JPH0313212A - 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する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口−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（存在すればするほど、その
効力は減殺されるために、１２段や２０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、ワークミ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。

（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、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る
２０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、 該ワークロールおよび中間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１波長分にわたる
ロールクラウンを、さらに他の少なくとも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ゾインク装
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ｌピッ子分または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。

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）　ｃこ、この発明に従う多段
圧延機のロール配置を、側面および正面ご示ず。

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は分割式のバックアップロルであり、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木ずつ合
計４本の中間ロール３が、また中間ロール３の背後には
上下各３本ずつ合計６本の分割式バックアップロール５
が設置されていて、これらで１２段圧延機を構成してい
る。

ナオ、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の圧延材１を挟
み点対称となる２対のロールの一方には、正弦曲線１ピ
ッ千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、他方には正弦曲線２ピッチ分て近似できる波
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になっている。

ここに片テーパ−クラウンならびに正弦曲線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、上記の例だけに限るものではなく、ワークロー
ル２および中間ロール３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）〜（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。

つぎに第３図（ａ）〜（Ｃ）に、正弦曲線ｌピンチ分で
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、中央部で広く、端部で狭くなるロールギヤ
・ンプになっている。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１ビシ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４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ピッ千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。

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用いた場合、
さらには中間ロール（ｒＭＲ）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
２ピッ千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）を付す、シたロール対を用い
、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、分割バンクア
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
や耳１］！　？１合伸び制御についてはほとんど期待で
きない。

なお分割バッファ・ノブロール押し出しは、クォーター
伸びや互層）Ｍ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、Ｔクラウンロール、Ｓ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Ｓクラウン、Ｗクラウ
ンを付与すべきロール対は、ワークロールおよび中間ロ
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
クし１−ル対、中間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、Ｓ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、点対象、上下対象、
左右対象の順に大きい。

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−）−ａ、ｘ３−＋−ａ、ｘ’　＋
　−＝　＋ａ、ｘ″・”　（Ｌ）（１）弐を用いてロー
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８１〜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”ｌ＋　ａ：ｌ＋　ａ
５＋　ａ７ａ９＋　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＋ａ３ｘ３＋ａ、ｘ５＋ａ−、ｘ’＋
ａ、ｘ９＋ａ、、ｘロー（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　８３＋８５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’　士ａｓｘｓ　　　　　
　　　　　　　　　・・・（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（２Ｌ３．　（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、一方決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） た１丸上 前掲第１図に示した１２段圧延機において、ワークロー
ルとして第８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）を付与し、また圧延材ｌを挟み点対
称となる２対の中間ロール３の一方には第９図に示すよ
うな３次式で近似できるクラウン（Ｓｌクラウン）を有
するロールを、他方の中間ロール３には第１Ｏ図に示す
ような片テーパー形状（Ｔクラウン）をそれぞれ付与し
た。

そして、上記ワークロールおよび中間ロールを軸方向に
シフトさせて、板幅１０００ｍｍのステンレス鋼板を板
厚１．２ｍｌ１１から１．０ｍ＋ｎ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１１図（ａ’）、（ｂ）にそれぞれ示す。

また第１１図（ｂ）には、従来装置を用いた場合として
、第１Ｏ図に示した片テーパ−ロールを中間ロールにそ
れぞれ使用し、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１１図（ｂ）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る。

尖詣例１ 同しく１２段圧延機において、第１２図（ａ）に示すよ
うに、ワークロールに第９図に示した３次式で近似でき
るクラウン（Ｓｌクラウン）を付与し、また圧延材を挾
み点対称となる２対の中間ロールの一方には第８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、他方の中間ロールには第１０図に示すような片テー
パー形状（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１２図（ｂ）に示す。

お１例ユ 同じり１２段圧延機において、第１３図（ａ）に示すよ
うに、ワークロールにはいずれも第１４図に示したよう
なりラウン（Ｔクラウン）を、また圧延材を挾み点対称
となる２対の中間ロールの一方の中間ロールには第１５
図に示すような正弦曲線２ピツチ分で近似できるクラウ
ン（Ｗ２クラウン）を、他方の中間ロールには第１６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（ｂ）に示す。

プＪ１丸士 同じ＜１２段圧延機において、第１７図（ａ）に示すよ
うに、ワークロールに第１６図に示した正弦曲線１ピン
千分で近似できるクラウン（Ｓ２クラウン）を付与し、
また上下で対をなす２ｍの中間ロールの一方には第１５
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、他方には第１０図に示したよう
なりラウン（Ｔクラウン）をそれぞれ付与し、分＆１１
バックアップロールによる押し出しおよびロールへンデ
ィングを併用して実施例１と同様の圧延を行ったときの
形状制御能力について１！１査した結果を第１７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、
腹伸びは勿論のこと、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。

【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
のロールギヤツブ変化を示した図、第３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４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、Ｓクラウンロール対またば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
ールとしてＴクラウンロール、また中間ロールとして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、５次式で近似できる好適Ｗクラウンを示した
図、 第９図は、３次式で近イ以できる好適Ｓクラウンを示し
た図、 第１０図は、片テーパ−ロールのテーパー形状を示した
図、 第１１図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、１２段圧延機に
おけるＴクラウンロール、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１２．１３図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ、１２段圧
延機におけるＴクラウンロール、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１４図は、片テーパ−ロールのテーパー形状を示した
図、 第１５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１６図は、正弦曲線１ピッ子分で近似できる好適Ｓク
ラウンを示した図、 第１７図の（ａ）は、１２段圧延機におけるＴクラウン
ロール、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、同図（１））は、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・・・バックアンプロール５
・・・ロールベンゾインク装置 （ａ） （ｂ） 第１図 第４図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第３図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） −１，０ −０，５００，５ ０−ルバレル中央力゛〜・の 熱番欠ｆｒ−慶薯ｔ ０ 第７図 を 燃ン欠’Ｆｒ−慶むｒ 第１０図 ＥＨ＝　０．１７７＋１ ＥＬ＝３００？？ｌ笥 第１４図 ＥＨ＝ｏ、ｏ伽だ ＥＬ士３００ｍｍ

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、 該ワークロールおよび中間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１波長分にわたる
   ロールクラウンを、さらに他の少なくとも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。