JPH06320431A - オンラインロール研削装置用回転砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧延ロールからの振動を吸収し、びびりマーク
を生ずることなく、圧延ロールを研削することが出来
る。 【構成】圧延機の圧延ロール３を研削するオンラインロ
ール研削装置５に、回転砥石１を構成する砥石層１２
と、薄板円盤状台金１１とを有し、この薄板円盤状台金
１１にバネ定数が１０００から３０Kgf／mm となるよう
に弾性体機能を持たせ圧延ロールからの振動を吸収させ
る。また、砥石層１２はドレッシングを不要とするた
め、結合剤１２ｂにレジノイドボンドを用い、超砥粒１
２ａの集中度を５０から１００にし、適度に自生発刃が
行われ、かつ、一定以上の研削比を得られるようにし
た。 【効果】びびりマークや砥粒の異常脱落のない研削が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧延機内に設けたオンラ
インロール研削装置に係り、特に、圧延ロールの持つ振
動の影響を受けず、優れた圧延ロール研削を行うオンラ
インロール研削装置用回転砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に板圧延機の圧延ロールはスラブ材
を圧延すると、圧延部分のみが摩耗し非圧延部分との段
差が生じてしまう。このように圧延ロールに段差が発生
するために、幅広のスラブから幅狭のスラブに順番を付
けて圧延するなど圧延条件を制約する必要があった。

【０００３】この問題を解決するべくオンラインロール
研削装置に関する多くの技術が提案されてきている。

【０００４】例えば、実願昭56−122232号(実開昭58−2
8706号）のマイクロフイルムには、カップ型砥石に超砥
粒で作られた砥粒層を持ち、圧延ロールの振動を吸収す
るため、砥石の背面に弾性体を設け、かつ、砥石が前後
動できるように砥石回転軸と砥石間にスプラインを設け
てある（以下、第１の従来技術という。）。

【０００５】また、特開平4−201171 号公報には、圧延
ロール研削装置の円筒型砥石にCBN砥粒を用いることが
提案されており、円筒型砥石の表面層をＣＢＮ砥粒で作
り、ＣＢＮ砥粒と台金との間にリング状の弾性体層を一
体に形成している。そして、この弾性体層は熱硬化性フ
ェノールレジンにより作られている。（以下、第２の従
来技術という。）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来技術では、砥石の可動部重量が大きくなり、以
下に説明するような問題がある。

【０００７】例えば、砥石にＣＢＮ砥粒を用い、砥石径
を２５０mmとすると、弾性体により支えられ前後動する
可動部重量は、砥石，スライドベアリング，シール部分
を含め少なくとも５Kgf 以上となる。

【０００８】また、弾性体のバネ定数はロールと砥石の
接触力変化許容値を４Kgf とし振幅を３０μｍと考えれ
ば、１３０Kgf／mm にしなければならない。

【０００９】この条件で弾性体の固有振動数Ｆｎは、数
１より、８０ｃ／ｓとなる。

【００１０】

【数１】Ｆｎ＝１／２π×√Ｋ／Ｍ ここで、Ｋは、弾性体のバネ定数、Ｍは、弾性体を含む
砥石重量である。

【００１１】この固有振動数では圧延機の持つ振動によ
り砥石を含めた弾性体が共振し、ロールにびびりマーク
を生じさせ、砥石の磨滅も多くなってしまう。

【００１２】一方、砥石径を小さくし可動部重量を小さ
くすれば研削能力は大きく低下してしまう。

【００１３】更に、カップ型砥石を軸方向に移動自在と
し砥石の背面を弾性体で支持されているが、ロール研削
中に砥石の周囲には冷却水や研削屑等が飛散しており、
これらが振動する砥石に付けたシール部より砥石と回転
砥石軸との間に入り込んで砥石のスムーズな移動が阻止
され、長時間安定して弾性体の機能を果たすことが難く
なる。

【００１４】また、上記第２の従来技術では、上述の通
り、オフラインロール研削装置において、砥石の振れを
吸収し接触線圧の変化を小さくするため、ＣＢＮ砥粒層
と台金との間にリング状の弾性体を一体に成形してい
る。

【００１５】しかし、円筒型砥石では、圧延ロールの軸
心と砥石回転軸とが一直線状にあるため適切なバネ定数
を持つ弾性部材を設けるのが難しい。

【００１６】なお、この第２の従来技術では、ＣＢＮ砥
粒層と台金との間に設けられた弾性体層は、砥石回転軸
の回転力を外周の砥粒層に伝達するために強度を必要と
する。このため弾性体層は熱硬化性フェノールレジンで
できている。

【００１７】第１番目の発明の目的は、圧延ロールから
の振動を吸収しびびり現象を生ずること無く、正確且つ
圧延ロール表面粗度の良い研削ができるオンラインロー
ル研削装置用回転砥石を提供することにある。

【００１８】第２番目の発明の目的は、オンラインロー
ル研削装置を連続熱間圧延設備に取り付けた場合、研削
すべき圧延ロールの回転速度が異なる状況でより正確な
研削ができるオンラインロール研削装置用回転砥石を提
供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第一番目の発明の目
的を達成するために本発明では、圧延機内に設けられた
オンラインロール研削装置用の研削砥石であって、金
属、又は樹脂で作られた薄板円盤状台金の一方側面に、
超砥粒で作られた砥粒層を設けたオンラインロール研削
装置用回転砥石において、前記薄板円盤状台金に弾性体
機能を持たせて圧延ロールからの振動を吸収するように
したものである。

【００２０】好ましくは、前記薄板円盤状台金に持たせ
た弾性体機能として、バネ定数を１０００Kgf／mmから
３０Kgf／mmの範囲内にしたものである。

【００２１】また好ましくは、前記砥粒層の超砥粒に立
方晶窒化硼素砥粒を用い、該砥粒の集中度を５０から１
００の範囲とし、該砥粒の粒度を８０から１８０の範囲
としたものである。

【００２２】なお、前記砥粒層に用いた立方晶窒化硼素
砥粒を結合させる結合剤に、レジノイドボンドを用いた
ものである。

【００２３】或いはまた、上記第一番目の発明の目的を
達成するために本発明では、回転円盤側面に砥石を取付
け、圧延機内で圧延ロールを研削するオンラインロール
研削装置用回転砥石において、超砥粒を硬質ゴムの中に
混ぜ、成形した弾性を有する砥粒層を剛体の回転円盤側
面に設けたものである。

【００２４】上記第２番目の発明の目的を達成するため
に本発明では、熱間圧延設備を構成する複数台の圧延機
それぞれに設けられたオンラインロール研削装置であっ
て、該オンラインロール研削装置の回転砥石として、金
属、又は樹脂で作られた薄板円盤状台金の一方側面に、
超砥粒で作られた砥粒層を設けたオンラインロール研削
装置用回転砥石において、前記薄板円盤状台金に弾性体
機能を持たせて圧延ロールからの振動を吸収するように
し、前記熱間圧延設備を構成する圧延機のうち、前段の
圧延機に設けられたオンラインロール研削装置の前記薄
板円盤状台金のバネ定数を柔らかいバネ定数とし、後段
の圧延機に設けられたオンラインロール研削装置の前記
薄板円盤状台金のバネ定数を該前段の圧延機より硬いバ
ネ定数を持つようにしたものである。

【００２５】好ましくは、前記圧延機それぞれに設けら
れたオンラインロール研削装置の回転砥石軸と、前記圧
延ロールの軸に対する直角芯との傾きと、前記薄板円盤
状台金の使用範囲での撓みによる傾きとを考慮して前記
オンラインロール研削装置の回転砥石研削面の傾きを決
定し、該決定された傾きに基づき該回転砥石研削面を該
圧延ロールに対して傾きを持たせたものである。

【００２６】なお、前記決定された回転砥石研削面の傾
きとなるようオフライントルーイングにより該回転砥石
研削面を調整するものである。

【００２７】

【作用】圧延ロールは圧延速度にも依るが１０から１５
０ｃ／ｓの振動数を有しながら振動している。圧延機内
に設けられたロール研削装置において剛体の砥石をバネ
やエアー又は油圧シリンダー等の弾性体で押しつけ研削
しようとすると、圧延ロールの持つ慣性力を前記弾性体
は吸収しようとする。

【００２８】上記第１の従来技術で説明したものでは、
弾性体が砥石の後方に有るので砥石と圧延ロールの接触
部に慣性力が働き、その力でロール先端の金属と砥粒は
ぶつかりながら研削を行うようになる。このような不連
続研削がびびり現象の原因となり、圧延ロール表面の粗
度が悪化し、砥石の摩耗も非常に早い。

【００２９】このような圧延ロールの振動に対して、そ
の動きに追従し、且つ、圧延ロールと砥石との研削面で
の接触力の変化を小さくするには、バネ又は研削装置内
に設けた液圧，空圧等のシリンダーで吸収しようとせ
ず、砥石自体に弾性機能を持たせることが必要となる。

【００３０】ここで、砥石に弾性体を設ける場合、円筒
型砥石では圧延ロールと砥石回転軸と砥石が一直線上に
並び、弾性体部材を設けるのが難しい。一方、回転円盤
状砥石の場合、圧延ロール軸心と回転砥石軸がほぼ直角
になるので、砥石の研削点と砥石を固定する回転軸は片
持ち梁のような関係になり、砥石と回転軸間に弾性体部
材を設けることが容易となる。

【００３１】図３に示すように、圧延ロールの振動を瞬
時に吸収するために回転円盤状砥石の場合、砥石と一体
と成った薄板円盤状の台金に弾性体機能を持たせると、
圧延ロールからの振動により、台金が撓み、圧延ロール
と接触する一部の砥石と台金の撓みで振動を容易に吸収
できる。

【００３２】このように、第一番目の発明では、前記オ
ンラインロール研削装置用回転砥石の薄板円盤状台金に
弾性体機能を持たせているので、圧延ロールと回転砥石
との研削面に近いところで振動エネルギーを吸収するこ
とができ、圧延ロール振動の持つ加速度で動く可動質量
を最小にすることができ、それにより回転砥石と圧延ロ
ール間の接触圧力の変動は小さくなる。

【００３３】また、圧延ロールの振動数，振幅条件に基
づいて、前記弾性体機能を持つ薄板円盤状台金に適当な
範囲のバネ定数を持たせ、圧延ロールの振動を吸収する
に最適なものを選ぶことにより、回転砥石を常に圧延ロ
ールに追従させることができ、びびり現象のない正しい
研削ができる。

【００３４】なお、薄板円盤状の台金に弾性体機能を持
たせると、圧延ロールの持つ振動で台金が共振を発生さ
せる恐れが有る。これを防ぐためには台金の共振点を圧
延ロールの振動数より離す必要が有る。つまり、上記数
１より、可動部質量を小さくすることにより、台金の共
振点を高くすることができる。

【００３５】一般に、立方晶窒化硼素砥粒を用いて作ら
れた砥石は、圧延ロールを研削しても研削比が３００を
超え、酸化アルミニウムまたは炭化珪素系砥粒を用いた
砥石の１００倍以上の研削比を有する。

【００３６】つまり、本発明では、前記砥粒層の超砥粒
に立方晶窒化硼素砥粒を用いることにより、少ない重量
の砥石で長時間の研削を可能とする。

【００３７】また、オンラインでの研削なのでドレッシ
ングなどの方法を用いず超砥粒が長時間一定の研削性能
を維持しなければならない。研削砥石の砥石層に含まれ
る超砥粒の密度、即ち、集中度が５０以下の場合、超砥
粒にかかる負荷が大きく、超砥粒が摩耗してしまい研削
砥石の寿命が短くなる。一方、集中度が１００以上の場
合、超砥粒にかかる負荷が小さく、超砥粒自体の自生発
刃が生じづらくなる。そのために、砥石層に含まれる超
砥粒の密度、つまり集中度を５０から１００にする必要
がある。

【００３８】研削砥石の砥石層に含まれる超砥粒は研削
により摩耗し、結合剤表面からの超砥粒の突き出し量は
少なくなる。結合剤としてレジノイドボンドを用いれ
ば、超砥粒を保持しながら、超砥粒の摩耗と一緒に摩耗
し、超砥粒の突き出し量を常にある程度確保することが
できる。

【００３９】圧延ロール表面粗度をＲａ０.３から１.５
μｍに研削する必要性からは、超砥粒１２ａの大きさ、
つまり、粒度を８０から１８０にする必要があるこのよ
うなことから、超砥粒の集中度を５０から１００の範囲
とし、超砥粒の粒度を８０から１８０の範囲とし、更
に、前記砥粒層に用いた立方晶窒化硼素砥粒を結合させ
る結合剤にレジノイドボンドを用いて、回転砥石をドレ
ッシングせずとも十分な自生発刃が行われ、且つ、ロー
ル表面の粗度が圧延に適当な粗度に研削できる。

【００４０】或いはまた、第一番目の発明では、超砥粒
を硬質ゴムの中に混ぜ、成形した弾性を有する砥粒層を
剛体の回転円盤側面に設けることで、結合剤自体に弾性
に富み強靱な硬質ゴムを用いることにより、台金に弾性
体機能を持たせなくとも結合剤が圧延ロール振動を吸収
しながら超砥粒を保持し、圧延ロール振動の影響を受け
ずに研削を行うことができる。

【００４１】連続圧延設備の場合、圧延ロールは圧延ス
タンド毎に異なった速度で回転している。熱間圧延設備
を構成する圧延機のうち、前段の圧延機の圧延ロールは
低速で回転し、後段の圧延機になるに従い高速で回転す
る。

【００４２】しかしながら、オンラインで圧延ロールを
研削する場合、非研削体の速度を任意に選ぶことができ
ない。特に圧延ロールの回転数が増えると冷却水の影響
で圧延ロールと回転砥石間に水膜ができ、この水膜が圧
延ロールと回転砥石間を引き離そうとする力になる。ま
た、後段の圧延機の圧延ロールになるに従い、コイル１
本当たりの摩耗量も増え、必要研削量もそれに従い増え
る。

【００４３】第２番目の発明では、これらの条件で適切
な研削能力を発揮できるように、回転砥石のバネ定数を
決めるものである。

【００４４】つまり、前段の圧延機に設けられたオンラ
インロール研削装置の前記薄板円盤状台金のバネ定数を
柔らかいバネ定数とし、後段の圧延機に設けられたオン
ラインロール研削装置の前記薄板円盤状台金のバネ定数
を前段の圧延機より硬いバネ定数を持つようにしたもの
である。これにより、各圧延スタンドの圧延ロールの回
転周速に合わせて前記台金のバネ定数を変えることによ
り、圧延ロールからの振動を吸収することができ、より
正しい研削が可能となる。

【００４５】更に、回転砥石に用いられる薄板円盤は弾
性体を有するので、研削の為の押しつけ力で薄板円盤に
撓みが生ずる。

【００４６】第３番目の発明では、前記圧延機それぞれ
に設けられたオンラインロール研削装置の回転砥石軸
と、前記圧延ロールの軸に対する直角芯との傾きと、前
記薄板円盤状台金の使用範囲での撓みによる傾きとを考
慮して前記オンラインロール研削装置の回転砥石研削面
の傾きを決定し、該決定された傾きに基づき該回転砥石
研削面を該圧延ロールに対して傾きを持たせているの
で、所定の押しつけ力で圧延ロールの全面にわたり、回
転砥石研削面と圧延ロールを接触させることができる。

【００４７】なお、決定された回転砥石研削面の傾き
は、オフライントルーイングにより調整するので、正確
な設定が可能となる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００４９】図４は、オンラインロール研削装置を備え
た圧延機の平面図である。圧延ロール３を備えた圧延機
に、圧延ロール３の摩耗を平坦化するオンラインロール
研削装置５が２台設けられているものである。

【００５０】オンラインロール研削装置５は、摺動レー
ル５３に沿って移動可能であり、回転砥石１とそれを駆
動する駆動装置５４，図示はされていないが回転砥石１
を圧延ロールの径方向に移動させる砥石送り装置及びオ
ンラインロール研削装置５を圧延ロールの軸方向に移動
させるトラバースモータ５２から構成されている。

【００５１】ここで、オンラインロール研削装置５の回
転砥石１について説明する。

【００５２】図１は、オンラインロール研削装置５の回
転砥石１の断面図であり、図２は、図１の正面図であ
り、オンラインロール研削装置５を構成する回転砥石１
の構造を示すものである。

【００５３】回転砥石１は超砥粒でできた砥粒層１２と
砥粒層１２を支える薄板円盤状台金１１より構成されて
いる。そして、回転砥石１は、回転砥石軸２から駆動ト
ルクを伝えられ、回転されるものである。

【００５４】なお、砥粒層１２は研削切り刃となる超砥
粒１２ａと超砥粒１２ａを保持する結合剤１２ｂより作
られている。

【００５５】前述したように、圧延ロール３はある振動
を有しながら回転をしている。従って、この圧延ロール
３の振動を吸収し、正しく研削する為に回転砥石１の薄
板円盤状台金１１には弾性体機能を持たせてある。そし
て、この薄板円盤状台金１１の弾性体機能、つまり、バ
ネ定数が圧延ロール３の振動に対して適切であるかどう
かが問題となる。

【００５６】次に、回転砥石１を構成する薄板円盤状台
金１１の適切なバネ定数について説明する。

【００５７】図５は、回転砥石１のバネ定数と研削比の
関係を示す実験データであり、バネ定数が大きいと研削
比が下がり、バネ定数が小さくなると研削比が上がるこ
とが分かる。つまりバネ定数が大きいとびびりマークが
でき、研削比が悪化し、回転砥石１が早く摩耗してしま
うという問題がある。

【００５８】回転砥石１が早く摩耗してしまうと、回転
砥石１の交換の頻度が大きくなり、圧延作業の生産性の
低下を来たしてしまう。圧延作業の生産性の低下を防止
するためには、回転砥石１の交換頻度を少なくする必要
があり、回転砥石１が５日以上連続研削できることが望
ましいものである。そのためには、一般的に研削比５０
以上が必要である。

【００５９】また、超砥粒１２ａでできた回転砥石１は
高価であるから生産コスト低減には研削比をできるだけ
高くしなければならない。

【００６０】薄板円盤状台金１１のバネ定数が大きいと
研削比が下がるのは、圧延ロール３の振動により回転砥
石１に生ずる接触力の変動が大きくなるので、回転砥石
１の砥粒１２ａに大きな力が作用し、結合剤１２ｂの保
持力に勝り砥粒１２ａが脱落するためである。

【００６１】また、薄板円盤状台金１１のバネ定数が大
きいと圧延ロール３の振動を回転砥石１で吸収できな
い。このために、図示はされていないがオンラインロー
ル研削装置に備えられ、圧延ロール３と回転砥石１間の
接触力を測定するロードセルにまで荷重を伝えてしま
い、このロードセルへ係る接触力の測定値の変動を大き
くしてしまう。従って、圧延ロール３と回転砥石１の接
触力で研削量を制御するのが困難となる。

【００６２】一方、バネ定数が小さくなると圧延ロール
３の振動により、回転砥石１に生ずる接触力変動が小さ
くなるので、研削比は上がるが、研削制御及びロールプ
ロフイール測定精度が低下する。ロールプロフイール測
定精度が低下する理由は、回転砥石１が撓んでも、砥石
回転軸２に作用する力が小さいので、小さな凹凸を検出
できなくなるからである。

【００６３】例えば、薄板円盤状台金１１のバネ定数を
５０Kgf／mm とすると、１０μｍの段差で生じる荷重差
は ΔＦ＝５０×０.０１＝０.５(Kgf） で一般的なロードセル５３の分解能から判断し限界に近
い。

【００６４】また、薄板円盤状台金１１のバネ定数が小
さいことは薄板円盤状台金１１が薄いことであり、接触
力で回転砥石１の撓み量も大きくなり回転砥石１の歪み
により、バネ定数が３０Kgf／mm より小さいと、研削に
必要な接触力で薄板円盤状台金１１にクラツクが生じ
る。

【００６５】更に、バネ定数が３０Kgf／mm より小さく
なると薄板円盤状台金１１の撓み量が増え、砥粒層１２
と圧延ロール３の接触力が図６（ａ)〜(ｃ）に示すよう
になり、押しつけ力により接触線圧が集中線圧状なった
り（図６（ａ)，(ｃ））、分布線圧（図６（ｂ））にな
ったりする。

【００６６】集中線圧状になると、図６（ａ）に示すよ
うに回転砥石１の押しつけ力は小さくとも研削能力が増
えたり、逆に、押しつけ力を増やし図４（ｂ）に示すよ
うに分布線圧状になった場合、押しつけ力を増やしたも
のの研削能力が減ったりする。更に、押しつけ力を増や
すと、図４（ｃ）に示すように集中線圧状になるが、研
削能力が極端に増えたりする。その為押しつけ力と研削
能力の関係が不安定となり、研削能力制御を圧延ロール
３と回転砥石１間の接触力、つまり回転砥石１の押しつ
け力で制御するのが難しくなる。

【００６７】以上説明したことより、薄板円盤状台金１
１のバネ定数は１０００Kgf／mm から３０Kgf／mmの間
が良く、更に好ましくはバネ定数は５００Kgf／mmから
５０Kgf／mmの間が良いことになる。

【００６８】このように小さなバネ定数で作られた薄板
円盤状台金１１に取り付けられる砥粒層１２は質量を小
さくしないと薄板円盤状台金１１の固有振動数が下が
り、圧延ロールと共振する恐れがある。そのためには薄
板円盤状台金１１に取り付ける砥石質量を小さくしなけ
ればならない。

【００６９】砥石として一般的に用いられている酸化ア
ルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、または、炭化珪素（ＳｉＣ）
系砥粒を用いた砥石の場合、砥石と砥石を支えるボスの
可動部質量を小さくすれば砥石はすぐ消耗してしまい、
１日に何回も砥石を交換することが必要となり、圧延機
内で圧延ロール研削の効果が大きく損なわれる。

【００７０】この問題を解決するためには研削比（工作
物の減少体積／砥石減少体積）の高い超砥粒、即ち、立
方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）砥粒により作られた砥石層を
使用することがオンラインロール研削装置用回転砥石に
は必要となる。超砥粒を用いて作られた砥石層は圧延ロ
ールを研削しても高い研削比が得られるので少ない重量
で十分な研削時間を有する。この超砥粒により作られた
砥石層をオンラインロール研削装置の回転砥石として用
いれば少ない重量で長時間の研削が可能となる。

【００７１】また、オンラインロール研削装置では、研
削能力を一定にし研削粗度を安定化させるため、研削砥
石１の砥石層１２のドレッシングが普通行われる。しか
し、オンラインでのロール研削装置の場合、スペースの
問題等により砥石層１２のドレッシングが難しい。

【００７２】従って、オンライン研削でドレッシングな
しで研削能力を一定にし、研削粗度を安定化させるた
め、超砥粒１２ａが一定の速度で自生発刃する必要があ
る。この超砥粒１２ａが適切に自生発刃する為には１個
の超砥粒１２ａにかかる負荷を調整すればよい。

【００７３】研削砥石１の砥石層に含まれる超砥粒１２
ａの密度、即ち、集中度が５０以下の場合、超砥粒１２
ａにかかる負荷が大きく、超砥粒１２ａが摩耗してしま
い、研削砥石１の寿命が短くなる。

【００７４】一方、集中度が１００以上の場合、超砥粒
１２ａにかかる負荷が小さく、超砥粒１２ａ自体の自生
発刃が生じづらくなる。

【００７５】そのために、砥石層１２に含まれる超砥粒
１２ａの密度、つまり集中度を５０から１００にする必
要がある。

【００７６】また、研削砥石１の砥石層に含まれる超砥
粒１２ａは研削により摩耗し、結合剤１２ｂ表面からの
超砥粒１２ａの突き出し量は少なくなる。結合剤１２ｂ
として、例えば、ビトリファイドを用いると、ビトリフ
ァイドは摩耗しにくいために、超砥粒１２ａの突き出し
量は少なくなり、ついには突き出し量がなくなり研削不
可能になる。

【００７７】従って、超砥粒１２ａを保持しながら、超
砥粒１２ａの摩耗と一緒に摩耗する結合剤１２ｂを用
い、超砥粒１２ａの突き出し量を常にある程度確保する
必要がある。このような性質を有する結合剤としては、
レジノイドボンドが最適である。

【００７８】以上のような集中度と結合剤１２ｂであれ
ば超砥粒１２ａは容易に自生発刃し、ドレッシングなし
で連続研削できる。

【００７９】また、圧延ロール３表面粗度をＲａ０.３
から１.５μｍに研削する必要性からは、超砥粒１２ａ
の大きさ、つまり、粒度を８０から１８０にする必要が
ある。次に、オンラインロール研削装置５を連続熱間圧
延設備を構成する圧延機に取り付けた場合の回転砥石１
のバネ定数について説明する。

【００８０】熱間圧延設備を構成する圧延機に圧延材Ｓ
が通板されると、圧延ロール３は圧延材Ｓの通板部のみ
が摩耗する。その圧延ロール３にできた段差を除去する
ために、全ての圧延スタンドにオンラインロール研削装
置を設けるのが望ましいことになる。

【００８１】全ての圧延スタンドにオンラインロール研
削装置５を設けた場合、回転砥石１のバネ定数をスタン
ドごとに適切に選ぶことにより、より正確な研削が可能
となる。

【００８２】熱間圧延設備では圧延材Ｓの入ってくる方
を入側と言い、圧延材Ｓの出ていく方を出側という。圧
延材Ｓは入側より徐々に圧延され、薄くなるに従い早く
移動するようになる。その為圧延ロ−ル３は入側から出
側になるに従い、高速で回転していることになる。

【００８３】図７はオンラインロール研削装置５を備え
た熱間連続圧延設備を示している。この熱間連続圧延設
備の場合、通常、最終スタンドＦ６の回転速度は約1200
ｍ／min となり、回転数は６００rpm 以上の高速になっ
ている。そして、圧延ロール３は圧延材Ｓからの熱を取
り除くために冷却水を掛けるクーラントヘッダー６が設
けられている。そのために、圧延ロール３はその周囲に
水膜を持ち、高速で回転していることになる。

【００８４】一般的な研削では非研削材の回転速度は砥
石の研削速度の１／１００程度と言われている。しか
し、オンラインでは非研削材、つまり圧延ロール３の回
転速度を研削の為に制限できず、特に出側スタンドでは
高速の圧延ロール３を研削しなければならない。

【００８５】高速で回転する圧延ロール３を研削しよう
とする場合、圧延ロ−ル３と回転砥石１との間に冷却水
が入り、この高速で移動する冷却水により、回転砥石１
と圧延ロール３との間を押し広げようとする力になる。
そのために、出側スタンドでは回転砥石１の押しつけ力
は研削に必要な力と冷却水圧でできる力に打ち勝つ力の
合力が必要となり、入側スタンドに比較し砥石押しつけ
力を増加させなければ同じ研削能力を出すことはできな
い。バネ定数の小さな台金１１を有する回転砥石１では
薄板円盤状台金１１の撓みが大きくなり、砥粒層１２の
破壊や砥粒層１２の薄板円盤状台金１１からの剥離につ
ながる。

【００８６】よって連続熱間圧延設備では入側スタンド
より出側スタンドに取り付けられる回転砥石１のバネ定
数を大きくしなければならない。

【００８７】次に、回転砥石１の砥粒層１２のツルーイ
ング角度を図８，図９を用いて説明する。

【００８８】図８は回転砥石１の薄板円盤状台金１１の
撓みを考慮しない場合の砥粒層のツルーイング角度を説
明するための説明図であり、図９は回転砥石１の薄板円
盤状台金１１の撓みを考慮した場合の砥粒層のツルーイ
ング角度を説明するための説明図である。

【００８９】圧延ロール３と砥石回転軸２は直角ではな
く微小角度をもってロール径方向に傾いている。回転砥
石１が剛体であれば、図８に示すように砥石回転軸２の
傾きθ度を考慮して、砥粒層１２表面は傾斜線Ｇｆ₁ と
なり、薄板円盤状台金１１との平行線Ｇｐ₁ との間にツ
ルーイング傾斜角度θ₁ を持たせることにより、砥粒層
１２表面は接触線Ｇｆ₁ となり接触面全幅に渡り圧延ロ
ール３と接触することになる。

【００９０】しかし、回転砥石１の薄板円盤状台金１１
に弾性体機能を持たせた場合、図９に示すように薄板円
盤状台金１１の撓みを考慮してツルーイングしなければ
ならない。薄板円盤状台金１１と砥粒層１２の接着面は
撓みによりＧｐ₁ からＧｐ₂となり、Ｇｐ₁ とＧｐ₂ の
なす角度をθ₂ とすると、回転砥石１が剛体であったと
きの砥粒層１２のツルーイング傾斜角度θ₁ より撓みに
よる逃げ角θ₂ を引いたθ₃ となるよう砥粒層１２をツ
ルーイングし、砥粒層１２に傾斜角度を持たせる。この
撓みによる逃げ角θ₂ を計算により求め、それを考慮し
て、回転砥石部１のオフラインツルーイングを行う。こ
れにより、回転砥石１の薄板円盤状台金１１に弾性体機
能を持たせた場合でも、ある押しつけ力で全面に渡り、
砥粒層１２と圧延ロール３を接触させることが出来る。

【００９１】以上の説明は、砥粒層１２に結合剤１２ｂ
に熱で硬化するレジノイドボンドを用いることを前提に
述べてきたが、結合剤自身に弾性体機能と超砥粒１２ａ
を保持する機能を合わせて持つことの出来る硬質ゴム結
合剤１２ｃで出来た回転砥石１について説明する。

【００９２】図１０は、弾性体機能を有する硬質ゴムで
作られた超砥粒層出作られた回転砥石の詳細説明図であ
り、硬質ゴム結合剤１２ｃはＮＢＲ等の合成ゴムに超砥
粒１２ａと、砥粒の脱落を防止する為に、ヤング率の大
きいセラミック系微細充填剤（ＳｉＣ，ＴｉＮ等）を混
練し、砥粒層１２成形の砥粒含有コンパウンドを作る。
砥粒含有コンパウンドを圧縮成形し、圧延ロール３から
の振動を吸収するに必要な撓み量の得られる厚みにす
る。

【００９３】このようにして作られた砥粒層１２を剛体
で出来た回転円盤１４側面に接着剤を用いて取り付け
る。天然ゴムに加硫剤を加えた硬質ゴムでもよい。この
ように硬質ゴム結合剤１２ｃの弾性体機能により、砥粒
層１２を支える回転円盤１４に弾性体機能がなくとも、
超砥粒１２ａに衝撃荷重が作用することなく、正しい研
削ができる。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、圧延ロールの振動によ
る圧延ロールと回転砥石間に生ずる衝撃エネルギーを吸
収し圧延ロールと回転砥石間の接触力の変化を小さくす
ることができ、びびりマークや砥粒の異常脱落のない研
削が可能となる。

【００９５】これにより圧延機内で圧延ロールを容易に
研削することができるようになり、圧延によって生ずる
段差や、ロール表面の肌荒れをロール組替えせず処置で
きる。

【００９６】また、連続圧延設備にオンラインロール研
削装置を備えた場合、冷却水の影響を少し、研削能率の
高い研削を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オンラインロール研削装置に備えられた回転砥
石の断面図である。

【図２】図１の正面図であり、オンラインロール研削装
置に備えられた回転砥石の構造を示すものである。

【図３】圧延ロ−ルからの振動を回転砥石が吸収するこ
とを説明する説明図である。

【図４】オンラインロ−ル研削装置を備えた圧延機の平
面図である。

【図５】回転砥石１のバネ定数と研削比の関係を示す実
験データである。

【図６】弾性体機能を有する薄板円盤状台金の撓みと砥
粒層の接触圧力の関係説明図であり、（ａ）（ｂ）
（ｃ）はそれぞれ、砥粒層と圧延ロールの接触力の関係
を示す図である。

【図７】オンラインロール研削装置を備えた熱間連続圧
延設備を示す図である。

【図８】回転砥石の薄板円盤状台金の撓みを考慮しない
場合の砥粒層のツルーイング角度を説明するための説明
図である。

【図９】回転砥石の薄板円盤状台金の撓みを考慮した場
合の砥粒層のツルーイング角度を説明するための説明図
である。

【図１０】弾性体機能を有する硬質ゴムで作られた超砥
粒層回転砥石の説明図である。

【符号の説明】

１…回転砥石、２…砥石回転軸、３…圧延ロール、４…
補強ロール、５…オンラインロール研削装置、１１…薄
板円盤状台金、１２…砥粒層、１２ａ…超砥粒、１２ｂ
…結合剤、１３…円盤状台金、５２…トラバースモー
タ、５３…摺動レール、５４…砥石駆動装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延機内に設けられたオンラインロール研
   削装置用の研削砥石であって、金属、又は樹脂で作られ
   た薄板円盤状台金の一方側面に、超砥粒で作られた砥粒
   層を設けたオンラインロール研削装置用回転砥石におい
   て、 前記薄板円盤状台金に弾性体機能を持たせて圧延ロール
   からの振動を吸収するようにしたことを特徴とするオン
   ラインロール研削装置用回転砥石。
2. 【請求項２】請求項１に記載のオンラインロール研削装
   置用回転砥石において、 前記薄板円盤状台金に持たせた弾性体機能として、バネ
   定数を１０００Kgf／mmから３０Kgf／mm の範囲内にし
   たことを特徴とするオンラインロール研削装置用回転砥
   石。
3. 【請求項３】請求項１に記載のオンラインロール研削装
   置用回転砥石において、 前記砥粒層の超砥粒に立方晶窒化硼素砥粒を用い、該砥
   粒の集中度を５０から１００の範囲とし、該砥粒の粒度
   を８０から１８０の範囲としたことを特徴とするオンラ
   インロール研削装置用回転砥石。
4. 【請求項４】請求項３に記載のオンラインロール研削装
   置用回転砥石において、 前記砥粒層に用いた立方晶窒化硼素砥粒を結合させる結
   合剤に、レジノイドボンドを用いたことを特徴とするオ
   ンラインロール研削装置用回転砥石。
5. 【請求項５】圧延機内に設けられたオンラインロール研
   削装置用の研削砥石であって、回転円盤側面に砥石を取
   付けたオンラインロール研削装置用回転砥石において、 超砥粒を硬質ゴムの中に混ぜ、成形した弾性を有する砥
   粒層を剛体の回転円盤側面に設けたことを特徴とするオ
   ンラインロール研削装置用回転砥石。
6. 【請求項６】熱間圧延設備を構成する複数台の圧延機そ
   れぞれに設けられたオンラインロール研削装置であっ
   て、該オンラインロール研削装置の研削砥石として、金
   属、又は樹脂で作られた薄板円盤状台金の一方側面に、
   超砥粒で作られた砥粒層を設けたオンラインロール研削
   装置用回転砥石において、 前記薄板円盤状台金に弾性体機能を持たせて圧延ロール
   からの振動を吸収するようにし、 前記熱間圧延設備を構成する圧延機のうち、前段の圧延
   機に設けられたオンラインロール研削装置の前記薄板円
   盤状台金のバネ定数を柔らかいバネ定数とし、 後段の圧延機に設けられたオンラインロール研削装置の
   前記薄板円盤状台金のバネ定数を該前段の圧延機より硬
   いバネ定数を持つようにしたことを特徴とするオンライ
   ンロール研削装置用回転砥石。
7. 【請求項７】請求項６に記載のオンラインロール研削装
   置用回転砥石において、 前記圧延機それぞれに設けられたオンラインロール研削
   装置の回転砥石軸と、前記圧延ロールの軸に対する直角
   芯との傾きと、前記薄板円盤状台金の使用範囲での撓み
   による傾きとを考慮して前記オンラインロール研削装置
   の回転砥石研削面の傾きを決定し、該決定された傾きに
   基づき該回転砥石研削面を該圧延ロールに対して傾きを
   持たせたことを特徴とするオンラインロール研削装置用
   回転砥石。
8. 【請求項８】請求項７に記載のオンラインロール研削装
   置用回転砥石において、 前記決定された回転砥石研削面の傾きとなるようオフラ
   イントルーイングにより該回転砥石研削面を調整するこ
   とを特徴とするオンラインロール研削装置用回転砥石。