JP5650465B2 - 圧延装置および圧延ロール - Google Patents

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Description

本発明は、圧延装置および圧延ロールに関する。さらに詳しくは、鋼材等の被圧延材を所定の断面寸法、形状に圧延する圧延装置、およびその圧延装置に組み込まれる圧延ロールに関する。
一般に、圧延装置は鋼材等の被圧延材に圧延荷重を付与する圧延ロールを備えており、圧延ロールは軸受を内包するチョックを介してスタンドに軸支されている。
圧延ロールは摩耗したり傷ついたりすると交換されるが、従来の一般的な圧延ロールの交換は、圧延ロールをチョックと共にスタンドから取り出し、チョックを新たな圧延ロールに付け替えた後に、再度スタンドに取り付けることで行われる(例えば、特許文献1)。
特開平10−277615号公報
圧延ロールの長寿命化のためには、1本の圧延ロールに同一寸法、同一形状の2条のカリバーを成形することが考えられる。これは、まず一方のカリバーを使用して圧延作業を行い、そのカリバーが磨耗したり傷ついたりすると他方のカリバーを使用するように組み替える。こうすることで、圧延ロールの寿命を延ばすことができる。
この、カリバーの組み替えには以下の3種の方法が考えられる。
1)被圧延材のパスラインをカリバーの位置に合わせる方法
2)スタンドを移動させて、カリバーをパスラインの位置に合わせる方法
3)圧延ロールを反転させて組み替える方法
1)の方法に関しては、被圧延材の進路であるパスラインを曲げて、新たなカリバーの位置に合わせるため、粗圧延のように被圧延材の断面寸法が大きいパスラインの上流部分では、スタンド間の距離を長くとる必要があり、実用的ではないという問題がある。
また、被圧延材の長さが短い場合は、スタンド間で被圧延材全体をずらして、新たなカリバーの位置に合わせることもできるが、生産性、歩留まり向上の観点から、被圧延材を長尺化する必要があり、被圧延材を短尺とすることは好ましくないという問題がある。
2)の方法に関しては、使用するカリバーを変更するたびにスタンドを移動させなければならず、重量の重いスタンドを移動させるための機構が必要となり、設備コストが上昇するという問題がある。
3)の方法の詳細を説明すると、図9に示すように、この方法に用いられる圧延ロールは、1本の圧延ロール110の胴部113に第1カリバー121と第2カリバー122が成形されている。第1カリバー121と第2カリバー122は胴部113の軸方向中央から左右対称の位置に成形されており、その寸法、形状は同一となっている。
この圧延ロール110を圧延装置に組み込むには、まず、第1カリバー121に近い方のロールネック111に駆動側チョック131を取り付け、第2カリバー122に近い方のロールネック112に操作側チョック132を取り付ける。駆動側チョック131とは圧延ロール110に回転力を供給する駆動部と連結する方のロールネックに取り付けられるチョックであり、操作側チョック132とは駆動部とは逆側のロールネックに取り付けられるチョックである。
スタンドはその中心Cが、被圧延材が通るパスラインPより操作側(図9における左方向)にずれて設置されており、圧延ロール110を取り付けると第1カリバー121(図9における網掛部分)がパスラインPと同位置になるようになっている。そのため、第1カリバー121で圧延作業ができるようになる。
第1カリバー121で圧延作業を続けると、第1カリバー121が磨耗したり傷ついたりする。そうすると第2カリバー122を使用するように圧延ロール110を組み替える。
より詳細には、図10に示すように、まず圧延ロール110をチョック131,132と共にスタンドから抜き出し、チョック131,132を圧延ロール110から取り外し、圧延ロール110を反転した後にチョック131,132を取り付ける。つまり、ロールネック112に駆動側チョック131を取り付け、ロールネック111に操作側チョック132を取り付ける。そして、再度スタンドに取り付ける。
このようにすれば、今度は第2カリバー122がパスラインPと同位置になり、第2カリバー122で圧延作業ができるようになる。なお、第1カリバー121(図10における網掛部分)は、パスラインPから外れた位置となる。
しかるに、駆動側チョック131と操作側チョック132とは目的の違いから一般に形状が異なるので、圧延ロール110を反転してスタンドに取り付けるとなると、チョック131,132を反対側のロールネック112,111に付け替える必要がある。そのため、圧延ロール110の組み替えに大変な時間と労力を要するという問題がある。
また、圧延ロール110を反転して使用するので、駆動部との連結部114を両方のロールネック111,112の端部に設ける必要があり、圧延ロール110の製作コストが高くなるという問題がある。
なお、チョック131,132を反対側のロールネック112,111に付け替える代わりに、駆動側チョックリテーナ141と操作側チョックリテーナ142を反対側のチョック132,131に付け替える方法もある。しかし、この場合も上記と同様に、圧延ロール110の組み替えに大変な時間と労力を要し、圧延ロール110の製作コストが高くなるということに変わりない。
本発明は上記事情に鑑み、圧延ロールの組み替えが容易であり、かつ、製作コストが安い圧延装置および圧延ロールを提供することを目的とする。
第1発明の圧延装置は、パスライン上に複数のスタンドが並べられた圧延装置であって、前記複数のスタンドのうちの、一の上流側水平スタンドに対応する上流用カリバーと、他の一の下流側水平スタンドに対応する下流用カリバーとが成形された圧延ロールを備え、前記上流側水平スタンドと前記下流側水平スタンドは、共通の前記圧延ロールを取り付け可能であり、前記上流側水平スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記上流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように設置されており、前記下流側水平スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記下流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように前記上流側水平スタンドに対して水平方向にずれて設置されていることを特徴とする。
第2発明の圧延装置は、パスライン上に複数のスタンドが並べられた圧延装置であって、前記複数のスタンドのうちの、一の上流側垂直スタンドに対応する上流用カリバーと、他の一の下流側垂直スタンドに対応する下流用カリバーとが成形された圧延ロールを備え、前記上流側垂直スタンドと前記下流側垂直スタンドは、共通の前記圧延ロールを取り付け可能であり、前記上流側垂直スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記上流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように設置されており、前記下流側垂直スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記下流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように前記上流側垂直スタンドに対して垂直方向にずれて設置されていることを特徴とする。
第1発明によれば、圧延ロールの組み替えの際には、上流側水平スタンドに取り付けら
れた圧延ロールと下流側水平スタンドに取り付けられた圧延ロールとを交換するだけでよ
く、反転させる必要がない。そのため、チョックを付け替える必要がなく、作業が容易で
ある。また、片方のロールネックの端部に駆動部との連結部を設ければよいので、圧延ロ
ールの製作コストが安い。
第2発明によれば、圧延ロールの組み替えの際には、上流側垂直スタンドに取り付けら
れた圧延ロールと下流側垂直スタンドに取り付けられた圧延ロールとを交換するだけでよ
く、反転させる必要がない。そのため、チョックを付け替える必要がなく、作業が容易で
ある。また、片方のロールネックの端部に駆動部との連結部を設ければよいので、圧延ロ
ールの製作コストが安い。
本発明の一実施形態に係る圧延ロールの説明図であって、(S3)は第3スタンドに取り付けられる圧延ロール、(S5)は第5スタンドに取り付けられる圧延ロールの正面図である。 同圧延ロールの組み替え作業の説明図である。 本発明の一実施形態に係る圧延ロールの説明図であって、(S4)は第4スタンドに取り付けられる圧延ロール、(S6)は第6スタンドに取り付けられる圧延ロールの正面図である。 同圧延ロールの組み替え作業の説明図である。 (A)は本発明の一実施形態に係るスタンドの説明図であり、(B)は他の実施形態に係るスタンドの説明図である。 他の実施形態に係る圧延ロールの正面図である。 本発明の一実施形態に係る圧延装置のパスラインの説明図である。 同圧延装置に取り付けられる各圧延ロールのカリバー形状の説明図である。 従来の圧延ロールの正面図である。 同圧延ロールの組み替え作業の説明図である。
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図7に示すように、本発明の一実施形態に係る圧延装置1は、断面形状角型の被圧延材Bを圧延するものであって、パスラインP上に6つのスタンドが並べられた6スタンド式圧延装置1である。パスラインPの上流から第1〜第6スタンドS1〜S6まで並べられている。第1,第3,第5スタンドS1,S3,S5は、圧延ロールが水平に取り付けられる水平スタンドであり、第2,第4,第6スタンドS2,S4,S6は、圧延ロールが垂直に取り付けられる垂直スタンドである。すなわち、水平スタンドと垂直スタンドが交互に並べられている。
各スタンドS1〜S6には、カリバーが成形された一対の圧延ロールが取り付けられており、その一対の圧延ロールで被圧延材Bを所定の寸法に圧延できるようになっている。また、下流にいくに従い被圧延材Bの径を徐々に小さくしていくため、第1〜第6スタンドS1〜S6の順に、目的とする圧延寸法は徐々に小さくなっていく。
本明細書、および特許請求の範囲に記載の「スタンドに対応するカリバー」とは、そのスタンドの目的とする圧延寸法と同一の寸法を有するカリバーを意味する。
図8に示すように、本実施形態の圧延装置1では、第1,第2スタンドS1,S2に取り付けられる圧延ロール10a,10bは公知の圧延ロールであり、一本の圧延ロールの胴部に1条のカリバー21もしくは22が成形されている。すなわち、第1スタンドS1に取り付けられる圧延ロール10aには、第1スタンドS1に対応する圧延寸法を有するカリバー21のみが形成されており、第2スタンドS2に取り付けられる圧延ロール10bには、第2スタンドS2に対応する圧延寸法のカリバー22のみが形成されている。後述のごとく、他の圧延ロールには2条のカリバーが成形されるが、上流側のカリバーは寸法が大きいので、上流側の圧延ロールはカリバーを1条にすることで圧延ロールの大型化を抑制することができる。
第3〜第6スタンドS3〜S6に取り付けられる圧延ロール10c,10dに本発明の特徴がある。
第3、第5スタンドS3,S5に取り付けられる圧延ロール10cは、一本の圧延ロール10cの胴部に2条のカリバーが、圧延ロール10cの回転軸方向に所定間隔で並んで成形されており、一方は第3スタンドS3に対応する圧延寸法を有するカリバー23、他方は第5スタンドS5に対応する圧延寸法を有するカリバー25である。そして、第4、第6スタンドS4,S6に取り付けられる圧延ロール10dも、一本の圧延ロール10dの胴部に2条のカリバーが、圧延ロール10dの回転軸方向に所定間隔で並んで成形されており、一方は第4スタンドS4に対応する圧延寸法を有するカリバー24、他方は第6スタンドS6に対応する圧延寸法を有するカリバー26である。
すなわち、第3、第5スタンドS3,S5は共通の形状を有しており、共通の圧延ロール10cを取り付けられる供用スタンドとなっている。第4、第6スタンドS4,S6も共通の形状を有しており、共通の圧延ロール10dを取り付けられる供用スタンドとなっている。
図1に基づいて、第3、第5スタンドS3,S5に取り付けられる圧延ロール10cの詳細を説明する。
圧延ロール10cは、1本の圧延ロール10cの胴部13に第1カリバー23と第2カリバー25が成形されている。第1カリバー23は第3スタンドS3に対応する圧延寸法を有するカリバーであり、第2カリバー25は第5スタンドS5に対応する圧延寸法を有するカリバーである。そのため、第1カリバー23より第2カリバー25の方が、寸法が小さい。
なお、第3スタンドS3,第5スタンドS5,第1カリバー23,第2カリバー25は、それぞれ特許請求の範囲に記載の「上流側水平スタンド」,「下流側水平スタンド」,「上流用カリバー」,「下流用カリバー」に対応する。
圧延ロール10cには、第1カリバー23に近い方のロールネック11に駆動側チョック31が取り付けられ、第2カリバー25に近い方のロールネック12に操作側チョック32が取り付けられている。
なお、各スタンドS3,S5には、一対の圧延ロール10cが取り付けられており、被圧延材Bは、一対の圧延ロール10cのカリバーに挟まれてパスラインPを通過するようになっている。
第3スタンドS3(図示せず)はその中心C3が、パスラインPより操作側(圧延ロール10cの回転軸方向であって、図1における左方向)にずれて設置されており、圧延ロール10cを取り付けると第1カリバー23(図1(S3)における網掛部分)がパスラインPと同位置になるようになっている。そのため、第3スタンドS3に対応する圧延寸法を有する第1カリバー23で圧延作業ができるようになる。
一方、第5スタンドS5(図示せず)はその中心C5が、パスラインPより駆動側(圧延ロール10cの回転軸方向であって、図1における右方向)にずれて設置されており、圧延ロール10cを取り付けると第2カリバー25(図1(S5)における網掛部分)がパスラインPと同位置になるようになっている。そのため、第5スタンドS5に対応する圧延寸法を有する第2カリバー25で圧延作業ができるようになる。
すなわち、第3スタンドS3は、第5スタンドS5に対して、圧延ロール10cの回転軸方向に、第1カリバー23と第2カリバー25との間隔と同じ間隔ずれて設置されている。
第3スタンドS3に取り付けられた圧延ロール10cの第1カリバー23が磨耗したり傷ついたりした場合、あるいは、第5スタンドS5に取り付けられた圧延ロール10cの第2カリバー25が磨耗したり傷ついたりした場合、未使用のカリバー25,23を使用するように組み替える。
図2に示すように、組み替え作業は、第3スタンドS3に取り付けられた圧延ロール10cと第5スタンドS5に取り付けられた圧延ロール10cとを交換するだけで良い。
このようにすれば、第5スタンドS5において未使用であった第1カリバー23を第3スタンドS3で使用できるようになり、第3スタンドS3において未使用であった第2カリバー25を第5スタンドS5で使用できるようになる。すなわち、組み替え作業前(図1)では使用されていなかった第1カリバー23と第2カリバー25がパスラインP上に位置することになる。
なお、第3スタンドS3において使用済みとなった第1カリバー23(図2(S5)における網掛部分)と、第5スタンドS5において使用済みとなった第2カリバー25(図2(S3)における網掛部分)は、パスラインPから外れた位置となる。
組み替えの際には、圧延ロール10cを反転させる必要がないため、チョック31,32を付け替える必要がない。チョック31,32を取り付けたままスタンドに抜き差しするだけで良いので、作業が容易である。
また、圧延ロール10cを反転しないから、片方のロールネック11の端部に駆動部との連結部14を設ければよいので、圧延ロールの製作コストが安い。
そして、圧延ロール10cは、一方のカリバーが磨耗したり傷ついたりしても、他方のカリバーに対応するスタンドに組み替えることで、そのカリバーで圧延作業を行うことができるので、圧延ロールの寿命が長くなる。
つぎに、図3に基づいて、第4、第6スタンドS4,S6に取り付けられる圧延ロール10dの詳細を説明する。
圧延ロール10dは、1本の圧延ロール10dの胴部13に第1カリバー24と第2カリバー26が成形されている。第1カリバー24は第4スタンドS4に対応する圧延寸法を有するカリバーであり、第2カリバー26は第6スタンドS6に対応する圧延寸法を有するカリバーである。そのため、第1カリバー24より第2カリバー26の方が、寸法が小さい。
その余の構成は、圧延ロール10cと同様であるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
なお、第4スタンドS4,第6スタンドS6,第1カリバー24,第2カリバー26は、それぞれ特許請求の範囲に記載の「上流側垂直スタンド」,「下流側垂直スタンド」,「上流用カリバー」,「下流用カリバー」に対応する。
第4スタンドS4(図示せず)はその中心C4が、パスラインPより操作側(圧延ロール10dの回転軸方向であって、図3における下方向)にずれて設置されており、圧延ロール10dを取り付けると第1カリバー24(図3(S4)における網掛部分)がパスラインPと同位置になるようになっている。そのため、第4スタンドS4に対応する圧延寸法を有する第1カリバー24で圧延作業ができるようになる。
一方、第6スタンドS6(図示せず)はその中心が、パスラインPより駆動側(圧延ロール10dの回転軸方向であって、図3における上方向)にずれて設置されており、圧延ロール10dを取り付けると第2カリバー26(図3(S6)における網掛部分)がパスラインPと同位置になるようになっている。そのため、第6スタンドS6に対応する圧延寸法を有する第2カリバー26で圧延作業ができるようになる。
すなわち、第4スタンドS4は、第6スタンドS6に対して、圧延ロール10dの回転軸方向に、第1カリバー24と第2カリバー26との間隔と同じ間隔ずれて設置されている。
第4スタンドS4に取り付けられた圧延ロール10dの第1カリバー24が磨耗したり傷ついたりした場合、あるいは、第6スタンドS6に取り付けられた圧延ロール10dの第2カリバー26が磨耗したり傷ついたりした場合、未使用のカリバー26,24を使用するように組み替える。
図4に示すように、組み替え作業は、第4スタンドS4に取り付けられた圧延ロール10dと第6スタンドS6に取り付けられた圧延ロール10dとを交換するだけで良い。
このようにすれば、第6スタンドS6において未使用であった第1カリバー24を第4スタンドS4で使用できるようになり、第4スタンドS4において未使用であった第2カリバー26を第6スタンドS6で使用できるようになる。すなわち、組み替え作業前(図3)では使用されていなかった第1カリバー24と第2カリバー26がパスラインP上に位置することになる。
なお、第4スタンドS4において使用済みとなった第1カリバー24(図4(S6)における網掛部分)と、第6スタンドS6において使用済みとなった第2カリバー26(図4(S4)における網掛部分)は、パスラインPから外れた位置となる。
したがって、圧延ロール10dも圧延ロール10cと同様に、組み替え作業が容易であり、圧延ロールの製作コストが安く、寿命が長くなる。
このように、水平スタンドのみならず、垂直スタンドにも本発明を適用できる。
(他の実施形態)
上記実施形態では、図5(A)に示すように、供用スタンドである第3,第5タンドS3,S5は、その中心C3,C5がパスラインPに対してずれて設置されており、共通の圧延ロール10cは第3,第5タンドS3,S5の中心に取り付けられている。これにより、第3スタンドS3に取り付けられた圧延ロール10cの第1カリバー23と、第5スタンドS5に取り付けられた圧延ロール10cの第2カリバー25とで圧延作業ができるようになっている。
これに代えて、図5(B)に示すように、供用スタンドである第3,第5タンドS3,S5は、その中心C3,C5がパスラインPと一致するように設置し、共通の圧延ロール10cが第3,第5タンドS3,S5の中でパスラインPに対してずれて取り付けられるようにしてもよい。より詳細には、第3タンドS3に取り付けられた圧延ロール10cは、第5タンドS5に取り付けられた圧延ロール10cに対して、圧延ロール10cの回転軸方向に、第1カリバー23と第2カリバー24との間隔と同じ間隔ずれて取り付けられている。
このようにしても、第3スタンドS3に取り付けられた圧延ロール10cの第1カリバー23と、第5スタンドS5に取り付けられた圧延ロール10cの第2カリバー25とで圧延作業ができる。
第4,第6スタンドS4,S6も同様に、その中心C4,C6をパスラインPに対してずれて設置する代わりに、共通の圧延ロール10dを第4,第6スタンドS4,S6の中でパスラインPに対してずれて取り付けるようにしてもよい。
図5(A)に示す実施形態とすれば、共通の圧延ロールが取り付けられる供用スタンドは全く同じ構成とすることができる。対して、図5(B)に示す実施形態とすれば、重量が重く寸法の大きいスタンドをずらして設置する必要がない。
また、上記実施形態では、一本の圧延ロールの胴部に2条のカリバーが成形されているが、より多数のカリバーを成形した実施形態としてもよい。
例えば、図6に示すように、圧延ロール10eは、1本の圧延ロール10eの胴部13に3つの第1,第2,第3カリバー23,24,25が成形されている。第1カリバー23は第3スタンドS3に対応する圧延寸法を有するカリバーであり、第2カリバー24は第4スタンドS4に対応する圧延寸法を有するカリバーであり、第3カリバー25は第5スタンドS5に対応する圧延寸法を有するカリバーである。
圧延ロール10eを使用する場合、第3スタンドS3は、圧延ロール10eを取り付けると第1カリバー23がパスラインPと同位置になるように、その中心がパスラインPよりずれて設置され、第4スタンドS4は、圧延ロール10eを取り付けると第2カリバー24がパスラインPと同位置になるように、その中心がパスラインPよりずれて設置され、第5スタンドS5は、圧延ロール10eを取り付けると第3カリバー25がパスラインPと同位置になるように、その中心がパスラインPよりずれて設置される。
そして、第3、第4、第5スタンドS3,S4,S5は共通の形状を有しており、共通の圧延ロール10eを取り付けられる供用スタンドとなっている。
また、上記実施形態では、第1,第2スタンドS1,S2に取り付けられる圧延ロール10a,10bには、それぞれ1条のカリバー21,22が形成されているが、これに限られず、複数条のカリバーを形成し、他のスタンドと共通とする実施形態としてもよい。
また、共通の圧延ロールが取り付けられる供用スタンドは、垂直スタンドのみ、あるいは、水平スタンドのみの組合せとしてもよいが、スタンド等の構成が許せば、垂直スタンドと水平スタンドからなる組合せとしてもよい。
また、上記実施形態の様な6スタンド式圧延装置に限られず、より少数、または、多数のスタンドを備える圧延装置でも本発明を適用できる。圧延設備に備えられる全てのスタンドを供用スタンドとする他に、一部のスタンドを供用スタンドとしてもよい。また、水平スタンドと垂直スタンドが交互に並べられる圧延装置に限られず、水平スタンドが連続に、あるいは、垂直スタンドが連続に並べられる圧延装置でも本発明を適用できる。
さらに、カリバーの形状は断面形状角型の被圧延材を圧延するものに限られず、断面形状丸形や楕円形の被圧延材を圧延するもの等、その他の形状とすることができる。
10a,10b,10c,10d,10e 圧延ロール
11,12 ロールネック
13 胴部
14 連結部
21,22,23,24,25,26 カリバー
31 駆動側チョック
32 操作側チョック

Claims (2)

  1. パスライン上に複数のスタンドが並べられた圧延装置であって、
    前記複数のスタンドのうちの、一の上流側水平スタンドに対応する上流用カリバーと、他の一の下流側水平スタンドに対応する下流用カリバーとが成形された圧延ロールを備え、
    前記上流側水平スタンドと前記下流側水平スタンドは、共通の前記圧延ロールを取り付け可能であり、
    前記上流側水平スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記上流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように設置されており、
    前記下流側水平スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記下流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように前記上流側水平スタンドに対して水平方向にずれて設置されていることを特徴とする圧延装置。
  2. パスライン上に複数のスタンドが並べられた圧延装置であって、
    前記複数のスタンドのうちの、一の上流側垂直スタンドに対応する上流用カリバーと、他の一の下流側垂直スタンドに対応する下流用カリバーとが成形された圧延ロールを備え、
    前記上流側垂直スタンドと前記下流側垂直スタンドは、共通の前記圧延ロールを取り付け可能であり、
    前記上流側垂直スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記上流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように設置されており、
    前記下流側垂直スタンドは、前記圧延ロールを取り付けたときに前記下流用カリバーが前記パスラインと同位置となるように前記上流側垂直スタンドに対して垂直方向にずれて設置されていることを特徴とする圧延装置。
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