JPS587363B2 - 形状制御機構を有する圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、金属板を圧延する圧延機、とくに板の形状
制御機構を有する圧延機に関するものである。

金属板をその圧延方向に厚さを一定にする技術はほぼ完
成されたが、幅方向の厚さを一定にする圧延技術、また
は幅方向の厚さは一定でなくてもよいすなわち圧延され
る板の素材が既にもっている幅方向の厚さの不抱一を相
以的に残してもよいが、いわゆる耳のびや中のびが生じ
ないようにする圧延技術は、圧延機の形状制御技術と呼
ばれ、まだ完成の域には達していない。

従来、帯板や厚板を圧延するには、特殊な用途のものと
して６段、１２段、２０段圧延機などを用いる例外があ
るが、そのほとんどは４段圧延機が用いられ、その形状
制御機構としては、ワークロールベンアイング（ＷＲＢ
と以下略称する）機構やバックアップロールペンディン
グ（ＢＵＲＢと以下略称する）機構が用いられて来た。

これらの機構はワークロールやバックアップロールの両
端軸受部に垂直方向の力を作用させてロールを垂直方向
に彎曲させることにより、最終的にはワークロール胴部
の彎曲量を変化させて形状制御を行なうものである。

しかし、これらの方法は、ロール軸部の強度的な限界の
ために、十分な彎曲量変化を起こすことができず、また
彎曲も単一孤状であって、板の耳のびや中のびをＷＲＢ
機構またはＢＵＲＢ機構だけで除去することは不可能で
ある。

従来のタンデム圧延機では、前段圧延機で圧延材の減厚
が行なわれ、後段圧延機では形状制御が主として行なわ
れている。

また単スタンド圧延機によるリバース用延においても、
最終パス附近ではほとんど減厚させず、主として板の形
状改善のためだけのパスが行なわれている。

これらは減厚しながら形状制御も行なうことができる十
分な大きさと複雑なロールクラウンが圧延中に任意に得
られなかッタタめである。

このため、圧延中に板の耳のびや中のびが一たん発生し
、ＷＲＢ機構やＢＵＲＢ機構では除去することができな
くなると、上下のワークロールを近づけたり、遠ざけた
りする圧下率変更制御が必要となり、圧下率変更に伴う
板の圧延方向の厚さ変化をできるだけ少なくするために
、前述したようにタンデム圧延機では後段圧延機で、ま
た単スタンド圧延機では最終パス附近で減厚をほとんど
行なうことなく、形状制御だけを行なう必要があった。

第１１図はＭＫＷミルとして従来公知の形状制御を行な
うことができる圧延機のロール配列を示す。

第１１図において、１０１ａ，１０１ｂは金属板からな
る圧延材１１３を圧延する上、下ワークロール、１０２
ａ，１０２ｂはワークロール１０１ａ，１０１ｂを支え
る上、下バックアップロール、１０４ａ，１０４ｂは上
、下中間ロール１０３ａ，１０３ｂを介して上、下ワー
クロール１０１ａ，１０１ｂにほぼ水平力を加えてこれ
らのワークロール１０１ａ，１０１ｂに水平方向彎曲を
与えるペンディングロールで、これらペンディングロー
ル１０４ａ，１０４ｂのほぼ水平方向の彎曲によって生
ずるワークロール１０１ａ，１０１ｂの垂直方向彎曲を
圧延材１１３の形状制御に利用するものである。

第１２図はゼンジマールミルとして従来公知の形状制御
を行なうことができる圧延機のロール配列を示す。

第１２図において３０１２，２０１ｂは庄延材２１３を
圧延する上、下ワークロール、２０２ａ，２０２ｂはワ
ークロール２０１ａ，２０１ｂを支える上、下それぞれ
３個ずつのバックアップロール、２０３ａ，２０３ｂは
ワークロール２０１ａ，２０１ｂとバックアツプロール
２０２ａ，２０２ｂとの中間に配置されたそれぞれ２個
ずつの中間ロールであり、それぞれのバックアップロー
ル２０２ａ，２０２ｂはロール軸方向に数個に分割され
ており、これらのうちの任意のロールを他のロールより
も強く中間ロール２０３ａ，２０３ｂに押し付けること
により、これら中間ロール２０３ａ，２０３ｂを介して
ワークロール２０１ａ，２０１ｂに局部的な彎曲を附与
して圧延材２１３の形状制御に利用するものである。

しかし、前述した公知の圧延機は、元来これらが特殊鋼
の圧延用として開発された関係上、ワークロール径が非
常に細く、普通鋼の圧延に用いる大径のワークロールに
十分な大きさのロールクラウンを附与するには設備が大
きくなり、高価となる。

また通常の圧延機では、ワークロールの圧延材入口側に
圧延材を正しく導入する入口ガイドが、出口側には圧延
された圧延材を正しく後続の圧延機または巻取機に誘導
する出口ガイドが必要であるが、前述した特殊鋼圧延用
の圧延機では、従来の４段圧延機に用いられている形式
の入口、出口ガイドを使用することができない。

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、従
来の４段圧延機の入口、出口ガイドを活かしながら、普
通鋼圧延用の大径ワークロールに対しても、十分な彎曲
量を附与することができ、また複雑な形状を有する彎曲
曲線をワークロールに附与できる形状制御機構をもった
圧延機を提供することを目的とするものである。

以下この発明を図面に基いて詳述する。

第１図はこの発明の一実施例を示す。

この圧延機は、金属板からなる圧延材１３を圧延する上
、下ワータロール１ａ，１ｂの外側に圧延によって発生
する圧延力を支える上、下バックアップロール２ａ，２
ｂが配設され、上ワークロール１ａと上バックアップロ
ール２ａとの間には中間ロール３ａが設けられている。

中間ロール３ａの圧延材１３人口側および出口側に接し
て前記中間ロール３ａに水平方向彎曲を附与するペンデ
ィングロール４ａ，５ａが設けられている。

これらペンディングロール４ａ，５ａはハウジング６に
固定されたピン５１ａ，５２ａを中心に揺動可能な入口
側、出口側レバー７ａ，９ａの一端部に回転自在に連結
され、これらのレバー７ａ，８ａの他端部が加圧シリン
ダ９ａ，１０ａのピストンにそれぞれ回転自在に連結さ
れ、加圧シリンダ９ａ，９ｂはハウジング６に設けたピ
ン５３に背中合せに固定されている。

なお、第１′図中１５．１６はワークロール１ａ，１ｂ
の圧延材１３人口側、出口側に配設されて圧延材１３を
ガイドする入口側、出口側ガイドである。

さらに第３図に示すように、バックアップロール２ａと
中間ロール３ａｓ中間ロール３ａとワークロール１ａと
は、それぞれオフセット量Ｅ，ｅだけオフセットさせて
ある。

なお、オフセットとは、１対のロール、例えば、上、下
バックアップロールの軸心を結ぶ線上から他のロールの
軸心を離して配置することをいう。

オフセットの方向は第３図に矢印で示した圧延材の進行
方向に対して入口側でも出口側でもよく、オフセットさ
えしていれば、この発明の後述する効果は変らない。

前記バックアップロールの胴部は、第４図に示すように
中央部が大径の太鼓形になっている。

中央部の最大径Ｄ１と胴端の最小径Ｄ２ との差をロー
ルのイニシャルクラウンという。

このイニシャルクラウンは、バックアップロールにだけ
に限られることなく、ワークロールや中間ロールのいず
れかまたはこれら３ロールのうちの２ロール、全部のロ
ールに附与してもよい。

しかし、ここでは説明の簡略化のために、バックアップ
ロールにだけイニシャルクラウンを附与し、ワークロー
ル、中間ロールは円筒ロールにしてある。

第５図は第４図のワークロールが板を圧延してこのロー
ルに圧延力Ｗが作用した時の理想状態を示したもので、
バックアップロールは圧延力Ｗとその反力Ｒとの作用に
よって彎曲するが、中間ロールとの接触面はバックアッ
プロールにイニシャルクラウンが設けられていることに
より水平となり、従って中間ロールおよびワークロール
はともに彎曲せず、幅方向に一定の厚さの板が圧延され
る。

もし、圧延力Ｗが第５図に示した理想状態よりも大きい
場合には、バックアップロールはイニシャルクラウン量
以上に彎曲し、この結果幅方向中央部が厚い厚い板が圧
延され、逆に圧延力が理想状態よりも小さい場合には幅
方向中央部が薄い板が圧延される。

従って圧延力がロールのイニシャルクラウンに見合った
値から外れた時にロールのクラウンを加減して新たな理
想状態を作り出す必要が生じる。

また圧延力分布は各ロール胴長方向の不均一熱膨張や不
均一摩耗等が原因して必ずしも第５図に示す如き等分布
ではなく、この場合のロールクラウンは単一孤状の単純
なものでは対応できず、圧延力の不等分布状況に追従し
て局部的なクラウンの加減が必要となる。

説明を分かり易くすをために、第６図のように圧延力が
作用してもバックアップロールが彎曲せず、一たん中間
ロールがバックアップロールのイニシャルクラウンに沿
って彎曲し、またこれに伴ってワークロールも彎曲する
ものとしてこの発明の原理について説明する。

第８図ａ，ｂにおいて、前述した加圧シリンダ９ａを作
動させレバー７ａを介して入口側ペンディングロール４
ａにより中間ロール３ａを加圧すると、この中間ロール
３ａは同図の１点鎖線のように水平方向に彎曲する。

また出口側ペンディングロール５ａによって加圧すると
、中間口ール３ａは同図の破線に示すように逆の水平方
向に彎曲する。

これらの場合の中間ロール３ａ中央部における水平方向
彎曲量をＥ１，Ｅ２とする。

なお、中間ロール３ａの胴端部の彎曲部は中央部Ｅ１，
Ｅ２の彎曲量に比べて小さいので無視する。

なお、前記彎曲量Ｅ１， Ｅ２は加圧力を加減すること
により、任意の大きさにし得ること勿論である。

第７図において、Ｐはバックアップロール２ａと中間ロ
ール３ａとの胴部両端での接点、Ｐｏは同中央部でのペ
ンディングロールが作用していない時の接点であり、Ｐ
１は中間ロール３ａの中央部がＥ１彎曲した時の接点、
Ｐ２は同Ｅ２彎曲した時の接点である。

又０，００，０１，０２はＰ，ＰＯ，Ｐ１，Ｐ２に対応
する中間ロールの軸芯である。

この第７図から明らかなように、中間ロールに水平方向
彎曲を与えない時の中間ロールの垂直方向彎曲量は、０
とＯ０の垂直方向の差Ｃ。

であるが、水平方向彎曲量Ｅ１，Ｅ２を与えた時の垂直
方向彎曲量は、それぞれ０と０１，０と０２の差Ｃ１，
Ｃ２であり、Ｃ１＝Ｃ０＋△Ｃ１，Ｃ２＝Ｃ０−△Ｃ２
である。

ワークロールは中間ロールに沿って彎曲するので１この
結果ワークロールも前記関係を保ちつつ彎曲し、ここに
１つのイニシャルクラウンＣ０よりも大きなクラウンＣ
１と小さなクラウンＣ２を得ることができ、ワークロー
ルのクラウン可変制御が可能となる。

前述した原理は、バックアップロールにイニシャルクラ
ウンがない場合、すなわち３ロールとも円筒ロールであ
っても成立する。

この場合には胴部中央の径Ｄ１と胴端の径Ｄ２がＤ１＝
Ｄ２になるので胴部両端におけるバックアップロールと
中間ロールとの接点ＰはＰ０と一致し、軸芯ＯはＯ０に
一致する。

この結果、中間ロールに水平方向彎曲を附与しない時の
クラウンＣ０は得られないが、水平方向彎曲を附与した
時のクラウン変化△Ｃ１，△Ｃ２が得られ、この発明の
目的とするクラウン可変制御が可能となる。

第２図に示すように、下ワークロール１ｂと下バックア
ップロール２ｂとの間にも中間ロール３ｂを設け、この
中間ロール３ｂに水平方向彎曲を附与するペンディング
冶一ラ４ｂ，５ｂ，ピン５ｌｂ，５２ｂを中心に揺動な
レバー７ｂ，８ｂおよび加圧シリンダ９ｂ，１０ｂを、
上ワークロール１ａ側とほぼ同様に設けることにより、
上ワークロール１ａと同様に下ワークロール１ｂにもク
ラウン可変制御を行なうことができる。

なお、第２図中の第１図と同符号は実質的に同構成の部
分を示す。

この発明の他の特徴は、各々のロール間のオフセット量
Ｅおよびｅを変化させると、中間ロールの水平方向彎曲
が一定でも、垂直方向彎曲量が変化することである。

この変化は第９図に示すように、オフセット量が小さけ
ればカーブが水平に近くなり、オフセット量が大きけれ
ば立って来る。

この特性を利用することにより、各各のロール寸法、加
圧シリンダの加圧力、加圧レバーのレバー比などの圧延
機諸元を一定にしたままで、広範囲のクラウン可変量が
得られ、形状制御が可能な範囲を著しく拡大することが
できる。

オフセット量を変化させる手段としては、第８図ａに示
すように、中間ロール３ａの軸受１１ａを、ハウジング
６に対する振り分け寸法Ａ，Ｂを相違させて必要組数用
意し、必要に応じて軸受１１ａを交換し、あるいは第８
図ｂに示すようにくさび機構１４と連動させて軸受１２
ａを横移動すなわち第８図ｂのくさび機構１４を抜き挿
しする方向に動かすことにより、軸受１２ａを圧延方向
またはその逆方向に移動させるなどの手段がある。

さらに、第１０図に示すように、多数のペンディングロ
ール４，５を軸方向に分割して設け、例えば第１０図の
矢印のペンディングロール４，５だけを加圧すると、中
間ロール３は第８図のような単一弧状彎曲曲線より複雑
な弧の連続曲線となり、これに伴ってワークロールのク
ラウンむ複雑に変化させることができる。

また加圧するペンディンクロールを任意に選択し、圧延
される板の耳のび、中のびを除去するのに最も効果があ
る位置大きさで、ワークロールに局部的なクラウンを附
与することも可能である。

前述した説明では、説明を簡易化するために、イニシャ
ルクラウン付きのバックアップロールと円筒中間ロール
を用いたものについて主に説明して来たが、この発明は
イニシャルクラウンがどのロールにあっても隣接するロ
ール同士がオフセットしていれば有効であり、またイニ
シャルクラウンがワークロール、中間ロール、バックア
ップロールのうちの２種または全部にあっても、イニシ
ャルクラウンがなくてもよく、さらに第１図、第２図か
ら分かるように上下いずれかのワークロールとバックア
ップロールとの間に中間ロールを設けた５段圧延機、上
下両ワークロールとバックアップロールとの間にそれぞ
れ中間ロールを設けた６段圧延機のいずれにも適用でき
るものである。

以上詳述したようにこの発明は、ワークロール、中間ロ
ールおよびバックアップロールを隣接するロールごとに
オフセットさせ、加圧手段をもった複数のペンディング
ロールを中間ロールの両側に接触させ、中間ロールを水
平方向に加圧彎曲させることによって生ずる中間ロール
の垂直方向の彎曲量をワークロールに伝えることにより
ワークロールにクラウンを加減するようにしたものであ
る。

従ってこの発明によれば、ワークロールに直接作用する
ワークロールクラウン制御機構であるため、従来のＷＲ
Ｂ機構やＢＵＲＢ機構のような口ール軸端部の強度限界
によって大きなクラウン可変量が得られなかったものと
異なり、強力な形状制御を行なうことができる。

また従来の４段圧延機に用いられている出入口ガイド機
構を活しながら、普通鋼圧延用の大径ワークロールに前
述した形状制御を行なうことができる。

さらにペンディングロールを軸方向に分割して多数配置
することにより、圧延される板の形状制御に最も効果的
な位置でワークロールクラウンを変化させることができ
る。

そして圧延される板の形状制御と減厚とを同時にしかも
従来よりも強力に行なうことができるので、形状制御だ
けを行なっていたタンデム圧延機の後段圧延機や単一ス
タンド圧延機の最終パス附近のパスを省略することがで
きて、設備費や圧延コストの引き下げに寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は５段圧延機にこの発明を実施した一例を示す概
略側断面図、第２図は６段圧延機にこの発明を実施した
他例を示す概略側断面図、第３図は前記実施例の上ロー
ル部分の断面説明図、第４図は第３図の■−■線矢視説
明図、第５図は圧延力が加わった場合の第４図に示す部
分の説明図、第６図は同原理説明図、第７図はこの発明
の原理説明用の断面図、第８図ａ，ｂは第１図の■矢視
断面の互に異なった軸受部の一部を示す説明図、第９図
はオフセット量を変えた場合の中間ロール水平彎曲量と
クラウン量との関係図、第１０図はペンディングロール
を多数個にした場合の平面説明図、第１１図、第１２図
は従来の形状制御機構を有する圧延機の互に異なった例
を示すロール部の説明図である。 １ａ，１ｂ……ワークロール、２ａ，２ｂ……バックア
ップロール、３ａ，３ｂ，３……中間ロール、４ａ，４
ｂ，４，５ａ，５ｂ，５……ベンディングロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １対のワークロールと、１対のバックアップロール
   とを備え、上、下少なくとも一方のワークロールとバッ
   クアップロールとの間に中間ロールを介在させた圧延機
   において、前記ワークロール中間ロールおよびバックア
   ップロールを隣接ロールごとにオフセットさせ、加圧手
   段をもった複数のペンディングロールを中間ロールの両
   側に接触させ、中間ロールを水平方向に加圧彎曲させる
   ことにより、ワークロールのクラウンを加減するように
   したことを特徴とする形状制御機構を有する圧延機。 ２ 中間ロールとバックアップロールまたはワークロー
   ルとのオフセット量を可変に、したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の形状制御機構を有する圧延機
   。