JPH04105703A

JPH04105703A - 圧延機および圧延方法

Info

Publication number: JPH04105703A
Application number: JP2224442A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Kimura; 木村　勝秀; Tetsuo Okita; 沖田　哲雄
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1990-08-28
Publication date: 1992-04-07
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2521571B2

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］本発明は、製鉄、非鉄の分野で用いられるもので、鋼板
等の板材の形状修正およびクラウン修正装置を有する圧
延機および圧延方法に関するものである。

［従来の技術］従来の４段式圧延機を第８図ないし第１１図に示す。図
において、一定厚みの板材を通して所望する板厚のスト
リップ材の圧延に直接供される上下１対のワークロール
１，２が、その両端をそれぞれワークロール軸受１５．
１６で回転自在に軸承されている。この上部ワークロー
ル１と下部ワークロール２の径はともに、ワークロール
１゜２の軸心方向に通常は不変となっている。

この１対の上部と下部のワークロール１，２をサンドイ
ッチする形でクラウン形状（バックアップロール３，４
の中央部径が大きく、両端で径が小さくなる）を有した
１対の上部と下部のバックアップロール３．４の両端が
、それぞれ、バックアップロール軸受１７．１８で回転
自在に軸承されている。また、前記した上部と下部のバ
ックアップロール３，４の径は、上部と下部のワークロ
ール１．２の径より太き（構成されており、さらに、対
をなしたバックアップロール３，４またはワークロール
１，２は、ともに同一径を有している。

この圧延時には、ハウジング１０に内設された圧下シリ
ンダ８に、図示しない圧油供給装置から圧油が導入され
ると、第１０図に示すように下部バックアップロール４
の両端部の下部バックアップロール軸受１８部を上方に
押圧される。この下部バックアップロール４からの押圧
力Ｐが、当接して反対方向に回転する小径の下部ワーク
ロール２に伝達され、上部と下部のワークロール１，２
間に挿入された板材５の圧延力となる。

また、上下ワークロール１，２間に挿入される板材５の
圧延時の反力Ｒによって、上部ワークロール１は凸状に
、逆に、下部ワークロール２は凹状を呈した形に曲げら
れる。これらの反力Ｒは、上下１対のワークロール１，
２を上下両側から挾み、かつ、当接しつつ反対方向に回
転するバックアップロール３，４へ伝達されるものの、
バックアップロール３，４はワークロール１，２より大
径で剛性を有しており、ワークロール１゜２から伝達さ
れた反力Ｒは、ここで緩和されるようになっている。こ
の圧延時は、第１２図に示すように、板材５の端部厚さ
ｈと、中央部厚さＨとの間に、厚みの差（Ｈ−ｈ）が生
じており、板材５の送り方向と直交する方向に切断した
横断面図では、上下ワークロール１．２間から圧延され
てでてきたストリップ材５ａの上下の形状が平坦でなく
、ストリップ材５ａの中央部の厚みは厚くなり、両端部
で薄（なるといった、いわゆる耳波状のストリップ材５
ａに圧延されることになる。

従来より、ストリップ材５ａがこうした耳波形状になる
ことを防止しつつ、かつ、上下面が平坦な圧延がなされ
るように各種の提案がなされている。

その一つは、ロールネックにベンディングシリンダを取
付けたロールベンディング法と呼ばれている方法である
。この方法は、主として４重圧延機に適用され、外力に
より強制的にワークロールを曲げてロールクラウンを変
える方法である。この方法には、ワークロールベンディ
ング法とバックアップロールベンディング法とがある。

また、ＶＣロール法と呼ばれるもので、圧延ロール内に
油室を設け、ここに作用される油圧を調節してワークロ
ールのクラウンを変える方法もある。

この他に、ワークロールな部分的に加勢膨張させクラウ
ンを変えるヒートクラウン法や、ロールクランドをかけ
る量を部分的に調節して膨張量を調節する方法等がある
。

［発明が解決しようとする課題］前記したように、ロールベンディング法は、即応性およ
びある程度の柔軟性に冨んだ方法であるが、第１３図（
ａ）および第１３図（ｂ）に示すようにワークロールが
バックアップロール全面に拘束されているため、ワーク
ロールに充分なたわみを与えることが困難であり、絶対
能力に欠けるばかりか板材の幅１強度、形状等によりバ
ックアップロールを組替えてバックアップロールのクラ
ウンを変更する必要がある。また、ＶＣ法はワークロー
ルが極めて高価となり、保守も面倒である。

また、ヒートクラウン法やロールクラウンをかける量を
部分的に調整する方法は、極めて柔軟性があるが応答性
が悪いという問題がある。

以上各種の従来方法について説明したが、これらの従来
技術の検討からも明らかなように、クラウン制御で重要
な点は高速圧延で刻々変化する条件に対応できる即答性
があることと、広範囲に可変な能力を有することである
。

［課題を解決するための手段］本発明は、以上のような従来の欠点を除去するためにな
されたもので、即答性があり、広範囲な条件の変化に対
応することができるように構成した圧延機における形状
制御法およびクラウン制御法を提供することを目的とし
ている。

すなわち、上方より下方に向かってサポートロール、上
部ワークロール、下部ワークロールおよびバックアップ
ロールの順に配し、上部ワークロール、下部ワークロー
ルおよびバックアップロール径は各ロールの軸心方向に
不変となし、上部ワークロールの上部外周面上に断面が
円形形状を有したサポートロールをバックアップシャフ
トに挿通した後回転自在に当接して配し、さらに、前記
サポートロールを、上部ワークロールの軸心方向に前進
・後退自在な移動手段を配した構成にするとともに、製
品板形状に応じてサポートロール位置およびロールベン
ディング用ロッドと係合したロールベンディング用シリ
ンダへの作動流体の導入量の制御を行ない、前記上部ワ
ークロールとサポートロールの当接面を支点として、上
部ワークロールを上方へ押し曲げるとともに、下部ワー
クロールを下方へ押し曲げて、バックアップロール表面
に押付けるようにした。

［作用］圧延される製品板形状に応じて、サポートロール位置は
、上部ワークロール軸心方向へ移動手段によって前後進
される。さらに、ロールベンディング用シリンダへ導入
される作動流体導入量を調整することにより、上部ワー
クロールのプロフィールを、ロールペンディング力で適
宜調整されるとともに、下部ワークロールを下方へ押し
曲げてバックアップロール表面に押付けられる。

こうして、圧延された製品板形状の修正が容易に、かつ
、迅速に行なわれ、所望する圧延製品板が得られる。

［実施例］つぎに、図面に示した実施例によって、本発明をさらに
詳細に説明する。

第１図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、第１図
は４段式圧延機の正面図、第２図は第１図の■−■から
みた側面図、第３図（ａ）は第２図の■−■からみた部
分拡大断面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａか
らみた断面側面図、第４図は第２図のＴＶ−ｒＶからみ
た圧延機の要部拡大断面図、第５図は第４図の■−■か
らみたロールベンディング用シリンダの拡大断面図、第
６図および第７図は本発明を適用した４段式圧延機の上
部ワークロールの制御に係るプロフィールを示す。第１
図ないし第７図を用いて本発明の圧延機の構成を説明す
る。

本発明における圧延機２０は、サポートロール１２、ワ
ークロール１．２、バックアップロール６、ワークロー
ル軸受１５．１６、バックアップロール軸受１９、バッ
クアップシャフト軸受３７、圧下シリンダ８、ロールベ
ンディング用装置９、および、ハウジング１０から構成
されている。なお、５は板材を示す。

符号１，２は、板材５の圧延に直接供されるワークロー
ルであり、上部ワークロール１と下部ワークロール２の
径は軸心方向に通常不変となしたフラット形状を有して
いる。上部ワークロール１と下部ワークロール２は所望
する板材５の厚みに圧延するため圧下シリンダ８にて調
整される。

符号１５．１６は前記上下ワークロール１．２を回転自
在に軸承するためのワークロール軸受であり、上部ワー
クロール１の両端は、圧延機２゜の両側に立設されたハ
ウジング１０内に内設された１対の上部ワークロール軸
受１５によって回転自在に軸承されている。また、下部
ワークロール２の両端も上部ワークロール１と同様に下
部ワークロール軸受１６によって回転自在に軸承されて
いる。

符号１９はバックアップロール６を回転自在に軸承する
ためのバックアップロール軸受であり、他軸受と同様に
、圧延機２０の両側に立設されたハウジング１０内に内
設されており、圧延時には、圧下シリンダ８に導入され
た圧油によって圧下シリンダヘッド８ａが上方へ押上げ
られると、圧下シリンダヘッド８ａと当接したバックア
ップロール軸受１９も押圧され、この押圧力はバックア
ップロール６から下部ワークロール２を介して板材５の
圧延に寄与されるようになっている。

符号３３はバックアップシャフトであり、両端は圧延機
２０の両側に立設されたハウジング１０内に内設された
バックアップシャフト軸受３７によって軸承されている
。

つぎに、本発明のサポートロール調整装置１４について
説明する。なお、本発明におけるサポートロール調整装
置１４は、上部ワークロール１の上部域に配設されてい
る。

サポートロール調整装置１４は、サポートロル１２、サ
ポートロール用ベアリング２１、スラストベアリング２
２，２３、内輪２４、スラストベアリングサポート２Ｓ
、ケーシング２６、ガイドロッド２７、移動スクリュー
２８および電動モータ２９から構成されている。

円形形状を有した１対のサポートロール１２は、サポー
トロール用ベアリング２１によって上部ワークロール１
に回転自在に軸承されており、圧延時は、サポートロー
ル１２と上部ワークロール１の外周面とは当接しつつ反
対方向に回転している。スラストベアリング２２．２３
は、圧延時にサポートロール１２に生ずるスラスト力を
受ける。

また、板材５の幅寸法ならびに板形状に応じて１対のサ
ポートロール１２の位置を、相互に上部ワークロール１
の外周面に沿って軸方向に接近したり離反したり移動可
能なように配されている。

第３図（ｂ）に示すように、サポートロール１２が保持
されているケーシング２６の中心部域に、サポートロー
ル１２の移動方向に挿通されてスクリュ溝が刻設されて
おり、このケーシング２６内孔のスクリュ溝と噛合され
て挿通された移動スクリュ２８の両端部が、ハウジング
１０内に内設されたバックアップシャフト軸受３７に回
転自在に軸承されている。ケーシング２６を挿通した移
動スクリュ２８の両側には、ガイドロッド２７が併設さ
れ、立設された１対のハウジング１０間に張架され保持
されている。

また、前記移動スクリュ２８は、軸心方向の中心部から
左右に、右スクリユと左スクリュに分けて刻設されてい
る。この移動スクリュ２８の一端には電動モータ２９が
直結されており、電動モータ２９の正逆の回転方向によ
って、１対のサポートロール１２を接離可能なようにな
っており、板材５０幅寸法に応じて電動モータ２９を回
転し、両者のサポートロール１２の離間位置を適宜法め
ることが可能である。

符号９はロールベンディング用装置であって、上部ロー
ルベンディング用ロッド９ａと下部ロールベンディング
用ロッド９ｂおよびロールベンディング用シリンダブロ
ック９ｃおよびピストン９ｄから構成される。

上部ロールベンディング用ロッド９ａの下端部は、ピス
トン９ｄに固着され、上端部が上部ワークロール軸受１
５と接離自在に配されている。また、下部ロールベンデ
ィング用ロッド９ｂは、前記上部ロールベンディング用
ロッド９ａと逆に、上端部にピストン９ｄが固着され、
下端部が下部ワークロール軸受１６と接離自在に配され
ている。

ロールベンディング用シリンダブロック９ｃの中央部に
は、小径の連通孔９ｅが設けられ、ここに、図示しない
圧油供給装置から圧油な導入すると、ロールベンディン
グ用シリンダブロック９Ｃに係合した上下ロールベンデ
ィング用ロッド９ａ、９ｂはお互いに離反し、ロールベ
ンディング用ロッド９ａ、９ｂのそれぞれの先端部は上
下ワークロール軸受１５．１６を押圧することになる。

押圧時には、ロールベンディング用シリンダブロック９
Ｃの外周壁の上下ワークロール軸受１５．１６側にライ
ナ９ｆが装着してあり、さらに、上下ワークロール軸受
１５．１６のロールベンディング用シリンダブロック９
Ｃ側外周面にライナ９ｇがそれぞれ装着しであるため、
この両ライナ９ｆ、９ｇの当接面９ｈに沿って上部およ
び下部ワークロール軸受１５．１６は上方および下方へ
それぞれ押上げられる形となり、サポートロール１２と
上部ワークロール１との当接面を支点として曲げモーメ
ントが作用しやすいようになっており、フラット形状を
有した小径の上部ワークロール１のプロフィールは、圧
延時には矯正され、凸状から平坦状になるように構成さ
れている。

符号・８は圧下シリンダであって、圧下シリンダ８内に
は、この圧下シリンダ８と係合して上下移動可能に圧下
シリンダ用ヘッド８ａが配されており、圧延時には、図
示しない圧油供給装置から圧下シリンダ８に圧油を導入
すると、圧下シリンダ用ヘッド８ａの上昇に伴って、圧
下シリンダ用ヘッド８ａの先端部はバックアップロール
軸受１８の下部に当接して押圧し、バックアップロール
６を上方へ押上げるようになっており、当接しつつ反対
方向に回転する下部ワークロール２を介してストリップ
材５ａの修正用圧延力として供される。

以上のように構成された圧延機の動作について説明する
。

板材５の圧延前に、板材５の幅に合わせてサポートロー
ル１２の位置を予め決めておく。

圧延機２０の一連の準備が完了すると、上部ワークロー
ル１と下部ワークロール２間に板材５が挿入される。上
下１対のワークロール１，２間を通過時に、板材５は所
望する上下平坦な面を有したストリップ材５ａに圧延さ
れる。この時、ストリップ材５ａの形状判定は、従来よ
りの目視の方法で行なわれるが、個人差を無くし、検査
精度を上げるため、センサロールによる接触方式や、光
あるいは磁気などを利用した非接触方式によって行なう
こともできる。

このストリップ板材５ａの形状が所望する形状になるよ
うに、サポートロール１２を上部ワークロール１．２の
軸心方向へ前後摺動させたり、ロールベンディング用ロ
ッド９ａ、９ｂの圧力を制御することで、耳波（ストリ
ップ材５ａの中央部が厚く、両端部が薄い）や中伸び（
ストリップ材５ａの中央部が薄く、両端部が厚い）を防
止できる。

以上述べた本発明の圧延機２ｏを用いて板材５を圧延し
た場合、上下ワークロール１，２のプロフィールが、ペ
ンディング力の大きさによってどのように推移するかを
まとめたテスト結果を第６図および第７図に示す。

第６図に、ロール径６００ｍｍ、圧延力６００ＴＯＮ　
、サポートロール１２間距離を１４００ｍｍに設定し、
ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２５ＴＯＮまで
調整した場合の上部ワークロール１のプロフィールの変
化を示す。

第７図に、ロール径６００ｍｍ、圧延力６００ＴＯＮ　
、サポートロール１２間距離を１６００ｍｍに設定し、
ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２５ＴＯＮまで
調整した場合の上部ワークロール１のプロフィールの変
化を示す。

第６図および第７図より明らかなように、本発明の圧延
機２０によれば、上部ワークロール１はペンディング力
、およびサポートロール１２の位置により、凸形から凹
形まで自由に調整可能であり、きわめて広範囲の形状制
御能力およびクラウン制御能力を有することがわかる。

本発明においては、サポートロール１２を挿通している
バックアップシャフト３３に装着されたサポートロール
用ベアリング２１の内輪２４上を左右に移動させている
が、オイルインジエクションなどの油圧を利用してバッ
クアップシャフト３３とサポートロール用ベアリング２
１の内輪間に隙間をもたせて移動させる構成にしてもよ
い。

また、前記ロールベンディング用ロッド９ａ。

９ｂの前後進を行なう際には、作動流体として圧油を用
いた場合について述べたが、空気、窒素ガスなどの圧縮
ガスを用いてもよい。

さらに、サポートロール１２を上部ワークロール１の軸
心方向に移動させる際には、サポートロール移動用電動
モータを駆動源として用いたが、油圧シリンダなどの他
の移動手段を用いてもよい。

さらに、上部と下部のワークロール１．２の径が軸心方
向に不変の場合について述べたが、若干の中高を有した
クラウン形状のロールを用いても同様な結果が得られる
。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明によれば、上方
より下方に向かってサポートロール、上部ワークロール
、下部ワークロールおよびバックアップロールの順に配
し、上部ワークロール、下部ワークロール径およびバッ
クアップロール径は各白−ルの軸心方向に不変となし、
上部ワークロールの上部外周面上に断面が円形形状を有
したサポートロールをバックアップシャフトに挿通した
後回転自在に当接して配し、さらに、前記サポートロー
ルを、上部ワークロールの軸心方向に前進・後退自在な
移動手段を配したことにより、上部および下部ワークロ
ールのプロフィールを広範囲にわたって確実で容易、か
つ、迅速に制御できるため、板材の圧延ならびに修正も
容易に行なえる。さらに、従来、板幅に合わせて異なる
イニシャルクラウン形状のワークロールならびにバック
アップロールを多数用意していたが、その必要もなく、
わずかな数のワークロールならびにバックアップロール
でよく、製品サイクルが大幅に向上する。製品板形状に
応じて、サポートロール位置およびロールベンディング
用ロッドと係合したロールベンディング用シリンダへの
作動流体の導入量の制御を行ない、前記上部ワークロー
ルとサポートロールの当接面を支点として、上部ワーク
ロールを上方へ押し曲げるとともに、前記下部ワークロ
ールを下方へ押し曲げて、下部バックアップロール表面
に押付けるようにしたことにより、上部ワークロールや
下部ワークロールのプロフィールが容易に変更でき、こ
れに伴って板材の圧延と修正が容易、かつ迅速にできる
。

また、従来、高価なバックアップロールの全面を使用毎
に研摩していたが、本発明においては、研摩個所はサポ
ートロール部だけでよく、研摩時間が大巾に減少し、作
業時間が少なくてすむ。

さらに、サポートロールの位置を板幅より常に外側に配
置すれば、サポートロールに若干のキズがあっても板材
に転写されることがないため、サポートロールの研摩も
必要なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、第１図
は４段式圧延機の正面図、第２図は第１図の■−■から
みた側面図、第３図（ａ）は第２図の■−ｍからみた部
分拡大断面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａか
らみた断面側面図、第４図は第２図のｒＶ−ｒＶかもみ
た圧延機の要部拡大断面図、第５図は第４図の■−■か
らみたロールベンディング用シリンダの拡大断面図、第
６図および第７図は本発明を適用した４段式圧延機の上
部ワークロールの制御に係るプロフィールを示す。また、第８図ないし第１３図は本発明に類似した従来例
を示し、第８図は４段式圧延機の正面図、第９図は第８
図のＩＸ−ＩＸかもみた縦断面図、第１０図は第９図の
ｘ−ｘからみた圧延機の要部拡大断面図、第１１図は第
１０図の刈−ンからみたロールベンディング用シリンダ
の拡大断面図、第１２図は誇張して図示された圧下シリ
ンダからの押圧力によるロールたわみ、第１３図はクラ
ウンの増加ならびに減少状態を示す模式図を示す。１−・・・・・上部ワークロール、２・・・・・・下部ワークロール、３・・・・・・上部バックアップロール、４・・・・・
・下部バックアップロール、５・・・・・・板材、　　
　　　　５ａ・・・ストリップ材、６・・・・・・バッ
クアップロール、８・・・・・・圧下シリンダ、９・・・・・・ロールベンディング用装置、９ａ・・・
上部ロールベンディング用ロッド、９ｂ・・・下部ロー
ルベンディング用ロッド、９ｃ・・・ロールベンディン
グ用シリンダブロック、１０・・・・・・ハウジング、
　　１２・・・・・・サポートロール、１４・・・・・
・サポートロール調整装置、１５．３５・・・上部ワー
クロール軸受、１６．３６・・・下部ワークロール軸受
、１７・・・・・・上部バックアップロール軸受、１８
・・・・・・下部バックアップロール軸受、１９・・・
・・・バックアップロール軸受。２０・・・・・・圧延機、　　　　２７・・・・・・ガ
イドロッド、２８・・・・・・移動スクリュ、２９・・
・・・・電動モータ、３１・・・・・・上部ワークロー
ル、３２・・・・・・下部ワークロール、３３・・・・・・バックアップシャフト、３７・・・・
・・バックアップシャフト軸受。特許出願人　　宇部興産株式会社第２図ＩＩ第１第３図（ａ）（ｂ）第４図第６図第７図ストリップ材の幅（ｍｍ）第５図第８図第９図第１０図手続補正書平成３年６月１１日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上下に対抗して上方より下方に向かって、上部バ
ックアップロール、上部ワークロール、下部ワークロー
ルおよび下部バックアップロールの順に配し、前記上部
ワークロールを軸承する上部ワークロール軸受と、下部
ワークロールを軸承する下部ワークロール軸受の両端部
にそれぞれ配し、さらに、前記上部ワークロール軸受と
下部ワークロール軸受間にロールベンディング用シリン
ダを配すとともに、前記ロールベンディング用シリンダ
と係合して上部ワークロールを上方に押圧する上部ロー
ルベンディング用ロッドと、下部ワークロールを下方に
押圧する下部ロールベンディング用ロッドをそれぞれ配
し、前記上部ワークロールと下部ワークロール間に板材
を通して圧延されたストリップ材を得る圧延機において
、上方より下方に向かってサポートロール、上部ワーク
ロール、下部ワークロールおよびバックアップロールの
順に配し、上部ワークロール、下部ワークロールおよび
バックアップロール径は各ロールの軸心方向に不変とな
し、上部ワークロールの上部外周面上に断面が円形形状
を有したサポートロールをバックアップシャフトに挿通
した後回転自在に当接して配し、さらに、前記サポート
ロールを、上部ワークロールの軸心方向に前進・後退自
在な移動手段を配したことを特徴とする圧延機。
（２）請求項第１項の圧延機を用いた圧延方法において
、製品板形状に応じてサポートロール位置およびロール
ベンディング用ロッドと係合したロールベンディング用
シリンダへの作動流体の導入量の制御を行ない、前記上
部ワークロールとサポートロールの当接面を支点として
、上部ワークロールを上方へ押し曲げるとともに、下部
ワークロールを下方へ押し曲げて、バックアップロール
表面に押付けるようにしたことを特徴とする圧延方法。