JPS6120363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属ストリツプの板厚を減少させるた
めの方法及び装置に関するものである。本発明は
塑性変形が可能な広範囲の金属及び合金に適用可
能である。本装置は相協同する圧延機を有しこの
圧延機は、従来技術の手法とくらべて、１パス当
りの金属ストリツプの板厚減少率を増大出来るば
かりでなく、複数の焼鈍工程間、即ちある焼鈍作
業から次の焼鈍作業までの間における全板厚減少
率をも増大させることが出来る。

通常の圧延機には多くの異なる形式があり、そ
れらには２段式、４段式及びクラスタ式圧延機が
含まれている。これらの従来の圧延機において
は、焼鈍が必要になる前に金属ストリツプに行な
い得る全板厚減少率は圧延過程中に生ずロール分
離力（圧下力）によつて決定される。この分離力
はパス毎に金属ストリツプが加工硬化するにつれ
て増大し、遂に当該圧延機に対する最大限界値に
到達する。前記分離力が大きくなつて高いレベル
のロール扁平が生ずると、圧延機の弾性とストリ
ツプの流動強度が釣合つてしまい、ストリツプの
板厚を更に顕著な程度に減少させることは不可能
となる。一般的に言つて、ストリツプがそのよう
にレベルの分離力に到達する以前において、圧延
の続行は不経済となり、ストリツプはこれを軟化
し、圧延機中の次のパスにおける分離力を減少さ
せるために焼鈍される。

複数の焼鈍工程間に行われるパス当りの板厚減
少率及び全板厚減少率は、コスト高で時間のかか
る焼鈍工程の必要性を減ずるために出来るだけ大
きくすることが望まれる。複数の焼鈍工程間にお
ける板厚減少率を増大させるための多くの試みが
従来技術において提案されている。これらの手法
の多くにおいて、板厚減少率を増大させるために
圧延過程には引張り分力が加えられている。

１つのそのような試みには、Ｃ−Ｂ−Ｓ
（Contact Bend Stretch）圧延としても知られて
いる、接触曲げ伸び圧延が含まれている。この手
法は米国特許第3238756号明細書及びThe Joural
of Metals誌、1967年８月号、14〜22頁に記載さ
れるCoffin，Jr.による記事に例示されている。
OBS圧延においては、ストリツプ乃至フオイル
の板厚減少を行なうために、長手方向の張力及び
圧延圧力と組合せて塑性曲げ効果が用いられてい
る。加えるに、この圧延機は通常の固化ロールギ
ヤツプの代りに接触ロール間の速度比を利用して
板厚減少率を決定、制御している。即ちストリツ
プが圧延機に入ると、該ストリツプは入口接触ロ
ールと呼ばれる大きなロールのまわりを通らされ
る。次にストリツプは曲げロールと呼ばれる小さ
な浮動ロールのまわりに巻付けられる。この曲げ
ロールは第１の前記大きなロールと、出口接触ロ
ールと呼ばれる第２の大きなロールとの間のギヤ
ツプ間に収納されている。ストリツプはこれと２
つの接触ロール間の滑りを防止するために張力を
付加されている。前記接触ロールは互いに関して
一定の表面速度比で駆動されている。板厚減少は
曲げロールと前記２つの接触ロール間の２つの噛
込み点において発生する。この板厚減少効果は、
ストリツプが小さな曲げロールのまわりで引つぱ
られる即ち引き伸ばされるためと、ストリツプが
２つの接触ロール間ギヤツプ内に移送され、ここ
で圧搾され、曲げられ、双方の板厚減少点におい
て前記速度比に適合するよう十分圧延されること
により得られる。この装置はCoffin，Jr.による
前述の記事及び特許においてより詳細に説明され
ている。前述のCBSプロセスは当業界で周知の如
く幾つかの困難を有している。特に、曲げロール
を潤滑するのがむずかしく、その径が極めて小さ
いために該ロールは高速で回転し、焼付きや熱変
形を起し易い。このため、得られるストリツプに
は不規則な凹凸があらわれてしまう。

更に別の従来技術として、通常「PV」圧延と
称されている金属シートの圧延プロセスが知られ
ている。このプロセスは米国特許第3709017号及
び第3823593号に十分説明されている。このプロ
セスにおいては、シートは圧延機の被駆動ロール
間で圧延され、この場合各隣接ロールは次の近接
ロールと反対方向に回転させられるとともに、該
近接ロールに関して異なる周速で回転させられて
いる。このプロセスは、圧延されるストリツプの
板厚減少率を制御するロールの周速間の比率によ
つて目的を達成する。ストリツプの移送端部にお
ける移動速度はより速い回転速度で回転する駆動
ロールの周速と等しくされている。ストリツプの
少なくとも先進部分に張力が付加されており、バ
ツクテンシヨンの付加についても述べられてい
る。ストリツプはロールを180゜又はそれ以上の
接触弧で取り囲むよう巻付けることができる。

PV圧延は通常比較的大きな同一直径のロール
を用いて行なわれる。これはロールを駆動するの
に大きなトルクが必要とされるからである。しか
しながら、大径ロールを採用することにより、大
きな食込みを得ることは困難になり、従つてパス
当りのストリツプ板厚減少率を大きくとることは
困難となる。更に、焼鈍工程間においてPV圧延
で達成し得る最大全板厚減少率はロール扁平化に
より規制されてしまう。小さなワークロールの場
合とくらべて大きなワークロールの場合ロール扁
平はより深刻な問題である。米国特許第3811308
号、第3871221号及び第3911713号はPV圧延機及
びプロセスに対して行なわれた種々の修整及び改
良を例示している。

ストリツプが引き伸ばされるような非慣用的圧
延に対する多くの他の手法が提案されている。そ
のようなプロセス及び装置については米国特許第
2332796号、第2526296号、第3253445号及び第
3527078号を参照されたい。

１つの特に興味深い手法が米国特許第3339475
号に記載されている。この特許には、圧延機が固
定軸線のまわりを回転するよう隔設された第１及
び第２のバツクアツプロールを含んでいるような
金属ストリツプ圧延装置及び圧延プロセスが記載
されている。前記バツクアツプロールは積極駆動
されており、第２のロールは第１のロールよりも
大きな周速を備えている。前記バツクアツプロー
ル間には第１及び第２の自由回転可能ワークロー
ルが配設されており、該ワークロールの各々はバ
ツクアツプロールの径とくらべて小さな径を備え
ている。前記ワークロールはバツクアツプロール
に対して一体に移動可能であり、一方が他方と協
働するとともに、一方がバツクアツプロールの
各々と協働している。１個のバツクアツプロール
に関してワークロールの１方に圧力を加えるため
にスタビライジングロールが用いられている。

前述の米国特許第3339475号において、ストリ
ツプは最初に第１のバツクアツプロールのまわり
を取り囲み、次にＳ字を描いてワークロール（複
数）のまわりを取り囲み、次に第２のバツクアツ
プロールを取り囲むことにより形成される通路を
通つて張力下において長手方向に移動させられ
る。前記ワークロールは、ストリツプに付加され
る引張り負荷がそれぞれのロールによつて画成さ
れる３つのニツプ部の各々における圧延荷重発生
のための唯一の手段を提供するように配列されて
いる。同特許のプロセス及び装置においては圧延
荷重はストリツプ内の長手方向張力によつてのみ
発生している。

CBS圧延及び前記米国特許第3339475号に記載
の如き手法は既述の欠点に加えて更に幾つかの欠
点を有している。ストリツプ張力が各ロールニツ
プ点におけるロール間の圧下力を誘起させる作動
要素であるから、該張力は比較的大きなものでな
ければならない。従つて、軟質のストリツプを圧
延するのは、それが高い必要張力にさらされた時
に破断とか、波打ちの如き他の形状トラブルにさ
らされる故に困難である。米国特許第3339475号
の場合の如く高い張力を用いた場合には、ストリ
ツプ内の内部欠陥が誘起されるので、端縁部での
割れを起し易いストリツプや切欠き脆性を有する
ようなストリツプは圧延するのが困難である。更
に、この装置はスタビライジングロールの如きス
タビライザを必要とするので複雑となる。

プロセス中において高い張力を必要とすること
から生ずるこれらの不具合は前述の他の非慣用性
圧延手法においても多かれ少なかれ見られるもの
である。従来技術の欠点を招来すること無しに焼
鈍工程間における板厚減少率を大きくすることが
出来るような金属ストリツプの処理用圧延機を提
供することが望ましい。ロールのニツプ部におい
て大きな食込みを得られるようにするためには小
さな径のロールを用いることが望ましい。しかし
ながら、ロールの径及び配列は圧延機の潤滑及び
冷却が困難になる程小さくするべきではない。更
に、本発明に従つて、前述の圧延機の大部分のも
のよりも簡単な圧延機を提供することが望まし
い。

本発明によれば、非対称塑性流動により金属ス
トリツプを圧延するためのプロセス及び装置が提
供される。改良された４段圧延機の領域内におい
て、パス当りの非常に高い圧下率、即ち、圧延に
よる減少率及び複数の焼鈍工程間の非常に高い全
圧下率が得られる。本発明による手法によれば、
最大の延性を引き出すべくロール圧縮及び引張り
伸びを最適化することにより金属ストリツプの変
形能が最大限に利用されている。

本発明による望ましい結果は標準の４段圧延機
を修整することにより得ることが出来るが、もち
ろん以下で述べるように種々の他の形態が可能で
ある。圧延機の修整には、圧延機がバツクアツプ
ロールによつて駆動されるのを保証するために、
かつ又バツクアツプロールを異なる速度で駆動さ
せ得る手段を提供するために主として駆動機構を
変更することが含まれる。その場合、進入ストリ
ツプがより遅く回転する被駆動バツクアツプロー
ルのまわりに巻付けられ、次に自由回転ワークロ
ールのまわりにＳ字状のブライドルを形成するよ
うにストリツプが圧延機に通される。最終的にス
トリツプはより速く回転する被駆動バツクアツプ
ロールを取り囲むことにより圧延機から出る。

この工程が終了すると、圧延機は作動状態とな
り、ねじの加圧機構により適当な圧力が付加さ
れ、３つの板厚減少部分が得られる。最初の板厚
減少は第１の被駆動緩速ロールとその隣接の第１
の自由回転ワークロールとの間で得られる。第２
の板厚減少は２つのワークロール間で得られ、第
１の板厚減少と類似の第３の板厚減少は第２のワ
ークロールと第２のバツクアツプロール間で得ら
れる。このように圧延過程を協動させることによ
り、３つの圧延パスがストリツプの一処理工程内
において達成される。

各食込み部における板厚減少を支配する機構に
よれば、圧延に必要な分離力は減少する傾向を誘
起する。本プロセスのための前方及び後方張力は
金属ストリツプを被駆動バツクアツプロールのま
わりに、被加工ストリツプ上にせん断応力が得ら
れるように巻付けることで提供されている。スト
リツプは又通常の手段により、それが圧延機に入
る時及び出る時にも引張り力を付加される。

かくて、本発明の１つの目的は金属ストリツプ
を圧延するための改良されたプロセス及び装置を
提供することである。

本発明の別の目的は前述のプロセス及び装置に
おいて非対称塑性流動を与えることが出来るよう
なプロセス及び装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は前述のプロセス及び装
置において、１パス当りの圧下率及び複数の焼鈍
工程間の全圧下率を増大出来るようなプロセス及
び装置を提供することである。

以下付図を参照して本発明のより具体的な説明
を行なう。

本発明によれば協働する圧延プロセス及び装置
が提供される。本協働圧延システムによれば、２
つの軸線力を適適化することにより、非対称塑性
流動プロセスの圧下率が最大化されている。本方
法は塑性変形が可能な任意の所望の金属又は合金
に適用可能である。本方法は特に金属ストリツプ
を圧延するのに適している。１パス当りの非常に
高い圧下率及び焼鈍工程間の非常に高い全圧下率
は本発明に従つて修整された４段式圧延機を使用
することにより達成することが出来る。本発明の
手法においては、最大の延性を引き出すようロー
ル圧縮量及び引張り伸び量を最適化することによ
つて、金属ストリツプの変形能が最大限に利用さ
れている。

圧延機を修整する事には主として駆動機構を変
更して圧延機がバツクアツプロールで駆動される
ようにする事と、互いに異なる周速でバツクアツ
プロールを駆動するための手段を提供する事とが
含まれる。

次に第１図乃至第３図を参照すると、本発明の
好ましい実施例による協働圧延機１０が例示され
ている。前記圧延機１０は比較的大きな径の第１
のバツクアツプロール１１及び第２のバツクアツ
プロール１２を有している。下側のバツクアツプ
ロール１１は固定された水平方向ロール軸線１４
のまわりで回転するよう圧延機１０のフレーム１
３内に軸支されている。上側バツクアツプロール
１２はロール軸線１６のまわりで回転するようフ
レーム１３内に軸支されており、バツクアツプロ
ール軸線１４及び１６により画成される垂直平面
１５に沿つて下側バツクアツプロール１１に対し
て近付いたり遠去かつたりする相対運動を行なう
ようにされている。上側１２及び下側１１バツク
アツプロールの間に２つの自由回転ワークロール
１７及び１８が設けられており、該ロールはバツ
クアツプロール１１及び１２の径よりも実質的に
小さな径を備えている。ワークロール１７及び１
８はフレーム１３内において遊動するよう回転軸
支されている。これらのワークロールは平面１５
に沿つて垂直方向に浮動するようにされている。
圧延機１０のそれぞれのロール１１，１２，１７
及び１８に対する支持機構１９，２０，２１及び
２２等は前掲の種々の引用特許に十分例示されて
いるように通常の手法に従つた任意の構造をとる
ことが出来る。

バツクアツプロール１１及び１２とそれらの協
働ワークロール１７及び１８間において、かつ又
前記ワークロール同士間に所望の圧縮力を与える
ために通常の構造のモータ駆動ねじの加圧装置２
３が利用されている。これ迄説明した構造は殆ん
どの点に関して通常の４段式圧延機の構造と類似
している。

本発明によれば、通常の圧延機は下側バツクア
ツプロール１１及び上側バツクアツプロール１２
間の速度関係を、下側バツクアツプロール１１の
周速V₁が上側バツクアツプロール１２の周速V₄
よりも小さくなるよう変更することによつて修整
されている。これは、圧延機を通過するストリツ
プＡの所望の板厚減少率に比例して上側バツクア
ツプロール１２を下側バツクアツプロール１１よ
りも高速で駆動出来るよう第３図の如き歯車セツ
ト２４を設けることにより比較的簡単に実現する
ことが出来る。バツクアツプロール１１及び１２
はモータ２５によつて駆動され、該モータは減速
歯車セツト２４及び駆動スピンドル２６及び２７
を介してロール１１及び１２に接続されている。
ワークロール１７及び１８に対する駆動力はこれ
らを取り囲むストリツプＡを経て作用するバツク
アツプロール１１及び１２によつて与えられてい
る。

通常の４段式圧延機においては、ストリツプＡ
がワークロール間のニツプ部を通過する際該スト
リツプに単一の圧延食込みを与える。これは米国
特許第3709017号明細書の第６図を見ればわかる
ように同特許の方法においても同一である。

本発明によれば、ストリツプＡは第１図に示す
ように圧延機に通され、進入ストリツプは緩速回
転バツクアツプロール１１のまわりに巻付けら
れ、次にワークロール１７及び１８のまわりをＳ
字状に進行し、最後に急速回転バツクアツプロー
ル１２を取り囲むことにより出て行く。このよう
にして第１図に示すようにストリツプＡが圧延機
１０を通過する際該ストリツプには３つの板厚減
少部が得られる。第１の板厚減少部は緩速回転バ
ツクアツプロール１１とこれと協働する下側ワー
クロール１７との間に存在する。第２の板厚減少
部は下側及び上側ワークロール１７及び１８間に
存在する。第３番目の板厚減少部は上側ワークロ
ール１８とこれと協働する急速回転バツクアツプ
ロール１２との間に存在する。前方及び後方張力
T₁及びT₄はブライドルロールセツト２８及び２
９の如き適当な所望の装置を介して通常の態様で
ストリツプＡに付加される。ストリツプＡは通常
のコイラ３０及び３１を用いて巻出し、巻取りが
行なわれる。

ストリツプＡはワークロール１７及び１８の各
各に関してロールの周縁の約180゜に亘つて取り
囲んでいる。図示の実施例においてストリツプＡ
はバツクアツプロール１１及び１２の各々を約
270゜の角度に亘つて取り囲んでいる。ストリツ
プＡはワークロールを約180゜に亘つて取り囲ん
でいるに過ぎないので、第１図に示すように冷却
剤及び潤滑剤を添加してやるのは比較的容易であ
る。冷却剤及び潤滑剤を添加するための装置は当
業界において周知の任意の所望の構造のものとす
ることが出来る。バツクアツプロール１１及び１
２の径が大きいことにより、図示の如く取り囲み
の程度が高い場合でさえも冷却剤及び潤滑剤を添
加するのは比較的容易である。

作動において、ストリツプＡは第１図に示す態
様で圧延機に通され、ブライドロールセツト２８
及び２９を介してストリツプＡの先導及び従動部
分には適当な後方及び前方張力T₁及びT₄が加え
られる。加圧装置２３は任意の通常の構造のもの
とし、適当なモータ駆動装置３３を介して作動さ
れるねじ３２により駆動するか又は油圧駆動（図
示せず）とすることが出来る。前記圧下装置はそ
れぞれのロール１１，１２，１７及び１８間に所
望かつ必須の作動圧力即ち圧縮力を加えるよう作
動させられる。ストリツプＡに加えられる張力
T₁及びT₄はロール１１，１２，１７及び１８と
ストリツプＡとの間に滑りが発生しないような十
分な値にするべきである。モータ２５が付勢され
るとストリツプＡは、駆動力がバツクアツプロー
ル１１及び１２は伝達されこの駆動力がストリツ
プＡを介して遊動ワークロール１７及び１８を駆
動することにより圧延機を通つて前進する。上側
バツクアツプロール１２及びワークロール１７及
び１８は平面１５に沿つて垂直方向の浮動運動を
行なうように配設されている。好ましい実施例に
おいては、バツクアツプロール１１及び１２とワ
ークロール１７及び１８の各々のロール軸線１
４，１６，３４又は３５の全ては図示の如く単一
垂直平面１５内に存在している。しかしながら、
所望とあらば、ワークロール１７及び１８の安定
性を増大させるためにワークロール１７及び１８
の軸線３４及び３５によつて画成される平面をバ
ツクアツプロール１１及び１２の軸線１４及び１
６によつて画成される平面１５に関してわずかに
傾け、ワークロール１７及び１８の平面とバツク
アツプロール１１及び１２の平面との間の角度が
約10゜好ましくは約５゜以下になるようにするこ
とも出来る。ワークロール１７及び１８の平面は
もし傾けるならばストリツプＡが更にたわむ方向
即ち第１図で見て時計方向に傾けるべきである。

しかしながら、本発明によればワークロール１
７及び１８の平面をバツクアツプロール１１及び
１２の平面に関して傾けることは必須な要件では
なく、そのような傾きはワークロール１７及び１
８を安定化する必要がある場合にのみ採用するべ
きである。別法として、望ましいこととは言えな
いが、第１図において冷却剤及び潤滑剤が導かれ
るワークロール１７及び１８の自由表面と係合す
るスタビライジングローラを用いることによつて
ワークロール１７及び１８を安定化することも可
能である。そのような手法においては冷却剤及び
潤滑剤の添加がさまたげられる。

いずれにせよもしもワークロール１７及び１８
の平面をバツクアツプロール１１及び１２の平面
１５に関して傾斜させたい場合には、傾斜の程度
は前述の範囲に制限するべきであり、加圧装置２
３による３つの圧延噛込み部への圧力付加がさま
たげられる程大きくするべきではない。

本発明によれば、加圧装置２３は米国特許第
3339475号の場合の如くストリツプに張力を加え
ることによつてのみそれぞれのロール間に圧力を
発生させるというよりは圧力をそれぞれのロール
１１，１２，１７及び１８に加えるのに用いるよ
うにされているのが望ましい。

圧延機１０が動力駆動され、加圧装置２３によ
り適当な分離力を加えられた時、第１図に示すよ
うな３つの板厚減少点が得られる。下側被駆動緩
速バツクアツプロール１１と下側自由回転ワーク
ロール１７との間の第１の板厚減少点は小さいが
十分な板厚減少を与えるものと考えられる。第１
の板厚減少の機構は十分には判明していないが、
この機構は１つの小さなロール１７が極めて大き
なロール１１と協働して用いられる遊星圧延に伴
う機構と類似のものと考えられる。板厚減少のた
めの遊星圧延機構は数学的解析により、小さなロ
ール即ちワークロール１７の半径に近い有効半径
を備えた２つの等しいロールによる同等の対称圧
延から生ずる板厚減少と同じ機構であることを示
すことが出来る。更に、バツクアツプロール１１
は被駆動ロールであり、遊動ロールであるワーク
ロール１７と一緒に作動するので、結果的に得ら
れるロール対の圧力線図は非常に修正されねばな
らず、また圧力ピークの遮断と圧力分布における
２つのレベル中断の導入とを示すために数学的に
表示され得る。この効果は両ロール１１及び１７
が同一の周速で回転する場合でさえも生ずる。し
かしながら、下側ワークロール１７は第１図の実
施例においては下側バツクアツプロール１１より
も幾分速い速度V₂で作動すると考えられる。

本発明による協働圧延装置１０における第３の
板厚減少は基本的には第１の板厚減少の機構と同
一の機構によつて支配されている。この第３の板
厚減少も又極めて大きなロール１２と一緒になつ
て作動する小さなロール１８を利用しており、従
つて前述の遊星圧延機構によつて支配されている
と考えられる。同様にして第３の板厚減少点も小
さいが十分な板厚減少を生ずる。

第１図に示す４段圧延機においては、小径ロー
ル１７及び１８の各々はそれと協働する大径の被
駆動ロール１１又は１２の周速とほぼ等しい周速
で作動していると考えられる。例えば、下側ワー
クロール１７の周速V₂は下側バツクアツプロー
ル１１の周速V₁よりも幾分大きい。同様に、上
側ワークロール１８の周速V₃は上側バツクアツ
プロール１２の周速V₄よりも幾分小さい筈であ
る。

更に、下側ワークロール１７の速度V₂は上側
ワークロール１８の速度V₃よりも実質的に小さ
いと考えられる。ロールセツトの中央にあり、隣
接するワークロール１７及び１８の間にある界面
であるところの第２の板厚減少点において、これ
らワークロールはそれらと協働する外側被駆動ロ
ール１１及び１２の周速比に近いそれぞれの周速
で作動していると考えられる。この領域において
は、最も大きな単一板厚減少率が得られる。とい
うのは異なる速さで且つ反対方向に回転している
２つのロールの圧延圧力線図は通常の圧延におけ
る中立点と関連した圧力ピークが基本的に完全に
除去されるので、かなり低い圧力を示すからであ
る。

このようにして、前述の装置１０を利用した本
発明の協働圧延プロセスによれば、ストリツプＡ
が圧延機１０を通過する１パスにおいて３つの圧
延パスが得られることになり、これら全てのパス
における作動機構は圧延圧力を減少する傾向を有
している。

第１図に示すように、このプロセスにおける板
厚減少領域の前方及び後方張力T₂及びT₃は基本
的にはストリツプＡが被駆動バツクアツプロール
１１及び１２のまわりに巻付けられ該ストリツプ
上にせん断力が生ずることにより与えられている
と考えられる。被加工材即ちストリツプＡは緩速
大径被駆動ロール１１を取り囲んでいるので、ブ
ライドルロールセツト２８及びロール自体のせん
断力によつて与えられる後方張力T₁の存在の故
にこのロール１１の周縁のまわりには滑りがほと
んど又は全く生じない筈である。上側バツクアツ
プロール１２においても前方張力T₄及びこのロ
ールのせん断力の存在故に同様の状況が生じてい
る。被駆動上側大径バツクアツプロール１２はス
トリツプＡの最終の所望板厚が得られるような周
速で駆動されるべきである。従つてロール１２は
ロールスタンド１０において行なわれる全板厚減
少率に比例した、下側バツクアツプロール１１の
周速V₁に関連した周速V₄で回転する。

バツクアツプロール１１及び１２の径とワーク
ロール１７及び１８の径との比は本発明によれば
好ましくは約２：１〜９：１、最も好ましくは
３：１〜８：１の範囲にある。こうすることによ
りワークロール１７，１８及びバツクアツプロー
ル１１，１２の直径間には明瞭な差異が生ずる。
しかしながら、直径の差異は従来技術の装置の場
合必要であつたように極端なものとする必要はな
い。第１図に示す装置は通常の４段圧延機をくら
べて分離力を好ましくは最小でも２倍程低くする
ようにされている。

被駆動バツクアツプロール１１及び１２のまわ
りのストリツプの巻き付け量はストリツプＡとそ
れぞれのバツクアツプロール１１又は１２との間
の摩擦及び潤滑条件に依存し、ストリツプＡとロ
ール間に起り得るすべりを最小にするのに必要な
程度にセツトすることが出来る。上部及び下部バ
ツクアツプロール１１及び１２間の全加圧力は通
常の圧延に必要なそれよりも少ない。得られるス
トリツプＡの板厚は上側及び下側バツクアツプロ
ール１１及び１２の間の相対的周速比により決定
されるので、本装置１０は一般的に言つて加圧の
程度が著しくない範囲においては加圧装置２３に
よつて加えられる圧力の影響をあまり受けない。

第１図乃至第３図の装置１０においては、上側
及び下側バツクアツプロール１１及び１２の周速
の差は駆動装置２４〜２７のそれぞれのロールに
対する減速比を適当な減速歯車２４を介して修整
することにより与えられている。例えば、もしも
上側バツクアツプロール１２が歯数40の歯車３６
により駆動され、下側バツクアツプロール１１が
歯数50の歯車３７により駆動されるとすると、こ
れらのロールの相対周速には20％の差異が生じ、
圧延機によつて得られるストリツプ板厚減少率は
20％となる。ロール１１及び１２の各々に対する
それぞれの駆動歯車３６及び３７を適当に選ぶこ
とにより他の板厚減少率を得ることが出来る。ロ
ール１１及び１２の間の速度比をかえて圧延板厚
減少率を変化させるために可変速トランスミツシ
ヨンを用いることも可能である。

しかしながら、所望とあらば、別法として通常
の４段圧延機の駆動システムを採用して、第４図
の如く上側及び下側バツクアツプロール１１及び
１２′を同一の毎分当り回転数で回転させること
も可能である。ロール１１及び１２′の周速V₁及
びV₄の差異は、前述の実施例における如く、所
望の板厚減少率が得られるような周速比V₁対V₄
を下側ロール１１の径に関連して備えるような上
側ロール１２′を用いることによつて達成され
る。この修整例は通常の４段圧延機にほんの僅か
の修整を施すことによつて達成することが可能で
ある。この場合には通常の上側バツクアツプロー
ルの代りに比較的大きな径のバツクアツプロール
１２′を用いるだけで良い。第４図に示す装置は
基本的には第１図の装置の修整例であり、従つて
装置の他の要素については説明を省略する。第４
図の装置１０′と第１図の装置１０の違いは上側
１２′及び下側１１バツクアツプロールを駆動す
るのに単一速度の駆動機構を用いていることと、
より大径の上側バツクアツプロール１２′を用い
ているということである。

これ迄説明した実施例においては、ワークロー
ル１７及び１８は基本的に同一径であつた。第１
図の装置の単なる修整例である第５図及び第６図
の実施例においては異なる径のワークロール１
７，１７′，１８又は１８′を用いることが可能な
ることが例示されている。第５図において、上側
ワークロール１８′は下側ワークロール１７より
も径が相対的に小さく、一方第６図においては逆
に上側ロール１８が下側ワークロール１７′より
も径が大きい。異なる径のワークロール１７，１
７′，１８又は１８′を用いることは第１及び第３
の板厚減少領域における板厚減少の程度を制御す
るのに有用である。

第５図及び第６図の装置においては、ロール１
１及び１２は第１図を参照して説明された２速減
速機２４によつて駆動されている。しかしなが
ら、所望とあらば、第５図及び第６図の装置にお
ける上側バツクアツプロール１２も又第４図の如
き態様で変更し、単一速度の減速機を利用するこ
とが可能である。

本発明によれば、板厚減少率がそれぞれのバツ
クアツプロールの周速比の関数となることを保証
するために両バツクアツプロールを駆動すること
が好ましい。

かくて、要約するならば、本発明によれば独特
の協働圧延装置が提供される。本装置は少なくと
も２つのバツクアツプロールと少なくとも２つの
ワークロールを含んでおり、これらのロールの軸
線は第１図の如く全体として単一平面内に存在し
ている。バツクアツプロール１１及び１２は駆動
されており、ワークロール１７及び１８は自由回
転している。ストリツプは３つの板厚減少領域を
生ずるべく図示の如く曲りくねつて圧延機を通さ
れる。前記バツクアツプロールは所望の板厚減少
率に従つて異なる周速で駆動される。

本発明に従つて、1.5インチ（38.1mm）径のワ
ークロールを備えた通常の４段式６インチ
（152.4mm）×６インチの圧延機が第１図の如く組
み立てられた。バツクアツプロールの径は６イン
チ（152.4mm）であつた。この圧延機は適当なス
ピンドルを介して接続されたピニオンスタンド減
速機によりバツクアツプ駆動された。上側バツク
アツプロールから下側バツクアツプロールへの周
速の減少はピニオンスタンド減速機内の歯車を変
更することによりギヤ比を変え、バツクアツプロ
ール間の周速が20％の差を生むように行なわれ
た。

この圧延機を用いた圧延作業の開始材料とし
て、0.020インチ（0.508mm）厚で幅が２インチ
（50.8mm）の焼鈍ステンレス合金304が用いられ
た。合金304のストリツプは各パスにおける板厚
減少率を20％にして、９パス通過により0.020イ
ンチ（0.508mm）から0.0027インチ（0.07mm）迄の
板厚減少が得られるよう圧延された。全板厚減少
率は約86％である。この圧延機が本発明による修
整を加えないで通常の４段式モードで駆動された
時は、焼鈍を必要とする前の当該合金の全板厚減
少率は約58％しか得られなかつた。

同一の４段式圧延機を本発明の協働圧延装置に
転用し、銅ベース合金を用いた試験も行なつた。
1/4硬質で0.032インチ（0.913mm）の板厚のCDA
合金110ストリツプが、1/4硬質状態を与えるため
の以前の圧延操作は除外して７パスにおいて
0.0067インチ（0.17mm）迄圧延された。前記７回
パスの各パスにおいては20％の板厚減少率が採用
された。更に強度が大きく、延性に乏しいアルミ
青銅についても試験が行なわれた。最初の板厚が
0.029インチ（0.74mm）で1/2硬質状態にあつた
CDA合金688が各パスに20％の板厚減少率を適用
して７回パスで0.0061インチ（0.155mm）へと圧
延された。CDA合金688は慣用圧延の場合通常約
50％の全板厚減少の後焼鈍される。本発明に従つ
て前述の如く行なわれた処理の場合には、1/2硬
質状態を得るための以前の圧延操作を別にしても
約78％の全板厚減少率を得ることが可能であつ
た。

前述の結果は全く驚くべき事であり、予期され
なかつたことである。市場で用いられている通常
のパススケジユールにおいては、ストリツプが加
工硬化するにつれて漸減的に板厚減少率を減少さ
せるのが一般的である。前掲の如く、前述の本発
明による協働圧延プロセスを用いた場合にはパス
間において板厚減少率を減少させる必要はなかつ
た。

従つて本発明によるプロセス及び装置は、圧延
機中の各パスにおいて行なう板厚減少率を増大さ
せること、及び焼鈍工程間において行ない得る全
パス数を増大させることにより、圧延作業におけ
る実質的な経済性及び効率の向上をもたらす。こ
のことは前述の従来技術に関連して述べた種々の
欠点をもたらすことなしに達成される。更には本
発明によるプロセス及び装置は従来の手法にくら
べてこれらの改良を実質的に簡単化された態様で
達成している。

前述の例においては１パス当り20％の板厚減少
率が採用されたが、所望とあらば１パス当りのよ
り大きな板厚減少率を採用することも可能であ
る。本発明によるプロセスによればパス当り少な
くとも35％の板厚減少が可能である。本発明によ
れば、前述の如くパス当り同一の板厚減少率で圧
延を行なうことが可能であるが、任意の所望のパ
ススケジユールを採用することも可能である。

本発明はステンレス鋼及び銅ベース合金につい
て例を示してきたが、本発明は、限定するわけで
はないが、鉄及び鉄合金、銅及び銅合金、ニツケ
ル及びニツケル合金並びにアルミニウム及びアル
ミニウム合金を含む、塑性変形可能な任意の金属
又は合金にも広く適用可能であると考えられる。

ロールスタツクの垂直配列が示されているが、
これらのロールは所望に応じて水平方向又は他の
態様で配列することが可能である。実際には、前
述の６インチ×６インチ圧延機はブライドルロー
ルセツト２８及び２９を用いることなしに作動可
能であり、張力T₁及びT₄はコイラ３０及び３１
によつて与え得ることが判明している。

種々のロール軸線１４，１６，３４及び３５の
配列と関連して用いられた「一般に平面内にあ
る」という用語は、ワークロール軸線３４及び３
５の平面とバツクアツプロール軸線１４及び１６
の平面とがわずかに傾いている場合をも含んでい
ることを意味する。

本発明によれば、圧延機による板厚減少がもは
や不可能となり焼鈍が必要となる事態を招くよう
な分離力の増大を生ずることなしに、圧延機にお
けるかなりの数のパスを採用することが可能であ
る。更に本発明のプロセス及び装置において発生
する分離力は慣用の圧延機において予想される分
離力よりも著しく低い。本発明のよるプロセス及
び装置はもつぱらストリツプの塑性変形能によつ
て制限を受けるだけである。

本発明の背景として説明した特許及び記事は本
明細書に関しての引用文献である。

本発明によれば前述の目的、装置及び利点を完
全に満足する協働圧延プロセス及び装置が提供さ
れることは明白である。本発明はその特定の実施
例と組合せて説明されているが、前述の説明に照
らして、当業者が多くの代替例、修整例及び発展
例を案出するのは容易であることは明白である。
従つて、全てのそのような代替例、修整例及び変
更例は特許請求の範囲内に含まれるものと理解さ
れたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１つの実施例による装置の側
面を図式的に例示した図、第２図は第１図の装置
のより詳細な例示図、第３図は第１図の装置のロ
ールに対する駆動系を例示する部分図、第４図は
異なる直径のバツクアツプロールを備えた、本発
明の異なる実施例による装置の模式図、第５図は
異なる直径のワークロールを備えた、本発明の更
に別の実施例による装置の模式図、第６図は第５
図とくらべて異なる直径のワークロールを逆順序
で配列した、本発明による装置の模式図である。 １０：圧延機、１１：第１のバツクアツプロー
ル、１２：第２のバツクアツプロール、１４：第
１のロール軸線、１６：第２のロール軸線、１
７：第１のワークロール、１８：第２のワークロ
ール、３４：第３のロール軸線、３５：第４のロ
ール軸線、２８，２９：張力付加装置、２４：駆
動装置、２３：加圧装置、Ａ：ストリツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パス当りの金属ストリツプの板厚減少率を増
   大させ、複数の焼鈍工程間の全板厚減少率を増大
   させるようにした金属ストリツプの圧延方法にお
   いて、該方法は、 第１の平面を画成する第１及び第２のロール軸
   線を備えた少なくとも第１及び第２の被駆動バツ
   クアツプロールであつて、該バツクアツプロール
   は前記第１の平面に沿つて互いに近付いたり遠去
   かつたりの相対的移動を行なうよう配設された第
   １及び第２の被駆動バツクアツプロールを設ける
   段階と、 第３及び第４のロール軸線を備えた少なくとも
   第１及び第２の遊動ワークロールであつて、該ロ
   ールは前記バツクアツプロールよりも小さな直径
   を備えており、前記第３及び第４のロール軸線は
   一般に前記第１の平面内に配置されており、前記
   ワークロールは前記第１及び第２のバツクアツプ
   ロール間に配置されるとともに、一般に前記第１
   の平面内において前記バツクアツプロールに近付
   いたり遠去かつたりの、かつ又互いに近付いたり
   遠去かつたりの相対移動を行なうよう配設される
   第１及び第２のワークロールを設ける段階と、 前記第１のバツクアツプロールの周速が前記第
   ２のバツクアツプロールの周速よりも小さくなる
   ようにこれらバツクアツプロールを駆動する段階
   と、 前記ストリツプを前記ロール中に曲りくねつた
   状態で通過させ、前記ストリツプがまず前記第１
   のバツクアツプロールを取り囲み、次に前記ワー
   クロールのまわりでＳ字形状の拘束部を形成し、
   次に前記第２のバツクアツプロールを取り囲むよ
   うにストリツプを通過させる段階と、 前記ストリツプが前記ロール中を通過する際該
   ストリツプに前方及び後方張力を付加する段階
   と、 前記ロール間に所望の圧力を付加する段階とを
   有し、 これによつて第１の板厚減少が前記第１のバツ
   クアツプロール及び前記第１のワークロール間の
   第１のロール食込み部で得られ、第２の板厚減少
   が前記第１のワークロール及び前記第２のワーク
   ロール間の第２のロール食込み部で得られ、第３
   の板厚減少が前記第２のワークロール及び前記第
   ２のバツクアツプロール間の第３のロール食込み
   部で得られることを特徴とする圧延方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法にお
   いて、前記第１又は第２のバツクアツプロールの
   直径と前記第１又は第２のワークロールの直径と
   の比が２：１から９：１までであるよう前記ロー
   ルを選択する段階が含まれていることを特徴とす
   る圧延方法。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の圧延方法にお
   いて、前記比率が３：１から８：１までであるこ
   とを特徴とする圧延方法。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法にお
   いて、前記ワークロールの前記第３及び第４の軸
   線は第２の平面を画成しており、更に前記ワーク
   ロールの前記第２の平面を前記バツクアツプロー
   ルの前記第１の平面に対し10度より小さい角度だ
   け、かつ又前記金属ストリツプを更にたわませる
   方向に傾斜させる段階が含まれていることを特徴
   とする圧延方法。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の圧延方法にお
   いて、前記ワークロールの前記第２の平面は前記
   バツクアツプロールの前記第１の平面に関して５
   度より小さい角度だけ傾けられることを特徴する
   圧延方法。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法にお
   いて、前記駆動段階は前記第１及び第２のバツク
   アツプロールを毎分当り同一の回転数で駆動する
   ことと、前記周速比が得られるように前記第１及
   び第２のバツクアツプロールの直径を選択するこ
   ととを含んでいることを特徴とする圧延方法。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法にお
   いて、前記第１のワークロールが前記第２のワー
   クロールとは異なる直径を備えるようにワークロ
   ールを選択する段階が含まれていることを特徴と
   する圧延方法。 ８ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法にお
   いて、前記駆動段階は前記バツクアツプロールを
   それぞれ異なる毎分当り回転数で駆動することを
   有することを特徴とする圧延方法。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法にお
   いて、前記ロールのストリツプで取り囲まれてい
   ない表面に冷却剤及び潤滑剤を添加する段階が含
   まれていることを特徴とする圧延方法。 １０ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法に
   おいて、前記ストリツプは前記ワークロールの
   各々の周縁を180゜にわたつて取り囲んでいるこ
   とを特徴とする圧延方法。 １１ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法に
   おいて、前記ストリツプは前記バツクアツプロー
   ルの周縁を270゜にわたつて取り囲んでいること
   を特徴する圧延方法。 １２ 特許請求の範囲第１項に記載の圧延方法に
   おいて、前記ストリツプを複数個のパスにより前
   記ロール中に通過させる段階にして、該ストリツ
   プの該ロール中での各パスに対する板厚減少率は
   同一である段階が含まれていることを特徴とする
   圧延方法。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載の圧延方法
   において、各パスの板厚減少率が少なくとも20％
   であることを特徴とする圧延方法。 １４ 金属ストリツプのパス当り板厚減少率を増
   大させ、複数の焼鈍工程間の全板厚減少率を増大
   させるようにした圧延装置において、該圧延装置
   は、 第１の平面を画成する第１及び第２のロール軸
   線を備えた少なくとも第１及び第２の複駆動バツ
   クアツプロールであつて、該バツクアツプロール
   は前記第１の平面に沿つて互いに近付いたり遠去
   かつたりの相対移動を行なうように配設されてい
   るバツクアツプロールと、 第３及び第４のロール軸線を備えた少なくとも
   第１及び第２の遊動ワークロールであつて、該ワ
   ークロールは前記バツクアツプロールよりも小さ
   な直径を備えており、前記第３及び第４のロール
   軸線は一般に前記第１の平面内に配置されてお
   り、前記ワークロールは前記第１及び第２のバツ
   クアツプロール間に配置されるとともに、一般に
   前記第１の平面内において前記バツクアツプロー
   ルに近付いたり遠去かつたりの、かつ又互いに近
   付いたり遠去かつたりの相対的移動を行なうよう
   配設されているワークロールと、 前記第１のバツクアツプロールの周速が前記第
   ２のバツクアツプロールの周速よりも小さくなる
   ようにこれらバツクアツプロールを駆動するため
   の駆動装置を示し、 前記ロールは前記圧延装置を経ての単一パスに
   おいて該ストリツプに３つの板厚減少部を与える
   ように配設されており、該板厚減少部の第１は前
   記第１のバツクアツプロール及び前記第１のワー
   クロール間の第１のロール食込み部において得ら
   れ、板厚減少部の第２は前記第１のワークロール
   及び前記第２のワークロール間の第２のロール食
   込み部において得られ、板厚減少部の第３は前記
   第２のワークロール及び前記第２のバツクアツプ
   ロール間の第３のロール食込み部において得ら
   れ、 前記ロールは前記ストリツプが前記圧延装置中
   を曲りくねつた態様で移動するよう配置されてお
   り、その際該ストリツプはまず前記第１のバツク
   アツプロールを取り囲み、次に前記ワークロール
   のまわりにＳ字形状の拘束部を形成し、次に前記
   第２のバツクアツプロールを取り囲み、 前記圧延装置は更に、前記ストリツプが該圧延
   装置中を通過する際該ストリツプに前方及び後方
   張力を付加するための装置と、 前記ロール間に所望の圧力を付加するための加
   圧装置とを有することを特徴とする圧延装置。 １５ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   において、前記第１又は第２のバツクアツプロー
   ルの直径と前記第１又は第２のワークロールの直
   径との比率が２：１から９：１までであることを
   特徴とする圧延装置。 １６ 特許請求の範囲第１５項に記載の圧延装置
   において、前記比率が３：１から８：１までであ
   ることを特徴とする圧延装置。 １７ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   において、前記ワークロールの前記第３及び第４
   の軸線は第２の平面を画成しており、前記ワーク
   ロールの前記第２の平面は前記バツクアツプロー
   ルの前記第１の平面に対して、10度より小さい角
   度をもつて、かつ又前記金属ストリツプを更にた
   わませる方向に傾けられることを特徴とする圧延
   装置。 １８ 特許請求の範囲第１７項に記載の圧延装置
   において、前記ワークロールの前記第２の平面は
   前記バツクアツプロールの前記第１の平面に関し
   て５度より小さい角度だけ傾けられることを特徴
   とする圧延装置。 １９ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   において、前記第２のバツクアツプロールは前記
   第１のバツクアツプロールの直径よりも小さな直
   径を備えていることを特徴とする圧延装置。 ２０ 特許請求の範囲第１９項に記載の圧延装置
   において、前記駆動装置は前記第１及び第２のバ
   ツクアツプロールを毎分当り同一の回転数で駆動
   するようにされており、前記第１及び第２のバツ
   クアツプロールの前記直径は前記周速比を与える
   ように選ばれていることを特徴とする圧延装置。 ２１ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   において、前記第１のワークロールは前記第２の
   ワークロールとは異なる直径を備えていることを
   特徴とする圧延装置。 ２２ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   において、前記駆動装置は前記バツクアツプロー
   ルのそれぞれを異なる毎分当り回転数で駆動する
   ことを特徴とする圧延装置。 ２３ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   おいて、前記ストリツプは前記ワークロールの
   各々を180゜にわたつて取り囲んでいることを特
   徴とする圧延装置。 ２４ 特許請求のは範囲第２３項に記載の圧延装
   置において、前記ストリツプは前記バツクアツプ
   ロールの前記周縁270゜にわたつて取り囲んでい
   ることを特徴とする圧延装置。 ２５ 特許請求の範囲第１４項に記載の圧延装置
   において、更に各々の前記ロールの前記ストリツ
   プによつて取り囲まれていない表面に冷却剤及び
   潤滑剤を添加するための装置が含まれていること
   を特徴とする圧延装置。