JP5894849B2 - 作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機 - Google Patents

Description

本発明は、ステンレス鋼板や電磁鋼板等硬質材の圧延を行う小径作業ロール圧延機において、一端が先細り状に形成される作業ロールをその軸方向にシフトさせることにより、被圧延材のエッジドロップを制御する、又は、板形状を制御する作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機に関する。

一般に、フラットな（一端が先細り状に形成されない）作業ロールで圧延すると、被圧延材の板幅方向の板厚み分布において、その板幅端部で作業ロールのヘルツ扁平のため、この板幅端部近傍の板厚みが、板中央部に比べて、極端に薄くなる。所謂、エッジドロップと呼ばれる現象が発生する。このエッジドロップ量が大きいと後工程のエッジトリミング量が増え、その分歩留まりが低下する。従って、このエッジドロップ量を少なくする技術が強く望まれていた。

また、圧延速度の加減速時には、速度−荷重の相関により板形状が変化することから、スムースな加速、減速が出来ず、生産効率が向上しないという問題もあった。このため、加速、減速時に板形状の変化を少なくすることができる技術もまた強く望まれていた。

特許第３６４０１６２号公報 特開昭５９−６１５１１号公報 特開２０１０−０６６２５５号公報

ところで、従来、小径作業ロール使用の６段圧延機や１２段、２０段クラスター型圧延機の作業ロールのスラストベアリングは、図２０及び図２１に示すように、設置スペースが限られているため、操作側、駆動側それぞれに、上作業ロール１００ａと下作業ロール１００ｂの端面を縦長の１個のスラストベアリング１０１ａ，１０１ｂで支持する構造であった。スラストベアリング１０１ａ，１０１ｂは溝形断面のブラケット１０２ａ，１０２ｂに鉛直軸１０３ａ，１０３ｂを介して回転自在に支持されてなる。

尚、図示例では、被圧延材である金属帯板Ｗが２０段クラスター型圧延機の上下一対の作業ロール１００ａ，１００ｂで圧延される例を示し、この上下一対の作業ロール１００ａ，１００ｂは、各々上下二対の第１中間ロール１０４ａ，１０４ｂに接触支持され、この上下二対の第１中間ロール１０４ａ，１０４ｂは、各々上下三対の第２中間ロール１０５ａ，１０５ｂに接触支持され、この各々上下三対の第２中間ロール１０５ａ，１０５ｂは、分割ベアリング１０６ａ，１０６ｂ、軸１０７ａ，１０７ｂ及びサドル１０８ａ，１０８ｂからなる上下４対の分割ベアリング軸に接触支持されている。

そこで、前述したエッジドロップを低減するため、先細り状のロール肩付き作業ロール（特許文献１や特許文献２等で既に知られている）のロール肩位置を板幅端内側近傍にシフトさせるシフト機能を適用しようとして、上下別々のスラストベアリングを設けようとした場合、小径作業ロールであることと、クラスターロール構造のため、設置スペースが無いことから、必要なベアリング容量のスラストベアリングを配置することが出来ないという問題点があった。即ち、スラストベアリングを効果的に組み込んで小径作業ロールのシフト機能を達成することができないのである。

さらに、小径作業ロール使用の６段圧延機や１２段、２０段クラスター型圧延機にあっては、通常用いられる直動シリンダーでは、設置スペースが無く、作業ロールを軸方向にシフトさせる機構を導入することは困難であり、また、帯板が圧延中に蛇行した場合、正しい板幅端位置が分からなければ、作業ロールの先細り状のロール肩位置を正確に板幅端内側近傍又は板幅端外側近傍に合わせることが出来ないという問題点もあった。

そこで、本発明の目的は、スラストベアリングを効果的に組み込んで小径作業ロールのシフト機能を簡易な機構で達成することができる作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機を提供することにある。

上記の課題を解決するための本発明に係る作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機は、
金属帯板を圧延する上下一対の作業ロールとその作業ロールを支持する上下単数対又は複数対の支持ロールから成る圧延機において、
前記上下一対の作業ロールはその上下点対称位置に先細り部が設けられると共に、
前記各作業ロールの端面を操作側、駆動側伴に上下２ヶのスラストベアリングで支持し、
前記各スラストベアリングをそれぞれ枢支する軸受箱の内輪側軸にロール軸方向に各スラストベアリングが軸受箱毎個別に移動可能な長孔を形成すると共に、
前記各軸受箱間に前記各長孔内を貫通させて上下２ヶのスラストベアリングの上下方向の変位を拘束する連結バーを設け、
前記各軸受箱に連繋させて前記各作業ロールをロール軸方向にシフトさせる第１のロールシフト装置を設け、
前記各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を金属帯板の板幅端の内側付近又は金属帯板の板幅端の外側近傍にシフトさせることを特徴とする。

また、
前記スラストベアリングの外径とスラストベアリングの幅との比Ｄ／Ｂ（Ｄ；スラストベアリングの外径，Ｂ；スラストベアリングの幅）を５．０〜１２としたことを特徴とする。

また、
前記各軸受箱の反スラストベアリング側を一括して上下、入出側方向の拘束下でロール軸方向に摺動可能に案内するガイドを設けたことを特徴とする。

また、
前記第１のロールシフト装置は、前記軸受箱にその中間部をピン結合させたアームと、該アームの一端が連結したヒンジを支点としてアームの他端にシフト力を付与するシフトシリンダーとからなることを特徴とする。

また、
前記圧延機の入側、又は出側に金属帯板の板幅端位置検出器を設け、前記作業ロールの先細り部における先細り開始位置を、上下各々独立に前記板幅端位置検出器で検出した板幅端の内側付近、又は、板幅端の外側近傍に合わせるべく、前記第１のロールシフト装置を駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

また、
前記圧延機の出側に金属帯板の板幅端部の厚みを測定する板幅端部厚み測定計を設け、測定される板幅端部の厚みを操作側、駆動側で所定の厚みとなるように、前記作業ロールの先細り部における先細り開始位置を、上下別々に板幅端の内側付近で調整するべく、前記第１のロールシフト装置を駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

また、
前記上下単数対又は複数対の支持ロールをロール軸方向にシフトする第２のロールシフト装置をさらに設け、前記制御手段は、前記第２のロールシフト装置を駆動制御して前記上下単数対又は複数対の支持ロールを操作側と駆動側とで非対称にシフト制御することを特徴とする。

本発明の構成によれば、上下２ヶのスラストベアリングは、その内輪側軸でロール軸方向には各スラストベアリングが個別に移動可能な長穴構造とし、各スラストベアリングの軸受箱の上下方向にはその変位を拘束する連結バーが設置されているため、スラストベアリングの軸受剛性が高くできる。さらに、作業ロールのスラストベアリングのＤ／Ｂ（Ｄ；スラストベアリングの外径，Ｂ；スラストベアリングの幅）を従来（Ｄ／Ｂ；２．０〜３．０）から従来の２．５〜４．０倍（Ｄ／Ｂ；５．０〜１２）へ変えたため、スラストベアリング幅Ｂが狭くても従来と同等以上のベアリング寿命が得られる。さらに、各軸受箱の反スラストベアリング側を一括して上下、入出側方向の拘束下でロール軸方向に摺動可能に案内するガイドを設けたので、この部分の剛性も高くできる。これらの結果、板切れ時の大きな外力に耐えられ、また振動に起因するチャタリングの発生も防止できる。

また、第１のロールシフト装置は、前記軸受箱にその中間部をピン結合させたアームと、該アームの一端が連結したヒンジを支点としてアームの他端にシフト力を付与するシフトシリンダーとからなるので、そのアーム比より、直動構造に比べ、シリンダーの容量が小さくても、所定のシフト力を確保可能となり、その結果狭いスペースでもシリンダーを設置可能となる。

また、各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を板幅端の内側付近にシフトさせることが可能となり、この先細り部の逃げ分だけ、圧延後の板幅端部の板厚み低下（エッジドロップ）も抑えられ、後工程のエッジトリミング量が減り、その分歩留まりが向上する。

また、各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を、板幅端の外側近傍に合わせることにより、支持ロールである中間ロールからの作業ロールへの板幅外からの有害な接触線圧が減り、形状安定性（荷重変化に対する形状変化が小）が大幅にアップし安定圧延が可能となり、生産効率が向上する。

また、金属帯板の圧延中の蛇行に対しては、板幅端位置検出器で実板幅端位置を検出し、各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を、上下独立に実板幅端部の板幅端の内側付近に合わせることにより、より有効に板幅端部の板厚減少であるエッジドロップ量を少なくすることができ、その結果、後工程のエッジトリミング量が減り、歩留まりが向上する。

また、各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を、板幅端位置検出器で検出した実板幅端部から板幅端の外側近傍に合わせることにより、支持ロールである中間ロールからの作業ロールへの板幅外からの有害な接触線圧が減り、形状安定性（荷重変化に対する形状変化が小）が大幅にアップし安定圧延が可能となる。

また、板幅端部厚み測定計で測定される板幅端部の厚みを操作側、駆動側で所定の厚みとなるように、各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を上下別々に板幅端の内側付近にシフトさせることにより、より有効に板幅端部の板厚減少であるエッジドロップ量を少なくすることができる、その結果、後工程のエッジトリミング量が減り、歩留まりが向上する。

また、前記蛇行により板形状が操作側、駆動側で非対称となるが、第２のロールシフト装置により上下単数対又は複数対の支持ロールを操作側と駆動側とで非対称にシフト制御することにより、操作側、駆動側で対称な形状に圧延可能となり、安定圧延が実現できる。

本発明の実施例１に係る２０段クラスター型圧延機の正面図である。 図１のII- II矢視断面図である。 図２のIII- III矢視断面図である。 図１のIV-IV矢視断面図である。 図４のV-V矢視断面図である。 図４のVI-VI矢視断面図である。 図４のVII-VII矢視断面図である。 荷重変化に対する板形状変化の比較結果のグラフであり、同図（ａ）は従来の荷重変化に対する板形状変化の計算結果を示すグラフで、同図（ｂ）は本発明の荷重変化に対する板形状変化の計算結果を示すグラフである。 本発明の実施例２に係る２０段クラスター型圧延機の正面図である。 同じく板蛇行の説明図である。 同じく板蛇行の場合において非対称形状制御手段の必要性を示す説明図であり、同図（ａ）は材料線圧分布の説明図で、同図（ｂ）は板形状の説明図である。 同じくタンデム圧延機への適用例を示す側面図である。 本発明の実施例３に係り、２０段クラスター型圧延機への適用例を示す正面図である。 同じくタンデム圧延機への適用例を示す側面図である。 本発明の実施例４に係る２０段クラスター型圧延機の正面図である。 本発明の実施例５に係る２０段クラスター型圧延機の正面図である。 本発明の実施例６に係る１２段クラスター型圧延機の正面図である。 本発明の実施例７に係るサイドサポートロール付き６段圧延機の正面図である。 本発明の実施例８に係る６段圧延機の正面図である。 従来の２０段クラスター型圧延機の正面図である。 図２０のIIXI- IIXI矢視断面図である。

以下、本発明に係る作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る２０段クラスター型圧延機の正面図、図２は図１のII- II矢視断面図、図３は図２のIII- III矢視断面図、図４は図１のIV-IV矢視断面図、図５は図４のV-V矢視断面図、図６は図４のVI-VI矢視断面図、図７は図４のVII-VII矢視断面図、図８は荷重変化に対する板形状変化の比較結果のグラフであり、同図（ａ）は従来の荷重変化に対する板形状変化の計算結果を示すグラフで、同図（ｂ）は本発明の荷重変化に対する板形状変化の計算結果を示すグラフである。

本実施例の圧延機は図１乃至図３に示すように、２０段クラスター型圧延機であり、被圧延材である金属帯板（以下、単に帯板と謂う）Ｗは、上下一対の作業ロール２ａ，２ｂにて圧延される。

この上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、各々上下二対の第１中間ロール３ａ，３ｂに接触支持され、この上下二対の第１中間ロール３ａ，３ｂは、各々上下三対の第２中間ロール４ａ，４ｂに接触支持され、この各々上下三対の第２中間ロール４ａ，４ｂは、分割ベアリング５ａ，５ｂ、軸６ａ，６ｂ及びサドル７ａ，７ｂからなる上下四対の分割ベアリング軸に接触支持され、上四対の分割ベアリング軸は、そのサドル７ａにて上インナーハウジング１７ａに支持され、この上インナーハウジング１７ａは、ウォームジャッキ又はテーパウエッジ及び段付ロッカープレート等のパスライン調整装置１８ａ，１８ｂを介して操作側と駆動側に設けられたアウターハウジング２０ａ，２０ｂの上側ビーム下面にて支持されている。

ここで、パスライン調整装置１８ａ，１８ｂの内部にロードセルを内蔵させ圧延荷重を計測させても良い。また、下四対の分割ベアリング軸は、そのサドル７ｂにて下インナーハウジング１７ｂに支持され、この下インナーハウジング１７ｂは、圧下シリンダー１９ａ，１９ｂを介してアウターハウジング２０ａ，２０ｂの下側ビーム下面にて支持されている。この圧下シリンダー１９ａ，１９ｂにて圧延荷重を発生させる。また、前記上下二対の第１中間ロール３ａ，３ｂは、上下点対称位置に、かつ接触する作業ロール２ａ，２ｂの先細り部２２ａ，２２ｂとは反対側に位置して、先細り部（先細り開始点ＳＰ参照）を有し、ロール軸方向に図示されていない第２のロールシフト装置によりシフト可能としている。

ここで、上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、上下点対称位置に先細り部２２ａ，２２ｂが設けられ、さらに、この上、下作業ロール２ａ，２ｂの端面の操作側、駆動側は上下２ヶのスラストベアリング８ａ，８ｂと８ｃ，８ｄで支持される。

このスラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、図４乃至図７に示すように、当該スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄをそれぞれ枢支する軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの内輪側軸３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄに、ロール軸方向に各スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ毎個別に移動可能な長孔３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄが形成されると共に、各軸受箱１０ａ，１０ｂ間と１０ｃ，１０ｄ間に、各長孔３８ａ，３８ｂ内と３８ｃ，３８ｄ内を貫通して上下２ヶのスラストベアリング８ａ，８ｂと８ｃ，８ｄの上下方向の変位を拘束する連結バー９ａ，９ｂが設けられる。

また、スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの外径とスラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの幅との比Ｄ／Ｂ（Ｄ；スラストベアリングの外径，Ｂ；スラストベアリングの幅）が５．０〜１２に設定されている（図６参照）。また、各軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの反スラストベアリング側を一括して上下、入出側方向の拘束下でロール軸方向に摺動可能に案内するガイド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられる（図５参照）。尚、本ガイドは、ガイドロッド及びブッシュ構造でも可である。

さらに、前記各軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄに連繋させて各作業ロール２ａ，２ｂをロール軸方向にシフトさせる第１のロールシフト装置を設けられる。この第１のロールシフト装置は、前記各軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにその中間部をピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄで結合させたアーム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、該アーム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの一端が連結したヒンジ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを支点として、アーム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの他端にピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで結合してシフト力を付与するシフトシリンダー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとからなる（図４参照）。

そして、本実施例では、前記第１のロールシフト装置により各作業ロール２ａ，２ｂにおける先細り部２２ａ，２２ｂの先細り開始位置ＳＰを板幅端の内側付近又は板幅端の外側近傍にシフトさせるようになっている。

このように構成されるため、先ず、本実施例では、上下２ヶのスラストベアリング８ａ，８ｂと８ｃ，８ｄは、その内輪側軸３７ａ，３７ｂと３７ｃ，３７ｄでロール軸方向には各スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが個別に移動可能な長穴３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ構造とし、各スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの上下方向にはその変位を拘束する連結バー９ａ，９ｂが設置されているため、スラストベアリングの軸受剛性が高くできる。

さらに、前記スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄのＤ／Ｂ（Ｄ；スラストベアリングの外径，Ｂ；スラストベアリングの幅）を従来（Ｄ／Ｂ；２．０〜３．０）から従来の２．５〜４．０倍（Ｄ／Ｂ；５．０〜１２）へ変えたため、スラストベアリング幅Ｂが狭くても従来と同等以上のベアリング寿命が得られる。さらにまた、各軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの反スラストベアリング側を一括して上下、入出側方向の拘束下でロール軸方向に摺動可能に案内するガイド１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを設けたので、この部分の剛性も高くできる。

これらの結果、板切れ時の大きな外力に耐えられ、また振動に起因するチャタリングの発生も防止できる。

また、第１のロールシフト装置は、各軸受箱１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにその中間部をピン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄで結合させたアーム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、該アーム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの一端が連結したヒンジ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを支点としてアーム１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの他端にシフト力を付与するシフトシリンダー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとからなるので、そのアーム比より、直動構造に比べ、シリンダーの容量が小さくても、所定のシフト力を確保可能となり、その結果狭いスペースでもシリンダーを設置可能となる。

このようにして、スラストベアリング８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを効果的に組み込んで小径作業ロール２ａ，２ｂのシフト機能を簡易な構造のロールシフト装置で達成することができる。

また、本実施例では、上下一対の作業ロール２ａ，２ｂの上下点対称位置に配置された先細り部２２ａ，２２ｂの先細り開始位置ＳＰを板幅端の内側付近にシフトさせることができる。

これにより、先細り部２２ａ，２２ｂの逃げ分（図２のδｗ及びδｄ参照）だけ板幅端部が板中央に比べ相対的に厚くなり、結果として圧延後の板幅端部の板厚み低下（エッジドロップ）も抑えられ、後工程のエッジトリミング量が減り、その分歩留まりが向上する。

一方、作業ロール２ａ，２ｂにおける先細り部２２ａ，２２ｂの先細り開始位置ＳＰを板幅端の外側近傍にシフトさせた場合（図示例では、第１中間ロール３ａ，３ｂの先細り部における先細り開始位置ＳＰも板幅端の外側近傍にシフトさせている）は、第１中間ロール３ａ，３ｂからの作業ロール２ａ，２ｂへの板幅外からの有害な接触線圧が減り、形状安定性（荷重変化に対する形状変化が小）が向上する。

ここで、前記作業ロール２ａ，２ｂの先細り部２２ａ,２２ｂにおける先細り開始位置ＳＰを板幅端の外側近傍に合わせるようにシフトした場合の、形状安定低性（荷重変化に対する形状変化が小）について図８にて説明する。

同図（ａ）は、図２１の従来のフラットな作業ロール１００ａの場合で、荷重が４００トンから８２０トンに２．１倍変化した場合、形状は、２５０Ｉ−ｕｎｉｔ変化している。一方、同図（ｂ）は、作業ロール２ａ，２ｂの先細り部２２ａ,２２ｂにおける先細り開始位置ＳＰを板幅端の外側近傍に合わせた場合で、同じく荷重が４００トンから８２０トンに２．１倍変化した場合、形状は、１４０Ｉ−ｕｎｉｔの変化となり、その変化量は５６％（＝１４０／２５０）に低減している。これは、加速、減速時の荷重変化に対して、形状変化が少ないことを意味し、その分本発明は形状安定性が大幅にアップしていることを示している。

図９は本発明の実施例２に係る２０段クラスター型圧延機の正面図、図１０は同じく板蛇行の説明図、図１１は同じく板蛇行の場合において非対称形状制御手段の必要性を示す説明図であり、同図（ａ）は材料線圧分布の説明図で、同図（ｂ）は板形状の説明図、図１２は同じくタンデム圧延機への適用例を示す側面図である。

本実施例では、２０段クラスター型圧延機の入側（又は出側）に帯板Ｗの板幅端位置検出器３５を設け、実施例１における作業ロール２ａ，２ｂの先細り開始位置ＳＰを、上下各々独立に板幅端位置検出器３５で検出した板幅端の内側付近、又は、板幅端の外側近傍に合わせるべく、実施例１の作業ロール２ａ，２ｂにおける第１のロールシフト装置を駆動制御するコントローラ（制御手段）４０を設けた例である。

これによれば、作業ロール２ａ，２ｂの先細り開始位置ＳＰを、板幅端位置検出器３５で検出した実板幅端部から板幅端の内側近傍に合わせることにより、帯板１の圧延中の蛇行に対してもより有効に板幅端部の板厚減少であるエッジドロップ量を少なくすることができる。

一方、作業ロール２ａ，２ｂの先細り開始位置ＳＰを、板幅端位置検出器３５で検出した実板幅端部から板幅端の外側近傍に合わせることにより、帯板１の圧延中の蛇行に対しても第１中間ロール３ａ，３ｂからの作業ロール２ａ，２ｂへの板幅外からの有害な接触線圧がより有効に減り、形状安定性（荷重変化に対する形状変化が小）が大幅にアップする。

ただ、この蛇行の際は、板形状が操作側、駆動側で非対称となる。この帯板Ｗが蛇行した場合の形状の非対称化について、図１０，図１１にて説明する。

先ず、板中心Ｏ１がミル中心Ｏ２に対し駆動側にｅだけ蛇行した場合、この蛇行分だけ前記作業ロール２ａ，２ｂの先細り開始位置ＳＰをシフトさせる。これにより、実板幅端の板幅端の内側付近又は板幅端の外側近傍に前記先細り開始位置ＳＰをセット可能となる。しかし、板中心Ｏ１は、ミル中心Ｏ２に対し駆動側にｅだけオフセットしているので、作業ロール２ａ，２ｂと帯板Ｗとの材料の線圧分布は、図１１の（ａ）に縦直線矢印で示すように、駆動側は低く、操作側が高い分布となる。この結果、帯板Ｗの形状は、図１１の（ｂ）に示すように、操作側に端伸びТが生じる板形状となる。

従って、操作側、駆動側非対称形状制御手段として、上下二対の第１中間ロール３ａ，３ｂの上下非対称シフトを実施する。即ち、この場合、第２のロールシフト装置により、上第１中間ロール３ａの先細り開始位置ＳＰを駆動側に、下第１中間ロール３ｂの先細り開始位置ＳＰも駆動側にシフトさせる（図１１の（ａ）中の横直線矢印参照）のである。

これにより、操作側、駆動側で対称な形状に圧延可能となり、安定圧延が実現できる。同様に、分割ベアリング５ａ、軸６ａ及びサドル７ａからなる上分割バッキングベアリング軸に装備されているＡＳ−Ｕと呼ばれるクラウン調整装置を操作側、駆動側非対称に動作させても良い。また同様に、作業ロール２ａ，２ｂ及び/又は第１中間ロール３ａ，３ｂのロールベンダーの操作側のベンダー力を駆動側よりも大きくしても良い。

また、図１２に示すように、例えばＮＯ．１スタンド〜ＮＯ．５スタンドからなるタンデム圧延機の少なくとも１スタンド（図示例ではＮＯ．５スタンド）に本実施例の圧延機を設置すると共に、この１スタンド（図示例ではＮＯ．５スタンド）の入側（出側でも良い）に板幅端位置検出器３５を設置すると好適である。これによれば、タンデム圧延機においても、廉価な板幅端位置検出器３５にてエッジドロップ量の低減が可能となる。

図１３は本発明の実施例３に係り、２０段クラスター型圧延機への適用例を示す正面図、図１４は同じくタンデム圧延機への適用例を示す側面図である。

本実施例は、２０段クラスター圧延機の出側に帯板Ｗの板幅端部の厚みを測定する板幅端部厚み測定計３６を設け、測定される板幅端部の厚みを操作側、駆動側で所定の厚みとなるように、前記作業ロール２ａ，２ｂの先細り開始位置ＳＰを、上下別々に板幅端の内側付近に合わせるべく、実施例１の作業ロール２ａ，２ｂにおける第１のロールシフト装置を駆動制御するコントローラ（制御手段）４１を設けた例である。

先ず、先細り開始位置ＳＰを持つ作業ロール２ａ，２ｂのロールシフトによるエッジドロップ低減方法について以下説明する。上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、上下点対称位置に先細り開始位置ＳＰが設けられ、この先細り開始位置ＳＰと板幅端までの距離をδｗ，δｄとする。また、板幅端部厚み測定計３６は、圧延機出側で操作側及び駆動側の板幅端部付近の１点又は複数の点の板厚みを測定する。この操作側で測定された板幅端部付近の１点又は複数の点の板厚みが所定の板厚みより薄ければ、上作業ロール２ａをロール軸狭幅方向にシフトさせる。即ち、δwを大きくする方向に上作業ロール２ａをシフトさせる。また、逆に測定された板幅端部付近の板厚みが所定の板厚みより厚ければ、上作業ロール２ａをロール軸広幅方向にシフトさせる。即ち、δwを小さくする方向に上作業ロール２ａをシフトさせる。また、駆動側で測定された板幅端部付近の１点又は複数の点の板厚みが所定の板厚みと異なる場合、同様に所定の板厚みとなるよう下作業ロール２ｂをシフトさせる。

本実施例によれば、より有効に板幅端部の板厚減少であるエッジドロップ量を少なくすることができる。その結果、後工程のエッジトリミング量が減り、歩留まりが向上する。

また、図１４に示すように、例えばＮＯ．１スタンド〜ＮＯ．５スタンドからなるタンデム圧延機の少なくとも１スタンド（図示例ではＮＯ．５スタンド）に本実施例の圧延機を設置すると共に、この１スタンド（図示例ではＮＯ．５スタンド）の出側に板幅端部厚み測定計３６を設置すると好適である。

これによれば、Ｘ線を用いた高価な板幅端部厚み測定計３６を使用することになるが、エッジドロップ量を高精度に低減できる。

図１５は本発明の実施例４に係る２０段クラスター型圧延機の正面図である。

図１５は２０段クラスター型圧延機であり、上インナーハウジング１７ａと下インナーハウジング１７ｂは、入側アウターハウジング２３ａ、出側アウターハウジング２３ｂから支持されることを特徴とし、特許文献３にて公知である。本実施例はこの圧延機に、実施例１と同様に、スラストベアリング８ａ〜８ｄを効果的に組み込んだ第１のロールシフト装置を装備させるものである。本実施例によれば、圧延機としてコンパクトとなる利点が得られる。

図１６は本発明の実施例５に係る２０段クラスター型圧延機の正面図である。

本実施例は２０段クラスター型圧延機であり、帯板Ｗは、上下一対の作業ロール２ａ，２ｂにて圧延される。この上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、各々上下二対の第１中間ロール３ａ，３ｂに接触支持され、この上下二対の第１中間ロール３ａ，３ｂは、各々上下三対の第２中間ロール４ａ，４ｂに接触支持され、この各々上下三対の第２中間ロール４ａ，４ｂは、分割ベアリング５ａ，５ｂ、軸６ａ，６ｂ及びサドル７ａ，７ｂからなる上下四対の分割ベアリング軸に接触支持され、上下四対の分割ベアリング軸は、そのサドル７ａ，７ｂにてモノブロックハウジング２４に支持される。本実施例はこの圧延機に、実施例１と同様に、スラストベアリング８ａ〜８ｄを効果的に組み込んだ第１のロールシフト装置を装備させるものである。本実施例によれば、圧延機としてよりコンパクトとなる利点が得られる。

図１７は本発明の実施例６に係る１２段クラスター型圧延機の正面図である。

本実施例は１２段クラスター型圧延機であり、帯板Ｗは、上下一対の作業ロール２ａ，２ｂにて圧延される。この上下一対の作業ロール２ａ，２ｂは、各々上下二対の中間ロール３ａ，３ｂに接触支持され、この上下二対の中間ロール３ａ，３ｂは、各々上下三対の分割ベアリング２５ａ，２５ｂ、軸２６ａ，２６ｂ及び図示されていないサドルからなる上下三対の分割ベアリング軸に接触支持され、上三対の分割ベアリング軸は、そのサドルにて図示されていないインナーハウジング及びアウターハウジングに支持される。本実施例はこの圧延機に、実施例１と同様に、スラストベアリング８ａ〜８ｄを効果的に組み込んだ第１のロールシフト装置を装備させるものである。

図１８は本発明の実施例７に係るサイドサポートロール付き６段圧延機の正面図である。

本実施例はサイドサポートロール付きの６段圧延機であり、帯板Ｗは、上下一対の作業ロール２にて圧延される。この上下一対の作業ロール２は、各々上下一対の中間ロール３に接触支持され、この上下一対の中間ロール３は、各々上下一対の補強ロール２７に接触支持され、上下一対の補強ロール２７は、軸受箱３９を介してその上側では、パスライン調整装置１８ａ、下側では圧下シリンダー１９ａを介してハウジング２０ａ，２０ｂに支持されている。また、上下一対の作業ロール２には、その入、出側でサポートロール２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，更に分割ベアリング軸２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ及び３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄで支持されている。本実施例はこの圧延機に、実施例１と同様に、スラストベアリング８ａ〜８ｄを効果的に組み込んだ第１のロールシフト装置を装備させるものである。また、中間ロール３及び作業ロール２にロールベンダーを装備させても良い。これらのロールベンダーにより形状制御性がアップし安定圧延が可能となる。

図１９は本発明の実施例８に係る６段圧延機の正面図である。

本実施例は６段圧延機であり、帯板Ｗは、上下一対の作業ロール２にて圧延される。この上下一対の作業ロール２は、各々上下一対の中間ロール３に接触支持され、この上下一対の中間ロール３は、各々上下一対の補強ロール２７に接触支持され、上下一対の補強ロール２７は、軸受箱３９を介してその上側では、パスライン調整装置１８ａ、下側では圧下シリンダー１９ａを介してハウジング２０ａ，２０ｂに支持されている。本実施例はこの圧延機に、実施例１と同様に、スラストベアリング８ａ〜８ｄを効果的に組み込んだ第１のロールシフト装置を装備させるものである。また、中間ロール３及び作業ロール２にロールベンダーを装備させても良い。これらのロールベンダーにより形状制御性がアップし安定圧延が可能となる。

本発明は、スラストベアリングを効果的に組み込んで作業ロールのシフト機能を簡易な機構で達成することができるので、先細り部を有する作業ロールをロール軸方向へシフトさせてエッジドロップ低減と形状安定性向上を図る、小径作業ロールを有した圧延機に適用可能である。

２ａ，２ｂ 作業ロール
３ａ，３ｂ 第１中間ロール
４ａ，４ｂ 第２中間ロール
５ａ，５ｂ 分割ベアリング
６ａ，６ｂ 軸
７ａ，７ｂ サドル
８ａ〜８ｄ スラストベアリング
９ａ，９ｂ 連結バー
１０ａ〜１０ｄ 軸受箱
１１ａ〜１１ｄ シフトシリンダー
１２ａ〜１２ｄ ピン
１３ａ〜１３ｄ アーム
１４ａ〜１４ｄ ピン
１５ａ〜１５ｄ ヒンジ
１６ａ〜１６ｄ ガイド
１７ａ 上インナーハウジング
１８ａ，１８ｂ パスライン調整装置
１９ａ，１９ｂ 圧下シリンダー
２０ａ，２０ｂ アウターハウジング
２２ａ，２２ｂ 作業ロールの先細り部
２３ａ 入側アウターハウジング
２３ｂ 出側アウターハウジング
２４ モノブロックハウジング
２５ａ，２５ｂ 分割ベアリング
２６ａ，２６ｂ 軸
２７ 補強ロール
２８ａ〜２８ｄ サポートロール
２９ａ〜２９ｄ 分割ベアリング軸
３０ａ〜３０ｄ 分割ベアリング軸
３５ 板幅端位置検出器
３６ 板幅端部厚み測定計
３７ａ〜３７ｄ 内輪側軸
３８ａ〜３８ｄ 長孔
３９ 軸受箱
４０ コントローラ（制御手段）
４１ コントローラ（制御手段）
Ｂ スラストベアリングの幅
Ｄ スラストベアリングの外径
ｅ 板中心のオフセット量
Ｏ１ 板中心
Ｏ２ ミル中心
ＳＰ 先細り部の先細り開始位置
Т 端伸び
Ｗ 金属帯板（非圧延材）

Claims (7)

1. 金属帯板を圧延する上下一対の作業ロールとその作業ロールを支持する上下単数対又は複数対の支持ロールから成る圧延機において、
   前記上下一対の作業ロールはその上下点対称位置に先細り部が設けられると共に、
   前記各作業ロールの端面を操作側、駆動側伴に上下２ヶのスラストベアリングで支持し、
   前記各スラストベアリングをそれぞれ枢支する軸受箱の内輪側軸にロール軸方向に各スラストベアリングが軸受箱毎個別に移動可能な長孔を形成すると共に、
   前記各軸受箱間に前記各長孔内を貫通させて上下２ヶのスラストベアリングの上下方向の変位を拘束する連結バーを設け、
   前記各軸受箱に連繋させて前記各作業ロールをロール軸方向にシフトさせる第１のロールシフト装置を設け、
   前記各作業ロールにおける先細り部の先細り開始位置を金属帯板の板幅端の内側付近又は金属帯板の板幅端の外側近傍にシフトさせることを特徴とする作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。
2. 前記スラストベアリングの外径とスラストベアリングの幅との比Ｄ／Ｂ（Ｄ；スラストベアリングの外径，Ｂ；スラストベアリングの幅）を５．０〜１２としたことを特徴とする請求項１に記載の作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。
3. 前記各軸受箱の反スラストベアリング側を一括して上下、入出側方向の拘束下でロール軸方向に摺動可能に案内するガイドを設けたことを特徴とする請求項１に記載の作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。
4. 前記第１のロールシフト装置は、前記軸受箱にその中間部をピン結合させたアームと、該アームの一端が連結したヒンジを支点としてアームの他端にシフト力を付与するシフトシリンダーとからなることを特徴とする請求項１に記載の作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。
5. 前記圧延機の入側、又は出側に金属帯板の板幅端位置検出器を設け、前記作業ロールの先細り部における先細り開始位置を、上下各々独立に前記板幅端位置検出器で検出した板幅端の内側付近、又は、板幅端の外側近傍に合わせるべく、前記第１のロールシフト装置を駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。
6. 前記圧延機の出側に金属帯板の板幅端部の厚みを測定する板幅端部厚み測定計を設け、測定される板幅端部の厚みを操作側、駆動側で所定の厚みとなるように、前記作業ロールの先細り部における先細り開始位置を、上下別々に板幅端の内側付近で調整するべく、前記第１のロールシフト装置を駆動制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。
7. 前記上下単数対又は複数対の支持ロールをロール軸方向にシフトする第２のロールシフト装置をさらに設け、前記制御手段は、前記第２のロールシフト装置を駆動制御して前記上下単数対又は複数対の支持ロールを操作側と駆動側とで非対称にシフト制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の作業ロールシフト機能を具備した多段圧延機。

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