JP3491140B2 - 大圧下圧延方法及び装置 - Google Patents

大圧下圧延方法及び装置

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大圧下圧延方法及
び該方法に好適な大圧下圧延装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一回の通板(1パス)で90%以上の高
圧下率の圧延が可能な圧延機としては、プラネタリーミ
ル等の高圧下ミルが知られているが、プラネタリーミル
は構造が複雑で、しかも、高荷重、高衝撃の条件での圧
延であるためミルの構成部品の寿命が短く、量産性に適
さない。従って、90%以上の圧下率と量産性の両方を
確保するためには、通常の圧延機、例えばリバース圧延
機を用いて複数回のパスで圧延するようにしている。
【0003】通常の圧延機で複数回のパスが必要な理由
は1パスあたりの圧下量が噛み込み角の限界に制約され
ることによるものであるが、このように複数パスで90
%以上の圧下率を得るようにすると、圧延ラインが長く
なったり圧延効率が低下するという問題がある。そこ
で、通常の圧延機を用いて90%以上の高圧下率を1パ
スで得ることができると共に量産性をも確保することが
できる圧延技術として、特開平10−263635号公
報に示すものが提案されている。
【0004】この圧延技術はバックアップロールを圧下
しつつワークロールをバックアップロールの外周面に沿
って上流側に往復移動させることにより、バックアップ
ロールで圧延反力を支持しながらバックアップロールを
中心としてワークロール間で圧延材を部分的に円弧状に
圧延し、ロールギャップを開いてワークロールを下流側
に復帰させるようにしたものである。この場合、部分圧
延における円弧状部分の圧下率はワークロール径による
噛み込み角限界により制限されるが、部分圧延を繰り返
しながら圧延材を下流側に移動させることにより、90
%以上の高圧下率を1パスで得ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしなら、特開平1
0−263635号公報に示す圧延技術においては、圧
延材の噛み込み時から抜けるまでの間ワークロールの往
復動と圧延材の送りとバックアップロールの圧下とを制
御する必要があり、装置及び制御が複雑となる等の問題
がある。
【0006】また、圧延材の先端の噛み込み時にはワー
クロールが下流側から上流側(直下位置)に移動して該
圧延材の先端の圧延が行われるが、このとき、ワークロ
ールは常時回転駆動されているため、ワークロールの移
動による圧延材先端の引き込みとワークロールの回転に
よる圧延材の送りとが行われてワークロールが直下位置
に復帰した際には圧延材の先端が所定の圧下量が得られ
ない状態で該直下位置より下流側に進行してしまい、次
工程の通常の圧延機のワークロールに対して噛み込み角
限界により圧下率が制限されるという問題がある。
【0007】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、通常の圧延機を用いて圧延材の先端
から尾端までの全長にわたって90%以上の高圧下率を
1パスで得ることができると共に量産性をも確保するこ
とができ、しかも装置及び制御の簡略化を図ることがで
きる大圧下圧延方法及び該方法に好適な大圧下圧延装置
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1に係る大圧下圧延方法は、ワークロール
と、該ワークロールの外周面に接触する接触ロールとを
備えた圧延機を用いて圧延材を圧延する方法において、
前記ワークロールを前記接触ロールの外周面に沿って前
記圧延機の入側に所定距離移動させた後、進行する圧延
材の先端を該ワークロールの外周面に当接させ、次い
で、回転が規制された状態の前記ワークロールによって
圧延材を押し付けつつ該ワークロールを前記接触ロール
の外周面に沿って元の位置に戻して圧延材の先端を噛み
込み、その後、前記ワークロールの回転規制を解除して
圧延材を圧延することを特徴とする。
【0009】請求項2に係る大圧下圧延装置は、ワーク
ロールと、該ワークロールの外周面に接触する接触ロー
ルとを備えた圧延機において、前記ワークロールを前記
接触ロールの外周面に沿って直下位置から入側方向に往
復移動可能に支持するワークロール移動機構と、該ワー
クロールを直下位置から入側に移動させて該入側位置で
保持すると共に、前記ワークロールを入側位置から直下
位置に復帰移動させて該直下位置で保持する移動手段
と、前記ワークロールの回転を規制する回転規制手段
と、前記移動手段によって入側位置で保持された前記ワ
ークロールの外周面に進行する圧延材の先端が当接した
ことを検知する当接検知手段と、前記ワークロールが直
下位置に復帰したことを検知する復帰検知手段と、前記
当接検知手段によって前記ワークロールの外周面に圧延
材の先端が当接したことが検知されたときに該ワークロ
ールを直下位置に復帰移動させるように前記移動手段を
制御すると共に、前記復帰検知手段によって前記ワーク
ロールが直下位置に復帰したことが検知されたときに前
記ワークロールの回転規制を解除するように前記回転規
制手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の
一例である大圧下圧延装置を説明するため説明的概略
図、図2は圧延機の入側にオフセットされたワークロー
ルを直下位置に復帰させた状態を示す説明的概略図、図
3はワークロールを直下位置に復帰させる動作を説明す
るための説明図、図4はワークロールを直下位置に復帰
させる際の該ワークロールの押込み力を説明するための
説明図、図5は圧延材先端の噛み込み時における噛み込
み角度と圧延荷重とワークロール保持トルクと押込み力
との関係を示すグラフ図である。
【0011】図1及び図2において符号1はワークロー
ル、2は該ワークロール1の外周面に接触するバックア
ップロール2であり、ワークロール1はワークロールチ
ョック3によって支持され、バックアップロール2はバ
ックアップロールチョック6によって支持されている。
ワークロールチョック3は、オフセットフレーム(ワー
クロール移動機構)4にライナ13を介して上下方向に
摺動可能に支持されていると共に、オフセットフレーム
4に取り付けられたバランスシリンダ5によってバック
アップロール2側に押し付けられている。バランスシリ
ンダ5によってワークロールチョック3をバックアップ
ロール2側に押し付けることによりワークロール1がバ
ックアップロール2に押圧接触するようになっている。
【0012】オフセットフレーム4はバックアップロー
ルチョック6に圧延方向に摺動可能に取り付けられてい
ると共に、圧延方向の両側部がそれぞれライナ11を介
してハウジング9及び押込みブロック12に上下方向に
摺動可能に支持されている。そして、オフセットフレー
ム4を圧延方向に往復移動させることにより、バランス
シリンダ5によってワークロール1がバックアップロー
ル2に押圧されていることから、該ワークロール1がバ
ックアップロール2の外周面に沿って直下位置から入側
方向に往復移動するようになっている。
【0013】 バックアップロールチョック6はハウジ
ング9にライナ10を介して上下方向に摺動可能に支持
され、押込みブロック12はワークロール1の上流側
ハウジング9に形成されたガイド溝14に沿って圧延方
向に摺動可能とされている。ハウジング9には、オフセ
ットフレーム4を上流側へ押してワークロール1を直下
位置から入側に移動させるオフセットシリンダ7と、押
込みブロック12を下流側へ押してワークロール1を入
側位置から直下位置に復帰移動させる押込みシリンダ8
とが取り付けられている。
【0014】入側位置及び直下位置においては、オフセ
ットフレーム4及び押込みブロック12はオフセットシ
リンダ7と押込みシリンダ8とで挟み込まれて保持され
ており、これにより、入側位置及び直下位置でワークロ
ール1が保持されるようになっている。ここで、この実
施の形態では、オフセットシリンダ7及び押込みシリン
ダ8によって本発明の移動手段を構成している。
【0015】図3を参照して、ワークロール1のロール
軸にユニバールジョイントや減速機を介して連結される
モータの駆動軸(共に図示せず。)には、ワークロール
1の回転を規制するブレーキ装置20が取り付けられて
いる。また、圧延機の入側には搬送テーブル(図示せ
ず。)によって送られてくる圧延材Mの先端を検出する
先端位置検出センサ15が配設されており、押込みシリ
ンダ8にはワークロール1が直下位置に復帰したことを
検知する復帰検知センサ(復帰検知手段)16が取り付
けられている。
【0016】先端位置検出センサ15及び復帰検知セン
サ16からの信号は制御装置17に出力されるようにな
っており、該制御装置17は先端位置検出センサ15か
らの信号に基づいて押込みシリンダ駆動回路18を介し
て押込みシリンダ8を制御すると共に、復帰検知センサ
16からの信号に基づいてブレーキ装置駆動回路19を
介してブレーキ装置20を制御するようになっている。
【0017】 次に、かかる構成の大圧下圧延装置の作
動を制御装置の作動と併せて説明する。図1はオフセッ
トシリンダ7によってオフセットフレーム4を上流側
押してワークロール1をバックアップロール2の外周面
に沿って直下位置から入側にδだけ移動させた状態を示
す。
【0018】このようにワークロール1を直下位置から
入側にδだけオフセットさせることにより、上下のワー
クロール1の間隔を広げて噛み込み角を小さくすること
ができ、このときのδは圧延材M先端の圧下量が噛み込
み限界角θ=tan-1μ(μ:ロールと圧延材との間の
摩擦係数)以下になるように設定されている。なお、こ
の状態においては、制御装置17によりブレーキ装置2
0がブレーキ装置駆動回路19を介してON制御されて
ワークロール1の回転は規制されている。
【0019】次いで、搬送テーブル(図示せず。)上を
送られてくる圧延材Mの先端を先端位置検出センサ15
が検出すると、制御装置17の演算装置(図示せず。)
が予め記憶領域に記憶された搬送テーブルの速度等から
圧延材Mの先端がワークロール1の外周面に当接するま
での時間tを算出すると同時にタイマーを作動させる。
ここで、この実施の形態では、先端位置検出センサ1
5、演算装置及びタイマにより本発明の当接検知手段を
構成する。
【0020】 そして、時間tがタイムアウトすると圧
延材Mの先端がワークロール1の外周面に当接したと判
断して押込みシリンダ駆動回路18に駆動信号を出力
し、押込みシリンダ8を伸長制御する。これにより、押
込みシリンダ8によって押込みブロック12が下流側
押されてワークロール1がバックアップロール2の外周
面に沿って入側位置から直下位置に復帰移動する。
【0021】 このとき、上下のワークロール1はブレ
ーキ装置20によりその回転が規制されているため、圧
延材Mの先端は上下のワークロール1で挟み込まれた状
態で圧下されつつ下流側に引き込まれ、これにより、9
0%以上の高圧下率の圧延がなされる。次いで、図2に
示すように、ワークロール1が直下位置に復帰して該復
帰を復帰検知センサ16が検知すると、制御装置17は
該検知信号に基づいてブレーキ装置駆動回路19を介し
てブレーキ装置20をOFF制御してワークロール1の
回転規制を解除し、これにより、ワークロール1による
直下位置での通常の圧延が行われる。圧延材Mの噛み込
み後(先端以降)の限界圧下量は第2噛み込み限界角θ
2=2tan-1μ(「塑性と加工」松野、青柳、柳本著
vol.24、No.274(1983−11)p1
126参照)から求まる圧下量に制限されるが、該圧下
量は噛み込み端の限界圧下量に比べて大幅に増大するた
め、圧延材Mの先端を噛み込んだ後は、ワークロール1
が直下位置にあっても支承なく高圧下率の圧延を行うこ
とができる。
【0022】なお、押込みシリンダ8によってワークロ
ール1を入側位置から直下位置に復帰移動させる際の押
込み力Fは圧延荷重P1 をバックアップロール2で受け
ているため、図4においてF=P1 sinθと極めて小
さな力で済む。因みに、図5は、板幅1500mm、圧
下量17.5mm、ワークロール径1000mmの場合
の圧延材先端の噛み込み時における噛み込み角度θと圧
延荷重とワークロール保持トルクと押込み力Fとの関係
を示したものであり、同図右側(θ=6°近傍)から噛
み込んで、0°で噛み込み完了となる。このときの押込
み力Fは噛み込み途中で最大値となるが、この最大値は
圧延荷重の最大値の1/20程度であることが判る。
【0023】 上記の説明から明らかなように、この実
施の形態では、通常の圧延機のワークロール1を直下位
置から入側にオフセットすることにより、上下のワーク
ロール1の間隔を広げて圧延材M先端の圧下量を噛み込
み限界角θ=tan-1μ以下にし、且つ、上下のワーク
ロール1の回転を規制した状態で上下のワークロール1
を元の直下位置に戻すことにより、ワークロール1の外
周面に当接した圧延材Mの先端を上下のワークロール1
で挟み込んで圧下しつつ下流側に引き込むようにしてい
るので、圧延材Mの先端の噛み込み部を高い圧下率で圧
延することができ、しかも、通常の圧延機を用いている
ことから量産性の確保も図ることができる。
【0024】また、圧延材Mの先端の噛み込み時のみの
制御で足りるため、装置及び制御の簡略化を図ることが
できる。更に、上下のワークロール1をオフセット位置
から元の直下位置に戻す際には、上下のワークロール1
の回転を規制しているので、従来のように、ワークロー
ル1の回転による圧延材Mの送りが行われず、この結
果、圧延材の先端を高い圧下量で圧延することが可能に
なって先端から尾端までの全長にわたって90%以上の
高圧下率を1パスで得ることができる。
【0025】なお、上記実施の形態では、通常の圧延機
として4段圧延機を用いてバックアップロールを接触ロ
ールとした場合を例に採ったが、通常の圧延機として6
段圧延機を用いて中間ロールを接触ロールとしてもよ
い。また、上記実施の形態では、回転規制手段としてブ
レーキ装置20を新たに設置しているが、ワークロール
1の駆動モータに内蔵されたブレーキを回転規制手段と
して用いるようにしてもよい。
【0026】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、通常の圧延機を用いて圧延材の先端から尾端
までの全長にわたって90%以上の高圧下率を1パスで
得ることができると共に量産性をも確保することがで
き、しかも装置及び制御の簡略化を図ることができると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例である大圧下圧延装
置を説明するため説明的概略図である。
【図2】圧延機の入側にオフセットされたワークロール
を直下位置に復帰させた状態を示す説明的概略図であ
る。
【図3】ワークロールを直下位置に復帰させる動作を説
明するための説明図である。
【図4】ワークロールを直下位置に復帰させる際の該ワ
ークロールの押込み力を説明するための説明図である。
【図5】圧延材先端の噛み込み時における噛み込み角度
と圧延荷重とワークロール保持トルクと押込み力との関
係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
M…圧延材 1…ワークロール 2…バックアップロール(接触ロール) 4…オフセットフレーム(ワークロール移動機構) 7…オフセットシリンダ(移動手段) 8…押込みシリンダ(移動手段) 15…先端位置検出センサ(当接検知手段) 16…復帰検知センサ(復帰検知センサ) 17…制御装置(制御手段) 20…ブレーキ装置(回転規制手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−100953(JP,A) 特開 昭62−234607(JP,A) 特開 平10−52703(JP,A) 実開 昭58−43804(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 31/16 B21B 37/00 - 37/78 B21C 51/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークロールと、該ワークロールの外周
    面に接触する接触ロールとを備えた圧延機を用いて圧延
    材を圧延する方法において、 前記ワークロールを前記接触ロールの外周面に沿って前
    記圧延機の入側に所定距離移動させた後、進行する圧延
    材の先端を該ワークロールの外周面に当接させ、次い
    で、回転が規制された状態の前記ワークロールによって
    圧延材を押し付けつつ該ワークロールを前記接触ロール
    の外周面に沿って元の位置に戻して圧延材の先端を噛み
    込み、その後、前記ワークロールの回転規制を解除して
    圧延材を圧延することを特徴とする大圧下圧延方法。
  2. 【請求項2】 ワークロールと、該ワークロールの外周
    面に接触する接触ロールとを備えた圧延機において、 前記ワークロールを前記接触ロールの外周面に沿って直
    下位置から入側方向に往復移動可能に支持するワークロ
    ール移動機構と、該ワークロールを直下位置から入側に
    移動させて該入側位置で保持すると共に、前記ワークロ
    ールを入側位置から直下位置に復帰移動させて該直下位
    置で保持する移動手段と、前記ワークロールの回転を規
    制する回転規制手段と、前記移動手段によって入側位置
    で保持された前記ワークロールの外周面に進行する圧延
    材の先端が当接したことを検知する当接検知手段と、前
    記ワークロールが直下位置に復帰したことを検知する復
    帰検知手段と、前記当接検知手段によって前記ワークロ
    ールの外周面に圧延材の先端が当接したことが検知され
    たときに該ワークロールを直下位置に復帰移動させるよ
    うに前記移動手段を制御すると共に、前記復帰検知手段
    によって前記ワークロールが直下位置に復帰したことが
    検知されたときに前記ワークロールの回転規制を解除す
    るように前記回転規制手段を制御する制御手段とを備え
    たことを特徴とする大圧下圧延装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111604379A (zh) * 2020-04-24 2020-09-01 太原晋西春雷铜业有限公司 四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111604379A (zh) * 2020-04-24 2020-09-01 太原晋西春雷铜业有限公司 四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法

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