JPH0313209A - 一体式バックアップロールを有する多段圧延機 - 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、優れた平坦度制御機能を有し、かつ高圧延
荷重の付加が可能な１２段相当の多段圧延機に関するも
のである。

（従来の技術） ステンレス鋼およびけい素鋼などの難加工性材料の冷間
圧延は、多くの場合、１２段、２０段といった多段圧延
機で行われている。このような多段圧延機では、ワーク
ロールを小径化できるので、従来の縦型配列の圧延機に
比べて小さい圧延荷重で高圧下が可能という利点がある
。しかしながら−方で、ワークロールを小径にするとロ
ールのたわみが大きくなるため、圧延材の形状不良が発
生し易いという欠点があった。

そこで従来から、かような形状不良の発生を防止すべく
、種々の解決策が提案されている。

その一つとして、最外側のバックアップロールを軸方向
に複数に分割し、各分割ロールの変位量を調整すること
によって圧延材の形状制御を行う方法がある。しかしな
がらこの方法では、バックアップロールとワークロール
との間に中間ロールが数多く存在すればするほど、その
効力は減殺されるために、１２段のような多くの中間ロ
ールをそなえる多段圧延機では、その能力を十分に発揮
することはできなかった。

この点を改善するものとして、特公昭５８−５０１０８
号公報等にて、ワークロールベンダーや中間ロールベン
ダーを、上記のバックアップロールの変位量調整法と併
用する方法が提案された。しかしながらこの方法は、装
置が複雑になるという欠点のほか、ロールが細くなるほ
ど、またロールバレルが長くなるほどペンディング力は
中央部まで作用しなくなるため、制御力は圧延材端部の
みに留まるという問題があった。

また特公昭６３−２０７４０５号公報等には、中間ロー
ルの片側端部を先細り形状とし、それぞれ単独に軸方向
にシフトする方法が提案されている。しかしながらこの
方法においても、制御力が及ぶ範囲はテーパ一部周辺だ
けであり、しかも鋼種および板幅などに応じて逐一テー
バ−形状の変更を要するといった煩雑さが加わる。

さらに特公昭６３．．３０１０４号公報等では、ロール
に３次式で近似できるＳクラウンを付与し、かつ軸方向
にシフト可能とした縦型配列の圧延機が提案されている
。しかしながらこの方法にしても、制御できるのは圧延
材の端部および中央部だけであり、クォーター伸び、さ
らには腹伸びや耳伸びなどが混合した複合伸びの制御に
ついては無力に等しかった。

また従来の多段圧延機においては、形状制御の面からバ
ックアップロールを分割式とせざるを得ないこともあっ
て、十分な高圧延荷重を付加できないという問題もあっ
た。

さらに分割式バックアップロールを用いた場合には、ロ
ール軸方向に不均一なロール間面圧が発生し易（、しか
もその偏心機構が複雑でミル設計が難しくかつ設備コス
トが高いというところにも問題を残していた。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、単純
な腹伸びや耳伸びはいうまでもなく、クォーター伸びや
互層複合伸びなど複雑な形状不良の修正が可能な、優れ
た形状制御能力をそなえ、しかも十分な高圧延荷重を付
加することができる１２段相当の多段圧延機を提案する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、一対のワークロールの背後に、そ
れぞれ複数の中間ロールおよび一体式バックアップロー
ルを順次に配置した多段圧延機において、 該ワークロール、中間ロールおよびバックアップロール
からなるロール群の中から選んだ少な（とも２本一組の
ロールに、互いに同じ波形曲線の少な（とも１波長分に
わたるロールクラウンを付与する一方、同じく上記ロー
ル群の中から選んだ他の少なくとも２本一組のロールに
、互いに同じ波形曲線の少なくとも２波長分にわたるロ
ールクラウンを付与し、 しかも上記の各クラウン付与ロール対それぞれにつき、
ロール軸方向が互いに逆向きとなる配置とし、かつロー
ル軸方向への移動可能としてミルハウジングに組み込ん
だことからなる一体式バックアップロールを有する多段
圧延機である。

またこの発明は、上記の圧延機にロールペンディング装
置を組み込んだ多段圧延機である。

この発明において、ロールに付与すべき１波長分または
２波長分の波形曲線としては、正弦曲線から１ピッチ分
または２ピッチ分を取り出したもの、また３次以上の高
次関数から同じく１ピッチ分または２ピッチ分を取り出
したもの、さらにはそれらの近似曲線が有利に適合する
が、中でも正弦曲線から１ピッチ分または２ピッチ分を
取り出したものならびにその近似曲線がとりわけ好適で
ある。

この発明は上記した波形曲線の少なくとも１波長分およ
び２波長分にわたるクラウンを付与したロール対を組み
合わせて使用することによって、後述するように、従来
に比較して形状制御能力が格段に向上することから、従
来の多段圧延機には不可欠であった分割式バックアップ
ロールの押し出しによる形状制御が不要となって、一体
式のバックアップロールの利用を可能ならしめたもので
あるが、かような一体式バックアップロールの利用はこ
の発明で初めて達成されるものである。

以下、この発明を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図（ａ）および［有］）に、この発明に従う多段圧
延機のロール配置を、側面および正面で示す。

同図において、１は圧延材、２はワークロール、３は中
間ロール、４は一体式のバックアップロールであり、圧
延材１を挟んで、上下に１対のワークロール２が配置さ
れ、これらのワークロール２の背後にそれぞれ２本ずつ
合計４本の中間ロール３が、また中間ロール３の背後に
は一体式バ・ンクアップロール４が上下各３本ずつ合計
６本設置されていて、これらで１２段圧延機を構成して
いる。

なお、５はロールペンディング装置である。

このうちワークロール２については、正弦曲線１ピッチ
分で近似できる波形曲線からなるロールクラウンが付与
され、またロール軸方向にシフト可能な構造となってい
る。

一方、中間ロール３および第１図に斜線で示したバック
アップロール４には、正弦曲線２ピッチ分で近似できる
波形曲線からなるロールクラウンが付与され、またワー
クロール同様、軸方向にシフト可能な構造になっている
。

ここに正弦曲線１ピッチ分または２ピッチ分で近似でき
る波形曲線を付与すべきロールは、上記の場合だけに限
るものではなく、ワークロール２、中間ロール３および
バックアップロール４全での中から自由に選択、組合わ
せが可能である。

また付与すべき波形曲線は、上記したような正弦曲線や
その近似曲線のほか、３次以上の高次式から座標原点を
挟んで１ピッチ分または２ピッチ分を取り出した波形曲
線、さらにはその近似曲線であっても良い。

さらにロールのシフト装置は、油圧式でも電動式でも何
れでも良い。

（作　用） 第２図（ａ）〜（Ｃ）に、正弦曲線１ピッチ分で近似で
きる波形ロールクラウンを付与したロール対を、ロール
軸方向に逆向きに設置し、軸方向にシフトした場合にお
けるロールギャップ変化を示す。

同図（ａ）は、該ロール対を対向配置とし、軸方間でロ
ールギャップを一定とした場合である。同図０））は、
（ａ）の状態から各ロールを矢印の方向に移動させた場
合であるが、中央部で広く、端部で狭くなるロールギャ
ップになっている。また同図（Ｃ）は、同図（ｂ）とは
逆の方向に各ロールを移動させた場合であるが、中央部
で狭く端部で広いロールギャップになっている。

従って、かような正弦曲線ｌピッチ分で近似できる波形
ロールクラウンを付与したロール対を、ロール軸方向に
適宜にシフトすることにより、耳伸びおよび腹伸びの効
果的な修正が可能となる。

次に第３図（ａ）〜（Ｃ）に、正弦曲線２ピッチ分で近
似できる波形ロールクラウンを付与したロール対を、ロ
ール軸方向に逆向きに設置し、軸方向にシフトした場合
におけるロールギャップ変化を示す。

同図（ａ）は、該ロール対を対向配置とし、軸方向でロ
ールギャップを一定とした場合である。同図（ハ）は、
（ａ）の状態から各ロールを矢印の方向に移動させた場
合であるが、クォータ一部が狭く、中央部および両端部
が広いロールギャップになっている。また同図（Ｃ）は
、同図（ハ）とは逆の方向に各ロールを移動させた場合
であるが、クォータ一部が広いロールギャップになって
いる。

従って、かような正弦曲線２ピッチ分で近似できる波形
ロールクラウンを付与したロール対を、ロール軸方向に
適宜にシフトすることにより、クォーター伸びおよび複
合伸びの効果的な修正が可能となる。

また第４図に、従来の分割式バックアップロールとこの
発明に従う一体式バックアップロールを用いた場合にお
ける、最大付加圧延荷重を比較して示す。

同図より明らかなように、この発明に従う一体動バック
アップロールを用いた場合には、従来と比べて約４０％
の圧延荷重の増大が期待できる。

第５図に、前掲第１図に示した１２段圧延機のワークロ
ール（ＷＲ）または中間ロール（ＩＭＲ）として、正弦
曲線１ピッチ分で近似できるような波形ロールクラウン
（以下単にＳクラウンという）を付与したロール対また
は正弦曲線１ピツチ分で近似できるような波形ロールク
ラウン（以下単にＷクラウンという）を付与したロール
対を用い、それぞれ単独でロール軸方向に適宜にシフト
したときの、形状制御能力について調べた結果を、片側
に先細り研削を施したいわゆる片テーパ−ロールをシフ
トした場合および分割バックアップロールを押し出した
場合と比較して示す。

なお形状制御能力は、圧延材の中央部と端部との伸び差
率Δ２および中央部とクォータ一部との伸び差率Δ４で
評価した。

同図より明らかなように、片テーパ−ロールシフトおよ
びＳクラウンシフトの場合は、耳伸びおよび腹伸びにつ
いてはそれなりの制御できるけれども、クォーター伸び
や互層複合伸び制御についてはほとんど期待できない。

なお分割バックアップロール押し出しは、クォーター伸
びや互層襠合伸びについてわずかの制御が期待できるに
止まる。

これに対し、Ｗクラウンシフトの場合は、クォーター伸
びおよび互層複合伸び制御につき、格段の効果が期待で
きる。とはいえ耳伸びや腹伸び制御に関しては、十分と
は言い難い。

次に第６図に、上記の１２段圧延機においてワークロー
ルとしてＳクラウンロールを、また中間ロールとしてＷ
クラウンロールを同時に用いた場合の形状修正能力につ
いて調べた結果を、中間ロールとして片テーパ−ロール
を用いかつ分割バックアップロールによる押し出しを併
用した場合における調査結果と比較して示す。

同図より明らかなよ・うに、ＳクラウンロールとＷクラ
ウンロールを組み合わせて、ロール軸方向に適宜にシフ
トすることにより、耳伸びおよび腹伸びは勿論のこと、
クォーター伸びさらには複合伸びに対しても優れた修正
能力が得られ、従って広範囲にわたる平坦度制御が実現
できることになる。

この発明において、ＳクラウンやＷクラウンを付与すべ
きロール対は、ワークロール、中間ロールおよびバック
アップロールからなるロール群の中から選んだ少なくと
も２本一組のロール対であれば、何れのロールであって
も良いが、各ロール対はそれぞれ、同種のロール群すな
わちワークロール対、中間ロール群およびバックアップ
ロール群の中から選ぶことが一層好ましい。さらに制御
効果は、Ｓクラウン、Ｗクラウン付与ロールが被圧延材
に近いほど、また各ロール対の配置が、被圧延材を中心
として、点対称、上下対称、左右対称の順に大きい。

なおロールに付与すべき波形曲線の基準線としての正弦
曲線と高次関数曲線とを比較した場合、正弦曲線に従う
場合は、その振幅と周期を与えるだけでロールクラウン
量と波形のピッチが容易に設定できるという点で極めて
有利であり、また幅方向にわたる対称性が良いという利
点もあるにれに対し、高次関数曲線の場合は、以下に述
べるとおり、任意にロールクラウン量および波形のピッ
チを設定できない場合があることの他１、任意に設定し
ようとすると正弦曲線に従う場合に較べて著しく複雑に
なる点、さらには幅方向にわたる対称性があまり良好で
はない点に幾分の不利がある。

すなわち、たとえばここで第７図に示すような２ピッチ
分の波形曲線を付与する場合を考えると、このとき形状
制御を実施するためにはロールバレル中央を原点として
、波形曲線を原点に対して点対称とする必要があること
から、高次関数は下記（１）式のとおりになるつ ｆ（ｘ）＝ａ、ｘ＋ａｓｘ”＋ａ５ｘ’＋　・−＋ａｎ
Ｘ″＋＋　（１）（１）式を用いてロールクラウン量お
よびピッチを任意に設定するためには、表１に示す６個
の方程式を満たすように係数ａ、”＋’ａ、を決定する
必要がある。

表１ すなわち（１）式は６つの未知数ａｌ＋　ａｌ　ａｌ　
ａｔ＋ａ９１　ａｌを有する次式（１）′のように１１
次の奇関数となり、極めて複雑である。

ｆ（ｘ）＝ａｓｘ＋ａ、ｘ３＋ａ５ｘ’＋ａ、ｘ’＋ａ
、ｘ”＋ａ口ｘｌ′・”（１）’またｎｕｌｌでは、ロ
ールクラウンを任意に設定できない。というのは（１）
＃式のような５次の奇関数で表そうとする場合には、未
知数がａｌ＋　ａ３＋ａ、の３つなので、表１に示した
（２）式の内３つの条件式しか考慮に入れることができ
ないからである。

ｆ（ｘ）＝ａ、ｘ＋ａ、ｘ’＋ａＳｘ’　　　　　　　
　＝（１）”たとえばクラウン量を規定するために、表
１に示す（２Ｌ１．（２）−２式を選択した場合、ピッ
チを規定するためには、残る４つの条件式（２）−，３
，（２）−４゜（２）−５，（２）−６のうちから１つ
の条件式しか選択できず、これによってクラウンのピッ
チは一義的に決まってしまうから、クラウンピッチを任
意に変えることはできなくなるわけである。

このように特定のロールクラウンを高次関数曲線で表す
場合には、正弦曲線で表す場合に較べ、次数が低いとク
ラウンが任意に選択できず、一方次数が高いと著しく煩
雑になる点に幾分の不利が残る。

（実施例） ２隻班上 前掲第１図に示した１２段圧延機において、中間ロール
３および第１図で斜線で示したバックアップロールとし
て第８図に示すような３次式で近イ以できるクラウン（
ＳＬクラウン）を有するロールを使用し、一方ワークロ
ール２として第９図に示すような５次式で近似できるク
ラウン（Ｗ１クラウン）を有するロールを使用した。

そして、上記中間ロールを軸方向にシフトさせて、板幅
１０００＝のステンレス鋼板を板厚１．２−から１．０
１１１１ｎに圧延した。

このときのロール配置および形状修正能力を表わす形状
平面図を第１０図（ａ）、ら）にそれぞれ示す。

また第１０図（ｂ）には、従来装置を用いた場合として
、第１１図に示すような片テーバ形状になるロールを中
間ロールとして使用し、これらのロールを軸方向にシフ
トさせるとともに分割バ・ンクア・ンプロールによる押
し出しを併用して、同様の圧延を行った場合の形状制御
能力について調査した結果を、併せて示す。

第１０図（ト））から明らかなように、従来装置では形
状制御能力は狭い範囲しか得ることができず、また複合
伸びやクォーター伸びに追随する形状能力が著しく小さ
い。

これに対し、この発明装置を用いた場合には、複合伸び
やクォーター伸びに充分対応可能な広範囲な制御範囲を
得ることができ、良好な形状の板を得ることが可能とな
る。

スＪｆｉｌｌ側 同じり１２段圧延機において、中間ロールおよびバック
アップロールとして第９図に示した５次式で近似できる
クラウン（Ｗｌクラウン）を有するロールを、一方ワー
クロール対として第８図に示した３次式で近似できるク
ラウン（３１クラウン）を有するロールをそれぞれ第１
２図（ａ）のように配置し、実施例工と同様の圧延を行
ったときの形状制御能力について調査した結果を同図（
ｂ）に示す。

第１２図（ｂ）より明らかなように、被圧延材により近
いワークロールにＳクラウンロールを用いた場合であっ
ても、実施例１と同様に優れたクォーター伸びおよび複
合伸びの制御能力が得られている。

１旌貫主 同じ＜１２段圧延機において、ワークロール対として第
１３図に示すような正弦曲線２ピッチ分で近似できるク
ラウン（Ｗ２クラウン）を有するロールヲ、一方中間ロ
ールおよびバックアップロールとして第１４図に示すよ
うな正弦曲線１ピッチ分で近似できるクラウン（Ｓ２ク
ラウン）を有する口−ルを第１５図（ａ）のように配置
し、実施例１と同様の圧延を行ったときの形状制御能力
について調査した結果を同図さ）に示す。

第１５図（ｂ）より明らかなように、ロールに対して正
弦曲線で近似されるクラウンを付与した場合は、実施例
１よりさらに優れたクォーター伸びおよび複合伸び制御
能力が得られている。

１崖■土 同じ＜１２段圧延機において、圧延材を挾み点対称とな
るそれぞれ２対の中間ロールおよびバックアップロール
の一方に第８図に示した３次式で近似できるクラウン（
Ｓｌクラウン）を、他方に第９図に示した５次式で近似
できるクラウン（Ｗｌクラウン）を有するロールを、ま
たワークロール対として第８図に示した３次式で近似で
きるクラウン（３１クラウン）を有するロールを第１６
図（ａ）のように配置し、実施例１と同様の圧延を行っ
たときの形状制御能力について調査した結果を同図（ｂ
）に示す。

実画Ｉ津ｉ 同じ＜１２段圧延機において、第１７図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となる中間ロールの一方に第
１３図に示した正弦曲線２ピッチ分で近似できるクラウ
ン（Ｗ２クラウン）を、またワークロール対に第１４図
に示した正弦曲線１ピッチ分で近似できるクラウン（Ｓ
２クラウン）をそれぞれ付与し、ロールベンダーを併用
して実施例１と同様の圧延を行ったときの形状制御能力
について調査した結果を同図ら）に示す。

実施汎ｌ 同じ＜１２段圧延機において、第１８図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となるバックアップロールの
一方に第９図に示した５次式で近似できるクラウン（Ｗ
ｌクラウン）を、またワークロール対には第８図に示し
た３次式で近似できるクラウン（３１クラウン）を付与
し、ロールベンダーを併用して実施例１と同様の圧延を
行ったときの形状制御能力について調査した結果を同図
０））に示す。

実１１津り 同じ＜１２段圧延機において、第１９図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となる中間ロールの一方に第
１３図に示した正弦曲線２ピッチ分で近似できるクラウ
ン（Ｗ２クラウン）を、他方に第１４図に示した正弦曲
線１ピッチ分で近似できるクラウン（３２クラウン）を
それぞれ付与し、ロールベンダーを併用して実施例１と
同様の圧延を行ったときの形状制御能力について調査し
た結果を同図（ｂ）に示す。

裏隻拠主 同じり１２段圧延機において、第２０図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となるバックアップロールの
一方に第９図に示した５次式で近似できるクラウン（Ｗ
ｌクラウン）を、他方に第１４図に示した正弦曲線１ピ
ッチ分で近似できるクラウン（Ｓ２クラウン）をそれぞ
れ付与し、ロールベンダーを併用して実施例１と同様の
圧延を行ったときの形状制御能力について調査した結果
を同図Φ）に示す。

同図［有］）から明らかなように、被圧延材から最も離
れたバックアップロールにＳおよびＷクラウンを付与し
た場合であっても、従来と同等以上の形状制御能力が得
られる。

（発明の効果） かくしてこの発明に従う多段圧延機によれば、耳伸びお
よび腹伸びは勿論のこと、クォーター伸びさらには複合
伸びに対しても優れた修正能力が得られ、従って広範囲
にわたる平坦度制御を実現できる。

またこの発明に従う多段圧延機は、一体式のバックアッ
プロールを使用できるので、従来よりも大きな圧延荷重
の付加が可能となるだけでなく、ロール軸方向における
不均一なロール間面圧の発生を回避でき、また煩雑なミ
ル設計も不要となり、さらにはコストの低減にも貢献す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、この発明を適用し
た１２段圧延機のロール配置を示す側面図およびは正面
図、 第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、Ｓクラウンロールを
逆向きに平行に設置し、ロール軸方向にシフトした場合
のロールギャップ変化を示した図、第３図（ａ）〜（Ｃ
）はそれぞれ、Ｗクラウンロールを逆向きに平行に設置
し、ロール軸方向にシフトした場合のロールギャップ変
化を示した図、第４図は、従来の分割式バックアップロ
ールまたはこの発明に従う一体式バックアップロールを
用いた場合における、最大付加圧延荷重の比較図、第５
図は、１２段圧延機の中間ロールまたはワークロールに
Ｓクラウンロール対またはＷクラウンロール対をそれぞ
れ単独で適用した場合の、形状制御能力を示した図、 第６図は、１２段圧延機の中間ロールおよびワークロー
ルとしてＷクラウンロールおよびＳクラウンロールを同
時に用いた場合の形状修正能力を示す形状制御範囲図、 第７図は、高次式で近似できるＷクラウンの説明図、 第８図は、３次式で近似できる好適Ｓクラウンを示した
図、 第９図は、５次式で近似できる好適Ｗクラウンを示した
図、 第１０図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、１２段圧延機に
おけるＷクラウンロールおよびＳクラウンロールの配置
を示すロール配置図ならびに形状制御範囲図、第１１図
は、片テーパ−ロールのテーパー形状ヲ示した図、 第１２図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、１２段圧延機に
おけるＷクラウンロールおよびＳクラウンロールの配置
を示すロール配置図ならびに形状制御範囲図、第１３図
は、正弦曲線２ピッチ分で近似できる好適Ｗクラウンを
示した図、 第１４図は、正弦曲線エピッチ分で近似できる好適Ｓク
ラウンを示した図、 第１５図〜第２０図の（ａ）はいずれも、１２段圧延機
におけるＷクラウンロールおよびＳクラウンロールの配
置を示すロール配置図、また同図のら）はいずれも、同
図（ａ）の各ロール配置における形状制御範囲図である
。 １・・・圧延材　　　　　　２・・・ワークロール３・
・・中間ロール　　　　４・・・バックアップロール５
・・・ロールベンゾインク装置 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対のワークロールの背後に、それぞれ複数の中間
   ロールおよび一体式バックアップロールを順次に配置し
   た多段圧延機において、該ワークロール、中間ロールお
   よびバックアップロールからなるロール群の中から選ん
   だ少なくとも２本一組のロールに、互いに同じ波形曲線
   の少なくとも１波長分にわたるロールクラウンを付与す
   る一方、同じく上記ロール群の中から選んだ他の少なく
   とも２本一組のロールに、互いに同じ波形曲線の少なく
   とも２波長分にわたるロールクラウンを付与し、 しかも上記の各クラウン付与ロール対それぞれにつき、
   ロール軸方向が互いに逆向きとなる配置とし、かつロー
   ル軸方向への移動可能としてミルハウジングに組み込ん
   だことを特徴とする一体式バックアップロールを有する
   多段圧延機。 ２、請求項１において、ロールペンディング装置を備え
   る多段圧延機。