JP4206541B2

JP4206541B2 - 多段圧延機

Info

Publication number: JP4206541B2
Application number: JP01777099A
Authority: JP
Inventors: 恒本城; 英夫松村; 司松澤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2000210705A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板を製造する多段圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば０．１〜０．２ｍｍ程度の薄板に圧延する圧延装置には、１ｍｍ程度まで圧延する通常の圧延ロールを有する装置では過大な圧下力が必要になるため、小径のワークロールを用いた多段圧延機が用いられている。例えば、特開平３−１３２１３号公報にはこのような多段圧延機として、最外側の控えロールをロール軸方向に複数に分割し、各分割ロールの変位量を調整して圧延材の形状制御を行なう装置が記載されている。また、特開平６−２３４０５号公報には多段圧延機として、ワークロールをクロスして板幅方向の厚み分布を修正する装置が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平３−１３２１３号公報の多段圧延機の場合、控えロールが多数の分割ロールより構成されているため、機械的構造と操作が複雑になり保守作業に手間がかかる。また、特開平６−２３４０５号公報の多段圧延機の場合は、２対の控えロールの軸箱はそれぞれ独立して設けられており、これも操作が複雑になり保守に手間がかかるという問題があった。
【０００４】
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、操作と保守を容易にした多段圧延機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、１対のワークロールと、このワークロールのそれぞれの背後に設けられた第１中間ロールと第２中間ロールと、この第１中間ロールの背後に設けられた第１控えロールと、前記第２中間ロールの背後に設けられた第２控えロールと、前記第１および第２中間ロールの背後に設けられた中央控えロールと、前記第１中間ロールと前記第２中間ロールとを共通に軸支する中間ロール軸箱と、前記第１控えロールと前記第２控えロールを共通に軸支する控えロール軸箱と、前記中央控えロールを軸支する中央控えロール軸箱と、前記控えロール軸箱に与えられる圧下力を検出するロードセルと、前記控えロール軸箱と前記中央控えロール軸箱との間に配置された中央控えロール圧下シリンダと、該中央控えロール圧下シリンダの圧下力を制御する制御部と、前記中間ロール軸箱に設けられ中間ロールに曲げ荷重を与える装置と、を備え、前記制御部は、前記ロードセルが検出した圧下力に対し所定の比率の圧下力を前記中央控えロール圧下シリンダが発生するように、前記中央控えロール圧下シリンダの圧下力を制御する。
【０００６】
圧延はワークロールに中間ロールを介して控えロールから圧下力を加えることにより行われるが、第１及び第２控えロールが共通の控えロール軸箱で支持され、中央控えロールが中央控えロール軸箱を介して控えロール軸箱で支持されているため、上下１対の控えロール軸箱に圧下力を加えればよく、機械的構造と操作が簡単になり、保守作業に手間がかからない。また、２対の中間ロールへのベンディング力の伝達は１対の中間ロール軸箱に荷重を加えることにより行なうことができるので、機械的構造と操作が簡単になり、保守作業に手間がかからない。
【０００８】
３本の控えロールに１本の控えロール軸箱から圧下力を加える場合、いずれかの控えロールに十分な圧下力が伝達されない場合がある。そこで中央控えロールには第１および第２控えロールとは独立に圧下力を加えるようにし、かつ中央控えロールに加わる圧下力は第１および第２控えロールに加わる圧下力に対し所定の比率になるようにすることにより、３本の控えロールに適切な圧下力を加えることができる。
請求項２の発明では、前記制御部は、前記第１中間ロールの軸心と前記第２中間ロールの軸心が、共に、前記ワークロールの軸心と前記第１控えロールの軸心とを通る直線、及び、前記ワークロールの軸心と前記第２控えロールの軸心とを通る直線よりも、前記中央控えロール側に位置するように、前記中央控えロール圧下シリンダの圧下力を制御する、
【０００９】
請求項３の発明では、前記中間ロール軸箱には、中間ロールをシフトするシフト装置が設けられている。
【００１０】
中間ロールをシフトすることにより被圧延材への形状制御能力を増加することができる。第１および第２中間ロールは共通の軸箱に取付けられているので、シフト装置の機械的構造と操作が簡単になり、保守作業に手間がかからない。
【００１１】
請求項４の発明では、前記１対のワークロールを径の異なる他のワークロールと交換可能な構造になっている。
【００１２】
被圧延材の厚みが厚いときは、ワークロールの径を大きくし圧下容積を大きくして迅速に薄くする。薄くなると被圧延材も固くなり大きな圧下力が必要になるので、ワークロールの径を小さくする。このようにワークロールの交換を行なう場合、控えロール軸箱と中間ロール軸箱がそれぞれ１個にまとまっているので、ワークロールの交換作業が容易になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の多段圧延機の構成を示す斜視図である。図２は多段圧延機の縦断面図である。多段圧延機は、被圧延材１を挟んで配置された１対のワークロール２と、このワークロール２を矢印で示す圧延方向の前方斜めから圧下する第１中間ロール３と、後方斜めから圧下する第２中間ロール４と、第１中間ロール３を前方斜めから圧下する第１控えロール５と、第２中間ロール４を後方斜めから圧下する第２控えロール６と、第１および第２中間ロール３、４を上下方向から圧下する中央控えロール７とを備えている。
【００１４】
第１および第２中間ロール３、４は共通の中間ロール軸箱８で軸支されており、第１および第２控えロール５、６も共通の控えロール軸箱９で軸支されている。この控えロール軸箱９の中央には四角形の開口９ａが設けられ、この開口９ａに中央控えロール軸箱１５が上下方向に摺動可能に嵌合し、この開口９ａの上端（上側中央控えロール７の場合）に中央控えロール圧下シリンダ１６が設けられている。
【００１５】
中間ロール軸箱８の両側上下方向には中間ロール軸箱８に上下方向の力を与える第１ベンディング用シリンダ１１ａが設けられており、シリンダ本体は中間ロール軸箱８内に配置され、ピストンロッドのみが突出している。さらに、両側ロール軸方向には中間ロール軸箱８をロール軸方向に移動するシフトシリンダ１２が設けられている。中間ロール軸箱８および控えロール軸箱９は図２に示すようにフレーム１０内に上下方向に摺動可能に嵌合している。上下の中間ロール軸箱８間の両側には上下方向に伸縮する第２ベンディングシリンダ１１ｂが設けられている。
【００１６】
上側中間ロール軸箱８と下側中間ロール軸箱８の間の中央にはワークロール軸箱２ａが設けられている。ワークロール２は径の大きいものと小さいものの２組があり、軸箱２ａとともに交換可能になっている。上側控えロール軸箱９の上面とフレーム１０の間には控えロール圧下シリンダ１３が設けられ、控えロール軸箱９を圧下する。下側控えロール軸箱９とフレーム１０の間には昇降シリンダ１７が設けられ、径の異なるワークロール２と交換する場合に、被圧延材１の上下方向の位置が変化しないよう下側控えロール軸箱９の位置の調整を行う。なお架台１８とライナー１９とを設け、調整後の下側控えロール軸箱９を支持する。
【００１７】
上側控えロール圧下シリンダ１３と上側の控えロール軸箱９の間にはロードセル１４が設けられ、この検出データは制御部２０に出力される。上側および下側の中央控えロール圧下シリンダ１６に圧液を供給する圧液ライン２１には流量制御弁２２が設けられており、制御部２０はロードセル１４の検出した圧下力に対し一定の比率の圧下力を中央控えロール圧下シリンダ１６が発生するよう流量制御弁２２を制御する。あるいは圧下シリンダの圧下力がロール強度限値を越える場合には一定の圧下力に保持する等の制御をする。
【００１８】
以下に動作について説明する。先ず中央控えロール７の圧下について、図３を用いて被圧延材１の上部側で説明する。なお、下側も同様である。ワークロール２、第１および第２中間ロール３、４、第１および第２控えロール５、６は（Ａ）に示すように各ロールの軸心が直線ａに乗るように、かつ中心線ｂに対して対称に配置されることが望ましい。しかし、中間ロール３、４には控えロール５、６からの圧下力、第１および第２ベンディングシリンダ１１ａ，１１ｂによる曲げ荷重が加わること等により、被圧延材１側にずれが起こる。このため（Ｂ）に示すように中間ロール３、４の軸心を直線ａより中心線ｂ側になるように配置し、この位置を保持するよう中央控えロール７により垂直方向に圧下する。この圧下力は、ロードセル１４の検出した圧下力に対し一定の比率となるように、図２で説明した制御部２０が制御する。
【００１９】
次に大きい径のワークロール２と小さい径のワークロール２を使う場合について図４を用いて説明する。同じ圧下深さｄの場合、ワークロール２と被圧延材１の接触長さは（Ａ）に示す大きな径の長さＬａの方が（Ｂ）に示す小さな径の長さＬｂよりも長い。このため圧下力は大きな径の方が小さな径の場合よりも大きくなるが、圧下する容積は大きな径の方が大きい。被圧延材１は圧延して薄くなるに従い固くなり、薄くするのに大きな圧下力が必要になる。このため被圧延材１の板厚が厚いときは、大きな径のワークロール２を用い圧下する容積を大きくし、薄くなったとき小さな径のワークロール２にして固くなった被圧延材１の圧延を行うようにする。中間ロールがワークロール２を抱え込む構造になっているので、このように小径ワークロールと大径ワークロールを使い分けることができる。
【００２０】
図５はワークロール２の径を代えた場合を示し、（Ａ）は大きな径の場合、（Ｂ）は小さな径の場合を示す。ワークロール２の径を代えても圧延レベルｃを同一に保持するため、図２で説明したように、下側の控えロール軸箱９とフレーム１０の間に昇降シリンダ１３を設けている。
【００２１】
次に圧延時の動作について説明する。通常の圧延厚みの１ｍｍ程度までは大きい径のワークロール２で圧延し、これを一旦図示しないコイルに巻取り、小さな径のワークロール２に交換し、０．２〜０．１ｍｍ程度に圧延するものとする。圧延時は図２に示すように下側控えロール軸箱９は架台１８とその間に挿入されたライナ１９により支持され、控えロール圧下シリンダ１３により上側控えロール軸箱９を圧下することにより各ロール２、３、４、５、６に圧下力が加えられる。さらに、中央控えロール７には中央控えロール圧下シリンダ１６より圧下力が加えられるが、この圧下力は制御部２０により第１および第２控えロール５、６に加えられる圧下力に対し所定の比率の力となるように制御され、図３（Ｂ）に示す配置を維持するように制御されている。
【００２２】
圧延中、第１ベンディングシリンダ１１ａを作動することにより、上側の中間ロール３、４の両端を押し下げ、下側の中間ロール３、４の両端を押し上げるようなベンディングを与える。また第２ベンディングシリンダ１１ｂを作動することにより、上側の中間ロール３、４の両端を押し上げ、下側の中間ロール３、４の両端を押し下げるようなベンディングを与える。またシフトシリンダを作動することにより中間ロール３、４にロール軸方向の移動を与える。このように中間ロール３、４に与えられたベンディングとシフトはワークロール２に伝達され、被圧延材１の形状制御が行われる。
【００２３】
次にワークロール２の交換について説明する。先ず控えロール圧下シリンダ１３を収縮する。次に第２ベンディングシリンダ１１ｂを伸長してワークロール軸箱２ａをフリーにし、軸箱２ａとともにワークロール２を横に抜き出す。次に昇降シリンダ１７を上昇させて上下の控えロール軸箱９と中間ロール軸箱８を押上げ、交換する径の異なる別のワークロール２の上下方向の位置が圧延レベルとなるような厚みのライナ１９に交換し、降下して荷重をライナ１９と架台１８に移す。大きな径のワークロール２に交換する場合は第２ベンディングシリンダ１１ｂをさらに伸長して上下の中間ロール軸箱８の間隔を拡げた後、交換するワークロール２を軸箱２ａとともに横から挿入する。次に第２ベンディングシリンダ１１ｂを収縮し、上下のワークロール２間に被圧延材１を挟んだ後、控えロール圧下シリンダ１３を降下させ、控えロール軸箱９を圧下できるようにする。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように、本発明は以下の効果を奏する。
（１）２本の中間ロールは共通の中間ロール軸箱で支持される構造になっているので操作と保守が容易である。
（２）３本の控えロールは共通の控えロール軸箱で支持される構造になっているので操作と保守が容易である。
（３）中央控えロールの圧下力を、ロードセルが検出した圧下力に対し所定の比率とすることにより、中間ロールの位置を適切に保持し、中間ロールに適切な圧下力を伝達することができる。
（４）中間ロールベンディングにより圧延板形状制御能力が増加する。
（５）中間ロールシフトによりさらに圧延板形状制御能力が増加する。
（６）径の異なるワークロールを交換できるようにしたので、被圧延材が厚いときは大きな径のワークロールで大きな圧下容積の圧延を行い、厚みが薄くなり固くなって大きな圧下力が必要になるときは小さな径のワークロールで圧下力を少くできるので、効率のよい圧延が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の縦断面図である。
【図３】中央控えロールの働きを説明する図である。
【図４】ワークロールの径の違いによる圧下容積と圧下力の相違を説明する図である。
【図５】大きな径のワークロールと小さな径のワークロールを装備した状態を示す図である。
【符号の説明】
１被圧延材
２ワークロール
２ａワークロール軸箱
３第１中間ロール
４第２中間ロール
５第１控えロール
６第２控えロール
７中央控えロール
８中間ロール軸箱
９控えロール軸箱
９ａ開口
１０フレーム
１１ａ第１ベンディングシリンダ
１１ｂ第２ベンディングシリンダ
１２シフトシリンダ
１３控えロール圧下シリンダ
１４ロードセル
１５中央控えロール軸箱
１６中央控えロール圧下シリンダ
１７昇降シリンダ
１８架台
１９ライナ
２０制御部
２１圧液ライン
２２流量制御弁

Claims

１対のワークロールと、
このワークロールのそれぞれの背後に設けられた第１中間ロールと第２中間ロールと、
この第１中間ロールの背後に設けられた第１控えロールと、
前記第２中間ロールの背後に設けられた第２控えロールと、
前記第１および第２中間ロールの背後に設けられた中央控えロールと、
前記第１中間ロールと前記第２中間ロールとを共通に軸支する中間ロール軸箱と、
前記第１控えロールと前記第２控えロールを共通に軸支する控えロール軸箱と、
前記中央控えロールを軸支する中央控えロール軸箱と、
前記控えロール軸箱に与えられる圧下力を検出するロードセルと、
前記控えロール軸箱と前記中央控えロール軸箱との間に配置された中央控えロール圧下シリンダと、
該中央控えロール圧下シリンダの圧下力を制御する制御部と、
前記中間ロール軸箱に設けられ中間ロールに曲げ荷重を与える装置と、を備え、
前記制御部は、前記ロードセルが検出した圧下力に対し所定の比率の圧下力を前記中央控えロール圧下シリンダが発生するように、前記中央控えロール圧下シリンダの圧下力を制御する、ことを特徴とする多段圧延機。
前記制御部は、
前記第１中間ロールの軸心と前記第２中間ロールの軸心が、共に、前記ワークロールの軸心と前記第１控えロールの軸心とを通る直線、及び、前記ワークロールの軸心と前記第２控えロールの軸心とを通る直線よりも、前記中央控えロール側に位置するように、前記中央控えロール圧下シリンダの圧下力を制御する、ことを特徴とする請求項１記載の多段圧延機。
前記中間ロール軸箱には、中間ロールをシフトするシフト装置が設けられていることを特徴とする請求項１記載の多段圧延機。
前記１対のワークロールを径の異なる他のワークロールと交換可能な構造になっていることを特徴とする請求項１記載の多段圧延機。