JP4726707B2 - 圧延機及び圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、クーラントを供給可能なクーラント供給孔を備えたストリップガイドを有する圧延機と、この圧延機を用いた圧延方法とに関するものである。

薄板等の圧延材を圧延する多段圧延機において、圧延材及びワークロールの冷却、圧延効率の向上（潤滑）、防錆、圧延材表面の付着物除去等を目的として、圧延材とワークロールとの間にクーラント（圧延油）を供給することは周知である。また、クーラントの供給のため、ワークロールの入側及び出側に圧延材のロール間巻き込み防止用として設けられるストリップガイドを利用してその内部にクーラント供給路を設け、このクーラント供給路に連通させるようにしてガイド先端部にクーラント供給孔を開口させることも知られている。

本出願人は既に、圧延パスラインに沿って設ける堰によってクーラント供給路をワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画したうえで、これら各ゾーンごとにクーラントの供給量を制御し、圧延材の板幅方向でのクーラント供給量を調整可能とさせる技術を開発し、特許出願している（例えば、特許文献１や特許文献２等参照）。
特開平６−３２８１２０号公報 特開２００１−３０００２号公報

ストリップガイドに設けるクーラント供給路に圧延パスラインに沿った方向で堰を設けると、当然にガイド先端部からはこの堰が存在する箇所でクーラントを供給できないため、圧延材やワークロールにも、堰の厚みに対応してクーラントが供給されないか又は供給量不足となる領域が発生することになる。そのため、例えば、ワークロールに対してはその軸方向のサーマルクラウンが所定のものとは異なることとなり、これが原因して圧延材の板形状に局部伸びが発生することがあった。
なお、ストリップガイドのガイド先端部をワークロールから例えば５０ｍｍほど離せばクーラントがワークロールの軸方向に拡散し、上記したクーラントの非供給領域や供給不足領域を解消できる。しかし、ストリップガイドには板切れ時等に圧延材のロール間への巻き込みを防止する作用が期待されているため、ストリップガイドのガイド先端部をワークロールに可及的に近づけたい（例えば２ｍｍ）との要求があり、ストリップガイドのガイド先端部をワークロールから離すという措置は安易には採用できなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ストリップガイド内に複数の堰で区画され形成されたクーラント供給路を利用してワークロールへ向けたクーラント供給を行うに際し、当該堰の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことを可能とした圧延機及び圧延方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
すなわち、本発明に係る圧延機は、圧延材を圧延するワークロールと、該ワークロールを向くように入側及び出側に設けられたストリップガイドとを備え、該ストリップガイドには、当該ストリップガイドの先端部で開口する複数のクーラント供給孔と該クーラント供給孔へ向けてストリップガイドの基端部から連通するクーラント供給路とが設けられ、該クーラント供給路が圧延パスラインに沿って設けられる堰によってワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画されているものであって、前記ストリップガイドの先端部に関し、入側のストリップガイドに設けられた堰と出側のストリップガイドに設けられた堰とがワークロールの軸方向に位置ズレした配置とされていることを特徴とする。

このように、互いに付き合うストリップガイドの先端部において、入側ストリップガイドの堰と出側ストリップガイドの堰とをワークロールの軸方向に位置ズレさせる構成にすることで、入側ストリップガイドでクーラントを供給できない領域（堰が有る箇所）を出側ストリップガイドから供給されるクーラントでカバーでき、また、出側ストリップガイドでクーラントを供給できない領域（堰が有る箇所）を入側ストリップガイドから供給されるクーラントでカバーできることになる。結果として、圧延材やワークロールにおいて非供給領域や供給不足領域を解消できて、堰の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことができるようになる。そのため、例えば、ワークロールにおける軸方向のサーマルクラウンの不均一を防止でき、これを原因とした圧延材の局部伸びも防止できるようになる。

また、本発明に係る圧延機は、圧延材を圧延するワークロールと、該ワークロールを向くように入側及び出側に設けられたストリップガイドとを備え、該ストリップガイドには、当該ストリップガイドの先端部で開口する複数のクーラント供給孔と該クーラント供給孔へ向けてストリップガイドの基端部から連通するクーラント供給路とが設けられ、該クーラント供給路が圧延パスラインに沿って設けられる堰によってワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画されているものであって、前記入側と出側とに配置されるストリップガイドのうち少なくとも一方に対し、当該ストリップガイドをワークロールの軸方向に沿った往復移動させるシフト駆動手段が設けられ、前記シフト駆動手段の作動により、前記ストリップガイドの先端部に関し、入側のストリップガイドに設けられた堰と出側のストリップガイドに設けられた堰とが、ワークロールの軸方向に位置ズレした配置を維持可能となっていることを特徴とする。

このように、少なくとも一方のストリップガイドをシフト駆動手段によってワークロールの軸方向（圧延パスラインに直交する方向）に往復移動させるようにすると、入側ストリップガイドでクーラントを供給できない領域（堰が有る箇所）を出側ストリップガイドから供給するクーラントでカバーでき、また出側ストリップガイドでクーラントを供給できない領域（堰が有る箇所）を入側ストリップガイドから供給するクーラントでカバーできることになる。結果として、圧延材やワークロールにおいて非供給領域や供給不足領域を解消でき、堰の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことができるようになる。そのため、例えば、ワークロールにおける軸方向のサーマルクラウンの不均一を防止でき、これを原因とした圧延材の局部伸びも防止できるものである。

なおシフト駆動手段を作動させる状況下において、入側ストリップガイドの堰と出側ストリップガイドの堰とが互いに位置ズレする状態が維持されればよいのであって、シフト駆動手段を作動させない状態（圧延をしていない状態）では言うまでもなく、入側ストリップガイドの堰と出側ストリップガイドの堰とが互いに一致していても何ら問題はない。
なお、前記シフト駆動手段が入側と出側とに配置されるストリップガイドの両方に対して設けられている構成とすることは非常に好ましい。
一方、本発明に係る圧延方法は、圧延材を圧延するワークロールと、該ワークロールを向くように入側及び出側に設けられたストリップガイドとを備え、該ストリップガイドには、当該ストリップガイドの先端部で開口する複数のクーラント供給孔と該クーラント供給孔へ向けてストリップガイドの基端部から連通するクーラント供給路とが設けられ、該クーラント供給路が圧延パスラインに沿って設けられる堰によってワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画されてなる圧延機を用いて行う際に用いるものであって、前記堰同士がワークロールの軸方向に位置ズレする関係が維持されるように前記ストリップガイドをワークロールの軸方向に沿って往復移動させながら、クーラント供給孔からワークロールへ向けてクーラントを供給しつつ、圧延材の圧延を行うことを特徴とする。

このように、ストリップガイドをワークロールの軸方向に往復移動させることで、クーラントの供給領域をワークロールの軸方向に拡散でき、圧延材やワークロールにおいて非供給領域や供給不足領域を解消でき、堰の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことができるようになる。
なお好ましくは、前記ストリップガイドの先端部において、入側のストリップガイドに設けられた堰と出側のストリップガイドに設けられた堰とが、ワークロールの軸方向に位置ズレした関係を維持できるようなストリップガイドのシフト量を設定し、前記シフト量に基づき、前記ストリップガイドをワークロールの軸方向に沿って往復移動させるとよい。

本発明に係る圧延機及び圧延方法を用いることで、ストリップガイド内に複数の堰で区画され形成されたクーラント供給路を利用してワークロールへ向けたクーラント供給を行うに際し、当該堰の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
［第１実施形態］
図１〜図６は本発明に係る圧延機の第１実施形態を示している。
図２に示すように、第１実施形態の圧延機１は薄鋼板などを製造するために圧延材３を冷間で圧延する多段圧延機であり、上下一対で配置されたワークロール４，４を有している。各ワークロール４，４は、それぞれ複数（２つ）の中間ロール５，５でバックアップされ、中間ロール５，５は複数（３つ）のバックアップロール６，６，６でバックアップされている。さらに、ワークロール４の入側及び出側には、ストリップガイド装置７が設けられている。

ストリップガイド装置７は、圧延パスラインＰに沿って圧延材３を円滑に案内し、また圧延材３のロール間巻き込みを防止するためのものであって、ワークロール４のロール軸方向で所定幅を有した板状のストリップガイド８を有している。ストリップガイド８は圧延パスラインＰを挟んで上下一対、且つワークロール４の入側及び出側、言い換えれば圧延機１の入側及び出側のそれぞれに設けられている。各ストリップガイド８はそのガイド先端部をワークロール４へ向け、ワークロール４の近傍（例えば２ｍｍにする）でその外周面に沿うように配置されている。

ストリップガイド装置７は、上下のストリップガイド８におけるガイド先端部の開度（上下間隔）を可変にする開度調節手段や、ストリップガイド８のガイド先端部をワークロール４に対して近接又は離反可能にする前後位置調整手段を有しており、ワークロール４を外径の異なるものに交換した場合のミルハウジングの上下動に応じた各種位置調整が可能となっている。
以降、実施形態の説明にあたり、図１において左側に配置されたストリップガイド８を入側ストリップガイド８、右側に配置されたストリップガイド８を出側ストリップガイド８と呼ぶ。

図１，図３に示すように、入側及び出側ストリップガイド８には、そのガイド先端部で開口する複数のクーラント供給孔１２が設けられ、このクーラント供給孔１２へ向けてガイド基端部から連通するクーラント供給路１３が設けられている。このクーラント供給路１３は、圧延パスラインＰに沿って設けられる堰１４によってワークロール４の軸方向で複数ゾーンに区画されている。本実施形態では３本の堰１４によって１３Ａ〜１３Ｄの４つのゾーンが形成されている。各ゾーン１３Ａ〜１３Ｄは断面がそれぞれ略長方形状とされている。ゆえに、ストリップガイド８のガイド先端部において、開口するクーラント供給孔１２は実質的に複数（４つ）の略長方形開口として区画された状態となっていて、隣り合うクーラント供給孔１２間には、堰１４が存在するものとなっている。

図２に示すように、ストリップガイド８のクーラント供給路１３には、全てのゾーン１３Ａ〜１３Ｄに対して各別にクーラント供給支管１５が接続されており、各クーラント供給支管１５にはそれぞれゾーン流量設定弁１６が設けられている。また全てのクーラント供給支管１５は元管１７にまとめられ、この元管１７には基本流量制御弁１８が設けられている。
このような構成を有しているため、各ストリップガイド８のクーラント供給路１３及びクーラント供給孔１２を介して、ガイド先端部から圧延中のワークロール４へ向けてクーラント（圧延油）を供給可能であり、このとき基本流量制御弁１８を開度調整することでクーラントの基本流量を設定し、また個々のゾーン流用設定弁１６を開度調整することで各ゾーン１３Ａ〜１３Ｄごとのクーラント供給量をバランス制御して、圧延材３の板幅方向でのクーラント供給量を調整することができるようになっている。

さらに、本実施形態においては、入側ストリップガイド８と出側ストリップガイド８との相互間において、対向するガイド先端部で、クーラント供給孔１２間に存在する堰１４同士がワークロール４の軸方向（幅方向）に位置ズレした配置とされている。
上記のような堰１４の配置は、入側ストリップガイド８において、クーラント供給路１３の一方隅のゾーン１３Ａで開口幅を幅方向に広げ、反対に他方隅のゾーン１３Ｄで開口幅をロール幅方向に狭めるようにし、これらの間に挟まれるゾーン１３Ｂ及び１３Ｃをクランク状に中折れ通路とし、更に、出側ストリップガイド８において、クーラント供給路１３の一方隅のゾーン１３Ａで開口幅を幅方向に狭め、反対に他方隅のゾーン１３Ｄで開口幅をロール幅方向に広げるようにし、これらの間に挟まれるゾーン１３Ｂ及び１３Ｃをクランク状に中折れ通路とすることで実現されている。

このようにすることで、対面する堰１４同士がオーバラップせず、入側ストリップガイド８で堰１４が存在しクーラントを供給できない領域に、出側ストリップガイド８のクーラント供給孔１２が存在するようになって、出側ストリップガイド８からクーラントが供給可能となる。同様に、出側ストリップガイド８でクーラントを供給できない領域に、入側ストリップガイド８からクーラントを供給できることになる。
なお、本実施形態の場合、各ストリップガイド８をワークロール４の軸方向に沿って往復移動させるためのシフト駆動手段２０が、入側・出側，上・下の４つのストリップガイド８の各々に設けられているが、上下のストリップガイド８においては、幅方向に同期して往復移動することが好ましい。

図４,図５に示すように、このシフト駆動手段２０は、ワークロール４の軸方向に沿って架設されたレール部材２１等によってストリップガイド８を前記軸方向に移動自在に保持しておき、ストリップガイド８の基部に設けたブラケット２２に対し、流体圧シリンダ等のアクチュエータ２３によって往復駆動を付与するようにしたものである。
レール部材２１は、圧延パスラインＰの左右両側に設けられたミルハウジングコラム部２５からブラケット２６を介してこれらミルハウジングコラム部２５間を架け渡すように設けられている。

また、図５に示すように、レール部材２１とスライドガイド８の基部との保持部分にはスライドブシュ等のスライド抵抗軽減手段２７を設けておくのが好適となる。なお、アクチュエータ２３は、送りネジ機構やクランク機構をモータ駆動させるような構造に置換することもできる。
このシフト駆動手段２０は、入側及び出側ストリップガイド８のクーラント供給孔１２間で、互いの堰１４同士がワークロール４の軸方向に位置ズレした配置を維持できるように、当該圧延機１の制御装置により制御される。

次に、本実施形態に係る圧延機１により圧延材３を圧延する場合を説明する。
圧延材３の圧延を行う際には、まず、元管１７の基本流量制御弁１８を所定開度にすると共に各クーラント供給支管１５のゾーン流量設定弁１６を開度調整して、入側及び出側ストリップガイド８において、クーラント供給路１３及びガイド先端部のクーラント供給孔１２を介して各ゾーン１３Ａ〜１３Ｄごとに適正量のクーラントを供給開始させる。
この状態で入側及び出側の両ストリップガイド８に設けられたシフト駆動手段２０を作動させ、それぞれのストリップガイド８をワークロール４の軸方向に沿って往復移動させる。このとき、入側及び出側ストリップガイド８のクーラント供給孔１２間で、互いの堰１４同士がワークロール４の軸方向に位置ズレする関係が維持されるように、両ストリップガイド８のシフト量を制御する。

このようにしつつ上下のワークロール４間へ圧延材３を通し、圧延を開始させることで、ワークロール４及び圧延材３に対してその入側と出側との双方からクーラントが供給される。この際、入側ストリップガイド８で堰１４が存在する箇所へは、出側ストリップガイド８からクーラントが供給され、出側ストリップガイド８で堰１４が存在する箇所へは、入側ストリップガイド８からクーラントが供給されることになる。しかもクーラントの供給領域はワークロール４の軸方向に拡散されている。
図６（Ａ）は従来のやり方で圧延を行った際における圧延材の局所伸び分布を示したものである。この場合は、入側及び出側ストリップガイド８間で、相互に対向する堰１４同士がワークロール４の軸方向で一致し、且つ、いずれのストリップガイド８もワークロール４の軸方向に沿った往復移動をさせないものとなっている。

一方、図６（Ｂ）は、本実施形態に係る圧延機及び圧延方法で圧延を行った場合で、入側及び出側ストリップガイド８間で、相互に対向する堰１４同士がワークロール４の軸方向で位置ズレし、且つ両ストリップガイド８をワークロール４の軸方向に沿って往復移動させたものである。
両図から明らかなように、従来の圧延方法で発生していた圧延材３の板幅方向における局部伸び（矢符Ｘ、Ｙ、Ｚ）が、本発明の圧延方法を実施することで解消されていることが明らかである。これにより、堰１４の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことができ、ワークロール４における軸方向のサーマルクラウンの不均一を防止できているものと考察できる。

なお、一方のストリップガイド８からのみクーラントが供給される場合（片側噴射の場合）においては、クーラントを噴射するストリップガイド８をシフト駆動手段２０により幅方向に往復シフトさせることが必須となる。入側及び出側の両ストリップガイド８からクーラントが供給される場合（両側噴射の場合）においては、各ストリップガイド８をシフト駆動手段２０により幅方向に往復シフトさせることは必須ではないが、非常に好ましいものとなる。
［第２実施形態］
図７は、本発明に係る圧延機の第２実施形態を示したものである。

第２実施形態は、出側ストリップガイド８のみに、ストリップガイド８をワークロール４の軸方向に沿って往復移動させるためのシフト駆動手段２０を設けたものである。
従って、この圧延機１を用いた圧延方法では、出側ストリップガイド８に対して設けられたシフト駆動手段２０だけを作動させながらクーラントを供給することになる。なお、クーラントの片側供給の場合、幅方向にシフト可能な出側ストリップガイド８から供給することが必須となる。
圧延機１におけるその他の構成をはじめとしてシフト駆動手段２０を作動させることに関する圧延方法の詳細、その作用効果等に関しては、第１実施形態と略同様であるため、ここでの詳細説明は省略する。

なお、ストリップガイド８を入側ストリップガイド８に設けるようにしてもよい。
［第３実施形態］
図８は、本発明に係る圧延機の第３実施形態を示したものである。
第３実施形態の入側及び出側ストリップガイド８は、第１実施形態の入側及び出側ストリップガイド８と略同一であるが、入側及び出側ストリップガイド８のいずれにもシフト駆動手段２０は設けられていない点で、第１実施形態とは大きく異なっている。従って、この圧延機１を用いた圧延方法では、いずれのストリップガイド８も停止させたままクーラントを両方のストリップガイド８，８から供給することになる（両側噴射）。

しかしながら、このような圧延機１であっても、対面するガイド先端部における堰１４が位置ズレしオーバラップしていないため、圧延材３やワークロール４において、クーラントの非供給領域や供給不足領域は解消され、堰１４の部分に起因するクーラントの供給むらを無くすことが可能となる。
圧延機１におけるその他の構成は第１実施形態と略同様であるため、ここでの詳細説明は省略する。
［第４実施形態］
図９は、本発明に係る圧延機の第４実施形態を示したものである。

第４実施形態では、入側及び出側ストリップガイド８をワークロール４の軸方向に沿って往復移動させるためのシフト駆動手段２０が設けられている点では第１実施形態と同じであるが、これらシフト駆動手段２０を作動させない状況下にあって、入側と出側とに分かれて配置されるストリップガイド８間で、相互に対向するクーラント供給孔１２の堰１４同士はワークロール４の軸方向で一致したものとなっている。
この圧延機１を用いた圧延方法では、一方又は両方のシフト駆動手段２０を作動させながらクーラントを片側若しくは両側供給するものとし、このとき、入側及び出側ストリップガイド８のクーラント供給孔１２間で、互いの堰１４同士がワークロール４の軸方向に位置ズレする関係が維持されるように、両ストリップガイド８のシフト量を制御する。このようにすることで、結果として第１実施形態と同じ作用効果を得ることができる。

圧延機１におけるその他の構成をはじめとしてシフト駆動手段２０を作動させることに関する圧延方法の詳細、その作用効果等に関しては、第１実施形態と略同様であるためここでの詳細説明は省略する。
なお更に、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
ストリップガイド８に設けられたクーラント供給路１３は４つのゾーン１３Ａ〜１３Ｄに区画された場合を例示しているが、これに限定されない。各ゾーン１３Ａ〜１３Ｄの通路開口形状も特に限定されるものではない。

また、各実施形態（図１，図７〜図９）において、図の左側にあるストリップガイド８を入側ストリップガイド８、右側にあるストリップガイド８を出側ストリップガイド８として説明をしたが、これに限定されるものではない。左側にあるストリップガイド８が出側ストリップガイド８、右側にあるストリップガイド８が入側ストリップガイド８であっても何ら問題はない。

本発明に係る圧延機の第１実施形態を示す要部平面図である。 圧延機全体の概要を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図１のＢ−Ｂ線矢視拡大図である。 図４のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明に係る圧延機及び圧延方法の実施により圧延材の局部伸びが防止されたことを説明した図である。 本発明に係る圧延機の第２実施形態を示す要部平面図である。 本発明に係る圧延機の第３実施形態を示す要部平面図である。 本発明に係る圧延機の第４実施形態を示す要部平面図である。

符号の説明

１ 圧延機
３ 圧延材
４ ワークロール
８ ストリップガイド
１２ クーラント供給孔
１３ クーラント供給路
１４ 堰
２０ シフト駆動手段
Ｐ 圧延パスライン

Claims (5)

1. 圧延材を圧延するワークロールと、該ワークロールを向くように入側及び出側に設けられたストリップガイドとを備え、該ストリップガイドには、当該ストリップガイドの先端部で開口する複数のクーラント供給孔と該クーラント供給孔へ向けてストリップガイドの基端部から連通するクーラント供給路とが設けられ、該クーラント供給路が圧延パスラインに沿って設けられる堰によってワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画されている圧延機において、
   前記ストリップガイドの先端部に関し、入側のストリップガイドに設けられた堰と出側のストリップガイドに設けられた堰とがワークロールの軸方向に位置ズレした配置とされていることを特徴とする圧延機。
2. 圧延材を圧延するワークロールと、該ワークロールを向くように入側及び出側に設けられたストリップガイドとを備え、該ストリップガイドには、当該ストリップガイドの先端部で開口する複数のクーラント供給孔と該クーラント供給孔へ向けてストリップガイドの基端部から連通するクーラント供給路とが設けられ、該クーラント供給路が圧延パスラインに沿って設けられる堰によってワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画されている圧延機において、
   前記入側と出側とに配置されるストリップガイドのうち少なくとも一方に対し、当該ストリップガイドをワークロールの軸方向に沿った往復移動させるシフト駆動手段が設けられ、
   前記シフト駆動手段の作動により、前記ストリップガイドの先端部に関し、入側のストリップガイドに設けられた堰と出側のストリップガイドに設けられた堰とが、ワークロールの軸方向に位置ズレした配置を維持可能となっていることを特徴とする圧延機。
3. 前記シフト駆動手段が入側と出側とに配置されるストリップガイドの両方に対して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の圧延機。
4. 圧延材を圧延するワークロールと、該ワークロールを向くように入側及び出側に設けられたストリップガイドとを備え、該ストリップガイドには、当該ストリップガイドの先端部で開口する複数のクーラント供給孔と該クーラント供給孔へ向けてストリップガイドの
   基端部から連通するクーラント供給路とが設けられ、該クーラント供給路が圧延パスラインに沿って設けられる堰によってワークロールの軸方向で複数ゾーンに区画されてなる圧延機を用いて行う圧延方法において、
   前記堰同士がワークロールの軸方向に位置ズレする関係が維持されるように前記ストリップガイドをワークロールの軸方向に沿って往復移動させながら、クーラント供給孔からワークロールへ向けてクーラントを供給しつつ、圧延材の圧延を行うことを特徴とする圧延方法。
5. 前記ストリップガイドの先端部において、入側のストリップガイドに設けられた堰と出側のストリップガイドに設けられた堰とが、ワークロールの軸方向に位置ズレした関係を維持できるようなストリップガイドのシフト量を設定し、
   前記シフト量に基づき、前記ストリップガイドをワークロールの軸方向に沿って往復移動させることを特徴とする請求項４に記載の圧延方法。

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