JPH04220108A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄鋼業や非鉄の分野にお
いて用いられ、鋼板等の板材をロールの間に通して塑性
変形を行うことにより所望の板厚にするための圧延機に
係り、特に形状修正およびクラウン修正手段を設けた圧
延機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の４段式圧延機を図１０〜図１２に
示す。この種の圧延機は比較的小径の一対のワークロー
ル１、２と、これらを外側から挟むように配置された比
較的大径のバックアップロール３、４とを備え、これら
はいずれもほぼ等しい胴長に形成されて全長にわたって
転接され、各ロール１、２、３、４の両ネック部を軸受
５、６、７、８にて支持するとともに、これらをハウジ
ング９に装着して構成されている。また、ハウジング９
には圧下シリンダ１０が取り付けられ、縦列配置された
軸受５〜８間を圧下することによって圧下力をワークロ
ール１、２間に与えるようにしている。

【０００３】このような圧延機のワークロール１、２間
に被圧延材１１を通過させて所望の板厚のストリップ材
を得るのであるが、被圧延材１１の通過に伴ってワーク
ロール１、２の中央部が拡開され、両端軸受５、６側よ
り被圧延材１１の通過中心側が外側に膨らんでしまうい
わゆるロールベンディングが生じる。このため、前記バ
ックアップロール３、４はクラウン形状とされ、ワーク
ロール１、２のロールベンディングを吸収するようにし
ている。

【０００４】しかしながらクラウンを付したバックアッ
プロール３、４を用いても、被圧延材１１の性状や圧下
量の違い等によってロールベンディング量が一義的に定
まらないため、実際上は図１２に示すように、被圧延材
１１の端部厚さｈと中央部厚さＨの間に差（＝Ｈ−ｈ）
が生じており、圧延後のストリップ材の断面形状は両側
縁にいわゆる耳伸びが発生した太鼓状断面となってしま
う。このようなことから、矩形断面のストリップ材を得
るように各種の提案がなされている。

【０００５】従来のクラウン制御方法としてロールベン
ディング法が知られている。これはロールネックにベン
ディングシリンダを取付け、ロールクラウンとワークロ
ールの弾性変形を打消してワークロールの圧下面が平坦
になるように制御してクラウンを修正するように作用さ
せるものである。すなわち、図１１に示すように、ワー
クロール１、２のネックに装着された軸受５、６の間に
両ロッドタイプのベンディングシリンダ１２を配設し、
このシリンダ１２を伸縮させることにより両軸受５、６
の間隔を調整することができるようになっており、ベン
ディング量に応じて被圧延材１１に発生しようとするク
ラウンを修正させるものである。これはワークロールベ
ンディング法であるが、その他にバックアップロールベ
ンディング法もある。

【０００６】また、圧延ロール内に油室を設け、これに
作用する油圧を調節してワークロールのクラウンを変え
るＶＣロール法や、ワークロールを部分的に加熱膨張さ
せてクラウンを変えるヒートクラウン法、あるいはロー
ルクーラントを掛ける量を部分的に調節して膨張量を詳
説して行う方法等が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ロ
ールベンディング法によれば、即応性および柔軟性に富
んではいるものの、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように
、ワークロール１、２がバックアップロール３、４の全
面に拘束されているために、ワークロールに充分な撓み
を与えることが困難であり、絶対能力に欠けるばかりか
、被圧延材の板幅、強度、形状等によりバックアップロ
ールを組替えてそのクラウン形状を変更する必要がある
等の欠点がある。

【０００８】また、ＶＣロール法ではワークロール構造
の複雑化によって高価となり、保守も面倒となってしま
う。更に、ヒートクラウン法やロールクーラント法では
、柔軟性があるものの応答性が極めて悪いという問題が
ある。

【０００９】本発明の目的は、上記従来の問題点に着目
し、特に高速圧延で刻々変化する条件に対応できる即応
性を有し、広範囲にわたるワークロールのクラウン制御
機能をもたせることができるとともに、特にワークロー
ルの撓み制御量を大幅に増大することができ、かつ少な
い部品点数で高い操作性をもたせることができるように
した圧延機を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る圧延機は、圧延材を圧下する一対のワ
ークロールと、各ワークロールに転接する一対のバック
アップロールとを備え、各ロールの両端軸受をハウジン
グに取り付けるとともに、前記一対のワークロール間の
軸受間隔を調整しクラウン制御をなす加圧手段を前記ハ
ウジングに組込んでなる圧延機において、前記各バック
アップロールはロール軸方向に分離した短尺胴長の一対
のサポートロールにより形成され、各分離サポートロー
ルはこれを回転可能に支持する軸受スリーブを介して前
記ハウジングに軸受支持されるバックアップシャフトに
対して組み付けられるとともに、バックアップシャフト
は軸方向の左右に逆ネジ部を刻設してこの逆ネジ部に各
軸受スリーブを螺着させ、かつ回転伝達手段に連係して
バックアップシャフトの回転により同軸の分離ロール間
隔を調整可能としたものである。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、被圧延材を直接圧下するワ
ークロールを撓みを抑制する各バックアップロールは、
ロール軸方向に分離された一対のサポートロールにより
構成され、ワークロールと各々部分的に転接して圧下力
をサポートする。そしてこれらの分離サポートロールは
軸方向に移動可能とされ、その位置移動を行わせること
により曲げモーメント支点が変化し、ワークロールネッ
クの加圧手段によるロールベンディング量を加減調整す
ることができる。このような分離サポートロールの位置
移動はこれを取り付けているバックアップシャフトの回
転によって行われる。

【００１２】すなわち、バックアップシャフトには逆ネ
ジ部が刻設されており、これにサポートロールを回転支
持する軸受スリーブが螺着されているので、バックアッ
プシャフトの回転方向により一対のサポートロールを互
いに接近あるいは離反させることが任意かつ迅速に行わ
れる。バックアップシャフトの回転はモータ等の回転伝
達手段によって行えばよい。したがって、バックアップ
シャフトの回転制御によって一対の分離サポートロール
によって設定されるロールベンディング支点が変化され
、ワークロールの軸受間に介在される加圧手段による加
圧力と独立または協動してロールベンディング量を迅速
に調整でき、高速圧延でのクラウン制御を的確に行わせ
ることができる。特に分離ロールの位置移動をサポート
ロールが直接取り付けられているバックアップシャフト
の回転によって行わせるので、即応性が高く適正な位置
制御が可能となるとともに、非常に簡易な構成部材によ
って高いクラウン制御機能をもたせることができる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係る圧延機の具体的実施例
を４段式圧延機に適用した例に付き図面を参照して詳細
に説明する。

【００１４】図１〜図２は実施例に係る４段式圧延機の
全体構成を示している。図示のように、門型のハウジン
グ２０に対して平行な一対の上下ワークロール２２、２
４が互に転接可能に横架され、これらの間に被圧延材２
６を通板可能にしている。このような上下ワークロール
２２、２４の各背面側には上バックアップロールユニッ
ト２８と下バックアップロールユニット３０がやはり平
行に横架されている。

【００１５】上バックアップロールユニット２８はワー
クロール２２と平行に配置されるバックアップシャフト
３２を有し、これにはロール軸方向の左右に分離され、
胴長が短く形成された一対のサポートロール３４Ｒ、３
４Ｌが回転可能に取付けられている。この一対のサポー
トロール３４Ｒ、３４Ｌは前記上ワークロール２２に転
接され、圧延時にワークロール２２のバックアップサポ
ートをなすものである。同様に、下バックアップロール
ユニット３０もバックアップシャフト３６と、これに装
着される左右一対に分離されたサポートロール３８Ｒ、
３８Ｌを有し、下ワークロール２４に転接させるように
して圧延時のバックアップサポートをなすようにしてい
る。

【００１６】上記した上下ワークロール２２、２４のネ
ック部分と、上下バックアップロールユニット２８、３
０のバックアップシャフト３２、３６のネック部分には
、図２に示すように、軸受４６、４８、５０、５２が取
付けられ、これらをハウジング２０に縦列配置して取付
けている。そして、ハウジング２０の下部位置には圧下
シリンダ５４が装備されており、これを駆動することに
より所定の圧延圧力をワークロール２２、２４間に発生
させるようにしている。

【００１７】ここで、前記サポートロール３４Ｒ、３４
Ｌ、３８Ｒ、３８Ｌは、図３に上部ユニット２８の左サ
ポートロール３４Ｌについて代表して示したように、回
転ベアリング４０を内周面に介在させて軸受スリーブ５
６の外周部に装着され、この軸受スリーブ５６を更にバ
ックアップシャフト３２に装着することにより取付けら
れているものである。

【００１８】このような構成において、当該圧延機は、
上述した上バックアップロールユニット２８の分離サポ
ートロール３４Ｒ、３４Ｌ、および下バックアップロー
ルユニット３０の分離サポートロール３８Ｒ、３８Ｌの
各々はロール軸方向に移動することにより位置調整がで
きるようになっている。この位置調整のために、各ユニ
ット２８、３０におけるサポートロール３４Ｒ、３４Ｌ
、３８Ｒ、３８Ｌを回転支持している軸受スリーブ５６
とバックアップシャフト３２、３６とは螺合されており
、バックアップシャフト３２、３６の回転によりスリー
ブ５６ひいてはサポートロール３４が軸方向に移動でき
るように構成されている。

【００１９】すなわち、図１および図３に示しているよ
うに、バックアップシャフト３２には左右の各半部外周
面に右ネジ部５８Ｒと左ネジ部５８Ｌとが刻設されてお
り、いわゆる逆ネジをもつスクリュウシャフトとして形
成されている。このようなシャフト３２には前述したよ
うに各サポートロール３４Ｒ、３４Ｌを回転支持する軸
受スリーブ５６（５６Ｒ、５６Ｌ）が装着されるが、各
ネジ部５８Ｒ、５８Ｌにはそれぞれ軸受スリーブ５６が
螺着され、このため、各スリーブ５６Ｒ、５６Ｌの内周
面にも右ネジ部５８Ｒと左ネジ部５８Ｌに対応する雌ネ
ジ部が形成されているものとなっている。このようなこ
とから、同軸に装着された各軸受スリーブ５６Ｒ、５６
Ｌはスリーブナットとして機能し、バックアップシャフ
ト３２を回転させることにより、互に接近したり離反す
るような螺進動作を行うことが可能とされている。

【００２０】また、軸受スリーブ５６にはサポートロー
ル３４を両端面から挟むように形成された門型ブラケッ
ト６０（６０Ｒ、６０Ｌ）が一体的に設けられ、この天
端面をハウジング２０の上部梁部材６２に対面させるよ
うにしている。そして、図４に示したように、上部梁部
材６２にはロール軸方向に沿うガイド溝６４を形成し、
一方、ブラケット６０の天端面にはガイド溝６４に嵌合
するガイド突起６６を設けている。これによって軸受ス
リーブ５６の移動方向を規制するとともに、バックアッ
プシャフト３２との連れ回りを防止している。

【００２１】上記構成は下部バックアップロールユニッ
ト３０にても同様に構成され、特にガイド機能はブラケ
ット６０の下端面を下部架台６８に対面させ、両者の間
にガイド溝６４とガイド突起６６を形成して案内作用を
行わせるようにしている。

【００２２】ここで、上記サポートロール３４Ｒ、３４
Ｌ、３８Ｒ、３８Ｌの位置移動を適正に行わせる駆動手
段が各バックアップロールユニット２８、３０毎に設け
られている。これは被圧延材２６の幅寸法ならびに板形
状に応じて一対の分離サポートロール３４Ｒ、３４Ｌ（
３８Ｒ、３８Ｌ）の位置を、被圧延材２６とオーバラッ
プしないように相互にワークロール２２（２４）の外周
面に沿って軸方向に接近させたり離反させるものである
。すなわち、バックアップシャフト３２、３６の一端を
ハウジング２０の側部から突出させ、これにチェーンス
プロケット７０、７２を取付けてこれらに連係チェーン
７４を巻回し、また上バックアップシャフト３２には更
に別のスプロケット７６を取付けるとともに、ハウジン
グ２０に据え付けたモータ７８との間に駆動チェーン８
０を巻回して構成されている。これによりモータ７８を
駆動すると、この回転が駆動チェーン８０を介して上バ
ックアップシャフト３２が回転され、連係チェーン７４
によって同時に下バックアップシャフト３６に回転が伝
達される。したがって、両バックアップシャフト３２、
３６は同期して回転駆動され、各々に螺着されている一
対の軸受スリーブ５６Ｒ、５６Ｌを、ひいてはサポート
ロール３４Ｒ、３４Ｌ（３８Ｒ、３８Ｌ）を互に接近移
動させ、あるいは離反移動させることができる。

【００２３】また、ハウジング２０にはロールベンディ
ング装置１００が組込まれており、図５に示すように、
上部ロールベンディング用ロッド１０２、下部ロールベ
ンディング用ロッド１０４、およびロールベンディング
用シリンダ１０６、およびピストン１０８から構成され
ている。

【００２４】上部ロールベンディング用ロッド１０２の
下端部はピストン１０８に固着され、上端部が上部ワー
クロール軸受４６と接離自在に配設されている。また、
下部ロールベンディング用ロッド１０４は逆に上端部が
ピストン１０８に固着され、下端部が下部ワークロール
軸受４８と接離自在になっている。シリンダ１０６の中
央部には、小径の連通孔１１０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、ロールベン
ディング用ロッド１０２、１０４は互に離反し、上下ワ
ークロール２２、２４の各軸受４６、４８を各々バック
アップロールユニット２８、３０の軸受５０、５２側に
押圧するように作用する。

【００２５】また、ロールベンディング用シリンダ１０
６と上下ワークロール軸受４６、４８との摺動面には、
各々ライナ１１２、１１４を貼着し、シリンダ１０６へ
の圧油供給時にこの摺動面にて滑動し、ワークロール軸
受４６、４８を押し開き、前記サポートロール３４、３
８とワークロール２２、２４との当接箇所を支点として
曲げモーメントが作用しやすいようにしている。これに
より、ワークロール２２、２４による圧延時におけるワ
ークロール圧延面プロフィールが矯正されて平坦面とな
るように調整される。

【００２６】なお、圧下シリンダ５４は、ハウジング２
０の下部に設けられ、これはヘッドを内蔵し、圧延時に
は圧油供給装置から圧下シリンダ５４内に圧油を導入す
ることにより、ヘッドを上昇させるようにしている。ヘ
ッドの動作は下部バックアップロールユニット３０のバ
ックアップシャフト軸受５２を押上げ、この圧下力は下
部サポートロール３８Ｒ、３８Ｌ、下部ワークロール２
４、軸受４８、ロールベンディング装置１００、軸受４
６、上部ワークロール２２、上部サポートロール３４Ｒ
、３４Ｌ、上部バックアップシャフト軸受５０、ハウジ
ング２０に伝達されて、所望の圧延力を発生させるので
ある。

【００２７】このように構成された圧延機の動作は次の
ようになる。

【００２８】圧延前に被圧延材２６の幅に合せてサポー
トロール３４Ｒ、３４Ｌおよび３８Ｒ、３８Ｌの位置を
予め決定しておく。この場合、サポートロール３４、３
８のワークロール２２、２４への転接位置は被圧延材２
６に重合しない位置に設定するが、この初期設定は最初
圧下シリンダ５４を駆動して下バックアップロールユニ
ット３０を上昇させ、ワークロール２２、２４およびサ
ポートロール３４、３８を軽く接触させておく。そして
、その後にサポートロール３４、３８の位置調整用モー
タ７８を駆動し、両バックアップシャフト３２、３６を
回転する。これには逆ネジ部５８Ｒ、５８Ｌが形成され
てこれらに軸受スリーブ５６Ｒ、５６Ｌが螺着されてい
るので、回転方向によって同軸上のスリーブ５６Ｒ、５
６Ｌは接近方向あるいは離反方向に移動し、もって一対
のサポートロール３４（３８）の間隔を調整することが
できる。これにより一対のサポートロール３４Ｒ、３４
Ｌ、および３８Ｒ、３８Ｌの間隔が所望の間隔に設定さ
れる。この状態で各サポートロール３４、３８の接触位
置が被圧延材２６の圧延領域から外れるようにするので
ある。

【００２９】この初期設定が終了した後、ワークロール
２２、２４間に被圧延材２６を通板する。これにより被
圧延材２６は所望の板厚に圧延されてストリップ材とし
て出るが、この形状判定を目視あるいはセンサロールに
よる接触方式、光や磁気を利用した非接触方式によって
行う。この判定により耳伸びや中伸びが発生した場合に
は、ハウジング２０に取付けたモータ７８を駆動し、バ
ックアップシャフト３２、３６を回転駆動して対となっ
ているサポートロール３４Ｒ、３４Ｌおよび３８Ｒ、３
８Ｌを相互に近接するようにあるいは離反するように位
置移動させることによりワークロール２２、２４に作用
する曲げモーメント量を調整し、形状異常の発生を抑制
し、矩形のストリップ材を得ることができる。

【００３０】図６〜図７に上下ワークロール２２、２４
のプロフィールがサポートロール３４、３８の位置調節
によるベンディング力の大きさによってどのように推移
するかの実験結果を示す。

【００３１】図６はロール径６００ｍｍ、圧延力６００
ｔｏｎ、サポートロール間距離を１４００ｍｍに設定し
、ロールベンディング力を０〜１２５ｔｏｎまで調整し
た場合の上部ワークロール２２のプロフィールの変化を
示す。

【００３２】図７はロール径６００ｍｍ、圧延力６００
ｔｏｎ、サポートロール間距離を１６００ｍｍに設定し
、ロールベンディング力を０〜１２５ｔｏｎまで調整し
た場合の上部ワークロール２２のプロフィールの変化を
示したものである。

【００３３】この結果から理解できるように、ロールベ
ンディング力およびサポートロールの位置によりワーク
ロールの撓み量を任意に変更することができ、もってス
トリップ材の断面調整が可能であることが判明する。し
たがって、広範囲に形状制御ができるクラウン制御能力
を持たせることができる。

【００３４】次に、図８には第二実施例に係る圧延機を
示す。これは軸受スリーブ５６に取付けられたブラケッ
ト６０のガイドを上部梁部材６２に直接行わせず、上部
梁部材６２に各ブラケット６０に対面するように、逆Ｔ
字状のガイド部材８２を設け、これとブラケット６０と
の間で軸方向摺動案内をさせるようにしたものである。 下部バックアップロールユニット３０では架台６８にＴ
字状にガイド部材８４を取付けて同様に案内する。この
ような実施例では、ハウジング２０の高さが高く、サポ
ートロール３４、３８と上部梁部材６２および下部架台
６８の距離が大きい場合に有効である。

【００３５】なお、当該第二実施例と先の第一実施例の
圧延機では、圧延荷重が上部梁部材６２に伝達されるの
で、バックアップシャフト３２、３８の荷重負担が軽減
され、そのロール径を小さくしつつ高いバックアップ機
能をもたせることができる。

【００３６】次に図９は第三実施例に係る圧延機を示し
ている。これはバックアップシャフト３２、３６と平行
にガイドシャフト８６を設け、これをブラケット６０に
貫通して摺動案内させるようにしたものである。当該実
施例によれば、ガイドシャフト８６を設けるだけでよく
、より簡易な構造でサポートロール３４、３８の位置調
整ができ、設備負荷が小さくて高い効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークロールのバックアップサポート部位を任意に変更
することによって迅速かつ広範囲にわたってクラウン制
御を行わせることができ、製品形状の修正が極めて容易
に実現することができる。

【００３８】特に、本発明では圧延時のバックアップを
なす分離サポートロールの位置移動を、バックアップシ
ャフトに刻設した逆ネジ部に軸受スリーブを螺合し、軸
受スリーブに各サポートロールを回転自在に取付けた構
造とすることによって同軸に配置された一対の分離ロー
ル間隔を調整可能としているので、圧延作業を継続しな
がら的確に位置移動を行わせ、移動速度も速くすること
ができるので、形状修正機能を迅速に行わせ、かつ精密
な位置制御によるクラウン制御を行わせることができる
。また、移動機構自体はバックアップサポートをなす構
造部材の組合せで構成され、複雑なガイド部材等を要し
ないため、極めて簡易な構造によって高い制御機能をも
たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る圧延機の正面図である。

【図２】同圧延機の側面図である。

【図３】上部サポートロール部の要部拡大断面図である
。

【図４】上部サポートロール部の側面断面図である。

【図５】ロールベンディング装置の断面図である。

【図６】サポートロールの位置移動に伴うロール撓み量
の特性図である。

【図７】サポートロールの位置移動に伴うロール撓み量
の特性図である。

【図８】第二実施例に係る圧延機の正面図である。

【図９】第三実施例に係る圧延機の正面図である。

【図１０】従来の４段式圧延機の正面図である。

【図１１】図８の同側面図である。

【図１２】ロール撓みを示す模式図である。

【図１３】クラウンの増加および減少状態の模式図であ
る。

【符号の説明】

２０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　ハウジング２２、２４　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　ワークロール２６　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　被圧延材２８、３０　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　バックアップロールユニット ３２、３６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　バックアップシャフト ３４Ｒ、３４Ｌ、３８Ｒ、３８Ｌ　　　　サポートロー
ル４０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　回転ベアリング４６、４８、５０、５
２　　　　　　　　　　　　軸受５４　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圧下シ
リンダ５６Ｒ、５６Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　軸受スリーブ５８Ｒ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　右ネジ部５８Ｌ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　左ネジ部６０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　門型ブラケット６２　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　上部梁部材６４　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　ガイド溝６６　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ガイド突起６８　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　下部架台７０、７２、７６　
　　　　　　　　　　　　　　　　　チェーンスプロケ
ット ７４、８０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　チェーン７８　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　モータ１００　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ロ
ールベンディング装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧延材を圧下する一対のワークロール
   と、各ワークロールに転接する一対のバックアップロー
   ルとを備え、各ロールの両端軸受をハウジングに取り付
   けるとともに、前記一対のワークロール間の軸受間隔を
   調整しクラウン制御をなす加圧手段を前記ハウジングに
   組込んでなる圧延機において、前記各バックアップロー
   ルはロール軸方向に分離した短尺胴長の一対のサポート
   ロールにより形成され、各分離サポートロールはこれを
   回転可能に支持する軸受スリーブを介して前記ハウジン
   グに軸受支持されるバックアップシャフトに対して組み
   付けられるとともに、バックアップシャフトは軸方向の
   左右に逆ネジ部を刻設してこの逆ネジ部に各軸受スリー
   ブを螺着させ、かつ回転伝達手段に連係してバックアッ
   プシャフトの回転により同軸の分離ロール間隔を調整可
   能としたことを特徴とする圧延機。