JPS636282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、新規なロール構造を有する圧延機
による形状制御圧延方法に関するもので、圧延に
おける被圧延板の板幅変化とロール胴の変形特性
とを巧みに結びつけて被圧延板の形状制御を有効
に行ない、併せて圧延荷重や圧延トルクを減少し
て作業能率の向上、省エネルギー化を図ろうとす
るものである。

圧延板成品の形状品質については第１図に示す
ように、ａウエービング現象による波形変形（平
坦度），ｂ両縁部を除いた残部分の板幅方向の板
厚偏差によるクラウン，ｃ両縁部だけの特異なメ
タルフローによるエツジドロツプ，ｄ局部突起
（センタービルドアツプ＜またはハイスポツト＞，
エツジビルドアツプなどがある）の４種類に大別
され、いずれについても厳しい制限が要求されて
いる。

従来、４段圧延機においては、ウエービングの
防止，、クラウン抑制およびエツジドロツプ軽減
を図るためには、綿密な圧下スケジユールの下に
熱間圧延から冷間圧延に及ぶ間に一貫して操作に
留意するほかに良い方法はなかつたのであり、制
御手段としては専らロールベンデイング装置が用
いられたけれども、これはウエービング防止に若
干有効であるだけで、クラウン制御やエツジドロ
ツプ軽減制御に対してはほとんど効果がないのが
現状である。

なお６段圧延機においては、被圧延板の板幅に
応じて中間ロールを軸方向に移動させ、作業ロー
ルの軸心撓み変形を減少させることにより、上記
のような制御を強力に行なつてはいるが、局部突
起の防止に対しては全く無力であり、しかも通常
の４段圧延機を改造して６段化するには非常に複
雑で困難な点が多く、加えて改造費が高くなる不
利も著しい。

またロール胴の両端部に先細り研削を施したい
わゆる台形クラウンを有する作業ロールを使用す
ればクラウン制御やエツジドロツプ軽減制御が可
能であり、これにロールベンデイング装置を組み
合わせるとその効果が通常のクラウンの作業ロー
ルの場合よりも大きくなつてウエービング防止に
も有効ではあるが、被圧延板の板幅が変化すると
それに応じて制御効果が変わることや上記６段式
圧延機と同様に局部突起の防止には役立たない所
に問題があつた。

すなわちセンタービルドアツプやエツジビルド
アツプなどの局部突起は、作業ロールの異常摩耗
によつて生じるものであるが、かかる異常摩耗は
被圧延板の板幅方向の一定位置で生じるため、作
業ロールが固定式の圧延機ではその回避が難しか
つた。とくにエツジビルドアツプは、温度降下が
中央部よりも大きく従つて変形抵抗が高い被圧延
板の縁部と接触する先細り研削域で異常摩耗が進
行することによつて生じるものであるから、同一
板幅の圧延を継続した場合に発生し易いところ、
この点、台形クラウンロールを用いる圧延におい
ては、被圧延板の板幅を一定に保持する必要があ
ることから、その縁部の先細り研削域における接
触位置はだいたい同じところであり、それ故エツ
ジビルドアツプの発生は一層著しかつたのであ
る。

さらに台形クラウンロールの使用において、材
質（硬さ）が変化した場合には、上記した如きエ
ツジビルドアツプやエツジドロツプの発生が一層
助長される傾向にあつた。

この発明は、上述の如き従来技術の問題点を完
全に解決し、被圧延板のウエービング防止、クラ
ウン制御、さらには従来に比べてより一層効果的
なエツジドロツプ軽減制御および局部突起なかで
もエツジビルドアツプの防止などの形状制御を強
力に行い、さらに低圧延荷重，低圧延トルクによ
り省エネルギーの面でも有利な圧延方法ならびに
圧延機を提案しようとするものである。

一般に板幅方向の板厚分布が均一になるように
圧延するには、被圧延板と接する作業ロールの表
面が均一でありかつ板幅方向の上，下作業ロール
の間隙が均一となるようにすることが重要であ
る。

従つてこのような条件にできるだけ近づけて圧
延を行なえば、平坦度は良好で板幅方向の断面形
状にも優れた圧延板製品を製造することが可能で
あり、このためには補強ロールとの接触圧力によ
り作業ロールの胴端部に大きく発生する余分な曲
げモーメントを除いて軸心たわみ変形を小さくし
てやることと、被圧延板の両縁部における作業ロ
ールの扁平変形量の急激な変化を緩和して両縁部
でのメタルフローをなくしてやること、さらには
作業ロールの局部に発生する異常な摩耗をなくし
てやることが必要である。

この発明は上記のような機能をどのような板幅
の被圧延板に対しても適用できるようにしたもの
である。

すなわちこの発明は、圧延ロール胴の片側端部
に先細り研削域を含むクラウンを有し、該先細り
研削域は圧延ロール胴の先細り研削を施さない領
域に連続して隣接するものとした一対の作業ロー
ルを、該片側端部の交互配置において上下に重ね
合わせかつロール軸方向へ移動可能として補強ロ
ールと共にミルハウジングに組み込んだ圧延機を
用い、上，下作業ロールを被圧延板の幅に応じて
移動させて被圧延板の両縁部をそれぞれ上，下各
作業ロールの先細り研削域に位置させ、上，下各
作業ロールを異周速で駆動して非対称圧延を行う
ことから成る被圧延板の形状制御圧延方法であ
る。

この発明では、上，下各作業ロールの胴の片端
部に先細り研削を施し該先細り研削域を交互配置
とすることによつて、作業ロールの胴端部におけ
る補強ロールとの接触圧力が小さくなり余分な曲
げモーメントが作業ロールに作用しなくなるため
作業ロールの軸心撓み変形は減少する。よつてウ
エービングの防止およびクラウン制御を有利に行
うことができる。

また、上，下各作業ロールを被圧延板の板幅に
応じ移動させて被圧延板の両縁部をそれぞれ上，
下各作業ロールの先細り研削域に位置させること
により、作業ロールと被圧延板の両縁部との接触
圧力を減少させ両縁部におけるロール扁平変形量
の急激な変化を緩和できるので、両縁部に特異な
メタルフローがなくなり、効果的にエツジドロツ
プの軽減制御を行なうことができる。

さらに上，下各作業ロールとも軸方向への移動
が可能であるため、従来作業ロールに発生し易か
つた局部的な異常摩耗も軽減でき、局部突起の防
止も有利に行なうことができる。

すなわち非先細り研削域で生じるセンタービル
ドアツプについては、作業ロールを軸方向に移動
させることによつて、かりにロール面に局部的な
異常摩耗が生じたとしても、それに起因したロー
ル面の損耗を非先細り研削域全体に分散させるこ
とができるので、効果的に軽減させることができ
る。またエツジビルドアツプについても、後述の
実施例から明らかなようにこの発明では、被圧延
板端部の先細り研削域における接触位置を必ずし
も一点に限定する必要はなく、ある程度許容範囲
があるので、該端部の設定位置をその許容範囲の
中で適宜に変更させてやることにより、効果的に
防止できる。

また被圧延板の材質が変化した場合であつて
も、その材質変化に応じて、たとえば硬質のもの
から軟質のものに変化したときには、研削表面で
圧下されることになる被圧延板縁部の長さを小さ
く、一方逆の変化のときには大きくするといつた
ように、板幅変化のための調整とは別に、シフト
量を微調整することによつて、エツジドロツプな
らびにエツジビルドアツプの発生を効果的に防止
し得るのである。

またさらに上，下作業ロールを異周速、たとえ
ば異径異周速や等径異周速で駆動する非対称圧延
を行うと、第２図に示すようにロール接触弧内で
作業ロールと被圧延板とのスリツプ面に発生する
摩擦応力は、上，下面で互いに逆向きに作用して
打消し合うため、同じ圧下率の圧延は従来法より
も低圧延荷重，低圧延トルクで行なうことができ
る。

よつて前述のロール構造に異周速での非対称圧
延を併用すると省エネルギーに有益であるだけで
なく、被圧延板の形状制御に対してもさらに優れ
た効果がある。

すなわち低圧延荷重で圧延を行うことができる
ということは、ロールの軸心撓み変形が小さいこ
とであり圧延時のロールクラウンの制御も容易で
あるので、ウエービングの防止、クラウン制御に
有利である。

また被圧延板の両縁部で急激に変化するロール
扁平変形量も少なくなるのでエツジドロツプの軽
減制御にも有利であり、しかも非対称圧延はせん
断力による圧延法であるためビルトアツプやフリ
クシヨンヒルなどの局部突起の抑制にも効果的で
ある。

さらにこの発明の圧延方法は従来よりも高圧下
率での圧延が可能となる。というのは作業ロール
の片側端部が先細り状のロールクラウンを有して
いるので上，下作業ロール同志のキスロール現象
もなくなり、加えて低圧延荷重化により圧延可能
限界が拡大するので従来よりもはるかに高圧下率
での圧延が可能となるわけである。

以下この発明を実施例について詳細に説明す
る。

第３図に、この発明の実施に用いて好適な４段
圧延機を正面で示し、図中１は被圧延板、２，３
はそれぞれ上，下作業ロールである。この上，下
作業ロール２，３は図示した如く先細り研削域の
交互配置とし、いずれもロール軸方向へ移動可能
なように枢架してあり、しかも異周速この例では
異径異周速で駆動するようになつている。４，５
はそれぞれ上，下作業ロール２，３の胴端部の先
細り研削域であり研削の度合はどちらも同程度で
あることが望ましい。６，７は上，下作業ロール
用ベアリングチヨツク、８，９はそれぞれ上，下
作業ロール２，３のスピンドルでありトルク伝達
のためスプライン構造になつている。

上，下作業ロール２，３のロール軸方向への移
動装置は図示を省略したが、作業ロール用ベアリ
ングチヨツク６，７の周辺部に装備してもスピン
ドル８，９の延長部たとえばギヤボツクス周辺部
に装備してもよい。１０は作業ロール２，３のバ
ランス装置又はインクリーズ用のロールベンデイ
ング装置であり、１１はデクリーズ用のロールベ
ンデイング装置である。１２，１３は上，下作業
ロール２，３の補強ロールであり、１４，１５は
補強ロール用チヨツク、１６は補強ロール用チヨ
ツク１４，１５内のベアリング、１７は圧下スク
リユウ、１８はハウジンスタンドである。

なおこの例では作業ロール駆動方式の場合を示
しているが駆動方式は補強ロール駆動でも良く、
また上，下作業ロールの先細り研削域の左右関係
および非対称圧延条件はこの例と逆でもよい。

ここで、圧延に供する作業ロールと被圧延板と
の相対関係位置ならびに研削深さを第４図に示す
ように定義する。

作業ロールの胴の片端部に施す先細り研削のロ
ール軸方向の長さＬは一定（50〜500mm）とし、
胴端部での研削深さをEH，また上下作業ロール
の先細り研削域と非先細り研削域とで圧下される
ことになる被圧延板の縁部の長さ（有効研削長
さ）をELで表す。

以下この発明による圧延板の形状制御の効果を
従来の圧延方法により得られた圧延板の幅方向の
断面形状と対比しつつ説明する。

実験例 １ EL，EHの変化が圧延板の断面形状に与える影
響を調べるため、板幅750mm，板厚3.28mmの被圧
延板をEHが100，200μm、ELがそれぞれ50，
100，150mmの場合につき厚み2.3mmまで上下作業
ロールを等速で駆動する対称熱間圧延を施した。

このとき得られた圧延板成品の幅方向の板厚プ
ロフイルを第５図に示し、また比較のため先細り
研削を施さない通常の作業ロールを用いた従来法
により得られた圧延板成品の板厚プロフイルも第
５図に併せ示す。

この図より明らかなように先細り研削ロールに
より得られた圧延板成品の板厚偏差は、従来法に
より得られたものに比べて小さく、エツジドロツ
プも軽減し、局部突起の発生もなかつた。また
EL，EHが大きくなるほど、この例ではEL＝150
mm，EH＝200μmのときに特に優れた断面形状が
得られた。

実験例 ２ 上，下作業ロールの胴径が各々450mm，610mmで
あり異径異周速で駆動させる４段圧延機を用い、
板幅950mm，板厚2.6mmの被圧延板をその両縁部と
先細り研削表面との関係が(a)EH＝100μm，EL＝
50mm、(b)EH＝100μm，EL＝150mm、(c)EH＝
200μm，EL＝150mmである３つの場合についてそ
れぞれ板厚0.6mmまで４パスで冷間圧延した。

このとき得られた各圧延板成品の幅方向の板厚
プロフイルを第６図ａ，ｂ，ｃに示し、これらと
の比較のために従来法により得られた圧延板成品
の板厚プロフイルを第６図ｄに示す。

この図でこの発明により得られた圧延板成品の
板厚プロフイルのうちａ，ｂは、従来法によるｄ
に較べ板厚偏差は減少し幅方向の板厚は均一とな
りエツジドロツプも軽減している。ところがｃの
場合はエツジドロツプどころかエツジビルトアツ
プが発生しており、実験例１で(c)の条件のときす
なわちEL＝150mm，EH＝200μmのときが一番優
れていたのに比して大きな違いである。

この原因は次の様に考えられる。

すなわち上，下作業ロールを異周速で駆動する
非対称圧延により従来法と同じ圧下率の圧延を行
う場合には従来法よりも低圧延荷重で行うことが
でき、これは前述の如くロール軸心撓み変形やロ
ール扁平変形が小さいことによる。よつて等速圧
延に適したクラウンに先細り研削した作業ロール
では、圧延時の上，下作業ロール間の間隔がロー
ル中央部に較べ端部ではかなり大きくなる結果、
圧延板成品の縁部が盛り上がるものと考えられ
る。

よつて非対称圧延においてはロール研削深さ
EHは小さくてよく高圧下率の圧延に対して有利
であり、また摩耗の程度も減少するのでロール寿
命も延びる。

なお上記の圧延を施したときの被圧延板の単位
幅当りの圧延荷重の変化をパス毎に比較した結果
を第７図に示す。

この発明においてEH，ELを変化させたことに
よる圧延荷重の差はほとんどなく、いずれも従来
法に比して15〜25％程度圧延荷重を低減できるこ
とが確かめられた。

以上述べたようにこの発明はウエービング防
止，クラウン制御，エツジドロツプ軽減制御およ
び局部突起防止に対して極めて有効であり、しか
も従来の４段圧延機たとえば厚板圧延機，熱間粗
圧延機，熱間仕上げ圧延機，冷間圧延機およびレ
バース圧延機などのすべての４段圧延機さらには
６段圧延機を簡単に改造して適用できるので前述
したごとく４段圧延機を６段圧延機に改造する場
合のように設備費が高くなる不利もない。

また圧延工程中のロールの摩耗が均一であるの
で１サイクル圧延におけるコイル本数を従来以上
に増加できる上、この時の被圧延板の幅には制約
はないので作業能率やロール原単位が向上する。

さらに非対称圧延による圧延荷重や圧延トルク
の減少に伴つて圧延可能限界が拡大し高圧下率で
の圧延が可能となり、また省エネルギーの点でも
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ圧延板成品の
異常形状の説明図、第２図は上，下作業ロールを
異径異周速で駆動する非対称圧延要領の説明図、
第３図は、この発明の実施に用いて好適な４段圧
延機の正面図、第４図は、作業ロールと被圧延板
との相対関係位置を示した図、第５図は先細り研
削域をもつロールと従来のフラツトロールを用い
等速駆動により得られた熱間圧延板成品の板幅方
向の板厚プロフイルの比較図、第６図はこの発明
と従来法により得られた冷間圧延板成品の板幅方
向の板厚プロフイルの比較図、第７図はこの発明
と従来法における冷間圧延中の単位幅当りの圧延
荷重の比較図である。 １……被圧延板、２，３……上，下作業ロー
ル、４，５……先細り研削域、６，７……上，下
作業ロール用ベアリングチヨツク、８，９……ス
ピンドル、１０……バランス装置またはインクリ
ーズ用のロールベンデイング装置、１１……デク
リーズ用ロールベンデイング装置、１２，１３…
…補強ロール、１４，１５……補強ロール用チヨ
ツク、１６……ベアリング、１７……圧下スクリ
ユウ、１８……ハウジングスタンド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧延ロール胴の片側端部に先細り研削域を含
   むクラウンを有し、該先細り研削域は圧延ロール
   胴の先細り研削を施さない領域に連続して隣接す
   るものとした一対の作業ロールを、該片側端部の
   交互配置において上下に重ね合わせかつロール軸
   方向へ可動として、補強ロールと共にミルハウジ
   ングに組み込んだ圧延機を用い、上，下作業ロー
   ルを被圧延板の幅に応じて移動させて被圧延板の
   両縁部をそれぞれ上，下各作業ロールの先細り研
   削域に位置させ、上，下各作業ロールを異周速で
   駆動して非対称圧延を行うことを特徴とする形状
   制御圧延方法。