KR20010085456A - 판재 압연기 및 판재 압연 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연 작업 개시시 및 압연 작업 종료시와 같은 과도적 조건하에 있어서도, 작은 직경의 작업롤을 신뢰성 높게 지지하여 경질재나 극히 얇은 재료의 적합한 압연을 행하는 것을 목적으로 한다.

작업롤(3)의 최대 판폭(Wmax)의 판이 통과하는 영역의 외측 양단부에는 비구동의 양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)이 각 단부의 입구측, 출구측에서 서로 대향하도록 설치되어 작업롤을 압박 지지하고 있다. 또, 작업롤(3)의 양측 몸체 중앙부에는 정압 베어링(21, 23)이 설치되어 있고, 유체압 공급구(25, 26)로부터 베어링부에 오일 등의 유체가 공급되어 정압 베어링(21, 23)과 작업롤(3) 사이에 간극을 형성시켜 부상시키고, 비접촉으로 작업롤(3)을 수평 방향으로 지지하고 있다. 정압 베어링(21, 23)에 공급하는 유체의 공급 압력을 변경함으로써 적정한 부상량과 지지력을 설정 또는 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

판재 압연기 및 판재 압연 방법{Rolling Mill for Sheet Material and Rolling Method for Sheet Material}

종래부터 스테인레스 강 등의 경질재나 극히 얇은 재료의 압연에는 작은 직경의 작업롤이 이용되어 왔다. 작업롤의 직경이 작아지면 당연히 롤의 굽힘 강성이 작아지며, 특히 수평면 내에서의 휨이 문제로 되어진다. 이 수평 휨은 판재의 형상(평탄도) 악화의 원인이 된다.

상기한 바를 고려하여 센지머 밀을 비롯한 클러스터형의 다단 압연기와 일본 특허 공개 소60-18206호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 작업롤의 몸체부를 수평 방향으로부터 지지롤로 지지하는 수평 휨 방지 기구를 구비한 압연기 등이 개발되어 왔다. 그러나, 이들 압연기에 있어서는 작업롤의 몸체 길이 방향으로 분할된 지지롤을 이용하여 지지하고 있으므로, 그 분할된 지지롤에 의한 전사 마아크에 의해 판재 표면 성상이 악화된다는 문제가 있다.

이에 대처하기 위해서 분할롤을 이용하지 않고, 작업롤의 수평 방향의 입구측, 출구측에 직접 미끄럼 접촉하는 미끄럼 베어링 패드를 설치하고, 이를 압박하여 수평 방향 변위를 제어하여 판재의 형상 제어를 행하는 방법이 일본 특허 공개 평1-262005호 공보에 개시되어 있다.

이 방법에 따르면, 베어링 패드와 작업롤은 미끄럼에 의한 미끄럼 이동으로 지지되어 있으므로, 윤활 상태가 나쁘면 작업롤 표면에 직접적으로 미끄럼 이동에 의한 흠집이 생겨 소부 현상이 일어나고, 이 흠집은 판재 표면에 전사되어 판의 품질을 악화시킨다.

이러한 문제점을 해결하는 방법으로서, 작업롤을 직접 미끄럼 베어링 패드로미끄럼 이동 지지하는 것이 아니라, 아이들롤을 거친 후에 정압 베어링에 의해 작업롤을 지지하는 수평 방향 지지 기구를 구비하는 압연기가 일본 특허 공개 평2-147108호 공보와 특허 공개 평10-230308호 공보에서 개시되어 있다.

또, 압연 작업 개시시(판재가 물려들어갈 때)와 같은 불연속 조건하에 있어서는 작업롤을 크게 휘게 하려는 힘이 발생하여 정압 베어링에 가해지고, 정압 베어링과 아이들롤 사이의 갭이 작아져서 결국은 접촉하는 등의 문제가 있다. 일본 특허 공개 평11-347607호 공보에서는 이를 방지하기 위해서, 「정압 베어링과 이 정압 베어링에 지지되는 작업롤 또는 아이들롤 사이의 간극이 소정치 미만이 되는 것을 방지하는 스톱퍼 수단을 설치한다」라는 기술이 개시되어 있다.

상기 공보에 있어서 구체적으로 스톱퍼 수단은 작업롤에 대하여 판재의 최대 판폭에 대응하는 영역보다도 축방향 외측 위치에서 대략 수평 방향으로부터 접촉하는 간극 규정롤에 의해서 구성되어 있고, 정압 베어링과 아이들롤 사이의 갭이 소정치 미만이 되는 것을 방지하도록 기능한다.

한편, 일본 특허 공개 평9-285804호 공보에는 작업롤에 대하여, 상기의 간극 규정롤과 동일한 접촉 위치인 작업롤의 압연 경로 외측만(판재의 최대 판폭보다 외측)을 양단부 지지롤로 압박 수평 지지하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허 공개 평11-347607호 공보의 기술에 있어서는 양단부의 간극 규정롤은 기본적으로 작업롤의 수평 이동을 방지하기 위한 스톱퍼의 역할뿐이므로, 압연 작업을 행하고 있지 않은 상태에 있어서는 간극 규정롤은 작업롤의 양단부에 대하여 압박력을 부하시키지 않으며, 그 동안에는 미소한 간격이 존재하거나또는 가볍게 접촉하고 있는 상태로 되어 있다.

이로 인해, 압연 작업 개시시(판재가 물려들어갈 때)와 같은 과도적 조건하에 있어서, 간극 규정롤이 회전하고 있지 않은 상태로부터 갑자기 부하가 걸렸을 때 작업롤과 간극 규정롤이 슬립하여 흠집이 발생하여 각 롤에 전사시키거나, 간극 규정롤이 작업롤에 접촉하는 순간에 급격한 충격 하중이 발생하여 베어링부가 파손되는 등의 각종 문제가 발생하고 있었다.

또, 간극 규정롤은 압연시에 있어서 작업롤에 발생하는 수평 부하력을 분담 지지하지 않으므로, 정압 베어링이 압연 부하를 모두 담당하게 되며, 압연 작업 개시시(판재가 물려들어갈 때) 뿐만 아니라 압연 작업 종료시(판재가 완전히 빠져나올 때)에 있어서도 급격한 충격 하중을 받아 아이들롤이 정압 베어링과 접촉하기 쉬워지는 등의 문제가 있었다.

반대로, 일본 특허 공개 평9-285804호 공보의 기술에 있어서는 정압 베어링을 구비하고 있지 않으므로, 작업롤에 발생하는 수평 부하력을 모두 작업롤의 압연 경로 외측인 비교적 좁은 영역에 설치된 양단부 지지롤만으로 지지하게 되어, 양단부 지지롤의 베어링의 수명 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 압연 작업 개시시 및 압연 작업 종료시와 같은 과도적 조건하에 있어서도, 롤러 사이의 슬립에 의해 흠집이 발생하여 전사되지 않고, 또한 급격한 충격 하중에 의해 각 롤의 베어링부가 손상되지 않으며, 작은 직경의 작업롤을 신뢰성 높게 지지하여 고품질의 경질재나 극히 얇은 재료를 얻는 데 적합한판재 압연기 및 판재 압연 방법을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있는 판재 압연기의 주요부의 종단면도.

도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있는 판재 압연기의 주요부의 수평 단면도.

도3은 작은 직경의 작업롤에 가해지는 수평 방향의 힘을 설명하는 도면.

도4a, 도4b는 압연에 의해 작업롤에 발생하는 수평 휨의 지지의 모델도, 및 작업롤에 발생하는 휨량을 도시한 도면.

도5는 판폭 및 작업롤 지지 방식 등의 압연 조건을 변경시킨 경우의 축 휨의 변화를 도시한 도면.

도6은 판폭 및 작업롤 지지 방식 등의 압연 조건을 변경시켰을 때의 양단부 지지점의 반력의 계산 결과를 양단부 단순 지지 경우의 값과의 비로 나타낸 도면.

도7은 작업롤의 각 단부의 한 쪽에 2개 이상의 양단부 지지롤을 설치한 구성을 도시한 도면.

도8은 판폭에 따라서 정압 베어링의 유효 지지 길이를 변경하는 구성의 예를 도시한 도면.

도9는 작업롤과 이를 상하 방향으로부터 지지하는 중간롤의 압연 패스 방향위치 어긋남(오프셋)이 있는 경우의 작업롤에 가해지는 수평 방향의 힘의 설명도.

도10은 본 발명의 제2 실시 형태에 있는 판재 압연기의 주요부의 종단면도.

도11은 본 발명의 제2 실시 형태에 있는 판재 압연기의 주요부의 수평 단면도.

도12는 본 발명의 제3 실시 형태에 있는 판재 압연기의 주요부의 종단면도.

도13은 본 발명의 제3 실시 형태에 있는 판재 압연기의 주요부의 수평 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1 실시 형태의 판재 압연기

2 : 판재

3, 4 : 작업 롤

5, 6 : 중간 롤

7, 8 : 보강 롤

21, 22, 23, 24 : 정압 베어링

25, 26 : 유체압 공급구

46 : 제2 실시 형태의 판재 압연기

51 : 제3 실시 형태의 판재 압연기

W : 판폭

(1) 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 판재를 압연하는 적어도 상하 한 쌍의 작업롤과 상하 방향으로 작업롤을 지지하고 압연 구동력을 부여하는 적어도 한 쌍의 보강롤을 구비한 판재 압연기에 있어서, 작업롤의 몸체부 상에서 판재의 최대 판폭이 통과하는 폭보다 외측인 양단부를, 각각 적어도 한 쌍으로 수평 방향으로 서로 대향하여 압박 협지하는 양단부 지지롤과, 작업롤의 몸체부 중앙의 적어도 입구측, 출구측 중 어느 한 쪽을 유체 압력에 의해 대략 수평 방향으로 지지하는 정압 베어링을 구비하는 것으로 한다.

이에 따라, 압연 작업 개시시나 압연 작업 종료시 등의 압연 과도 조건에 있어서 발생하는 작업롤의 수평 방향 휨을 양단부 지지롤과 정압 베어링의 양수단으로 유효하게 분담하여 확실한 지지를 행할 수 있게 된다.

(2) 또한 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, 판재를 압연하는 적어도 상하 한 쌍의 작업롤과 상하 방향으로 작업롤을 지지하고 압연 구동력을 부여하는 적어도 한 쌍의 보강롤을 구비한 판재 압연기에 있어서, 작업롤의 몸체부 상에서 판재의 최대 판폭이 통과하는 폭보다 외측인 양단부를, 각각 적어도 한 쌍으로 수평 방향으로 서로 대향하여 압박 협지하는 양단부 지지롤과, 작업롤의 몸체부 중앙의 적어도 입구측, 출구측 중 어느 한 쪽을 적어도 한 개 이상의 아이들롤을 거쳐서 유체 압력에 의해 대략 수평 방향으로 지지하는 정압 베어링을 구비하는 것으로 한다.

이에 따라, 작업롤의 수평 방향 휨을 양단부 지지롤과 정압 베어링의 양수단으로 유효하게 분담하여 확실한 지지를 행할 수 있게 되고, 또한 작업롤이 연삭되어 직경이 변화한 경우라도 아이들롤과의 접촉을 거쳐서 항상 정압 베어링에 의한 적절한 지지가 가능해진다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)의 판재 압연기에 있어서, 바람직하게는 양단부 지지롤의 지지부와 정압 베어링의 지지부를 일체로 구성한 전체 지지 장치는, 작업롤의 입구측 또는 출구측의 한 쪽에 있어서는 기준측으로서 작업롤의 수평 방향 위치를 조정 가능하게 설치되고, 또 작업롤의 반대측에 있어서는 압박측으로서 작업롤을 기준측에 대향하여 수평 방향으로 압박 가능하게 설치되어 있는 것으로 한다.

이에 따라, 각 전체 지지 장치에 대하여 각 양단부 지지롤의 위치 관계를 설정하는 것만으로 간편하게 정압 베어링과의 상대 위치 관계도 정확하게 설정할 수 있어, 적절한 지지가 가능해진다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)의 판재 압연기에 있어서, 바람직하게는 정압 베어링에 의한 지지는 압연에 의한 부하에 대하여 부하를 받는 측에서 지지되고, 반대측은 비접촉 또는 가벼운 접촉으로 지지하는 것으로 한다.

이에 따라, 압연에 의한 부하를 받는 측의 정압 베어링에 여분의 부하를 걸지 않는 적합한 작업롤의 지지를 행할 수 있는 구성으로 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 판재 압연기에 있어서, 바람직하게는 입구측 또는 출구측의 적어도 한 쪽 양단부 지지롤 및 정압 베어링의 적어도 한 쪽 지지부에 부하력 검출 수단을 구비하고 있는 것으로 한다.

이에 따라, 정압 베어링이 적절한 지지력으로 지지할 수 있도록 수평 방향 위치의 설정 제어가 가능해진다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 판재 압연기에 있어서, 바람직하게는 기준측의 양단부 지지롤 지지부의 수평 방향의 지지력은 작업롤과 양단부 지지롤 사이의 슬립 발생 한계치보다 크고, 양단부 지지롤의 지지 한계치보다 작아지도록 제어하며, 한편 압박측의 양단부 지지롤의 압박력은 작업롤과 양단부 지지롤 사이의 슬립의 발생 한계치보다 크고, 양단부 지지롤의 지지 한계치 이하의 범위에서 가능한 한 커지도록 제어하는 것으로 한다.

이에 따라, 롤 사이에 있어서의 슬립에 의한 흠집의 발생ㆍ전사를 방지하고, 또한 고하중에 의한 각 롤의 베어링부의 손상을 방지하여 신뢰성이 높은 작업롤의 지지가 가능해진다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 판재 압연기에 있어서, 바람직하게는 정압 베어링의 유효 길이가 판재 판폭과 대략 동일해지도록 가변 제어하는 수단을 구비하고 있는 것으로 한다.

이에 따라, 작업롤에의 압박 지지력이 필요 최소한으로 되므로, 작업롤의 휨이 최소로 억제되고, 또한 양단부 지지부의 반력 방향이 역전되지 않고 일정해지므로, 양단부 지지의 안정성을 향상시키게 된다.

(8) 상기 (1) 또는 (2)의 판재 압연기를 사용하고, 양단부 지지롤과 정압 베어링의 양수단에 의해 작업롤을 수평 방향으로 지지하여 압연하는 것으로 한다.

이 방법에 의해, 압연 작업 개시시나 압연 작업 종료시 등의 압연 과도 조건에 있어서 발생하는 작업롤의 수평 방향 휨을 양단부 지지롤과 정압 베어링의 양수단으로 유효하게 분담하여 확실한 지지를 행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있는 판재 압연기(1)의 주요부의 종단면도이고, 도2는 판재 압연기(1)의 주요부의 수평 단면도이다.

이들 도면에 있어서, 판재(2)를 압연하도록 상하 한 쌍으로 설치된 작업롤(3, 4)이 중간롤(5, 6) 및 보강롤(7, 8)에 의해 수직 방향으로 지지되어 있고, 또 중간롤(5, 6)은 도시하지 않은 모터에 연결되고, 그 중간롤(5, 6)에 의해 작업롤(3, 4)이 구동되게 되어 있다.

상측 작업롤(3)의 최대 판폭(Wmax)의 판이 통과하는 영역의 외측 양단부에는 비구동의 양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)이 각 단부의 입구측, 출구측에서 서로 대향하도록 설치되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는 판재(2)의 압연 패스 방향은 좌측으로부터 우측을 향하는 방향이며, 또한 작업롤(3)보다 좌측을 작업롤(3)의 압연 패스 방향 위치 설정측(이후, 기준측이라고 함)으로 하고, 서로 대향하는 우측을 압박측으로 하고 있다.

그리고, 기준측의 양단부 지지롤(10, 12)은 작업롤 수평 방향으로 위치하는 양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14)에 부착되어 있고, 또 이 양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14)는 하우징 포스트(16, 18)에 고정되어 있다.

본 실시 형태에서는 이 양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14)는 모터 구동의 스크류형이 제시되어 있지만, 고정식 또는 위치 조정 기능을 갖는 유압 실린더 등의 다른 구성으로 해도 좋다.

또, 작업롤(3)로부터의 부하력을 검출하는 부하력 검출 수단의 하나인 양단부 지지력 검출 장치(19, 20)가 양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14)에 설치되어 있고, 각각 작업롤(3)의 양단부에 발생하는 부하력과, 서로 대향하는 양단부 지지롤(9, 11)로부터의 압박력의 합을 검출할 수 있게 되어 있다.

또, 작업롤(3, 4)의 기준측 몸체 중앙부에는 정압 베어링(23, 24)이 설치되어 있고, 유체압 공급구(25)로부터 베어링부에 오일 등의 유체가 공급되어 정압 베어링(23)과 작업롤(3) 사이에 간극을 형성시켜 부상시키고, 비접촉으로 작업롤(3)을 수평 방향으로 지지하고 있다. 정압 베어링(23, 24)에 공급하는 유체의 공급 압력을 변경함으로써, 적정한 부상량과 지지력을 설정 또는 제어할 수 있게 구성되어 있다.

정압 베어링(23, 24)은 각각 강성이 큰 비임(29, 30)에 설치되어 있고, 상기 강성 비임(29, 30)은 또한 하우징(16, 18)에 고정된 정압 베어링 위치 설정 장치(33, 34)에 설치되어 있다.

정압 베어링 위치 설정 장치(33, 34)는 압연 조작시에 발생하는 작업롤 수평력을 적절하게 지지하도록 정압 베어링(23)과 작업롤(3) 사이의 갭을 설정 제어한다. 또, 정압 베어링 위치 설정 장치(33, 34)에는 정압 베어링(23)의 지지력을 검출할 수 있도록 정압 지지력 검출 장치(35, 36)가 구비되어 있다.

한편, 작업롤(3)의 압연 패스 방향 위치 설정측(기준측)과 서로 대향하는 압박측(도2의 우측)에 있어서는 하우징(15, 17)에 고정된 양단부 지지롤 압박 장치(37, 38)에 의해서 압박 가능하게 있는 압박측의 양단부 지지롤(9, 11)이, 기준측의 양단부 지지롤(10, 12)의 위치에 서로 대향하는 위치에서 설치되어 있다.

또, 양단부 지지롤 압박 장치(37, 38)에는 압박측의 양단부 지지롤의 압박력을 검출할 수 있도록 부하력 검출 수단의 하나인 양단부 압박력 검출 장치(39, 40)가 설치되어 있다.

도2에 있어서, 양단부 지지롤 압박 장치(37, 38)는 실린더의 예를 제시하고 있지만, 고정식 또는 스크류형으로 구성해도 좋다. 이 경우에는 양단부 압박력 검출 장치(39, 40)로서 로드 셀 등을 사용할 필요가 있다.

또, 작업롤(3, 4)의 압박측 몸체 중앙부에는 정압 베어링(21, 22)이 설치되어 있고, 유체압 공급구(26)로부터 베어링부에 오일 등의 유체가 공급되어 정압 베어링(21)과 작업롤(3) 사이에 간극을 형성시켜 부상시키고, 비접촉으로 작업롤(3)을 수평 방향으로 압박 지지하고 있다.

정압 베어링(21, 22)은 강성이 큰 비임(27, 28)에 설치되어 있고, 상기 강성 비임(27, 28)은 또한 하우징(15, 17)에 고정된 정압 베어링 위치 설정 장치(31, 32)에 설치되어 있다. 정압 베어링 위치 설정 장치(31, 32)에는 정압 베어링(21, 22)의 압박 지지력을 검출할 수 있도록 정압 압박력 검출 장치(41, 42)가 구비되어 있다.

도2에서는 정압 베어링 위치 설정 장치(31, 32)는 스크류형의 예를 제시하고 있지만, 실린더 방식으로 구성해도 좋다. 또, 정압 압박력 검출 장치(41, 42)는로드 셀 이외에도 압력을 직접 검출하는 수단 등이라도 좋다.

다음에, 양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)과 정압 베어링(21, 23)의 양자에 의해서 작업롤(3)을 지지하는 것의 유효성에 대하여 이하에 설명한다.

작업롤(3)에 가해지는 수평 방향의 힘(S)은 도3에 도시한 바와 같이 다음식으로 표시된다.

S = Ft + (Tb-Tf) / 2

여기서, Ft는 작업롤(3)을 상하 방향으로 지지하는 중간롤(5)의 토크(T)에 의한 구동 접선력, Tb는 판재(1)에 걸리는 입구측 장력, Tf는 출구측 장력이다. 또, 통상 전후의 장력(Tb, Tf)은 대략 동일한 값으로 설정되므로, 상기식은 통상 S = Ft가 된다.

이 경우의 압연에 의해 작업롤(3)에 발생하는 수평 휨을 지지할 때의 형태를 제1 실시 형태를 예로 모델화하여 도시한 것이 도4a이고, 그 때 작업롤(3)에 발생하는 휨량(δ)을 도시한 것이 도4b이다. 양단부 지지 사이의 거리를 L, 정압 베어링의 길이(Lb)를 0.83 L로 하고, 판폭(W)을 0.83 L(a₀, a에 대응), 0.67 L(b에 대응), 0.5 L(c, c'에 대응)의 세 종류의 경우에 대하여 축 휨(δ)을 도5에, 그리고 그 때의 양단부 지지점의 반력(Rc)(부하측 상당)의 계산 결과를 양단부 단순 지지인 경우의 값(a₀)과의 비로 나타낸 것을 도6에 도시한다.

도5, 도6에서 양단부 단순 지지의 구성은 전술한 일본 특허 공개 평9-285804호 공보에 개시되어 있는 작업롤 압연 경로 외측 영역만을 양단부 지지롤로 압박지지하는 경우에 상당하며, 예상대로 휨도 크고 또한 지지부의 부하도 큰 것이 명확하다.

한편, 정압 베어링(21, 23)만으로 지지하는 경우에는 압연 작업 개시시나 압연 작업 종료시 등의 압연 과도 조건에 있어서 작업롤(3)의 자세가 불안정해지고, 안정된 지지 상태를 확보할 수 없음은 종래의 기술에서도 이미 명확해져 있다.

작업롤(3)의 양단부를 양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)로 지지하고, 중앙부를 정압 베어링(21, 23)으로 지지한 상태에 상당하는 것이 도5 및 도6의 (a), (b), (c)인데, 모두 휨(δ)이 작게 억제되고, 또한 양단부 지지부의 반력은 문제가 없을 정도로 작은 것이 명확해졌다.

또, 판폭(W)이 좁은 경우(c)에는 반력이 부하되는 방향이 역전한다는 결과로 되어 있다. 이것은 양단부 지지부에 일정값 이상의 압박력을 부여하고, 작업롤(3)을 양측으로부터 끼워넣어 지지를 확실하게 할 필요가 있음을 의미하고 있다.

게다가, 도6에 따르면 작업롤(3)이 양단부에 미치는 부하는 비교적 작은 것이 명백하므로, 양단부 지지부에 압박력을 부여하는 구성으로 해도 강도상 문제는 전혀 없다.

여기서, 기준측의 양단부 지지롤(10, 12)에 의한 양단부 지지부에의 지지력은 작업롤(3)과 양단부 지지롤(10, 12) 사이에 슬립이 발생하지 않는 최소의 힘 이상이고, 또한 기준측의 양단부 지지롤(10, 12)의 강도 허용 하중 이하인 것이 설정 조건이 된다. 또, 압박측의 양단부 지지롤(9, 11)에 의한 양단부 지지부에의 압박력은 압박측의 양단부 지지롤(9, 11)의 강도 허용 하중 이하로 가능한 한 큰 값이되도록 설정하면 된다.

이상의 설정ㆍ제어는 기준측의 양단부 지지롤 지지력 검출 장치(19, 20) 및 압박측의 양단부 지지롤 압박력 검출 장치(39, 40)를 이용하여 검출한 지지력ㆍ압박력에 기초하여 행해진다.

그리고, 실제의 설정ㆍ제어의 구동은 기준측에서 말하면 양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14) 및 정압 베어링 위치 설정 장치(33, 34), 및 정압 베어링(23)에 공급하는 유체 압력의 조정 등으로 행하고, 한편 압박측에서 말하면 양단부 지지롤 압박 장치(37, 38) 및 정압 베어링 위치 설정 장치(31, 32), 및 정압 베어링(21)에 공급하는 유체 압력의 조정 등으로 행한다.

또, 도7에 도시한 바와 같이 작업롤(3)의 각 단부의 한 쪽에 각각 2개 이상의 양단부 지지롤(9, 9', 11, 11')을 설치함으로써, 작업롤(3)의 지지ㆍ압박을 더욱 확실하게 행할 수 있으므로, 한층 더 축 휨을 억제하는 것이 가능해진다.

또, 작업롤(3) 중앙부에 있어서의 정압 베어링(21, 23)의 지지에 대해서는 부하를 받는 측의 반대측에서도 지지하려고 하면, 부하를 받는 측에 그 힘도 추가되므로, 축 휨은 커지는 데다가 부담도 커진다. 그에 따라, 정압 베어링(21, 23)은 부하를 받는 측만을 사용하고, 반대측 정압 베어링은 사용하지 않거나 또는 작은 힘으로 지지함으로써, 부하를 받는 측의 베어링에 부담을 끼치지 않도록 할 필요가 있다. 이것도 작업롤(3)의 각 단부를 각각 서로 대향하는 기준측 양단부 지지롤(10, 12)과 압박측 양단부 지지롤(9, 11)로 압박 협지하여 확실하게 지지하는 구성으로 하고 있으므로 가능해지는 것이다.

또, 부하를 받는 측은 후술하는 작업롤(3)의 오프셋량이나 그 밖의 압연 조건대로 압연 패스 방향의 입구측, 출구측의 양방향으로 변할 수 있으므로, 그 때의 압연기의 배치에 따라서 사용하는 정압 베어링을 결정할 필요가 있다.

또, 도5에서 알 수 있는 바와 같이, 판폭이 좁은 경우(c)에는 작업롤(3)의 휨 곡선이 W형이 된다. 이것은 작업롤(3)이 중간롤(5)로부터 받는 구동 접선력(Ft)을 판폭 영역만으로 유효하게 받고, 판폭 외측 영역에 있어서는 반대측 정압 베어링(23)으로부터의 지지력 쪽이 크게 영향을 받는 데에 따른 것이며, 판재(2)의 형상 등 압연 조업상 악영향을 미칠 가능성이 있다.

이에 비해, (c')는 정압 베어링의 길이(Lb)를 판폭(W)과 동일하게 하여 계산한 것인데, 휨 곡선이 매끄러워지고, 또한 양단부 지지부의 반력 방향이 역전되지 않아 안정하다. 따라서, 정압 베어링(21, 23)에 있어서는 유효 지지 길이를 판재(2)의 판폭(W)에 따라서 변경하여 판폭 부근에 설정하는 것이 바람직하다.

이를 실현하는 구체적인 구성으로서는, 예를 들어 도8에 도시한 바와 같이 정압 베어링(21)의 복수의 포켓(43)에 유체 압력을 공급하는 유체압 회로(44)를 폭방향으로 다른 경로로 하고, 판폭(W)에 따라서 밸브 등의 수단으로 포켓(43)을 선택하여 유체 압력의 공급을 분배하는 방법 등이 있다.

또, 본 발명은 작업롤(3)과 이를 상하 방향으로부터 지지하는 중간롤(5)의 압연 패스 방향 위치 어긋남(오프셋)이 있는 경우에도 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다. 즉, 오프셋량이 없는 경우에는 작업롤(3)에 가해지는 수평 방향의 힘(S)은,

S = Ft + (Tb-Tf) / 2

인 데 반해, 도9에 도시한 바와 같이 오프셋량(y)을 설정한 경우에는,

S = Ft - Fp + (Tb-Tf) / 2

와 같이 압연 하중(P)의 수평 방향 분력(Fp)분을 고려함으로써, 나중에는 오프셋이 없는 경우와 마찬가지로 취급할 수 있다.

다음에, 도10은 본 발명의 제2 실시 형태에 있는 판재 압연기(46)의 주요부의 종단면도이고, 도11은 판재 압연기(46)의 주요부의 수평 단면도이다.

이들 도면에 있어서 제1 실시 형태와의 차이점은, 제1 실시 형태가 정압 베어링(21, 22, 23, 24)이 작업롤(3, 4)의 몸체 중앙부를 직접 수평 방향으로 지지하는 데 대하여, 본 실시 형태에서는 작업롤(3, 4)과 정압 베어링(21, 22, 23, 24) 사이에 비구동의 아이들롤(47, 48, 49, 50)을 배치하고, 이 아이들롤(47, 48, 49, 50)을 거쳐서 작업롤(3, 4)을 지지하고 있는 점이다. 압연 작업에 있어서는 작업롤(3, 4)을 연삭해서 재사용하는 경우가 있는데, 이 때 작업롤(3, 4)의 직경이 변화한다. 한편, 정압 베어링(21, 22, 23, 24) 쪽은 계속 사용하므로, 베어링 내경, 치수는 변화하지 않지만, 작업롤(3, 4)과 베어링 사이의 갭이 변화하여 적정 부상량 및 지지력의 확보가 곤란해져서 실용상 어려운 점이 있으므로, 본 실시 형태 쪽이 바람직하다.

도12는 본 발명의 제3 실시 형태에 있는 판재 압연기(51)의 주요부의 종단면도이고, 도13은 판재 압연기(51)의 주요부의 수평 단면도이다.

이들 도면에 있어서 제2 실시 형태와의 차이점은, 제2 실시 형태가 기준측의양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14)와 압박측의 양단부 지지롤 압박 장치(37, 38)가 각각 하우징(15, 16, 17, 18)에 설치 고정된 구성인 데 대하여, 본 실시 형태에서는 기준측의 양단부 지지롤 위치 설정 장치(13, 14)를 기준측 강성 비임(29)에 설치하고, 압박측의 양단부 지지롤 위치 압박 장치(37, 38)를 압박측 강성 비임(27)에 설치하여 각각 전체 지지 장치(52, 54)로서 일체로 구성하고 있는 점이다.

양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)과 정압 베어링(27, 29)[또는 아이들롤(47, 49)] 사이는 각각의 기능의 관계상으로부터 적절한 상대 위치 관계로 설정할 필요가 있고, 상기 다른 실시 형태와 같이 양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)과 정압 베어링(21, 23)이 별도로 설치된 경우에는 어떠한 별도의 부재로 설치한 기준으로부터 상대적인 위치 관계를 정확하게 설정하게 되어 작업이 번잡해진다.

그에 비해, 본 실시 형태와 같이 구성함으로써, 각 양단부 지지롤(9, 10, 11, 12)을 전체 지지 장치(52, 54)에 대해 위치 관계를 설정하는 것만으로 간편하게 정압 베어링(27, 29)과의 상대 위치 관계를 설정할 수 있다는 잇점이 있다.

단, 하중 계산에 있어서는 정압 지지력 검출 장치(35, 36)가 양 쪽의 양단부 지지력을 포함한 전체의 합계 지지력(전체 지지력)을 검출하므로, 정압 베어링(23)에 부하되는 정압 지지력만을 검출하는 경우는 전체 지지력으로부터 양 쪽의 양단부 지지력을 차감하여 산출하는 것이 필요해진다.

본 발명에 따르면, 압연 작업 개시시나 압연 작업 종료시 등의 압연 과도 조건에 있어서 발생하는 작업롤의 수평 방향 휨을 양단부 지지롤과 정압 베어링의 양수단으로 유효하게 분담하여 확실한 지지를 행할 수 있게 된다.

또 본 발명에 따르면, 작업롤이 연삭되어 직경이 변화한 경우라도 아이들롤과의 접촉을 거쳐서 항상 정압 베어링에 의한 적절한 지지가 가능해진다.

또 본 발명에 따르면, 각 전체 지지 장치에 대하여 각 양단부 지지롤의 위치 관계를 설정하는 것만으로 간편하게 정압 베어링과의 상대 위치 관계도 정확하게 설정할 수 있으므로, 적절한 지지가 가능해진다.

Claims (10)

1. 판재를 압연하는 적어도 상하 한 쌍의 작업롤과 상하 방향으로 상기 작업롤을 지지하고 압연 구동력을 부여하는 적어도 한 쌍의 보강롤을 구비하고,

   상기 작업롤의 몸체부 상에서 상기 판재의 최대 판폭이 통과하는 폭보다 외측인 양단부를, 각각 적어도 한 쌍으로 수평 방향으로 서로 대향하여 압박 협지하는 양단부 지지롤과,

   상기 작업롤의 몸체부 중앙의 적어도 입구측, 출구측 중 어느 한 쪽을 유체 압력에 의해 대략 수평 방향으로 지지하는 정압 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
2. 판재를 압연하는 적어도 상하 한 쌍의 작업롤과 상하 방향으로 상기 작업롤을 지지하고 압연 구동력을 부여하는 적어도 한 쌍의 보강롤을 구비하고,

   상기 작업롤의 몸체부 상에서 상기 판재의 최대 판폭이 통과하는 폭보다 외측인 양단부를, 각각 적어도 한 쌍으로 수평 방향으로 서로 대향하여 압박 협지하는 양단부 지지롤과,

   상기 작업롤의 몸체부 중앙의 적어도 입구측, 출구측 중 어느 한 쪽을 적어도 한 개 이상의 아이들롤을 거쳐서 유체 압력에 의해 대략 수평 방향으로 지지하는 정압 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 양단부 지지롤의 지지부와 상기 정압 베어링의 지지부를 일체로 구성한 전체 지지 장치는,

   상기 작업롤의 입구측 또는 출구측의 한 쪽에 있어서는 기준측으로서 상기 작업롤의 수평 방향 위치를 조정 가능하게 설치되고,

   또한 상기 작업롤의 반대측에 있어서는 압박측으로서 상기 작업롤을 기준측에 대향하여 수평 방향으로 압박 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정압 베어링에 의한 지지는 압연에 의한 부하에 대하여 부하를 받는 측에서 지지되고, 반대측은 비접촉 또는 가벼운 접촉으로 지지하는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 입구측 또는 출구측의 적어도 한 쪽 양단부 지지롤 및 정압 베어링의 적어도 한 쪽 지지부에 부하력 검출 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기준측의 상기 양단부 지지롤 지지부의 수평 방향의 지지력은 상기 작업롤과 상기 양단부 지지롤 사이의 슬립 발생 한계치보다 크고, 상기 양단부 지지롤의 지지 한계치보다 작아지도록 제어하고,

   한편, 압박측의 상기 양단부 지지롤의 압박력은 상기 작업롤과 상기 양단부지지롤 사이의 슬립의 발생 한계치보다 크고, 상기 양단부 지지롤의 지지 한계치 이하의 범위에서 가능한 한 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정압 베어링의 유효 길이가 판재 판폭과 대략 동일해지도록 가변 제어하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 판재 압연기.
8. 제1항 또는 제2항에 기재된 판재 압연기를 사용하고, 상기 양단부 지지롤과 상기 정압 베어링의 양수단에 의해 상기 작업롤을 수평 방향으로 지지하여 압연하는 것을 특징으로 하는 판재 압연 방법.
9. 상하 한 쌍의 작업롤에 의해 판재를 압연하는 판재 압연 방법으로서,

   상기 작업롤의 몸체부 상에서 상기 판재의 최대 판폭이 통과하는 폭보다 외측인 양단부를, 각각 적어도 한 쌍의 양단부 지지롤로 수평 방향으로 서로 대향하여 압박 협지하고,

   상기 작업롤의 몸체부 중앙의 적어도 입구측, 출구측 중 어느 한 쪽에서 정압 베어링의 유체 압력에 의해 대략 수평 방향으로 지지하여 압연하는 것을 특징으로 하는 판재 압연 방법.
10. 상하 한 쌍의 작업롤에 의해 판재를 압연하고, 상하 방향으로부터 상기 작업롤을 지지하고 압연 구동력을 적어도 한 쌍의 보강롤에 의해 부여하며,

    상기 작업롤의 몸체부 상에서 상기 판재의 최대 판폭이 통과하는 폭보다 외측인 양단부를, 각각 적어도 한 쌍의 양단부 지지롤로 수평 방향으로 서로 대향하여 압박 협지하고,

    상기 작업롤의 몸체부 중앙의 적어도 입구측, 출구측 중 어느 한 쪽에서 정압 베어링의 유체 압력에 의해 대략 수평 방향으로 지지하여 압연하는 것을 특징으로 하는 판재 압연 방법.