JPS5982103A - 圧延方法 - 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、金属の平板を能率良く圧延するようにした圧
延方法に関するものである。

一般に金属平板の圧延をする場合、板厚が比較的厚いと
きには１回の圧延で可能な圧下量または圧下率は圧延機
の伝達可能トルクから制限され、また板厚が薄いときに
は圧延機の板の形状制御が可能な圧延力によって制限さ
れている。

金属の平板圧延は、一般に第１図に示すように２本の相
反する方向に回転する作業ロール１゜２の間に金属ＩＦ
板を通過させることによって行なう。この場合一般に作
業ロール１，２は等径であり、等周速で共に駆動される
。３，４は控えロールである。

ところで作業ロール１，２によって適当な張力を金属平
板に付加しながら作業ロール１，２の周速を昇速にすれ
ば、大幅に圧延力は低下するが駆動トルクは逆に大幅に
増加する。

等周速圧延機から異周速圧延機を容易に得る方法として
は、第２図に示すように各作業ロール１，２にそれぞれ
スピンドル５，６を介して個別に電動機７，８を連結し
て収電動機方式とする。そして等周速圧延の場合には各
作業ロール１，２の周速が同一になるように電動機７゜
８の速度制御を行ないうる。

ところで異周速圧延の場合にこれらの電動機７．８を単
に所定の速度比になるように制御したのでは吹のような
欠点がある。すなわち、電動機７，８の内、高速側の電
動機は通常の電動機どして働くが、低速ｆｉｌ＋の電動
機は制動機としての作用となるので、圧延エネルギはそ
れらの差引外のみしか働かない。従って、従来の圧延機
のように、電動機７，８が同一容量の場合は高速ｆｌＩ
＋の電動機の方が先にトリップして低速側の電動機の容
量をフルに活用できない。また大電力を必要とする比較
的厚板の圧延が不可能となり、さらに大トルクの伝達が
必要な場合はスピンドル５，６の強度不足により圧延不
可能となる欠点があった。

本発明はこのような欠点をもたない昇速圧延を行なうこ
とができるようにした圧延方法を提供するもので、高速
側ロールを駆動する電動機は常に圧延トルクを高速例ロ
ールに与え、低速側ロールを駆動する電動機は、高速側
ロールと低速側ロールとの昇速比が所定のｍより小さい
場合には低速側ロールに圧延トルクを与え、ｍ１記異速
比が所定の値より大きい場合には発電機として回転しか
がら昇速圧延することを特徴とする圧延方法を要旨とす
るものである。

次に本発明の原理を第３図について説明する。

第３図は圧延中の材料に発生する圧延圧力分布を示すも
ので１は上作業ロール、２は下作業ロール、９は圧延材
であり、通常の等速圧延においては中立点は０点にあっ
て、　０点を頂点とするいわゆるフリクションヒルＡ’
　　Ｃ’　Ｂ’　　ができる。この場合の圧延力はＯＡ
’　　Ｃ’　Ｂ’　　Ｏ’　　によって囲まれる面積で
表わされる。

一方、」二下の作業ロール１，２の周速を昇速にした場
合、たとえば下作業ロール２を上作業ロール１よりも〒
くした場合には、中立点は上作業ロール１ではＤ点に移
り、下作業ロール２ではＥ点に移ってフリクションヒル
は八’　　Ｄ’　　Ｅ’Ｂ′となる。従って圧延力はＯ
Ａ’　　Ｄ’　　Ｅ’　Ｂ’　　０’で囲まれる面積で
表わされることになり、等速圧延の場合にくらべて面Ｊ
ｆｉ　Ｄ’　　Ｃ’　　Ｅ’　　で表わされる圧延力が
減少することになる。

第３図に示すフリクションヒルＡ’　Ｃ’　Ｂ’　の大
きさは、圧延条件で大幅に変化するもので、圧延条件と
圧延力および圧延トルクとの関係を示したものが第４図
である。

第４図において」一方の図の縦軸は圧延力を表わし、下
方の図のＭ軸は圧延トルクを表わしている。また■。は
低速側ロールの周速、■、は高速ＩＩ！ＩＩロールの周
速で、横軸のＶ、／Ｖ、は２本の作業ロール１，２の速
度比を表わしている。そして点線で示すスケジュールＩ
は板厚が比較的厚く。

フリクションヒルが小さく、圧延トルクが大きい圧延ス
ケジュールであり、実線で示すスケジュール口は板厚が
薄く、フリクションヒルが大きく、圧延トルクの小さい
スケジュールである。

またＴｏは、第２図に示す従来の収電動機方式の圧延機
の作業ロール１本当りの最大トルクであって、上下の作
業ロールに対して同一容量の電動機がついている場合に
は、上下の作業ロールとも最大駆動トルクはそれぞれ丁
。である。

第４図において、実線で示すスケジュール■の板厚が薄
く、フリクションヒルが大きく、圧延トルクの小さい場
合については、従来のように第２図の電動機７．８が同
一の容量Ｗｏであると、作業ロール１．２を昇速にでき
る限界は高速側の作業ロールトルクがＴＡに達したとき
で、その時の圧延力減少効果はＰ。からＰＡに減少する
。

これを両方の電動ａｔ！７．８の総和の容量は等しいが
、高速側の電動機の容量Ｗ、を低速側の電動機の容量Ｗ
、より大きくする、すなわちｗ、＞ｗ、、　　ｗ、＋ｗ
、＝２ｗＩｌとすると、トルクはＴＢまで増すことがで
きるので、圧延力減少効果もさらにＰＢまで増大できる
。

一方、このようにすると低速側の電動機のトルクはＴ′
ＡからＴ′Ｂへと負の値で増大し、より大きな発電を行
なうことができることになるので省エネルギの観点から
電力回収が重要な要素となる。

すなわち、高速側の電動機では常に圧延トルクを高速側
ロールに与え、低速側の電動機では昇速比が所定の値よ
り小さい場合には低速側口−ルに圧延トルクを与え、昇
速比が所定の値より大きい場合には発電機として作用さ
せつつ圧延を行うことが好ましい。

本発明はこのような原理を利用したもので、本発明の方
法を実現するための圧延装置の一実施例を第５図につい
て説明すると、２本の作業ロール１，２をそれぞれスピ
ンドル５，６を介して電動機７，８によって個別に駆動
して作業ロール１，２の周速が異になるように作業ロー
ル１問を高速にし、高周速作業ロール１制に連結されて
いる電動機７の容量を低周速作業ロール２に連結されて
いる電動機８の容量よりも大容量にし、電動機８で発電
された電力を回収し、電動機７に電力を供給する装置１
ｏを設けたものである。なお第５図に示した実施例にお
いては作業ロール１，２と電動機７，８とをスピンドル
５，６によってそれぞれ直結した構成になっているが、
電動機７，８と作業ロール１，２との間に減速機を挿入
して連結してもよく、また控えロール３，４をそれぞれ
電動機に連結し、控えロール３，４を介して作業ロール
１，２を駆動するいわゆる控えロール駆動方式にしても
よい。

このような第１の発明の装置について第４図のスケジュ
ール１の場合を考えると、スケジュールＩはむしろ電動
機７，８の容量に大小の差をつけない方が有利になる場
合である。すなわち電動機７，８が等容量の場合は圧延
可能であるが、最大トルクがそれぞれＴ、　、　Ｔ、に
なるように選ぶと、低周速側はトルクがＴ。になるまで
周速比Ｖ、／Ｖ、を」：げなければ電動機がトリップし
てしまい、一方晶周速側は逆にトルクがＴｌ）以丁まで
しか周速比を上げられない。従って圧延不可能となる。

このような圧延スケジュールに対処するための圧延装置
の例を第６図について説明する。第６図において第５図
と同一符号は同一部分を示しており、異なる点は作業ロ
ール１，２とスピンドル５．６との間に切替歯車式速度
同調装置１２を設けたことと、この切替歯車式速度同調
装置１２がその機能を発揮するときは電動機７は回転数
制御をし、電動機８は電流制御をするのが望ましいので
、これらの制御を行なう制御装置１］がイづ加されてい
る。

第７図及び第８図は切替歯車式速度同調装置１２の詳細
を示すもので、シャフト１３の一方は第６図のスピンド
ル５に連結され、他方は作業ロール１に連結されている
。またシャフト１６はスピンドル６と作業ロール２とに
連結されている。

１４．１５は歯車であって、歯車１４はシャフト１３に
固定されており、歯車１５はシャフト１６に対して回転
自在に嵌められていて、歯車１４と歯車１５とは常に噛
み合っている。

υｔ＋１ｆ１５の−１１１１には小径の歯車１９が一体
に設けてあって、この歯車１９と同怪、同一ピッチの歯
ｍ１７が歯車１９と並ぶようにシャフト１６に固定され
ている。１８は内歯歯車であって歯車１７と噛み合うと
共に左右に摺動できるようになっている。

第７図に示す状態では内歯歯車１８は歯車１９とは口内
み合っていないので、シャフト１３とシャフト１６とは
互に自由に回転できる状態になっていて第５図に示した
装置と同じ機能を発揮する。ところが内歯歯車１８を第
７図及び第８図の右に移動して内歯歯車１８が歯車１７
に哨み合ったまま歯１１ｔ１９にも噛み合わせると、シ
ャフト１３．１６の回転は互に抱束されることになる。

この場合は電動機７，８は両者の合計出力まで最大に使
用でき、有効に活用することができる。

次に本発明を実施するための圧延装置の他の例について
説明する。

第４図かられかるように、昇速圧延を行なうと１本の作
業ロールにかかるトルクは、従来の等速圧延の場合のト
ルクの数倍に達することもある。このため駆動軸系、特
にスピンドル系の強度上からの伝達トルクが限界となる
。

本例は駆動軸系のトルクを軽減するものでその一例を第
１０図について説明すると、控えロール３，４にそれぞ
れスピンドル２０　、２１を介して電動機２２　、２３
を連結して控えロール３，４も駆動するようにしたもの
である。この場合、電動機７，８は作業ロール１，２の
周速を制御するように回転数制御を行ない、電動機２２
　、２３は電動機７，８の出ツノが一定となるように電
流制御を行なう。この場合にも電力回収を行なう。上記
の回転数制御、電流制御および電ノ１回収は、制御装置
２４によって制御する。

本発明を実施するための更に他の例は同じく駆動軸系の
トルクを軽減するものである。第４図かられかるように
、昇速圧延を行なうと１本の作業ロールにかかるトルク
は従来の等速圧延の場合のトルクの数倍に達することも
ある。このため駆動軸系の強度上からの伝達トルクが限
界となる。

第１０図に示す圧延装置の運転の仕方の他の例を説明す
ると、作業ロール１はスピンドル５を介して電動機７よ
り送られてくる動力とスピンドル２０および控えロール
３を介して電動機２２より送られてくる動ノｌとによっ
て駆動される。すなわち、作業ロール１を駆動するに必
要な動力を供給すべき電動機の容量は電動機７の容量と
電動機２２の容量との和である。同様に作業ロール２を
駆動するに必要な動力を供給すべき電動機の容量は電動
機８の容量と電動機２３の容量との和である。このよう
なことから、昇速圧延において作業ロール１ど２の駆動
トルクに犬ぎな差が生じ、配置する電動機の容量に大小
の差をつける場合は、電動機７の容量と電動機２２の容
量との和と電動機８の容量と電動機２３の容量との和に
大小の差を付ける。これにより、作業ロール１，２のス
ピンドル２０．２１および電動機７８を、従来の圧延機
のごとく等強度または等容量のまま、控えロール３，４
のスピンドル２０゜２１および電動［２２，２３の強度
または容量に大小の差をつけることにより電動機の総容
量を変更しないで大きな駆動トルクを各作業ロールにが
えることができる。

本発明の方法は従来の圧延機の機構や電動機の総容量を
変更しないで圧延力を大幅に低減できるため、圧延パス
回数の減少、省エネルギ、作業ロール摩耗量の減少、圧
延製品の精度向」ニをはかることが可能となり、控えロ
ールも作業ロールと同時に駆動することによって大きな
トルクを伝達することもできる特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属平板の圧延状態を示す側面図、第２図は従
来装置の斜視図、第３図は圧延圧力分布を示すグラフ、
第４図は昇速圧延の場合における圧延力とトルクとを示
すグラフ、第５図は本発明の圧延方法を実施するための
圧延装置の一例の説明図、第６図は本発明の圧延方法を
実施するための圧延装置の他の例の説明図、第７図は第
６図における切替歯車式速度同調装置の拡大断面図、第
８図は第６図における切替歯車式速度同調装置の拡大斜
視図、第９図は第８図のブロックの拡大斜視図、第１０
図は本発明の圧延方法を実施するための圧延装置の更に
他の例の説明図である。 １．２・・・作業ロール、３，４・・・控えロール、５
．６・・・スピンドル、７，８．２２．２３・・・電動
機、１２・・・切替歯車式速度同調装置、１４．１５．
１７．１９・・・歯車、１８・・・内歯歯車。 特　　許　　出　　願　　人 石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■）一対の作業ロールと該作業ロールをバックアップす
   る控えロールを有する圧延機において、高速ｍ１０−ル
   を駆動する電動機は常に圧延トルクを高速側ロールに与
   え、低速側ロールを駆動する電動機は、高速側ロールと
   低速０！１０−ルとの昇速比が所定のｆ市より小さい場
   合には低速側ロールに圧延トルクを与え、１ｉｉＩ記異
   速比が所定の値より大きい場合には発電機として回転し
   ながら昇速圧延することを特徴とする圧延方法。