JP3112112B2 - 高温ロールの研削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧延機から取外され
た高温状態の圧延ロールをそのまま所定のロールプロフ
ィルに研削する高温ロールの研削方法に関し、冷却時間
を無くし、予備ロールの数を少なくするようにしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】圧延機の圧延ロールは運転操業にともな
い表面に傷ができたり、摩耗などが生じるため定期的、
あるいは傷などの程度によって適宜交換する必要があ
る。

【０００３】この圧延ロールの交換にともなう圧延ライ
ンの停止時間の節約と省力化のためにロール組替装置が
用いられ、予め用意してある圧延ロールをロール組替装
置に搭載しておき、傷や摩耗が生じた圧延ロールを引き
出した後、予備の圧延ロールを装着するようにしてい
る。

【０００４】一方、圧延機から引き出された圧延ロール
は、次のロール交換に備えてロールショップでロール研
削などのメンテナンスを行なったのち、ロールラックな
どに保管するようにしている。

【０００５】この圧延機から取出される圧延ロールは、
熱間圧延では１００℃〜２００℃以上となり、冷間圧延
でも変形温度によって６０℃〜１００℃程度と常温に比
べて高温の状態となっているため、これを常温付近まで
水冷または空冷した後、常温状態でのロールクラウンと
圧延製品の形状との関係について従来から蓄積されてい
る多くのデータに基づき所定のロールプロフィルにロー
ル研削を行なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような圧延ロール
の冷却には、通常１０〜３０分程度の時間を要し、この
冷却時間を考慮して予備の圧延ロールを用意しなければ
ならず、予備数が多くなってしまうという問題がある。

【０００７】そこで、圧延機から取出した高温状態のま
ま圧延ロールを研削することも考えられるが、通常、圧
延ロールには、所定のロールクラウンが付けられてお
り、高温状態ではさらに熱クラウンの影響が加わるた
め、圧延ロールの研削が一層難しくなるという問題があ
る。

【０００８】この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
みてなされたもので、圧延機から取出したままの高温の
圧延ロールを常温時や圧延時に必要なロールプロフィル
に正確に研削することができる高温ロールの研削方法を
提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の高温ロールの
研削方法は、圧延機から取外された圧延ロールを高温状
態のまま所定のロールプロフィルに研削するに際し、こ
の圧延ロールの軸方向温度分布を計測し、この高温温度
分布の測定結果から常温状態で必要なロールプロフィル
に対するこの高温でのロールプロフィルを、実験結果に
よる複数のパターンから選択し、この選択した高温での
ロールプロフィルとなるように研削機構を制御してロー
ル研削するようにしたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】この発明の高温ロールの研削方法によれば、圧
延機から取外された圧延ロールを高温状態のまま所定の
ロールプロフィルに研削するに際し、この圧延ロールの
軸方向温度分布を計測し、この高温温度分布の測定結果
から常温状態で必要なロールプロフィルに対するこの高
温でのロールプロフィルを、実験結果による複数のパタ
ーンから選択し、この選択した高温でのロールプロフィ
ルとなるように研削機構を制御してロール研削するよう
にしており、この高温でのロールプロフィルによって常
温時や圧延時に必要な正確なロール研削ができる。

【００１１】これにより、高温状態の圧延ロールを研削
しても常温時や圧延時に必要な正確なロールプロフィル
に研磨することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳
細に説明する。図１はこの発明の高温ロールの研削方法
が適用される研削装置の概略構成図である。

【００１３】この高温ロールの研削装置１０はロール組
替などによって圧延機から取出された高温の圧延ロール
１をそのまま研削するための装置であり、圧延ロール１
を研削するための研削機構１１を備えている。

【００１４】この研削機構１１には、圧延ロール１の軸
方向に砥石１２を送る送り機構１３と、圧延ロール１の
径方向に砥石１２を送って切込む切込み機構１４とが設
けられており、さらに、圧延ロール１を支持して回転駆
動する回転駆動機構１５が設けられている。

【００１５】この研削機構１１により、高温の圧延ロー
ル１を回転駆動機構１５で回転駆動しながら送り機構１
３と切込み機構１４とで砥石１２の送り量と切込み量を
制御装置１６で制御しながら研削することで圧延ロール
１の研削ができる。

【００１６】この圧延ロール１のロールプロフィルを高
温状態で研削しても常温状態での研削の場合と同一の所
定形状にするため、温度センサ１７を備えた温度計測機
構１８が設けられ、研削機構１１の送り機構１３と送り
機構が兼用されて温度センサ１７を圧延ロール１の軸方
向に送ることができ、圧延ロール１の軸方向温度分布を
計測することができるようになっている。

【００１７】また、この高温状態の圧延ロール１の温度
分布の測定結果に基づき常温状態で必要なロールプロフ
ィルに対するこの高温でのロールプロフィルを求める演
算器１９が設けられている。

【００１８】この演算器１９での演算結果に基づいて制
御装置１６に砥石１２の送り量と切込み量が出力され、
高温状態のままで研削が行なわれて、常温状態または圧
延中に必要なロールプロフィルに正確に研削される。

【００１９】次に、この高温ロールの研削装置１０の動
作とともに、この発明の高温ロールの研削方法の概要に
ついて、図２に示すフローチャートにより説明する。

【００２０】（１） この高温ロールの研削方法では、
高温状態の圧延ロール１の温度分布の測定結果に基づき
常温状態で必要なロールプロフィルに対するこの高温で
のロールプロフィルを求める必要があり、このためオフ
ラインで圧延ロール１の中心温度Ｔc のシュミレーショ
ンと、（２） 圧延ロール１の中心温度Ｔc のカーブの
作成が行われる。

【００２１】この圧延ロール１の中心温度Ｔc のシュミ
レーションは、図３に示すように、圧延ロール１の縦断
面を細かな矩形のメッシュに分割するとともに、横断面
についても細かな径方向および周方向のメッシュに分割
し、各メッシュの温度から全体の温度を求める有限要素
法（ＦＥＭ）によって計算する。

【００２２】具体的な圧延ロールの中心温度Ｔc のシュ
ミレーションでは、図４に示すように、圧延ロールの中
心温度Ｔc が熱間材料による入熱Ｑ、クーラントへの出
熱Ｑw 、空気への放熱Ｑa によって定まり、圧延時間ｔ
1 によって熱間材料による入熱Ｑとクーラントへの出熱
Ｑw とが決まって中心温度Ｔc が上昇し、空冷時間ｔ2
によって空気への放熱Ｑa が決まって中心温度Ｔc が低
下する。

【００２３】そこで、圧延時間ｔ1 と空冷時間ｔ2 とに
よって決まる中心温度Ｔc の温度曲線（図４参照）を作
成しておく。

【００２４】（３） 次に、実際に使用されて圧延機か
ら取出された高温の圧延ロールを搬入する。

【００２５】（４） 搬入までの時間から圧延時間ｔ1
および空冷時間ｔ2 を入力する。

【００２６】（５） これら圧延時間ｔ1 および空冷時
間ｔ2 によって、予め作成してある中心温度曲線から各
メッシュでの中心温度分布Ｔciを求める。

【００２７】（６） また、実際の圧延ロールのロール
表面温度を軸方向に沿って温度センサを移動しながら実
測する。

【００２８】（７） さらに、これから研削する圧延ロ
ールに必要な常温状態でのロールクラウンδを入力す
る。

【００２９】（８） この常温状態のロールクラウンδ
から常温状態のロールプロフィル曲線Ｒを計算する。

【００３０】（９） このロールプロフィル曲線Ｒから
常温時の圧延ロール表面の各メッシュのプロフィルを決
定する。

【００３１】（10） この中心温度分布Ｔciと実測した
ロール表面温度Ｔsiから、図５に示すように、圧延ロー
ルの縦断面および横断面の各メッシュの温度を設定す
る。

【００３２】（11） この圧延ロールの各メッシュでの
温度（高温状態）と先に決定した常温時の圧延ロール表
面の各メッシュのプロフィルとから高温時のロールプロ
フィル曲線Ｒ（ｌ）を有限要素法（ＦＥＭ）によって計
算する。

【００３３】（12） この高温時のロールプロフィル曲
線に基づき砥石による研削用の曲線ｋＲ（ｌ）を求め
る。

【００３４】（13） この研削用の曲線ｋＲ（ｌ）を制
御装置に送り、砥石の送り量と切込み量を制御して研削
を行なう。

【００３５】このようにして、高温状態の圧延ロールの
ロール表面温度から高温状態で必要なロールプロフィル
を求めて、このロールプロフィルに基づいてロール研削
を行うようにしているので、圧延ロールを冷却すること
無く高温のままで、正確に常温時や圧延時に必要なプロ
フィルに研削することができる。

【００３６】なお、上記概要では、常温時のロールプロ
フィルから高温状態のロールプロフィルを求める場合
に、有限要素法によって求めるようにしたが、高温状態
の圧延ロールのロール表面温度とその時のロールプロフ
ィルとの関係を実験的に求めて、多数の実験データをパ
ターン化して、実際に計測したロール表面の温度分布か
ら最も近似しているパターンのロールプロフィルを選択
し、これに基づいて高温時のロール研削を行うことで、
常温時や圧延時に必要なロールプロフィルに正確に研削
するようにしても良い。

【００３７】また、高温ロールとしては、熱間圧延に用
いられる圧延ロールに限らず、冷間圧延に用いられる表
面温度が１００℃程度の圧延ロールの場合にも同様にし
て冷却すること無く研削することができる。

【００３８】さらに、この発明の要旨を変更しない範囲
で各構成要素に変更を加えるようにしても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上、実施例とともに具体的に説明した
ように、この発明の高温ロールの研削方法によれば、圧
延機から取外された圧延ロールを高温状態のまま所定の
ロールプロフィルに研削するに際し、この圧延ロールの
軸方向温度分布を計測し、この高温温度分布の測定結果
から常温状態で必要なロールプロフィルに対するこの高
温でのロールプロフィルを、実験結果による複数のパタ
ーンから選択し、この選択した高温でのロールプロフィ
ルとなるように研削機構を制御してロール研削するよう
にしたので、圧延ロールを冷却すること無く高温状態の
まま、この高温でのロールプロフィルによって常温時や
圧延時に必要な正確なロール研削ができる。

【００４０】したがって、ロール研削に要する時間を冷
却分だけ短縮することができ、それだけ予備ロールの数
を少なくすることができるとともに、ロール冷却装置の
設置スペースの必要のない合理的かつ効率的なロールシ
ョップを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の高温ロールの研削方法が適用される
研削装置の概略構成図である。

【図２】この発明の高温ロールの研削方法の概要のフロ
ーチャートである。

【図３】この発明の高温ロールの研削方法の概要のロー
ル温度算出のシュミレーションの説明図である。

【図４】この発明の高温ロールの研削方法の一実施例の
ロール中心温度曲線の説明図である。

【図５】この発明の高温ロールの研削方法の一実施例の
ロール中心温度曲線とロール表面温度との関係の説明図
である。

【符号の説明】

１ 圧延ロール １０ 高温ロールの研削装置 １１ 研削機構 １２ 砥石 １３ 送り機構 １４ 切込み機構 １５ 回転駆動機構 １６ 制御装置 １７ 温度センサ １８ 温度計測機構 １９ 演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−152560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−20109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−96755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−288653（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 28/02 B21C 51/00 B24B 5/37

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機から取外された圧延ロールを高温
   状態のまま所定のロールプロフィルに研削するに際し、
   この圧延ロールの軸方向温度分布を計測し、この高温温
   度分布の測定結果から常温状態で必要なロールプロフィ
   ルに対するこの高温でのロールプロフィルを、実験結果
   による複数のパターンから選択し、この選択した高温で
   のロールプロフィルとなるように研削機構を制御してロ
   ール研削するようにしたことを特徴とする高温ロールの
   研削方法。