KR930002864B1 - Multiple roll mill under high load with a work roll for controlling radius - Google Patents
Multiple roll mill under high load with a work roll for controlling radius Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제 1 도는 본 발명에 따라 작업로울(work roll)의 직경이 가변적인(variable) 고부하용 12단압연기의 로울배치에 관한 약도.1 is a schematic of a roll arrangement of a high load 12 stage rolling mill of varying diameters of work rolls according to the present invention.
제 2 도는 상기 압연기의 길이방향 단면도.2 is a longitudinal sectional view of the rolling mill.
제 3 도는 로울직경비의 범위를 표시하는 그래프.3 is a graph showing the range of the roller diameter ratio.
제 4 도는 로울수명을 표시하는 도표.4 is a chart showing roll life.
본 발명은 작업로울의 로울직경이 변경될수 있는 고부하용(high loads)용 다단압연기에 관한 것이다. 압연될 재료를 압연시키기 위한 상부 및 하부 작업로울이 각각 두개의 중간 로울을 통하여 세개의 백업로울에 의해서 지지되는 12단 압연기에 있어서 백업로울의 직경이 동일한 경우에 부하가 편중되어 베어링의 수명을 짧게하는 문제가 있었다.The present invention relates to a multi-stage rolling mill for high loads, in which the roll diameter of the working roller can be varied. In a 12-stage rolling mill where the upper and lower working rollers for rolling the material to be rolled are supported by three backup rollers through two intermediate rollers, respectively, the load is biased when the diameter of the backup roller is the same to shorten the bearing life. There was a problem.
상기에 기술된 문제를 해결하기 위해, 백업로울의 로울직경을 할당된 압연부하에 따라 다르게 함으로써 백업로울용 베어링의 내구성을 균일하게 하는 장치가 제안되었다(일본 특허공개공보 제 57-206507호 참조).In order to solve the problem described above, an apparatus is proposed which makes the durability of the bearing for a backup roller uniform by varying the roll diameter of the backup roller according to the assigned rolling load (see Japanese Patent Laid-Open No. 57-206507). .
상기 종래 공보에는 단일 직경을 갖고있는 작업로울을 사용한 다단압연기가 개시되어있는데, 여기에서 중앙백업로울과 양단(opposite ends) 백업로울 사이의 로울직경비는 0.2 내지 0.7, 바람직하게는 0.4 내지 0.6로 설정된다. 즉, 중앙백업로울과 양단백업로울 사이의 로울직경비는 다양하게 변경되어 로울 베어링의 수명이 확보되고, 중앙백업로울의 수명이 양단백업로울의 것과 대략적으로 같을때 직경비는 로울 직경의 적절한 비로서 얻어진다. 작업 로울의 로울직경이 적어도 두종류로 변경될 수 있는 다단 압연기도 있다. 작업로울의 직경이 변경될 수 있는 이와같은 다단 압연기에서 상기한 종래 기술은 백업로울의 수명이 대략 동일하도록 백업로울의 직경에 관한 적절한 비를 결정하기 위하여 변경시켜야만 적용될 수 있다. 즉, 상기 종래기술에서 백업로울의 로울직경비는 단일 직경을 가지고 있는 작업로울에 대하여 결정된다. 그러나, 작업로울의 로울직경이 변경된다면, 각 백업로울위에 부과된 부하도 변하므로 로울직경의 적절한 비도 또한 변한다. 작업 로울의 직경을 변화시키는 목적은 압연기의 한 유니트로 생산성을 향상시키고 형상을 개선시키는 것이다.The conventional publication discloses a multi-stage rolling mill using a work roller having a single diameter, wherein the roll diameter ratio between the central backup roller and the opposite ends backup roller is 0.2 to 0.7, preferably 0.4 to 0.6. Is set. In other words, the diameter of the roll between the central backup roller and the two-sided backup roller is changed in various ways to secure the life of the roller bearing, and when the life of the central backup roller is approximately the same as that of the both backup roller, the ratio of the diameter to the ratio of the roller diameter Obtained as There is also a multi-stage rolling mill in which the roll diameter of the working roll can be changed to at least two types. In such multistage rolling mills where the diameter of the working roller can be changed, the above-described prior art can only be applied to change in order to determine an appropriate ratio with respect to the diameter of the backup roller so that the life of the backup roller is approximately the same. That is, the roll diameter ratio of the backup roller in the prior art is determined for a work roller having a single diameter. However, if the roll diameter of the working roller changes, the load placed on each backup roller also changes, so the appropriate ratio of the roll diameter also changes. The purpose of changing the diameter of the work roll is to improve productivity and shape with one unit of the rolling mill.
즉, 대직경작업로울이 사용될때, 고속 압연이 가능하고 보다 양호한 형상이 얻어지며 안정된 압연이 가능해진다. 이것은 대직경작업로울은 열용량이 크므로 마찰등에 의해서 발생되는 열로 인한 로울온도의 상승이 적게되고 결국 소정의 형상으로 압연될 재료에서 발생된 열의 영향이 작아지기 때문이다. 더욱이 소직경작업로울이 사용될때, 높은 비율의 압력강하가 얻어지고, 패스 횟수가 감소되어 생산성이 향상될 수 있다. 이것은 압연될 재료에 적용되는 필요한 압연력이 상대적으로 감소될 수 있으므로 일패스당 압력 강하의 양이 증가될 수 있는 사실때문이다. 따라서, 예를들어 작업로울의 직경이 가변적인 대단압연기가 리버스 압연기로서 사용되고 완성품은 6패스로 압연되는 경우, 소직경 작업로울은 높은 비율의 압력 강하로 완성품을 압연하도록 최초의 제1 내지 제 4 패스에서 사용되고 대직경 작업로울은 보다 양호한 형상을 얻기위해 최종 제 5 내지 제 6 패스에서 사용된다. 즉, 작업로울직경이 변경될 수 있는 다단압연기에 있어서, 작업로울의 로울직경이 다를 뿐만아니라 대직경작업로울의 사용빈도는 소직경 작업로울의 사용빈도와 다르다. 따라서, 백업로울의 로울직경비를 얻는 경우에, 백업로울의 로울직경비를 결정하기 위하여 대직경 작업로울과 소직경 작업로울 사이에서 중간로울을 대상으로서 단순히 사용하는 것은 적절한 방법이 아니다. 그래서 작업로울직경이 변경될 수 있는 고부하용 다단압연기를 제공하는 것이 본 발명의 목적인데, 상기 압연기에서는 작업로울의 반경이 변경되고 다른종류의 작업로울의 사용빈도가 다르다는 사실을 고려하여 백업로울의 베어링의 수명이 거의 균일해져서 전체 백업로울의 수명을 연장한다.That is, when a large diameter working roller is used, high speed rolling is possible, a better shape is obtained, and stable rolling is possible. This is because the large diameter working roller has a large heat capacity, so that the rise of the roll temperature due to heat generated by friction, etc. is reduced, and the influence of heat generated in the material to be rolled to a predetermined shape is reduced. Moreover, when a small diameter working roller is used, a high rate of pressure drop can be obtained, and the number of passes can be reduced to improve productivity. This is due to the fact that the amount of pressure drop per pass can be increased since the required rolling force applied to the material to be rolled can be reduced relatively. Thus, for example, when a large rolling mill with a variable diameter of the working roller is used as the reverse rolling mill and the finished product is rolled in six passes, the small diameter working roller may be used to roll the first to fourth parts so as to roll the finished product with a high ratio of pressure drop. The large diameter working roller is used in the pass and is used in the final fifth to sixth passes to get a better shape. That is, in a multi-stage rolling machine in which the work roller diameter can be changed, not only the roll diameter of the work roller is different, but also the use frequency of the large diameter work roller is different from the use frequency of the small diameter work roller. Therefore, in the case of obtaining the roll diameter ratio of the backup roller, it is not a proper method to simply use the middle roller between the large diameter work roller and the small diameter work roller to determine the roll diameter ratio of the backup roller. Therefore, it is an object of the present invention to provide a high load multi-stage rolling mill whose work roller diameter can be changed, in view of the fact that the radius of the work roller is changed and the frequency of use of different types of work rollers is different. The service life of the bearing is nearly uniform, extending the life of the entire backup roller.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음의 수단을 채택한다.In order to achieve the above object, the present invention adopts the following means.
본 발명에 따른 작업로울직경이 가변적인 고부하용 12 단압연기의 한 양태에 따르면, 압연될 재료(1)를 압연하기 위한 상부 및 하부 작업로울의 각각의 작업로울(2)이 직경이 동일한 중간로울(3 및 4)을 통하여 세개의 백업로울(5,6 및 7)에 의하여 지지되어 있고, 상부 및 하부작업로울(2)의 로울 직경이 적어도 두종류로 변경될 수 있는 고부하용 12단압연기에 있어서, 작업로울(2)의 로울직경중에서 최대직경을 가지고 있는 작업로울(2)의 로울직경이 중간로울(3 및 4)의 직경과 거의 동일하고, 최소 직경을 가지고 있는 작업로울(2)의 로울직경과, 두개의 중간로울(3 및 4)을 동시에 지지하기 위한 중앙백업로울(5)의 로울직경과, 한개의 중간로울(3 및 4)을 지지하기 위한 동일한 직경을 가지고 잇는 양단백업로울(6과 7)의 로울직경사이의 로울직경비가(1 : 4 : 5.2),(1 : 4.5 : 5.2),(1 : 4.5 : 5.75),(1 : 4.22 : 6) 및 (1 : 4 : 6)의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 고부하용 12단 압연기가 제공된다.According to one aspect of a high load 12-stage rolling mill having a variable working diameter of the roller according to the invention, each working
본 발명의 압연기는 리버스형으로 사용된다. 예컨대 6패스로 완성품이 얻어지는 경우 첫번째 1 내지 4패스에는 소직경의 작업로울이 사용되고, 마지막 5 내지 6패스에는 대직경의 작업로울을 사용하여 압연을 수행한다. 소직경 작업로울을 사용하는 목적은 높은 비율의 압력강하를 얻기 위해서이고, 대직경의 작업로울을 사용하는 목적은 보다 양호한 형상을 얻고 또한 고속압연을 수행하기 위해서이다. 순동, 황동등과 같은 동합금, 42니켈합금과 같은 연성재료를 압연하기 위해서는 대직경작업로울의 사용빈도는 비교적 많다. 대직경작업로울과 소직경작업로울의 사용빈도에 따라 행해진 조사의 통계내용에 따르면, 대직경로울의 사용빈도는 20 내지 30%이었고 소직경로울의 사용빈도는 80 내지 70%이었다. 따라서 본 발명에서 로울직경비는 상기 사용빈도를 기초로하여 설정된다.The rolling mill of the present invention is used in a reverse type. For example, when a finished product is obtained in 6 passes, a small diameter working roller is used for the first 1 to 4 passes, and rolling is performed using a large diameter working roller for the last 5 to 6 passes. The purpose of using a small diameter working roller is to obtain a high ratio of pressure drop, and the purpose of using a large diameter working roller is to obtain a better shape and to perform high speed rolling. In order to roll ductile materials such as copper alloys such as pure copper, brass, and 42-nickel alloys, the use of large diameter working rolls is relatively high. According to the statistics of the survey conducted according to the frequency of use of the large diameter work roller and the small diameter work roller, the use frequency of the large diameter roll was 20 to 30% and the use frequency of the small diameter roll was 80 to 70%. Therefore, the roll diameter ratio in the present invention is set based on the frequency of use.
본 발명에서 대직경 작업로울의 로울직경은 다음 이유로 중간로울의 로울직경과 대략 동일하도록 제작된다. 즉 대직경작업로울을 사용하는 목적인 고속 압연을 실행하고 더좋은 형상을 얻기 위해서는 직경이 클수록 더욱 좋다. 그러나, 대직경 작업로울의 직경이 중간 로울의 직경보다 더 크게되도록 하면 로울의 설치 안정성이 손상되므로, 대략 중간로울과 동일한 직경이 한계이다. 소직경작업로울의 로울직경은 특별히 한정되지는 않는다. 그러나, 양단백업로울, 중앙로울 및 소직경로울의 축사이에 형성된 각이 180°이하로 되지 않으면, 중간로울은 이탈되며, 그러므로 다른 로울직경과의 비율은 로울의 배열을 고려하여 자동적으로 결정된다. 이 비율은 공지의 값이며 특별히 한정되지는 않는다.In the present invention, the roll diameter of the large diameter working roller is manufactured to be approximately equal to the roll diameter of the middle roller for the following reason. That is, the larger the diameter is, the better, to perform high-speed rolling, which is the purpose of using a large diameter working roller, and to obtain a better shape. However, if the diameter of the large diameter working roller is made larger than the diameter of the middle roll, the installation stability of the roll is impaired, so that the diameter which is approximately equal to the middle roll is the limit. The roller diameter of the small diameter working roller is not particularly limited. However, if the angle formed between the axes of both the backup roller, the central roller and the small diameter roller is not less than 180 °, the intermediate roller is released, and therefore the ratio with the other roller diameter is automatically determined in consideration of the arrangement of the rollers. This ratio is a well-known value and is not specifically limited.
본 발명에서는 대직경로울이 소직경로울의 약 두배(1.8 내지 2.0)가 되도록 설정된다. 백업로울의 직경비를 결정함에 있어서, 소직경작업로울의 직경은 하기의 이유때문에 기준치(reference)로서 사용된다. 즉, 백업로울의 직경은 적절하게 선택될 수 없고 전체 압연기의 로울 배열은 단지 양단과 중앙부에 있는 백업로울의 직경비에 의해서 특정될 수 없으므로, 작업로울은 백업로울직경의 비를 결정하는데 기준치로서 사용된다. 더욱이 소직경 작업로울이 통상 기준치로서 작업로울용으로 사용된다. 대직경로울도 기준치로서 사용될수 있다. 중앙백업로울과 양단백업로울사이의 직경비는 소직경작업로울과 대직경 작업로울의 사용을 전체로 한 양 백업로울의 베어링 수명의 평형에 의해서 결정된다. 1 : 4 : 6의 비율에 보다 근접한 비는 소직경로울의 사용비율이 높은 경우에 유리하고, 반면에 1 : 4.5 : 5.2의 비율에 보다 근접한 비는 대직경로울의 사용비율이 높은 경우에 유리하다. 즉, 후술하는 제 4 도에 관한 설명으로부터 명백한 바와같이 양단백업로울과 중앙백업로울 사이의 직경비가 0.67(1 : 4 : 6)이하라면, 중앙백업로울의 수명은 양단백업로울의 수명보다 짧아지고, 전체로서 백업로울의 수명은 단축된다. 만약 양단백업로울과 중앙백업로울간의 직경비가 0.87(1 : 4.5 : 5.2)보다 크다면, 양단백업로울의 수명은 중앙백업로울의 수명에 비해 짧아지고, 전체적으로 백업로울의 수명은 단축된다. 양 백업로울의 직경 대 작업로울의 직경의 비는 중간로울의 직경의 한정의 견지에서 로울의 이탈과 같은 로울 배열의 안정성으로부터 결정된다. 이 이유는 만약 작업로울의 직경 대 중앙백업로울의 직경의 비가(1 : 4)보다 작다면, 백업로울의 직경은 높은 부하로써의 압연이 달성될 수 없을 정도로 매우 작게되고, 반면에 만약(1 : 4.5)보다 크면, 로울배열의 안정성은 열화된다. 만약 로울직경의 비가(1 : 4.5 : 5.75) 및 (1 : 4.22 : 22 : 6)을 초과하면 양단백업로울 및 중앙백업로울은 상호 방해되어 로울은 배열되지 못하게 된다. 그러므로 상기 범위는 제외된다.In the present invention, the large diameter roll is set to be about twice the size of the small diameter roll (1.8 to 2.0). In determining the diameter ratio of the backup roll, the diameter of the small diameter working roller is used as a reference for the following reasons. That is, since the diameter of the backup roller cannot be properly selected and the roll arrangement of the whole rolling mill cannot be specified only by the ratio of the diameter of the backup roller at both ends and the center part, the working roller is used as a reference value in determining the ratio of the backup roller diameter. Used. Moreover, small diameter working rolls are usually used for working rolls as reference values. Large diameter rolls can also be used as reference values. The ratio of the diameters between the central backup roller and the double-sided backup roller is determined by the balance of the bearing life of both backup rollers using the small and large diameter rollers as a whole. A ratio closer to the ratio of 1: 4: 6 is advantageous when the ratio of use of the small diameter roll is high, whereas a ratio closer to the ratio of 1: 4.5: 5.2 is advantageous when the ratio of the use of the large diameter roll is high. Do. That is, if the diameter ratio between the both end backup roller and the central backup roller is 0.67 (1: 4: 6) or less, as is apparent from the description of FIG. 4 to be described later, the life of the central backup roller is shorter than that of the both backup rollers. As a result, the life of the backup roller as a whole is shortened. If the diameter ratio between both backup and central backup rollers is greater than 0.87 (1: 4.5: 5.2), the lifetime of both backup rollers will be shorter than that of central backup rollers, and the life of backup rollers will be shortened overall. The ratio of the diameter of both back-up rollers to the diameter of the working rollers is determined from the stability of the roll arrangement, such as the deviation of the rolls, in view of the limitation of the diameter of the middle roller. This reason is that if the ratio of the diameter of the working roller to the diameter of the central backup roller is smaller than (1: 4), the diameter of the backup roller becomes so small that rolling with high loads cannot be achieved, whereas (1 Greater than 4.5), the stability of the roll array is degraded. If the ratio of the diameter of the roll exceeds (1: 4.5: 5.75) and (1: 4.22: 22: 6), both backup and central backup rollers are interfering with each other and the rollers are not arranged. Therefore, the above range is excluded.
본 발명의 실시에를 이하에서 도면과 관련하여 설명한다. 제 1 도는 작업로울의 직경이 변경될 수 있는 고부하용 12단 압연기의 로울의 배치도이다. 제 1 도에서 압연될 재료의 상부측의 사용상태는 그것의 하부측과는 다르다. 즉 상부측은 최소 직경의 작업로울이 작업로울로서 사용된 경우의 로울배치를 나타내고, 하부측은 최대직경의 작업로울이 작업로울로서 사용된 경우의 로울배치를 나타낸다. 당연히, 실제 사용상태에서 상부 및 하부 작업로울의 직경은 특정 경우를 제외하고는 동일하다.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 is a layout view of the roll of a high load 12-stage rolling mill in which the diameter of the working roller can be changed. In FIG. 1, the use state of the upper side of the material to be rolled is different from its lower side. In other words, the upper side shows the roll arrangement when the working diameter of the minimum diameter is used as the work roller, and the lower side shows the roll arrangement when the working diameter of the maximum diameter is used as the work roller. Naturally, the diameters of the upper and lower working rollers in the actual state of use are the same except for certain cases.
상기에서 언급한 압연기는 압연될 재료(1)를 압연하기 위해서 상부 및 하부 작업로울(2)을 갖추고 있다. 각각의 작업로울(2)은 상부 및 하부 중간로울(3,4)에 의해서 지지된다. 이들 2개의 중간로울(3,4)의 직경은 동일하다. 각각의 중간 로울(3,4)은 세개의 상부 및 하부 백업로울(5,6,7)에 의해서 지지된다. 세개의 백업로울(5,6,7)중에서 중앙백업로울(5)은 두개의 중간로울(3,4)에 을 동시에 지지한다. 양단에 있는 두개의 백업로울(6,7)은 한개의 중간로울(3 또는 4)을 지지한다. 양단백업로울(6,7)의 로울직경(D2)은 동일하다. 중앙백업로울(5)의 로울직경(D1)은 양단백업로울의 직경(D2)과 다르다. 제 2 도의 압연기의 길이방향단면도에서 도시된 바와같이 백업로울(5,6,7)은 축선방향에서 복수의 부분으로 분할된 베어링 타입로울이며, 로울 베어링은 스탠드상에 설치된 새들(8)에 의해서 지지된다. 작업로울(2)은 최소 직경에서부터 최대 직경까지 단(stage)에 관계없이 대체 가능하다. 작업로울(2)의 최대 직경은 중간로울(3과 4)의 직경과 대략적으로 동일하다. 작업로울(2)의 최소직경은 그것의 최대 직경의 약이다. 제 3 도에 도시된 바와같이, 작업로울(2)의 최소로울직경, 중앙백업로울(5)의 로울직경 및 양단백업로울(6과 7)의 로울직경사이의 비는 (1 : 4 : 5.2), (1 : 4.5 : 5.2), (1 : 4.5 : 5.75), (1 : 4.22 : 6) 및 (1 : 4 : 6 :)의 범위내에서 설정된다. 제 4 도는 상기 로울직경의 비를 얻기 위한 백업로울의 수명에 관한 다이아그램을 표시한다. 백업로울의 로울수명(Lh)은 다음식과 표1 및 2에 주어진 조건에 의해 얻었다.The above-mentioned rolling mill is equipped with upper and
상기식에서, N : 백업로울의 회전수Where N is the number of revolutions of the backup roller
C : 백업로울의 부하용량C: Load capacity of backup roll
P : 작업로울의 평균부하P: average load of working roller
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
제 4 도에서, 점선(a,a')는 작업로울(2)이 40㎜일때 중앙백업로울 및 양단백업로울(5,6 및 7)의 수명을 나타내며, 가상선(b,b')은 작업로울(2)이 80㎜일때 중앙백업로울 및 양단백업로울(5,6 및 7)의 수명을 나타내고 있다. 선(a,a' 및 b,b')으로부터 로울직경의 최적비율을 얻는 방법을 종래기술로서 전술한 일본특허공개공보 제 57-206507호에 개시되어 있는 것과 같다.In FIG. 4, the dotted lines a, a 'represent the lifespans of the central backup roller and both end
본 발명에서는 이러한 점선을 사용하지 않고 제 4 도에서 도시된 실선(c,c')을 사용한다. 즉, 실선(c,c')는 작업로울의 평균부하(P)를 얻기위하여 각각 작업로울(2)이 40㎜일때의 부하와 작업로울(2)이 80㎜일때의 부하를 평균하고 양로울의 사용빈도를 고려함으로써 얻어지는 중앙백업로울 및 양단백업로울(5,6 및 7)의 수명을 나타내다. 중앙백업로울과 양단백업로울(5,6 및 7)의수명은 실선(c 및 c')이 교차되는 점에서 동일하게 되도록 되어있다. 그래서 중앙 및 양단의 백업로울사이의 직경비는 상기 점에 대해 적당한 범위로서 0.67 내지 0.87로 결정된다. 이러한 범위가 기준치로서 가장 작은 작업로울의 직경에 의해 표시될 때, 그러한 범위는 제 3 도의 점(A,B,C 및 D)에 의해 둘러쌓인 정방형의 범위가 될 것이다. 그러나 삼각형(DEF)에 의해 둘러싸인 범위는 중앙백업로울(5)과 양단백업로울(6 및 7) 사이의 간섭의 결과로서 실제로 사용될 수 없는 범위이기 때문에 제외된다.In the present invention, the solid lines c and c 'shown in FIG. 4 are used without using such a dotted line. In other words, the solid lines c and c 'average the load when the working
본 발명은 상기한 실시예에만 국한되는 것이 아님에 유의하여야 한다.It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment.
본 발명에 따르면 백업로울의 수명은 변경된 직경의 작업로울을 사용하더라도 동일하게 할 수 있다.According to the present invention, the life of the backup roller can be the same even if a working roller of a changed diameter is used.
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