JPH0313210A - 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（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、しかも調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′４１
■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く、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、耳伸
び、腹伸びをはじめとして、クォーター伸びや互層複合
伸びなどの複雑な形状不良、さらにはエツジドロップの
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くとも２本一組の
ロールに、片側端部が先細り状となるクラウンを付与す
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それぞれ付与し
、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弐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ベンディング装
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２波長分の波形
曲線としては、正弦曲線から２ピッチ分を取り出したも
の、また５次以上の高次関数から同じく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２波長分にわ
たるクラウンおよび片テーバ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（ｂ）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４の背後に
は一体式バックアップロール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はロールベンディング装置である。

このうちワークロール２には片側端部が先細り状となる
ロールクラウンが、また中間ロール３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、それぞれロール軸方向にシフト可能な構造と
なっている。

ここに片テーパ−クラウンならびに正弦曲線２ピツチ分
で近似できる波形曲線を付与すべきロールは、上記の例
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全て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、５次以上の高次式から座標原点を
挟んで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。

サラにロールのシフト装置は、油圧式または電動式の何
れでも良い。

（作　用） 第２図（ａ）〜（ｄ）に、片側端部に先細り研削を施し
た片テーパ−ロール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。

同図から明らかなように、先細り研削表面で圧延される
被圧延材縁部の長さ（Ｘ）の設定値を変えることによっ
て板縁部の板厚を調整することができるので、エツジド
ロップ軽減制御を効果的に行うことができる。

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（ｂ）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、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ツクア・ンブ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物バック
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。

次に第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）として片テーパ−クラウン（以下単に
Ｔクラウンという）を付与したロール対を、また中間ロ
ール（ＩＭＲ）として正弦曲線２ピッチ分で近位できる
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、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Ａ４で
評価した。

同図より明らかなように、片テーパ−ロールシフトの場
合は、耳伸びや腹伸びについて形状制御ができる。

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。

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

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Ｔ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Ｔクラウンロー
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、Ｔクラウンロールおよび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、耳伸びや腹伸びは勿論のこと、ク
ォーター伸びおよび複合伸び、さらにはエツジドロップ
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、Ｔ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。また制御効
果は、Ｔクラウンおよび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。

さらにロールベンディング装置を併用すれば、上記の効
果は一層高まる。

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。

これに対し、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、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。

ｆ（ｘ）＝ａ＋ｘ＋ａｓｘ’＋ａｓｘ’十・・−＋ａａ
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ａ１〜ａ１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、　ａ３．　ａ５
．　ａｑ。

ａｌｌ　ａｌｌ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）−ａ＋ｘ　＋ａ３ｘ”　十ａｓｘ’　＋ａ７
ｘ’　＋ａｑＸ”　＋ａｌ　、ｘｉ　’　−（１）’ま
たｎ〈１１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ａｌｌ　ａｌｌａ、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＋ａ３ｘ”＋ａＳｘ’　　　　　　　
　　＝（１）’たとえばクラウン量を規定するために、
表１に示す（２）〜１．（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，（２Ｌ６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（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） 爽搭桝土 前掲第１図に示した１２段圧延機において、ワークロー
ル２に第８図（ａ）に示すような片テーパー形状（Ｔク
ラウン）になるロールを、また中間ロール３のすべてお
よび外側のバックアップロール４に第９図に示すような
５次式で近似できるクラウン（Ｗｌクラウン）を有する
ロールを使用した。

そして、上記ワークロール、中間ロールおよびバックア
ップロールを軸方向にシフトながら、板幅１０００ｍｍ
のステンレス鋼板を板厚１．２ｍｍから１．０ｍ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）、　（ｂ）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８図（ｂ）に示すようなＴクラウンロールを中間ロ
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ックアップロールによる押し出しを
併用して、同様の圧延をｊテっだ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（ロ）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対しても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。

１施１゜ 同じり１２段圧延機において、第１１図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となる２対の中間ロールの一
方および同様に点対称となる２対のバックアップロール
の一方に第１２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、またワークロー
ルに第８図（ａ）に示したようなりラウン（Ｔクラウン
）をそれぞれ付与し、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第１１図（ｂ
）に示す。

夫施炭主 同じり１２段圧延機において、第１３図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となる２対の中間ロールの一
方に第１２図に示したような正弦曲線２ピッチ分で近似
できるクラウン（Ｗ２クラウン）を、またワークロール
に第８図（ａ）に示したようなりラウン（Ｔクラウン）
をそれぞれ付与し、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第１３図ら）に
示す。

災胤■土 同じ＜１２段圧延機において、第１４図（ａ）に示すよ
うに、圧延材を挾み点対称となる２対の中間ロールの一
方およびワークロールに第９図に示したような５次式で
近似できるクラウン（Ｗｌクラウン）を付与し、また圧
延材を挾み点対称となる２対の中間ロールの他方に第８
図（ｂ）に示したようなりラウン（Ｔクラウン）を付与
し、実施例１と同様の圧延を行ったときの形状修正能力
について調査した結果を、第１４図［有］）に示す。

夫施■工 同じり１２段圧延機において、第１５図（ａ）に示すよ
うに、ワークロールに第８図（ａ）に示したようなりラ
ウン（Ｔクラウン）を付与し、また圧延材を挟み点対称
となる外側２対のバックアップロールの一方に第９図に
示したような５次式で近イ以できるクラウン（Ｗｌクラ
ウン）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
結果を第１５図（ｂ）に示す。

叉施班旦 同じ＜１２段圧延機において、第１６図（ａ）に示すよ
うに、ワークロールに第８図（ａ）に示したようなりラ
ウン（Ｔクラウン）を付与し、またバックアップロール
すべてに第１２図に示したような正弦曲線２ピッチ分で
近似できるクラウン（Ｗ２クラウン）をそれぞれ付与し
、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Φ）に示す。

裏施桝工 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２対の中間ロールの一
方および同様に点対称となる外側２対のバックアップロ
ールの一方に第１２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、残りのロー
ルに第８図（ｂ）および（Ｃ）に示したようなＴクラウ
ンをそれぞれ付与し、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ｌ１１影 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２対の中間ロールの一
方に第９図に示したような５次式で近似できるクラウン
（Ｗｌクラウン）を、残りのロールに第８図（ｂ）に示
したようなＴ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七きの形状
制御能力について調査した結果を、同図（ｂ）に示す。

ス崖五ｌ 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外側２対の中間ロール
の一方に第９図に示したような５次式で近イ以できるク
ラウン（Ｗｌクラウン）を、残りのロールに第８図（Ｃ
）に示したようなＴ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。

（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、
腹伸びはいうまでもなく、とくにクォーター伸びや複合
伸び、さらにはエツジドロップに対して優れた修正能力
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）〜（ｄ）はそれぞれ、Ｔ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ンプロ
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段圧延機のワークロールまたは中間ロールに
Ｔ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段圧延機のワークロールおよび中間ロー
ルとしてそれぞれＷクラウンロールおよびＴ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（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、片テーパ−ロールの
テーパー形状を示した図、 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１０．１１図（ａ）、ら）はそれぞれ、１２段圧延機
におけるＴクラウンロールおよびＷ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１２
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１３図〜第１９図の（ａ）はいずれも、１２段圧延機
におけるＴクラウンロールおよびＷクラウンロールの配
置を示すロール配置図、また同図の（ｂ）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
・・・ロールベンディング装置 第１図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ｂ） （Ｃ） 第８図 ＥＬ＝３００ｍ所 −１，０ −０，５００，５ ０−ルハしル中央力゛５の 熱曇欠元座譚 ｆ、０

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、片側端部が先細り状
   となる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
   ラウンをそれぞれ付与し、 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、ロールベンディング装置を備え
   る多段圧延機。