JPH0570521B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は板材の圧延方法に関し、特に圧延板材
の表面性状を損なうことなく板材の形状を制御し
得る圧延方法に関する。 ＜従来の技術＞ 近年、鉄鋼等の金属板材圧延作業において、生
産性の向上及び省エネルギー等の観点から、一回
の圧延で板厚を大きく減少させることのできる高
圧下圧延機が要求されるとともに、板厚や形状の
加工精度に対する要求も厳しくなつてきている。
この要求に応えるため、従来の多段圧延機、例え
ば四段、六段圧延機等においては圧延材と接触す
るワークロールのベンデイング法が種々実施され
ている。 その代表例を第１図に基づいて説明すると、こ
れは四段圧延機で、垂直方向のロールベンデイン
グ装置１，１′を有し、かつ、圧延材２の板巾変
化に応じてロール軸方向に移動可能な上下一対の
ワークロール３，３′とバツクアツプロール対４，
４′で構成されている。圧延材２の板巾に対応さ
せて上下ワークロール３，３′をそれぞれロール
軸方向に互いに反対向きに移動させておき、ヲー
クロールをベンデイングさせることによりロール
ベンデイングによる形状修正能力を十分に発揮さ
せんとするものである。 また、第２図は従来の六段圧延機で、前記従来
例の圧延機における上下ワークロール３，３′と
バツクアツプロール４，４′との間にそれぞれ中
間ロール５，５′を設け、かつ、中間ロール５，
５′をそれぞれ圧延材２の板巾に応じてロール軸
方向に移動可能なように構成されている。従つ
て、圧延材の板巾に対応して中間ロール５，５′
をその胴長端部が圧延材の両側端部に合致、また
は図示のように板の両側端部より若干内側（板巾
中心側）へ移動させるとともに、前記従来例の場
合と同様に、ワークロール３，３′の軸方向移動
とロールベンデイング装置１，１′の併用により
圧延材の板巾方向の形状精度を前記来例の場合よ
りさらに向上させんとするものである。 また、第３図および第４図は上下ワークロール
３，３′、上下バツクアツプロール４，４′及び上
ワークロール３と上バツクアツプロール４との間
に設けた中間ロール５から成る五段圧延機で、ワ
ークロール３，３′及び中間ロール５はそれぞれ
通常の垂直方向のロールベンデイング装置１，
１′を装着している。また、上ワークロール３は
圧延方向Ｚの上、下流いずれかの側に適宜ずらし
て配設されており、圧延荷重Ｐによるロール３の
水平方向の撓みを調整するためにロール３と略同
一胴長の押えロール６をずらし側へ配設し、か
つ、押えロール６のずらし側へロール軸方向に複
数分割したバツクアツプロール７を配設して押え
ロール６を支持せしめるとともに、圧下装置８に
より上ワークロール３と押えロール６の回転中心
を結ぶ直線方向へ移動可能に構成されている。従
つて、本圧延機では、圧下装置８及びバツクアツ
プロール７を介して押えロール６への押付力を個
別に調整して押付力の変化を垂直方向変位とし、
上ワークロール３の撓みをロール胴長方向各部に
おいて自在に調整するとともに、上下ワークロー
ル３，３′用ロールベンデイング装置１，１′との
併用により圧延材２の板巾方向の形状を制御せん
とするものである。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 前記各圧延機においては、圧延の進行に伴い圧
延材２と接触するワークロール３，３′は圧延荷
重Ｐによるロールの撓みにより板両側端部に大き
な局部面圧が発生してロール表面の相当部分が局
部摩耗し、いわゆる板端マーク１５が発生する。
また、第２図に示した圧延機においては、上下ワ
ークロール３，３′とバツクアツプロール４，
４′の表面には、中間ロール５，５′胴長端部に相
当する部分に高い局部面圧が発生するためロール
の表面が局部摩耗１６を起こす。このため、圧延
時に前記局部摩耗１６が板表面に転写され、いわ
ゆるロールマークとなつて板の品質低下を来すと
いう問題点がある。 一方、第３図および第４図に示した圧延機にお
いては、バツクアツプロール７が複数個に分割さ
れているため、押えロール６表面に圧下装置８を
介して押し付けることにより、押えロール６表面
に各バツクアツプロール胴長端部に相当するロー
ルマーク１７が前記第２図に示した従来例の中間
ロール５，５′の場合と同様に発生し、これが板
表面に転写される。 このような板端マークやロールマークの発生
は、冷間圧延機においては特に重大な問題点であ
り、これら板表面欠陥を無くする圧延方法の開発
が強く望まれている。以上のような問題点を解決
するため、本出願人は先に特願昭59−14241号に
よつて、ロール軸方向に移動調節可能なロールを
圧延中にそれぞれの軸方向に微速でオシレートす
るように駆動することにより、圧延板材の表面性
状を害することなく形状を制御し得る圧延方法を
提案した。本発明は、この圧延方法についてさら
に研究を勧めた結果に基づき、前記オシレート速
度として選び得る適正な範囲を明確にすることを
目的とする。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の圧延方法は、複数段のロールを有し、
そのうちの少なくとも一つのロールが軸方向に移
動調節可能となつている圧延機による圧延方法で
あつて、前記軸方向に移動調節可能なロールの少
なくとも一つをオシレート速度の圧延速度に対す
る比が１×10^-3以下でかつ１×10^-5以上となるよ
うに軸方向にオシレート移動させるようにしたも
のである。 ＜作用＞ 上述の速度範囲でロールをオシレート移動させ
ることにより、板端マーク及びロールマークを発
生することなく、板材の圧延が行われる。 ＜実施例＞ 以下、本発明に係る圧延方法の一実施例を、第
１図に示した四段圧延機について説明する。本実
施例に用いた圧延機の諸元は、上下ワークロール
径D_W＝260mm、バツクアツプロール径D_B＝500mm、
ロール胴長ｌ＝610mmである。 この四段圧延機により、ワークロール３，３′
を接触させた状態でワークロールを軸方向にオシ
レート移動させる実験を行い、第５図に示す結果
を得た。第５図は、オシレート速度のロール周速
度に対する比を横軸に、オシレート移動抵抗値の
ロール間荷重に対する比すなわちオシレート係数
を縦軸にとつて実測値を整理したものである。実
験条件は、 ロール間荷重 P_R＝100、200（tf） ロール周速度 V_R＝100、250（ｍ／min） とした。図中丸印で示したのは実測値で、実線及
び破線は次式(1)による計算値である。

【化】 ここに、 μ_S：シレート係数（移動抵抗値とロール間荷重と
の比） μ_O：ロール間摩擦係数 2θ：オシレート速度比（オシレート速度とロール
周速との比） Ｒ：等価ロール半径（mm） Ｐ：ロール間荷重（Kgｆ） ｌ：ロール胴長（mm） υ：ポアソン比 Ｇ：ロール材の横弾性係数（Kgｆ・mm^-2）ｉは接
触するロール間を意味し、本実験の場合、ｉ＝
１は上、下ワークロール間、ｉ＝２はワークロ
ールとバツクアツプロール間である。 上記(1)式は、例えば、日本潤滑学会発行「潤
滑」Vo1.10、No.１（1965年）の38頁記載されてい
る式（28）を変形することにより求められる。 式（28）は、

【化】 というものである。 この式において、各要素の表記の仕方を上述し
た本願でのものに変えると、即ち、オシレート係
数を_y／からμ_s、ロール間摩擦係数をｆから
μ_p、オシレート速度比をφから2θ、単位幅あたり
ロール間荷重をからＰ／ｌ、単位幅あたり接線
力を_yからμ_s・（Ｐ／ｌ）と変更すると、上式
は、

【化】 となり、これを変形すると、

【化】 となる。 この式で、２本のロール間のオシレート係数が
求まるが、本明細書では、複数のロール間接触の
存在も含め、前記(1)式の如く表わした。 第５図より、オシレート係数μ_sとオシレート速
度比2θとの関係は、上式(1)で推定できることがわ
かつた。 ここで、ロールのオシレート速度を早くすると
オシレート係数が大きくなり、従つてロールに働
くスラスト力が大きくなるため、ロールのスラス
ト軸受の耐久性の点から、オシレート速度にはお
のずから上限値が存在するものと考えられる。 これを次の例によつて説明する。オシレートす
るロートの直径を320mmとすると、適用できるス
ラスト軸受の動定格荷重Ｃはほぼ60tfである。軸
受の寿命時間は次式(2)によつて推定される。 Ｌ＝３×10⁶／60V（Ｃ／Ｐ）^10/3 ……(2) ここに、Ｌ：軸受寿命（時間） Ｐ：軸受荷重（tf） Ｃ：軸受の動定格荷重（tf） Ｖ：軸受回転数（rpm） 圧延条件の一例として三スタンドタンデムミル
を考えると、代表的パススケジユールは、 一号スタンド 圧延荷重P_O＝1200tf／ｍ 圧延速度V_R＝200ｍ／min 三号スタンド 圧延荷重P_O＝900tf／min 圧延速度V_R＝600ｍ／min 軸受寿命として2000時間が要求されるとすれ
ば、前記(2)式から軸受荷重の限界値Ｐmmが計算で
きる。 一号スタンド2000＝３×10⁶／60×199（60／Ｐmm）^10/3 ∴Ｐmm＝32 三号スタンド2000＝３×10⁶／60×597（60／Ｐmm）^10/3 ∴Ｐmm＝23 直列配列圧延機を考えると、ロール間荷重は圧
延荷重に等しいのでオシレート係数はそれぞれ 一号スタンドμ_S＝32／1200＝0.0267 三号スタンドμ_S＝23／900＝0.0257 オシレート移動するロールが他のロール一本の
みと接触している場合がオシレート速度を最も大
きくとれ、この場合を式(1)に適用すればオシレー
ト速度比の上限値は５×10^-4となる。 本発明者らは、以上のような計算を様々なロー
ル径とスラスト軸受に対して行つた。第６図は、
ロールが一点接触の場合、二点接触の場合、三点
接触の場合についての上記計算結果の線図であ
る。本図に見られる如く、一般的にオシレート速
度比が１×10^-3以下であればオシレート係数μ_Sと
の間に直線関係を有し、この範囲内でロールをオ
シレート移動させればロールスラスト力を適正に
保ちながら板端マーク及びロールマークを発生す
ることなく圧延を行い得ることを見出した。ま
た、速度制御系の精度の点からオシレート速度比
は、１×10^-5程度が限界と考えられる。従つて、
オシレート速度比を、前述の如く、１×10^-3以下
でかつ１×10^-5以上と規定することにより、本発
明は完成された。 ＜発明の効果＞ 本発明の圧延方法によれば、圧延機による板材
の形状制御能力を損なうことなく板端マーク及び
ロールマークの発生を防止することができ、圧延
板の品質向上に寄与する点が多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明方法を適用する四段
及び六段圧延機の概略正面図、第３図及び第４図
は同じく五段圧延機の概略側面図及び正面図、第
５図及び第６図はロールのオシレート速度比とオ
シレート係数との関係を示す線図である。 図面中、１，１′はロールベンデイング装置、
２は圧延材、３，３′はワークロール、４，４′は
バツクアツプロール、５，５′は中間ロール、６
は押えロール、７はバツクアツプロール、８は圧
下装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数段のロールを有し、そのうちの少なくと
   も一つのロールが軸方向に移動調節可能となつて
   いる圧延機による板材の圧延方法であつて、前記
   軸方向に移動調節可能なロールの少なくとも一つ
   をオシレート速度の圧延速度に対する比が１×
   10^-3以下でかつ１×10^-5以上となるように軸方向
   にオシレート移動させることを特徴とする圧延方
   法。