JPH0313213A - 多段圧延機 - 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） この発明は、優れた平坦度制御機能を有する１２段相当
の多段圧延機に関するものである。

（従来の技術） ステンレス鋼およびけい素鋼などの難加工性材料の冷間
圧延は、多くの場合、１２段、２０段といった多段圧延
機で行われている。このような多段圧延機では、ワーク
ロールを小径化できるので、従来の縦型配列の圧延機に
比べて小さい圧延荷重で高圧下が可能という利点がある
。しかしながら−方で、ワークロールを小径にするとロ
ールのたわみが大きくなるため、圧延材の形状不良が発
生し易いという欠点があった。

そこで従来から、かような形状不良の発生を防止すべく
、種々の解決策が提案されている。

その一つとして、最外側のバックアップロールを軸方向
に複数に分割し、各分割ロールの変位量を調整すること
によって圧延材の形状制御を行う方法がある。しかしな
がらこの方法では、バックアップロールとワークロール
との間に中間ロールが数多く存在すればするほど、その
効力は減殺されるために、１２段や２０段のような多く
の中間ロールをそなえる多段圧延機では、その能力を十
分に発揮することはできなかった。

この点を改善するものとして、特公昭５８−５０１０８
号公報等にて、ワークロールベンダーや中間ロールベン
ダーを、上記のバックアップロールの変位ｆｆｌ調整法
と併用する方法が提案された。しかしながらこの方法は
、装置が複雑になるという欠点のほか、ロールが細くな
るほど、またロールバレルが長くなるほどペンディング
力は中央部まで作用しなぐなるため、制御力は圧延材端
部のみに留まるという問題があった。

また特公昭６３−２０７４０５号公報等には、中間ロー
ルの片側端部を先細り形状とし、それぞれ単独に軸方向
にシフトする方法が提案されている。しかしながらこの
方法においても、制御力が及ぶ範囲はテーパ一部周辺だ
けであり、しかも鋼種および板幅などに応じて逐一・テ
ーパー形状の変更を要するといった煩雑さが加わる。

さらに特公昭６３−３０１０４号公報等では、Ｖ：７−
ルに３次式で近似できるＳクラウンを付与し、かつ軸方
向にシフト可能とした縦型配列の圧延機が提案されてい
る。しかしながらこの方法にしても、制御できるのは圧
延材の端部および中央部だけであり、クォーター伸び、
さらには腹伸びや耳伸びなどが混合した複合伸びの制１
１１１については無力に等しかった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、単純
な腹伸びや耳伸びはいうまでもな（、クォーター伸びや
互層複合伸びなど複雑な形状不良の修正が可能な、優れ
た形状制御能力をそなえる１２段相当の多段圧延機を提
案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、一対のワークロールの背後に、そ
れぞれ複数の中間ロールおよびバ・ツクアップロールを
順次に配置した多段圧延機において、該ワークロールお
よび中間ロールからなるロール群の中から選んだ少なく
とも２本一組のロールに、互いに同じ波形曲線の少なく
とも１波長分にわたるロールクラウンを付与する一方、
同じく上記ロール群の中から選んだ他の少なくとも２本
一組のロールに、互いに同じ波形曲線の少なくとも２波
長分にわたるロールクラウンを付与し、しかも上記の各
クラウン付与ロール対それぞれにつき、ロール軸方向が
互いに逆向きとなる配置とし、かつロール軸方向への移
動可能としてミルハウジングに組み込んだことからなる
多段圧延機である。

またこの発明は、上記の圧延機にロールベンディング装
置を組み込んだ多段圧延機である。

この発明において、ロールに付与すべき１波長分または
２波長分の波形曲線としては、正弦曲線から１ピッチ分
または２ピッチ分を取り出したもの、また３次以上の高
次関数から同じくｌピッチ分または２ピッチ分を取り出
したもの、さらにはそれらの近似曲線が有利に適合する
が、中でも正弦曲線から１ピッチ分または２ピッチ分を
取り出したものならびにその近似曲線がとりわけ好適で
ある。

以下、この発明を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）に、この発明に従う多段圧延
機のロール配置を、側面および正面で示す。

同図において、１は圧延材、２はワークロール、３は中
間ロール、４は分割式のバックアップロールであり、圧
延材１を挟んで、上下に１対のワークロール２が配置さ
れ、これらのワークロール２の背後にそれぞれ２本ずつ
合計４本の中間ロール３が、また中間ロール３の背後に
は分割式バックアップロール４が上下各３本ずつ合計６
本設置されていて、これらで１２段圧延機を構成してい
る。

なお、５はロールベンディング装置である。

このうちワークロール２については、正弦曲線１ピッチ
分で近似できる波形曲線からなるロールクラウンが付与
され、またロール軸方向にシフト可能な構造となってい
る。

一方中間ロール３には、正弦面ｖＡ２ピッ千分で近似で
きる波形曲線からなるロールクラウンが付与され、また
中間ロール同様、軸方向にシフト可能な構造になってい
る。

ここに正弦曲線１ピッチ分または２ピッ千分で近似でき
る波形曲線を付与すべきロールは、上記の場合だけに限
るものではなく、ワークロール２および中間ロール３全
ての中から自由に選択、組合わせが可能である。

また付与すべき波形曲線は、上記したような正弦曲線や
その近似曲線のほか、５次以上の高次式から座標原点を
挾んでｌピッチ分または２ピッ千分を取り出した波形曲
線、さらにはその近似曲線であっても良い。

さらにロールのシフト装置は、油圧式でも電動式でも何
れでも良い。

（作　用） 第２図（ａ）〜（Ｃ）に、正弦曲線１ピッチ分で近似で
きる波形ロールクラウンを付与したロール対を、ロール
軸方向に逆向きに設置し、軸方向にシフトした場合にお
けるロールギャップ変化を示す。

同図（ａ）は、該ロール対を対向配置とし、軸方向でロ
ールギャップを一定とした場合である。同図（ｂ）は、
（ａ）の状態から各ロールを矢印の方向に移動させた場
合であるが、中央部で広く、端部で狭くなるロールギャ
ップになっている。また同図（Ｃ）は、同図（ｂ）とは
逆の方向に各ロールを移動させた場合であるが、中央部
で狭く端部で広いロールギャップになっている。

従って、かような正弦曲線１ピッチ分で近似できる波形
ロールクラウンを付与したロール対を、ロール軸方向に
適宜にシフトすることにより、耳伸びおよび欣伸びの効
果的な修正が可能となる。

次に第３図（ａ）〜（Ｃ）に、正弦曲線２ピッ千分で近
イ以できる波形ロールクラウンを付与したロール対を、
ロール軸方向に逆向きに設置し、軸方向にシフトした場
合におけるロールギャップ変化を示す。

同図（ａ）は、該ロール対を対向配置とし、軸方向でロ
ールギャップを一定とした場合である。同図（ｂ）は、
（ａ）の状態から各ロールを矢印の方向に移動させた場
合であるが、クォータ一部が狭（、中央部および両端部
が広いロールギャップになっている。また同図（Ｃ）は
、同図（ｂ）とは逆の方向に各ロールを移動させた場合
であるが、クォータ一部が広いロールギャップになって
いる。

従って、かような正弦曲線２ピッチ分で近似できる波形
ロールクラウンを付与したロール対を、ロール軸゛方向
に適宜にシフトすることにより、クォーター伸びおよび
複合伸びの効果的な修正が可能となる。

第４図に、前掲第１図に示した１２段圧延機のワークロ
ール（−Ｒ）または中間ロール（ＩＭＲ）として、正弦
曲線１ピッチ分で近似できるような波形ロールクラウン
（以下単にＳクラウンという）を付与したロール対また
は正弦曲線２ピッチ分で近似できるような波形ロールク
ラウン（以下単にＷクラウンという）を付与したロール
対を用い、それぞれ単独でロール軸方向に適宜にシフト
したときの、形状制御能力について調べた結果を、片側
に先細り研削を施したいわゆる片テーパ−ロールをシフ
トした場合および分割バックアップロールを押し出した
場合と比較して示す。

なお形状制御能力は、圧延材の中央部と端部との伸び差
率Δ２および中央部とクォータ一部との伸び差率Δ４で
評価した。

同図より明らかなように、片テーパ−ロールシフトおよ
びＳクラウンシフトの場合は、耳伸びおよび腹伸びにつ
いてはそれなりの制御できるけれども、クォーター伸び
や互層複合伸び制御についてはほとんど期待できない。

なお分割バンクアップロール押し出しは、クォーター伸
びや互層複合伸びについてわずかの制御が期待できるに
止まる。

これに対し、Ｗクラウンシフトの場合は、クォーター伸
びおよび互層複合伸び制御につき、格段の効果が期待で
きる。とはいえ耳伸びや腹伸び制御に関しては、十分と
は言い難い。

次に第５図に、上記の１２段圧延機においてワークロー
ルとしてＳクラウンロールを、また中間口−ルとしてＷ
クラウンロールを同時に用いた場合の形状修正能力につ
いて調べた結果を、中間ロールとして片テーパ−ロール
を用いかつ分割バックアップロールによる押し出しを併
用した場合における調査結果と比較して示す。

同図より明らかなように、ＳクラウンロールとＷクラウ
ンロールを組み合わせて、ロール軸方向に適宜にシフト
することにより、耳伸びおよび腹伸びは勿論のこと、ク
ォーター伸びさらには複合伸びに対しても優れた修正能
力が得られ、従って広範囲にわたる平坦度制御が実現で
きることになる。

この発明において、ＳクラウンやＷクラウンを付与すべ
きロール対は、ワークロールおよび中間ロールからなる
ロール群の中から選んだ少なくとも２本一組のロール対
であれば、何れのロールであっても良いが、各ロール対
はそれぞれ、同種のロール群すなわちワークロール対、
中間ロール群の中から選ぶことが一層好ましい。さらに
制御効果は、Ｓクラウン、Ｗクラウン付与ロールが被圧
延材に近いほど、また各ロール対の配置が、被圧延材を
中心として、点対象、上下対象、左右対象の順に大きい
。

なおロールに付与すべき波形曲線の基準線としての正弦
曲線と高次関数曲線とを比較した場合、正弦曲線に従う
場合は、その振幅と周期を与えるだけでロールクラウン
量と波形のピッチが容易に設定できるという点で極めて
有利であり、また幅方向にわたる対称性が良いという利
点もある。

これに対し、高次関数曲線の場合は、以下に述べるとお
り、任意にロールクラウン量および波形のピッチを設定
できない場合があることの他、任意に設定しようとする
と正弦曲線に従う場合に較べて著しく複雑になる点、さ
らには幅方向にわたる対称性があまり良好ではない点に
幾分の不利がある。

すなわち、たとえばここで第６図に示すような２ピッチ
分の波形曲線を付与する場合を考えると、このとき形状
制御を実施するためにはロールバレル中央を原点として
、波形曲線を原点に対して点対称とする必要があること
から、高次関数は下記（１）式のとおりになる。

ｆ（ｘ）＝ａ＋ｘ＋ａｘｘ”＋ａｓｘ’＋”・＋ａｎｘ
”　　　−（１）（１）式を用いてロールクラウン量お
よびピッチを任意に設定するためには、表１に示す６個
の方程式を満たすように係数ａｔ”−’ａ、を決定する
必要がある。

すなわち（１）式は６つの未知数ａｌ　、ａ　Ｊ＋　ａ
　％　、　ａ　７　。

’？＋　ａｌｌを有する次式（１）′のように１１次の
奇関数となり、極めて複雑である。

ｆ　（Ｘ）　・ａ＋Ｘ　＋　ａ３Ｘ’　＋ａｓｘ’　十
ａ７Ｘ’　＋　ａ４Ｘ”　十８１１Ｘ”　”’　（１）
　’またｎく１１では、ロールクラウンを任意に設定で
きない、というのｊｔ（１）”式のような５次の奇関数
で表そうとする場合には、未知数がａｌｌ　ａ３ａＳの
３つなので、表１に示した（２）式の内３つの条件式し
か考慮に入れることができないからである。

ｆ（ｘ）＝ａ＋ｘ＋ａ、ｘ’＋ａ、ｘ’　　　　　　　
　−（１）’たとえばクラウン計を規定するために、表
１に示す（２）−１，（２）−２式を選択した場合、ピ
ッチを規定するためには、残る４つの条件式（２）−３
，（２）−４゜（２）−５，（２）−６のうちから１つ
の条件式しか選択できず、これによってクラウンのピッ
チは一義的に決まってしまうから、クラウンピッチを任
意に変えることはできなくなるわけである。

このように特定のロールクラウンを高次関数曲線で表す
場合には、正弦曲線で表す場合に較べ、次数が低いとク
ラウンが任意に選択できず、一方次数が高いと著しく煩
雑になる点に幾分の不利が残る。

（実施例） １施±よ 前掲第１図に示した１２段圧延機において、中間ロール
３として第７図に示すような３次式で近似できるクラウ
ン（Ｓｌクラウン）を有するロールを使用し、一方ワー
クロール２として第８図に示すような５次式で近似でき
るクラウン（Ｗｌクラウン）を有するロールを使用した
。

そして、上記中間ロールを軸方向にシフトさせて、板幅
１０００ｍｍのステンレス鋼板を板Ｐ７−１　、２　＋
ｎｍから１．、Ｏｍｍに圧延した。

このときのロール配置および形状修正能力を表わす形状
下面図を第９図（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。

また第９図には、従来装置を用いた場合として、第１０
図に示すような片テーパ形状になるロールを中間ロール
として使用し、これらのロールを軸方向にシフトさせる
とともに分割バックアップロールによる押し出しを併用
し、同様の圧延を行った場合の形状制御能力について調
査した結果を、併せて示す。

第９図から明らかなように、従来装置では形状制御能力
は狭い範囲しか得ることができず、また複合伸びやクォ
ーター伸びに追随する形状能力が著しく小さい。

これに対し、この発明装置を用いた場合には、複合伸び
やクォーター伸びに充分対応可能な広範囲な制御範囲を
得ることができ、しかも多種の圧延材に対して中間ロー
ルの形状を変更することなく良好な形状の板を得ること
が可能となる。

丈旅貫主 同じり１２段圧延機において、中間ロールとして第８図
に示した５次式で近似できるクラウン（Ｗ１クラウン）
を有するロールを、一方ワークロール対として第７図に
示した３次式で近似できるクラウン（５１クラウン）を
有するロールをそれぞれ第１１図（ａ）のように配置し
、実施例Ｉと同様の圧延を行ったときの形杖制１ｆｆｌ
能力について調査した結果を同図（ｂ）に示す。

第１１図（ｂ）より明らかなように、被圧延材により近
いワークロールにＳクラウンロールを用いた場合であっ
ても、実施例１と同様に優れたクォーター伸びおよび複
合伸びの制御能力が得られている。

力１川１ 同じ＜１２段圧延機において、ワークロール対として第
１２図に示すような正弦曲線２ピッチ分で近似できるク
ラウン（Ｗ２クラウン）を有するロールを、一方中間ロ
ールとして第１３図に示すような正弦曲線１ピッチ分で
近似できるクラウン（Ｓ２クラウン）を有するロールを
第１４図（ａ）のように配置し、実施例１と同様の圧延
を行ったときの形状制御能力について調査した結果を同
図（ｂ）に示す。

第１４図（ｂ）より明らかなように、ロールに対して正
弦曲線で近似されるクラウンを付与した場合は、実施例
１よりもさらに優れたクォーター伸びおよび複合伸び制
御能力が得られている。

災將阻土 同じ＜１２段圧延機において、中間ロールとして第８図
に示した５次式で近似できるクラウン（Ｗ１クラウン）
を有するロールを、一方ワークロール対として第７図に
示した３次式で近似できるクラウン（Ｓｌクラウン）を
有するロールを第１５図（ａ）のように配置し、実施例
１と同様の圧延を行ったときの形状制御能力について調
査した結果を同図（ｂ）に示す。

実去１１１ 同じ＜１２段圧延機において、第１６図（ａ）に示すよ
うに、中間コールの上側に位置する左右一対のロールに
第１２図に示した正弦曲線２ピッ千分で近似できるクラ
ウン（Ｗ２クラウン）を、一方ワークロール対に第１３
図に示した正弦曲線ｌピッチ分で近イ以できるクラウン
（３２クラウン）をそれぞれ付与し、ロールベンディン
グを併用して実施例１と同様の圧延を行ったときの形状
制御能力について調査した結果を同図（ｂ）に示す。

刀罰辻団 同じ＜１２段圧延機において、第１７図（ａ）に示すよ
うに、中間ロールの被圧延材を挾み点対称となる二組の
ロールの内、−組に第８図に示した５次式で近似できる
クラウン（Ｗｌクラウン）を他の一級に第７図に示した
３次式で近似できるクラウン（Ｓ１クラウン）をそれぞ
れ付与し、一方ワークロール対には第７図に示した３次
式で近似できるクラウン（Ｓｌクラウン）を付与し、ロ
ールベンディングを併用して実施例１と同様の圧延を行
ったときの形状制御能力について調査した結果を同図（
ｂ）に示す。

１淘Ｕ！１７ 同じ＜１２段圧延機において、第１８図（ａ）に示すよ
うに、中間ロールの上側に位置する左右一対のロールに
第１２図に示した正弦曲線２ピッチ分で近似できるクラ
ウン（Ｗ２クラウン）を、一方下側に位置する左右一対
のロールに第１３図に示した正弦曲線１ピッチ分で近似
できるクラウン（Ｓ２クラウン）をそれぞれ付与し、分
割バックアップロールによる押し出しを併用して実施例
１と同様の圧延を行ったときの形状制御能力について調
査した結果を同図（１））に示す。

去旌±■ 同じ＜１２段圧延機において、第１９図（ａ）に示すよ
うに、中間ロールの上下−組のロールに第１２図に示し
た正弦曲線２ピッチ分で近似できるクラウン（Ｗ２クラ
ウン）を、一方ワークロールに第１３図に示した正弦曲
線１ピッチ分で近似できるクラウン（３２クラウン）を
それぞれ付与し、分割バックアップロールによる押し出
しを併用して実施例１と同様の圧延を行ったときの形状
制御能力について調査した結果を同図（ｂ）に示す。

実旌炎ユ 同じ＜１２段圧延機において、第２０図（ａ）に示すよ
うに、中間ロールの上下二組のロールの内、−組に第８
図に示した５次式で近似できるクラウン（Ｗ！クラウン
）を他の一組に第７図に示した３次式で近似できるクラ
ウン（Ｓ１クラウン）をそれぞれ付与し、一方ワークロ
ール対には第７図に示した３次式で近似できるクラウン
（３１クラウン）を付与し、ロールベンディングおよび
分割バックアップロールによる押し出しを併用して実施
例１と同様の圧延を行ったときの形状制御能力について
調査した結果を同図０））に示す。

（発明の効果） かくしてこの発明に従う多段圧延機によれば、耳伸びお
よび腹伸びは勿論のこと、クォーター伸びさらには複合
伸びに対しても優れた修正能力が得られ、従って広範囲
にわたる平坦度制御を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、この発明を適用し
た１２段圧延機のロール配置を示す側面図およびは正面
図、 第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、Ｓクラウンロールを
逆向きに平行に設置し、ロール軸方向にシフトした場合
のロールギャップ変化を示した図、第３図（ａ）〜（Ｃ
）はそれぞれ、Ｗクラウンロールを逆向きに平行に設置
し、ロール軸方向にシフトした場合のロールギャップ変
化を示した図、第４図は、１２段圧延機の中間ロールま
たはワークロールにＳクラウンロール対またはＷクラウ
ンロール対をそれぞれ単独で適用した場合の、形状制御
能力を示した図、 第５図は、１２段圧延機の中間ロールおよびワークロー
ルとしてＷクラウンロールおよびＳクラウンロールを同
時に用いた場合の形状修正能力を示す形状制御範囲図、 第６図は、高次式で近似できるＷクラウンの説明図、 第７図は、３次式で近似できる好適Ｓクラウンを示した
図、 第８図は、５次式で近似できる好適Ｗクラウンを示した
図、 第９図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、１２段圧延機にお
けるＷクラウンロールおよびＳクラウンロールの配置を
示すロール配置図ならびに形状制御範囲図、第１０図は
、片テーパ−ロールのテーパー形状を示した図、 第１１図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、１２段圧延機に
おけるＷクラウンロールおよびＳクラウンロールの配置
を示すロール配置図ならびに形状制御範囲図、第１２図
は、正弦曲線２ピッチ分で近似できる好適Ｗクラウンを
示した図、 第１３図は、正弦曲線１ピツチ分で近似できる好適Ｓク
ラウンを示した図、 第１４図〜第２０図の（ａ）はいずれも、１２段圧延機
におけるＷクラウンロールおよびＳクラウンロールの配
置を示すロール配置図、また同図の（ト））はいずれも
、 同図（ａ）の各ロール配置における形状制御範囲図であ
る。 １・・・圧延材 ２・・・ワークロール ３・・・中間ロール ４・・・バックアップロール ５・・・ロールベンデイ ング装置 第２図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第１ 図 （ａ） （ｂ） 第３図 Ｃａ） （１）） （Ｃ） 第７図 −ＩＯ ５ Ｏ −１，０ −０５０Ｑ、５ ０−ル八ルル中央力°５の 一次元Ｉ！檜 Ｏ Ｅ）（＝ＯＪ　？７１ｎ ＥＬ＝３００７？ｌ笥 第１２図 θ５ ０ 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のワークロールの背後に、それぞれ複数の中間
   ロールおよびバックアップロールを順次に配置した多段
   圧延機において、 該ワークロールおよび中間ロールからなるロール群の中
   から選んだ少なくとも２本一組のロールに、互いに同じ
   波形曲線の少なくとも１波長分にわたるロールクラウン
   を付与する一方、同じく上記ロール群の中から選んだ他
   の少なくとも２本一組のロールに、互いに同じ波形曲線
   の少なくとも２波長分にわたるロールクラウンを付与し
   、 しかも上記の各クラウン付与ロール対それぞれにつき、
   ロール軸方向が互いに逆向きとなる配置とし、かつロー
   ル軸方向への移動可能としてミルハウジングに組み込ん
   だことを特徴とする多段圧延機。 ２、請求項１において、ロールベンディング装置を備え
   る多段圧延機。