JPS605364B2 - クラスタ−圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の目的は、生産性を向上しそして圧延製品の平坦
度を向上する目的で、常温金属圧延機の構造を改良する
ことである。

圧延機の最も早く知られた形は２段圧延機である。

この形式の圧延機はある分野で、特に圧延すべき材料が
熱間圧延の場合のように比較的柔らかい場合、なおよく
使用されている。常温金属のような堅い材料が圧延され
るとき、２段圧延機は事実上もはや使用されない。とい
うのは、常温圧延のロール分離力によく耐える強さのロ
−ルの首の軸受を有する２段圧延機を設計することはで
きないからである。この理由により４段圧延機が開発さ
れた。

この場合、ロール分離力を最小にするために比較的小さ
いワークロールが使用され、そしてワークロールを支え
るために大きい軸受の中に取り付けられた大きいバック
アップロールが使用される。ワークロールの直径を最小
にし（そして圧延機の絞り能力を最大にする）ために、
バックアップロールが駆動されてワークロールが駆動さ
れないことがある。そうしてさえ、ワークロールの長さ
と直径の比には常に実際の上限がある。というのは、ワ
ークロールはその軸線を通る垂直平面にのみ十分に支え
られ、そしてその軸線を通る水平平面には両端で支えら
れるだけだからである。クラスター圧延機（ローンの米
国特許第 ２０８５４４叫号、ゼンジミアの米国特許第２１６９７
１１号、第２１８７２５ぴ号および第２７７６５８６号
）は、ワークロールをそれらの全長にわたって垂直と水
平の両平面に十分に支えることによって、４段圧延機の
制限に打ち勝っために最初に考えられた。

クラスター圧延機のゼンジミアの形式はまた、カスタに
よって中間ロールを実際均一に支える（平坦度をそこな
う源泉となるパッキングロールのたわみをなくして）。
ステンレス鋼、合金鋼、高炭素鋼「ニッケルとコバルト
の合金のようなこわい材料の圧延には、小さいワークロ
ールの直径が必要であるから、数百のゼンジミア圧延機
が世界の至る所に据えつけられている。しかし多くの材
料、特に低炭素鋼、銅、黄鋼、青銅、およびアルミニウ
ムとその合金のような普通の金属には、ゼンジミア圧延
機の小さいワークロールは経済的操作のために必要でな
い。

そのうえ、高速度で小さいワークロールの熱平衡を維持
することは、大きいワークロールの場合より困難である
から、小さいワークロールは実際生産に制限を加える。
他方、４段圧延機の大きいワークロールは、圧延される
生産品の表面に対するそのならし矯正により、薄い板厚
には非常に非能率になる。あいにく、ゼンジミア圧延機
のワークロールの長さと直径の比には実際の下限がある
。

もしワークロールが中間ロールよりかなり大きくなれば
、前記中間ロールのスポーリングと割れさえ生ずること
があり、そしてもし圧延機の形状と大きさが、より大き
い中間ロールを使用するために変えられるならば、クラ
スターは不安定になる。実際上、１８２９ミリ（７２イ
ンチ）の幅の圧延機に対し、ゼンジミア圧延機は約１０
２ミリ（４インチ）の直径の最大ワークロール直径を有
している。同じ１８２９ミリ（７２インチ）の幅のもう
一方の４段圧延機は、約５０８ミリ（２０インチ）の最
４・ワークロール直径を有している。幅のより狭い圧延
機に対しては、ゼンジミア圧延機と４ハィミルのワーク
ロールの両者の相当する直径は比例して小さくなる。明
らかに、１０２ミリ（４インチ）ないし５０８ミリ（２
０インチ）の範囲のワークロールの大きさ｛１８２９ミ
リ（７２インチ）の幅の圧延機に対し一隅のより狭い圧
延機には比例して４・さくなる｝に使用することのでき
る圧延機のロール配置は、０段クラスター圧延機と４段
圧延機の両者の利点を組み合わせることができる。

もしそのような圧延機設計が利用できれば、与えられた
材料と厚さの範囲に対して最適のワークロール直径を理
論的に決め、そしてこの直径を使用できる圧延機のロー
ル配置を選ぶことができる。これは、選ばれたロール配
置の制限によって、最適より大きいか小さいワークロー
ル直径を常に選ばねばならないこの技術の現状の大きな
進歩であろう。本発明は、現在のクラス夕−圧延機のロ
ールの大きさと、４段圧延機のロールの大きさの間のワ
ークロールの大きさを組み込むことのできる、新しいク
ラスター圧延機装置を開示するものである。

この装置は、クラスターの中のすべてのロールがそれら
の全長にわたって水平と垂直の両平面に支えられるので
、すべてのゼンジミアクラスター圧延機の基本的特徴を
取り入れている。本発明はまた、与えられた材料に対し
どのように最適のワークロール直径が決められ、そして
本発明による圧延機を使用してどのようにしてこの直径
が得られるかを開示し、それによって、この最適化ので
きない先行技術の圧延機の改良がだいたい達成されるこ
とを示している。

本発明の圧延機は第１図に線図で示されている。それは
１一３一６の配置（二つのクラスターのおのおのの中に
ワークロール１、中間ロール３、パッキングｏ‐ル６）
を有する６蝦圧延機として説明することができる。上方
クラスターの中に、ワークロール３０が三つの中間ロー
ル２７，２８および２９によって支えられている。

横の中間ロール２８はパッキングローラ２１と２２によ
って支えられ、横の中間ロール２９はパッキングローラ
２５と２６によって支えられ、そして中央の中間ロール
２７はパッキングローラ２３と２４によって支えられて
いる。下方クラスターの構造は全く同じである。パッキ
ングローラと支持組立体の構造は先行技術により、各組
立体は、軸の長さに沿って所々に固定サドルによって支
えられた固定軸、前記軸に回転可能に取り付けられたロ
ーラ（カスタ）から成り、前記ローラはクラス夕−の中
の一つの中間ロールに直接接触してそれを直接支え、そ
して前記サドルは圧延機のハウジングによって直接支え
られている。

横のパッキングローラ２１，２２，２５および２６は、
上方のパッキングローラ２３と２４‘こより小さいこと
がわかるであろう。

これはローラ２３と２４は一般に最高負荷を支えるから
である。このクラス夕−の一つの特徴は、静的に不確定
なことである。一横の中間ロール２８と２９によって与
えられるワークロールの支持量は、クラスターと支持機
構の相対的こわさによる。この特徴の一つの欠点は、中
間ロール２８と２９、およびワークロール３０の間のす
きまを除去するためにパッキングローラ２１と２２、お
よび２５と２６の位置を調節せねばならないことである
。｛それは、たとえば前記ワークロール３０が小さいも
のと取り替えられるときに起こる｝。 この調節は、静
的に確定的な先行技術によるクラスターには必要でない
。本発明の一実施例を第２図に示す。

この場合クラスターは、現在のゼンジミァクラスター圧
延機に使用される形式の１片でできたハウジング３１の
中に取り付けられている。（このハウジングの構造を第
３図に示す）。パッキングローラ２３と２４の上方と下
方の組は横のパッキングローラ２１，２２，２５および
２６よりかなり大きい。

前記上方と下方のパッキングローラと支持組立体は先行
技術のものと全く同じであり、そして（第２図と第４図
参照）サドル３４によってハウジングの穴の中に支えら
れる軸３３に取り付けられたローラ２３，２４から成っ
ている。軸３３は前記サドルの中に偏心して取り付けら
れ、そして圧下は、歯車３５とラック３６によって前記
軸を回転させることによって行なわれる。第４図と第５
図に示すように、パッキングローラ２１の典型的な横の
組は軸４６に取り付けられている。

前記ローラは、それらが軸４６によって回転可能に取り
付けられる支持ビーム４０の〈ぼみの中に取り付けられ
ている。スベーサスリーブ４５は、前記ローラを前記支
持ビームのくぼみの中心に置くために使用され、そして
ローラ２１の内レースはナット４７によって締めつけら
れている。前記支持ビームはパッド４４を介してくさび
４１によってに支えられ、そして第６図に示すようにハ
ウジング３１とのばち形接続によって垂直に支えられて
いる。パッド４４は、庄下運動中ワークロール３０が上
下に動くときロール２８と２９の多少の水平運動を許す
弾性材料で作られている。前記くさびは圧延機のハウジ
ング３１によって水平に支えられている。中間ロール２
８と２９、およびワークロール３０の間のすきまは、前
記さびを調節して前記支持ビームを横に動かすことによ
って除去される。前記くさびの調節は、前記くさびの中
の対応するラックの歯とかみ合う歯車の歯を有するピニ
オン軸４２を回転させることによって行なわれる。くさ
びを圧延機のハウジングの傾斜した表面に沿って上げる
と、前記支持ビームとローラ２１と２２を横に動かす。
ピニオン軸４２はブシュ４３の上で圧延機のハウジング
の中に回転可能に支えられている。パッキング組立体の
すべて四つの横の紙の構造とそれらの支持および調節機
構は同じで、上記のようである。

第７図は本発明の第二の実施例を示す。

この場合、クラスターはハウジング５０の中に取りけら
れている。前記ハウジングはその窓の底にスベーサ５６
を、そしてその窓の頂にねじ５２を備えている。前記ね
じは、先行技術によりロールのすきまを調節するために
歯車レデューサ５３によって回される。第８図は、ハウ
ジング５０の典型的構造を示す。

前記ハウジングは１片に鋳造されるか、あるいはボルト
締めまたは溶接されたスベーサで二つを結合して二つの
在来の４段圧延機のハウジングからつくられる。第９図
と第１１に示すように、上方と下方のパッキング組立体
は、軸５８に取り付けられたローラ２３と２４から成っ
ている。

この場合、軸５８は支持ビーム５１によって支えられて
いる。前記軸は、前記支持ビームにボルト締めされたキ
ャップ５４によって前記支持ビームに締めつけられてい
る。ローラ２４はスベーサ５９によって軸５８の上に隔
層され、そして前記軸の各様にボルト締めされた止め板
５７によって軸線方向に締めつけられている。キャップ
５４は横の支持ビーム５５の上の相手のばちグループに
係合するばち形を備えて、それらを垂直平面に支えてい
る。下方の支持ビームはスベーサ５６に載り、そして上
方の支持ビームは、先行技術によりつりあわせシリンダ
によってねじ５２に向かって予荷重を加えられている。
横のパッキングローラと横の支持ビームの調節の装置と
方法は上記と同様で、第４図と第５図に示すものと同じ
である。

しかし、第９図、第１０図および第１１図に示すように
、支持ビーム５５は垂直平面にハウジングによって支え
られていなくて、キャップ５４によって支えられている
。こうして、圧下が行なわれると、横のパッキングロー
ラ２１と２２はワークロール３０とともに上げ下げされ
る。この場合、横の支持ビームと調節くさび４１の間に
は弾性パッドの必要がないので、横の支持ビーム５５は
前記調節くさびに直接当俵している。第９図はまた、横
のパッキング組立体を引っ込めるために調節くさび４１
を動かし、そして所要の余分の空所をつくるために薄い
スベーサ５６を使用することによって、下方クラスター
の中により大きいワークロールをどのようにして収める
ことができるかをす。

同様に、上方のクラスターにもより大きいワークロール
を使用することができる。第１２図は、先行技術による
クラウン調節装置がどのように第９図の装置に組み込ま
れるかを示す。

軸５８は、歯車６４ ｛偏心器６５にびよう接されてい
る｝とラック６３によって前記偏心器を回すことによっ
て望みの輪郭に曲げることができる。偏心器６５は各ロ
ーラ２３とその隣のローフの間に同じ軸に取り付けられ
ている。各ラック６３は、そのおねじと係合するめねじ
を有るジャックナット６６によって上げ下げされる。前
記ジャックナットはまた、歯車６７とかみ合う外部歯車
を有している。ハウジング５０の頂に取り付けうれる回
し装置は、歯車６７を回すために使用される。中間ロー
ル、ワークロール、横のパッキング組立体、および横の
支持ビーム組立体のすべてを取りはずし、そしてこれら
を二つの大きいワークロールと取り替えることにより、
本発明による圧延機は、調質すなわちスキンパス圧延に
適する在来の６段クラス夕−圧延機（１−２の配置）に
変えることができる。

この装置を第１３図に示す。設計の他の特徴は先行技術
によるものである。駆動はワークロールを直接に、また
は上方と下方の中間ロール２７を介して間接に駆動し、
後者は比較的小さいワークロールが使用されるとき好ま
しい。中間ロール２７の軸線方向の調節も先行技術によ
って行なわれて、帯板のへりの輪郭を制御できるように
する。添付図面に示す実施例には、横のパッキングロー
ラ組立体のねじとくさびの調節装置が組み込まれている
。

そのかわりに、調節は他の機械的装置または液圧装置、
または機械的装置と液圧装置の組合せによって行なうこ
とができる。常温圧延中１パスで達成することのできる
最大ころし量は、ワークロール直径の直接の関数である
ことはよく知られている。

最大ころし量は粗圧延中の制限要因となる。この場合、
もし前と後ろの引張りが等しければ、。ールがつかみ、
そしてすべりが起きないことを確実にするために、条件
６ｍ磯ミ２仏２Ｄ２−が満たされねばならない。

ここに６ｍａｘ＝（日，一比）Ｍｘｉ達成できる最大こ
ろし量（インチ）。粗圧延のとき（ロールのならし矯正
が普通無視できる場合）、かなり正確に当てはまるもう
一つのよく知られた関係は、脚＝Ｋ厚さ− （ｉ
ｉ）ここにＲＳＦは固有ロール分離力（ポンド／幅のイ
ンチ）８＝ころし量（インチ） 仏こロールのつかみ摩擦係数 Ｄ２；ワークロール直径（インチ） 日，＝はいる板厚、日２：出る板厚（インチ）粗圧延は
通常タンデム圧延機または逆転式圧延機のいずれかで、
８０価ＰＭ（２４ｍＭＰＭ）以下で行なわれる。

この速度で、ストーンは種々城翼溶剤に約０．０７のつ
かみ摩擦係数の値を与え、そしてこれはわれわれ自身の
経験と一致する。この値を用いると、関係（ｉ｝‘よ６
ｍ松ご制限条件の下でＤ２／１００− （ｉｉｉーに
減少する。

この値を（ｉｉ）に代入すればＲＳＦ＝ＫＤ２／１４．
１４ポンド／インチー 側同時に、このころし量
を達成するに要する動力｛１０岬ＰＭ（３■ＭＰＭ）の
基準速度で｝は、動力Ｖ＝６ＸＫＸ１００票誌鳶馬力／
・。価ＭＰ／インチ− Ｍ３３０００によつて え
りまた１０岬ＰＭ（３■ＭＰＭ）におけるＲＳＦ／動力
の比はＲ≦Ｆ‐曲雛砦２３３３ポンド／馬力／１０岬Ｆ
Ｍ− Ｍ‘によって与えられる。

この比は、圧延される材料の堅さＫと無関係であること
に注目されたい。

上記関係を使用して、われわれは、与えられたロール分
離力と材料の堅さに対し、粗圧延中に最大可能のころし
量を与える最適のワークロール直径があると断定するこ
とができる。

それより大きいワークロールは、同じ分離力がより低い
ころし量で生ずるので、そのような高いころし量を達成
することはできないであろう｛方程式（ｉｉ）により｝
。それより小さいワークロールは、すべりがより低いこ
ろし量で始まるのでそのような高いころし量を達成する
ことはできないであろう｛方程式剛により｝。次にわれ
われは、非常に広い範囲の材料に対して先行技術の圧延
機の設計を使用して得ることのできるワークロール直径
の値は、最適の直径よりはるかに大きいかまたははるか
に小さいが、本発明の圧延機では最適のワークロール直
径を得ることができることを示そう。

４段圧延機の場合、ある大きさの割合が必要なことがわ
かった。

一般に、最大バックアップロール直径は圧延される帯板
の幅に等しく作られ、そして最小ワークロール直径は帯
板の幅の約１／３未満であってはならない（ロ−ルの首
の応力によって制限される）。さらに、圧延機のバック
アップロールの利用できる市販のローラ軸受の研究に基
いて、われわれはＲＳＦ＝１５０皿，‐
ＭＤと言うことができる。

ここにＤ，‘まバックアップロール直径である。方程式
ＭＤとＭは４段圧延機に対し次の表をつくるために使用
することができる。表１ 帯板の幅ィンチ ７２ ６０ ４８
３６ ２４ １８Ｄ，インチ
７２ ６０ ４８ ３６ ２４ １８実際のＤ２イ
ンチ ２４ ２０ １６ １２ ８
６最大ＲＳＦ×１０００ポンドノィンチ １
０８ ９０ ７２ ５４ ３６ ２７最大とるし量に対
し定格ＲＳＦで最大ころし量を達成するために、粘り強
い材料に対してははるかに小さいワークロール直径が使
用されねばならないことがわかる。

さらに、実際の最小直径Ｄ２は、４４８０キロ／平方セ
ンチ（６４０００ポンド／平方ィンチ）より高い変形抵
抗を有する材料に対して最適値よりはるかに大きい。し
たがって明らかに「 ４段圧延機は４４８０キロノ平方
センチ（６４０００ポンド／平方ィンチ）以下の変形抵
抗を有する帯板に最大可能のころし量を与えるだけであ
る。

純鋼、アルミニウム、およびアルミニウム合金のような
材料だけがこの範囲の変形抵抗を、特にある加工硬化が
起こったのち有している。２山袋クラスター圧延機の場
合、割合は形状寸法によって左右され、そして次に表で
示す範囲内になければならない。

２ 圧延機の大きさ ２０ ２１ ２２ ２３ ３
３ ２４バックアップ軸受直径ィンチＤｏ ２
０ １６ １１．８１１ ８．８５８ ６．２９９
４．７２４駆動。

−ル直径ィンチＤ， １１．５６ ９．２５
６．８３ ５．１２ ３．６４ ２．７３最
大ＲＳＦ×１０００ポンドノィンチ ５６．７
４５．３ ３３．５ ２５．１ １７．８ １３
．４最大馬力／ｌｏｏＦＰＭ（１５Ｄ，２） ２００
４１２８４ ７００ ３９４ ２００ １１２最大馬力
／１００ＰＰＭ／ィンチ｛方程式（町）｝
２４．３ １９．４ １４．４ １０．８
７．６ ５．７最大トルク／ィンチにおける最大幅
９０ ７２ ５１ ３７．５ ２７ ２
１（：馬力／１００ＦＰＭ÷馬力ノ１００ＦＰＭノイン
チ）サドルピッチ インチ １１
．２５ ９ ８．５ ６．２５ ４．５
３．５定格ＲＳＦで最大ころし量を達成するために
は、柔らかい材料に対しては大きいワークロールを使用
せねばならないことがわかる。

さらに、実際の最大直径Ｄ２は、１１０６０キロ／平方
センチ（１５８０００ポンド／平方ィンチ）より低い変
形抵抗を有する材料に対して最適値より大きい。したが
って明らかに、２０段クラスター圧延機だけが、１１０
６０キロ／平方センチ（１５８０００ポンド／平方ィン
チ）ないし１５７５０キロ／平方センチ（２２５０００
ポンド／平方ィンチ）の範囲の変形抵抗を有する帯板に
最大可能のころし量を与える。ステンレス鋼、工具鋼、
高炭素鋼、およびあるエキゾチック（ｅｘｏｔｉｃ）合
金のような材料のみが、粗圧延中この範囲の変形抵抗を
有している。世界の常温圧延機の大多数は、４段圧延機
または２の袋クラスター圧延機のいずれかであり、そし
て圧延される材料の非常に高い割合は４４８０キロ／平
方センチ（６４０００ポンド／平方ィンチ）ないし１１
０６０キロ／平方センチ（１５８０００ポンド／平方ィ
ンチ）の範囲の変形抵抗を有し、それに対して前記圧延
機はいずれも最大可能のころし量を与えるワークロール
の大きさにすることができず、したがって前記範囲の変
形抵抗を有する材料に対して最適のワークロールの大き
さにすることのできる本発明の圧延機は、この技術を著
しく前進させるものである。

本発明の圧延機は、一般に基準パッキング組立体と、２
の没クラスター圧延機（中央の中間ロールが駆動される
）に使用される駆動ロールを使用するものとする。

与えられた駆動ロールの大きさに対し、本圧延緩く馬力
／１０岬ＰＭ）のトルク定格はその２蝦圧延機の半分で
ある。というの‘ま、本圧延機はただ二つの駆動ロール
しか有していないが、後者は四つ有するからである。基
本的データを次に表で示す。

３ 圧延機の大きさ ４０ ４１ ４２ ４３
４４ ４５バックアップ軸受直径Ｄｏィンチ
２０ １６ １１．８１１ ８．８５８ ６．２９
９ ４．７２４駆動ロール直径Ｄ，ィンチ
１４．４５ １１．５６ ９．２５ ６．８３
５．１２ ３．６４最大馬力／１００ＦＰＭ（７．５０
，２） １５６６ １００２ ６４２ ３５０
１９７ １００最大ＲＳＦ×１０００ポンドノィンチ
４７．１ ３７．７ ２８．５ ２１．２
１５．３ １１．３｛方程式（血 ）を使用｝最大馬力
／１００ＦＰＭノィンチ） ２０．２ １６．２
１２．２ ９．１ ６．６ ４．９｛方程式（
Ｗ）を使用｝最大トルクノィンチにおける最大幅
７８．７５ ６３ ５１ ３７５ ２７ ２
１（馬力／１００ＰＰＭ÷馬力／１００ＦＰＭノインチ
）最小幅（サドルピッチ） ３３．７５
２７ ２５．５ １８．７５ １３．５ １０．５
最小ワークロール直径Ｄ２インチ ４．７０
３．７６ ３．０１ ２．２２ １．６６ １．
１８最大とるし量に対するＫの値（Ｘ１０００ポンド／
平方ィンチ） １４２ １４２ １３４ １３５
１３０ １３５（Ｋ＝１４．１４×ＲＳＦ／Ｄ２）最大
ワークロール直径Ｄ２（Ｄ．の約６０％）８．７ ６
．９ ５．６ ４．１ ３．１ ２．２最大
ころし量に対するＫの値（ＸＩＯＯＯポンド／平方ィン
チ） ７７ ７７ ７２ ７３ ７
０ ７３（最大Ｄ２における）新しい圧延機に対し上
記の表で、もしＤｏを主パッキング軸受２３と２４（第
１図）の直径とすれば、前記軸受の間の水平距離は通常
１．１Ｄｏである。

さらに、直接負荷による前記軸受の負荷能力は負荷能力
Ｃｏ＝１５３０×Ｄｏポンド／幅ィンチ、そして前記軸
受のおのおのの負荷は、したがって許容可能のＲＳＦ（
前記軸受にちようどそれらの全館力まで負荷を加える）
は、次の関係によって与えられる。

ＲＳＦ＝３ｏ６ｏＸＤ。

Ｘノ１−（こ台ウ；）２−本発明のロール配置に使用す
ることのできる最小ワークロール直径を決めるために、
横の中間ロール２８と２９の最大直径０３、および与え
られた中央の中間ロール２７とワークロール３０ととも
に使用することのできる横のパッキングローフ２１，２
２，２５および２６の最大直径を計算することが必要で
ある。前記横のパッキングローフの負荷が次に計算され
（前記負荷は加えられる圧延トルクに比例する）、そし
て横のパッキングローラの軸受の能力と比較され、それ
は負荷能力Ｃ４＝８５０×Ｄ４×（ＤシノＤ２）ｏ．３
一 Ｍによって与えられる。

（出版された軸受定格に基づくこの公式は、４段圧延機
の中のワークロールの軸受の寿命に等しい横のパッキン
グローラの軸受の寿命を与えるために使用される）。わ
れわれは、もし横の中間ロール２８と２９、および藤の
パッキングローラ２１，２２，２５および２６が、たと
え負荷が前記パッキングローラの粗に等しく分けられな
くてもできるだけ大きく作られるならば、前記横のパッ
キングローラに対する能力と負荷の最大の比が得られる
ことを確認した。この結果は、ワークロールを横に支え
るトルク反力Ｕ２は、一般に水平に作用しないというこ
とである（第１４図と第１５図参照）。計算方法は次の
とおりである。

帯板のスレッディング（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）と帯板の
スプレイ（ｓｐｒａｙ）のためのすきまを与えるために
Ｋ＝０．１４Ｒ，、Ｍ＝０．００服，および（１−Ｒ，
）＝０．０駅，のすきまが与えられる（これらのすきま
は異なる使用のために変えられる）。

横の中間ロールの半径 横の中間ロールの中心の座標 Ｂ＝ゾ（Ｒ２十Ｒ３）２−（Ｎ−Ｒ２）２− （Ｘｉ
）Ｎ＝Ｒ３十Ｋ− （ｘ五）横のパッ
キング軸受の半径Ｒ４と、上方の横のパッキング軸受の
中心｛すなわち、第１４図の２２と２５の中心｝の座標
Ｘ，，Ｘ，の座標を得るために、次の三つの連立方程式
を解かねばならなし、。

Ｘ，２十（ＹＩ−Ｊ）２ ＝（１十Ｒ４）２一（Ｘ両）
（Ｘ，一Ｂ）２ 十（Ｙ，一Ｎ）２ ＝（Ｒ３十Ｒ４）
２一（ｘｉｖ）（Ｘ，‐Ｂ−２ゾＲ３Ｒ４）２十（Ｙ，
一Ｒ４‐Ｋ）２ ＝（狐４十Ｍ）２ ‐
（ｘｖ）下方の横のパッキング軸受の心｛すな
わち第１４図の２１と２６の中心｝の座標Ｘ２，Ｙ２は
、したがつてＸ２＝Ｂ＋２ゾ反応： （ｘ灯）
Ｙ２＝Ｋ＋Ｒ４− （×凧）と計算さ
れる。

第１５図は、ワークロール３０と横の中間ロール２９の
つりあいのための示力図を示す。

横の支持軸受の負荷の値Ｕ３とＵ４は次ように決められ
る。Ｌ＝町Ｃねｎ（Ｎ士青童）− くＸ価） 方程式側Ｄ力）ら許容可能のＲＳＦが知られ、ＭからＶ
＝ＲＳＦ／２３３３馬力／１０価ＰＭ／インチしたがつ
てＵ．＝Ｖそぎ留学；。

ｏ７ｏ７ＲＳＦ− （Ｘ戊）Ｕ＝Ｕ，／ｃｏｓＴ４‐
（ｘｘ）Ｔ．：町Ｃねｎゥ老壱毒）− （
ＸＸｉ）Ｌ＝幻ＣＳｉｎ（星芸奇警２）− （ＸＸ五）
公＝Ｔ，十Ｔ４一 （ｘ×遠）ｔ：の２
‐Ｔ５‐ （ｘｘＮ）Ｕ２ｓｉｎＴ６
（ｘｘｖ）Ｕ＝ｓｉｎ（Ｔ５十Ｔ６）Ｕ２
ｓｉｎＴ５ （ｘｘＷ）ｕ＝ｓｉｎり５
十Ｔ６）手続は繰り返しである。

一最初にＲ２の値が選ばれ、そして上記手続きはＲ４、
Ｄ４（＝恋４）、Ｕ３およびｕの値を決めるために使用
され、したがってＣ４が計算できる｛方程式『力｝。Ｃ
４がＵおよびＵ４より大きいか小さいかによって、より
小さい（または大きい）Ｒ２の値（それぞれ）が選ばれ
、そして手続きはＣ４＝Ｕ３または山のいずれか大きい
方となるまで繰り返される。実際上、計算または設計に
よって決められる使用することのできるＲ２の最小値は
、Ｒ，の約２５％である。

もしＲ３とＲ４の最大値が上記計算から出るように使用
されるならば、使用することのできるＲ２の最大値はＲ
，の約４５％である（第１４図に示すように、利用可能
の空所によって制限される）。この場合、Ｒ３とＲ４は
Ｒ２の約１２５％のそれらの最大値に近づく。実際、Ｒ
２の最適値（Ｒ，に対して）がより大きくなる柔らかい
材料に対しては、横の支持軸受はもはや重要でなく、そ
してもしＲ２がＲ，の４５％以上に増加するならば、同
じ大きさ横の支持組立体と横の中間。

ールを使用することができる。こうしてＲ２の値をＲ，
の６７％またはそれ以上にさえすることができる。その
うえ、与えられた上方パッキング軸受の半径〜に対し、
次に大きい圧延機から基準の駆動ロールを選ぶことによ
ってより大きい駆動ロールを使用することが常に可能で
ある。

こうして、より大きいワークロール直径さえ使用するこ
とができる（ワークロールと駆動ロールの間に過大な大
きさの差がなく）。一選ぶことのできる駆動ロールの大
きさにはっきりした制限はなく、コストが唯一の要因で
ある。Ｒｏの各値に対して表に示したものよりわずかに
小さい駆動ロールを使用するともできる。−駆動ロール
の半径Ｒｏの実用範囲欄５′駅机・いきＲ．である。幅
は許容可能の駆動ロールのトルクによって制限されるも
ので、もし駆動ロール直径が増加すれば最大幅は増加し
、そしてもし駆動ロール直径が減少すれば最大幅は減少
することに注目されたい。

この時点で、これまでの説明は、時間の少なくとも一部
のあいだ粗圧延のために使用される圧延機にのみ適用す
ることに注目されたい。

仕上げ圧延機列のように高い絶対ころし量が必要でない
場合、同じ比較はできない。そのうえ〜毎分約４５０メ
ートル（４５００フィート）を超える速度で作動し、そ
して大きいコイルを圧延しているスタンドでは「（圧延
機の加速と減速中の板厚の公差をはずれた材料による降
伏損失が取るに足らない場合）山の値は０．０３５また
はそれ以下に、すなわち前の値の約半分に下がる（潤滑
剤いかんにより）。これは、この条件の下に、４段圧延
機のロールの直径が約９１００キロ／平方センチ（１３
００００ポンド／平方ィンチ）までの材料の変形抵抗値
に対して最適になるように、最適の。ール直径を２倍す
る効果を有する（与えられた材料の変形抵抗に対して）
。しかし、薄い板を圧延するとき「もう一つの要因が働
く。

小さいワークロールは大きいワークロールよりも材料を
薄く圧延きることはよく知られている。ストーンの公式
は達成できる板厚を計算するために使用することができ
る。日２（最小）＝３．５８〃Ｄ２（Ｋ−Ｓ）／Ｅ、こ
こに日２（最小）＝圧延することのできる最小板厚（イ
ンチ）ム＝ロールのつかみ摩擦係数 Ｄ２＝ワークロール直径（インチ） Ｋ＝圧延すべき材料の変形抵抗（堅さ）（ポンド／平方
インチ）Ｓ＝巻取り機によって加えられる平均引張り応
用（ポンド／平方ィンチ）Ｅ＝ワークロールの弾性係数
（ポンド／平方ィンチ）この公式を使用し、そしてｒ＝
０．０７、Ｓ＝０．が（すなわち、材料の堅さの２０％
の圧延中の帯板の最大引張り応力）とし、そしてＥ＝３
０×１びの鋼のロールで圧延するとすれば、ｈ血＝３．
５８×０．７×０．８ＸＤ２ＸＫ−」９」３０×１ぴ
１５０×１びとなり、そしてｈｍｉｎはＤ２とＫ
の種々な値に対して表にすることができる。

表４ Ｋ×１０３＝ ４００ ３００ ２００ １５０ １０
０Ｄ２＝２０ ．０５３ ．０４０ ．０２６７．０２
０ ．０１３３１０ ．０２７ ．０２０ ．０１３３
．０１０ ．００６７６ ．０１６ ．０１２ ．０
０８ ．００６ ．００４４ ．０１１ ．００８ ．
００５一 ．００４ ．００２７２．００５ ．００４
．００２７ ．００２．００１３（圧延速度が非常に
高いとき、むしろより小さいｈｍｉｎ値が達成できるこ
とに注目されたい。

というのはこれらの条件の下で叫ま上記の値の半分にな
りうるからである。）実際に、７０００キロノ平方セン
チ（１０００００ポンドノ平方ィンチ）ないし２１００
０キロ／平方センチ（３０００００ポンド／平方インチ
）の範囲の堅さを有する非常に大量の材料が圧延され、
そして表１と表４から、４段圧延機は、非常に狭い幅で
、そして柔らかい材料を除き、薄い板厚｛たとえば０．
２５４ミリ（０．０１インチ）未満｝に圧延することが
できないことがわかる。

一方、表２と表４の比較によって、２０段クラスター圧
延機は、非常に大きい幅で、そしてきわめて薄い板厚に
、いかなる堅さの材料をも実際圧延することができる。
表３と表４を比較することによって、本発明の圧延機は
最も堅い材料さえ薄い板厚に圧延することができること
がわかる。こうして、仕上げ板厚がきわめて薄くなけれ
ば、本発明の圧延機は中位の堅さの材料に対して２雄史
クラスター圧延機または４段圧延機よりも高い最初のこ
ろし量を与え、そして４段圧延機よりも薄い仕上げ板厚
を与えることができる。

４段圧延機のものより小さいワークロールの大きさを有
する圧延機に対して、従来いくつかの提言がなされた。

おそらく最もよく知られているのは、圧延機の中心線の
片側に片寄らせることによって横にたわまないようにさ
れた非常に小さし、ワークロールを有し、そしてワーク
ロールをＲＳＦの水平分力に対して水平平面に支えるた
めにその側に横の支持ローラを備えた、基本的にバック
アップロールで駆動される４段圧延機である、いわゆる
ＭＫＷ圧延機（米国特許第４０５９００２号）であろう
。この設計はかなり成功し、そしてこの形式の多数の圧
延機が使用されている。

本発明の圧延機は、ＭＫＷ圧延機に比べて次の点ですぐ
れている。すなわちＭＫＷ圧延機は、ワークロールとバ
ックアップロールとの直径の差が大きいためにころし量
がバックアップロールのスボーリングによって制限され
る（ロールの接触応力は直径の比の直接の関数である）
ことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるロールクラスターの形状と大き
さを線図で示し、第２図は、１片でできたハウジングの
中に取り付けられた前記ロールクラスターを示す、一部
を断面で示す平面図。 第３図は、前記１片でできたハウジングの等角投影図、
第４図は、前記１片でできたハウジングの中に取り付け
られた前記ロールクラスターを示す切断立面図、第５図
は、横のパッキング組立体の構造と調節装置を示す、第
４図の線５一５における横断面図、第６図は、横のパッ
キング組立体の構造と調節を示す、第４図の線６一６に
おける縦断面図、第７図は、在来のチョックと圧下装置
を便用してハウジングの中に取り付けられた前記ロール
クラスターを示す、もう一つの実施例の正面図「第８図
は、第７図のハウジングの等角投影図、第９図は、第７
図のように取り付けるれた前記ロールクラスターの切断
立面図で、より大さし、ワ−クロールを入れるための調
節装置をし、第１０図は、横のパッキング組立体の構造
と調節装置を示す、第９図の線１０一１川こおける横断
面図、第１１図は、機と上方のパッキング組立体の構造
を示す、第９図の線１１一１１における縦断面図、第１
２図は、クラウン調節装置の組み入れを示す、第７図の
ように取り付けられた前記ロールクラスターの一部を断
面で示す正面図、第１３図は、在来の１一２クラスター
配置にするための変換を示す線図的正面図、第１４図は
、本発明によるクラスターの綾図的正面図、そして第１
５図は、第１４図に対応する示力図である。図面の符号
２１，２２，２３，２４，２５，２６は「パッキングロ
ーラ組立体ハ ２７，２８，２９は「中間ロールい３０
は「ワークロールハ３１は「固定支持構造物」または「
１片でできたハウジングハ ３３，４６は「固定軸ハ
３４は「サドルい ４０，５５は「横の支持ビームト４
１は「すきまを調節する装置い ５０は「在来のハゥジ
ングハ ５１は「上方と下方の支持ビーム」を示す。 第１図 第３図 第２図 第４図 第５図 第６図 第８図 第７図 第１０図 第１１図 第９図 第１２図 第１４図 第１３図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １対のワークロールから成るクラスター圧延機にし
   て、前記ワークロールのおのおのは三つの中間ロールに
   よって支えられ、前記中間ロールのおのおのは二つのバ
   ツキングローラ組立体によって支えられ、前記バツキン
   グローラ組立体は、すべてのロールがそれらの長さに沿
   って垂直と水平の平面に十分に支えられるように固定支
   持構造物の中に適当に取り付けられている、ことを特徴
   とするクラスター圧延機。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の圧延機において、前記
   バツキングローラ組立体は、それらの長さに沿って所々
   に固定サドルによって支えられた固定軸の形をとり、ロ
   ーラ（カスタ）が前記サドルの間の所々に前記軸に取り
   付けられ、前記ローラは前記ロールクラスターの中で前
   記中間ロールに直接接触してそれらを直接支える、こと
   を特徴とするクラスター圧延機。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の圧延機において、前記
   ３対のバツキング組立体の少なくとも一つは、前記ワー
   クロールと前記中間ロールの間のすきまを調節する装置
   を備えている、ことを特徴とするクラスター圧延機。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の圧延機において、前記
   固定支持構造物は１片でできたハウジングの形をとり、
   そして前記ハウジングの中に調節可能に取り取けられた
   横の支持ビームと協働する、ことを特徴とするクラスタ
   ー圧延機。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の圧延機において、前記
   固定支持構造物は４段圧延機に使用される形式の１対の
   在来のハウジングの形をとり、前記ハウジングの窓の中
   に取り付けられたチヨツク状の上方と下方の支持ビーム
   と協働し、そして前記ハウジングの間に取り付けられた
   スペーサの中に調節可能に取り付けられた横の支持ビー
   ムと協働する、ことを特徴とするクラスター圧延機。 ６ 特許請求の範囲第１項記載の圧延機において、その
   大きさは（ａ） 各クラスターの中の三つの中間ロール
   の最大のものは従動ロールであって、前記ワークロール
   の軸線と同じ垂直平面を中心にして取り付けるれ、そし
   て前記ワークロールは記最大の中間ロールの直径の１／
   ４ないし２／３の範囲の直径を有し、（ｂ） 前記最大
   の中間ロールは中央のバツキングローラ組立体によって
   支えられ、そして前記中央のバツキングローラ組立体の
   直径の５／８ないし１１／４倍の範囲の直径を有し、（
   ｃ） 各クラスターの中の前記二つの小さい中間ロール
   は同じ大きさであり、そして前記ワークロールの両側に
   、前記ワークロールの軸線を通る前記垂直平面について
   対称的に取り付けられて、前記ワークロールを横にたわ
   めないように支え、（ｄ） 前記小さい中間ロールは、
   前記ワークロールの直径の１１／４倍以下の直径を有し
   、（ｅ） 前記小さい中間ロールを支える前記２対のバ
   ツキングローラ組立体（横のバツキングローラ組立体）
   は同じ大きさであり、そして前記ワークロールの両側に
   、前記ワークロールの軸線を通る前記垂直平面について
   対称的に取り付けられ、そして前記ワークロールの直径
   の１１／４倍以下の直径を有する、ように決められる、
   ことを特徴とするクラスター圧延機。