JPH04172108A

JPH04172108A - 圧延機

Info

Publication number: JPH04172108A
Application number: JP2298942A
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: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1992-06-19

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９図ないし第１４図に示す。図
において、一定厚みの板材５を通して所望する板厚のス
トリップ材５ａ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
２５．２６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対の上下部ワークロール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（なる）を有した１対の
上下部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２７．２８で回転自在に軸承さ
れている。また、前記した上下のバックアップロール３
，４の径は、上下のワークロール１．２の径より大きく
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ｌＯ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１１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２８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、上下ワークロール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ｌ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１３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
で薄くなるといった、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
付けたロールペ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、ワークロールペンディ
ング法とバックアップロールペ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、ワークロールを部分的に加熱膨張させクラウ
ンを変えるヒートクラウン法や、ロールクーラントをか
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、ロールペンディング法は、即応性およ
びある程度の柔軟性に富んだ方法であるが、第１４図（
ａ）および第１４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ーラントをかける量
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。

以上の点に鑑み、本発明においては、上方より下方に向
かって上部サポートロール、上部ワークロール、下部ワ
ークロールおよび下部サポートロールの順に配し、上部
ワークロールと下部ワークロール径はロールの軸心方向
に不変となし、前記上部ワークロールの上部外周面と下
部ワークロールの下部外周面で、断面が円形形状を有す
るとともに、板材の幅より外側に位置する各１対のサポ
ートロールを回転自在に当接して配し、上部サポートロ
ールをシリンダに係合したピストンロッドの先端部にサ
ポートロール軸受を介して配設するとともに、上部ワー
クロールの軸心方向に前進・後退自在に配し、下部サポ
ートロールを軸受を収納するハウジング間に掛架したバ
ックアップシャフトに挿通された後下部ワークロールの
軸心方向に前進・後退自在な移動手段を配した構成にし
た。

［作用］圧延される製品板形状に応じて、上部と下部のサポート
ロール位置はそれぞれ上部と下部の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、ロールペ
ンディング用シリンダへ導入される作動流体導入量およ
び圧力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カで適宜調整する。

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８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図は第１図のｍ−■からみた縦側面断
面図、第４図は第２図のＩＶ　−ＩＶからみた圧延機の
要部拡大断面図、第５図（ａ）は第２図の■−■からみ
たサポートロール要部拡大断面図、第５図（ｂ）は第５
図（ａ）のＡ−Ａからみた側面断面図、第６図は第４図
のＶｌ−Ｖｌからみたロールペンディング用装置の要部
拡大断面図、第７図および第８図は本発明を適用した４
段式圧延機の圧延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８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、ワークロール１．２、圧
下シリンダ８、ロールペンディング用装置９、ハウジン
グ１０、上部サポートロール調整装置１９、下部サポー
トロール調整装置２１、ワークロール軸受２５，２６、
バックアップシャフト３３、および、バックアップシャ
フト軸受３８から構成されている。なお、符号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ｌ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２５．２６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２０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２５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ｌと同様に下
部ワークロール軸受２６によって回転自在に軸承されて
いる。

符号１３は上部継ぎ材であって、ハウジング１０間に張
架されており、立設された１対のハウジング１０間を一
定距離に保持されるとともに、圧延時に、上部ワークロ
ール１の凸形を防止すべく上部ワークロールｌの反力に
対抗して、上部サポートロール６を上部ワークロールｌ
の半径方向に安定した圧延力が与えられるように、前記
ガイドレール２２と隣接して設けられている。

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間に内設された
バックアップシャフト軸受３８によって軸承されている
。

つぎに、本発明の上部サポートロール調整装置１９およ
び下部サポートロール調整装置２１について説明する。

なお、本発明における上部サポートロール調整装置１９
は上部ワークロールｌの上部に、また、下部サポートロ
ール調整装置２１は下部ワークロール２の下部にそれぞ
れ配設されている。上部サポートロール調整装置１９は
、上部サポートロール６、サポートロール軸受１１、お
よび、サポートロール移動用シリンダ１４から構成され
ている。

円形形状を有した１対の上部サポートロール６は、サポ
ートロール軸受１１によって、それぞれ支軸６ａで回転
自在に軸承されており、圧延時は、上部サポートロール
６と上部ワークロールｌの外周面とは当接しつつ、反対
方向に回転している。また、板材５の幅寸法ならびに板
形状に応じて、上部サポートロール６の位置を上部ワー
クロール１の外周面に沿って軸方向に容易に移動可能な
ように、ハウジングｌＯの外壁にそれぞれ突設した形で
サポートロール移動用シリンダ１４が配設されている。

サポートロール移動用シリンダ１４とサポートロール軸
受１１とは、サポートロール移動用シリンダロッド１４
ａを介してビン支軸１１ａされ、上部サポートロール６
を上部ワークロールｌの軸方向に移動させる際には、図
示しないサポートロール移動用シリンダ１４へ適宜圧油
を供給すると、上部サポートロール６を有したサポート
ロール軸受１１はガイドレール２２に沿って前進・後退
可能に摺動するようになっている。

また、下部サポートロール調整装置２１は、下部サポー
トロール１８、サポートロール用ベアリング４１．スラ
ストベアリング４２．４３、スラストベアリングサポー
ト４４，４５、ケーシング４６、ガイドロッド４７、移
動スクリュ４８、および、電動モータ４９から構成され
ている。

円形形状を有した１対の下部サポートロール１８は、サ
ポートロール用ベアリング４１によって上部ワークロー
ルｌに回転自在に軸承されており、圧延時は、下部サポ
ートロール１８と下部ワークロール２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４
２．４３は、圧延時に下部サポートロール１８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対の下
部サポートロール１８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５図（ｂ）に示すよう
に、下部サポートロール１８が保持されているケーシン
グ４６の中心部域に、下部サポートロール１８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４６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４８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３８に回転自在に軸承さ
れている。ケーシング４６を挿通した移動スクリュ４８
の両側には、ガイドロッド４７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４８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４８の一端には電動モータ４９が
直結されており、電動モータ４９の正逆の回転方向によ
って、１対の下部サポートロール１８を接離可能なよう
になっており、板材５の幅寸法に応じて電動モータ４９
を回転し、両者の下部サポートロール１８の離間位置を
適宜法めることが可能である。

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

上部ロールペ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２
５と接離自在に配されている。また、下部ロールペンデ
ィング用ロッド９ｂは、前記上部ロールペンディング用
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２６と接離自在に配され
ている。

ロールペンディング用シリンダ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
装置から圧油を導入すると、ロールペンディング用シリ
ンダ９Ｃに係合した上下ロールペンディング用ロッド９
ａ、９ｂはお互いに離反し、ロールペンディング用ロッ
ド９ａ。

９ｂのそれぞれの先端部は上下ワークロール軸受２５．
２６を押圧することになる。

抑圧時には、ロールペンディング用シリンダ９Ｃの外周
壁の上下ワークロール軸受２５．２６側にライナ９ｆを
装着してあり、さらに、上下ワークロール軸受２５．２
６のロールペンディング用シリンダ９Ｃ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２５．２６は上方および下方へそれぞれ押上げら
れる形となり、上部および下部サポートロール６．１８
と上部および下部ワークロール１．２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、また、下部ワークロール２のプロフィールは
、凹状から平坦状になるようにそれぞれ構成されている
。

符号８は圧下シリンダであって、圧下シリンダ８内には
、この圧乍シリンダ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シャフト軸
受３８の下部に当接して押圧し、バックアップシャフト
３３を上方へ押上げるようになっており、下部サポート
ロール１８を介して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の幅に合わせて上部および下
部サポートロール６．１８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、上部および下部サポートロール６．１８を上部お
よび下部ワークロール１．２の軸心方向へ前後摺動させ
たり、上部および下部ロールペ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５
ａ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２０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７図および第８図に示す。

第７図にロール径６００ｍｍ、圧延力６００ＴＯＮ　、
上部サポートロール６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８図に、ロール径６００ｍｍ、圧延力６００ＴＯＮ　
、上部サポートロール６間距離を１６００ｍｍに設定し
、ロールペンディング力をＯＴＯＮから１２５７ＯＮ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図および第８図より明らかなように、本発明の圧延
機２０によれば、上部および下部ワークロール１．２は
ペンディング力、およびサポートロール６．１８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、下部サポートロール１８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４１の内輪３０上を左右に移動させて
いるが、オイルインジェ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４１の内輪３０間に隙間をもたせて移動させる構成に
してもよい。

また、前記ロールペ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な用
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、上部と下部のサポートロール６．１８を、上部
および下部ワークロール１．２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４９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
。

また、本発明においては、上方より下方に向かって下部
サポートロール、上部ワークロール、下部ワークロール
および上部サポートロールの順に配してもよい。

［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上部サポートロール、上部ワークロ
ール、下部ワークロールおよび下部サポートロールの順
に配し、上部ワークロールと下部ワークロール径はロー
ルの軸心方向に不変となし、前記上部ワークロールの上
部外周面と下部ワークロールの下部外周面で、断面が円
形形状を有するとともに、板材の幅より外側に位置する
各１対のサポートロールを回転自在に当接して配し、上
部サポートロールをシリンダに係合したピストンロッド
の先端部にサポートロール軸受を介して配設するととも
に、上部ワークロールの軸心方向に前進・後退自在に配
し、下部サポートロールを軸受を収納するハウジング間
に掛架したバックアップシャフトに挿通された後下部ワ
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サポートロールでよく、製品サイ
クルが大幅に向上する。また、製品板形状に応じて、サ
ポートロール位置およびロールペンディング用ロッドと
係合したロールペンディング用シリンダへの作動流体の
導入量および圧力の制御を行ない、前記上部および下部
のワークロールとサポートロールのそれぞれの当接面を
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とサポートロールの当接面
を支点として下部ワークロールを下方へ押し曲げるよう
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８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図は第１図のｍ−■からみた縦側面断
面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶからみた圧延機の要
部拡大断面図、第５図（ａ）は第２図のＶ−■からみた
サポートロール要部拡大断面図、第５図（ｂ）は第５図
（ａ）のＡ−Ａからみた側面断面図、第６図は第４図の
Ｖｌ−Ｖｌからみたロールペンディング用装置の要部拡
大断面図、第７図および第８図は本発明を適用した４段
式圧延機の圧延ロールの制御に係るプロフィールを示す
。また、第９図ないし第１４図は本発明に類似した従来例
を示し、第９図は４段式圧延機の正面図、第１Ｏ図は第
９図のｘ−ｘからみた縦断面図、第１１図は第１０図の
刈−刀からみた圧延機の要部拡大断面図、第１２図は第
１１図の店−刈からみたロールペンディング用シリンダ
の拡大断面図、第１３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１４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。ｌ・・・・・・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・・・ストリップ板、６・・・・・・上部サ
ポートロール、８・・・・・・圧下シリンダ、９・・・・・・ロールペンディング用装置、１１・・・
・・・サポートロール軸受、１３・・・・・・上部継ぎ
材、１４・・・・・・サポートロール移動用シリンダ、１８
・・・・・・下部サポートロール、１９・・・・・・上
部サポートロール調整装置、２０−・・・・・圧延機、２１・・・・・・下部サポートロール調整装置、２５・
・・・・・上部ワークロール軸受、２６・・・・・・下
部ワークロール軸受、２７・・・・・・上部バックアッ
プロール軸受、２８・・・・・・下部バックアップロー
ル軸受、３８・・・・・・バックアップシャフト軸受、
４７・・・・・・ガイドロッド、４８・・・・・・移動
スクリュ、４９・・・・・・電動モータ。特許出願人　　宇部興産株式会社第１図第２図第３図第４図ｑ第５図（ｂ）第６図第７図第８図ストリップ材の輻（ｍｍ）第９図第１０図 °第１１図第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上下に対向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を上部ワ
ークロールと下部ワークロールの両端部にそれぞれ配し
、前記上部ワークロール軸受と下部ワークロール軸受間
にロールペンディング用シリンダを配すとともに、前記
ロールペ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ペ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ペン
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
て上部サポートロール、上部ワークロール、下部ワーク
ロールおよび下部サポートロールの順に配し、上部ワー
クロールと下部ワークロール径はロールの軸心方向に不
変となし、前記上部ワークロールの上部外周面と下部ワ
ークロールの下部外周面で、断面が円形形状を有すると
ともに、板材の幅より外側に位置する各１対のサポート
ロールを回転自在に当接して配し、上部サポートロール
をシリンダに係合したピストンロッドの先端部にサポー
トロール軸受を介して配設するとともに、上部ワークロ
ールの軸心方向に前進・後退自在に配し、下部サポート
ロールを軸受を収納するハウジング間に掛架したバック
アップシャフトに挿通された後下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。