JPH08323405A - 噛み込み補助装置を備えた小径作業ロール熱間圧延機 - Google Patents

噛み込み補助装置を備えた小径作業ロール熱間圧延機

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JPH08323405A
JPH08323405A JP7136336A JP13633695A JPH08323405A JP H08323405 A JPH08323405 A JP H08323405A JP 7136336 A JP7136336 A JP 7136336A JP 13633695 A JP13633695 A JP 13633695A JP H08323405 A JPH08323405 A JP H08323405A
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泰嗣 芳村
Toshiyuki Kajiwara
利幸 梶原
芳生 ▲高▼倉
Yoshio Takakura
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Abstract

(57)【要約】 【目的】小径作業ロールでの板材の噛み込み不良を防止
する熱間圧延設備を提供することを目的とする。 【構成】圧延機の入側，出側に熱間板材を作業ロールに
案内する入側通板ガイド１４，出側通板ガイド１５を配
置する。進行してきた熱間板材は反力により上方に撓む
ので、この板材が浮き上がらないように昇降可能な抑え
ロール１７，１８により板材を抑えることにより、板材
は作業ロール３より受ける反力よりも大きい押し込み力
を有することになり作業ロールでは熱間板材を確実に噛
み込む。また、作業ロール３に必要なトルクを伝達する
ために、圧延材を噛み込むときに作業ロールのロールバ
ランス力又はロールベンディング力を制御し、中間ロー
ル４とのロール間接触力を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホットストリップの生
産を生産量に見合った速度にて、且つ、省エネルギーを
図りながらコンパクトな規模の設備にて実現可能とする
熱間鋼板圧延設備及びその圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的な熱間鋼板圧延設備（以
下、ホットストリップミルと言う。）例えば「わが国に
於ける最近のホットストリップ製造技術」（社団法人
日本鉄鋼協会 昭和６２年８月１０日発行）の第１７６
頁及び第３０５頁乃至第３１０頁には、生産量３００〜
４００万トン／年かつ仕上圧延速度は６８０〜１６２７
ｍ／min と高速大量生産圧延設備が記載、さらに２００
mm厚のスラブを２０〜４０mmに圧延する粗圧延機では１
０００〜１３００mm直径の作業ロールを、また２０〜４
０mmのバーを１２mm以下のストリップに圧延する仕上圧
延機では６００〜８００mm直径の作業ロールが用いられ
ている事が記されている。
【０００３】また最近薄スラブ連続鋳造法の開発により
５０mm程度のスラブが現れ、この場合は粗圧延機が不要
となり、仕上圧延機のみで構成される。これら薄スラブ
を用いた生産方式はまず小規模生産に適用された。例え
ば「Ein Jahr Betriebserfahrung mit der
CSP-Anlage fuer Warmbereitband bei Nucor Steel」
(Stahl u. Eisen 111 (1991) Nr.1)に示される。生産量
は７０万トン／年にもかかわらず仕上圧延機郡は５〜７
スタンドの圧延機を備える従来方式を踏襲するものであ
り仕上圧延機出側の圧延速度は仕上厚さ２.５mmの時３
００ｍ／min以上、１.６mmの時６００ｍ／min以上の高
速となっている。また仕上圧延機の作業ロール直径は７
６０〜８００mmと従来の大きさを踏襲している。
【０００４】一方特開平6−320202 号公報には必要生産
量と設備最高速度の関係あるいは省エネルギーの観点か
ら小径作業ロールを使用する事のメリットに付き言及さ
れ新しいコンセプトに基づく生産方式が提案されてい
る。図１は２００mmｍ厚のスラブを２mm厚のホットスト
リップに圧延する場合について、仕上げ圧延機の作業ロ
ール径８００mmと３６０mmを用いた圧延による必要エネ
ルギーの比較をしたものである。これより小径ロールの
方が省エネルギー化が図れることがわかる。
【０００５】そして同公報に記載されている技術は、基
本的には噛み込みに支障をきたさない仕上後段スタンド
に小径作業ロールを用い、中間ロールあるいは補強ロー
ルにて作業ロールが駆動される間接駆動方式を採用し、
小径作業ロールによる強圧下により圧延材の温度低下を
防ぐものである。また小径作業ロール使用による圧延材
変形効率の改善による省エネルギー効果も狙ったもので
ある。
【０００６】また、特開昭54−149356号公報には、被圧
延材の先端がロールに突き当たって先端部にループ状の
湾曲部が生じたときこの湾曲部の後部を上下方向に拘束
して被圧延材の逆進を防止し、このループ状湾曲部を上
下方向から押圧して被圧延材の先端を前進させてロール
間隙に噛み込ませる装置を備えたものが記載されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−320202 号公報に記載されている小径ロールの採
用は噛み込みにより制約を受け、仕上前段に適用するに
は自ずと圧下量の制約をうける。この為該特許にては仕
上第１スタンドに小径作業ロールを採用する場合には、
板の先端を圧延前に減厚して於く先端減厚装置を設置し
ている。
【０００８】また小径作業ロールを用いるとスピンドル
によるトルクの伝達上の限界があり中間ロールあるいは
補強ロールによる間接駆動となる場合がある。この場合
噛み込みに必要な摩擦係数以上の摩擦係数を作業ロール
と中間ロールあるいは補強ロールとの間に持つ必要があ
る。しかし実圧延において１００％これを保証すること
は出来ない。ロール間にてスリップすることが懸念され
る。
【０００９】一方板と作業ロールの間にて摩擦係数を小
さくし圧延荷重や圧延動力を削減する効果を持つ熱間圧
延油は、従来大径作業ロールと雖も噛み込みの条件より
塗布する事ができていない。このため熱間圧延油あるい
はロール間潤滑油の効果を十分に活用し得ていない。
【００１０】また、上記特開昭54−149356号公報に記載
されている逆進防止装置及びループ押圧装置は被圧延材
を上下方向に拘束するものであり、この被圧延材を拘束
するためには圧延機の入り側で被圧延材を停止させるこ
とができるよう被圧延材を貯蔵できる設備を有する冷間
圧延設備、或いは数回の圧延を繰り返すシングルスタン
ド圧延機にしか利用することがでず、連続鋳造機から連
続的に生成される被圧延材を圧延する場合、複数の圧延
機が配置するタンデム圧延には利用することができな
い。
【００１１】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ことを目的としたものであり、圧延材の生産性を高める
と共に省エネルギーを図った圧延設備を提供するもので
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は熱間板材を小
径作業ロールを備えた複数の圧延機により圧延する熱間
圧延設備であって、前記小径作業ロールを備えた圧延機
は前記板材の進行を案内するために該板材のパスライン
の上下に設けられた通板ガイド部材と、前記通板ガイド
部材の近傍に設置され該通板ガイド部材に案内される熱
間板材に対して所望の位置まで昇降可能なローラとを備
え前記熱間板材を前記作業ロール間に導くようにするこ
とにより達成することができる。
【００１３】上記構成において、前記ローラは駆動装置
により回転することが好ましい。
【００１４】また、上記構成において前記小径作業ロー
ルを備えた圧延機は前記熱間板材を検出する検出装置
と、該検出装置の結果に基づいて前記熱間板材を前記作
業ロール間に導くように前記ローラを昇降する制御装置
とを備えることが好ましい。
【００１５】また上記構成において前記複数の圧延機の
うち前段の圧延機は前記熱間板材の板幅よりも幅の狭い
前記ローラであり、後段の圧延機は前記板幅よりも広い
前記ローラを備えることが好ましい。
【００１６】また、前記複数の圧延機の内少なくとも一
つの圧延機は前記作業ロールを複数個の補強ロールにて
支持するクラスターミルであることが好ましい。
【００１７】また、上記構成において前記圧延機列を構
成する圧延機の少なくとも１台の圧延機の前記作業ロー
ルはロール研削装置によりオンラインで研削されること
が好ましい。
【００１８】また、上記目的は連続的に送られてくる板
材を圧延する一対の作業ロールと，一対の中間ロール
と，一対の補強ロールと，該作業ロールに油圧力を付与
する油圧装置とを備えた圧延機であって、前記小径作業
ロールを備えた圧延機は前記板材の進行を案内するため
に該板材のパスラインの上下に設けられた通板ガイド部
材と、前記通板ガイド部材の近傍に設置され該通板ガイ
ド部材に案内される熱間板材に対して所望の位置まで昇
降可能なローラとを備え前記熱間板材を前記作業ロール
間に導くようにしたことにより達成することができる。
【００１９】また上記構成において前記一対の中間ロー
ルは該中間ロールのロール軸方向に沿って移動すること
が好ましい。
【００２０】また、上記構成において前記作業ロールに
油圧力を付与する前記油圧装置は、前記ローラの昇降に
応じて前記作業ロールと前記中間ロールとのロール間の
接触力を変えることが好ましい。
【００２１】また、上記目的は前記複数の圧延機は前記
熱間板材を検出する検出装置と該検出装置の結果に基づ
いて前記熱間板材を前記作業ロール間に導くように前記
ローラを昇降すると共に前記作業ロールと前記中間ロー
ルとのロール間接触力を操作する制御装置とを備えるこ
とにより達成することができる。
【００２２】また、上記構成において前記複数の圧延機
のうち少なくとも一つの圧延機は前記作業ロール及び前
記中間ロールとをペアーとしてクロスさせ、ロール間ギ
ャップのプロフィルを変えて板クラウンを変化し得るよ
うにする圧延機であることが好ましい。
【００２３】また、上記構成において前記作業ロール或
いは前記中間ロール或いは前記補強ロール、あるいは前
記作業ロールと前記補強ロールのそれぞれに、パスセン
ターに対し非対称で、且つ、上下点対称のカーブを付与
し、該ロールをロール軸方向に移動させてロール間のギ
ャッププロフィルを変化し得るようにする圧延機である
ことが好ましい。
【００２４】また、上記目的は一対の作業ロール及び補
強ロールとを備えるとともに該作業ロールに熱間圧延油
を散布する装置を備えた４段圧延機において、前記小径
作業ロールを備えた圧延機は前記板材の進行を案内する
ために該板材のパスラインの上下に設けられた通板ガイ
ド部材と、前記通板ガイド部材の近傍に設置され該通板
ガイド部材に案内される熱間板材に対して所望の位置ま
で昇降可能なローラとを備え前記熱間板材に対して熱間
圧延油を散布しながら該熱間板材を前記作業ロール間に
導くようにしたことにより達成することができる。
【００２５】上記構成において、前記圧延機は前記作業
ロール及び前記補強ロールとをペアーとしてクロスさ
せ、ロール間ギャップのプロフィルを変えて板クラウン
を変化し得るようにする圧延機であることが好ましい。
【００２６】また、上記目的は熱間板材を圧延する小径
作業ロールを供えた圧延機であって、前記圧延機は、該
熱間板材が前記小径作業ロールに到達する前に該熱間板
材を抑える抑えロールを所望の位置に下降し、該熱間板
材の先端が前記作業ロールに噛み込まれた時に前記抑え
ロールを上昇させることにより達成することができる。
【００２７】また、上記目的は、熱間板材を圧延する小
径作業ロールと該作業ロールに油圧力を与える油圧装置
とを供えた圧延機であって、前記圧延機は、該熱間板材
が前記小径作業ロールに到達する前に該熱間板材を抑え
る抑えロールを所望の位置に下降し、該熱間板材の先端
が前記作業ロールに噛み込まれた時に前記油圧装置によ
り前記作業ロールと中間ロールとのロール間接触力を増
し、前記作業ロールが前記熱間板材を噛み込んだ後に前
記ローラを上昇させると共に前記油圧装置の油圧を通常
の値に戻すことにより達成することができる。
【００２８】また、上記目的は、熱間板材を圧延する小
径作業ロールと該作業ロールに油圧力を与える油圧装置
とを供えた圧延機であって、前記圧延機は前記熱間板材
を抑える抑えロールを備え、前記抑えロールの直下を通
過後、次スタンドに噛み込むまでの間にスタンド間にて
圧延材のループが出来ないよう板道を制限する位置に前
記抑えロールはセットされ、該板材が該圧延機に噛み込
まれた後はスタンド間ルーパ動作時に圧延材が該ロール
に接触しない位置まで待避することにより達成すること
ができる。
【００２９】
【作用】小径作業ロールを備えた圧延機で熱間板材を圧
延する場合、この熱間板材はパスラインの上下に設けら
れた通板ガイド部材により小径作業ロールに案内される
が、この熱間板材は作業ロールに噛み込まれるときに反
力により上方に撓む。これに対して前記通板ガイド部材
の近傍に設置され該通板ガイド部材に案内される熱間板
材に対して所望の位置まで昇降可能なローラにより、熱
間板材を抑えることにより、熱間板材は作業ロールから
受ける反力よりも大きい押し込み力を有し、小径作業ロ
ールに噛み込まれる。
【００３０】また、熱間板材を噛み込むときに小径作業
ロールに油圧力を付与して中間ロールとのロール間接触
力を増すことにより作業ロールへ確実にトルクを伝え、
小径作業ロールでの板材の噛み込みを確実に行う。
【００３１】また、同様に熱間圧延油を散布する大径ロ
ールに対して熱間板材を案内する通板ガイドと、該熱間
板材を抑える抑えロールにより、熱間板材の進行が制約
され、作業ロールから受ける反力よりも大きい押し込み
力を熱間板材に与えることができるので、熱間圧延油を
散布しつづけた状態であっても作業ロールにて熱間板材
の噛み込みを行うことができる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の基本的な考え方を小径作業ロ
ールを用いた圧延機を例にとり説明する。
【００３３】小径作業ロールを用いる場合の第一の問題
は噛み込みである。
【００３４】圧延での噛み込みは、一般には圧下量をΔ
ｈ，ロール半径をＲ，圧延荷重をＰ，ミルの剛性をＫ、
及び、ロールと板の間の摩擦係数をμとすると
【００３５】
【数１】 Δｈ＝μ＾２・Ｒ−Ｐ／Ｋ …（１） が成り立つ。
【００３６】従ってロール半径Ｒが小さくなると噛み込
み圧下量Δｈは小さくなり、噛み込み不良を発生する。
【００３７】また、圧下量はロールバイトでのロールが
材料を引き込む力と圧延反力が圧延材を押し戻そうとす
る力の水平方向の力のバランスにより決まるものであ
る。
【００３８】今、圧延材が噛み込み角θoよりθまで噛
み込まれた状態で圧延材に作用する水平力を求めると
【００３９】
【数２】
【００４０】ここで Ｆθ：圧延材の押し戻し力 Ｂ：板幅 ｋｍ：拘束平均変形抵抗 Ｒ：作業ロール半径 θｏ：噛み込み角 θ：板先端位置の角度 となる。もしμが（θｏ＋θ）／２より大きければＦθ
はマイナスとなり圧延材はロールに引き込まれようとす
るが、小さければ押し戻される。この押し戻し力がＦθ
である。よってこの押し戻し力Ｆθより大きい力を圧延
材に外力として与えればロール半径が小さい場合、ある
いは摩擦係数が低い場合であっても噛み込みが実現でき
る。
【００４１】今圧延材を圧延機側に押し込むために必要
な力、押し込み力をＦとすると(２)式より
【００４２】
【数３】 Δｈ＝Ｒ・(μ＋√(２・Ｆ／(Ｂ・ｋｍ・Ｒ)))＾２−Ｐ／Ｋ …（３） ここに Ｒ：ロール半径 μ：ロールと板の間の摩擦係数 Ｂ：板幅 ｋｍ：拘束平均変形抵抗 となる。ここで、Ｒ＝２３０mm，μ＝０.２５，Ｂ＝１
２００mm，ｋｍ＝１０kg／mm2 としてＦの値を０tonか
ら１０tonまで変化させた場合の噛み込み圧下量は図３
のようになる。この図３からも明らかなように押し込み
力を増やすことにより噛み込み圧下量を増すことができ
る。
【００４３】通常小径作業ロールを用いた圧延機の前段
にはエッジャーあるいは圧延機が配置されており、これ
による押し込み力は圧延材が幅方向に屈曲するバックリ
ング力と圧延材の自重を持ち上げるに要する力の和とな
る。そして、板をバックリングさせるための力Ｆ１は
【００４４】
【数４】 Ｆ１＝(１.５・π)＾２・Ｅ・Ｉ／Ｌｏ＾２ …（４） によって表され、また板の自重を持ち上げるに要する力
Ｆ２は
【００４５】
【数５】 Ｆ２＝０.７０２２・ｗ・Ｌｏ＾２／(ａ・π＾２) …（５） ここに Ｅ：圧延材の縦弾性定数 Ｉ：圧延材の断面２次モーメント Ｌｏ：スタンド間距離 ｗ：圧延材単位長さあたりの重量 ａ：圧延材料浮き上がり量の１／２ によって表される。従って押し込み力Ｆは、
【００４６】
【数６】 Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２ …（６） となる。
【００４７】今板幅Ｂ＝１２００mm，板厚ｈ＝１０mm，
スタンド間距離Ｌｏ＝５５００mm，Ｅ＝７０００kg／m
m，Ｉ＝８３０００mm4，ａ＝２０mmとすると Ｆ１＝０.５１３ton Ｆ２＝１０.１５ton となり、従って押し込み力Ｆは
【００４８】
【数７】 Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝１０.６６ton …（７） となる。
【００４９】図４にＢ＝１２００mm，ｈ＝１０mm，Ｌ＝
５５００mmとした場合の板のバックリングの高さである
浮き上がり量と押し込み力との関係を示す。この図から
浮き上がり量を小さくすることにより高い押し込み力を
得ることができる。
【００５０】例えばロールと板間の摩擦係数を０.２
５，圧延荷重を１５００ton，ミル剛性を４００ton／m
m，ロール半径を２３０mmとすると圧下量Δｈは式(１）
より10.6mmとなる。これに対して、同一のロール径を用
い噛み込み圧下量を１０.６mm から２０mmに上げた場
合、図３より７ton 程度の押し込み力を必要とする。そ
してこの場合は図４より、浮き上がり量を６０mm以下と
なるように板の浮き上がり量を抑えれば７ton 以上の押
し込み力が得られる。このように４６０mmという小径作
業ロールを用いても板の浮き上がり量を制御することに
より十分な噛み込み量を得る事ができるここで例えば板
の浮き上がり量をロールによって制御するとした場合に
板を抑える力について考える。
【００５１】例えば４６０mmのロール径の場合におい
て、圧下量を２０とする場合、浮き上がり量を６０mm以
下となるようにこの押さえロールにより制御する。ま
た、この抑え力はｆはループの高さをＨ、板が浮き上が
っている距離をＬとすると、近似的に
【００５２】
【数８】 ｆ＝Ｆ・Ｈ／(Ｌ／２) …（８） にて表され、Ｈ＝５０mm，Ｌ＝３０００mmとすると押し
込み力の１／３０で済む。このように非常に押し込み力
に比べ非常に小さな抑え力で板材を十分に噛み込ませる
ことができる。
【００５３】一方小径作業ロールを用いた圧延機では、
圧延に必要なトルクを作業ロールに直接あたえる事が難
しく、補強ロールあるいは中間ロールを介して与える間
接駆動とならざるを得ない。通常圧延荷重は所望の板厚
を得るために設定するものであり、ロールが十分に板を
噛み込んだ状態を想定している。つまり、圧延荷重が負
荷されている定常部の圧延では問題ないが、噛み込み時
には荷重もトルクも過渡状態であるため、かりに板とロ
ールの間にて噛み込みに必要な摩擦係数が得られたとし
てもロール間にて同じ摩擦係数が得られるとは限らな
い。従って噛み込み不良を生ずる場合がある。ここで、
間接駆動にて圧延トルクを板に伝える場合、伝達トルク
はロール間接触荷重にロール間摩擦係数およびロール半
径を乗じたものになる。また、噛み込みに必要な摩擦係
数と噛み込み時必要な圧延トルクを伝達する為の摩擦係
数は概略等しい。つまりロール間の摩擦係数が低く必要
トルクが伝達出来ない場合には、作業ロールと中間ロー
ルあるいは補強ロールの間の接触圧力を増大することに
より摩擦係数の低さを補うことができい必要なトルクを
作業ロールに与えることが可能となる。
【００５４】そこで、圧延により発生する接触荷重に加
えてロールバランス力を大きくしこの力により接触荷重
を増すことにより、伝達力を増大する事について考え
る。
【００５５】今ロールの接触点での摩擦係数をμｒ，圧
延荷重をＰ，ロールバランス力をＦｗ，作業ロール半径
をＲとすると、間接駆動による伝達トルクＴ１は
【００５６】
【数９】 Ｔ１＝μｒ・(Ｐ＋Ｆｗ)・Ｒ …（９） で与えられる。一方板とロールの間の摩擦係数をμとす
ると圧延に必要なトルクＴｒは
【００５７】
【数１０】 Ｔｒ＝μ・Ｐ・Ｒ …（１０） で与えられる。従ってＴ１＞Ｔｒであれば板を噛み込む
ことができる。（９），（１０）式より Ｔ１−Ｔｒ＝μｒ・(Ｐ＋Ｆｗ)・Ｒ−μ・Ｐ・Ｒ ＝Ｐ・Ｒ・(μｒ−μ)＋μｒ・Ｆｗ・Ｒ＞０ となりロールバランス力Ｆｗは
【００５８】
【数１１】 Ｆｗ＞Ｐ・(μ−μｒ)／μｒ＝Ｐ・(μ／μｒ−１) …（１１） となる。ここで圧延荷重Ｐは噛み込み時に板が何処まで
噛み込まれたかによって異なるので定常部での圧延荷重
をＰｏとし、噛み込み角をθｏ，現在の板先端位置の角
度をθとすると
【００５９】
【数１２】 Ｐ＝Ｐｏ・(θｏ−θ)／θｏ …（１２） で与えられる。従ってロールバランス力Ｆｗは（１
１)，(１２）式より
【００６０】
【数１３】 Ｆｗ＞Ｐｏ・(１−θ／θｏ)・(μ／μｒ−１) …（１３） となる。しかも噛み込みロールバイト内での板の水平方
向の力の釣合よりθ＝μｒの時必要押し込み力は最大に
なるためθ＝μｒ，θｏ＝μを（１３）式に代入すると
【００６１】
【数１４】 Ｆｗ＞Ｐｏ・(μ−μｒ)(μ−μｒ)／(μ・μｒ） ＝Ｂ・ｋｍ・Ｒ・μ・(μ−μｒ)＾２／(μ・μｒ） ＝Ｂ・ｋｍ・Ｒ・(μ−μｒ)＾２／μｒ …（１４） となる。
【００６２】今Ｂ＝１２００mm，ｋｍ＝１０kg／mm，μ
＝０.３，μｒ＝０.２５とすると Ｆｗ＞２７.６ton となる。
【００６３】図４にＲ＝２３０，Ｂ＝１２００mm，ｋｍ
＝１０kg／mm，μ＝０.３ とした場合のロール間の摩擦
係数μｒと必要バランス力の関係を示す。従って噛み込
み時にロールバランス力あるいはベンディング力をロー
ルネックの強度が許す範囲で大きくとり、噛み込み後は
本来のバランス力あるいは板クラウンを考えたロールベ
ンディング力に戻すことにより噛み込み不良を防止でき
る。
【００６４】このように小径作業ロールを用いた圧延機
において、板の浮き上がり量の制御，ロールベンディン
グ力又はロールバランス力を制御することにより噛み込
み不良を防止することができる。
【００６５】図６は従来型の４段仕上圧延機ｉ−１スタ
ンドとｉスタンドを示すものである。圧延材１はｉ−１
スタンドを通過しｉスタンド到達しようとしている。各
スタンドはハウジング２i-1，２i，作業ロール３i-1，
３i，補強ロール５i-1，５i，作業ロールチョック
６i-1，６i，プロジェクトブロック９i-1，９i，ロール
バランスあるいはロールベンディング装置１０i-1，１
０i，圧下ジャッキ１１i-1，１１i，圧下荷重計（ロー
ドセル）１３i-1，１３i，入側通板ガイド１４i-1，１
４i，出側通板ガイド１５i-1，１５iから構成されてい
る。
【００６６】作業ロールの径は先に説明したように、板
の変形にとっては圧延に携わるロール径は小さい方が効
率が良く、少ないエネルギーで圧延が可能である。ま
た、その際の圧延荷重も必要動力と同じく小さくなる。
従って、これらの観点からは作業ロール径は小さいほど
良い。しかし、実際に使用されているロールがこのよう
に大きいのは、噛み込み条件によるものである。例えば
板とロール間の摩擦係数を０.２５，ミル剛性を５５０t
on／mm，圧下量を２０mm，圧延荷重を２５００tonとす
ると、式(１）よりロール計は７６０mmとなり、通常８
００mm前後の作業ロール径が選ばれている。これを例え
ば４６０mm前後の小径ロールにて圧延する場合、板の噛
み込み時に圧延材を押し込む必要がある。
【００６７】このような板の噛み込み時に圧延材を押し
込む抑えロールを備えた圧延機を図１に示す。
【００６８】図１は本発明を適用した小径作業ロールを
有する６段圧延機を示したものである。この６段圧延機
は作業ロール３i-1，３i，中間ロール４i-1，４i，補強
ロール５i-1，５i，作業ロール３i-1，３i の自重を支
えるロールバランス装置 １０i-1，１０i，入側通板
スタンド１４i-1，１４i，出側通板ガイド１５i-1，１
５i，油圧シリンダーにより昇降可能な抑えロール１７
i-1，１７i，１８i-1，１８i，検出装置１９i，検出装
置１９i からの検出信号に基づいて抑えロールの昇降及
びロールバランス装置１０i-1，１０iのロールバランス
力を制御する制御装置（図示していない）、初期値設定
のための入力装置（図示していない）から構成されてい
る。尚、抑えロール１７i-1，１７i，１８i-1，１８iは
駆動装置（Ｍ）により図示しない継ぎ手により回転可能
になっているが、駆動装置を備えていない場合であって
も本発明が目的とする圧延材の噛み込みを十分に行うこ
とができる。ここで入側通板スタンド１４i-1，１４iは
予めロールバイトとテーブルの間にレベル差Ｈi-1，Ｈi
を５０mm以上設け、ロールバイトに近づくに従い次第に
ロールバイトレベルに近づけるスロープを有する。ま
た、制御装置，入力装置は圧延機とは別に設けても良
い。次に、その動作を説明する。
【００６９】まず抑えロールの動作について図７から図
１０を用いて説明する。
【００７０】図７は圧延材１がｉ−１スタンドを通過
し、ｉスタンドに向かう状態を示すものである。まず、
予め入力装置から圧延機が噛み込んだ時の荷重Ｐ０を設
定する。更に前段の圧延機の抑えロール１８i-1 及びこ
れから噛み込みを行う圧延機の抑えロール１７i を下降
させるタイミングをそれぞれｔ１，ｔ２として設定す
る。このタイミングｔ１，ｔ２の値は圧延機の設定速度
に応じて設定する。
【００７１】今圧延材１がｉ−１スタンドの作業ロール
に噛み込まれるとロードセルの出力信号は増加する。そ
して制御装置では予め設定してある荷重Ｐ０とロードセ
ルからの出力信号を比較し、設定してある荷重Ｐ０を越
えたときにタイマーを始動する。そして、タイマーの時
間が予め設定したｔ１を越えたときに図７に示すように
ｉ−１スタンドの抑えロール１８i-1 を下降させる。次
にタイマーの時間がｔ２を越えたときに図８に示すよう
にｉスタンドの抑えロール１７i を下降させる。この図
からも明らかなように板材１は抑えロール１７i-1，１
６iと入側ガイド１４i，出側ガイド１５i-1のテーブル
上面との隙間Ｈi-1、及びＨiの間に制約される。板材１
はｉスタンドに噛み込まれる瞬間、通板ガイド１４i に
より噛み込み時の反力により板材１がバックリングし上
方に撓むが、図９に示される如く板道制約ロール１８
i-1及び１７iによって浮き上がりが抑え込まれる。この
ように、抑えロール１７i-1と１６iにより板材１の浮き
上がり量を抑制するので圧延材１がｉスタンドの作業ロ
ールに噛み込まれるのに十分な押し込み力を得ることが
できる。
【００７２】このようにして、十分な押し込み力により
板材１はｉスタンドの作業ロール３iに噛み込まれ、ｉ
スタンドのロードセル１３iの荷重検出信号は増加す
る。そしてｉスタンドのロードセル１３i からの出力信
号が予め設定した値よりも大きくなった場合に抑えロー
ル１８i-1，１７iを上昇させる。これを図１０に示す。
つまりロードセル１３i の検出信号の増加は、ｉスタン
ドの作業ロール３i が板材１を噛み込んでいることを表
し、噛み込みが十分に行われれば抑えロール１８i-1，
１７iを上昇させ、ルーパー制御を開始するためにルー
パー１６i を起動する。本実施例では、抑えロールをタ
イマーのタイミングにより行うようにしたが、これに限
定されるわけではなく板材の位置を検出する構成として
もよい。ただし、抑えロールを早めに下降させると板材
と接触し、板材に傷をつける可能性があるので、抑えロ
ールはできるだけ板材が小径作業ロールに到達する直前
が好ましい。したがって、小径ロールの近くに検出器を
設置し、板材の検出と共に抑えロール１８i-1，１７iを
同時に下降させるようにしても良い。以上の処理を図１
１に示す。
【００７３】また、小径作業ロールを用いるとスピンド
ルの強度から、圧延に必要なトルクを作業ロール端に直
接入力できないため、直径の太い中間ロールあるいは補
強ロールから入力される間接駆動となる。従って圧延材
の噛み込み時に、即ち、圧延荷重が定常状態になるまで
の間に作業ロールと中間ロールあるいは補強ロールとの
間にてスリップする可能性がある。このため図１のｉ−
１スタンドの作業ロールのバランスシリンダー１０i-1
の出力を作業ロールネック強度が許す範囲で大きくし、
あるいは作業ロールベンディングシリンダーの出力を用
いて、噛み込み後一定時間最大出力として作業ロールと
中間ロールあるいは補強ロールの間の接触荷重を大きく
する。この処理について図１２を用いて詳細に説明す
る。まず、圧延材の噛み込み荷重Ｐ０，作業ロールのバ
ランス力（またはロールベンディング力），時間ｔａを
設定する。ここでｉ−１スタンドのロードセルによる荷
重信号が予め設定した荷重Ｐ０を越えた場合にｉ−１ス
タンドでは圧延材１を噛み込んだものと判断し、ｉスタ
ンドの作業ロールバランスを最大にして、中間ロールと
の接触力を最大にする。そしてｉスタンドのロードセル
からの出力信号が予め設定した荷重Ｐ０を越えた場合ｉ
スタンドでの圧延材の噛み込みが行われたと判断してタ
イマーを起動し、予め設定した時間を越えたらロールバ
ランス力（またはベンディング力）を設定値に戻す。こ
れにより小径作業ロールを用いた場合に最も心配される
噛み込みの問題が解決されて、自由に小径作業ロールを
用いることができる。
【００７４】尚、抑えロールについては特にその形状が
特定されるわけではないが、次にのべるような特徴があ
る。まず、圧延材の幅よりも狭い抑えロールを用いた場
合は抑えロールを小さくすることができるので抑えロー
ルを昇降するシリンダーを小さくすることができる。ま
た、圧延材の幅よりも広い抑えロールを用いた場合は、
抑えロールが板幅よりも広いため板材と接触しても疵が
つきにくくなる。また抑えロールを駆動装置により回転
させている場合は、少なくとも圧延材が作業ロールに噛
み込まれるまで駆動するようにすれば、圧延材に疵を付
けないようにすることができる。
【００７５】また、本実施例では圧延機の入側と出側に
抑えロールを設置する構成を示したが、圧延機間の距離
に応じて入側あるいは出側の一方に配置するようにして
も良い。また圧延機の入側と出側とで同じ抑えロールを
用いる必要はなく、例えば圧延機の入側に板材の板幅よ
りも狭い抑えロールを設け、出側に板幅よりも広い抑え
ロールを配置してもよい。このようにすれば、圧延機の
出側で板材に疵をつけることなく次の圧延機に板材を送
ることができる。また、複数の圧延機を配列している場
合には前半の圧延機に板幅より狭い抑えロールを用い、
後段に板幅より広い抑えロールを用いるようにしてもよ
い。
【００７６】次にロール組替えを行う場合について説明
する。作業ロール３のロール組替えを行う場合に、入側
通板ガイド１４，出側通板ガイド１５がそのままの状態
では作業ロールのロールチョック６と接触してしまい作
業ロール３のロール組替えを行うことができない。そこ
で、図１３に示すようにまず、スタンド間ルーパー１６
iを上昇端に回転させる。次にｉスタンドの入側通板ガ
イド１４iをｉ−１スタンドに設けてあるリトラクトシ
リンダー２１i によりｉスタンドから待避させる。同様
に、出側通板ガイド１５iをリトラクトシリンダー２０i
により待避させる。この状態で作業ロール３のロール組
替えを行う。
【００７７】以上説明してきたように従来の仕上げ圧延
機ではロール径が８００mmの作業ロール径を使用してい
たのに対して本発明を適用すればロール径が５００mm以
下の小径作業ロール（例えばロール径が３６０mm）を備
えた多段圧延機であっても熱圧延材を確実に噛み込むこ
とができる。
【００７８】次に、本発明を適用した他の実施例につい
て説明する。
【００７９】図１４は本発明を適用した作業ロール及び
補強ロールに熱間圧延油をスプレーする４段圧延機にを
示す。この４段圧延機は作業ロールの入側に設けたスプ
レーノズル２２から、あるいは補強ロール入側にてワイ
パー２３にてロール表面に付着したロール冷却水を除去
した後スプレーヘッダー２４からロールに牛脂油あるい
は合成エステル等の熱間圧延油を塗布する。従来このよ
うな圧延機では、作業ロールと板材との摩擦力が熱間圧
延油により小さくなる等して、板材の噛み込み不良が生
じる。そのために、圧延材１がテールアウトする前に圧
延油の供給を停止し作業ロール表面に付着した圧延油を
焼き切り、次材の圧延では圧延材が噛み込み完了後スプ
レーを開始するようにしていた。このような板材の噛み
込み不良を防止する方法では、熱間圧延油の効果は全長
の半分程度しか効果を発揮しない。そこで図１４に示す
ように圧延機の入側，出側に抑えロールを設けた。これ
により熱間圧延油の潤滑による作業ロールと板との間の
摩擦係数の低下はこの圧延材の押し込み力によって補う
ことができるため、熱間圧延油の供給を開始したり停止
したりする必要がなくなり、常時、熱間圧延油を供給し
続けることができるので板材全体に熱間圧延油が行きわ
たるようになる。
【００８０】図１５に示す圧延機のタイプは、一対の作
業ロールと一対の補強ロールとを有し、一対の作業ロー
ルをそれを支える一対の補強ロールと共に水平面内で互
いにクロスさせ、圧延材料の板幅方向の板厚分布を制御
するものであり、また、図１６は一対の作業ロールを水
平面内で互いにクロスさせ、圧延材料の板幅方向の板厚
分布を制御するものである。このようなタイプの圧延機
にも熱間圧延油が用いられており本発明を適用すること
により熱間圧延油を散布した状態で圧延材を確実に噛み
込むことができる。
【００８１】また、図１７に示すように瓢箪形のクラウ
ン形状をしたロールを有し一対の中間ロールを互いに逆
方向に移動させることにより圧延材料の板幅方向板厚分
布を制御する圧延機についても適用可能である。
【００８２】また、図１８に示すように一対の作業ロー
ルを複数個の補強ロールにより支持するタイプのクラス
ターミルであっても同様である。
【００８３】またこのような抑えロールの設置並びにロ
ールバランス力又はロールベンディング力の制御により
圧延材の進行を停止することなく圧延材を小径作業ロー
ルや熱間圧延油が塗布された大径のロールにおける噛み
込みを十分に行うことができるので連続鋳造機から生成
された板材を小径作業ロールを備えた圧延機で圧延する
ことができる。また、ロールの検索装置を備えた圧延機
等では、検索によりロール径が少なくなるので、このロ
ール径を検出して抑えロール，ロールベンディング力等
を制御するようにしても良い。
【００８４】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれば
圧延材の噛み込みを心配することなく小径の作業ロール
を用いた圧延設備を提供することができる。そしてこの
ように小径作業ロールを用いることにより圧延荷重を削
減し小型の圧延器を提供することができる。
【００８５】また大径ロールであっても熱間圧延油を用
い荷重動力の低減をねらった圧延機でも、心配される圧
延材の噛み込みを行うことができ、噛み込みから尻抜け
まで圧延材の前領域に油圧延を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通板状態を示すｉ−１及びｉスタンド６段圧延
機断面図（ｉ−１スタンド噛み込みの瞬間）。
【図２】熱間圧延に於ける小径ロールの省エネルギー効
果。
【図３】圧延材押し込み力と圧下量の関係。
【図４】板噛み込み時における板のバックリングによる
板の浮き上がり量と押し込み力の関係。
【図５】間接駆動に於いて、板の噛み込み時ロール間ス
リップを発生しないため、ロール間の摩擦係数に対し必
要なロールバランス力の関係。
【図６】通板状態を示すｉ−１及びｉスタンド４段圧延
機断面図。
【図７】通板状態を示すｉ−１及びｉスタンド６段圧延
機断面図（ｉスタンド噛み込み完，ｉスタンド噛み込み
前）。
【図８】通板状態を示すｉ−１及びｉスタンド６段圧延
機断面図（ｉスタンド噛み込み完，ｉスタンド噛み込み
前）。
【図９】通板状態を示すｉ−１及びｉスタンド６段圧延
機断面図（ｉスタンド噛み込みの瞬間）。
【図１０】通板状態を示すｉ−１及びｉスタンド６段圧
延機断面図（ｉスタンドおよびｉスタンド噛み込み完
了）。
【図１１】噛み込み時圧延材の板道を制約するロールの
作動フロー。
【図１２】ロール組替時の状態を示すｉ−１及びｉスタ
ンド６段圧延機断面図（ｉスタンドおよびｉスタンド噛
み込み完了）。
【図１３】間接駆動ミルにおける、噛み込み時ロールバ
ランス力の作動フロー。
【図１４】熱間圧延油適用ミルｉ−１及びｉスタンド４
段圧延機断面図。
【図１５】ペアークロスミル。
【図１６】作業ロールクロスミル。
【図１７】瓢箪型ロールミル。
【図１８】クラスターミル。
【符号の説明】 １…圧延材、２…ハウジング、３…作業ロール、４…中
間ロール、５…補強ロール、６…作業ロールチョック、
７…中間ロールチョック、８…補強ロールチョック、９
…プロジェクトブロック、１０…作業ロールバランスあ
るいはロールベンディング、１１…圧下ジャッキ、１２
…パスラインスクリュウー、１３…荷重計、１４…入側
通板ガイド、１５…出側通板ガイド、１６…スタンド間
ルーパー、１７，１８…抑えローラ、１９…圧延材先端
検出器、２０…出側ガイドリトラクトシリンダー、２１
…入側ガイドリトラクトシリンダー、２２…作業ロール
用熱間圧延油スプレーノズル、２３…補強ロール水切り
ワイパー、２４…補強ロール用熱間圧延油あるいはロー
ル間潤滑油スプレーヘッダー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 27/02 Ｂ２１Ｂ 27/02 Ａ 27/10 27/10 Ｂ 28/04 28/04 Ａ 29/00 29/00 Ｃ 39/14 39/14 Ｂ Ｈ 39/16 39/16

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱間板材を作業ロールを備えた複数の圧延
    機により圧延する熱間圧延設備であって、 前記作業ロールを備えた圧延機は前記板材の進行を案内
    するために該板材のパスラインの上下に設けられた通板
    ガイド部材と、前記通板ガイド部材の近傍に設置され該
    通板ガイド部材に案内される熱間板材に対して所望の位
    置まで昇降可能なローラとを備え前記熱間板材を前記作
    業ロール間に導くようにしたことを特徴とする熱間圧延
    設備。
  2. 【請求項２】請求項第１項において、 前記ローラは駆動装置により回転することを特徴とする
    熱間圧延設備。
  3. 【請求項３】請求項第１項において、 前記作業ロールを備えた圧延機は前記熱間板材を検出す
    る検出装置と、該検出装置の結果に基づいて前記熱間板
    材を前記作業ロール間に導くように前記ローラを昇降す
    る制御装置とを備えたことを特徴とする熱間圧延設備。
  4. 【請求項４】請求項第１項において、 前記複数の圧延機のうち前段の圧延機は前記熱間板材の
    板幅よりも幅の狭い前記ローラであり、後段の圧延機は
    前記板幅よりも広い前記ローラを備えたことを特徴とす
    る熱間圧延設備。
  5. 【請求項５】請求項第１項において、 前記複数の圧延機の内少なくとも一つの圧延機は前記作
    業ロールを複数個の補強ロールにて支持するクラスター
    ミルであることを特徴とする熱間圧延設備。
  6. 【請求項６】請求項１項において、 前記圧延機列を構成する圧延機の少なくとも１台の圧延
    機の前記作業ロールはロール研削装置によりオンライン
    で研削されることを特徴とする熱間圧延設備。
  7. 【請求項７】連続的に送られてくる板材を圧延する一対
    の小径作業ロールと，一対の中間ロールと，一対の補強
    ロールと，該作業ロールに油圧力を付与する油圧装置と
    を備えた圧延機であって、 前記小径作業ロールを備えた圧延機は前記板材の進行を
    案内するために該板材のパスラインの上下に設けられた
    通板ガイド部材と、前記通板ガイド部材の近傍に設置さ
    れ該通板ガイド部材に案内される熱間板材に対して所望
    の位置まで昇降可能なローラとを備え前記熱間板材を前
    記作業ロール間に導くようにしたことを特徴とする熱間
    圧延設備。
  8. 【請求項８】請求項第７項において、 前記一対の中間ロールは該中間ロールのロール軸方向に
    沿って移動するように構成されていることを特徴とする
    圧延機。
  9. 【請求項９】請求項第７項において、 前記作業ロールに油圧力を付与する前記油圧装置は、前
    記ローラの昇降に応じて前記作業ロールと前記中間ロー
    ルとのロール間の接触力を制御するように構成されてい
    ることを特徴とした熱間圧延設備。
  10. 【請求項１０】請求項第７項において、 前記複数の圧延機は前記熱間板材を検出する検出装置と
    該検出装置の結果に基づいて前記熱間板材を前記作業ロ
    ール間に導くように前記ローラを昇降すると共に前記作
    業ロールと前記中間ロールとのロール間接触力を操作す
    る制御装置とを備えたことを特徴とする熱間圧延設備。
  11. 【請求項１１】請求項第７項において、 前記複数の圧延機のうち少なくとも一つの圧延機は前記
    作業ロール及び前記中間ロールとをペアーとしてクロス
    させ、ロール間ギャップのプロフィルを変えて板クラウ
    ンを変化し得るようにする圧延機であることを特徴とす
    る熱間圧延設備。
  12. 【請求項１２】請求項第７項において前記作業ロール或
    いは前記中間ロール或いは前記補強ロール、あるいは前
    記作業ロールと前記補強ロールのそれぞれに、パスセン
    ターに対し非対称で、且つ、上下点対称のカーブを付与
    し、該ロールをロール軸方向に移動させてロール間のギ
    ャッププロフィルを変化し得るようにする圧延機である
    ことを特徴とする熱間圧延設備。
  13. 【請求項１３】一対の作業ロール及び補強ロールとを備
    えるとともに該作業ロールに熱間圧延油を散布する装置
    を備えた４段圧延機において、 前記作業ロールを備えた圧延機は前記板材の進行を案内
    するために該板材のパスラインの上下に設けられた通板
    ガイド部材と、前記通板ガイド部材の近傍に設置され該
    通板ガイド部材に案内される熱間板材に対して所望の位
    置まで昇降可能なローラとを備え前記作業ロールに対し
    て熱間圧延油を散布しながら該熱間板材を前記作業ロー
    ル間に導くようにしたことを特徴とする熱間圧延設備。
  14. 【請求項１４】請求項第１３項において、 前記圧延機は前記作業ロール及び前記補強ロールとをペ
    アーとしてクロスさせ、ロール間ギャップのプロフィル
    を変えて板クラウンを変化し得るようにする圧延機であ
    ることを特徴とする熱間圧延設備。
  15. 【請求項１５】熱間板材を圧延する小径作業ロールを供
    えた圧延機であって、 前記圧延機は、該熱間板材が前記小径作業ロールに到達
    する前に該熱間板材を抑える抑えロールを所望の位置に
    下降し、該熱間板材の先端が前記作業ロールに噛み込ま
    れた時に前記抑えロールを上昇させることを特徴とする
    圧延方法。
  16. 【請求項１６】熱間板材を圧延する小径作業ロールと該
    作業ロールに油圧力を与える油圧装置とを供えた圧延機
    であって、 前記圧延機は、該熱間板材が前記小径作業ロールに到達
    する前に該熱間板材を抑える抑えロールを所望の位置に
    下降し、該熱間板材の先端が前記作業ロールに噛み込ま
    れた時に前記油圧装置により前記作業ロールと中間ロー
    ルとのロール間接触力を増し、前記作業ロールが前記熱
    間板材を噛み込んだ後に前記ローラを上昇させると共に
    前記油圧装置の油圧を通常の値に戻すことを特徴とする
    圧延方法。
  17. 【請求項１７】熱間板材を圧延する小径作業ロールと該
    作業ロールに油圧力を与える油圧装置とを供えた圧延機
    であって、 前記圧延機は前記熱間板材を抑える抑えロールを備え、
    前記抑えロールの直下を通過後、次スタンドに噛み込む
    までの間にスタンド間にて圧延材のループが出来ないよ
    う板道を制限する位置に前記抑えロールはセットされ、
    該板材が該圧延機に噛み込まれた後はスタンド間ルーパ
    動作時に圧延材が該ロールに接触しない位置まで待避す
    ることを特徴とする圧延方法。
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