JPH02263507A - 圧延ロール - 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］ この発明は、圧延ロールの改良に関し、ロールの冷却と
同時にロールクラウンの制御ができるようにしたもので
ある。

［従来の技術］ 板圧延など行う圧延機では、上下一対の作業ロール間に
圧延材を送って圧延するようにしており、圧延にともな
う作業ロールの加熱を防止するためスプレーノズルを設
け、水などのクーラントを噴射して冷却するようにして
いる。

一方、板圧延を行って得られる製品の幅方向の板厚の均
一性は製品品質の良否を決める重要な要素であることか
ら、作業ロールの加熱にともなって作業ロールの中央部
が膨らむサーマルクラウンにより板厚か変化することを
防止する必要があるとともに、このサーマルクラウンが
生じた場合、その形状に因ってはロールベンディングを
きかしたとき、クォーターバックルのような複合伸びが
発生しやすい。

このため、種々の対策が提案されており、例えば作業ロ
ールの冷却の際、板幅端部付近のロールの膨張量が急変
するのを防ぐようその部分にクーラントを余計にかけた
り、温度の低いクーラントをかけるスポットクーリング
を行うようにしている。

また、サーマルクラウンと逆方向のロールクラウンを与
えることが提案されており、その一つに油圧力を利用し
て強制的にロールの中空部に圧力をかけ、ロールクラウ
ンを制御する方法が提案されている。

さらに、第７図に示すように、スリーブ式ロール１の軸
材部２とスリーブ３との間に電熱材４を入れ、これに通
電することでスリーブ３を膨張させてロールクラウン量
を制御すること（特公昭５８−５１７６３号公報）も提
案されている。

［発明か解決しようとする課題］ ところか、従来のロールクラウンの制御法では、次のよ
うな欠点がある。

すなわち、スプレ一方式でクーラントをかけて外部から
冷却する場合には、ロール全体の温度上昇を防止する効
果はあるが、ロールクラウンを制御することは難しく、
例えクーラントの温度パターンを変更してもロールプロ
フィルが変化するまでに時間がかかり、十分なロールク
ラウンの制御ができない。

また、油圧力を利用する方法では、大掛かりな設備を必
要とし、経済的でないうえサーマルクラウンの複雑な形
を補償できない。

さらに、電熱材４を入れ、これに通電して内部からロー
ルクラウンを制御する方法では、電熱材４の温度上昇が
緩慢なのでロールクラウンの調整に時間がかかり、板ク
ラウン、板形状の修正のための手段として応答性に問題
がある。

また、ロール１自体を加熱することになり、スプレーに
よるロール冷却と逆の作用になるという問題が生じてし
まう。

この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、ロール全体の温度上昇を招くことかなく、連応
性に優れた冷却能をもつ圧延ロールを提供しようとする
ものである。

さらに、ロールクラウンの制御性に優れサーマルクラウ
ンを制御できる圧延ロールを提供しようとするものであ
る。

まな、ロールクラウンの制御とともに、上下の圧延ロー
ルの表面温度を変えることで製品の板反りを制御するこ
とも可能な圧延ロールを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記従来技術が有する課題を解決するため、この発明の
圧延ロールは、スリーブ式ロールの軸材部にロール冷却
用のヒートバイブを埋設したことを特徴とするものであ
る。

さらに、冷却効率の向上を図ることができるこの発明の
圧延ロールは、スリーブ式ロールの軸材部の中心部に冷
却液通路を形成し、この冷却液通路に前記し−トパイプ
の凝縮部を結合したことを特徴とするものである。

また、ロールクラウンの制御性を向上できるこの発明の
圧延ロールは、前記冷却液通路を複数個設け、それぞれ
の冷却液通路に前記ヒートバイブをグループに分割して
結合したことを特徴とするものである。

さらに、ロールクラウンの制御性を向上できるこの発明
の圧延ロールは゛、前記複数個の冷却液通路に供給され
る冷却液の温度を制御する温度制御手段を設けたことを
特徴とするものである。

また、ロールクラウンとともに、板反りの制御も可能な
この発明の圧延ロールは、前記圧延ロールを上下に配置
するとともに、上下それぞれの冷却液通路に供給される
冷却液の温度を制御する温度制御手段を設けたことを特
徴とするものである。

［作　用］ この圧延ロールによれば、スリーブ式ロールの軸材部に
ヒートパイプを埋設するようにしており、所望の位置の
熱を急速に除去することでロール全体の冷却を行いロー
ルクラウンの発生を防止するとともに、スリーブ式ロー
ルの中心部に冷却液通路を形成してヒートパイプで除去
した熱を外部に排出するようにし、−層効率的に圧延ロ
ールを冷却してロールクラウンの発生を防止するように
している。

また、冷却液通路を複数に分割するようにして圧延ロー
ルの軸方向の温度を変えてロールクラウンの制御を可能
としたり、それぞれの冷却液通路の冷却液の温度を温度
制御手段で制御するようにし、ロールクラウンの制御性
を向上するようにしている。

さらに、上下の圧延ロールで冷却液通路に供給する冷却
液の温度を変えるようにしており、圧延材の表裏の温度
を変えて板反りの発生をも制御できるようにしている。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する
。

第１図〜第３図はこの発明の圧延ロールの一実施例にか
かり、第１図は縦断面図、第２図は横断面図、第３図は
一部分の拡大断面図である。

この圧延ロール１０はスリーブ式のロールであり、軸材
１１の外周部に筒状のスリーブ１２が焼嵌めなどにより
取付けられたり、軸材１１の外周に肉盛や鋳造などによ
って設けられている。

この圧延ロール１０の軸材１１部分には、円周方向等間
隔で、軸方向にも所定の間隔で冷却用のし−トバイプ１
３が複数埋設されて配置されており、蒸発部１３ａが軸
材１１の外周部分に位置し、凝縮部１３ｂが軸材１１の
中心部に位置するようになっている。

また、この圧延ロール１０の軸材１１の中心部には、冷
却液通路１４が形成されており、例えば第３図に示すよ
うに、二重管構造とされ、内管１４ａから送給した冷却
液を外管１４ｂから排出するように構成される。そして
、外側の冷却液通路１４ｂ内に突き出ずようヒートパイ
プ１３の凝縮部１３ｂが配置されたり、あるいは外側の
冷却液通路１４ｂから突き出さず同一平面もしくは内側
となるように配置される。

この冷却液通路１４の圧延作業側の端部には、ロータリ
ジヨイント１５が設けられ、圧延ロール１０の回転中に
も冷却液の給排ができるようになっており、冷却液供給
装置１６及び温度制御装置１７によって冷却液の供給と
温度羽御が行われるようになっている。

このように構成された圧延ロール１０では、板圧延等に
より圧延ロール１０が加熱される場合も、ヒートパイプ
１３によりロール表面近くの熱が短時間にロール中心部
に集められ、冷却液通路１４内を流れる冷却液に熱が伝
えられ、外部に排熱される。

したがって、圧延ロール１０を急速に十分冷却できサー
マルクラウンの発生を抑えることができる。

また、冷却液の温度を温度制御装置１７によって制御す
ることで、圧延ロール１０の表面の温度を一定に保つこ
とができるとともに、圧延開始時に冷却液に代えて高温
液を供給するようにすれば、圧延ロールｌＯの予熱に利
用することもでき、この場合の予熱速度もし−トパイプ
１３を介して伝熱されるので、短時間に予熱することが
できる。

次に、この０発明の他の一実施例について、第４図によ
り説明する。

この圧延ロール２０では、ロール軸方向の温度分布が異
なるように、冷却量を可変にしてロールクラウン分布の
一部を制御し、サーマルクラウンによる圧延板の複合伸
びや複合板クラウンを防止できるようにしている。すな
わち、ヒートパイプ１３の凝縮部１３ｂが位置する軸材
１１部分にヒートパイプ１３ごとに冷却液通路２１を形
成し、それぞれの冷却液通路２１に冷却液を供給し、各
ヒートパイプ１３を独立して冷却するようにしである。

なお、他の構成は既に説明した圧延ロール１０と同一で
ある。

このような圧延ロール２０によれば、圧延ロール２０の
軸方向の冷却量を変えることができ、しかもヒートパイ
プ１３を用いて冷却するようにしているので、短時間に
冷却することができ、サーマルクラウンの形状に応じて
冷却することで、ロールクラウンやサーマルクラウンの
形状制御ができる。

また、このような圧延ロール１０．２０を上下の作業ロ
ールとして用い、それぞれに供給する冷却液の温度を温
度制御装置１７によって制御するようにし、上下の作業
ロールに温度差を持なぜるようにすることで、圧延時に
圧延板上下面の温度差により板の反りを制御することも
できる。

なお、ヒートパイプ１３ごとに冷却液通路２１を設ける
場合のほか、ヒー１〜パイプ１３の複数に対してそれぞ
れ冷却液通路も設けるようにしてら良い。

次に、この発明の圧延ロールのさらに他の実施例につい
て、第５図及び第６図により説明する。

これら圧延ロール３０．４０はヒートパイプ１３のみに
よって圧延ロール３０．４０の冷却を行うようになって
おり、冷却液による冷却の必要を無くしている。

圧延ロール３０では、ヒートパイプ１３の配置を軸方向
中心部の外周から軸方向両端部に傾けて軸材１１に埋設
しである。

したがって、圧延ロール３０の軸方向中央部の熱をロー
ル端部方向に急速に逃がすことができ、ロール全体が同
一温度に近づくのでこれによってサーマルクラウンの成
長を防止するようにしている。

また、冷却液の給排の必要がないので、運転管理が容易
である。

圧延ロール４０では、ヒートパイプ１３だけで効率的に
冷却できるように、冷却液通路に代えて軸材１１の中心
部に、例えば２本のヒートパイプ４１を埋設し、これら
ヒー１〜パイプ４１の蒸発部４１ａとロール冷却用のヒ
ートパイプ１３の凝縮部１３ｂを結合するようにすると
ともに、凝縮部４１ｂをロール両端部に配置して熱を逃
がすことができるようにしている。

したがって、この圧延ロール４０によれば、ヒートパイ
プ１３及びヒートパイプ４１により冷却液を用いずにロ
ール表面の熱を効率的に、しかも短時間に外部に排出す
ることができ、サーマルクラウンの発生を抑えることが
できる。

なお、上記実施例では、ヒートパイプはそれぞれが同一
の熱伝達容量のものとしたが、それぞれの熱伝達容量を
変えるようにして一層サーマルクラウンの発生を抑制す
るようにしても良い。

また、この発明の要旨を逸脱しない範囲で各構成要素を
変更しても良いことは言うまでもない。

し発明の効果］ 以上、実施例とともに具体的に説明したようにこの発明
の圧延ロールによれば、スリーブ式ロールの軸材部にヒ
ートパイプを埋設するようにしたので、所望の位置の熱
を急速に除去することができ、ロール全体の冷却により
サーマルクラウンの発生を防止することができる。

また、スリーブ式ロールの中心部に冷却液通路を形成し
てヒートパイプで除去した熱を外部に排出するようにし
たので、−層効率的に圧延ロールを冷却してロールクラ
ウンを制御し、サーマルクラウンの発生を防止すること
ができる。

また、冷却液通路を複数に分割するようにすることで、
圧延ロールの軸方向の温度を変えてロールクラウンの制
御を行うことができるとともに、それぞれの冷却液通路
の冷却液の温度を温度制御手段で制御するようにするこ
とで、ロールクラウンの制御性を向上することができる
。

さらに、上下の圧延ロールで冷却液通路に供給する冷却
液の温度を変えるようにしたので、圧延材の表裏の温度
を変えて板反りの発生を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の圧延ロールの一実施例にか
かり、第１図は縦断面図、第２図は４１ｙ１断面図、第
３図は一部分の拡大断面図である。 第４図〜第６図はそれぞれこの発明の圧延ロールの他の
一実施例にかかり、第４図は部分縦断面図、第５図及び
第６図は正面図である。 第７図は従来の圧延ロールの説明図である。 １０：圧延ロール、１１：軸材、１２ニスリーブ、１３
：ヒートパイプ、１３ａ：蒸発部、１３ｂ：′ａ縮部、
１４：冷却液通路、１５：Ｏ−１’！Ｊジヨイント、１
６：冷却液供給装置、１７：温度制御装置、 ２０：圧延ロール、２１：冷却液通路、３０：圧延ロー
ル、 ４０：圧延ロール、４１：ヒートパイプ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）スリーブ式ロールの軸材部にロール冷却用のヒー
   トパイプを埋設したことを特徴とする圧延ロール。
2. （２）スリーブ式ロールの軸材部の中心部に冷却液通路
   を形成し、この冷却液通路に前記ヒートパイプの凝縮部
   を結合したことを特徴とする請求項１記載の圧延ロール
   。
3. （３）前記冷却液通路を複数個設け、それぞれの冷却液
   通路に前記ヒートパイプをグループに分割して結合した
   ことを特徴とする請求項２記載の圧延ロール。
4. （４）前記複数個の冷却液通路に供給される冷却液の温
   度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする請
   求項２または３記載の圧延ロール。