JP3900581B2 - 高圧下圧延機 - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/18Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for step-by-step or planetary rolling; pendulum mills

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1パスで高圧下が可能な高圧下圧延機に関する。
【0002】
【従来の技術】
2本のワークロール間で圧延材を圧延する通常の圧延機では、噛込角の限界(例えば約18度)のため、通常25%前後の圧下率が限度である。そのため、高圧下率(例えば250mmを30mmにする約90%の圧下率)を単一の通板(1パス)で圧延することはできず、3〜4基の圧延機をタンデムに配置したタンデム圧延や、圧延材を往復動させて圧延するリバース圧延が行われるが、圧延ラインが長くなる等の問題がある。
【0003】
一方、1パスで高圧下率が達成できる圧延手段として、図5に示すプラネタリミル(A)、ゼンジマーミル(B)、クラスターミル(図示せず)等が提案されている。これらの高圧下圧延機では、いずれも小径のワークロールを使用し、例えばプラネタリーミルでは、90%以上の圧下率が得られることが知られている。なお、プラネタリーミルに関しては、種々の先行技術が知られている(例えば、▲1▼「600mmφ熱間シングルプラネタリミル設備の概要」,石川島播磨技報,昭和44年8月、▲2▼“UTHS system-a technology to produce hot strip in thin gauges", Metallurgical Plant Technology International 1994 、▲3▼特公昭46−29605号の「遊星圧延機」、▲4▼特公昭55−37324号の「遊星圧延機における素材後端部完全圧延補助鵜装置」,等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲1▼プラネタリーミルでは、圧延設備自体が特殊で複雑な構造であり、小径ロールを高速で被圧延材に当てるために衝撃が大きく、構成部品(特に小径ロールのベアリング等)の寿命が短く、量産型圧延設備に適さない問題点があった。また、▲2▼ゼンジマーミル、クラスターミルでは、小径ロールで圧延するためロール径に対する噛込角に限界があり、ダミーバーを挿入させる等の事前処理がされないと高圧下圧延ができず不便であった。また、ロールバンクのロール本数が多数のため保守に手間を要していた。更に、▲3▼2本のワークロールによる通常の圧延機では上述したように噛み込み角限界のため圧下量を大きくとれず、このため、圧延ラインが長くなる等の問題点があった。
【0005】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、損傷しにくく保守しやすい機構により、1パスで高い圧下率が得られ、これにより圧延ラインを短くできる高圧下圧延機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転駆動され圧延材を間に挟んで圧延する上下のワークロールと、該ワークロールの上下に接してワークロールを支持する上下のバックアップロールと、ワークロールをバックアップロールの外周面に沿って往復動させるワークロール複動装置と、バックアップロールを上下動してロールギャップを調節するギャップ調節装置と、を有する粗圧延機を備え、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、回転駆動される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移動させて圧延材を部分的に圧延し、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、ことを特徴とする高圧下圧延機が提供される。
【0007】
上記本発明の構成によれば、ワークロール複動装置(例えばクランクとリンク)により、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円弧状に部分的に圧延することができる。この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、これを繰り返して、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させることにより、入側板厚と出側板厚で決まる全体の圧下率をワークロール径と無関係に自由に高めることができる。
【0008】
また、ワークロール自体を通常の圧延機と同様に回転駆動することにより、ワークロールの自転によりワークロールを上流側に移動させる分力が生じるので、圧延時のワークロールの移動抵抗を大幅に低減できる。更に、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ので、ほとんど無負荷で復帰させることができる。
【0009】
上述した粗圧延機は、通常の圧延機の構成とほとんど同一であることから、圧延機は損傷しにくくかつ保守しやすい。また、タンデム圧延に比べて少ない圧延機(1台又は複数台)で高い圧下率を得ることができ、かつ圧延材全体が前後に移動しないので、リバース圧延に比較しても圧延ラインを大幅に短くできる。
【0010】
また、本発明によれば、上下のバックアップロールの少なくとも一方を圧延材側に圧下する圧下シリンダを備えている。この構成により、バックアップロールを上下動してロールギャップを調節することができる。更に、本発明によれば、前記粗圧延機の下流に設置された仕上圧延機と、その間に設置され圧延材のたるみ分を滞留させるルーパーとを備え、粗圧延機により、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、圧延材を部分的に順次粗圧延し、粗圧延機と仕上圧延機の速度差により生じる圧延材のたるみ分をルーパーで滞留させ、仕上圧延機により圧延材を連続的に仕上圧延する。
【0011】
この構成により、圧延速度差による板のたるみの変動を吸収し、仕上圧延機による仕上圧延を連続的に行い、かつ圧延ラインを更に短くできる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図1は、本発明による高圧下圧延機の全体構成図であり、図2は、図1の粗圧延機の構成図である。図1に示すように、本発明の高圧下圧延機は、粗圧延機10と、粗圧延機10の下流に設置された仕上圧延機2と、その間に設置され圧延材1のたるみ分を滞留させるルーパー4とを備える。この構成により、後述するように、粗圧延機10により、圧延材1を下流側(この図で右向き)に間欠的又は連続的に移動させ、かつ、圧延材を部分的に順次粗圧延しながら、粗圧延機10と仕上圧延機2の速度差により生じる圧延材のたるみ分をルーパー4で滞留させて、圧延速度差による圧延材1のたるみの変動を吸収し、仕上圧延機2による仕上圧延を連続的に行うことができる。
【0013】
図2に示すように、粗圧延機10は、圧延材1を間に挟んで圧延する上下のワークロール12と、ワークロール12の上下に接してワークロール12を支持する上下のバックアップロール14と、ワークロール12をバックアップロール14の外周面に沿って往復動させるワークロール複動装置16と、バックアップロール14を上下動してロールギャップを調節するギャップ調節装置18と、を備えている。
【0014】
ワークロール12は相対的に小径のロール(例えば直径800mm)であり、これに対してバックアップロール14は相対的に大径のロール(例えば直径1600mm)である。ワークロール12とバックアップロール14は、それぞれの軸箱が連結部材13で連結されており、ワークロール12がバックアップロール14の軸心Gを中心にバックアップロール14に接しながら往復動できるようになっている。また上下のワークロール12は、図示しない回転駆動装置により、圧延材を巻き込む方向(図に矢印で示す)に回転駆動されている。
【0015】
ワークロール複動装置16は、例えばクランクとリンクであり、そのクランク側が図示しない本体に取り付けられ、リンク先端がワークロール12の軸箱16aに取り付けられている。この構成により、クランクを回転させることにより、ワークロール12をバックアップロール14の外周面に沿って往復動させることができる。なお、本発明はかかる構成に限定されず、例えばリンク先端を連結部材13に連結して、ワークロールを往復動させてもよく、或いはワークロール複動装置を液圧複動シリンダーで構成してもよい。
【0016】
ギャップ調節装置18は、例えばバックアップロール14の軸端部の偏心スリーブであり、ワークロール複動装置16の往復動に連動して、バックアップロール14を上下動してロールギャップを調節するようになっている。なお、ギャップ調節装置18をバックアップロール14を圧下する圧下シリンダで構成してもよい。
【0017】
図3は、図2の粗圧延機10の作動説明図である。この図において、A→Bは圧延時、B→C→D→Aは復帰時のワークロール12の軸心の位置を示している。A→Bにおいて、圧延材1を下流側に移動させながら、ワークロール複動装置16によりワークロール12をバックアップロール14の外周面に沿って上流側(この図で左向き)に移動させて圧延材1を破線で示すように部分的に圧延し、B→C→D→Aにおいて、ギャップ調節装置18により、ロールギャップを開き、ワークロール複動装置16によりワークロール12を下流側に復帰させる。
【0018】
図3(A)に示すように、偏心軸を回転するとバックアップロール軸心は上下に移動する。図3(B)において、片側圧下量は(H1−H2)/2であらわされる。またA→Bの長さは圧下速度(ワークロールの回転速度)、クランク軸の回転速度、バックアップロール14の偏心スリーブの回転速度により決まる。
図3(C)において、圧延サイクルはA→B→C→D→A′で1サイクルであり、Dの位置はクランク軸の回転速度、偏心量、バックアップロール14の偏心スリーブの回転速度、及び入側圧延材の速度により決まる。
【0019】
更に、図3(D)に示すように、圧下シリンダーと組合わせることにより、圧延の軌跡を変えることができる。これにより、この図で斜線部分を圧下シリンダーの動きとすることにより、突起部を制御(圧延)可能となる。
なお、バックアップロール軸心の動きを圧下シリンダーのみで構成してもよい。
【0020】
上記本発明の構成によれば、ワークロール複動装置16により、ワークロール12をバックアップロール14の外周面に沿って上流側に移動させることにより、バックアップロール14で圧延反力を支持しながら、バックアップロール14を中心としてワークロール12間で圧延材1を円弧状に部分的に圧延することができる。
【0021】
図4は、圧延材の圧延形状を示す図である。この図に示すように、この部分圧延における円弧状部分(図に斜線で示す)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、これを繰り返して、圧延材1を下流側に間欠的又は連続的に移動させることにより、入側板厚と出側板厚で決まる全体の圧下率をワークロール径と無関係に自由に高めることができる。
【0022】
また、ワークロール自体を通常の圧延機と同様に回転駆動することにより、ワークロール12の自転によりワークロール12を上流側に移動させる分力が生じるので、圧延時のワークロールの移動抵抗を大幅に低減できる。更に、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ので、ほとんど無負荷で復帰させることができる。
【0023】
また、上述した粗圧延機10は、通常の圧延機の構成とほとんど同一であることから、圧延機は損傷しにくくかつ保守しやすい。また、タンデム圧延に比べて少ない圧延機(1台又は複数台)で高い圧下率を得ることができ、かつ圧延材全体が前後に移動しないので、リバース圧延に比較しても圧延ラインを大幅に短くできる。
【0024】
更に、図4に示すように、圧延後の圧延材1の表面には、ワークロール12の軌跡の継目部分に図に示すように突起部(又は凹凸)が残るが、この突起部は、仕上圧延機2(図1参照)で容易に平坦に圧延することができる。
【0025】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【0026】
【発明の効果】
上述したように、本発明の高圧下圧延機は、損傷しにくく保守しやすい機構により、1パスで高い圧下率が得られ、これにより圧延ラインを短くできる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による高圧下圧延機の全体構成図である。
【図2】図1の粗圧延機の構成図である。
【図3】図2の粗圧延機の作動説明図である。
【図4】圧延材の圧延形状を示す図である。
【図5】従来の高圧下圧延機の模式図である。
【符号の説明】
1 圧延材
2 仕上圧延機
4 ルーパー
10 粗圧延機
12 ワークロール
14 バックアップロール
16 ワークロール複動装置
16a 摺動部材
18 ギャップ調節装置

Claims (3)

  1. 回転駆動され圧延材を間に挟んで圧延する上下のワークロールと、該ワークロールの上下に接してワークロールを支持する上下のバックアップロールと、ワークロールをバックアップロールの外周面に沿って往復動させるワークロール複動装置と、バックアップロールを上下動してロールギャップを調節するギャップ調節装置と、を有する粗圧延機を備え、
    圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、回転駆動される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移動させて圧延材を部分的に圧延し、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、ことを特徴とする高圧下圧延機。
  2. 上下のバックアップロールの少なくとも一方を圧延材側に圧下する圧下シリンダを備えたことを特徴とする請求項1に記載の高圧下圧延機。
  3. 更に、前記粗圧延機の下流に設置された仕上圧延機と、その間に設置され圧延材のたるみ分を滞留させるルーパーとを備え、粗圧延機により、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、圧延材を部分的に順次粗圧延し、粗圧延機と仕上圧延機の速度差により生じる圧延材のたるみ分をルーパーで滞留させ、仕上圧延機により圧延材を連続的に仕上圧延する、ことを特徴とする請求項1に記載の高圧下圧延機。
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