KR101271845B1

KR101271845B1 - 다단 압연기

Info

Publication number: KR101271845B1
Application number: KR1020110021308A
Authority: KR
Inventors: 겐이찌 우에스기
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2013-06-07
Also published as: EP2364787A1; TWI527636B; KR20110102829A; JP2011183450A; US20110219840A1; TW201201919A; JP5578892B2; CN102189101A

Abstract

본 발명의 다단 압연기에 있어서는, 압연재(W)를 압연하는 상하 한 쌍의 작업 롤이 배치되고, 각각의 작업 롤의 외측에는, 작업 롤에 접촉하도록 2개의 제1 중간 롤이 배치되고, 제1 중간 롤의 외측에는 제1 중간 롤에 접촉하도록 3개의 롤이 배치되어 있다. 3개의 롤 중, 중앙의 제2 중간 롤이 드라이브 롤로 되고, 양단부의 2개의 롤이 제1 중간 롤을 지지하는 제1 백업 롤로 되고, 제2 중간 롤의 외측에는 제2 중간 롤을 지지하는 제2 백업 롤이 적어도 1개 이상 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 다단 압연기에 있어서 생산성과 양호한 형상 제어성의 양립을 도모한다.

Description

다단 압연기 {MULTI-HIGH ROLLING MILL}

본 발명은 박판의 압연 등에 사용되는 다단 압연기에 관한 것이다.

주지와 같이, 스테인리스, 티탄, 특수강, 구리 등의 압연재를 냉간 압연할 때에는 다단 압연기가 사용된다. 다단 압연기로서는, 작업 롤을 지지하는 롤군이 포도송이와 같이 부채 형상으로 넓어지는「클러스터형 다단 압연기」가 사용되는 것이 일반적이다.

이 작업 롤을 지지하는 롤군으로서는 백업 롤 및 중간 롤이 있고, 클러스터형 다단 압연기에는 사용되는 롤 개수에 따라 12단, 14단, 20단 등의 종류가 알려져 있다. 클러스터형 다단 압연기가 이러한 단수로 나뉘는 것은 다음과 같은 이유에 의한다.

클러스터형 다단 압연기에는, 압연재의 표리에, 이 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업 롤이 통상 구비되어 있다. 그리고 이 작업 롤을 지지하는 롤군이 작업 롤의 상측과 하측에 각각 배치된다. 이 롤군은, 예를 들어 상측의 롤군에만 착안하면, 내측의 롤의 휨을 방지하기 위해 외측의 롤을 설치하고 있으므로, 예를 들어 상측의 작업 롤의 바로 외측(상측)에 2개, 또한 그 외측(상측)에 3개라고 하는 것과 같이 작업 롤로부터 멀어짐에 따라 배치되는 롤의 개수를 서서히 증가시키고, 또한 외측의 롤은 내측의 롤보다도 롤 직경을 크게 하는 것이 일반적이다.

도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 작업 롤(105)의 바로 상측의 중간 롤(106)을 드라이브 롤로 하고, 이 중간 롤의 상측에 3개의 백업 롤(108)을 배치하면 12단의 다단 압연기로 된다. 또한, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 중간 롤(드라이브 롤)(106)의 상측에 4개의 백업 롤(108)을 배치하면 14단의 다단 압연기로 된다. 한편, 작업 롤의 바로 외측에 배치되는 2개의 제1 중간 롤의 상측에 배치되는 3개의 제2 중간 롤 중 양단부의 2개를 드라이브 롤로 하고, 이들 3개의 제2 중간 롤의 상측에 4개의 백업 롤을 배치하면, 도 4의 (d)와 같은 20단의 다단 압연기로 된다.

상술한 12단의 다단 압연기로서는「R&D 고베제강 기보 Vol.58 No.2, 2008년 8월 발간[KT 밀(12단 밀) 및 KST 밀(20단 밀) 참조]」에 기재되는 KT 밀이, 또한 14단의 다단 압연기로서는 일본 특허 출원 공개 제2004-136328호에 기재되는 것이, 또한 20단의 다단 압연기로서는 상기 문헌에 기재되는 KST 밀이 각각 알려져 있다.

그런데, 오늘날은 다단 압연기에 의해 생산되는 박판 제품의 압연 형상의 정밀도에 대한 요구가 해가 갈수록 엄격해지고 있어, 다단 압연기의 형상 제어 성능이 중시되는 경향에 있다. 다단 압연기의 형상 제어 액추에이터의 구성 및 성능에 관해서는, 예를 들어 상기 문헌의 14페이지 내지 15페이지에 개시되어 있다.

특히, 백업 롤을 형상 제어 액추에이터로서 사용한 경우, 중간 롤, 작업 롤을 개재하여 압연재의 형상을 제어하게 된다.

형상 제어성을 양호하게 하기 위해서는, 중간에 개재하는 롤 사이의 접촉에 의한 롤 편평의 영향이 적은 쪽이 바람직하다. 이로 인해, 20단 압연기와 같이 백업 롤로부터 제2 중간 롤, 제1 중간 롤, 작업 롤을 경유하여 압연재의 형상을 제어하는 것보다도, 12단 압연기나 14단 압연기와 같이 백업 롤로부터 중간 롤, 작업 롤을 경유하여 압연재의 형상을 제어하는 쪽이, 개재하는 중간 롤의 단수가 적기 때문에 롤 편평의 영향도 적고 형상 제어의 효과는 크다.

그런데, 높은 압연 토크가 필요해지는 경질재의 광폭 압연에 관해서는, 20단 압연기의 쪽이 12단 압연기나 14단 압연기보다도 드라이브 롤 사이의 공간의 관계에서 고토크의 전달을 할 수 있으므로 높은 생산성을 확보할 수 있어 유리하다.

동일한 롤 직경의 작업 롤을 사용하는 20단 압연기와 12단, 14단 압연기를 비교하면, 20단 압연기에서는, 양측의 제2 중간 롤이 드라이브 롤로 되는 것에 대해, 12단, 14단 압연기에서는, 작업 롤의 바로 외측의 중간 롤이 드라이브 롤로 되므로 드라이브 롤간의 간격이 20단 압연기와 비교하면 상하 방향에 대해서도 좌우 방향에 대해서도 작아진다(예를 들어, 본 명세서의 도 4 참조).

그 결과, 드라이브 롤간의 간격이 좁은 12단이나 14단 압연기에서는, 드라이브 롤의 구동계를 설치하는 공간의 제한에 의해 20단 압연기 정도의 구동 토크를 전달하는 것은 곤란하다.

12단이나 14단 압연기에 있어서도 전달 구동 토크를 크게 하기 위해, 예를 들어 구동 토크를 전달하는 유니버설 스핀들의 크로스부의 판폭 방향(본 명세서의 도 5의 횡방향)의 위치를 바꾸어 보다 큰 사이즈의 유니버설 스핀들을 채용하는 경우가 있지만, 이 방법을 이용해도 전달 구동 토크는 20단 압연기에는 미치지 못한 다.

그로 인해, 경질 광폭 재료, 예를 들어 1300 내지 1600㎜로 광폭이고 또한 4 내지 5㎜의 비교적 판 두께가 두꺼운 경질 스테인리스재를 1패스당 25％ 정도 이상의 고압하율로 압연하고자 하는 경우에는, 형상 제어성을 희생하여 20단 압연기가 사용되고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 12단, 14단 압연기와 동등한 양호한 형상 제어 능력을 갖고, 또한 20단 압연기와 동등하거나 또는 그 이상의 구동 토크를 갖는 다단 압연기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다단 압연기는 이하의 기술적 수단을 강구하였다.

본 발명에 관한 다단 압연기는, 압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업 롤과, 상기 작업 롤의 외측에, 상기 작업 롤에 접촉하도록 배치된 상하 각 2개의 제1 중간 롤과, 상기 제1 중간 롤의 외측에, 상기 제1 중간 롤에 접촉하도록 배치된 상하 각 3개의 롤이며, 상기 3개의 롤 중, 중앙의 롤이 드라이브 롤로 된 제2 중간 롤이고 양단부의 2개의 롤이 상기 제1 중간 롤을 지지하는 제1 백업 롤인, 상하 각 3개의 롤과, 상기 제2 중간 롤의 외측에, 상기 제2 중간 롤을 지지하도록 배치된 상하 각 1개 이상의 제2 백업 롤로 이루어진다.

본 발명자는, 작업 롤의 외측에 배치된 2개의 롤을 드라이브 롤로 하는 것이 아니라, 이들 2개의 롤의 더욱 외측에 배치되는 3개의 롤 중 어느 하나를 드라이브 롤로 하여 구동할 수 없을지 생각하였다. 그리고 3개의 롤 중 중앙의 롤을 구동시키는 동시에 이 구동되는 롤에 백업 롤을 설치함으로써, 생산성과 형상 제어 성능의 양립이 가능해지는 것을 발견하여 본 발명을 완성시킨 것이다.

즉, 종래의 12단 압연기, 14단 압연기에서는 제1 중간 롤 4개를 드라이브 롤로 하고 있었지만, 드라이브 롤을 제2 중간 롤 2개로 함으로써 드라이브 롤간의 간격이 상하 방향으로 커지고, 또한 좌우 방향으로는 상부 2개, 하부 2개 사용하고 있었던 드라이브 롤을 상부 1개, 하부 1개로 함으로써 좌우 방향으로도 충분한 공간을 확보할 수 있도록 하였으므로, 스윙 직경이 큰 유니버설 스핀들을 채용할 수 있다. 그로 인해, 20단 압연기와 동등하거나 또는 그 이상의 구동 토크를 부가할 수 있다.

12단 압연기의 중앙의 백업 롤을 구동하면, 상술한 바와 같은 다단 압연기와 동일한 구동 토크를 얻는 것이 가능하기는 하지만, 그 경우, 구동하기 위해 12단 압연기의 중앙의 백업 롤은 복수의 베어링과 새들로 구성된 판폭 방향 분할식 롤이 아니라, 12단 압연기의 중간 롤과 동일하게 일체물의 롤로 할 필요가 있다.

이와 같이 한 경우에는, 중앙부의 백업 롤은 판폭 방향으로 복수의 새들에 의해 하우징에 지지되지 않으므로 작업 롤 휨이 커져 양호한 판 형상을 얻는 것이 곤란해진다. 다단 압연기의 작업 롤 휨이, 백업 롤이 분할 롤이고, 분할 롤에 구비된 새들이 하우징에 판폭 방향으로 지지된 구조이기 때문에 작은 것에 관해서는, 예를 들어「R&D 고베제강 기보 Vol.59 No.2, 2009년 8월 발간」의 60페이지 내지 61페이지에 개시되어 있다.

또한, 제1 중간 롤의 바로 외측의 3개의 롤 중 양측의 2개의 제1 백업 롤을 종래의 12단, 14단 압연기의 백업 롤과 동일한 구성으로 함으로써 형상 제어 액추에이터인 크라운 조정 장치를 본 발명의 다단 압연기에도 설치할 수 있으므로 12단, 14단 압연기가 구비하는 양호한 형상 제어성을 가질 수 있다.

또한, 상술한 바와 같은 다단 압연기에서는, 제2 중간 롤을 드라이브 롤로 하기 위하여, 제2 중간 롤을 일체물의 롤로 하게 되므로, 제2 중간 롤의 외측에 복수의 베어링과 새들로 구성된 판폭 방향 분할식 제2 백업 롤을 설치하여, 작업 롤 휨을 최소화할 필요가 있다.

제2 백업 롤을 상기 제2 중간 롤의 외측에 각각 2개씩 구비하여 16단 구성으로 한 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 제2 백업 롤이 상기 제2 중간 롤의 외측에 각각 1개씩 구비되어 있고, 14단 구성으로 되어 있는 것을 사용할 수도 있다.

본 발명의 다단 압연기를 사용함으로써, 상술한 경질 광폭 재료라도, 종래의 12단, 14단 압연기의 형상 제어성을 유지한 상태로, 20단 압연기와 동등하거나 또는 그 이상의 구동 토크를 갖고 경질 광폭 재료를 고압하율로 압연할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다단 압연기가 구비되는 압연 장치를 모식적으로 도시한 정면도.
도 2는 본 실시 형태의 다단 압연기의 롤 배치를 도시한 도면.
도 3은 다른 실시 형태의 다단 압연기의 롤 배치를 도시한 도면.
도 4는 동일 작업 롤 직경을 사용하는 경우의 종래의 다단 압연기의 롤 배열예와 본 발명의 제1 실시 형태의 배열예를 대비한 도면으로, (a)는 12단, (b)는 14단, (c)는 본 발명의 제1 실시 형태의 배열예에 관한 16단, (d)는 20단을 나타내는 도면.
도 5는 종래의 다단 압연기(12단, 14단)의 중간 롤을 구동하는 구동계의 예를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 관한 다단 압연기(1)의 본 실시 형태를, 도면을 기초로 설명한다.

우선, 다단 압연기(1)가 설치된 압연 장치(2)를 이하에 예시하여, 본 발명의 다단 압연기(1)를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시되는 바와 같이, 압연 장치(2)는, 압연되는 압연재(W)를 권출하는 권출부(3)와 압연된 압연재(W)를 권취하는 권취부(4)를 갖고 있고, 권출부(3)와 권취부(4) 사이에는 압연재(W)를 압연하는 다단 압연기(1)가 설치되어 있다. 이 압연 장치(2)는, 압연재(W)를 판 통과 방향을 정역(正逆)으로 전환하면서(판 통과 방향을 도 1의 흑색 화살표와 백색 화살표 사이에서 반전시키면서) 리버스 압연할 수 있도록 되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 다단 압연기(1)는, 작업 롤(5), 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6), 제1 중간 롤(7), 백업 롤(8)을 복수개 조합하여 구성되어 있고, 복수개의 롤을 조합한 모양이 마차 포도송이와 같이 보이므로 클러스터형 다단 압연기라 불리는 것이며, 스테인리스, 티탄, 특수강, 구리 등으로 이루어지는 판 형상의 압연재(W)를 압연 가공할 때에 사용되는 것이다.

또한, 도 2의 지면(紙面) 상에서의 상하를, 다단 압연기(1)를 설명할 때의 상하로 한다. 또한, 도 2의 지면 상에서의 좌우를, 다단 압연기(1)를 설명할 때의 좌우로 한다. 이들 방향은 구동측(드라이브 사이드)으로부터 다단 압연기(1)를 보았을 때의 방향과 일치한다. 또한, 이하의 설명에서는, 동일한 부품에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 그들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.

우선, 다단 압연기(1)를 구성하는 각 롤에 대해 설명한다.

다단 압연기(1)에는, 상하 방향의 중앙을 수평으로 이송되는 압연재(W)를 기준으로 하여, 압연재(W)의 상측과 하측에 서로 거울상(대칭)으로 되는 배치로 복수개의 롤[이하, 이들 복수개의 롤을 롤군(9)이라 함]이 구비되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 상측의 롤군(9)을 대표예로 취하여 롤군을 구성하는 각 롤을 설명한다.

상측의 롤군(9)은 1개의 작업 롤(5), 2개의 제1 중간 롤(7), 1개의 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6), 4개의 백업 롤(8)로 구성되어 있고, 본 실시 형태의 다단 압연기(1)는 16단 구성으로 되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 작업 롤(5)은, 다른 롤에 비해 소직경인 롤이고, 스테인리스의 압연재(W)를 냉간 압연하는 설비의 경우이면 20 내지 100㎜φ 정도의 직경으로 형성되어 있다. 작업 롤(5)은, 상하 한 쌍으로 구성되어 있고, 롤 사이에 압연재(W)를 끼워 넣으면서 압연 하중을 가할 수 있도록 되어 있다.

제1 중간 롤(7L, 7R)은, 작업 롤(5)의 좌측 상측 및 우측 상측(외측)에 인접하여 배치되는 롤이며, 서로 거리를 두고 2개 배치되어 있다. 제1 중간 롤(7L, 7R)은 작업 롤(5)보다도 대직경인 롤이며, 각각의 외주면이 작업 롤(5)의 외주면에 접촉하도록 배치되어 있다. 제1 중간 롤(7L, 7R)의 상측에는 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)이 배치되어 있고, 이 제1 중간 롤(7L, 7R)을 통해 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)의 구동력을 작업 롤(5)에 전달 가능하도록 되어 있다.

제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)은, 좌우의 제1 중간 롤(7L, 7R)의 각각에 접촉하도록, 좌측의 중간 롤(7L)로부터 보아 우측 상측, 우측의 중간 롤(7R)로부터 보아 좌측 상측에 배치되어 있고, 각 롤군(9)에 1개씩 설치되어 있다. 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)은, 제1 중간 롤(7L, 7R)보다도 더욱 직경이 큰 롤이며, 축심 주위로 회전 가능하게 설치되어 있다. 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)은, 축 단부에 도시하지 않은 유니버설 스핀들이 연결되어 있고, 모터에서 발생한 구동력에 의해 구동 회전 가능한 구성으로 되어 있다.

상술한 작업 롤(5)을 기준으로 하여, 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6) 및 제1 중간 롤(7L, 7R)의 더욱 외측에는, 이들 롤을 지지하는 백업 롤(8)이 배치되어 있다. 백업 롤(8)에는, 제1 중간 롤(7)을 지지하는 제1 백업 롤(10L, 10R)과, 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)을 지지하는 제2 백업 롤(11L, 11R)이 있다.

제1 백업 롤(10L, 10R)은, 좌측의 중간 롤(7L)로부터 보아 좌측 상측, 우측의 제1 중간 롤(7R)로부터 보아 우측 상측에 배치되는 롤이며, 모두 제1 중간 롤(7L, 7R)보다 대직경으로 형성되어 있다. 이들 제1 백업 롤(10L, 10R)은 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)로부터 거리를 두고 배치되어 있고, 좌측의 제1 백업 롤(10L)과 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6) 사이에 형성되는 간격은, 우측의 제1 백업 롤(10R)과 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6) 사이에 형성되는 간격과 거의 동일해지도록 설정되어 있다. 그리고 좌측의 제1 백업 롤(10L)은 좌측의 제1 중간 롤(7L)에, 또한 우측의 제1 백업 롤(10R)은 우측의 제1 중간 롤(7R)에 접하고 있어, 각각 제1 중간 롤(7L, 7R)을 상방으로부터 압박하면서 지지할 수 있는 구성으로 되어 있다.

제2 백업 롤(11L, 11R)은, 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)로부터 보아 좌측 상측 및 우측 상측에 각각 배치되어 있다. 이들 제2 백업 롤(11L, 11R)은, 각각이 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)의 상측에 접촉하여 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)을 상방으로부터 압박하도록 지지하고 있다.

다음에, 본 발명의 다단 압연기가 구비하는 작용 효과를, 도 4 내지 도 5에 도시된 종래의 다단 압연기(1)와의 대비를 섞어가면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 작용 효과는 모두 동일한 직경의 작업 롤을 구비한 다단 압연기끼리 비교한 경우의 것이고, 도 4에 도시하는 12단, 14단 및 20단의 다단 압연기는 모두 본 발명의 다단 압연기(1)와 동일한 직경의 작업 롤을 구비한 것으로 되어 있다.

예를 들어, 도 4의 (a)에 도시하는 12단의 다단 압연기(101)에서는, 작업 롤(105)의 외측에 바로 2개의 중간 롤(106)이 배치되어 있고, 이 2개의 중간 롤(106)의 외측이 3개의 백업 롤(108)로 되어 있다. 또한, 도 4의 (b)에 도시하는 14단의 다단 압연기(101)에서도, 백업 롤(108)은 4개로 되어 있지만, 작업 롤(105)의 외측에 바로 2개의 중간 롤(106)이 설치되어 있어, 모두 작업 롤(105)의 바로 외측의 중간 롤(106)이 드라이브 롤로서 구동되고 있는 점에서는 공통되어 있다.

당연히, 이와 같이 작업 롤(105)의 바로 외측의 중간 롤(106)을 드라이브 롤로서 구동시키는 구성에서는, 드라이브 롤간의 간격도 상하 방향이나 좌우 방향으로 작은 것으로 되기 쉽다. 예를 들어, 드라이브 롤간의 상하 방향의 간격을 예로 들면, 이들의 간격은 L2, L3으로 매우 작게 되어 있다. 이들 드라이브 롤로 되는 중간 롤(106)의 축 단부에는 중간 롤(106)에 구동력을 전달하는 유니버설 스핀들이 설치되어 있으므로, 상술한 바와 같이 좁은 간격(L2, L3) 내에서 유니버설 스핀들끼리를 회전시키려고 하면 서로의 크로스부끼리가 간섭하여 회전이 곤란해질 우려가 있다. 따라서, 12단이나 14단의 다단 압연기(101)에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이 유니버설 스핀들의 크로스부의 축 방향의 위치를 어긋나게 하여(소위 지그재그 배치로 하여), 유니버설 스핀들끼리가 상하 또는 좌우로 간섭하는 일 없이 회전할 수 있도록 하는 경우가 있다.

그런데, 도 4의 (c)에 도시하는 본 발명의 다단 압연기(1)와 같이, 제2 중간 롤(6)을 드라이브 롤로 함으로써 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6, 6) 사이의 간격 L1도 (L1＞L2, L3)으로 넓어지고, 또한 좌우 방향의 유니버설 조인트의 간섭도 없어지므로, 스윙 직경이 큰 유니버설 스핀들을 사용할 수 있어, 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)에 큰 구동 토크를 부여하는 것이 가능해진다. 그 결과, 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)에 큰 구동 토크를 부여하여, 12단이나 14단의 다단 압연기(101)에서는 압연이 곤란한 압연재, 예를 들어 1300 내지 1600㎜로 광폭이고 또한 4 내지 5㎜로 두꺼운 스테인리스 강판이라도, 1패스당 25％ 정도 이상의 고압하율로 압연하는 것이 가능해지는 것이다.

또한, 종래의 12단 압연기, 14단 압연기에서는 제1 중간 롤(106)의 4개를 드라이브 롤로 하고 있었지만, 본 발명의 다단 압연기(1)에서는, 드라이브 롤로서 제2 중간 롤(6)을 2개(상하 각 1개)로 하였다. 이에 의해 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6) 사이의 간격을 상하 방향으로 크게 할 수 있다. 또한, 종래의 12단 압연기, 14단 압연기에서는, 좌우 방향으로는 상부 2개, 하부 2개 사용하고 있었던 드라이브 롤을, 본 발명의 다단 압연기(1)에서는, 드라이브 롤을, 상부 1개, 하부 1개로 함으로써 좌우 방향으로도 충분한 공간을 확보할 수 있도록 하였다. 이로 인해, 스윙 직경이 큰 유니버설 스핀들을 채용할 수 있다. 따라서, 20단 압연기와 동등하거나 또는 그 이상의 구동 토크를 부가할 수 있다.

그런데, 본 발명의 다단 압연기(1)에서는 상술한 바와 같이, 12단의 다단 압연기(101)에서는 백업 롤(108)로서 기능하고 있었던 중앙부의 롤을 드라이브 롤로 하기 때문에 도 2의 부호 6은 일체물의 롤로 된다. 이로 인해, 이 롤의 외측에 복수의 베어링과 새들로 구성된 판폭 방향 분할식 제1 백업 롤을 도 2 또는 도 3과 같이 설치하여, 작업 롤 휨을 최소화할 필요가 있다.

또한, 도 4의 (d)에 도시하는 20단의 다단 압연기(101)에서는, 작업 롤(105)의 외측에 바로 2개의 중간 롤(107)이 배치되어 있고, 이 2개의 중간 롤(107)의 외측에 배치되는 3개의 롤 중 양단부의 중간 롤(106)이 2개의 드라이브 롤로 되어 있다. 즉, 20단의 다단 압연기(101)에서는, 12단이나 14단의 다단 압연기(101)에 비해 중간 롤(드라이브 롤)(106) 사이의 간격이 상하 방향으로 L4(L1≥L4＞L2, L3)로 크고, 좌우 방향으로도 12단이나 14단에 비해 커져 지그재그 배치 등을 채용하지 않아도 스윙 직경이 큰 유니버설 스핀들을 직접 중간 롤(드라이브 롤)(106)에 접속할 수 있어, 12단이나 14단의 다단 압연기(101)와 비교하면 중간 롤(드라이브 롤)(106)에 큰 구동 토크를 부여할 수 있다.

그러나 20단의 다단 압연기(101)에서는, 중간 롤(107)의 외측에 배치되는 3개의 롤 중 양단부의 2개를 중간 롤(드라이브 롤)(106)로 하고, 이들 중간 롤(드라이브 롤)(106)의 더욱 외측에 백업 롤(108)을 4개 배치하고 있다. 이로 인해, 백업 롤에 의해 형상 제어를 행하는 경우(크라운 컨트롤), 상부 외측의 백업 롤(108)로부터 작업 롤(105)까지의 경로에 있는 롤 사이의 접촉점[도 4의 (a), (b) 및 (d) 내에 흑점으로 나타내는 것]의 수가, 12단이나 14단 다단 압연기(101)에서는 좌우 각각 2개소인 것에 대해, 20단의 다단 압연기(101)에서는 좌우 각각 3개소로 된다. 이와 같이, 20단의 다단 압연기(101)에서는, 롤간의 접촉점에 있어서의 탄성 변형의 영향을 크게 받기 쉬워 형상 제어성이 떨어진다. 본 발명에 있어서는, 제1 백업 롤(10L, 10R)에 의해 형상 제어(크라운 컨트롤)를 행한다. 이로 인해, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 백업 롤(10L, 10R)로부터 작업 롤(5)까지의 경로에 있는 롤 사이의 접촉점이 2개소로 되어, 20단의 다단 압연기(101)에 비해 형상 제어성이 우수하다.

또한, 20단의 다단 압연기(101)에서는, 각 롤 상호간의 크기의 밸런스에 의해 제1 중간 롤(107)이 12단이나 14단의 다단 압연기(101), 본 발명의 다단 압연기(1)의 중간 롤에 비해 소직경으로 되어, 그만큼 공간이 작아져 스러스트 베어링의 사이즈 등에 제약을 받는다. 따라서, 중간 롤을 축 방향으로 시프트시키는 중간 롤에 의한 형상 제어(래터럴 조정 장치)에 있어서, 20단의 다단 압연기(101)에서는 제1 중간 롤(107)의 구동력이 한정되므로, 20단의 다단 압연기(101)의 래터럴의 이동 속도가 12단, 14단, 본 발명의 다단 압연기보다 제약이 엄격하여, 신속하게 형상을 제어하기 어려워진다.

이와 같이 백업 롤에 의한 형상 제어(크라운 컨트롤)에서는 20단 압연기는 롤 사이의 접촉점이 12단, 14단, 본 발명의 다단 압연기에 비해 많아 형상 제어성이 떨어진다. 또한, 작업 롤에 접하는 중간 롤에 의한 형상 제어(래터럴 조정)에서는 중간 롤 직경이 작은 20단 압연기(101)에서는, 압연 형상 제어 능력이 12단, 14단, 본 발명의 다단 압연기에 비해 떨어진다.

그것에 대해 본 발명의 다단 압연기(1)에서는 압연 형상을 확실하게 제어하면서 압연재(W)를 양호한 상태로 압연하는 것이 가능하다.

[실시예]

다음에, 16단의 다단 압연기(1)를 사용한 경우를 실시예, 12단 및 20단의 다단 압연기(101)를 사용한 경우를 제1 비교예 및 제2 비교예로 하여, 각 다단 압연기(1)에 전달 가능한 구동 토크를 사용하는 것이 가능한 유니버설 스핀들의 피로 강도를 예로 취하여 비교함으로써, 본 발명의 작용 효과를 더욱 상세하게 설명한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시예, 제1 비교예 및 제2 비교예의 다단 압연기는, 모두 동일한 직경(30㎜φ)의 작업 롤을 사용하는 경우, 동일 기준으로 구동 토크를 비교한 것이다.

또한, 구동 토크를 전달하는 수단으로서 유니버설 스핀들을 예로 들었지만, 기어식 스핀들 등 다른 구동 토크 전달 수단을 사용해도 된다.

「제1 비교예」

도 4의 (a)에 도시하는 바와 같은, 제1 비교예의 다단 압연기(101)는, 30㎜φ의 작업 롤(105)의 바로 외측에 중간 롤(드라이브 롤)(106)을 2개 설치한 12단의 다단 압연기이다. 이 경우, 중간 롤(드라이브 롤)(106) 사이의 간격이 상하 방향 및 좌우 방향으로 매우 좁기 때문에, 극소 공간에 4개의 유니버설 조인트를 배치해야 한다. 그로 인해, 스핀들을 지그재그 배치로 해도, 유니버설 스핀들에는 스윙 직경이 최대 100㎜인 스핀들밖에 사용할 수 없다.

이 스윙 직경 100㎜의 스핀들은 비틀림 방향의 피로 토크가 160㎏m/개이므로, 4개의 스핀들이 균일하게 구동 토크를 전달하였다고 해도, 다단 압연기(1)에 전달되는 구동 토크는 최대 640㎏m밖에 되지 않는다.

「제2 비교예」

한편, 도 4의 (d)에 도시하는 바와 같은, 제2 비교예의 다단 압연기(101)는, 30㎜φ의 작업 롤(105)의 바로 외측에 중간 롤(107)을 개재하여 드라이브 롤로서의 중간 롤(106)을 2개 설치한 20단의 다단 압연기이다. 이 경우, 드라이브 롤로서의 중간 롤(106) 사이의 간격은 상하 방향으로도 좌우 방향으로도 넓어져, 유니버설 스핀들에는 스윙 직경이 최대 125㎜인 스핀들을 사용할 수 있다.

이 스윙 직경 125㎜의 스핀들은 비틀림 방향의 피로 토크가 280㎏m/개이므로, 4개의 스핀들이 균일하게 토크를 전달하였다고 하면, 다단 압연기(1)에 전달되는 구동 토크는 1120㎏m으로 되어, 제1 비교예의 약 2배의 구동 토크를 발생시킬 수 있다.

「실시예」

상술한 제1 비교예 및 제2 비교예에 대해, 제1 실시예는, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 작업 롤(5)과 드라이브 롤로서의 제2 중간 롤(6) 사이에 2개의 제1 중간 롤(7)을 설치하고, 2개의 제1 중간 롤(7)의 바로 외측에 있는 3개의 롤 중 중앙의 1개만을 드라이브 롤로서의 제2 중간 롤(6)로 한 16단의 다단 압연기이다. 이 경우, 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6) 사이에는 상하 방향으로 넓은 간격이 취해지고, 또한 좌우 방향으로는 드라이브 롤이 없으므로 치수 제한이 없다.

그러므로, 제1 비교예나 제2 비교예에서는 채용이 곤란했던 스윙 직경 180㎜의 스핀들을 사용하는 것이 가능해진다.

이 스윙 직경 180㎜의 스핀들은 비틀림 방향의 피로 토크가 1500㎏m/개이므로, 스핀들의 개수는 2개밖에 없지만, 다단 압연기(1)에 전달되는 구동 토크는 3000㎏m으로 되어, 제1 비교예의 약 4.6배, 제2 비교예의 약 3배의 구동 토크를 전달하는 것이 가능해진다.

또한, 이와 같이 드라이브 롤 사이에 상하 방향으로 넓은 간격을 취할 수 있는 점은 제2 비교예의 다단 압연기(20단)에서도 동일하지만, 제2 비교예에서는 중간 롤(드라이브 롤)(106)이 좌우로 나란히 설치되어 있어, 이들 중간 롤(드라이브 롤)(106) 사이에는 중간 롤(107)이나 스핀들의 지지 부재를 설치할 필요가 있다. 그로 인해, 제2 비교예의 다단 압연기에서는, 좌우 방향으로 유니버설 스핀들을 설치할 공간을 충분히 확보하기 어렵다. 이로 인해, 실시예와 같이 180㎜까지 스윙 직경이 큰 스핀들은 장착할 수 없게 되어, 전달 가능한 구동 토크가 실시예의 다단 압연기(1)만큼 크게 되어 있지 않다.

또한, 제1 비교예에서도 제2 비교예에서도, 다단 압연기(101)에 사용되는 스핀들은 4개로 되고, 특히 제1 비교예는 스핀들을 지그재그 배치로 하기 때문에 스핀들이 2종류로 된다. 이로 인해 예비품의 보유나 메인터넌스의 점에서, 1종류로 2개의 스핀들밖에 사용하지 않는 실시예의 다단 압연기(1)와 비교하면 떨어진다.

그런데, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아닌 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

상기 실시 형태에서는 제2 백업 롤(11)은 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)에 대해 2개 설치되어 있었지만, 제2 백업 롤(11)의 개수는 1개라도 좋다. 이 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제2 백업 롤(11)을, 제2 백업 롤(11)의 회전 축심이 작업 롤(5)의 회전 축심과 제2 중간 롤(드라이브 롤)(6)의 회전 축심을 잇는 선 상에 오도록 배치하면 좋다.

Claims

압연재를 압연하는 상하 한 쌍의 작업 롤과,
상기 작업 롤의 외측에, 상기 작업 롤에 접촉하도록 배치된 상하 각 2개의 제1 중간 롤과,
상기 제1 중간 롤의 외측에, 상기 제1 중간 롤에 접촉하도록 배치된 상하 각 3개의 롤이며, 상기 3개의 롤 중, 중앙의 롤이 드라이브 롤로 된 제2 중간 롤이고, 양단부의 2개의 롤이 상기 제1 중간 롤을 지지하는 제1 백업 롤인, 상하 각 3개의 롤과,
상기 제2 중간 롤의 외측에, 상기 제2 중간 롤을 지지하도록 배치된, 상하 각 1개 이상의 제2 백업 롤로 이루어지는, 다단 압연기.
제1항에 있어서, 상기 제2 백업 롤이, 상기 제2 중간 롤의 외측에 상하 각 2개 구비되어 있고, 전체적으로 16단 구성으로 되어 있는, 다단 압연기.
제1항에 있어서, 상기 제2 백업 롤이, 상기 제2 중간 롤의 외측에 상하 각 1개 구비되어 있고, 전체적으로 14단 구성으로 되어 있는, 다단 압연기.
제1항에 있어서, 상기 제1 백업 롤에 의해 크라운 컨트롤의 형상 제어를 행하도록 구성되어 있는, 다단 압연기.
제1항에 있어서, 상기 제1 중간 롤은 상기 작업 롤보다도 직경이 크고, 상기 제2 중간 롤 및 상기 제1 백업 롤은 상기 제1 중간 롤보다도 직경이 큰, 다단 압연기.