JPH02303611A

JPH02303611A - 圧延機

Info

Publication number: JPH02303611A
Application number: JP12622689A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Shiraishi; 白石　馨; Hiroshi Ofuji; 大藤　浩; Shuichi Iwato; 岩藤　秀一
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1990-12-17
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763731B2

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、金属板または金員帯を圧延するための、テ
ーパーピストン式可変ロールクラウン機構を有するバッ
クアップロールを備えた圧延機に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、ブリキ用として使用される薄銅帯には、ブリキ
として要求される品質水準を満たすため、または−通板
性を高めて生産能率を上げるため、品質面からみて、そ
の平坦度の高いことが要求されている。このような薄鋼
帯の平坦度を高めるたメニ、ワークロールのロールクラ
ウンが可変となるようなロールクラウン可変機構を圧延
機に設け、これによりワークロールのロールクラウンを
変化させて薄鋼帯の平坦度を制御する（以下形状制御と
いう）ことが行なわれている。

上述した薄鋼帯の形状制御圧延を行なう方法の一つとし
て、テーパーピストン式可変ロールクラウン機構を有す
るバックアップロールを偏見た４重式圧延機を使用する
ことが知られている。この圧延機に使用するバックアッ
プロールの構造ｔ、第８図に縦断面図で示す。第８図に
示すように、バックアップロール２は、テーパー３（！
：、７−パー３に焼き嵌められたスリーブ４と、テーパ
ー３の両端部に位置し、テーパー３とスリーブ４とで構
成される油圧室５と、油圧室５内に配置したテーパーピ
ストン７とからなっている。このバックアンプロール２
をさらに詳述すると、テーパー３には、作動油供給通路
ｌＯが設けられておシ、テーパー３の軸端に配置したロ
ータリージヨイント１１を通して、テーパーピストン７
を作動させる作動油が、作動油油圧ユニット１２から油
圧室５に送られ、テーパーピストン７がロール軸方向に
移動し得るようになっている。また、テーパー３の他の
軸端には、スリップリング１３が設けられており、油圧
室５の中にはピストン位置センサー１４が設けられてい
る。そしてピストン位置センサー１４の位置信号が、テ
ーパー３に設けられたピストン位置センサ信号線１５お
よびスリップリング１３を通って、テーパーピストン制
御盤１６に送られるようになっている。圧延機のオペレ
ーターは、この信号を確認しながら、操作スイッチ１７
に！り、テーパーピストン制御を行なう。

第９図は、テーパーピストン７を装備したバックアップ
ロール２の研削平頭を示している。。ま・　ず第９図（
→に示すように、油圧室５内のテーパーピストン７を、
作動油によシ、ロール軸の中心方向に押し込み、バック
アップロール２をきね形に変形させる。次に、この状態
でロール表面の研削を行ない、第９図（ｂ）に示すよう
に、バックアップロール２の表面をフラットな形状にす
る。そし１第９図（Ｃ）に示すように、テーパーピスト
ン７をロール軸の両端部方向に移動せしめ、ロールの表
面に凸クラウンが形成されるようにする。

第１０図は、このように研削加工したバックアップロー
ル２を用いて薄鋼帯９を形状制御した場合における、油
圧室５内のテーパーピストン７のロール軸方向の位置と
ロールプロフィル、ワークロール１のプロフィルおよび
薄鋼帯９の板形状の状態でのクラウン状態を示す。２０
はワークロールプロフィルで、圧延荷重がかかった状態
でのロールプロフィル状態を示す。

（１）第１０図（ａ）に示すように、油圧室５内のテー
パーピストン７がロール中心から一番外側にあるトキは
、バックアップロールプロフィル１９は最も凸な状態に
なり、ワークロールプロフィル２゜は凸クラウンの状態
になり、そして、板形状２１は中伸びの状態になる。

（２）第１０図（ｂ）に示すように、油圧室５内のテー
パーピストン７が中間位置にあるときは、バックアップ
ロールプロフィル１９はやや凸のプロフィルになり、ワ
ークロールプロフィル２０はフラットになり、そして、
圧延中はロールのたわみにより、板形状２１もフラット
になる。

（３）第１０図（Ｃ）に示すように、油圧室５内のテー
パーピストン７が最もロール中心方向に押し込まれてい
るときは、・々ツクアップロールプロフィル１９はフラ
ットなプロフィルになり、ワークロールプロフィル２０
は凹クラウンになり、そして、圧延中はロールのたわみ
により、板形状２１は耳波の状態になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のテーパーピストン式可変ロールク
ラウン機構を有するバックアップロールを備えた圧延機
には、次のような問題がある。すなわち、第１１図Ｇａ
）〜（Ｃ）の、下バックアンプロール２ｂのロールプロ
フィルの変化にともなう下ワークロール１ｂのロールプ
ロフィルの変化の関係図に示すように、下バツクアツプ
ロール２ｂのロー／ｌ／プロフィルが凸プロフィルにな
るにつれて、次のような現象が生じる。すなわち、第１
１図（６）に示すように、下バツクアツプロール２ｂが
フラットプロフィル（テーパーピストンが押込まれてい
る状態）のときには、下ワークロール１ｂもフラットプ
ロフィルであるが、第１１図（ｂ）に示すように、下バ
ツクアツプロール２ｂがやや凸のプロフィルになると、
下ワークロール１ｂもやや凸のプロフィルになるととも
に１下バツクアツプロール２ｂと下ワークロール１ｂと
は、胴部全面にわたって密着している状態になる。さら
に、下バツクアツプロール２ｂが、よシ大きな凸のプロ
フィルになると、第１１図（Ｃ）に示すように、ロール
両端部に凹のプロフィル２２が発生する結果、下バツク
アツプロール２ｂと下ワークロール１ｂとは、胴部全面
で密着しているのではなくて、胴部中央２３と下バツク
アツプロール２ｂの両端部２ｃとしか密着していない状
態になシ、特に下バツクアツプロール２ｂの両端部２ｃ
と下ワークロール１ｂの両端部１ｃとが接触している部
分には集中荷重がかかる。この結果、鋼帯にロール疵が
発生したり、ロールにスポーリングが発生し、銅帯の形
状制御が円滑に行なえない問題が生ずる。第１２図は上
述したバックアップロールの両端部に部分的に凹クラウ
ンが生じる状態を、テーパーピストンの押込み量と、バ
ックアップロールプロフィルとの関係を示したグラフで
ある。

鋼板圧延用バックアップロールは、４重圧延機または６
重圧延機の何れにおいても、第１３図に示すように、圧
延荷重によって変形することが知られている。このよう
な変形の発生により、バックアップロールのロールバレ
ルの端部には、４重圧延機の場合にはワークロールの、
または、６重圧延機の場合には中央ロールの各々の・９
レル表面との間に、集中応力の生ずることが知られてい
る。

このような集中応力の発生を防止するために、第２図に
示す、バックアップロール２のバレル端部８からロール
２の中央に向けて３０から１５０μｍの長さくｘ）の間
、ロール径を、その中央部よシも次第に小径となるよう
にテーパー状に形成したチャン７ア６を設けることが知
られている。ロール２の中央部の直径りと、バレル端部
即ちチャンファ６の端部の直径Ｄ′との差、即ち、Ｄ　
−Ｄ’をｙとすると、従来のｙは、５００〜１０００μ
ｍである。

第４図（ａ）、（ｂ）は、テーパーピストン型バックア
ップロールにおいて、ロールバレル長（胴長）カ１４０
０　ｖｘ　、圧延荷重が１０ｏＯ〜２０００Ｔであって
、第４図（〜は上記ｘ７ｂＸ３０１１ｉＥ、ｙが５００
μｍ１第４図（ｂ）は上記Ｘが１５０１１．Ｙが１００
０　Ａｒ／）ときの、バックアップロールバレル端部か
らの距離とロールバレル線圧との関係を示すグラフであ
も第４図（ａ）、（ｂ）から明らかなように、バックア
ップロールのバレル端部には、ピーク状の応力集中が発
生する。この応力集中の発生は、バックアップロールの
損傷を進めるため１．テーパーピストン型バックアップ
ロールの使用を困難にしている。

更に、テーパーピストン型バックアップロールにおいて
、そのバレル端部に亀裂、スポーリング等の損傷が生ず
ると、油圧室内の油が漏出し、被圧延材上に落下して被
圧延材に疵が発生し、損傷が甚だしい場合には、圧延が
不可能になる。また、圧延油を使用する冷間圧延機や、
冷却水を使用する熱間圧延機においては、漏出した油圧
室内の油が、圧延油または冷却水に混入する結果、これ
らの品質に著しい悪影響を及ぼす。

この発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、銅帯
にロール疵が発生したシ、ロールにスポーリングが発生
することなく、かつ銅帯の形状制御が円滑に行ない得る
テーパーピストン式可変ロールクラウン機構を膚するバ
ックアップロールを備えた圧延機を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上述した目的を達成すべく、鋭意研究を
重ねた。その結果、次の知見を得た。

第８図に示すように、テーパーピストン式可変ロールク
ラウン機構を有するバックアップロール２においては、
エンドプレート１８が、スリーブ４とアーバー３とを連
結しており、エンドグレート１８の部分においてテーパ
ーピストン７の移動が行なわれる。このエンドプレート
１８の部分は、スリーブ４の幅方向の各直径が変化して
も、径の変化が行なわれず、または、弾性変形の範囲内
でのみ変形が行なわれる。

エンドプレート１８に固定されているスリーブ４の端部
は、肉厚を大にすることができず、強度的には、スリー
ブ４の幅方向でもつとも弱い部分である。このような、
スリーブ４の端部付近における強度上もつとも弱い部分
を、四重式圧延機におけるワークロールまたは大賞式圧
延機における中間ロールと接触しないように保つことが
、バックアップロール２を、長期間、高い圧延荷重で連
続的に使用するために必要である。

前述の第４図（ａ）、（ｂ）に示した応力集中は、テー
パーピストン型パンクアップロールをフラット形状に保
っているときには発生せず、テーパーピストン７をエン
ドプレート１８側に移動させ、バックアップロール２を
凸形のロールクラウンにしたときに生ずる。

このようなことから、テーパーピストン型パンクアップ
ロールにおいて、かかる応力を、バレル内側、即ち、バ
ックアップロールのバレル端部からロール中央に向けて
１６Ｃ）＋ｚ以上移行させれば、ａ−ルパレルの線圧が
均一化され、ロールの損傷を防止することができる。

この発明は、上述した知見に基づいてなされたものであ
って、テーパーピストン式可変ロールクラウン機構を有
するバックアップロールを備えた４重式または６重式圧
延機において、前記バックアップロールのバレル端部からロール中央に
向けて、１６０から２５０Ｈの長さの間、ロール径ヲ、
ロール中央部の径よりもロールバレル端部の径が５００
から２０００μｍの範囲内で小径となるように次第に縮
小するテーパー状に形成したことに特徴を有するもので
ある。

次に、この発明を、図面を参照しながら説明する。この
発明においては、第２図に示すバックアップロール２の
バレル端部８からロール２の中央部に向けて、１６０か
ら２５０１１の長さく→の間、ロール径を、ロール２の
中央部の径ＣＤ）よりもバレル端部８の径（Ｄ′）が５
ｏＯから２０００μｍの範囲内で小径となるように、次
第に縮小するテーパー状に形成したチャンファ６が設け
られている。

チャンファ６は、直線状でも、なだらかな６彎“曲状ま
たは回前曲状であってもよい。ロール２の平坦部からチ
ャンファ６のテーパー状に移行する点は、例えば直径が
５００〜１５００１ｍなだらかなアール状とすることが
好ましい。

バックアップロール２を上述のように構成したことによ
って、圧延荷重５００−２０００Ｔ、ロールバレル幅１
３００〜２２００１１１１の範囲内での圧延時における
、バレル端部の非接触化を達成することができる。

第５図（ａ）、（ｂ）は、この発明の圧延機におけるテ
ーパーピストン型バックアップロールにおいて、バレル
長（胴長）が１４００１１１、圧延荷重が１０００〜２
０００Ｔであって、第５図（ａ）は上記Ｘが１６０ｍｘ
、ｙが５００μｍのとき、第５図（ｂ）は上記Ｘが２５
０１１Ｉ、ｙが２０００μｍｌときの、パックアップロ
ールノぐレル端部からの距離トロールバレル線圧との関
係を示すグラフである。第５図（ａ）、（ｂ）かられか
るように、ロールバレル線圧は小さく且つ均一化してお
り、ピーク状の応力集中は生じていない。

第５図（ａ）、（ｂ）と第４図←）、Φ）とを比較すれ
ば明らかなように、この発明により、上記Ｘを１６０〜
２５０　龍とし、上記ｙを５００〜２０００μｍとすれ
ば、バレル端部８から１５０１１１以内のロールバレル
線圧は小さく且つ均一化され、・ぐレル端部８において
非接触の状態に保つことができ、これによって、バック
アップロールの端部の損傷は防止される。

第６図は、４重式圧延機においてワークロールがシフト
しない場合の、チャンファの幅と、ワークロールクラウ
ンの調整範囲との関係を示すグラフで、ロール中央部の
径とロールバレル端部の径との差、即ちチャンファ量（
ΔＲ）が５００μｍ１１０００μｍ、１５０９μｍおよ
び２０００μｍの場合毎に示している。なお、ロールの
平坦部からチャンファに移行する部分には、直径５Ｏｔ
ｔｔｘのアールが形成されている。第６図から明らかな
ように、」が５００μｍのときはチャンファ幅が１６０
１＋ｍ以上、ΔＲが１０００μｍのときはチャンファ幅
が１７！５１１１以上、ΔＲが１５００μｍのときはチ
ャンファ幅が２１０ｍｎ以上、そして、ΔＲが２０．　
Ｏ０８ｍのときはチャンファ幅が２５０１１が、安定し
た制御域である。

第７図は、上述した圧延機の下記条件における、ワーク
ロールとバックアップロールとが接触するチャンファ肩
部の面応力とチャンファ量（ΔＲ）との関係を示すグラ
フで、チャンファ幅が’１００ｓｉｉ（Δ印）、１５０
１１１（○印）、２００　ｍ　（Ｘ印）および２５０ｍ
ｍＣ口印）毎に示している。

ａ、ロール幅：１４２０１１Ｅｂ、　ロール径二バックアップロール　　１４２０ｒ＋
ｍワークロール　　　６００１１１ＩＣ０圧下刃：１Ｏ００Ｔｆｄ、ワークロールベングー：　Ｍａｘ　６５　Ｔｆ第７
図から明らかなように、チャンファ量（ΔＲ）を５００
μｍ以上にしないと面応力を小にすることができない。

許容し得る面応力を２００にダｆ／−以下とすると、チ
ャンファ幅が２５０１１１のときは、チャンファ量（Δ
Ｒ）を２０００μｍ以下にすることが必要である。

上記第６図および第７図から、有効な形状制御能力を得
るためには、チャンファ幅が１６０ｍ以上で、チャンフ
ァ量（ΔＲ）が５００μｍ以上であることが必要であり
、そして、ロール面圧を許容応力以下にするためには、
チャンファ幅が２５０　、ｍ以下で、チャンファ量（Δ
Ｒ）が２０００μｍ以下であることが必要である。

更に、チャンファ量（ΔＲ）が２０００μｍを超えると
、ロールの平坦部からチャンファに移行する部分のロー
ル径の変化率が大になる結果、４重または６重圧延機に
おいて、ワークロールに、または、中間ロールからワー
クロールに、線状模様が転写され、ロール疵が発生する
。これは、特に、冷間圧延または冷間調質圧延時に多い
。また、チャンファ幅が２５０ｍｍを超えると、チャン
ファ肩部の面圧が高くなって許容応力を超え、スポーリ
ング、ロール疵等の欠陥が発生する。

上述したことから、この発明においては、バンクアップ
ロールのロールバレル端部からロール中央に向けたチャ
ンファの幅を、１６０から２５Ｏｎの範囲内に限定し、
そして、チャンファにおける、ロール中央部の径とロー
ル・９レル端部の径との差即ちチャンファ量ΔＲを、５
００から２０００μｍの範囲内に限定した。

この発明の圧延機は、通常の４重式圧延機、ワークロー
ルがシフト可能な４重式圧延機、通常の６重式圧延機、
ワークロールおよび／または中間バックアップロールが
シフト可能な６重式圧延機の何れにも適用することがで
きる。

次に、この発明の実施例を図面を参照しながら説明する
。

〔実施例〕

第１図は、この発明の、テーパーピストン式可変ロール
クラウン機構を有するバックアップロールを備えた４重
式圧延機のロール部分を示す概略正面図である。第１図
に示すように、圧延機は、上ワークロール１ａの上に配
置した上バツクアップロール２ａ及び下ワークロール１
ｂの下に配置した下バツクアツプロール２ｂは、テーパ
３と、アーノク３に焼き嵌めたスリーブ４とから構成さ
れている。

ワークロールｌａ、ｌｂは、バックアップロール２ａ。

２ｂよりも、バレルが２５１ＩＫ長く、ワークロールｌ
ａ、　ｌｂおよびバックアップロール２ａ、　２ｂは共
にシフトしない構造になっている。テーパー３の両端に
は、テーパー３とスリーブ４に設けた凹部とにより油圧
室５が構成され、油圧室５内にテーパーピストン７が配
置されている。油圧室５の壁面にはテーパーが設けられ
ており、油圧室５に油圧をかけてテーパーピストン７を
ロールの中心方向に押し込むと、スリーブ４のテーパー
ピストン７を配置した側のスリーブ外径が、押込み前の
外径に比べ、最側端で１５００μｍ程度大きくなる、即
ちロールプロフィルの変化量が１５００μｍであるよう
に構成されている。

バックアップロール２ａ、　２ｂのロールバレル端部か
らロール中央に向けて、１６０から２５０朋の長さの間
、ロール径を、ロール中央部の径よりもロールバレル端
部の径が５００から２０００μｍの範囲内で小径となる
チャンファ６が形成されている。

１Ｉ３１ｉｎ、バックアップロールのロールバレル長を
１３７０ｍ、チャンファ６の幅をｚｏｏｍ冨とし、チャ
ンファ６を、ロールバレル端部から５０ｍ部分とそれ以
後の１５０１１部分との２段に形成し、且ツ、ロールの
平坦部からチャンファに移行する部分に直径３０ｘｍの
アールを形成した場合における、テーパーピストン７の
押込量とバックアップロールプロフィルとの関係を示す
グラフである。

ナオ、テーパーピストン７は、第１０図（ｃ）に示すよ
うな完全な押込み状態ではない。

この結果、テーパーピストン７を胴部両端方向に移動し
てバックアップロール２ａ、　２ｂ　（Ｄ　ｏ　−ルア
’ロフイルを凸クラウンとしても、バックアップロール
２ａ、　２ｂの両端部がワークロールｌａ、　ｌｂの両
端部に強く轟たることはなく、バックアップロール２ａ
、２ｂとワークロールｌａ、　ｌｂとは、胴部全長にわ
たって密着した。従って、鋼帯にロール疵が発生したり
、ロールにスポーリングが発生したり、銅帯の形状制御
が円滑に行なえないということはなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の、テーパーピストン式
可変ロールクラウン機構を有するバックアップロールを
備えた圧延機によれば、銅帯にロール疵が発生したシ、
ロールにスポーリングが発生することがなく、銅帯の形
状制御を円滑に行ない得る工業上有用な効果がもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のテーパーピストン式可変ロールク
ラウン機構を有するバックアップロールを備えた４重式
圧延機のロール部分を示す概略正面図、第２図はバック
アップロールの正面図、第３図はこの発明のバックアッ
プロールのテーパーピストンの押込み量とバックアップ
ロールプロフィルとの関係を示すグラフ、第４図（ａ）
、（ｂ）は従来のバックアップロールのバレル端部から
の距離とロールバレル線圧との関係を示すグラフ、第５
図（ａ）、（ｂ）はこの発明のバックアップロールのバ
レル端部からの距離とロールバレル線圧との関係を示す
グラフ、第６図はチャンファ幅とワークロールクラウン
調製範囲との関係を示すグラフ、第７図は面応力とチャ
ソファ量との関係を示すグラフ、第８図は、従来のテー
パーピストン式可変ロールクラウン機構を有するバック
アップロールの縦断面図、第９図は従来の上記バックア
ップロールの研削手順を示す説明図、第１０図は従来の
上記バックアップロールを備えた４重式圧延機による形
状制御圧延を説明する説明図、第１１図はバックアップ
ロールのクラウンの大きさの変化にともなうバックアッ
プロールとワークロールの接触状況の変化を示す説明図
、第１２図はテーパーピストンの押込み量とバックアッ
プロールプロフィルの関係を示すグラフ、そして、第１
３図は４重式圧延機のバックアップロールの変形を示す
説明図である。図面において、１・・・ワークロール。２・・・バックアップロール、　３・・・アーパー。４・・・スリーブ、　　　５・・・油圧室、６・・・チ
ャンファｔ　　　７・・・テーパーピストン。８・・・バレル端部、　　　９・・・薄鋼帯。１０・・・作動油供給通路、　　１１・・・ロータリジ
ヨイント。１２・・・油圧ユニット、１３・・・スリップリング。１４・・・ピストン位置センサ。１５・・・位置センサ信号線。１６・・・テーパーピストン制御盤。１７・・・操作スイッチ、１８・・・エンドプレート。１９・・・バックアップロールプロフィル。２０・・・ワークロールプロフィル。２１・・・板形状、２２・・・プロフィル。２３・・・胴部中央。

Claims

【特許請求の範囲】１　テーパーピストン式可変ロールクラウン機構を有す
るバックアップロールを備えた４重式または６重式圧延
機において、前記バックアップロールのロールバレル端部からロール
中央に向けて、１６０から２５０ｍｍの長さの間、ロー
ル径を、ロール中央部の径よりもロールバレル端部の径
が５００から２０００μｍの範囲内で小径となるように
、次第に縮小するテーパー状に形成したことを特徴とす
る圧延機。