JPH038504A - 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ｔｍｍ演法併
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、しかも綱種および板幅などに応じて逐一テー
バ−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、耳伸
び、腹伸びをはじめとして、クォーター伸びや翼腹複合
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２波長分の波形
曲線としては、正弦曲線から２ピッチ分を取り出したも
の、また５次以上の高次関数から同じく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２ピッチ分を取り出したも
のおよび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は分割式のバン
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。

このうち第１中間ロール３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２中間ロール４のうち外
側に位置するロールには正弦曲線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、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。

ここに片テーパ−クラウンならびに正弦曲線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、５次以上の高次式から座標原点を
挟んで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
ーパ−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。

次に第３図ａ　”−ｃに、正弦部ｖＡ２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、翼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４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）を付与したロール対を
、また１中間ロールまたは第２中間ロール（２１？ｌＩ
’ｌ）として正弦曲線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、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
の場合は、耳伸びや腹伸びについて形状制御ができるに
すぎない。

これに対し、Ｗクラウンシフトの場合は単独でも、クォ
ーター伸びおよび翼腹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。

なお分割バックアンプロール押し出しは、クォーター伸
びや翼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。

次に第５図に、上記の２０段圧延機において、第１中間
ロールとしてＷクラウンロールを、また第２中間ロール
としてＴ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Ｔク
ラウンロールを用いかつロールベンダーおよヒ分割バン
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。

さらにロールベンディング’ｌ１Ｔｌ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乍線としての正弦
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＋ａ：＋ｘ”＋ａ、ｘ’＋・・・＋ａ
ｎｘ’　　　−（１）（１）式を用％、）でロールクラ
ウン量およびピン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、〜ａ０を決定
する必要がある。

すなわち（１）式は６つの未知数ａ１．　ａＪ、　ａｌ
、　ａ７゜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＋ａｚｘ’＋ａｓｘ５−１−ａｔｘ’
土ａｑＸ９＋　ａｌ　＋Ｘ”　”’　（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　ａ３ａ、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’＋ａｓｘ５　　　　　　　
　−（１）“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、第１中間ロ
ール３すべてに第７図ａ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２中間ロール４の
うち外側に位置するロール４本に第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、上記第１中間ロールおよび第２中間口−ルを軸
方向にシフトながら、板幅１０００＋ｎ＋ｎのステンレ
ス鋼板を板厚１．２ｍｍから１．０ｍｍ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７［
１１Ｕａ、ｂに示すようなＴクラウンロールを、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、かつ分割ハックアップロ
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。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
のテーバ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１０図ａに示すように
、第１中間ロールにはいずれも第７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木のロールには第１１図に
示すような正弦曲線２ピン千分で近似できるクラウン（
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１０図すに示す。

同図より明らかなように、Ｗ２クラウンロールを用いた
場合には、Ｗｌ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３ 同じ（２０段圧延機において、第１２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木のロールには第７図
すに示すようなＴ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１２図すに示す。

実施例４ 同しく２０段圧延殿において、第１３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Ｗ２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コ■能力について調
査した結果を第１３図すに示す。

実施例５ 同じ＜２０段圧延機において、第１４図ａに示すように
、ワークロール対にＴクラウンを、−力筒１中間ロール
の上下−組のロール対に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多段圧延機によれば、耳伸び、
腹伸びはいうまでもなく、とくに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
、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、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、２０段圧延機の第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Ｔ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９．１０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、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１２図〜第１４図のａはいずれも、２０段圧延機にお
けるＴクラウンロールおよびＷ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。 ・・・圧延材　　　　　　２・・・ワークロール・・・
第１中間ロール　　４・・・第２中間ロール・・・バッ
クアップロール ・・・ロールベンゾインク装置 第１図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） −１，０ −０，５００，５ ０−ルへレル中央ｈ゛いＤ ｐ！、次元１１ｊｔ ｆ、０ 第７図 ノ （ａ） ＥＨ＝　０．１７７１７７１ ＥＬ±３００笥笥 ＥＬ　＝３００ｍｒｎ ５ ０−ルハ′しｌし精力゛５′Ｏ ＃１次元麿ノ前 ０

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。