JPS6364243B2

JPS6364243B2 -

Info

Publication number: JPS6364243B2
Application number: JP4242183A
Authority: JP
Priority date: 1983-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1988-12-12
Also published as: JPS59169604A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、多段圧延機に関し、更に具体的に
は、圧延機の構造を改良することによつて高い形
状制御性を付与する多段圧延機に関する。

従来の４段圧延機は、第１図及び第２図に示す
ように、圧延材Ｏは上下ワークロール１，１′に
挾まれて圧延されるが、その荷重はバツクアツプ
ロール５，５′のロールチヨツク７，７′を介して
圧下装置（図では省略してある。）により加えら
れる。その際、圧延材Ｏの端部O_aは、ロールの
弾性変形のため中央部よりも強く押されて、いわ
ゆるエツジドロツプを生じる（第３図）。これを
避けるために、ワークロールチヨツク２，２′間
にベンデイングシリンダー１１を設けて、上下ワ
ークロールチヨツク２，２′に力Ｆを加える、い
わゆるロールベンデインングを行なつている。な
お、ワークロール１，１′には初期クラウンが付
けられている。シリンダー１２，１３は、中伸び
を修正する際に用いられ、前記Ｆと符号の異なる
力がワークロールチヨツク２，２′とバツクアツ
プロールチヨツク７，７′間に働らく。このよう
な４段圧延機では一応の形状制御性が得られるも
のの、その効果に限度がある。

前記４段圧延機よりも形状制御性の良い圧延機
として、第４図に示すようなダブルチヨツクベン
デイング方式のものと、第５図に示すようなロー
ルシフト方式のものとがある。なお、第４図及び
第５図では、下ワークロールが省略されている。

前者の圧延機（第４図）は、ワークロール１の
ロールネツク部に各々２個のロールチヨツク２
Ａ，２Ｂが組み込まれているものであつて、シリ
ンダー１１Ａ，１１Ｂ，１３等でF_A，F_Bなどの
力を独立に働らかせることにより、ワークロール
１を強力にロールベンデイングして、圧延材Ｏの
形状を、耳伸び及び中伸び防止は勿論のこと、ク
オーター伸び防止も含めて、広範囲に制御しよう
とするものである。

また、後者の圧延機（第５図）は、ワークロー
ル１の背面にあるロール６（中間ロールまたはバ
ツクアツプロール）を横にシフトＳさせ、ロール
６の肩部６ｂを圧延材Ｏの端部O_aよりδだけ内
側に追い込んでロールベンデイング力Ｆを働らか
せて、圧延材端部O_aが強圧下されるのを回避し、
大きな形状制御作用を行なわせようとするもので
ある。

しかし、これらの型式の圧延機では、いずれ
も、圧延材の端部からの形状制御効果は強いが、
板幅中央側からの制御効果を与える制御手段がな
いため、中伸びやクオーター伸び防止の制御が不
十分である。

これらの型式の圧延機とは異なる原理に基づく
圧延機もある。これを第６図に示す。この圧延機
は、ワークロール１，１′がバツクアツプロール
５，５′に対して角度θだけオフセツトして配置
されているとともに、横から中間ロール１_r，１
_ｒ′と、長手方向に分割された支持ロール１Ｒ，１
R′とによつて支持されている。支持ロール１Ｒ，
１R′は、圧延材の幅方向に例えば５個に分割さ
れたロールから構成されており、それらの各ロー
ルが各々独立に圧下することによつて力が付与
され、その結果、圧延材の板幅中央付近から端部
に至る全幅にわたつて形状制御を施すことができ
る。

しかし、この圧延機も、オフセツト角θが一定
であるので、力ｆとその拡大力F′の比が一定であ
るため、更に大幅に制御範囲を拡大することはで
きない。

ところで、最近は、板の形状に関する平坦度の
要求が高まつており、在来の圧延機で十分であつ
たものが、今後は更にその上の性能が要求される
ようになるため、新しい性能をもつた圧延機の出
現が要望されている。

本発明は、その要望に応え、在来の圧延機より
も一層高い形状制御性を備えた新規な圧延機を提
供することを目的としてなされたものであつて、
その要旨とするところは、第一番目の発明にあつ
ては、多段圧延機に配設したワークロールもしく
は中間ロールの入側および／または出側に、ロツ
ド等の連結部材を配設し、その連結部材の一端を
該ロールを軸受を介して回転自在に保持するロー
ルチヨツクの一方に連結し、他端を、相対する他
方のロールチヨツクに固定保持され該連結部材を
その軸方向に押し引きすることによつて該ロール
の水平ベンデイングを行なうことを可能とする油
圧シリンダー等の押し引き手段に接続したことを
特徴とする形状制御性の優れた多段圧延機にあ
り、また、第二番目の発明にあつては、多段圧延
機に配設したワークロールもしくは中間ロールの
入側および／または出側に、ロツド等の連結部材
を配設し、その連結部材の一端を該ロールを軸受
を介して回転自在に保持するロールチヨツクの一
方に連結し、他端を、相対する他方のロールチヨ
ツクに固定保持され該連結部材をその軸方向に押
し引きすることによつて該ロールの水平ベンデイ
ングを行なうことを可能とする油圧シリンダー等
の押し引き手段に接続し、上記ロールチヨツクの
少なくとも一方に、該ロールチヨツクをロール軸
方向と直交する向きに進退移動させる水平移動装
置を設けたことを特徴とする形状制御性の優れた
多段圧延機にある。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第７図乃至第９図は、本発明の多段圧延機にお
けるロール機構の一例を示している。ワークロー
ル１（但し、中間ロールの場合には、１は中間ロ
ールを意味している。）の各ロール端部にはロー
ルチヨツク２５ａ，２５ｂが設けられており、各
軸端２１にコロガリ軸受２２が各々２個配列さ
れ、この２組の軸受が各ロールチヨツク２５ａ，
２５ｂに内蔵されている。各ロールチヨツクに
は、ワークロール１の水平ベンデイングを司る連
結部材としてワークロール１を挾むようにして前
後に離間して各々１本のロツド２６，２６′が取
り付けられていて、その詳細は、一方のロールチ
ヨツク２５ａ側の場合には、例えば第８図に示す
ように、ロールチヨツク２５ａに一対の貫通孔２
５ahが穿設されていて、その中に各々ロツド２
６，２６′を貫通させ、各ロツドの端部はネジ２
７ａによつて油圧シリンダー２７，２７′が各々
連結されている。また、他方のロールチヨツク２
５ｂ側の場合には、例えば第９図に示すように、
ロールチヨツク２５ｂに一対の貫通孔２５bhが
穿設されていて、その中に各々ロツド２６，２
６′を貫通させ、ロツド端部２６ａにロツクナツ
ト２６ａ，２６ｆが嵌められている。また、２６
ｃ，２６ｄ，２６ｇ，２６ｈは各々球面座であつ
て、例えば、ロツド２６を引く方向にシリンダー
２７を作動させると、第１０図に示すように、両
ロールチヨツク２５ａ，２５ｂに力Ｌと反力
L′（Ｌ＝L′）が働らいてロールチヨツク２５ａ，
２５ｂがロール１の軸方向に傾動してそれに保持
したワークロール１に曲げが加わり、その軸心が
CLのようにたわんで傾角が生じるので、この傾
角によつてロツド２６，２６′やシリンダ２７，
２７′に無理がかゝらないように追従可能にする
ためのものである。なお、この例では、２本のロ
ツド２６，２６′を用いる構造として示したが、
いずれか一方のみに配置してもかまわない。

ここに、ロツド２６，２６′の如き連結部材に
よつてロールチヨツク２５ａ，２５ｂを傾動させ
それに保持したワークロール１を湾曲させる場合
は、ロールの軸端に直接力を加えて湾曲させる従
来方式のものに比較しロールに働く曲げモーメン
トとしては大きくなる。第７図に示したような、
ワークロール１を前後に挾む２本のロツド２６，
２６′を備えた構造のものにおいては、それらの
何れか一方にてロールチヨツク２５ａおよび２５
ｂの間隔を狭める方向（ロツドの引き）に、また
他方にてその間隔を拡げる方向（ロツドの押し）
にロールチヨツク２５ａ，２５ｂに傾動さるべく
油圧シリンダ２７，２７′を作動せれば偶力とな
るから発生するモーメントは２倍になり、形状制
御能力の拡大を図るのに有利であり、またこの場
合ロール１の両端における曲げモーメントは均等
なので圧延材の幅方向における断面形状の劣化を
回避するのに有利となる。

また、３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄはワー
クロール１をロールチヨツク２５ａ，２５ｂとと
もに水平移動させるオフセツト装置（水平移動装
置）であつて、ロールチヨツク２５ａ，２５ｂの
端部に、ウオームホイールとネジを有する押し棒
３１が係合されており、そのウオームホイールが
ドライブ用モーター３２で駆動される構成となつ
ている。各ロールチヨツクは２セツトの、即ち
各々一対のオフセツト装置３０_A，３０_B，３０_C，
３０_Dで挾み込まれていて、各オフセツト装置の
押し引きによつてロール軸方向と直交する向きに
水平移動可能である。勿論、１セツトで水平移動
させるような構成にするときは、ロールチヨツク
の片側と係合させるだけでよい。

なお、３はカツプリング、４は駆動スピンド
ル、１０はハウジング、１０ａはロールバランス
兼ベンデイングシリンダー４１を内蔵しているプ
ロジエクトブロツクである。

以上説明したような連結部材と油圧シリンダー
よりなるワークロールの水平ベンデイング装置及
びオフセツト装置は既存の多段圧延機、例えば、
４段圧延機のワークロール装置と置き換えること
ができる。

次に、前述のロール水平ベンデイング装置及び
オフセツト装置を４段圧延機、６段圧延機に組み
込んだ適用例について説明する。

４段圧延機の場合を第１１図にて説明する。ワ
ークロール１，１′（図中、円内にある黒矢印方
向に駆動されている。）はオフセツト装置により
１S₁から１S₂までの範囲内の任意の位置にオフセ
ツトされる。なお、５，５′はバツクアツプロー
ル、ｆは水平力、Ｆはロールベンダー力、ｍはロ
ールチヨツクまわりの水平モーメントを示してい
る（後述の第１２図においても同様である）。

６段圧延機の場合を第１２図乃至第１４図にて
説明する（第１３図については後述する）。この
圧延機は、第１４図に示すように（同図は、圧延
機の側面図であるが、右半分のみを概略的に示し
ている）、スタンド１０内にワークロール１，
１′、中間ロール６，６′及びバツクアツプロール
５，５′が配置されており、ワークロールチヨツ
ク２５，２５′には、ロール水平ベンデイング装
置の油圧シリンダー２７，２７′が装着されてい
るとともに、スタンド１０のサイドフレームに設
けたオフセツト装置３０のロツドが係合してい
る。なお、４１はロールバランス兼ベンデイング
シリンダー、４２はワークロールのデイクリーズ
ベンデイング（上ワークロールを凸曲げ）及び中
間ロールのインクリーズベンデイング（凹曲げ）
用シリンダー、４３は中間ロールのデイクリーズ
ベンデイング用シリンダーである。この圧延機の
ワークロール１，１′は、第１２図に示すように、
オフセツト装置により１S₁から１S₂までの範囲内
の任意の位置にオフセツトされる。中間ロール
６，６′は、図中、円内にある黒矢印方向に駆動
されている。

６段圧延機に適用すると効果的である場合とし
ては、以下のケースが考えられる。

強圧下等の要請からワークロール径を小さく
設計して駆動トルクが十分に伝えられないとき
に、中間ロール６，６′を入れて間接駆動とす
る場合。

圧延材の所望の板幅を広範囲に変える必要が
あるとき、特に狭幅材にも形状制御を強く働ら
かせたいときに、中間ロール６，６′の軸方向
移動（第５図に示す矢印←→のように行う。）を
併用する場合。しかし、この場合、機構が複雑
になるうえ、本発明のロール水平ベンデイング
装置またはロール水平移動（オフセツト）装置
による制御性のみで十分であるため、特別な場
合以外は併用する必要がない。

本発明によるオフセツト効果を敏感に働らか
せたい場合、特に、小径ワークロールを用いて
ロールのヒートクラウン変化や潤滑条件の変化
によつて形状制御を敏感に行わせたい場合。

以上の各ケースでは中間ロールを入れたロール
配置であるが、中間ロールとしてはその径の小さ
いロールを使用するのが効果的である。即ち、第
１３図において、中間ロール及びワークロール１
の径を各々d_V及びd_Wとし、ワークロール１をＳ
だけシフトさせて１S₁の位置に移動させたときの
逃げをε、水平力をｆ、オフセツト角をθ、圧延
荷重をＰ、中間ロールとのロール間接触圧力をＮ
とすると、Ｓとεは、次式Ｓ＝d_W＋d_V／２sinθ ……(1) ε＝d_W＋d_V／２（１−cosθ） ……(2) から求めることができ、ここで、Ｓ≪d_W＋d_V／２とすると、 θ≒2S／d_W＋d_V ……(3) ε≒（d_W＋d_V）sin²θ／２ ……(4) ≒S²／d_W＋d_V ……(5) となる。一方、力の関係からｆ＝Ｎ sin θ ……(6) Ｐ＝Ｎ cos θ ……(7) ｆ＝Ｐ tan θ ……(8) ≒Pθ＝2S／d_W＋d_V ……(9) Ｎ＝ｆ／sin θ ＝ｆ／θ ＝d_W＋d_V／2Sｆ ……(10) で、あり、したがつて ∂ε／∂S＝2S／d_W＋d_V ……(11) ∂N／∂S＝−d_W＋d_V／2S²ｆ ……(12) である。

即ち、オフセツトした場合、εの変化は前記(11)
式より（d_W＋d_V）が小さい程大きく、したがつ
て、クランク制御がしやすく、また、ロール間接
触圧力Ｎは前記(12)式より（d_W＋d_V）が小さい程
小さく、したがつて、荷重影響が小さいので、自
動板厚制御などに効果的である。かかる点からす
ると、制御性を上げるには、径d_Vは小さい方がよ
いから、既存のバツクアツプロールよりもかなり
径の小さい中間ロールを入れるのが効果的であ
る。

以上、説明した実施例は一例であつて、次のよ
うな態様も本発明の実施例に含まれることはいう
までもない。

例えば、ロール水平曲げ装置の場合、第７図に
示したのはロツド２６，２６′を利用しているが、
第１５図に示すように、ハウジング１０に固定し
たブラケツト５１によつてシリンダー５０を支持
し、そのシリンダーのロツドを、ワークロール１
（または中間ロール）のロールチヨツク２５の左
右端部に取り付けて、シリンダー５０の押し引き
によりロールにモーメントを与えるようにするこ
ともできる。また、ロールオフセツト装置の場合
についても、前述のウオーム駆動式に代えて、シ
リンダーによる形式のものにしたり、前述のよう
にオフセツト装置を２セツト利用から１セツト利
用にしたりしても何ら差し支えない。

更に、６段圧延機に適用した場合（第１２図乃
至第１４図）、ワークロールと同様、中間ロール
６にロール水平ベンデイング装置を設けて水平ベ
ンドを作用させ、形状制御を行うことも可能であ
る。

次に、本発明による多段圧延機の作用と効果に
ついて、図面（第１６図乃至第２３図）を用いて
説明する。なお、前記図面は、第１６図を除き、
圧延状態を概略的に説明する平面図であつて、ロ
ールチヨツクの双方または一方を省略して図示し
ているものもある。第１６図は水平ベンデイング
とオフセツトを受けたワークロール１とバツクア
ツプロール５との関係を示す概略説明側面図であ
る（説明上、両ロールの関係を水平状態で図示す
る）。CLはバツクアツプロール５の中心線を示
し、以後の各図面における基準線はこのCLとす
る。

第１７図は、ロールチヨツク２５の中心点Ｃが
基準線CLからS₁だけオフセツトして、ベンデイ
ングによりワークロール１のパスラインPL上の
中心が基準線CLとＸ点で合致している状態を示
している。矢印Ａは圧延材の流れ方向を示す。矢
印ａはワークロールが圧延材に与える圧延方向を
表わしており、圧延材を幅の外側に拡げようとす
る成分をもつている。

この状態においては、ワークロール１の中央Ｘ
では、バツクアツプロール直下で垂直荷重Ｐを受
けるので、剛性が高く、圧延材を強く圧下するこ
とができる。一方、圧延材の端部においては、ワ
ークロール中心はS₁′のオフセツトがあるので、
第１３図に示すεに相当するε′の逃げが生じ、ワ
ークロール１の両端部は、圧延材からみた剛性が
低くなつているため、第５図に示すロール傾斜部
６ａに相当する効果が生じている。この点、第５
図に示すロール６は、６ｃ部が水平で６ａに至つ
て急激に逃げがとつてあるので、圧延材に与える
剛性変化はワークロール１を介して緩和されるも
のの、２段階的であり、形状制御効果に限度があ
る。これに対し、第１７図に示す本発明のもの
は、ロールカープに沿つて大きく滑らかに変化す
る剛性分布が得られるので、形状制御効果が無理
なく広範囲に及び、ロールベンダーＦの効果と相
俟つて大きく耳伸び修正をすることができる。

第１８図は、オフセツトS₂を小さくしてワーク
ロール１の高剛性点Ｅを圧延材端にとつた場合を
示している。この場合には、幅中央部の剛性が緩
和され耳部で剛性を高くしているので、中伸びの
矯正が可能となる。

同様にして、第１９図の場合、即ち、ワークロ
ール１の高剛性点Ｑが圧延材の中央部と端部との
中間点になるようにオフセツトS₃を与えた場合に
は、中伸びと耳伸びの双方の矯正が可能である。

また、第２０図に示すように左右対称にオフセ
ツトＳを与えるとともに、ベンデイングを与えた
場合には、第２１図及び第２２図に各々示すよう
なワークロール形状が得られるので、左右非対称
の形状矯正を行なうことができる。

かくして、オフセツトとベンデイングを種々に
組み合わせることによつて、非常に広範囲に圧延
材の形状制御を行なう圧延が可能となる。

なお、また、本発明によるロール水平ベンデイ
ングの効果として特徴的な点をあげるならば、以
下のとおりである。

まず、第２３図に広幅の紙を送るデフレクター
ロールの例を示す。紙６０が矢印の方向に流れて
いる場合、縦のしわ６１がどうしても生じるが、
図示のように、曲りをもつた軸６３に嵌まるいく
つかの軸受６５に支えられている弾性円筒シエル
６４からなるデフレクターロール（常に曲りをも
つたまま回転しているので“バナナロール”と呼
ばれている。）を使用すると、ロールの出側では、
紙６０はａのように幅が拡がる方向の力を受けな
がら出てくるので、縦のしわが全くみられない。

第１７図に示した状態は、前述のデフレクター
ロールの原理と同様の原理に基づく作用態様であ
つて、このことからも、特に薄い金属板に対し
て、しわ伸ばし効果が形状制御に有効に働らくこ
とがわかる。この点は、第２図乃至第５図に示す
従来の圧延機では得られない長所である。

一般に、圧延機に入る前の圧延材の形状には
種々のものがあるので、本発明の圧延機によれ
ば、しわ伸ばしは、逆に、幅中央に材料を集める
ように働らかせて、圧延材の厚さの偏肉を修正す
るようにすることもでき、しかも、その適用域を
圧延幅の任意の部分に施すことができる（第２０
図乃至第２２図参照）。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、圧延材の形状制御を自在に行うことができる
ので、今後のより一層高い形状制御性能の要請に
対して十分応えることが可能である。

なお、本発明の実施例として、パスラインを挾
む上下ロールの構成を対称形にある場合について
例示し説明したが、本発明はロールを水平にベン
デイングし、また水平に移動するという基本的概
念に基づくものであるから、その上下対称性は全
く関係がなく、ロールの本数やその配置は上下非
対称でも何ら差し支えがない。また、したがつ
て、上下ワークロールの周速も必ずしも同一であ
る必要はなく、異周速、異径ロールを有する圧延
機にして、異速圧延の効果を重畳することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は従来の圧延機の概略説明図
であり、第７図乃至第２２図は本発明の実施例に
係る多段圧延機またはその作用の概略説明図であ
り、第２３図はデフレクターロールに関する説明
図であつて、第１図及び第２図は各々４段圧延機
の側面図及び正面図、第３図は前記４段圧延機に
よる圧延時に生じるエツジドロツプについての説
明図、第４図はダブルチヨツクベンデイング方式
の圧延機の一部（上半部）の正面図、第５図はロ
ールシフト方式の圧延機の一部（上半部）の正面
図、第６図は分割ロールで側面を支持する形式の
圧延機の側面図、第７図はワークロールの水平ベ
ンデイング装置と水平移動（オフセツト）装置例
を示す斜視図、第８図及び第９図は各々ロツド及
びシリンダーとロールチヨツクとの連結態様を示
す断面図、第１０図はワークロールの水平ベンデ
イング状態を示す平面図、第１１乃至第１３図は
ワークロールのオフセツト状態を示す側面図、第
１４図は水平ベンデイング装置とオフセツト装置
を組み込んだ６段圧延機の側面図、第１５図は第
７図乃至第９図に示すものと異なる水平ベンデイ
ング装置例（一方のロールチヨツク側のみ）を示
す平面図、第１６図は水平ベンデイングとオフセ
ツトを受けたワークロールとバツクアツプロール
との関係を示す概略側面図（説明上、水平状態で
示されている）、第１７図乃至第２２図は各々本
発明による圧延状態を概略的に示す平面図、第２
３図は紙をデフレクターロールで移送している状
態を示す平面図である。１，１′……ワークロール、５，５′……バツク
アツプロール、６……ロール（中間ロール）、１
０……ハウジング、２２……軸受、２５，２５′，
２５ａ，２５ｂ……ワークロールチヨツク、２
６，２６′……ロツド、２７，２７′……油圧シリ
ンダー、３０，３０_A，３０_B，３０_C，３０_D……
オフセツト装置、３１……押し棒、３２……ドラ
イブ用モーター、５１……ブラケツト。

Claims

【特許請求の範囲】１多段圧延機に配設したワークロールもしくは
中間ロールの入側および／または出側に、ロツド
等の連結部材を配設し、その連結部材の一端を該
ロールを軸受を介して回転自在に保持するロール
チヨツクの一方に連結し、他端を、相対する他方
のロールチヨツクに固定保持された該連結部材を
その軸方向に押し引きすることによつて該ロール
の水平ベンデイングを行なうことを可能とする油
圧シリンダー等の押し引き手段に接続したことを
特徴とする形状制御性の優れた多段圧延機。２多段圧延機に配設したワークロールもしくは
中間ロールの入側および／または出側に、ロツド
等の連結部材を配設し、その連結部材の一端を該
ロールを軸受を介して回転自在に保持するロール
チヨツクの一方に連結し、他端を、相対する他方
のロールチヨツクに固定保持され該連結部材をそ
の軸方向に押し引きすることによつて該ロールの
水平ベンデイングを行なうことを可能とする油圧
シリンダー等の押し引き手段に接続し、上記ロー
ルチヨツクの少なくとも一方に、該ロールチヨツ
クをロール軸方向と直交する向きに進退移動させ
る水平移動装置を設けたことを特徴とする形状制
御性の優れた多段圧延機。