JP2970824B2 - 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，製鉄，非鉄の分野で用
いられるもので，鋼板等の板材の形状修正およびクラウ
ン修正装置を有する圧延機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の２段式圧延機を図９〜図１１に示
す。図９〜図１１に示す２段式圧延機では，クラウン形
状（圧延ロール１，２の径の中央部が大きく，両端で小
さくなる）を有した一対の上下圧延ロール１，２の両端
をロールネック軸受３，４で回転自在に軸承されてお
り，ロールバレルと呼ぶロール中央の胴部の間隙に一定
厚みの板材５を通して圧延され，所望する板厚のストリ
ップ材５ａにされる。

【０００３】この圧延時には，ハウジング１０に内設さ
れた圧下シリング８に，図示しない圧油供給装置から圧
油が導入されると，図１２に示すように下部圧延ロール
２両端部のロールネック軸受４部を上方に押圧する圧延
力Ｆ（これは上下圧延ロール１，２間に挿入された板材
５を圧延しようとする力となる）と，圧延ロール１，２
間に挿入される板材５の圧延時の反力Ｒによって，圧延
後の板材５ａ（ストリップ材）の形状は，ストリップ材
５ａの端部厚さｈと中央部厚さＨとの間に，ストリップ
材５ａの厚みに差（Ｈ−ｈ）が生じており，板材５の送
り方向と直交する方向に切断した横断面図では，ストリ
ップ材５ａの上下の形状が平坦でなくなる。

【０００４】図１３に従来の圧延機を用いて板材５を圧
延した場合のテスト結果を示す。クラウン形状の上下圧
延ロール１，２のロール径を８００ｍｍ，圧下シリンダ
８の圧延力Ｆを６００トンとした場合の圧延ロール１，
２のプロフィールは，凸形状を有したたわみを呈してお
り，このため板材５の中央部の厚みは厚くなり，両端部
では薄くなるといった，いわゆる耳波状のストリップ材
５ａに圧延されることになる。従来より，こうしたスト
リップ材５ａが耳波形状になることを防止しつつ，か
つ，上下面が平坦な圧延がなされるように各種の提案が
なされている。

【０００５】そのいくつかの例を略述すると次のとおり
である。その一つは，上下圧延ロール１，２に予めクラ
ウンを付けておく方法である。すなわち，上下圧延ロー
ル１，２のたわみを予め計算し，このたわみを補正する
ことができるように，上下圧延ロール１，２の中央部を
太くし，中高の圧延ロールにしておけば，圧延荷重によ
り上下圧延ロール１，２がたわんだとき，板材５にあた
る側の上下圧延ロール１，２が平坦となり，均一な厚み
のストリップ材５ａが得られるというものである。この
ようなクラウンを一般にイニシャルクラウンと呼んでい
る。

【０００６】また，次の方法として，上下ロールネック
軸受３，４にベンディングシリンダに係合したロールベ
ンディング用ロッド９を取付けたロールベンディング法
と呼ばれている方法がある。この方法は，主として４重
圧延機に適用され，外力により強制的に圧延ロールを曲
げてロールクラウンを変える方法である。この方法に
は，ワークロールベンディング法とバックアップロール
ベンディング法とがある。

【０００７】また，ＶＣロール法と呼ばれるもので，上
下圧延ロール１，２内に油室を設け，ここに作用される
油圧を調節して上下圧延ロール１，２のクラウンを変え
る方法もある。この他に，上下圧延ロール１，２を部分
的に加熱膨脹させクラウンを変えるヒートクラウン法
や，ロールクーラントをかける量を部分的に調節して膨
張量を調節する方法等がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したように，圧延
ロールに予めクラウンを付けておく方法は，圧延荷重を
変えない限り圧延ロールのプロフィールを変更すること
ができず，しかも，圧延ロールは圧延量に比例して摩耗
することが避けられず，従来の２重圧延機では満足な結
果は得られない。また，ロールベンディング法は，即応
性およびある程度の柔軟性に富んだ方法ではあるが，圧
延ロールがバックアップロール全面に拘束されているた
め，圧延ロールに充分なたわみを与えることが困難であ
り，絶対能力に欠ける。また，ＶＣ法は，圧延ロールが
極めて高価となり，保守も面倒である。また，ヒートク
ラウン法やロールクーラントをかける量を部分的に調整
する方法は，極めて柔軟性があるが応答性が悪いという
問題がある。

【０００９】以上各種の従来方法について説明したが，
これらの従来技術の検討からも明らかなように，クラウ
ン制御で重要な点は，高速圧延で刻々変化する条件に対
応できる即答性があることと，広範囲に可変な能力を有
することである。しかしながら，圧延されてでてきたス
トリップ材５ａが所望する形状に適合しているかどうか
をクラウン制御によってシビアに行なわれるために，上
下圧延ロール１，２の選定ならびにその交換に多大な時
間を要するなど大きな欠点を有していた。

【００１０】本発明は，以上のような従来の欠点を除去
するためになされたもので，即答性があり，広範囲な条
件の変化に対応することができるように構成した圧延機
における形状制御法およびクラウン制御法を提供するこ
とを目的としている。

【００１１】

【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，圧延材を圧下する一対の圧延ロール
と，前記圧延ロールの両端軸受をハウジングに取付ける
とともに，前記一対の圧延ロール間の軸受間隔を調整し
クラウン制御をなす加圧手段を前記ハウジングに組込ん
でなる圧延機において，前記圧延ロール軸方向に分離し
た胴幅短尺の一対のベンディングロールを設けて前記圧
延ロールに転接可能にするとともに，各ベンディングロ
ールを昇降シリンダによって前記圧延ロールに接離駆動
可能に取付け，かつ前記昇降シリンダを含む各ベンディ
ングロールユニットを圧延機ハウジングに取付けた横行
駆動シリンダにより独立して横行可能に取付けたもので
ある。

【００１２】

【作用】圧延される製品形状および板幅に応じて，ベン
ディングロール位置を上部圧延ロール軸心方向へ横行駆
動シリンダによって前後進され，さらに，上部ロールネ
ック軸受部とハウジング間に取付けたロールベンディン
グ用ロッドへ導入される作動流体導入圧力を調整するこ
とによって上部圧延ロールへのロールベンディング力が
適宜調整される。こうして圧延された製品板形状の修正
が容易に，かつ，迅速に行なわれ，所望の圧延製品板が
得られる。

【００１３】

【実施例】つぎに，図面に示した実施例によって，本発
明をさらに詳細に説明する。図１ないし図８は本発明の
１実施例を示し，図１は２段式圧延機の正面図，図２は
図１のＩＩ−ＩＩからみた側面図，図３は図１のＩＩＩ
−ＩＩＩからみた縦断面図，図４は図２のＩＶ−ＩＶか
らみた圧延機の要部拡大断面図，図５はベンディングロ
ールユニットの要部拡大正面図，図６はベンディングロ
ールユニットの要部拡大断面図，図７および図８は本発
明を適用した２段式圧延機の圧延ロールの制御に係るプ
ロフィールを示す。図１ないし図８を用いて本発明の圧
延機の構成を説明する。

【００１４】本発明における圧延機２０は，圧延ロール
（またはワークロールという）３１，３２，ロールネッ
ク軸受３，４，圧下シリンダ８，ロールベンディング用
ロッド９，ハウジング１０，ロールベンディングユニッ
ト１５および横行駆動シリング２１Ｒ，２１Ｌから構成
されている。符号３１，３２は上下一対の圧延ロールで
あり，３，４は前記上下圧延ロール３１，３２を回転自
在に軸承するためのロールネック軸受であり，上部圧延
ロール３１の両端は，圧延機２０の両側に立設されたハ
ウジング１０内に内設された一対のロールネック軸受３
によって回転自在に軸承されている。また，下部圧延ロ
ール３２の両端も上部圧延ロール１と同様にロールネッ
ク軸受４によって回転自在に軸承されている。

【００１５】つぎに，図５および図６を用いて本発明の
ベンディングロールユニット１８について説明する。ベ
ンディングロールユニット１８はベンディングロール６
Ｒ，６Ｌ，ベンディングロール用軸受１１Ｒ，１１Ｌ，
横行駆動シリンダ１４Ｒ，１４Ｌ，および昇降シリンダ
４１Ｒ，４１Ｌから構成されている。円形形状を有した
一対のベンディングロール６Ｒ，６Ｌは，ベンディング
ロール用軸受１１Ｒ，１１Ｌによって，それぞれ支軸７
Ｒ，７Ｌで回転自在に軸承されており，圧延時は，ベン
ディングロール６Ｒ，６Ｌと上部圧延ロール３１の外周
面とは当接しつつ，反対方向に回転している。また，板
材５の幅寸法ならびに板形状に応じて，ベンディングロ
ール６Ｒ，６Ｌの位置を上部圧延ロール３１の外周面に
沿って軸方向に容易に移動可能なように，ハウジング１
０の上側に横行駆動シリンダ１４Ｒ，１４Ｌが配設され
ている。

【００１６】横行駆動シリンダ１４Ｒ，１４Ｌと昇降シ
リンダケーシング１２Ｒ，１２Ｌとは，横行駆動シリン
ダロッド１５Ｒ，１５Ｌを介してピン支軸１６Ｒ，１６
Ｌされ，ベンディングロール６Ｒ，６Ｌを上部圧延ロー
ル３１の軸方向に移動させる際には，横行駆動シリンダ
１４Ｒ，１４Ｌへ図示していない油圧装置により適宜圧
油を供給すると，ベンディングロール６Ｒ，６Ｌを有し
た昇降シリンダケーシング１２Ｒ，１２Ｌはガイドレー
ル２２に沿って前後進可能に摺動するようになってい
る。

【００１７】また，昇降シリンダ４１Ｒ，４１Ｌは昇降
シリンダケーシング１２Ｒ，１２Ｌに取付けられ，図示
しない油圧装置により適宜圧油を供給するとベンディン
グロール６Ｒ，６Ｌは下降または上昇し，下降時には上
部圧延ロール３１を下方へ押付け，圧延ロール３１のプ
ロフィールを可変とする。なお，本実施例では一対のベ
ンディングロール６Ｒ，６Ｌの上部圧延ロール３１への
押圧力はそれぞれ同等の力が加えられるようになってい
る。

【００１８】符号９はロールベンディング用ロッドであ
って，ハウジング１０に取付けられており，圧延時に
は，ロールベンディング用ロッド９と係合したシリンダ
内に圧油を供給すると，ロールベンディング用ロッド９
の前進によってロールネック軸受３は上方に押上げられ
るかたちとなる。なお，符号５は板材を示す。

【００１９】符号８は圧下シリングであって，圧下シリ
ンダ８内には，この圧下シリンダ８と係合して上下移動
可能に圧下シリンダ用ヘッド８ａが配されており，圧延
時には，図示しない圧油供給装置から圧下シリンダ８に
圧油を導入すると，圧下シリンダ用ヘッド８ａの上昇に
伴って，圧下シリンダ用ヘッド８ａの先端部はロールネ
ック軸受４の下部に当接して押圧し，クラウン形状を有
した下部圧延ロール３２を上方へ押上げるようになって
おり，ストリップ材５ａの修正用圧延力として供され
る。

【００２０】以上のように構成された圧延機の動作につ
いて説明する。板材５の圧延前に，板材５の幅に合わせ
てベンディングロール６Ｒ，６Ｌの位置を予め決めてお
くとともに，ストリップ材５ａの所望の形状に応じて，
下部圧延ロール３２を圧延可能に装着しておく。こうし
た圧延機２０の一連の準備が完了すると，上部圧延ロー
ル３１と下部圧延ロール３２間に板材５が挿入される。
上下一対の圧延ロール３１，３２間の通過時に，板材５
は所望する上下平坦な面を有したストリップ材５ａに圧
延される。このとき，ストリップ材５ａの形状が所望す
る形状になるように昇降シリンダ４１Ｒ，４１Ｌに供給
する圧油の圧力調整を行なうと同時に，上部ロールネッ
ク軸受部３とハウジング１０間のロールベンディング用
ロッド９に供給する圧油の圧力を上記昇降シリンダ４１
Ｒ，４１Ｌの圧力とバランスするように調整することに
より上部圧延ロール３１のプロフィールを圧下シリンダ
８の圧油を調整することなく可変とすることができる。

【００２１】ストリップ材５ａの形状の判定は，従来よ
りの目視で行なわれるが，個人差を無くし，検査精度を
上げるため，センサロールによる接触方式や，光あるい
は磁気などを利用した非接触方式によって行なうことも
できる。

【００２２】以上述べた本発明の圧延機２０を用いて板
材５を圧延した場合の上下圧延ロール３１，３２のプロ
フィールが，ベンディングロール位置およびベンディン
グ力の大きさによってどのように推移するかをまとめた
テスト結果を図７および図８に示す。図７に上下圧延ロ
ール３１，３２径８００ｍｍ，圧延力６００ＴＯＮ，ベ
ンディングロール６Ｒ，６Ｌ間距離を１３５０ｍｍに設
定し，ロールベンディング力を０ＴＯＮから１００ＴＯ
Ｎまで調整した場合の上部圧延ロール３１のプロフィー
ルの変化を示す。図８に上下圧延ロール３１，３２径８
００ｍｍ，圧延力６００ＴＯＮ，ベンディングロール６
Ｒ，６Ｌ間距離を１０５０ｍｍに設定し，ロールベンデ
ィング力を０ＴＯＮから１００ＴＯＮまで調整した場合
の上部圧延ロール３１のプロフィールの変化を示す。

【００２３】図１３で示したように従来の２段式圧延機
ではロールプロフィールは変化できず固定されたままで
あったが，図７および図８より明らかなように，本発明
の圧延機２０によれば，上部圧延ロール３１はベンディ
ングロール位置およびベンディング力により極めて広範
囲に上部圧延ロール３１のプロフィールの変更が可能で
あり，優れた形状制御能力およびクラウン制御能力を有
することがわかる。

【００２４】本実施例においては，上部圧延ロール３１
と当接させて，上部圧延ロール３１上にベンディングロ
ール６Ｒ，６Ｌを回転自在に配設した構成にしたが，こ
れとは逆に，下部圧延ロール３２下にベンディングロー
ル６Ｒ，６Ｌを回転自在に配設した構成にしてもよい。
また，上部圧延ロール３１上と下部圧延ロール３２下の
両方にベンディングロール６Ｒ，６Ｌを回転自在に配設
した構成にしてもよい。

【００２５】また，本実施例では，前記ロールベンディ
ング用ロッド９の昇降を行なう際には，圧油をロールベ
ンディング用ロッド９内に導入することについて述べた
が，空気，窒素ガスなどの圧縮ガスなどを用いてもよ
い。

【００２６】また，本実施例では，ベンディングロール
６Ｒ，６Ｌを上部圧延ロール３１の軸心方向に移動させ
る際には，横行駆動シリンダ１４Ｒ，１４Ｌへ圧油を供
給して行なう油圧タイプのシリンダによって行なった
が，電動モータを駆動源としてチエーンやラックとピニ
オンなどの他の移動手段を用いてもよい。

【００２７】また，本実施例では，昇降シリンダ４１
Ｒ，４１Ｌへの同圧の圧油の供給を同時に行なってベン
ディングロール６Ｒ，６Ｌを上部圧延ロール３１に押付
けるようにしたが，これに限定されるものでなく，昇降
シリンダ４１Ｒ，４１Ｌに圧力差を有した圧油を個別に
供給してロールプロフィールを左右非対称に制御を行な
ってもよい。

【００２８】また，本実施例では，上部圧延ロール３１
および下部圧延ロール３２の径がそれぞれ軸心方向に不
変の場合について述べたが，若干の中高を有したクラウ
ン形状の圧延ロールを用いても同様な結果が得られる。

【００２９】また，本実施例では，上部圧延ロール径と
下部圧延ロール径を同一径にしているが，異径としても
よい。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように，本発明
によれば，圧延材を圧下する一対の圧延ロールと，前記
圧延ロールの両端軸受をハウジングに取付けるととも
に，前記一対の圧延ロール間の軸受間隔を調整しクラウ
ン制御をなす加圧手段を前記ハウジングに組込んでなる
圧延機において，前記圧延ロール軸方向に分離した胴幅
短尺の一対のベンディングロールを設けて前記圧延ロー
ルに転接可能にするとともに，各ベンディングロールを
昇降シリンダによって前記圧延ロールに接離駆動可能に
取付け，かつ前記昇降シリンダを含む各ベンディングロ
ールユニットを圧延機ハウジングに取付けた横行駆動シ
リンダにより独立して横行可能に取付けたことにより，
上部圧延ロールのプロフィールを広範囲にわたって確実
で容易，かつ，迅速に制御できるため，板材の圧延なら
びに修正も容易に行なえる。さらに，従来板幅に合わせ
て異なるイニシャルクラウン形状の圧延ロールを多数用
意していたが，その必要もなくわずかな数の圧延ロール
でよく，製品サイクルが大幅に向上する。また，圧延さ
れた製品板形状および板幅に応じて，ベンディングロー
ル位置および昇降シリンダと下部ロールネック軸受部と
ハウジング間のシリンダロッドに作動流体の導入圧力を
制御することによって，前記上部圧延ロールのベンディ
ングモーメントを制御するようにしたため，上部圧延ロ
ールのプロフィールが容易に変更でき，これに伴って板
材の圧延と修正が容易，かつ，迅速にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２段式圧延機の正面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩからみた側面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩからみた縦断面図であ
る。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶからみた圧延機の要部拡大断
面図である。

【図５】ベンディングロールユニットの要部拡大正面図
である。

【図６】ベンディングロールユニットの要部拡大断面図
である。

【図７】本発明を適用した２段式圧延機の圧延ロールの
制御に係るプロフィールである。

【図８】本発明を適用した２段式圧延機の圧延ロールの
制御に係るプロフィールである。

【図９】従来の２段式圧延機の正面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘからみた縦断面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩからみた圧延機の要部拡
大断面図である。

【図１２】板材の圧延状態を誇張して示した原理図であ
る。

【図１３】従来の２段式圧延機の圧延ロールの制御に係
るプロフィールである。

【符号の説明】

３ 上部ロールネック軸受 ４ 下部ロールネック軸受 ５ 板材 ５ａ ストリップ材 ６Ｒ，６Ｌ ベンディングロール ８ 圧下シリンダ ９ ロールベンディング用ロッド １０ ハウジング １１Ｒ，１１Ｌ ベンディングロール用軸受 １２Ｒ，１２Ｌ 昇降シリンダケーシング １４Ｒ，１４Ｌ 横行駆動シリング １８ ベンディングロールユニット ２０ 圧延機 ２１Ｒ，２１Ｌ 横行駆動シリンダ ３１ 上部圧延ロール ３２ 下部圧延ロール ４１Ｒ，４１Ｌ 昇降シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−10366（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361805（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178202（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105703（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105702（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 13/14 B21B 29/00 B21B 31/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延材を圧下する一対の圧延ロールと，
   前記圧延ロールの両端軸受をハウジングに取付けるとと
   もに，前記一対の圧延ロール間の軸受間隔を調整しクラ
   ウン制御をなす加圧手段を前記ハウジングに組込んでな
   る圧延機において，前記圧延ロール軸方向に分離した胴
   幅短尺の一対のベンディングロールを設けて前記圧延ロ
   ールに転接可能にするとともに，各ベンディングロール
   を昇降シリンダによって前記圧延ロールに接離駆動可能
   に取付け，かつ前記昇降シリンダを含む各ベンディング
   ロールユニットを圧延機ハウジングに取付けた横行駆動
   シリングにより独立して横行可能に取付けたことを特徴
   とする圧延機。