JPH05154521A - 圧延機のバックアップロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックアップ支点を任意に変更できるととも
に，変更操作が容易で支点の位置決めが確実にできるバ
ックアップロール装置とする。 【構成】 圧延機ハウジングに回転支持されるバックア
ップシャフトの外周に，軸方向に摺動移動可能でワーク
ロールに転接する一対以上の胴幅短尺のサポートロール
とすべり軸受およびすべりキーを介して装着する。さら
に，前記サポートロールを個別に軸方向移動可能な構成
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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
変形を行なうことにより所望の板厚にするための圧延機
に用いられ，特に形状修正およびクラウン修正のための
ロールベンディングを行なう際のバックアップをなすた
めの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に被圧延材の形状制御を行なわせる
ために，従来から各種の方法が提示されており，例えば
４段式圧延機は，比較的小径の一対のワークロールと，
これらを外側から挟むように配置された比較的大径のバ
ックアップロールとを備え，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せるように
し，ワークロールの軸受間にベンディングシリンダを取
付けるようにしている。

【０００３】このような圧延機に被圧延材を通過させて
所望の板厚のストリップ材を得るのであるが，被圧延材
の通過に伴ってワークロールの中央部が拡開され，圧延
後の被圧延材は中央部が厚く両側縁が薄いいわゆる中高
の断面形状となってしまうため，前記バックアップロー
ルにクラウンを形成するとともに，前記ベンディングシ
リンダを作用させてワークロールのネックを相互に拡大
方向に駆動させることによりワークロールの圧下面が平
坦になるように調整し，被圧延材に発生するクラウンを
修正する形状制御をなすようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の圧延機ではワークロールや中間ロールがバックアッ
プロールの全面に拘束されているために，ワークロール
に充分なロールベンディングを与えることが困難であ
り，形状制御の絶対能力に欠けるばかりか，特に４段圧
延機では被圧延材の板幅，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，ワークロール，中間ロー
ルに転接するバックアップロールは全面接触となるた
め，バックアップ支点を任意に変更することができず任
意位置での形状制御ができないものとなっている。しか
も，バックアップロールの保守面においても全面研磨を
行なう必要があり，保守の困難性や中間ロールのシフト
機構により圧延機側方に充分な空間スペースを必要とす
る欠点もあった。

【０００５】このような欠点を解決する方法としては，
バックアップロール装置はワークロールと平行に配置さ
れるバックアップシャフトを有し，これにはロール軸方
向の左右に分離され，胴長が被圧延材の板幅より短く形
成された一対のサポートロールが軸方向に摺動移動でき
るように取付けられている。この一対のサポートロール
は前記ワークロールに転接され，圧延時にワークロール
のバックアップサポートをなすものである。同様に，下
バックアップロール装置もバックアップシャフトと，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を
有し，これらを下ワークロールに転接されるように圧延
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はローラまたはコロなどを用い
た回転ベアリングを介してバックアップシャフトに装着
され，両端面にスラストベアリングが配設された構成を
有している。

【０００６】このような圧延機では従来の全面接触型の
バックアップロールに拘束されることなくロールベンデ
ィング効果を充分に発揮させることができるという利点
はあるものの， 前記回転ベアリングの製作上の制約を受けるためバ
ックアップロールの外径が大きくなる。 製作制限いっぱいに製作された回転ベアリングの分
解組立が大変である。 回転ベアリングの内径とバックアップシャフトのク
リアランスの管理が困難で，熱膨張によってバックアッ
プシャフトが熱膨張した場合には，サポートロールの水
平移動ができなくなる場合がある。 圧延時にワークロールが撓んだ場合，バックアップ
シャフトも撓み，この撓みによって回転ベアリングが焼
付く可能性がある。 といつた欠点が相変らず残る。

【０００７】

【課題を解決するための乎段】上記目的を達成するため
に，本発明に係る圧延機のバックアップロール装置は，
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
ールの両端軸受をハウジングに取付けるとともに，前記
一対のワークロール間の軸受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，前記各バックアップロールをロール軸方向に
分離した胴幅短尺の一対以上の分離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
であって，バックアップシャフトを前記ハウジングで回
転支持するとともに分離サポートロールとすべり軸受お
よびすべりキーを介して装着され，圧延時に前記分離サ
ポートロールを別個に軸方向移動可能な構成にする。

【０００８】

【作用】上記構成によれば，被圧延材を直接圧下するワ
ークロール撓みを抑制する各バックアップロールの機能
は，ワークロールに転接されロール軸方向に分離されて
いる一対のサポートロールおよびこれを装着しているバ
ックアップシャフトにより発揮され，ワークロールの圧
下力をサポートする。そしてこれら一対の分離サポート
ロールは軸方向に個別に移動可能とされ，その位置移動
を行な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に設けたベンディング手段によるロ
ールベンディング量を加減調整することができる。した
がって，サポートロールの位置移動により全体的なベン
ディング量が制御され，被圧延材のクラウン等の形状制
御が可能となり，しかも曲げモーメント支点を任意に変
化させることができるので，形状制御能力が大幅に向上
する。

【０００９】特にこの発明では，バックアップシャフト
は円筒状に構成されているために構造が簡単であり，バ
ックアップシャフトの断面性能を大きくし，かつ，前記
シャフトの撓みを最小にすることができるので，サポー
トロールの位置がどの位置であっても，サポートロール
の内周面に均一な固定荷重が加わり，さらにすべり軸受
がバックアップシャフトと面接触となるため高圧延荷重
になっても焼付きの心配がなく，さらに回転トルクはす
べりキーにより確実に伝達できる。このため，安定して
サポートロールを保持でき，これによりベンディング支
点を確実に設定することができる。また，バックアップ
シャフトの断面性能が大きいのでバックアップに支持力
を充分もたせることができ，圧延荷重を高く設定するこ
とができるものとなっている。

【００１０】ここで，前記サポートロールの位置移動を
行なわせるために，バックアップシャフトと平行にガイ
ドロッドを設け，これに各サポートロールを保持するブ
ラケット状のガイド部材をバックアップシャフトと干渉
しないように取付けておき，これらガイド部材を移動さ
せるようにすればよい。一対のガイド部材は被圧延材の
板幅に応じて，連動して近接あるいは離反する方向に同
時駆動させる方式とすればよいが，個別独立して移動さ
せることもできる。駆動方式はスクリュウロッドによる
方法，液圧シリンダによる方法等適宜手段を採用でき
る。

【００１１】

【実施例】以下に，本発明に係る圧延機のバックアップ
ロール装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明
する。

【００１２】図３〜図４は実施例に係るバックアップロ
ール装置を備えた圧延機の全体構成を示している。この
圧延機は，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２１，２２が互に転接
可能に横架され，これらの間に被圧延材２３を通板可能
にしている。このような上下ワークロール２１，２２に
並列してこれらを上下から挟み込むようにして転接され
る一対の中間ロール２４，２６がハウジング２０に横架
されている。中間ロール２４，２６はワークロール２
１，２２の直径より大径に形成されて圧下力を伝達する
ようになっているが，特にその胴長は被圧延材２３の板
幅以上に設定し，かつワークロール２１，２２の胴長よ
り短くなるように設定している。したがって，ハウジン
グ２０に組込んだ状態では，中間ロール２４，２６がワ
ークロール２１，２２と全面接触状態となるが，ワーク
ロール２１，２２の端部が図３に示したように中間ロー
ル２４，２６の端部から所定長さだけはみ出るように設
定されるものとなっている。

【００１３】また，このようなロール列に加えて，中間
ロール２４，２６を挟み込むようにそれらの上下位置に
は上バックアップロール装置２８と下バックアップロー
ル装置３０がやはり平行に横架されている。

【００１４】上バックアップロール装置２８は中間ロー
ル２４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
被圧延材２３の板幅より短く形成された一対のサポート
ロール３４Ｒ，３４Ｌが軸方向に摺動移動できるように
取付けられている。この一対のサポートロール３４Ｒ，
３４Ｌは前記上中間ロール２４に転接され，圧延時にワ
ークロ−ル２１および中間ロール２４のバックアップサ
ポートをなすものである。同様に，下バックアップロー
ル装置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３８Ｒ，３
８Ｌを有し，これらを下中間ロール２６に転接されるよ
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。

【００１５】また，前記サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌ，３８Ｒ，３８Ｌは，図１に上バックアップロール装
置２８について代表して示したようにすべり軸受４０お
よびすべりキー４１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が配設されている。すべり軸受４０にはりん青銅，
アルミ青銅，含油焼結合金，固体潤滑剤埋込型高力黄銅
合金等の材質が使用される。すべり軸受４０はこれらの
材質のものを用いてバックアップシャフト３２，３６の
外周面に全体が当接可能なように円筒状に成形されたも
のを例えば焼ばめまたはボルト等によって装着される。
また，すべりキー４１はバックアップシャフト３２，３
６の軸心方向に刻設されたキー溝４１ａに取付けられ，
図示しないサポートロール３４Ｒ，３４Ｌ，３８Ｒ，３
８Ｌの内周面をすべりキー４１より若干大きく刻設し，
前記すべりキー４１とバックアップシャフト３２，３６
の軸心方向に摺動自在に配されている。

【００１６】上記した上下ワークロール２１，２２およ
び中間ロール２４，２６のネック部分と，上下バックア
ップロール装置２８，３０のバックアップシャフト３
２，３６のネック部分には，図４に示すように，軸受４
６，４７，４８，４９，５０，５２が取付けられ，これ
らをハウジング２０に縦列配置して取付けている。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２１，２２間に発生させるようにし
ている。

【００１７】このような圧延機において，本実施例に係
るバックアップロール装置２８，３０の具体的構成を図
１〜図２を参照して説明する。図１は上部バックアップ
ロール装置２８を示しており，この装置２８の分離サポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌの各々はロール軸方向に摺動
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。この位置移動のために，サポートロール３４Ｒ，３
４Ｌには駆動部材としてのロールガイド５６Ｒ，５６Ｌ
が係合されているのである。

【００１８】図２にも示しているように，バックアップ
シャフト３２の両端軸受５０間に渡し掛けられる平行な
２本のガイドシャフト５８がバックアップシャフト３２
と平行に取付けられている。共通の軸受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を取付け
ることにより，両シャフト３２，５８の平行度が保持さ
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６０Ｒ，６０Ｌにはサポートロール３４Ｒ，３４Ｌの
両端面に向けて延長され，サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌを両端面に取付けられているスラストベアリング４
２，４４を挟持するスラストベアリングサポート６２，
６４が取付けられている。各サポート６２，６４は各々
図２に示したように，バックアップシャフト３２に干渉
しないようにドーナツ盤状に形成されてなり，スライド
ケーシング６０Ｒ，６０Ｌの移動によってサポートロー
ル３４Ｒ，３４Ｌの端面を押圧し，もって軸方向にサポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌを移動させることができる。
このような構成は下部バックアップロール装置３０にお
いても同様となっている。

【００１９】ここで，上記サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌ，３８Ｒ，３８Ｌの位置移動を適正に行なわせる駆動
手段が各バックアップロール装置２８，３０毎に設けら
れている。これは被圧延材２３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（３
８Ｒ，３８Ｌ）の位置を，相互に中間ロール２４（２
６）の外周面に沿って軸方向に接近させたり離反させる
ものである。上バックアップロール装置２８について代
表して説明すると，図２に示されているように，一対の
ガイドシャフト５８の中間部に位置して両端軸受５０に
回転可能に支持された一対のスクリュウロッド７０Ｒ，
７０Ｌを有し，これは左右のロールガイド５６Ｒ，５６
Ｌのスライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌに各々螺合状態
で貫通されている。この実施例においては，一方のスク
リュウロッド７０Ｒを右方のスライドケーシング６０Ｒ
に螺合させ，他方のスクリュウロッド７０Ｌを左方のス
ライドケーシング６０Ｌに螺合させることによって，個
別に軸方向移動させることができるようになっている。
スクリュウロッド７０Ｒ，７０Ｌの回転駆動のための駆
動モータ７２Ｒ，７２Ｌはバックアップシャフト３２の
一方の軸受５０に取付けられ，所定の回転をスクリュウ
ロッド７０Ｒ，７０Ｌに与えるようにしている。

【００２０】もちろん，１本のスクリュウロッド構成と
し，ねじは中央部を挟んで逆ねじに切って，同軸上のサ
ポートロール３８Ｒ，３８Ｌを同時に接近あるいは離反
移動させるようにしてもよい。この場合，スライドケー
シング６０Ｒ，６０Ｌのねじ嵌合部もスクリュウロッド
のねじに合せた逆雌ねじ構成とされる。したがって，ス
クリュウロッドを回転させることにより，これに螺合し
ているロールガイド５６Ｒ，５６Ｌは互いに接近移動
し，あるいは離反する方向に移動されるものとなる。こ
のように一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌはバック
アップシャフト３２に沿って摺動移動可能とされてい
る。

【００２１】上述した構成は下部バックアップロール装
置３０においても同様に構成されている。

【００２２】なお，圧延機ハウジング２０にはワークロ
ールベンディング装置１１０と中間ロールベンディング
装置１２０が組込まれている。ワークロールベンディン
グ装置１１０は，上部ロールベンディング用ロッド１１
２，下部ロールベンディング用ロッド１１４を有し，こ
れらを上部ワークロール軸受４６および下部ワークロー
ル軸受４７と接離自在にし，油圧力によりベンディング
作用を行なわせるようにしている。中間ロールベンディ
ング装置１２０は上部ロールベンディング用ロッド１２
２，下部ロールベンディング用ロッド１２４を有し，各
々中間ロール軸受４８，４９に当接可能とし，独立して
ベンディング作用を行なわせるようにしている。

【００２３】なお，図４において５４は圧下シリンダで
あり，ヘッド１３０を上昇させるようにしている。ヘッ
ド１３０の動作は下部バックアップロール装置３０のバ
ックアップシャフト軸受５２を押上げ，この圧下力は下
部サポートロール３８Ｒ，３８Ｌ，下部中間ロール２
６，下部ワークロール２２，上部ワークロール２１，上
部中間ロール２４，上部サポートロール３４Ｒ，３４
Ｌ，上部バックアップシャフト軸受５０，ハウジング２
０に伝達されて，所望の圧延力を発生させるのである。

【００２４】このように構成された圧延機のバックアッ
プロール装置の動作は次のようになる。

【００２５】圧延前に被圧延材２３の幅に合せてサポー
トロール３４Ｒ，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３４，３
８のワークロール２１，２２への転接位置は被圧延材２
３の側部に重合するような位置に設定する。この初期設
定はロールベンディング用ロッド１０２，２０２および
図示されていないロールバランス用シリンダを使用し，
ワークロール２１，２２，中間ロール２４，２６および
サポートロール３４，３８を軽く接触させておく。そし
て，その後にサポートロール３４，３８の位置調整用モ
ータ７２を駆動し，予め設定されている位置に移動させ
る。これにより一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌ，
および３８Ｒ，３８Ｌの間隔が所望の間隔に設定され
る。

【００２６】この初期設定が終了した後，ワークロール
２１，２２間に被圧延材２３を通板する。これにより被
圧延材２３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
行なう。この判定により耳伸びや中伸びが発生した場合
には，駆動モータ７２を作動させて対となっているサポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌおよび３８Ｒ，３８Ｌを相互
に近接あるいは離反するように位置移動させ，中間ロー
ル２４，２６を通じてワークロール２１，２２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。このと
き，中間ロールベンディング装置１２０によるベンディ
ング力を加減調整することにより，中間ロール２４，２
６のベンディング量が制御されるので，サポートロール
３４Ｒ，３４Ｌおよび３８Ｒ，３８Ｌの位置移動量との
相互作用により，大きな形状修正機能を発揮させること
ができる。すなわち，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌお
よび３８Ｒ，３８Ｌの位置移動により修正領域を調整
し，中間ロールベンディング装置１２０により修正量を
調整することができるのである。

【００２７】また被圧延材２３にエッジドロップが発生
している場合には，ワークロールベンディング装置１１
０によるワークロール２１，２２のベンディング力を制
御する。ワークロール２１，２２は中間ロール２４，２
６より両端が突出しているので，ベンディング装置１１
０に圧油を供給することにより，ロッド１１２，１１４
が突出し，中間ロール２４，２６の端縁からのはみ出し
部分が主として大きく曲げられ，エッジドロップを制御
するように作用する。もちろんワークロール２１，２２
にも剛性があるので，中間ロール２４，２６に対してベ
ンディング力が伝達される。

【００２８】このような実施例のバックアップロール装
置２８，３０を備えた圧延機によれば，ワークロール２
１，２２または中間ロール２４，２６のベンディング支
点を自由に変更できるので，従来の全面接触型のバック
アップロールに拘束されることなくロールベンディング
効果を充分に発揮させることができる。また，上下サポ
ートロール３４Ｒ，３４Ｌおよび３８Ｒ，３８Ｌの位置
を個別に変更することができるので，板幅方向での任意
の位置での形状制御が可能となる。したがって，被圧延
材の中伸び，耳伸びなどの形状不良のほかに，両者が複
合した複合伸びの形状不良に対しての制御が可能となる
利点が得られる。

【００２９】なお，上記実施例では中間ロール２４，２
６を備えた６段圧延機に適用した例を示したが，図５
（１）に示す４段圧延機のバックアップロールに適用す
ることができ，同図（２）のようなワークロール２１，
２２の直径を中間ロール２４，２６より大径にしたもの
にも適用できる。また，同図（３）のようなクラスタ圧
延機のバックアップロールにも適用できる。もちろん，
図示しないが，上部のみに実施例のバックアップロール
装置を備えた圧延機など，他の特殊構造の任意の圧延機
に適用することができるのはいうまでもない。また，上
記実施例では一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌまた
は３８Ｒ，３８Ｌの適用例を示したが，３個および４個
など複数個のサポートロール３４，３８を配置した圧延
機に適用することも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る圧延
機のバックアップロール装置は，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をハウ
ジングに取付けるとともに，前記一対のワークロール間
の軸受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，前記各バッ
クアップロールをロール軸方向に分離した胴幅短尺の一
対以上の分離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であって，バックアッ
プシャフトを前記ハウジングで回転支持するとともに分
離サポートロールとすべり軸受およびすべりキーを介し
て装着され，圧延時に前記分離サポートロールを別個に
軸方向移動可能としたことにより，すべり軸受の製作上
の制約を受けず，また，バックアップシャフトとすべり
軸受とのクリアランスの管理が容易となりバックアップ
シャフトが熱膨張してもサポートロールの水平移動には
影響を及ぼさない。バックアップロールとすべり軸受が
面接触となるので圧延荷重を高く設定することができる
効果が得られる。さらに，回転トルクはすべりキーによ
って確実に伝達できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る圧延機のバックアップシャフ
ト装置の要部断面正面図である。

【図２】図１の断面図である。

【図３】実施例のバックアップロール装置を備えた圧延
機の正面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】実施例バックアップロール装置が搭載可能な他
の圧延機の例である。

【符号の説明】

２０ ハウジング ２１，２２ ワークロール ２４，２６ 中間ロール ２３ 被圧延材 ２８，３０ バックアップロール装置 ３２，３６ バックアップシャフト ３４Ｒ，３４Ｌ，３８Ｒ，３８Ｌ サポートロール ４０ すべり軸受 ４１ すべりキー ４２，４４ スラストベアリング ４６，４７，４８，４９，５０，５２ 軸受 ５４ 圧下シリンダ ５６Ｒ，５６Ｌ ロールガイド ５８ ガイドシャフト ６０Ｒ，６０Ｌ スライドケーシング ７０Ｒ，７０Ｌ スクリュウロッド ７２Ｒ，７２Ｌ 駆動モータ １１０ ワークロールベンディング装置 １２０ 中間ロールベンディング装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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をハウジングに取付け
   るとともに，前記一対のワークロール間の軸受間隔を調
   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，前記各バックアップロール
   をロール軸方向に分離した胴幅短尺の一対以上の分離サ
   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
   クアップシャフトであって，バックアップシャフトを前
   記ハウジングで回転支持するとともに分離サボートロー
   ルとすべり軸受およびすべりキーを介して装着され，圧
   延時に前記分離サポートロールを別個に軸方向移動可能
   としたことを特徴とする圧延機のバックアップロール装
   置。