JP2965478B2 - 圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧延機に係わり、特にロ
ール組替機構を備えた圧延機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱間圧延機において、上下作業ロ
ールを交換する方式としては以下に述べるような方式が
知られている。

【０００３】まず、Ｃフックを初めとするポーターバー
による各ロールの単独組替方式がある。これは、作業時
間、作業難易度を含む作業性に問題があるため、圧延設
備の高効率化が求められる近年においては、一部の設備
を除いて、新規採用されないのが現状である。

【０００４】そこで、圧延設備の操業上の高効率化を計
るべく、上下作業ロールを一体にて短時間に組み替える
以下の方式が採用されている。

【０００５】第一には、特開昭６０−１１５３１５号公
報に記載のようなオートスペーサを用いたロール組替機
構がある。これは、下作業ロールチョック内に上作業ロ
ールアッセンブリの支持棒の機能を有するオートスペー
サを設けることにより、ロールを交換する方式である。
このロール組替方式は、下作業ロールチョックに内蔵し
たオートスペーサの下端に設けられた車輪を組替レール
の昇降により持ち上げたり、あるいは、固定組替レール
に対しては、補強ロールまたは下作業ロールをハウジン
グ内に設けられた油圧シリンダーをストロークさせるこ
とにより降下させ、オートスペーサに対し下作業ロール
チョックを相対的に下げて、上作業ロールと下作業ロー
ルの間にギャップを設けた状態にて上下作業ロールアッ
センブリをオートスペーサに乗せて作業ロール組替を行
う。

【０００６】第二のロール組替方式としては、特開昭５
１−２８５６１号公報に記載のスペーサドッグを備えた
抱込み方式と呼ばれるロール組替機構があり、これは熱
間圧延設備用のロール組替方式としては、最も古い。こ
の組替方式は、上下作業ロールチョックを抱込み方式と
し、ハウジング窓幅方向の位置決めをするとともに、下
作業ロールチョックに回転自在なスペーサであるスペー
サドッグを設け、作業ロール組込み時はスペーサドッグ
により上下作業ロール間にロール組替に必要なギャップ
を設けた状態で上下作業ロールアッセンブリを一体にて
圧延機に組み込む。作業ロール組込み後、上作業ロール
アッセンブリを持ち上げる際にスペーサドッグは回転
し、作業ロールチョック保持位置から外れる。作業ロー
ル取出し時は、スペーサドッグが既に作業ロールチョッ
ク保持位置から外れているため、上下作業ロール間にギ
ャップを設けることができず、上下作業ロールを接触さ
せることによって上下作業ロールアッセンブリを一体に
て取り出す。

【０００７】上記ロール組替方式において、上下作業ロ
ールチョックは抱込み方式とするため上下方向のインロ
ーによる嵌合構造を有しており、圧延方向に対して上下
作業ロールチョック間にて相対的に自由度が拘束されて
いる。この構造により、圧延機の操作側に引き抜かれた
駆動側のロールチョックが操作側のミルハウジングのウ
ィンドウを通過するときには、上下作業ロールチョック
が互いに回転することを防ぎ、かつハウジング窓幅方向
の位置がずれずに、通過を円滑に行なうことを可能とし
ている。

【０００８】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
従来のロール組替機構には次のような問題がある。オー
トスペーサを用いるロール組替機構においては、上記の
如く、レールの昇降あるいは作業ロールの下降等によ
り、オートスペーサ下端に設けられた車輪を組替レール
上に乗せ、上下作業ロール間にギャップを設けた状態に
て上下作業ロールを同時に交換する方式である。しか
し、この方式では、オートスペーサと作業ロールチョッ
クとの相対移動量は、作業ロールの大径、小径変化、補
強ロール径補償高さ、そしてパスライン変化に加え、ロ
ール組替時に必要な上下作業ロール間のギャップを考慮
しなければならず、非常に大きく設定する必要性があ
る。このことは、組替レールを固定する圧延機の作業ロ
ール組替方式では、圧下シリンダーを大ストローク化す
ることやハウジングウインドウ高さを大きくする必要性
が生じ、昇降可能な組替レールを有する圧延機において
も、組替レールの昇降量が増え、かつ下補強ロールチョ
ックや他の構成機器との機械的取合いにより設計制約を
受けることになる。つまり、下作業ロールチョック内に
オートスペーサを設けたロール組替方式では、その構造
上の必要性から、圧延機の大型化、複雑化を招くことと
なる。

【０００９】また、スペーサドッグを備えた抱込み方式
と呼ばれるロール組替機構においては、前記の如く、上
下作業ロールチョックは上下方向のインローによる嵌合
構造を有しており、圧延方向に対して上下作業ロールチ
ョック間にて相対的に自由度が拘束されている。しか
し、近年、更なる鋼板の高品質化が求められる状況化に
あって、圧延機においても、高い板クラウン及び板形状
制御能力を発揮するため、作業ロールまたは中間ロール
がロール軸方向にシフト可能なロールシフト圧延機や、
上下作業ロールのみを単独で被圧延材平面に沿って互い
にクロスさせて圧延を行う作業ロールクロス型圧延機が
実用化されている。このような圧延機では抱込み方式の
構造を採用すると、ロールを軸方向にシフトさせて圧延
することや作業ロールを被圧延材平面に沿ってクロスさ
せて圧延をすることができなくなり、したがって、抱込
み方式のロールシフト圧延機及び作業ロールクロス型圧
延機への適用は困難である。

【００１０】以上のように、従来方式のロール組替機構
においては、その構造上の必要性から、圧延機を設計す
る上で、圧延機の大型化、複雑化を招くこととなり、ま
た作業ロールクロス型圧延機やロールシフト圧延機への
適用も困難である。従って、これに代わる簡素で効率が
よく、かつ作業ロールクロス型圧延機やロールシフト圧
延機への適用も可能なロール組替機構を有する圧延機の
考案が望まれるに至った。

【００１１】本発明の目的は、圧延機の設計上、簡素で
効率がよく、かつ作業ロールクロス型圧延機やロールシ
フト圧延機への適用も可能なロール組替機構を有する圧
延機を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次の構成を採用する。すなわち、下作業ロ
ールチョックを含む下作業ロールアッセンブリをミルハ
ウジングに設けられた組替レール上に乗せ、この下作業
ロールアッセンブリ上に上作業ロールチョックを含む上
作業ロールアッセンブリを乗せてロール組替えを行うロ
ール組替機構を備えた多段圧延機において、前記ロール
組替機構は、上作業ロールチョック内に設置された伸縮
自在な支持装置と、上作業ロールチョック内に摺動自在
に挿入されかつ上端部が前記支持装置に支持され、下端
部が上作業ロールチョック内より下方に突出して下作業
ロールチョックの上面に接することにより下作業ロール
チョック上に上作業ロールアッセンブリを支持する上支
持棒と、下作業ロールチョック内に摺動自在に挿入さ
れ、下端部が下作業ロールチョック内より下方に突出す
るとともに、その下端部に車輪が設けられ、ロール組替
時にその車輪が前記組替レール上に乗ることにより下作
業ロールアッセンブリを支持する下支持棒とを備え、前
記伸縮自在な支持装置は上作業ロールアッセンブリの重
量相当の負荷に対しては変形せずに初期設定長さを保
ち、圧延時の圧延荷重相当の負荷に対しては変形して前
記初期設定長さより短くなる特性を有し、かつその初期
設定長さはロール組替時に上支持棒と協働して上下作業
ロール間にギャップを形成する大きさに設定され、前記
下支持棒は、ロール組替時に前記車輪が組替レールに乗
り下作業ロールチョックを支持するときに、上端部が下
作業ロールチョックの上面より突出する長さを有し、か
つ前記下支持棒の上端部と前記上支持棒の下端部とに互
いに嵌まり合う嵌合部を形成した構成とする。

【００１３】好ましくは、前記上支持棒の下端部とこの
下端部が接触する下作業ロールチョックの上面とに、圧
延時に互いに摺動可能な摺動面を設ける。この場合、下
作業ロールチョックの上面に設けた摺動面は、上支持棒
下端部に設けられた摺動面に比較して耐摩耗性の高いラ
イナー貼付け、肉盛り溶接、ハードフェーシング処理の
いずれかにより形成することが望ましく、上支持棒の下
端部に設けられた摺動面は、軟質材もしくは自己潤滑材
料を用いて構成することが望ましい。

【００１４】また、好ましくは、前記伸縮自在な支持装
置は内部に所定圧力の圧縮性流体が封入され、ピストン
のヘッド側とロッド側の受圧面積差により初期支持力を
発生する流体式のばね装置であり、前記初期支持力を前
記上作業ロールアッセンブリの重量相当の負荷よりも大
きく、圧延荷重相当の負荷より小さく設定する。

【００１５】前記伸縮自在な支持装置はプリセット変形
させた状態でストッパにて位置を規定することより初期
支持力を発生する機械式のばね装置であってもよく、こ
の場合も、前記初期支持力を前記上作業ロールアッセン
ブリの重量相当の負荷よりも大きく、圧延荷重相当の負
荷より小さく設定する。

【００１６】

【作用】以上のように構成した本発明の圧延機のロール
組替機構において、上支持棒の下端部は下作業ロールチ
ョックの上面で接する形にて、下作業ロールチョック上
に上作業ロールアッセンブリが支持されており、圧延時
には、上作業ロールアッセンブリの自重相当の負荷をは
るかに越える圧延荷重が上支持棒を経て伸縮自在な支持
装置へ作用するため、圧下量に応じて支持装置が変形
し、上下作業ロール間距離を圧下量に応じて変化させる
ことが可能となり、かつ圧延荷重に相当する負荷は作業
ロールを通して受け持たせるので、上下作業ロールチョ
ックには大きな力を作用しない。

【００１７】ロール組替時は、下作業ロールアッセンブ
リを下降させると、下支持棒の下端に設けられた車輪が
組替レール上に乗ることにより下支持棒に下作業ロール
アッセンブリが支持され、かつ下支持棒の上端部は下作
業ロールチョックの上面部より突出し、下支持棒の上端
部と上支持棒の下端部とに設けられた嵌合部が互いに嵌
まり合い、上作業ロールアッセンブリの水平面内での動
きを拘束し、これにより上下作業ロールアッセンブリを
一体にてミルハウジングから抜出し及び組込みを可能と
する。一方、このロール組替時は、伸縮自在な支持装置
には上作業ロールアッセンブリの自重相当の負荷が作用
するだけなので、支持装置の伸縮特性により支持装置は
初期設定長さを保ち、上下作業ロール間にロール組替に
必要なギャップが形成される。

【００１８】以上のように、従来のオートスペーサ方式
のロール組替方式がオートスペーサの昇降移動量により
上下作業ロール間距離を保持するものに対して、本発明
では、上下作業ロールチョック間にて常時、接触しつつ
介在する支持装置の伸縮特性により作業ロール間ギャッ
プを保持するもので、従来のロール組替方式におけるオ
ートスペーサに相当する下支持棒は、上下作業ロールチ
ョックの水平面内での相対的な位置決めのみが目的であ
り、下支持棒の必要移動量は下支持棒の上端部が上作業
ロールアッセンブリの水平方向の動きを拘束するように
上支持棒の下端部と嵌合部にて結合するのに必要な最小
限の移動量のみにより成立する構造である。

【００１９】また、圧延中は上支持棒は下支持棒から切
り離され、上支持棒の下端部が下作業ロールチョックの
上面に接しているだけなので、上支持棒の下端部が下作
業ロールチョックの上面部に対し摺動する構造を採用す
ることにより、圧延中における上下作業ロールのロール
軸方向のシフト動作や、圧延機中心を対称としたクロス
動作が可能となる。

【００２０】よって、本発明のロール組替機構を有する
圧延機は、上下作業ロール間にギャップを取るのに必要
以上の移動量を要した従来のオートスペーサ方式に比較
して、ミルハウジングを含む各機械要素の小型化、簡素
化を実現しつつ、圧延中における上下作業ロールのロー
ル軸方向のシフト動作や圧延機中心を対称とした上下作
業ロールを単独クロスさせる作業ロールクロス型圧延機
への適用も可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面をもって説明
する。図１において、本実施例に係わる圧延機は、被圧
延材１４を直接圧延する上作業ロール１０ａ及び下作業
ロール１０ｂ、圧延により生じる圧延荷重の負荷された
上下作業ロールを高さ方向で支持する上補強ロール８ａ
及び下補強ロール８ｂ、上下作業ロールの軸受箱である
上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロールチョック９
ｂ、上下補強ロールの軸受箱である上補強ロールチョッ
ク７ａ及び下補強ロールチョック７ｂ、上補強ロールチ
ョック７ａ及び下補強ロールチョック７ｂの位置を保持
するパスライン調整装置１９、上補強ロールチョック７
ａとパスライン調整装置１９の間に設けられた圧下シリ
ンダ２３、圧延荷重を最終的に保持するための構造物で
あるミルハウジング６を主として構成される。

【００２２】上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロー
ルチョック９ｂ、上補強ロールチョック７ａ及び下補強
ロールチョック７ｂは、ミルハウジング６内において上
下方向に摺動する構造を有しており、パスライン調整装
置１９や圧下シリンダ２３を操作することにより、上作
業ロール１０ａ及び下作業ロール１０ｂを所望の位置に
移動できる。圧延材１４を圧延する時は、圧下シリンダ
２３を作動させて所望の板厚へ制御する。なお、圧下シ
リンダ２３は、パスライン下に設置する圧延機も存在す
る。上補強ロールチョック７ａは、非圧延時において、
シリンダにより上方へ駆動可能なキャリアビーム１８に
て、位置が固定される構造を有する。なお、キャリアビ
ームのかわりにバランスシリンダ２２により位置が固定
される構造を有する圧延機も存在する。

【００２３】ミルハウジング６のパスライン付近にはプ
ロジェクトブロック１３が設置されており、プロジェク
トブロック１３に囲まれたクロスブロック２４が圧延材
平面方向へ摺動可能な状態で保持されている。クロスブ
ロック２４にバランスシリンダ２２が設けられ、これに
より非圧延時の上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロ
ールチョック９ｂの位置の移動、固定が可能となる。な
お、バランスシリンダ２２が、プロジェクトブロック１
３やシフトブロック（図示せず）に設置される圧延機も
存在する。

【００２４】図１の圧延機は上下作業ロールが単独でク
ロスする作業ロールクロス型圧延機であり、作業ロール
クロスを行うためのクロスシリンダ２１がクロスブロッ
ク２４とプロジェクトブロック１３の間に設けられてお
り、クロスシリンダ２１が動作することによりクロスブ
ロック２４が圧延方向へ摺動して、上作業ロールチョッ
ク９ａ及び下作業ロールチョック９ｂが同様に圧延方向
へ摺動する。

【００２５】図１の二点鎖線にて囲まれた上作業ロール
１０ａ及び下作業ロール１０ｂ付近の拡大詳細図を図２
に示す。図２は、作業ロールクロス型圧延機において、
作業ロールクロス角度が０の時の圧延状態を示す。従っ
て、クロスシリンダ２１の作用によりクロスブロック２
４を経て、上作業ロール１０ａ及び下作業ロール１０ｂ
が操作側矢視において圧延機中心に位置している。

【００２６】図２において、ミルハウジング６には駆動
側ハウジングから操作側ハウジングへと伸びる組替レー
ル１１が支持されており、ロール組替時には下作業ロー
ル１０ｂ及び下作業ロールチョック９ｂを含む下作業ロ
ールアッセンブリをその組替レール１１上に乗せ、上作
業ロール１０ａ及び上作業ロールチョック９ａを含む上
作業ロールアッセンブリを下作業ロールアッセンブリ上
に乗せ、これらロールアッセンブリを組替レール１１に
沿って操作側へ引き出し組替する。また、このロール組
替を容易にするため、伸縮自在な支持装置１、上支持棒
２及び下支持棒３からなるロール組替機構が設けられて
いる。

【００２７】ロール組替機構において、伸縮自在な支持
装置１は上作業ロールチョック９ａ内に設置され、上支
持棒２は上作業ロールチョック９ａ内に摺動自在に挿入
されかつ上端部が支持装置１に機械的に接続され、下端
部が上作業ロールチョック内９ａより下方に突出し下作
業ロールチョック９ｂの上面部に接することにより下作
業ロールチョック９ｂ上に上作業ロールアッセンブリを
支持している。また、下端部の端面には摺動面４が設け
られている。

【００２８】下支持棒３は下作業ロールチョック９ｂ内
に上下方向に摺動可能な状態にて挿入されており、下端
部が下作業ロールチョック９ｂ内より下方に突出すると
ともに、その下端部に車輪１２が設けられ、ロール組替
時にこの車輪１２が組替レール１１上に乗り上げること
により下支持棒３上に下作業ロールアッセンブリを支持
する。また、下支持棒３の下作業ロールチョック９ｂ内
における摺動量は下作業ロールチョック９ｂに対する相
対必要ストローク量Ｓ１が得られるように設定されてお
り、その上限及び下限の位置は下作業ロールチョック９
ｂと下支持棒３の当接部によって規定される。圧延中、
下支持棒３は自重のみで無負荷な状態にあり、組替レー
ル１１と車輪１２の間には距離Ｇ２が形成される。ま
た、下支持棒３は、下支持棒３が自重のみで無負荷な状
態（車輪１２が組替レール１１から離れている状態）で
は、下作業ロールチョック９ｂの上面部より下方の位置
に下支持棒３の先端部が位置し、下支持棒３に対して上
方への負荷が作用すると（車輪１２が組替レール１１上
に乗ると）、下支持棒３の上方先端部が下作業ロールチ
ョック９ｂの上面より上方へ突出するような長さを有し
ている。下作業ロールチョック９ｂの上面部には摺動面
５が設けられている。

【００２９】また、上支持棒２の下端部には孔２ａが形
成され、下支持棒３の上方先端部には突起３ａが形成さ
れ、これら孔２ａ及び突起３ａは、ロール組替時に車輪
１２が組替レール１１上に乗り上げ下支持棒３の上方先
端部が下作業ロールチョック９ｂの上面より上方へ突出
したときに互いに嵌まり合う嵌合部を構成する。

【００３０】下作業ロールチョック９ｂの上面部に設け
た摺動面５は、例えば上支持棒２の下端部に設けられた
摺動面４に比較して耐摩耗性の高いライナー貼付けを施
すことにより形成されている。摺動面５は肉盛り溶接、
ハードフェーシング処理（表面硬化処理）等を施すこと
により形成してもよい。一方、上支持棒２の下端部に設
けられた摺動面４は、例えば軟質材もしくはオイルレス
（自己潤滑材料）を用いて構成されている。

【００３１】伸縮自在な支持装置１は、上作業ロールア
ッセンブリの重量相当の負荷に対しては変形せずに初期
設定長さＳ２ａ（図７参照）を保ち、圧延時の圧延荷重
相当の負荷に対しては変形して初期設定長さＳ２ａより
短い全長Ｓｂ２へと圧縮される特性を有し、初期設定長
さＳ２ａはロール組替時に上支持棒２と協働して上下作
業ロール１０ａ，１０ｂ間にギャップＧ１を形成する大
きさに設定されている。図２において、圧延中は支持装
置１に下作業ロールチョック９ｂ及び上支持棒２を経由
して圧延荷重が負荷されるために、初期設定長さＳ２ａ
に対して、上下作業ロール間ギャップＧ１に相当する圧
縮量δだけ弾性変形して全長Ｓ２ｂへ圧縮されている。

【００３２】伸縮自在な支持装置１の一例を図３に示
す。この例は支持装置１を流体式のばね装置で構成した
例であり、シリンダー本体２６内には粘弾性流体２５が
封入されており、封入バルブ２９により任意の圧力Ｐｒ
を加えている。内部にはピストンロッドである上支持棒
２が存在しており、ロッド部には粘弾性流体２５がリー
クしないように高圧シール２７をリテーナリング２７に
て設けている。上支持棒２の上端に設けられたピストン
３０は上方のヘッド側と下方のロッド側とで受圧面積が
異なり、これに粘弾性流体２５の同じ圧力が作用してい
るため、面積差により初期支持力を発生させる。この初
期支持力は圧力Ｐｒの選択により調整可能であり、上作
業ロールアッセンブリの重量相当の負荷よりも大きく、
圧延荷重相当の負荷より小さいプリセット負荷値Ｐ０に
なるように圧力Ｐｒにより設定されている。

【００３３】伸縮自在な支持装置１の他の例を図３に示
す。この例は支持装置１を機械式のばね装置で構成した
例であり、シリンダー本体２６ａ内にはコイルばね２５
ａが配装されており、コイルばね２５ａはプリセット変
形させた状態で上支持棒２の上端に設けられたピストン
３０ａの位置をストッパ２８ａにて規定することにより
初期支持力を発生させる。この初期支持力はストッパ２
８ａの位置またはコイルばね２５ａのばね特性の選択に
より調整可能であり、この初期支持力も上作業ロールア
ッセンブリの重量相当の負荷よりも大きく、圧延荷重相
当の負荷より小さいプリセット負荷値Ｐ０になるように
設定される。

【００３４】図２に示す圧延機の非圧延材１４の断面よ
り下方に向けて見た下作業ロール１０ｂ及び下作業ロー
ルチョック９ｂを含む下作業ロールアッセンブリを図５
に示す。下作業ロール１０６の両サイドに下作業ロール
チョック９ｂが各々設けられており、下作業ロールチョ
ック９ｂの上面には圧延方向入側及び出側の両側に摺動
面５が設置されており、上記のように下作業ロールチョ
ック９ａ内に設けられた上支持棒２の下面部にある摺動
面４と圧延時に摺動する構造を有している。また、下支
持棒３が各ロールチョックの各摺動面５に１個設けられ
ており、上作業ロールチョック９ａ内に設けられた上支
持棒２の下端部の孔２ａに対して下支持棒２の上方先端
部に設けられた突起３ａが嵌まり込むことにより上下作
業ロールの位置決めを行い、安定したロール組替を可能
にしている。

【００３５】なお、支持装置１、上支持棒２及び下支持
棒３は上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロールチョ
ック９ｂの圧延方向入側と出側の一方の対角線位置に１
個づつ設けてもよく、各側に複数個づつ設けても良い。
また、上支持棒２の下端部と下支持棒３の上方先端部の
嵌め合い部を構成する孔２ａ及び突起３ａについても１
個でなく複数個設けてもよい。

【００３６】上作業ロール１０ａ及び下作業ロール１０
ｂの組替時の概要を図６に示す。まず、上下補強ロール
アッセンブリは、パス中心から上下方向へ離れる方向に
移動される。この移動は、キャリアビーム１８、バラン
スシリンダ２２、パスライン調整装置１９、圧下シリン
ダ２３を用いて行われる。この時、下補強ロールアッセ
ンブリが下降することによって下作業ロールアッセンブ
リが下降を開始し、組替レール１１と車輪間距離Ｇ２が
減少して、最終的には、下作業ロールチョック９ｂ内に
設けられた下支持棒３の下部に位置する車輪１２がレー
ル１１上に支持される。

【００３７】更に、下補強ロールアッセンブリが下降す
ると、下支持棒３が下作業ロールチョック９ｂに対して
上方へ摺動を開始することにより、下支持棒の下ロール
チョックとの相対必要ストローク量Ｓ１が減少すると同
時に、下支持棒３の上方先端部の突起３ａが、下作業ロ
ールチョック９ｂの上面部より上方へ突出を開始する。
最後に、下支持棒３の下作業ロールチョック９ｂとの相
対必要ストローク量Ｓ１が０となった時に、下支持棒３
及び下作業ロールチョック９ｂが上下方向に一体とな
り、下作業ロールチョック９ｂは組替レール１１にて支
持されることになり、下支持棒３の上方先端部の突起３
ａも下作業ロールチョック９ｂの上面部より上方への突
出を完了して、上支持２の下面部の孔２ａと嵌め合わさ
れる。

【００３８】同時に上作業ロールチョック９ａ側におい
て、圧延荷重により全長Ｓ２ｂへ圧縮されていた支持装
置１は、上記の如き特性を持つことにより、上作業ロー
ルアッセンブリ自重相当の負荷に対して自然長（初期設
定長さＳ２ａ）を保ち、上作業ロールチョック９ａはこ
の支持装置１と上支持棒２により下作業ロールチョック
上面部の摺動面５に支持される。この時、支持装置１の
初期設定長さＳ２ａと上支持棒２により、上作業ロール
１０ａ及び下作業ロール１０ｂの間に所定の間隙Ｇ１が
生じる。本発明では、この所定の隙間Ｇ１がロール組替
時の必要上下ロール間距離となるように、支持装置１の
初期設定長さＳ２ａが設定されている。なお、下支持棒
３のストローク量は下支持棒３の上方先端部の突起３ａ
が下作業ロールチョック上面部の摺動面５より上方へ突
出して上支持棒２の下面部の孔２ａと嵌め合うことを可
能とする最小の長さを有している。

【００３９】ここで、支持装置１の圧縮量に対する支持
装置１の負荷の関係を図７にグラフで示す。図７におい
て、グラフの横軸は支持装置１の圧縮量を、縦軸は支持
装置の負荷を示し、支持装置１の圧縮量に対する負荷を
表す曲線を支持装置のバネ線図Ｌ１として示している。
支持装置１はプリセット負荷値Ｐ０を有しており、上作
業ロールアッセンブリの自重により１個の支持装置１に
負荷される荷重をＷＴとする。ここで、支持装置１のプ
リセット負荷値Ｐ０は上作業ロールアッセンブリの支持
装置一本あたりの荷重ＷＴ以上に設定されており、よっ
て支持装置１のプリセット負荷値Ｐ０を超える所定の力
が負荷された時には、負荷の押圧方向に移動する。ま
た、支持装置１のバネ線図Ｌ１は、圧延時において、圧
延時の支持装置１の圧縮量δにより生じる支持装置の負
荷をＰ１としたとき、この支持装置１の圧延時に生じる
負荷Ｐ１が圧延荷重に対して割合上十分に低い値となる
ような特性を有するように設定されている。よって、ロ
ール組替時では、上作業ロールアッセンブリの自重の支
持装置一本あたりの荷重ＷＴより大きいプリセット負荷
値Ｐ０を与えられているために、支持装置１は、自然長
である初期設定長さＳ２ａを維持する。これにより、前
述の如く、上作業ロール１０ａ及び下作業ロール１０ｂ
の組替時においては、下作業ロールアッセンブリ上に上
作業ロールアッセンブリが乗り上げた形でロール組替が
可能となる。これに対し圧延時では、前述の如く、圧延
荷重が支持装置１の圧縮時の弾性反力である負荷Ｐ１に
比較してはるかに大きいために、支持装置１は圧下によ
る上下作業ロール間距離の接近とともに圧縮される。こ
の時、支持装置１の圧延時に生じる負荷Ｐ１は、上作業
ロール１０ａ及び下作業ロール１０ｂに対しては、イン
クリーズベンダとして作用するが、実機に際しては、こ
の支持装置の圧延時に生じる負荷Ｐ１は圧延荷重に対し
て１％から３％の間程度であり、圧延中の板厚精度によ
るバネ力の変動は無視できる程度小さいため、圧下系の
ＡＧＣへの外乱要因とはなりえない。

【００４０】圧延機が作業ロールクロス時で圧延中の概
要を図８に示す。圧延機の操作側には、プロジェクトブ
ロック１３に囲まれ、圧延材平面方向へ摺動可能な状態
で保持されたクロスブロック２４とプロジェクトブロッ
ク１３の間に、上下作業ロールクロスを行うためのクロ
スシリンダ２１が設けられており、クロスシリンダ２１
が動作することによりクロスブロック２４が圧延方向へ
摺動して、上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロール
チョック９ｂが同様にミルハウジング窓幅方向へ各々逆
向きに摺動する。駆動側については、勝手違いの構造を
有するため、上作業ロール１０ａ及び下作業ロール１０
ｂは、それぞれ上方矢視での圧延機中心において対象に
クロス動作を行える構造を有する。この上作業ロール１
０ａ及び下作業ロール１０ｂをクロスさせる圧延機にお
いて、上作業ロールアッセンブリ自重に対しては自然長
である初期設定長さＳ２ａを保持する支持装置１が、圧
延荷重により圧縮されることによって、上支持棒下面部
の摺動面４が支持装置１により生じた反力で下作業ロー
ルチョック上面部の摺動面５に押し付けられた状態に
て、上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロールチョッ
ク９ｂが被圧延材１４平面上へ互いに反対方向へ摺動す
る。この時、下作業ロールチョック上面部の摺動面５に
ついては、上支持棒下面部の摺動面４に比較して耐摩耗
性を高くすべくライナー貼付け、または肉盛り、ハード
フェーシングを施し、上支持棒下面部の摺動面４につい
ては、軟質材もしくはオイルレスを用いることにより上
下の摺動面４，５にて硬度差を持たせることにより、耐
摩耗性を向上させつつ上下作業ロールチョックの円滑な
摺動、作業ロールクロス動作をすることを可能とする。

【００４１】上下作業ロール１０ａ，１０ｂをロール軸
方向にシフトさせる場合も同様である。

【００４２】前述したように、従来のオートスペーサを
用いるロール組替機構においては、レールの昇降あるい
は作業ロールの下降等により、オートスペーサ下端に設
けられた車輪を組替レール上に乗せ、上下作業ロール間
にギャップを設けた状態にて上下作業ロールを同時に交
換する方式である。しかし、この方式では上記の如く、
オートスペーサと作業ロールチョックとの相対移動量
は、作業ロールの大径、小径変化、補強ロール径補償高
さ、そしてパスライン変化に加え、ロール組替時に必要
な上下作業ロール間のギャップを考慮しなければなら
ず、非常に大きく設定する必要性がある。このことは、
組替レールを固定する圧延機の作業ロール組替方式で
は、圧下シリンダーを大ストローク化することやハウジ
ングウインドウ高さを大きくする必要性が生じ、昇降可
能な組替レールを有する圧延機においても、組替レール
の昇降量が増え、かつ下補強ロールチョックや他の構成
機器との機械的取合いにより設計制約を受けることにな
る。つまり、下作業ロールチョック内にオートスペーサ
を設けたロール組替方式では、その構造上の必要性か
ら、圧延機の大型化、複雑化を招くこととなる。

【００４３】これに対し、本実施例では、ロール組替時
の上下作業ロールアッセンブリの位置決めのみを目的と
した下支持棒３の上方先端部の突起３ａが下作業ロール
チョック９ｂの上面部より上方へ突出するだけの少量の
相対移動量しか必要とせず、上作業ロールアッセンブリ
は下支持棒３ではなく上作業ロールチョック内に設けら
れた支持装置１及び上支持棒２にて常時支持されてい
る。よって、本実施例によれば、圧下シリンダーやミル
ハウジングの小型化が計れ、かつ下補強ロールチョック
や他の構成機器との機械的取合いが設計制約上有利とな
り得る。

【００４４】また、前述したように、従来のスペーサド
ッグを備えた抱込み方式と呼ばれるロール組替機構にお
いては、上下作業ロールチョックは上下方向のインロー
による嵌合構造を有しており、圧延方向に対して上下作
業ロールチョック間にて相対的に自由度が拘束されてい
る。しかし、近年、更なる鋼板の高品質化が求められる
状況化にあって、圧延機においても、高い板クラウン及
び板形状制御能力を発揮するため、作業ロールまたは中
間ロールがロール軸方向にシフト可能なロールシフト圧
延機や、上下作業ロールのみを単独で被圧延材平面に沿
って互いにクロスさせて圧延を行う作業ロールクロス型
圧延機が実用化されている。このような圧延機では抱込
み方式の構造を採用すると、ロールを軸方向にシフトさ
せて圧延することや作業ロールを被圧延材平面に沿って
クロスさせて圧延をすることができなくなり、したがっ
て、抱込み方式のロールシフト圧延機及び作業ロールク
ロス型圧延機への適用は困難である。

【００４５】これに対し、本実施例では、図８に示すよ
うに、上作業ロールアッセンブリ自重に対しては自然長
である初期設定長さＳ２ａを保持する支持装置１が、圧
延荷重により圧縮されることによって、上支持棒下面部
の摺動面４が支持装置１により生じた反力で下作業ロー
ルチョック上面部の摺動面５に押し付けられた状態に
て、上作業ロールチョック９ａ及び下作業ロールチョッ
ク９ｂが被圧延材１４平面上へ互いに反対方向へ摺動
し、作業ロールクロス動作をすることを可能とする。上
下作業ロール１０ａ，１０ｂのロール軸方向シフトも同
様に可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、圧延機の設計上、簡素
で効率がよく、かつ作業ロールクロス型圧延機やロール
シフト圧延機への適用も可能なロール組替機構を有する
圧延機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による圧延機の圧延時の操作
側から見た全体矢視図である。

【図２】図１に示す圧延機の圧延中における作業ロール
周辺部の操作側から見た部分断面拡大矢視図である。

【図３】伸縮自在な支持装置の一例を示す断面図であ
る。

【図４】伸縮自在な支持装置の他の例を示す断面図であ
る。

【図５】下作業ロールアッセンブリを上面図である。

【図６】図１に示す圧延機の作業ロール組替時における
作業ロール周辺部の操作側から見た部分断面拡大矢視図
である。

【図７】伸縮自在な支持装置の圧縮量に対する支持装置
の負荷の関係をあらわすグラフである。

【図８】図１に示す圧延機の作業ロール単独クロス時で
圧延中における作業ロール周辺部の操作側から見た部分
断面拡大矢視図である。

【符号の説明】

１ 支持装置 ２ 上支持棒 ２ａ 孔 ３ 下支持棒 ３ａ 突起（嵌合部） ４ 上支持棒下面部摺動面 ５ 下ロールチョック上面部摺動面 ６ ミルハウジング ７ａ 上補強ロールチョック ７ｂ 下補強ロールチョック ８ａ 上補強ロール ８ｂ 下補強ロール ９ａ 上作業ロールチョック ９ｂ 下作業ロールチョック １０ａ 上作業ロール １０ｂ 下作業ロール １１ 組替レール １２ 車輪 １３ プロジェクトブロック １４ 被圧延材 １５ａ 補強ロール軸受ライナー １５ｂ 作業ロール軸受ライナー １５ｃ ハウジングライナー １８ キャリアビーム １９ パスライン調整装置 ２０ 圧下スクリュー ２１ クロスシリンダ ２２ バランスシリンダ ２３ 圧下シリンダ ２４ クロスブロック Ｇ１ ロール組替時の必要上下ロール間距離 Ｇ２ レールと車輪間距離 Ｓ１ 下支持棒の下ロールチョックとの相対必要ストロ
ーク量 Ｓ２ａ 支持装置初期設定長さ Ｓ２ｂ 圧延時の支持装置の全長 ＷＴ 上作業ロールアッセンブリの支持装置一本当たり
の重量 Ｌ１ 支持装置のバネ線図 δ 圧延時の支持装置の圧縮量 Ｐ０ 支持装置のプリセット負荷値 Ｐ１ 支持装置の圧延時に生じる反力

フロントページの続き (72)発明者 芳村 泰嗣 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 加賀 慎一 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 堀井 健治 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 尾野 博 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社 呉製鉄所内 (72)発明者 渡辺 勉 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株 式会社 呉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平２−187208（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−25213（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−278904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−21409（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−223006（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−103817（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−105006（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−77603（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 31/02 B21B 13/14 B21B 31/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下作業ロールチョックを含む下作業ロー
   ルアッセンブリをミルハウジングに設けられた組替レー
   ル上に乗せ、この下作業ロールアッセンブリ上に上作業
   ロールチョックを含む上作業ロールアッセンブリを乗せ
   てロール組替えを行うロール組替機構を備えた多段圧延
   機において、前記ロール組替機構は、 上作業ロールチョック内に設置された伸縮自在な支持装
   置と、 上作業ロールチョック内に摺動自在に挿入されかつ上端
   部が前記支持装置に支持され、下端部が上作業ロールチ
   ョック内より下方に突出して下作業ロールチョックの上
   面に接することにより下作業ロールチョック上に上作業
   ロールアッセンブリを支持する上支持棒と、 下作業ロールチョック内に摺動自在に挿入され、下端部
   が下作業ロールチョック内より下方に突出するととも
   に、その下端部に車輪が設けられ、ロール組替時にその
   車輪が前記組替レール上に乗ることにより下作業ロール
   アッセンブリを支持する下支持棒とを備え、 前記伸縮自在な支持装置は上作業ロールアッセンブリの
   重量相当の負荷に対しては変形せずに初期設定長さを保
   ち、圧延時の圧延荷重相当の負荷に対しては変形して前
   記初期設定長さより短くなる特性を有し、かつその初期
   設定長さはロール組替時に上支持棒と協働して上下作業
   ロール間にギャップを形成する大きさに設定され、 前記下支持棒は、ロール組替時に前記車輪が組替レール
   に乗り下作業ロールチョックを支持するときに、上端部
   が下作業ロールチョックの上面より突出する長さを有
   し、かつ前記下支持棒の上端部と前記上支持棒の下端部
   とに互いに嵌まり合う嵌合部を形成したことを特徴とす
   る圧延機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧延機において、前記上
   支持棒の下端部とこの下端部が接触する下作業ロールチ
   ョックの上面とに、圧延時に互いに摺動可能な摺動面を
   設けたことを特徴とする圧延機。
3. 【請求項３】 請求項１記載の圧延機において、前記伸
   縮自在な支持装置は内部に所定圧力の圧縮性流体が封入
   され、ピストンのヘッド側とロッド側の受圧面積差によ
   り初期支持力を発生する流体式のばね装置であり、前記
   初期支持力を前記上作業ロールアッセンブリの重量相当
   の負荷よりも大きく、圧延荷重相当の負荷より小さく設
   定したことを特徴とする圧延機。
4. 【請求項４】 請求項１記載の圧延機において、前記伸
   縮自在な支持装置はプリセット変形させた状態でストッ
   パにて位置を規定することより初期支持力を発生する機
   械式のばね装置であり、前記初期支持力を前記上作業ロ
   ールアッセンブリの重量相当の負荷よりも大きく、圧延
   荷重相当の負荷より小さく設定したことを特徴とする圧
   延機。
5. 【請求項５】 請求項２記載の圧延機において、前記下
   作業ロールチョックの上面に設けた摺動面は、上支持棒
   下端部に設けられた摺動面に比較して耐摩耗性の高いラ
   イナー貼付け、肉盛り溶接、ハードフェーシング処理の
   いずれかを施すことにより形成されていることを特徴と
   する圧延機。
6. 【請求項６】 請求項２記載の圧延機において、前記上
   支持棒の下端部に設けられた摺動面は、軟質材もしくは
   自己潤滑材料を用いて構成されていることを特徴とする
   圧延機。