JPH038502A - 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２０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（存在すればするほど、その
効力は滅殺されるために、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ヘン
ダーを、上記のバンクアップロールのｉ位置調整法と併
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ヘンディング力は
中央部まで作用しなくなるため、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、ロールに
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、耳伸びはいうまでもなく、クォーター伸びや
耳腹複合伸びなどの複雑な形状不良、さらにはエツジド
ロップの修正が可能な、優れた形状制御能力をそなえる
２０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
れぞれ複数の第１中間ロール、第２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、第１中間ロールおよび第２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、片側端部が先細り状となるクラウンを付与す
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１波長分にわたるロールクラウンを、さらに他の
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それぞれ
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ヘンディング装
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は第
１中間ロール、４は第２中間ロール、５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本の第１中間ロール３
が、また第１中間ロール３の背後には上下各３本ずつ合
計６本の第２中間ロール４が、さらに第２中間ロール４
の背後には分割式バックアップロール５が上下各４本ず
つ合計８本設置されていて、これらで２０段圧延機を構
成している。

なお、６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には、片側端部が先細り状とな
るロールクラウンが、また第１中間ロール３には、正弦
曲線ｌ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、それぞれロール軸方向にシフト可能
な構造となっている。

さらに第１図に斜線で示した第２中間ロール４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
クラウンが付与され、同じくロール軸方向にシフト可能
な構造になっている。

ここに片テーパ−クラウンならびに正弦曲線ｌ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、上記の例だけに限るものではなく、ワークロー
ル２、第１中間ロール３および第２中間ロール４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、３次以上の高次式から座標原点を
挟んで１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、油圧穴でも電機式でも何
れでも良い。

（作　用） 第２図ａ　−ｄに、片側端部に先細り研削を施した片テ
ニパーロール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。

同図から明らかなように、先細り研削表面で圧延される
被圧延材縁部の長さ（ｘ）の設定値を変えることによっ
て板縁部の板厚を調整することができるので、エツジド
ロップ軽減制御を効果的に行うことができる。

つぎに第３図ａ　−ｃに、正弦曲線１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、
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、耳腹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。

さて次に第５図に、前掲第１図に示した２０段圧延機の
第１中間ロール（Ｉ　ＩＭＲ）として片テーパ−クラウ
ン（以下単にＴクラウンという）を付与しタロール対を
用いた場合、さらにはｌ中間ロールまたは第２中間ロー
ル（２ＩＭＲ）として、正弦曲線ｌピンチ分で近似でき
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、クォータ一部の分割バックアッ
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−ロールシフト単独
およびＳクラウンシフト単独の場合は、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
ター伸びや耳腹複合伸び制御についてはほとんど期待で
きない。

なお分割バックアップロール押し出しは、クォーター伸
びや耳腹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単独でも、クォ
ーター伸びおよび耳腹複合伸び制御につき、格躯の効果
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２０段圧延機において、ワークロ
ールとしてＴクラウンロールを、また第１中間ロールと
してＷクラウンロールを、さらに第２中間ロールとして
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、第１中間ロールとして片テーパ−
ロールを用いかつロールベンダーおよび分割バックアッ
プロール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、Ｔクラウンロール、Ｓクラウ
ンロールおよび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、耳伸びや腹伸
びは勿論のこと、クォーター伸びおよび複合伸び、さら
にはエツジドロップ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、ＴクラウンやＳクラウン、Ｗクラウ
ンを付与すべきロール対は、ワークロール、第１中間ロ
ールおよび第２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、第１中間ロール群、
第２中間ロール群の中から選ぶことが一層好ましい。ま
た制御効果は、Ｔクラウン、Ｓクラウンおよび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、点対称、上下対称、左
右対称の順に大きい。

サラニロールヘンディング装置を併用すれば、上記の効
果は一層高まる。

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＋ａ：ｌｘ’　＋ａＳｘ’　＋　−
＋ａ、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ａ、〜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　１−　ａ　３　＋
　ａ　ｓ　＋　ａ　？　＊ａ９＋　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＋　ａ：ＩＸ”　＋　ａＳＸ’　＋
　ａｔＸ’　＋８ｇＸ９＋　ａＩＸ”　”’　（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ａｌｌ　ａｌｌａ、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＋ａ３ｘ３＋ａ５ｘ’　　　　　　　
　−・（ｉ）’たとえばクラウン量を規定するために、
表１に示す（２）−Ｌ（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） 実施例１ 前掲第１図に示した２０段圧延機において、ワークロー
ルとして第８図に示すような片テーパー形状（Ｔクラウ
ン）になるロールを、また第１中間ロール３すべてに第
９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、さらに第１図にて斜線で示
した第２中間ロール４として第１０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、上記ワークロール、第１中間ロールおよび第２
中間ロールを軸方向にシフトさせて、板幅１０００閤の
ステンレス鋼板を板厚１．２ｍｍから１．０皿に圧延し
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１１図には、従来装置を用いた場合として、第１
２図ａ、ｂに示すような片テーパ形状になるロールを、
第１中間ロールおよび第２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、かつ分割バックア
ップロール押し出しを併用して、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１１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。しか
も狭い制御範囲ゆえに圧延材の鋼種板幅によって各々の
場合に応じて、第１中間ロール、あるいは第２中間ロー
ルのテーパ形状を変更する必要が生じていた。

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対しても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。

実施例２ 同じ＜２０段圧延機において、第１３図ａに示すように
、第１中間ロールにはいずれも第１２図ａに示したよう
なりラウン（Ｔクラウン）を、また第２中間ロールのう
ち外側に位置する上下二組針４本のロールには第１０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、一方中央に位置する上下−組には第９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
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第１３図すに示す
。

実施例３ 同じ＜２０段圧延機において、第１４図ａに示すよウニ
、第１中間ロールにはいずれも第１２図ａに示したよう
なりラウン（Ｔクラウン）を、また第２中間ロールのう
ち外側に位置する上下二組針４本のロールには第１５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、一方中央に位置する上下−組には
第１６図に示すような正弦曲線ｌ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、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
した結果を第１４図すに示す。

同図より明らかなように、Ｓ２クラウンおよびＷ２クラ
ウンロールを用いた場合には、Ｓ１クラウンおよびＷ１
クラウンロールを用いた場合以上に良好な形状制御能力
が得られている。

実施例４ 同じ＜２０段圧延機において、第１７図ａに示すように
、第１中間ロールにはいずれもＷ２クラウンを、また第
２中間ロールの外側に位置する４本のロールに対し、そ
れぞれ点対称位置にあるロール対にＴクラウンおよびＳ
２クラウンをそれぞれ付与し、かつロールベンダーを併
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第１７図すに示す。

実施例５ 同じ＜２０段圧延機において、第１８図ａに示すように
、４本の第１中間ロールに対し、それぞれ点対称位置に
あるロール対にＴクラウンおよびＳ２クラウンを、また
第２中間ロールにはいずれも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第１８図すに示す。

（発明の効果） か（してこの発明に従う多段圧延機によれば、耳伸び、
腹伸びは勿論のこと、クォーター伸びや複合伸び、さら
にはエツジドロップ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２０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　−ｄはそれぞれ、Ｔ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
、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、２０段圧延
機の第１中間または第２中間ロールにＴクラウンロール
対、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、２０段圧延機のワークロールとしてＴクラ
ウンロール、また第１中間および第２中間ロールとして
それぞれ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、片テーパ−ロールのテーパー形状を示した図
、 第９図は、３次式で近似できる好適Ｓクラウンを示した
図、 第１０図は、５次式で近似できる好適Ｗクラウンを示し
た図、 第１１図ａ、ｂはそれぞれ、２０段圧延機におけるＴク
ラウンロール、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ａ、ｂはそれぞれ、片テーパ−ロールのテーパ
ー形状を示した図、 第１３．１４図ａ、ｂはそれぞれ、２０段圧延機におけ
るＴクラウンロール、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１５図は、正弦曲線２ピンチ分で近似できる好適Ｗ′
クラウンを示した図、 第１６図は、正弦面！Ｉｉｌピッチ分で近似できる好適
Ｓクラウンを示した図、 第１７図〜第１８図のａはいずれも、２０段圧延機にお
けるＴクラウンロール、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。 ｌ・・・圧延材　　　　　　２・・・ワークロール３・
・・第１中間ロール　　４・・・第２中間ロール５・・
・バックアップロール ６・・・ロールベンゾインク装置 第１図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） ４Ｃ） 第４図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第７図 チ キイ蚤相当クラウン（ｍ　ｗｒ） 第１２図 （ａ） ＥＨ−０，ｆｍｎ ＥＬ冨３００笥笥 ＥＨ：０．ｆ伊帽 ＥＬ＝３００ｍｆｎ 羊饅Ｉ咀当クラウン（ｍｇｎ） ｊ＃径３８″：ｊクラウン（ｍ慴） 半径垢蚤クラウン（１１ＩｆＲ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のワークロールの背後に、それぞれ複数の第１
   中間ロール、第２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、第１中間ロールおよび第２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、片側端部が先細り状となるクラウンを付与す
   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１波長分にわたるロールクラウンを、さらに他の少
   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それぞれ付
   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。