JPH07195105A

JPH07195105A - 金属帯の先端加工方法

Info

Publication number: JPH07195105A
Application number: JP5351018A
Authority: JP
Inventors: Fumio Fujita; 文夫藤田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【目的】金属帯の巻取りに際して発生するラップマー
クの低減を図るために、金属帯の先端を先細りに加工す
るための小荷重の圧延方法。【構成】金属帯１の先端を、プラネタリー圧延機の片側
半分の構造の圧延装置５と、前記圧延装置の金属帯の先
端を介して反対側に固定してある金床３との間で、圧延
加工して、板厚分布を先細り型の形状にすることを特徴
とする金属帯の先端加工方法【効果】１回当たりの加工量が小さくても、１回転で複
数回の加工が行われるので、小さい圧延荷重で金属帯の
先端の加工が出来、ラップマークの発生が防止され、製
品品質の向上があり、歩留りの向上があった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】金属帯の先端加工方法であって、
プラネタリー圧延機の片側半分の構造の圧延装置を用
い、金属帯の巻取りに供する金属帯の先端加工方法であ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属帯を巻取る場合に、マンドレルある
いはリ−ルと呼ばれる巻取り機に巻きつける。この時、
しばしばマンドレルマーク、リールマーク、ラップマー
ク、トップマークと呼ばれる欠陥が発生する。

【０００３】これらの欠陥の主たるものは、金属帯のそ
の最先端部が矩形であるために、２巻目以降に先端部に
重なった部分に発生する折れ曲がり状のマークである。

【０００４】これらのマーク（以下、ラップマークと総
称する）は、金属帯製造の巻取りを伴うあらゆるライン
で発生し、各種の対策、提案がなされている。

【０００５】従来技術の主要なものは、剪断機を組み込
んだプレス機、ロータリーシャーで先端部を圧延する
方法特公平２ー８３１１１、砥石研削、先端部を幅
方向に圧延するもの特開昭５９ー２１８２０１、特開
平３ー１９８９１７、特公平３ー４４３２７などがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】発明者の知見、実験に
よれば、この種ラップマークを防止するには、板厚があ
る程度の長さを持った先細りの形状になるように、金属
帯の先端部を加工しておく必要がある。

【０００７】これに対して、の技術は、直接プレスを
するために少なく見積もっても１０００ｔ以上の荷重が
必要で、工業的には非常に大掛かりなものになる。

【０００８】また、の技術もドラムシャーで剪断する
と同時に、金属帯の長さ方向に１回の圧延で加工するた
めに、これまた通常の圧延機なみの１０００ｔ以上の荷
重が必要である。

【０００９】次いで、の機械研削加工は、先細りの形
状が長くなった時の加工時間が長くなること、研削屑の
処理が不完全であると、新たな別の欠陥の原因となり、
その処理装置、処理時間を別に考慮する必要がある。

【００１０】一方、本格的な圧延によるの技術は、幅
方向に圧延を行うものであるために、材料（金属帯先
端）の流れが幅方向に優先的になるが、先細り加工を受
けない非圧延部の拘束があるために圧延圧力が大きくな
ること、先端部に波打ちが発生し易く、波打ちが発生す
れば先細り加工の意味が半減し、更に、波打ちが大きい
と圧延中に重なりが生じ別の欠陥となる恐れがある。な
お、１回の圧延加工で加工長さを確保するには、やはり
通常の圧延機なみの荷重が必要になるものであるなど、
工業化には大きな費用が必要であった。

【００１１】このような、従来技術の問題点である比較
的長い先細り形状を、比較的小荷重の圧延加工で達成す
ることが求められていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属帯の先端
を、プラネタリー圧延機の片側半分の構造の圧延装置
と、前記圧延装置の金属帯の先端を介して反対側に固定
してある金床との間で、圧延加工して、長手方向の板厚
分布を先細り型の形状にすることを特徴とする金属帯の
先端加工方法である。

【００１３】第２の特徴は、圧延装置の幅を、金属帯の
幅よりも狭くし、この圧延装置を金属帯の幅方向に移動
しながら圧延加工する金属帯の先端加工方法である。

【００１４】第３の特徴は、圧延装置を水平面内での回
転方向に傾斜させて圧延加工する金属帯の先端加工方法
である。

【００１５】第４の特徴は、圧延装置を垂直方向に対し
て傾斜させて、圧延加工する金属帯の先端加工方法であ
る。

【００１６】第５の特徴は、圧延装置の移動を何れかの
方向に２回以上行なう金属帯の先端加工方法である。

【００１７】第６の特徴は、圧延加工に先立ち、金属帯
の先端を予め幅方向の両端部を先細り形状に剪断加工す
る金属帯の先端加工方法である。

【００１８】第７の特徴は、金属帯の先端を予めライン
または圧延加工後の巻取りに対して、表裏を反転した
後、金属帯を固定して、圧延加工する金属帯の先端加工
方法である。

【００１９】

【作用】本発明の金属帯の先端加工方法は、プラネタリ
ー圧延機の片側半分の構造の圧圧延装置と、金属帯の先
端を介して反対側に固定してある金床との間で圧延加工
をするので、従来の圧延加工による先端加工装置に比較
して、小さな荷重ですみ、かつ、片側のみで良いことも
あって小さな設備ですむ。即ち、この方法によれば、加
工ロールは、金属帯の表面を転がりながら加工する形式
を取るため、金属帯をロール回転に合わせて移動する必
要もなく、又、ロール径が小さいため、圧延荷重が小さ
くなること、複数本の遊星ロールを回転させることによ
って、一回の公転で複数回の加工が行える。金属帯の先
端は加工時に移動していても可能であるが、停止した状
態が好ましく、通常は上部からクランプした状態で圧延
加工をすべきである。

【００２０】圧延装置の幅を金属帯幅よりも狭くするこ
とで、更に、圧延荷重を低くすることも可能で、同時に
圧延する面積を減らしながら、かつ圧延であるために切
削加工に比べて短時間である。つまり、幅方向に部分的
に圧延を繰り返しても比較的短時間で加工が終了する。
また、ロールは鋼帯の長手方向に転がるから、材料の流
れは長手方向の成分を持ち、無理なく加工され得る。

【００２１】圧延装置を水平面内での回転方向に傾斜さ
せることで、簡単に加工先細り形状の加工長さを調整す
ることが可能で、各種の金属帯寸法に対応できる方法で
ある。更に、より長いテーパーが必要なときには、幅方
向の移動加工を、材料を長手方向に移動して、ロールギ
ャップを変えて２回以上繰り返すことによって達成でき
る。

【００２２】圧延装置を垂直方向に対して傾斜させて、
圧延することで、加工先細り形状の加工形態および加工
長さを調整することが可能なように配慮しており、各種
の加工要請に対応できる方法である。

【００２３】圧延装置の移動を何れかの方向に２回以上
行なうことで、小さな圧延装置でより多くの先細り形状
の加工形態および加工長さを調整することが可能であ
る。

【００２４】圧延加工に先立ち、金属帯の先端をあらか
じめ幅方向の両端部を先細り形状に剪断加工し、圧延面
積を減じると同時に巻取り時の面圧を低下させることも
可能である。例えば、本方法を適用する前に、金属帯先
端部の角部を幅の両端をそれぞれ幅の１／５以上に渡っ
て４５°程度の角度で大きくトリミングすることによっ
て、本方法による加工長さを短くできると共に、加工時
の先端部に生じる幅方向の広がりを事前に小さくするこ
とができる。

【００２５】ラップマークは、先細り形状と巻取り方向
に密接な関係があるが、金属帯の巻取り方向は、次工程
又は需要家の巻戻し方向とも関係があり、金属帯の先端
加工装置の配置の都合のみでは、決められ無い。そこ
で、金属帯の先端を予めライン又は、圧延加工後の巻取
りに対して、表裏を反転した後、金属帯を固定して、圧
延加工することで対応できる先端加工方法である。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明の金属帯の先端加工方法の全
体図である。１は金属帯、２は金属帯を固定するクラン
プ、３は金床、５はプラネタリー圧延機の全体図、４は
剪断機である。

【００２７】図２は、本発明の別の実施例である圧延機
の幅を金属帯よりも狭くした時の概念図であり、圧延し
ながら金属帯の幅方向に移動する模式図である。図示の
角度ではなく、幅方向に圧延するよう配置しても良い。

【００２８】図３は、本発明のプラネタリー圧延機の詳
細図であり、バックアップロール７の廻りを回動して圧
延をする遊星ロール６、両者の同期を調整する同期ギア
８とその軸受け９、バックアップロール軸受け１０、遊
星ロール軸受け１１で構成される。

【００２９】加工の対象とする金属帯幅に対して小さな
胴長でバックアップロールの直径を２００ｍｍ〜７５０
ｍｍ、２本以上の遊星ロールの直径をバックアップロー
ルの１／６から１／２の比率とするプラネタリー方式の
圧延機の上半分のみの設備を設置し、これらのロール軸
の方向を、金属帯幅方向に対して水平面内で０〜４５°
の範囲で回転させた位置および垂直面内での０〜３０°
の範囲で回転させた位置に設定または制御し、金属帯を
クランプした前方において、固定された平坦な金床とロ
ールとの間で圧延加工を局所的に繰り返し行うことによ
って、幅方向の伸びを押さえて、かつ小さな圧延荷重で
テーパー状の加工を行い、圧延装置を連続的または間欠
的に幅方向に移動させて、幅全体にわたる加工を与える
ことが可能である

【００３０】前記のテーパー形状に加工するためには、
遊星ロールの公転の外接円の形状がある条件を満たさな
ければならない。バックアップロールの半径がＲ、遊星
ロールの半径がｒであるとき、ギャップの変化Δｈは式
１で表される。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここに、ｘは金属帯の先端からの長手方向
の距離である。逆に、テーパー長さＬで、テーパー厚さ
Δｈを得るためには、外接円半径（Ｒ＋２・ｒ）は、式
２で表され、図４のように整理できる。

【００３３】

【数２】

【００３４】同図中に、前記テーパー量の関係から推定
されるテーパー厚さと長さの関係を○で示した。これか
らわかるように、テーパー長さ、板厚変化量が大きくな
ると必要な外接円半径が大きくなることがわかる。この
中から、適宜圧延機の条件を選択することで、本発明は
可能である。

【００３５】図５、図６、図７は、圧延機を小型化する
ためにロール軸を水平面内、垂直面内で傾斜設定可能に
したものである。

【００３６】図４に示すように、２．５ｍｍ板厚の場合
には、１０００ｍｍもの半径となり、非常に大掛かりな
設備になってしまうが、図５のようにロール軸方向を、
板幅方向から水平方向にθ回転させた場合には、板長さ
方向の断面は、楕円形状となり、ロールギャップ形状
は、式３で表される。

【００３７】

【数３】

【００３８】この時の、長さＬ、板厚変化量Δｈのテー
パーを得るのに必要な外接円半径は式４となり、θ＝４
５°の場合、θ＝０°の約半分の半径となる。

【００３９】

【数４】

【００４０】更に、軸を水平方向に回転させて設定した
場合に加えてロール軸を垂直方向の回転変位βを設定す
ると、ロールギャップ形状は、式５で表され、テーパー
の形状が制御できることになる。

【００４１】

【数５】

【００４２】ロール軸の水平面内での回転設定角度θは
材料の塑性流れなどを考慮すると４５°までが望まし
く、このような設定でラップマークを防止するために
は、外接円半径は約５００ｍｍあれば、垂直方向の設定
角度βは０〜３０°（sin β＝０〜0.5 ）で各板厚に適
したテーパー形状に対して十分に対応可能である。

【００４３】図６、図７には、前記の水平面内での回転
方向に傾斜設定装置１８と、垂直方向の設定角度用の装
置１３、バックアップロール回転駆動装置１２、金床２
の高さを変えることで幅方向全体の圧延ギャップを調整
する圧下装置１４、圧延機の幅方向移動のハウジング１
５を示している。

【００４４】図８は、本発明の別な実施例であるが、図
１の剪断機４などで、予め台形状１６に切断（トリマナ
イフによるものを含む）、打抜きなど複数回で切断する
ものを含んで剪断加工してから、圧延加工１７したもの
である。

【００４５】図示していないが、遊星ロールの少なくと
も片端をテーパー状の形状にしておくと幅方向に段差の
少ない加工も可能となる。

【００４６】バックアップロールと遊星ロールの径比
は、バックアップロールの耐荷重と、遊星ロールの曲げ
支持強度によって決定する必要が有り、前記外接円半径
を確保する条件では、バックアップロール径は、φ５０
０〜７５０ｍｍ、遊星ロール径はφ１２５〜２５０ｍｍ
となる。また、対象材料の最大板厚が薄い場合には、外
接半径は小さくてもよい。例えば、最大板厚１ｍｍの場
合、必要外接円半径は２５０ｍｍで、バックアップロー
ル径はφ２００〜３８０ｍｍ、遊星ロール径φ６０〜１
５０ｍｍとなる。以上から、本発明に用いられるバック
アップロール直径は、２００〜７５０ｍｍ、バックアッ
プロール径／遊星ロール径の比は、２〜６の範囲が適切
である。

【００４７】図示しないが、図１の剪断機４とプラネタ
リ圧延機５の間で金属帯の先端を反転させてから圧延す
ることで、先細りのテーパー面を巻取り方向と逆転させ
ても良い。あるいは、プラネタリ圧延機を巻取り装置の
入り側あるいは別ラインなど別に設けて、巻取り方向に
合わせて予め圧延加工した後巻取りをしても良い。

【００４８】他に加熱、予熱手段で加熱した後、圧延加
工しても良い。図９は、本発明を鋼帯の先端加工に適用
したものであるが、テーパー加工長さも適切に取れ、ラ
ップマークの発生も無いことが判る。

【００４９】

【発明の効果】１回当たりの加工量が小さくても、１回
転で複数回の加工が行われるので、小さい圧延荷重で金
属帯の先端の加工が出来、ラップマークの発生が防止さ
れ、製品品質の向上があり、歩留りの向上があった。

【００５０】又、圧延機の幅を狭くするとか、金属帯の
幅を予め狭くするなどして１回当たりの加工量、加工幅
を小さくできるため、圧延荷重が小さく、装置全体を小
型にできる。

【００５１】更に、水平方向傾斜量と、幅方向移動量の
関係を調整することで、異なる先細り形態の加工が行え
るもので、大きな工業上の利益をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属帯の先端加工装置の全体図。

【図２】本発明の圧延機の幅を狭くした時の概念図。

【図３】本発明のプラネタリー圧延機の詳細図。

【図４】テーパー厚さ、テーパー長さと外接円半径の関
係図。

【図５】ロール軸を水平面内、垂直面内で傾斜設定した
場合の概念図。

【図６】ロール軸を水平面内、垂直面内で傾斜設定可能
な圧延機。

【図７】圧延機と平金床の位置関係の装置図。

【図８】本発明の予め台形剪断した金属帯の先端を圧延
した図。

【図９】本発明の一実施例のテーパー加工とラップマー
クの発生傾向図。

【符号の説明】１金属帯。２クランプ。３金床。４剪断機。５プラネタリー圧延機。６遊星ロール。７バックアップロール。８同期ギア。９同期装置用軸受け。１０バックアップロール用軸受け。１１遊星ロール用軸受け。１２ロール回転駆動装置。１３垂直方向傾斜駆動装置。１４幅方向高さ調整（圧下）装置。１５圧延の幅方向移動ハウジング。１６予め台形剪断した金属帯の先端。１７予め台形剪断した金属帯の先端を圧延した端面。１８水平面内での回転方向に傾斜設定装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属帯の先端を、プラネタリー圧延機の片
側半分の構造の圧延装置と、前記圧延装置の金属帯の先
端を介して反対側に固定してある金床との間で、圧延加
工して、板厚分布を先細り型の形状にすることを特徴と
する金属帯の先端加工方法。
【請求項２】圧延装置の幅を、金属帯の幅よりも狭く
し、この圧延装置を金属帯の幅方向に移動しながら圧延
加工すること特徴とする請求項１項に記載の金属帯の先
端加工方法。
【請求項３】圧延装置を水平面内での回転方向に傾斜さ
せて、加工先細り形状の加工長さを調整することを特徴
とする請求項１項および／または請求項２項に記載の金
属帯の先端加工方法。
【請求項４】圧延装置を垂直方向に対して傾斜させて、
加工先細り形状の加工形態および加工長さを調整するこ
とを特徴とする請求項１項、請求項２項、請求項３項に
記載の金属帯の先端加工方法。
【請求項５】圧延装置の移動を何れかの方向に２回以上
行って、先細り形状の加工形態および加工長さを調整す
ることを特徴とする請求項１項、請求項２項、請求項３
項、請求項４項に記載の金属帯の先端加工方法。
【請求項６】金属帯の先端を予め幅方向の両端部を先細
り形状に剪断加工した後、金属帯を固定して、圧延加工
すること特徴とする請求項１項、請求項２項、請求項３
項、請求項４項、請求項５項に記載の金属帯の先端加工
方法。
【請求項７】金属帯の先端を予めラインまたは圧延加工
後の巻取りに対して、表裏を反転した後、金属帯を固定
して、圧延加工すること特徴とする請求項１項、請求項
２項、請求項３項、請求項４項、請求項５項、請求項６
項に記載の金属帯の先端加工方法。