JP5494058B2

JP5494058B2 - 圧延機

Info

Publication number: JP5494058B2
Application number: JP2010059496A
Authority: JP
Inventors: 真彦足立; 裕文中島; 肇橋本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP2011189397A

Description

本発明は、竪型圧延機と水平圧延機とを備えた圧延機に関する。

従来、図３（Ａ）に示すように、連続鋳造後の鋳片（スラブともいう）８０を、目標とする厚み寸法と幅寸法に調整するため、圧延機８１を使用している。この圧延機８１は、フィードローラと呼ばれる複数のテーブルロール（搬送ロール）８２と、竪ロール８３を有する竪型圧延機８４と、水平ロール８５を有する水平圧延機８６とを備え、テーブルロール８２で往復移動させる鋳片８０を、竪ロール８３で幅圧下し、水平ロール８５で厚み圧下するものである（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６４−４０１０１号公報

しかしながら、竪型圧延機８４を備えた圧延機８１を使用して、鋳片８０の幅寸法を調整する場合、鋳片８０の幅方向両端部に、鋳片８０の搬送方向にわたって突出部８７が形成される。この突出部８７は、カリバー形状（軸方向中央部が凹んだ形状）を有する竪ロール８３で鋳片８０を幅圧下する際に、鋳片８０の幅方向両側の金属が幅方向中央部側へ押圧されることで形成される鋳片８０の厚み方向両側に突出する増厚部（ドッグボーンともいう）である。

そして、上記した鋳片８０が、竪型圧延機８４の竪ロール８３と水平圧延機８６の水平ロール８５に同時に噛み込まれた状態で、圧延が進行すると、図３（Ｂ）に示すように、竪ロール８３と水平ロール８５との間に配置されたテーブルロール８２と、突出部８７のピーク位置とが接触し、図３（Ｃ）に示す接触疵８８（点線）が鋳片８０の搬送方向にわたって形成される場合があった。
このように、鋳片８０に接触疵８８が発生した場合には、この接触疵８８を除去するため、例えば、溶削（スカーフィング）によって疵の手入れを行う必要があり、鋳片８０の精整歩留の悪化とスカーフ作業に伴う作業性の悪化を招くことになる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、搬送ロールとの接触に伴う疵の発生を防止しながら、良好な品質の鋳片を生産性よく圧延可能な圧延機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）鋳片を載置して往復移動させる複数の搬送ロールと、該搬送ロールで往復移動させる前記鋳片の幅圧下を行う左右一対の竪ロール、及び該鋳片の厚み圧下を行う上下一対の水平ロールとを有する圧延機において、
前記竪ロールと前記水平ロールとの間に配置された前記搬送ロールの幅方向両側に、前記鋳片の下面に接触する前記搬送ロールの幅方向中央部より縮径した縮径部を設け、
前記搬送ロールの幅方向中央部に対する前記縮径部の小径化量ΔＲを、前記鋳片を前記竪ロールで幅圧下した際に発生する前記鋳片の厚み方向の突出部の高さＴよりも大きくし、
前記搬送ロールの幅方向中央部から前記縮径部へかけて、該搬送ロールの径が縮径する傾斜部を設け、
前記搬送ロールの幅方向中央部から前記傾斜部へかけて、曲率半径１００〜３００ｍｍの丸み加工を施したことを特徴とする圧延機。

本発明に係る圧延機は、圧延機の竪ロールと水平ロールとの間に配置された搬送ロールの幅方向両側に、その幅方向中央部より縮径する縮径部を設けるので、鋳片を竪ロールで幅圧下した際に発生する鋳片の厚み方向の突出部と、搬送ロールとの接触を防止できる。これにより、鋳片の幅方向両側に発生していた搬送ロールとの接触疵がなくなるので、例えば、疵除去作業等が不要となり、製品の生産効率や歩留りを向上できると共に、作業性も良好になる。

また、搬送ロールの幅方向中央部から縮径部へかけて、搬送ロールの径が縮径する傾斜部を設けることで、可能な限り搬送ロールの径を太くできるので、搬送ロールの強度低下を抑制できる。
そして、搬送ロールの幅方向中央部から傾斜部へかけて丸み加工を施すので、幅方向中央部と傾斜部との境界部分（角部）が、鋳片の表面に投影されることを抑制でき、製品品質の悪化の防止が図れる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る圧延機の側面図、（Ｂ）は同圧延機のテーブルロールの部分拡大正面図である。同圧延機のテーブルロールの正面図である。（Ａ）は従来例に係る圧延機の側面図、（Ｂ）は同圧延機のテーブルロールの部分拡大正面図、（Ｃ）は同圧延機で製造した鋳片の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る圧延機１０は、鋳片１１を載置して往復移動させる複数のテーブルロール（搬送ロールの一例）１２、１３からなるロール群１４と、このロール群１４で往復移動させる鋳片１１の幅圧下を行う竪型圧延機１５、１６、及び鋳片１１の厚み圧下を行う水平圧延機１７とを有し、鋳片１１を竪型圧延機１５、１６で幅圧下した際に発生する鋳片１１の厚み方向の突出部１８（いわゆるドッグボーン）と、テーブルロール１３との接触による疵の発生を抑制、更には、防止する設備である。以下、詳しく説明する。

ロール群１４の途中位置には、鋳片１１の搬送方向に間隔を有して配置された２台の竪型圧延機１５、１６が設けられ、この２台の竪型圧延機１５、１６の間には、１台の水平圧延機１７が設置されている。
なお、圧延機は、上記した構成に限定されるものではなく、例えば、１台又は複数台（例えば、３台以上）の竪型圧延機と、１台又は複数台（２台以上）の水平圧延機とを有する構成にしてもよい。

竪型圧延機１５（竪型圧延機１６も同様）は、軸方向中央部が凹んだカリバー形状を有する左右一対の竪ロール１９、２０を有している。この各竪ロール１９、２０は、鋳片１１をその幅方向両側から挟み込み、各竪ロール１９、２０の回転軸２１、２２が、鋳片１１の搬送方向と直交する方向（垂直方向、鋳片１１の厚み方向）に、しかも平行となるように配置されている。
これにより、各竪ロール１９、２０の間隔を調整し、鋳片１１をロール群１４に沿って移動させることにより、鋳片１１の幅圧下を行うことができる。

水平圧延機１７は、円柱状となった上下一対の水平ロール２３、２４を有している。この各水平ロール２３、２４は、鋳片１１をその厚み方向両側から挟み込み、各水平ロール２３、２４の回転軸（図示しない）が、鋳片１１の搬送方向と直交する方向（鋳片１１の幅方向）に、しかも水平となるように配置されている。
これにより、各水平ロール２３、２４の間隔を調整し、鋳片１１をロール群１４に沿って移動させることにより、鋳片１１の厚み圧下を行うことができる。

ロール群１４は、複数のテーブルロール１２、１３を有し、この各テーブルロール１２、１３の回転軸が、図１（Ｂ）に示すテーブルロール１３（テーブルロール１２も同様）の幅方向（軸方向）両側に配置された支持フレーム２５に、回転自在に支持されている。
これにより、鋳片１１は、テーブルロール１２、１３上を一方側から他方側へ向けて、又は他方側から一方側へ向けて、スムーズに往復移動できる。

なお、図１（Ａ）に示すように、竪型圧延機１６（竪型圧延機１５も同様）により鋳片１１の幅寸法を調整する場合、鋳片１１の幅方向両端部に、鋳片１１の搬送方向にわたって突出部１８が形成される。そして、竪型圧延機１６と水平圧延機１７に同時に噛み込まれた状態で圧延が進行すると、前記したように、テーブルロール１３と突出部１８との接触に伴う疵が、鋳片１１の搬送方向にわたって形成される（図３（Ｃ）参照）。
そこで、竪型圧延機１５の設置位置と水平圧延機１７の設置位置との間、及び竪型圧延機１６の設置位置と水平圧延機１７の設置位置との間、即ち一対の竪ロール１９、２０と一対の水平ロール２３、２４との間に配置されたテーブルロール１３の形状を、以下のようにする。

図１（Ｂ）、図２に示すように、テーブルロール１３の幅方向両側に、その幅方向中央部２６よりも縮径し、上記した鋳片１１の厚み方向の突出部１８との接触を防止する縮径部２７を設ける。
このテーブルロール１３の幅方向中央部２６は、鋳片１１の下面２８に接触する部分であり、その径Ｄ１は、竪型圧延機１５と水平圧延機１７との間、及び竪型圧延機１６と水平圧延機１７との間を除く位置に配置された円柱状となった他のテーブルロール１２の直径と同じ（例えば、４００〜６００ｍｍ程度）である。また、縮径部２７の径Ｄ２は、テーブルロール１３の強度を考慮して、例えば、テーブルロール１３の幅方向中央部２６の径Ｄ１よりも１〜１０％（４〜６０ｍｍ）程度、小さくしている。

テーブルロール１３の幅方向中央部２６と縮径部２７との間には、幅方向中央部２６から縮径部２７へかけて、テーブルロール１３の径が徐々に縮径するテーパ状の傾斜部２９が設けられている。このテーブルロール１３の縮径部２７（軸心）に対する傾斜部２９表面の拡がり角度θ１は、例えば、１〜２０度程度である。
なお、テーブルロール１３の幅方向中央部２６と傾斜部２９との境界位置には、テーブルロール１３の幅方向中央部２６から傾斜部２９へかけて、角部を無くす丸み（面取り）加工（例えば、曲率半径が１００〜３００ｍｍ程度）を施している。これにより、角部が鋳片１１に投影（転写）され疵として残存することを防止できるが、必要に応じて角部のままでもよい。

また、テーブルロール１３の傾斜部２９と縮径部２７との境界位置にも角部があり、この角部についても、テーブルロール１３の傾斜部２９から縮径部２７へかけて、角部を無くす丸み加工（例えば、曲率半径が１００〜３００ｍｍ程度）を施しているが、この角部は、鋳片１１とは接触しないため、そのままでもよい。
上記したテーブルロール１３の幅方向中央部２６と傾斜部２９の領域（即ち、縮径部２７を除く領域）Ｗ１の幅は、製造する鋳片１１の幅（例えば、１０００〜２５００ｍｍ程度）を考慮すると、例えば、４５０ｍｍ以上である。なお、鋳片１１の下面２８と接触するテーブルロール１３の幅方向中央部２６の領域Ｗ２の幅は、鋳片１１を安定に載置できることを考慮して１００ｍｍ以上である。ここで、領域Ｗ１の幅の上限値については規定していないが、製造する鋳片１１の幅を考慮すれば、例えば、１０００ｍｍ程度である。

以上に示したように、テーブルロール１３の形状は、鋳片１１の表面（幅方向中央部の表面）に対して突出する突出部１８の高さ（ピーク位置の高さ）Ｔに応じて、上記した寸法範囲で規定すればよいが、以下に示す計算式に基づいて規定するのがよい。
突出部１８の高さＴは、式（１）にて定義される。
Ｔ＝｛γ×ｌｏｇ_ｅ（ΔＥ）＋α×（Ｂ／Ｈ）−β｝×ｔａｎ（θ２×π／１８０）／４・・・（１）
ここで、ΔＥは鋳片の幅圧下量（ｍｍ）、Ｂは鋳片の厚み圧下後の幅（ｍｍ）、Ｈは鋳片の厚み圧下後の厚み（ｍｍ）、θ２は竪ロールのカリバー角度（図１（Ａ）に示す水平位置に対する竪ロールの傾斜面の拡がり角度）、である。また、γ、α、及びβは、圧延機の仕様によって変わる定数であり、ここでは、γとして「６０」を、αとして「１１」を、またβとして「２５８」を使用した。

また、テーブルロール１３の縮径部２７の小径化量ΔＲ（＝（Ｄ１−Ｄ２）／２）は、式（２）で表される。
ΔＲ＞Ｔ・・・（２）
更に、テーブルロール１３の幅方向中央部２６と傾斜部２９の領域Ｗ１は、前記した記載から、式（３）で表される。
Ｗ１≧４５０・・・（３）
以上の式（１）〜式（３）を満足するように、テーブルロール１３の形状を規定する。

以上に示したように、テーブルロール１３を、鋳片１１の突出部１８のピーク位置とテーブルロール１３との接触を回避するように、突出部１８の成長部位に相当するテーブルロール１３の位置（即ち、縮径部２７）のみを小径化したロール形状とすることで、テーブルロール１３との接触に伴う疵の発生を防止しながら、良好な品質の鋳片を生産性よく圧延できる。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、圧延機を使用して複数種類の鋳片の圧延を行い、鋳片の表面品位（テーブルロールと突出部との接触に伴う疵発生の有無）を評価した。なお、圧延機に使用するテーブルロールは、鋳片に形成される突出部の高さＴに応じて、突出部がテーブルロールに接触しないように縮径部の小径化量（縮径化量）ΔＲを規定したロールを実施例１〜６とし、縮径部を形成しなかったロールを比較例１〜６とした。この結果を、表１に示す。

表１の実施例１〜６から明らかなように、テーブルロールの幅方向両側に縮径部を設けることで、接触疵の無い鋳片を圧延できることが分かった。一方、比較例１〜６では、テーブルロールの幅方向両側に縮径部を設けていないため、テーブルロールと突出部との接触に伴う疵が発生し、溶削によって疵の手入れを行う必要があった。
以上のことから、本発明の圧延機を使用することで、テーブルロールとの接触に伴う疵の発生を防止しながら、良好な品質の鋳片を生産性よく圧延できることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の圧延機を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、圧延機の一対の竪ロールの設置位置と一対の水平ロールの設置位置との間に配置されたテーブルロールのみを、鋳片の突出部のピーク位置が接触しない形状とした場合について説明したが、圧延機の両外側（竪ロールより外側）に位置するテーブルロールも、上記した形状にすることができる。

１０：圧延機、１１：鋳片、１２、１３：テーブルロール（搬送ロール）、１４：ロール群、１５、１６：竪型圧延機、１７：水平圧延機、１８：突出部、１９、２０：竪ロール、２１、２２：回転軸、２３、２４：水平ロール、２５：支持フレーム、２６：幅方向中央部、２７：縮径部、２８：下面、２９：傾斜部

Claims

鋳片を載置して往復移動させる複数の搬送ロールと、該搬送ロールで往復移動させる前記鋳片の幅圧下を行う左右一対の竪ロール、及び該鋳片の厚み圧下を行う上下一対の水平ロールとを有する圧延機において、
前記竪ロールと前記水平ロールとの間に配置された前記搬送ロールの幅方向両側に、前記鋳片の下面に接触する前記搬送ロールの幅方向中央部より縮径した縮径部を設け、
前記搬送ロールの幅方向中央部に対する前記縮径部の小径化量ΔＲを、前記鋳片を前記竪ロールで幅圧下した際に発生する前記鋳片の厚み方向の突出部の高さＴよりも大きくし、
前記搬送ロールの幅方向中央部から前記縮径部へかけて、該搬送ロールの径が縮径する傾斜部を設け、
前記搬送ロールの幅方向中央部から前記傾斜部へかけて、曲率半径１００〜３００ｍｍの丸み加工を施したことを特徴とする圧延機。