JPH04304963A - ベルト式研削機 - 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、被研削材の幅方向シー
トクラウンを改善するためのクラウン調整手段を有する
ベルト式研削機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、冷間圧延工程における研削ベル
トによる研削工程は、被研削材の表面欠陥を除去するも
のであって、研削後の表面欠陥の如何によってその良否
を判定するものである。

【０００３】そのようなベルト研削工程に用いられてい
る従来のベルト研削機を図１０（イ）（ロ）に示す。同
図において、３１はコンタクトロールであり、研削ベル
ト３２をアイドルロール３３との間に巻装させ、モータ
３４の回転駆動によってその研削ベルト３２を駆動する
ものである。３５はビリーロールであり、上記コンタク
トロール３１に対向配置され、シリンダ３６のロッドの
出退動にてコンタクトロール３１に押付けられるように
なっている。そして、上記コンタクトロール３１とビリ
ーロール３５との間に被研削材３７を挿入通過させ、そ
の表面を研削ベルト３２にて研削するものである。つま
り、モータ３４によるコンタクトロール３１の駆動によ
って研削ベルト３２を回転させ、シリンダ３６のロッド
の出動作によってビリーロール３５を被研削材３７に押
付け、この押付けの度合、すなわち研削荷重によって被
研削材３７の研削量を確保することとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のベルト研削機では、被研削材３７に対す
るビリーロール３５の押付けにより、図１１（イ）に示
すように、コンタクトロール３１とビリーロール３５の
たわみが大きくなる。そして、その幅方向圧力分布は同
図（ロ）に示すように、被研削材３７の端部に近くなる
ほど大きくなるため、同図（ハ）に示すようにその幅方
向で研削量に差が生じ、板端に近くなるほど板厚は薄く
なるという問題が発生する。ここで、被研削材３７の表
面の断面形状の偏差（以下「シートクラウン」という）
は、大旨、図１２に示すように、２次曲線に近似できる
範囲Ａと、急激な板厚の減少を示すエッジドロップ部の
範囲Ｂと大別できる。ただし、このシートクラウンは、
コンタクトロール３１とビリーロール３５のたわみが、
研削荷重、被研削材３７の板厚や板幅等により変化する
ため、一定とはなり得ないものである。

【０００５】このように、ベルト研削において、被研削
材と研削ベルト間の幅方向圧力分布は板端になるほど大
きいため、被研削材のシートクラウンが増大することと
なる。それも、被研削材の表面欠陥が軽微な場合には研
削量は少なく、シートクラウンは研削前と大差はないが
、表面欠陥が被研削材の内部まで及び、これを完全に除
去するために研削圧力を上げる場合や、ベルト研削を３
〜４パス繰り返す場合、また軟質な材料の表面欠陥を除
去する場合等には、シートクラウンの増加は避け得ない
ものである。そして、このようなシートクラウンの著し
い増加は後工程の圧延における形状不良や耳割れ、これ
に起因する板切れや板端の板厚公差寸法外れを招き、歩
留りを悪化させるという問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑み、被研削
材と研削ベルト間の幅方向の圧力分布の均一化を図るこ
とにより、被研削材のシートクラウンを制御することが
できるベルト式研削機を提供することを目的としてなさ
れたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明のベルト式研削機は、押付装置により被
研削材に押付けられるビリーロール又は研削ベルトの駆
動を行うコンタクトロールの少なくとも一方のロールを
、当該ロールのクラウン調整手段を有するロールとして
いるのである。

【０００８】また、本発明のベルト式研削機は、上記手
段に加え、被研削材の幅方向の厚さを検知する板厚検知
手段と、その検知結果から必要な研削量を算出する演算
装置と、その算出結果に基づいてクラウン調整手段を制
御する制御手段とを備えているのである。

【０００９】また、本発明のベルト式研削機は、上記第
１の手段に加え、ビリーロールの押付けによる研削荷重
を測定する測定手段と、測定結果から必要なたわみ補正
量を算出しロールのクラウン量を設定する演算装置と、
その演算結果に基づいてクラウン調整手段を制御する制
御手段とを備えているのである。

【００１０】

【作用】本発明は上記した手段によって、クラウン調整
手段を有するロールの作用により、被研削材と研削ベル
ト間の幅方向の圧力分布が均一化され、研削ベルトによ
る被研削材の研削によるシートクラウンの増大を抑制す
ることとなる。また、そのシートクラウンの調整制御を
、板厚検知手段による検知結果に対応して制御すること
により、リアルタイムに制御することができる。また、
更に、研削荷重の測定結果から、その荷重に対応したク
ラウン調整制御を行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を示す図１〜図９に基づ
いて詳細に説明する。図１は第１の実施例を示す構成図
であり、同図において、１はコンタクトロール、２はビ
リーロールであり、相互に対向して配置されており、こ
れらコンタクトロール１とビリーロール２で被研削材３
を挟んでその表面の研削を行うものである。研削は、上
記コンタクトロール１とアイドルロール４との間に巻装
された研削ベルト５によって行われるが、その回転駆動
はコンタクトロール１を駆動するモータ６によって行わ
れる。上記ビリーロール２は、シリンダ７のロッドの出
退動によって被研削材３側に押付けられるようになって
いる。なお、８は当該ビリーロール２の軸受である。

【００１２】この図１に示す実施例において、ビリーロ
ール２は、そのロール表面プロフィル調整手段（以下「
クラウン調整手段」という）を持つロールであり、図示
するようにコンタクトロール１の表面プロフィルと同一
方向の表面プロフィルとなるような構成となっている。 このビリロール２のクラウン調整手段（後述）は、クラ
ウン調整制御手段９によって制御され、その調整された
状態を保持して被研削材３の研削が行われることとなる
。

【００１３】図２は、上記図１に示す実施例におけるロ
ールの表面プロフィルと、幅方向の研削圧力分布と、幅
方向の研削量分布を示すものである。すなわち、（イ）
図に示すように、コンタクトロール１の表面プロフィル
１ａに対し、被研削材３を挟んで対向配置するビリーロ
ール２の表面プロフィル２ａは、ほぼ平行となるように
調整されている。そして、このような両ロール１、２に
よる研削圧力は、（ロ）図に示すように、その幅方向の
圧力分布がほぼ均一化される。更に、その結果、（ハ）
図に示すように幅方向の研削量の均一化がなされ、幅方
向の板厚差を解消できることとなる。

【００１４】次に、図３は、上述のクラウン調整手段を
、コンタクトロール１側に有するように構成した場合を
示し、（イ）図は、両ロール１、２のそれぞれの表面プ
ロフィル１ｂ、２ｂを、（ロ）図は幅方向の研削圧力分
布を、（ハ）図は幅方向の研削量分布をそれぞれ示して
いる。この場合も、上述の図２の場合と同様に、圧力分
布及び研削量分布をほぼ均一化することができる。

【００１５】以下、図４〜図８に基づき、上述したクラ
ウン調整手段を持つロールの具体的な例について説明す
る。

【００１６】図４（イ）（ロ）に示すロール（以下「ベ
アリングロール」という）は、湾曲したアーバ１０にベ
アリング１１を介して回転自在な如くスリーブ１２を外
嵌装したものであり、アーバ１０の端部に取付けた図示
しないアーバ角度調整装置でアーバ１０を任意の角度で
固定し、ロールクラウンを調整するものである。ここで
、（イ）図はアーバ調整角度が９０°、（ロ）図は同０
°を示しており、上記アーバ角度調整装置は上述した制
御手段９によって制御するものとする。

【００１７】次に、図５（イ）（ロ）に示すロールは、
上記図４と同様のベアリングロールであるが、アーバ１
３に対して傾斜固定した複数のベアリング１４を介して
、回転自在な如くスリーブ１５を外嵌装したものであり
、アーバ１３の端部に取付けられた図示しないアーバ角
度調整装置によって上述と同様、アーバ１３を任意の角
度で固定しロールクラウンを調整するものである。

【００１８】次に、図６（イ）（ロ）に示すロール（以
下「ＶＣロール」という）は、アーバ１６に鋼製スリー
ブ１７を焼嵌めし、中央部に設けた受圧室１８に高圧油
を導入し、スリーブ１７を膨ませてロールクラウンを調
整するものである。この例におけるクラウン調整は、以
上の構成に加え、図示しない加圧ユニット（上述の制御
手段９に相当）で導入油圧を０から最高圧Ｐまで制御す
ることにより、０から最大値まで連続的に調整可能であ
る。なお、（イ）図は導入油圧が０、（ロ）図は導入油
圧がＰの状態をそれぞれ示している。

【００１９】次に、図７（イ）（ロ）に示すロール（以
下「ＴＰロール」という）は、アーバ１９に鋼製スリー
ブ２０を焼嵌めし、油室２１、２２、２３に高圧油を導
入し、インナーピストン２４とアウターピストン２５を
ロール軸方向に移動させることにより、ロールクラウン
を調整するものである。すなわち、この例におけるクラ
ウン調整は、図示しない加圧ユニット（上述の制御手段
９に相当）で油室２１、２２、２３の圧力を変化させ、
インナーピストン２４とアウターピストン２５をロール
中央部側からロール端部側まで移動させることにより、
０から最大値まで連続的に調整可能である。ここで、（
イ）図はピストン位置がロール中央部側、（ロ）図は同
ロール端部側の状態を示す。また、この例では、簡易的
には、外周部のスリーブ２０をゴム製とし、油圧を使用
せず、インナーピストン２４とアウターピストン２５を
例えばねじ式として移動させる構造としても良い。

【００２０】次に、図８に示すロールは、ベアリングロ
ールにおいて、アーバ１０を台形状にし、被研削材３の
板端部のみの研削圧力を低下させるロールとしたもので
ある。これは研削量が比較的小さく、板端部のみのエッ
ジドロップが問題となる場合に用いて有効なものである
。もちろん、上述の何れかのロールと組み合わせること
により、より一層の高精度化が達成されることはいうま
でもない。

【００２１】なお、上記の何れのロールにおいても、ス
リーブが鋼製の場合には、ゴムライニングあるいはゴム
スリーブを嵌着させる構造としても良い。また、特にベ
アリングロールを使用する場合には、その駆動をヘルパ
ードライブ機構（図示せず）を設けて、ベルトを駆動す
る方式としても良い。

【００２２】以上のように構成されたクラウン調整手段
を有するロールを、コンタクトロール１あるいはビリー
ロール２の少なくとも１本に導入することにより、操業
条件に応じてロールクラウンを調整制御し、被研削材の
板幅方向における研削圧力分布を適正化することとなり
、その結果板幅方向の研削量分布の均一化を実現でき、
かつ板厚偏差を減少させることが可能となる。

【００２３】図９は他の実施例を示すものである。まず
、ベルト式研削機のスタンドの入側あるいは出側におい
て、厚み計２６を設置し、この厚み計２６によって被研
削材３の幅方向の厚さを検知し、その検知結果に基づき
演算装置２７にて必要な研削量を演算し、この演算装置
２７の演算結果に基づいて、制御手段９を働かせて、ロ
ール２のクラウン調整手段の設定を制御するものであり
、このような板厚の測定からロールクラウン調整制御に
よって完全な自動化が可能となるものである。ここで、
厚み計２６は、接触式もしくは非接触式であって、接触
式のものは非研削材３の表裏面に変位計を設置してその
変位差によって板厚を検出し、一方非接触式のものは例
えば放射線厚み計を用いて板厚を検出する。検出点は幅
方向に５〜９点をとり、接触式では変位計を検出点の数
だけ並列に配置し、非接触式では厚み計を板幅方向に走
査させて板厚分布を検出する。

【００２４】また、図９において、シリンダ７によるビ
リーロール２の被研削材３側への押付け力から研削荷重
を測定する測定手段２８を設けることにより、この測定
手段２８によって検出された研削荷重出力を演算装置２
７に入力し、当該演算装置２７にて、検出された研削荷
重時に基づいて求められるビリーロール２に発生するた
わみ量から、必要なたわみ補正量を算出し、その結果に
基づいて制御手段９を働かせ、ビリーロール２のクラウ
ン調整手段を制御して良好な研削状態を確保するように
構成することもできる。

【００２５】以上説明したようなベルト式研削機は、通
常３〜５スタンドでラインを構成するものであり、理想
的には全スタンドに上述したようなクラウン調整手段を
有するロールを設置し、各スタンドで被研削材の板幅方
向に均一な研削を行えば良いが、少なくとも１スタンド
に設置すれば、最終スタンド出側の板厚偏差を解消可能
である。すなわち、上記ロールを設置したスタンドにお
いて他のスタンドで発生する板厚偏差を補償するように
、当該ロールのクラウン調整手段を制御し、このスタン
ドにおいて被研削材の幅方向中央部の研削量を増加させ
れば、最終スタンド出側における板厚偏差を大幅に減少
させることができることとなる。

【００２６】次に、本発明を適用した具体例とその結果
について説明するが、この具体例は、１スタンド及び４
スタンドのベルト式研削機のコンタクトロールにクラウ
ン調整手段を有するロールを適用したものである。また
、被研削材には、ＳＵＳ　３０４　ステンレス鋼（寸法
ｔ３．６　ｍｍ×ｗ１２５０ｍｍ）の帯状板を用い、研
削前及び４スタンド研削後の幅方向の幅方向の板厚分布
を測定した。その測定結果を下記表１及び表２に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】この表１及び表２は、本発明の上述した各
実施例の適用方法と、上述した図１２と下記数式１で表
されるシートクラウンＳ．Ｃ（％）と、同じく図１２と
数式２で表されるエッジドロップＥ．Ｄ（μｍ）と、圧
延時に発生した耳割れ発生率（％）とを示す。

【００３０】

【数１】 Ｓ．Ｃ＝｛ｈｃ−（ｈＬ　＋ｈＲ　）／２｝／ｈｃ

【０
０３１】

【数２】 Ｅ．Ｄ＝｛（ｈＬ１＋ｈＲ１）−（ｈＬ　＋ｈＲ）｝／
２

【００３１】この表１から、ロールのクラウン調整手
段の例として上述した図４〜図８において、シートクラ
ウンＳ．ＣとエッジドロップＥ．Ｄがそれぞれ改善され
たことが明確である。また、表２から、各スタンド全て
にクラウン調整手段を有する方が、シートクラウン、エ
ッジドロップ、耳割れ発生率とも低減できることが明ら
かであり、１スタンドの場合でも最終スタンドに設ける
方が効果が大きいことがわかる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれば
、クラウン調整手段を有するロールを設けることにより
、被研削材と研削ベルト間の幅方向の圧力分布が均一化
され、被研削材のシートクラウンを抑制することが可能
となり、後工程の圧延における形状不良、耳割れ及び耳
割れに起因する板の破断と板端の板厚公差寸法外れを防
止することができ、歩留りの向上が期待できるものであ
る。また、シートクラウンの調整制御を、板厚検知手段
の検知結果に対応して制御するようにすることにより、
リアルタイムに制御することができる。更に、研削荷重
の測定結果から、その荷重に対応したクラウン調整制御
を行うことができる等、非常に有効な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のベルト式研削機の構成図で
ある。

【図２】（イ）はビリーロール側にクラウン調整手段を
有する場合のロールの表面プロフィル、（ロ）はその幅
方向の研削圧力の分布図、（ハ）はその幅方向の研削量
の分布図である。

【図３】（イ）はコンタクトロール側にクラウン調整手
段を有する場合のロールの表面プロフィル、（ロ）はそ
の幅方向の研削圧力の分布図で、（ハ）はその幅方向の
研削量の分布図である。

【図４】（イ）（ロ）はクラウン調整手段を有するロー
ルの第１の例のアーバ調整角度が９０°と０°における
断面図である。

【図５】（イ）（ロ）は同第２の例のアーバ調整角９０
°と０°における断面図である。

【図６】（イ）（ロ）は同第３の例の導入油圧０とＰに
おける断面図である。

【図７】（イ）（ロ）は同第４の例のピストン位置がロ
ール中央部側とロール端部側における断面図である。

【図８】同第５の例を示す断面図である。

【図９】本発明の他の実施例のベルト式研削機を示す構
成図である。

【図１０】（イ）（ロ）は従来例のベルト式研削機の構
成を示す側面図と正面図である。

【図１１】（イ）は同コンタクトロールとビリーロール
のたわみ状況を示す説明図、（ロ）（ハ）はその板幅方
向の研削圧力と研削量の分布図である。

【図１２】被研削材の板幅方向の板厚偏差（シートクラ
ウン）の説明図である。

【符号の説明】

１　　　　コンタクトロール ２　　　　ビリーロール ３　　　　被研削材 ５　　　　研削ベルト ９　　　　制御手段 ２６　　厚み計 ２７　　演算装置 ２８　　研削荷重測定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　押付装置により被研削材に押付けられ
   るビリーロール又は研削ベルトの駆動を行うコンタクト
   ロールの少なくとも一方のロールが、当該ロールのクラ
   ウン調整手段を有するロールであることを特徴とするベ
   ルト式研削機。
2. 【請求項２】　　被研削材の幅方向の厚さを検知する板
   厚検知手段と、その検知結果から必要な研削量を算出す
   る演算装置と、その算出結果に基づいてクラウン調整手
   段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求
   項１記載のベルト式研削機。
3. 【請求項３】　　ビリーロールの押付けによる研削荷重
   を測定する測定手段と、測定結果から必要なたわみ補正
   量を算出しロールのクラウン量を設定する演算装置と、
   その演算結果に基づいてクラウン調整手段を制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のベル
   ト式研削機。