JP4608354B2 - 厚鋼板のスキンパス圧延機およびスキンパス圧延方法 - Google Patents

Description

この発明は、厚鋼板のスキンパス圧延機およびスキンパス圧延方法に関する。

従来、鉄鋼製造に用いられる圧延機のハウジングは、単純に圧延反力や張力に耐えられるだけでなく、鋼材の噛込みや尻抜け時の衝撃荷重に対しても十分な疲労強度を持つように設計されている。図３は、上記荷重条件のもとで設計された従来のハウジング６を備えた圧延機５の一例を示している。ハウジング６は高い強度を得るために、鋳鋼で一体成形されている。この結果、従来のハウジング６は質量が大きく、製造コストが高いという問題があった。

上記一体型ハウジングの問題を解決するものとして、溶接構造の組立型ハウジングがある。この溶接構造組立型ハウジングは、通常のホットや厚板の熱間圧延機のような衝撃の大きい圧延には耐えられず、局部的な応力集中で破損してしまう。このため圧延荷重数十ＭＮを超えるような大型圧延機には使用されず、噛込み荷重や圧延荷重の小さい小型形鋼や棒鋼、線材の圧延機に使われることがあった。
（特開平５−６９０１０号公報、段落［０００８］、図１および２）

この発明は、厚鋼板用の廉価なスキンパス圧延機およびこの圧延機を用いたスキンパス圧延方法を提供することを課題としている。

この発明の厚鋼板のスキンパス圧延機は、圧延反力の測定値に基づいて圧延反力を調整する圧下機構を備えたスキンパス圧延機において、直方体状箱型の下フレームと、圧延方向に延びる一対の縦部材及び圧延方向に直角に延びる一対の横部材とからなる四角形状の上フレームと、前記下フレームの４隅のそれぞれから垂直に延び前記上フレームを支える中空角柱と、前記縦部材の端部及び中空角柱のそれぞれを貫通し上下の端部にそれぞれねじ部を有するタイロッドとからなるハウジングを備え、前記タイロッドに最大圧延荷重に見合うだけの引張り側ストレスを与えるとともに、前記中空角柱に前記最大圧延荷重に見合うだけの圧縮側ストレスを与えるように前記ねじ部にはめ合うナットで前記タイロッドが締め付けられていることを特徴としている。

上記スキンパス圧延機において、前記上フレーム、下フレーム及び４本の中空角柱がそれぞれ厚鋼板の溶接構造とすることが好ましい。

この発明の厚鋼板のスキンパス圧延方法は、請求項１又は請求項２記載のスキンパス圧延機を用い、ワークロールを開放した状態で厚鋼板を搬送し、該厚鋼板の先端部がワークロールの直下に来ると搬送を一旦停止し、開放していた前記ワークロールを圧下してスキンパス圧延を行い、厚鋼板の後端に近づいたらワークロールを開放して圧延を終了することを特徴としている。

この発明の他の厚板のスキンパス圧延方法は、請求項１又は請求項２記載のスキンパス圧延機を用い、圧延開始時に移動中の厚鋼板の先端部に０．１ ％ 以下の軽圧下率でワークロールを厚鋼板に接触させ、その後に所定の圧下率まで圧下率を漸増してスキンパス圧延を行い、厚鋼板の後端に近づいたらワークロールを開放して圧延を終了することを特徴としている。

この発明のスキンパス圧延機は、圧延反力を測定するロードセルと圧延反力を調整する圧下機構とを備えているので、これら装置により圧延機に衝撃荷重を与えることなく厚鋼板のスキンパス圧延が可能となる。この結果、上フレームと下フレームを４本の中空角柱とタイロッドで締結したハウジング構造とすることができるので、一体鋳造または鍛造したハウジングの圧延機よりもコストを大幅に低減することができる。また、ハウジングを溶接構造とすることにより、圧延機の質量およびコストを更に低減することができる。例えば、従来の鋳鋼製ハウジングに比べて質量は約６５％、トン当たり製造コストは９０％以下、ハウジング全体として製造コストは６０％以下となる。

さらに、タイロッドに最大圧延荷重に見合うだけの引張り側ストレスを与えるとともに、中空角柱に最大圧延荷重に見合うだけの圧縮側ストレスを与えるようにタイロッドが締め付けられている。これにより、圧延荷重が柱部材に負荷されたときに、中空角柱とタイロッドが一体となって剛性を発揮する。

図１および図２はこの発明の最良の１形態を示している。図１はスキンパス圧延機の概略側面図であり、図２は上記圧延機のハウジングを模式的に示す斜視図である。以下、スキンパス圧延機が分割バックアップロールを備えた知能型板圧延機（例えば、特許文献１参照）であるとして説明する。なお、参照符号中のＴは上部、Ｂは下部、Ｅは入側、Ｄは出側またはドライブサイド、Ｗはワークサイドを示している。

スキンパス圧延機１は、主としてハウジング１０、上下キャリッジ３６T、３６B、上下ワークロール３９T、３９B、上下バックアップロール４２T、４２Bおよび圧下装置４６とから構成されている。なお、図１は上下ワークロール３９T、３９Bのロール間隙が開いた状態を示している。

ハウジング１０は、上フレーム１２T、下フレーム１２Bおよび柱部材２４を備えている。上フレーム１２Tは、圧延方向に延びる上ドライブサイド縦部材１４TD、上ワークサイド縦部材１４TW、圧延方向と直角に延びる上入側横部材２０TEおよび上出側横部材２０TDからなっている。下フレーム１２Bは箱型フレーム２２からなっている。これら縦部材１４、横部材２０および箱型フレーム２２はいずれも、鋼板を溶接して直方体フレーム状に形成されている。柱部材２４は、４枚の縦長の鋼板２６を溶接接合して形成された中空角柱２５ED、DD、EW、DWからなっている。中空角柱２５ED、DD、EW、DWの内周面に、柱高さ方向に間隔をおいて複数の補強ダイヤフラム２７が溶接されている。

上記ドライブサイドおよびワークサイドの上縦部材１４TD、１４TWは、これらの入出側でそれぞれ上入側横部材２０TEおよび上出側横部材２０TDで溶接接合により連結されている。ドライブサイドおよびワークサイドの下縦部材１４BD、１４BWは、箱型フレーム２２の側面に溶接接合されている。これにより、長方形の上、下フレーム１２T、１２Bがそれぞれ形成されている。

ドライブサイドにおいて、上下縦部材１４TD、１４BDが入側および出側でそれぞれ、上下縦部材１４TD、１４BDの軸孔１５および中空角柱２５ED、２５DDをタイロッド３０が貫通している。上下縦部材１４TD、１４BDは上下に間隔をおいて配置され、タイロッド３０の上下端部に形成されたねじ部３１にはめ合ったナット３２により締結されている。同様に、ワークサイドの上下縦部材１４TW、１４BWもタイロッド３０およびナット３２により締結されている。また、ドライブサイドおよびワークサイドの下縦部材１４BD、１４BWの底部は、共通の基盤１８に溶接されている。これにより、立方体または直方体フレーム状のハウジング１０を形成している。即ち、上フレーム１２Tと下フレーム１２Bは柱部材２４で接続されて、ハウジング全体を構成するが、このときタイロッド３０に最大圧延荷重に見合うだけの引張り側ストレス、中空角柱２５に同様の圧縮側ストレスを与えるようにタイロッド３０を締め付けて、圧延荷重が柱部材２４に負荷されたときに、中空角柱２５とタイロッド３０が一体となって剛性を発揮するようにする。

ハウジング１０内には、上キャリッジ３６Tが昇降可能に、下キャリッジ３６Bが固定して設けられている。上キャリッジ３６Tは、上バックアップロール４２Tを保持する上バックアップロールフレーム４３Tが設けられている。同様に、下キャリッジ３６Bは下バックアップロール４２Bを保持する下バックアップロールフレーム４３Bが設けられている。これら上下キャリッジ３６T、３６Bの間に上ワークロール３９Tを保持する上ワークロールチョック４０Tと下ワークロール３９Bを保持する下ワークロールチョック４０Bが配置されている。なお、上バックアップロール４２Tには、圧下装置、圧延荷重測定装置および圧下位置測定装置（いずれも図示しない）がバックアップロール１個ごとに独立して設けられている。また、上下バックアップロール４２T、４２Bは、ロール軸方向に３以上、３０以下に分割された分割バックアップロールであり、出入口で千鳥配置となってワークロール３９Tをそれぞれ支持している。

圧下装置４６は、上縦部材１４TD、１４TWに保持ブロック４７を介して固定されている。圧下装置４６は、ロードセル４８、上キャリッジ３６Tおよび上バックアップロール４２Tを介して、ワークロール３９Tに圧下力を加える。下キャリッジ３６Bは、ハウジング１０に固定されている。

ここで、上記のように構成されたスキンパス圧延機を用いたスキンパス圧延方法について説明する。先ず、ワークロール３９T、３９Bを開放した状態で被圧延材を搬送し、被圧延材の先端部がワークロール３９T、３９Bの直下に来ると搬送を一旦停止する。そして、開放していたワークロール３９T、３９Bを圧下してロードセルと圧延反力調整可能な圧下装置とにより適当な圧延反力を発生させたのち、ワークロール３９T、３９Bを回転してスキンパス圧延を行う。このときの圧下率は、例えば０．１〜０．３％である。こうすることにより、従来の予め適当な圧下を与えて空転しているワークロールに被圧延材を搬送して先端から圧延する噛込み圧延により発生する衝撃的な圧延反力や振動を圧延機に与えることなく厚鋼板のスキンパス圧延が可能となる。厚鋼板の後端に近づいたらワークロール３９T、３９Bを停止し、圧下を上げて厚鋼板を搬送し、圧延を終了する。このように厚鋼板の先端部および後端部の衝撃を防止することにより、圧延機に衝撃荷重をまったく与えることなく厚鋼板のスキンパス圧延が可能となる。圧延しなかった厚鋼板の先端部および後端部は、クロップとして後工程で切断する。

圧延開始時に移動中の被圧延材の先端部に軽圧下率でワークロール３９T、３９Bを鋼板に接触させ、引き続いて所定の圧下率まで圧下率を漸増することも可能である。軽圧下率は、例えば０．１％以下である。これにより、ハウジング１０に加わる衝撃荷重が緩和される。

この発明は上記形態に限られるものではない。例えば、スキンパス圧延機は知能型板圧延機に代えて２段または３段以上の板圧延機であってもよい。上フレーム１２Tの角部下面と中空角柱２５ED、DD、EW、DWの上端とを、また下フレーム１２Bの角部上面と中空角柱２５ED、DD、EW、DWの下端とをそれぞれ溶接接合して、両フレーム１２T、１２Bを連結してもよい。

この発明の最良の１形態を示すもので、スキンパス圧延機の概略側面図である。 この発明のハウジングの一例を模式的に示す斜視図である。 従来の圧延機の概略側面図である。

符号の説明

１ 本発明のスキンパス圧延機 ３ 従来のスキンパス圧延機
１０ ハウジング １２ 上、下フレーム
１４ 縦部材 １８ 基盤
２０ 横部材 ２４ 柱部材
２５ 中空角柱 ３０ タイロッド
３２ ナット ３６ キャリッジ
３９ ワークロール ４０ ワークロールチョック
４２ バックアップロール ４３ バックアップフレーム
４６ 圧下装置 ４８ ロードセル

Claims (4)

1. 圧延反力の測定値に基づいて圧延反力を調整する圧下機構を備えたスキンパス圧延機において、直方体状箱型の下フレームと、圧延方向に延びる一対の縦部材及び圧延方向に直角に延びる一対の横部材とからなる四角形状の上フレームと、前記下フレームの４隅のそれぞれから垂直に延び前記上フレームを支える中空角柱と、前記縦部材の端部及び中空角柱のそれぞれを貫通し上下の端部にそれぞれねじ部を有するタイロッドとからなるハウジングを備え、前記タイロッドに最大圧延荷重に見合うだけの引張り側ストレスを与えるとともに、前記中空角柱に前記最大圧延荷重に見合うだけの圧縮側ストレスを与えるように前記ねじ部にはめ合うナットで前記タイロッドが締め付けられていることを特徴とする厚鋼板のスキンパス圧延機。
2. 前記上フレーム、下フレーム及び４本の中空角柱がそれぞれ厚鋼板の溶接構造からなることを特徴とする請求項１記載の厚鋼板のスキンパス圧延機。
3. 請求項１又は請求項２記載のスキンパス圧延機を用い、ワークロールを開放した状態で厚鋼板を搬送し、該厚鋼板の先端部がワークロールの直下に来ると搬送を一旦停止し、開放していた前記ワークロールを圧下してスキンパス圧延を行い、厚鋼板の後端に近づいたらワークロールを開放して圧延を終了することを特徴とする厚鋼板のスキンパス圧延方法。
4. 請求項１又は請求項２記載のスキンパス圧延機を用い、圧延開始時に移動中の厚鋼板の先端部に０．１％以下の軽圧下率でワークロールを厚鋼板に接触させ、その後に所定の圧下率まで圧下率を漸増してスキンパス圧延を行い、厚鋼板の後端に近づいたらワークロールを開放して圧延を終了することを特徴とする厚鋼板のスキンパス圧延方法。

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