JPH0647415A - 圧延機のロールマーク防止法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サポートロールをバックアップシャフトの軸
方向に移動し，その移動量に従って中間ロールベンディ
ング力を制御する。これによってサポートロールとワー
クロール間に発生する応力集中の発生を防止することに
より，ワークロールに生じるロールマークの発生を防止
する。 【構成】 被圧延材が通板される一対のワークロール
と，このワークロールのネック部に介在されロールベン
ディングを与えるベンディング手段とを備えて取付け
る。さらに，各ワークロールに対してこれと平行に配置
された大径のバックアップシャフトに装着されて前記被
圧延材の板幅より小さい胴長を有する一対のサポートロ
ールを転接させるようにする。サポートロールを移動す
ると同時にロールベンディング力を制御し，ワークロー
ルのプロフィールを変えることなしにサポートロールと
ワークロール間に生じる応力集中を防止し，もって被圧
延材の表面に生じるロールマークの発生を防止する。

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サ
ポートロールの軸方向移動調整とロールベンディング作
用の併用によって圧延材の形状制御を行ない得るように
された圧延機のロールマークを防止する方法に関するも
のである。

【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
従来の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。このような圧延機に被圧延
材を通過させて所望の板厚形状のストリップ材を得るの
であるが，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。

【０００３】

【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。近年，圧延機を６段とし中間ロールを
軸方向に移動させて形状制御を行なう方式が提案されて
いる（特公昭５２−５３０４号公報）が，上下の中間ロ
ールの移動方向が異なるため，板幅方向に対称に制御で
きないので製品精度および通板特性に問題がある。また
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があった。

【０００４】また，中間ロールを被圧延材の板幅より内
側に移動した場合，中間ロールとワークロール間で接触
をしない片端部のロール面圧が最大となる。こうした状
態で圧延機を長時間使用すると最大面圧部には応力集中
によるマークが結果的にストリップ材に転写され，アル
ミニウム，ステンレス材など表面に特に美感を要求され
る材質に対しては美感を損ねる等の問題が生じている。

【０００５】そこで出願人は，最近複数のサポートロー
ルを被圧延材の形状，板幅に応じてバックアップロール
軸方向に移動することによりロールベンディングとの併
用により形状制御を行なう圧延機を開発した。この圧延
機は，図７（１）に示すように，上下のサポートロール
５，６，７，８を圧延材１１の板幅形状に応じてバック
アップシャフト３，４の軸方向に移動することにより，
ロールベンディング９，１０との併用により形状制御を
行なうタイプの圧延機である。

【０００６】この圧延機は，板厚，板幅方向とも対称に
制御できるので，前記従来の６段圧延機と比べて格段に
優れた製品精度および通板特性が得られるものの，やは
り前記６段圧延機と同様に，図７（２）に示すワークロ
ール１，２でサポートロール５，６，７，８の両端と接
する部分の面圧が最大となり，圧延機を長時間稼動する
とサポートロールの両端と対応する位置で応力集中によ
りワークロールの外周面に筋目状のロールマークが生
じ，ストリップ材に転写され，ストリップ材の表面に筋
目がついて，被圧延材１１の材質によっては製品の品質
を低下させるといった欠点がある。

【０００７】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
性を有するとともに，中間ロールのベンディング制御量
を大幅に増大することができ，もって形状制御能力を向
上させるとともに，エッジドロップの低減効果が大き
く，また被圧延材の板幅方向における任意位置での形状
制御を行なわせることができる圧延機を提供することに
ある。特にサポートロールと中間ロール間の応力集中に
より生じるストリップ材表面の美感を損なうロールマー
クを防止する圧延方法を提供することにある。

【０００８】

【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のロールマーク防止法では，被
圧延材が通板される一対のワークロールと，このワーク
ロールのネック部に介在されロールベンディングを与え
るベンディング手段とを備え，少なくとも一つのワーク
ロールに転接され，このワークロールと平行に配置され
た大径のバックアップシャフトに装着される一対のサポ
ートロールを前記ワークロールに転接させつつ軸方向移
動可能に取付けて被圧延材の形状制御を行なう圧延機を
用い，前記圧延機に通過させて得られたストリップ材の
板厚形状に応じて前記サポートロールを移動すると同時
に，その移動量に応じてワークロールのベンディング力
を変えるようにした。

【０００９】

【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，バックアップ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，これらの分離サポートロールは被圧
延材の圧延中も絶えず軸方向に移動可能とされ，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。

【００１０】上記圧延機の構成によれば，被圧延材の形
状制御においては，サポートロール位置とロールベンデ
ィング力とは相関関係にあり，サポートロール位置を移
動する場合でも，ロールベンディング力を増減すること
によりワークロールのプロフィールを一定に保つことが
可能である。

【００１１】前述したように，被圧延材の圧延中にサポ
ートロール位置をバックアップシャフトの軸方向に移動
することによって，サポートロールとワークロール間に
生じる応力集中を分散させることができる。また，サポ
ートロールをワークロールに強く押圧することで局部面
圧が発生してワークロール表面が摩耗し，いわゆるロー
ルマークが生じるのを防止するため，ロールベンディン
グ力を増減することにより，ストリップ材の製品精度を
良好に保つように制御することができる。

【００１２】

【実施例】以下に，本発明に係る圧延機のロールマーク
防止法の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１３】図１〜図２は実施例に係る圧延機の全体構
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２４，２６が互
い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２
４，２６に並列してこれらを上下から挟み込むようにし
て転接される上バックアップロールユニット２８と下バ
ックアップロールユニット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ユニット２８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
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が回転かつ軸方向に摺動移
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。同様に，下バックアップロールユ
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３８Ｒ，３
８Ｌを有し，これらを下ワークロール２６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，図３に上部ユニット２８について代
表して示したように，バックアップシャフト３２に遊嵌
可能に装着され，また両端面にスラストベアリング４２
Ｒ，４２Ｌを配設して装着されており，バックアップシ
ャフト軸受５０に内蔵された油圧シリンダ５６Ｒ，５６
Ｌによってバックアップシャフト３２の軸方向に移動可
能である。符号９０はジャバラであり，スライド部をス
ケール，異物，圧延油等により保護している。なお，８
８はローラベアリングである。

【００１５】上記した上下ワークロール２４，２６のネ
ック部分と，上下バックアップロールユニット２８，３
０のバックアップシャフト３２，３６のネック部分に
は，図２に示すように，軸受４６，４７，５０，５２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２４，２６間に発
生させるようにしている。

【００１６】このような構成において，上述した上バッ
クアップロールユニット２８の分離サポートロール３４
Ｒ，３４Ｌ，および下バックアップロールユニット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。この位置移動のために，サポートロール３４
Ｒ，３４Ｌには駆動部材としての油圧シリンダ５６Ｒ，
５６Ｌがバックアップシャフト３２の軸受５０内に形成
されているのである。さらに，サポートロール３４Ｒ，
３４Ｌが接触しているワークロール２４との間の摩擦力
によってその移動時にサポートロール３４Ｒ，３４Ｌが
傾動しないように設定されており，各油圧シリンダ５６
Ｒ，５６Ｌに圧油を給排することによって油圧シリンダ
５６Ｒ，５６Ｌとサポートロール３４間の連結部のフレ
ームであるスラストベアリングサポート６２（６２Ｌ，
６２Ｒ）を押引きし，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。なお，符号４０は遊
嵌部を示す。

【００１７】また，ハウジング２０にはワークロールベ
ンディング装置１００が組込まれており，図示しない上
部ロールベンディング用ロッド，下部ロールベンディン
グ用ロッド，ロールベンディング用シリンダブロックお
よびピストンから構成されている。上部ロールベンディ
ング用ロッドの下端部はピストンに固着され，上端部が
上部ワークロール軸受４６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は逆に上端
部がピストンに固着され，下端部が下部ワークロール軸
受４７と接離自在になっている。シリンダブロックのボ
ア部には前記ピストンが内蔵され，両ピストンの中間に
位置してボア部には小径の連通孔が設けられ，ここに圧
油供給装置から圧油を導入すると，上下ロールベンディ
ング用ロッドは互いに離反し，上下ワークロール２４，
２６の各軸受４６，４７側に押圧するように作用する。

【００１８】なお，圧下シリンダ５４は，図２に示した
ように，ヘッド１１６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１１６を上昇させるようにしてい
る。ヘッド１１６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５２を押上げ，こ
の圧下力は下部サポートロール３８Ｒ，３８Ｌ，下部ワ
ークロール２６，上部ワークロール２４，上部サポート
ロール３４Ｒ，３４Ｌ，上部バックアップシャフト軸受
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。

【００１９】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２４，２６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
定はサポートロール３４，３８の位置調整用油圧シリン
ダ５６Ｒ，５６Ｌ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。そして，その後ロールベンディング装置１００
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２４，２６およびサポートロール３
４，３８を軽く接触させておく。

【００２０】この初期設定が終了した後，ワークロール
２４，２６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，油圧シリンダ５６Ｒ，５６Ｌ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を相互にまたは単独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ことによりワークロール２
４，２６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。また，被圧延材２３の表面に生じるロールマーク
の発生を防ぐためには，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌ
および３８Ｒ，３８Ｌをそれぞれバックアップシャフト
３２，３６の軸方向に移動させて，同一のワークロール
プロフィールとなるようにロールベンディング力を調整
してやればよい。

【００２１】このような実施例の圧延機によれば，ワー
クロール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３４
Ｒ，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
伸び等の形状不良の他に，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。

【００２２】また，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌおよ
び３８Ｒ，３８Ｌを移動することにより，サポートロー
ル３４，３８とワークロール２４，２６間の応力集中に
よる局部面圧の発生を防ぐことができるので，ストリッ
プ材表面の美感を損なうロールマークの発生を防止でき
美麗に保持できる。

【００２３】また，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌおよ
び３８Ｒ，３８Ｌの位置を上下左右で対称に行なわせる
ことができるので，形状制御は被圧延材２３の板厚方向
および板幅方向で対称制御が可能となり，優れた精度の
ストリップ材（圧延製品）を得ることができる。

【００２４】加えて，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌお
よび３８Ｒ，３８Ｌの位置を板幅により自由に調整でき
るので，ワークロール２４，２６と板幅端部との接触面
をロールベンディングとの併用によってより滑らかにす
ることができ，エッジドロップ防止効果が高いものとな
る。さらに，板厚および板幅方向ともに対称に制御も可
能な構成となっているので，被圧延材２３が通板時に蛇
行することがなく，安定した通板特性が得られる効果が
ある。

【００２５】図４および図５に上記実施例に係る圧延機
を用いて被圧延材２３を圧延した場合，上下ワークロー
ル２４，２６のプロフィールがサポートロール３４Ｒ，
３４Ｌおよびベ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。

【００２６】図４はワークロール径６００ｍｍ，圧延力
８００ＴＯＮ，サポートロール間内側距離を８００ｍｍ
に設定し，ロールベンディング力を０〜１００ＴＯＮま
で調整した場合の上部ワークロール２４のプロフィール
の変化を示したものである。

【００２７】また，図５はワークロール径６００ｍｍ，
圧延力８００ＴＯＮ，サポートロール間内側距離を６０
０ｍｍに設定し，ロールベンディング力を０〜１００Ｔ
ＯＮまで調整した場合の上部ワークロール２４のプロフ
ィールの変化を示したものである。なお，サポートロー
ル間内側距離は被圧延材２３の板幅に併せてサポートロ
ール３４Ｒ，３４Ｌの外側距離を調整することにより自
ずと決定されるようになっている。

【００２８】この結果から理解できるように，ロールベ
ンディング力およびサポートロール位置とは相関関係に
あり，例えばサポートロール間内側距離８００ｍｍ，ロ
ールベンディング力１００ＴＯＮにて運転していた場
合，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌとワークロール２４
間での応力集中による局部面圧が発生してワークロール
２４表面にロールマークが発生することを防止するた
め，サポートロール間内側距離を６００ｍｍに移動した
場合，ロールベンディング力を５０ＴＯＮに調整すれば
ワークロールは同一プロフィールを保持できることがわ
かる。こうして，ストリップ材の形状制御を適正な状態
に保持しつつ，サポートロールを移動することによりサ
ポートロールとワークロール間の応力集中による局部面
圧によるロールマークを防止することができる。

【００２９】なお，上記実施例では，上下サポートロー
ル付の４段圧延機に適用した例を示したが，図６（１）
に示すように上部のみにサポートロールを適用した圧延
機にも適用できる。また，同図（２）のようなクラスタ
タイプの圧延機にも適用できるのは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る圧延
機のロールマーク防止法は，被圧延材が通板される一対
のワークロールと，このワークロールのネック部に介在
されロールベンディングを与えるベンディング手段とを
備え，少なくとも一つのワークロールに転接され，この
ワークロールと平行に配置された大径のバックアップシ
ャフトに装着される一対のサポートロールを前記ワーク
ロールに転接させつつ軸方向移動可能に取付けて被圧延
材の形状制御を行なう圧延機を用い，前記圧延機に通過
させて得られたストリップ材の板厚形状に応じて前記サ
ポートロールを移動すると同時に，その移動量に応じて
ワークロールのベンディング力を変えることにより，高
速圧延で刻々変化する条件に対応できる即応性を有する
とともに，特にワークロールのベンディング制御量を大
幅に増大することができ，もって形状制御能力を向上さ
せるとともに，エッジドロップの低減効果が大きく，ま
た被圧延材の板幅方向における任意位置での形状制御を
行なわせることができるという優れた効果が得られる。
特に，サポートロールとワークロール間に生じる応力集
中の発生をサポートロールを適宜移動するとともに，ロ
ールベンディング力を調整することにより，被圧延材の
形状制御を行ない，ロールマークの発生を防止できると
いう優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る圧延機の正面図である。

【図２】同圧延機の側面図である。

【図３】同圧延機の上部サポートロール部の要部拡大断
面図である。

【図４】同圧延機によるサポートロール位置（８００ｍ
ｍ）とロールベンディング力によるワークロールプロフ
ィールの関係を実験によって求めた変化特性図である。

【図５】同圧延機によるサポートロール位置（６００ｍ
ｍ）とロールベンディング力によるワークロールプロフ
ィールの関係を実験によって求めた変化特性図である

【図６】実施例の適用が可能な他の圧延機の例である。

【図７】従来のサポートロール付圧延機の模式図であ
る。

【符号の説明】

２０ ハウジング ２３ 被圧延材 ２４，２６ ワークロール 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 サポートロール ４２Ｒ，４２Ｌ スラストベアリング ４６，４７，５０，５２ 軸受 ５４ 圧下シリンダ ５６Ｒ，５６Ｌ 油圧シリンダ ８８ ローラベアリング １００ ワーク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】 被圧延材が通板される一対のワークロー
   ルと，このワークロールのネック部に介在されロールベ
   ンディングを与えるベンディング手段とを備え，少なく
   とも一つのワークロールに転接され，このワークロール
   と平行に配置された大径のバックアップシャフトに装着
   される一対のサポートロールを前記ワークロールに転接
   させつつ軸方向移動可能に取付けて被圧延材の形状制御
   を行なう圧延機を用い，前記圧延機に通過させて得られ
   たストリップ材の板厚形状に応じて前記サポートロール
   を移動すると同時に，その移動量に応じてワークロール
   のベンディング力を変えるようにしたことを特徴とする
   圧延機のロールマーク防止法。