JPH0619901U - 圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークロールによるクラウン制御において，
広範囲にわたる制御機能を有するとともに，高速圧延で
刻々変化する条件に対応できる即応性をもち，かつワー
クロールによる撓み制御量を大幅に増大させる。 【構成】 上部バックアップロールをロール軸方向に分
離した短尺胴長の一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌ
により形成してバックアップシャフト３２に回転可能，
かつ軸方向に摺動自在に取付ける。これらは，ロール軸
方向に可動なガイド部材５６Ｒ，５６Ｌに係合され，ガ
イド部材相互は流体圧駆動手段によって直結される。流
体圧駆動手段を操作して伸縮させることにより，ガイド
部材が接近・離反動作し，サポートロールの間隔を任意
に調整可能とし，下部バックアップロール３０径は軸心
方向に不変となし，ワークロール２２，２４径より大径
とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案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９〜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１３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 の弾性変形が打消すように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調節して行う方法等が知られている。

【０００７】

【考案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１４，図１５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】 本考案の目的は，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，本考案に係る圧延機は，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，前記一方のバックアップロールを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しつつこの分離サポートロールを 回転可能に支持しかつ軸方向摺動可能に支持するバックアップシャフトに取付け て構成し，前記バックアップシャフトと平行に配設されたガイドシャフトに位置 移動可能に装着され前記各分離ロール本体に係合するガイド部材を取付けるとと もに，同軸配置された一対のガイド部材相互間をその摺動方向に沿って伸縮する ロッドを有する流体圧駆動手段により連結し，当該流体圧駆動手段により同軸配 置された分離ロール間隔を調整可能とし，他方のバックアップロールは前記ワー クロールと類似形状を有するとともに，ワークロール径より大径としたものであ 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の撓みを抑制する各 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，上バックアップロールでは同軸配置の一対分離サポートロ ールの各々に係合されたガイド部材を相互に連結している流体圧駆動手段のロッ ド伸縮動作により行われる。すなわち，流体圧駆動手段のロッドを伸縮させるこ とにより直接的に一対のガイド部材の間隔を変化させ，もってガイド部材に係合 された一対の分離ロールの間隔が調整され，下バックアップロールではワークロ ール径より大径を有したロールを配設する。

【００１２】 したがって，上バックアップロールに設けられた流体圧駆動手段による伸縮動 作に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 は協働してロールベンディング量を迅速に調整でき，一方，下バックアップロー ルでは，被圧延材の幅寸法および形状に合わせて分離サポートロール間隔をいち いち選択する必要がなく，また，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で下部ワークロールを下方へ押し曲げて下部バックアッ プロール表面に押付け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流体 圧駆動手段により直接的に行わせるので，即応性が高く適正な位置制御が可能と なるとともに，液圧手段はガイド部材の摺動方向に沿って伸縮されるように配設 されるため，サポートロール移動装置の組付けが狭小でも設置が可能であって， スペースの有効活用ができる。

【００１３】

【実施例】

以下に，本考案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２２，２４が 互いに転接可能に横架され，これらの間に被圧延材２６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の各背面側には上部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３０がやはり平行に横架されている。

【００１５】 上部バックアップロールユニット２８は上部ワークロール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，３４Ｌが回転かつ軸方向 に摺動移動できるように取付けられている。この一対のサポートロール３４Ｒ， ３４Ｌは前記上部ワークロール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。

【００１６】 下バックアップロール３０は軸心方向に不変な径またはクラウン形状を有して おり，下部ワークロール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。また，前記サポートロール３４Ｒ，３４Ｌは，図３ ，図４に上部ユニット２８について代表して示したように，回転ベアリング４０ を介してバックアップシャフト３２に装着され，また両端面にスラストベアリン グ４２，４４を配設して装着されている。

【００１７】 上記した上下ワークロール２２，２４のネック部分と，上部バックアップロー ルユニット２８のバックアップシャフト３２のネック部分には，図２に示すよう に，軸受４６，４８，５０が取付けられ，さらに，下部バックアップロール３０ のネック部分には，軸受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グ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。

【００１８】 このような構成において，上述した上部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はロール軸方向に移動することにより位置調整 ができ，下部バックアップロール３０は上下ワークロール２２，２４に類似した 形状を有しており，被圧延材２６の幅寸法および形状に応じて調整不可能になっ ている。上部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，３ ４Ｌの位置調整のために，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌにはガイド部材として のロールガイド５６Ｒ，５６Ｌが係合されている。

【００１９】 図３，図４は上部バックアップロールユニット２８への装着例を示している。 図示のように，バックアップシャフト３２の両端軸受５０間に渡し掛けられる２ 本のガイドシャフト５８がバックアップシャフト３２と平行に取付けられている 。共通の軸受５０に対してバックアップシャフト３２とガイドシャフト５８を取 付けることにより，両シャフト３２，５８の平行度を保持されている。このガイ ドシャフト５８に対し前記ロールガイド５６Ｒ，５６Ｌが取付けられており，こ れはガイドシャフト５８を貫通させ，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌと干渉しな いように形成されたスライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌを備えている。

【００２０】 そして，スライドケーシング６０Ｒ，６０Ｌにはサポートロール３４Ｒ，３４ Ｌの両端面に向けて延長され，ロール３４Ｒ，３４Ｌの両端面に取付けられてい るスラストベアリング４２，４４を挟持するスラストベアリングサポート６２， ６４が取付けられている。スラストベアリングサポート６２，６４は図４に示し たように，直接スラストベアリング４２，４４に当接されるドーナツ盤状の押え プレート６６と，これを外面から補強支持するブラケット６８によって形成され ている。押えプレート６６はバックアップシャフト３２を干渉しないように貫通 させている。したがって，各サポートロール３４Ｒ，３４Ｌは各々ロールガイド ５６Ｒ，５６Ｌをガイドシャフト５８に沿って軸方向に移動させることに伴って ，サポートロール３４Ｒ，３４Ｌをバックアップシャフト３２の軸方向に摺動移 動させることができる。

【００２１】 ここで，上部サポートロール３４Ｒ，３４Ｌの位置移動を適正に行わせる駆動 手段が上部バックアップロールユニット２８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 の位置を，相互にワークロール２２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，流体圧駆動手段としての油圧シリンダ装置８０を一対の分離サポ ートロール３４Ｒ，３４Ｌとの間に介在して両者を互いに連結した構成とされて いる。

【００２２】 図３は油圧シリンダ装置８０を装備した上部バックアップロールユニット２８ の断面図を示している。図に示したように，油圧シリンダ装置８０はシリンダ８ ２の内部に一対のピストン８４Ｒ，８４Ｌを組込み，左右の液圧室８６Ｒ，８６ Ｌとピストン８４Ｒ，８４Ｌ間に区画されたセンタ液圧室８６Ｃとが形成されて いる。各ピストン８４Ｒ，８４Ｌには同一軸芯とされたロッド８８Ｒ，８８Ｌが 取付けられ，これらは各々シリンダ８２の反対端面から突出されている。これを 駆動するために図示しない圧油供給装置から圧油が供給されるが，センタ液圧室 ８６Ｃへの圧油供給により前記ロッド８８Ｒ，８８Ｌを突出させ，左右の液圧室 ８６Ｒ，８６Ｌへの同時供給により収縮される。このとき，ロッド８８Ｒ，８８ Ｌの伸縮量が共通になるように左右液圧室８６Ｒ，８６Ｌには共通の配管を介し て給排を行わせるようにしている。

【００２３】 このように構成された油圧シリンダ装置８０はロッド８８Ｒ，８８Ｌの伸縮方 向が前記ガイドシャフト５８およびバックアップシャフト３２の軸方向と平行に なるように取付けられている。すなわち，両シャフト５８，３２の間に位置し， 一対のロールガイド５６Ｒ，５６Ｌの中間位置になるように配置しており，両端 面から突出するロッド８８Ｒ，８８Ｌの先端を各々ロールガイド５６Ｒ，５６Ｌ の側壁面に連結することによって据付けられている。これにより油圧シリンダ装 置８０に液圧を供給することにより両端ロッド８８Ｒ，８８Ｌを同一量だけ伸縮 させることにより，ロールガイド５６Ｒ，５６Ｌ，ひいては一対のサポートロー ル３４Ｒ，３４Ｌを相互に離反させたり，あるいは接近させることができる。

【００２４】 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。

【００２５】 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は互いに離反 し，上下ワークロール２２，２４の各軸受４６，４８を上部バックアップロール ユニット２８と下部バックアップロール３０の軸受５０，５２側に押圧するよう に作用する。

【００２６】 また，ロールベンディング用シリンダ１０６と上下ワークロール軸受４６，４ ８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とワークロール２２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。

【００２７】 なお，圧下シリンダ５４は，図６に示したように，ヘッド１１６を内蔵し，圧 延時には図示しない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１１６を上昇させるようにしている。ヘッド１１６の動作は下部 バックアップロール３０の軸受５２を押上げ，この圧下力は下部バックアップロ ール３０，下部ワークロール２４，軸受４８，ロールベンディング装置９０，軸 受４６，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。

【００２８】 このように構成された圧延機の動作は次のようになる。

【００２９】 圧延前に被圧延材２６の幅に合わせてサポートロール３４Ｒ，３４Ｌの位置を 予め決定しておく。この場合，サポートロール３４のワークロール２２への転接 位置は被圧延材２６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を駆動して下部バックアップロール３０を上昇させ，ワークロール２ ２，２４およびサポートロール３４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の位置調整用油圧シリンダ８０を駆動し，予め設定されている 位置に移動させる。これにより一対のサポートロール３４Ｒ，３４Ｌの間隔が所 望の間隔に設定される。この状態でサポートロール３４の接触位置が被圧延材２ ６の圧延領域から外れるようにするのである。

【００３０】 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，上部バックアップロールユニット２８においては，ハウジング２０に取付 けた油圧シリンダ８０への圧油給排を行い，その両端面から突出されたロッド８ ８Ｒ，８８Ｌを伸縮作動させて，対となっているサポートロール３４Ｒ，３４Ｌ 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とともに，下部 バックアップロール３０においては，上下ワークロール２２，２４と類似し，か つ，上下ワークロール２２，２４より大径を有したものを取付けて，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。

【００３１】 図７〜図８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３ ４，３８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。図７はロール径６００ｍｍ，圧延力６００ｔｏｎ，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０〜１２５ｔ ｏｎ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。図 ８はロール径６００ｍｍ，圧延力６００ｔｏｎ，サポートロール間距離を１６０ ０ｍｍ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。

【００３２】 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。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように，本考案によれば，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。特に ，本考案における上部バックアップロールユニットでは，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，これらのサポートロールに係合されて いる一対のガイド部材相互に連結された流体圧駆動手段によって行うようにした ので，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。また，下部 バックアップロールでは，加圧手段によって下部ワークロールを下方へ押曲げて 下部バックアップロール表面に押付けてロールベンディング量を迅速に調整でき 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，しかも，流体圧駆動手段はガイド部材に直結されている ので，狭いスペースに組込むことかでき，圧延機の狭小なスペースの有効利用を 図りつつ，高いクラウン制御が可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す圧延機の正面図である。

【図２】本考案の実施例を示す圧延機の側面図である。

【図３】本考案の実施例を示す上部サポートロール部の
要部拡大断面図である。

【図４】図３の側面断面図である。

【図５】本考案の実施例を示すロールベンディング装置
の断面図である。

【図６】本考案の実施例を示す圧延機の軸受が装着され
たハウジングの断面図である。

【図７】本考案の実施例を示す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】本考案の実施例を示す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９】従来の実施例を示す４段式圧延機の正面図であ
る。

【図１０】従来の実施例を示す４段式圧延機の側面図で
ある。

【図１１】従来の実施例を示す圧延機の軸受が装着され
たハウジングの要部断面図である。

【図１２】従来の実施例を示すロールベンディング装置
の断面図である。

【図１３】従来の実施例を示すロール撓みを示す模式図
である。

【図１４】従来の実施例を示すクラウンの増加および減
少状態の模式図である。

【図１５】従来の実施例を示す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 上バックアップロールユニット ３０ 下バックアップロール ３２ バックアップシャフト ３４Ｒ，３４Ｌ サポートロール ４０ 回転ベアリング ４２，４４ スラストベアリング ４６，４８，５０，５２ 軸受 ５４ 圧下シリンダ ５６Ｒ，５６Ｌ ロールガイド ５８ ガイドシャフト ６０ スライドケーシング ８０ 油圧シリンダ装置 ８２ シリンダ ８４Ｒ，８４Ｌ ピストン ８８Ｒ，８８Ｌ ロッド １００ ロールベンディング装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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，前記一方のバックアップロ
   ールを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しつつこの分離サポートロールを回
   転可能に支持しかつ軸方向摺動可能に支持するバックア
   ップシャフトに取付けて構成し，前記バックアップシャ
   フトと平行に配設されたガイドシャフトに位置移動可能
   に装着され前記各分離ロール本体に係合するガイド部材
   を取付けるとともに，同軸配置された一対のガイド部材
   相互間をその摺動方向に沿って伸縮するロッドを有する
   流体圧駆動手段により連結し，当該流体圧駆動手段によ
   り同軸配置された分離ロール間隔を調整可能とし，他方
   のバックアップロールは前記ワークロールと類似形状を
   有するとともに，ワークロール径より大径としたことを
   特徴とする圧延機。