WO2007129650A1 - 圧延ロール、圧延機および圧延方法 - Google Patents

圧延ロール、圧延機および圧延方法 Download PDF

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Tanehiro Kikkawa
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    • B21B2027/022—Rolls having tapered ends

Definitions

  • the present invention relates to a rolling roll, a rolling mill, and a rolling method for hot or cold rolling using a metal strip as a material to be rolled and correcting the crown or the like.
  • the rolling mill has a work roll (which may be called a CVC) having an S-shaped roll crown (sometimes called CVC) arranged on the top and bottom.
  • the relative roll is shifted (shifted) in the axial direction.
  • the roll gap is appropriately changed as shown in FIGS. 8 (a) to 8 (c), thereby correcting the plate crown.
  • a technique for correcting a plate crown with a roll having a similar roll crown is also disclosed in Patent Document 2.
  • a roll crown of a rolling roll used in a rolling mill described in Patent Documents 1 and 2 has a curve (roll profile) as shown in FIG. 6, for example. That is, the roll radius is expressed by a single function (such as a cubic function or a sine function) with respect to the axial length (roller length position) of the roll in the entire roll body.
  • the roll gap distribution is as shown in Fig. 7.
  • the rolling roll receives more concentrated load near the center and is more likely to bend.Therefore, the relative displacement in the direction of Fig. 8 (c) (S> 0 Increase a certain positive shift).
  • FIG. 2 describes a six-stage mill called an HC mill or the like in which flat rolls without crowns are arranged as upper and lower intermediate rolls so as to be relatively movable in the axial direction.
  • the intermediate roll is relatively moved in the axial direction, and the roll end is positioned near or at the inner side of the width of the plate, thereby increasing the bending effect of the work roll and correcting the plate crown.
  • Patent Document 4 shows an example in which a roll having an S-shaped roll crown is used instead of such a flat roll.
  • Patent Document 5 describes a rolling method in which taper grinding is performed on one end of a work roll having no crown, and the ground portion is positioned at the end in the width direction of the material to be rolled. ing. By reducing the contact pressure with the material to be rolled in the grinding part, edge drop (described later) can be reduced at the edge part (edge part) in the width direction of the plate.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-91807
  • Patent Document 2 JP 2001-252705 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 62-10722
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 63-30104
  • Patent Document 5 JP-A-55-77903
  • Patent Documents 1 and 2 The technology described in Patent Documents 1 and 2 is a force that can correct the plate crown by the action of the roll crown.
  • Plate such as edge drop (a phenomenon in which the corner of the edge portion disappears and the plate thickness becomes thin so as to hang down)
  • the shape of the width end cannot be corrected. That is, if an appropriate portal crown is set on the work roll and the relative position in the axial direction is appropriately determined, the force that can correct the plate crown over the entire plate width direction as shown in Fig. 8, as shown in Fig. 9. It is impossible to prevent an edge tip from occurring due to local restraint or the like by a work roll at the width direction end portion (edge portion).
  • Patent Document 5 Although the technique of Patent Document 5 is effective in reducing edge drop, the ability to correct the crown over the entire width of the plate is not high. Other measures are required, such as providing an intermediate roll with a large crown and adding a large-capacity vendor.
  • the invention according to the claims can reduce edge drop by force if the plate crown of the material to be rolled can be effectively corrected, and the force is also due to a local increase in linear pressure between rolls.
  • the present invention provides a rolling roll, a rolling mill and a rolling method that do not cause roll damage. Means for solving the problem
  • the rolling roll of the invention further comprises a roll crown, • Minimal point force
  • the end area to the nearest roll end has a slope that is gentler than the extension of the function in the center area (that is, the radius increases gradually toward the end of the roll, or the radius increases Preferably, it is formed by a curve as a function.
  • the radius to the roll end is reduced by a function having a gentler slope in the end area to the nearest roll end than the function of the central area.
  • the curve part where the way of increase is gentle is formed. Since the method of increasing the radius is slow, it is unlikely that the contact line pressure with other rolls will be excessive in this vicinity. Therefore, inconveniences such as local roll damage such as spalling or forced short-term roll replacement can be avoided.
  • This action is also applicable when the rolling roll of the invention is used for any of the work rolls, intermediate rolls, and backup rolls in a rolling mill.
  • the cosine function is a smooth curve including a maximum value point and a minimum value point within a specific range and having an inflection point in the middle.
  • the roll gap becomes a quadratic equation and becomes a gentle force with no inflection point over the entire length. It can be said that the adoption is advantageous in strongly correcting the plate crown.
  • the cosine function and the quadratic function can be easily continued smoothly at the above-mentioned maximum and minimum points.
  • the rolling mill according to the present invention includes a pair of upper and lower rolls each having a point-symmetric roll crane with respect to the center of the cross section of the material to be rolled, and is moved relative to the axial direction in the axial direction.
  • the above-described rolling roll is disposed as a pair of rolls (work roll, intermediate roll, or backup roll) on a rolling mill for correcting the volume.
  • this rolling mill can appropriately correct the plate crown and reduce the edge drop. Since the roll bending can be performed effectively, the correction capability of the plate crown is extremely high. Since it is possible to avoid the inconvenience of increasing the contact line pressure with other rolls, roll damage due to spalling is unlikely to occur.
  • the rolling rolls it is particularly preferable to arrange the rolling rolls as a pair of work rolls. If the above-mentioned roll crown is formed on the work roll in contact with the material to be rolled, the work crown directly affects the material to be rolled with the correction of the plate crown and the reduction of edge drop! It is a force that can produce a remarkable effect. The function is easily demonstrated even when the rolling load is small!
  • the rolling rolls may be arranged as a pair of intermediate rolls. Even in that case, an appropriate roll gap is formed between the work rolls according to the roll crown of the rolling roll, and a portion where the gap is widened and the binding force is relaxed is also formed. The ability to correct the crown and reduce edge drop is demonstrated. When placed on the intermediate roll in this way, there is also an advantage that roll bending can be effectively applied to the work roll.
  • the above-described rolling rolls can be arranged as a pair of backup rolls. Even in that case, there are also the following effects, which have the same merit as above.
  • flat and smooth rolls can be used as work rolls, the surface properties of the material to be rolled are increased, and therefore it is easy to meet quality requirements as a four-high rolling mill for aluminum or tin plate. Since it is usually applied as a backup roll for a 4-high mill, there is an advantage that the number of rolls can be reduced as compared with the case of a 6-high mill.
  • a bending mechanism may be provided on the work roll or the intermediate roll. It does not matter whether the roll (work roll or intermediate roll) to which the bending mechanism is attached has the above-mentioned roll crown. If the work roll or the intermediate roll is roll-bended by such a bending mechanism, the correction capability of the plate crown by the roll crown can be supplemented. Even when the roll gap is set by setting the relative position in the axial direction for the pair of rolling rolls formed with the above-mentioned crown crown, depending on the properties of the material to be rolled and the corresponding rolling load, the plate crown may not be sufficient. There is a possibility that it cannot be corrected. In such a case, if roll bending is applied to the work roll or intermediate roll by the above bending mechanism, the plate crown can be corrected more appropriately.
  • the roll gap corresponding to the sheet width of the material to be rolled (that is, the roll gap suitable for correcting the sheet crown for the material to be rolled) is obtained by the pair of rolling rolls.
  • the maximum point force at the roll crown is positioned at either the upper or lower position across the widthwise end of the material to be rolled so that the end area to the nearest roll end is located. Function and maximum point force It is preferable to define a function up to the nearest roll end.
  • the pair of rolling rolls may be an intermediate roll in a 6-stage mill, a backup roll in a 4-stage mill or a 6-stage mill!
  • the plate is formed according to the sheet width of the material to be rolled.
  • the axial relative position of the rolling roll is also determined so that a roll gap suitable for correcting the crown is formed.
  • the width of the material to be rolled is a portion where the amount of enlargement (dimension) is an appropriate level and the restraining force is appropriately relaxed among the enlarged portions of the gap.
  • the function having a steep slope provided in the end region should be appropriately determined.
  • the function of the end region is determined taking into consideration that the restraint force relaxation portion is formed to such an extent that necessary roll bending can be applied depending on the rolling load.
  • the rolling method of the present invention uses the above rolling mill and rolls closest to the maximum point of the roll crown at any position above and below the widthwise end of the material to be rolled.
  • the rolling rolls are rolled relative to each other in the axial direction so that an end region to the end (particularly preferably, a portion having an appropriate gap expansion amount) is located.
  • appropriate rolling can be performed simply by determining the axial position of the rolling roll in relation to the position of the end in the width direction of the material to be rolled.
  • an appropriate roll gap that can correct the sheet crown is formed between the pair of rolling rolls, so that the correction of the sheet crown and the reduction of the edge drop can be realized at the same time. It is. If there is a case where the sheet crown cannot be sufficiently corrected when the axial position of the rolling roll is determined in this way, in that case, the work roll or intermediate roll may be bent to compensate for the correction.
  • FIG. 1 is a diagram showing a roll curve of a rolling roll constructed according to the invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a roll gap distribution when rolling rolls having the curve of FIG. 1 are arranged point-symmetrically in the vertical direction and each roll is shifted in the axial direction according to the sheet width.
  • FIG. 3 Diagram showing the relative position and roll gap distribution of rolls 1 and 2 when rolling rolls 1 and 2 are negatively shifted to roll a relatively wide workpiece p (Fig. 3 (b)), FIG. 3 is a view showing a sheet crown and the like during rolling (FIG. 3 (a)).
  • FIG. 4 Diagram showing the relative position and roll gap distribution of rolls 1 and 2 when rolling rolls 1 and 2 are shifted slightly positive to roll medium width material p
  • FIG. 4 is a view showing a sheet crown and the like during rolling (FIG. 4 (a)).
  • FIG. 5 Diagram showing the relative position of rolls 1 and 2 and roll gap distribution when rolls 1 and 2 are positively shifted to roll material p of force and width
  • FIG. 5 is a view showing a sheet crown and the like during rolling (FIG. 5 (a)).
  • FIG. 6 is a view showing a roll curve in a conventional rolling roll.
  • FIG. 7 is a view showing a roll gap when the rolling roll of FIG. 6 is used.
  • FIG. 8 is a diagram showing a conventional rolling mill, in which FIG. 8 (a) is a zero shift state where the rolling roll is not shifted in the axial direction, FIG. 8 (b) is a negative shift state, and FIG. 8 (c). Indicates the plus-shifted state!
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing edge drops that tend to occur on a material to be rolled p in a conventional rolling mill.
  • FIGS. 1 to 5 show a rolling mill using the inventive rolling roll as a pair of work rolls in a four-stage mill.
  • FIG. 1 is a diagram showing roll curves of rolling rolls 1 and 2 (see FIG. 3 etc.) constructed according to the invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a roll gap distribution between both rolls 1 and 2 when each of them is shifted by 100 mm, Omm, and +100 mm.
  • FIG. 3 shows the relative position of rolls 1 and 2 and the roll gap distribution when rolls 1 and 2 are negatively shifted to roll a relatively wide workpiece (strip steel plate) p ( Figure 3 ( b)),
  • FIG. 3 is a view (FIG. 3 (a)) showing a sheet crown and the like when a load is applied by a rolling mill.
  • Figures 4 (a) and (b) show the same figure when rolling rolls 1 and 2 are shifted slightly positive to roll medium-width material p
  • Figure 5 (a) b) is a similar diagram when the rolls 1 and 2 are greatly shifted to roll a material p having a fairly narrow width.
  • the illustrated rolling mill is a four-stage mill in which the large-diameter backup rolls 3 and 4 are arranged on the back surface of the work rolls using the rolling rolls 1 and 2, and the invention is limited to this. Needless to say, things.
  • a roll crown having a maximum value point and a minimum value point and having a smooth continuous curve force is formed on the body of the rolling rolls 1 and 2.
  • the relationship between the roll radius and roll length at each point in the roll crown was not determined by a single function over the entire length, but different functions were adopted for each of the following three areas. . That is, a) A cosine function including a local minimum point and a local maximum point is adopted in the central region from the local minimum point to the local maximum point, and b) local maximum point force.
  • a quadratic function that has a steeper slope than the cosine function (the slope of the broken line in the figure) is adopted for the end area up to c). In the end area up to the end of the roll, a quadratic function with a gentler (nearly zero) slope is adopted than when the cosine function is followed (the slope of the broken line in the figure).
  • Fig. 1 The maximum point, minimum point, center region, end region (for maximum point force), and end region (for minimum point force) shown in Fig. 1 are the same for the roll 1 shown in Fig. 3 (b). Represented by the symbols 11, 12, 13, 14, and 15, respectively.
  • FIG. 1 When the pair of rolling rolls 1 and 2 are arranged in a vertical position that is point-symmetric in the same plane as shown in FIG. With the roll crown, an appropriate roll gap can be formed between the rolling rolls 1 and 2, and the plate crown of the material P to be rolled can be appropriately corrected and flattened.
  • Figure 2 shows the distribution of the roll gap in the width direction of the material to be rolled p when the relative positions of the rolling rolls 1 and 2 are determined according to the width of each sheet, and the outline of the roll gap in such a case is as follows. The shape (exaggerated) is shown in Fig. 3 (b) to Fig. 5 (b). The narrower the sheet width of the material to be rolled, p, the easier it is for the rolls 1 and 2 to bend under a concentrated load. A roll gap is formed so that the vicinity is narrowed.
  • the rolls 1 and 2 have an inclined portion in which the roll radius decreases steeply in the end region 14 from the above-mentioned maximum value point 11 to the nearest roll end, FIG. 2, FIG. 3, etc.
  • the roll gap shown in Fig. 2 expands, in other words, a restraint relaxation portion is formed from the local maximum point 11 to the roll end.
  • Such restraint relief portions are located between the rolling rolls 1 and 2 and the material to be rolled p and between the rolling rolls 1 and 2 and the backup rolls 3 and 4 at the upper and lower positions of the end region 14 described above. This is the part where the contact pressure between them gradually decreases.
  • the restraint of the material ⁇ to be rolled is relaxed, it is possible to effectively reduce the edge drop by placing the width direction end (edge portion) of the material ⁇ to be rolled in this portion.
  • the restraint of the work roll intermediate roll when the rolling mill is a 6-high mill
  • the roll can be sufficiently rolled and the plate crown can be more appropriately It can also be modified.
  • the roll crown of 3 modify the plate crown of the material to be rolled ⁇
  • the rolls 1 and 2 are shifted in the axial direction as much as possible, a) If the plate width is wide, widen the gap between the maximum value points 11 of rolls 1 and 2 (see Fig. 3), b) If it is narrow, the plate crown can be corrected by narrowing the gap so that the convex portion of the roll curve approaches the outside.
  • the function is set so that it is preferable that the edge of the rolled material p is located just outside the maximum of 11 points (edge region), the plate crown should be corrected.
  • Rolling rolls 1 and 2 can be used so that the edge drop can be reduced as well.
  • the maximum point is located at the distance a of the roll body length center force
  • the minimum point is at the end force distance b of the same length of the roll month
  • the radius between the maximum point and the minimum point is Let A be the difference in minutes.
  • X is a force representing an arbitrary position in the axial direction from the roll drum end.
  • c is a coefficient that determines the gentleness of the curve.
  • the maximum point force to the nearest roll barrel end is expressed by the following quadratic expression that is steeper than the curve length expressed by the above formulas (1) and (2).
  • f (X) -d (XL / 2-a) 2 + R0 + A / 2 ('4)
  • d is a coefficient that determines the steepness of the curve.
  • FIG. 6 shows a roll curve when the roll body length is uniquely expressed by a cosine function, which is one of the prior arts
  • FIG. 7 shows the roll gap.
  • the maximum value and the minimum value are the same as those of the present invention.
  • the rolling roll, rolling mill and rolling method of the invention can be effectively used in the hot or cold rolling industry using a metal strip as a material to be rolled.

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Abstract

【課題】　被圧延材の板クラウンを効果的に修正可能であるばかりでなく、エッジドロップを低減することができ、しかも、局所的なロール間線圧上昇によるロール損傷が起こらない圧延ロール、圧延機および圧延方法を提供する。 【解決手段】　ロールクラウンを、極大値点と極小値点とを有する連続曲線であって、極大値点と極小値点とにはさまれた中央域を1つの関数とし、極大値点から最寄のロール端までの端部域を、中央域の関数の延長よりも急勾配の傾斜をもつ（つまり当該ロール端に近づくにつれての半径の減り方が激しい）関数とした曲線によって形成した。

Description

明 細 書
圧延ロール、圧延機および圧延方法
技術分野
[0001] 請求項に係る発明は、金属の帯板を被圧延材とし、そのクラウン等を修正しながら 熱間または冷間圧延するための圧延ロール、圧延機および圧延方法に関するもので ある。
背景技術
[0002] 圧延機によって金属帯板を圧延する場合、圧延荷重によってロールがたわむことか ら、板の中央 (幅方向における中央)付近が端部（幅方向における端部)付近に比べ て厚くなると 、う、 V、わゆる板クラウンが発生しがちである。
[0003] 板クラウンを修正する機能のある圧延機として、特許文献 1に記載のものが知られ ている。その圧延機は、図 8に示すように表面に S字状のロールクラウン (CVCと呼ば れることもある）をもつワークロール（ただし中間ロールやバックアップロールでもよい） を上下に配置し、そうした一対のロールを軸方向に相対移動（シフト）させるものであ る。当該一対のロールを、板の幅や断面形状等に合わせて相対移動させることにより 図 8 (a)〜（c)のようにロールギャップを適宜変化させ、もって板クラウンを修正する。 同様のロールクラウンを有するロールによって板クラウンを修正する技術は、特許文 献 2にも開示されている。
[0004] 特許文献 1 · 2に記載された圧延機に使用されている圧延ロールのロールクラウンは 、たとえば図 6のようなカーブ（ロールプロフィール）を有している。すなわち、ロール 半径が、ロールの胴部全域において、ロールの軸方向長さ（胴長位置）についてのた だ一つの関数 (三次関数またはサイン関数等)で表されるものである。そのようなロー ルクラウンをもつ圧延ロールをワークロールとする場合、ロールギャップの分布は図 7 のようになる。被圧延材とする金属帯板の幅が狭いほど、圧延ロールは中央付近に 集中的に荷重を受けることとなってたわみやすいため、図 8 (c)の向きの相対移動量 (S >0であるプラスシフト）を増やす。そして逆に、板の幅が広いほど、圧延ロールは 広く分布荷重を受けてたわみが生じにく 、ため、図 8 (b)の向きの相対移動量 (Sく 0 であるマイナスシフト）を増やす。そのように板幅に応じて適切な相対移動量が異なる こと力 、図 7のように、設定するロールギャップが板幅によって異なるのである。
[0005] 他の方法で板クラウンを修正する例として特許文献 3の技術がある。当該文献 (の 第 2図）には、上下の中間ロールとしてクラウンのない平ロールを軸方向に相対移動 可能に配置した、 HCミルなどと呼ばれる 6段ミルが記載されている。その中間ロール を軸方向に相対移動させて、ロール端を板幅端部付近またはそれより内側の位置に おくことにより、ワークロールのベンディング効果を増大させて板クラウンを修正するの である。
また特許文献 4には、そうした平ロールに代えて S字状のロールクラウンをもつロー ルを使用する例が示されている。
[0006] そのほか、特許文献 5には、クラウンを有しないワークロールの片側端部に先細り（ テーパー)研削を施し、被圧延材の幅方向端部に当該研削部分を位置させる圧延 方法が記載されている。当該研削部分において被圧延材との接触圧力が減少するこ とにより、板の幅方向端部（エッジ部）においてエッジドロップ (後述）を軽減できる、と している。
特許文献 1 :特開昭 57— 91807号公報
特許文献 2：特開 2001— 252705号公報
特許文献 3：特公昭 62— 10722号公報
特許文献 4：特開昭 63 - 30104号公報
特許文献 5：特開昭 55 - 77903号公報
[0007] 特許文献 1 · 2に記載の技術は、ロールクラウンの作用によって板クラウンの修正を 行えるものではある力 エッジドロップ (垂れ下がるようにエッジ部の角がなくなり板厚 が薄くなる現象)など板幅端部の形状を修正することはできない。すなわち、適切な口 ールクラウンをワークロールに設定しその軸方向の相対位置を適切に定めると図 8の ように板幅方向の全域に渡って板クラウンの修正を行える力 図 9に示すとおり、板の 幅方向端部（エッジ部）には、ワークロールによる局部的な拘束等に起因してエッジド 口ップが発生することを防止できない。そのほか、バックアップロールを配置したとき、 ワークロールの端部付近がそのバックアップロールと接触し拘束されているため、口 ールベンディングを強く効かせて板クラウンを修正することができない。また、 S字状 のロールクラウンにおける一方の端部にロール径が増大する部分（図 8の符号 #の 部分）があるため、 4段 · 6段ミル等においてはバックアップロール等との間の接触線 圧が過大となって局所的なスポーリング等を起こし、ロール損傷が発生したりロール 寿命が短くなつたりする場合がある。
[0008] 特許文献 3 · 4の技術では、ロール端部の拘束がな 、ためにロールベンディングを 効果的に付加できる力 中間ロールと他のロールとの接触長さが短い状態で圧延を 行うためにロール間線圧が増加し、それに起因してスポーリングなどのロール損傷が 発生しやすいと予想される。ロールクラウンがない場合（引用文献 3)には、板クラウン の修正能力が十分には発揮されな 、と 、う不利もある。
[0009] 特許文献 5の技術は、エッジドロップの低減に有効ではあるが、板幅全域に渡るクラ ゥンの修正能力が高くないため、板クラウンを十分に修正するためには、 S字状の口 ールクラウンをもつ中間ロールを設けたり大容量のベンダーを付加したりするなど、別 の手段が必要になる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 請求項に係る発明は、被圧延材の板クラウンを効果的に修正可能であるば力りで なぐエッジドロップを低減することができ、し力も、局所的なロール間線圧上昇による ロール損傷が起こらな ヽ圧延ロール、圧延機および圧延方法を提供するものである。 課題を解決するための手段
[0011] 請求項に係る発明の圧延ロールは、ロールクラウンを、
• 極大値点と極小値点とを有する連続曲線であって、
• 極大値点と極小値点とにはさまれた中央域を 1つの関数とし、
• 極大値点力 最寄のロール端までの端部域を、中央域の関数の延長よりも急勾 配の傾斜をもつ（つまり当該ロール端に近づくにつれての半径の減り方が激 、）関 数とした曲線 (全体がなめらかに連続した曲線）によって
形成したことを特徴とする。
[0012] こうした圧延ロールは、図 3 (b)のように同一平面内で点対称の関係となる上下位置 に一対が配置されるとき、極小値点と極大値点との間の中央域 (上記 1つの関数によ る曲線部分)の間に、連続的に変化するロールギャップが形成され、これが板クラウン の制御のために機能する。つまり、図 8のものと同様、当該一対の圧延ロールの軸方 向の相対位置を適切に定めることにより、適切なロールギャップを定めて板クラウンを 修正することができる。
一方、この圧延ロールのうち極大値点力 最寄のロール端までの端部域には、中 央域の関数によるよりも急勾配の傾斜をもつ関数によって、ロール端にかけての半径 の減り方が激しい曲線部分が形成されている。したがつてこの部分には、上記した中 央域にて形成されるロールギャップに続いてギャップの拡大部分が存在することとな る。ここでは、圧延ロールと被圧延材との間についても、または他のロール（ワーク口 ール、中間ロールまたはバックアップロールのいずれ力）との間についても拘束力（接 触強さ）が緩和されるため、ここに被圧延材の幅方向端部を位置させれば、当該被圧 延材につ 、てエッジドロップを低減でき、または十分なロールベンディングを作用さ せることも可能になる。なお、図 3 (a) · (b)等では請求項に係る圧延ロールをワーク口 ールに使用している力 6段ミルにおける中間ロールや、 4段ミルもしくは 6段ミルにお けるノ ックアップロールに当該圧延ロールを使用する場合にも、同様の部分で拘束 力が緩和されることから同様の作用がもたらされる。
つまり、この圧延ロールを使用すれば、板クラウンを適切に修正できるだけでなくェ ッジドロップを同時に低減することができ、また、必要に応じて効果的にロールべンデ イングを作用させることが可能になる。
なお、この圧延ロールでは極大値点と極小値点とを有する曲線を採用することから 、被圧延材の幅が広い場合に、幅方向全域においてロールギャップが均一なゼロク ラウン（たとえば図 2中に「広幅用クラウン、 S =— 100mm」と示したもの。板幅 1200 mmのほぼ全域でロールギャップが均一である）や、通常とは逆に板幅方向の端部 付近の方がロールギャップが小さめになるマイナスクラウンを実現することも可能にな る。したがって、広範囲に及ぶ種々の圧延条件において適切な板クラウン修正が行 えると 、える。
発明の圧延ロールはさらに、ロールクラウンを、 • 極小値点力 最寄のロール端までの端部域を、中央域の関数の延長よりも緩い 勾配の傾斜をもつ（つまり当該ロール端に近づくにつれての半径の増え方が緩やか な、または半径が変化しない）関数とした曲線によって形成すると好ましい。
[0014] このようにした圧延ロールでは、極小値点力 最寄のロール端までの端部域に、中 央域の関数によるよりも緩い勾配の傾斜をもつ関数によって、ロール端にかけての半 径の増え方が緩やかな曲線部分が形成されている。半径の増え方が緩やかであるた めに、この付近において他のロールとの接触線圧が過大になる事態が生じにくい。し たがって、局所的にスポーリング等のロール損傷が発生したりロールの短期交換を余 儀なくされたりする不都合が避けられることになる。なお、この作用も、圧延機におけ るワークロール、中間ロール、バックアップロールのうちいずれのロールに発明の圧 延ロールを使用する場合にも当てはまるものである。
[0015] 発明の圧延ロールについては、たとえば、
• 上記した中央域をコサイン関数 (の曲線)とし、極大値点力もの上記の端部域、ま たはさらに極小値点力もの上記の端部域を 2次関数 (の曲線）とするのがよい。
コサイン関数は、特定の範囲内に極大値点と極小値点とを含むとともにそれらの中 間部に変曲点を有するなめらかな曲線である。これにより形成されたロールクラウン が被圧延材の断面中央に関して点対称になるように一対の圧延ロールを配置して軸 方向に相対移動させると、板クラウンを修正するのに適したロールギャップを当該口 ールクラウンの間に形成することが可能である。圧延ロールをそのように配置 ·移動す る場合、ロールギャップがサイン関数となって板中央部から板端部の間で変曲点が でき、板クラウンを板幅中央部まで効果的に強く修正できるからである。従来一般的 に採用されている三次関数を上下ロールの中央域に採用した場合には、ロールギヤ ップが二次式となり全長にわたって変曲点のないなだら力ものとなるため、コサイン関 数を採用すると板クラウンを強く修正するうえで有利であるといえる。また、コサイン関 数と 2次関数とは、上記の極大値点および極小値点においてなめらかに連続させる ことが容易でもある。
[0016] 請求項に係る発明の圧延機は、被圧延材の断面中央に関して点対称なロールクラ ゥンをそれぞれ有する上下一対のロールを軸方向に相対移動させて被圧延材のクラ ゥンを修正する圧延機にぉ 、て、上記 、ずれかの圧延ロールを上記一対のロール（ ワークロール、中間ロールまたはバックアップロール）として配置したことを特徴とする
上記した圧延ロールの作用により、この圧延機では、板クラウンを適切に修正できる とともにエッジドロップを低減することができる。効果的にロールベンディングを行うこ ともできるので、板クラウンの修正能力は極めて高いといえる。他のロールとの接触線 圧が増大する不都合を避けることも可能なので、スポーリング等によるロールの損傷 も発生しがたい。
[0017] こうした圧延機においては、とくに、上記の圧延ロールを一対のワークロールとして 配置するのが好ましい。被圧延材に接触するワークロールに上記のロールクラウンを 形成したなら、板クラウンの修正およびエッジドロップの低減と!/、う機能をそのワーク口 一ルが被圧延材に対して直接に及ぼし、顕著な効果を得られる力 である。圧延荷 重が小さ!/ヽ場合にも機能が発揮されやす!ヽ。
[0018] あるいは、上記の圧延ロールを一対の中間ロールとして配置するのもよい。その場 合にも、上記圧延ロールが有するロールクラウンにしたがってワークロール間に適切 なロールギャップが形成され、ギャップの拡大部分であって拘束力の緩和される部分 も形成されることから、やはり板クラウンを修正しエッジドロップを低減する機能が発揮 される。こうして中間ロールに配置した場合には、ワークロールに対して効果的にロー ルベンディングを効力せられるという利点もある。
なお、上記の圧延ロールを、一対のバックアップロールとして配置することも可能で ある。その場合にも上記と同様のメリットがある力 とくにつぎのような効果もある。すな わち、ワークロールとして平坦 '平滑なロールを使用できるので被圧延材の表面性状 を高めやすぐしたがってアルミ用やブリキ原板用の 4段圧延機等として品質要求に 応えやすい。通常は 4段圧延機のバックアップロールとして適用されるので、 6段の場 合よりもロール本数が少なくてすむという利点もある。
[0019] 上記した発明の圧延機においては、ワークロールまたは中間ロールにベンディング 機構を設けるとよい。ベンディング機構を付設するそのロール (ワークロールまたは中 間ロール）が上記したロールクラウンを有する力否かは問わな 、。 そうしたベンディング機構によりワークロールや中間ロールをロールベンディングさ せると、上記のロールクラウンによる板クラウンの修正能力を補うことができる。上記口 ールクラウンを形成した一対の圧延ロールについて軸方向の相対位置を定めてロー ルギャップを設定したときも、被圧延材の性状やそれに対応する圧延荷重の大きさに よっては板クラウンを十分には修正できない場合があり得る。そのような場合、上記の ベンディング機構にてワークロールまたは中間ロールにロールベンディングを効かせ れば、板クラウンをより適切に修正できるわけである。
発明の圧延機では、とくに、被圧延材の板幅に応じたロールギャップ (つまりその板 幅の被圧延材につ 、て板クラウンを修正するに適したロールギャップ）を上記一対の 圧延ロールによって形成すべく当該一対のロールの軸方向の相対位置を定めたとき
、その被圧延材の幅方向端部をはさむ上下いずれかの位置に上記ロールクラウンに おける極大値点力 最寄のロール端までの端部域が位置することとなるよう、上記中 央域の関数および極大値点力 最寄のロール端までの関数を定めるのが好ましい。 なお、上記一対の圧延ロールは、ワークロールのほか、 6段ミルにおける中間ロール 、 4段ミルもしくは 6段ミルにおけるバックアップロールの!/、ずれとしてもよ!/、。
こうした圧延機によれば、被圧延材の板幅に対応づけて板クラウンを修正できるよう 上記一対の圧延ロールの軸方向の相対位置を定めるとき、その被圧延材の幅方向 端部をはさむ位置に、極大値点力 最寄のロール端までの端部域が位置する。当該 端部域には、前記のとおりギャップの拡大した部分があって拘束力が緩和されること から、上記の位置関係にあるとき、被圧延材の幅方向端部においてエッジドロップが 低減されるとともに、ワークロールまたは中間ロールを効果的にベンディングさせるこ とが可能になる。つまり、この圧延機なら、板クラウンの修正のために圧延ロールの相 対位置を定めるとき、エッジドロップの低減についても同時に効果的に行えることとな る。また逆に、エッジドロップを低減させるベく被圧延材の幅方向端部をはさむ一方 の位置に上記圧延ロールの当該端部域を位置させるだけで、被圧延材の板幅に応 じて板クラウンを修正するに適したロールギャップが形成されるよう上記圧延ロールの 軸方向相対位置が定まることにもなる。
なお、上記のように圧延ロールの軸方向相対位置を定めたとき、被圧延材の幅方 向端部をはさむ上下いずれかの位置は、上記したギャップの拡大部分のうち拡大の 量 (寸法)が適切な程度であって前記拘束力が適切に緩和される箇所であるのが望 ましい。そのためには、上記端部域に設ける急勾配の傾斜をもつ前記関数をも適切 に定めるのがよい。また、圧延荷重の大小に応じて必要なロールベンディングを付カロ できる程度に拘束力緩和部分が形成されるようにも配慮して当該端部域の関数を定 めるのが、さらに好ましい。
[0021] 請求項に係る発明の圧延方法は、上記の圧延機を使用し、被圧延材の幅方向端 部をはさむ上下いずれかの位置に、上記ロールクラウンにおける極大値点から最寄 のロール端までの端部域 (とくに好ましくは、適切なギャップ拡大量を有する部分)が 位置するよう、上記圧延ロールを軸方向に互 ヽに相対移動させたうえ圧延することを 特徴とする。
この圧延方法によれば、上記のように被圧延材の幅方向端部の位置との関係で圧 延ロールの軸方向位置を定めるだけで適切な圧延を実施できる。そうして圧延ロー ルの軸方向位置を定めると、板クラウンを修正できる適切なロールギャップが一対の 圧延ロール間に形成され、したがって板クラウンの修正とエッジドロップの低減とが同 時に実現するからである。なお、こうして圧延ロールの軸方向位置を定めたとき十分 には板クラウンを修正できない場合があれば、その場合には、ワークロールまたは中 間ロールをベンディングさせてその修正を補うのがよい。 図面の簡単な説明
[0022] [図 1]発明にしたがって構成した圧延ロールのロールカーブを示す図である。
[図 2]図 1のカーブをもつ圧延ロールを上下に点対称に配置したうえ、板幅に応じて 各ロールを軸方向にシフトさせたときのロールギャップ分布を示す図である。
[図 3]比較的広幅の被圧延材 pを圧延すべく圧延ロール 1 · 2をマイナスシフトさせたと きのロール 1 · 2の相対位置やロールギャップ分布を示す図（図 3 (b) )、および、圧延 中の板クラウン等を示す図（図 3 (a) )である。
[図 4]中幅の被圧延材 pを圧延すべく圧延ロール 1 · 2をややプラスにシフトさせたとき のロール 1 · 2の相対位置やロールギャップ分布を示す図（図 4 (b) )、および、圧延中 の板クラウン等を示す図（図 4 (a) )である。 [図 5]力なり狭幅の被圧延材 pを圧延すべく圧延ロール 1 · 2をプラスシフトさせたとき のロール 1 · 2の相対位置やロールギャップ分布を示す図（図 5 (b) )、および、圧延中 の板クラウン等を示す図（図 5 (a) )である。
[図 6]従来の圧延ロールにおけるロールカーブを示す図である。
[図 7]図 6の圧延ロールを使用する場合のロールギャップを示す図である。
[図 8]従来の圧延機について示す図であり、図 8 (a)は圧延ロールを軸方向にシフトさ せていないゼロシフトの状態、同（b)はマイナスシフトさせた状態、同（c)はプラスシフ トさせた状態をそれぞれ示して!/ヽる。
[図 9]従来の圧延機において被圧延材 pに発生しがちなエッジドロップについて示す 概念図である。
符号の説明
[0023] 1 - 2 圧延ロール
3 -4 バックアップロール
11 極大値点
12 極小値点
13 中央域
14 (極大値点力 の)端部域
15 (極大値点力 の)端部域
P 被圧延材
発明を実施するための最良の形態
[0024] 発明の実施形態として、 4段ミルにおける一対のワークロールに発明の圧延ロール を使用する圧延機につき、図 1〜図 5を示す。まず図 1は、発明にしたがって構成した 圧延ロール 1 · 2 (図 3等参照）のロールカーブを示す図である。図 2は、図 1のカーブ をもつ圧延ロール 1 · 2を上下に点対称に配置したうえ、板幅に応じて各ロール 1 · 2を 軸方向のマイナスおよびプラスの向きにシフト（S=— 100mm、 Omm、 + 100mmの 各シフト）させたときの、両ロール 1 · 2間のロールギャップ分布を示す線図である。図 3 は、比較的広幅の被圧延材 (帯状鋼板) pを圧延すべく圧延ロール 1 · 2をマイナスシ フトさせたときのロール 1 · 2の相対位置やロールギャップ分布を示す図（図 3 (b) )、お よび、圧延機にて荷重をかけた際の板クラウン等を示す図（図 3 (a) )である。また図 4 (a) · (b)は、中幅の被圧延材 pを圧延すべく圧延ロール 1 · 2をややプラスにシフトさ せたときの同様の図、そして図 5 (a) · (b)は、かなり狭幅の被圧延材 pを圧延すべく圧 延ロール 1 · 2を大きくプラスシフトさせたときの同様の図である。
なお、図示の圧延機は、上記圧延ロール 1 · 2を使用するワークロールの背面に大 径のバックアップロール 3 ·4を配置した 4段ミルである力 発明の実施がこれにのみに 限定されるものでな 、ことは言うまでもな 、。
[0025] 圧延ロール 1 · 2の胴部には、図 1に示すように極大値点と極小値点とを有するなめ らかな連続曲線力もなるロールクラウンを形成している。しかし、そのロールクラウンに おける各点のロール半径とロール胴長との関係は、胴長全域において一つの関数に より定めたのではなく、下記の三つの区域に分けてそれぞれ異なる関数を採用した。 すなわち、 a)極小値点から極大値点までの中央域には、極小値点と極大値点とを含 むコサイン関数を採用し、 b)極大値点力 図示右方の最寄のロール端までの端部域 には、上記コサイン関数にしたがう場合（図示の破線の傾斜となる）よりも急勾配の傾 斜となる二次関数を採用し、 c)極小値点力 図示左方の最寄のロール端までの端部 域には、上記コサイン関数にしたがう場合（図示の破線の傾斜となる）よりも緩い（ほと んどゼロの）勾配の傾斜となる二次関数を採用している。
図 1に示す極大値点、極小値点、中央域、（極大値点力 の)端部域、（極小値点 力 の）端部域は、図 3 (b)に示す圧延ロール 1においては符号 11、 12、 13、 14、 15 によってそれぞれ表される。
[0026] 一対の圧延ロール 1 · 2を、たとえば図 3のように同一平面内で点対称の関係となる 上下位置に配置して両者の軸方向相対位置を適切に定めると、上記中央域 13での ロールクラウンにより圧延ロール 1 · 2間に適切なロールギャップを形成でき、被圧延 材 Pの板クラウンを適切に修正して平坦ィ匕することができる。各板幅に対応づけて圧 延ロール 1 · 2の相対位置を定めたとき被圧延材 pの幅方向にみたロールギャップの 分布は図 2のとおりであり、そのような場合のロールギャップの概形 (誇張して表すも の）は図 3 (b)〜図 5 (b)に示すようになる。被圧延材 pの板幅が狭いほど圧延ロール 1 · 2は集中的な荷重を受けてたわみやすくなるため、幅方向の端部に比べて中央部 付近が狭くなるようにロールギャップを形成する。
[0027] 圧延ロール 1 · 2には、上記の極大値点 11から最寄りのロール端までの端部域 14に 急勾配でロール半径が縮小する傾斜部分が存在するため、図 2·図 3等に示すロー ルギャップが拡大する、いわば拘束緩和部分が当該極大値点 11からロール端にか けて形成される。そうした拘束緩和部分は、上記の端部域 14の上下位置において、 圧延ロール 1 · 2と被圧延材 pとの間および圧延ロール 1 · 2とバックアップロール 3 ·4と の間にあり、ロール端にかけて相互間の接触圧力が漸減する部分である。被圧延材 ρの拘束が緩和されるため、この部分に被圧延材 ρの幅方向端部（エッジ部）をおくと 、エッジドロップを効果的に低減させることが可能である。またこの部分では、ワーク口 ール (圧延機が 6段ミルの場合には中間ロール)の拘束が緩和されるため、当該ロー ルを十分にロールベンディングさせることができ、板クラウンを一層適切に修正するこ とも可能である。
ただし、この拘束緩和部分は、ロールの端部で急激に拘束がゼロになるものではな いため、他の部分でのロール間線圧が過大になってスポーリングなどのロール損傷 が発生する恐れはない。また、同様の理由で、ロールシフトするにともなって圧延機 の縦剛性や左右剛性が低下することもな 、。
[0028] この圧延ロール 1 · 2では、上記した極小値点 12から最寄りのロール端までの端部 域 15に勾配の緩い部分を形成してもいる。そのため、たとえば図 3 (a) · (b)のように 圧延を行う場合にも、当該端部域 15の付近において圧延ロール 1 · 2とバックアップ口 ール 3 ·4等との接触線圧が過大になることがなぐスポーリング等によってロールが損 傷しやすくなるという不都合が避けられる。
[0029] 被圧延材 ρに対し、上記のように適切に板クラウンの修正を行うとともにエッジドロッ プを低減させるためには、圧延ロール 1 · 2の胴部のうち中央域 13で当該被圧延材 ρ のほぼ全幅をはさむとともに、上記極大値点 11に続く拘束緩和部分によって被圧延 材 ρのエッジ部をはさむ必要がある。しかし、中央域 13の曲線を定める上記関数を適 切に選ぶなら、板幅に応じてロール 1 · 2の軸方向相対位置を適切に定めたとき自ず とエッジ部が拘束緩和部分にてはさまれるようになる。好ましい関数によって中央域 1
3のロールクラウンが適切に形成されている場合は、被圧延材 ρの板クラウンを修正 すべく圧延ロール 1 · 2を軸方向にシフトさせるとき、 a)板幅が広い場合にはロール 1 · 2の各極大値点 11間の間隔を広げ（図 3参照）、 b)板幅が狭い場合には、ロールカー ブの外向きに凸の部分を接近させるベく当該間隔を狭くすることによって板クラウンを 修正できるからである。そうした各場合に、被圧延材 pのエッジ部が極大値 11点のす ぐ外側 (端部域）に位置するのが好適であるように関数を設定しているなら、板クラウ ンの修正を行うとともにエッジドロップを低減させ得るように圧延ロール 1·2を使用す ることができるわけである。
実施例
[0030] 図 1に示すロールカーブにつ 、て具体例を示す。
胴長をし、極大値点がロール胴長中央力 の距離 aに位置し、極小値点はロール月同 長の端力 距離 bの位置にあるとし、極大値点と極小値点との半径分の差を Aとする。
[0031] 表面上の各点でのロール半径 f(X' )を、極小値点と極大値点との間を Aを振幅とす るコサイン関数で構成すると、両者間のロールカーブは次の 2式 (1)および (2)で表せ る。
X' = /(L/2 + a-b) -(X-b) ·'··(1)
f(X')= -A/2-COS(X')+ R0 ·'··(2)
R0:ロール基準半径
なお、 Xはロール胴端からの軸方向任意位置を表す力 図 1では表示上、中央を 0 としている。
[0032] ロール胴端力 極小値点までは、上記 (1)、（2)式で表せるカーブの延長よりも緩や かな次の 2次式であらわす。
0≤X≤b
f(X)= c(X-b)2 + R0 - A/2 ·'··(3)
ここで cはカーブの緩やかさを決定する係数である。
[0033] 一方、極大値点力 最寄のロール胴端までは、上記 (1)、（2)式で表せるカーブの延 長より急峻な次の 2次式であらわす。
L/2 + a≤X≤L
f(X)= -d(X-L/2-a)2 + R0 + A/2 ·'··(4) ここで dはカーブの急峻さを決定する係数である。
[0034] 上記のロールカーブを、 4フィートの板幅を圧延する 4段圧延機のワークロールに適 用した。
バックアップロール月同長 = 1420mm、ワークロール月同長 L= 1620mm、ロール基準半 径 R0 = 200mm、 a = 400mm, b = 200mm, c = 1.33E— 7、 d=2.00E— 6 のときのロー ルカーブを求め、それを示したものが図 1である。本ロールを上ワークロールに用い、 本ロールと板の断面中心に点対称な曲線を下ワークロールに配する。上ワークロー ルと下ワークロールとの間の距離であるロールギャップとしては、ロールを軸方向に士 100mm相対移動させることにより図 2に示す曲線が得られる。
[0035] 図 2に示すように、広幅用クラウンとなるロールシフト位置（S=— 100mm)では、幅が 略 1200mmの板の端部近傍にロール拘束緩和部分が生じて 、るのが分かる。同様に 、中幅用クラウンとなるロールシフト位置（S=0mm)では、幅が略 1000mmの板の端部 近傍に、また狭幅用クラウンとなるロールシフト位置（S=+ 100mm)では板幅が略 900 mmの板端部近傍に、それぞれロール拘束緩和部分が生じて 、るのが分かる。
[0036] 一方、従来技術の 1つであるコサイン関数でロール胴長を一意的に表したときの口 ールカーブを図 6に、それによるロールギャップを図 7に示している。ここでは本発明 との比較のため極大値と極小値を本発明と同じ値としている。
図 2·図 7から分かるように、本発明では、板幅に応じたロールクラウンを得るための ロール位置に上下ロールを軸方向に相対移動させると、ロールギャップのうち板幅端 部近傍にロール拘束緩和部分が自動的に生成される。その結果、板幅端部の拘束 状況が良好となり、板クラウンを修正できることと同時に、ベンディング効果の向上効 果、およびエッジドロップ低減効果が期待できる。
産業上の利用可能性
[0037] 以上のように、発明の圧延ロール、圧延機および圧延方法は、金属の帯板を被圧 延材とする熱間または冷間圧延する産業において効果的に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] ロールクラウンを、極大値点と極小値点とを有する連続曲線であって、極大値点と 極小値点とにはさまれた中央域を 1つの関数とし、極大値点から最寄のロール端まで の端部域を、中央域の関数の延長よりも急勾配の傾斜をもつ関数とした曲線によつ て形成したことを特徴とする圧延ロール。
[2] 極小値点カも最寄のロール端までの端部域を、中央域の関数の延長よりも緩い勾 配の傾斜をもつ関数とした曲線によって、ロールクラウンを形成したことを特徴とする 請求項 1に記載の圧延ロール。
[3] 上記した中央域をコサイン関数とし、極大値点からの上記の端部域、またはさらに 極小値点からの上記の端部域を 2次関数としたことを特徴とする請求項 1または 2に 記載の圧延ロール。
[4] 被圧延材の断面中央に関して点対称なロールクラウンをそれぞれ有する上下一対 のロールを軸方向に相対移動させて被圧延材のクラウンを修正する圧延機において
請求項 1〜3のいずれかに記載した圧延ロールを上記一対のロールとして配したこ とを特徴とする圧延機。
[5] 上記の圧延ロールを一対のワークロールに配したことを特徴とする請求項 4に記載 の圧延機。
[6] 上記の圧延ロールを一対の中間ロールに配したことを特徴とする請求項 4に記載の 圧延機。
[7] 上記の圧延ロールを一対のバックアップロールに配したことを特徴とする請求項 4 に記載の圧延機。
[8] ワークロールまたは中間ロールにベンディング機構を設けたことを特徴とする請求 項 4〜7の 、ずれかに記載の圧延機。
[9] 被圧延材の板幅に応じたロールギャップを上記一対の圧延ロールによって形成す ベく当該ロールの軸方向の相対位置を定めたとき、その被圧延材の幅方向端部をは さむ上下いずれかの位置に上記ロールクラウンにおける極大値点力 最寄のロール 端までの端部域が位置することとなるよう、上記中央域の関数および極大値点力 最 寄のロール端までの関数を定めたことを特徴とする請求項 4〜8のいずれかに記載の 圧延機。
請求項 4〜9の ヽずれかに記載した圧延機を使用し、被圧延材の幅方向端部をは さむ上下いずれかの位置に、上記ロールクラウンにおける極大値点から最寄のロー ル端までの端部域が位置するよう、上記圧延ロールを軸方向に相対移動させたうえ 圧延することを特徴とする圧延方法。
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