JP4426001B2 - ストリップを圧延するためのロールスタンドおよびこのロールスタンドにより幅の異なるストリップを圧延するための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間ロールを介してバックアップロールに支持されているワークロールを備えており、ワークロールおよび／またはバックアップロールおよび／または中間ロールが互いに軸方向で摺動可能であり、かつ少なくともワークロールおよび／または中間ロールがロールの全長にわたって延在して湾曲されているか或いは円筒形の輪郭を備えている様式の、ストリップを圧延するためのロールスタンドおよびこのロールスタンドを使用して幅の異なるストリップを圧延するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
幅の異なるストリップを圧延する際、所望の目標平坦度を達するために、この平坦度を達成するのに与るワークロールのクラウンが慣例通り適切に形成される。クラウンの変化は、ストリップ幅の低減に伴いワークロールのクラウンが増大されるように行なわれなければならない。このことは、被圧延材のエッジの近傍における中間ロールもしくはバックアップロールの支持力が増大することに起因し、これによりエッジの近傍においてワークロールが湾曲してしまう。このことは、ストリップの幅の低減に伴いワークロールのクラウンを相応して増大させることによってしか補正することができない。
【０００３】
ワークロールが湾曲することにより、被圧延材のエッジ領域内において、圧延されるストリップのエッジシヤープニングを伴う厚みの減少が生じる。このようなことが結果することの原因は、ワークロールが湾曲すること以外に、被圧延材の傍らの荷重を受けない領域内においてワークロールが圧延荷重に起因して弾性的に変形することも与る。ロールと被圧延材間の摩擦が良好になればなるほど、またワークロールが細身であればあるほど、ますますストリップのこの厚み変化が偶発的に行なわれる。被圧延材が硬ければ硬いほど、またワークロールが太ければ太いほど、ますますストリップエッジの厚みの低減が大きくなる。
【０００４】
公知の技術として、ストリップの平坦度のための色々なクラウン要件に対する対処、および軸方向で摺動可能なロールによるエッジシヤープニングを回避するための対処がなされており、このことを一つのロールおよびロール対でのみ行い、これにより全クラウン領域をカバーするようになされてきた。
ヨーロッパ公開特許第０ ０４９ ７９８号明細書にあっては、ワークロールに、両これらのロールのロール胴全長にわたって湾曲していてかつ両クラウン輪郭が専らこれらのロールの相対的な軸方向の位置で互いに補完し合うような形状を有している輪郭（プロフイル）を付与することが提案されている。この構成により、ロール間隙の形状およびストリップの断面形状を、湾曲されている輪郭を備えているロールを僅かな距離だけ摺動させるだけで調節することが可能となり、同様にエッジプレッシャーに対する調節を行うこと、およびエッジシヤープニングを阻止するためのこのエッジプレシャーも低減可能である。
【０００５】
しかも、ストリップのエッジに対するこの作用が行なわれると同時に、ストリップ全体に対する処理も行なわれる。荷重の分布を均衡するために、ヨーロッパ公開特許第０ ９１ ５４０号明細書においては、ワークロールにも、バックアップロールにも、そして場合によっては中間ロールにも、凸状の領域と凹状の領域とから組合わされて成るロール胴全長にわたってびん形で、Ｓ字形の輪郭を付与し、その形状は相互に支持しあって協働するロールのロール胴の輪郭が専らこれらのロールの一定な相対的な軸方向の位置において互いに補完し合う（即ち、ＣＶＣ−技術）形状をなしている。その際、すべてのロールは軸方向に摺動可能に設けられている。従って、いずれかのロール対のロールの相対的な軸方向での摺動により、ロール間隙の輪郭を微妙に調節することが可能である。ストリップの平坦度とエッジプレッシャーがその際同時に影響を受けると言う欠点は、この公知のロールスタンドにあっても同様に生じる。
【０００６】
ロールベンデイングの不利な効果を補正するための他の方法は、ドイツ連邦共和国特許第３６ ３７ ２０６号明細書に４重式圧延機の関して述べられている。この提案された解決策は、バックアップロールを以下のように、即ちバックアップロールが中実な軸方向の内側部分、心軸およびスリーブの様式の外側の周囲部分を備えていて、内側部分と外側の周囲部分との間においてこのバックアップロールの端部の各々に概して円筒形のかつ外方に対して開いている中空空域を設けるようにして、圧延荷重によって生じる不都合なロールの傾きがこのバックアップロールにおいて自動的に補正されるように形成することにある。この構成により、圧延荷重の下で、スリーブの自由端が、中空空域が設けられていない場合に普通ならこのスリーブがベンデイングするであろう方向とは反対方向に、しかも実際に心軸のベンデイングと等しい値だけベンデイングし、従ってワークロールと被圧延材との間の接触表面が平坦な状態にとどまる。
【０００７】
もっと直接的に有効な構成は、公開されていない特許出願明細書（出願番号第１９６２６５６５．７）に記載されている。エッジ領域におけるストリップ厚みの均一化を達成するために、ワークロールは軸線を中心にして同心的に形成された切込みを備えており、これにより切込みを備えているロール体の色々と異なる平坦化挙動が連続したロール中実体の様相を呈する。この場合、幅方向でのストリップ厚みの均一化を誘起する切込み（中空空域）が存在しているので内方の支持が欠落することにより制約されはするが、エッジにあっては、大きな平坦化が行なわれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、これらの公知の技術を基礎として、幅の異なるストリップにあっても、ストリップエッジおよびストリップ中央部における平面形状および平坦度が同時にかつ互いに無関係に制御され、エッジプレッシャーもエッジシヤープニングも簡単な方法で低減可能にする、冒頭に記載した様式のロールスタンドをおよびこのロールスタンドによる圧延方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本願によるロールスタンドにおいて、ワークロールと中間ロールとが、それらの片側の端面のそれぞれ一つにおいて、かつジャーナルとロールジャケット面間で延在している領域内で、ジャーナルの周囲で環状に指向している切込みを備えていること、環状の切込みの領域内におけるロールジャケット外側の輪郭が、中実な全断面を有するロール部分の輪郭の連なりであること、およびワークロールの環状の切込みの形状と大きさが中間ロールの環状の切込みの形状と大きさと異なることによって解決される。
【００１０】
更に、上記課題は、本発明によるロールスタンドを使用して、幅の異なるストリップの圧延を行なう圧延方法において、片側の端面のそれぞれ一つに環状に指向している切込みを備えているワークロールと中間ロールの軸方向の摺動を、被圧延材の上方および下方において常にロールの少なくとも一つがその環状の切込みでもってこの被圧延材のエッジの領域内に存在するように行うことによって解決される。
【００１１】
本発明による他の構成は特許請求の範囲の他の請求項に記載した。
本発明により、ワークロールにおいても、また中間ロールにおいても、これらのロールは片側の端面のそれぞれ一つにおいて環状に指向している切込みを備えており、この場合これらのこの切込みはワークロールおよび中間ロールに関して反対方向に設けられているので、エッジ近傍におけるバックアップロールの支持作用の最適な弱化が達成可能である。何故なら、これらのエッジの領域内において、被圧延材の上方および下方において、環状の切込みにより比較的弱い支持を許容するに過ぎないそれぞれ一つのロール胴端部が存在しているからである。この構成により、ワークロールはそれほど強くストリップを中心にしてベンデイングすることがなく、また幅狭なストリップおよび幅広なストリップの所望の平坦度を得るためのクラウンの範囲も著しく制限される。その際、この効果のためには、切込みが常にストリップと重なり合っている必要はない。従って、ワークロールの軸方向の摺動とワークロールベンデイングと中間ロールベンデイングの調節部材とによりストリップ中央部のための所望の平坦度を達成するのに、ワークロールが基本クラウンを備えているだけで十分である。この基本クラウンは本発明により切込みの領域によって中断されているのではなく、この領域を越えて連続している。
【００１２】
ワークロールおよび／または中間ロールのストリップエッジが整向される作動態様により、付加的にストリップエッジの平面形状と平坦度とが、求めている通りに好都合に制御される。
本発明により環状の切込みは、その形状およびその大きさに関して任意に選択可能であり、従って圧延されるストリップに最適に適合可能である。その際、本発明の有利な構成により、中間ロールのために、その形状およびその大きさに関してワークロールの切込みと異なる環状の切込みを選択することが可能である。
【００１３】
本発明の他の利点、詳細な点および特徴を添付した図面に図示した発明の実施の形態を基として説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１には、二つのワークロール１３ａ，１３ｂ、二つの中間ロール１２ａ，１２ｂ並びに二つのバックアップロール１１ａ，１１ｂを備えている６重式圧延機１０のロール配設が示されている。
ワークロール１３ａ，１３ｂと中間ロール１２ａ，１２ｂは、それぞれ片側の端面のそれぞれ一つにおいて環状に指向している切込み１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを備えており、これらの切込み５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが被圧延材１４の上方および下方においてワークロール１３ａ，１３ｂと中間ロール１２ａ，１２ｂに関して反対方向でそれぞれストリップエッジの領域内に存在するように設けられている。
【００１５】
これにより、上方のロール組にあっては、支持作用はストリップエッジの左側の領域内においてはワークロール１３ａの環状の切込み１５ａにより、ストリップエッジの右側の領域にあっては中間ロール１２ａの環状の切込み１６ａにより低減され、ワークロール１３ａはストリップ１４を中心にして著しくベンデイングされない。
【００１６】
以下の図２から図６において、ダイヤグラムにより、本発明によるロールによりどのような結果が得られるかが明瞭に示されている。このダイヤグラムにあって横座標にはそれぞれ幅／ｍｍが記載されている。図２から図４の縦座標はクラウンがｍｍの単位で、そして図５と図６には圧延力がＫＮ／ｍｍの単位で示されている。
【００１７】
図２において、公知技術による一貫して中実なロールを備えている６重式圧延機の（対称的に示した）ロール間隙形状が二つの異なった幅のストリップに関して記入されている。この場合、ワークロールのクラウンは、０，１４１８ｍｍでもって、幅広のストリップ（幅＝１６００ｍｍ）に関して、長方形のロール間隙形状２０が形成されるように選択されている。これに対して、ワークロールが同じクラウンにあって、幅狭な（幅＝１０００ｍｍ）ストリップの場合、１６２μｍの−０，４９３にワークロールのクラウンを高めることによって補正することが可能であるような−放物線状の欠陥のある平坦度を伴う不満足なロール間隙形状２１が形成される。
【００１８】
図３には、図１による本発明のロール配設による同じストリップ幅と同じロール組にあって、生じる対称的なロール間隙形状が示されている。切込みの領域内において、両ロールは６５ｍｍのジャケット厚みを有しており、これらのロールはこの発明の実施の態様にあっては両ストリップ幅のための切込み底部はストリップエッジと重なる（重なり寸法 ＵＥ＝０）ように互いに摺動されている。この発明の実施の態様の場合、ワークロールのクラウンは０，０４１８であり、この場合も幅広なストリップ（幅＝１６００ｍｍ）に関して長方形のロール間隙形状２２が形成されるように選択されている。しかも、幅狭なストリップ（幅＝１０００ｍｍ）に関しても、なお１５，４μｍに過ぎない不所望な放物線状の欠陥を有する長方形の断面３３のロール間隙プロフイルが達せられるが、この欠陥は中実ロールによる放物線状の欠陥の十分の一よりも僅かであるに過ぎない。この僅かな欠陥は例えばワークロールのベンデイングだけで排除することができる。ワークロールの比較的大きなクラウンを意図する研削を必要としない。
【００１９】
図４においては、幅広なストリップ２４と幅狭なストリップ２５に関するロール間隙が他の発明の実施の態様として示されている。図３による発明の実施の態様におけると同じ制御にあって、ストリップの両幅に関して、切込み底部が１５ｍｍの長さでストリップと交差（重なり寸法 ＵＥ＝１５ｍｍ）するようにワークロールは摺動されている。中間ロールの位置は変わらないままである。ここで図４から、『エッジドロップ』に関してワークロールを適当に摺動させることによりストリップエッジが付加的にどのよう制御されるかが明瞭である。平坦位置に対する有利な作用にとって、ワークロールの切込みのミリメートル単位の正確な位置決めは必要ない。何故なら、中間ロール切込みの位置決めを行なったからしか他の制御可能性が成立しないからである。
【００２０】
従って、エッジ領域に限られる位置決めの自在性は平坦度と平面形状（エッジドロップ）に関してストリップエッジの個別的な制御を許容する。従って、本発明によるロール配設により、ストリップエッジとストリップ中央部における平面形状と平坦度とを互いに無関係にワークロールと中間ロールとを適切に摺動させることにより制御することが可能となる。
【００２１】
図５と図６の他の両ダイヤグラムは、中実ロールが使用されているロールスタンドを備えている公知技術に比した本発明の利点を更に明瞭にしたものである。中間ロール（中実ロール）のロール胴エッジがバックアップロールロール胴内で摺動されることにより、この摺動エッジの領域内で飛躍的に荷重の降下が誘因され、その結果ロール上における不所望な傷が生じる。図５には、このようなロールスタンドのワークロールと中間ロールとの間のロール幅全体にわたる荷重分布が記入されているが、曲線２６の右側端部における急激な荷重降下が明瞭である。
【００２２】
本発明による環状の切込みを備えているロールを使用した場合、摺動エッジの領域内において、『軟らかい』ロール部分がそれに形成された切込みと協働するので、より緩慢な荷重降下が生じる。このことは、図６のダイヤグラムから右方向に緩慢に落込んでいるそこに描かれた曲線２７から認めることができる。この緩慢な荷重降下はロールに対してこれを傷めることのない作用をし、不所望な傷を形成を誘因することがない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によるロールスタンドにより、たとえ圧延されるべきストリップの幅が異なっていても、ストリップのエッジ領域およびエッジ中央領域におけるストリップの平坦度と平面形状の制御が容易に達せられ、更にエッジプレッシャーもエッジシヤープニングも簡単に低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による６重式圧延機の図である。
【図２】公知技術による６重式圧延機のためのロール形状のダイヤグラムである。
【図３】本発明による６重式圧延機のためのロール形状のダイヤグラムである。
【図４】本発明による６重式圧延機のためのロール形状のダイヤグラムである。
【図５】公知技術による６重式圧延機のためのワークロール／中間ロールにおける荷重のダイヤグラムである。
【図６】本発明による６重式圧延機のためのワークロール／中間ロールにおける荷重のダイヤグラムである。
【符号の説明】
１０ ６重式圧延機
１１ａ，１１ｂ バックアップロール
１２ａ，１２ｂ 中間ロール
１３ａ，１３ｂ ワークロール
１４ 被圧延材
１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ 切込み
２０ 長方形ロール間隙
２１ 不満足なロール間隙
２２ 長方形ロール間隙
２３ ロール間隙の長方形の断面
２４ 幅広ストリップ
２５ 幅狭ストリップ
２６ 曲線
２７ 曲線

Claims (4)

1. 中間ロールを介してバックアップロールに支持されているワークロールを備えており、ワークロールおよび／またはバックアップロールおよび／または中間ロールが互いに軸方向に摺動可能であり、かつ少なくともワークロールおよび／または中間ロールがロールの全長にわたって延在して湾曲されているか或いは円筒形の輪郭を備えている様式の、ストリップを圧延するためのロールスタンドにおいて、
   ワークロール（１３ａ，１３ｂ）と中間ロール（１２ａ，１２ｂ）とが、それらの片側の端面のそれぞれ一つにおいて、かつジャーナル（１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ）とロールジャケット面間で延在している領域内で、ジャーナル（１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ）の周囲で環状に指向している切込み（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）を備えていること
   環状の切込み（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）の領域内におけるロールジャケット外側の輪郭が、中実な全断面を有するロール部分の輪郭の連なりであること、
   および
   ワークロール（１３ａ，１３ｂ）の環状の切込み（１５ａ，５ｂ）の形状と大きさが中間ロール（１２ａ，１２ｂ）の環状の切込み（１６ａ，１６ｂ）の形状と大きさと異なることを特徴とするロールスタンド。
2. ワークロール（１３ａ，１３ｂ）と中間ロール（１２ａ，１２ｂ）とが、被圧延材（１４）の両エッジがワークロール（１３ａ，１３ｂ）の環状の切込み（１５ａ，１５ｂ）と中間ロール（１２ａ，１２ｂ）の同様に環状の切込み（１６ａ，１６ｂ）の領域内に存在するように、かつ互いに軸方向で位置ずれして摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロールスタンド。
3. 中間ロールを介してバックアップロールに支持されているワークロールを備えており、ワークロールおよび／またはバックアップロールおよび／または中間ロールが互いに軸方向で摺動可能であり、かつ少なくともワークロールおよび／または中間ロールがロールの全長にわたって延在して湾曲されているか或いは円筒形の輪郭を備えている様式の、ロールスタンド（１０）内で幅の異なるストリップを圧延する方法において、
   片側の端面のそれぞれ一つに環状に指向している切込み（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）を備えているワークロール（１３ａ，１３ｂ）と中間ロール（１２ａ，１２ｂ）の軸方向の摺動を、被圧延材（１４）の上方および下方において常にロール（１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ）の少なくとも一つがその環状の切込み（１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）でもってこの被圧延材（１４）のエッジの領域内に存在するように行うことを特徴とする方法。
4. ワークロール（１３ａ，１３ｂ）の軸方向での摺動距離を中間ロール（１２ａ，１２ｂ）の軸方向での摺動距離に対して異なった長さに設定することを特徴とする請求項３に記載の方法。

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