JP2940393B2 - スラブ幅圧延用カリバー付き竪ロール - Google Patents

スラブ幅圧延用カリバー付き竪ロール

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スラブ幅圧延用カリ
バー付き竪ロール、特に、粗圧延機によってスラブを圧
延する際に、スラブ厚が変化しても大幅圧下が良好に行
えるカリバー付き竪ロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】粗圧延機は、複数個の水平ロールおよび
竪ロールによって構成され、加熱されたスラブを、これ
らのロールによって所定板幅および板厚を有する中間製
品に圧延するものであるが、竪ロールによってスラブに
大幅圧下を施す場合に、スラブの幅方向端部の盛上が
り、即ち、ドッグボーンやスラブのねじれの問題が生じ
る。これらの問題を軽減するには、竪ロールの回転軸と
平行なカリバー底の幅がスラブ厚と等しい竪ロールの使
用が有効であることが知られている。
【0003】しかしながら、この場合、スラブの厚さが
変わると、その都度、スラブ厚に合ったカリバーが形成
された竪ロールと交換する必要があり、圧延能率の大幅
な低下を招く。一方、ロール交換をせずに板厚の異なる
多種類のスラブを幅圧延する場合、カリバー底幅を厚い
スラブに合わせると、薄いスラブに対しては、カリバー
なしの竪ロールによって幅圧延することと同じになり、
ドッグボーンの抑制効果がなくなる。一方、カリバー底
幅を薄いスラブに合わせると、厚いスラブに対しては、
スラブの噛込みが不安定になり、幅圧延時のセンタリン
グを行うことが困難となる。
【0004】そこで、実公昭63−50003号公開公
報には、カリバー底幅を任意に設定することができる可
変カリバー竪ロールが開示されている。図18に示すよ
うに、この竪ロール1は、上ロール2と下ロール3とか
らなり、下ロール3を上ロール2に対して上下動可能と
して、カリバー底幅をスラブ4の厚さに合わせて自在に
変えられるようにしたものである。以下、このカリバー
付き竪ロールを従来技術という。
【0005】なお、厚板圧延において、V字形状カリバ
ー付き竪ロールによって厚鋼板を面取り圧延することが
行われているが、この際、ドッグボーン高さを低く抑え
ることができ、且つ、種々の厚さの鋼板を面取り圧延で
きる竪ロールが、実公平3−57283号公開公報に開
示されている。図19に示すように、この竪ロール5
は、面取り圧延用のV字形状カリバーが形成され、この
V字形状カリバーの端部にドッグボーン抑制用カリバー
が形成されたものである。V字形状カリバーのカリバー
角度(θ0 )は、ほぼ60°であり、そして、ドッグボ
ーン抑制用カリバーのカリバー角度(θ1 )は、12〜
30°である。しかしながら、この竪ロールは、あくま
でV字形状カリバー付き面取り用竪ロールであって、こ
の発明の多段カリバー付き竪ロールとは異なり、板幅の
異なる多種類のスラブの幅圧延は行えないものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
次のような問題を有していた。即ち、下ロール3が上ロ
ール2に対して可動する関係上、上ロール2と下ロール
3との可動部分に微小な隙間が形成される。そして、こ
の隙間が竪ロールの長期の使用による摩耗によって広が
ると、この部分にスラブが噛込みんで、製品にキズが発
生する。しかも、竪ロールには、過大な圧延荷重がかか
るため、カリバー調整機構を、この過大な圧延荷重に耐
え得る強度を有するものにする必要があり、設備が非常
に大がかりになる。
【0007】スラブ厚が多種類となる理由は、品質や歩
留り向上のため、および、技術的な進歩等により、従来
より厚いスラブが製造されるようになってきたことが挙
げられる。しかし、厚いスラブを大幅圧下するには、過
大な圧延荷重をスラブにかける必要がある。これによる
装置の大型化を防止するには、厚いスラブに対する幅殺
し効率の向上、即ち、幅圧延後の水平圧延による幅戻り
量の減少を図ることによって、必要となる幅圧下量を小
さく抑える必要があった。
【0008】従って、この発明の目的は、特別な装置を
必要としないで、厚さの異なる多種類のスラブの幅圧延
を、1つのカリバー付き竪ロールによって行え、しか
も、厚いスラブを幅圧延する際の幅殺し効率を向上させ
ることによって、幅圧延荷重を小さく抑えることがで
き、かくして、設備の大型化を防止することができる、
スラブ幅圧延用カリバー付き竪ロールを提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、異なる厚み
を有する複数枚のスラブを1つのロールによって幅圧延
するカリバー付き竪ロールであって、ロール回転軸と平
行なカリバー底と、n段(但し、n≧2)のテーパー面
とを有しており、前記テーパー面のテーパー角度は、前
記カリバー底から外側段のテーパー面に向かうほど、小
さく形成されていることに特徴を有するものである。
【0010】カリバー底から1段目のカリバーテーパー
角度(θ1 )は、10〜30°の範囲内に、そして、n
段(n≧2)目のカリバーテーパー角度(θn )は、θ
n =θn -1−(5〜15°)(但し、θn ≧5°)の範
囲内に形成することが好ましい。
【0011】
【作用】カリバーのテーパー面をn段に形成することに
より、特別な装置の使用や工程を経ることなく、1つの
竪ロールによって板厚の異なる複数枚のスラブの幅圧延
が行える。また、カリバー底から外側段のテーパー面に
向かうにつれてカリバーのテーパー角度が小さくなるた
め、厚物スラブほど幅殺し効率が良くなる。従って、厚
物スラブを幅圧延する際の圧延荷重を小さくすることが
できるので、装置を大型化する必要がなくなる。しか
も、カリバー底幅を、最も板厚が薄いスラブに合わせる
ことができるので、薄物スラブの幅圧延は、従来のカリ
バー付きロールによる圧延と同様に行え、更に、テーパ
ー角度の変更位置を、スラブ厚さに合わせることができ
るので、スラブのセンタリングが良好に行える。
【0012】
【実施例】次に、この発明の、スラブ幅圧延用カリバー
付き竪ロールの一実施態様を、図面を参照しながら説明
する。
【0013】図1は、この発明の、スラブ幅圧延用カリ
バー付き竪ロールを示す部分正面図、図2から図4は、
この発明の竪ロールによる、異なる板幅を有するスラブ
の幅圧延態様を示す部分正面図である。
【0014】図1から図4に示すように、この発明の竪
ロール6は、ロール回転軸(l)と平行なカリバー底
(B)と、3段のテーパー面(S1 )、(S2 )、(S
3 )とを有しており、これらのテーパー面のテーパー角
度は、カリバー底(B)から外側段のテーパー面に向か
うほど、(θ1 )、(θ2 )、(θ3 )の順で小さく形
成されている。
【0015】カリバー底(B)の幅、即ち、1段目のテ
ーパー面(S1 )の底部間の距離は、最も薄いスラブの
板厚(t1 )と等しい。従って、1段目のカリバーのテ
ーパー角度(θ1 )は、10〜30°の範囲内が好まし
い。テーパ角度(θ1 )が10°未満では、テーパー角
度が狭すぎてカリバーから材料の噛出し現象が生じ、一
方、30°を超えるとテーパー角度が広すぎてドッグボ
ーンの抑制効果がなくなるからである。2段目のテーパ
ー面(S2 )の底部間の距離は、中間の厚さのスラブの
板厚(t2 )と等しく、そして、3段目のテーパー面
(S3 )の底部間の距離は、最も厚いスラブの板厚(t
3 )と等しい。このように、各テーパー面(S1 )、
(S2 )、(S3 )の底部間の距離は、それぞれ、圧延
するスラブの厚さ(t1 )、(t2 )、(t3 )と一致
しているので、幅圧延の際の各スラブのセンタリングが
容易に行える。なお、カリバー底(B)のコーナー部に
アールを形成しても良く、更に、2段目以降のテーパー
面の変更部分に、センタリング効果を損なわない程度に
アールを形成しても良い。
【0016】2段目以降のカリバーテーパー角度
(θn )は、θn =θn -1−(5〜15°)(但し、θ
n ≧5°、望ましくは10°以上)の範囲内が好まし
い。テーパー角度(θn )が小さすぎると、材料の噛出
し現象やロールの摩耗が生じるからである。なお、θn
の式において、括弧内を5〜15°の範囲内に限定した
のは、5°未満では、センタリング効果が得られず、一
方、15°を超えるとロールの偏摩耗の点で好ましくな
いからである。
【0017】次に、この発明の、スラブ幅圧延用カリバ
ー付き竪ロールの実施例について説明する。
【0018】図5に示すような、この発明の2段カリバ
ー付き竪ロールを使用して、板幅1000mm、そし
て、板厚(t1 )が220mmおよび板厚(t2 )
が250mmの2種類のスラブの幅圧延を行った。この
竪ロールの形状は、以下の通りであった。 ロールの直径:1250mm、 カリバー底部分のロールの直径:950mm、 カリバー底幅:220mm、 1段目(板厚t1 に対応する部分)のテーパー角度(θ1 ):20°、 2段目(板厚t2 に対応する部分)のテーパー角度(θ2 ):10°、 1段目のテーパー面(S1 )の底部間の距離:220mm、 2段目のテーパー面(S2 )の底部間の距離:250mm。なお、図1から図5は、何れも、前述したように、カリ
バー底(B)のコーナー部にアールを形成し、更に、2
段目以降のテーパー面の変更部分に、センタリング効果
を損ねない程度にアールを形成したものである。
【0019】比較のために、図6に示すような、従来の
カリバー付き竪ロールを使用して、同様に幅圧延を行っ
た。この従来竪ロールの形状は、以下の通りであった。
ロールの直径:1250mm、カリバー底部分のロール
の直径:950mm、カリバー底幅:220mm、テー
パー角度:20°。
【0020】幅圧延条件は、次の通りであった。即ち、
幅圧下量は、28、55、83、110mmの4通りと
し、その後、圧下率25%で水平圧延を行った。
【0021】図7から図10は、ロール形状およびスラ
ブ厚さに対して、幅圧延後の幅方向のスラブ厚さの分布
を示すグラフである。図7は、板厚220mmのスラブ
を、この発明の竪ロールによって幅圧延したときの幅方
向長さと板厚との関係を示すグラフ、図8は、板厚22
0mmのスラブを、上述した図6に示す従来竪ロールに
よって幅圧延したときの幅方向長さと板厚との関係を示
すグラフ、図9は、板厚250mmのスラブを、この発
明の竪ロールによって幅圧延したときの幅方向長さと板
厚との関係を示すグラフ、図10は、板厚250mmの
スラブを、上記従来竪ロールによって幅圧延したときの
幅方向長さと板厚との関係を示すグラフである。
【0022】図7と図8、および、図9と図10から明
らかなように、この発明の竪ロールを使用してスラブを
幅圧延した場合には、ドッグボーンの高さが低く抑えら
れ、ドッグボーンのピーク位置も内側に入り込むことが
わかった。
【0023】次に、上述した圧延条件によって幅圧延し
た場合の幅圧下量と幅殺し量との関係について調べた。
この結果を、図11に示す。図11において、○印は、
板厚220mmのスラブを、従来の竪ロールによって幅
圧延した場合のデータ、○に×印は、板厚250mmの
スラブを、従来の竪ロールによって幅圧延した場合のデ
ータ、□印は、板厚220mmのスラブを、本発明の竪
ロールによって幅圧延した場合のデータ、□に×印は、
板厚250mmのスラブを、本発明の竪ロールによって
幅圧延した場合のデータをそれぞれ示す。これらの記号
は、以下の各グラフにおいて同様である。
【0024】図11から明らかなように、水平圧延を行
ったときの幅殺し効率は、この発明の竪ロールを使用し
た方が良くなることがわかった。
【0025】ここで、幅圧下量、幅殺し量および幅殺し
効率の定義は、以下の通りである。 幅圧下量=スラブ幅−幅圧延後のスラブ幅、 幅殺し量=幅圧下量−水平圧延による幅戻り量、 =スラブ幅−水平圧延後のスラブ幅、 幅殺し効率=幅殺し量÷幅圧下量。
【0026】なお、従来の竪ロールによって250mm
厚のスラブを幅圧延した場合には、水平圧延後の板幅端
部から約10mm内側にキズが発生したが、この発明の
竪ロールによる場合には、そのようなキズは発生しなか
った。
【0027】次に、上述した圧延条件によって幅圧延し
た場合の幅圧下量と幅圧延荷重との関係について調べ
た。この結果を、図12に示す。図12から明らかなよ
うに、スラブ厚が厚いと、幅圧延荷重が大きくなること
がわかった。
【0028】次に、幅殺し量と幅圧延荷重との関係につ
いて調べた。この結果を、図13に示す。前述したよう
に、この発明の竪ロールは、特に厚物スラブに対する幅
殺し効率が良いために、薄物スラブと同等の幅殺し量を
得るために必要となる厚物スラブに対する幅圧下量は小
さく、そのため、同じ幅殺し量を得るためにかかる幅圧
延荷重も小さくなっている。即ち、110mmの幅圧下
を行った220mm厚のスラブ(図12中a)と250
mm厚のスラブ(図12中b)とでは、幅圧延荷重に約
100tonの差がある。しかし、(a)と同じ幅殺し
量の厚物スラブは、図13中(c)である。即ち、
(a)と同じ殺し量を得るために、必要な250mmス
ラブに対する幅圧延荷重の上昇は、約30tonに抑え
られていることが分かった。
【0029】次に、幅圧下量とドッグボーン高さの上下
左右のばらつきとの関係について調べた。この結果を図
14に示す。幅圧延時のスラブのセンタリングが良好に
行われていない場合には、ドッグボーン高さが場所によ
りばらつくことになるが、図14から明らかなように、
厚物スラブを圧延する場合、幅圧下量を大きくとると、
従来竪ロールでは、ばらつきが大きくなるのに対して、
この発明の竪ロールでは、圧下量に関係なく、ばらつき
が小さいことがわかった。即ち、2段目のカリバーのテ
ーパー角度(θ2 )を(θ1 −10°)の10°とし、
このカリバーの底幅をスラブ厚さ(t2 )に合わせたこ
とによって、スラブのセンタリングが良好に行われたこ
とがわかった。
【0030】幅圧延後のスラブに水平圧延を行うと、図
15に示すように、スラブのトップ部およびボトム部に
幅の狭い部分、即ち、幅落込み部が生じる。図16に、
幅圧下量とトップ部幅落込み量との関係を示す。そし
て、図17に、幅圧下量とボトム部幅落込み量との関
係を示す。図16および図17から明らかなように、こ
の発明の竪ロールの方が、特に厚物スラブの場合の幅落
込み量が小さく、歩留りの向上につながることがわか
る。
【0031】なお、幅殺し効率およびボトム部幅落込み
量は、スラブ厚さにかかわらず、従来の竪ロールよりこ
の発明の竪ロールの方が優れている。即ち、m種類(m
≧1)のスラブ厚さに対してn段(n>m)の竪ロール
を使用した場合、且つ、カリバー底幅が最も薄いスラブ
厚よりも狭い場合にも、上述した効果が得られることは
いうまでもない。
【0032】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、カリバーのテーパー面をn段に形成することによ
り、特別な装置の使用や工程を経ることなく、1つの竪
ロールによって板厚の異なる複数枚のスラブの幅圧延が
行える。また、カリバー底から外側段のテーパー面に向
かうにつれてカリバーのテーパー角度が小さくなるた
め、厚物スラブほど幅殺し効率が良くなる。従って、厚
物スラブを幅圧延する際の圧延荷重を小さくすることが
できるので、装置を大型化する必要がなくなる。しか
も、カリバー底幅を、最も板厚が薄いスラブに合わせる
ことができるので、薄物スラブの幅圧延は、従来のカリ
バー付きロールによる圧延と同様に行え、更に、テーパ
ー角度の変更位置を、スラブ厚さに合わせることができ
るので、スラブのセンタリングが良好に行えるといった
工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の、スラブ幅圧延用カリバー付き竪ロ
ールを示す部分正面図である。
【図2】この発明の竪ロールによって板厚(t1 )のス
ラブを幅圧延する場合の部分正面図である。
【図3】この発明の竪ロールによって板厚(t2 )のス
ラブを幅圧延する場合の部分正面図である。
【図4】この発明の竪ロールによって板厚(t3 )のス
ラブを幅圧延する場合の部分正面図である。
【図5】この発明の実施例に使用する竪ロールの部分正
面図である。
【図6】比較のために使用する竪ロールの部分正面図で
ある。
【図7】板厚220mmのスラブを、この発明の竪ロー
ルによって幅圧延したときの幅方向長さと板厚との関係
を示すグラフである。
【図8】板厚220mmのスラブを、従来竪ロールによ
って幅圧延したときの幅方向長さと板厚との関係を示す
グラフである。
【図9】板厚250mmのスラブを、この発明の竪ロー
ルによって幅圧延したときの幅方向長さと板厚との関係
を示すグラフである。
【図10】板厚250mmのスラブを、従来竪ロールに
よって幅圧延したときの幅方向長さと板厚との関係を示
すグラフである。
【図11】幅圧下量と幅殺し量との関係を示すグラフで
ある。
【図12】幅圧下量と幅圧延荷重との関係を示すグラフ
である。
【図13】幅殺し量と幅圧延荷重との関係を示すグラフ
である。
【図14】幅圧下量とドッグボーン高さのばらつきとの
関係を示すグラフである。
【図15】トップ部およびボトム部幅落込み量の説明図
である。
【図16】幅圧下量とトップ部幅落込み量との関係を示
すグラフである。
【図17】幅圧下量とボトム部幅落込み量との関係を示
すグラフである。
【図18】従来技術を示す部分断面図である。
【図19】従来の面取り用竪ロールを示す部分正面図で
ある。
【符号の説明】
1:従来技術の竪ロール、 2:上ロール、 3:下ロール、 4:スラブ、 5:従来のV字形状カリバー付き竪ロール、 6:この発明の竪ロール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 升田 貞和 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 実開 平2−32304(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 27/02 B21B 1/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる厚みを有する複数枚のスラブを1
    つのロールによって幅圧延するカリバー付き竪ロールで
    あって、ロール回転軸と平行なカリバー底と、n段(但
    し、n≧2)のテーパー面とを有しており、前記テーパ
    ー面のテーパー角度は、前記カリバー底から外側段のテ
    ーパー面に向かうほど、小さく形成されていることを特
    徴とする、スラブ幅圧延用カリバー付き竪ロール。
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