JPS63273504A - クラウン調整ロ−ル - 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】 ０）産業上の利用分野 本発明は、ロール垂直配列型多段式圧延機に用いるクラ
ウン調整ロールに関するものである。

（ロ）従来技術 板圧延では、板プロフィル（幅方向板厚分布）を矩形化
し、良好な圧延形状にすることが重要な課題であり、種
々の新方式圧延機が開発されてきた。形状・プロフィル
の改善には、ワークロールのたわみ防止が必要である。

ワークロール番ベンディング、バックアップロール・ベ
ンディング、ダブルチョック・ベンディング、ロールス
キ、！−、ロールシフト、可変クラウンロール（以下、
ｖＣロールという）等が開発されてきた。

このうち、ＶＣロールは既設の圧延機のロールをＶＣロ
ールに変更するだけで何ら改造を要しない。したがって
、他方式にくらべて安価であり、既設のロールベンダと
組み合せて形状・プロフィル改善に有効活用されてきた
。

しかし、ＶＣロールはテーパにスリーブを焼嵌め、中央
部受圧室に高圧油を導入し、スリーブを膨らませる構造
である。そのため、スリーブ応力の限界から、直径１５
００ｍｍ程度の大型ロールで最大膨らみ量が０．２〜０
．４　ｍｍ／半径程度である。通常の軟質薄板の制御に
は十分である。しかし、板厚の大きい領域では、ベンダ
と組み合せても制御量が不足してくることがある。特に
、アルミ熱延の粗圧延機や鉄鋼熱延の粗圧延機、厚板圧
延機等では、現行の２〜３倍の制御能力が望ましい。ま
た、薄板でも硬質材や特殊鋼では変形抵抗が高く、現状
能力では不足気味である。

上記他型式の圧延機では、制御能の高いものもあるが、
設備費が膨大となったり、改造に長期を要する等の問題
がある。そこで、ＶＣロールのよ。

うにロールのみを変更すれば、高性能圧延機が得られる
という簡便かつ安価な新型式ロールの開発が望まれてき
た。

ロール偏心を利用したクラウン制御方式がセンジミャミ
ル、異周速多段圧延機等で利用されている。しかし、い
ずれも多数ロールで荷重を受ける多段圧延機であり、ロ
ール垂直配列型多段圧延機（主として、４段式圧延機）
では実用化されていない。また、いずれも冷間圧延での
形状制御を目的としたものであり、熱間圧延を対象にプ
ロフィルを変更する技術には利用されていない。

例えば、センジミャミルにおいては、第６図および第７
図に示すように、小径ワークロール１を支える最終段バ
ックアップロール（ＡＳ−ＩＪｏ−ル）２に偏心リング
３を設け、クラウン調整を行っている。

また、異周速多段圧延機においては、第８図および第９
図に示すように、張力制御用プライドルロール４を偏心
ロールにし、シャフト５の角度を変え、外径の包路線ク
ラウンを凹から凸に変え、ストリップの張力分布を変更
する方式をとっている。

さらに、特公昭５５−３５２０２号公報では、スリーブ
を３分割してロール本体に遊嵌し、中央部軸心をロール
本体の軸心より偏心させ、ロールクラウンを変化させる
機構をとっている。

しかし、このロールはロールの母線に段差がつくので、
ワークロールとに非接触部分が起りやすく、バックアッ
プロールの最外輪のコーナ部に力が集中し、ワークロー
ルに疵が入りやすい。両側スリーブを球面座で受けても
、この問題は若干緩和させるだけで、本質的な改良には
ならない。もし、段差を少なくしようとするならば、ス
リーブの分割を多くし、各スリーブごとの段差を小さく
する必要が生じ、機構が複雑となりメインテナンスも面
倒である。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、ロール垂直配列型
多段式圧延機において、主として熱間圧延を対象として
比較的大きなロールクラウンを段差なく滑らかに発生で
きるクラウン調整ロールを得ることにある。

（功　問題点を解決するための手段 本発明のクラウン調整ロールは、真直のテーパと、テー
パ付き肉厚の内輪および等厚の外輪からなりかつ該内輪
を前記テーパに固定した複数のベアリングと、前記テー
パの端部に取り付けたテーパ角度調整装置とから構成す
ることによって、上記問題点を解決している。

本発明のクラウン調整ロールは、湾曲テーパと、等厚の
内輪および外輪からなりかつ該内輪を前記テーパに固定
した複数のベアリングと、前記テーパの端部に取り付け
たテーパ角度調整装置とから構成することによっても、
上記問題点を解決している。

前記クラウン調整ロールにおいて、前記の全外輪上に円
筒スリーブを遊嵌させることによっても、上記問題点を
解決できる。

（ト）作　用 本発明のクラウン調整ロールにおいては、アーμに固定
したベアリングの外輪が回転スリーブとしての働きをす
る。アーμ角度調整装置によって、アーμの回転角度を
変えることによってロールクラウンを変える。

クラウンをさらに滑らかにするために、ベアリングの外
輪にスリーブを遊嵌させてもよい。

本発明のクラウン調整ロールは、−例として次のような
圧延機に利用できる。

近年、厚板圧延の大型圧延機用に薄肉型のローラベアリ
ングが開発された。このベアリングの幅は８００關程度
で、約２０００　）ンの荷重に耐えられる。

本発明では、この薄肉大型ベアリングを利用して凹クラ
ウンから凸クラウンまで変化するクラウン調整ロールを
つくり、第３図に示すようなロール垂直配置型多段式圧
延機のバックアップロール、（圧延材と直接接触するロ
ールをワークロールとすれば、ワークロール以外のロー
ルをすべてバックアップロールとする。）に少なくとも
１本導入し、既設のロールベンダと組み合せて形状・プ
ロフィルを制御する。

以下に詳述する本発明のロールでは、ロールクラウン量
が大きくとれる。例えば、直径１５００ｍｍのロールで
は、＋１．０〜−１．０のロールクラウン量が容易に得
られる。ＶＣロールのそれが０．２〜０．４であるのに
くらべて、４〜５倍の変化量が得られる。

ロール垂直配列型多段式圧延機のバックアップロールに
少なくとも１本本発明のクラウン調整ロールを導入し、
このロールのアーμ周方向角度を調整し、スリーブの外
径母線形状を凹クラウンから凸クラウンの範囲内の任意
のクラウンに調整し、ロールベンダを組み合せ、検出器
からの信号に応じて圧延材の形状及び／又はプロフィル
の制御をする。

（へ）実施例 本発明の基本ロール構造を第１図（Ａ）　、　（Ｂ）に
示す。第１図（Ａ）に示す基本ロールでは、アーμ１０
に大型薄型ベアリング２１．２２の内輪３１．３２を傾
斜嵌めする。内輪３１．３２とアーμ１０とは焼嵌め、
冷し嵌め、しばり嵌め、キー止め等で固着する。

ワークロール、または中間ロールより荷重が伝わり、圧
延中回転するのは、ベアリング２１．２２の外輪（スリ
ーブ）　４１．４２である。圧延中、アーμ１゜は非回
転で、外輪４１．４２のみが回転する。

内輪３１．３２の傾斜角をα、ベアリング幅をｇとすれ
ば、クラウン量δ＝ｇαになる。第１図（Ａ）の下側に
ワークロールがあるとすれば、凸クラウンδとなり、ア
ーμ１０を１８０°回転すると−δのクラウン量となる
。したがって、＋δから−δまで２δの範囲でロールク
ラウン調整がアーμ１０の周方向角度を調整することに
より可能となる。

第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）と同様な構造である。

ロールクラウンδはアーμｌＯ′を軸方向で湾曲させる
か折れ曲げ構造にし、これに内外輪等厚のベアリング２
１’　、　２２’を嵌めたものである。ベアリング内輪
３１’　、　３２’　はアーμ１０に固着され、スリー
ブとしての外輪４１’　、　４２’がワークロールと接
して回転する。

このときも、アーμ１ｏの周方向角度を変えてワークロ
ールと接するバックアップロールの位置を調整すれば、
ロールクラウンは＋δから一δまで２δの範囲で調整可
能である。

上述の第１図（Ａ）　、　（Ｂ）に示すロール構造では
、ワークロールに接する外輪（スリーブ）が２分割され
ている。中央部のワークロールと非接触部と接触部とで
は、ワークロールの光沢や摩耗情況が異なり、表面性状
や光沢の厳しい成品に対しては不十分である場合が発生
する。

そこでこれら高級品の要請に応えるために、第２図（Ａ
）　、　（Ｂ）に示すようにロールを変更することがで
きる。第２図（Ａ）　、　（Ｂ）に示すように、第１図
（Ａ）　、　（Ｂ）に示すベアリング２１．２２．２１
’　、　２２’の外側に円筒スリーブ５０を挿入する。

６０はスラストベアリングである。

圧延荷重がワークロールより伝わると、ワークロールと
接する位置で円筒スリーブ５０が弾性変形により、ベア
リング外輪４１．４２．４１’　、　４２’　に接触し
、それらと一体となって円筒スリーブ５ｏが回転する。

したがって、前述と同様に＋δから−δまでのロールク
ラウンが得られる。さらに、ワークロールと円筒スリー
ブとが全面接触するので、ワークロールの光沢むらや摩
耗むらが解消され、高級仕様や軟質材の圧延でも満足で
きる成品の圧延が可能である。しかし、ロール構造がそ
れだけ複雑になることはやむをえない。

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）に示すロール構造は、粗圧延
機やタンデムミルの上流側では問題にならないが、最終
の仕上圧延で′は第２図（Ａ）　、　（Ｂ）に示すロー
ル構造が望ましい。また、第１図（Ａ）　、　（Ｂ）に
示すロール構造でも第３図に示すように、ワーク口・−
ルとバックアップロールとの間に中間ロールを設けた場
合には、バックアップロールとしてまったく問題なく使
用できる。４段式圧延機のように直接ワークロールと接
する場合にも、バックアップロールまたはワークロール
を軸方向に移動する方法と組み合せ、光沢むらや摩耗を
分散させながら使用すれば、特に問題なく圧延できるよ
うになる。

以上詳述したクラウン調整ロールを第３図（Ａ）〜（Ｆ
）に示す垂直型ロール配列のバ・ンクア・ンプロールに
少なくとも１本導入し、既設のロールベンダ（ワークロ
ールベンディング、バ・ツクア・ツブロールベンディン
グ、ダブルチョックベンディング等）と組み合せて板の
形状・プロフィルを制御する。圧延機の入側及び／又は
出側に設けた形状計またはプロフィル計（図示せず）か
らの信号により、圧延材が所望の形状・プロフィルとな
るように、バックアップロールの回転角度（クラウン値
）、ロールベンダ力を算出する。この算出値になるよう
に、バックアップロールの角度とロールペンディング力
とを制御して圧延する。

なお本発明のバックアップロールの角度調整は、圧延中
に逐次行うこともできる。しかし、通常は、圧延材寸法
、材質、温度等により適正値に予め設定しておき、圧延
中はロールペンディング力を主として制御する方式が簡
単である。しかし、冷延薄物の複合伸び形状不良の修正
等にはロールベンダとバックアップロール・クラウンと
を同時に制御することが望ましい。この場合、バックア
ップロールのテーパ１０のジャーナル端に設けたテーパ
角度調整装置（図示せず）の動きを高速圧延に追従でき
るように電動機または油圧装置で構成し、高速、高精度
の角度位置決め制御を行う。この装置は、通常は、プリ
セット用として使用するので、ウオームとウオームホイ
ールとからなる安価な位置決め機構で十分である。

〈具体的実施例１〉 直径８０ｍｍＸ胴長４００　ｍｍのワークロールと、直
径２４０ｎｕａＸ胴長４００　ｍｍのバックアップロー
ルとからなる小型圧延機の片側バックアップロールを第
２図（Ａ）のロール構造にした。すなわち、°外径１７
０　ａｍのテーパ１０にテーパローラ型ベアリング２１
゜２２（外径２４０ｍｍＸ内径１７０ｍａ＋Ｘ長さ１７
５　ｍｍ）を挿入し、キーで固着する。ベアリング内輪
３１．３２の傾斜角αが、０．２°の円筒加工を施しで
あるので、クラウン量 の凸クラウンから凹クラウンまで調整可能となる。

ベアリング外輪４１．４２の外側に内径２５０　ｍｎ＋
肉厚４＋ｕ＋の円筒スリーブ５０を遊び嵌めする。スリ
ーブ両端はスラスト荷重を受は得るように当金で支えた
。

テーパ軸端には第４図に示すテーパ角度調整装置７０を
設けた。この装置７０はテーパ１０にウオームホイール
７１をキー止めし、ウオーム７２をウオームホイール７
１に係合させ、ハンドル７８を回転させることによって
テーパ１０の角度調整を行う構造になっている。

このようにして得た圧延機によってワークロールの撓み
制御能を調査した。ワークロール間に厚み４ｍｍＸ幅３
５０　ａｒｍのアルミ板を荷重２０ｔｏｎで圧縮し、ア
ルミ板の圧痕分布より、ロール撓みの変化を調べた。そ
の際、テーパｌＯの角度を０〜１８０゜まで変え、ロー
ルクラウン量をδから一δまで５段階に変化させた。そ
の結果を第５図の実線で示す。第５図にお□いて、横軸
は板幅中心よりの距離、縦軸は板幅中央値を０としたと
きの板厚偏差である。

最大凸クラウンが００の場合には、中央部薄肉の板厚分
布である。最大凹クラウンが１８０°の場合には、中央
部厚肉の板厚分布となっている。その間の任意の角度を
選定することにより、自由な板クラウンを設定できるこ
とがわかる。またこの制御範囲は従来のＶＣロールの５
〜１０倍の制御範囲となっている。

第５図の破線ハアーハ角７＞（０’　、　９０’　、　
１８０　’の場合に既設のベンダを作用させた結果であ
る。

ベンダ効果の分だけ板クラウンは減少する。すなわち、
両者の効果は重畳可能である。ただし、ベンダ効果にく
らべて、本発明のクラウンロールの効果がはるかに大き
いので、板厚、板幅、材質等で圧延荷重が大幅に変ると
きは、本発明ロールの角度調整で、ワークロール撓みを
打ち消し、良好な基準状態を設定した上で、微調整はベ
ンダで行うことが望ましい。

なお、冷間圧延等による薄物の圧延では、形状不良が発
生しやすく、しかもベンダが板幅端部にしか有効に働か
ない場合がある。この場合でも、本発明のロールは板幅
中央部まで制御効果があるので、ベンダとの併用で良好
な形状が確保できる。

圧延機の入側及び／又は出側に形状及び／又はプロフィ
ル検出器を設け、本発明のロールの角度調整とベンダ調
整とを自動制御すれば、形状・プロフィルの良好な板が
得られることも確認できた。

′く具体的実施例２〉 前記実施例とほぼ同じである。肉厚４＋ｕ＋の円筒スリ
ーブ５０を取り外し、直径２４０　ｍ＋ａのベアリング
外輪４１．４２を直接ワークロールに接触させる方法で
、同様の試験を行った。効果としては若干大きいながら
も、第５図とほとんど同一であることを確認した。ただ
し、アルミ等の光沢の厳しい圧延では、左右ベアリング
の切れ目の位置で、光沢むらが発生したので、ワークロ
ールをオシレートする方法を併用した。その結果、はと
んど光沢むらが目視できないレベルまで達することを確
認した。

〈具体的実施例３〉 前記実施例１とほぼ同じである。ロール構造を第２図（
Ｂ）の構造とした。このとき、アーμｌＯ′の折れ角（
曲げ角）は実施例１のロールと同じ０．２　’として同
じベアリング（但し内輪傾角なし）を嵌め、その外に４
ｍｍのスリーブを嵌めた。アーμ角度調整による板クラ
ウン制御効果、ベンダとの併用効果は第５図と変らなか
った。

く具体的実施例　４〉 実施例３とほぼ同じである。第１図（Ｂ）のロール構造
により４ａｍ厚のスリーブを取り外し、ベアリングの外
輪４１’　、　４２’を直接にワークロールと接触させ
て、同様の試験を行った。実施例２とほぼ同じ結果が得
られた。

く具体的実施例５〉 実施例１において、スリーブ厚を変えた。

スリーブ厚が薄過ぎると、ベアリング２１．２２の隙間
でスリーブ５０にしわが発生することがある。スリーブ
５０が厚過ぎると、極端な場合にはスリーブ剛性だけで
荷重を受けて、ベアリングのクラウンにそわない現象が
起る。

したがって、軽荷重圧延機ではスリーブ厚を薄くし、弾
性変形を容易にする必要がある。しかし、高荷重圧延機
では、ロール原単位を考えて適切な厚みにすることにな
る。

■効　果 本発明によるクラウン調整ロールをバックアップロール
の少なくとも１つに導入し、既設のロールベンダと組み
合せた圧延機で圧延を行えば、形状・プロフィル制御効
果が飛躍的に向上する。他方式にくらべ、ロールのみ変
更するだけで良く、低コストであり、圧延機停止を必要
としない。

また、第２図（Ａ）　、　（Ｂ）のスリーブのみ取り代
えれば、ロールは半永久的に使用できるので、経済的で
ある。

なお、第２図（Ａ）　、　（Ｂ）のクラウン調整ロール
をワークロールとして使用しても効果大であるが、圧延
材と直接接するためにスリーブ厚み、スリーブ材質、ス
リーブ硬度等にバックアップロール以上の工夫を特徴と
する特に、２段式圧延機では、制御機能がないので、効
果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明のクラウン調整ロールの縦
断面図。第３図は本発明のクラウン調整ロールを使用す
るロール垂直配列型多段式圧延機の概略説明図。第４図
は本発明のロールに用いるアーバ角度調整装置の正面図
。第５図は本発明のロールの効果を示すグラフ。第６図
は従来のセンジミャミルの一部の正面図。第７図は第６
図の■−■線からみた横断面図。第８図は異周速多段圧
延機のプライドルロールの縦断面図。第９図は第８図の
ＩＸ−ＩＸ線からみた横断面図。 １０、１０’　　：アーバ ２１、２２．２１’　、　２２’　　：ベアリング３１
、３２．３１’　、　３２’　：内輪４１、４２．４１
’　、　４２’　：外輪５０：円筒スリーブ ６０ニスラスト・ベアリング ７０：アーバ角度調整装置 第３図 ］２ヒ寸τ１中心にソ６リコ〉ミ運−１（ｍ７ワノ第７
図 第９図 弔８図 ’−ＩＸ 手続補正書 昭和６３年５月）寥日 １６事件の表示 昭和６２年特許願第１０８４９５号 ２、発明の名称 クラウン調整ロール ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名　称　（０１）　　住友金属工業株式会社４、代理人 明細書の〔特許請求の範囲］と［発明の詳細な説明］の
欄 （別紙） （１）　特許請求の範囲の記載を次のように補正する。 ［（１）　真直のテーパと、テーパ付き肉厚の内輪およ
び等厚の外輪からなりなつ該内輪を前記テーパに固定し
た複数のベアリングと、前記テーパの端部に取り付けた
テーパ角度調整装置とを備えたクラウン調整ロール。 （２）　真直の７−バと、テーパ付き肉厚の内輪および
等厚の外輪からなりかつ該内輪を前記テーパに固定した
複数のベアリングと、前記テーパの端部に取り付けたテ
ーパ角度調整装置と、前記の全外輪上に遊嵌された円筒
スリーブとを備えたクラウン調整ロール。 （３）湾曲７−パと、等厚の内輪および外輪からなりか
つ該内輪を前記テーパに固定した複数のベアリング′と
、前記テーパの端部に取り付けたテーパ角度ｉ１１！ｉ
装置とを備えたクラウン調整ロール。 （４）　湾曲テーパと、等厚の内輪および外輪からなり
かつ該内輪を前記テーパに固定した複数のべアリングと
、前記テーパの端部に取り付けたテーパ角度調整装置と
、前記の全外輪上に遊嵌された円筒スリーブとを備えた
クラウン調整ロール。」（２）明細書第６ページ第５行
から同ベーノ第１６ページまでの「本発明の・・・・し
ている、」を次のように補正する。 ｒ　本発明のクラウンｉｉ！Ｉ整ロールは、真直のテー
パと、テーパ付き肉厚の内輪および等厚の外輪からなり
かつ該内輪を前記テーパに固定した複数のベアリングと
、前記７−パの端部に取り付けた７一バ角度調整装置と
を具備する構成によって、上記問題点を解決している。 本発明のクラウン調整ロールは、湾曲テーパと、等厚の
内輪および外輪からなりかつ該内輪を前記テーパに固定
した複数のベアリングと、前記テーパの端部に取り付け
たテーパ角度調ｇｋ装置とを具備する構成によっても、
上記問題点を解決している。」 以　　　上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）真直のアーバと、テーパ付き肉厚の内輪および等
   厚の外輪からなりかつ該内輪を前記アーバに固定した複
   数のベアリングと、前記アーバの端部に取り付けたアー
   バ角度調整装置とからなるクラウン調整ロール。
2. （２）真直のアーバと、テーパ付き肉厚の内輪および等
   厚の外輪からなりかつ該内輪を前記アーバに固定した複
   数のベアリングと、前記アーバの端部に取り付けたアー
   バ角度調整装置と、前記の全外輪上に遊嵌された円筒ス
   リーブとからなるクラウン調整ロール。
3. （３）湾曲アーバと、等厚の内輪および外輪からなりか
   つ該内輪を前記アーバに固定した複数のベアリングと、
   前記アーバの端部に取り付けたアーバ角度調整装置とか
   らなるクラウン調整ロール。
4. （４）湾曲アーバと、等厚の内輪および外輪からなりか
   つ該内輪を前記アーバに固定した複数のベアリングと、
   前記アーバの端部に取り付けたアーバ角度調整装置と、
   前記の全外輪上に遊嵌された円筒スリーブとからなるク
   ラウン調整ロール。