JP4379647B2

JP4379647B2 - 圧延機

Info

Publication number: JP4379647B2
Application number: JP18277299A
Authority: JP
Inventors: 恒本城; 全佳佐藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: JP2001009505A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール接触面圧を過大にすることなく、クラウン制御範囲を広げることができる圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延機の幅方向分布を図６に例示するように凸状（Ａ）または凹状（Ｂ）に自在に制御する能力をもつことは様々の条件の変動の中で所定の板クラウンを得るために重要な必要技術である。なお、以下の説明のおいて、板クラウンＣｒは幅中央の板厚（ｈｃ）-幅端の板厚（ｈｅ）を意味し、Ｃｒが正のものを正クラウン又は凸クラウン、負のものを負クラウン又は凹クラウンと呼ぶ。
【０００３】
板クラウンを制御する手段として、例えば特公昭６３−４０６０２号及び米国特許第４７３０４７５号が知られている。
【０００４】
特公昭６３−４０６０２号の「圧延機及び圧延方法」（以下、従来技術１という）は、図７に例示するように、作業ロール２と中間ロール３と補強ロール４からなる圧延機で、中間ロール３を軸方向に移動させる（以下、軸方向シフトまたは単にシフトと呼ぶ）と共に、中間ロール３、作業ロール２にロールベンディングをかける構造となっている。
【０００５】
従来技術１では、図７に示すように、中間ロール３の軸方向移動によって中間ロール３の端部に設けられた延長バレル部Ｌｅが作業ロール２、補強ロール４と接触しない部分の長さＬｇが大きく確保される（変化させうる）ことにより、圧延機の弾性変形が変化し、被圧延材１の板クラウンを変化しうる。さらにベンディング力Ｆｗ，Ｆｉによるロール撓み変化もＬｇが大きいときは大きく確保される。
【０００６】
このように、従来技術１では、中間ロール３の軸方向シフトによって圧延機の弾性変形を通して板１の板クラウンを制御する。またベンディング力ＦＩ，ＦＷは油圧によって自由に変化しうるので、圧延中に容易に設定変更しうるメリットもある。
【０００７】
さらに、従来技術１を中間ロールがない４段圧延機に適用する場合も、図８に示すように作業ロール２の軸方向シフトによって作業ロール２の端部に設けられた延長バレル部Ｌｅに空間部ができ、作業ロール２の弾性変形（ロール撓み）を大きくすることによって、板１のクラウン制御ができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術１は、広幅板の場合に、非接触部分の長さδをほとんどとれないので、弾性変形量が小さく板クラウンＣｒの変化を大きくすることができない欠点がある。また、広幅板の場合でも図９のように延長バレル開始点Ｂ点を板幅端の内側にくるようにシフトすることによって、ロールバレル端の弾性変形を大きくすることによってある程度板１の凹クラウン制御はできるが、板の凸クラウン制御をこのシフトによってうるのは依然として難しい問題点があった。言い換えれば、従来技術１では、広幅板の場合に板の凸クラウン制御がロールをシフトする方法ではほとんどできない問題点があった。
【０００９】
一方、米国特許第４７３０４７５号の「圧延方法」（以下、従来技術２という）は、広幅板で板の凸クラウン制御を得るものである。すなわち、この特許は本来の目的は板幅調整にあるが、その前段階として逆テーパ部５を備えた作業ロール２のシフトによって、図１０に例示するように、板１に凸クラウンをつけることができる。また中間ロール３を有する圧延機に同様の機能を与えても、図１１に例示するように、作業ロール２の変形を介して板１に凸クラウンをつけることができる。なおこの図で、補強ロール４の斜線部分は、ロールの弾性変形領域を示している。この弾性変形領域は以下の説明では、必要な場合のみ斜線で示す。
【００１０】
図１０、図１１の従来技術２では、ロール径差ΔＤ＝Ｄｄ−Ｄｃが大きくなり、ロール接触面圧が過大となる問題点があった。すなわち、従来技術２では、十分な凹クラウン制御と凸クラウン制御を達成するには、ロール径差ΔＤを例えば１ｍｍ以上にする必要があり、その結果、このロール径差ΔＤの変形を与えるとロール接触面圧が局部的に過大となり、ロールに傷を付けやすい問題点があった。また、逆にロール接触面圧を低くするために、ロール径差ΔＤを小さく（例えば０．８ｍｍ以下）にすると、クラウン制御が可能な範囲が狭い問題点があった。
【００１１】
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、板幅の狭い狭幅板のみならず広幅板の場合でも、被圧延材の凹クラウン制御と凸クラウン制御の両方がロールシフトによってできる圧延機を提供することにある。また、本発明の別の目的は、ロール接触面圧を過大にすることなく、クラウン制御範囲を広げることができる圧延機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
参考例によれば、４段以上の多段圧延機であって、少なくとも１対以上の上下ロールがロール軸方向にシフト可能に構成され、かつそれらのロール同士が点対称に配置されている圧延機において、前記シフト可能な上下ロールの形状がロール軸方向の一方から他方へ、（ａ）どのシフト位置でも補強ロールと接触しない小径部を主体とする延長バレル部、（ｂ）補強ロールと接触する円筒ロール部、（ｃ）円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域、（ｄ）漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域、の４領域の形状部分を有し、かつ作業ロールにロールベンディング装置を備えていることを特徴とする圧延機が提供される。
【００１３】
上記参考例において、前記圧延機は、作業ロール（２）と中間ロール（３）と補強ロール（４）とを備え、かつ中間ロール（３）をロールベンドするロールベンディング装置と、中間ロール（３）をロール軸方向へシフトするシフト装置とを備えている。
【００１４】
上記参考例の構成によれば、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）のなす角度αを、従来技術２と同等以上に保持したままで、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）の直径の最大変化量を従来技術２よりも十分に小さくできる。言い換えれば、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）の両方の外周面がロールの軸線に対して逆方向に傾斜しているので、そのなす角度αを、従来技術２と同一にした場合に、直径の最大変化量を大きく低減できる。角度αを垂直方向の両側に均等に振り分けた場合は領域（ｄ）の直径の最大変化量を従来技術２のほぼ半分に低減できる。一般にロールバレル端で圧力分布が急変し、ロール損傷が起きやすいので、直径変化量を小さくしてロール面圧を過大にしないことが必要である。従って、従来技術２と同様に板幅の狭い狭幅板のみならず広幅板の場合でも、被圧延材の凹クラウン制御と凸クラウン制御の両方がロールシフトによってできるばかりでなく、ロール接触面圧を過大にすることなく、クラウン制御範囲を広げることができる。
【００１５】
また、円筒ロール部（ｂ）を設けたので、その最外端（Ｂ点）は狭幅板の圧延の際にシフトした場合に補強ロール（４）または中間ロール（３）のバレル内の部分に自分の肩で当たることとなるので、局部面圧を防ぐことができる。また、この円筒ロール部（ｂ）を設けることにより、ロール直径差を一層小さくすることができる。
【００１６】
更に、延長バレル部（ａ）を設けたので、狭幅板の場合に、従来技術１と同様に、中間ロール３の軸方向シフトとロールベンディングによって圧延機の弾性変形を通して板１の板クラウンを自由に制御することができる。
【００１７】
本発明によれば、６段以上の多段圧延機であって、少なくとも１対以上の上下ロールがロール軸方向にシフト可能に構成され、かつそれらのロール同士が点対称に配置されている圧延機において、前記シフト可能な上下ロールの形状がロール軸方向の一方から他方へ、（ａ）どのシフト位置でも補強ロールと接触しない小径部を主体とする延長バレル部、（ｂ）補強ロールと接触する円筒ロール部、（ｃ）円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域、（ｄ）漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域、の４領域の形状部分を有し、かつ作業ロールにロールベンディング装置を備え、作業ロール（２）と中間ロール（３）と補強ロール（４）とを備え、かつ中間ロール（３）をロールベンドするロールベンディング装置と、中間ロール（３）をロール軸方向へシフトするシフト装置とを備え、前記延長バレル部（ａ）と円筒ロール部（ｂ）の直径差が２ｍｍ以上であり、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）の直径の最大変化量が０．８ｍｍ以内であることを特徴とする圧延機が提供される。この構成により、従来技術２より大きいクラウン制御を与えることができる。角度αを垂直方向の両側に均等に振り分けた場合は、従来技術２における直径差１．６ｍｍに相当する大きなクラウン制御を狭幅板のみならず広幅板にも加えることができる。また、最大変化量（０．８ｍｍ以内）の変形をロールに与えた状態でも、延長バレル部（ａ）に十分な隙間を確保し、ロールベンディングによる板クラウン制御を行うことができる。
【００１８】
また、本発明によれば、６段以上の多段圧延機であって、少なくとも１対以上の上下ロールがロール軸方向にシフト可能に構成され、かつそれらのロール同士が点対称に配置されている圧延機において、前記シフト可能な上下ロールの形状がロール軸方向の一方から他方へ、（ａ）どのシフト位置でも補強ロールと接触しない小径部を主体とする延長バレル部、（ｂ）補強ロールと接触する円筒ロール部、（ｃ）円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域、（ｄ）漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域、の４領域の形状部分を有し、かつ作業ロールにロールベンディング装置を備え、作業ロール（２）と中間ロール（３）と補強ロール（４）とを備え、かつ中間ロール（３）をロールベンドするロールベンディング装置と、中間ロール（３）をロール軸方向へシフトするシフト装置とを備え、前記円筒ロール部（ｂ）、漸減領域（ｃ）、及び漸増領域（ｄ）のロール軸方向長さの和Ｌｂｄが補強ロール（４）のロールバレルの長さとほぼ等しいかそれ以上であることを特徴とする圧延機が提供される。この構成により、中間ロール３の本発明の形状変化を材料（板１）に有効に与えることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、参考例と本発明の好ましい実施の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。
【００２０】
図１は、参考例と本発明の圧延機に用いるシフトロールの外形図である。なお、以下の説明で、ロール軸方向にシフト可能に構成されたロール（作業ロールまたは中間ロール）を単にシフトロールと呼ぶ。
【００２１】
また、圧延機は、４段以上の多段圧延機であって、少なくとも１対以上の上下ロールがロール軸方向にシフト可能に構成され、かつそれらのロール同士が点対称に配置されている圧延機である。本発明の圧延機には、６段圧延機、及びそれ以上の多段圧延機が含まれる。
【００２２】
図１に示すように、参考例と本発明の圧延機におけるシフト可能な上下ロール（シフトロール）は、ロール軸方向の一方から他方へ、（ａ）どのシフト位置でも補強ロールと接触しない小径部を主体とする延長バレル部、（ｂ）補強ロールと接触する円筒ロール部、（ｃ）円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域、（ｄ）漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域、の４領域の形状部分を有する。またこの圧延機の作業ロールをロールベンドするロールベンディング装置を備えている。
【００２３】
図２は、図１のシフトロールの説明図である。この図では、参考例と本発明の円筒ロール部（ｂ）がない場合を示している。上述したように、図１０、図１１の従来技術２では、ロール径差ΔＤ＝Ｄｄ−Ｄｃが大きくなり、ロール接触面圧が過大となるので、板１を斜めにして中央部（漸減領域）に逆テーパをつけることにより、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）のなす角度αを、従来技術２と同等以上の保持したままで、径差ΔＤを小さくすることにより面圧不均一を小さくできる。
【００２４】
図３は、図１のシフトロールの別の説明図である。この図では、参考例と本発明の円筒ロール部（ｂ）がある場合を示している。最外端（Ｂ点）は狭幅板の圧延でシフトしてきた時に補強ロール４または中間ロール３のバレル内の部分に自分の肩で当たることとなるので、局部面圧が大きくなりやすい。この円筒ロール部（ｂ）を設けることにより、ロール直径差が過大になることを防いで接触面圧の過大を防ぐとともに、円筒部（ｂ）の長さをとり、ロール軸方向の圧力変動を小さくすることができる。
【００２５】
すなわち図３の例で６段圧延機の場合、中間ロール３をシフトし、ロールベンディングをかけて板クラウン制御をすることになる。なお参考例と本発明でロールの表示にあたって表示の都合上直線と折線のみで表示しているものがあるが、実際には折れ線は応力の集中等の問題があるのでなだらかな曲線をつないだ形で、ロールの外形を形成するのが望ましい。
【００２６】
以下、６段圧延機の場合について本発明の作動を説明する。
図４は、広幅板に対する本発明の圧延機の作動説明図である。この図において、（Ａ）は凸クラウン制御状態、（Ｂ）は凹クラウン制御状態を示している。
【００２７】
この圧延機は、作業ロール２と中間ロール３と補強ロール４とを備え、かつ中間ロール３をロールベンドするロールベンディング装置と、中間ロール３をロール軸方向へシフトするシフト装置とを備えている。ロールベンディング装置とシフト装置は、従来周知の構成のものを適用できる。
【００２８】
領域ｂ，ｃ，ｄでは中間ロール３のロール形状変化を作業ロール２の撓みに転写させるためには、中間ロール３の径変化が過大であっては、中間ロール３と補強ロール４の間に、あるいは中間ロール３と作業ロール２の間に空間ができ、圧力分布が伝わらず、中間ロール３のロール形状の変化を作業ロール２の曲げに効率的に与えにくい。
一般に圧延条件によって異なるが、大きい場合でこの空間を防ぐための径変化量は半径で０．３ｍｍ程度といわれているので、ロール形状変化でクラウン形状を行うＢＥＣＤの領域での径変化は半径で０．４ｍｍ程度を越えないように設定する。
【００２９】
また中間ロール方式で図４のように構成する時は、中間ロール３の本発明の形状変化を板１に有効に加えるためには、ｂ，ｃ，ｄの部分は補強ロール４、作業ロール２との弾性接触が望ましい。そこで、ｂ，ｃ，ｄの合計長さＬｂは補強ロールのロールバレルの長さとほぼ等しいか、それ以上の長さをもつことが有効である。
【００３０】
図４（Ａ）では、中間ロール３を延長バレル部（ａ）側にシフトし、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）の部分で板１を圧延している。この構成により、従来技術２と同様に凸クラウン制御を行うことができる。また、図４（Ｂ）では、中間ロール３を漸増領域（ｄ）側にシフトし、主に漸減領域（ｃ）の部分で板１を圧延しているので板クラウンは図４（Ａ）の凸クラウンからほぼフラットになっている。図５ではロールを領域（ｄ）側にシフトして、空間部Ｌｇを得て、ロールベンディングによる弾性変形を大きくして板クラウンを凹クラウンにしている。
【００３１】
図４、図５に示すように、本発明の構成によれば、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）のなす角度αを、従来技術２と同等以上に保持したままで、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）の直径の最大変化量を従来技術２よりも十分に小さくできる。従って、従来技術２と同様に広幅板の場合でも、被圧延材の凹クラウン制御と凸クラウン制御の両方がロールシフトによってできるばかりでなく、ロール接触面圧を過大にすることなく、クラウン制御範囲を広げることができる。
【００３２】
また、この円筒ロール部（ｂ）を設けることにより、ロール直径差を一層小さくすることができる。またロールバレル最外端（Ｂ点）は狭幅板の圧延の際にシフトした場合に補強ロール４または中間ロール３のバレル内の部分に自分の肩で当たることとなる時の、局部面圧が過大に変動することを防ぐことができる。
【００３３】
この図に示すように、本発明によれば延長バレル部（ａ）を設けたので、狭幅板の場合に、従来技術１と同様に、中間ロール３の軸方向シフトとロールベンディングによって圧延機の弾性変形を通して板１の板クラウンを自由に制御することができる。なお、図５は凹クラウン制御状態を示しているが、ロールベンディングを逆方向にかけることにより、凸クラウン制御を行うことができる。
【００３４】
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。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の圧延機は、板幅の狭い狭幅板のみならず広幅板の場合でも、被圧延材の凹クラウン制御と凸クラウン制御の両方がロールシフトによってでき、かつロール接触面圧を過大にすることなく、クラウン制御範囲を広げることができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例と本発明の圧延機に用いるシフトロールの外形図である。
【図２】図１のシフトロールの説明図である。
【図３】図１のシフトロールの別の説明図である。
【図４】広幅板に対する本発明の圧延機の作動説明図である。
【図５】狭幅板に対する本発明の圧延機の作動説明図である。
【図６】板クラウンの説明図である。
【図７】従来技術の構成図である。
【図８】４段圧延機の場合の従来技術１の構成図である。
【図９】図７の圧延機の作動説明図である。
【図１０】別の従来技術の構成図である。
【図１１】図１０の圧延機の作動説明図である。
【符号の説明】
１被圧延材（板）
２作業ロール
３中間ロール
４補強ロール
５逆テーパ部
ａ延長バレル部
ｂ円筒ロール部
ｃ漸減領域
ｄ漸増領域

Claims

６段以上の多段圧延機であって、少なくとも１対以上の上下ロールがロール軸方向にシフト可能に構成され、かつそれらのロール同士が点対称に配置されている圧延機において、前記シフト可能な上下ロールの形状がロール軸方向の一方から他方へ、（ａ）どのシフト位置でも補強ロールと接触しない小径部を主体とする延長バレル部、（ｂ）補強ロールと接触する円筒ロール部、（ｃ）円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域、（ｄ）漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域、の４領域の形状部分を有し、かつ作業ロールにロールベンディング装置を備え、
作業ロール（２）と中間ロール（３）と補強ロール（４）とを備え、かつ中間ロール（３）をロールベンドするロールベンディング装置と、中間ロール（３）をロール軸方向へシフトするシフト装置とを備え、
前記延長バレル部（ａ）と円筒ロール部（ｂ）の直径差が２ｍｍ以上であり、漸減領域（ｃ）と漸増領域（ｄ）の直径の最大変化量が０．８ｍｍ以内であることを特徴とする圧延機。
６段以上の多段圧延機であって、少なくとも１対以上の上下ロールがロール軸方向にシフト可能に構成され、かつそれらのロール同士が点対称に配置されている圧延機において、前記シフト可能な上下ロールの形状がロール軸方向の一方から他方へ、（ａ）どのシフト位置でも補強ロールと接触しない小径部を主体とする延長バレル部、（ｂ）補強ロールと接触する円筒ロール部、（ｃ）円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域、（ｄ）漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域、の４領域の形状部分を有し、かつ作業ロールにロールベンディング装置を備え、
作業ロール（２）と中間ロール（３）と補強ロール（４）とを備え、かつ中間ロール（３）をロールベンドするロールベンディング装置と、中間ロール（３）をロール軸方向へシフトするシフト装置とを備え、
前記円筒ロール部（ｂ）、漸減領域（ｃ）、及び漸増領域（ｄ）のロール軸方向長さの和Ｌｂｄが補強ロール（４）のロールバレルの長さとほぼ等しいかそれ以上であることを特徴とする圧延機。