JPH01301074A - オンラインロール研削用二重構造砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はロールの外周面をオンラインで研削するための
砥石に係り、特にチッピング等の損傷が少ない砥石に関
するものである。

従来技術 例えば、鋼板、鋼塊等の被圧延素材を圧延加工する圧延
機のワークロールは、被圧延素材との接触部で肌荒れが
生じたり被圧延素材の側端部に対応する部分が局部的に
偏摩耗したりする。また、そのワークロールをバックア
ップするバックアップロールなどの他のロールについて
も同様な偏摩耗等を生じる。このため、それ等のロール
の外周面を研削し直す必要があるが、その−手段として
、円筒形状を成す砥石を用いて、その先端面を上記ロー
ルの外周面に押圧した状態で、そのロールの回転に伴っ
て砥石を連れ回りさせたり、駆動モータ等によってロー
ルとは別個に砥石を強制回転させたりすることにより、
その先端面とロールの外周面との間で滑り摩擦を発生さ
せて、ロールを圧延機のスタンド内に組み込んだままの
状態で、すなわちオンラインで研削することが提案され
ている。例えば、特開昭６１−１４０３１２号公報や特
開昭６１−１５４７０６号公報、特開昭６２−１２７１
０９号公報等に記載されている研削装置や方法はその一
例であり、このようにすれば、ロールを一々取り外して
研削する場合に比較して圧延機の稼働率が向上する。な
お、上記特開昭６１−１４０３１２号公報、特開昭６１
−１５４７０６号公報には、ロールの回転に伴って砥石
を連れ回りさせる形式のものが、また、特開昭６２−１
２７１０９号公報には、駆動モータによって砥石を強制
回転させる形式のものがそれぞれ開示されている。また
、このようなオンライン研削は、通常、ロールの軸心方
向において複数の砥石が互いに離間して配置され、それ
等の砥石をそれぞれロール軸心方向ヘオシレートさせな
がら行われるのが普通である。

発明が解決しようとする課題 ところで、このようなロールの研削に用いられる砥石と
しては、一般に優れた研削作用が得られるビトリファイ
ド砥石が好適に用いられるが、かかるビトリファイド砥
石を用いてオンラインでロールを研削しようとすると、
圧延に伴うロールの振動、或いは前記偏摩耗に起因して
そのロールの外周面に生じる段差や突起などの凹凸との
衝突等により、砥石の先端面周縁部の角部にチッピング
（欠損）や割れ等のｔ＋’Ｊ傷が発生するという問題が
あった。これは、上記ビトリファイド砥石は優れた研削
作用が得られる反面、弾性率が高くて衝撃に弱いためで
あり、このようなことはビトリファイド砥石に限らず弾
性率が高い他の砥石についても同様に生じる。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その
目的とするところは、外周面に段差や突起などがある圧
延機その他の加工機等のロールを研削しても容易に損傷
することのない砥石を提供す−ることにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために、本発明は、円筒形状を成
しているとともに、その先端面がロールの外周面に押圧
された状態で、そのロール外周面との間で滑りＴｇ擦が
発生させられることにより、そのロール外周面をオンラ
インで研削する砥石であって、（ａ）円筒形状を成す第
１砥石と、（ｂ）その第１砥石の外周側および内周側の
少なくとも一方に一体的に固設されるとともに、その第
１砥石とは結合剤が異なり且つその第１砥石よりも弾性
率が低い第２砥石とを有することを特徴とする。

作用および発明の効果 このような二重構造の砥石によれば、弾性率の高い第１
砥石によって優れた研削作用が得られる一方、その内周
側または外周側、或いは両側に設けられた弾性率の低い
第２砥石によって耐衝撃性が向上させられ、ロールの振
動やそのロールの外周面に存在する凹凸との衝突に拘ら
ず、チッピングや割れ等の損傷の発生が防止される。こ
れにより、オンラインでのロール研削が可能となる。

ここで、上記第２砥石は、第１砥石の内周側および外周
側の少なくとも一方に設けられるのであるが、これは、
砥石の回転軸心をロールの回転軸心に対してオフセット
させたり、その回転軸心に垂直な方向から傾斜させたり
するなど、使用態様によって損傷の発生状態が内周側と
外周側とて異なるためで、第２砥石を外周側に設けるが
内周側に設けるか、或いは両側に設けるかは、研削時に
おける使用態様等を考慮して定められる。

また、上記第１砥石としては、実用上充分な研削性能を
得る上で、その弾性率が２０００〜７゜００ｋｇｆ／ｍ
Ｊの範囲内のもの、例えば長石や陶石。

耐火粘土などの無機質結合剤を用いたビトリファイド砥
石１．或いは一部のレジノイド砥石が好適に用いられる
。

また、第２砥石としては、その弾性率が少なくとも上記
第１砥石よりも低ければ、その第１砥石のみで構成した
砥石に比較して耐衝撃性能が向上し、前記効果を享受し
得るが、弾性率が１００〜１０００　ｋｇｆ／ｍシの範
囲内のもの、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リビニルアルコール樹脂を結合剤とするレジノイド砥石
、或いは天然ゴムまたは合成ゴムを結合剤とするラバー
砥石などを採用すれば、チッピング等の損傷の発生がよ
り効果的に防止され、優れた耐衝撃性能が得られる。特
に、かかる第２砥石にガラス短繊維、力一ボン短繊維、
／ｌ□０３ファイバー等の強化材を均一に混入しておけ
ば、耐衝撃性能が一層向上させられるとともに、熱膨張
による変形が抑制される。

また、その第２砥石を前記第１砥石の外周側に固設する
場合に、その容積が砥石全体の５〜５０％を占めるよう
に構成すれば、実用上満足し得る研削性能および耐衝撃
性能が得られ、５％以下では一般に耐衝撃性能が不足し
勝ちになる一方、５０％以上になると研削性能の低下が
問題となる。

なお、このような研削性能および耐衝撃性能は、実質的
には砥石の半径方向における肉厚に大きく影響されるも
のであり、上記容積の割合は砥石の大きさを考慮して定
められる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例であるオンラインロール研
削用の二重構造砥石（以下、単に砥石という）１０の縦
断面図である。この砥石１０は、熱間圧延機のロールを
オンラインで研削するためのもので、円筒形状を成す内
周側砥石１２と、その内周側砥石１２の外周側に一体的
に固設された外周側砥石１４とを儒えている。内周側砥
石１２は、結合剤として長石や陶石、耐火粘土などの無
機質が用いられたビトリファイド砥石にて構成されてお
り、その弾性率は、Ａｌ２Ｏ，、Ｓ　ｉｃ。

ＣＢＮなどの砥粒と上記結合剤との調合割合等により、
２０００〜７０００ｋｇｆ／−の範囲内で好ましくは５
０００ｋｇｆ／−程度となるように設定され、たとえば
ＧＣ３２０に８Ｖ、ＰＡ２２０Ｌ゛８Ｖ（ＪＩＳ規格）
、ＣＢ１７０Ｍ１００ＶＮ１（コンセント１００）など
が好適に用いられる。

また、かかる内周側砥石１２の先端面１８は、外周側に
向かうに従って軸心に直角な平面から角度θで後端側に
傾斜するテーパ面とされている。なお、この内周側砥石
１２は第１砥石に相当する。

一方、上記外周側砥石１４は、結合剤としてエポキシ樹
脂が用いられたレジノイド砥石にて構成されており、そ
の弾性率は、八〇２０１．Ｓ　ｉｃ。

ＣＢＮなどの砥粒と結合剤との調合割合等により、１０
０〜１　’ＯＯＯｋｇｆ／−の範囲内で好ましくは６０
０ｋｇｆ／−程度となるように設定され、たとえばＧＣ
２２０Ｊ８ＢＹ、ＷＡ２２０Ｊ８ＢＹ　（ＪＩＳ規格）
、ＣＢＮＣ２２０Ｊ１００ＢＹ（コンセント１００）な
どが好適に採用される。また、かかる外周側砥石１４の
先端面２２は前記先端面１８から連続して傾斜させられ
、且つその外周側角部は曲率半径が５　ｍｍ程度のＲ形
状に面取りされている。この外周側砥石１４は、ビトリ
ファイド砥石にて構成されている前記内周側砥石１２と
は結合剤が異なり且つ弾性率が低い第２砥石に相当する
。なお、外周側砥石１４にはガラス短繊維。

カーボン短繊維、／ｌア０３ファイバーなどの耐衝撃性
強化材が必要に応じて均一に混入され、衝撃に対する強
度が高められるとともに、熱膨張による変形が防止され
るようになっている。

ここで、かかる本実施例の砥石１０の各部の寸法を例示
すると、直径寸法ｄ７．ｄｚ、ｄｉは、それぞれ２４０
胴、２２０ｍｍ、１２０ｎｗｎであり、外周側砥石１４
の半径方向の肉厚は１０舗で、内周側砥石１２および外
周側砥石１４の全容積に対する外周側砥石１４の容積の
割合は約２１％である。また、前記角度θは約０．５°
〜１°で、軸心方向の長さ寸法りは約４８Ｍである。な
お、これ等の寸法は、研削すべきロールの直径寸法や研
削時における砥石１０の姿勢など、種々の研削条件等を
考慮し・て適宜定められるものである。

また、上記内周側砥石１２および外周側砥石１４は、中
央に°円穴を有する円板形状のバッキングプレート２３
の一面に固設されている。このバッキングプレート２３
は、前記Ａ１２ｏ、、Ｓ　ｉＣ。

ＣＢＮなどの砥粒をフェノール樹脂で固めたもので、そ
の他面にはナツト２８が埋設されている。

そして、シャフト３２の先端に固定された取付フランジ
３３を通してボルト３０がナツト２８に締め着けられる
ことにより、図示しない軸受装置によって回転可能に支
持されたシャフト３２に砥石１０が取り付けられ、圧延
機のロール研削に使用される。

次に、このような本実施例の砥石１０の製造方法の一例
を、第２図〜第４図を参照しつつ説明する。

第２図は、前記内周側砥石１２を単体で示す斜視図であ
る。この内周側砥石１２を製造する際には、先ず、前記
Ａ２□Ｏｓ　、　　Ｓ　ｉ　Ｃ，ＣＢ　Ｎ等の砥粒と、
長石、陶石、耐火粘土等の結合剤とを予め定められた割
合で調合した後撹拌し、円筒形状にプレス成形するとと
もに約１４００　’Ｃ程度で焼成する。その後、前述し
た寸法となるように先端面１８等に仕上げ加工を行うと
ともに、必要に応じて外周面および下面に粗面化加工を
施す。

そして、このようにして製造された内周側砥石１２は、
第３図に示されているように、バッキングプレート２３
の一面に接着剤によって固着される。上記接着剤として
はエポキシ樹脂接着剤が好適に用いられる。上記バッキ
ングプレート２３は、Ａ１．０３．Ｓ　ｉｃなどの充填
材とフェノール樹脂とを所定の機械的強度が得られるよ
うに予め定められた割合で調合した後撹拌し、下面すな
わち他面に埋設すべきナツト２８をインサートして円板
形状にプレス成形した後、２００°Ｃ程度で焼成し、そ
の後仕上げ加工を行うとともに一面に必要に応じて粗面
化加工を施すことによって製造される。

続いて、第４図に示されているように、上記バッキング
プレート２３の外形と略同−寸法の円筒形状を成す金型
３４を、そのバッキングプレート２３の外周部に嵌め合
わせ、前記ＡＩ！ｔ　Ｃ）＋　、　　ＳｉＣ，ＣＢＮな
どの砥粒と、結合剤であるエポキシ樹脂と、ガラス短繊
維、カーボン短繊維、Ａｌ２Ｏ３ファイバーなどの耐衝
撃性強化材とを予め定められた割合で調合して撹拌した
ものを、上記金型３４と内周側砥石１２との間の環状空
間に流し込む。そして、その状態で常温に放置しておく
ことにより上記エポキシ樹脂は硬化し、砥粒が結合され
て外周側砥石１４が製造されると同時に前記内周側砥石
１２およびバッキングプレート２３に固着される。

そして、最後に金型３４から取り出して、上記外周側砥
石１４の先端面２２などに仕上げ加工を行うことにより
、内周側砥石１２．外周側砥石１４、およびバッキング
プレート２３が互いに一体的に固着された前記砥石１０
が得られる。

一方、かかる砥石１０は前記シャフト３２に取り付けら
れ、例えば第５図〜第７図の概念図に示されている使用
態様で用いられる。これ等の図において、４０は図示し
ない熱間圧延機に略水平に配設されて回転軸心！まわり
に回転駆動されるワークロールであり、砥石１０は、そ
の回転軸心ｍが上記回転軸心ｌに対して寸法Ｓだけ下方
へオフセットさせられるとともに、その回転軸心ｆに垂
直な平゛面ｎに対して前記角度θと略同じ角度αだけ傾
斜する姿勢で配設されている。砥石ｌＯは、シャフト３
２を介して回転軸心ｍまわりの回転可能に支持されてお
り、図示しない押圧手段によって先端面１８．２２が熱
間圧延中のワークロール４０の外周面に押圧されること
により、そのワークロール４０の回転に伴って第５図に
おいて矢印で示されている左まわり方向へ連れ回りさせ
られ、且つワークロール４０の軸心方向すなわち第５図
。

第７図における左右方向へ往復移動（オシレート）させ
られる。この時、砥石１０は、たとえば４００〜ｌ　Ｏ
ＯＯｍ／ｍｉｎの周速で回転させられるが、砥石１０の
先端面１８．２２の各部の移動方向や移動速度は、ワー
クロール４０の外周面の移動方向や移動速度と異なるた
め、それ等の接触部では滑り摩擦が発生し、ワークロー
ル４０の外周面に研削加工が行われる。なお、実際のロ
ール研削に際しては、かかる砥石１０は通常ワークロー
ル４０の軸心方向に一定の間隔を隔てて複数配置される
。また、上記第５図、第６図、および第７図は、それぞ
れ正面図、右側面図、および平面図である。

ここで、このように熱間圧延中のワークロール４０の外
周面に砥石１０を押圧して研削加工を行うと、ワークロ
ール４０の振動やその表面にできる凹凸との衝突などに
よって砥石１０には比較的大きな衝撃が加えられる。ま
た、上記使用態様においては、前記滑り摩擦により、砥
石１０の先端面１８．２２のうち外周側部分には引張応
力が作用させられ、内周側部分には圧縮応力が作用させ
られる。このため、優れた耐熱性、研削性能が得られる
ものの弾性率が高くて耐衝撃性能が低いビトリファイド
砥石のみで上記砥石１０を構成した場合には、引張応力
が作用させられる外周縁部においてチッピングや割れ等
が発生し易いという問題があった。

これに対し、本実施例の砥石１０は、優れた切削性能が
得られるビトリファイド砥石から成る内周側砥石１２と
、弾性率が低くて耐衝撃性が高いレジノイド砥石から成
る外周側砥石１４とを一体的に備えた二重構造を成して
いるため、前記引張応力が作用させられる外周側部分の
耐衝撃性が大幅に改善され、その外周側部分におけるチ
ッピングや割れ等の発生が良好に防止されるとともに、
内周側砥石１２によって優れた研削性能が確保されるの
である。

特に、上記外周側砥石１４はエポキシ樹脂を結合剤とす
るレジノイド砥石にて構成され、その弾性率が６００ｋ
ｇｆ／ｍｊ程度と非常に低くされているとともに、外周
側砥石１４の半径方向における肉厚は１０ｍｍであるた
め、前記チッピングや割れ等の発生が効果的に防止され
る。なお、内周側砥石１２の半径方向の肉厚は５０ｍｍ
であるため、上記のように外周側部分における耐衝撃性
能を向上させつつ、実用上充分に満足し得る研削性能が
得られる。

また、上記外周側砥石１４にはガラス短繊維。

カーボン短繊維、Ａ４２ｚＯｚフアイバー等の耐衝撃性
強化材が均一に混入されているため、その外周側砥石１
４の熱膨張による変形が良好に防止されるとともに、耐
衝撃性が一層向上させられる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例では内周側砥石１２がビトリファイ
ド砥石にて構成され、外周側砥石１４がレジノイド砥石
にて構成されているが、第８図に示されている二重構造
砥石（以下、単に砥石という）４２のように、外周側砥
石４４をビトリファイド砥石にて構成する一方、その内
側にレジノイド砥石等の上記外周側砥石４４とは結合剤
が異なり且つ弾性率が低い砥石にて構成される内周側砥
石４６を一体的に設けることも可能である。このような
砥石４２は内周側部分の耐衝撃性能が向上するため、例
えば前記第５図°においてワークロール４０の回転軸心
！よりも上方に砥石をオフセットして押圧することによ
り、砥石の内周側部分に、引張応力が作用させられる場
合など、その内周側部分に損傷が発生し易くなる使用態
様において好適に用いられる。なお、この実施例では外
周側砥石４４が第１砥石で内周側砥石４６が第２砥石に
相当する。

また、必要に応じて弾性率の高い第１砥石の内周側およ
び外周側の両方に、結合剤が異なり且つそれよりも弾性
率が低い第２砥石を設けることもできる。

また、第一砥石を成す前記内周側砥石１２．外周側砥石
４４は何れもビトリファイド砥石にて構成されているが
、例えばＧＣ２２０Ｊ８Ｂ、ＷＡ２２０Ｊ８Ｂ　（ＪＩ
Ｓ規格）、ＣＢＮＣ１７ＯＮ１００Ｂ（コンセント１０
０）等の弾性率が比較的高いレジノイド砥石、或いはそ
れ等にガラス短繊維、カーボン短繊維、ＡＩ！、２０３
フアイバーなどの耐衝撃性強化材を均一に混入したもの
等を採用することもできる。

また、前記実施例ではバッキングプレート２３が固設さ
れているが、前記ナツト２８を直接内周側砥石１２或い
は外周側砥石４４に埋設するなどしてバッキングプレー
ト２３を省略することも可能である。なお、中央に穴が
空いていない円板形状のバッキングプレートや他の材質
のバッキングプレートを用いることもできる。

また、前記実施例では砥石１０がワークロール４０の回
転軸心２に対してオフセットさせられ、且つ平面ｎに対
して傾斜する姿勢でワークロール４０の外周面に押圧さ
れ、そのワークロール４０の回転に伴って連れ回りさせ
られるようにして研削する使用態様について説明したが
、その砥石１Ｏの姿勢を変えたり、その砥石１０に駆動
モータやブレーキ装置などを連結して強制回転させたり
制動力を与えたりするなど、本実施例の砥石１０は種々
の態様で使用することができる。その場合には、その使
用態様に応じて各部の形状や寸法等を変更することとな
る。砥石４２についても同様である。

また、前記実施例の外周側砥石１４にはガラス短繊維、
カーボン短繊維、Ａｌｔｏｓファイバー等の耐衝撃性強
化材が混入されているが、かかる強化材は必ずしも必要
なものではなく、また、フェノール樹脂やポリビニルア
ルコール樹脂など、エポキシ樹脂以外の結合剤を用いた
レジノイド砥石、或いはそれ以外の弾性率の低い砥石、
例えば天然ゴムまたは合成ゴムを結合剤とするラバー砥
石などを用いることも可能である。なお、結合剤として
フェノール樹脂を用いた場合には焼成中に膨張するため
金型で押圧しておく必要がある。

また、前記実施例では熱間圧延機のワークロール４０を
オンラインで研削する場合について説明したが、そのワ
ークロール４０をバックアップするバッファ・ンプロー
ル等の他のロールのオンライン研削に上記砥石１０．４
２を利用できることは勿論、冷間圧延機を含むその他の
加工機等のロールを研削する砥石にも本発明は同様に適
用され得る。

また、前記第２図〜第４図に基づいて説明した砥石１０
の製造方法はあくまでも一例であり、例えば外周側砥石
１４を軸心まわりにおいて複数に分割して独立に形成し
た後、接着剤で内周側砥石１２の外周面に固着するなど
、他の製造方法で製造することも勿論可能である。

その他−々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基
づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるオンラインロール研削
用二重構造砥石の縦断面図である。第２図〜第４図は第
１図の二重構造砥石の製造方法の一例を説明する図で、
第２図は内周側砥石を単体で示す斜視図であり、第３図
は内周側砥石がバッキングプレートに固設された状態を
示す縦断面図であり、第４図は内周側砥石と金型との間
に外周側砥石の混合物が流し込まれた状ｉを示す縦断面
図である。第５図〜第７図は第１図の二重構造砥石の使
用態様の一例を説明する概念図で、第５図は正面図であ
り、第６図は右側面図であり、第７図は平面図である。 第８図は本発明の他の実施例を示す縦断面図である。 １０．４２Ｆ二重構造砥石 １２：内周側砥石（第１砥石） １４：外周側砥石（第２砥石） １Ｂ、２２：先端面　　４０　：　ワ−りｏ−／Ｌ／４
４：外周側砥石（第１砥石） ４６：内周側砥石（第２砥石） 出願人　　株式会社ノリタケカンパニーリミテド同　　
　三菱重工業株式会社 第２図 第３図 第４＝ 第５図　　　　　　　　第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円筒形状を成しているとともに、その先端面がロールの
   外周面に押圧された状態で、該ロール外周面との間で滑
   り摩擦が発生させられることにより、該ロール外周面を
   オンラインで研削する砥石であって、 円筒形状を成す第１砥石と、 該第１砥石の外周側および内周側の少なくとも一方に一
   体的に固設されるとともに、該第１砥石とは結合剤が異
   なり且つ該第１砥石よりも弾性率が低い第２砥石と を有することを特徴とするオンラインロール研削用二重
   構造砥石。