機では、圧延材１は極小径のワー
クロール2,3により高圧下されるので、難加工材の圧延
が可能となる。

又、極小径のワークロール2,3は直接駆動することが
困難なので、中間ロール4,5を介して駆動力が極小径の
ワークロール2,3へ伝達される。

そして、極小径のワークロール2,3は容易に変形して
圧延材１の形状不良を引き起こし易いので、極小径のワ
ークロール2,3を複数の中間ロール4,5によって支持する
ことにより、極小径のワークロール2,3の変形が防がれ
圧延材１の形状不良が防止される。

中間ロール4,5を幅方向６へシフトさせることによ
り、圧延荷重が圧延材１に集中して与えられる。このと
き中間ロール4,5の互いに反対側の端部に形成したテー
パ部7,8により、極小径のワークロール2,3の圧延材１の
幅端部の部分に逃げを生じさせることができるので、第
９図に示すような圧延材１の端延び14aが防止される。

更に、中間ロール4,5を分割バックアップロール9,10
及び側部押えロール63,64で支持したことにより、極小
径のワークロール2,3に与えた圧延荷重の反力が分割バ
ックアップロール9,10及び側部押えロール63,64で支持
され、しかも、分割バックアップロール9,10は複数のロ
ーラベアリング13により構成されているので、圧延荷重
の反力は多くの支持点により支持される。

又、分割バックアップロール9,10は、複数のローラベ
アリング13を中心軸11に偏心輪12を介して偏心可能に枢
支するよう構成されているので、例えば第８図に仮想線
で示すように、各ローラベアリング13を任意に偏心させ
ることにより、中間ロール4,5を介して極小径のワーク
ロール2,3が大まかに形状制御され、第10図に示すよう
な圧延材１の中延び14bが防止される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の多段圧延機には、以下のよ
うな問題点があった。

即ち、圧延の過程で生じる加工熱によって極小径のワ
ークロール2,3にサーマルクラウンが発生し、該極小径
のワークロール2,3のサーマルクラウンによって、圧延
材１の幅端部から幅寸法の略1/4のところに第11図に示
すような、クォーター波14cと呼ばれる形状不良を生じ
ることがあるが、該クォーター波14cは極小径のワーク
ロール2,3に中間ロール4,5やバックアップロール9,10に
よって曲げを与えることによっては防止することができ
なかった。

そこで、中間ロール4,5のクォーター波14cに対応する
部分に図示しない縮径部を形成して、極小径のワークロ
ール2,3の圧延材１のクォーター波14cに対応する部分に
逃げを生じさせることによりクォーター波14cを防止す
ることが提案されているが、このようにする場合、中間
ロール4,5に予め縮径部を形成しておくと圧延材１の条
件や圧延荷重や圧延速度等の圧延条件によって変化する
クォーター波14cの大きさに縮径部の大きさを適合させ
ることができないという問題、及び、圧延材１の板幅の
変更に伴って中間ロール4,5をシフトさせた時に中間ロ
ール4,5に形成した縮径部の位置が圧延材１のクォータ
ー波14cが発生し易い部分からはずれてしまうという問
題、等があって実用化は困難であった。

又、中間ロール4,5にテーパ部7,8を形成して、圧延材
１の端延び14aを防止するようにしているが、テーパ部
7,8の形状が一定不変であるため、圧延材１の条件や圧
延荷重や圧延速度等の圧延条件によって変化する端延び
14aに対応させることができず、端延び14aに対する修正
能力が低かった。

更に、極小径のワークロール2,3を大まかに形状制御
するために、分割バックアップロール9,10を、複数分割
型のローラベアリング13により構成したので、圧延材１
にローラベアリング13によるロールマークが転写されて
しまう。

更に又、ローラベアリング13は構造上潤滑油のシール
性が不完全なため、潤滑油が洩れて圧延材１を冷却する
ための圧延油に混ざり圧延油を劣化させてしまうおそれ
があることから、潤滑油及び圧延油として夫々専用の油
を用いることができずに潤滑油及び圧延油として両者兼
用の油を用いていたが、潤滑油と圧延油とを兼用できる
油は潤滑油としても圧延油としても特性が劣っているの
で、ローラベアリング13に焼付きを生じる等の支障があ
って圧延速度を上げることができなかった。

本発明は、上述の実情に鑑み、圧延材にクォーター波
が発生するのを防止し得、又、端延びに対する修正能力
を高めることができ、且つ、ロールマークの転写を防止
し得、潤滑油及び圧延油として夫々専用の油を用いるこ
とができるようにした多段圧延機を提供することを目的
とするものである。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明は、ワークロールとバックアップロー
ルとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを側
部押えロールで支持し、中間ロールを軸方向へシフト可
能に支持した多段圧延機において、中間ロールのうちの
少なくとも一本に、ロール本体内部に軸方向へ移動可能
なテーパピストンを備えたテーパピストンロールを用い
たことを特徴とする多段圧延機にかかるものである。

請求項２の発明は、ワークロールとバックアップロー
ルとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを側
部押えロールで支持し、中間ロールを軸方向へシフト可
能に支持した多段圧延機において、中間ロールのうちの
少なくとも一本に、ロール本体内部に軸方向へ移動可能
なテーパピストンを備えたテーパピストンロールを用い
ると共に、バックアップロールにロール本体内部に軸方
向へ移動可能なテーパピストンを備えたテーパピストン
ロールを用いたことを特徴とする多段圧延機にかかるも
のである。

［作用］ 請求項１によれば、中間ロールとしてテーパピストン
ロールを用いたことにより、圧延材の条件や圧延荷重や
圧延速度等の圧延条件によって変化する端延びクォータ
ー波の大きさに適合させて中間ロールの縮径量が調整さ
れる。

従って、圧延材に端延びやクォーター波が発生するの
が防止される。

請求項２によれば更に、バックアップロールとして一
体構造のテーパピストンロールを用いたことにより、形
状制御性はそのままにして、ロールマークの発生が防止
され、潤滑油及び圧延油として夫々専用の油を用いるこ
とが可能とされる。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第４図は本発明の一実施例である。

又、図中、多段圧延機の基本構成や各構成部分の詳細
の中には、第７図〜第11図に示すものと同様のものが含
まれている場合があるため、同一の構成部分については
同一の符号を付して第７図〜第11図及びその説明を参照
し得るようにすることにより説明を省略するものとし、
以下、本発明に特有の構成についてのみ説明して行く。

中間ロールのうち少なくとも一本に外形形状を変更可
能なテーパピストンロール15a,15b,16a,16bを用いる。

このうちテーパピストンロール15a,16aは以下のよう
な構成を備えている。

即ち、ロール本体17の少なくとも一端部例えばテーパ
部7,8を設けた側の端部の軸芯位置に、軸方向（圧延材
１の幅方向６）へ延びる円柱状空間18を形成すると共
に、前記円柱状空間18と連続して軸方向へ延びロール本
体17の軸方向中央に近付くに従い径が縮小する円錐型を
したテーパ状空間19を形成する。

該テーパ状空間19内部に夫々前記テーパ状空間19と楔
合可能なテーパピストン20を軸方向へ移動可能に嵌入
し、前記円柱状空間18内部に図示しない軸受に接続され
た軸体21を嵌入固定して前記テーパ状空間19を液密と
し、軸体21とテーパピストン20との間、テーパピストン
20とロール本体17との間に夫々液圧室22,23を形成す
る。

前記テーパピストン20の液圧室22側の面に、第２図・
第３図に示す如く、軸体21に形成された凹部24へ挿入さ
れるロッド部25を突設して、ロッド部25と凹部24との間
に液室26を形成する。

軸体21に液圧室22と外部の図示しない液供給源とを連
通する液路27を形成すると共に、軸体21に液室26と外部
の図示しない液供給源とを連通する液路28を形成し、テ
ーパピストン20に液圧室23と液室26とを連通する液路29
を形成する。

尚、テーパピストンロール15a,15b,16a,16bは、テー
パピストン20をテーパ状空間19へ楔合状態としてロール
本体17表面を膨径させた後、ロール本体17表面の膨径し
た部分を削って平坦化することにより、テーパピストン
20をテーパ状空間19に対して軽嵌合状態（軽く嵌合して
いる状態、或いは、楔合状態を緩めた状態）とした時に
ロール本体17表面が縮径されるようにしておく。

又、テーパピストンロール15b,16bは、端部外周にテ
ーパ部7,8を備えておらず、且つ、テーパピストン44の
位置を端部から僅かに中央寄りとした以外はテーパピス
トンロール15a,16aと同様の構成を備えている。

更に、バックアップロールのうち少なくとも一本に外
形形状を変更可能なテーパピストンロール30,31を用い
る。

該テーパピストンロール30,31は、前記テーパピスト
ンロール15a,15b,16a,16bと同じ構成としても良いが、
本実施例では以下のような構成としている。

即ち、ロール芯体32の胴部にスリーブ33を外嵌し、該
スリーブ33の両端とロール芯体32との間にテーパ状空間
34を形成し、該テーパ状空間34内部にテーパピストンリ
ング35,36を嵌入し、シールリング37で密閉し、テーパ
状空間34とテーパピストンリング35との間、テーパピス
トンリング35とテーパピストンリング36との間、テーパ
ピストンリング36とシールリング37との間に夫々液圧室
38,39,40を形成し、ロール芯体32に液圧室38,39,40と外
部の図示しない液供給源とを連通する液路を形成する。

尚、テーパピストンロール30,31は、テーパピストン
リング35,36をテーパ状空間34へ楔合状態としてスリー
ブ33表面を膨径させた後、スリーブ33表面の膨径した部
分を削って平坦化することにより、テーパピストンリン
グ35,36をテーパ状空間19に対して軽嵌合状態とした時
にスリーブ33表面が縮径されるようにしておく。

次に作動について説明する。

多段圧延機自体の作動については第７図・第８図のも
のと同様であるため説明を省略する。

中間ロールとしてのテーパピストンロール15a,15b,16
a,16bでは、液圧室23に液路28,29を介して圧液を供給す
ると、テーパピストン20,44がロール本体17の軸方向端
部側へ移動してテーパ状空間19に対して軽嵌合状態とな
り、ロール本体17のテーパピストン20,44を設けた部分
が縮径する。

反対に液圧室22に液路27を介して圧液を供給すると、
テーパピストン20,44がロール本体17の軸方向中央へ移
動してテーパ状空間19に対して楔合状態となり、ロール
本体17のテーパピストン20,44を設けた部分が縮径した
状態から元の平坦な状態に戻る。

そして、テーパピストン20,44のテーパ状空間19に対
する楔合・軽嵌合状態を調節することにより、ロール本
体17の前記部分の縮径量が調整される。

このように、中間ロール4,5の前記部分の縮径量を調
整することによって、テーパピストン44が中央寄りに設
けられたテーパピストンロール15b,16bでは圧延材１の
条件や圧延荷重や圧延速度等の圧延条件によって変化す
るクォーター波14cの大きさに前記部分の縮径量を適合
させることができる。

これにより、圧延材１にクォーター波14cが発生する
のが防止される。

又、テーパピストン20が端部寄りに設けられたテーパ
ピストンロール15a,16aでは、端延び14aが防止され、し
かも、テーパ部7,8の縮径量を調整することにより、圧
延材１の条件や圧延荷重や圧延速度等の圧延条件によっ
て変化する端延び14aに対して高い修正能力を得ること
ができる。

同様に、バックアップロールとしてのテーパピストン
ロール30,31では、液圧室38或いは39に液路41或いは42
を介して圧液を供給すると、テーパピストンリング35或
いは36がロール芯体32の軸方向端部側へ移動してテーパ
状空間34に対して軽嵌合状態となり、ロール本体17のテ
ーパピストンリング35或いは36を設けた部分が縮径す
る。

反対に液圧室39或いは40に液路42或いは43を介して圧
液を供給すると、テーパピストンリング35或いは36がロ
ール芯体32の軸方向中央へ移動してテーパ状空間34に対
して楔合状態となり、ロール芯体32のテーパピストンリ
ング35或いは36を設けた部分が縮径した状態から元の平
坦な状態に戻る。

そして、テーパピストンリング35或いは36のテーパ状
空間34に対する楔合・軽嵌合状態を個々に調節すること
により、ロール本体17の前記部分の縮径量が調整され、
且つ、二つのテーパピストンリング35,36による縮径作
用の組合せによって様々な縮径形状が形作られる。

その結果、バックアップロールの形状変化による極小
径のワークロール2,3に対する大まかな形状制御性が得
られ、圧延材１の中延び14bが防止される。

そして、バックアップロールとして一体もののテーパ
ピストンロール30,31を用いたことにより、圧延材１に
バックアップロールのロールマークが転写されることが
防止される。

又、一体もののテーパピストンロール30,31は、通常
のロールと同様に図示しない軸受により両端を支持され
ることになるが、このような軸受は充分なシール性を確
保することが可能なので、軸受の潤滑油と圧延油とを完
全に分離することができ、潤滑油及び圧延油として夫々
特性の優れた油を使用することが可能となる。

従って、軸受の焼付き等を心配する必要がなくなるの
で、圧延速度を上げることが可能となる。

第５図・第６図は本発明に使用するテーパピストンロ
ールの他の例である。

該テーパピストンロール48は、テーパピストン49,50
を複数（２個）設けた以外は前記テーパピストンロール
30,31と基本的に同様であり、同様の作用効果を得るこ
とができる。

このような、テーパピストン49,50を複数有するテー
パピストンロール48を中間ロールとして用いることによ
り、テーパピストンロール48の縮径する位置や縮径の状
態を任意に変更することができるようになるので、圧延
材１の板幅の変更に伴って中間ロールをシフトさせた時
に中間ロールに形成した縮径部の位置が圧延材１のクォ
ーター波14cが発生し易い部分からずれてしまうことを
防止できる。

尚、上記テーパピストンロール48は多段圧延機の中間
ロールや特にバックアップロールに適用できることは勿
論である。

又、図中51,52,53は液圧室、54,55,56,57,58は液圧室
51,52,53へ圧液を供給するための液路、59,60は液路54,
55及び液路56,57を接続するため軸体21とロッド部25と
の境界部分に形成された環状溝、61はテーパピストンロ
ール48の軸箱、62は外部の図示しない圧液供給源から各
液圧室51,52,53へ圧液を供給するためのロータリージョ
イントである。

尚、本発明の多段圧延機は、上述の実施例にのみ限定
されるものではなく、テーパピストンロールの構造は任
意であること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の多段圧延機の請求項１
によれば、中間ロールとしてテーパピストンロールを用
いたので、圧延材にクォーター波が発生するのを防止し
得、又、端延びに対する修正能力を高めることができる
という優れた効果を奏し得る。

又、請求項２によれば、バックアップロールとしてテ
ーパピストンロールを用いたので、ロールマークの転写
を防止し得、更に潤滑油及び圧延油として夫々専用の油
を用いることができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は第１図の
II−II矢視図、第３図は第２図の部分拡大図、第４図は
第１図のIV−IV矢視図、第５図は本発明に使用するテー
パピストンロールの他の例の断面図、第６図は第５図の
VI−VI拡大矢視図、第７図は従来例の側面図、第８図は
第７図を正面から見た断面図、第９図は圧延材に発生し
た端延びを示す斜視図、第10図は圧延材に発生した中延
びを示す斜視図、第11図は圧延材に発生したクォーター
波を示す斜視図である。 図中2,3は極小径のワークロール、６は軸方向（圧延材
１の幅方向）、15a,15b,16a,16bは中間ロールとしての
テーパピストンロール、17はロール本体、20,44,49,50
はテーパピストン、30,31はバックアップロールとして
のテーパピストンロール、35,36はテーパピストンとし
てのテーパピストンリング、48は中間ロール及びバック
アップロールとしてのテーパピストンロール、63,64は
側部押えロールを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷内 司 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社横浜第二工場 内 (56)参考文献 特開 昭60−21110（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−129204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−110464（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−111909（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−307602（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−182006（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−63737（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭57−25281（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 27/05 B21B 13/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークロールとバックアップロールとの間
   に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを側部押えロ
   ールで支持し、中間ロールを軸方向へシフト可能に支持
   した多段圧延機において、中間ロールのうちの少なくと
   も一本に、ロール本体内部に軸方向へ移動可能なテーパ
   ピストンを備えたテーパピストンロールを用いたことを
   特徴とする多段圧延機。
2. 【請求項２】ワークロールとバックアップロールとの間
   に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを側部押えロ
   ールで支持し、中間ロールを軸方向へシフト可能に支持
   した多段圧延機において、中間ロールのうちの少なくと
   も一本に、ロール本体内部に軸方向へ移動可能なテーパ
   ピストンを備えたテーパピストンロールを用いると共
   に、バックアップロールにロール本体内部に軸方向へ移
   動可能なテーパピストンを備えたテーパピストンロール
   を用いたことを特徴とする多段圧延機。