JPH0313218A - 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４段または
６段圧延機に関するものである。

（従来の技術） 近年、金属ストリップの圧延では、生産性の向上ならび
に省エネルギー等の観点から、１回の圧延で板厚を大幅
に低減する高圧下圧延が指向されている。

しかしながらかような高圧下圧延では、高い圧延荷重に
よってロールのたわみ量が増大し、それに伴い板材の幅
方向における板厚偏差も大きくなるため、極端な形状不
良が発生するという問題が生じた。

そこで従来から、かような形状不良の発生を防止すべく
、種々の対策が講じられている。

たとえば特公昭５６−６６３０７号には、中間ロールの
軸方向へのシフト機構ならびに中間ロールおよびワーク
ロールに対するベンディング機構を有する圧延機が提案
されている。この圧延機では、中間ロールシフト、中間
ロールベンディングおよびワークロールベンディングの
３つの制御手段を用いて、腹伸び、耳伸び、さらにはこ
れらが混在した複合伸びなどの複雑な形状不良を制御し
ようとするものである。

しかしながら上記の方法では、板の平坦度制御に限界が
あり、ステンレス鋼などの難加工性材料の高圧下圧延の
際には、満足いくほどの平坦度をを得ることはできない
。

また特公昭６１−１８０６０２号公報では、ワークロー
ルの水平方向に水平中間ロールを介して分割ロールを設
置し、この分割ロールの変位量を種々に変更することに
よって平坦度制御を行う圧延機が提案されている。

しかしながら上記の水平中間ロールには、その軸方向に
おいて、分割ロールとの接触部と非接触部とが交互に存
在するため、ワークロールと水平中間ロールとの間の面
圧が不均一になり、その結果ワークロールに局部磨耗が
生じ、製品板に光沢むらが発生するという問題があった
。

さらに特公昭６３−３０１０４号公報等では、ロールに
３次式で近似できるＳクラウンを付与し、このロールを
軸方向にシフトすることによって形状制御を行う圧延機
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
には複合伸びの制御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！！り 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く、クォーター伸びや
耳昨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４段または６段相当の圧延機
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、一
対または二対のバックアップロールをそなえる４段また
は６段圧延機において、該ワークロールおよびバックア
ップ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
だことからなる圧延機である。

またこの発明は、一対のワークロールの背後に、同じく
一対の中間ロールおよびバックアップロールを順次にそ
なえる６段圧延機において、該ワークロール、中間ロー
ルおよびバックアップ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
だことからなる圧延機である。

さらにこの発明は、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１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、たて型６段圧延機を代表例として
、この発明に従う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はバックアップロールであり、圧延材１を
挟んで、それぞれ上下１対のワークロール２、中間ロー
ル３およびバックアップロール４が順次に、かつロール
軸方向を互いに逆向きとして配置されている。

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、ま
た中間ロール３には、正弦曲線２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それぞれ付与され、
いずれもロール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ピッチ分で近似でき
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（、ワークロール２、中間ロール３および
バックアップロール４全で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、３次以上の高次式から座標原点を
挟んでｌピッチ分または２ピッチ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、油圧式でも電機式でも何
れでも良い。

なお第２図ａ、ｂに、この発明を適用して好適な他の圧
延機を側面で示す。第２図ａは４段圧延機、また同図す
はクラスタータイプの６段圧延機である。

（作　用） 第３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。同図すは、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、同図す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、耳伸びおよび腹伸びの効
果的な修正が可能となる。

次に第４図ａ　−ｃに、正弦曲線２ピシチ分で近似でき
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。同図すば、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、
クォータ一部が狭く、一方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、同図すとは
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ピッ千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、互層複合伸びおよびクォ
ーター伸びの効果的な修正が可能となる。

第５図に、前掲第１図に示したたて型６段圧延機の中間
ロール（ＩＭＲ）またはバックアップロール（ＢＵＲ）
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）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、中間ロール
として片側に先細り研削を施したいわゆる片テーパ−ク
ラウン（以下単にＴクラウンという）ロールを用い、同
様にシフト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Ａ２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、Ｔクラウンロールシフトおよ
びＳクラウンシフトの場合は、耳伸びさらには腹伸びに
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
。

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６図に、上記の６段圧延機において中間ロールと
してＷクラウンロールを、またバックアップロールとし
てＳ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Ｔクラウンロ
ールを用いかつロールベンダー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クラウンを付与スべ
きロール対は、ワークロール、中間ロールおよびバック
アップ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、中間ロール対、バックアップロー
ル対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７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十ａ３ｘ”　＋ａ、ｘ’　＋−＋ａ
ｌ、ｘ’　　　　−（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ａ１〜ａ７を決定
する必要がある。

表　　１ すなわち（１）式は６つの未知数ａ＋、　ａｆｆ＋　ａ
ｓ、　ａｔ。

ａｑ　　ａｚ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＋ａ、、ｘ３＋ａ５Ｘ’　＋ａｗｘ
７＋ａ＋）ｘ９＋ａ、　、ｘｌ　’　−（１）　’また
ｎ＜１１では、ロールクラウンを任意に設定できない。

というのは（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ａ、、　ａ３＋ａ、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＋ａ３ｘ’＋ａ−、ｘ’　　　　　　
　　・＝（１）”たとえばクラウン量を規定するために
、表１に示す（２）−１，（２Ｌ２式を選択した場合、
ピ・ン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） 実施例１ 前掲第１図に示したたて型６段圧延機において、ワーク
ロール２として第８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
方中間ロール３として第９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、上記のワークロールおよび中間ロールを軸方向
にシフトさせながら、板幅１０００ｍｍのステンレス鋼
板を＋１ｉｒ！Ｊ−１，２１ｆｉＩ１１から１．０　ｍ
ｍ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
平面図を第１０図ａ、ｂにそれぞれ示す。

また第１０図すには、従来装置を用いた場合として、第
１１図に示すような片テーバ形状になるＴクラウンロー
ルを中間ロールとして使用し、このロールヲ軸方向にシ
フトさせ、かつロールベンダーを併用して、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１０図す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制御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、従って良好な形状の板を得ることが可
能となる。

実施例２ 同じくたて型６段圧延機において、ワークロールとして
第１２図に示すような正弦曲線２ピノ千分で近似できる
クラウン（Ｗ２クラウン）を有するロールを、また中間
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、さらにバ・ンクアップロールとして同じ＜３２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すに示す。

実施例３ 前掲第２図ａに示す４段圧延機において、第１５図ａに
示すように、ワークロールに３２クラウンを、一方バツ
クアップロールにＷ２クラウンをそれぞれ付与し、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すに示す。

実施例４ 同じく４段圧延機において、第１６図ａに示すように、
ワークロールにＷ２クラウンを、一方バンクアップロー
ルに３２クラウンをそれぞれ付与し、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
を同図すに示す。

実施例５ 前掲第２図すに示すクラスタータイプの６段圧延機にお
いて、第１７図ａに示すように、ワークロール対にＷ２
クラウンを、一方４本のバックアップロール全てにＳ２
クラウンをそれぞれ付与し、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す
に示す。

実施例６ 同じくクラスター型６段圧延機において、第１８図ａに
示すように、ワークロール対に３２クラウンを、一方４
本のバックアップロール全てにＷ２クラウンをそれぞれ
付与し、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すに示す。

（発明の効果） かくしてこの発明に従う圧延機によれば、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たて型６
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、ｂはそれぞれ、この発明を適用して好適な４
段圧延機およびクラスター型６段圧延機の側面図、 第３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４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５図は、たて型６段圧延機の中間ロールまたはバ
ックアップロールに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６図は、たて型６段圧延機の中間ロールおよびバック
アップロールとして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７図は、高次式で近似できるＷクラウンの説明図、 第８図は、３次式で近似できる好適Ｓクラウンを示した
図、 第９図は、５次式で近似できる好適Ｗクラウンを示した
図、 第１０図ａ、ｂは、たて型６段圧延機におけるＳクラウ
ンロールおよびＷ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１１図は、Ｔクラウン
ロールのテーパー形状を示した図、 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ピッチ分で近似できる好適Ｓク
ラウンを示した図、 第１４図ａ、ｂは、たて型６段圧延機におけるＳクラウ
ンロールおよびＷ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１５図〜第１６図のａ
はいずれも、４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ｂ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。 第１７図〜第１８図のａはいずれも、クラスター型６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ｂ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
・・・ロールベンゾインク装置 第１図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） ＜Ｃ＞ 第２図 （ａ） ＜ｂ） 第４図 （ａ） （ｂ＞ （Ｃ） キイ釜却沓クラウン（ｒａｔｓン 半径相当りラウン師蛸） 李怪Ｊｇ者クラウン（ｔｎ帽） 半を蚤趨者クラウン（ｆＲｑン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のワークロールの背後に、一対または二対のバ
   ックアップロールをそなえる４段または６段圧延機にお
   いて、 該ワークロールおよびバックアップ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圧延機。 ２、一対のワークロールの背後に、同じく一対の中間ロ
   ールおよびバックアップロールを順次にそなえる６段圧
   延機において、 該ワークロール、中間ロールおよびバックアップロール
   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圧延機。 ３、請求項１または２において、ロールベンディング装
   置を備える圧延機。