JPH0471708A - 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１５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５
．６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の細心方向に通常は不変となっている。

この１対の上下部ワークロール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４３，４４の
中央部径が大きく、両端で径が小さくなる）を有した１
対の上下部バックアップロール４３，４４の両端が、そ
れぞれ、バックアップロール軸受４７．４８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４３，４４の径は、上下のワークロール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４３，４４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１１に内設された圧下シリ
ンダ１０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
４４の両端部の下部バックアップロール軸受４８部を上
方に押圧される。この下部バックアップロール４４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１５の圧延力となる。

また、上部と下部のワークロール１，２間に挿入される
板材１５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４３，４４へ伝達
されるものの、バックアップロール４３，４４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１５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１５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１５ａの
上下の形状が平坦でなく、ストリップ材１５ａの中央部
の厚みは厚くなり、両端部で薄くなるといった、いわゆ
る耳波状のストリップ材１５ａに圧延されることになる
。

従来より、ストリップ材１５ａ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冨んだ方法であるが、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９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、ＶＣ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サポー
トロール、上部ワークロール、下部ワークロールおよび
下部サポートロールの順に配し、前記上部ワークロール
の上部外周面と下部ワークロールの下部外周面に、断面
が円形形状を有した上部と下部のサポートロールを回転
自在に当接してそれぞれ配し、前記上部と下部のサポー
トロールを上部と下部ワークロールの軸心方向に前進・
後退自在に移動手段を配した構成にするとともに、製品
板形状に応じて上部と下部のサポートロール位置および
ロールベンディング用ロン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、
前記上部と下部のワークロールと上部と下部のサポート
ロールのそれぞれ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、下部ワークロールを
下方へ押し曲げるようにした。

［作用］ 圧延される製品板形状に応じて、上部と下部のサポート
ロール位置は、それぞれ、ワークロール軸心方向へ移動
手段によって前後進される。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、上部と下部の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される。

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（ａ）は第１図のｍ−■からみたサ
ポートロール要部拡大断面図、第３図（ｂ）は第３図（
ａ）のＡ−Ａからみた断面側面図、第４図は第１図のＩ
Ｖ−ＴＶ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段式圧延機の圧延ロール
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４段式圧延機の構
成を説明する。

本発明における圧延機２０は、ワークロール１．２、バ
ックアップシャフト３，４、ワークロール軸受５，６、
バックアップシャフト軸受７．８、圧下シリンダ１０、
ロールベンディング用シリンダ９、ハウジング１１およ
びサポートロール１２，１３、およびその調整装置１４
から構成されている。なお、符号１５は板材を示す。

符号１，２は、板材１５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１と下部ワークロール２
の径は軸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１と下部ワークロール２は所
望する板材１５の厚みに圧延するため圧下シリンダ１０
にて調整される。

符号５，６は前記上下ワークロール１，２を回転自在に
軸承するためのワークロール軸受であリ、上部ワークロ
ール１の両端は、圧延機２０の両側に立設されたハウジ
ング１１内に内設された１対の上部ワークロール軸受５
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２の両端も上部ワークロール１と同様に下部ワー
クロール軸受６によって回転自在に軸承されている。

符号３，４は上部と下部のバックアップシャフトであり
、両端は圧延機２０の両側に立設されたハウジング１１
内に内設された上部と下部一対のバックアップシャフト
軸受７，８によって軸承されている。

つぎに、本発明のサポートロール調整装置１４について
説明する。なお、本発明におけるサポートロール調整装
置１４は、上部ワークロール１の上部と、下部ワークロ
ール２の下部にそれぞれ配設されており、同一構造を有
しているため、上部サポートロール調整装置１４につい
て本実施例を述べる。

サポートロール調整装置１４は、サポートロール１２、
サポートロール用ベアリング２１、スラストベアリング
２２，２３、スラストベアリングサポート２４，２５、
ケーシング２６、ガイドロッド２７、移動スクリュー２
８および電動モータ２９から構成されている。

円形形状を有した１対のサポートロール１２は、サポー
トロール用ベアリング２１によって上部ワークロール１
に回転自在に軸承されており、圧延時は、サポートロー
ル１２と上部ワークロール１の外周面とは当接しつつ反
対方向に回転している。スラストベアリング２２．２３
は、圧延時にサポートロール１２に生ずるスラスト力を
受ける。

また、板材１５の幅寸法ならびに板形状に応じて１対の
サポートロール１２の位置を、相互に上部ワークロール
１の外周面に沿って軸方向に接近したり離反したり移動
可能なように配されている。第３図（ｂ）に示すように
、上部サポートロール１２が保持されているケーシング
２６の中心部域に、サポートロール１２の移動方向に挿
通されてスクリュ溝が刻設されており、このケーシング
２６内孔のスクリュ溝と噛合されて挿通された移動スク
リュ２８の両端部が、ハウジング１１内に内設されたバ
ックアップシャトル軸受７．８に回転自在に軸承されて
いる。ケーシング２６を挿通した移動スクリュ２８の両
側には、ガイドロッド２７が併設され、立設された１対
のハウジング１０間に張架され保持されている。

また、前記バックアップシャフト２８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２８の一端には電動モー
タ２９が直結されており、電動モータ２９の正逆の回転
方向によって、１対の上部サポートロール１２を接離可
能なようになっており、板材１５の幅寸法に応じて電動
モータ２９を回転し、両者のサポートロール１２の離間
位置を適宜法めることが可能である。

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ブロ
ック９Ｃおよびロールベンディング用ヘッド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６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
袋！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５．６
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ブロック９
ｃの外周壁の上下ワークロール軸受５゜６側にライナ９
ｆをｉｔしてあり、さらに、上下ワークロール軸受５，
６のロールベンゾインク用シリンダブロック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に沿って上部および下部ワークロール
軸受５．６は上方および下方へ押上げられる形となり、
サポートロール１２，１３と上部および下部ワークロー
ル１．２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１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。

符号１０は圧下シリンダ１０であって、圧下シリンダ１
０内には、この圧下シリンダ１０と係合して上下移動可
能に圧下シリンダ用ヘッドｌｏａ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に圧
油を導入すると、圧下シリンダ用ヘッド１０ａの上昇に
伴って、圧下シリンダ用ヘッド１０ａの先端部は下部バ
ックアップシャフト８軸受の下部に当接して押圧し、下
部バックアップシャフト４を上方へ押上げるようになっ
ており、サポートロール１３を介して当接しつつ反対方
向に回転する下部ワークロール２を介してストリップ材
１５ａ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１５の圧延前に、板材１５の幅に合わせてサポート
ロール１２，１３の位置を予め決めておく。

圧延機２０の一連の準備が完了すると、上部ワークロー
ル１と下部ワークロール２間に板材１５が挿入される。

上下１対のワークロール１゜２間を通過時に、板材１５
は所望する上下平坦な面を有したストリップ材１５ａに
圧延される。この時、ストリップ材１５ａ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１５ａの形状が所望する形状になる
ように、サポートロール１２，１３を上部および下部ワ
ークロール１，２の軸心方向へ前後摺動させたり、ベン
ディングシリンダ９ａ。

９ｂの圧力を制御することで、耳波（ストリップ材１５
ａの中央部が厚く、両端部が薄い）や中伸び（ストリッ
プ材１５ａの中央部が薄く、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１５を圧延
した場合、上下ワークロール１．２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　
１サポートロール６．７間距離を１４００ｍｍに設定し
、ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２５７ＯＮま
で調整した場合の上部ワークロール１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　
１サポートロール６．７間距離を１６００ｍｍに設定し
、ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２５ＴＯＮま
で調整した場合の上部ワークロール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、上部および下部ワークロール１，２は
ペンディング力、およびサポートロール１２，１３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、サポートロール１２を挿通している
上部バックアップシャフト３に装置されたサポートロー
ル用ベアリング２１の内輪２４上を左右に移動させてい
るが、オイルインジェクションなどの油圧を利用してバ
ックアップシャフト３，４とサポートロール用ベアリン
グ２１の内輪間に隙間をもたせて移動させる構成にして
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、上部と下部のサポートロール１２゜１３を、上
部および下部ワークロール１，２の軸心方向に移動させ
る際には、サポートロール移動用電動モータを駆動源と
して用いたが、油圧シリンダなどの他の移動手段を用い
てもよい。

さらに、上部と下部のワークロール１，２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
。

また、本発明においては、ワークロール１，２は軸心方
向に径が不変のものについて述べたが、クラウン形状を
有したものにしてもよい。

［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サポートロール、上部ワークロ
ール、下部ワークロールおよび下部サポートロールの順
に配し、上部ワークロール、下部ワークロール径は各ロ
ールの軸心方向に通常不変となし、さらに、上部および
下部ワークロールの上部外周面に断面が円形形状を有し
たサポートロールを回転自在に当接して配し、前記サポ
ートロールを上部および下部ワークロールの軸心方向に
前進・後退自在な移動手段を配したことにより、上部お
よび下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、サポートロール位置お
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、前記上部および下部のワークロールとサポートロー
ルのそれぞれ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と
サポートロールの当接面を支点として下部ワークロール
を下方へ押し曲げ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、かつ、迅
速にできる。

また、従来、高価なバックアップロールの全面を使用毎
に研摩していたが、本発明においては、研摩個所はサポ
ートロール部だけでよ（、研摩時間が大巾に減少し、作
業時間が少なくてすむ。

さらに、サポートロールの位置を板幅より常に外側に配
置すれば、サポートロールに若干のキズがあっても板材
に転写されることがないため、サポートロールの研摩も
必要なくなる。

【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（ａ）は第１図の■−ｍからみたサ
ポートロール要部拡大断面図、第３図（ｂ）は第３図（
ａ）のＡ−Ａからみた断面側面図、第４図は第１図のｒ
Ｖ−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段式圧延機の圧延ロール
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８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−ＸＩ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
。 ｌ・・・上部ワークロール、 ２・・・下部ワークロール、 ３・・・上部バックアップシャフト、 ４・・・下部バックアップシャフト、 ５・・・上部ワークロール軸受、 ６・・・下部ワークロール軸受、 ７・・・上部バックアップシャフト軸受、８・・・下部
バックアップシャフト軸受、９・・・ロールベンディン
グ用装置、 １０・・・圧下シリンダ、１１・・・ハウジング、１２
・・・上部サポートロール、 １３・・・下部サポートロール、 １４・・・サポートロール調整装置、 １５・・・板材、　　　　２ｏ・・・圧延機、２７・・
・ガイドロッド、２８川移動スクリユ、２９・・・電動
モータ。

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
   ワークロール軸受を軸承する下部ワークロール軸受を両
   端にそれぞれ配し、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サポートロール、上部
   ワークロール、下部ワークロールおよび下部サポートロ
   ールの順に配し、前記上部ワークロールの上部外周面と
   下部ワークロールの下部外周面に、断面が円形形状を有
   した上部と下部のサポートロールを回転自在に当接して
   それぞれ配し、前記上部と下部のサポートロールを上部
   と下部ワークロールの軸心方向に前進・後退自在に移動
   手段を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上部と下部のサポートロール位置
   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、前記上部と下部のワークロールと上部と下部のサ
   ポートロールのそれぞれ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、下部ワークロ
   ールを下方へ押し曲げるようにしたことを特徴とする圧
   延方法。