JP2928581B2

JP2928581B2 - ４段圧延機及び圧延方法

Info

Publication number: JP2928581B2
Application number: JP9645290A
Authority: JP
Inventors: 利幸梶原; 英俊西; 徳治杉山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH03294007A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、作業ロールシフト式の４段圧延機及び圧延
方法に係わり、圧延材の板クラウン及び板形状の制御能
力を大幅に高めると共に、ロール摩耗分散をも可能とし
てスケジュールフリー圧延を実現した４段圧延機及び圧
延方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、圧延機、特に熱間帯鋼圧延機（ホツトスリツプ
ミル）に求められる機能はスケジユールフリー圧延であ
る。スケジユールフリー圧延とは、圧延材の板幅が従来
の圧延スケジユールの如く広幅から順次狭幅に一方向に
変化させるのではなく、圧延板幅の順序に制約を設けず
自由に圧延板幅が選べること、そして圧延材の板クラウ
ン，板形状の品質が優れているものを圧延出来ることの
二つが両立せねばならない。この画期的な技術は最近に
なつて実現している。その圧延機は特公昭51−7635号公
報に記載のHCMWミルと呼ばれる方式の６段ミルに適用さ
れているものであり、中間ロールシフトと作業ロールベ
ンダーで圧延材の板クラウン・板形状を制御し、サイク
リツクな作業ロールシフトで従来ボツクス形に摩耗して
いた作業ロールの胴表面を滑らかなプロフイルとし、圧
延材の圧延スケジユールにおいて狭幅から広幅への逆移
行を実現しているものである。従つて本方式は中間ロー
ルシフトと作業ロールシフトの必要な６段ミルとなるこ
とが避けられない。ホツトストリツプミルのタンデム式
仕上ミルにおいて、後段側のスタンドは駆動トルクも小
さく、又板厚も薄いため通板噛込上からも作業ロールの
ロール径を小さく出来るため６段ミルを採用しても圧延
機の構造は巨大にならずに済むが、他方、前段側のスタ
ンドは大径の作業ロールが必要なため６段ミルとすれば
巨大なものとなり、全世界に数多く存在しているホツト
ストリツプミルの改造は実質的に不可能である。然るに
近年ホツトストリツプミルでの製造板厚は年々薄くなり
つつあり、それに応じて前段スタンドの圧延機におい
て、圧延板幅の順序に制約のないスケジユールフリー下
での板クラウン制御能力の増大が強いニーズとなつて来
た。

そのためには４段ミルでこの機能を発揮させねばなら
ない。４段式で板クラウンを制御する方式はロールベン
デイング等いろいろあるが上述の要求に応えうるものは
存在していない。即ち、特公昭51−7635号公報に記載の
HCWミルと称せられる作業ロールシフト式４段ミルで、
作業ロールのロール胴面に凸状、或いは凹状のロールク
ラウン無しでは、板クラウンを小さくするために作業ロ
ールベンダを最大にしても作業ロールの有効胴長端部を
圧延板の板幅端近くまで移動させて圧延する必要がある
が、圧延材がミル中心からずれた時に圧延材が作業ロー
ル胴部から外れる不具合がある。またこの方式で摩耗分
散のため作業ロールを往復移動するようにサイクリツク
シフトをするとサイクリツクシフトの振幅はほぼ〜＋10
0mmを必要とするので胴端部は板端から200mm以上はなれ
る場合があり、この時の板クラウンを修正すべきベンダ
の余力はロールベンデイング装置には全くない。作業ロ
ールの胴面にロールクラウンをつけるとその点は改善さ
れるが、板幅が広い時に板クラウンが凹形状になるのを
防止するために小さな量の凸状ロールクラウンに制限さ
れるため狭幅での板クラウンが有効に効かない憾みがあ
る。この様な圧延機にデクリースベンダを適用すればロ
ールクラウンを大きくすることが可能となるが、デクリ
ーズベンダーは板の尻抜け時にロールバランスに切換え
ねばならず通板が不安定となる欠点がある。又このHCW
ミル方式では、作業ロールの胴端部で補強ロールとの接
触荷重が高くなり特に大荷重圧延では補強ロールの寿命
を短くする。従つて従来HCWミルはロール摩耗対策用と
して一般的に使用されていた。ところで、特開昭57−91
807号公報に示された作業ロールシフト式ミルがある。
しかもこの作業ロールのロール胴面にはＳ字状の凹凸ロ
ールクラウンが形成されており、上下の作業ロールが丁
度180度転向した関係となる様に構成されたミルとなつ
ている。そしてこのミルは、作業ロールのプロフイルを
Ｓ字形とし作業ロールをシフトして主として幾何的にロ
ール間の軸方向ロールギヤツプ形状を変更するものであ
り、シフト量に対する板クラウンの変化は大きいのが特
徴である。その場合、補強ロール胴長と作業ロール胴長
はほぼ全長に亘り接触しているのHCWミルのような大き
な作業ロールベンダの効果は期待出来ない。

このタイプのミルで作業ロールをサイクリツクシフト
させるてロールの摩耗分散を行うとすれば板クラウンは
大幅に乱れる。前記ミルでの作業ロールのシフト量は±
100mm前後であり、これにより板クラウン制御は最大か
ら最小まで変化する。ところでロール摩耗分散のため±
100mmだけ作業ロールをサイクリツクにシフトすればサ
イクリツクに板クラウンは最大に変動するために、この
板クラウン変動は効果の少ない作業ロールベンダで補正
出来ない。

即ち、前記タイプのミルは板クラウン制御能力はある
がスケジユールフリー圧延は出来ないということにな
る。

他に、４段ミルで板クラウン制御量の大きいものとし
て特開昭55−64908号公報に記載のペアクロスミルと称
せられる４段ミルが知られている。この方式のミルは、
上下作業ロール並びに補強ロールを水泡面内に於てロー
ル軸線が交叉するように相互にクロスさせ、垂直方向の
ロール間隙量の分布を変えて板クラウンを制御する方式
である。このミル方式では、作業ロールのみをクロスさ
せると、補強ロールとの間に滑りを生じ、ロール摩耗や
巨大な推力が発生するため、圧延荷重を受持つ補強ロー
ルも共にクロスさせる必要がありミルが巨大で複雑な構
造となる。又作業ロール駆動用のスピンドルも作業ロー
ルの上下方向位置変化に追従する角度に加えて水平方向
にもクロスのための傾斜角度が生じ総合角度が増加する
ため大角度向のユニバーサルジヨイントが望ましい。し
かしながら前記水平方向の傾斜角度に起因して回転速度
変動が生じるため低角度向きのギヤ式のスピンドルを採
用せざるを得ずクロス角度に制約がある。更にこのペア
クロスミルでスケジユールフリー圧延を実現させるため
には作業ロールの摩耗にどのように対応するかが大きな
問題となる。

その対策の一つは、作業ロールを軸方向にシフトさせ
る機能の追加である。然し、本方式は水平クロスの作業
ロールに軸方向にシフト機構を更に付加することになり
構造は複雑極まるものとなり、荷重，衝撃，熱，水が共
に加わる苛酷な環境下でのミルの使用は、信頼性，保守
の点から言つても過度の負担を強いられることになる。

他の一つは、特開昭54−145356号公報に示す如く圧延
機の中にロールグラインダを設け摩耗が生じても常に前
耗発生前と同一のロールクラウンを保つように作業ロー
ルのロール胴面を研削することである。現在のような方
式も試みられてはいるが極めて高価な上にせいぜい段付
摩耗を滑かにする程度の能力しかなく、ロール摩耗を充
分補償することは困難で、砥石の交換その他管理費用も
嵩み、この方式でのスケジユールフリ圧延は、達成され
たとは言えず、将来実現したとしても経済的手法とは云
えない。

〔発明が解決しようとす課題〕

前述した如く従来の４段ミルでは、板クラウン，板形
状の十分な制御とスケジユールフリー圧延との双方を満
足するものではなかつた。

本発明の目的の１つは、あらゆる圧延条件に対して同
じ作業ロールで対応可能として最適の板クラウン・板形
状を確保する機能と、スケジユールフリー圧延が出来る
という機能を両立する４段圧延機及び圧延方法を提供す
ることにある。

また、本発明の目的の１つは、等価ロールクラウン量
を作業ロールの軸方向シフトによつて所望の値に増減可
能とし、且つ、作業ロールの往復シフトの範囲内におい
てはこの等価ロールクラウン量の変動を抑制することを
可能とした４段圧延機及び圧延方法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、本発明では、上下作業ロ
ールと、該作業ロールを支持する上下補強ロールと、前
記作業ロールにベンデイング力を作用させるロールベン
デイング装置と、前記作業ロールをロール軸方向に移動
させるロールシフト装置とを備え、前記各作業ロール
は、ロール胴長の所定位置からロールの一端に至る範囲
のロール胴片側に形成されたｎ次式（ｎ≧1.5）の曲線
で近似される曲面状のイニシヤルクラウン部と、前記ロ
ール胴長の所定位置からロールの他端に至る範囲のロー
ル胴の反対側に形成された実質的に円筒状のイニシヤル
クラウン部とをそのロール胴表面に夫々備えており、更
に前記各作業ロールは該曲面状のイニシヤルクラウン部
がロール軸方向に相反する位置となるように配置させて
４段圧延機を構成したことにある。

また、本発明では、ロールベンデイング装置を有する
作業ロールと、該作業ロールを支持する補強ロールと、
該作業ロールを軸方向に移動させるロール移動装置とを
備え、前記作業ロールは、ロール胴長の一方側に形成さ
れたｎ次式（ｎ≧1.5）で近似される曲線状のイニシヤ
ルクラウン部と、ロール胴長の他方側に形成された円筒
状のイニシヤルクラウン部とを備え、前記各作業ロール
は該イニシヤルクラウン部が相互に点対称の関係を有す
るように夫々配置された４段圧延機の圧延方法であつ
て、前記作業ロールの軸方向位置を、そのロールの有効
胴端部が圧延材板幅端よりも外側に来るように設定し、
圧延作業の進行に従つて前記ロールの軸方向位置を所定
の範囲内で往復移動させると共に、前記各作業ロールを
相反する方向に移動操作させるように圧延方法を構成し
て上記目的を達成するものである。

〔作用〕

本発明においては作業ロールの胴長の中央部から片側
にｎ次式（ｎ≧1.5）の曲線状のイニシヤルクラウン
部、該作業ロール胴長の中央部から他方側に実質的に円
筒状のイニシヤルクラウン部を設け、且つ前記各作業ロ
ールは該曲線状のイニシヤルクラウン部がロール軸方向
に相反する位置となるように配置させた構成としたこと
から、広幅材の圧延の際には前記ｎ次式の曲線状イニシ
ヤルクラウン部と円筒状クラウン部との組合せにより等
価ロールクラウンを小さくし、また狭幅材の圧延の際に
は作業ロールを相互に移動することによつて前記ｎ次式
の曲線状イニシヤルクラウン部が支配する板幅領域を大
きくすることにより、前記目的が達成されるものとな
る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を説明する前に、本発明の概略を説
明する。

つまり、本発明に係わる４段圧延機は次の機能を持つ
必要がある。

１）ロール摩耗分散のためには作業ロールのサイクリツ
クシフトが最も経済的且合理的であるためこの機能を有
すること。

２）サイクリツクシフトを行うためには、作業ロール端
部が板端よりはなれていても板クラウンを小さくする機
能を有していること。そのためにはロールにクラウンが
あることが望ましい。

３）サイクリツクシフトすることにより板クラウンの変
動を補償するに足るワークロールベンデイング効果を発
揮させるためには作業ロール端部は板端より大きくはな
れ過ぎぬところにあるのが望ましいこと。

４）２）項で述べたロールクラウンは板幅が狭い時は或
る程度大きい方が望ましいが広幅圧延では大きすぎるこ
とになるので、板幅に応じて作業ロールをシフトした場
合、板幅が広い時はロールクラウンが小さく、板幅が狭
くなるにつれてロールクラウンが大きくなりうれば理想
的であること。

５）更にサイクリツクシフト下ではロールクラウンの変
動が抑制されればより理想的となること。

そこで本発明では上記５項目を作業ロールに特殊なイ
ニシヤルクラウンを設け、この作業ロールを軸方向に相
対移動可能とした構成の４段圧延機により実現したもの
である。

即ち、本発明の４段圧延機では、作業ロールの胴長の
片側半分にｎ次式（ｎ≧1.5）の曲線状のイニシヤルク
ラウン部を、該ロール胴長の他方側半分に実質的に円筒
状のイニシヤルクラウン部を設けたことによつて、広幅
材の圧延では前記曲線状イニシヤルクラウン部と円筒状
クラウン部との組合せによる等価ロールクラウンを小さ
くし、また狭幅材の圧延ではこの作業ロールを相対的に
軸方向移動することにより前記曲線状イニシヤルクラウ
ン部が支配する板幅領域を増して等価ロールクラウンを
大きくすることにより上記５項目を達成したものであ
る。

上述した本発明の基本的な考え方を第１図乃至第４図
を用いて説明すると、図において、圧延材３を圧延する
上下作業ロール1,2は夫々補強ロール21,22により支持さ
れた構成の４段圧延機である。尚、ここでは作業ロール
ベンデイング装置並びに作業ロールシフト装置は図示を
省略してある。

第１図に示す特殊なロールクラウンが本発明に係る４
段圧延機の特徴であり、上下作業ロール1,2の夫々ほぼ
ロール胴長の中央部を起点として片側のみにクラウン量
C_Rのｎ次式（ｎ≧1.5）の曲線状のイニシヤルクラウン1
a,2aをつけ、他の片側は実質的に円筒状のイニシヤルク
ラウン1b,2bである。そして前記曲線状イニシヤルクラ
ウン1a,2aのある方は軸方向反対側に位置するようにセ
ツトされている。これは従来のロールクラウン即ち左右
対称で上下作業ロールで同一のロールクラウンに換算す
ればC_Rの２分の１のロールクラウン1c,2cを設けた作業
ロール１′,2′を有する第２図に示す４段圧延機に相当
する。第１図の作業ロールの状態では右側は上作業ロー
ル１の曲線状ロールクラウン1aのみ、左側は下作業ロー
ル２の曲線状ロールクラウン2aのみがロールクラウンと
して働く。次に圧延材３の板幅が最大のB_maxからＢへ狭
くなると第３図に示す如く作業ロール1,2をシフトす
る。然る時は上下作業ロール1,2共に曲線状ロールクラ
ウン1a,2aのあるロール部分で圧延する領域が増し即ち
クラウンが増加して行きＢがB_maxの２分の１程度になる
と殆ど板幅全幅を上下作業ロール1,2共に曲線状ロール
クラウン1a,2aのあるロール領域で圧延することになり
クラウン効果としては、第４図に示す如く最大板幅まで
延長すると、２倍の従来クラウンを持つたものと等価に
なる。尚、第２図に示す様な従来のロールクラウン1c,2
cではロールシフトによる板クラウンの変更は少なく、
特に通常用いられている二次曲線のロールクラウンでは
その効果はゼロである。従つて、仮に第１図で曲線状ロ
ールクラウン1a,2aのない方にロールクラウンC_R′を設
けると板クラウン量がそれだけ大きくなり、然もロール
シフトによる効果は、対称クラウンでは存在しないので
ロールシフトに有効なクラウンはC_R−C_R′と減少し目的
に反することになる。

第１図に示す曲線状の片側ロールクラウン1a,2aはｎ
次式（ｎ≧1.5）で表わされる如く二次曲線が主体であ
るがこの曲線の種類によつてロールシフトによるロール
クラウン効果がどう変るかを検討して見る。曲線状ロー
ルクラウン1a,2aの曲線をロール中央点を原点としてＹ
＝C_RXⁿで表わす。尚、Ｘは無次元化されたロール軸方向
座標である。

第１図の状態を基準にして作業ロール1,2をＳだけシ
フトすればロール間隙の分布、即ち板クラウンＣ（Ｘ）
は、B_max/2でＸ＝１とＸを無次元化してＸが−ＳＸＳの範囲ではＣ（Ｘ）＝2C_RXⁿ Ｘが１≧ＸＳ又は−１Ｘ−Ｓの範囲ではＣ（Ｘ）＝C_R｛（Ｘ＋Ｓ）^ｎ−2Sⁿ｝ …（１）となる。

尚、この様なロールカーブは一つの式で表わせないが
第５図でｎ＝２でＳ＝０でもＳ＝0.5でもスムーズなカ
ーブになつていることが分る。

ロール全長に対する（正確にはB_maxまで延長した）ク
ラウン量C_TはＸ＝１において等価ロールクラウンC_Tは、Ｓ＝０でC_T＝C_Rとなる。

今、Ｓ＝0.5の時のC_TをC_TEとしてそのクラウンの増加
率αをα＝C_TE/C_Rとすればとなる。

αは１以上でなければ意味がない。ｎの値に対するα
の値を第６図に示す。これよりｎは少なく共1.5以上な
ければならないことが判る。また、特開昭57−181708号
公報に示するように、ロール端片側にテーパ状クラウン
を備えたもの。即ち上式でｎ＝１となる直線のテーパで
はα＝0.5となり逆効果である。既に上記特開昭57−181
708号公報に記載の作業ロールシフトミルでテーパ法が
利用されているが、これは板端部のエツジドロツプの改
善を狙つたものでロールの端部にテーパを設けてあり本
発明の４段圧延機のように板全体のクラウン制御を目的
とするものとは異なる。しかも狭幅の圧延では、等価ク
ラウンは減少し目的は達せられない。第６図によればｎ
が大きくなる程αは大きくなるが、ｎを余り大きくする
と作業ロールの撓み特性との差が出て複合クラウンにな
るのでｎの最大値は2.5倍におさえた方がよい。尚、シ
フトＳによつてクラウンの増加率αがどのように推移す
るかをｎ＝2.0とｎ＝2.5の場合につき第７図に示す。ｎ
＝2.5の方がｎ＝２より作業ロールシフトによるクラウ
ン増加率は大きくなるが、余り大きくなるとロール摩耗
分散のためのサイクリツクシフトによるクラウン変動が
大きくなりすぎる欠点が生じるのでｎを余り大きくする
ことは得策ではない。スケジユールフリー圧延のために
は作業ロールに生じるロール摩耗分散が必須であること
を既に述べたが重要なことは、ホツトストリツプミルの
ロール面長は圧延可能な最大板幅が1600mm,1800mm、更
には2000mmと広幅を圧延出来る面長のものが多く設備さ
れているが平均板幅はいずれも1000mm前後で最小板幅は
600mm程度であることであり、従つて1000mm幅前後の板
幅の圧延量が最も多く、ロール摩耗もこれらの幅に対す
るものが最も激しくなることである。従つて摩耗分散の
ための作業ロールのサイクリツクシフトはこれらの幅に
対して最も必要でその際、このシフトによるロールクラ
ウンの変動は少ない程望ましいことになる。本発明はこ
れらに対しても極めて有効な手段を提供するものであ
る。本発明のこの点に於ける効果を次に述べる。（１）
式で示される本発明の４段圧延機における作業ロールの
ロールクラウン式をｎ＝２の場合につき述べれば、Ｃ（Ｘ）＝C_R｛（Ｘ＋Ｓ）^２−2S²｝＝C_R（X²＋2SX²−S²） …（３）ＳをΔＳ変化した時のＣ（Ｘ）の変化ΔＣ（Ｘ）は今任意の板幅をＢとすれば圧延しているロールの位置
−b/b_max≦Ｘ≦b/b_maxのみがここでは問題でその端部を
X_bとするとX_b＝b/b_maxとなり、 ΔＣ（X_b）＝2C_R（X_b−Ｓ）ΔＳ …（５）今、X_b＝１、即ちｂ＝b_maxの時はＳはゼロに近いためとなるが、前述の如く板幅が最大板幅の半分程度ではｂ
＝b_max/2で、X_b＝0.5、Ｓもb_max−ｂだけシフトされる
ので無次元化してＳ＝（b_max−ｂ）/b_max＝0.5となり、
（５）式を用いてと殆どロールシフトによるクラウン変動は生じない。

尚、ｂ0.5b_maxではＳ≧0.5となり圧延材は、共に二
次曲線のロールカーブの間では圧延されるのでロールシ
フトによる幾何学的なイニシヤルクラウンの変動は生じ
ないことになる。尚、ｂ＝0.5b_max以上でシフトによる
幾何学的クラウン変動を防止したい場合は、作業ロール
のイニシヤルクラウンの出発点を更にストレート側に延
長することにより可能である。

尚、ここで強調しておきたいことは、このような効果
を持つ特殊なロールクラウンが他にないかということで
ある。前述の特開昭57−91807号公報に記載のＳ字形状
のロールカーブで検討して見る。

前記Ｓ字形状のロールカーブを有するタイプのミルは
前述の如くロールのシフトストロークが少なく、ロール
シフトによるクラウン変化が極端に大きいためサイクリ
ツクシフトは不可能であるが、例えば、Ｓ字形状のロー
ルクラウンを小さくしてその分だけロールのストローク
を大きくして補うことが考えられる。然し、上記タイプ
のミルでは、ロールカーブが実用的にはSineカーブやX³
のような奇函数が用いられており、その幾何学的効果
は、X³を例にとると、Ｙ（Ｘ）＝｛（Ｘ＋Ｓ）^２−（Ｘ−Ｓ）^３｝C_R＝（6SX²＋2S³）C_R Ｃ（Ｘ）＝Ｙ（Ｘ）−Ｙ（０）＝6C_RSX² …（６）ＳをΔＳ移動した時のＣ（Ｘ）の変化ΔＣ（Ｘ）は、となりＳの位置に関係なくΔＳに比例する。

そしてロール全長に対する等価クラウンC_TはＸ＝１と
して（６）式よりC_T＝6C_RSとなり、とＳの位置に関係なく一定である。

他方本発明に係わる前述した特殊クラウンを作業ロー
ルのイニシヤルクラウンに利用すれば、板幅の範囲では
（４）式，（５）式からこれをロール全長の等価クラウンC_Tで表わせばロール
カーブは二次曲線としてこの場合ｂの変化に対応して作業ロールをＳだけ軸方
向に移動させるが、X_b＝１の時Ｓ＝0,X_b＝0.5の時Ｓ＝
0.5という様にX_b＋Ｓ＝１である。但し、Ｓ0.5では前
述した如くである。

Ｓ字形クラウンロールのミルと本発明に係わる圧延機
の作業ロールに適用されるロールカーブによるの値を比較すれば第８図の如くななる。

第８図でカーブ（Ａ）は本発明のロールクラウンの場
合、直接（Ｃ）ではＳ字形ロールクラウンの場合を示す
もので、板幅の多用範囲において、前記Ｓ字状ロールク
ラウンではロールシフトに伴つて板クラウンの大きな変
動がさけられないのに対して、本発明のロールクラウン
によれば（絶体値として充分なロールクラウンを確保し
つつ）ロールシフトにより板クラウンの変動を小さく押
えることができることが分かる。即ち、例えば広幅ホツ
トストリツプミルの代表的なものではロール面長2200mm
で最大板幅は2000mm、最小幅600mmで、最も生産量の多
いのは1000mm板幅前後であり、第８図に云えばX_b＝0.5,
S＝0.5に当る。又比較的生産量の多い1200mm板幅でX_b＝
0.6,S＝0.4に当る。X_bが0.6以下で公知のＳ字状のロー
ルクラウンに対して遥かにロールシフトによる板クラウ
ン変動が少ないことが言え、スケジユールフリー圧延が
本発明の圧延機により非常に有効に行えることが分る。

次に本発明の一実施例である４段圧延機を、第９図乃
至第11図に示す。第９図は上記した４段圧延機をロール
軸方向から見た圧延機構造図、第10図は前記圧延機を操
作側から見た正面図、又第11図は第10図のXI−XI方向断
面図である。

これらの図において１及び２は圧延材３を圧延するた
め上下一対の作業ロールであり、これら作業ロール1,2
は補強ロール21,22で支持されている。作業ロール1,2の
両端であるロールネツク部はメタルチヨツク4,4′及び
5,5′に夫々に回転可能に支持されている。また、ロー
ルハウジング６に形成されたウインドにはプロジエクト
ブロツク7,8が取付けられており、このプロジエクトブ
ロツク7,8にはシフトブロツク9,10が装着されている。
このシフトブロツク9,10の内側はメタルチヨツク4,5が
摺動可能に案内しており、作業ロール1,2と一体にメタ
ルチヨツク4,5が垂直方向に上下動できるようになつて
いる。さらにシフトブロツク9,10にはロールベンデイン
グ装置を構成する作業ロール1,2にロールベンデイング
力を作用させるための油圧ラム11,12が適宜内蔵されて
いる。

一方、ロール移動装置を構成しているシフトブロツク
９は圧延機駆動側でシフトビーム13と連結されており、
また駆動側メタルチヨツク４′もチヨツククランプ14を
介して油圧シリンダー15の作動により着脱自在にシフト
ビーム13と連結されている。従つてロールシフト用油圧
シリンダー16により上作業ロール１をシフトブロツク９
と共にロール軸方向に移動でき、上メタルチヨツク4,
4′とシフトブロツク９に内蔵された油圧ラム11,12とは
一緒にロール軸方向に移動させることになるので、上作
業ロール１を長ストローク移動しても、ロールベンデイ
ング力を常に作業ロールの軸受17の中心に作用すること
ができ、軸受の寿命を確保しつつ大きなロールベンデイ
ング力をロールに適用することができる。

また、18は上作業ロール１を回転駆動する為の駆動軸
で、図示しないモーターによりカツプリング19を介して
上作業ロール１を駆動する。この場合、シフトフレーム
13と駆動軸18とは互いに干渉しないようにシフトビーム
13の中央部20を適宜の形状（例えば弓型）にすればよ
い。

図示しないが下作業ロール２についても上記と同様の
構造を採用すれば、上下作業ロール1,2を軸方向に互い
に反対方向に移動しつつロールベンデイング力を効果的
にかけることができる。

次に上下補強ロール21,22は各々上下作業ロール1,2を
支持するとともに、上下補強ロールメタルチヨツク23,2
4により回転可能に支持されると共に、ロールハウジン
グ６のウインド内で圧下シリンダー25により上下動す
る。

さて第12図は上下作業ロール1,2に設けたロールイニ
シヤルクラウン1a,1bの一例である。すなわち、ロール
胴長2200mm,ロール径780mmの作業ロール１のロール胴の
ほぼ中央部Ａ点から図の右側のロール端片側に向つて先
細とし、この領域に亘つて２次式のカーブをｙ＝x²をも
つ曲線状のイニシヤルクラウン1aが施されており、ロー
ル胴端Ｂ点では半径で300μだけＡ点での径より小径と
なつている。一方Ａ点より左側のロール端に向う反対側
の部分は径が実質的に変化しないストレート状、つまり
円筒状のイニシヤルクラウン1bとなつている。

前記作業ロール１のロール胴面の片側に形成された曲
線状のイニシヤルクラウン1aの近似式は、ｙ＝xⁿの数式
で表わ様れる。ここで、ｎ≧1.5で必要な効果は得られ
るが、望ましくはｎ＝2.0〜2.5の範囲が最適である。

第13図及び第14図は、夫々、本発明の一実施例である
前記した第12図に示すｙ＝x²カーブの曲線状イニシヤル
クラウンをロール胴の片側に設けた上下作業ロールを備
えた４段圧延機及び第２図，第４図に示す従来例のロー
ル全長に亘つて左右対象のイニシヤルクラウンを備えた
４段圧延機において、ロールシフトとロールベンダとを
併用して圧延材の板クラウン制御を各種板幅に応じて行
なつた状況としてその板クラウンの板厚分布を夫々示し
たものである。第13図及び第14図において、（Ａ）は板
幅Ｂ＝1800mm、作業ロール端部と板幅端との位置δ＝20
0mm、ロールベンダＦ＝0ton、200ton/チヨツクの場合、
（Ｂ）は板幅Ｂ＝1200mm,δ＝300mm,F＝0ton、200ton/
チヨツクの場合、（Ｃ）は板幅Ｂ＝900mm,δ＝300mm,F
＝0ton、200ton/チヨツクの場合を夫々示すものであ
る。尚、圧延荷重は全て板幅1mm当り1.75tonで計算して
いる。これらの第13図及び第14図を比較すると、ケース
（Ａ）では前述の如く等価ロールクラウンは等しく、同
等の板クラウンが得られている。しかし、ケース
（Ｂ），（Ｃ）の如く板幅が狭くなると、本発明の実施
例である第13図に示す場合は、ロールベンダーの力Ｆを
0tonから最大200ton/チヨツクまで変更することによつ
て板クラウンを凸から凹に変化させることができ、従つ
て平坦な板クラウンを得られる。しかし従来イニシヤル
クラウンを適用した第14図に示す場合では、最早凸状の
板クラウンしか得ることができなくなる。

これは、従来の左右対象のロールクラウンの場合、ロ
ールシフトによる幾何学効果がなく、またδ＝300mmと
まだかなり作業ロールの有効胴端が板幅端の外側にある
ため、作業ロールのたわみが充分小さくならず、板クラ
ウンが凸状にならざるを得ないのに対して、本発明の上
記曲線状イニシヤルクラウン付のロールによれば、該曲
線状のイニシヤルクラウンが直接、すなわち幾何学的に
板クラウンを変更するため、作業ロールのたわみがある
程度残つても充分板クラウンを平坦にすることができる
ためである。本発明の実施例によるイニシヤルクラウン
によれば、第７図に示すように特に作業ロールを大きく
圧延機中心側、即ち補強ロール胴長内側にシフトした
時、その幾何学的効果が増大して等価的イニシヤルクラ
ウンは増大することができるから、作業ロールのたわみ
が大きくなる狭幅でかつδ大での状況下の圧延に対して
特に有効となることが分かる。

第15図は、本発明に係る第12図に示したイニシヤルク
ラウンを有する作業ロールを備えた４段圧延機を用い、
板幅1200mmの圧延材に対して前記作業ロールの曲線状イ
ニシヤルクラウン1aを形成した有効胴端Ｂ点が板幅端よ
り（Ａ）ではδ100mm、（Ｂ）ではδ＝200mm、（Ｃ）で
はδ＝300mmnと±100mmの範囲で作業ロールをシフトし
た時に板クラウンを平坦にできるロールベンデイング力
Ｆと、その時の板クラウンを示したものである。第15図
より、作業ロールのシフトストロークが±100mm内で
は、ロールベンダー力Ｆは各々、（Ａ）Ｆ＝40ton/チヨ
ツク、（Ｂ）Ｆ＝90ton/チヨツク、（Ｃ）Ｆ＝140ton/
チヨツクと全て最大ベンダー力200ton/チヨツクの範囲
内にあり板クラウンを充分平坦にできることが分かる。
従つて本発明の実施例の４段圧延機によれば、作業ロー
ルの摩耗分散に必要なサイクリツクシフトの振幅内で常
に板クラウンを平坦にでき、圧延材の品質を確保しなが
らスケジユールフリー圧延が可能となる。

第16図及び第17図は、第12図に表わした曲線状のイニ
シヤルクラウン付きの作業ロール及び従来の150μｍ程
度の径差を有する左右対称のイニシヤルクラウン付きの
作業ロールを備えた作業ロールシフト式の４段圧延機を
夫々用いて板幅1200mmの圧延材の板クラウンをほぼ平坦
に圧延する時の作業ロールと補強ロールとの間のロール
間圧力分布を示したものである。第17図に示す従来型ロ
ールクラウン付きの作業ロールでも平坦な板クラウンを
得るため、ロールをシフトしてロールの有効胴端をいず
れも板幅端より外側200mm（δ＝200mm）にセツトしてあ
る。これらの図より、ロール間圧力分布は大きく異なる
ことが分り、特に第16図に示す本発明の実施例の４段圧
延機の場合は、前記圧力の最大値を大幅に低減できるこ
とからロールの強度，寿命上、大きな効果を有している
ことが分かる。よつて本発明の実施例の場合では、ロー
ルの組替頻度が減少して、スケジユールフリー圧延の実
行をさらに改善することができるものとなる。

なお、上述した本発明の実施例によるロールイニシヤ
ルクラウンについて、第12図に示す作業ロール１のロー
ル胴片側の曲線状イニシヤルクラウン1aの起点Ａは、広
幅材圧延に対する板クラウンの制御性の確保上、極力ロ
ール胴中央に設けるのがよいが、この作業ロールの軸方
向位置セツトは可変である故、厳密に胴中央点とする必
要はなく、適用左右にずらしてもよい。例えば起点Ａを
第12図に示すＡ点から少し左側にずらし、そこか中央方
向に向けて比較的小さな曲面状のイニシヤルクラウンを
つけ、更にロール胴中央からはｙ＝xⁿ（ｎ≧1.5〜2.5）
の曲線状イニシヤルクラウンをつけても良い。

そして作業ロール１の反対側のロール胴片側は、実質
的にストレートの円筒状イニシヤルクラウン1bであれば
良い。

また、他の実施例として、例えば作業ロールのロール
胴長左端を起点としてロール胴長右側に亘る有効胴長の
全長に亘つて５次式で表わされる特殊なイニシヤルクラ
ウンを用いると、第12図に示すロールクラウンの実施例
に充分近似できるイニシヤルクラウンを得ることもで
き、従つてこのようなイニシヤルクラウンも実質的に本
発明に含まれることは自明である。

第18図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第１
図，第３図，第９図に示した４段圧延機を５スタンドの
ホツトタンデムミルに適用した実施例である。

第18図において、タンデムミルの前段の第１乃至第２
スタンドの圧延材として上述した本発明に係わる曲線状
のイニシヤルクラウンを有する作業ロールを備えた作業
ロールシフト式の４段圧延機を適用し、残りの第３乃至
第５スタンドの圧延機に中間ロール31がシフト可能な前
記特公昭51−7635号公報に示す６段圧延機を適用したも
のである。

上述したタンデムミルにおいては、既設設備の改善が
比較的容易であり、圧延設備の機能を飛躍的に向上し得
るものとなる。

尚、上述した本発明の実施例は主としてホツトストリ
ツプミルについて説明したが、本発明の圧延機のコール
ドストリツプミルにも適用出来ることは云うまでもな
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、前述したイニシヤルクラウンを有す
る作業ロールの軸方向シフトと作業ロールベンダーを備
えた４段圧延機により、等価的なロールクラウンをロー
ルシフトにより効果的に変更することによつて、圧延材
の幅の順序を自由に設定し得るスケジユールフリー圧延
と、板クラウン，板形状の優れた制御特性とを常に両立
して圧延を可能にする４段圧延機及び圧延方法を実現出
来るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の一実施例である作業ロール
シフト式４段圧延機の概略構成を示すものであり、第１
図は広幅材圧延時の状況を第３図は狭幅材圧延時の状況
を夫々示す。第２図及び第４図は従来の左右対称ロール
クラウン付の作業ロールを備えた４段圧延機の概略構成
を示すものであり、第２図は広幅材圧延時の状況を、第
４図は狭幅材圧延時の状況を夫々示す、第５図は本発明
の４段圧延機の作業ロールのイニシヤルクラウンに適用
されるロールカーブの例における板クラウンＣ（Ｘ）と
ロール軸方向位置との関係説明図、第６図は本発明の実
施例の圧延機に用いるロールのイニシヤルクラウンを近
似するｎ次式の次数とクラウン増加率γとの関係説明
図、第７図は本発明の実施例の圧延機に用いるイニシヤ
ルクラウン付の作業ロールにおける軸方向シフトとクラ
ウンの増加率γとの関係説明図、第８図は本発明の実施
例の圧延機に用いるイニシヤルクラウン付の作業ロール
のシフト及び軸方向位置と板クラウン変化との関係説明
図、第９図乃至第12図は本発明の一実施例である４段圧
延機の具体的構成を示すものであり、第９図は上記４段
圧延機をロール軸方向から見た詳細図、第10図は上記４
段圧延機を操作側から見た正面図、第11図は第10図のXI
−XI方向断面図、第12図は上記４段圧延機の作業ロール
のイニシヤルクラウン形状を示す部分図、第13図及び第
14図は本発明の実施例である４段圧延機及び従来の４段
圧延機による板クラウン制御状況を夫々示す板クラウン
分布図であり、両図において（Ａ）は板幅1800mm、
（Ｂ）は板幅1200mm、（Ｃ）は板幅900mmの圧延状況を
各々示す、第15図は本発明の実施例である４段圧延機に
よつて板幅1200mmの圧延材を圧延時に作業ロールを±10
0mmの範囲でシフトしてフラツトな板クラウンを得た状
況を示すものであり、図において（Ａ）は板幅端と作業
ロールの有効胴端との距離δ＝100mm、（Ｂ）はδ＝200
mm、（Ｃ）はδ＝300mmの圧延状態を各々示す、第16図
及び第17図は本発明の実施例である４段圧延機及び従来
の４段圧延機における作業ロールと補強ロールとの間の
ロール間圧力分布を夫々示す図、第18図は第９図乃至第
12図に示す本発明の実施例の４段圧延機をタンデムミル
の前段に適用した状況を示すタンデムミル配列図であ
る。１……上作業ロール、1a,2a……曲線状イニシヤルクラ
ウン、1b,2b……円筒状イニシヤルクラウン、２……下
作業ロール、３……圧延材、4,5……チヨツク、６……
ハウジング、11,12……油圧ラム、16……油圧シリン
ダ、21……上補強ロール、22……下補強ロール、23,24
……チヨツク、C_R……ロールクラウン、δ……ロールシ
フト位置、Ｓ……ロールシフトストローク。

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−22503（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−65153（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−36912（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−64908（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−77903（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 13/00 - 13/22 B21B 29/00 B21B 27/02 B21B 31/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上下作業ロールと、該作業ロールを支持す
る上下補強ロールと、前記作業ロールにベンデイング力
を作用させるロールベンデイング装置と、前記作業ロー
ルをロール軸方向に移動させるロールシフト装置とを備
え、前記各作業ロールは、ロール胴長の所定位置からロ
ールの一端に至る範囲のロール胴片側に形成されたｎ次
式（ｎ≧1.5）の曲線で近似される曲面状のイニシヤル
クラウン部と、前記ロール胴長の所定位置からロールの
他端に至る範囲のロール胴の反対側に形成された実質的
に円筒状のイニシヤルクラウン部とをそのロール胴表面
に夫々備えており、更に前記各作業ロールは該曲面状の
イニシヤルクラウン部がロール軸方向に相反する位置と
なるように配置させたことを特徴とする４段圧延機。
【請求項２】前記ロール胴長の所定位置は作業ロール胴
長のほぼ中央部である請求項１の４段圧延機。
【請求項３】前記曲面状のイニシヤルクラウン部を近似
するｎ次式の曲線は、望ましくはｎ＝2.0〜2.5次の範囲
である請求項１の４段圧延機。
【請求項４】前記ロールシフト装置の最大シフト量を最
大板幅と最小板幅との差の約1/2程度に設定した請求項
１の４段圧延機。
【請求項５】ロールベンデイング装置を備えた作業ロー
ルと、該作業ロールを支持する補強ロールと、該作業ロ
ールを軸方向に移動させるロール移動装置とを備え、前
記各作業ロールには、ロール胴長の所定位置からロール
の一方端に至るロール胴片側にｙ＝xⁿ（ｎ≧1.5）の式
で近似される曲線状のイニシヤルクラウン部と、該ロー
ル胴長の所定位置からロールの他方端に至るロール胴反
対側に実質的に円筒状のイニシヤルクラウン部とが夫々
形成されており、前記各作業ロールは該曲線状のイニシ
ヤルクラウン部がロール軸方向に相反する位置となるよ
うに配置されている構成の圧延機をタンデムミルの前段
に配置したことを特徴とする４段圧延機。
【請求項６】ロールベンデイング装置を有する作業ロー
ルと、該作業ロールを支持する補強ロールと、該作業ロ
ールを軸方向に移動させるロール移動装置とを備え、前
記作業ロールは、ロール胴長の一方側に形成されたｎ次
式（ｎ≧1.5）で近似される曲線状のイニシヤルクラウ
ン部と、ロール胴長の他方側に形成された円筒状のイニ
シヤルクラウン部とを備え、前記各作業ロールは該イニ
シヤルクラウン部が相互に点対称の関係を有するように
夫々配置された４段圧延機の圧延方法であつて、前記作業ロールの軸方向位置を、そのロールの有効胴端
部が圧延材板幅端よりも外側に来るように設定し、圧延
作業の進行に従つて前記作業ロールの軸方向位置を所定
の範囲内で往復移動させると共に、前記各作業ロールを
相反する方向に移動操作させることを特徴とする圧延方
法。
【請求項７】前記作業ロールは、該ロールの有効胴端部
が前記補強ロールの有効胴端部の内側に位置するよう前
記作業ロールを移動操作する請求項６の圧延方法。
【請求項８】前記作業ロールの往復移動操作に応じて該
作業ロールの移動に伴う圧延材のクラウン変化を補完す
るように前記ロールベンデイング装置から作用させるベ
ンデイング力を調節するようにした請求項６の圧延方
法。
【請求項９】上下作業ロールと、該作業ロールを支持す
る上下補強ロールと、前記作業ロールにベンデイング力
を作用させるロールベンデイング装置と、前記作業ロー
ルをロール軸方向に移動させるロールシフト装置とを備
え、前記各作業ロールは、ロール胴長の所定位置からロ
ールの一端に至る範囲のロール胴片側に形成されたｎ次
式（2.5≧ｎ≧1.5）の曲線で近似される曲面状のイニシ
ヤルクラウン部と、前記ロール胴長の所定位置からロー
ルの他端に至る範囲のロール胴の反対側に形成された実
質的に円筒状のイニシヤルクラウン部とをそのロール胴
表面に夫々備えており、更に前記各作業ロールは該曲面
状のイニシヤルクラウン部がロール軸方向に相反する位
置となるように配置させたことを特徴とする４段圧延
機。