JPH0550109A - 圧延機及び圧延方法 - Google Patents
圧延機及び圧延方法Info
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- JPH0550109A JPH0550109A JP3213370A JP21337091A JPH0550109A JP H0550109 A JPH0550109 A JP H0550109A JP 3213370 A JP3213370 A JP 3213370A JP 21337091 A JP21337091 A JP 21337091A JP H0550109 A JPH0550109 A JP H0550109A
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- Japan
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- work roll
- roller
- rolling
- rolling mill
- support
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B29/00—Counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load, e.g. backing rolls ; Roll bending devices, e.g. hydraulic actuators acting on roll shaft ends
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
- B21B37/38—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
- B21B13/145—Lateral support devices for rolls acting mainly in a direction parallel to the movement of the product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高表面品質が要求される極小径の作業ロールを
用いた圧延機において、作業ロールの剛性アップを図
り、極限の作業ロール小径化を達成する。 【構成】圧延材20の最大板幅より外側の作業ロール胴
部の両端を複数のサポートローラ4,5,6,7により
支持して作業ロール1の水平方向の力を支持し、さら
に、最も外側のサポートローラ5,7により作業ロール
1の水平撓みが常時、極小となるように逆曲げ制御を行
なう。さらに、作業ロールのオフセット可変として水平
力を小さくすれば逆曲げ制御の効果が向上する。 【効果】本発明により従来より著しい小径化が図られ、
高品質に硬質,薄肉材の安定した圧延が行なうことが可
能となる。
用いた圧延機において、作業ロールの剛性アップを図
り、極限の作業ロール小径化を達成する。 【構成】圧延材20の最大板幅より外側の作業ロール胴
部の両端を複数のサポートローラ4,5,6,7により
支持して作業ロール1の水平方向の力を支持し、さら
に、最も外側のサポートローラ5,7により作業ロール
1の水平撓みが常時、極小となるように逆曲げ制御を行
なう。さらに、作業ロールのオフセット可変として水平
力を小さくすれば逆曲げ制御の効果が向上する。 【効果】本発明により従来より著しい小径化が図られ、
高品質に硬質,薄肉材の安定した圧延が行なうことが可
能となる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧延機及び圧延方法に係
り、特に、硬質,極薄材の圧延に好適な小径作業ロール
を用いた圧延機及びその圧延機による圧延方法に関す
る。
り、特に、硬質,極薄材の圧延に好適な小径作業ロール
を用いた圧延機及びその圧延機による圧延方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、硬質,極薄材の圧延用の圧延機に
おいては、小径の作業ロールを用いるが、径が小さすぎ
て圧延に必要なトルクを付加することができないので、
作業ロール駆動が不可能である。このため、センジマー
ミルのような多段圧延機、作業ロールの胴の横方向より
サポートローラを設けて作業ロールの水平撓みを防止す
る方法(特開昭59−185509号公報,特開昭60−18206 号
公報参照)、作業ロールの軸受箱をパス方向に適宜オフ
セットさせて、駆動接続力,圧延荷重,前後張力差等か
らなる力学的条件により、作業ロールに加わる水平力を
減少する方法(特開昭63−60006 号公報参照)が考えら
れていた。更には高表面品質材用として、作業ロールの
胴部を横方向より支持するサポートローラを最大板幅の
外側に複列設け、水平撓みを小さくおさえる方法が、本
出願人より先に提案されている(特願平2−235518 号参
照)。
おいては、小径の作業ロールを用いるが、径が小さすぎ
て圧延に必要なトルクを付加することができないので、
作業ロール駆動が不可能である。このため、センジマー
ミルのような多段圧延機、作業ロールの胴の横方向より
サポートローラを設けて作業ロールの水平撓みを防止す
る方法(特開昭59−185509号公報,特開昭60−18206 号
公報参照)、作業ロールの軸受箱をパス方向に適宜オフ
セットさせて、駆動接続力,圧延荷重,前後張力差等か
らなる力学的条件により、作業ロールに加わる水平力を
減少する方法(特開昭63−60006 号公報参照)が考えら
れていた。更には高表面品質材用として、作業ロールの
胴部を横方向より支持するサポートローラを最大板幅の
外側に複列設け、水平撓みを小さくおさえる方法が、本
出願人より先に提案されている(特願平2−235518 号参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の作業ロールの胴
部の最大板幅の外側を支持するサポートローラ方式で
は、如何に複列で支持しても、サポートローラの表面及
び軸部等の弾性変形のために固定支持条件の半分程度の
剛性アップが限度である。また作業ロールのオフセット
により水平力を小さくすることを併用して、作業ロール
の水平撓みを小さくおさえることが出来たとしても、こ
れだけでは作業ロールの小径化には限界があった。即
ち、該技術では、水平力が負荷された場合に、その水平
力を小さくし作業ロールの撓みを少なくする方法のみに
ついて述べられているに止っており、作業ロールに加わ
る圧延荷重と水平撓みの相互作用による不安定現象につ
いての考察がなされておらず、これを防止して安定した
圧延を可能とする手段については何ら述べられていなか
った。
部の最大板幅の外側を支持するサポートローラ方式で
は、如何に複列で支持しても、サポートローラの表面及
び軸部等の弾性変形のために固定支持条件の半分程度の
剛性アップが限度である。また作業ロールのオフセット
により水平力を小さくすることを併用して、作業ロール
の水平撓みを小さくおさえることが出来たとしても、こ
れだけでは作業ロールの小径化には限界があった。即
ち、該技術では、水平力が負荷された場合に、その水平
力を小さくし作業ロールの撓みを少なくする方法のみに
ついて述べられているに止っており、作業ロールに加わ
る圧延荷重と水平撓みの相互作用による不安定現象につ
いての考察がなされておらず、これを防止して安定した
圧延を可能とする手段については何ら述べられていなか
った。
【0004】圧延を安定に行ない得るためには、作業ロ
ールの水平撓み剛性が如何に重要な役目を果たすか、
又、この剛性を最大限に高めるための阻害要因は何かに
ついての考察が必要であるが、従来、これらの点からの
考察が不十分であり、その結果、作業ロールの極限の小
径化を達成出来るものではなかった。
ールの水平撓み剛性が如何に重要な役目を果たすか、
又、この剛性を最大限に高めるための阻害要因は何かに
ついての考察が必要であるが、従来、これらの点からの
考察が不十分であり、その結果、作業ロールの極限の小
径化を達成出来るものではなかった。
【0005】本発明の目的は、作業ロールの剛性を著し
く大きくすることができ、しかも、作業ロールの極限の
小径化を図ることが可能な圧延機及び圧延方法を提供す
ることにある。
く大きくすることができ、しかも、作業ロールの極限の
小径化を図ることが可能な圧延機及び圧延方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、上下一対の
作業ロールを上下方向から直接又は間接的に支持するロ
ールを駆動することにより前記作業ロールに駆動トルク
を伝達し、該作業ロールによって圧延材を減厚する圧延
機において、前記作業ロールの圧延材の入出側に各々設
けられ、作業ロールに加わる水平方向の力を支持するよ
うに、前記圧延材の最大板幅より外側の作業ロール胴部
の両端部を各々支持するサポートローラと、前記サポー
トローラの板幅方向の外側で前記作業ロール胴部の端部
に逆曲げ力を与えるローラを設けることにより達成され
る。
作業ロールを上下方向から直接又は間接的に支持するロ
ールを駆動することにより前記作業ロールに駆動トルク
を伝達し、該作業ロールによって圧延材を減厚する圧延
機において、前記作業ロールの圧延材の入出側に各々設
けられ、作業ロールに加わる水平方向の力を支持するよ
うに、前記圧延材の最大板幅より外側の作業ロール胴部
の両端部を各々支持するサポートローラと、前記サポー
トローラの板幅方向の外側で前記作業ロール胴部の端部
に逆曲げ力を与えるローラを設けることにより達成され
る。
【0007】上記逆曲げ力は、前記作業ロールの水平撓
みが小さくなるように調整される。
みが小さくなるように調整される。
【0008】上記サポートローラは、前記作業ロールの
圧延材の入出側の一方の側に設けられ前記作業ロールの
位置を位置決めするサポートローラと、前記入出側の他
方の側に設けられ前記作業ロールを押圧するサポートロ
ーラから構成することが望ましい。
圧延材の入出側の一方の側に設けられ前記作業ロールの
位置を位置決めするサポートローラと、前記入出側の他
方の側に設けられ前記作業ロールを押圧するサポートロ
ーラから構成することが望ましい。
【0009】また、上記位置決めするサポートローラ
は、該サポートローラを支持する剛性部材と該剛性部材
の位置を調整する位置決め装置を具備することが望まし
く、そして、上記押圧するサポートローラは、該サポー
トローラを支持する剛性部材と該剛性部材を保持して作
業ロール側に押圧する油圧装置を具備していることが望
ましい。
は、該サポートローラを支持する剛性部材と該剛性部材
の位置を調整する位置決め装置を具備することが望まし
く、そして、上記押圧するサポートローラは、該サポー
トローラを支持する剛性部材と該剛性部材を保持して作
業ロール側に押圧する油圧装置を具備していることが望
ましい。
【0010】さらに、上記剛性部材は、前記作業ロール
胴部の両端部の前記サポートローラを一緒に支持するビ
ームであることが望ましく、そして、上記逆曲げ力を与
えるローラは、前記剛性ビームに支持された油圧装置に
より保持され、該油圧装置により前記逆曲げ力が調整さ
れることが望ましい。
胴部の両端部の前記サポートローラを一緒に支持するビ
ームであることが望ましく、そして、上記逆曲げ力を与
えるローラは、前記剛性ビームに支持された油圧装置に
より保持され、該油圧装置により前記逆曲げ力が調整さ
れることが望ましい。
【0011】さらに、上記位置決め装置に加わる荷重を
検出する荷重計と、上記サポートローラの油圧装置の油
圧を検出する検出器と、前記逆曲げ力を与えるローラを
支持し、前記荷重計と前記油圧検出器の検出値に基づい
て求められた前記作業ロールに加わる水平方向の力に対
応して前記逆曲げ力を調整する油圧装置を具備させるこ
とが望ましい。この逆曲げ力を調整する油圧装置は、別
途設けられた作業ロールの水平撓み量を検出する検出器
による水平撓み量が零になるように前記逆曲げ力を調整
するようにしても良いさらに、圧延材パス方向への前記
作業ロールのオフセット量が調整可能なように構成する
ことが望ましい。
検出する荷重計と、上記サポートローラの油圧装置の油
圧を検出する検出器と、前記逆曲げ力を与えるローラを
支持し、前記荷重計と前記油圧検出器の検出値に基づい
て求められた前記作業ロールに加わる水平方向の力に対
応して前記逆曲げ力を調整する油圧装置を具備させるこ
とが望ましい。この逆曲げ力を調整する油圧装置は、別
途設けられた作業ロールの水平撓み量を検出する検出器
による水平撓み量が零になるように前記逆曲げ力を調整
するようにしても良いさらに、圧延材パス方向への前記
作業ロールのオフセット量が調整可能なように構成する
ことが望ましい。
【0012】
【作用】本発明によれば、作業ロールの剛性を著しく大
きくすることができ、しかも、作業ロールの極限の小径
化を図ることが可能となる。以下に、この原理について
説明する。
きくすることができ、しかも、作業ロールの極限の小径
化を図ることが可能となる。以下に、この原理について
説明する。
【0013】先ず、図4により、作業ロールの剛性の果
たす役割について説明する。水平撓みが無い状態の図4
(a)では作業ロールに加わる水平力は中間ロールからの
圧延荷重の反力P1 の水平成分と駆動力tと前後の張力
の差分である。しかるにこの水平力により作業ロールは
撓みを生ずると(図4(b),(c))、上記の力に加え、
圧延荷重Pの水平分力が加わることになり、更に水平撓
みを増加することになる(作業ロール径が小さいので少
しの水平撓みでもこの分力は大きなものとなる)。する
と圧延荷重Pの分力を増やすことになり、これが釣り合
わぬと水平撓みが∞となり、いわゆる座屈現象を呈する
ことになる。しかるに作業ロールの水平撓み剛性が大き
いと、作業ロールはある撓んだ位置で安定し、その結
果、圧延作業が行ない得ることになる。この様に作業ロ
ールが水平撓み方向に座屈する限界の圧延荷重は、理論
的検討及び実測によればその水平撓み剛性に比例するこ
とが判明しており、作業ロールのこの剛性を如何に大き
くするかが作業ロールの小径化達成のための最大の課題
となる。
たす役割について説明する。水平撓みが無い状態の図4
(a)では作業ロールに加わる水平力は中間ロールからの
圧延荷重の反力P1 の水平成分と駆動力tと前後の張力
の差分である。しかるにこの水平力により作業ロールは
撓みを生ずると(図4(b),(c))、上記の力に加え、
圧延荷重Pの水平分力が加わることになり、更に水平撓
みを増加することになる(作業ロール径が小さいので少
しの水平撓みでもこの分力は大きなものとなる)。する
と圧延荷重Pの分力を増やすことになり、これが釣り合
わぬと水平撓みが∞となり、いわゆる座屈現象を呈する
ことになる。しかるに作業ロールの水平撓み剛性が大き
いと、作業ロールはある撓んだ位置で安定し、その結
果、圧延作業が行ない得ることになる。この様に作業ロ
ールが水平撓み方向に座屈する限界の圧延荷重は、理論
的検討及び実測によればその水平撓み剛性に比例するこ
とが判明しており、作業ロールのこの剛性を如何に大き
くするかが作業ロールの小径化達成のための最大の課題
となる。
【0014】特願平2−235518 号で開示された方法は、
最大板幅を避けた位置で支持することにより、支持スパ
ンを極小とし、且つ複列のサポートローラで支持するこ
とにより固定支持の状態を作り出そうとしたものであ
る。本発明者が理論及び実験により確証したところによ
れば、サポートローラの表面及び軸部の弾性変形によ
り、固定支持の状態は作り得ず、高々、固定支持の40
〜60%(これは単純支持の2〜3倍に相当する。固定
支持が達成されると剛性は単純支持の5倍までアップす
る。)の剛性が限度である。この剛性アップによる作業
ロールの小径化について検討すると、作業ロール径dw
の4乗に剛性は比例するから、単純支持の場合のロール
径に対して、複列サポートローラ支持におけるロール径
は、(0.4〜0.6 )の4乗根(0.8 〜0.88 )
となり、即ち、20〜12%の小径化が達成されるに過
ぎないことになる(ちなみに固定支持の条件が達成され
ると、そのロール径は(1/5)の4乗根(0.67 )
となり、即ち、33%の小径化が可能となることにな
る)。
最大板幅を避けた位置で支持することにより、支持スパ
ンを極小とし、且つ複列のサポートローラで支持するこ
とにより固定支持の状態を作り出そうとしたものであ
る。本発明者が理論及び実験により確証したところによ
れば、サポートローラの表面及び軸部の弾性変形によ
り、固定支持の状態は作り得ず、高々、固定支持の40
〜60%(これは単純支持の2〜3倍に相当する。固定
支持が達成されると剛性は単純支持の5倍までアップす
る。)の剛性が限度である。この剛性アップによる作業
ロールの小径化について検討すると、作業ロール径dw
の4乗に剛性は比例するから、単純支持の場合のロール
径に対して、複列サポートローラ支持におけるロール径
は、(0.4〜0.6 )の4乗根(0.8 〜0.88 )
となり、即ち、20〜12%の小径化が達成されるに過
ぎないことになる(ちなみに固定支持の条件が達成され
ると、そのロール径は(1/5)の4乗根(0.67 )
となり、即ち、33%の小径化が可能となることにな
る)。
【0015】図5により明らかな如く、例え固定支持と
いえども、中央に撓みが存在するわけであり、これを図
5の(iv)に示す本発明の如く、逆曲げを与えれば、撓み
も著しく小さくでき、剛性では固定支持の4倍(これは
単純支持の20倍)にも成し得ることになり、作業ロー
ル径を単純支持の場合の(1/20)の4乗根(0.47)ま
で小径化、即ち、53%もの小径化を達成できることに
なる。
いえども、中央に撓みが存在するわけであり、これを図
5の(iv)に示す本発明の如く、逆曲げを与えれば、撓み
も著しく小さくでき、剛性では固定支持の4倍(これは
単純支持の20倍)にも成し得ることになり、作業ロー
ル径を単純支持の場合の(1/20)の4乗根(0.47)ま
で小径化、即ち、53%もの小径化を達成できることに
なる。
【0016】以上説明したように、水平撓みを微少に制
御することにより水平撓み剛性を増大させることにな
り、この結果、作業ロールの小径化を達成することがで
きる。この水平撓みを微少にする制御は、常時行なうこ
とが重要である。作業ロールが極限に小径化された場合
は、その天然の剛性は非常に小さく、例えば、単純支持
の1/20といった程度であり、ほんの少しの制御遅れ
は作業ロールの大きな水平撓みとなり、その結果、圧延
荷重による水平力分力が増大すること、及び、作業ロー
ルは中間ロール(又は補強ロール)及び圧延材に接触し
ているため、逆曲げ力によって瞬時に撓みを零に戻すこ
とが出来ず、結局、圧延荷重の水平分力が勝って、作業
ロールの水平撓みが増大してしまい、圧延不能となるか
らである。そこで常時に速い応答で水平撓みを制御する
ことが重要である。
御することにより水平撓み剛性を増大させることにな
り、この結果、作業ロールの小径化を達成することがで
きる。この水平撓みを微少にする制御は、常時行なうこ
とが重要である。作業ロールが極限に小径化された場合
は、その天然の剛性は非常に小さく、例えば、単純支持
の1/20といった程度であり、ほんの少しの制御遅れ
は作業ロールの大きな水平撓みとなり、その結果、圧延
荷重による水平力分力が増大すること、及び、作業ロー
ルは中間ロール(又は補強ロール)及び圧延材に接触し
ているため、逆曲げ力によって瞬時に撓みを零に戻すこ
とが出来ず、結局、圧延荷重の水平分力が勝って、作業
ロールの水平撓みが増大してしまい、圧延不能となるか
らである。そこで常時に速い応答で水平撓みを制御する
ことが重要である。
【0017】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【0018】図1は本発明の圧延機の一実施例を示す。
図2は図1の圧延機の上作業ロール部の拡大図を、図3
は図2の平面図を示している。
図2は図1の圧延機の上作業ロール部の拡大図を、図3
は図2の平面図を示している。
【0019】図1〜3に示す圧延機は代表的な6重圧延
機で、通常、圧延材20の上下に作業ロール1があり、
更にその外側に、中間ロール2,補強ロール3が設けら
れている。一般的に作業ロール1は、その径が小さすぎ
て圧延に必要なトルクを付加することが出来ないので、
中間ロール2(又は補強ロール3)にトルクが伝えら
れ、作業ロール1に駆動トルクが伝達される。
機で、通常、圧延材20の上下に作業ロール1があり、
更にその外側に、中間ロール2,補強ロール3が設けら
れている。一般的に作業ロール1は、その径が小さすぎ
て圧延に必要なトルクを付加することが出来ないので、
中間ロール2(又は補強ロール3)にトルクが伝えら
れ、作業ロール1に駆動トルクが伝達される。
【0020】上記作業ロール1は圧延材20の入出側に
おいて、圧延材の最大板幅より外側のロール胴部が複列
のサポートローラ4,5,6,7によって支持されてい
る(作業ロール1に加わるパス方向水平力はサポートロ
ーラ4,5,6,7だけでを支持されている)。内側の
サポートローラ4,6は各々剛性ビーム8,9に取付け
られている。又、外側のサポートローラ5,7は軸受1
3を経て、剛性ビームに取付けられた油圧ジャッキ14
にて、作業ロール1に押付けられている。一方のサポー
トローラ4,5を保持する剛性ビーム8はガイド16内
を案内され、ロードセル10を介して位置決め装置11
(特願平2−235518 号に記載のような位置決め装置)で
支持され、他方のサポートローラ6,7を保持する剛性
ビーム9は、ガイド17内を案内され、油圧シリンダ1
2により作業ロール1側へ押付れられている。油圧シリ
ンダ12には押付力を測定するために油圧検出装置(図
示省略)が取り付けられている。又、作業ロール1の水
平撓みを測定するためにギャップセンサ(=変位セン
サ)21が剛性ビーム8に取付けてある。
おいて、圧延材の最大板幅より外側のロール胴部が複列
のサポートローラ4,5,6,7によって支持されてい
る(作業ロール1に加わるパス方向水平力はサポートロ
ーラ4,5,6,7だけでを支持されている)。内側の
サポートローラ4,6は各々剛性ビーム8,9に取付け
られている。又、外側のサポートローラ5,7は軸受1
3を経て、剛性ビームに取付けられた油圧ジャッキ14
にて、作業ロール1に押付けられている。一方のサポー
トローラ4,5を保持する剛性ビーム8はガイド16内
を案内され、ロードセル10を介して位置決め装置11
(特願平2−235518 号に記載のような位置決め装置)で
支持され、他方のサポートローラ6,7を保持する剛性
ビーム9は、ガイド17内を案内され、油圧シリンダ1
2により作業ロール1側へ押付れられている。油圧シリ
ンダ12には押付力を測定するために油圧検出装置(図
示省略)が取り付けられている。又、作業ロール1の水
平撓みを測定するためにギャップセンサ(=変位セン
サ)21が剛性ビーム8に取付けてある。
【0021】なお、上記圧延機では、作業ロール1のオ
フセットが調整可能となるように、作業ロール1が圧延
材20のパス方向にオフセットが可能なように水平方向
に移動可能に構成されている。
フセットが調整可能となるように、作業ロール1が圧延
材20のパス方向にオフセットが可能なように水平方向
に移動可能に構成されている。
【0022】次ぎに、上述のように構成された圧延機に
おける圧延方法について説明する。
おける圧延方法について説明する。
【0023】本発明では、作業ロールの水平力に対抗し
て、逆曲げを与え、水平撓み剛性を著しく大きくするも
のである。先に説明したように、常時に速い応答で水平
撓みを制御することが重要である。このために作業ロー
ルに加わる水平力を検出するか、あるいは、作業ロール
の水平撓みを検出し逆曲げ力に常時フィードバックをか
けることが必要である。
て、逆曲げを与え、水平撓み剛性を著しく大きくするも
のである。先に説明したように、常時に速い応答で水平
撓みを制御することが重要である。このために作業ロー
ルに加わる水平力を検出するか、あるいは、作業ロール
の水平撓みを検出し逆曲げ力に常時フィードバックをか
けることが必要である。
【0024】先ず、作業ロールに加わる水平力を検出し
て、逆曲げ力を制御する方法について説明する。
て、逆曲げ力を制御する方法について説明する。
【0025】図6で、中央部の撓みδc を零にするため
に必要な逆曲げ力Qは次の如く求められる。
に必要な逆曲げ力Qは次の如く求められる。
【0026】
【数1】
【0027】ここで、Lはサポートローラ4(又は6)の
支持位置間隔の寸法,aはサポートローラ5(又は7)の
支持位置間隔の寸法,Bは圧延材の板幅,Fは作業ロー
ルに加わる合計水平力である。また、f(B/L)は次
式
支持位置間隔の寸法,aはサポートローラ5(又は7)の
支持位置間隔の寸法,Bは圧延材の板幅,Fは作業ロー
ルに加わる合計水平力である。また、f(B/L)は次
式
【0028】
【数2】
【0029】で計算できるものである。実際に使用され
る板幅範囲ではf(B/L)は、図7に示す如く1.0
〜1.5の範囲の値をとる。
る板幅範囲ではf(B/L)は、図7に示す如く1.0
〜1.5の範囲の値をとる。
【0030】(1)式で、実際の操作では板幅Bがわかっ
ているので、作業ロールの水平力Fがわかれば、逆曲げ
力Qがわかることになる。実際にこの水平力Fは、図4
(c)に示すロードセル荷重Lc とシリンダ力Tが、
図3に示すロードセル10及び油圧シリンダ12の油圧
検出装置(図示省略)によりそれぞれ測定可能であるの
で、次式より求まることになる。
ているので、作業ロールの水平力Fがわかれば、逆曲げ
力Qがわかることになる。実際にこの水平力Fは、図4
(c)に示すロードセル荷重Lc とシリンダ力Tが、
図3に示すロードセル10及び油圧シリンダ12の油圧
検出装置(図示省略)によりそれぞれ測定可能であるの
で、次式より求まることになる。
【0031】
【数3】
【0032】(ロール間の押付力R,Q、及びサポート
ロール5,7の押付シリンダ14の力は内力であり、作
業ロール1の水平力の計算には除外してよいから、作業
ロールの水平力2Fは、ロードセル荷重Lc と、シリン
ダ力Tの差として求められる)以上の如く、常時に荷重
Lc ,Tを測定することにより、逆曲げに要する力Qは
常に把握でき、常時制御できることになる。
ロール5,7の押付シリンダ14の力は内力であり、作
業ロール1の水平力の計算には除外してよいから、作業
ロールの水平力2Fは、ロードセル荷重Lc と、シリン
ダ力Tの差として求められる)以上の如く、常時に荷重
Lc ,Tを測定することにより、逆曲げに要する力Qは
常に把握でき、常時制御できることになる。
【0033】多少の制御の遅れを許容する場合は、図3
に示す如く、ギャップセンサ21で作業ロールの水平撓
みを測定し、これが小さくなる様に、逆曲げ力Qを調整
することにより、作業ロールの水平撓みを非常に小さく
おさえることができる。その結果、作業ロールの著しい
小径化が達成されることになる。
に示す如く、ギャップセンサ21で作業ロールの水平撓
みを測定し、これが小さくなる様に、逆曲げ力Qを調整
することにより、作業ロールの水平撓みを非常に小さく
おさえることができる。その結果、作業ロールの著しい
小径化が達成されることになる。
【0034】表1に、本発明により如何に、作業ロール
の小径化が可能になるかについての数値計算例を示す。
の小径化が可能になるかについての数値計算例を示す。
【0035】
【表1】
【0036】剛性に対して、支点間距離(L)は4乗に、
支持条件は1次に、また、ロール径dw は4乗に効くた
め、作業ロール径の小径化において剛性を同じとする際
には、Lは1次に、支持条件は4乗根がロール径に効く
分となる。
支持条件は1次に、また、ロール径dw は4乗に効くた
め、作業ロール径の小径化において剛性を同じとする際
には、Lは1次に、支持条件は4乗根がロール径に効く
分となる。
【0037】この様に、本発明により水平方向のサポー
トローラによる作業ロールへの疵つきのない方式で、従
来より大幅な作業ロールの小径化が計られ、表面品質の
すぐれた極薄,硬質材の圧延作業が安定して行なえる。
トローラによる作業ロールへの疵つきのない方式で、従
来より大幅な作業ロールの小径化が計られ、表面品質の
すぐれた極薄,硬質材の圧延作業が安定して行なえる。
【0038】次ぎに、作業ロールをオフセットについて
説明する。
説明する。
【0039】作業ロールの水平力が過大であると逆曲げ
後の残留撓みである図5の(iv)におけるδ4 もこの水平
力に比例して大きくなり、圧延材の形状不良につながる
ことになること、及び、逆曲げ力も過大になり、シリン
ダの寸法上の制約の問題とか、作業ロールの曲げ応力過
大、あるいはサポートローラの軸受寿命の短縮等の実用
上、深刻な問題が生ずる。従って、この水平力を小さく
することが重要であり、これは特願平2−235518 号に開
示された如く、作業ロールをオフセットすることにより
達成される。オフセット量δは、ビームの位置決め装置
11により調整される。オフセット量δを調整すること
により、図4(a)から分かるように、中間ロールからの
力P1 の水平方向の成分が調整される。
後の残留撓みである図5の(iv)におけるδ4 もこの水平
力に比例して大きくなり、圧延材の形状不良につながる
ことになること、及び、逆曲げ力も過大になり、シリン
ダの寸法上の制約の問題とか、作業ロールの曲げ応力過
大、あるいはサポートローラの軸受寿命の短縮等の実用
上、深刻な問題が生ずる。従って、この水平力を小さく
することが重要であり、これは特願平2−235518 号に開
示された如く、作業ロールをオフセットすることにより
達成される。オフセット量δは、ビームの位置決め装置
11により調整される。オフセット量δを調整すること
により、図4(a)から分かるように、中間ロールからの
力P1 の水平方向の成分が調整される。
【0040】本発明の実施例では、複列のサポートロー
ル4,5,6,7で水平支持力を与えるために、剛性ビ
ーム8および9にはこのモーメントに耐えるものが用い
られている。これにより、作業ロールに逆曲げ力を与え
ることができる。
ル4,5,6,7で水平支持力を与えるために、剛性ビ
ーム8および9にはこのモーメントに耐えるものが用い
られている。これにより、作業ロールに逆曲げ力を与え
ることができる。
【0041】以上の説明では6重圧延機について説明し
たが、中間ロールのない4重圧延機、あるいは、上又は
下の片側のみの小径の作業ロールを用いた上下非対称な
圧延機に本発明を適用できることは明らかである。
たが、中間ロールのない4重圧延機、あるいは、上又は
下の片側のみの小径の作業ロールを用いた上下非対称な
圧延機に本発明を適用できることは明らかである。
【0042】
【発明の効果】以上説明した本発明の圧延機及び圧延方
法によれば、作業ロールの剛性を著しく大きくすること
ができ、しかも、作業ロールの極限の小径化を図ること
が可能となる。これにより、小径の作業ロールを用いて
圧延するものであっても、作業ロールの水平曲げ力を減
少させると共に、水平曲りに対して高い剛性を保持させ
ることができ、その結果、安定した圧延が可能となり、
高硬度,極薄材の生産が高能率に行えるという効果があ
る。
法によれば、作業ロールの剛性を著しく大きくすること
ができ、しかも、作業ロールの極限の小径化を図ること
が可能となる。これにより、小径の作業ロールを用いて
圧延するものであっても、作業ロールの水平曲げ力を減
少させると共に、水平曲りに対して高い剛性を保持させ
ることができ、その結果、安定した圧延が可能となり、
高硬度,極薄材の生産が高能率に行えるという効果があ
る。
【図1】本発明の圧延機の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図2】図1に示す圧延機の上作業ロール部の拡大図で
ある。
ある。
【図3】図2に示す上作業ロール部の平面図である。
【図4】作業ロールに加わる力の状況を示す図であり、
(a)は水平撓みがない状態の状況を示す図、(b)は水平
撓みのある状態の状況を示す図、及び(c)は(b)を上か
ら見た図である。
(a)は水平撓みがない状態の状況を示す図、(b)は水平
撓みのある状態の状況を示す図、及び(c)は(b)を上か
ら見た図である。
【図5】軸端部の支持条件により撓み及び剛性が変わり
得る様子を示した図である。
得る様子を示した図である。
【図6】実際の荷重条件(B/L)での逆曲げ力による
撓み状態を示す図である。
撓み状態を示す図である。
【図7】関数f(B/L)の値を示すグラフである。
1…作業ロール、2…中間ロール、3…補強ロール、
4,5,6,7…サポートローラ、8,9…剛性ビー
ム、10…荷重計(ロードセル)、11…位置決め装置、
12…油圧装置(油圧シリンダ)、14…油圧装置(油圧
ジャッキ)、20…圧延材、21…水平撓み量検出器(ギ
ャップセンサ)、δ…オフセット、P…圧延荷重、P1
…中間ロールよりの荷重、t…駆動接線力、Tf…前方
張力、Tb…後方張力、F,F′…作業ロールの合計水
平力、R…内側サポート反力、Q…逆曲げ力、Lc …ロ
ードセル荷重、T…シリンダ力、L,a…支持位置寸
法、B…板幅、γ…圧延荷重の傾斜角。
4,5,6,7…サポートローラ、8,9…剛性ビー
ム、10…荷重計(ロードセル)、11…位置決め装置、
12…油圧装置(油圧シリンダ)、14…油圧装置(油圧
ジャッキ)、20…圧延材、21…水平撓み量検出器(ギ
ャップセンサ)、δ…オフセット、P…圧延荷重、P1
…中間ロールよりの荷重、t…駆動接線力、Tf…前方
張力、Tb…後方張力、F,F′…作業ロールの合計水
平力、R…内側サポート反力、Q…逆曲げ力、Lc …ロ
ードセル荷重、T…シリンダ力、L,a…支持位置寸
法、B…板幅、γ…圧延荷重の傾斜角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶原 利幸 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 白岩 弘行 茨城県日立市幸町三丁目2番2号 日立ニ ユークリアエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 安田 健一 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 平間 幸夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (17)
- 【請求項1】上下一対の作業ロールを上下方向から直接
又は間接的に支持するロールを駆動することにより前記
作業ロールに駆動トルクを伝達し、該作業ロールによっ
て圧延材を減厚する圧延機であって、 前記作業ロールの圧延材の入出側に各々設けられ、作業
ロールに加わる水平方向の力を支持するように、前記圧
延材の最大板幅より外側の作業ロール胴部の両端部を各
々支持するサポートローラと、 前記サポートローラの板幅方向の外側で前記作業ロール
胴部の端部に逆曲げ力を与えるローラを有することを特
徴とする圧延機。 - 【請求項2】請求項1に記載の圧延機において、前記逆
曲げ力を与えるローラは、前記作業ロールの圧延材の入
出側に各々設けられ、作業ロールに加わる水平方向の力
を支持するように構成されたローラであることを特徴と
する圧延機。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の圧延機において、
前記サポートローラは、前記作業ロールの圧延材の入出
側の一方の側に設けられ前記作業ロールの位置を位置決
めするサポートローラと、前記入出側の他方の側に設け
られ前記作業ロールを押圧するサポートローラからなる
ことを特徴とする圧延機。 - 【請求項4】請求項3に記載の圧延機において、前記位
置決めするサポートローラは、該サポートローラを支持
する剛性部材と該剛性部材の位置を調整する位置決め装
置を具備していることを特徴とする圧延機。 - 【請求項5】請求項3に記載の圧延機において、前記押
圧するサポートローラは、該サポートローラを支持する
剛性部材と該剛性部材を保持して作業ロール側に押圧す
る油圧装置を具備していることを特徴とする圧延機。 - 【請求項6】請求項4又は5に記載の圧延機において、
前記剛性部材は、前記作業ロール胴部の両端部の前記サ
ポートローラを一緒に支持するビームであることを特徴
とする圧延機。 - 【請求項7】請求項6に記載の圧延機において、前記逆
曲げ力を与えるローラは、前記剛性ビームに支持された
油圧装置により保持され、該油圧装置により前記逆曲げ
力が調整されることを特徴とする圧延機。 - 【請求項8】請求項3に記載の圧延機において、 前記位置決めするサポートローラは、該サポートローラ
を支持する剛性部材と、該剛性部材の位置を調整する位
置決め装置と、該位置決め装置に加わる荷重を検出する
荷重計を具備し、 前記押圧するサポートローラは、該サポートローラを支
持する剛性部材と、該剛性部材を保持して作業ロール側
に押圧する油圧装置と、該油圧装置の油圧を検出する検
出器を具備し、 前記逆曲げ力を与えるローラは、該ローラを支持し、前
記荷重計と前記油圧検出器の検出値に基づいて求められ
た前記作業ロールに加わる水平方向の力に対応して前記
逆曲げ力を調整する油圧装置を具備していることを特徴
とする圧延機。 - 【請求項9】請求項1又は2に記載の圧延機において、
前記作業ロールの水平撓み量を検出する検出器を備え、
前記逆曲げ力を与えるローラは、前記水平撓み量検出器
による水平撓み量が零になるように前記逆曲げ力を調整
する油圧装置を具備していることを特徴とする圧延機。 - 【請求項10】請求項1又は2に記載の圧延機におい
て、圧延材パス方向への前記作業ロールのオフセット量
が調整可能なように構成されたことを特徴とする圧延
機。 - 【請求項11】請求項2に記載の圧延機において、前記
作業ロールに加わる水平方向の力は、前記サポートロー
ラ及び逆曲げ力を与えるローラのみで支持されているこ
とを特徴とする圧延機。 - 【請求項12】上下一対の作業ロールを上下方向から直
接又は間接的に支持するロールを駆動することにより前
記作業ロールに駆動トルクを伝達し、該作業ロールによ
って圧延材を減厚する圧延機において、 前記作業ロールの圧延材の入出側に各々設けられ、少な
くとも一方の作業ロールに加わる水平方向の力を支持す
るように、前記圧延材の最大板幅より外側の作業ロール
胴部の両端部を各々支持する複列のサポートローラと、 前記入出側の一方の側のサポートローラを剛性ビームを
介して位置決めする位置決め装置と、 前記入出側の他方の側のサポートローラを剛性ビームを
介して支持する油圧装置と、 前記複列のサポートローラの板幅方向の外側のサポート
ローラと剛性ビームの間に各々設けられ、サポートロー
ラを保持する油圧装置を有することを特徴とする圧延
機。 - 【請求項13】請求項12に記載の圧延機において、前
記作業ロールに加わる水平方向の力は、前記サポートロ
ーラのみで支持されていることを特徴とする圧延機。 - 【請求項14】上下一対の作業ロールを上下方向から直
接又は間接的に支持するロールを駆動することにより前
記作業ロールに駆動トルクを伝達し、該作業ロールによ
って圧延材を減厚する圧延機における圧延方法におい
て、 前記作業ロールに加わる水平方向の力を支持するように
前記圧延材の最大板幅より外側で前記作業ロール胴部の
両端部を第1のローラにより支持し、 前記作業ロールの水平撓みが小さくなるように前記第1
のローラの外側の前記作業ロール胴部の端部に第2のロ
ーラにより逆曲げ力を与えながら圧延作業を行なうこと
を特徴とする圧延方法。 - 【請求項15】請求項14に記載の圧延方法において、
前記第1のローラによる支持は、前記圧延材の入出側の
一方の側から作業ロール位置を位置決めし、前記入出側
の他方の側から作業ロールを押圧することにより行なう
ことを特徴とする圧延方法。 - 【請求項16】請求項15に記載の圧延方法において、
前記第2のローラによる前記逆曲げ力は、前記位置決め
をしている第1のローラに加わる荷重と前記押圧をして
いる第1のローラの押圧力に基づいて前記作業ロールに
加わる水平方向の力を求め、該水平方向の力に対応して
制御することを特徴とする圧延方法。 - 【請求項17】請求項14に記載の圧延方法において、
前記作業ロールに加わる水平方向の力が小さくなるよう
に、圧延材パス方向への前記作業ロールのオフセット量
を調整して圧延することを特徴とする圧延方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213370A JP2972401B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 圧延機及び圧延方法 |
| TW081106333A TW206166B (ja) | 1991-08-26 | 1992-08-11 | |
| EP92307486A EP0534602B1 (en) | 1991-08-26 | 1992-08-14 | Rolling mill and rolling method |
| DE69227431T DE69227431T2 (de) | 1991-08-26 | 1992-08-14 | Walzwerk und Walzverfahren |
| KR1019920015359A KR100245473B1 (ko) | 1991-08-26 | 1992-08-26 | 압연기 및 압연방법 |
| US07/935,421 US5406817A (en) | 1991-08-26 | 1992-08-26 | Rolling mill and rolling method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3213370A JP2972401B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 圧延機及び圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550109A true JPH0550109A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2972401B2 JP2972401B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=16638063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3213370A Expired - Fee Related JP2972401B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 圧延機及び圧延方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5406817A (ja) |
| EP (1) | EP0534602B1 (ja) |
| JP (1) | JP2972401B2 (ja) |
| KR (1) | KR100245473B1 (ja) |
| DE (1) | DE69227431T2 (ja) |
| TW (1) | TW206166B (ja) |
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