JPS61238408A

JPS61238408A - 金属板の圧延方法および装置

Info

Publication number: JPS61238408A
Application number: JP7934385A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Kawai; 義人河合; Tokuo Ichiba; 市場　徳男; Ritsuo Hashimoto; 橋本　律夫
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1985-04-16
Publication date: 1986-10-23

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】（発明の技術分野）本発明は、金属板、特に、金属ストリップの圧延に関す
るもので、特に、圧延ロールを冷却する手段に関するも
のである。

（従来の技術）一般に、熱間あるいは冷間圧延工程において被圧延材を
圧延ロールによらて圧延する場合、加工熱、ロールと被
圧延材との摩擦熱、特に、熱間圧延では被圧延材の持っ
ている顕熱等が被圧延材からロールに伝達し、そのまま
の状態ではロールの温度が上昇し、ロールの機械的性質
が低下し、ロールクラウンおよびロール摩耗が増加する
という問題が生ずる。

従来、上述したロール温度の上昇を防止するため、一般
的に、冷却水をロール表面に噴射してロールをロール外
部より冷却している。しかし、かかるロール外部からの
冷却方法は、第７図（ａ）、（ハ）に示すように、ワー
クロール１およびバックアップロール２からなる４段ロ
ール形式またはワークロール１、中間ロール３およびバ
ックアップロール２からなる６段ロール形式の通常の圧
延機においては、ロール径も大きいため、ワークロール
１の周りに冷却用ヘッダー４の取付はスペースも十分確
保でき、必要量の冷却、伝熱面積が得られるから問題は
ない。しかし、高圧下機能を有する第８図に示すロール
配列を持つ圧延機にふいては、ワークロールそのものが
小径であることともに、それに付随する補強ロール群も
第７図に示す通常の圧延機と比較して小径であることか
ら取り合い上、冷却ヘッダーの取付けが困難で外部から
の冷却効果を十分得ることができないと同時にロールに
対する熱負荷が大きいために問題となっている。

かかる点に鑑す、近年ロール外部からの冷却だけでなく
、ロール内部からも冷却する方法が考えられている。第
９図は、例えば特開昭５５−１４４３１０号公報に記載
されているような従来の内部冷却型圧延ロールの一例を
示し、図示の圧延ロールにおいては、ロール胴５をロー
ル胴芯６とこの外側に嵌合されるロールスリーブ７とで
構成し、ロール胴芯６の外周に螺旋状の溝８を形成し、
この溝８とロールスリーブ７とによってロールスリーブ
内側に螺旋状冷却水通路９を設け、軸受１０によって支
承されるロール軸部１１の内部に軸線方向に延長して設
けた冷却水供給通路１２および排出通路１３を螺旋状冷
却水通路９０両端に半径方向通路１４および１５を経て
それぞれ接続し、外部の図示せざる冷却水循環系ロータ
リージヨイント１６．１７を介して接続してロールを外
部から冷却するよう構成している。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来の内部冷却型圧延ロールは、上述し
たように、冷却水をロールの一端から供給し、他端から
排出される構造で、しがも冷却水通路が円周方向に延長
して設けられた螺旋状であるため、ロールが軸方向に沿
って不均一に冷却されるという問題がある。このような
不均一な冷却の結果として、ロールのサーマルクラウン
がロール軸方向に不均一になり、被圧延材のプロフィル
、形状に悪影響が生ずる。更に、冷却水通路が位置する
ロール胴部分においてロールスリーブが圧延反力により
変形され、この結果、被圧延材の形状が不良になるとい
う問題もある。

また、一般的に圧延により生ずるロール内の温度分布は
、第１０図に示すように表面温度が一番高く、中心部に
向かうに従って温度が低くなる温度勾配となっている。

このことからロールを効果的に内部から冷却するには冷
却水通路をできる限りロール表面の近くに位置させるこ
とが良い。言い換えれば、ロールスリーブの厚みをでき
るだけ薄くし、このロールスリーブの内側でロール胴に
冷却水を通すことが得策である。しかし、圧延ロールに
は圧延時、被圧延材からの反力と補強ロールとの反力に
よりロールを押しつぶす力が加わり、このためロールス
リーブ厚みを薄くすることは、剛性の低下を招くことに
なり、圧延反力によりロールスリーブが変形し前述した
ように被圧延材に悪影響を与えるという問題がある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述した点に鑑みなされたもので、本発明に
よれば、金属板を圧延するに際し、ロール表面近くでロ
ール内部にロール軸線方向に互いに平行に延びる複数個
の冷却水通路を円周方向に互いに離間して設けたワーク
ロールを用い、前記冷却水通路に冷却水を通流させてワ
ークロールを内部から冷却し、この冷却水を前記冷却水
通路内に封入して圧延を行うことを特徴とする。

また、本発明によれば、上述した方法を実施するための
装置としてワークロールの表面近くでワークロール内部
にロール軸線方向に互いに平行に延びる複数個の冷却水
通路を円周方向に互いに離間させて設け、前記冷却水通
路に冷却水を通流させるよう冷却水給水管および排出管
を接続し、これらの給水管および排出管に遮断弁をそれ
ぞれ設けたことを特徴とする。

（作用）本発明によれば上述した構成としたことにより、冷却水
はロール軸方向に直線的に流れ、これによりロールを軸
方向にほぼ均一に冷却することができ、また、圧延時に
は、冷却水通路内に冷却水を封じ込むことによって非圧
縮性の冷却水により圧延負荷を支持させることができ、
これにより上述した従来のロール内部冷却の欠点を除去
し、被圧延材のプロフィノペ形状不良の生じないロール
内部冷却による金属板の圧延を効果的に行うことができ
る。

（実施例）第１〜３図は、本発明による内部冷却型ロールおよびそ
の冷却水給排水系の１実施例を示す。この第１の実施例
においては、ロール胴５の芯部６の外周にロール軸線方
向に互いに平行に延びる複数個の直線状溝１９をロール
胴円周方向に互いに離間させて設け、これらの溝１９と
ロールスリーブ７とによって冷却水通路２０を形成する
。

かようにして設けたロール軸線方向に延びる複数の直線
状冷却水通路２０の一端を端板２１と一体のロール軸１
１に設けた冷却水供給通路１２に半径方向通路１４を経
てそれぞれ接続し、他端を排出通路１３に半径方向通路
１５を経てそれぞれ接続し、冷却水供給通路１２を図示
せざるロータリージヨイントを介して冷却水給水管２２
に接続し、冷却水給水管２２に接続した循環ポンプ２３
により冷却水タンク２４から冷却水を供給するようにし
、冷却水給水管２２に後述する冷却水封じ込めの目的で
ストップ弁、逆止弁等の遮断弁２５を設ける。他方、排
水通路１３を端板２６と一体のロール軸他端でロータリ
ージヨイントを介して排水管２７に接続し、この排水管
２７にも冷却水封じ込めの目的で遮断弁２８を設け、冷
却水の温度制御のための熱交換器２９を経て冷却水タン
ク２４に冷却水を戻すよう構成している。

上述した構成になる圧延ロールおよびその冷却水給排水
系を用いて金属板を圧延するには、循環ポンプ２３を作
動させ、冷却水をロール内部の冷却−水通路２０に送り
込み、ロール胴を冷却する。次に、給排水管２２および
２７の遮断弁２５および２８を閉止し、冷却水を冷却水
通路２０内に閉じ込めた後、圧延を行う。圧延完了後ま
たは１バス終了後、遮断弁２５および２８を開き、冷却
水をロール内部の冷却水通路２０に送り込んで循環させ
、ロールを冷却する。

第４〜６図は、本発明による内部冷却型ロールおよびそ
の冷却水給排水系の他の実施例を示す。

この第２実施例においても、ロール胴５の内部に第１実
施例と同様にロールスリーブ７と直線状溝１９とによっ
てロール軸線方向に互いに平行に延びる複数個の冷却水
通路２０ａ、　２０ｂをロール胴円周方向に互いに離間
して設けている。

しかし、この第２の実施例においては、ロール胴の軸方
向温度分布の均一化を更に向上させる目的で、円周方向
に隣接する冷却水通路２０ａ、　２０ｂに冷却水を反対
方向に流通させるため、各ロール軸１１ａ、　ｌｌｂ内
に冷却水供給通路１２ａ、　１２ｂおよび排水通路１３
ａ、　１３ｂを軸線方向に延長して設け、円周方向に離
間して位置する冷却水通路の一つおきの冷却水通路２０
ａの一端に一方のロール軸１１ａにおける冷却水供給通
路１２ａを半径方向通路１４ａを経て接続し、他端に他
方のロール軸１１ｂにおける排水通路１３ｂを半径方向
通路１５ａを経て接続する。残りの冷却水通路２ｂにも
、同様にして、その一端に他方のロール軸１１ｂにおけ
る冷却水供給通路１２ｂを半径方向通路１４ｂを経て接
続し、他端に一方のロール軸１１ａにおける排水通路１
３ｂを半径方向通路１５ｂを経て接続する。

ロール軸１１ａ、　ｌｌｂに設けられた冷却水供給通路
１２ａ、　１２ｂを冷却水給水管２２に接続し、排水通
路１３ａ。

１３ｂを排水管２７に接続し、給水管２２を遮断弁２５
を経て循環ポンプ２３に接続して冷却水タンク２４から
冷却水をロール胴内部の冷刈水通路２−Ｏａおよび２０
ｂに互いに反対方向に流し込むようにし、排水管２７を
遮断弁２８を経て熱交換器２目に接続して冷却水をタン
ク２４に戻すよう構成している。

上述の構成になる圧延ロールおよび冷却水給排水系を用
いて金属板を圧延する方法は第１実施例につき説明した
と実質的に囮じであるのでその説明を省略する。しかし
、本撚によれば、円周方向に隣接して位置する冷却水通
路２０ａ、　２０ｂに流れる冷却水の方向を互いに反対
四きとしたことにより、第１実施例の場合に比ベロール
胴の軸線方向における温度の均一化をさらに良くすくこ
とができる。

（発明の効果）本発明によれば、冷却水をロールスリーブの内側でロー
ル軸線方向に通流することによりロール軸線方向のロー
ル温度分布を均一にすることができ、また、圧延時に、
ロールスリーブ内側の冷却水通路内に冷却水を封じ込む
ことにより、非圧縮性流体である冷却水が圧延時の負荷
をロール内芯部に伝達支持し、ロールスリーブの変形を
防止することができ、これにより金属板の形状を悪化さ
せることなく、ロールスリーブの厚みを薄くすることが
可能であり、この結果内部冷却の効果を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による内部冷却型圧延ロー
ルをそのロールスリーブの一部を破断除去して示す斜視
図、第２図は第１図に示す内部冷却型圧延ロールとその冷却
水給排水系とを示す概路線図、第３図は第２図のＩＩＩ
−Ｉ線上で断面として矢の方向に見た断面図、第４図は本発明の第２実施例による内部冷却型圧延ロー
ルをそのロールスリーブの一部を破断除去して示す斜視
図、第５図は第４図に示す内部冷却型圧延ロールとその冷却
水給排水系とを示す概路線図、第６図（ａ）、（ｂ）は
第５図（７）ＶＩ−Ａ　−ＶＩ−Ａ　線上オよびＶＩ−
Ｂ　−ＶＩ−Ｂ線上で断面として矢の方向に見た断面図
、第７図〜第８図は従来の多段圧延機のロール配置を示す
路線図、第９図は従来の内部冷却型圧延ロールの縦断面図、第１０図は圧延ロールの半径方向における温度分布を示
すグラフである。 ■・・・ワークロール　　　２・・・バックアップロー
ル３・・・中間ロール　　　　４・・・冷却水ヘッダー
５・・・ロール胴６・・・ロール胴芯部７・・・ロール
スリーブ１１・・・ロール軸１２・・・冷却水供給通路
　　１３・・・排水通路１４、１５・・・半径方向通路
　１９・・・直線状溝２０・・・冷却水通路　　　　２
１・・・端板２２・・・冷却水給水管　　　２３・・・
循環ポンプ２４・・・冷却水タンク　　　２５・・・遮
断弁２６・・・端板　　　　　　　２７・・・排水管２
８・・・遮断弁　　　　　　２９・・・熱交換器第６図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、ロール表面近くでロール内部にロール軸線方向に互
いに平行に延びる複数個の冷却水通路を円周方向に互い
に離間して設けたワークロールを用い、前記冷却水通路
に冷却水を通流させてワークロールを内部から冷却し、
この冷却水を前記冷却水通路内に封入して圧延を行うこ
とを特徴とする金属板の圧延方法。２、ワークロールの表面近くでワークロール内部にロー
ル軸線方向に互いに平行に延びる複数個の冷却水通路を
円周方向に互いに離間させて設け、前記冷却水通路に冷
却水を通流させるよう冷却水給水管および排出管を接続
し、これらの給水管および排出管に遮断弁をそれぞれ設
けたことを特徴とする金属板の圧延装置。