JPS6336910A

JPS6336910A - 圧延ロ−ル

Info

Publication number: JPS6336910A
Application number: JP17845986A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Miyake; 三宅　保彦; Kenji Yamaguchi; 健司山口; Sadahiko Sanki; 参木　貞彦
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-17

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、圧延ロール、特に、圧延材のエツジドロップ
制御能力に優れた圧延ロールに関する。

〈従来の技術〉第６図は、４段圧延機の一例を示す。

４段圧延機は、圧延材４を直接圧延する作業ロール３．
３と、作業ロールに押当てられる補強ロール５，５から
構成される。

また、２段圧延機は、作業ロール３．３のみによって構
成される。

このような４段あるいは２段圧延機により圧延を行なう
と、第７図に示される４段圧延機のように、作業ロール
３．３に偏平変形とたわみ変形、補強ロール５．５にた
わみ変形を生じ、第８図においてＨ３−Ｈ，で表わされ
る板クラウンおよびＨ２−Ｈ，で表わされるエツジドロ
ップを生じる。

なお、エツジドロップ測定位置は、圧延材の材質、形状
、圧延条件等により多少異なるが、本明細書では、第８
図に示すように圧延材端か６５＋ｎｏ＋の位置でエツジ
ドロップを測定した。

特に、１パス圧下率を７０％以上とり、−気に強圧下し
、変形させ圧接し複合金属条を製造するクラッド圧延に
おいては、極端なエツジドロップにより、端割れ並びに
端伸び等が生じて圧延材に波が発生し、これらにより、
特に、作業ロールが鍛鋼で形成されている場合、作業ロ
ールの圧延材端に接する領域に傷がつき易く、作業ロー
ル表面の摩耗が大きくなり、安定した圧延が不蓼桂能で
あった。

このような欠点を解消するために、下記の方法が考えら
れてきた。

（ｉ）作業ロールにイニシャルクラウンを設けることに
より板クラウンおよびエツジドロップを制御する。

（ビ）しかし、圧下率が大きいクラッド圧延においては
、圧延荷重が大きいために、作業ロールに通常の鍛鋼ロ
ールを用いると、ロールへの金属条の焼付きあるいは圧
延材端に接する作業ロール表面の摩耗により、数十メー
トルの圧延でイニシャルクラウンが消失してしまう。

（２）作業ロールを縦弾性係数Ｅが約６００００Ｋｇｆ
／＋＋＋ｏ＋２の超硬（ｗｃ−ｃｏ焼結材）ロールとし
、作業ロールの偏平変形およびたわみ変形を減少させる
。

（２’）　ｂかしながら、このような超硬ロールを用い
ると、ｉ）作業ロールの偏平変形およびたわみ変形が著しく小
さい故に圧延材が作業ロールの幅方向へ逃げやすいｉｉ）作業ロールと圧延材との硬度の差が大きいので、
ロール研磨面の凹凸がそのまま圧延材に転写されるｉ　ｉｉ）圧延の途中で圧延材かなくなる（板切れ）と
、作業ロール同士が衝突して作業ロールが破損しやすいｉｖ）作業ロールの変形が少ないために、作業ロールの
偏心等が直接圧延材に影習を及ぼす等の欠点を生じ、安
定した圧延材が得られにくい。

（３）第６図に示すように、作業ロール３．３の支軸部
にベンダー荷重Ｐを加え、作業ロールのたわみ変形を矯
正する。

（３°）しかし、圧下率の大きいクラッド圧延などにお
いては、強大なベンダー荷重を必要とし、かつ従来構造
の作業ロールではベンダーの効きか悪い。

（４）複合ロールの外殻層の厚さを、ロールのＩＮ長手
方向部分で変化させ、この外殻層厚さの不均一調整に基
づいて、その両端部でのロール剛性を中央部でのそれよ
りも小さくし、これによりロールの曲り及び偏平を助長
して、バックアップロールとワークロールとの端部接触
圧力を低ドさせ、かつ又ワークロールの圧延材に対する
端部荷重集中を低減し、これらによって、ベンダーの効
きをよくし、同時にエツジドロップの減少もはがれる圧
延ロールが、特公昭５９−３０４８７号に開示されてい
る。

（４°）しかしながら、特公昭５９−：１０４８７号に
おいては、特に外殻層に芯材よりもヤング率の大きい材
質を使用する場合、その材質のヤング率は１９０００〜
２００００ｋｇｆ／ｍｒｎ２であり、このような圧延ロ
ールを使用しても、後述する実施例に示されるように板
クラウンおよびエツジドロップの低減には十分とはいえ
ない。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、板
クラウンおよびエツジドロップ制御能力にすぐれ、かつ
、ロールの寿命を向上し得る圧延ロールを提供すること
にある。

く問題点を解決するための手段〉このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、圧延ロールの軸方向略中央部に、
ロール周方向全周にわたって外周表面より所定の厚さに
て縦弾性係数Ｅが３００００ｋｇｆ／ｍｍ”以上である
高縦弾性係数部を打し、かつ該高縦弾性係数部の幅が該
圧延ロールによって圧延される圧延材の幅より所定の長
さ短いことを特徴とする圧延ロールを提供するものであ
る。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の作業ロール（圧延ロール）は、高縦弾性係数部
と、それよりも縦弾性係数Ｅが小さいロール本体部（以
後単にロール本体部という）より形成される。

高縦弾性係数部は、圧延材の位置合わせおよび均一圧延
性のために、ロール全体からみて対称的に配置しておく
のがよい。

この高縦弾性係数部は、縦弾性係数Ｅか３００００　Ｋ
ｇｆ７ｍｍ２以上の材質、例えば、タングステン（Ｗ）
、アルミナ（＾ｉ　２ｏ３）　、　ｗｃ−ｃ。

焼結合金、窒化チタン（ＴｉＮ　）　、モリブデン（Ｍ
ｏ）、シリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）等で形成さ
れ、ロール本体部は、縦弾性係数Ｅが上記材質より小さ
い材質、例えば、鍛鋼、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ基合金、
銅、銅合金等で形成される。

なお、この部分の縦弾性係数Ｅが３００００ｋｇｆ１０
Ｉｍ２より小さいと、後述の実施例に示されるように、
板クラウンおよびエツジドロップ低減効果が不十分なも
のとなる。

このような部分の幅は、圧延材の幅よりも所定の長さ短
く設定する。

このように高縦弾性係数部の幅を圧延材の幅より短くす
ると、作業ロールの圧延材端部と接触する領域の偏平変
形量が、作業ロール中央部分のそれと比べ相対的に大き
くなり、作業ロールと圧延材端部とのなじみがよくなる
ために、圧延材が作業ロールの幅方向へ逃げることがな
くなり、しかも、作業ロールの中央部分に高縦弾性係数
部を有することにより、圧延材の板クラウンおよびエツ
ジドロップが確実に減少される。

同時に、エツジドロップが減少したたけ圧延材端の実質
圧下量が低下するため、作業ロールの摩耗量は減少する
効果がある。

第１図は本発明の一実施例を示す。

第１図に示す例において、高縦弾性係数部１ａは縦弾性
係数Ｅが３００００ｋｇｆ／ｍ＋ｏ２以上の部分であり
、この部分は、ロールの軸方向略中央部にロール周方向
全周にわたって外周表面より一定の厚みで形成され、こ
の部分の幅２．は第１図のＢで示される圧延材４の幅よ
りも所定の長さ、例えば圧延材４の幅の１０〜３０％程
度、または少なくともエツジドロップに相当する長さ、
短く設定される。

また、第１図のロール本体部２ａは高縦弾性係数部１ａ
よりも縦弾性係数Ｅが小さい部分である。

第２図は第１図の変形例を示し、高縦弾性係数部ｌｂを
作業ロールのロール胴中心に向かってクラウンになるよ
うにテーパ状に形成したものである。　この場合、高縦
弾性係数部ｌｂの縦断面形状は、左右対称にしておくの
かよい。　テーバのつく例においては、以下同様である
。

この場合も、高縦弾性係数部ｌｂの幅Ｉｌ、は、Ｂで示
される圧延材４の幅よりも、所定の長さ短く設定される
。

なお、ロール本体部２ｂは高縦弾性係数部ｌｂよりも縦
弾性係数Ｅが小さい部分である。

第２図において、ｈｌは、高縦弾性係数部１ｂの中央部
の厚さを示す。ｈ２は高縦弾性係数部ｌｂの端部の厚さ
を示す。

第２図に示す例において、ｈ２＝０であってもよい。

また、第３図に示すように、高縦弾性係数部ＩＣを、ロ
ール表面側においてクラウンをもつように形成してもよ
い。

この場合も、高縦弾性係数部ＩＣの幅ｆｆｉ、は、圧延
材４の幅よりも所定の長さ短く設定される。

なお、ロール本体部２Ｃは、高縦弾性係数部１ｃよりも
縦弾性係数Ｅが小さい部分である。

なお、上記例において、高縦弾性係数部１ａ〜ＩＣをス
リーブ状に形成する場合、高縦弾性係数部１ａ〜ＩＣを
ロール本体部２ａ〜２Ｃに、それぞれ機械的に組合せ、
この組合せ後に銀ろう付をするか、鋳込み（鋳造）、機
械的な組立（ネジ込み）圧入、あるいは焼結等によって
接合する。

〈実施例〉以下、本発明の実施例をあげ、本発明をさらに具体的に
説明する。

［実施例１］第１図に示す構造の作業ロールにおいて、ロール直径を
ｔ　ｏ　ｏ　ｍｍ、ロール長さを２００ＬＩＩ１１とし
、ロール本体部２ａを縦弾性係数Ｅが２１０００ｋｇｆ
／ａｒｍ２である鍛鋼で形成し、このロール本体部２ａ
に、縦弾性係数Ｅが６３０００ｋｇｆ／ＩＩＩＩＩ＋２
であるｗｃ−ｃｏ焼結合金で形成された高縦弾性係数部
１ａを厚さり、が２０ｍｍ、幅１．が３０ｍｍとなるよ
うに、機械的に組立（ネジ込み）圧入で接合した。

［実施例２］第２図に示す構造の作業ロールにおいて、ロール直径を
１００　ｍｍ、ロール長さを２００＋ｎｏ＋とじ、ロー
ル本体部２ｂを縦弾性係数Ｅが２１０００ｋｇｆ／＋ｎ
ｏ＋２である鍛鋼で形成し、このロール本体部２ｂに、
縦弾性係数Ｅが６３０００ｋｇｆ／ｌｎｍ２であるｗｃ
−ｃｏ焼結合金で形成された高縦弾性係数部１ａを、そ
の中央部の厚さり、が２０ｍｍ、両端部の厚さｈ２が１
０ｍａ＋、幅ＪＺ、が３０［１１１１１となるように機
械的に組立（ネジ込み）圧入で接合した。

［比較例１］直径１００　ｍｍ、長さ２００ｍｍの作業ロールを、縦
弾性係数Ｅが２１０００ｋｇｆ／ｍｍ２である鍛鋼で形
成した。

上記の実施例１，２および比較例１の作業ロールを、直
径４００ｍｍ、長さ２００ｍａ＋の補強ロールと組み合
わせ４段圧延機を構成した。

これらの４段圧延機を使用して、幅５０ｍｍ、板厚１．
５　ｍｍ（７）Ｆ　ｅ−４２％Ｎ、ｉ合金条を、板厚０
．４５ｍ１ｍまでベンダーを用いることなくｌパス圧延
を行ない、圧延材のエツジドロップおよび断面板厚分布
プロフィルの比較を行なった。

結果を表１および第４図に示す。

表　　　　　１表１に示されるように、比較例１に比へ実施例１および
２では板クラウンおよびエツジドロップの改善が著しい
。

また、このことは、圧延材のエツジドロップ領域の断面
板厚分布プロフィルを示す第４図からも明らかである。

第４図において、実施例１のエツジドロップ領域の断面
板厚分布プロフィルは、比較例１のそれと比べ段差が少
なくなり、さらに、実施例２のそれは、より一層滑らか
なものとなっている。

そして、実施例１および２ではエツジドロップが低減さ
れたため、比較例１と比べ圧延材端での波の発生および
圧延材端での圧下１１１が蝕少し、その結果として圧延
材端の作業ロール表面への焼付きが減少し、かつ又摩耗
溝の発生も認められなくなフた。

［実施例３コ第１図に示す構造の作業ロールにおいて、ロール直径を
１００ｍｍ、ロール長さを２０ｏＩＩＩＩＩ＋とし、ロ
ール本体部２ａを縦弾性係数Ｅが２１０００Ｋｇｆ１０
＋ｍ２である鍛鋼で形成し、これに、縦弾性係数Ｅが３
２０００　Ｋｇｆ／ｍｒｎ２である窒化ケイ素セラミッ
ク（５ｉ３Ｎ４）で形成された高縦弾性係数部１ａを、
厚さり、が１１０ｌ８、幅ｉｔ、が３０ｍｍとなるよう
に焼結（熱間静水圧焼結処理）で接合した。

し実施例４コ高縦弾性係数部１ａを、縦弾性係数Ｅか３５０００ｋｇ
ｆ／ｍｍ２であるタングステン（Ｗ）で形成したほかは
、実施例３と同様にして作業ロールを作成した。

［実施例５］高縦弾性係数部１ａを、縦弾性係数Ｅか４１０００ｋｇ
ｆ／ｍｍ２であるアルミナ（Ａｆｌ□０３）で形成した
ほかは、実施例３および４と同様にして作業ロールを作
製した。

［実施例６コ高縦弾性係数部１ａを、縦弾性係数Ｅが６４０００　Ｋ
ｇｆ／ｍｍ’であるｗｃ−ｃｏ焼結合金で形成したほか
は、実施例３．４および５と同様にして作業ロールを作
製した。

［比較例２］高縦弾性係数部１ａを縦弾性係数Ｅが２１０００ｋｇｆ／ｍｍ２である鍛鋼、ロール本体部２
ａを縦弾性係数Ｅが１２５００ｋｇｆ／ｍｍ２である銅
で形成したほかは、実施例３．４．５および６と同様に
して作業ロールを作製した。

し比較例３］高縦弾性係数部１ａを縦弾性係数Ｅが２５０００ｋｇｆ１０＋ｍ２である窒化ケイ素セラミッ
ク（Ｓｉ３Ｎ４）で形成したほかは、比較例２と同様に
して作業ロールを作製した。

［比較例４］高縦弾性係数部１ａを縦弾性係数Ｅが２８０００ｋｇｆ／ｍｍ２である窒化ケイ素セラミック
（Ｓｉ３Ｎ４）で形成したほかは、比較例２および３と
同様にして作業ロールを作製した。

これらの作業ロールを、直径４００　ｍｍ、長さ２００
ｍｍの補強ロールと組み合わせ、４段圧延機を構成した
。

これらの４段圧延機を使用して、幅４５ａｕ＋＋、板厚
１．０５　ｍｍのＦｅ−４２％Ｎｉ合金条を、板厚０．
４　［＋１１１までベンダーを用いることなしに１バス
圧延を行ない、圧延材の板クラウンおよびエツジドロッ
プの比較を行なった。

結果を表２および第５図に示す。

表　　　　２表２および第５図から明らかなように、高縦弾性係数部
１ａの縦弾性係数Ｅが３００００Ｋｇｆ／ａｕ＋＋２以
上である本発明の実施例は、高縦弾性係数部１ａの縦弾
性係数Ｅが３００００ｋｇｆ１０１１１１２より小さい
比較例と比べ、板クラウンおよびエツジドロップ低減効
果が著しい。

〈発明の効果〉本発明の作業ロールによれば、クラッド圧延など圧下率
が大きく板クラウンおよびエツジドロップの発生が著し
い圧延においても、作業ロールの中央部分で、圧延材の
幅より短い範囲に高縦弾性係数部を設けることにより、
板クラウンおよびエツジドロップが少なく、しかも圧延
材端部と接する領域では、作業ロールの偏平変形量が作
業ロールの中央部のそれと比較して大きく、作業ロール
と圧延材とのなじみが良いために、圧延材がロール幅方
向へ逃げて圧延材が変形するようなこともない。

そして、エツジドロップの低減により、端割れ並びに端
伸び等による圧延材の波の発生か防止でき、平担度の良
好な圧延材が得られる。

また、圧延材端部の実質的な圧下量が減少するため、作
業ロール表面の焼付きあるいは溝の発生がなくなり、ロ
ール寿命が向上する。

さらに、圧延機に大型のベンダー装置を必要とせず、従
来の圧延機に本発明の作業ロールを組み込むことにより
エツジドロップが改善されるため、工業的に有効なエツ
ジドロップ低減法である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、本発明の圧延ロールの
種々の構成例を示す断面図である。第４図は、本発明の実施例および比較例によって得られ
た圧延材の断面板厚分布プロフィルを示す図である。第５図は、本発明の実施例および比較例によって得られ
た、板クラウンを表わす図である。第６図は、−殻内な４段圧延機を説明するための正面概
要図である。第７図は、第６図に示される一般的な４段圧延機使用時
の圧延状態を示す正面図である。第８図は、板クラウンおよびエツジドロップを説明する
ための圧延材の断面図である。符号の説明ｌａ、！ｂ、１　ｃ　−＝高級弾性係数部、２ａ、２ｂ
、２　ｃ−ロール本体部、３・・・作業ロール（圧延ロール）、４・・・圧延材、５・・・補強ロール

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧延ロールの軸方向略中央部に、ロール周方向全
周にわたって外周表面より所定の厚さにて縦弾性係数Ｅ
が３００００ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上である高縦弾性係数
部を有し、かつ該高縦弾性係数部の幅が該圧延ロールに
よって圧延される圧延材の幅より所定の長さ短いことを
特徴とする圧延ロール。
（２）前記圧延ロールが軸方向中央から両端部に向けて
連続的に縮径する紡錘体状をなすものである特許請求の
範囲第１項に記載の圧延ロール。
（３）前記高縦弾性係数部の厚さが軸方向中央から両端
部にかけて漸減する特許請求の範囲第１項あるいは第２
項に記載の圧延ロール。
（４）前記高縦弾性係数部がスリーブ状に形成された特
許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の圧
延ロール。
（５）前記高縦弾性係数部の縦断面形状が、ロール軸方
向中央部から両端部にかけて左右対称である特許請求の
範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の圧延ロール
。