JPH03128105A - ヘルツ圧低減効果を有する多重式圧延機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロールバレルの片半分に凸クラウン、他方側
半分に凹クラウンを付与したボトル形状のプロフィルを
有し、しかも上下ロールのプロフィルが互いに点対称と
なるように配置し、ワークロールを軸方向に上下互いに
逆向きにシフトさせて板クラウンを制御する多重式圧延
機であって、前記ワークロールとそのワークロールを支
持する補強ロールとの間のヘルツ圧力を低減する装置を
備えた多重式圧延機に関する。

なお、本発明は多重圧延機一般に関するものであり、熱
間、冷間のいずれの圧延機も包含するものであるが、以
下説明上の便から熱間圧延を例にとって本発明を説明す
る。

（従来の技術） 近年、熱間圧延における製品の寸法の高精度化、高品質
化が求められており、かかるニーズから板クラウン・形
状制御が非常に重要視されてきている。一方、操業面か
ら短納期・高能率化を達成するためにスケジュールフリ
ー化が指向されている。

これらの目的を達成するためには、大きな仮クラウン制
御能力をもつ熱間圧延機が必要であり、数々の板クラウ
ン・形状制御機能を有した新しい圧延機が開発されてい
る。

例えば、設備費も安価で、簡易に改造でき、しかも大き
な仮クラウン制御能力を持ちうる方法として、特公昭６
３−６２２８３号公報、特開昭６３−８４７１３号公報
に開示されているようなボトル形状の上下ワークロール
を軸方向に相対移動して、圧延材の板クラウンを制御す
る方法がある。以下、これをＣＶＣ法という。

第１図に示すように、このＣＶＣ法によれば、補強ロー
ル１ａ、１ｂによってバックアップされたワークロール
３ａ、３ｂは断面がボトル形状をしており、上下ワーク
ロール３ａ、　３ｂの圧延材４と接触する側のロール表
面位置がロールバレル中央の板厚中心に対して点対称と
なるように配置されている。このワークロール３ａ、　
３ｂを互いに逆向きに軸方向にシフトするとギヤノブプ
ロフィルが変化し、板クラウンを大きく変えることがで
きる。すなわち、第１図に示すバンクアップロールでは
、上ワークロール３ａを右側に、下ワークロール３ｂを
左側に同−ｆｔシフトさせると、ギャッププロフィルは
バレル中央が狭く、バレル端部が広くなり、この状態で
圧延すると板クラウンは小さくなる。逆に板クラウンを
大きくする場合には、上ワークロール３ａを左側に、下
ワークロール３ｂを右側に同一量シフトさせれば良い。

このボトル形状のプロフィルをもつワークロールを用い
た板クラウン制御方法は、ワークロールに付与するボト
ル形状を適切に選べば、シフトｆｆｉに比例した非常に
大きな仮クラウン制御能力が１１られることから、効果
的な仮クラウン制御手段であると考えられる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、ＣＶＣ法では前述したようにボトル形状のクラ
ウンを付与したワークロールを用いるため、多重式圧延
機では該ワークロールを支持する補強ロールと上記ワー
クロールの間に生しるバレル方向ヘルツ圧分布は、ワー
クロール径が大きい部分が高くなるボトル形状分布とな
り、通常の圧延機に比ベヘルツ圧分布が不均一化し、最
高ヘルツ圧が高くなる。

このため、例えば熱間圧延のように高荷重で圧延を実施
すると、スポーリング発生等の補強ロール破損が容易に
生しるという問題がある。補強ロール破損が生じると当
然ワークロール表面も損傷され製品品質に悪影響が生し
るのですぐにロール替えを行う必要があり、生産能率が
低下する。さらにスポーリング発生による補強ロールの
損傷深さが大きいと、研削して再使用することもできず
、新たな補強ロールを製作する必要があり、ランニング
コストが非常に高くつく。また、冷間圧延の場合も同様
である。

逆にロール損傷防止の点からヘルツ圧を制約するとボト
ル形状クラウンを大きくとれず、仮クラウン制御能力が
大幅に低下する。

よって、本発明の目的は、ボトル形状クラウンのワーク
ロールを使用した場合に、ロール端部に生しる局所的な
高ヘルツ圧力を低減し、補強ロールのスポーリング発生
等のロール損傷を防止し、安定した圧延が行える圧延機
、特に熱間圧延時の最高ヘルツ圧低減効果を有する多重
圧延機を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前述したようにワークロール径が大きくなる部分でヘル
ツ圧が高くなるのは、補強ロールと接触するときのワー
クロールおよび補強ロールの偏平量が、ワークロール径
が大きくなる領域で大きくなるためであると考えられる
から、ワークロールと補強ロールの接触を均一化すれば
、ヘルツ圧分布も均一化し、最高ヘルツ圧が低下する。

そこで、実際に、無負荷時にワークロールと補強ロール
の間にバレル方向間隙が生しないように、ワークロール
と凹凸が逆のクラウンを補強ロールに付与した場合のヘ
ルツ圧分布を求めたところ、共にフラットなワークロー
ルと補強ロールで圧延した場合のヘルツ圧分布と同一に
なり、ヘルツ圧分布はかなり均一化され最高ヘルツ圧が
低下することを確認した。

しかし、仮クラウン制御のためワークロールをシフトす
るとワークロールの径大部分が移動するので、補強ロー
ルに付与するクラウンをワークロールシフト位置に応し
て変化させなければ−１−記ヘルッ圧分布均−化による
最高ヘルツ圧低減効果が得られない。そこで、ボトル形
状のような複雑なロールクラウンを簡易に変化させるこ
とが可能な補強ロールを用いることに着目し、本発明を
完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、ワークロールバ
レルの操作側半分あるいは駆動側半分に凸クラウン、他
側に凹クラウンをもつ軸方向断面がボトル形状となるワ
ークロールであって、前記ボトル形状の里するクラウン
が上下ワークロールで互いに点対称であるように構成し
たワークロールと、仮クラウンを制御すべく該上下ワー
クロールを軸方向に互いに逆向きにシフトする手段と、
独立する２室以上の油圧室を備えた上記ワークロールを
支持する補強ロールと、ワークロールシフト位置により
該補強ロールのクラウンを変化させるために複数個の前
記油圧室の圧力をそれぞれ個別に調整する手段とを備え
たことを特徴とするへルッ圧低減効果を有する多重式圧
延機である。

（作用） 次に、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明す
る。

第２図および第３図は、複数個の独立する油圧室を設け
た補強ロールを使用した本発明にかかる多重式熱間圧延
機を示す。

図中、ワークロール３ａ、３ｂは、第１図と同様のボト
ル形状クラウンを付与されている。このワークロールを
支持する補強ロール１０ａ、１０ｂ（第３図参照）は、
アーバ２１とスリーブ２０からなっており、アーバ側に
油圧室としてバレル端部およびバレル中央部に凹部が形
成されている。それぞれの油圧室１１ａ、１２ａ、１３
ａへは、ロール軸内にあけられた油圧穴２２．２３を通
して油圧がかけられ、それぞれ、別個の油圧調整装置１
４ａにより、油圧室内圧力が調整される。また、油圧源
１５は、上下ロールの各油圧室ともに同一としている。

本発明にかかる補強ロール１０ａ、１０ｂのロールクラ
ウンは、油圧室を基準圧力に保った状態で、かつ無負荷
時のシフト位置０ＬＩｌｌｌのとき、ワークロールのク
ラウンとの間隙が発生しないようなりラウンに削られる
。

従って、ワークロールシフト位置０＋ｌＩｌの圧延では
、油圧室１１ａ、１２ａ、１３ａおよび１１ｂｉ２ｂ、
１３ｂ　（第３図参照）の圧力を研削時の保持圧に圧延
荷重によるスリーブへこみ分を補償する圧力を加える。

この圧力に保てば、前述した補強ロール１０ａ　、１０
ｂにボトル形状クラウンを付与した場合のヘルツ圧分布
と同一となり　（第５図のシフト位置Ｏｍｍの場合）ヘ
ルツ圧は均一化され、最高ヘルツ圧が低減される。

一方、ワークロールをシフトする場合には、ワークロー
ルの径大部の位置に応して、各油圧室の圧力を調整する
ことによって、ワークロールと補強ロールの接触を均一
化でき、ヘルツ圧分布をワークロールシフト位置にかか
わらず常に均一にすることが可能となる。

第３図は、ワークロール３ａ、　３ｂを（−）側ヘシフ
トした場合を示すが、補強ロールＩＯａ　、１０ｂのボ
トル形状クラウンが一定では無負荷時には補強ロールバ
レル中央に間隙が発生するため、バレル端部のヘルツ圧
が高くなるので、バレル中央部の油圧室１２ａ、１２ｂ
の圧力を上げ、バレル中央部の径を大きくし、バレル端
部の油圧室１１ａ、Ｉｌｂ、１３ａ、１３ｂの圧力を下
げ、バレル端部のロール径を小さくすれば、ヘルツ圧分
布を均一化できるわけである。

第２図および第３図に示す例では、油圧室を、バレル方
向に３室もうけたが、２室でも効果があるが、小さい１
室では、はとんど効果がない。油圧室の数をふや１せば
、きめこまかなコントロールが可能となるが、３室で十
分である。

当然のことであるが、本発明にかかるヘルツ圧低減機構
は冷間圧延機への適用も可能である。

次に、本発明の実施例を従来例と比較して具体的に示す
。

実施例 本例では第３図に示した、基本構造が第１図と同様の４
重式熱間圧延機を使用した。ワークロ−ル３ａ、　３ｂ
の直径は、バレル中央位置で７４０　φｍｍであり、バ
レル長は、２０８０ａｕａ、ワークロールシフトストロ
ークは３００開であった。ただし、第１図に示したよう
に、ワークロールのバレル中央と、補強ロールのバレル
中央が一致する場合をシフト位置０ＩＩＩＩｌｌとして
、仮クラウンが小さくなる方向、すなわち、第２図では
、上ワークロール３ａを右側に、下ワークロール３ｂを
左側にシフトする場合を　（＋）とする。従って、本実
施例では、ワークロールシフト位置は−１５０ｍ１１か
ら＋１５０　ｍｍまで可変であった。また、ワークロー
ルに付与したボトル形状クラウンは、下式で表わされる
。

上ワークロールのバレル方向直径分布 Ｄｗｕ＝７４０＋０．９２２（ｘ／１０００）　’−０
．７３０（Ｘ／１０００）　（−−１・・■ 下ワークロールのバレル方向直径分布 Ｄｗ＋＋＝７４０−０．９２２（ｘ／１０００）３＋０
．７３０（ｘ／１０００）　＋１１１１１・・・・・■ ただし、Ｘは、ワークロールバレル中央を原点とし、右
方向を正にとった座標で表わされるバレル方向位置を表
わす。補強ロール３ａ、３ｂは直径が１５４０φｌｌ１
ｍ、バレル長１７８０ｍｍであった。

熱間圧延時のロールへの負荷条件として圧延材４の板幅
が１２００ｍｍ、圧延荷重が１８００　ｔｏｎの場合に
ついて、ワークロール３ａ、３ｂと補強ロールｌａ、　
Ｉｂ間のヘルツ圧分布を検討した結果について説明する
。

第４図は、第１図に示すバレル方向にロール径が一様で
あるフラット補強ロールを用いた場合の上ロールのヘル
ツ圧分布を示す図である。図から判るように、ワークロ
ール径が大きくなる部分、特に第１図で示す領域Ｂでヘ
ルツ圧が高くなる。

また、ワークロールシフト位置により、ヘルツ圧分布が
変化し、（＝）側シフトでは領域Ｂのバレル端で、　（
＋）側シフトではバレル中央部でヘルツ圧が増大する。

フラット補強ロールを用いた場合は、この不均一なヘル
ツ圧分布により最高ヘルツ圧は、１５５　　ｋｇ／ｍ−
程度となる。

第５図は、第１図の装置にあってシフト位置０開のとき
ワークロール３ａ、３ｂと補強ロールｌａ、　Ｉｂとの
間隙が無負荷時にはゼロとなるボトル形状クラウンを補
強ロール１ａＳｌｂに付与した場合のヘルツ圧分布を示
す。この場合の補強ロールのバレル方向ロール径分布は
、例えば上補強ロールｌａではＤｍｕ−１５４０−０，
９２２（ｘ／１０００）”＋０．７３０（ｘ／１０００
）　　ｉａｍ＋・・・・・■ となる０図に示したように、ワークロールシフト位置が
０ＬｌＩＩの時、すなわち、無負荷の場合ワークロール
と補強ロールとの間１１Ｈ（、ｈ［ローフＬ／ハＬ／ル
全長にわたって０の時、ヘルツ圧分布は、かなり均一化
され、従って最高ヘルツ圧も低下する。

しかし、ワークロールをシフトし、ワークロールと補強
ロールとの間に間隙が生じると、ヘルツ圧分布が不均一
となり、ヘルツ圧が高くなる部分が生じる。すなわち、
　（−）側ヘシフトするとバレル端部のヘルツ圧が高く
なり、　（＋）側ヘシフトすると、バレル中央部のヘル
ツ圧が高くなる。従って、この場合でも、最高ヘルツ圧
は、　１３５ｋｇ／ｍｓ”程度となる。

次に、本発明にしたがって複数個の独立する油圧室を設
けた補強ロールを使用した場合について説明する。その
ときの多重式熱間圧延機は第２図および第３図に示す通
りであった。ワークロール３ａ、　３ｂには、第１図と
同様のボトル形状クラウンを付与した０本発明の補強ロ
ール１０ａ、１０ｂのロールクラウンは、各油圧室１１
ａ、１２ａ、１３ｂの圧力を２００ｋｇ／ａｍ”　ニ保
持シタトキ、上）Ａｉ　強ｏ　−／Ｉ／　カ■式に示す
ロール径分布となるように研削した。

従って、ワークロールシフト位置０Ｉｌ１１で圧延を行
うときは、油圧室１１ａ、１２ａ、１３ａおよびｌｌｂ
、１２ｂ、１３ｂの圧力を研削時の保持圧つまり、２０
０ｋｇ／ｍ５”に圧延荷重によるスリーブへこみ分を補
償する圧力を加えた。

第６図は、このようにして油圧室圧力調整を行い、ヘル
ツ圧を均一化した例であり、シフト位置を−１５０ｆｆ
１ｍから＋１５０ｍまで変えても本発明によれば、最高
ヘルツ圧は、は”＝’　１２５ｋｇ／ｍｎ＋”程度まで
低下させることが可能となることが分かる。

（発明の効果） 本発明により、高荷重の圧延においてもロール損傷なく
、大きな板クラウン制御能力が得られ、製品の寸法精度
が向上すると共に、スケジュールフリー化が促進され、
短納期化がはかれた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ボトル形状のワークロールを備えた熱間圧延
機の概略説明図； 第２図および第３図は、本発明の実施例を示した概略説
明図； 第４図および第５図は、従来設備でのワークロールと補
強ロール間のバレル方向ヘルツ正分４１例を示したグラ
フ：および 第６図は、本発明にかかる多重式圧延機よるヘルツ正分
布均−化効果を示すグラフである。 Ｉａ、　ｌｂ、　１０ａ、　１０ｂ：補強ロール１１ａ
、　ｌｌｂ、　１２ａ、　１２ｂ、　１３ａ、　１３ｂ
　：油圧室３ａ３ｂ：　　ワークロール １４ａ、　１４ｂ：　　油圧調整装置 ４：圧延材　　　　　　５：油圧源 ２０ニスリーフ゛　　　　２１：　アーバー罵１ 図 本２Ｉり 為う 凹 第４ 凹 馬う 閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークロールバレルの操作側半分あるいは駆動側半分に
   凸クラウン、他側に凹クラウンをもつ軸方向断面がボト
   ル形状となるワークロールであって、前記ボトル形状の
   呈するクラウンが上下ワークロールで互いに点対称であ
   るように構成したワークロールと、板クラウンを制御す
   べく該上下ワークロールを軸方向に互いに逆向きにシフ
   トする手段と、独立する２室以上の油圧室を備えた上記
   ワークロールを支持する補強ロールと、ワークロールシ
   フト位置により該補強ロールのクラウンを変化させるた
   めに複数個の前記油圧室の圧力をそれぞれ個別に調整す
   る手段とを備えたことを特徴とするヘルツ圧低減効果を
   有する多重式圧延機。