JPH07214122A - 圧延機のバックアップロール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被圧延材の板幅方向におけるロールベンディ
ング支点を任意位置に迅速に設定する。 【構成】 圧延機ハウジングに回動支承されるバックア
ップシャフトの外周に軸方向に移動可能な可動ロールを
一対のワークロールの上下に配するとともに、前記バッ
クアップシャフトと可動ロール間に可動ロールを任意位
置に保持するテーパスリーブを設ける。テーパスリーブ
の外周部に軸方向に移動自在な可動ロールを設けるとと
もに、可動ロールを左右に移動する可動ロール装置を設
けてバックアップシャフトの任意位置に保持可能とし
た。

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、鋼板などの板材をワークロールの間に通
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、可動ロールを軸線方向に移動することに
より被圧延材に良好な形状修正およびクラウン調整手段
を設けた圧延機のバックアップロール装置に関するもの
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、例えば図
９に示す４段式圧延機は、比較的小径の一対のワークロ
ール６１、６２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６３、６４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６１、６
２の軸受間にベンディングシリンダ６５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６１、６２がバックアップ
ロール６３、６４の全面に拘束されているために、ワー
クロール６１、６２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段式圧延機では被圧延材の板幅、強度、形
状などによりワークロール６１、６２またはバックアッ
プロール６３、６４を組替えてそのクラウン形状を変更
する必要があるなどの欠点がある。また、ワークロール
６１、６２に転接するバックアップロール６３、６４は
全面接触となるため、ロールベンディングによるワーク
ロール６１、６２の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。

【０００５】また、近年図１０に示す様に中間ロール６
６、６７をバックアップロール６３、６４とワークロー
ル６１、６２の間に組み込みワークロール６１、６２と
バックアップロール６３、６４の全面接触を防ぎベンデ
ィング効果を上げる６段式圧延機も開発されているがロ
ール本数が６本とな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
する欠点がある。

【０００６】また、特開昭５１−１０３０５８号公報お
よび特開昭５２−９７３５３号公報には、図１１に示す
ごとく４段式圧延機のバックアップロール６３、６４に
スリーブ６８、６９を板幅に応じた位置に設置すること
によって板のクラウンを制御する方法が提案されてい
る。しかしながら、これらの方法においては、バックア
ップロール６３、６４を相互に移動させずにスリーブ６
８、６９のみを任意の位置に移動保持する技術が未開発
となっている。

【０００７】この問題を解決する方法として、出願時未
公開の特願平５−１９３４０９号の発明、すなわち各テ
ーパスリーブの両側に設けた油圧室の圧油を給排調整す
ることにより可動ロールをバックアップシャフトの任意
の位置に移動かつ保持可能とした構造のものが、本願の
発明者より提案されている。

【０００８】しかしながら、特願平５−１９３４０９号
の構造のものは可動ロールのバックアップシャフトの軸
方向への移動量が少ない場合は有効であるが、移動量が
大きい場合はテーパスリーブの中央側の油圧室のスペー
スが可動ロールの軸方向への移動量に比例して大きいも
のが必要となるため、圧延時に可動ロール中央部の剛性
が低下するといった新たな問題が提起されていた。

【０００９】本発明の目的は、上記従来の問題点に着目
し、可動ロールのシフトおよび固定が簡単確実で、しか
も可動ロールの移動量が大きくなってもバックアップロ
ールの剛性を大きくすることができ、圧延荷重を高く設
定することができるとともに、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るように、被圧
延材の板幅方向におけるロールベンディング支点を任意
位置に迅速に設定して良好な形状制御機能をもたせるこ
とができ、特に変更操作が容易でベンディング支点の位
置決めが確実にできる圧延機のバックアップロール装置
を提供することにある。

【００１０】

【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バックアップロール装置は被
圧延材を圧下する一対のワークロールと、前記一対のワ
ークロールの上下にあって軸受に回動支承され中央部よ
り両軸端に向って縮径したテーパ面を有するバックアッ
プシャフトと、前記バックアップシャフトの外周に配設
されかつ前記バックアップシャフトのテーパ面と係合す
るテーパ内面を有する左右一対のテーパスリーブと、前
記テーパスリーブの外周に軸方向に移動可能に設けられ
た可動ロールより構成し、前記バックアップシャフトの
軸受に設置した可動ロール移動装置で前記可動ロール側
端部を軸方向に押圧してバックアップシャフトの任意の
位置に移動可能とし、前記各テーパスリーブの両側に設
けた油圧室の圧油の給排調整により前記可動ロールをバ
ックアップシャフトの任意の位置に保持可能に設けた構
成にする。

【００１１】

【作用】上記構成によれば可動ロールを例えば右側にシ
フトする場合には、テーパスリーブの中央側の油圧室に
圧油を供給するとともに、軸端側の油圧室の油をタンク
に戻せばテーパスリーブと可動ロールはルーズの状態と
なる。しかる後、左側の可動ロール移動位置を作動させ
可動ロールを右側に押せば可動ロールは右側へシフトす
る。その後テーパスリーブの軸端側の油圧室へ圧油を供
給すればテーパスリーブと可動ロールはくさびの原理に
より固定された状態となり可動ロールを所定の位置に保
持し回転トルクを伝達できる。このため、被圧延材を圧
延する場合には、上下可動ロールを反対方向に移動さ
せ、それぞれの被圧延材の側部と重合させる。こうした
ことにより、ワークロールがバックアップロールに全面
的に拘束されることなくワークロールの曲げモーメント
支点が変化でき、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。従って、可動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な
ど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。

【００１２】

【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。

【００１３】図３〜図５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５０に対し
て平行な一対の上下ワークロール１、２が互いに転接可
能に横架され、これらの間に被圧延材３１を通板可能と
している。

【００１４】このような上下ワークロール１、２に並列
してこれらを上下から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１０と下バックアップロ
ール装置２０がやはり平行に横架されている。

【００１５】上バックアップロール装置１０は上ワーク
ロール１と平行に配置される上バックアップシャフト１
２を有し、これには軸方向に摺動移動できるように上可
動ロール１１が取付けられている。この上可動ロール１
１は前記上ワークロール１に転接され、圧延時に上ワー
クロール１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２０も下バックアッ
プシャフト１８と、これに装着される下可動ロール２１
を有し、これらを下ワークロール２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。

【００１６】前記上バックアップシャフト１２は中央部
域を胴長が短く形成された最大径の直胴部１２ａを有
し、この直胴部１２ａから上バックアップシャフト１２
の両軸端に向って縮径したテーパ状のテーパ部１２ｂ
（１２ｂＲ、１２ｂＬ）を形成している。

【００１７】上バックアップシャフト１２のテーパ部１
２ｂと円筒形状の上可動ロール１１間には、上バックア
ップシャフト１２と同一のテーパ内面形状を有する左右
一対のテーパスリーブ１３（１３Ｒ、１３Ｌ）が配設し
てある。

【００１８】前記上バックアップシャフト１２の直胴部
１２ａに位置するテーパスリーブ１３Ｒ、１３Ｌ間に、
上可動ロール１１、上バックアップシャフト１２および
テーパスリーブ１３Ｒ、１３Ｌ間で囲繞された容積の小
さい油圧室４２が配設されている。

【００１９】また、テーパスリーブ１３Ｒ、１３Ｌの端
部（軸受１５側）にはホルダ１４Ｒ、１４Ｌが配設さ
れ、上バックアップシャフト１２、テーパスリーブ１３
（１３Ｒ、１３Ｌ）とホルダ１４（１４Ｒ、１４Ｌ）間
で囲繞された油圧室４１（４１Ｒ、４１Ｌ）が配設され
ている。

【００２０】また、上記上可動ロール１１の位置移動を
適正に行わせる駆動手段の可動ロール移動装置４５が各
バックアップロール装置１０、２０毎に設けられてい
る。これは、被圧延材３１の幅寸法ならびに板形状に応
じて上下可動ロール１１、２１の位置を相互に上下ワー
クロール１、２の外周面に沿って軸方向に移動させるも
のである。

【００２１】これを上バックアップロール装置について
代表して説明すると、上可動ロール１１を上バックアッ
プシャフト１２の軸方向に左右移動させる油圧シリンダ
７１（７１Ｒ、７１Ｌ）がそれぞれ軸受１５（１５Ｒ、
１５Ｌ）に取付けられ、この軸受１５に穿設された透孔
内を進退する油圧シリンダ７１のロッド７２の先端部に
係合端子７３（７３Ｒ、７３Ｌ）が螺合されている。上
可動ロール１１を左右に移動したい場合は動かしたい方
向に伸張する係合端子７３Ｒ、７３Ｌを上可動ロール１
１の側端部１１ａに当接した状態で押圧移動するように
構成されている。

【００２２】上記した上下ワークロール１、２および上
下バックアップロール装置１０、２０の上下バックアッ
プシャフト１２、１８のネック部分には、図４に示すよ
うに、軸受３、４、１５、２５が取付けられ、これらを
ハウジング５０に縦列配置して取付けられている。

【００２３】そして、ハウジング５０の下部位置には圧
下シリンダ８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上下ワークロール１、２間に発生
させるようにしている。なお符号１６はロータリ継手で
あり、ワークサイド（図１中左側）のみに配設されてい
る。また、符号４１ａ、４２ａは油通路を示す。

【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３１の幅に合わせて上下
可動ロール１１、２１の位置を予め決定しておく。この
場合、上可動ロール１１について代表して述べると、上
可動ロール１１の位置決定前の状態では、係合端子７３
Ｒ、７３Ｌの位置は上可動ロール１１の側端部１１ａよ
り、一定距離離間した後退位置にある。例えば、上可動
ロール１１を図２に示すように右側に移動するために
は、まず係合端子７３Ｒを所望する上可動ロール１１の
移動距離に見合った後退位置にセットしておく。次いで
図示しない油圧ポンプより圧油をロータリ継手１６を介
して油圧室４２に供給するとともに、油圧室４１Ｒ、４
１Ｌの圧油はタンク（図示略）に排出される。

【００２６】この状態では上可動ロール１１とテーパス
リーブ１３Ｒ、１３Ｌはルーズになる。しかる後に油圧
ポンプより圧油を油圧シリンダ７１Ｌのピストンヘッド
側に供給すると、ロッド７２Ｌは伸張し、係合端子７３
Ｌが上可動ロール１１の側端部１１ａに当接する。引続
き上可動ロール１１の側端部１１ａがストッパとして後
退待機している係合端子７３Ｒに当接するまでロッド７
２Ｌを伸張した後ピストンヘッド側への圧油の供給を停
止する。

【００２７】下可動ロール２１についても上可動ロール
１１と同様な動作を行い、上下可動ロール１１、２１を
所望の上下ワークロール１、２転接位置まで移動する。
そして、例えば図３に示すように上下可動ロール１１、
２１の側端部を被圧延材３１の側部に重合するように互
いに逆方向の位置に設定する。

【００２８】その後ロータリ継手１６より油圧室４１
Ｒ、４１Ｌへ圧油を供給すればテーパスリーブ１３Ｒ、
１３Ｌと上下可動ロール１１、２１はくさびの原理によ
り上下バックアップシャフト１２、１８に固定され回転
トルクを伝達できるのである。

【００２９】この後、油圧シリンダ７１（７１Ｒ、７１
Ｌ）のピストンロッド側に圧油を供給してロッド７２
（７２Ｒ、７２Ｌ）を縮退させて係合端子７３（７３
Ｒ、７３Ｌ）の上下可動ロール１１、２１の側端部１１
ａ、２１ａから離間させる。

【００３０】この初期設定が決定した後、上下ワークロ
ール１、２間に被圧延材３１を通板する。これにより被
圧延材３１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、図示されていない油圧装置よりワークロールベンデ
ィング装置５に圧油を供給し上下ベンディングロッド
６、７を介してベンディング力を加減調整することによ
り上下ワークロール１、２のベンディング量を調整し、
形状異常の発生を抑制し矩形のストリップ材３１ａを得
ることができる。

【００３１】以上述べた本発明のバックアップロール装
置を使用した４段圧延機を用いて被圧延材３１を圧延し
た場合上下ワークロール１、２のプロフィールがベンデ
ィング力および上下可動ロール１１、２１のシフト量α
によりどのように推移するかをまとめたテスト結果を図
６および図７に示す。図６はワークロールφ６００ｍｍ
×１８００ｍｍＬ、バックアップロールφ１２００ｍｍ
×１７００ｍｍＬ、圧延荷重８００ＴＯＮ、板幅１００
０ｍｍ、可動ロールシフト量α＝０ｍｍに設定しロール
ベンディング力を０ＴＯＮから１００ＴＯＮまで調整し
た場合の上ワークロール１のプロフィール変化を示す。

【００３２】図７は図６と同一条件で可動ロールシフト
量α＝３００ｍｍに設定しロールベンディング力を０Ｔ
ＯＮから１００ＴＯＮまで調整した場合の上ワークロー
ル１のプロフィール変化を示す。図６および図７より明
らかなように、本発明のバックアップロール装置を使用
すれば上下ワークロール１、２はロールベンディング力
および可動ロールシフト量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。

【００３３】このような実施例の上下バックアップロー
ル装置１０、２０を備えた圧延機によれば、上下ワーク
ロール１、２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十分に発揮させる
ことができる。また、上下可動ロール１１、２１に位置
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。従って、被圧延材３
１の中伸び、耳伸びなどの形状不良の他に、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。

【００３４】なお、本実施例では４段式圧延機のバック
アップロールに適用した例を示したが、図８（１）に示
す６段式圧延機の中間ロールまたは図８（２）に示す４
段式圧延機のワークロールにも適用できる。さらに、本
実施例では上下可動ロール１１、２１の外径を直胴形状
としているが、クラウンを付けたり、２次曲線、３次曲
線などの特殊曲線としてもよい。

【００３５】また、本実施例では上下可動ロール１１、
２１の移動を油圧シリンダ７１（７１Ｒ、７１Ｌ）を用
いて行う場合について説明したが、油圧シリンダ７１の
代りにモータを用いてもよい。

【００３６】本実施例では上下バックアップシャフト１
２、１８と上下可動ロール１１、２１の固定をテーパス
リーブ１３を使用して行っているが、オイルインジェク
ションを用いて行ってもよい。

【００３７】また、本実施例ではテーパスリーブ１３を
円筒状の一体構造としているが保持力を増す為に２つ割
りの構造としてもよいことは言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る圧延機のバックアップロール装置は、
被圧延材を圧下する一対のワークロールと、前記一対の
ワークロールの上下にあって軸受に回動支承され中央部
より両軸端に向って縮径したテーパ面を有するバックア
ップシャフトと、前記バックアップシャフトの外周に配
設されかつ前記バックアップシャフトのテーパ面と係合
するテーパ内面を有する左右一対のテーパスリーブと、
前記テーパスリーブの外周に軸方向に移動可能に設けら
れた可動ロールより構成し、前記バックアップシャフト
の軸受に設置した可動ロール移動装置で前記可動ロール
側端部を軸方向に押圧してバックアップシャフトの任意
の位置に移動可能とし、前記各テーパスリーブの両側に
設けた油圧室の圧油の給排調整により前記可動ロールを
バックアップシャフトの任意の位置に保持可能に設けた
ことにより、可動ロール移動時のテーパスリーブの軸方
向の移動量は小さくてよいため、バックアップシャフト
中央部の油圧室のスペースは小さくなるとともにバック
アップロール装置の剛性は大きくなり、圧延荷重を高く
設定できる。また、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るように、被圧延材の板幅
方向におけるロールベンディング支点を任意位置に迅速
に設定して良好な形状制御機能をもたせることができ
る。特に変更操作が容易でベンディング支点の位置決め
が確実にでき優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る圧延機のバックアップシ
ャフト装置の要部断面図である。

【図２】可動ロールを右方向に移動させた時の断面図で
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Ａ−Ａからみた側面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂからみた断面図である。

【図６】同圧延材による可動ロールシフト量を０ｍｍと
した場合のベンディング力による上ワークロールプロフ
ィール変化特性図である。

【図７】同圧延材による可動ロールシフト量を３００ｍ
ｍとした場合のベンディング力による上ワークロールプ
ロフィール変化特性図である。

【図８】実施例の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。

【図９】従来の４段式圧延機の説明図である。

【図１０】従来の６段式圧延機の説明図である。

【図１１】スリーブを有した従来の４段式圧延機の説明
図である。

【符号の説明】

１、２ 上下ワークロール ３、４ 上下ワークロール軸受 ５（５Ｒ、５Ｌ） ワークロールベンディング装置 １０、２０ 上下バックアップロール装置 １１、２１ 上下可動ロール １２、１８ 上下バックアップシャフト １３（１３Ｒ、１３Ｌ） テーパスリーブ １５（１５Ｒ、１５Ｌ） 軸受 １６ ロータリ継手 ２５（２５Ｒ、２５Ｌ） 軸受 ３１ 被圧延材 ４１（４１Ｒ、４１Ｌ）、４２ 油圧室 ４５ 可動ロール移動装置 ５０ ハウジング ７１（７１Ｒ、７１Ｌ） 油圧シリンダ ７３（７３Ｒ、７３Ｌ） 係合端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被圧延材を圧下する一対のワークロール
   と、前記一対のワークロールの上下にあって軸受に回動
   支承され中央部より両軸端に向って縮径したテーパ面を
   有するバックアップシャフトと、前記バックアップシャ
   フトの外周に配設されかつ前記バックアップシャフトの
   テーパ面と係合するテーパ内面を有する左右一対のテー
   パスリーブと、前記テーパスリーブの外周に軸方向に移
   動可能に設けられた可動ロールより構成し、前記バック
   アップシャフトの軸受に設置した可動ロール移動装置で
   前記可動ロール側端部を軸方向に押圧してバックアップ
   シャフトの任意の位置に移動可能とし、前記各テーパス
   リーブの両側に設けた油圧室の圧油の給排調整により前
   記可動ロールをバックアップシャフトの任意の位置に保
   持可能に設けたことを特徴とする圧延機のバックアップ
   ロール装置。