JPH05138221A - 圧延時のワークロールシフト方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間圧延中にワークロールを容易に軸芯方向
にシフトする。 【構成】 圧延時に、水平面において、ワークロール２
を支持するバックアップロール１の軸芯が前記ワークロ
ール２の軸芯に対してクロス角θだけ傾斜させた状態
で、ワークロール２の軸芯方向へのシフトを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延時のワークロール
シフト方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、特
に、熱間圧延の仕上圧延機列の入側で先行圧延材と後行
圧延材とを接合し、仕上圧延機列に連続的に圧延材を供
給して熱間圧延を行う連続圧延方法を実施する際に、圧
延時にワークロールを軸芯方向にシフトする圧延時のワ
ークロールシフト方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱延鋼帯は、約30ton 程度の重量
のスラブを粗圧延した後、各スラブ毎に、６〜７スタン
ドの圧延機からなる仕上圧延機で最小板厚が1.2 mm程度
となるまで熱間圧延を行い、さらにホットランテーブル
で所定の温度まで冷却した後、ダウンコイラによりコイ
ル状に巻取るという１コイル毎の非連続圧延方法により
製造されていた。この非連続圧延方法において、熱延鋼
帯の品質に大きな影響を与える仕上圧延は、複数段のス
タンドからなるタンデム圧延機で行われていた。

【０００３】ところで、この仕上げ圧延時の圧延材の先
端部の通板は、蛇行、キャンバー、鼻上りさらには鼻下
りといった先端部の形状の不良に起因する圧延トラブル
の発生を防止するため、低速で行わざるを得なかった。
このために、圧延時における先端部の温度が低下してし
まい、得られる熱延鋼帯の機械的特性が悪化するだけで
なく、圧延材の板厚、板クラウンさらには平坦度も悪化
してしまうという問題があった。この問題は、特に需要
が多い薄物広幅材において顕著に発生していたが、前述
のように、従来は、圧延材の先端部の形状不良の発生を
防止するには低速で圧延を行うという対策以外は考えら
れておらず、歩留りおよび圧延能率が極めて低いという
問題があった。

【０００４】この問題を解決するため、粗圧延機と仕上
圧延機との間で、先行圧延材の後端部と後行圧延材の先
端部とを溶接等によって接合し、仕上圧延を連続して行
う仕上連続圧延方法が提案された。この仕上連続圧延方
法は、略述すれば、仕上圧延を行う前の先行圧延材の後
端部と後行圧延材の先端部とを接合機により接合して一
体化し、連続的にすなわち接合部が圧延機を通過する際
にも圧延速度を著しく低下することなく、仕上圧延およ
びホットランテーブルでの冷却を行って所定の温度に冷
却した後、フライングシャーでこれら２種の圧延材を切
断・分割して、先行圧延材および後行圧延材をそれぞれ
別のダウンコイラに分岐させて巻き取る方法である。

【０００５】ところが、上記の仕上連続圧延方法は、非
連続圧延方法に比較すると、非連続圧延方法での圧延材
で５本分程度以上、時間に換算すると10分間程度以上連
続して圧延を実施しなければ、接合に要するコスト増の
ため、製造コストがむしろ上昇してしまう。そこで、少
なくとも10分間程度連続して仕上げ圧延を行う必要があ
るが、このため、ワークロールのサーマルクラウンや摩
耗の低減および均一化を図ることはできなかった。

【０００６】すなわち、従来の非連続圧延方法では、圧
延材１本当たりの圧延時間は高々３分間程度であったた
めに、先行圧延材の圧延と後行圧延材の圧延との間に存
在する非圧延時間に、ワークロールを冷却することまた
はワークロールを軸芯方向にシフトすることにより、ワ
ークロールの昇温により発生するサーマルクラウンやロ
ール摩耗を低減あるいは均一化して、圧延後の製品の板
プロフィルや形状の悪化を防止することができた。

【０００７】しかし、連続圧延方法では、前記非圧延時
間を確保することができないため、前述のロール冷却や
ワークロールシフトを行えず、ワークロールのサーマル
クラウンや摩耗の低減および均一化を図ることは不可能
である。したがって、連続圧延方法では、実際は、製品
のプロフィル異常や形状不良による圧延トラブル等を発
生してしまうため、連続して圧延を行うことができる圧
延材の本数には限界があり、連続圧延方法が本質的に目
的としていた歩留りおよび圧延能率の向上を図ること
は、現状では、十分には達成できていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】連続圧延方法におい
て、ワークロールのサーマルクラウン、摩耗による板プ
ロフィル異常さらには形状不良を防止するためには、圧
延時に、非連続圧延方法で行っていたようにワークロー
ルを軸芯方向にシフトすることにより、板幅方向の端部
近傍の急激なサーマルクラウン変化および局部摩耗を分
散し、ワークロールのプロフィルを２次曲線分布に近づ
くようにすれば良いことはいうまでもない。ワークロー
ルのプロフィルが２次曲線分布に近い型で変化すれば、
ワークロールベンダといった従来のクラウン制御手段を
用いることにより圧延材のプロフィルや形状を一定に制
御できるからである。

【０００９】しかし、非連続圧延方法におけるワークロ
ールの軸芯方向へのシフトは、前述のように非圧延時に
行っており、圧延時には行っていなかった。これは、圧
延時に行うと、圧延荷重によるスラスト抵抗が極めて大
きく非常に大きなシフト力が必要となるが、ワークロー
ル自体の強度的な制約、特にワークロールの軸部ネック
の強度不足のために、事実上、圧延時のワークロールの
軸芯方向へのシフトは不可能だからである。

【００１０】したがって、連続圧延方法において、圧延
時にワークロールの軸芯方向へのシフトを実現するに
は、圧延荷重によるシフト抵抗を小さくして小さなシフ
ト力でも容易にワークロールの軸芯方向へのシフトを可
能とする技術を確立する必要がある。

【００１１】ここに、本発明の目的は、連続圧延時のワ
ークロールのサーマルクラウンおよび摩耗の分散均一化
のために、圧延中にワークロールを容易に軸芯方向にシ
フトすることができる圧延時のワークロールのシフト方
法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】通常の多重式圧延機で圧
延時にワークロールを軸芯方向にシフトするには、ワー
クロールに、圧延材およびワークロール間の摩擦抵抗
と、ワークロールおよび該ワークロールに接するバック
アップロール間の摩耗抵抗との和に打ち勝つだけのシフ
ト力を負荷せねばならず、特に熱間圧延では圧延材およ
びワークロール間の摩擦抵抗が大きく、非常に大きなシ
フト力が必要になる。図２には、従来の４重式の圧延機
を示す。図２において、バックアップロール１の軸芯と
ワークロール２の軸芯とは、ほぼ圧延方向に対して垂直
となる面内で平行に配置されていた。この構成の圧延機
では、圧延中にワークロール２を軸芯方向にシフトさせ
るには、圧延荷重による摩擦抵抗以上のシフト力を付与
せねばならず、シフト力は圧延荷重の20％程度と非常に
大きな力である。したがって、ワークロールの強度か
ら、現実には、圧延時にワークロールを軸芯方向にシフ
トすることは不可能であった。なお、同図において、３
は圧延材である。

【００１３】ところが、本発明者がさらに検討を重ねた
結果、水平面において、ワークロールの軸芯に対してバ
ックアップロールの軸芯が交差するように、バックアッ
プロールを傾斜させた状態で圧延を行うと、 ワークロールにはバックアップロールから軸芯方向の
スラスト力が作用すること、 このスラスト力の作用方向は、傾斜して配置されたバ
ックアップロールの２つの端部のうちの圧延機の入側か
ら前記圧延機の出側への方向であること、さらには 前記方向へワークロールをシフトすれば、前記スラス
ト力によりワークロールのシフト力が大幅に軽減される
ことを知見して、本発明を完成した。

【００１４】ここに、本発明の要旨とするところは、バ
ックアップロールにより支持されるワークロールを圧延
時に該ワークロールの軸芯方向にシフトする圧延時のワ
ークロールシフト方法であって、ワークロールをシフト
させる側に位置する前記バックアップロールの端部がも
う一方の端部に対して圧延機出側となるように、前記バ
ックアップロールの軸芯を前記ワークロールの軸芯に対
して水平面において、望ましくは前記バックアップロー
ルのバレル中央で前記バックアップロールの軸芯と前記
ワークロールの軸芯とが交差するように、傾斜させた状
態で、前記ワークロールをシフトすることを特徴とする
圧延時のワークロールシフト方法である。

【００１５】ワークロールに作用するスラスト力は、圧
延荷重、軸芯のクロス角に応じて大きくなるため、圧延
条件に応じて適切なクロス角を付与することにより、小
さなシフト力で圧延中にもワークロールシフトが可能と
なる。

【００１６】本発明の実施に際しては、同一の圧延機の
上下一対のワークロールを互いに逆方向にシフトするこ
とにより、圧延材プロフィルの左右対称性を確保するこ
とができる。さらに、本発明を複数台の圧延機からなる
タンデム圧延機に適用するには、隣接する圧延機の上ワ
ークロール同士、および下ワークロール同士を互いに逆
方向にシフトすることが、同様の理由により、望まし
い。

【００１７】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、圧延時のワークロールおよびバックアップロ
ールの水平面における配置を模式的に表す図１に示すよ
うに、圧延時に、水平面において、バックアップロール
１をワークロール２に対して、ワークロールをシフトさ
せたい（図１における白抜矢印と同じ方向）方向に位置
するバックアップロールの端部がもう一方の端部に対し
て圧延機出側となるように、傾斜させて前記方向へシフ
ト力を加える。

【００１８】すると、前記方向に向かって、ワークロー
ル２にはスラスト力が作用するため、この方向にシフト
する場合には摩擦抵抗が前記スラスト力分だけ減少する
ことになり、小さなシフト力で、圧延中にワークロール
をシフトすることが可能となる。圧延中にワークロール
をシフトするために必要なワークロールシフト力は、図
３に示したように、図１中のクロス角θを通常圧延の０
゜から徐々に大きくするにつれて低減され、θ＝３°程
度となると、大幅に減少する。

【００１９】なお、図３に示すデータは、ワークロール
径:200mm、バレル長:400mmの４重式圧延機での熱間圧延
の場合であるが、熱延鋼帯の製造に一般的に用いられる
ワークロール径:800φmm、バレル長:2000mm 程度の圧延
機では、この結果の10倍程度のシフト力が必要であり、
クロス角θが０°では、ワークロールの強度上、圧延荷
重：1000ton 以下の場合でしか、圧延中にワークロール
をシフトすることは不可能であるが、本発明を適用し
て、クロス角θ＝３°とすると、2000ton の圧延荷重で
もワークロールをシフトすることが可能となり、本発明
の効果は非常に大きい。シフト力を低減する観点からク
ロス角θは 0.1°で充分効果が得られるが、クロス角θ
が 3.5°を超えるとスラスト力が大きくなりすぎ、圧延
荷重が大きいような場合においては、逆向きのシフト力
を加えなければシフト量を制御できなくなる。よって、
前記クロス角θの望ましい範囲は、0.1 〜 3.5゜であ
る。

【００２０】本発明において、ワークロールをシフトす
るタイミングは、圧延時であればいつでもよく特に限定
を要するものではないが、例えば熱延鋼帯の仕上げ連続
圧延方法により10分間程度連続して仕上げ圧延を行う場
合には少なくとも３分間に１度で30mmのワークロールシ
フトを行うことが望ましい。また、バックアップロール
はシフト時のみ傾斜させておいてもよいし、シフト時以
外の圧延中もずっと傾斜させておき、シフト時のみシフ
ト力を加えてシフトさせてもよい。さらに、連続圧延時
間が長くなる場合においては、シフトストロークエンド
まで到達したところで、バックアップロールの傾斜方向
を逆転して、再度逆方向にシフトを行えばよい。

【００２１】本発明において、ワークロールの軸芯とバ
ックアップロールの軸芯との交差点は、図１に示すよう
に、バックアップロール１のバレル中央部であることが
望ましい。なぜならば、クロス角θを本発明で実施する
程度に大きくすると板クラウンが変化し易くなってしま
うため、板プロフィルの左右対称性からバックアップロ
ールのバレル中央で交わることが望ましい。また、交差
点が左右にずれると、圧延材が蛇行するため、通板の安
定性の観点からもバレル中央で交差することが望まし
い。

【００２２】同一圧延機の上下一対のワークロールのシ
フト方向は、それぞれ、板プロフィルの左右対称性を確
保するために互いに逆方向とすることが望ましい。すな
わち、同一方向にシフトするとサーマルクラウンが小さ
いバレル端部で圧延された場合、圧延材の板厚が部分的
に薄くなり、板幅方向で板厚が不均一となるためであ
る。また、同一方向にシフトすると、シフトした方向に
圧延材が蛇行し易くなるため、通板の安定性の観点から
も上下ワークロールを互いに逆方向にシフトすることが
望ましい。

【００２３】また、同様の理由で、複数台の圧延機から
なるタンデム圧延機を用いて本発明を実施するには、隣
接する圧延機の上ワークロール同士、および下ワークロ
ール同士のシフト方向は、互いに逆方向とすることが望
ましい。なお、バックアップロールを傾斜させる機構、
ワークロールをシフトさせる機構は何ら限定を要するも
のでない。公知の手段により適宜実施すればよい。例え
ば、ワークロールをシフトさせるには、ワークロールネ
ック部をスラストベアリングにより支持し、該スラスト
ベアリングにシフトシリンダを係合させてシフトさせる
態様を例示することができる。さらに、本発明を実施例
を参照しながら詳述するが、これはあくまでも本発明の
例示であって、これにより本発明が限定されるものでは
ない。

【００２４】

【実施例】図４は、本発明にかかる圧延時のワークロー
ルシフト方法を実施するための圧延機を模式的に表わし
た略式説明図である。バックアップロール１、１は、バ
ックアップロールチョック４、４により、圧延機ハウジ
ング５内に保持されている。バックアップロールチョッ
ク４は、バックアップロール１をワークロール２に対し
て交差させるためのチョック移動用ガイド６、６と接し
ており、該チョック移動用ガイド６に取り付けられたジ
ャッキ７の出し入れにより、バックアップロールのクロ
ス角θを所定の角度に設定する。同様の機構が上下バッ
クアップロールおよび操作側、駆動側に設けられてお
り、それぞれのジャッキの位置制御により、バックアッ
プロール１のバレル中央でワークロール２と交差するよ
うに、かつ、上下ロールが逆方向にシフトできるよう
に、すなわち上下バックアップロールのクロス方向が逆
方向となるように、バックアップロールのチョックを移
動する。

【００２５】このような構成の図４に示す圧延機を用い
て、板厚1200mmの低炭素鋼を連続圧延時間が９分間の連
続圧延で、厚み７mmから５mmまで速度400 m/分で圧延し
て、圧延中のワークロールシフトの効果を調査した。結
果を図５および図６に示す。

【００２６】図5(a)および図5(b)は、ともに、圧延後の
ワークロールプロフィルを示す略式説明図であるが、図
5(a)は圧延時にワークロールのシフトを行わなかった例
を、図5(b)は、クロス角θ２°で圧延し、シフト力を断
続的に加え、20mm／分の速度でワークロールシフトを１
分間隔で、シフト時間１分間ずつのタイミングで行った
例を示す。図5(a)に示すように、ワークロールのシフト
を行わない場合では、板幅エッジ近傍以外の圧延材接触
部で半径当たり約50μm のサーマルクラウンが発生し、
板幅エッジ近傍で急激にサーマルクラウンが減少するロ
ールプロフィルとなっているのに対し、図5(b)に示すよ
うに、ワークロールのシフトを行った場合には、板幅方
向の中央が接触する領域では、図5(a)同様約50μm のサ
ーマルクラウンが発生するものの、エッジ近傍の急激な
プロフィル変化が無くなり、なだらかなロールプロフィ
ルとなっている。

【００２７】図6(a)、図6(b)は、それぞれ図5(a)、図5
(b)に示すワークロールで圧延を行った場合に対応する
板プロフィルを示している。図5(a)に示すようなロール
プロフィルで圧延を行うと、所定の板クラウンになるよ
うにワークロールベンダを用いた場合、図6(a)に示すよ
うに、エッジ近傍で板厚が厚くなる異常プロフィルとな
った。

【００２８】これに対し、図5(b)に示すようなロールプ
ロフィルの場合、ワークロールベンダ力を適切な値にす
れば、図6(b)に示すように板クラウンを小さくでき、し
かも異常プロフィルの発生を防ぐことができた。

【００２９】また、上記条件での本発明によるワークロ
ールシフト力は100 ton であり、圧延時にワークロール
をシフトすることについては何ら問題を生じなかった。

【００３０】さらに、前述の図４に示す圧延機と同じ構
成の圧延機8a、8bおよび8cを図７に示すようにタンデム
に配置して、本発明にかかる方法により、バックアップ
ロール1a〜1cのクロス角を２°としてワークロール2a〜
2cのシフトを行った。本例では、図７に示すように、隣
接するスタンドの上ワークロール同士、下ワークロール
同士、および上下のワークロール同士で互いに逆方向と
なるようにワークロールをシフトした。その結果、圧延
時を通して、圧延材の蛇行は発生せず安定して圧延を行
うことができた。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により圧延
時のワークロールを容易に軸芯方向にシフトすることが
可能となり、かつ圧延時にワークロールをシフトしても
圧延材の蛇行が生じず、安定した圧延が可能となった。
特に、仕上連続圧延方法等の長時間にわたる連続圧延を
行っても、サーマルクラウン、ロール摩耗の分散が可能
となり、熱延鋼板の仕上げ連続圧延の実現に大きく寄与
することができた。かかる効果を有する本発明の意義
は、極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる圧延時のワークロールシフト方
法を示す略式説明図である。

【図２】従来のワークロールシフト方法を示す略式説明
図である。

【図３】本発明にかかる圧延時のワークロールシフト方
法による、ワークロールシフト力の低減効果を示したグ
ラフである。

【図４】本発明の実施例で用いた装置の構成を模式的に
示す略式説明図である。

【図５】本発明の実施例の結果を示す略式説明図であ
り、図5(a)はバックアップロールを交差しない場合のワ
ークロールのサーマルラウンを、図5(b)はバックアップ
ロールをワークロールに対して２゜交差させた場合のワ
ークロールのサーマルクラウンをそれぞれ示す。

【図６】本発明の実施例の結果を示す略式説明図であ
り、図6(a)は図5(a)に示すロールプロフィルを有するワ
ークロールで圧延を行った圧延材の板プロフィルを、図
6(b)は図5(b)に示すロールプロフィルを有するワークロ
ールで圧延を行った圧延材の板プロフィルをそれぞれ示
す。

【図７】本発明の実施例における圧延機列を示す略式説
明図である。

【符号の説明】

１,1a,1b,1c ：バックアップロール 2,2a,2b,2c：ワ
ークロール ３：圧延材 4 ：バックアッ
プロールチョック ５：圧延機ハウジング 6 ：チョック移
動用ガイド ７：ジャッキ 8a,8b,8c：圧延
機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックアップロールにより支持されるワ
   ークロールを圧延時に該ワークロールの軸芯方向にシフ
   トする圧延時のワークロールシフト方法であって、ワー
   クロールをシフトさせる側に位置する前記バックアップ
   ロールの端部がもう一方の端部に対して圧延機出側とな
   るように、前記バックアップロールの軸芯を前記ワーク
   ロールの軸芯に対して水平面において傾斜させた状態
   で、前記ワークロールをシフトすることを特徴とする圧
   延時のワークロールシフト方法。
2. 【請求項２】 前記バックアップロールのバレル中央
   で、前記バックアップロールの軸芯と前記ワークロール
   の軸芯とが交差することを特徴とする請求項１記載の圧
   延時のワークロールシフト方法。
3. 【請求項３】 同一の圧延機の上下一対のワークロール
   を互いに逆方向にシフトすることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の圧延時のワークロールシフト方
   法。
4. 【請求項４】 複数台の圧延機からなるタンデム圧延機
   の隣接する圧延機の上ワークロール同士、および下ワー
   クロール同士を互いに逆方向にシフトすることを特徴と
   する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧延時
   のワークロールシフト方法。