JPH01186204A - クラウン調整ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クラウン調整ロール、特にロール垂直配列型
多段式圧延機に用いるクラウン調整ロールに関するもの
である。

（従来の技術） 板圧延では、板プロフィル（幅方向板厚分布）を矩形化
し、良好な圧延形状にすること、つまり形状制御が重要
な課題であり、この形状制御を目的に種々の新方式圧延
機が開発されてきた。すなわち、形状・プロフィルの改
善には、ワークロールのたわみ防止が必要である。ワー
クロール・ベンディング、バックアンプロール・ベンデ
ィング、ダブルチョック・ベンディング、ロールスキニ
ー、ロールシフト、可変クラウンロール（以下、「ＶＣ
ロール」という）等が開発されてきた。

このうち、ＶＣロールは既設の圧延機のロールをＶＣロ
ールに変更するだけで何ら改造を要しない、したがって
、他方式にくらべて安価であり、既設のロールベンダと
組み合せて形状・プロフィル改善に有効活用されてきた
。

しかし、ＶＣロールはアーバにスリーブを焼嵌め、中央
部受圧室に高圧油を導入し、上記スリーブを膨らませる
構造である。そのため、スリーブ応力の限界から、直径
１５００＋ｎ程度の大型ロールで最大膨らみ量が０．２
〜０．４　ｗａｓ／半径程度である。

これは、通常の軟質薄板の制御には十分である。

しかし、板厚の大きい領域では、ベンダと組み合せても
クラウン制御量が不足してくることがある。

特に、アルミの熱間圧延における粗圧延機や鉄鋼の熱間
圧延の粗圧延機、厚板圧延機等では、現行の２〜３倍の
クラウン制御能力が望ましい、また、薄板でも硬質材や
特殊鋼では変形抵抗が高く、現状能力ではクラウン制御
量が不足気味である。

前述のような他型式の圧延機では、形状制御能の高いも
のもあるが、設備費が膨大となったり、改造に長期を要
する等の問題がある。そこで、ＶＣロールのようにロー
ルのみを変更すれば、高性能圧延機が得られるという簡
便かつ安価な新型式ロールの開発が望まれてきた。

このような要望に応じてロール偏心を利用したクラウン
制御方式がセンジミャミル、異周速多段圧延機等で利用
されている。しかし、いずれも多数ロールで荷重を受け
る多段圧延機であり、常に単一ロールで全荷重を受ける
、主として、４段式ロール垂直配列型圧延機であるロー
ル垂直配列型多段圧延機では実用化されていない。また
、いずれも冷間圧延での形状制御を目的としたものであ
り、熱間圧延を対象にした形状制御技術には利用されて
いない。

例えば、センジミャミルにおいては、第６図および第７
図に示すように、小径ワークロール１を支える最終段バ
ックアップロール（Ａｓ　−Ｕロール）２に偏心リング
３を設け、クラウン調整を行っている。

また、異周速多段圧延機においては、第８図および第９
図に示すように、張力制御用プライドルロール４を偏心
ロールにし、シャフト５の角度を変え、外径の包絡線ク
ラウンを凹から凸に変えることにより、圧延材における
張力分布を変更したり、ワークロールの水平撓みを調整
する方法をとっている。

さらに、特公昭５５−３５２０２号公報の開示する圧延
機では、スリーブを３分割してロール本体に遊嵌し、中
央部軸心をロール本体の軸心より偏心させることにより
、ロールクラウンを変化させる機構をとっている。

しかし、かかる機構のロールはロールの母線に段差がつ
くので、ワークロールとの非接触部分が起りやすく、バ
ックアップロールの最外軸のコーナ部に力が集中し、ワ
ークロールに疵が入りゃすい。両側スリーブを球面座で
受けても、この問題を若干緩和させるだけで、本質的な
改良にはならない。もし、段差を少な（しようとするな
らば、スリーブの分割を多くし、各スリーブごとの段差
を小さくする必要が生じるが、かがる構造では機構が複
雑となりメインテナンスも面倒である。

（発明が解決しようとする課題） かくして、本発明の目的は、ロール垂直配列型多段式圧
延機において、主として熱間圧延を対象として比較的大
きなロールクラウンを段差なく滑らかに発生できるクラ
ウン調整ロールを提供することにある。

（課題を解決するための手段） ここに、本発明は、真直のアーバに複数のベアリングを
左右対称形に傾斜させて内輪を固定するとともに、その
全外輪上に、前記アーバに対して自由回転する円筒状の
スリーブを嵌装するとともに該アーバの両端部で回転自
在に支持する構造となし、該スリーブのスラスト力を受
ける機構を両端部に設けるとともに、アーバの両端部に
はシール機構を設け、前記アーバに設けた油孔からの給
油を密閉できるようにしたロールであって、前記アーバ
の端部に取り付けたアーバ角度調整装置をさらに設けた
クラウン調整ロールである。

また、本発明の好適態様にあっては、前記クラウンｍ型
ロールの円筒スリーブ内面の、傾斜ベアリング分離部と
の当接位置に面取り加工を施こす、つまりスリーブ内面
に凹部を設けるようにしてもよい。

本発明にかかるクラウン調整ロールにおいては、アーバ
に固定したベアリングの外輪が回転スリーブの凹み変形
サポートとしての働きをする。アーバ角度調整装置によ
って、アーバの回転角度を変えてロールクラウンを変え
る。また、クラウンの変化を一層滑らかにするために、
ベアリングの外輪にスリーブを遊嵌させ両端部は回転檀
在に支持させるのである。

ここに、本発明におけるクラウン調整ロールの一つの特
徴は、アーバとスリーブとの間にシール機構を設けたこ
とであり、これによりスリーブ内部に供給される油はよ
り高い圧力を維持することができ、そのため次のような
効果が得られる。

■スリーブ内面とベアリング外面の摩擦力が低下し摩耗
が減少するとともに回転が滑らかになる。

■焼付きや疲労クラック発生防止に有効である。

■ヘアリングの耐久性が一層向上する。

ところで、本発明のクラウン調整ロールは、−例として
次のような圧延機に利用できる。

すなわち、近年、厚板圧延の大型圧延機用に薄肉型のロ
ーラはアリングが開発されたが、このベアリングの幅は
８０ｈｍ程度で、約２０００　）ンの荷重に耐えられる
。そこで、本発明をこの薄肉大型ベアリングに適用する
ことにより、凹クラウンから凸クラウンまで変化するク
ラウン調整ロールを構成し、第３図（Ａ）〜（Ｆ）に示
すようなロール垂直配置型多段式圧延機のバンクアンプ
ロール（圧延材と直接接触するロールをワークロールと
すれば、ワークロール以外のロールをすべてバックアッ
プロールとする）に少なくとも１本導入し、既設のロー
ルベンダと組み合せて形状・プロフィルを制御する。

本発明の好適適用例にあっては、ロール垂直配列型多段
式圧延機のバックアップロールに少なくとも１本、本発
明にかかるクラウン調整ロールを導入し、このロールの
アーバ周方向角度を調整し、スリーブの外径母線形状を
凹クラウンから凸クラウンの範囲内の任意のクラウンに
調整し、ロールベンダを組み合せ、圧延材のクラウン検
出器からの信号に応じて圧延材の形状および／またはプ
ロフィルの制御をするのである。

このように、本発明にかかるロールでは、ロールクラウ
ン量が大きくとれるのであって、例えば直径１５００ｍ
ｍのロールでは、１　、　Ｏｓ＋ｗ程度のロールクラウ
ン量が容易に得られる。ＶＣロールのそれが０．２〜０
．４ｍ＋ｗであるのにくらべて、３〜５倍の変化量が得
られる６本発明の効果の顕著であることが分かる。

（作用） 次に、本発明を添付図面を参照してさらに具体的に説明
する。

本発明の基本ロール構造を第１図に示す。

第１図に示す基本ロールではアーバ１に傾斜嵌めしたス
リーブ７１．７２の外側に大型薄型ベアリング２１．２
２の内輪を固定する。スリーブ７１．７２とアーバ１、
ベアリング２１．２２の内輪とスリーブ７１．７２は焼
嵌め、冷し嵌め、しばり嵌め、キー止め等で固着する。

ワークロールまたは中間ロールより荷重が伝わり、圧延
中回転するのはベアリング２１．２２の外輪とその全外
周にかぶせたスリーブ３である。スリーブ３の両端部は
ベアリング４１．４２で回転自在に支持され、スラスト
力はスラストベアりング５Ｌ　５２でサポートされる。

６１．６２は口、クナットである。

アーバ１には油を供給する油孔８が設けられベアリング
２１．２２の回転給油とベアリング２１．２２の外輪と
スリーブ３の内面の間の潤滑給油が行われる。９１．９
２．９３．９４は給油を密閉したシール機構でシールリ
ング、サポートリング等で構成される。

ｌＯは油を外部より供給するための回転継手であるが油
密閉型としても良い。

アーバ１の一端にはアーバ角度調整装置１１が設けられ
アーバの回転角度、換言すればロールクラウンを任意に
選定できる。内側スリーブ７１．７２の（頃斜角をα、
ベアリング幅を２とすれば、クラウンδ−２αになる。

第１図の下側にワークロールがあるとすれば凹クラウン
となりアーバｌを１８０°回転すると凸クラウンとなる
。従って、−δから＋δまでほぼ２δの範囲でロールク
ラウン調整がアーバ１の周方向角度を調整することによ
り可能となる。

圧延荷重がワークロールより伝わるとワークロ−ルと接
する位置で円筒スリーブ３が弾性変形によりベアリング
外輪に接触しそれらと一体となって円筒スリーブ３が回
転するのでヘアリング外輪が形成するロールクラウン−
δから＋δまでの制御が可能となる。

なお、第１図には２分割のベアリング配置を示したが、
第２図のように内側スリーブを７１．７２．７３、ベア
リングを２１．２２．２３のように３分割し、中央のベ
アリング２２は水平に、両側のベアリング２１、２３は
傾斜させて固定しクラウン＋δ〜−δを形成しても良い
し、更に多くに分割しても良い。

またスリーブ７１．７２．７３を省略し、ベアリング２
１．２２．２３を直接アームに固定しても良い、その際
ベアリング２１．２３の内輪に所望の傾斜加工を施こせ
ば同じであることは云うまでもない。

更に、本発明の好適態様にあっては、上記ロール構造に
おいてスリーブ３の内面が傾斜ベアリングの分離部、す
なわち切れ目に当接する位置ではベアリングのコーナ部
とスリーブ内面とで面圧が異常に高くなり、内面のスポ
ーリング等が発生することかあるので、第４図ｔａｌ、
（ｂｌのようにスリーブ内面がベアリング分離部と当接
する位置に面取りをして凹部を形成し、ベアリングコー
ナ部とスリーブ内面の直接接触を避けることが好ましい
。

第４図ｔａ＋は第１図の２分割ベアリングの中央部分離
部の位置のスリーブ内面を面取りした例であり、同（ｂ
ｌは第２図の３分割ベアリングの２ケ所の分離部の位置
のスリーブ内面を面取りした例である。

なお、さらに別の変更例としては、上述のようにスリー
ブ内面に凹部を設ける代わりに、当該スリーブ面取り箇
所に対応するベアリング部分の角部に面取り加工を施し
てもよい。

前述のごとく、この回転スリーブ３は両端部をベアリン
グ４１．４２で回転支持され、スラストベアリング５１
．５２でスラストを受ける横通であるが、変更例として
は、ベアリング４１．４２に円錐コロ軸受や復列玉軸受
を用い、スリーブ３とベアリング４１．４２の外輪とを
固着し、スリーブの回転支持とスラスト荷重を受ける機
能を同時にもたせる構造がシンプルで好ましい。

また、ベアリング４１．４２に自動調心軸受を用いてラ
ジアル荷重、アキシャル荷重を同時に受けさせるととも
にスリーブ３が外荷重により撓んだ際に、ベアリング外
輪が滑らかにスリーブ傾きに合致するように作用する構
造が望ましい。

かくして、本発明にかかるロールを利用した圧延操作に
あっては、以上詳述したクラウン調整ロールを、第３図
に（Ａ）〜（Ｆ）に示す垂直型ロール配列のバックアッ
プロールに少なくとも１本導入シ、既設のロールベンダ
（ワークロールベンディング、バンクアップロールベン
ディング、ダブルチョックペンディング等）と組み合せ
て板の形状・プロフィルを制御する。圧延機の入側およ
び／または出側に設けた形状計またはプロフィル計（図
示せず）からの信号により、圧延材が所望の形状・プロ
フィルとなるように、バックアップローノＬの回転角度
（クラウン値）、ロールベンダヵを算出する。この算出
値になるように、バックアップロールの角度とロールペ
ンディング力とを制御して圧延する。

本発明にかかるクラウン調整ロールを使用するバンクア
ンプロールの角度調整は、圧延中に逐次行うこともでき
る。しかし、通常は、圧延材寸法、材質、温度等により
適正値に予め設定しておき、圧延中はロールペンディン
グ力を主として制御する方式が簡単である。冷延１物の
複合伸び形状不良の修正等にはロールベンダのペンディ
ング力とバックアップロールのクラウン量とを同時に制
御することが望ましい。この場合、バックアンプロール
のアーム１のジャーナル端に設けたアーム角度調整装置
の動きを高速圧延に追従できるように電動機または油圧
装置で構成し、高速、高精度の角度位置決め制御を行う
。この装置は、通常は、プリセット用として使用するの
で、ウオームとウオームホイールとからなる安価な位置
決め機構で十分である。

次に、実施例によって本発明の作用効果を確認する。

実施例 第１図に示す本発明にかかるクラウン調整ロールを第３
図（Ａ）の構造のロール垂直配列型多段圧延機にバンク
アップロールとして組み込み、圧延を実施した。

第５図はワークロール直径７６０ｍｍ　、バンクアップ
ロール直径１６００ｍｍ、バレル長１８００＋１ｆ（７
）圧延機を対象としてスリーブ厚を５０ｔ〜１５０ｔ　
（ｍｓ）まで可変とし、スリーブ長１５００＋ｍｍの位
置に１　ｔｏｎ／糟簡の荷重を負荷した時のスリーブの
撓み量の計算結果である。

荷重レヘルが変わればそれに比例して各撓み曲線をシフ
トすれば良い。δ−ＩＩＩＩＩＩのクラウン変化がほし
ければδ＝１ｍｍとなるようなベアリング２１．２２の
長さと傾斜角を送定する。　１−７５０ｍｍとしてα＝
０．０７６°でδ−１１となる。圧延荷重１　ｔｏｎ／
■で１００ｔでは中央撓みは１．８ｍｓ＋、　１２５ｔ
では１．２ｍｍであるからいずれもスリーブ内面がベア
リング２１．２２の外輪に接触するのでスリーブ凹みは
アーバ１で受けることになり、圧延中はスリーブ３とベ
アリング２１．２２の外輪が回転し、アーバ１の角度調
整によりクラウンコントロールが可能である。即ちこの
場合はスリーブ厚１００〜１２５を程度が望ましい。

但し、圧延荷重が仮に半分の０．５ｔｏｎ／ｍｓとなっ
たとすれば撓みも半分になるので１００〜１２５ｔでは
スリーブ内面とベアリング外輪は接触せずにスリーブ３
のみが回転する。スリーブ内面応力が高くなるので高級
材質が必要だが、スリーブ肉厚を薄くし、７５〜８５ｔ
にすれば０．５ｔｏｎ／＋＋−でもスリー７゛が撓んで
ベアリングに当たることになるので応力的に設計が楽と
なる。

しかも、シール機構を設けたため、耐摩耗性、耐久性の
優れた作用効果もえられ、さらにスリーブ内面に傾斜ベ
アリングの分離部に相当する箇所に凹部を形成すること
により、著しい寿命延長を図ることができる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、クラウン制御効
果の大きなロールが得られるのであって、その顕著な作
用効果からその意義は大きい。

特に、先行する特許出願昭和６２年１０８４９５号にお
いて提案したクラウン調整ロールに比較して、前述のシ
ール機構を設けたことから、ロールの耐久性、耐摩耗性
、耐スポーリング性、耐事故性の優れた効果が得られる
のであって、その意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるクラウン調整ロールの略式断
面図； 第２図は、変更例の第１図に同様な略式断面図；第３図
（Ａ）ないし第３図（Ｆ）は、本発明を適用する圧延機
構造を示す略式説明図： 第４図（ａ）および第４図（ｂ）は、スリーブの面取り
の様子を示す説明図； 第５図は、実施例におけるデータを示すグラフ；第６図
は、従来例のロール構造を示す略式説明図； 第７図は、第６図のＶｌｌ−Ｖｌｌ線に沿った断面図； 第８図は、同じく別の例を示す略式説明図；および 第９図は、第８図のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である
。 ｌ：　アーバ ３：　スリーブ ２１．２２　Ｆ　　ベアリング ４１．４２　：　　ベアリング ５１．５２　：　　スラストベアリング７Ｌ７２　：　
　スリーブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 真直ぐなアーバと、 該アーバに左右対称形に傾斜させて内輪を固定された複
   数のベアリングと、 該ベアリングの外輪上に嵌装され、両端部で回転自在に
   支持された、ロール軸に対して自由回転する円筒状のス
   リーブと、 該スリーブの両端部に設け、該スリーブのスラスト力を
   受ける機構と、 前記アーバとスリーブとの間における、アーバに設けた
   油孔からの給油を密閉できるようにしたシール機構と、
   そして 前記アーバの端部に設けたアーバ角度調整装置と を備えたことを特徴とするクラウン調整ロール。