WO2001072442A1 - Procede de laminage de feuille et laminoir - Google Patents

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WO2001072442A1
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diameter
rolling
work
small
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PCT/JP2001/002688
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French (fr)
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Masanori Takahashi
Akio Adachi
Shinji Takaoka
Ichiro Chikushi
Ryuro Kurahashi
Original Assignee
Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha
Nakayama Steel Works, Ltd.
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    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Definitions

  • the present invention relates to a rolling mill provided with a pair of work rolls having different diameters, and a method of rolling a thin plate using the rolling mill.
  • One of the conventional rolling mills is to make the diameter of a pair of upper and lower work rolls supported by upper and lower reinforcement rolls different, and drive only the large-diameter (that is, the larger diameter) work roll with a motor or the like.
  • This type of rolling mill sometimes called a different diameter roll mill, has a smaller rolling mill than a general rolling mill in which both working ports have the same diameter due to the small diameter of one work roll.
  • a large amount of reduction can be obtained by the load (rolling force), which is advantageous for producing thin steel plates by rolling. Since the rolling load can be small, there is also an advantage that the edged opening of the plate due to flattening of the roll can be suppressed and a steel plate having a small thickness deviation can be manufactured.
  • rolls 1 3 as shown in FIG. 8 ', 1 4 5 a pair of work rolls 1 1 for' O offset only in the rolling direction downstream side 1 2 ' have the same amount e Often used.
  • the reason why the working hole is offset to the downstream side is that the load condition on the plate to be rolled is more stable than the offset to the upstream side in the rolling direction.
  • the upper limit of the rolling width when hot-rolling a steel sheet by a different-diameter roll mill was 4 feet (about 1200 mm).
  • the present invention seeks to meet the above-mentioned requirements for hot rolling of thin plates, including reducing the mechanical load on the work rolls and increasing the rolling width to over 4 feet. is there.
  • a pair of work rolls having different diameters are arranged between upper and lower reinforcing rolls, and only the large-diameter work roll is driven to drive the sheet material.
  • a method for manufacturing a thin plate by rolling wherein a small-diameter work roll of the pair of work rolls is arranged on a mill center (that is, a plane including each center line of a reinforcing roll) or downstream of the mill center in a rolling direction, The large-diameter work hole is located further downstream in the rolling direction than the small-diameter work roll, and the plate material is rolled.
  • none of the pair of working ports is offset off to the upstream side in the rolling direction with respect to the mill line passing between the center lines of the reinforcing rolls.
  • the load conditions on the plate to be rolled are stable, and rolling on the thin plate can be continued smoothly.
  • a significant feature of this rolling method is that the mechanical load on the working port can be reduced even when the rolling load is increased, for example, by increasing the rolling width.
  • the plate to be rolled is based on the fact that only the large-diameter work roll is driven to rotate. Horizontal force toward the downstream side in the rolling direction (force b in Fig. 3 to be referred later) that is applied to the work port in a plane perpendicular to the rolling direction (vertical plane) to control the shape of the plate Vendor power P B (not shown),
  • the horizontal force of c) is increased by increasing the offset amount of the rotation axis of the large-diameter work roll more than the offset amount of the rotation axis of the small-diameter work roll (including the case of zero) as viewed from Milsen.
  • the horizontal component of the force received by contact with the large-diameter work roll (SB is directed upstream in the rolling direction.
  • the horizontal force (P mt) of c) is reduced or the rolling force is reduced. Acting on the upstream side in the direction, the horizontal force of the above a) (the horizontal force acting on the small-diameter work roll as a resultant force with the SR becomes smaller.
  • the rolling width (sheet width) can be increased, the sheet thickness can be reduced, In addition, it is possible to improve the rolling ratio per stand of the rolling mill.
  • a small-diameter work roll having a roll neck portion having a diameter of about 27 O mm or less is used.
  • the extension force of about 3000 tons when rolled in the (3000 t .: f 2. 94x l 0 7 N.
  • the diameter of the mouth neck of a small-diameter work roll is approximately 270 mm or less, the part of the roll that directly contacts the plate is also considerably thinner in relation to bearings and other supporting means (for example, 400 mm in diameter). Below). Since the diameter of the small-diameter work roll is small as described above, a large rolling reduction can be obtained with a small rolling load, and the advantage of the different-diameter roll mill that a plate drop can be suppressed can be utilized.
  • both the pair of work ports are offset to the downstream side in the rolling direction with respect to Milsen and the larger work roll is larger than the offset amount of the smaller work roll. that a large amount of offset, Sunawa Chi, offset ei, for e 2
  • the offset amounts et and e 2 are calculated as described above.
  • a thin-sheet rolling mill includes: upper and lower reinforcing rolls; and a pair of working rolls having different diameters disposed between the upper and lower reinforcing rolls.
  • the driving source is connected only to the large-diameter work roll, and the small-diameter work port of the pair of work rolls is arranged on the upper side of Milsen or on the downstream side in the rolling direction, and the large-diameter work roll is disposed. It is characterized by being arranged further downstream in the rolling direction than the small-diameter work roll.
  • the thin-sheet rolling mill according to the second aspect of the present invention preferably has a small-diameter work roll having a diameter of a mouth-connecting portion of about 270 mm or less, and an offset of a rotation axis of the small-diameter work roll with respect to Milsen. the amount ei, the offset amount e 2 of the rotation axis or these large-diameter work roll rotational axis of the small-diameter work rolls,
  • the diameter of the roll neck portion is small, and the preferred size is about 270 mm or less, and therefore, the portion of the cylinder directly in contact with the plate is considerably thin (for example, as described above, the diameter is 400 mm).
  • the use of small diameter work rolls (less than approx. mm) makes it possible to achieve a large rolling reduction with a small rolling load, which is a remarkable characteristic of so-called different diameter roll mills. Therefore, it is possible to manufacture thin steel sheets effectively by rolling and also to manufacture steel sheets with small thickness deviation.
  • This rolling mill is capable of hot rolling a steel plate having a width (rolling width) of about 5 feet by setting the rolling load to about 30000 tons or more. Even if the rolling load is increased, the stress generated at the roll neck of the small-diameter work roll can be suppressed to such a level that there is no problem with the roll made of a general roll material. When the top of the board passed through Excellent benefits such as convenience can be prevented. This is because, similarly to the above-described rolling method according to the first aspect of the present invention, the offset amounts e 1 and e 2 of the small-diameter work port and the large-diameter work roll are set as follows.
  • the rolling mill for a thin plate according to the second aspect of the present invention is preferably configured such that a nickel material having a tensile strength of 45 kgf Zmm 2 or more (4.41 ⁇ 10 8 Pa) is used as a core material of a small-diameter working hole.
  • Use forged products such as Glen Roll (high alloy Glen Roll made by casting), Hike Roll (high chromium iron), High Roll (high speed tool steel) or High Roll.
  • Nickel Glen roll high chrome port Ichiru a high-speed steel roll or forging, if 45 k gf / mm 2 tensile strength of not less than the small-diameter work roll is made of a material having, first of the present invention described above
  • the rolling method according to the first feature can be advantageously performed without being subject to a strong restriction. Because, as described above, when the diameter of the roll neck is about 270 mm or less, a rolling load of about 3000 tons or more is applied, and the general roll-pending force (the size is relatively small due to the small diameter). small, generally about 80 tons is suitable) is compared to the maximum stress is assumed when the effect (about 4 Okgf / mm 2 (3.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the invention, and is a schematic diagram showing a basic configuration of one stand of a rolling mill 10 in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the horizontal force acting between the rolls when the rolling load acts from above and below in the rolling mill 10 of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing horizontal force generated when only the large-diameter work roll 12 is driven to rotate.
  • Figure 4 is an offset amount e 2 of the large-diameter work roll 1 and second rotation axis with respect to the small-diameter work roll 1 1 axis of rotation, the work rolls 1 1, 1 total force acting 2 (the resultant force of each roll Ru receives force) F t and
  • Figure 5 is a graph showing the relationship between occur stress beauty and beauty 2 of the offset amount e 2 and the work rolls 1 1, 1 2 of the roll neck.
  • FIG. 6 is a front view of the small-diameter work roll 11.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire hot rolling equipment 1 for a thin plate.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a basic configuration of a conventional rolling mill.
  • Fig. 1 is a diagram schematically showing a side view of the basic configuration of the rolling mill 10 in one of the three stands (downstream) of the rolling equipment (rolling mill group) 1 shown in Fig. 7. It is.
  • the rolling equipment 1 is equipment for hot rolling the steel sheet X.
  • rolling equipment 5 and 10 are arranged in tandem in a total of six stands.
  • the three stands at the upstream (upstream side) are ordinary four-high rolling mills 5, which consist of a pair of work rolls 6, 7 arranged up and down and having the same diameter, and upper and lower reinforcing rolls 8, 9 that support it. Become.
  • the latter three stands are so-called different-diameter roll mills, in which a pair of work ports 11 and 12 having different diameters are arranged between upper and lower reinforcing rolls 13 and 14.
  • the pair of upper and lower work rolls 6 and 7 are driven and rotated together, but in the latter three stands, only the lower work port 12 is driven due to the required torque being not large. ing.
  • the diameter D Wi of the small-diameter work roll 1 1 is 450 mm
  • the diameter DW 2 of the large-diameter work roll 12 is 590 mm
  • the diameter DB of the reinforcing rolls 13 and 14 is 1300 mm
  • the diameter of the roll means the diameter of the body of the entire roll that contacts the steel sheet X and other rolls, unless otherwise specified.
  • the offset amount of the rotation axis of the small-diameter work roll 11 with respect to the Milsen evening the plane including the center line of the reinforcing rolls 13 and 14
  • the large-diameter work roll 1 from the rotation axis of the small-diameter work roll 11 2 Off axis of rotation
  • a hot-rolled mild steel plate SPHC
  • the pass schedule that is, the sheet thickness at the exit side of each of the rolling mills 5 and 10 from the first stage to the sixth stage is, for example: I 0.97 mm, 5.12 mm, 3.46 mm, 2 22 mm, 1.49 mm and 1.17 mm.
  • the work opening of each rolling mill 5 and 10-Rolls 11 and 12 must be equipped with 80 tons (per chick) of a roll bender (P B1 and P B2 ) to control the shape of the steel sheet X.
  • P B1 and P B2 a roll bender
  • the rolling width is wide as described above, it is necessary to apply a considerable rolling load to each of the rolling mills 5 and 10.
  • the rolling load is increased, mechanical measures must be taken for the rolling mill 10 in the subsequent stage where the stress tends to be excessively generated in the work roll 11 due to the small diameter.
  • the fourth stage rolling mill 10 having the higher rolling load at the most upstream side of the rolling mills 10 requires more elaborate stress measures than any other rolling mills 5 and 10. Even in the rolling equipment 1 shown in FIG. 7, the rolling load in the fourth rolling mill 10 reaches 3000 tons.
  • the stress generated in the small-diameter work roll 11 and the large-diameter work roll 12 during rolling is calculated as follows.
  • the loads received by each work roll 11 and 12 are: a) By rotating and driving only the large-diameter work roll, the two work rolls 11 and 12 are shown in Fig. 3 through the steel sheet X as the material to be rolled. Horizontal forces SR, and SR 2 acting like b) Roll bender force P B1 and P B2 applied to each work roll in a vertical plane perpendicular to the rolling direction (not shown. Both are 80 tons in size),
  • SD 2 P R t an [s in- 1 ⁇ 2 (ei + e 2 ) / (DB + DW 2 ) ⁇ ].
  • Bending stresses i and 2 are generated according to ⁇ 2 and the stress concentration factor of the roll neck part.
  • the offset amount e 2 should be set in the range of
  • the present invention can be used for rolling a thin plate using a rolling mill provided with a pair of work rolls having different diameters.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Description

明 細 書 薄板の圧延方法および圧延機 技術分野
本発明は、 一対の異径の作業ロールを備えた圧延機及びこの圧延機を用いた薄 板の圧延方法に関する。
背景技術 ，
従来の圧延機の一つに、 上下の補強ロールによって支持された上下一対の作業 ロールについて直径を異ならせ、 大径の （つまり直径の大きい方の） 作業ロール のみをモー夕等で駆動することにより板を圧延するものがある。 異径ロールミル と呼ばれることもあるこの種の圧延機は、 一方の作業ロールが小径であること等 により、 両方の作業口一ルが同一径である一般的な圧延機に比べると、 小さな圧 延荷重 （圧下力） で大きな圧下量をとることができ、 したがって薄い鋼板を圧延 により製造するのに有利である。 圧延荷重が小さくてすむことから、 ロールのフ ラットニングによる板のェッジド口ップを抑制して板厚偏差の少ない鋼板を製造 できるという利点もある。
また、 一般に圧延機においては、 図 8に示したように補強ロール 1 3 '、 1 4 5 に対して一対の作業ロール 1 1 '、 1 2 ' が同じ量 eだけ圧延方向下流側にォ フセットされて使用されることが多い。 このように作業口一ルを下流側へォ セ ヅトさせるのは、 圧延方向上流側へオフセットさせるよりも、 圧延される板に対 する荷重条件が安定するからである。
なお、 関連技術を示す文献として特公昭 5 1 - 4 7 4 2 1号公報がある。 薄板の熱閭圧延技術に関しては、 近年、 圧延幅 （圧延される板の幅） を広くす るとともに板厚を薄くすること、 さらには圧延機 1スタンドあたりの圧延率を向 上させることが要求されている。 しかし、 上述した異径ロールミルでは一方の作 業ロールが小径であるため、 これらの要求に応えようとするとその小径作業口一 ルの機械的強度が不足しがちである。 具体的には、 当該口一ルのうちとくに口一 ルネック部、 すなわち圧延に使用される胴の部分とその両側の軸受による支持部 分との間の、 段差を含む部分 （後に参照する図 6における符号 1 I nの部分） に 高い応力が発生する。
そのため、 異径ロールミルによって鋼板を熱間圧延する場合の圧延幅の上限は 4フィート （約 1 2 0 0 mm) であった。 圧延幅が 4フィートを超えると、 荷重 が小さくてすむ異径ロールミルにおいても圧延荷重は 3 0 0 0トン （3 0 0 0 t f = 2 . 9 4 x 1 0 7 N) を超え、 機械強度上問題のあるほどの応力が小径作業 口ールにおける前記の口一ルネック部等に発生する。
本発明は、 作業ロールの力学的負担を小さくすることにより、 4フィートを超 える程度にまで圧延幅を拡大することを含めて、 薄板の熱間圧延に関する上述の 要求に応えようとするものである。
発明の開示
本発明の第 1の特徴による薄板の圧延方法は、 上下の補強ロールの間に直径の 異なる一対の作業ロールを配置し、 それら作業ロールのうち大径のもののみを駆 動することにより板材を圧延して薄板を製造する方法であって、 前記一対の作業 ロールのうち小径作業ロールを、 ミルセンタ （つまり、 補強ロールの各中心線を 含む平面） 上またはそれより圧延方向下流側に配置し、 大径作業口一ルは小径作 業ロールよりもさらに圧延方向下流側に配置して板材を圧延することを特徴とす る o
この圧延方法では、 前記一対の作業口一ルのうちいずれをも、 補強ロールの中 心線間を通るミルセン夕に対して圧延方向上流側へはオフセヅトさせないので、 図 8に示した従来の圧延機と同様、 圧延される板に対する荷重条件が安定し、 薄 板に対する圧延を円滑に継続させることができる。
そして、 この圧延方法の大きな特徴は、 圧延幅を広くするなど圧延荷重を大き くする場合にも作業口ールの力学的負担を軽減し得ることである。
作業口一ルの力学的負担を軽減し得る理由はつぎのように説明できる。
直径の異なる一対の作業ロールを備えた圧延機によって板材を圧延して薄板を 製造する場合、 小径作業ロールのうち軸受によって支持される部分には下記 a ) 〜c ) のような力が作用する。 すなわち、
a ) 大径の作業ロールのみが回転駆動されることに基づき、 被圧延材である板 を介して受ける、 圧延方向下流側へ向かう水平力 （後に参照する図 3における力 b ) 板の形状制御のために、 圧延方向と直角な平面 （鉛直平面） 内で作業口一 ルにかけられるロールベンダ一力 P B (図示せず）、
そして、
c ) 上下から圧延荷重を受けることにより作用する力であって、 大径作業口一 ルぉよび補強口一ルとの接触によって受ける力の水平成分 （後に参照する図 2の S B iと S D i) との差の相当する水平力 （図 2の Pmt )
である。 このような力が軸受による支持部分に作用することにより、 前述の口 ールネックの部分に応力が発生する。
いずれの力も圧延時に必ず発生するものであるが、 前記 c ) のように大径作業 ロールと補強ロールとのそれぞれからの力 （S B 、 S D によって決まる水平 力 （P mt ) ついては、 補強ロールに対する大径 .小径の各作業ロールの配置、 す なわちオフセット量によって、 その大きさが （場合によっては向きも含めて） 異 なる。
本発明では、 ミルセン夕から見て、 小径作業ロールの回転軸線のオフセット量 (ゼロの場合を含む） よりも大径作業ロールの回転軸線のオフセット量を大きく することにより、 前記 c ) の水平力 （Pmt) のうち大径作業ロールとの接触によ つて受ける力の水平成分（S B を圧延方向上流側へ向ける。 これによつて c ) の水平力（P mt)は小さくなり、または圧延方向上流側へ向かって作用するので、 前記 a ) の水平力 （S R との合力として小径作業ロールに作用する水平方向 の力は小さくなる。 水平方向の力が小さくなると、 前記 ） のように鉛直方向に 作用する力に変化がなくても、小径作業ロールの力学的負担は必然的に軽減する。 そうなると、 小径作業ロールよりは強度上有利である大径作業ロールの力学的負 担にも考慮しながら圧延荷重を高めることにより、 圧延幅 （板幅） を広くしたり 板厚を薄くしたり、 さらには圧延機 1スタンドあたりの圧延率を向上させたりす ることが可能になる。
また、 上述した本発明の第 1の特徴による薄板の圧延方法においては、 好まし くは、 ロールネック部の直径が約 2 7 O mm以下の小径作業ロールを使用し、 圧 延荷重を約 3000トン （3000 t。： f = 2. 94x l 07N。 「1トン」 =1 t f = 980 ONと換算される） 以上にして圧延する際、 ミルセン夕に対する小 径作業ロールの回転軸線のオフセット量 e iと、 その小径作業ロールの回転軸線 からの大径作業ロールの回転軸線のオフセヅト量 e2 (e！および e 2については 図 1等を参照） とについて、
0 mm≥ e ι
かつ
0 mm< e 2< 7 mm
とすることを特徴とする。
小径作業ロールにおいて口一ルネック部の直径が約 270 mm以下である場 合、 そのロールのうち板と直接接する胴の部分も、 軸受その他の支持手段との関 係で相当に細く （たとえば直径 400mm前後以下に）構成される。 このように 小径作業ロールの直径が小さいため、 小さな圧延荷重で大きな圧下量を得ること ができ、 板のェヅジドロップも抑制できるという、 異径ロールミルの利点を生か すことができる。
既に述べたように、 圧延荷重が大きい場合には、 ミルセン夕に対して一対の作 業口一ルをともに圧延方向下流側へオフセットさせるとともに、 小径作業ロール のオフセット量よりも大径作業ロールのオフセット量を大きくとること、 すなわ ち、 オフセット量 e i、 e2について
0≤ e 1 かつ 0mm<e2
とするのが一般的に有利である。
しかし、 小径作業口一ルの直径が小さいほど異径口一ルミルを使用する利点が あり圧延荷重が高いほど圧延幅の拡大等が可能であることに基づいて、 小径作業 口一ルのロールネック部の直径を約 270mm以下とし圧延荷重を約 3000ト ン以上とする条件のもと （適当なロールベンダ一力も当然に付加される） では、 オフセット量 et、 e 2を前記の如く
0 mm≤ e ι かつ 0mm<e2<7mm
とすべきである。 なぜなら、 小径作業ロールのロールネック部の直径及び圧延荷 重を上記の条件とした場合には、 もし e2≤0mmとすると、 前記 c) の水平力 が高くなるため、 小径作業ロールのロールネヅク部の応力が、 一般的な材料から 成る小径作業ロールでは安全でない程度にまで上昇するからである。 また、 7 m m e 2とする場合には、 小径作業ロールと大径作業ロールとの間に通される板 の先頭部が上方へ反って進む、 いわゆる頭上げという不都合な現象が発生するか らでもある。 なお、 圧延荷重を 3 0 0 0 トン程度以上にすると、 5フィート程度 の幅 （圧延幅） の鋼板を熱間圧延することが可能になる。
本発明の第 2の特徴による薄板の圧延機は、 上下の補強ロールと、 前記上下の 補強ロールの間に配置された直径の異なる一対の作業ロールと、 を備え、 前記一 対の作業ロールのうち大径作業ロールのみに駆動源が接続されており、 前記一対 の作業ロールのうち小径作業口一ルを、 ミルセン夕上またはそれより圧延方向下 流側に配置し、 前記大径作業ロールを前記小径作業ロールよりもさらに圧延方向 下流側に配置したことを特徴とする。
また、 本発明の第 2の特徴による薄板の圧延機は、 好ましくは、 小径作業ロー ルにおける口一ルネヅク部の直径を約 2 7 0 mm以下とし、 ミルセン夕に対する 小径作業ロールの回転軸線のオフセット量 e iと、 小径作業ロールの回転軸線か らの大径作業ロールの回転軸線のオフセット量 e 2とを、
0 mm≤ e ι かつ 0 mm< e 2 < 7 mm
の範囲内で設定し得るように構成される。
この圧延機は、 ロールネック部の直径が小さく、 好ましぐは約 2 7 0 mm以下 であり、 したがって直接に板と接する胴の部分も相当に細く （前述のようにたと えば直径 4 0 0 mm前後以下に） 構成された小径作業ロールを使用するので、 い わゆる異径ロールミルの顕著な特性として、 小さな圧延荷重で大きな圧下量をも たらす。 そのため、 圧延により薄い鋼板を効果的に製造することができるほか、 板厚偏差の少ない鋼板の製造を可能にする。
そしてこの圧延機は、ィ）圧延荷重を約 3 0 0 0トン以上にすることによって、 5フィート程度の幅 （圧延幅） の鋼板を熱間圧延することが可能であり、 口） そ の程度に圧延荷重を高くしても、 小径作業ロールのロールネック部に発生する応 力を、 一般的なロール材料より成る当該ロールにとって問題のない程度に抑制す ることができ、 ハ） 作業ロール間に通される板の先頭部が頭上げをするといぅ不 都合をも防止できる——といった優れたメリットをもたらす。 なぜなら、 上述し た本発明の第 1の特徴による圧延方法と同様、 小径作業口一ルと大径作業ロール のオフセヅト量 e 1及び e2を、
0 mm≤ e ι かつ 0mm< e 2<7mni
となり得るようにしているからである。
さらに、 本発明の第 2の特徴による薄板の圧延機は、 好ましくは、 小径作業口 ールの芯材として、 45kgf Zmm2以上 （4. 41 x 108P a)の引張強さ を有するニッケルグレンロール （錶造による高合金グレンロール）、 ハイク口一 ムロール （高クロム錶鉄）、 ハイスロール （高速度工具鋼） またはハイスロール の鍛造品を使用する。
ニッケルグレンロール ·ハイクローム口一ル、 ハイスロールまたはその鍛造品 であって、 45 k gf /mm2以上の引張強さを有する材料により構成された小 径作業ロールなら、 上述した本発明の第 1の特徴による圧延方法を、 強度的な制 約を受けることなく有利に行うことができる。 なぜなら、 前記のようにロールネ ヅク部の直径が約 270mm以下である場合に約 3000トン以上の圧延荷重が かけられ、 さらに一般的なロールペンダー力 （小径であるがためにその大きさは 比較的小さく、 一般に 80トン程度が適当である） が作用する場合に想定される 最大応力 （約 4 Okgf /mm2 (3. 92 x 108Pa)) と比較して、 45k gfZmm2以上の引張強さを有する材料なら、 機械的強度の面で問題がないか らである。 なお、 ハイス口一ルまたはその鍛造品なら、 引張強さは一般に 8 Ok gf /mm2 ( 7. 84 x 108Pa)以上であるから、 回転にともなう繰り返し 応力の発生による疲労上の問題も容易に回避される。
図面の簡単な説明
図 1は発明の実施についての一形態を示す図であって、 図 7中の圧延機 10の 1スタンドについて基本構成を示す模式図である。
図 2は図 1の圧延機 10において上下から圧延荷重がはたらくときロール間に 作用する水平力について示す模式図である。
図 3は大径の作業ロール 12のみが回転駆動されることに基づいて発生する水 平力を示す模式図である。 図 4は小径作業ロール 1 1の回転軸線に対する大径作業ロール 1 2の回転軸線 のオフセット量 e 2と、 作業ロール 1 1、 1 2に作用する総力 （各ロールが受け る力の合力） F tおよび
F 2との関係を示す線図である。
図 5は前記のオフセット量 e 2と作業ロール 1 1、 1 2のロールネック部の発 生応力び およびび 2との関係を示す線図である。 - 図 6は小径作業ロール 1 1の正面図である。
図 Ίは薄板用熱間圧延設備 1を全体的に示す模式図である。
図 8は従来の圧延機について基本構成を示す模式図である。
発明を実施するための最良の形態
図 1〜図 7に、 発明の実施についての一形態を示す。 図 1は、 図 7に示す圧延 設備 （圧延機群） 1のうち後段側 （下流寄り） 3スタンドのうちの 1スタンドに ついて、 圧延機 1 0の基本構成を側面図として模式的に示す図である。
圧延設備 1は、 鋼板 Xを熱間圧延するための設備であり、 図 7に示したように 圧延機 5、 1 0をタンデムに合計 6スタンド配列したものである。前段（上流側） の 3スタンドは通常の 4段圧延機 5であって、 上下に配置された一対の同径の作 業ロール 6、 7と、 それを支える上下の補強ロール 8、 9とからなる。 しかし後 段の 3スタンドはいわゆる異径ロールミルであって、 上下の補強ロール 1 3、 1 4の間に、 直径の異なる一対の作業口一ル 1 1、 1 2を配置したものである。 前 段の 3スタンドでは上下一対の作業ロール 6、 7をともに駆動して回転させるが、 後段の 3スタンドでは、 所要トルクが大きくないこと等により、 下方の作業口一 ル 1 2のみを駆動している。
後段の 3スタンドにあたる圧延機 1 0については、 詳細を図 1に示している。 小径作業ロール 1 1の直径 D Wiは 4 5 0 mm、 大径作業ロール 1 2の直径 D W2 は 5 9 0 mm、補強ロール 1 3、 1 4の直径 D Bは 1 3 0 0 mmである（ここで、 ロールの直径とは、 特に断らない限り、 ロール全体のうちの鋼板 Xや他のロール に接する胴部の直径を示す）。 そして、 ミルセン夕 （補強ロール 1 3、 1 4の中 心線を含む平面）に対する小径作業ロール 1 1の回転軸線のオフセット量 と、 その小径作業ロール 1 1の回転軸線からの大径作業ロール 1 2の回転軸線のオフ セット量 e 2とに関し、圧延機 10では両者（61ぉょび62) を可変としながら、 e ι= 6 mrri e 2 = 4 mm
に BX tし -S o
この圧延設備では、 たとえば、 粗厚 25 mmの熱間圧延軟鋼板 （SPHC) を 板厚 1. 2mm、 板幅 1 550 mmにまで熱間圧延する。 その場合のパススケジ ユール、 すなわち第 1段から第 6段までの各段の圧延機 5、 10における出側で の板厚は、 たとえばそれぞれ； I 0. 97mm、 5. 12mm、 3. 46mm, 2. 22mm、 1. 49 mm、 1. 17 mmとしている。 各圧延機 5、 10の作業口 —ル 1 1、 12には、 鋼板 Xの形状制御のために 80トン （1チヨックあたり） のロールベンダ一力 （； PB1および PB2) を付加することとする。
一般に、 前記のように圧延幅が広い場合、 各圧延機 5、 10には相当の圧延荷 重をかける必要がある。 そして、 圧延荷重が高くなると、 小径ゆえに作業ロール 1 1に応力の過大な部分を生じやすい後段の圧延機 10には力学的な対応が必要 になる。 とくに、 それら圧延機 10のうち最も上流側にあって圧延荷重が高くな る第 4段の圧延機 10については、 他のいずれの圧延機 5、 10よりも念入りな 応力対策が求められる。 図 7の圧延設備 1でも、 第 4段の圧延機 10において圧 延荷重は 3000トンに達する。 異径ロールミルである圧延機 10において前記 のようにオフセット量 e i、 e 2を定めたのは、 このような高い圧延荷重が作用す るにもかかわらず、 小径作業ロール 1 1の発生応力が過大にならないようにする ためである。
以下、 オフセット量 e i、 e2を
Figure imgf000010_0001
とした場合 （以下、 これを 「比較例」 という） と本実施形態とを比較しながら、 各作業ロール 1 1、 12の力学的検討結果について説明する。
圧延中の小径作業ロール 1 1および大径作業ロール 12に発生する応力は、 つ ぎのようにして算出される。 まず、 各作業ロール 1 1、 1 2が受ける荷重は、 a) 大径の作業ロールのみを回転駆動することにより、 被圧延材である鋼板 X を介して両作業ロール 1 1、 12に図 3のように作用する水平力 SR,および SR2、 b ) 圧延方向と直角な鉛直平面内で各作業ロールにかけられるロールベンダー 力 PB1および PB2 (図示せず。 いずれも大きざは 80トン）、
c) 上下から圧延荷重 （第 4段の圧延機 1 0において 3000 トン） がかかる とき、 4つのロール 1 1、 12、 13、 14等が接触し合うことにより図 2のよ うに作業ロール 1 1、 12に作用する水平力 PmTおよび PmB
の三種類である。 作業ロール 1 1、 12に作用する鉛直方向の力については、 補強ロール 13、 14から受ける力と鋼板 Xから受ける力とがつりあって打ち消 し合うため、 考慮する必要がない。 図 6に示す小径作業ロール 1 1においては、 前記 a) 〜c) の力が胴部 1 l bに作用し、 軸受 （図示せず） がその支持部分 1 1 cに及ぼす反力によってそれが支えられることになる。 これら a) 〜c) のそ れそれの力について、 圧延方向下流向き （図 2、 図 3中の白抜き矢印に沿う向き であり、 図の右向き） に作用するものを正として、 その大きさを検討する。 前記 a ) による水平力 S R および S R 2については、
Figure imgf000011_0001
の関係がある。 ただし、 は圧延荷重、 は小径作業ロール 1 1と鋼板 Xとの 間の接触範囲の角度であり、
-c o s— 1 [{DW!-2DW2AH/ (DW1 + DW2)} DWO によって求められる。 ΔΗは、 第 4段圧延機 10での入側板厚 H 1 (=3. 46 mm) と出側板厚 H 2 (=2. 22 mm) との差 （ 1.24 mm) である。
本実施形態、 比較例とも、 ΔΗより α = 4. 53° と分かり、 式 （ 1 )、 (2) より、
SRx= 1 18. 7 (トン）
SR2 = - 1 18. 7 (トン）
と算出される。
また、 前記 c) による水平力 PmTおよび PmBについては、 図 2により、
Figure imgf000011_0002
ただし SBi = PRt an [s in-1 {2 e2/ (DW! + DW2)}] SDi = PRt an [s in-1 {2 e x/ (DB+DWi)}]
SD2 = PRt an [s in-1 {2 (ei + e2) / (DB + DW2)}] と求められる。
本実施形態では、 θ ί-δπιπκ e 2 = 4 mmなので、 PR= 3000 (トン） などとともに式 （3)、 (4) に入れると、
Figure imgf000012_0001
= 23. 1 - 20. 6
=2. 5 (トン）
Figure imgf000012_0002
= 31. 7 + 23. 1
= 54. 8 (卜ン）
となる。 一方、 比較例では、 et Gmnu e 2= Ommであるから、 本実施形態 とは SB!、 SD2の値が異なり、
Figure imgf000012_0003
= 0-20. 6
= -20. 6 (トン）
Figure imgf000012_0004
= 19. 0 + 0
= 19. 0 (トン）
である。
作業ロール 11、 12のそれぞれに作用する総力（前記 a)〜c)の力の総和） 1ぉょび 1は、
Figure imgf000012_0005
F2= {(— SR2 + PmB) 2 + PB2 2} 1/2
にて求められ、 これに対する反力が図 6の小径作業ロール 11中の支持部分 11 c (および大径作業ロール 12における同様の支持部分） に生じる。 総力 お よび F2の大きさは、 上で求めたそれそれの力を kgf (lkgf = 9. 8N) に換算して用いることにより、 本実施形態の場合には、
Figure imgf000013_0001
F2= 102400 (kgf)
比較例の場合には、
Figure imgf000013_0002
F2= 127800 (kgf)
となる。 小径作業ロール 1 1の総力 F!について言えば、 力 SRiと力 PB1とがつ ねに正の値であるのに対し、 PmTすなわち SB!— SDiについては、上の SB Sl に関する式から、
2 e2/ (DWi+DW2) >2 e i/ (DB+DW
とすることによって負の値になり、 総力 を小さくするのに寄与する。 比較例 である e! Smnu e 2 = 0 mmでは、 その不等式が成立しないため、 総力 F i が大きい。
総力 F!および F2に等しい力が各作業ロール 1 1、 12の支持部分 （図 6の 1 l cなど） に作用するため、 各ロール 1 1、 12のロールネヅク部 （図 6の 1 1 nなど） には、 支持部分からロールネヅク部までの距離 L i、 L2に応じて曲げモ —メン !VLおよび] VI2が生じる。 そしてそこに、 各ロール 1 1、 12の断面係数
Ζκ Ζ 2とロールネック部の応力集中係数ひとに応じて曲げ応力び i、 び 2が発生 する。 一般に、 M=FXL、 Ζ = πΏΆ /32、 び = c xM/Zで各応力が求め られること （ただし Dは直径）、 小径作業ロール 1 1のロールネヅク部について L i= 26 5 mm、 D = 270mmであること、 大径作業ロール 12の口一ルネ ック部について L = 26 5 mm、 D = 270 mmであること、 および、 ロール の隅肉のとり方などから = 1. 8程度であることから、 各ロール 1 1、 12の 曲げ応力 σι、 び2はつぎのような値になる。
すなわち、 まず e i- Smnu e 2= 4 mmとした本実施形態では、
σι= 34. 8 (kgf /mm2)
σζ= 1 5. 9 (kgf/ mm')
となり、
Figure imgf000013_0003
0 mmとした比較例では、
σι= 39. 7 (k f /mm2)
σ2= 1 9. 9 (kgf mm2) となる （lkgfZmm2=9. 8x l 06Pa)。
以上のようにして、 e!= 6mmとし e2を変化させたときの各作業ロール 11、 12の総力 Fi、 F2およびロールネック部での曲げ応力び 、 び 2の大きさの変化 を求め、 それらの関係を線図に表すと図 4および図 5のようになる。 オフセット 量 e2が大きくなるほど、 小径作業ロール 11、 大径作業ロール 12とも総力 Fi および応力び 1が減少する。
図 5のように、 62< 0111111では小径作業ロ一ル11における応力び が 40 k ノ mm2を超える。 応力び！が 4 Okgf /mm2を超えると、 作業ロールの —般的材料であるニヅケルグレンを口一ル芯材 1 la (図 6のロール 11のうち 胴部 1 lbの表層肉盛部を除く部分） とする場合には耐用上の問題があるため、 オフセット量 e2は 0よりも大きく設定するのが好ましい。
一方、 オフセット量 e 2が e2≥ 7 mmになると、 作業ロール 11、 12間に通 される鋼板 Xの先頭部が上方へ反って進む頭上げの現象が発生し、 円滑な圧延が 行えなくなる。
したがって、前記のような圧延条件（圧延荷重、 ロール径、パススケジュール、 ロールベンダ一力など）においてオフセヅト量 e tを 6 mmに設定した場合には、 図 5中の斜線のない範囲、 すなわち
0 mm< e 2 < 7 mm
の範囲にオフセヅト量 e2をとるべきであるといえる。
産業上の利用の可能性
本発明は、 一対の異径の作業ロールを備えた圧延機を用いた薄板の圧延に利用 することができる。

Claims

請求 の 範 囲
1 . 上下の補強ロールの間に互いに直径の異なる一対の作業ロールを配置し、 それら作業ロールのうち大径の作業ロールのみを駆動することにより板材を圧延 して薄板を製造する方法であって、
前記一対の作業ロールのうち小径の作業口一ルを、 その回転軸線がミルセンタ 上またはそれより圧延方向下流側に位置するように配置すると共に、 前記大径の 作業ロールを、 その回転軸線が前記小径の作業ロールの前記回転軸線よりもさら に圧延方向下流側に位置するように配置して前記板材を圧延することを特徴とす る薄板の圧延方法。 ■
2 . 前記小径の作業ロールとして、 ロールネック部の直径が約 2 7 0 mm以 下の作業ロールを使用し、 圧延荷重を約 3 0 0 0トン以上にして圧延する際、 前 記ミルセン夕に対する前記小径の作業口一ルの前記回転軸線のオフセット量 e と、 前記小径の作業ロールの前記回転軸線に対する前記大径の作業ロールの前記 回転軸線のオフセット量 e 2とについて、
0 mm≤ e ι かつ 0 mm< e 2 < 7 mm
とすることを特徴とする請求項 1記載の薄板の圧延方法。
3 . 上下の補強ロールと、
前記上下の補強ロールの間に配置された互いに直径の異なる一対の作業ロール と、 を備え、
前記一対の作業ロールのうち大径の作業ロールのみに駆動源が接続されてお り、
前記一対の作業ロールのうち小径の作業ロールを、 その回転軸線がミルセン夕 上またはそれより圧延方向下流側に位置するように配置し、 前記大径の作業ロー ルを、 その回転軸線が前記小径の作業ロールの前記回転軸線よりもさらに圧延方 向下流側に位置するように配置したことを特徴とする薄板の圧延機。
4 . 前記小径の作業ロールは、 約 2 7 0 mm以下の直径を持つロールネック 部を有し、 前記ミルセン夕に対する前記小径の作業ロールの前記回転軸線のオフ セット量 と、 前記小径の作業ロールの前記回転軸線に対する前記大径の作業 ロールの前記回転軸線のオフセヅト量 e 2とが、
0 mm≤ e 1 かつ 0mm<e2<7mm
の範囲内で設定され得ることを特徴とする請求項 3記載の薄板の圧延機。
5. 前記小径の作業ロールの芯材として、 45 kg f Zmrn2以上の引張強 さを有するニッケルグレンロール、 ハイクローム口一ル、 ハイスロールまたはハ イス口一ルの鍛造品が使用されていることを特徴とする請求項 4記載の薄板の圧 延機。
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