JP4778596B2 - 平坦度を制御するためのロール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転するロールジャケットを備え、このロールジャケットの曲げ剛性を制御するための手段が上記ロールジャケット内に設けられている様式の、ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延工程において、圧延力は偏平な材料、例えば金属帯状材料（ストリップ）、の上に載るワークロールにより形成され、その際この圧延力はロールの全長にわたって可能な限り一様に配分されなければならない。即ち、ロールの周面とストリップとの間の接触線は真っ直ぐに経過するのでなければならない。この直線性は圧延製品によって妨げられ、このことはロールの著しく圧延荷重が加わる帯域とロールのクラウンにおいて顕著に認められる。
【０００３】
これを回避するために、一般にはワークロールの上方にバックアップロールが設けられるが、これらのバックアップロールは十分な曲げ剛性を有していなければならない。更に、ロールのクラウンを阻止するために、液圧機構を介してロールのクラウンと、それぞれの場合にあっては支持幅を変える、多数のシステムが知られている。これらのシステムにあっては、ロールのクラウンが、そして場合によってはロール胴に沿った外部荷重に対するロールの可撓性も、油圧クッションおよび／または液圧により作動される支持シユーにより制御され、圧延条件に適合される。この場合不利なことは、部分的に極めて経費を要する高圧−液圧機構を必要とし、また液圧油の圧延油或いは圧延エマルジョン内への侵入により、それらの汚化を誘起する封隙性の欠陥の問題が生じることである。更に、使用領域が構造高さによって制限され、従ってこのシステムは現在では専らバックアップロールとし使用されている。
【０００４】
ストリップを圧延する際に平坦度および形状を制御するために、更に、摺動可能なロールを備えている多数のシステムが公知である。これらのシステムにあっては、少なくとも二つのロールが部分的に摺動されることによりロール間の荷重分布を調節することが可能であるか、或いはロール間隙を制御することが可能である。ＣＶＣ−方法は、適当に輪郭を形成されたロールを互いに反対方向に摺動させることにより、ロールのクウンに対して対応することを提案している。
【０００５】
更に、バックアップロールとしてジャケット付ロールを使用し、これらのジャケット付ロールは内部が空洞になっているにもかかわらず高い曲げ剛性を示す。この目的のためドイツ連邦共和国特許出願第１９６ ３７ ５８４．３号においては、ジャケット付ロールの曲げを内部に存在している滑動支承部により補償することが提案されている。この滑動支承部は、例えば間隔を調節可能にかつ間隔固定可能に設けられている担持軸もしくは単なる軸上に支承される滑動支承部である。これらの滑動支承部は油膜支承部として形成されている。しかし、内部に存在している支承部半割り体とバックアップロールジャケット間の補償帯域がその都度の支承部幅、支承部の数および支承部の配設によって予め定っていることは欠点である。従って、このシステムにあっては、簡単に平坦度の制御を行う制御部材の使用は欠かせない。
【０００６】
米国特許第４，４０７，１５１号も、ジャケット付ロールの曲げ剛性を制御するための可能性として、中空空域内に支持手段を設けることを提案している。例えば軸上に設けられる担持板をロール長さ上の問題となっている位置に設けなければならない。これらの担持板自体はロールの中空空域に沿って圧力により摺動される。更に、ロールジャケットに遊びに対する適合性を有する軸を組込むことも提案されている。加工されるべき偏平材料への適合は、二つのバックアップロールのそれぞれの軸を摺動させることによって達せられる。
【０００７】
【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、圧延条件の変更、特に板幅の変更への容易なかつ迅速な適合を可能にする曲げ剛性なロールを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明により、上記手段がただ一つの回転体の様式の滑動支承部であり、この回転体が回転の下に調節可能でありかつロールジャケットの荷重を受ける帯域に相当する荷重受け面が回転対称的な物体のジャッケット面の一部分であるように形成されており、上記ジャッケット面の境界部が正弦曲線状に形成されていて、これにより縁部相互の間隔が回転体の周面全体にわたって増大しかつ低減するよう変化可能に構成されていること、回転体がその荷重受け面の領域内において滴状の縁部形態を有する切欠き部を備えており、この場合回転体内部内の切欠き部の輪郭がそれぞれ任意の形状で成形可能であること、回転体が荷重受け面に連なっていてかつ斜めに切込まれている縁部領域を有しており、この縁部領域の周面が切頭円錐形に端部方向に縮小していること、および回転体が、ワークロール上で回転運動する中空に形成されたロールジャケットの内部に設けられていることによって解決される。
【０００９】
本発明により、回転するロールジャケットを有し、このロールジャケット内にこのロールジャケットの曲げ剛性を制御するための回転体の様式の滑動支承部を備えているロールが提案されている。この回転体はロールジャケットの被圧延材によって発生される荷重を受ける帯域に対する反力体である。この反力によりワークロールのクラウンに対する反作用が行なわれる。
【００１０】
圧延条件の変更に対する迅速かつ最適な適合は、ロールジャケットの荷重を受ける帯域に相当する荷重受け面が、回転対称的な物体のジャケット面の一部分であるように回転体が形成されており、そしてロールジャケットの縁部が、回転体の周面に沿って荷重受け面の幅および／または位置が変わるように形成されていることにより達せられる。
【００１１】
回転対称的な物体の選択並びに縁部の形態は、計算の結果により、かつ圧延されるべき板幅および必要とする圧延力スペクトル（圧延作業相）に依存して決定可能である。
【００１２】
荷重受け面は、例えば円筒体のジャケット面の一部分である。この荷重受け面は、例えば楕円形或いは放物線の輪郭を描くように湾曲可能である。更に、この荷重受け面はある定まった型を有していることも可能である。
【００１３】
このように既に適合されて製造されている回転体は、圧延工程の間自体回転により容易にかつ迅速に変化するストリップ幅に、従ってジャケット付ロールに作用する荷重力に適合可能である。
【００１４】
滑動体支承体が固定されておらず、回転可能に支承されており、かつ提案された幾何学的な形状により、他のロール或いは被圧延材との接触帯域における荷重受け面は、回転体の荷重受け面がほぼ加工されるべき板幅とこの荷重受け面によって得られるロールジャケット内の荷重を受ける帯域に相当する位置に、回転によってもたらされる。
【００１５】
回転体の適合可能性を高めるため、この回転体はその荷重受け面の領域内において切欠き部を備えており、この切欠き部の縁部の形態並びにその輪郭は任意に形成されている。同様に、このような様式の多数の切欠き部を設けることが可能である。これらの切欠き部の縁部の形態と輪郭は、回転体のジャケット面の境界部と同様に特別に算出される。除荷領域としての切欠かれた領域はストリップ内に中波と耳波とが同時に生じた際に、或いは四分の一波（Ｖｉｅｒｔｅｌｗｅｌｌｅ−小波）が生じた際に有利である。
【００１６】
回転体は中央の荷重受け面に連なっている縁部領域を有している。これらの縁部領域は同様にそれぞれ任意の形状であってよい。
【００１７】
縁部領域の周面は回転体の端部方向に、例えば截頭円錐形に縮小している。しかし、この縁部領域の形状は必ずしも回転対称的である必要はない。
【００１８】
発明の実施の形態の一つとして、ただ一つの回転体をジャッケット付ロールにより収容することが提案されている。中空空域の内部に多数の互いに並列して回転体を設けることも可能であり、これらの回転体はそれぞれ個別に或いは一緒に回転されることにより圧延条件に適合可能である。
【００１９】
更に、適合作用を行うように互いに係合し合うか或いは互いに離間運動可能な多数の部分領域から組立てられている回転体の使用も有利である。
【００２０】
提案されているロールをバックアップロールとして使用するのが有利である。この場合、例えば４重式ロールスタンドおよび他の多重式ロールスタンドへの使用も可能である。
【００２１】
以下に添付した図面に図示した発明の実施の形態に付き本発明を詳細に説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は提案されている回転体１の一実施の形態を示しており、他方図２には、４重式ロールスタンドのバックアップロール内に組込んだこの回転体１の状態の概略図が示されている。
【００２３】
回転体１は中央の荷重受け面２を備えており、この荷重受け面は回転対称的な物体、例えば特別なこの発明の実施の形態にあっては円筒体のジャッケット面の一部分である。このジャッケット面の境界部は参照符号４で示した。縁部の形態は生産プログラムに準じ、個別に算出される。この実施の形態の場合、転動するジャッケット面の縁部４はそれぞれ正弦曲線を描いている。これにより、縁部相互の間隔は回転体の周面全体にわたって増大し（間隔ａ）、再び低減する（間隔ｂ）。
【００２４】
回転体は、中央の荷重受け面２以外に、それぞれこれに連なっている縁部領域３を有している。図示した実施の形態にあっては、これらの縁部領域３は斜めに円筒形の中央領域に沿って切込まれており、截頭円錐形に形成されている。この円錐形体と斜めに切込まれている縁部領域３は等しい回転軸線を有している。
【００２５】
回転体の荷重受け面２の後方領域には、（鎖線で示した）切欠き部１０が存在しており、この切欠き部は回転体内に例えばフライス加工により形成される。ここに記載した実施の形態にあっては、この切欠き部は滴状の縁部の形態１１を現示している。回転体の内部内のこの切欠き部１０の輪郭は図示されていない。この輪郭はそれぞれ任意の形状であってよい。
【００２６】
図２には、提案されている回転体１が、切開されたロールジャッケット５内で滑動支承部として示されている。この滑動支承部はワークロール６上で回転運動し、他方回転体は所定の回転角度で固定されている。ワークロール６は圧延されるべきストリップ８上に載っている。
【００２７】
圧延工程の際、荷重は被圧延材を経てワークロール６のクラウンに対して、従ってストリップ８の平坦度に対して不利な作用を行う。被圧延材によって生じる荷重を受ける帯域とワークロール６の湾曲はバックアップロール、特に回転体１により反力を受ける。回転体１は伸びにより、回転体の生じる力にとって最適な荷重受け面２が荷重を受ける帯域９として使用されるように調節されかつ固持される。
【００２８】
図３には、８００ｍｍの幅のストリップを４重式ロールスタンド『（２０００ｍｍ×４２０ｍｍ（ＡＷ）１５００ｍｍ（ＳＷ）』おいて圧延した際のロール間隙プロフイルが示されている。上記した原理により作動するバックアップロールが使用された。荷重受け面の幅は板幅よりも３０ｍｍ狭く選択された。本発明によりロールを使用した結果として、ロール曲げシステム或いはロール摺動システムのような、他のロール間隙プロフイル制御を行う補助手段を使用せずとも、ほぼ凾形のロール間隙プロフイルが形成された。
【００２９】
図４には、従来のバックアップロール支承による、そのクラウン制御が１２００ｍｍの幅のストリップにとって最適である圧延プロセスにおけるロール間隙プロフイルとの比較による結果が示されている。この図から、ロール間隙プロフイルが僅かに凾形であり、従って圧延作業にとって不都合であることが認められる。
【００３０】
図５には、ストリップ幅−ここでは８００ｍｍ−上における回転体とロールジャッケット間の荷重の分布が図示されている。調節された荷重受け面幅は７７０ｍｍである。
【００３１】
回転体の直径とジャッケット面のクラウンを適当に選択することにより、荷重受け面と回転するロールジャッケット間の一様な荷重経過が達せられる。この一様な荷重経過は滑動支承部内の油膜厚みがほぼ一定であることをも意味し、滑動支承部表面の不都合な接触が回避される。この発明の実施の形態の場合、回転体の中央部分の上記の実施形態に必要な形状は、ロール胴（２０００ｍｍに関して）に沿った０．４ｍｍの直径差の従来のクラウンに相当した。回転体の中央部分、即ち荷重受け面は放物線−樽形である。
【００３２】
【発明の効果】
提案されたロールにより、ストリップ幅の変更が補償されるばかりでなく、変動する圧延力の制御も達せられる。回転体の回転およびこれにより得られる荷重受け面の調節により、異なる圧延力に対して作業適応が可能となり、かつ所望の凾形のロール間隙プロフイル並びに一様な支承荷重が達せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 提案された回転体の概略図である。
【図２】 図１に図示した回転体とロールジャッケットとを備えた、バックアップロールを有する４重式ロールスタンドの上方の半部分を示した図である。
【図３】 図２に示したバックアップロール支承部による圧延工程の際のストリップ幅上のロール間隙プロフイルの図である。
【図４】 従来のバックアップロール支承部による圧延工程の際のストリップ幅上のロール間隙プロフイルの図である。
【図５】 ストリップ幅上の回転体とロールジャッケット間の荷重分布の図である。
【符号の説明】
１ 回転体
２ 荷重受け面
３ 縁部領域
４ 荷重受け面の境界部
５ ローラジャケット
６ ワークロール
８ ストリップ
９ 荷重を受ける帯域
１０ 切欠き部
１１ 縁部形態

Claims (1)

1. 回転するロールジャケットを備え、このロールジャケットの曲げ剛性を制御するための手段が上記ロールジャケット内に設けられている様式の、ロールにおいて、
   上記手段がただ一つの回転体（１）の様式の滑動支承部であり、この回転体が回転の下に調節可能でありかつロールジャケットの荷重を受ける帯域に相当する荷重受け面（２）が回転対称的な物体のジャッケット面の一部分であるように形成されており、上記ジャッケット面の境界部（４）が正弦曲線状に形成されていて、これにより縁部相互の間隔が回転体の周面全体にわたって増大しかつ低減するよう変化可能に構成されていること、
   回転体がその荷重受け面（２）の領域内において滴状の縁部形態（１１）を有する切欠き部（１０）を備えており、この場合回転体内部内の切欠き部（１０）の輪郭がそれぞれ任意の形状で成形可能であること、
   回転体（１）が荷重受け面（２）に連なっていてかつ斜めに切込まれている縁部領域（３）を有しており、この縁部領域の周面が切頭円錐形に端部方向に縮小していること、
   および
   回転体（１）が、ワークロール（６）上で回転運動する中空に形成されたロールジャケット（５）の内部に設けられていることを特徴とするロール。

Images