JPS6010803B2 - 圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属材料の圧延機に関するもので、その目的と
するところは圧延製品の板クラウンを広範囲に制御でき
る圧延機を提供するにある。

たとえば鉄鋼のような金属材料の圧延においては大きな
圧延荷重が作用するから圧延ロールに捺みを生ずると共
にロール表面は扇平となり、さらに被圧延材エッジ部に
幅拡がりを生じ、従って圧延された板材はその幅方向に
おける厚さ分布が、第１図に示すように中央部が最も厚
くエッジ部に近ずくにつれて薄くなる。特にエッジ部で
は急激に板厚が減少する。これが現行の圧延法において
発生する板クラウンであるが「最終圧延製品にこのよう
な板クラウンがあると製品品質、歩留りの点から好まし
くない。第１図において、Ｂは板幅、ｔＭは板幅方向中
央部の厚さ、ｔＥはエッジ部の厚さである。

圧延の中間工程において前記したような板クラウンが生
ずると、そのクラウンが大きな場合は後の圧延工程で修
正しようとしても板材に波形状を生じ、圧延作業が困難
となる。このような場合、圧延された板材は板厚分布形
状共に不良である。従来、板圧延において板クラウンを
減少あるいは制御する方法として■予めロール胴部にバ
レル状のクラウンを与えておく方法、■油圧シリンダ等
によって上、下ロールにコンペツクス或いはコンケイブ
なたわみを与える、いわゆるロールペンディング作用に
よる方法、■前記■■を組合せたもの等が一般的に実用
化されている。しかしながらこれら従来の板クラウンを
減少、制御する方法には夫々問題点がある。すなわち、
■のロール服部にバレル状のクラウンを予め付与してお
く方法を探る場合、圧延材の変形抵抗がイｂ学成分、温
度等によって変化すること、板幅が種々変化すること、
ロールの熱膨脹、摩耗によりロールの形状が変化するこ
と等のために種々の圧延条件に対し適正なクラウンを予
めロールに付与することは実際上不可能である。

さらに板波等を発生させることないこ、つまり良好な板
形状を維持しながら板クラウンを変化させ減少させるこ
とは極めて困難である。■のロールペンディング装置に
より上、下ロールにコンペックス或はコンケイブな榛み
を与え板クラウンの変化させる方法の場合、ロールネッ
ク部の強度、ベアリングの寿命等の点から現状の圧延機
ではあまり強力な曲げ力を適用することができない。

また作業ロールと補強ロールはほぼロール全胴長にわた
って接触しており、圧延材板中より外側では作業ロール
は補強ロールによって余分な曲げモーメントを受けてい
るため作業ロールのペンディング効果がそれだけ低減さ
れている。前記のような理由から作業ロールペンディン
グ効果は板端部近傍には現われるが板幅中央部までその
効果を得ることはできない。■の前記■、■の方法を絹
合せた方法でも、前記■の方法の場合の説明において述
べたように、圧延材の変形抵抗の変動、板幅の変動なら
びにロールの熱岬彰眼や摩耗による板クラウン変化を吸
収できるほどの板クラウン減少制御効果はもたらされな
い。

本発明は、上に述べた従来の板クラウン減少制御法にお
ける問題点を解消した、板圧延における板クラウン減少
制御を効果的に行なうことができる圧延機を得ることを
目的としてなされたもので、その特徴とするところは、
上下一対の作業ロールに接する中間ロールまたは補強ロ
ールに凸状のロールクラウンを付与し、圧延全板中サイ
ズに対して効果的な板クラウン減少制御を行ない得るよ
うにした圧延機、及び前記した圧延機にロールペンディ
ング装置を配設し、圧延材の形状及び板クラウン制御を
行ない得るよう構成した圧延機にある。

以下に本発明の圧延機を詳細に説明する。

板圧延において上、下作業ロールによって被圧延材が圧
延されるとき、圧延荷重すなわちロール分離力によって
ロールは上下方向に操む。このとき被圧延材は第１図に
示すような板中方向の板厚分布となるように圧延され、
板クラウンが生ずる。この板クラウンを減少あるいは制
御するために例えば第２図に示すように、作業ロール１
，１′の胴長よりも補強ロール２，２′の胴長を短かく
して補強ロールとの接触荷重による曲げモーメントによ
って作業ロールが変形しその両端で圧延材３を過度に圧
延するのを大中に防ぐ。またロールベンデイング力４，
４′によるロールベソデイング効果も作業ロールの端部
が拘束されていないため顕著であることは例えば特願昭
４９−槌２０ｙ号、袴願昭５０−１８８６４号などでも
明らかである。しかしながら被圧延材の板中は種々変化
する場合が多く、いずれの板中に対しても上述のような
効果が得られるかどうかが問題である。第３図は鋼帯の
熱間圧延における板中スケジュールの例でコフインスケ
ジユールと言われているものであるが、これらの各板中
に対して第２図に示した場合について補強ロールの有効
ロール胴長（し）を種々変える方法を熱間鋼帯圧延の仕
上第４スタンドにおいて実施し板クラウン減少効果を検
討した。その結果を第４図に示す。第４図の横軸６は第
２図に示した有効ロール胴長（Ｌ′）端部と被圧延材端
部との位置関係を示すもので６が正の場合は板端部より
有効ロール胴長端部の方が外側に位置し、負の場合はそ
の逆である。縦軸はそのときの板クラウン値Ｃｒを示す
。いずれの板中の場合も有効ロール胴長（し）は小さい
方が板クラウンは減少する。あまり小さくすると当然の
ことながら被圧延材に中伸びが発生したり作業ロールと
補強ロール間の接触応力、いわゆるヘルツ応力が増大し
、スポーリングが発生し易くなる。したがって最小の有
効ロール胴長（Ｌ）は中伸び限界、及びスポーリング限
界等によって規制されるわけであるが、これらの限界に
よって規制される最小の有効ロール胴長（Ｌ）は当然の
ことながら板圧延材の板中が広いほど大きくなる。各種
板中を圧延する場合、板クラウン減少効果の立場から有
効ロール胴長（Ｌ）は小さい方が有利でありさらに〇ー
ルベンデイング効果も大きくなるが、上述のように中伸
び限界及びスポーＩＪング限界の規制からミル仕様の最
大板中の圧延における中伸び限界及びスポーリング限界
によって有効ロール胴長（Ｌ）は決定されることになる
。

したがって第５図に従来の４段圧延機の場合との比較に
おいて示すように最大板中に対しては板クラウン減少効
果ならびにロールペンディング効果は顕著であるが被圧
延材の板中が狭くなるとそれらの効果が減少してしまう
ことを確認した。ここでロールペンディング効果はロー
ルペンディング力が片側チョックに１０伽ｏｎ作用した
ときの板クラウン変化量を示す。第５図の実施例ではミ
ル仕様の被圧延材板中は３フィートから６フィートであ
り、６フィート材の圧延条件で規制される有効ロール胴
長（Ｌ′）は１２５７肋であった。

そこで本発明者らはこの板中に対する適応性が悪いとい
う問題点を解決するためさらに研究を進めこの発明を完
成した。

すなわち作業ロールに接する中間ロールまたは補強ロー
ルに凸状のロールクラウンを付与することを発明した。
従来の４段圧延機の補強ロールにはロールの摩耗形態な
どを考慮して凸状のクラウンを付与しているがその大き
さはロール直径で高々０．２胸程度であるが本発明の場
合は前述のような目的のため少なくともロール直径で１
．０脚以上、好ましくは２．仇肌程度の凸状のロールク
ラウンを付与することにある。

ロールクラウンの形状は第６図に例示するように凸状と
なる直線ｂ、サインカーブｃ、放物線ｄなどの種々の形
状を付与できるが、好ましくは図中ｅのように被圧延材
の最大板中の圧延条件において中伸び限界及びスポーリ
ング限界のいずれかで規制される有効ロール胴長（Ｌ）
（実施例では熱闇鋼帯圧延の仕上第１スタンド圧延にお
いて板中が３フィートから７フィート範囲を圧延すると
きの有効ロール胴長Ｌ′＝５フィート）の位置にロール
クラウンを付与すると、第７図に示す圧延中での援舷長
さ、すなわち実質有効ロール胴長（Ｌ″）ならびに第８
図に示す板クラウン特性から最も効果的であることを確
認した。

さらに作業ロールのロールペンディング効果に対して検
討を行ない第９図のような結果を得た。

これより凸状のロールクラウンをロール胴長全長にわた
って付与する場合は、ロールペンディング効果は凸状ロ
ールクラウンの形状によって異なり、従釆の４段圧延機
よりいずれの場合も優れてはいるが、大中な効果の違い
は認められない。この理由は次のように考えられる。す
なわちロールペンディング力を作用させるとロールが鏡
み、それによって実質有効ロール胴長（Ｌ″）が増加す
るために、ロールペンディングによる板クラウン減少効
果がかなり相殺されるためである。第９図からも明らか
なように、最大圧延中によって規制される有効ロール胴
長（し）の位置に凸状のクラウンを付与した場合がロー
ルペンディング効果の点からも効果的であることを確認
した。本発明は基本的には上述のように凸状のロールク
ラウンを付与することにあるが、好ましくは第６図ｅに
示したようなロールクラウン形状が本発明の目的に最も
適合したものといえる。このように本発明の圧延機によ
れば、ミル仕様に対応して決まる圧延板製品の板中の最
小値、最大値の範囲の圧延を行なうとき作業ロールに接
する中間ロール又は補強ロールに凸状のロールクラウン
を付与することによって各板中に対して効果的な板クラ
ウン減少効果を得ることができると共にロールペンディ
ングによる板クラウン制御効果も顕著となる。

本発明は以上述べたように礎成し、かつ形用せしめるよ
うにしたから極めて低コストでかつ既存の圧延機にもそ
のまま適用でき、大きな板クラウン減少効果及び制御効
果をもたらし、圧延歩留り及び圧延生産性の面から大き
な経済効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラウンのある板の断面を示す図、第２図は補
強ロールに段を付けて有効ロール胴長（Ｌ′）を作業ロ
ールより短かくした圧延機の例を示す図、第３図は実施
例における板中スケジュールを示す図、第４図は第２図
の圧延機でＬ，′ｉＬ′の条件での実施例で有効ロール
胴長を種々変えた場合の各板中に対する板クラウン及び
スポーリング限界、中伸び限界を示す図、第５図は第４
図の実施例で各板中についての従来の４段圧延機で得ら
れる板クラウンに対する板クラウン減少量及びロールペ
ンディング効果量を示す図、第６図は本発明の補強ロー
ルに凸状の各種形状のロールクラウンを付与した実施を
示す図、第７図は本発明の圧延機で各種板中に対する圧
延過程での実質有効ロール胴長（Ｌ″）を示す図、第８
図は本発明の圧延機で得られる各種板中に対する板クラ
ウンを示す図、第９図は本発明の圧延機での実施例で各
種板中に対するロールペンディング効果を示す図である
。 第４図において、実施例は熱間鋼帯の仕上圧延における
第４スタンド‘こ適用した場合である。第５図において
ロールペンディング効果量は作業ロールペンディング力
を片側チョツクに１０中ｏｎ作用させたときの板クラウ
ン変化量で示したものである。第６図において本発明の
実施例はｂ直線による凸形状、ｃロール胴長全長にＳｉ
ｎカーブ、ｄ放物線カーブ、ｅミル仕様最大中（７フィ
ート）の圧延条件で規制される有効ロール胴長（Ｌ＝５
フィート）上に放物線カーブを付与した場合である。第
７図の実質有効ロール胴長は圧延荷重が作用していると
きの凸状ロールクラウンを付与したロ−ルと作業ロール
との接触長さを示す。第７図、第８図、第９図において
記号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは第６図に示すそれぞれの凸状
ロールクラウン形状を示す。１，１′：作業ロール、２
，２′：補強ロール、３：圧延材、４，４′：ペンディ
ング力。 多／図 髪２図 多Ｊ図 多４蟹 象夕図 第５図 多７図 多グ欧 努タ蟹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 作業ロールのベンデイング装置と、作業ロールの少
   なくとも一母線に接する胴長を、作業ロールの胴長より
   も短かいかつ圧延機仕様における最大板幅の圧延板の圧
   延における中伸び限界およびスポーリング限界以上の値
   をとる、有効ロール胴長（Ｌ′）端部と圧延機材端部と
   の位置関係（δ）をとる寸法とするとともに、前記作業
   ロールの少なくとも一母線に接する胴部に、ロール直径
   で、１．０ｍｍ以上の凸状大クラウンを付した支持ロー
   ルを有することを特徴とする圧延機。