JPH04100613A - 圧延機および圧延方法 - 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、製鉄、非鉄の分野で用いられるもので、鋼板
等の板材の形状修正およびクラウン修正装置を有する圧
延機および圧延方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来の４段式圧延機を第８図ないし第１１図に示す。図
において、一定厚みの板材を通して所望する板厚のスト
リップ材の圧延に直接供される上下１対のワークロール
１．２が、その両端をそれぞれワークロール軸受２５．
２６で回転自在に軸承されている。この上部ワークロー
ル１と下部ワークロール２の径はともに、ワークロール
１゜２の軸心方向に通常は不変となっている。

この１対の上部と下部のワークロール１，２をサンドイ
ッチする形でクラウン形状（バックアップロール３，４
の中央部径が大きく、両端で径が小さくなる）を有した
１対の上部と下部のバックアップロール３，４の両端が
、それぞれ、バックアップロール軸受２７．２８で回転
自在に軸承されている。また、前記した上下のバックア
ップロール３．４の径は、上部と下部のワークロール１
．２の径より大きく構成されており、さらに、対をなし
たバックアップロール３，４またはワークロール１．２
は、ともに同一径を有している。

この圧延時には、ハウジング１０に内設された圧下シリ
ンダ８に、図示しない圧油供給装置から圧油が導入され
ると、第１０図に示すように下部バックアップロール４
の両端部の下部バックアップロール軸受２８部を上方に
押圧される。この下部バックアップロール４からの押圧
力Ｐが、当接して反対方向に回転する小径の下部ワーク
ロール２に伝達され、上部と下部のワークロール１，２
間に挿入された板材５の圧延力となる。

また、上下ワークロール１，２間に挿入される板材５の
圧延時の反力Ｒによって、上部ワークロール１は凸状に
、逆に、下部ワークロール２は凹状を呈した形に曲げら
れる。これらの反力Ｒは、上下１対のワークロール１，
２を上下両側から挾み、かつ、当接しつつ反対方向に回
転するバックアップロール３，４へ伝達されるものの、
バックアップロール３，４はワークロール１．２より大
径で剛性を有しており、ワークロール１゜２から伝達さ
れた反力Ｒは、ここで緩和されるようになっている。こ
の圧延時は、第１２図に示すように、板材５の端部厚さ
ｈと、中央部厚さＨとの間に、厚みの差（Ｈ−ｈ）が生
じており、板材５の送り方向と直交する方向に切断した
横断面図では、上下ワークロール１．２間から圧延され
てでてきたストリップ材５ａの上下の形状が平坦でなく
、ストリップ材５ａの中央部の厚みは厚くなり、両端部
で薄（なるといった、いわゆる耳波状のストリップ材５
ａに圧延されることになる。

従来より、ストリップ材５ａがこうした耳波形状になる
ことを防止しつつ、かつ、上下面が平坦な圧延がなされ
るように各種の提案がなされている。

その一つは、ロールネックにベンディングシリンダを取
付けたロールベンディング法と呼ばれている方法である
。この方法は、主として４重圧延機に適用され、外力に
より強制的にワークロールを曲げてロールクラウンを変
える方法である。この方法には、ワークロールベンディ
ング法とバックアップロールベンディング法とがある。

また、ＶＣロール法と呼ばれるもので、圧延ロール内に
油室を設け、ここに作用される油圧を調節してワークロ
ールのクラウンを変える方法もある。

この他に、ワークロールを部分的に加勢膨張させクラウ
ンを変えるヒートクラウン法や、ロールクランドをかけ
る量を部分的に調節して膨張量を調節する方法等がある
。

［発明が解決しようとする課題〕 前記したように、ロールベンディング法は、即応性およ
びある程度の柔軟性に富んだ方法であるが、第１３図（
ａ）および第１３図（ｂ）に示すようにワークロールが
バックアップロール全面に拘束されているため、ワーク
ロールに充分なたわみを与えることが困難であり、絶対
能力に欠けるばかりか板材の幅１強度、形状等によりバ
ックアップロールを組替えてバックアップロールのクラ
ウンを変更する必要がある。また、■Ｃ法はワークロー
ルが極めて高価となり、保守も面倒である。

また、ヒートクラウン法やロールクラウンをかける量を
部分的に調整する方法は、極めて柔軟性があるが応答性
が悪いという大問題がある。

以上各種の従来方法について説明したが、これらの従来
技術の検討からも明らかなように、クラウン制御で重要
な点は高速圧延で刻々変化する条件に対応できる即答性
があることと、広範囲に可変な能力を有することである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上のような従来の欠点を除去するためにな
されたもので、即答性があり、広範囲な条件の変化に対
応することができるように構成した圧延機における形状
制御法およびクラウン制御法を提供することを目的とし
ている。

すなわち、上方より下方に向かって上部バックアップロ
ール、上部ワークロール、下部ワークロールおよび下部
バックアップロールの順に配し、上部ワークロール、下
部ワークロールおよび下部バックアップロール径は各ロ
ールの細心方向に不変となし、板材の幅より外側に位置
する上部バックアップロールの両端部に、上部バックア
ップロールより大径を有するとともに、断面が円形形状
のバックアップロール支持部を上部ワークロールの上部
外周面に回転自在に当接して配した構成にするとともに
、製品板形状に応じてバックアップロール支持部位置お
よびロールベンディング用ロッドと係合したロールベン
ディング用シリンダへの作動流体の導入量の制御を行な
い、前記上部ワークロールとバックアップロール支持部
の当接面を支点として、上部ワークロールを上方へ押し
曲げるとともに、前記下部ワークロールを下方へ押し曲
げて下部バックアップロール表面に押付けるようにした
。

［作用］ 圧延される製品形状および板材の幅に応じて、バックア
ップロール支持部を有したバックアップロールと交換す
ることによって圧延ロールの支持位置を変更する。さら
に、ロールベンディング用シリンダへ導入される作動流
体導入量を調整することにより、上部ワークロールのプ
ロフィールをロールペンディング力で適宜調整する。

こうして、圧延された製品板形状の修正が容易に、かつ
、迅速に行なわれ、所望する圧延製品板が得られる。

［実施例］ つぎに、図面に示した実施例によって、本発明をさらに
詳細に説明する。

第１図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、第１図
は４段式圧延機の正面図、第２図は第１図の■−■から
みた側面図、第３図は第１図のＩｎ［−ＩＩＩからみた
縦断面図、第４図は第２図のｒＶ−■からみた圧延機の
要部拡大断面図、第５図はロールベンディング用装置の
要部拡大断面図、第６図および第７図は本発明を適用し
た４段式圧延機のワークロールの制御に係るプロフィー
ルを示す。第１図ないし第７図を用いて本発明の圧延機
の構成を説明する。

本発明における圧延機２０は、上部バックアップロール
３０、ワークロール３１，３２、下部バックアップロー
ル３３、ワークロール軸受２５、下部バックアップロー
ル軸受２８、圧下シリンダ８、ロールベンディング用装
置９、および、ハウジング１０から構成されている。な
お、５は板材を示す。

符号３１．３２は、板材゛５の圧延に直接供されるワー
クロールであり、上部ワークロール３１と下部ワークロ
ール３２の径は細心方向に通常不変となしたフラット形
状を有している。上部ワークロール３１と下部ワークロ
ール３２は所望する板材５の厚みに圧延するため圧下シ
リンダ８にて調整される。

符号２５．２６は前記上下ワークロール３１゜３２を回
転自在に軸承するためのワークロール軸受であり、上部
ワークロール３１の両端は、圧延機２０の両側に立設さ
れたハウジング１０内に内設された１対の上部ワークロ
ール軸受２５によって回転自在に軸承されている。また
、下部ワークロール３２の両端も上部ワークロール３１
と同様に下部ワークロール軸受２６によって回転自在に
軸承されている。

符号３３は下部バックアップロールであり、圧延時に下
部ワークロール３２からの圧延力が伝達されやすいよう
に前記した下部バックアップロール３２に当接しつつ、
反対方向に回転している。

また、下部バックアップロール３３は剛性を持たせるた
めに、下部ワークロール３１より大径を有している。

符号３０は上部バックアップロールであって、圧延機２
０の両側に立設されたハウジング１０内に内設された１
対のバックアップロール軸受７によって回転自在に軸承
されている。また、バックアップロール３０の両端部に
は、バックアップロール３０より大径を有し、かつ、断
面が円形形状のバックアップロール支持部３０ａが配さ
れており、ワークロール３１．３２の外周面とたえず当
接しながら回動している。また、バックアップロール支
持部３０ａは、板幅よりたえず外側に位置するものが必
要となり、このため、板幅に応じてバックアップロール
３０を自由に交換できるようになっている。

符号２８は前記下部バックアップロール３３を回転自在
に軸承するための下部バックアップロール軸受であり、
下部バックアップロール３３の両端は、ワークロール３
１，３２と同様に、圧延機２０の両側に立設されたハウ
ジング１０内に内設された下部バックアップロール軸受
２８によって回転自在に軸承されている。

符号９はロールベンディング用装置であって、上部ロー
ルベンディング用ロッド９ａと下部ロールベンディング
用ロッド９ｂおよびロールベンディング用シリンダ９ｃ
およびピストン９ｄから構成される。

上部ロールベンディング用ロッド９ａの下端部は、ピス
トン９ｄに固着され、上端部が上部ワークロール軸受２
５と接離自在に配されている。また、下部ロールベンデ
ィング用ロッド９ｂは、前記上部ロールベンディング用
ロッド９ａと逆に、上端部にピストン９ｄが固着され、
下端部が下部ワークロール軸受２６と接離自在に配され
ている。

ロールベンディング用シリンダ９Ｃの中央部には、小径
の連通孔９ｅが設けられ、ここに、図示しない圧油供給
装置から圧油を導入すると、ロールベンディング用シリ
ンダ９ｃに係合した上下ロールベンディング用ロッド９
ａ、９ｂはお互いに離反し、ロールベンディング用ロッ
ド９ａ。

９ｂのそれぞれの先端部は上下ワークロール軸受２５．
２６を押圧することになる。

押圧時には、ロールベンディング用シリンダ９Ｃの外周
壁の上下ワークロール軸受２５．２６側にライナ９ｆを
装着してあり、さらに、上下ワークロール軸受２５．２
６のロールベンディング用シリンダ９ｃ側外周面にライ
ナ９ｇがそれぞれ装着しであるため、この両ライナ９ｆ
、９ｇの当接面９ｈに沿って上部ワークロール軸受２５
は上方へ押上げられる形となり、上部バックアップロー
ル支持部３０ａと上部ワークロール３１との当接面を支
点として曲げモーメントが作用しやすいようになってお
り、フラット形状を有した小径の上部ワークロール３１
のプロフィールは、圧延時には矯正され、凸状から平坦
状になるように構成されている。一方、下部ワークロー
ル３２は下部バックアップロール３３の表面に押付けら
れながら、反対方向に回転するように構成されている。

符号８は圧下シリンダであって、圧下シリンダ８内には
、この圧下シリンダ８と係合して上下移動可能に圧下シ
リンダ用ヘッド８ａが配されており、圧延時には、図示
しない圧油供給装置から圧下シリンダ８に圧油を導入す
ると、圧下シリンダ用ヘッド８ａの上昇に伴って、圧下
シリンダ用ヘッド８ａの先端部は下部バックアップロー
ル軸受２８の下部に当接して押圧し、バックアップロー
ル３３を上方へ押上げるようになっており、当接しつつ
反対方向に回転する下部ワークロール３２を介してスト
リップ材５ａの修正用圧延力として供される。

以上のように構成された圧延機の動作について説明する
。

板材５の圧延前に、板材５の幅に合わせて、板材５の幅
より外側に位置するバックアップロール支持部３０ａを
有したバックアップロール３のものと交換して取付けて
おく。

圧延機２０の一連の準備が完了すると、上部ワークロー
ル３１と下部ワークロール３２間に板材５が挿入される
。上下１対のワークロール３１．３２間を通過時に、板
材５は所望する上下平坦な面を有したストリップ材５ａ
に圧延される。この時、ストリップ材５ａの形状判定は
、従来よりの目視の方法で行なわれるが、個人差を無く
し、検査精度を上げるため、センサロールによる接触方
式や、光あるいは磁気などを利用した非接触方式によっ
て行なうこともできる。

このストリップ板材５ａの形状が所望する形状になるよ
うに、上部バックアップロール３０の交換をすることに
よって上部ワークロール３１の支持位置を変え、さらＩ
乙ロールベンディング用ロッド９ａ、９ｂの圧力を制御
することで、耳波（ストリップ材５ａの中央部が厚く、
両端部が薄い）や中伸び（ストリップ材５ａの中央部が
薄（、両端部が厚い）を防止できる。

以上述べた本発明の圧延機２０を用いて板材５を圧延し
た場合、上下ワークロール３１．３２のプロフィールが
、ペンディング力の大きさによってどのように推移する
かをまとめたテスト結果を第６図および第７図に示す。

第６図に、ロール径６００　ｍｍ、圧延力６００ＴＯＮ
　、バックアツプロール支持部３ａ間距離を１４００ｍ
ｍに設定し、ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２
５ＴＯＮまで調整した場合の上部ワークロール３１のプ
ロフィールの変化を示す。

第７図に、ロール径６００ｍｍ、圧延力６００ＴＯＮ　
、バックアツプロール支持部３ａ間距離を１６００ｍｍ
に設定し、ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２５
７ＯＮまで調整した場合の上部ワークロール３１のプロ
フィールの変化を示す。

第６図および第７図より明らかなように、本発明の圧延
機２０によれば、上部ワークロール３１はペンディング
力、およびバックアップロール支持部３ａの位置により
、凸形から凹形まで自由に調整可能であり、きわめて広
範囲の形状制御能力およびクラウン制御能力を有するこ
とがわかる。

本発明においては、圧延＠２０の上方から下方に向かっ
て、上部バックアップロール３０、上部ワークロール３
１、下部ワークロール３２および下部バックアップロー
ル３３の順に配した構成にしたが、これとは逆に、圧延
機２０の上方から下方に向かって、下部バックアップロ
ール３３、下部ワークロール３２、上部ワークロール３
１および上部バックアップロール３０の順に配した構成
にしてもよい。

また、前記ロールベンディング用ロッド９ａ。

９ｂの前後進を行なう際には、作動流体として圧油を用
いた場合について述べたが、空気、窒素ガスなどの圧縮
ガスを用いてもよい。

さらに、下部ワークロール３２および下部バックアップ
ロール３３の径が軸心方向に不変の場合について述べた
が、若干の中高を有したクラウン形状のロールを用いて
も同様な結果が得られる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、上方
より下方に向かって上部バックアップロール、上部ワー
クロール、下部ワークロールおよび下部バックアップロ
ールの順に配し、上部ワークロール、下部ワークロール
および下部バックアップロール径は各ロールの軸心方向
に不変となし、板材の幅より外側に位置する上部バック
アップロールの両端部に、上部バックアップロールより
大径を有するとともに、断面が円形形状のバックアップ
ロール支持部を上部ワークロールの上部外周面に回転自
在に当接して配したことにより、上部ワークロールのプ
ロフィールを広範囲にわたって確実で容易、かつ、迅速
に制御できるため、板材の圧延ならびに修正も容易に行
なえる。

さらに、従来、板幅に合わせて異なるイニシャルクラウ
ン形状のワークロールならびにバックアップロールを多
数用意していたが、その必要もなく、わずかな数のワー
クロールならびにバックアップロールでよく、製品サイ
クルが大幅に向上する。また、製品板形状に応じて、バ
ックアップロール支持部位置およびロールベンディング
用ロッドと係合したロールベンディング用シリンダへの
作動流体の導入量の制御を行ない、前記上部ワークロー
ルとバックアップロール支持部の当接面を支点として、
上部ワークロールを上方へ押し曲げるとともに、前記下
部ワークロールを下方へ押し曲げて下部バックアップロ
ール表面に押付けるようにしたことにより、上部ワーク
ロールや下部ワークロールのプロフィールが容易に変更
でき、これに伴って板材の圧延と修正が容易、がっ、迅
速にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、第１図
は４段式圧延機の正面図、第２図は第１図の■−■から
みた側面図、第３図は第１図のｍ−ｍからみた縦断面図
、第４図は第２図の■−■からみた圧延機の要部拡大断
面図、第５図は第４図のＶ−■からみたロールベンディ
ング用シリンダの拡大断面図、第６図および第７図は本
発明を適用した４段式圧延機の上部ワークロールの制御
に係るプロフィールを示す。 また、第８図ないし第１３図は本発明に類似した従来例
を示し、第８図は４段式圧延機の正面図、第９図は第８
図のＩＸ−ＩＸからみた縦断面図、第１０図は第９図の
Ｘ−Ｘからみた圧延機の要部拡大断面図、第１１図は第
１０図のＸＩ−Ｘ［からみたロールベンディング用シリ
ンダの拡大断面図、第１２図は誇張して図示された圧下
シリンダからの押圧力によるロールたわみ、第１３図は
クラウンの増加ならびに減少状態を示す模式図を示す。 １．３１・・・・・・上部ワークロール、２．３２・・
・・・・下部ワークロール、３．３３・・・・・・下部
バックアップロール、５・・・・・・板材、　　　　　
　５ａ・・・ストリップ材、７・・・・・・上部バック
アップロール軸受、８・・・・・・圧下シリンダ、 ９・・・・・・ロールベンディング用装置、９ａ・・・
上部ロールベンディング用ロッド、９ｂ・・・下部ロー
ルベンディング用ロッド、９Ｃ・・・ロールベンディン
グ用シリンダ、２０・・・・・・圧延機、 ２５・・・・・・上部ワークロール軸受、２６・・・・
・・下部ワークロール軸受、２８・・・・・・下部バッ
クアップロール軸受、３０・・・・・・上部バックアッ
プロール、３０ａ・・・バックアップロール支持部。 第１図 特許出願人　　宇部興産株式会社 言 第２図 第４図 第３図 第５図 第６図 第７図 ストリップ材の幅（ｍｍ） 第９図 第８図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下に対抗して上方より下方に向かって、上部バ
   ックアップロール、上部ワークロール、下部ワークロー
   ルおよび下部バックアップロールの順に配し、前記上部
   ワークロールを軸承する上部ワークロール軸受と、下部
   ワークロールを軸承する下部ワークロール軸受の両端部
   にそれぞれ配し、さらに、前記上部ワークロール軸受と
   下部ワークロール軸受間にロールベンディング用シリン
   ダを配すとともに、前記ロールベンディング用シリンダ
   と係合して上部ワークロールを上方に押圧する上部ロー
   ルベンディング用ロッドと、下部ワークロールを下方に
   押圧する下部ロールベンディング用ロッドをそれぞれ配
   し、前記上部ワークロールと下部ワークロール間に板材
   を通して圧延されたストリップ材を得る圧延機において
   、上方より下方に向かって上部バックアップロール、上
   部ワークロール、下部ワークロールおよび下部バックア
   ップロールの順に配し、上部ワークロール、下部ワーク
   ロールおよび下部バックアップロール径は各ロールの軸
   心方向に不変となし、板材の幅より外側に位置する上部
   バックアップロールの両端部に、上部バックアップロー
   ルより大径を有するとともに、断面が円形形状のバック
   アップロール支持部を上部ワークロールの上部外周面に
   回転自在に当接して配したことを特徴とする圧延機。
2. （２）請求項第１項の圧延機を用いた圧延方法において
   、製品板形状に応じてバックアップロール支持部位置お
   よびロールベンディング用ロッドと係合したロールベン
   ディング用シリンダへの作動流体の導入量の制御を行な
   い、前記上部ワークロールとバックアップロール支持部
   の当接面を支点として、上部ワークロールを上方へ押し
   曲げるとともに、前記下部ワークロールを下方へ押し曲
   げて下部バックアップロール表面に押付けるようにした
   ことを特徴とする圧延方法。