JP2922097B2 - 圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロール軸方向に移動可
能な作業ロールを有する圧延機に関し、特に鋼板用圧延
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、作業ロールをシフトさせるた
めの機構を具えた鋼板用圧延機が開発され、実際の板圧
延ラインに採用されてきた。それらは主として薄鋼板の
圧延機、例えば鋼板熱間圧延および冷間圧延用に適用さ
れていた。この作業ロールのシフト機構は目的によって
各種のタイプがある。第一のタイプとして、鋼板のエッ
ジドロップ対策を目的としたものがあり、これは作業ロ
ールの両サイド端部にテーパーを付与して、この部位を
常に板幅方向端部より内側に位置して圧延するものであ
る。初期の作業ロールシフトはこのタイプおよびより以
前の全くフラットでテーパーのないものを対称としてい
た。

【０００３】第二のタイプとして、板クラウンを制御す
るために曲面を有する作業ロールを上下点対象にシフト
させ、＋クラウンまたは−クラウンを任意に付与するこ
とを可能とするものがある。

【０００４】第三のものは、その目的がロールの磨耗の
低減を目的に、局部的に発生する圧延中のロール磨耗が
蓄積しないようにロールをシフトするものであって、こ
のため磨耗を分散するため、板幅のより大なるものから
順により狭幅材へ変更する方法と、さらに作業ロールシ
フト圧延を採用して、ロール寿命の延長をはかる方法が
ある。しかし、従来のシフト機構は板厚の比較的薄い領
域での圧延機に採用されて来たため、シフトの機構とし
ては負荷トルク、荷重が低くそのハード機構も比較的複
雑なものであっても、それほど問題とはならなかった。
最近になって、板厚の大きい厚板、分塊等の圧延機にシ
フト機構を設け、形状のコントロールおよび大圧下圧延
の採用のニーズが強くなって来た。このため、これまで
のシフト機構を採用して良好な形状を狙ってかつ大圧下
圧延をしようとしても、厚板等の大型の圧延機では従来
のシフト機構では、スピンドルの強度が低下して、また
設備費用においても問題が発生していた。

【０００５】一般にはこの作業ロールのシフト機構とし
て、作業ロールの移動に追従してスピンドルが移動する
機構が必須となる。この方式として、従来は図２に示す
ようにスピンドル１の内周にバネ機構１０を設け、かつ
スピンドルを継手のクロスピン１１を介して作業ロール
７を軸方向に移動させる目的で、作業ロールの軸受箱８
に装着されたシフト装置９の動作に機械的に追従させる
とともに、スピンドル外周に施したスプライン１２によ
って駆動トルクを伝達する方法がある。他は図３に示す
ように圧延機の駆動側に設けたシフトブロック１３によ
り、作業ロール７に装着された軸受箱８とスピンドル軸
受箱３を機械的に連結し、シフトブロック１３に油圧ジ
ャッキ４を装着して油圧ジャッキ４のロッド端部をハウ
ジング１４で固定することで作業ロール７とスピンドル
１を同時に軸方向に移動する方法があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の技
術の問題点に鑑みなされたものであって、前者の方法で
は薄板等のタンデム圧延機には適用可能であっても、伝
達トルクの大きい圧延機、例えば厚板圧延機、分塊圧延
機等への適用はスピンドルの強度を低下させる理由によ
って困難となる。また、後者の方法でもシフトブロック
を有するため、ハウジングを含む大規模の改造を必要と
するため経済性を著しく阻害する。

【０００７】これら従来の方法に対して、本発明は作業
ロールのシフト装置を有する圧延機において、作業ロー
ルの移動に追従して移動可能なスピンドルシフト機構を
提供するものである。すなわち、スピンドルを支持する
フレームに油圧ジャッキを装着し、これをスピンドルの
軸受箱と連結してスピンドルを軸方向に移動することを
特徴とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するもので、その要旨は （１）圧延材を圧延する少なくとも上下一対の作業ロー
ルと、作業ロールに装着された軸受箱を作業ロールの軸
方向に移動するためのシフト機構を具える圧延機におい
て、該作業ロールに駆動トルクを伝達すべく、電動機と
継手を介して連結するスピンドルに、該作業ロールのシ
フト機構と独立に該スピンドルを支承するフレームに装
着した油圧ジャッキからなるシフト機構を設け、該作業
ロールおよび該スピンドルの独立したシフト機構が、作
業ロールおよびスピンドルとを相互に追従自在にシフト
可能となし、スピンドルのシフトを先行させ、その後作
業ロールのシフトを追従させるべく構成したことを特徴
とする圧延機であり、

【０００９】 （２）前記シフト機構を、作業ロールの方向にシフトす
る場合には作業ロールが先行してスピンドルを追従させ
るようにしたことを特徴とする（１）記載の圧延機であ
り、 （３） 前記作業ロールおよび前記スピンドルの相対位置
を時々刻々検出し、移動の方向と相対位置に基づいて移
動速度を決定することを特徴とする（１），（２）のい
ずれかに記載の圧延機にある。以下に本発明の作用につ
いて図面を参照して、詳細に説明する。

【００１０】

【作用】図１は本発明によるシフト装置の概略構造図で
ある。この図において、スピンドル１を支持するフレー
ム２とフレームに装着され、かつスピンドルと共に軸方
向に移動可能なスピンドル軸受箱３とスピンドル軸を挟
んで、左右対称に配置される油圧ジャッキ４および軸受
箱と油圧ジャッキを連結するタイロッド５により構成さ
れる。

【００１１】なお、スピンドル１と作業ロール７は、軸
方向に摺動可能なスリッパメタル部６を介してトルクを
伝達する継手構造を有している。この部の一実施態様を
図６、７に示す。図７に示される圧延ロール７側のスリ
ッパメタル部６によって、スピンドルカップリング２４
の先端とロールエンドカップリング２３との間隔は、衝
突限界と離脱限界の各位置間隔以内に保持される。モー
ター側についても同様な構造としてスリッパメタル部６
を有するものである。これらスリッパメタル部６の詳細
を図６（ａ）、（ｂ）に示す。図６（ａ）はスリッパメ
タル２０によって、ロッカーピン２１が係着された状態
で移動可能とした構造の場合における移動の説明図であ
る。図６（ｂ）は図６（ａ）のＡＡ断面図であって、ス
リッパメタル２０を介在させた構造を示す図である。こ
の構造を採用することによって、本発明はロールシフト
のための負荷を軽減したものである。

【００１２】また、作業ロール７の軸受箱８には特開昭
５７−１９３２０８号公報に示されるシフト装置９を有
するが、作業ロール７を軸方向に移動せしめる機構であ
れば他の手段であっても本発明の主旨を阻害するもので
はない。

【００１３】また、本発明では図３に示す作業ロール７
とスピンドル１を単独に移動せしめる機構を有するシフ
ト装置にあって、作業ロール７とスピンドル１が前述の
継手部において離脱または衝突することなく、かつ作業
ロール７とスピンドル１がそれぞれ所定の距離を最短の
時間で移動するために、作業ロール７とスピンドル１の
移動方向と相対位置に基づき移動速度マップを設定す
る。図４が作業ロール７とスピンドル１に高速と低速の
二つの速度モードを持たせた場合の本発明の移動速度マ
ップである。この図によって、作業ロール７とスピンド
ル１の取り得る相対位置の許容範囲が示される。

【００１４】その範囲は、スピンドル１の駆動トルクを
作業ロール７に伝達する際に、継手部に作用する応力が
限界強度を越えないようにして決定される離脱側の限界
１７、および電磁弁の応答性と作業ロール７またはスピ
ンドル１の慣性により決定される衝突限界１５の間であ
る。この許容範囲を越えないことを前提として、後続側
が低速で追随すべき領域１６、先行側を低速に制御すべ
き領域１８、および全く相互の干渉を受けずに高速で移
動可能な領域１９を設定するものである。ここで、先行
側および後続側の定義は作業ロール７の方向にシフトを
行う場合には、作業ロール７が先行側であり、スピンド
ル１が後続側となる。また、スピンドル１の方向にシフ
トを行う場合は、その逆の関係となる。

【００１５】上述の如く、本発明の最大の特徴はシフト
のための油圧シリンダー（ジャッキ）を二箇所に設ける
ことによって、先行シフトと後続シフトとを独立に制御
することによって、機械的に追従ないし同期させ、その
両者の追従時の衝突限界および離脱限界の間をできるだ
け高速で移動させ、かつシフトのための負荷を小さくす
ることを実現したものである。このため、大型の圧延機
における作業ロールシフト機構の省スペース化を可能と
した点にある。次に、本発明について実施例によってさ
らに説明する。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例として、移動速度が高速４５
ｍｍ／ｓｅｃと低速１０ｍｍ／ｓｅｃの二つの速度モー
ドを有する本発明のシフト装置を厚板圧延機に適用した
結果である。図４の移動速度マップは本実施例では、図
５の示す如くなる。本実施例では、作業ロール７とスピ
ンドル１との相対位置を作業ロール７とスピンドル１と
が２０ｍｍの隙間を有している状態を、基準位置０にし
て正方向を衝突側、負方向を離脱側とした場合の移動速
度マップとなる。

【００１７】また、図５における後続側を低速で追随さ
せるべき領域および、先行側を低速に制限すべき領域
は、電磁弁の応答性や作業ロールおよびスピンドルの慣
性等の圧延機固有の特性によって、適用する圧延機毎に
設定されるものである。本実施例において基準位置の状
態から作業ロールを作業ロール側に移動させる場合を例
について説明する。

【００１８】この場合には、先行側は作業ロールであ
り、スピンドルが−５ｍｍまで低速で追随した後、互い
に独立に高速で移動する。また、相対位置が−５５ｍｍ
以下であれば作業ロールは、低速に制限されスピンドル
が追随して再び高速での移動に復帰する。

【００１９】図７に本発明を実際の圧延機に適用した一
実施例を示す。本実施例においては、所要のシフト量の
移動のために、先行側または後続側としてダブルロッド
式油圧シリンダー４とタイロッド５によって、二個のス
ピンドル軸受箱３にシフト力を伝達し、ロールとスピン
ドルの移動を同期ないし追従させるために、スリッパメ
タル部６を介してなす構造としたものである。このよう
に、本実施例のシフト装置によれば、作業ロールとスピ
ンドルとの離脱や衝突等の設備事故を回避して、かつ作
業ロールとスピンドルの移動速度に若干の速度差が生じ
てもこれを吸収して、円滑な作業ロールシフト動作が実
現されることがわかる。

【００２０】

【発明の効果】以上の実施例でも明らかのごとく、本発
明は従来法と比較して簡単な機構でスピンドルを作業ロ
ールに追随して、または作業ロールをスピンドルに追随
させてシフト可能な装置を具えた圧延機を提供し、また
薄板から厚板まで各種の板用の作業ロールシフト機構の
改善をなすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業ロールシフト装置の概略構造
図である。

【図２】従来の作業ロールシフト装置の概略構造図であ
る。

【図３】従来の他の作業ロールシフト装置の概略構造図
である。

【図４】本発明に係る作業ロールシフト装置の移動マッ
プの図である。

【図５】本発明の実施例の一例を示す作業ロールシフト
の移動マップの図である。

【図６】本発明のスリッパメタル部の一実施態様を示す
図で、（ａ）スリッパメタル部の説明図、（ｂ）ＡＡ断
面図である。

【図７】本発明の実施例に係る実機への適用を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…スピンドル ２…フレーム ３…スピンドル軸受箱 ４…油圧ジャッキ ５…タイロッド ６…スリッパメタル部 ７…作業ロール ８…作業ロール軸受箱 ９…シフト装置 １０…バネ １１…クロスピン １２…スプライン １３…シフトブロック １４…ハウジング １５…衝突限界 １６…後続側が低速で追随する領域 １７…離脱限界 １８…先行側が低速制限を受ける領域 １９…独立に高速で移動可能な領域 ２０…スリッパメタル ２１…ロッカーピン ２２…ロールチョック ２３…ロールエンドカップリング ２４…スピンドルカップリング ２５…モーター側回転駆動軸 ２６…フレーム固定支持用部材 ２７…切欠け部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 鉄也 大分県大分市大字西ノ洲１番地 新日本 製鐵株式会社 大分製鐵所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 35/14 B21B 13/14 B21B 31/16,31/18 B21B 1/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延材を圧延する少なくとも上下一対の
   作業ロールと、作業ロールに装着された軸受箱を作業ロ
   ールの軸方向に移動するためのシフト機構を具える圧延
   機において、該作業ロールに駆動トルクを伝達すべく、
   電動機と継手を介して連結するスピンドルに、該作業ロ
   ールのシフト機構と独立に該スピンドルを支承するフレ
   ームに装着した油圧ジャッキからなるシフト機構を設
   け、該作業ロールおよび該スピンドルの独立したシフト
   機構が、作業ロールおよびスピンドルとを相互に追従自
   在にシフト可能となし、スピンドルのシフトを先行さ
   せ、その後作業ロールのシフトを追従させるべく構成し
   たことを特徴とする圧延機。
2. 【請求項２】 前記シフト機構を、作業ロールの方向に
   シフトする場合には作業ロールが先行してスピンドルを
   追従させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   圧延機。
3. 【請求項３】 前記作業ロールおよび前記スピンドルの
   相対位置を時々刻々検出し、移動の方向と相対位置に基
   づいて移動速度を決定することを特徴とする請求項１、
   ２のいずれかに記載の圧延機。