JP6809275B2 - Rolling machine - Google Patents
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Description
本発明は圧延機(特に4段および6段圧延機)に関し、バックアップロールや中間ロールのような、ロール間接触によって圧延荷重を受けるロールへの負担を軽減できる圧延機に関する。 The present invention relates to rolling mills (particularly 4-step and 6-step rolling mills), and relates to rolling mills such as backup rolls and intermediate rolls that can reduce the load on rolls that receive rolling loads due to contact between rolls.
例えば4段の熱間圧延機で高い圧延荷重を要する圧延材に対して高い圧下率で圧延を行う場合、その負荷が大きくなるため、ワークロールとバックアップロールとの接触面圧(ヘルツ圧)が過大になることがある。これにより特にバックアップロールの疲労破壊が発生する問題がある。 For example, when rolling a rolled material that requires a high rolling load with a four-stage hot rolling mill at a high reduction rate, the load becomes large, so the contact surface pressure (hertz pressure) between the work roll and the backup roll increases. It can be excessive. This causes a problem that fatigue fracture of the backup roll occurs.
このような問題に対しては、ワークロールの直径を小さくすることにより圧延で発生する圧延荷重を下げる対策がある。しかしながら、駆動トルクの伝達を確保する観点からワークロールの直径を小さくすることにも限界がある。また圧延機としての耐荷重にも限界がある。 To solve such a problem, there is a measure to reduce the rolling load generated in rolling by reducing the diameter of the work roll. However, there is a limit to reducing the diameter of the work roll from the viewpoint of ensuring the transmission of the driving torque. There is also a limit to the load capacity of the rolling mill.
これに対して例えば特許文献1には潤滑剤を用いることで圧延荷重を低減する技術が開示されている。
On the other hand, for example,
また、特許文献2、特許文献3にはサポートロールを配置する技術が開示されている。
Further,
しかしながら、特許文献1に記載のように潤滑剤を用いると圧延材の先端がワークロール間に侵入できずスリップを発生する(噛み込み性不良)問題や、潤滑剤の取り扱いに関する手間の問題が発生する。
However, as described in
また、特許文献2、特許文献3のようなサポートロールでは、ワークロールとバックアップロールとの接触圧力を低減するように検討及び構成されておらず、問題を解決できるものではない。
Further, the support rolls such as
4段圧延機(2つのワークロールと2つのバックアップロールを備える圧延機)以外の多段圧延機で複数ロールでワークロールをサポートする方法(例えば、バックアップロールを片側に二つ有するクラスター圧延機)も提案されているが、熱延仕上圧延のようなタンデム圧延機で使用するには圧延機の寸法が大きく、ロール交換等のための構造も複雑すぎて使い難い。 There is also a method of supporting work rolls with multiple rolls in a multi-stage rolling mill other than a four-stage rolling mill (a rolling mill having two work rolls and two backup rolls) (for example, a cluster rolling mill having two backup rolls on one side). Although it has been proposed, the size of the rolling mill is large for use in a tandem rolling mill such as hot-rolled finish rolling, and the structure for roll replacement is too complicated to use.
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、特に、4段および6段圧延機に関し、バックアップロールや中間ロールのような、ロール間接触によって圧延荷重を受けるロールの接触負荷による不具合の発生を低減できる圧延機を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention can reduce the occurrence of defects due to the contact load of rolls that receive rolling load due to contact between rolls, such as backup rolls and intermediate rolls, particularly for 4-stage and 6-stage rolling mills. The subject is to provide a rolling mill.
発明者らは鋭意検討の結果、4段圧延機の設計を行った場合、ワークロールとバックアップロールとの接触面圧の上限値が問題となることが多く、この接触面圧を例えば約10%低下させることができると、圧延機の耐荷重の限界と釣り合う状況になるため、効率的な圧延機の設計が可能となる知見を得た。6段圧延機の中間ロールとバックアップロールとの接触面圧についても同様の知見が得られた。またワークロールや中間ロールはバックアップロールよりも高い強度で製造されているため、同じ接触面圧が作用した場合、強度の低いバックアップロール側で不具合が発生する。以上のことから、4段圧延機ではワークロールとバックアップロールとの接触による負荷、6段圧延機では中間ロールとバックアップロールとの接触による負荷を低減させることで、上記の問題を解決できるとして本発明を完成させた。以下説明を判り易くするため、4段圧延機を対象として本発明について説明する。 As a result of diligent studies, the inventors often have a problem with the upper limit of the contact surface pressure between the work roll and the backup roll when designing a four-stage rolling mill, and the contact surface pressure is set to, for example, about 10%. If it can be lowered, the situation will be balanced with the limit of the load capacity of the rolling mill, and we have obtained the knowledge that efficient rolling mill design is possible. Similar findings were obtained regarding the contact surface pressure between the intermediate roll and the backup roll of the 6-stage rolling mill. Further, since the work roll and the intermediate roll are manufactured with higher strength than the backup roll, when the same contact surface pressure is applied, a problem occurs on the backup roll side having a lower strength. From the above, it is assumed that the above problems can be solved by reducing the load due to the contact between the work roll and the backup roll in the 4-stage rolling mill and the load due to the contact between the intermediate roll and the backup roll in the 6-stage rolling mill. The invention was completed. Hereinafter, the present invention will be described with reference to a four-stage rolling mill for easy understanding.
本発明の1つの望ましい態様は、4段圧延機の場合は、ワークロールと、該ワークロールの外周面に、外周面を接触してロール中心位置がワークロールの中心位置に対してほぼ鉛直となるように配置されるバックアップロールと、ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、ワークロール及びバックアップロールに接触する押圧ヘッドと、を備え、押圧ヘッドは、バックアップロールに接触する第一押圧部と、ワークロールに接触する第二押圧部と、を有し、第一押圧部と第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、先端がワークロールとバックアップロールとの接触する側に向けて配置されている、圧延機である。
これに対して6段圧延機の場合は、4段圧延機の説明にあるワークロールを中間ロールと置き換えてもよい。
One desirable aspect of the present invention is that in the case of a four-stage rolling mill, the work roll and the outer peripheral surface of the work roll are brought into contact with each other so that the roll center position is substantially vertical to the center position of the work roll. It is provided with a backup roll arranged so as to be, and a pressing head arranged on each of the upstream side and the downstream side of the work roll and in contact with the work roll and the backup roll, and the pressing head is in contact with the backup roll. It has a pressing portion and a second pressing portion that comes into contact with the work roll, and the first pressing portion and the second pressing portion have a wedge shape so that the distance approaches the tip, and the tip has a wedge shape. A rolling mill arranged toward the side where the work roll and the backup roll come into contact with each other.
On the other hand, in the case of a 6-stage rolling mill, the work roll described in the 4-stage rolling mill may be replaced with an intermediate roll.
この圧延機において、第一押圧部及び第二押圧部の少なくとも一方には、冷却水が噴射される噴射口を備えるように構成してもよい。 In this rolling mill, at least one of the first pressing portion and the second pressing portion may be configured to have an injection port into which cooling water is injected.
また、第一押圧部、及び、第二押圧部の少なくとも一方には、接触ローラが備えられており、接触ローラがワークロール、中間ロール、及び、バックアップロールの少なくとも1つに接触するように構成することもできる。 Further, at least one of the first pressing portion and the second pressing portion is provided with a contact roller, and the contact roller is configured to come into contact with at least one of a work roll, an intermediate roll, and a backup roll. You can also do it.
本発明により、押圧ヘッドの押圧力により、ワークロールとバックアップロールとの接触面圧、又は、中間ロールとバックアップロールとの接触面圧等、ロール間の接触面圧を低減することができ、ロールの破損等の不具合を抑制することができる。 According to the present invention, the contact surface pressure between the rolls such as the contact surface pressure between the work roll and the backup roll or the contact surface pressure between the intermediate roll and the backup roll can be reduced by the pressing pressure of the pressing head. It is possible to suppress problems such as damage to the product.
本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。 The present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these forms.
図1は、第一の形態にかかる熱延鋼板の製造設備1(以下、「製造設備1」と記載することがある。)のうち、熱間仕上げ圧延機列10、及び出側冷却装置40の部位を表した概念図である。図1では、鋼板Sが紙面左(上流側、上工程側)から右(下流側、下工程側)の方向へと搬送され、紙面上下が鉛直方向である。ここではパスラインを破線で示している。上流側(上工程側)から下流側(下工程側)方向を通板方向と記載することがあり、これに直交する方向で、通板される鋼板Sの板幅の方向を板幅方向と記載することがある。また、図において見易さのため繰り返しとなる符号の記載は省略することがある。
FIG. 1 shows the hot finish rolling
図1に示すように、製造設備1は、熱間仕上げ圧延機列10、及び出側冷却装置40を備えている。なお、図示および説明は省略するが、熱間仕上げ圧延機列10の上流側には、デスケーラ、加熱炉、および粗圧延機列等が配置される。一方、冷却装置40の下流側には巻き取り機等が配置されている。また、鋼板を搬送するため、搬送ロール(例えば図1の搬送ロール2)が必要に応じて設けられている。
As shown in FIG. 1, the
本形態の熱間仕上げ圧延機列10は、上流側から第一スタンド11〜第七スタンド17を有し、これらが通板方向に沿って配列されている。本形態では、各スタンドには圧延機21〜27が備えられており、最終スタンド17の圧延機27には押圧装置30が具備されている。本形態では第一スタンド11〜第六スタンド16の圧延機21〜26では、不図示のハウジングにバックアップロール21a〜26aが備えられ、この2つのバックアップロール21a〜26aの間にワークロール21b〜26bが配置されている。そしてこの2つのワークロール21b〜26bの間を圧延材である鋼板Sが通過することに圧延がなされる。
このような圧延スタンドは公知の通りであり、圧延スタンドに具備される各構成要素も公知の通りである。
The hot finish rolling
Such a rolling stand is known, and each component provided in the rolling stand is also known.
上記のように本形態では、最終スタンドである第七スタンド17に圧延機27が備えられている。図2には図1のうち、圧延機27の構成を模式的な図で表した。図2からわかるように圧延機27は、第1のロールとしてのバックアップロール27a、ワークロール27b、ハウジング27c、及び押圧装置30を有して構成されている。ここで、ハウジング27c、バックアップロール27a、及びワークロール27bは、他の圧延スタンドの圧延機と同様のものを用いることができる。
なおここでは最終スタンドの圧延機27に押圧装置30が配置されている例を説明するが、押圧装置30が備えられる圧延機は特に限定されることはなく、他のスタンドの圧延機であってもよい。
As described above, in the present embodiment, the rolling
Here, an example in which the
バックアップロール27aとワークロール27bとは、通常、圧延反力を圧延機のハウジング27cで効率よく受け止めるために、両ロールのロール中心が圧延方向すなわち水平方向に対してほぼ垂直(鉛直)となる位置に配置されている。ただし、この中心位置は圧延方向に数mmのオフセット量が設定されることが多く、これによりワークロールの水平方向位置を安定化させている。本形態では上記のオフセット量を特に限定しないが、オフセット量として0mmからワークロール直径に対しておおよそ2%以下の値が設定される場合も対象とする。
The
本形態で押圧装置30は、ワークロール及び、該ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第1のロールの両方に接触して、両者を離隔させる方向に力を発生させる装置である。これにより両者間に生じる接触面圧を低減させることができる。本形態では、ワークロール27b及び第1のロールとしてのバックアップロール27aに押圧装置30が適用されている。従って本形態では、上流側の上下2箇所、下流側の上下2箇所における、合計4箇所のそれぞれにワークロール27bとバックアップロール27aとの間に押圧装置30が配置されている。
図3には、図2のうち1つの押圧装置30に注目して拡大した図を表した。また、図4(a)には第一押圧部31aをバックアップロール27aに対向する側から見た図、図4(b)には第二押圧部31bをワークロール27bに対向する側から見た図をそれぞれ示した。
In the present embodiment, the
FIG. 3 shows an enlarged view focusing on one of the
本形態の押圧装置30は、押圧ヘッド31及び駆動装置35を有して構成されている。
The
押圧ヘッド31は、図3からわかるようにバックアップロール27aに対向する第一押圧部31aと、ワークロール27bに対向する第二押圧部31bを有している。従って第一押圧部31aはバックアップロール27aの外周の湾曲と同じ曲率を有しており、第二押圧部31bはワークロール27bの外周の湾曲と同じ曲率となるような湾曲を備えている。
そして第一押圧部31aと第二押圧部31bとは、その先端(駆動装置35とは反対側)に向かうにつれて近づくように配置されている。これはバックアップロール27aとワークロール27bとの接触点に近づくにつれて外周面同士が近づく形態と同様である。これにより押圧ヘッド31は先端に近づくにつれて先細りとなる楔形状を備える。
As can be seen from FIG. 3, the
The first
第一押圧部31a、及び第二押圧部31bは、図3の視点において上記のように湾曲し、楔形状を備えているとともに、板幅方向には図4(a)、図4(b)に表れているように、バックアップロール27a及びワークロール27bの幅方向の全長に亘って対向することができるように長方形とされている。
The first
そして本形態では、図3、図4(a)、図4(b)からわかるように、第一押圧部31aには接触ローラ32、及び第二押圧部31bには接触ローラ33を備えている。接触ローラ32、33は、第一押圧部31a及び第二押圧部31bの湾曲方向における一端側と他端側に配置されて2列をなし、2列とも回転軸が板幅方向に平行である。そして本形態では、各列において複数の接触ローラ32、33が板幅方向に同じ回転軸上に配列されている。
なお、本形態では上記のように接触ローラ32、33を配置したが、これに限定されることなく、例えば図5(a)、図5(b)に示したように、図5(a)の第一押圧部31aにおける面と図5(b)の第二押圧部31bにおける面で、向かい合うロールの位置が重ならないように交互となるように接触ローラ32、33が配列されるように構成してもよい。これにより接触ローラの径を大きくして装置の耐久性を高めることも可能となる。
In this embodiment, as can be seen from FIGS. 3, 4 (a) and 4 (b), the first
In this embodiment, the
接触ローラ32、33は図3からわかるようにその一部が突出するように配置され、第一押圧部31aの接触ローラ32はバックアップロール27aの表面に接触し、第二押圧部31bの接触ローラ33はワークロール27bの表面に接触して回転するように構成されている。
As can be seen from FIG. 3, the
また第一押圧部31a及び第二押圧部31bには、2列に配列された接触ローラ32、33の間に冷却水の噴射口31cが設けられており、不図示の設備から冷却水が提供され、この噴射口31cから水が噴射するように構成されている。これにより、バックアップロール27a及びワークロール27bの冷却も同時に行うことが可能である。噴射口31cの断面形状及び配列は特に限定されることはなく適宜変更すればよい。
Further, the first
また、上記の形態では接触ローラ32、33が、第一押圧部31a及び第二押圧部31bの湾曲方向の一端側と他端側に配置されて2列をなし、2列とも回転軸が板幅方向に平行であるとともに、この2列の接触ローラ32、33の間に噴射口31cを備える形態とした。しかしながら、これに限られることなく、例えば図6に示したように、湾曲方向の一端側と他端側との間に4列の接触ローラ32が配置され、隣り合う列同士では接触ローラ32が互い違いに千鳥状に配置されてもよい。このときには噴射口31cは隣り合う接触ローラ32の間に配置することができる。このような構造とすることにより接触ローラの数量や径を増やして装置の耐久性を高めるとともに、水冷の均一性も同時に確保できる。
Further, in the above embodiment, the
以上のように接触ローラ32、33を用いてワークロール27bやバックアップロール27aに接触することにより、ワークロール27bやバックアップロール27aの直径に若干の変化があっても対応することができる。
By contacting the
駆動装置35は、押圧ヘッド31をバックアップロール27aとワークロール27bとの間に押し込むように押圧する駆動装置である。本形態では駆動装置35は駆動源36及びシリンダー37を有して構成されている。そしてシリンダー37の一端が駆動源36、他端が押圧ヘッド31のうち楔形状の先端側とは反対側となる部位に接続されている。これにより駆動源36で発生させた駆動力をシリンダー37を通じて押圧ヘッド31に伝達させて押圧ヘッド31に押圧力を付与することができる。
駆動装置35は、押圧ヘッド31に押圧力を付与することができればその形態は特に限定されることはなく、公知の駆動装置を適用することが可能である。
The
The form of the
このような押圧装置30が図2、図3に表れたように配置される。すなわち、第一押圧部31aがバックアップロール27aに対向し、接触ローラ32がバックアップロール27aの表面に接触するとともに、第二押圧部31bがワークロール27bに対向し、接触ローラ33がワークロール27bの表面に接触するように配置される。このとき押圧ヘッド31の楔形状の細い先端がバックアップロール27aとワークロール27bとの接触部位側に向くように位置づけられる。
Such a
押圧装置30をこのように配置した状態で、駆動装置35により押圧ヘッド31を押圧すると次のように作用する。図7、図8に説明のための図を示した。図7は押圧装置30を用いない場合について説明する図、図8は押圧装置30を用いた場合について説明する図である。鋼板Sを挟んで上下は対称として考えることができるのでここでは上側に配置されたワークロール及びバックアップロールに注目して説明する。
押圧装置30を用いない場合、図7に示したように鋼板Sの圧延に伴い、鋼板Sからワークロールに対して矢印Aで示した大きさaの反力が生じる。バックアップロールはワークロールとの接触部分から矢印Bで示した大きさbの力を受けるとともに、バックアップロール軸受け部から矢印Cで示した大きさcの力を受ける。ここで圧延反力がロールの重量とくらべはるかに大きい場合、力の大きさa、b、cは全てほぼ等しい。ワークロールとバックアップロールとの接触部には同じ大きさの力が作用・反作用として作用しているが、この力が大きくなりすぎる場合にワークロールに比べて強度が低いバックアップロールに不具合を生じていた。
When the
When the
これに対して、図8に示したように押圧部材30を用いた場合、押圧ヘッド31がバックアップロール27aとワークロール27bとの接触部位に近づくような押圧力が働く。押圧力は押圧ヘッド31が楔形状である作用により、第一押圧部31aがバックアップロール27aを矢印B2で示した方向にb2の大きさで押圧する。同様に第二押圧部31bがワークロール27bを矢印B3で示した方向にb3の大きさで押圧する。そしてこれら押圧ヘッド31による押圧力は、矢印B4で示したように大きさb4の力が伝達され押圧部材30が取り付けられた部位で受けられる。
On the other hand, when the pressing
ここで、押圧ヘッド31における力の向きと大きさについて考えると次のようになる。
矢印B2で示した大きさb2の力の鉛直方向成分は矢印B2’で示したようにバックアップロール27aを上方に押し上げる方向に大きさb2’で働く。一方、矢印B3で示した大きさb3の力の鉛直方向成分は矢印B3’で示したようにワークロール27bを下方に押し下げる方向に大きさb3’で働く。これらの力はいずれもバックアップロール27aとワークロール27bとの間に生じる接触の力を弱める方向に働くため、その結果、矢印B1で示したバックアップロール27aとワークロール27bとの接触による力の大きさはb1となり、当該力の大きさb1は、図7に矢印Bで示したバックアップロールとワークロールとの接触による力の大きさbよりも小さくなる。これによりバックアップロール27aとワークロール27bとの接触面圧(ヘルツ圧)を低減させることができる。
Here, considering the direction and magnitude of the force in the
The vertical component of the force of magnitude b2 indicated by the arrow B2 acts in the direction of pushing the
ここで、バックアップロール27aがワークロール27bとの接触部分から受ける力、及び押圧ヘッド31から受ける力の鉛直方向成分について考える。すると、矢印B1で示した力の大きさb1、矢印B2’で示した力の大きさb2’の2つを合計すると、図7に矢印Bで示したバックアップロールがワークロールから受ける力の大きさbと同じとなる。すなわち、このように押圧部材30を用いても矢印Aで示した力の大きさaおよび矢印Cで示した力の大きさcは、押圧部材30の有無にかかわらず同じとすることができる。従って、圧延荷重は同じとしたままバックアップロール27aとワークロール27bとの接触部分に生じる力のみを低減することができる。
Here, the vertical component of the force received by the
一方、押圧ヘッド31により作用する力の水平方向成分について考えると、矢印B2’’で示した力の大きさb2’’の2つ、及び矢印B3’’で示した力の大きさb3’’の2つはそれぞれ向きが反対で同じ大きさとなっているので、つりあうことから、水平方向には力を生じることはない。従って、押圧部材30があっても圧延を阻害するような力を生じさせない。
On the other hand, considering the horizontal component of the force acting by the
このように、押圧部材30によれば、押圧部材30を用いない場合に対して、力の伝達経路を分散することで、圧延荷重を同じとしつつバックアップロール27aとワークロール27bとの接触部分に生じる力のみが低減され、これに伴い接触面圧、ヘルツ圧が低減されるため、バックアップロールの破損を防止することが可能となる。
As described above, according to the pressing
押圧装置30による押圧力の程度は、必要に応じて調整することができ、限定されることはないが例えば次のように考えることができる。すなわち、押圧装置がない場合に対してバックアップロールとワークロールとの接触面圧を10%低減させるだけでも、バックアップロールの疲労破壊を抑制するには十分な効果があるといえる。従って、1つのバックアップロールに対して上流側及び下流側の両側に押圧装置が配置されているので、片側で接触面圧を5%低減させればよい。
現状、クラウン制御のためのワークロールベンダーがワークロールチョックと圧延機ハウジング間で作用しているが、これが圧延機の最大荷重の5%〜10%の範囲で設計されていることが多く、それと同程度の押圧力が確保されていればよい。かかる観点から、駆動源として油圧装置を使うことが想定できるが、それほど規模を大きくすることなく押圧装置を構成することが可能である。
なお、上記の形態では板幅方向に一体である押圧ヘッドを説明したが、板幅方向に分割され個別に制御できる押圧ヘッドとすれば、クラウン制御能力を持たせることも可能となる。
The degree of pressing pressure by the
Currently, work roll benders for crown control operate between the work roll chock and the rolling mill housing, which is often designed in the range of 5% to 10% of the maximum load of the rolling mill, which is the same. It suffices if a certain degree of pressing force is secured. From this point of view, it can be assumed that a hydraulic device is used as a drive source, but it is possible to configure the pressing device without increasing the scale so much.
In the above embodiment, the pressing head integrated in the plate width direction has been described, but if the pressing head is divided in the plate width direction and can be individually controlled, it is possible to provide the crown control capability.
その際、第一押圧部31a及び第二押圧部31bに設けられた噴射口31cからは冷却水が噴射され、バックアップロール27a及びワークロール27bの冷却も同時に行うことができる。
ワークロールの直径を小さくした場合、ワークロールと鋼板との接触回数が増える為に、熱移入が増加し、且つワークロールを冷却するための表面積が小さくなるので、一般的にワークロールの冷却が不足してくるという問題が生じる。このような問題に対して本形態のように冷却をすれば当該冷却不足を解消することもできる。
冷却だけ行うよりは噴射面積が減るので、効果は小さくなるが、上流側及び下流側の両面で冷却できるので、ワークロール冷却の効果は十分である。
またこの冷却水は、第一押圧部とバックアップロール、第二押圧部とワークロールとの摩擦を低減する効果も期待でき、押圧装置の寿命向上を図ることもできる。
At that time, cooling water is injected from the
When the diameter of the work roll is reduced, the number of contacts between the work roll and the steel plate is increased, so that heat transfer is increased and the surface area for cooling the work roll is reduced. Therefore, the work roll is generally cooled. The problem of shortage arises. If cooling is performed as in the present embodiment for such a problem, the insufficient cooling can be solved.
Since the injection area is smaller than that of cooling alone, the effect is small, but the effect of work roll cooling is sufficient because cooling can be performed on both the upstream side and the downstream side.
Further, this cooling water can be expected to have an effect of reducing friction between the first pressing portion and the backup roll, and the second pressing portion and the work roll, and can extend the life of the pressing device.
図9は第二の形態を説明する図であり、図9(a)は図3に相当し、図9(b)は図4(a)に相当する。第二の形態では、押圧ヘッド31の代わりに押圧ヘッド131が適用された押圧装置130が具備された例である。それ以外は第一の形態と同じであるためここでは押圧ヘッド131について説明する。
9A and 9B are views for explaining the second mode, FIG. 9A corresponds to FIG. 3, and FIG. 9B corresponds to FIG. 4A. The second embodiment is an example in which a
押圧ヘッド131もバックアップロール27aに対向する第一押圧部131aと、ワークロール27bに対向する第二押圧部131bを有している。従って第一押圧部131aはバックアップロール27aの外周の湾曲と同じ曲率となるような湾曲を有しており、第二押圧部131bはワークロール27bの外周の湾曲と同じ曲率となるような湾曲を備えている。
そして第一押圧部131aと第二押圧部131bとは、その先端(駆動装置35とは反対側)に向かうにつれて近づくように配置されている。これはバックアップロール27aとワークロール27bとの接触部位に近づくにつれて外周面同士が近づく形態と同様である。これにより押圧ヘッド131は先端に近づくにつれて先細りとなる楔形状を備える。
The
The first
第一押圧部131a、及び第二押圧部131bは、図9(a)の視点において上記のように湾曲し、楔形状を備えているとともに、板幅方向には図9(b)に表れているように、バックアップロール27a及びワークロール27bの幅方向の全長に亘って対向することができるように長方形とされている(第二押圧部131bは第一押圧部131aと同様に考えることができるので省略する。)。
The first
そして本形態では、図9(a)、図9(b)からわかるように、接触ローラを備えていない。従って、本形態では接触ローラでなく、第一押圧部131a、及び第二押圧部131bが面でバックアップロール27a、及びワークロール27bに接触する。
And in this embodiment, as can be seen from FIGS. 9 (a) and 9 (b), the contact roller is not provided. Therefore, in this embodiment, the first
また第一押圧部131a及び第二押圧部131bには、冷却水の噴射口31cが複数設けられており、不図示の設備から冷却水が提供され、この噴射口31cから水が噴射するように構成されている。これにより、バックアップロール27a及びワークロール27bの冷却も同時に行うことが可能である。噴射口31cの断面形状及び配列は特に限定されることはなく適宜変更すればよい。
ただし、本形態では上記のように第一押圧部131a、及び第二押圧部131bが面でバックアップロール27a、及びワークロール27bに接触するため、噴射口31cからの冷却水の排水路が必要となる。そのため、図9(b)に表れたように、各噴射口31cには、押圧ヘッド131の外部へと連通する溝131cが形成されている。ここから噴射した水を排出することができる。
Further, the first
However, in this embodiment, as described above, the first
このような押圧装置130を備える圧延機によっても、押圧装置30を備える圧延機と同様に作用する。
A rolling mill provided with such a
ここでは4段圧延機に押圧装置を適用する例を説明したが、図10に示したように押圧装置を6段圧延機に適用してもよい。6段圧延機である圧延機227では、ワークロール27bと、ワークロール27bの外周面に、外周面を接触して配置される第2のロールである中間ロール227aと、中間ロール227aの外周面にのみ、外周面を接触して配置される第1のロールであるバックアップロール27aと、を備えている。そして、押圧部材30は、その押圧ヘッド31において第一押圧部31aが鋼板Sから遠い方の第1のロールであるバックアップロール27aに接触し、第二押圧部31bが鋼板Sに近い方の第2のロールである中間ロール227aに接触するように配置されている。
このように6段圧延機でも上記と同様の効果を奏するものとなる。なお、ここでは第1のロールと第2のロールとの間に押圧装置を適用したが、ワークロールと第2のロールとの間に押圧装置を適用してもよい。
Although an example of applying the pressing device to the 4-stage rolling mill has been described here, the pressing device may be applied to the 6-stage rolling mill as shown in FIG. In the rolling
As described above, the 6-stage rolling mill also has the same effect as described above. Although the pressing device is applied between the first roll and the second roll here, the pressing device may be applied between the work roll and the second roll.
1つの例として、ワークロールの直径が500mm、バックアップロールの直径が1500mm、及び押圧装置130(図9(a)、図9(b))に倣った押圧装置を適用した圧延機を準備した。押圧装置は図2の例に倣って4箇所に配置している。 As one example, a rolling mill having a work roll diameter of 500 mm, a backup roll diameter of 1500 mm, and a pressing device according to the pressing device 130 (FIGS. 9A and 9B) was prepared. The pressing devices are arranged at four locations according to the example of FIG.
この圧延機を用いて4000tの圧延荷重で圧延を行い、同一条件でコイル長換算で150kmの圧延を行った場合のバックアップロールのダメージを評価した。バックアップロールのダメージは疲労によるクラックの有無で評価した。 The damage of the backup roll was evaluated when rolling was performed using this rolling mill with a rolling load of 4000 tons and rolling of 150 km in terms of coil length under the same conditions. The damage of the backup roll was evaluated by the presence or absence of cracks due to fatigue.
圧延対象とした鋼材の組成は、質量%で、C:0.12%、Mn:2.5%、Si:1%、Nb:0.01%、Al:0.03%、及び残部はFeおよび不可避的不純物である。圧延温度は830℃とした。 The composition of the steel material to be rolled is C: 0.12%, Mn: 2.5%, Si: 1%, Nb: 0.01%, Al: 0.03%, and the balance is Fe. And unavoidable impurities. The rolling temperature was 830 ° C.
圧延は板厚を3.5mmから2.0mmにする圧延(圧延1)、及び、板厚を3.2mmから2.0mmにする圧延(圧延2)を行った。 The rolling was performed by rolling the plate thickness from 3.5 mm to 2.0 mm (rolling 1) and rolling the plate thickness from 3.2 mm to 2.0 mm (rolling 2).
圧延1、及び、圧延2のそれぞれについて、押圧ヘッドの押圧力を0tから500tonまで、100tonずつ変化させ、上記の通り、バックアップロールのクラックの有無を評価した。図11に結果のグラフを示した。横軸は押圧ヘッドの押圧力、縦軸はバックアップロールとワークロールとの接触面圧の最大値である。
ここで横軸の押圧ヘッド押圧力は1つのバックアップロールに配置された上流側及び下流側の押圧装置の合計の押圧力であるので、1つの押圧装置の押圧力はその半分である。押圧ヘッドの押圧力はシリンダー(油圧シリンダー)に作用する油圧圧力から求めた。
縦軸である接触面圧の最大値(ヘルツ圧)σmaxは、圧延荷重P1から押圧力とロール径から計算される垂直方向分力P2を差し引き、それをロール同士が接触する幅Lで除算して単位幅あたりのロール間の接触荷重Pを求め(式(1))、その接触荷重Pと接触している二つのロールのロール半径R1、R2、ロール縦弾性係数E1、E2、ポアソン比ν1、ν2を用いてヘルツの公式(式(2)、式(3))を用いて求めた。
For each of rolling 1 and rolling 2, the pressing force of the pressing head was changed by 100 tons from 0 to 500 tons, and the presence or absence of cracks in the backup roll was evaluated as described above. The graph of the result is shown in FIG. The horizontal axis is the pressing force of the pressing head, and the vertical axis is the maximum value of the contact surface pressure between the backup roll and the work roll.
Here, since the pressing head pressing force on the horizontal axis is the total pressing force of the upstream and downstream pressing devices arranged on one backup roll, the pressing force of one pressing device is half of that. The pressing pressure of the pressing head was obtained from the hydraulic pressure acting on the cylinder (hydraulic cylinder).
A longitudinal axis contact surface maximum value of pressure (Hertz pressure) sigma max subtracts the vertical component force P 2 is calculated from the pressing force to the roll diameter from the rolling load P 1, the width L of it contacts the rolls are The contact load P between the rolls per unit width is obtained by dividing by (Equation (1)), and the roll radii R 1 , R 2 and the roll longitudinal elastic modulus E 1 of the two rolls in contact with the contact load P are obtained. , E 2 , Poisson's ratio ν 1 , ν 2 and the Hertz formula (Equation (2), Eq. (3)) was used.
図11では、バックアップロールにクラックが認められたものを「×」、バックアップロールにクラックが認められなかったものを「○」で表した。図1からかわるように、押圧ヘッドによる押圧力がない場合には、圧延1及び圧延2のいずれもヘルツ圧が高く、バックアップロールに疲労によるクラックが発見された。押圧ヘッドによる押圧力を大きくするに従い、圧延1及び圧延2のいずれも、ヘルツ圧を低減させることができた。
そして、圧延1の場合には押圧ヘッドによる押圧力を300ton以上、圧延2の場合には押圧ヘッドによる押圧力を100ton以上とすることで確実にバックアップロールに疲労によるクラックを回避することができた。
またワークロールの冷却が不足して熱膨張が異常に成長することもなかった。
In FIG. 11, those in which cracks were found in the backup roll were represented by “x”, and those in which no cracks were found in the backup roll were represented by “◯”. As shown in FIG. 1, when there was no pressing force by the pressing head, the Hertz pressure was high in both rolling 1 and rolling 2, and cracks due to fatigue were found in the backup roll. As the pressing force by the pressing head was increased, the Hertz pressure could be reduced in both rolling 1 and rolling 2.
Then, in the case of rolling 1, the pressing force by the pressing head was set to 300 tons or more, and in the case of rolling 2, the pressing force by the pressing head was set to 100 tons or more, so that cracks due to fatigue could be reliably avoided in the backup roll. ..
In addition, the work roll was not cooled sufficiently and the thermal expansion did not grow abnormally.
1 熱延鋼板の製造設備
10 熱間仕上げ圧延機列
27 圧延機
27a バックアップロール(第1のロール)
27b ワークロール
30、130 押圧装置
31、131 押圧ヘッド
31a、131a 第一押圧部
31b、131b 第二押圧部
31c 噴射口
32 接触ローラ
33 接触ローラ
40 出側冷却装置
131c 溝
227a 中間ロール(第2のロール)
1 Hot-rolled steel
Claims (7)
前記ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第1のロールと、
前記ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、前記ワークロール及び前記第1のロールに接触する押圧ヘッドと、
前記第1のロールと前記ワークロールとが接触する位置よりも鋼板に近い位置から、前記鋼板を離れる方向に向かって前記押圧ヘッドを押しつける駆動装置と、を備え、
前記押圧ヘッドは、
前記第1のロールに接触する第一押圧部と、
前記ワークロールに接触する第二押圧部と、を有し、
前記第一押圧部と前記第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、
前記先端は、前記ワークロールと前記第1のロールとが接触する側に向けて配置されている、圧延機。 Work roll and
A first roll arranged in contact with the outer peripheral surface of the work roll,
Pressing heads arranged on the upstream side and the downstream side of the work roll and in contact with the work roll and the first roll,
A drive device for pressing the pressing head from a position closer to the steel plate than the position where the first roll and the work roll come into contact with each other in a direction away from the steel plate is provided.
The pressing head
The first pressing portion in contact with the first roll and
It has a second pressing portion that comes into contact with the work roll, and has
The first pressing portion and the second pressing portion have a wedge shape so that the distance approaches the tip.
A rolling mill whose tip is arranged toward the side where the work roll and the first roll come into contact with each other.
前記ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第2のロールと、
前記第2のロールの外周面に、外周面を接触して配置される第1のロールと、
前記ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、前記外周面を接触して配置されるロールの双方に接触する押圧ヘッドと、
前記第1のロールと前記第2のロールとが接触する位置よりも鋼板に近い位置から、前記鋼板を離れる方向に向かって前記押圧ヘッドを押しつける駆動装置と、を備え、
前記押圧ヘッドは、
前記外周面を接触して配置されるロールのうち鋼板から遠い方のロールに接触する第一押圧部と、
前記外周面を接触して配置されるロールのうち鋼板から近い方のロールに接触する第二押圧部と、を有し、
前記第一押圧部と前記第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、
前記先端は、外周面を接触して配置されるロール同士が接触する側に向けて配置されている、圧延機。 Work roll and
A second roll arranged in contact with the outer peripheral surface of the work roll,
With the first roll arranged in contact with the outer peripheral surface of the second roll,
A pressing head arranged on each of the upstream side and the downstream side of the work roll and contacting both of the rolls arranged in contact with the outer peripheral surface, and
A drive device for pressing the pressing head from a position closer to the steel sheet than the position where the first roll and the second roll come into contact with each other in a direction away from the steel sheet is provided.
The pressing head
Of the rolls arranged in contact with the outer peripheral surface, the first pressing portion that contacts the roll farther from the steel sheet and
It has a second pressing portion that comes into contact with the roll that is closer to the steel plate among the rolls that are arranged in contact with the outer peripheral surface.
The first pressing portion and the second pressing portion have a wedge shape so that the distance approaches the tip.
The tip is a rolling mill arranged so that the rolls arranged in contact with the outer peripheral surfaces are arranged toward the side in contact with each other.
前記押圧ヘッドは、前記第1のロールと前記第2のロールの双方に接触するように配置されている、請求項4に記載の圧延機。 The first roll is a backup roll, the second roll is an intermediate roll, and a six-stage rolling mill including the work roll, the intermediate roll, and the backup roll.
The rolling mill according to claim 4, wherein the pressing head is arranged so as to come into contact with both the first roll and the second roll.
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