JPH04190906A - 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８図〜第１１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１２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１ノツ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１０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１３図　（
ａｌ、（ｂ）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、一方のバックアップロールを短尺胴長の
一対のサポートロールにより形成し、前記サポートロー
ルを回転自在に保持する保持部材を配し、前記ハウジン
グに被圧延材に対向してワークロールの軸心方向に伸縮
する伸縮ロッドを有する液圧駆動手段を１対設け、前記
ピストンロッドの先端部に前記保持部材の一端部を固着
して軸方向摺動可能に支持するとともに、分離ロールの
ロール間隔を調整可能とし、さらに、他方のバックアッ
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、前記バックアッ
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だ液圧
駆動手段のロッドの伸縮動作にによって行われ、ロッド
先端に保持部材が固着されるとともに、保持部材に係合
された一対の分離ロールの間隔が調整される。一方、下
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。したがって、上
下バックアップロールのそれぞれの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、
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２２．２４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３０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。

円形形状を有した１対の上サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌは、サポートロール３４Ｒ，３４Ｌの保持部材として
のサポートロール軸受け１３によって、それぞれ支軸１
３ａで回転自在に軸承されており、圧延時は、上サポー
トロール３４Ｒ，３４Ｌと上部ワークロール２２の外周
面とは当接しつつ、反対方向に回転している。また、板
材２６の幅寸法ならびに板形状に応じて、上サポートロ
ール３４Ｒ，３４Ｌの位置を上部ワークロール２２の外
周面に沿って軸方向に容易に移動可能なように、ハウジ
ング１０の外壁にそれぞれ突設した形で液圧駆動手段と
してのサポートロール移動用シリンダ１４が配設されて
いる。

サポートロール移動用シリンダ１４とサポートロール軸
受け１３とは、サポートロール移動用シリンダロッド１
４ａを介してピン支軸１５ａされ、上サポートロール３
４Ｒ，３４Ｌを上部ワークロール２２の軸方向に移動さ
せる際には、サポートロール移動用シリンダ１４へ適宜
圧油を供給すると、上サポートロール３４Ｒ，３４Ｌを
有したサポートロール軸受け１３はガイドレール１６に
沿って前進・後退可能に摺動するようになっている。

下バツクアツプロールユニット３０はワークロール２４
と平行に配置されるバックアップシャフト３６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３８Ｒ，３８Ｌか回転か
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３８Ｒ，３８Ｌは前記下ワー
クロール２４に転接され、圧延時にワークロール２４の
バックアップサポートをなすものである。

また、前記サポートロール３８Ｒ，３８Ｌは、第３図に
下部ユニット３０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３６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３０のバックアップシ
ャフト３６のネック部分には、第２図に示すように、軸
受け４６，４８．５２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、下ユニット３０におけるサポートロ
ール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図は下バツク
アツプロールユニット３０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３６の両端軸受け５
２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３６と平行に取り付けられている。共
通の軸受け５２に対してバックアップシャフト３６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
３６．５８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、これはガイドシャフト５８を貫通させ
、サポートロール３８Ｒ，３８Ｌと干渉しないように形
成されたスライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌを備えてい
る。

そして、スライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌにはサポー
トロール３８Ｒ，３８Ｌの両端面に向けて延長され、ロ
ール３８Ｒ，３８Ｌ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６６はバックアップシャフト３６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３８Ｒ１３８Ｌは各々ロールガイド５６Ｒ，５
６Ｌ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３８Ｒ，３８Ｌをバック
アップシャフト３６の軸方向に摺動移動させることがで
きる。

ここで、上部サポートロール３４Ｒ，３４Ｌ。

３８Ｒ，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２８．３０毎に設けられて
いる。これは被圧延材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３４Ｒ，３４Ｌ、３８Ｒ
，３８Ｌの位置を、相互にワークロール２２．２４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、
上バツクアップロールユニット２８では液圧駆動手段と
してサポートロール移動用シリンダ１４．サポートロー
ル移動用シリンダロッド１４ａによって構成され、下バ
ツクアツプロールユニット３０では、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、下バツク
アツプロールユニット３０について、第３図（ａ）に示
したように、ハウジング２０の下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
によりロッド７４を前記バックアップシャフト３６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７２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７０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３８Ｒ，３８Ｌを相互に
離反させたり、あるいは接近させることかできる。

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４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９８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側に押圧するように
イ乍用する。

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５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、下部ワークロール
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
おく。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、上バツク
アップロールユニット２８では、サポートロール移動用
シリンダ１４への圧油給排を行っ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る。また、下バツクア
ツプロールユニット３０では、ハウジング２０に取り付
けた油圧シリンダ７０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３
８Ｒ，３８Ｌ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６図〜第７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６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１６００ｍｍ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、ワークロールの軸心方向に伸
縮する伸縮ロッドを有する液圧駆動手段を設けて一対の
分離ロール間隔を調整可能とするとともに、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、移動速度も速（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図はロールベンディング装置の断面図、第５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
６図および第７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８図は従来の４段式圧延機の正
面図、第９図は同側面図、第１０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１１図はロール
ベンディング装置の断面図、第１２図はロール撓みを示
す模式図、第１３図はクラウンの増加および減少状態の
模式図である。 １３・・・サポートロール軸受、 １４・・・・・・サポートロール移動用シリンダ、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、
３６・・・・・・バックアップシャフト、３４Ｒ，３４
Ｌ、３８Ｒ，３８Ｌ・・・・・サポートロール、 ４０・・・・・・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 １ら 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 ストリップ材の幅（ｍｍ） 第８図 第９図 第１０図 第１図 第１２図 第１３図 （ａ）　　　　　　（ｂ）

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、 一方のバックアップロールを短尺胴長の一対のサポート
   ロールにより形成し、前記サポートロールを回転自在に
   保持する保持部材を配し、前記ハウジングに被圧延材に
   対向してワークロールの軸心方向に伸縮する伸縮ロッド
   を有する液圧駆動手段を１対設け、前記ピストンロッド
   の先端部に前記保持部材の一端部を固着して軸方向摺動
   可能に支持するとともに、分離ロールのロール間隔を調
   整可能とし、さらに、 他方の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
   、前記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た
   ことを特徴とする圧延機。