JPS591006A - 圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は作業ロールを軸方向に移動する板状材料の圧延
機、特に熱間圧延における作業ロールの摩耗曲線の平滑
化を図った作業ロール移動式圧延機に関する。

板用熱間圧延機として代表的なものに連続式ホットタン
デムストリップミルがあシ、仁れは通常６〜７台の圧延
機によって構成される。そして、材料は、入側で板厚３
０〜５０ｗＲのものが、出側で２〜１２閣程度に圧延さ
れる。板幅は９００〜２０００ｍのものが多い。このホ
ットタンデムストリップミルの出側の圧延機で°は、板
厚が薄く、かつ温度の低い材料を圧延することＫなシ、
ロールと材料との間では、スリップ現象が生じ、圧延中
、ロール表面が摩耗し易い。

例えば板用熱間圧延機の作業ロールは、１コイル（約１
５−程度）を圧延処理する毎に、板通過部に約２〜３μ
／径程度の摩耗を生じる。

第１図にその摩耗状況を示している。即ち、作業ロール
４，５における熱間材３の圧延部分は、ロール摩耗部２
として示したように、初期表面１に対して凹形状に摩耗
する。なお、６．７は補強ロールである。

従来、上記のような摩耗が生ずるため、一対の作業ロー
ルによって８０〜１００コイル圧延した後、その作業ロ
ールを圧延機から取シ出し、ロール表面を改削している
。

一般にこの改削量は４００〜５００μ／径程度必要であ
シ、ロール組替ピッチは３〜４時間毎である。

なお、ロール摩耗の発生は、材料と直接接触する作業ロ
ールに著しく、作業ロールを支持する補強ロールの摩耗
は少ない。この補強ロールの組替えは通常１０〜１５日
毎に行なわれる。

このように、ロールが摩耗すると、例えば４段圧延機で
は、作業日−ル４，５と１．これを支持する補強ロール
６．７との接触部ａでの接触応力が高くなり、この部分
の転勤疲労破壊によシ、長時間の運転が不可能となる。

ところで、多用される作業ロールの径は約７００河であ
シ、約１６００ｍの補強ロールと比べて軽量で組替え易
い。一方、補強ロールは重量が大きく、その組替えには
多大な労力を要するので、できるだけ組替周期を延長す
ることが望まれる。

通常、補強ロールの摩耗は作業ロールとの転勤摩耗によ
シ生ずるが、この量は少なく、１０〜１５日使用で約０
．１　ｍ　／径以下である。このように、補強ロールの
摩耗は少ないにも拘らず、組替えを必要とする理由は、
ロール表面に転勤疲労層が生じ、組替えることなく使用
した場合は、スポーリングと呼ばれる数十鰭に及ぶ深さ
の貝殻状の表面剥離現象を生じ、高価な補強ロールの再
改削使用を不可能にしてしまうためである。

ところで、作業ロールは上述したように短時間で組替え
るので、ロール間接触応力が高くなってもスポーリング
疲労の問題は生じないが、補強ロールは改削周期が長い
ので、このスポーリング寿命が問題となる。即ち、ロー
ル摩耗がなければ、ロール間接触応力は通常１００〜１
２０Ｋｙ／ｍ”程度で弾性限界以内で疲労の問題は生じ
ない（補強ロール材質は高クロム炭素鋼で疲労限界は接
触応力で約１３０　Ｋｇ／　ｔｒａｎ”　）。

然るに第１図に示すように、作業ロール４，５に段状の
摩耗が生ずると、摩耗境界部（ｂ、で示す部分）での接
触応力は１５０〜１８０Ｋｔ／ｗｓ”に達し疲労限を越
えるので、前述したように補強ロール７．８は１０〜−
１５日毎に組替えられ、表面疲労層の除去のため０．５
〜１．０ｍ＋／径の改削が必要となる。

また、四−ル摩耗カーブが第１図に示すように段状にな
ると、板３が多少でもロール中心からずれた場合、その
段状部すによって、板も段付形状になシ問題である。

従って、第２図に示すように、上下作業ロール４．５を
、圧延材３の中心に関し上下で点対称的に、即ち矢印Ａ
、Ａ’の方向に移動し、ロール摩耗の分散化を図る方法
が考え′られる。

即ち、上のロール４に関してみれば、ロールの表面１は
初めの圧延により摩耗して表面２人の状態となる。ここ
で作業ロール４を矢印Ａ方向にｄｓｓだけ移動する。次
に、この状態で圧延した後の摩耗によシ表面又の状態と
なるが、ここで同上のようにさらにｄＳｍだけ動かし、
このようにして、ある圧延量毎にロールを動かしてゆく
ものである。

ところが、ロールを移動した場合、圧延材３と接触する
ロール４０表面は、その圧延材３から遠ざかる側ではほ
ぼ平らになるが、圧延材に接近する側では模式的に図２
の８部に示すように階段状に摩耗する。もつとも実際に
は圧延材１本毎の摩耗は少なく、かつロールを１本動か
す場合はこの部分が傾斜状になる。

この摩耗の進行は下側ロール５についても、板３の中心
に対し点対称的に同じように生ずる。

なお、通常製品としては平坦な板が求められるが、第２
図に示すものでは、ロールの表面形状がロール移動量よ
って全く移動しない場合に比べて滑らかな摩耗状況とな
るものの、製品品質の点では板幅端が薄くなシ製品品質
的に問題がある。

但し、ロール間接触応力に関しては、第１図に示すもの
に対し大幅な低減が得られる。日−ル移動によるロール
間接触応力の低下は、コイル１本圧延毎のロール摩耗量
δ几に対する移動量ｄＳの比δＲ／ｄｓが小さい程、大
となる。即ち、ロール摩耗量δ几は、はぼ固有的なもの
であるから、ロール移動量を大にすることが望ましい。

しかるに、ロール移動量を木にすること九対してはロー
ルの有効胴長の関係で問題がある。

以上の点からロール移動量とロール間接触応力の関係を
求めたところ、第３図に示すように、１〜２ｔｔａｓ程
度の移動時に接触応力が小さいことが認められた。

本発明は、以上の知見に基づいてなされたもので、ロー
ル移動によって板幅方向に追い込まれる側のロール摩耗
が傾斜状に発生し、製品品質に悪影響を及ぼすことを防
止できる圧延機を提供することを目的とする。

即ち、本発明は、板の中心に点対称的にロール端にテー
パを形成するものである。さらに、このロール端のテー
パ量を、ロール移動に対するロール摩耗量に等しいもの
にして、ロールが移動された例でほぼ直線的なロール摩
耗曲線を形成し、製品品質を向上するものである。

詳しくいえば、圧延機としてのコイル１本毎の摩耗δＢ
＝３μ／径とし、これに対応するロール移動量ｄ５を１
＋ｍにすれば、第３図より明らかな如く、ロール間接触
応力がロール摩耗によシ増加しないので、ロール端のテ
ーパは３μ／　１　ｖｅｘｓ　＝　３×１０１程度にし
ておくものである。

なお、作業ロール組替周期を、コイル圧延本数１００本
とすれば、全ロール移動量は１００ａ＋である。

但し、これはロール摩耗がない場合のロール間接触応力
１２０Ｋｙ／ｗｘ”　、１コイル毎のロール摩耗量δＲ
＝３μ／径の条件で、１ｏｏコイル圧延した後でのロー
ル間接触応力をｄｉ９の関数として求めたものである。

コイル１本毎のロール移動量ｄ８＝ｏのときは第３図に
示すように、最終のロール間接触応力はＳ　ｃ　＝　１
８０　Ｋｙ／　ｍ”　　と大きくなシ、これはｄｓを大
にしてゆくと急激に減少する。しかし、ｄｓ＝１ｍ程度
からＳｃの減少は少なくなシ、ロールが殆ど摩耗しない
場合のＳ　ｃ　＝　１２０Ｋｇ／ｍ″に近いものとなる
。

以上のように、通常のホラトス）　ＩＪツブ圧延機での
ロール移動量／コイル毎＝ｄｉ９は約１ｍ以上であれば
ロール間接触応力８ｃを増加させず、スポーリングの問
題を解消できる。また、作業ロール組替周期を圧延本数
１００本とすれば、ロール全移動量は１００ｍ程度で問
題ない。

以上の点から、本発明はロール移動によるロール間接触
応力を低減すると同時に、ロールを移動することによυ
発生する板断面形状変化の問題を解消し、理想的な圧延
機を確立するものである。

以下、本発明の一実施例を第４図〜第６図を参照して説
明する。

第４図は上下作業ロール１１，１２４Ｃよる圧延材１０
の圧延状況を示す。

上下ロール１１．１２は圧延材１０に対し、通常圧延前
に各々軸方向（Ｂ、Ｂ’力方向に対象的に移動され、所
定の位置に設定される。この両ロールの端部には圧延材
１０の中心に対し点対称的にテーパ部１３，１４から夫
々形成しである。

しかして、圧延の進行に伴って例えば上作業ロール２２
は第５図に仮想線で示すように、次第に摩耗してゆく。

初めの圧延では仮想線部イの部分が摩耗する。そこでそ
の後ロールをｄｉ９だけＢ方向に移動させる。ロール、
摩耗とロール移動が順次進行し、ロールは仮想線口、ノ
・で示すように摩耗してゆく。このように圧延材１０か
ら遠ざかる側テハテーパ状に摩耗するがロール１１のテ
ーパ部１３は、ロール摩耗量δＲ／ｄＳにほぼ等しく設
定シであることから、そのテーパ部１３がロール移動に
よシ摩耗した後はｉｔぼ直線状となる。

また、下作業ロール１２においても、板中心に対してテ
ーパ部１４が点対称的に直線状に摩耗し、これによって
圧延材１０は上下ロールともほぼ、最初のロール表面と
同一形を保持した状態で圧延でき、製品の断面形状も変
化することがない。

なお、第４図では、最初の圧延における圧延材１０とロ
ールテーパ間始点１５．１６とを一致させたものを示し
たが、必ずしも一致させなくても前記同様の効果が得ら
れる。

特に、板端での厚み減少、即ちエツジドロップといわれ
る不具合現象を防止するためには、第６図に示すように
、最初、板幅端をテーパ部１３゜１４に合せて圧延語始
し、以下第５図に示すように圧延してゆけば、初めに設
けてあったローラのテーパ形状を保持しながら圧延でき
るので、常時、エツジドロップ防止効果を保持しながら
圧延できるものとなる。

また、本発明は４本ロールの圧延機は勿論、中間ロール
を有する６段型の圧延機等の多段圧延機についても適用
できることはいうまでもない。

さらに、前記実施例では、初期ロールのテーパ部形状を
直線勾配としたが、これに限らず、各種の曲線、例えば
２次曲線等としてもよい。即ち、このような曲線テーパ
とした場合は、圧延本数をロール移動量に対して２次曲
線的に増加する場合に１テ一パ部を直線的摩耗カーブと
するうえで好適する。この場合にも、前記同様の効果は
得られることは勿論である。このように、テーバ部の形
状は種々応用可能である。

また、前記実施例ではロールコイル１本毎に移動したが
、コイル１本毎の摩耗量は小さいため、実際上はコイル
２本毎、あるいはこれ以上に設定することもできる。

さらに、１回毎のロール移動距離についても、全移動ス
トロークを等分し、最終でフルストロークとなる方法の
他、全ストロークを粗分して、複数回往復することによ
シ全摩耗葺に対応させることも可能である。

以上のように、本発明によれば、作業ロール組替周期内
に作業ロールを移動することによシ、ロール間接触応力
を減少し、特に補強ロール表面疲労寿命を延長し、ロー
ル組替え周期を従来の数倍に延長することができると共
に、圧延機の断面形状をロール摩耗がない、つまシロー
ル組替え後１木目と同一形状で全コイル本数を圧延でき
、製品品質の維持も図れ、信頼性の高い圧延が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の圧延機のロールを示す概略
構成図、第３図はその特性線図、第４図〜第５図は本発
明の−、実施例を示すもので、第４図は圧延初期状態を
示す概略構成図、第５図は作用を示す拡大図、第１図は
作業を示す概略図である。 １０・・・圧延材、１１．１２・・・作業ロール、１３
’。 奉　ｌ　図 箒　２　目 ρ　　　　σ・Ｉ　　　　／　　　　　１５　　　２０
−ルオシ＃ｆ／コインレｘｉｊ（＊＠）第　４　目 第　Ｓ　　目 奉　６　ａ ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対の作業ロールを板幅中心に対して軸方向に相互
   に対称的に移動可能とした作業ロール移動式圧延機にお
   いて、前記各作業ロールの端部に互いに対称的な片テー
   パ部を形成し、繰り返えされる圧延本数によるロール摩
   耗に対応して上記片テーパ部を圧延材の板幅内方向に移
   動させることにより所定のロール摩耗曲線を得るものと
   したことを特徴とする作業ロール移動式圧延機。