JPS63220911A - 圧延機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板材の圧延機に係り、特に品質の良い製品を
能率よく圧延しうる構成のロールを僅えた圧延機に関す
る。

〔従来の技術〕

従来の４段圧延機の、板クラウン又は形状制御に対する
能力の欠如は、作業ロールが板巾より広い補強ロールに
よって支持されているのが原因でありこれを解決するも
のとして代表して例示すると特公昭５０−１９５１０号
公報他に記載の如くロールシフトとロールベンダを有す
る圧延機が通線ＨＣミルとして発表されている。このＨ
Ｃミルの中には軸方向にシフトするロールが特公昭５１
−７６３５号公報に記載の如く作業ロールであるもの、
特公昭５０−１９５１０号公報に記載の如く中間ロール
であるもの及び特公昭５２−２６５０６号公報に記載の
如く補強ロールであるものがある。又、特公昭５１−７
６３５号公報に記載された如く、シフトし得る作業ロー
ルをスケジュールフリー圧延の目的でロールの摩耗分散
を行うため例えばサイクリックシフトを行う場合は、圧
延材の板クラウンや形状制御が出来ないため、作業ロー
ルの他にシフトするロールが必要になる。これに対する
手段として６段ミルで中間ロール、作業ロールの両者を
シフトするか、４段ミルで補強ロールと作業ロールの両
者をシフトするかの２通りがある。ところで前者は、ミ
ルが大型高価になり、特に４段ミルが主流の低設備を改
造するのに圧延設備に長期の停止期間を必要とする。後
者の補強ロールシフト方式は補強ロールのチョックの移
動を伴うために補強ロール軸受中心が圧下スクリウ又は
油圧ジヤツキ中心とずれるため巨大なビームを必要とし
、ミルの大型化を避けられず、また補強ロールのシフト
機構も大がかりとなるという問題がある。これらを改善
するため、補強ロールにスリーブ構造を採用したものと
して各種の考えが提案されている。例えば、特開昭５４
−１０６０６４号公報に記載のミルは、ロール全長に亘
ってスリーブとテーバ−との間に円環状の多数のピスト
ンを移動可能に設置し、これを移動ねじと、隣接したピ
ストン間に介装されたバネによるバネ効果により前記ピ
ストンの配置ピッチを可変としてロール剛性を変えるも
のであるが、その移動ねじの回転駆動が簡単には行なえ
ないという問題がある。また特開昭５９−１０４２０５
号公報に記載のミルに用いられるロールは、ロール芯体
の軸端とスリーブ内周との間隙に配置されたテーパ形状
の環状ピストンを作動油の油圧力によりロール軸方向に
移動させ、このスリーブを膨張させてスリーブ外周のプ
ロフォルを変えるものであるが。

前記テーバ形状の環状ピストンを油圧力により移動する
際に、テーパー形状によるくさび効果を用いるためにス
リーブとの摩擦係数のばらつきによる外乱が不可避であ
るという問題がある。

これら上述したロールの構造上の問題点を回避しつつ形
状制御能力を向上するために比較的少径で且つロール軸
方向に３分割された分割中間ロールを導入し中央側中間
ロールに対して端部中間ロールを相対移動させることよ
り形状制御能力を向上させる技術が特開昭５５−１０３
６６号公報に記載のミルで提案されているが、作業ロー
ルの調部が分割中間ロールと接触している所と接触して
いない所とではロール表面の光沢が変ってしまうのみな
らず、端部中間ロールの摺動部にはロールクーラントの
ゴミが混入し易く動作不良を起す可能性が高いという問
題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上述べた如く、ロール本体を軸方向シフトさせること
なくロールシフトと同等の効果を得られれば理想的に云
える。

そこで本発明の目的は、ロール本体をロール軸方向にシ
フトさせること無く、しかも簡単な構造で支持ロールの
ロール軸方向の剛性分布を容易に可変にし得る圧延機を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、作業ロールを支持する支持ロールを構成し
ているロール本体と該ロール本体の外周に装着したスリ
ーブとの間にロール軸方向に沿つた間隙部を設けると共
に、この間隙部を前記支持ロールのロール端部の領域に
配設し、前記間隙部の内部に環状部材を摺動自在に設置
し、更に前記環状部材を該間隙内で移動させる移動手段
を設けた構成の圧延機により達成される。

〔作用〕

本発明では、支持ロールのロール端部領域にあるロール
本体とスリーブとの間に形成した間隙部の内部に配設さ
れた環状部材をロール軸方向に適宜移動させることによ
って、支持ロールの圧延荷重に対するロール剛性を変化
させることが可能となり、よって支持ロールを直接ロー
ル軸方向にシフトさせること無しに前記支持ロールの有
効胴長をあたかも可変にした如くの機能を奏するので。

圧延材の板クラウン並びに形状制御を有効に行ない得る
という効果を達成するものである。

（実施例〕 次に本発明の一実施例である圧延機を図面を参照にして
説明する。

まず１本発明の原理について説明すると、第２図は、従
来の４段圧延機に於ける作業ロール４の撓み状態を示す
。補強ロール６と作成ロール４との間に接触荷重による
ロールの篇平変形はＷ４ｍロールの場合１ｍｍ巾当りｌ
ｔｆの荷重に対し、ロール径には殆んど関係なく０．３
３＋ａｍで接触部の剛性は約３ｆｔ／ｍｍ／＋ｓｍであ
る。第２図に於てロール面長Ωに対し圧延材５の板巾Ｂ
の圧延を行うと圧延荷重分布ｑに対し作業ロール４は補
強ロール６との接触荷重分布ｐによって支えられる。圧
延材５の板巾Ｂは最大から最小に変化し最小巾は通常最
大巾の１７２以下となるので常にＢ＜Ｑであり荷重分布
ｐの巾は圧延荷重分布ｑより長い６従って第２図に示す
圧延材板巾外方に位置する補強ロール６におけるのの部
分の荷重分布Ｐが作業ロールの端部を過度に曲げる大き
な要因となる。

そこで、本発明における一実施例の圧延機では、第１図
に示すように補強ロール７をロール本体であるテーバ１
と、その外周に装着された円筒状のスリーブ２とから構
成させ、更にこの補強ロール７のロール端部近傍にロー
ル軸方向の環状溝を設け、ロール中央部はソリッド構造
とし端部は厚肉円筒構造としてこのロール端部での接触
荷重に対する剛性を大巾に減少させ、そのロール端部領
域を環状溝内のリング３のロール軸方向シフトによって
変化させることにより補強ロールの剛性を調節可能に構
成されたものである。

そして、この様な構成を作用することによって、第３図
に示す如く圧延材板幅外方に位置する　０部の補強ロー
ル７の剛性を大巾に小さくすることにより荷重分布Ｐを
小さく出来るため、作業ロール４のロール端を過度に曲
げる力が大きく低下して作業ロール４の曲げ撓みを減少
させるとともに、作業ロールベンディング装置１４から
作用するペンディング力Ｆｗの効果が補強ロール７の０
部の阻害を低減或は受けることなく有効に作用する。

因みに補強ロール７の外径を１５００ｍｍ、ロール端部
のスリーブ２の肉厚を１５０■履としてもロール剛性は
約０．３ｔｆ／＋ａｍ／ＩＩＩｍとソリッドの部分の１
／１ｏに低減出来、第３図に示す効果が期待出来る。

但し第１図におけるリング３，３′のロール軸方向スト
ロークを大きくしすぎると作業ロール４の撓みが補強ロ
ール７中夫の中実部とリング３゜３′間の剛性の低い部
で発生する。このたわみの許容値は、例えば冷間圧延の
場合は圧延材の板形状の点から厳しく抑える必要がある
が、例えば熱間圧延では圧延材の形状への影響が少いの
で許容値は大きくなる。タンデム式熱間圧延設備につい
て云えば前段の仕上スタンドの圧延機で１０μ以下、後
段スタンドの圧延機では２〜３μ以下にたわみの許容値
をおさえる必要があると推定される。

金量も代表的な圧延材の板幅が１６００ｍｎ＋巾のホッ
トストリップミルの例をとれば、作業ロール径は７００
〜８００ｍ１１１、圧延材の板巾は１６００〜８００ｍ
ｍとなる。これ呻完全に対応するためには第４図におい
てリング３の軸方向ストロークＱは（１６００−８００
）−＝４００ｗ＋ｍ必要となり補強ロール７の中央のソ
リッド部とリング間スキマ長Ｑｇは圧延材の板巾８００
■でゼロ、最大の１６００＋ａｍ巾で４００ｍｍとなる
。Ｑｓ：４００＋ａｍの時、作業ロール４の軸芯は直線
から図示の如くδだけ撓む。全作業ロール４のロール径
を７００ｍｍとしてこの撓み上下ロール合計値２δを圧
延荷重分布１ｔｆ／ｍｍと仮定して概算すれば第５図に
示す如＜ｎｔの３乗に比例して増加する。Ｑｗ＝４００
＋＋＋ｎ＋で２δ＝２μであり実用上充分と考えられる
。尚このロール撓みδは、作業ロールベンディング装置
１４から働くペンディング力Ｆｗによってリング３の位
置を支点としてロールに逆向げを与えられるので更に減
少させることが出来る。

次に第６図を用いて本発明の一実施例である圧延材に適
用される補強ロールの詳細構造を説明する。第６図にお
いて補強ロール７を構成しているロール本体部であるア
ーμ１は軸受２１によって回転可能なようその軸端が軸
受箱１に収納されている。スリーブ２はロール軸方向に
左右対称としその中央部分においてアーμ１の外周に焼
嵌めされている。また、補強ロール７の両ロール端部に
位置するスリーブ２の内周側を薄肉に形成して、スリー
ブ２とアーμ１との間に円環状の間隙部１５を配設する
。この間隙部１５の配設範囲は圧延材の板幅が変化した
際にも圧延材板幅端に対応し得る領域に亘って形成して
おく。この間隙部１５は第６図の如くスリーブ２側に形
成する以外にもアーμ１の外周側に設けても良い。そし
て前記間隙部１５の内部に配設されたリング３，３′は
強固な金属製で形成されており、その外周はスリーブ２
に接し、内周はアーμ１に接して油圧力により軸方向に
移動可能なように設置される。尚リング３，３′は作動
油によって移動するためにその外周側及び内周側に適当
なシール部材を設けている。スリーブ２の端部には封止
金具８が当接し得るようにアーμ１の外周側に設けてあ
り作動油の洩れを防止している。この封止金具８の内周
側はシール部材を介してアーμ１の外周に装着され、ま
たスリーブ２に面した端面にもシール部材を設けてあり
、圧延圧力によるスリーブ２の半径方向変位を拘束しな
いようにするための注意が払われている。つまり、スリ
ーブ２の半径方向移動に対しては自由とするが作動油は
前述した０リング等のシール部材で洩れないようにされ
ている。

ｌａ、ｌｂ、ｌｃはテーパ１の軸内に加工された作動油
の通路であり、テーパ１の端部に設けた回転接手９を介
して同調シリンダ１０のそれぞれの油路１０ａ、１０ｂ
、１０ｃと接続されている。

同調シリンダ１０では作動油の容量が一定となるように
保たれているので両間隙部１５内に夫々配設されている
各リング３，３′のロール軸方向の移動量が等しくなる
ようにすることが可能である。

リング３，３′の移動はＰによって示す油圧源のポンプ
ポートとＴによって示すタンクポートとを切換弁１７の
切換操作で適宜接続することにより行なわれる。同調シ
リンダ１ｏにはセルシン１１が設けられており、その回
転量からリング３゜３′の位置が検出できる。２個のリ
ングをそれぞれ単独に移動させるようにしたい場合には
同調シリンダ１０は必要とはしないが、その際にはリン
グ３，３′のそれぞれの位置を単独に検出し個々に制御
することが必要となる。そしてこの検出信号が制御装置
２０に入力され、共に入力される圧延材板幅信号Ｂ、圧
延荷重値り他に基づいて圧延条件に対応した前記リング
３，３′の最適位置の設定信号を演算し、この設定信号
に応じて切換弁１７を駆動して同調シリンダ′１０を介
して間隙部１５内のリング３，３′のシフト位置を制御
するものである。第６図には省略しであるがこのような
同調シリンダ１ｏを用いた場合には左右のリング３，３
′の同調を行うために余分な作動油を系統から除いたり
、追加するための昇順が必要である。

本図ではリング３，３′の位置の検出を油の移動から見
るためシリンダセルシン式としているが、作動油の出入
が検出されればどのような形式でもよく１例えばギヤポ
ンプをその回転角から検出する方法などがある。

リング３，３′の位置は同調シリンダ１０のストローク
からセルシン１１等の検出器を用いずに直接的に測るこ
とも可能である。この場合にはリング３，３′を例えば
磁性体とし１位置検出器１２によりケーブル電気用回転
接手１３を介して外部の表示器又は制御装置２０により
表示又は制御することが出来る。

第６図ではリング３，３′を１本の支持ロール７につき
各ロール端に２ヶ設けているがこれは一方のロール端だ
けの１ケでも良く、その場合には上支持ロールではリン
グ３を圧延機の操作側に設けた場合には下支持ロールで
はリング３を圧延機の駆動側に設ける構成におれば良い
。

更には別の実施例である圧延機の支持ロールの構造であ
る第９図に示すように、１つの環状間隙部１５の内部に
リング３ａ、３ｂを２個以上設けることも可能であり、
配管供給口や制御もやや複雑になるが、更に複雑な支持
ロールの圧延荷重分布の調節が出来、圧延材の高度な制
御が実現し得るものである。

第６図に示した支持ロールは圧延材５を圧延する上下作
業ロール４の上側及び下側に少なくとも一段配設された
ロール構成であれば効果を奏するものであるが、各種ロ
ール構成のうちいずれの型式のロール構成を選定するか
は、要求される効果との勘案で決定される。

第７図は本発明の実施例である上記支持ロールの採用例
の各種を示すものである。

（ａ）は４段圧延機の補強ロールに本発明の支持ロール
を用いたもので、リング３の位置と作業ロールペンディ
ングカＦｗとの組合せにより板クラウンの効果的な制御
が行なわれる。

（ｂ）は移動リング３を上下補強ロールの相反するロー
ル端側の片側にのみ配した４段圧延機の例で、形状制御
能力は（ａ）よりやや劣るが圧延の蛇行に対する安定性
は向上する。

（ｃ）は上作業ロール４のみ小径化し上側にのみ中間ロ
ール２４を導入した上下補強ロールに適用した構成の５
段圧延機であり、作業ロールの小径化により圧延荷重の
低減が行なわている。

（ｄ）は６段圧延機の補強ロールに本発明の支持ロール
を採用した例である。

（ｅ）は（ｂ）に対して更にロール端の片側にテーパー
を持ってシフトする上、下中間ロール２４を持つた例で
中間ロール２４のテーパーの切り側の上下補強ロールの
片側ロール端に移動リング３を備えたものであり、中間
ロール２４のベンディング効果Ｆ！がそのテーパー側だ
けでなくリング３を移動することにより可変的に反テー
パ側においても増大し圧延材のクラウン制御能力が増大
する。

また第７図の（ｃ）、　（ｄ）、　（ｅ）において、中
間ロール２４を作業ロール４よりも大径とすると特に中
間ロールのベンディング効果Ｆ！がよく発揮され、作業
及び中間ロールベンディングＦｗ　、　ＦＴリング位置
調節との組合わせによって自由自在の形状制御が行なわ
れる。

尚、第７図の（ｅ）、　（ｄ）では本発明の支持ロール
を補強ロールに採用した例を示しているが、中間ロール
に採用しても良いことは云うまでもない。

上述した本発明の実施例によれば、支持ロールの実質的
な有効面長がロール自体をシフトさせずに可変に制御で
きるので圧延材のクラウン制御能力が向上する効果があ
る。

また別の効果は、いわゆるクォータバックルと呼ばれる
圧延機板幅端から１部４部分において板厚が薄くなって
しまう現象の防止効果である。クォータバックルという
現象は狭幅機では発生せず広幅材圧延の際発生するが、
これに対しては第８図及び第８Ｂ図に示すような圧延法
が効果を発揮する。

すなわち、支持ロール７の間隙部１５の内部に配設され
た移動リング３の位置を、圧延材５のほぼ板幅端近くに
移動して圧延すると、ｙで示す部分でそのロール剛性が
落ち、その圧延材５のプロフィルは二点鎖線で示すよう
なものとなり正にこのプロフィルはクォータバックルの
反対のプロフィルとなる。そしてこの断面プロフィルは
作業ロールベンダＦｗを増大させるに従い、一点鎖線、
実線と変化するが、ここにおいてＦｗの効果はその曲げ
力がリング３を支点として、ｙ及び２部のいわゆる低剛
性座ブトン効果により従来の４段ミルに比べて著しく大
きい効果を発揮し、クォータバックルを防止し得る良好
な圧延製品を提供できるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ロール本体を軸方向にシフトさせるこ
と無く、しかも簡単な構成によって支持ロールのロール
軸方向の剛性分布を調節し得るので、圧延材の複雑な板
クラウン或は板形状制御が可能になるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である圧延機の概念構成図、
第２図は従来の４段圧延機におけるロールの圧延圧力分
布説明図、第３図は第１図に示した本発明の一実施例に
おけるロールの圧延圧力分布説明図、第４図は第１図に
示した圧延機における移動リングの位置とロールの圧延
圧力分布との関係を示す状況説明図、第５図は第４図に
示した圧延機における移動リングの位置とロール剛性と
の関係を示す説明図、第６図は第４図に示す本発明の実
施例の更に具体的な支持ロールを表わす構造図、第７図
の（ａ）〜（ｅ）は本発明が適用可能な各種ロール型式
の圧延機を示す概念図、第８図は第１図に示した本発明
の一実施例である圧延機の作用説明図、第８Ｂ図は第８
図に示した圧延材による圧延材の板クラウン制御効果を
示す説明図、第９図は本発明の他の実施例を示す支持ロ
ール構造図である。 １・・・テーパ、２・・・スリーブ、３．３′・・・リ
ング、４・・・作業ロール、５・・・圧延材、７・・・
補強ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロール本体と、このロール本体の外周に装着される
   円筒状のスリーブとを備えた支持ロールと、前記支持ロ
   ールによつて支持される作業ロールとを有する圧延機に
   おいて、 前記支持ロールを構成する該ロール本体の端部近傍領域
   に面した該スリーブの内面に凹部を設けて、これらロー
   ル本体とスリーブとの間に前記領域に亘つてロール軸方
   向に沿つた間隙部を形成し、前記間隙内にロール軸方向
   に摺動可能なリング部材を配設し、更に前記リング部材
   で区画された該間隙部を該リング部材移動操作用の液圧
   シリンダ室としたことを特徴とする圧延機。 ２、ロール本体と、このロール本体の外周に装着される
   円筒状のスリーブとを備えた支持ロールと、前記支持ロ
   ールによつて支持される作業ロールとを有する圧延機に
   おいて、 前記支持ロールの該ロール本体とスリーブとの間にロー
   ル軸方向に沿つた間隙部を設けると共に、この間隙部を
   前記支持ロールのロール端部の領域に配設し、前記間隙
   部の内部に環状部材を摺動自在に設置し、更に前記環状
   部を該間隙内で移動させる移動手段を設けたことを特徴
   とする圧延機。 ３、上下作業ロールと、これら作業ロールを夫々支持す
   る上下支持ロールとを備え、前記各支持ロールはロール
   本体部と該ロール本体部の外周に装着された円筒状のス
   リーブから構成された圧延機において、 前記支持ロールのロール端部側領域に位置したロール本
   体部とスリーブとの少なくとも一方に円筒状の間隙部を
   形成し、この円環状の間隙部内にロール軸方向に移動可
   能なリング部材を配設し、このリング部材を移動操作す
   る液圧操作装置を該円環状の間隙部と液密的に連接した
   ことを特徴とする圧延機。 ４、作業ロールと、この作業ロールを支持する支持ロー
   ルとを備え、前記支持ロールをロール本体と該ロール本
   体の外周に装着された円筒状のスリーブとから構成した
   圧延機において、 前記支持ロールのロール中央部からロール端部に至る領
   域に位置する該ロール本体外面とスリーブ内面との少な
   くとも一方に円環状の間隙部を形成し、この円環状の間
   隙部内にロール軸方向に沿つて移動可能な少なくとも一
   個のリング部材を配設すると共に、前記リング部材の位
   置を制御する圧延材の圧延条件に基づいて移動操作する
   液圧操作装置。 ５、作業ロールと、この作業ロールを支持する支持ロー
   ルとを備え、前記支持ロールをロール本体と該ロール本
   体の外周に装着された円筒状のスリーブとから構成した
   圧延機において、 前記支持ロールのロール端部寄りに位置する該ロール本
   体外周とスリーブ内周との間に円環状の間隙部を形成す
   ると共に、この間隙部が圧延材の板幅が変化した際の圧
   延材板幅端部位置をカバーする領域に亘つてロール軸方
   向に配設され、更に前記円環状間隙内に位置し、圧延材
   から作用する圧延反力の支持支点となる支持部材をロー
   ル軸方向に移動可能に設置したことを特徴とする圧延機
   。 ６、ロール端部にベンディング装置を備えた上、下作業
   ロールと、これら作業ロールを夫々支持する上、下支持
   ロールとを備え、前記各支持ロールをロール本体部と該
   ロール本体部の外周に装着された円筒状のスリーブとか
   ら構成した圧延機において、 前記支持ロールのロール中央部からロール端部に至ると
   共に圧延材の板幅が変化した際の圧延材板幅端位置をカ
   バーする領域に亘つて、前記支持ロールの該ロール本体
   部とスリーブとの間に円環状の間隙部を形成し、前記間
   隙部の内部に、圧延材から作用する圧延反力の支持支点
   となる支持部材をロール軸方向に移動可能に配設し、更
   に圧延材の圧延条件に基づいて前記支持部材を該間隙部
   内で移動させる移動操作装置をこの間隙部と液密的に連
   接させたことを特徴とする圧延機。