JPH04294806A - クラウン調整ロール - 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、金属帯板の圧延に用い
られるクラウン調整ロールに関し、さらに詳細には高圧
延荷重が適用可能なクラウン調整ロールに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】板圧延では、板プロフィル　（幅方向板
厚分布）　を可及的に矩形化し、良好な圧延形状にする
ことが重要な課題であり、そのための種々の新方式の圧
延機が開発されてきた。例えば、板の形状、特にプロフ
ィルの改善には、ワークロールのたわみ防止が必要であ
る。 そのため、ワークロール・ベンディング、バックアップ
ロール・ベンディング、ダブルチョック．ベンディング
、ロールスキュー、ロールシフト、可変クラウンロール
　（以下、「ＶＣロール」という。）　等の技術が開発
されてきた。

【０００３】このうち、ＶＣロールは既設の圧延機のロ
ールをＶＣロールに変更するだけで何ら改造を要しない
。したがって、他方式にくらべて安価であり、既設のロ
ールベンダと組み合せて圧延形状・プロフィル改善に有
効に活用されてきた。しかし、ＶＣロールは、アーバに
スリーブを焼嵌め、ロール中央部におけるアーバとスリ
ーブとの境界部に受圧油を導入し、スリーブを膨らませ
る構造である。そのため、スリーブ応力の限界から、直
径１５００ｍｍ程度の大型ロールで最大膨らみ量が０．
２　〜０．４ｍｍ／半径程度である。

【０００４】この最大膨らみ量は、通常の軟質薄板の幅
方向板厚の制御には十分である。しかし、板厚の大きい
領域では、ベンダと組み合わせても制御量が不足してく
ることがある。特に、アルミニウム板の熱間圧延の粗圧
延機や鋼板の熱間圧延の粗圧延機、厚板圧延機等では、
ＶＣロールの２〜３倍の制御能力が望ましい。また、薄
板でも硬質材や特殊鋼では変形抵抗が高く、現状能力で
は不足気味である。一方、上記他型式の圧延機では、制
御能の高いものもあるが、設備費が膨大となったり、改
造に長期を要する等の問題があり、容易には導入できな
い。

【０００５】そこで、例えばＶＣロールのようにロール
のみを変更すれば、高性能圧延機が容易に得られるとい
う簡便かつ安価な新型式ロールの開発が望まれてきた。 本出願人は、先に特開昭６３−２７３５０４号公報ある
いは特開平２−１２１７０８号あるいは特願平１−２８
５３５５号により、アーバに対して複数個のベアリング
を偏心固定あるいは傾斜固定するとともに、前記アーバ
の端部に取り付けたアーバ角度調整装置を備えたクラウ
ン調整ロールを提案した。

【０００６】この提案にかかる従来装置の一例の略式断
面図を図４（ａ）、（ｂ）　に示す。図４（ａ）　、（
ｂ）　に示すクラウン調整ロール５０にあっては、アー
バ１０に嵌装された複数個のブッシュ１１には同じく複
数に分割したベアリング１２、１３、１４、１５および
１６が装着され、その外側にスリーブ２０が嵌め込まれ
ている。このときの最大クラウン量はδで示される。な
お、アーバ端部に設けるアーバ角度調整装置は簡略化の
ため省略してあるが、これ自体はすでに特開平２−１２
１７０８号においても公知であり、手動、油圧機構等適
宜手段のものを備えていてもよい。このように従来装置
にあっては、アーバ１０の中心軸に対して、複数　（図
４に示す例では５個）　のベアリング１２〜１６を、ア
ーバ１０に嵌合固定された複数個のブッシュ１１を介し
て偏心固定あるいは傾斜固定するとともに、アーバ角度
調整装置によってアーバ１０の角度　（回転位置）　を
変化させることにより、所望のクラウンを、ワークロー
ルにメカニカルを与えることを可能にしている。

【０００７】したがって、この提案にかかる装置によれ
ば、非常に大きなクラウンをワークロールに与えること
が可能になるとともに、図４（ａ）　、（ｂ）　に示す
ように、さらにクラウン調整ロールの外輪上の全てに円
筒スリーブ２０を遊嵌することにより、各ベアリング間
の段差を解消することができるため、被圧延材の表面に
おける光沢や摩耗のムラの発生を確実に防止することも
可能になる。いずれの場合にあってもベアリング１２〜
１６とスリーブ２０との間にはアーバ１０に設けた供給
路を経由して潤滑油が供給されている。図４（ａ）　は
この潤滑油の循環方式の場合、図４（ｂ）は潤滑油保持
方式の場合をそれぞれ示す。また、特開昭６１−７００
３号公報等にも、アーバに対して複数個のベアリングを
偏心固定し、最外周にスリーブを備え、アーバ端に角度
調整を行う装置を備えたクラウン調整ロールが提案され
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、特開昭６
３−２７３５０４号公報あるいは特開平２−１２１７０
８号、特願平１−２８５２５５号により提案したクラウ
ン調整ロールによれば、前述した従来のＶＣロールに比
較して、板クラウン・プロフィル制御に関して、大きな
効果を有する。しかし、本発明者らのその後の検討結果
によれば、図４（ａ）　、（ｂ）　に示すようなクラウ
ン調整ロール５０は、通常の冷間圧延機に対しては十分
適用が可能であるが、さらに圧延荷重が高くなる鉄鋼の
粗圧延等においては、耐荷重性という観点からするとベ
アリングの外輪外面とスリーブ内面との焼付きが生じて
しまい不十分であるという問題のあることが判明した。

【０００９】図４（ａ）　、（ｂ）　にそれぞれ示すク
ラウン調整ロール５０を、例えば図５に示すように最も
一般的な４段圧延機のバックアップロールとして適用し
た場合について説明すると、図５に示すように、クラウ
ン調整ロール５０は、通常の中実のバックアップロール
５２の場合全体が回転するのに対して、定常圧延状態に
おいて回転するのは、ワークロール５４と接触するスリ
ーブ２０と、スリーブ２０に接触するベアリング１２〜
１６の外輪と、スラスト受け部２１とスラストベアリン
グ２２である。

【００１０】ベアリング内部の潤滑についてはグリース
封入、あるいはオイルミストあるいはオイル循環方式が
一般に用いられるが、ベアリング外輪とスリーブ内面の
潤滑については、潤滑油を封入するか　（図４（ｂ）　
参照）　あるいは潤滑油を供給・循環する方式が用いら
れている。　（図４（ａ）　参照）このクラウン調整ロ
ール５０を実際の圧延に適用した場合、圧延荷重が過大
となると、スリーブ２０の内面とベアリング１２〜１６
の外輪間の潤滑油膜が切れ焼付が発生しベアリングの転
動寿命以前にベアリング１２〜１６とスリーブ２０に損
傷を与えてしまう。

【００１１】特開昭６１−７００３号公報等に提案され
たクラウン調整ロールのように複数のベアリングを偏心
して取付けた場合においても事情は同じである。本発明
は、前記問題点に鑑みなされたものであって、その目的
とするところは、従来のクラウン調整ロールの耐焼付性
を向上し、金属板、特に硬質材や特殊鋼の薄板圧延のよ
うに高荷重の圧延にも適用可能な高性能なクラウン調整
ロールを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、実験を重
ねた結果、従来のクラウン調整ロールを改良し、スリー
ブの内面あるいはベアリングの外輪の表面に潤滑油収容
溝もしくはくぼみを設けることにより、耐焼付性を高め
ることが可能であり、そしてそれにより従来より高荷重
の金属板圧延に対しても適用可能となることを見い出し
、本発明を完成した。

【００１３】ここに、本発明の要旨とするところは、ア
ーバと、該アーバに嵌装した複数のベアリングと、該ベ
アリングの外輪に嵌装したスリーブと、そして前記アー
バの端部に取り付けられた角度調整装置とを備えたクラ
ウン調整ロールであって、前記スリーブの内面あるいは
前記ベアリングの外輪の外面あるいはその両方に設けら
れた油収容用の溝および／またはくぼみを備えたことを
特徴とするクラウン調整ロールである。

【００１４】本発明の好適態様によれば、前記溝および
くぼみは、スリーブ回転方向に対して５°以上傾けて設
けられている。このように、本発明にかかるクラウン調
整ロールによれば大きな圧延荷重を確保でき、特に薄鋼
板の冷間圧延に用いるのに好ましいが、それにのみ制限
されるものではなく、アルミニウム板の圧延に用いても
よい。

【００１５】

【作用】次に、本発明の作用を添付図面に基づき説明す
る。図１（ａ）　および図１（ｂ）　は、それぞれ、本
発明において使用するスリーブ２０およびベアリング１
２〜１６　（図中、１個のみ示す）　を斜視図で示すも
のであり、スリーブ回転方向は図中矢印で示す。図２お
よび図３は、図１（ａ）　および図１（ｂ）　における
０　−０’軸を基準軸にして角度θだけ展開してみたと
きのスリーブ内面もしくはベアリングの外輪外面の溝６
０あるいはくぼみ７０の配置および形状の説明図である
。

【００１６】図２（ａ）　〜（ｃ）　は溝６０を設けた
場合のその形状・配置を示すもので、そのａ　−ａ’線
に沿った断面形状は図６（ａ）　に示す。すなわち、図
２（ａ）　〜（ｃ）　に示すような複数の溝６０を内面
に形成したスリーブ２０もしくは外輪外面に形成したベ
アリング１２〜１６を本発明にかかるクラウン調整ロー
ル５０に使用し、その溝６０内に油を介在させることに
よって、スリーブ内面とベアリング外輪の外周表面の耐
焼付性を改善し、高荷重圧延に適用可能なクラウン調整
ロールを実現できる。

【００１７】このときの溝形状および配置は特定のもの
に制限されないが、溝間距離Ｐ１は、好ましくは０．２
　〜２０ｍｍであり、溝最大幅ｂは０．０１〜５ｍｍで
ある。前記溝のスリーブ回転方向に対する傾斜角度φは
、図２（ａ）　ではゼロであり、図２（ｂ）　ではφ、
図２（ｃ）　ではφおよびφ’　であって交叉する二種
の溝が設けられている。また、図３はくぼみ７０を設け
た場合の形状・配置の説明図であって、ａ　−ａ’線に
沿ったくぼみの断面形状は図６（ｂ）　に示す。図示例
では円形の凹みであるが、適宜形状のものを設けてもよ
く、また図中、各寸法ｄ１、ｄ２、Ｐ２、Ｐ３は、特に
制限はないが、好ましくは、ｄ１：０．０５　〜０．５
　ｍｍ、ｄ２：０．０５　〜０．５　ｍｍ、Ｐ２：０．
１〜２５ｍｍ、Ｐ３：０．１〜２５ｍｍである。

【００１８】図６（ｃ）　、（ｄ）　は溝６０、くぼみ
７０の断面形状の別の変更例を示すものであり、底部が
丸形あるいは三角形をしていても潤滑油収容用として機
能する限り、特定のものには制限されない。本発明によ
れば、このような溝および／　またはくぼみをスリーブ
内面もしくはベアリングの外輪外面に形成するとともに
それに潤滑油を保持させて、クラウン調整ロールのスリ
ーブとして使用することにより、スリーブ内面とベアリ
ング外輪の外周表面の耐焼付性を改善し、高荷重圧延に
適用可能なクラウン調整ロールを実現することができる
。

【００１９】かかる溝もしくはくぼみはスリーブ内面お
よびベアリングの外輪外面のいずれに設けてもよいが、
好ましくは、加工の容易さからベアリングの外輪外面に
図２（ａ）　〜（ｃ）　、図３に示すような潤滑油収容
用の溝あるいはくぼみを形成する。また、スリーブ内面
とベアリングの外輪外面の両方に前記の溝あるいはくぼ
みを形成することによっても同様の効果があることが分
かった。 また、溝とくぼみの共存するパターンをスリーブ内面あ
るいはベアリングの外輪外面あるいは両方に形成するこ
とによっても同様の効果がある。なお、アーバそれ自体
の構造およびその端部に取り付けられた角度調整装置の
構造についてはすでに従来技術に関連して説明した通り
であり、本発明において特定のものに制限されない。

【００２０】

【実施例】本発明の効果を具体的に実施例に基づき説明
する。本例では図５に示すような４段圧延機のバックア
ップロール５０として図４（ｂ）に示すクラウン調整ロ
ールを使用して圧延を行った。ただし、本発明例にあっ
てはベアリングの外輪外面および／　またはスリーブ内
面に潤滑油収容用の溝もしくはくぼみを設けた。従来例
としてはそれらを設けなかった。このときのクラウン調
整ロールの寸法は表１にまとめて示す通りであった。

【００２１】

【表１】

【００２２】このような仕様のクラウン調整ロールを用
い、表２に示す仕様でスリーブ内面、ベアリング外輪外
面に溝あるいはくぼみを加工し圧延試験を行いスリーブ
内面とベアリング外軸外面の焼付が発生する荷重　（以
下焼付荷重と呼ぶ）　を求めた。溝およびくぼみの仕様
を示す各符号については図２、図３および図６を参照。 結果は表３にまとめて示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】表３に示すように従来のクラウン調整ロー
ルにおける焼付荷重は２３００ｔｏｎｆであったが本発
明により焼付荷重の大幅な向上が達成された。特に、本
発明例Ｎｏ．１〜７に示すように、溝の角度φを５°以
上付与した場合には従来の約２倍の耐焼付性が得られて
いる。また、スリーブ内面とベアリング外輪外面のどち
らか一方に溝あるいはくぼみを形成することによって大
幅な耐焼付性の向上が得られることが明らかであるが、
本発明例Ｎｏ．１９　、２０、２９〜３１に示すように
、スリーブとベアリング両方に溝あるいはくぼみを形成
することによって効果はさらに増加することが分かった
。

【００２６】なお、本実施例において溝あるいはくぼみ
は機械加工により形成したが、エッチング、レーザー加
工、放電加工、ショット等で行ってもその効果は同様で
ある。また、今回の実施例では溝およびくぼみは所定の
ピッチで加工したが、これらはある程度ランダムでもそ
の効果は発揮される。くぼみの形状も正確な円、楕円で
ある必要はなく、多角形、あるいはショットブラストの
ようなランダムな形状であってもその効果は発揮される
ことも確認した。また、本発明において溝およびくぼみ
の断面形状は図６（ａ）　、（ｂ）　に示した形状に限
定されず例えば図６（ｃ）　、（ｄ）　のような断面形
状であっても同様の効果が得られる。

【００２７】さらに、本発明を適用するクラウン調整ロ
ールは、図４（ａ）　、（ｂ）　に示した構成のロール
に限定されず、例えば特開昭６１−７００３号公報に開
示されているような複数個のベアリングを偏心固定し最
外周にスリーブを配したタイプのロールへ適用しても実
施例と同様の効果を発揮する。本実施例は潤滑油封入方
式についての効果を示したものであるが、潤滑油環境方
式についても同様の効果を発揮する。

【００２８】

【発明の効果】以上、実施例でも説明したように、本発
明により耐焼付性が改善され高荷重の圧延に適用可能な
クラウン調整ロールの製作が可能となり簡便かつ安価な
新型式圧延機が実用化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）　はスリーブ、（ｂ）　はベアリン
グ外輪の略式説明図である。

【図２】本発明において形成する溝の形状・配置の説明
図である。

【図３】本発明において形成するくぼみの形状・配置の
説明図である。

【図４】図４（ａ）　および（ｂ）　は、従来のクラウ
ン調整ロールの構成の説明図である。

【図５】４段圧延機の構成の説明図である。

【図６】図６（ａ）　ないし図（ｄ）　は、本発明にお
いて形成する溝・くぼみの断面の説明図である。 〔符号の説明〕 １０　：　　アーバ １１　：　　ブッシュ １２〜１６　：　　ベアリング ２０　：　　スリーブ ５０　：　　クラウン調整ロール ６０　：　　溝 ７０　：　　くぼみ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アーバと、該アーバに嵌装した複数の
   ベアリングと、該ベアリングの外輪に嵌装したスリーブ
   と、そして前記アーバの端部に取り付けられた角度調整
   装置とを備えたクラウン調整ロールであって、前記スリ
   ーブの内面あるいは前記ベアリングの外輪の外面あるい
   はその両方に設けられた潤滑油収容用の溝および／　ま
   たはくぼみを備えたことを特徴とするクラウン調整ロー
   ル。
2. 【請求項２】　　前記溝がスリーブ回転方向に対して５
   °以上傾けて設けられていることを特徴とする請求項１
   記載のクラウン調整ロール。