JP6466203B2 - 圧延機用ロールチョックの補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機用ロールチョックの補修方法および圧延機に関する。

従来、厚板圧延機のような圧延機のワークロールを支持するバックアップロールは、その両端部がロールチョックによって保持されている。そして、圧延時において、上下のワークロール間に圧延材が噛み込むと、ワークロール胴部がバックアップロール胴部に押し付けられ、当該バックアップロール胴部、バックアップロール軸部、ブッシング（軸受部材）、スリーブ、バックアップロールチョックのロール軸部支持面の順に力（反発力）が伝達される。

すなわち、圧延材に圧延荷重がかけられることで、その反作用としてバックアップロールチョックのロール軸部支持面にも大きな力が加わることになる。例えば、上側バックアップロールチョックは上側ワークロール軸部によって上方向に押し付けられるため、その上側のロール軸部支持面に力が加わり、下側バックアップロールチョックは下側ワークロール軸部によって下方向に押し付けられるため、その下側のロール軸部支持面に力が加わる。

このようにバックアップロールチョックのロール軸部支持面は、長時間の圧延によって繰り返し力を受けるため、摩耗してその内径が変化し、摩耗前の真円度を保つことができなくなる。そして、このような真円度が保たれていないバックアップロールチョックを圧延時に使用すると、当該バックアップロールの偏芯により、製品厚精度が悪化することになる。さらに、バックアップロール軸部とバックアップロールチョックとの間隙が摩耗分だけ拡大するため、潤滑油の漏れを防止するネックシールの効果がなくなって油漏れが発生し、焼き付きトラブルの発生や、最悪の場合は火災発生の原因ともなる。

従来、圧延機におけるロール偏芯を除去するために、非圧延時にロール偏芯を解析し、圧延時に圧延機で測定されるバックアップロール対の回転角度、圧延荷重およびワークロール間の距離と板厚計で測定される鋼板の板厚実績値とに基づいて、圧延しつつロール偏芯を解析して所定時のロール偏芯除去制御値を設定し、当該設定したロール偏芯除去制御値を制御に反映する発明が提案されている（特許文献１参照）。

また、その他にもバックアップロールチョックのロール軸部支持面の摩耗を補修する一般的な方法として、当該ロール軸部支持面の摩耗が所定量以上となった場合に肉盛電溶によって摩耗前の内径と同じ寸法に加工する方法もある。

特開２０１３−９１０９７号公報

しかしながら、特許文献１で提案された発明は、ロール回転速度を計測するパルスジェネレータを新たに設置する必要があるため、高コストであるという問題がある。また、特許文献１で提案された発明はバックアップロール軸部とバックアップロールチョックとの間隙を埋めることができないため、潤滑油の漏れを防止することができないという問題もあった。

また、前記した肉盛電溶による補修方法は、熱影響によって内径以外のロールチョック全体の寸法が変化（変形）してしまう。そのため、全体をさらに削る加工や、足りない部分をさらに肉盛電溶によって加工する必要が出てくるため、補修コストが高くなるとともに補修工期も長くなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストかつ短時間でロールチョックのロール軸部支持面の摩耗を補修することができる圧延機用ロールチョックの補修方法および圧延機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる圧延機用ロールチョックの補修方法は、ロール軸部支持面が摩耗した圧延機用ロールチョックの補修方法において、前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面を、摩耗前と同じ中心位置、かつ同じ真円度で、摩耗前よりも大きな内径となるように加工する加工ステップと、加工後の前記圧延機用ロールチョックの内径と同じ外径を有する軸受部材を、加工後の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に嵌め合わせる嵌合ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる圧延機用ロールチョックの補修方法は、上記発明において、前記加工ステップの前に、加工前の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に既に嵌め合わされている古い軸受部材を取り外す取外ステップを含み、前記嵌合ステップが、前記取外ステップで取り外した前記古い軸受部材に替えて、新たな軸受部材を加工後の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に嵌め合わせることを特徴とする。

また、本発明にかかる圧延機用ロールチョックの補修方法は、上記発明において、前記加工ステップが、予め定められた摩耗前の前記圧延機用ロールチョックの寸法、中心位置および真円度を基に、前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面において最も摩耗している部分である最大摩耗部を算出し、前記最大摩耗部に合わせて前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面を加工することを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる圧延機は、ロール軸部支持面が摩耗し補修された圧延機用ロールチョックを備える圧延機において、前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面が、摩耗前と同じ中心位置、かつ同じ真円度で、摩耗前よりも大きな内径となるように加工されており、加工後の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に嵌め合わされた、加工後の前記圧延機用ロールチョックの内径と同じ外径を有する軸受部材を備えることを特徴とする。

本発明にかかる圧延機用ロールチョックの補修方法によれば、熱を加えることなくロールチョックのロール軸部支持面を加工し、このロール軸部支持面に軸受部材を嵌め合わせる簡易な工程で補修を行うため、補修コストを抑制することができるとともに、操業上において補修に急を要する場合であっても、補修工期を大幅に短縮することができる。

本発明にかかる圧延機によれば、熱が加わることなくロールチョックのロール軸部支持面が補修されており、ロールチョック全体の寸法が補修前後で全く変化していないため、補修前と同様の製品厚精度で圧延を行うことができる。

図１は、本発明の実施形態にかかる圧延機の構成の一部を示す部分断面図である。 図２は、上側のロール軸部支持面が摩耗した圧延機用ロールチョックを示す正面図である。 図３（ａ）は、本発明の実施形態にかかる圧延機用ロールチョックを示す正面図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施形態にかかる圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に嵌め合わせる軸受部材を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態にかかる圧延機用ロールチョック（以下、単にロールチョックという）の補修方法およびロールチョックを備える圧延機について、図面を参照しながら説明する。ここで、以下の説明ではまず圧延機の構成について説明した後に、ロールチョックの補修方法について説明することとする。なお、以下の説明において参照する図面は本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一もしくは同質の部材を示している。

本発明にかかる圧延機１は、図１に示すように、バックアップロール１１と、スリーブ１２と、ロールチョック１３と、軸受部材（ブッシング）１４と、ネックシール１５と、を備えている。なお、圧延機１は、一対のワークロールとこれに対応する一対のバックアップロール１１を備えており、図１に示す構成以外にも、もう一方側のバックアップロール１１およびこれに付随する構成（スリーブ１２〜ネックシール１５等）と、一対のワークロールおよびこれに付随する構成を備えている。しかし、説明の便宜上、ここでは圧延機１の一部のみを説明することとする。また、図１に示す構成は、圧延機１の上側のバックアップロール１１およびこれに付随する構成を示したものである。

バックアップロール１１は、圧延時におけるワークロール（図示省略）のたわみを防止するためのものであり、図１に示すように、バックアップロール胴部１１ａとバックアップロール軸部１１ｂとから構成される。そして、バックアップロール軸部１１ｂの周囲には、筒状のスリーブ１２が嵌め合わされ、固定されている。

ロールチョック１３は、バックアップロール軸部１１ｂを回転自在に支持するものであり、図１に示すように、筒状に形成されている。ロールチョック１３のロール軸部支持面
１３ａには、筒状の軸受部材１４が摺動可能に嵌め合わされている。また、ロールチョック１３とバックアップロール軸部１１ｂとの間には潤滑油が充填されており、バックアップロール１１の回転時において、前記した軸受部材１４は自由に摺動可能となっている。ここで、ロールチョック１３と軸受部材１４は共に金属で構成されているが、軸受部材１４はロールチョック１３よりも硬度の高い金属で構成されている。そのため、長時間圧延を行うと、軸受部材１４は基本的には摩耗せず、ロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａが摩耗することになる。なお、前記した「ロール軸部支持面１３ａ」とは、ロールチョック１３の内面のことであり、より詳細にはスリーブ１２および軸受部材１４を介してバックアップロール軸部１１ｂを支持する面のことである。

ここで、本発明にかかる圧延機１は、ロール軸部支持面１３ａが摩耗し補修されたロールチョック１３を備えている。すなわち、本発明は、図２に示すように、長時間の圧延により、予め定められた範囲までロール軸部支持面１３ａが摩耗したロールチョック１３を加工し、図３（ａ）に示すように、当初の内径Ｉ_１よりも拡大された内径Ｉ_２を有するロールチョック１３を用いている。なお、図２で示した摩耗部ＷＰは、説明の便宜上図示したものであり、実際には何もない空間である。また、前記した「予め定められた範囲」とは、例えば摩耗後のロールチョック１３を用いて圧延を行った場合において、所定の製品厚精度が得られない程度の摩耗量Ｗを示しており、実験的に求められる値である。

前記したように、図２に示すような真円度が保たれていないロールチョック１３を用いて圧延を行った場合、バックアップロール１１の偏芯により製品厚精度が悪化する。そのため、本発明では、図３（ａ）に示すように、ロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａが、摩耗前の内径Ｉ_１と同じ中心位置Ｃ、かつ同じ真円度で、摩耗前の内径Ｉ_１よりも大きな内径Ｉ_２となるように加工されている。なお、前記した「同じ中心位置Ｃ、かつ同じ真円度」とは、中心位置Ｃおよび真円度が完全に一致する場合のみならず、所定の製品厚精度を得られる誤差範囲も含めた範囲のことを意味している。

そして、ロールチョック１３は、図１および図３（ｂ）に示すように、加工後のロールチョック１３の内径Ｉ_２と同じ外径Ｏ_１を有する軸受部材１４が、そのロール軸部支持面１３ａに嵌め合わされている。これにより、中心位置Ｃがロールチョック１３の摩耗前後で同じになり、圧延時におけるバックアップロール１１の偏芯が抑制されている。なお、前記した「内径Ｉ_２と同じ外径Ｏ_１」とは、具体的にはロールチョック１３の内径Ｉ_２と軸受部材１４の外径Ｏ_１との間に、軸受部材１４が摺動可能な程度のわずかな隙間が形成されている状態のことを意味している。

ネックシール１５は、ロールチョック１３とバックアップロール軸部１１ｂとの間に設けられた潤滑油を封止するためのものである。ネックシール１５は、図１に示すように、ロールチョック１３のバックアップロール胴部１１ａ側の端部からバックアップロール軸部１１ｂの表面にかけて設けられ、潤滑油の漏れを防止している。

以上のような構成を備える圧延機１によれば、熱が加わることなくロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａが補修されており、ロールチョック１３全体の寸法が補修前後で全く変化していないため、補修前と同様の製品厚精度で圧延を行うことができる。すなわち、従来技術における肉盛電溶によるロールチョック１３の補修では、熱影響によってロールチョック１３が変形して全体の寸法が変化するため、補修によっても摩耗前の寸法に正確に戻すことが困難であり、製品厚精度に影響を及ぼす可能性がある。しかし、本発明にかかる圧延機１は、肉盛電溶による補修を行っていないため、そのようなおそれがない。

以下、本発明にかかるロールチョック１３の補修方法について説明する。ロールチョック１３の補修方法は、判定ステップと、取外ステップと、加工ステップと、嵌合ステップと、をこの順番で行う。

まず、判定ステップによって、ロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａの摩耗が所定の製品厚精度を得られない、すなわち圧延に支障をきたすような摩耗量Ｗとなっているか否かを判定する。そして、判定ステップにおいてロール軸部支持面１３ａの摩耗が所定の製品厚精度を得られない摩耗量Ｗと判定された場合、取外ステップに進む。

次に、取外ステップにおいて、加工前のロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａに既に嵌め合わされている古い軸受部材を取り外す。なお、この取外ステップにおいて取り外される古い軸受部材と、後記する嵌合ステップにおいて嵌め合わされる軸受部材１４とは、内径は同じであり、外径が異なっている。すなわち、新たな軸受部材１４は、取り外される古い軸受部材と比較して、図２に示すロールチョック１３の最大摩耗部ＷＰ_Ｇの摩耗量Ｗだけ大きい外径Ｏ_１を有している。また、前記した「最大摩耗部ＷＰ_Ｇ」とは、ロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａにおいて最も摩耗している部分のことを意味している。

次に、加工ステップにおいて、ロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａを、摩耗前の内径Ｉ_１と同じ中心位置Ｃ、かつ同じ真円度で、摩耗前の内径Ｉ_１よりも大きな内径Ｉ_２となるように加工する。すなわち、加工ステップでは、予め定められた摩耗前のロールチョック１３の寸法、中心位置Ｃおよび真円度を基に、図２に示すように、ロールチョック１３の最大摩耗部ＷＰ_Ｇおよびその摩耗量Ｗを算出し、最大摩耗部ＷＰ_Ｇの摩耗量Ｗに合わせてロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａを加工する。なお、ロール軸部支持面１３ａの加工方法としては、切削加工が好ましいが、内面形状や寸法を微調整する目的で、研磨加工等と併用しても構わない。

なお、加工ステップでは、具体的には図面寸法上におけるロールチョック１３の外形（例えば上面、側面、下面等）から中心位置Ｃまでの距離等を参考にして中心位置Ｃを割り出す。そして、加工ステップでは、補修前の内径Ｉ_１に最大摩耗部ＷＰ_Ｇの摩耗量Ｗを加えた内径Ｉ_２となるように、ロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａを加工する。

次に、嵌合ステップにおいて、加工後のロールチョック１３の内径Ｉ_２と同じ外径Ｏ_１を有する軸受部材１４を、加工後のロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａに嵌め合わせる。すなわち、嵌合ステップでは、前記した取外ステップで取り外した古い軸受部材に替えて、当初の外径よりも前記した摩耗量Ｗだけ外径Ｏ_１が拡大した軸受部材１４を加工後のロールチョック１３のロール軸部支持面に嵌め合わせる。

以上のような手順を行うロールチョック１３の補修方法によれば、熱を加えることなくロールチョック１３のロール軸部支持面１３ａを加工し、ロール軸部支持面１３ａに軸受部材１４を嵌め合わせる簡易な工程で補修を行うため、補修コストを抑制することができるとともに、操業上において補修に急を要する場合であっても、補修工期を大幅に短縮することができる。また、従来技術のように肉盛電溶によってロールチョック１３を補修する場合、長い補修工期に合わせて、高価なロールチョック１３を予備として大量に用意する必要があったが、本発明にかかるロールチョック１３の補修方法を利用することで、このような予備として用意すべきロールチョック１３も大幅に少なくなる。

なお、従来技術における肉盛電溶によるロールチョック１３の補修の際にも、一般的には古い軸受部材を取り外し、同じ寸法の新たな軸受部材に交換する作業を行う。しかし、従来技術においては、肉盛電溶によってロールチョック１３全体の補修が必要となるため、補修にかかるコストと時間が増大する。一方、本発明にかかるロールチョック１３の補修方法は、通常行うロールチョック１３の交換の際に、ロール軸部支持面１３ａの補修も兼ねて行うことができるため、従来技術と比較して大幅なコスト削減と工期短縮が可能となる。

なお、上記の説明では、切削加工後のロールチョック１３の内径Ｉ_２の値を、補修前の内径Ｉ_１に最大摩耗部ＷＰ_Ｇの摩耗量Ｗを加えた値としたが、内径Ｉ_２の値は補修前の内径Ｉ_１に最大摩耗部ＷＰ_Ｇの摩耗量Ｗを加えた値以上であればよく、必ずしも同じ値である必要はない。

直径１３６０ｍｍ（公差＋０．１ｍｍ，−０．０ｍｍ）、真円度公差０．０３ｍｍの内径を有するバックアップロールチョック（ロールチョック１３）において、長期間の使用によって内径の長軸が１３６８ｍｍ、短軸が１３６０ｍｍとなる楕円形に摩耗した後、直径１３６８ｍｍ（公差＋０．１ｍｍ，−０．０ｍｍ）、真円度公差０．０３ｍｍの内径へと加工した。そして、外周の直径が１３６７．８ｍｍ（公差＋０．０ｍｍ，−０．２ｍｍ）のブッシング（軸受部材１４）を作成し、加工後のバックアップロールチョックに嵌め合わせた。そして、整備等を行った後、鋼板の圧延を３ヶ月行い、製品厚精度に問題がないことを確認した。

以上、本発明にかかる圧延機用ロールチョックの補修方法および圧延機について、発明を実施するための形態および実施例により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、前記した発明を実施するための形態では、一例として、圧延機１の上側のバックアップロール１１に付随するロールチョック１３の補修方法について説明したが、本発明は、当然ながら圧延機１の下側のバックアップロール１１に付随するロールチョック１３の補修方法にも適用可能である。また、本発明は上下のバックアップロール１１のみならず、圧延機１の上下のワークロールに付随するロールチョックの補修方法にも適用可能である。すなわち、本発明にかかる補修方法は、バックアップロール１１またはワークロールに関わらず、軸受部材１４を嵌め合わせることが可能で、かつ圧延によって摩耗が発生する全てのロールチョックに適用することができる。

１ 圧延機
１１ バックアップロール
１１ａ バックアップロール胴部
１１ｂ バックアップロール軸部
１２ スリーブ
１３ ロールチョック（圧延機用ロールチョック）
１３ａ ロール軸部支持面
１４ 軸受部材（ブッシング）
１５ ネックシール
Ｃ 中心位置
Ｉ_１ 補修前のロールチョックの内径
Ｉ_２ 補修後のロールチョックの内径
Ｏ_１ 軸受部材の外径
Ｗ 摩耗量
ＷＰ 摩耗部
ＷＰ_Ｇ 最大摩耗部

Claims (2)

1. ロール軸部支持面が摩耗した圧延機用ロールチョックの補修方法において、
   前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面を、摩耗前と同じ中心位置、かつ同じ真円度で、摩耗前よりも大きな内径となるように加工する加工ステップと、
   加工後の前記圧延機用ロールチョックの内径と同じ外径を有する軸受部材を、加工後の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に嵌め合わせる嵌合ステップと、
   を含み、
   前記加工ステップは、予め定められた摩耗前の前記圧延機用ロールチョックの寸法、中心位置および真円度を基に、前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面において最も摩耗している部分である最大摩耗部の摩耗量を算出し、摩耗前の内径に前記最大摩耗部の摩耗量を加えた内径となるように、前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面を加工することを特徴とする圧延機用ロールチョックの補修方法。
2. 前記加工ステップの前に、加工前の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に既に嵌め合わされている古い軸受部材を取り外す取外ステップを含み、
   前記嵌合ステップは、前記取外ステップで取り外した前記古い軸受部材に替えて、新たな軸受部材を加工後の前記圧延機用ロールチョックのロール軸部支持面に嵌め合わせることを特徴とする請求項１に記載の圧延機用ロールチョックの補修方法。

Images