JPH04190903A - 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］ 本発明は鉄鋼業や非鉄の分野において用いられ、鋼板等
の板材をロールの間に通して塑性変形を行うことにより
所望の板厚にするための圧延機に係り、特に形状修正お
よびクラウン修正手段を設けた圧延機に関する。

［従来の技術］ 従来の４段式圧延機を第９図〜第１２図に示す。この種
の圧延機は比較的小径の一対のワークロール１，２と、
これらを外側から挾むように配置された比較的大径のバ
ックアップロール３，４とを備え、これらはいずれもほ
ぼ等しい胴長に形成されて全長にわたって転接され、各
ロール１゜２．３．４の両ネック部を軸受け５，６，７
．８にて支持するとともに、これらをハウジング９に装
着して構成されている。また、ハウ゛ジング９には圧下
シリンダ１０が取り付けられ、縦列配置された軸受け５
〜８間を圧下することによって圧下刃をワークロール１
．２間に与えるようにしている。

このような圧延機のワークロール１，２間に被圧延材１
１を通過させて所望の板厚のストリップ材を得るのであ
るが、被圧延材１１の通過に伴ってワークロール１，２
の中央部が拡開され、両端軸受け５．６側より被圧延材
１１の通過中心側が外側に膨らんでしまういわゆるロー
ルベンディングが生じる。このため、前記バックアップ
ロール３．４はクラウン形状とされ、ワークロール１゜
２のロールベンディングを吸収するようにしている。

しかしながらクラウンを付したバックアップロール３，
４を用いても、被圧延材１１の性状や圧下量の違い等に
よってロールベンディング量が一義的に定まらないため
、実際上は第１３図に示すように、被圧延材１１の端部
厚さｈと中央部厚さＨの間に差（＝Ｈ−ｈ）が生じてお
り、圧延後のストリップ材の断面形状は両側縁にいわゆ
る耳伸びが発生した太鼓状断面となってしまう。このよ
うなことから、矩形断面のストリップ材を得るように各
種の提案がなされている。

従来のクラウン制御方法としてロールベンディング法が
知られている。これはロールネックにベンディングシリ
ンダを取り付け、ロールクラウンとワークロールの弾性
変形が打消すようにワークロールの圧下面が平坦になる
ように制御してクラウンを修正するように作用させるも
のである。すなわち、第１１図に示すように、ワークロ
ール１．２のネックに装着された軸受け５．６の間に両
ロッドタイプのベンディングシリンダ１２を配設し、こ
のシリンダ１２を伸縮させることにより両軸受け５．６
の間隔を調整することができるようになっており、ベン
ディング量に応じて被圧延材１１に発生しようとするク
ラウンを修正させるものである。これはワークロールベ
ンディング法であるが、その他にバックアップロールベ
ンディング法もある。

また、圧延ロール内に油室を設け、これに作用する油圧
を調節してワークロールのクラウンを変えるＶＣロール
法や、ワークロールを部分的に加熱膨張させてクラウン
を変えるヒートクラウン法、あるいはロールクーラント
を掛ける量を部分的に調節して膨張量を調節して行う方
法等が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記ロールベンディング法によれば、即
応性および柔軟性に冨んではいるものの、第１４図　（
ａｇ、　　ｆｂ）に示すように、ワークロール１．２が
バックアップロール３，４の全面に拘束されているため
に、ワークロールに充分な撓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、被圧延材の板幅１強度
、形状等によりバックアップロールを組替えてそのクラ
ウン形状を変更する必要がある等の欠点がある。

また、ＶＣロール法ではワークロール構造の複雑化によ
って高価となり、保守も面倒となってしまう。更に、ヒ
ートクラウン法やロールクーラント法では、柔軟性があ
るものの応答性が極めて悪いという問題がある。

本発明の目的は、上記従来の問題点に着目し、特に高速
圧延で刻々変化する条件に対応できる即応性を有し、広
範囲にわたるワークロールのクラウン制御機能をもたせ
ることができるとともに、特にワークロールの撓み制御
量を大幅に増大することができるようにした圧延機を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る圧延機は、圧
延材を圧下する一対のワークロールと、各ワークロール
に転接する一対のバックアップロールとを備え、各ロー
ルの両端軸受けをハウジングに取り付けるとともに、前
記一対のワークロール間の軸受は間隔を調整しクラウン
制御をなす加圧手段を前記ハウジングに組込んでなる圧
延機において、 前記上下バックアップロールをロール軸方向に分離した
短尺胴長の一対のサポートロールにより形成しつつこの
分離サポートロールを回転可能に支持しかつ軸方向摺動
可能に支持するバックアップシャフトに取り付けて構成
し、上部バックアップシャフトと平行に配設されたガイ
ドシャフトに位置移動可能に装着され前記各分離ロール
本体に係合するガイド部材を取り付けるとともに、ハウ
ジングにはガイドシャフトと直交する方向に伸縮する伸
縮ロッドを有する液圧駆動手段を設け、前記伸縮ロッド
を開脚リンク機構を介して前記同軸のガイド部材相互に
連結することにより同軸の分離ロール間隔を調整可能と
し、下部バックアップシャフトと平行に配設されたガイ
ドシャフトに位置移動可能に装着され前記各分離ロール
本体に係合するガイド部材を取り付けるとともに、駆動
源を有しかつ軸心方向の中心部から左右に右スクリユと
左スクリュに刻設された移動スクリュにより同軸の分離
ロール間隔を調整可能としたものである。

［作用］ 上記構成によれば、被圧延材を直接圧下するワークロー
ルの撓みを抑制する各バックアップロールは、ロール軸
方向に分離された一対のサポートロールにより構成され
、ワークロールと各々部分的に転接して圧下刃をサポー
トする。そしてこれらの分離サポートロールは軸方向に
移動可能とされ、その位置移動を行わせることにより曲
げモーメント支点が変化し、ワークロールネックの加圧
手段によるロールベンディング量を加減調整することが
できる。このような分離ロールの位置移動は、上部バッ
クアップロールではハウジングに取り付けられた液圧駆
動手段のロッドの伸縮動作に追随する開脚リンクの開閉
によって行われ、ロッドの伸縮により開脚リンクは開脚
または閉脚し、端部に連結された一対のガイド部材の間
隔を変化させ、もってガイド部材に係合された一対の分
離ロールの間隔が調整される。さらに、下部バックアッ
プロールでは駆動源を有し、かつ軸心方向の中心部から
右スクリユと左スクリュに刻設された移動スクリュによ
って一対の分離ロールの間隔が調整される。したがって
、上部サポートロールにおいては、液圧駆動手段による
伸縮動作にて一対の分離サポートロールによって設定さ
れるロールベンディング支点が変化され、ワークロール
の軸受は間に介在される加圧手段による加圧力と独立ま
たは協働してロールベンディング量を迅速に調整でき、
一方、下部サポートロールでは、駆動源を正逆回転させ
て一対の分離サポートロールを適宜な間隔に設定される
ことによってロールベンディング支点が変化され、ロー
ルベンディング量を迅速に調整でき、高速圧延でのクラ
ウン制御を的確に行わせることができる。特に分離ロー
ルの位置移動を液圧駆動手段とこれに連結される開脚リ
ンクによって行わせるので、即応性が高く適正な位置制
御が可能となる。

［実施例］ 以下に、本発明に係る圧延機の具体的実施例を４段式圧
延機に適用した例に付き図面を参照して詳細に説明する
。

第１図〜第２図は本発明の実施例に係る４段式圧延機の
全体構成を示している。図示のように、門型のハウジン
グ２０に対して平行な一対の上下ワークロール２２．２
４が互いに転接可能に横架され、これらの間に被圧延材
２６を通板可能にしている。このような上下ワークロー
ル２２．２４の各背面側には上バツクアップロールユニ
ット２８と下バツクアツプロールユニット３ｏがやはり
平行に横架されている。

上バツクアップロールユニット２８はワークロール２２
と平行に配置されるバックアップシャフト３２を有し、
これにはロール軸方向の左右に分離され、胴長が短く形
成された一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌが回転か
つ軸方向に摺動移動できるように取り付けられている。

この一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌは前記上ワー
クロール２２に転接され、圧延時にワークロール２２の
バックアップサポートをなすものである。

同様に、下バツクアツプロールユニット３０もバックア
ップシャフト３６と、これに装着される左右一対に分離
されたサポートロール３８Ｒ９３８Ｌを有し、下ワーク
ロール２４に転接させるようにして圧延時のバックアッ
プサポートをなすようにしている。また、前記サポート
ロール３４Ｒ，３４Ｌ、３８Ｒ，３８Ｌは、第３図に上
部ユニット２８について代表して示したように、回転ベ
アリング４０を介してバックアップシャフト３２に装着
され、また両端面にスラストベアリング４２．４４を配
設して装着されている。

上記した上下ワークロール２２．２４のネック部分と、
上下バックアップロールユニット２８゜３０のバックア
ップシャフト３２．３６のネック部分には、第２図に示
すように、軸受け４６゜４８．５０．５２が取り付けら
れ、これらをハウジング２０に縦列配置して取り付けて
いる。そして、ハウジング２０の下部位置には圧下シリ
ンダ５４が装備されており、これを駆動することにより
所定の圧延圧力をワークロール２２．２４間に発生させ
るようにしている。

このような構成において、上述した上バツクアップロー
ルユニット２８の分離サポートロール３４Ｒ，３４Ｌ、
および下バツクアツプロールユニット３０の分離サポー
トロール３８Ｒ，３８Ｌの各々はロール軸方向に移動す
ることにより位置調整ができるようになっている。この
位置調整のために、各ユニット２８．３０におけるサポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌ、３８Ｒ，３８Ｌにはガイド
部材としてのロールガイド５６Ｒ，５６Ｌが係合されて
いる。第３図は上バツクアップロールユニット２８への
装着例を示している。図示のように、バックアップシャ
フト３２の両端軸受け５０間に渡し掛けられる２本のガ
イドシャフト５８がバックアップシャフト３２と平行に
取り付けられている。共通の軸受け５０に対してバック
アップシャフト３２とガイドシャフト５８を取り付ける
ことにより、両シャフト３２．５８の平行度を保持され
ている。このガイドシャフト５８に対し前記ロールガイ
ド５６Ｒ，５６Ｌが取り付けられており、こればガイド
シャフト５８を貫通させ、サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌと干渉しないように形成されたスライドケーシング６
０Ｒ，６０Ｌを備えている。そして、スライドケーシン
グ６０Ｒ１６０Ｌにはサポートロール３４Ｒ，３４Ｌの
両端面に向けて延長され、ロール３４Ｒ，３４Ｌの両端
面に取り付けられているスラストベアリング４２．４４
を挟持するスラストベアリングサポート６２．６４が取
り付けられている。スラストベアリングサポート６２．
６４は各々第３図（ｂ）に示したように、直接スラスト
ベアリング４２゜４４に当接されるドーナツ盤状の押え
プレート６６と、これを外面から補強支持するブラケッ
ト６８によって形成されている。押えプレート６Ｇはバ
ックアップシャフト３２を干渉しないように貫通させて
いる。したがって、各サポートロール３４Ｒ，３４Ｌは
各々ロールガイド５６Ｒ１５６Ｌをガイドシャフト５８
に沿って軸方向に移動させることに伴って、サポートロ
ール３４Ｒ１３４Ｌをバックアップシャフト３２の軸方
向に摺動移動させることができる。このようなロールガ
イド５６Ｒ，５６Ｌは他のサポートロール３８Ｒ，３８
Ｌにも同様に係合装着されている。

ここで、上部サポートロール３４Ｒ，３４Ｌの位置移動
を適正に行わせる駆動手段がバックアップロールユニッ
ト２８に設けられている。これは被圧延材２６０幅寸法
ならびに板形状に応じて一対の分離サポートロール３４
Ｒ，３４Ｌの位置を、相互にワークロール２２の外周面
に沿って軸方向に接近させたり離反させるもので、ハウ
ジング２０に取り付けられる液圧駆動手段としての油圧
シリンダ装置７０と、これにより脚の開閉動作がなされ
る開脚リンク機構７２によって構成されている。すなわ
ち、上バツクアップロールユニット２８について、第３
図（ａ）に示したように、ハウジング２０の上梁部材の
中央部に油圧シリンダ装置７０を取り付けており、これ
は圧油の給排（こより口・ソド７４を前言己バックアッ
プシャフト３２およびガイドシャフト５８側に向けられ
これらと直交する方向に伸縮動作されるように固定配置
されている。また、この伸縮ロッド７４の先端には、２
本の等長リンク部材を回転自在に連結し７て逆ｖ字状に
配設され、その開き角度を可変とした開脚リンク機構７
２が接続されている。そして、開脚リンク機構７２の各
リンク部材の先端を左右のロールガイド５６Ｒ，５６Ｌ
のスライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌにそれぞれ連結し
ているのである。開脚リンク機構７２の開脚平面はガイ
ドシャフト５８と平行な面とされ、油圧シリンダ装置７
０の駆動によりロッド７４を伸縮させることにより、リ
ンク部材の開脚角度が変更され、これに伴ってロールガ
イド５６Ｒ，５６Ｌ、ひいては一対のサポートロール３
４Ｒ，３４Ｌを相互に離反させたり、あるいは接近させ
ることができる。

一方、第４図（ａ）に示すように下部サポートロール３
８Ｒ，３８Ｌの位置移動を適正に行わせる駆動手段がバ
ックアップロールユニット３０に設けられている。これ
は上部サポートロール３８Ｒ，３８Ｌと同様に、被圧延
材２６の幅寸法ならびに板形状に応じて一対の分離サポ
ートロール３８Ｒ，３８Ｌの位置を相互にワークロール
２４の外周面に沿って軸方向に接近させたり離反させる
もので、第４図（ｂ）に示すように一対のガイドシャフ
ト５８間の中心部にガイドシャフト５８と平行に移動ス
クリュ１６が設けられている。

前記移動スクリュ１６は、軸心方向の中心部から左右に
、右スクリユと左スクリュに分けて刻設されている。こ
の移動スクリュ１６の一端には電動モータ１７が直結さ
れており、電動モータ１７の正逆の回転方向によって、
１対の下部サポートロール３８Ｒ，３８Ｌを接離可能な
ようになっており、被圧延材２６の幅寸法または板形状
に応じて電動モータ１７を回転し、両者の下部サポート
ロール３８Ｒ，３８Ｌの離間位置を適宜法めることが可
能である。

また、ハウジング２０にはロールベンディング装置９０
が組込まれており、第５図に示すように、上部ロールベ
ンディング用ロッド９２、下部ロールベンディング用ロ
ッド９４、およびロールベンディング用シリンダ９６、
およびピストン９・８から構成されている。

上部ロールベンディング用ロッド９２の下端部はピスト
ン９８に固着され、上端部が上部ワークロール軸受け４
６と接離自在に配設されている。

また、下部ロールベンディング用ロッド９４は逆に上端
部がピストン９８に固着され、下端部が下部ワークロー
ル軸受け４８と接離自在になっている。シリンダ９６の
中央部には、小径の連通孔１００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
ンディング用ロッド９２，９４は互いに離反し、上下ワ
ークロール２２．２４の各軸受け４６．４８を各々バッ
クアップロールユニット２８．３０の軸受け５０．５２
側に押圧するように作用する。

また、ロールベンディング用シリンダ９６と上下ワーク
ロール軸受け４６．４８との摺動面には、各々ライナ１
０２，１０４を貼着し、シリンダ９６への圧油供給時に
この摺動面にて滑動し、ワークロール軸受け４６．４８
を押し開き、前記サポートロール３４，３８とワークロ
ール２２゜２４との当接箇所を支点として曲げモーメン
トが作用しやすいようにしている。これにより、ワーク
ロール２２，２４による圧延時におけるワークロール圧
延面プロフィールが矯正されて平坦面となるように調整
される。

なお、圧下シリンダ５４は、第６図に示したように、ヘ
ッド１０６を内蔵し、圧延時には図示しない圧油供給装
置から圧下シリンダ５４内に圧油を導入することにより
、ヘッド１０６を上昇させるようにしている。ヘッド１
０６の動作は下部バックアップロールユニット３０のバ
ックアップシャフト軸受け５２を押上げ、この圧下刃は
下部サポートロール３８Ｒ，３８Ｌ、下部ワークロ−ル
２４、軸受け４８、ロールベンディング装置９０、軸受
け４６、上部ワークロール２２、上部サポートロール３
４Ｒ，３４Ｌ、上部バックアップシャフト軸受け５０、
ハウジング２０に伝達されて、所望の圧延力を発生させ
るのである。

このように構成された圧延機の動作は次のようになる。

圧延前に被圧延材２６の幅に合せてサポートロール３４
Ｒ，３４Ｌおよび３８Ｒ，３８Ｌの位置を予め決定して
お（。この場合、サポートロール３４，３８のワークロ
ール２２．２４への転接位置は被圧延材２６に重合しな
い位置に設定する。

この初期設定が終了した後、ワークロール２２゜２４間
に被圧延材２６を通板する。これにより被圧延材２６は
所望の板厚に圧延されてストリップ材として出るが、こ
の形状判定を目視あるいはセンサロールによる接触方式
、光や磁気を利用した非接触方式によって行う。この判
定により耳伸びや中伸びが発生した場合には、ハウジン
グ２０に取り付けた油圧シリンダ７ｏへの圧油給排を行
い、開脚リンク機構７２を作動させて対となっているサ
ポートロール３４Ｒ，３４Ｌを相互に近接するようにあ
るいは離反するように位置移動させ、一方、下バツクア
ツプロールユニット３０では、電動モータ１７の正逆の
回転に伴って１対のサポートロール３８Ｒ，３８Ｌを相
互に接離させてワークロール２２．２４に作用する曲げ
モーメント量を調整し、形状異常の発生を抑制し、矩形
のストリップ材を得ることができる。

第７図〜第８図に上下ワークロール２２．２４のプロフ
ィールがサポートロール３４，３８の位置調節によるペ
ンディング力の大きさによってどのように推移するかの
実験結果を示す。

第７図はロール径６００ｍｍ、圧延力６００ｔｏｎ、サ
ポートロール間距離を１４００ｍｍに設定し、ロールペ
ンディング力を０〜１２５ｔｏｎまで調整した場合の上
部ワークロール２２のプロフィールの変化を示す。

第８図はロール径６００ｍｍ、圧延力６００ｔｏｎ、サ
ポートロール間距離を１６００ｍｍに設定し、ロールペ
ンディング力をＯ〜１２５ｔｏｎまで調整した場合の上
部ワークロール２２のプロフィールの変化を示したもの
である。

この結果から理解できるように、ロールペンディング力
およびサポートロールの位置によりワークロールの撓み
量を任意に変更することができ、もってストリップ材の
断面調整が可能であることが判明する。したがって、広
範囲に形状制御ができるクラウン制御能力を持たせるこ
とができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ワークロールの
バックアップサポート部位を任意に変更することによっ
て迅速かつ広範囲にわたってクラウン制御を行わせるこ
とができ、製品形状の修正が極めて容易に実現すること
ができる。

特に、本発明では圧延時のバックアップをなす分離サポ
ートロールの位置移動を、上部サポートロールにおいて
はハウジングに取り付けられガイドシャフトと直交する
方向に伸縮する伸縮ロッドを有する液圧駆動手段と、こ
れにより開脚角度を可変とした開脚リンク機構とによっ
て同軸に配置された一対の分離ロール間隔を調整可能と
し、−月下部サポートロールにおいて、駆動源を有し、
かつ、軸心方向の中心部から右スクリユと左スクリュに
刻設された移動スクリュによって一対の分離ロールの間
隔を調整可能としているので、的確に位置移動を行わせ
、移動速度も早くすることができるので、形状修正機能
を迅速に行わせ、かつ精密な位置制御によるクラウン制
御を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る圧延機の正面図、第２図
はその側面図、第３図（ａ）は上部サポートロール部の
要部拡大断面図、第３図（ｂ）は同図（ａ）の側面断面
図、第４図（ａ）は下部サポートロール部の要部拡大断
面図、第４図（ｂ）は同図（ａ）の側面断面図、第５図
はロールベンディング装置の断面図、第６図は圧延機の
軸受けが装着されたハウジングの断面図、第７図および
第８図はサポートロールの位置移動に伴うロール撓み量
の特性図、第９図は従来の４段式圧延機の正面図、第１
０図は同側面図、第１１図は圧延機の軸受けが装着され
たハウジングの要部断面図、第１２図はロールベンディ
ング装置の断面図、第１３図はロール撓みを示す模式図
、第１４図はクラウンの増加および減少状態の模式図で
ある。 １６・・・移動スクリュ、 １７・・・・・・電動モータ、 ２０・・・・・・ハウジング、 ２２．２４・・・・・・ワークロール、２６・・・・・
・被圧延材、 ２８．３０・・・・・・バックアップロールユニット、
３２．３６・・・・・・バックアップシャフト、３４Ｒ
，３４Ｌ、３８Ｒ，３８Ｌ・旧・・サポートロール、 ４ｏ・・・・・・回転ベアリング、 ４２．４４・・・・・・スラストベアリング、４６．４
８，５０．５２・・・・・・軸受け、５４・・・・・・
圧下シリンダ、 ５６Ｒ，５６Ｌ・・・・・・ロールガイド、５８・・・
・・・ガイドシャフト、 ６０・・・・・・スライドケーシング、７０・・・・・
・油圧シリンダ装置、 ７２・・・・・・開脚リンク機構、 ７４・・・・・・ロッド、 ９０・・・・・・ロールベンディング装置。 特許出願人　　宇部興産株式会社 第１図 第２図 第５図 第６図 第７図 第８図 ストリップ材の幅（ｍｍ） 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧延材を圧下する一対のワークロールと、各ワークロー
   ルに転接する一対のバックアップロールとを備え、各ロ
   ールの両端軸受けをハウジングに取り付けるとともに、
   前記一対のワークロール間の軸受け間隔を調整しクラウ
   ン制御をなす加圧手段を前記ハウジングに組込んでなる
   圧延機において、 前記上下バックアップロールをロール軸方向に分離した
   短尺胴長の一対のサポートロールにより形成しつつこの
   分離サポートロールを回転可能に支持しかつ軸方向摺動
   可能に支持するバックアップシャフトに取り付けて構成
   し、上部バックアップシャフトと平行に配設されたガイ
   ドシャフトに位置移動可能に装着され前記各分離ロール
   本体に係合するガイド部材を取り付けるとともに、ハウ
   ジングにはガイドシャフトと直交する方向に伸縮する伸
   縮ロッドを有する液圧駆動手段を設け、前記伸縮ロッド
   を開脚リンク機構を介して前記同軸のガイド部材相互に
   連結することにより同軸の分離ロール間隔を調整可能と
   し、下部バックアップシャフトと平行に配設されたガイ
   ドシャフトに位置移動可能に装着され前記各分離ロール
   本体に係合するガイド部材を取り付けるとともに、駆動
   源を有し、かつ、軸心方向の中心部から左右に右スクリ
   ュと左スクリュに刻設された移動スクリュにより同軸の
   分離ロール間隔を調整可能としたことを特徴とする圧延
   機。