JP4146036B2 - サイジングローラガイド装置及び条鋼のサイジング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイジングローラガイド装置及び条鋼のサイジング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧延ロールで圧延された条鋼をサイジング処理するためのサイジング装置としては、サイジングローラの回転駆動の方式により次の２つの型式に分けられる。
【０００３】
その１として、回転自在に軸支された１対のサイジングローラ間に条鋼を送り込んで、条鋼の移動にしたがってローラを回転させながらサイジングを行っている（例えば実開昭６３−１０６５１０号公報）。その２として、サイジングローラを駆動して条鋼をサイジング処理しながら圧延ロールから引き出すようにしてサイジングを行っている（例えば実開昭６１−９７３０７号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術その１は、駆動力の伝達手段を要しないため装置が安価かつ設置スペースが小さくてすむ長所がある反面、圧延材の断面の非圧下方向の広がりを生じて製品の断面形状の寸法精度の低下原因となっている問題がある。
【０００５】
これに対し従来技術その２は、サイジング圧延時に圧延材断面の非圧下方向の広がりを防止可能とする長所がある。しかしながら、これにはサイジングローラを駆動するための動力伝達手段が必要であるため、装置が高価となる上に、サイジングローラの上方にユニバーサルジョイントなどの動力伝達手段を設けるためのスペースを必要とされるため、圧延ロールに接近するように設けることが困難となっている。動力伝達手段の存在は圧延ロールとサイジングローラガイドとの距離が離れてしまう原因となることから、これによりミスロールの原因となりやすい問題がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、製品精度を高くできるサイジングローラを駆動する型式を採用しつつ、設置スペースが少なくかつミスロールを生じないようにしたサイジングローラガイド装置ならびにサイジング方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明のサイジングローラガイド装置は、１対のサイジングローラをそれぞれ芯間位置調整手段及び高さ位置調整手段を備えた偏芯ローラホルダーに取り付けてあり、駆動軸からローラ軸への回転伝達手段としては、歯車列を用い、圧延ロールから離れた位置で駆動源から動力を供給可能にしてある。これにより構成を簡単化するとともに圧延ロールに接近した位置にサイジングローラを設置可能としてある。
【０００８】
また、サイジングローラの位置調整手段は、偏芯ローラホルダーを互いに逆方向に同時回転するようにして芯間位置を調整可能とすることにより構成を簡単にしてある。
【０００９】
これとともにサイジングローラの高さ位置調整手段は、偏芯ローラホルダーの外周に設けられたねじ歯車を回動することにより、この偏芯ローラホルダーが軸方向へ進退可能とするようにしてある。
【００１０】
このサイジングローラガイド装置に対して、圧延ロールから条鋼が送り込まれると、条鋼の移動速度に対応する周速度に回転制御されたサイジングローラによってサイジングが行われる。
【００１１】
１対のローラ軸の回転駆動は単一の駆動軸による駆動力を歯車列で振り分けて互いに反対方向に回転可能としてあるため、速度制御された同一速度の１対のローラによってサイジングが行われる。この結果、無駆動のサイジングと比べて圧下時の幅広がりを大幅に抑制可能である。また、ローラを回転数制御により無張力状態で駆動するようにして、無駆動サイジングと比べて圧下断面積に対する減面率を大幅に増加させ、条鋼の進行方向へ伸ばすことを可能としてある。すなわち、ローラ駆動によりサイジング圧延時の非圧下方向広がりを圧延材進行方向の伸びとすることにより、製品断面の寸法精度の向上を実現してある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明に係るサイジングローラガイド装置（以下「サイジング装置」という）は、圧延ロールの出側に設ける型式のものであり、ベース１上に固定されたガイドボックス２の内外に諸要素を装着したものにより構成されている。このサイジング装置は図面の左方が圧延ロールの出側に接近する先端部となっており、この先端部にはデリバリーガイド３が設けてある。
【００１３】
デリバリーガイド３は、圧延ロール（図示略）から送り出された条鋼を受けて、サイジング装置内へ送り込む機能を有するものであるが、同時に条鋼が圧延ロールに巻き付かないように引き剥がす機能も有している。
【００１４】
ガイドボックス２の内部における先端部寄りの位置に設けられたスペース２ａには、１対の偏芯ローラホルダー４，４が装着してある（図３参照）。偏芯ローラホルダー４のおよそ下半部は、外周部が段差を有する円筒状に形成して、ガイドボックス２のスペース部２ａに形成された円弧凹面に当接した状態で回動可能としてあり、上部には後述の歯車列を設けるための切欠部となっている。
【００１５】
偏芯ローラホルダー４がガイドボックス２のスペース２ａ内に装着されている部分の外周は大径になっており、その内部には段差を有する円筒状のスペースが形成されている。このスペースにはローラ軸５にこれと一体回転可能に支持されたサイジングローラ６が位置している。サイジングローラ６の上下両側にはそれぞれテーパローラベアリング７，７を設けて、ローラ軸５を回転自在に支持している。
【００１６】
ローラ軸５のほぼ上半分の外周にはスプライン部５ａが刻設してあり、ここにはローラ駆動歯車８がこの軸とスプラインを介して一体回転可能に取り付けてある。ローラ駆動歯車８は、ボス部８ａの両端を上下に延長してあり、その内径部に形成されたスプライン溝によりローラ軸５に駆動力を伝達可能としてある。ローラ駆動歯車８の両側のボス部８ａは、それぞれテーパローラベアリング７ｂ，７ｂによって支持されている。各ベアリング７ｂは偏芯ローラホルダー４に取り付けてあり、ローラ駆動歯車８を支持することにより、ローラ軸５を間接的に回転自在に支持している。
【００１７】
ガイドボックス２のスペース部２ａ内に位置する偏芯ローラホルダー４の大径になっている部分には、サイジングローラ冷却用の冷却水供給装置９が装着してある。この冷却水供給装置９は、ガイドボックス２の一側部に設けてある管継手（図示略）に接続することにより冷却水を供給可能としてある。
【００１８】
ローラ軸５の下方には、サイジングローラ６の両端を支持しているテーパローラベアリング７の締め付け調整のためのベアリング締め付け調整手段１０が設けてある。この締め付け調整手段１０は、ローラベアリング７の下端部を押圧する押圧部材１０ａと、ねじ歯車１０ｂと一体に形成され押圧部材１０ａを下から支持するロッド部材１０ｃと、このねじ歯車を回転可能に取り付けられているねじ歯車１０ｄとからなる。上述したように、このねじ歯車１０ｄはベース１に取り付けてあるねじ歯車１０ｂと歯合しており、このねじ歯車を回すことによりテーパローラベアリングの締め付け調整をすることが可能である。
【００１９】
偏芯ローラホルダー４は、ガイドボックス２のスペース部２ａに蓋をするように載置された蓋部材１１によって軸方向へ移動不能に固定されている。蓋部材１１とこの蓋部材が載置されていないガイドボックス２の上面とは面一になっており、これらの両者の上面には後述の歯車列Ｒを収納するギアボックス１２が固定してある。
【００２０】
ガイドボックス２のスペース部２ａ内の上方における各偏芯ローラホルダー４の側部には、芯間位置調整手段Ａ１を構成するウオームホイール部４ｈが形成してある。
【００２１】
図３に示すように、このウオームホイール部４ｈには、それぞれねじれ角が逆になっているウオームギア１３ｂ，１３ｃが歯合している。これらのウオームギア１３ａ，１３ｂを含むウオームギア装置１３は、ガイドボックス２に固定された軸受部材１４に回転自在に支持された軸部１３ａと、互いに逆方向のねじれ角を有する上記のウオーム歯車１３ｂ，１３ｃ及び軸部の一端部にこれと一体回転可能に取り付けられたねじ歯車１３ｄとからなる。このねじ歯車１３ｄには、ガイドボックス２の側部に通じる孔部を通るハンドル軸１５と一体回転するねじ歯車１５ａが噛合している。したがってこのハンドル軸１５を手動で回すと、ウオームギア１３の回転を介して１対の偏芯ローラホルダー４，４が互いに逆方向に回動し、ローラ駆動軸５の軸心位置Ｃ，Ｃを移動可能である。
【００２２】
こうして芯間位置調整手段Ａ１は、ウオームギア装置１３の回転により軸心位置Ｃ，Ｃの微小移動を可能とし、ローラの位置を高精度に設定可能となる。
【００２３】
偏芯ローラホルダー４の下端部近傍の外周部には、サイジングローラ６の高さ位置調整手段Ａ２を構成するねじ歯車部４ｓが設けてある。このねじ歯車部４ｓには、ガイドボックス２の外部から回動可能に設けられたねじ歯車１６が噛合している。偏芯ローラホルダー４はこのねじ歯車１６を外部から回動させることにより昇降可能としてある。
【００２４】
図２に示してあるように、ギアボックス１２内の歯車列Ｒの配置は、まず、駆動軸１７と一体回転する第１歯車１８と中間車である第２歯車１９が噛合している。この第２歯車１９には第３歯車２０が噛合しており、さらにこの第３歯車には、これと並んで第４歯車２１が噛合している。第３歯車２０には第４歯車とともにローラ軸５と一体回転する一方のローラ駆動歯車８が噛合している。また第４歯車２１には他方のローラ駆動歯車９が噛合している。第３歯車２０と第４歯車２１とは回転の振り分けにより、互いに逆方向に回転する組み合わせとなっているため、これらと噛合しているローラ駆動歯車８，９も互いに逆方向に回転するようになっている。したがって各歯車が矢印で示す方向に回転すれば、ローラ駆動歯車と一体回転するサイジングローラ６には同様に互いに逆方向の回転力が加わり、圧延ロールから送り込まれる条鋼を引き出してサイジング処理可能となる。
【００２５】
図１に示すように、歯車列Ｒを構成する歯車１８〜２１はそれぞれ一体に形成してある支軸部をローラベアリング２２を介して回転自在に支持されている。これらのローラベアリング２２は、軸受箱２３，２４によって外部から侵入するほこりなどから保護されるようにしてある。
【００２６】
次に作用について説明する。
【００２７】
はじめにガイドボックス２の外側からローラ芯間位置調整手段Ａ１のウオームギア装置１３を回して、サイジングローラ６の芯の位置Ｃ，Ｃを調整する（図３参照）。続いてローラ高さ位置調整手段Ａ２のねじ歯車１６を回してサイジングローラ６の高さ位置を調整しておく。
【００２８】
次に図示されていないローラ駆動モータにより駆動軸１７から歯車列Ｒを介して回転力をローラ駆動軸５に伝達し、サイジングローラ６，６に互いに逆方向の回転力を与える。サイジングローラ６の回転は駆動モータの制御により、圧延ロールから送り込まれる条鋼の搬送速度とローラの周速度とが一致するように制御されている。上記の条鋼は１対のサイジングローラ６，６間を通過する際にサイジング処理されて、サイジング装置の後方（図１，２右方）から出て行く。
【００２９】
上述したように、サイジングローラを制御された回転速度で駆動してサイジング処理を行うと、圧下断面積に対しての減面率が８０％と大幅に圧下量が増加して進行方向に伸びるという結果が得られた。ローラ無駆動の場合は圧下断面積に対しての減面率が１５％であったのと比較して大幅に改善されていることがわかる。このことはすなわち、ローラ駆動によりサイジング圧延時の非圧下方向広がりが圧延材進行方向の伸びとなり、製品断面の寸法精度向上が可能となっていることを示すものである。
【００３０】
以上の説明においては、サイジングローラが１対であることを前提としているが、本発明はサイジングローラを２対以上備えているものについても適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、サイジングローラを制御された回転により駆動してサイジング処理を行うものであるので、製品断面の寸法精度の優れた条鋼のサイジングを行うことができる。また、このようなローラ駆動による方式を採用するサイジング装置は、偏芯ローラホルダー及び動力伝達用の歯車列の採用により実現してあり、簡単な構成により１対のサイジングローラを駆動可能とし、サイジング装置を圧延ロールに接近した位置に設置可能であるため、ミスロールを防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 全体構成の要部の断面図である。
【図２】 図１Ａ−Ａ線の断面図である。
【図３】 図１Ｂ−Ｂ線断面図であり、（ａ）は最大芯間になっている状態、（ｂ）は最小芯間になっている状態を示している。
【符号の説明】
４ 偏芯ローラホルダー
５ ローラ軸
６ サイジングローラ
８ ローラ駆動歯車
１７ 駆動軸
Ｒ 歯車列
Ａ１ 芯間位置調整手段
Ａ２ 高さ位置調整手段

Claims (2)

1. 圧延ロールの出側に設けられ、当該圧延ロールから送り込まれた条鋼をサイジング処理する１対のサイジングローラと、
   上記各サイジングローラをそれぞれ一体回転可能に支持しているローラ軸と、
   上記サイジングローラの位置調整手段と、
   上記ローラ軸をそれぞれ回転自在に軸支している偏心ローラホルダーと、
   上記ローラ軸に平歯車列を介して駆動力を与える駆動軸とを備え、
   上記位置調整手段は、ガイドボックスに上記ローラ軸とは異なる軸芯を中心に回動するように取り付けてある１対の上記偏芯ローラホルダーを互いに逆方向に同時回転させる芯間位置調整手段と、この偏芯ローラホルダーを上下方向に移動させる高さ位置調整手段とにより構成してあり、
   上記平歯車列は、上記ローラ軸にそれぞれスプラインを介して一体回転可能に取り付けた同一形状のローラ駆動歯車と、このローラ駆動歯車をその回転軸を中心としてそれぞれ回転駆動し、かつ相互に噛合う同一形状の第３歯車及び第４歯車とを備えている
   ことを特徴とするサイジングローラガイド装置。
2. 請求項１において、上記サイジングローラを上記圧延ロールから送り込まれる条鋼の移動速度に対応する周速度に回転制御することによって、この条鋼を無張力状態でサイジングする
   ことを特徴とするサイジングローラガイド装置。

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