JPH0813367B2

JPH0813367B2 - 板圧延機

Info

Publication number: JPH0813367B2
Application number: JP3230450A
Authority: JP
Inventors: 茂小川
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1991-09-10
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0569010A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延により板状素材あ
るいは帯状素材の肉厚を圧減せしめ、所定の肉厚の板状
製品あるいは帯状製品を得る板圧延機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の板圧延機は、例えば、図１４に示
すような２段圧延機、図１５に示すような４段圧延機が
多く採用されているが、これらの圧延機で板材を圧延す
る場合の技術課題として、板幅方向の板厚分布（板クラ
ウン）および平坦度（板形状）の制御がある。これらの
技術課題を解決するための手段として、ロールベンディ
ング力、ロールシフト、ロールクロス等の技術が開発さ
れている。

【０００３】これらの手段は何れも板クラウン・形状制
御に対して有効な制御端であり、すでに多くの板圧延機
において採用されている技術であるが、これらの圧延機
を用いても一般に圧延材と作業ロールの間に作用する圧
延荷重の板幅方向分布は未知であるため、圧延後の板ク
ラウン・形状を正確に推定することは困難である。もち
ろん、圧延機入側の板クラウン・形状を、測定するか、
または過去の圧延履歴等から推定し、これと圧延荷重、
板幅、板厚、前記板クラウン・形状制御のための制御端
の設定値等の圧延条件を基に圧延後の板クラウン・形状
を推算することは可能であるが、その推定精度には限界
があり、近年の厳しい精度要求に対しては、圧延機後面
に配した板プロフィル測定装置および板形状測定装置に
よるフィードバック制御に頼らざるを得なくなってい
る。このようなフィードバック制御の問題点は、圧延機
から圧延材が出てから計測装置に到達するまでに時間が
かかり制御上に無駄時間が介在するという点である。こ
のため制御ゲインを高くすることは困難で、周波数の高
い外乱に対応することは不可能となる。さらに、これら
の板クラウン・形状制御のための制御端の一般的な欠点
として、ロールギャップ形状すなわち板幅方向の板厚分
布の制御パターンとしては、板幅方向座標に関する２次
式あるいは４次式程度の単純なパターンの制御にならざ
るを得ないという点がある。

【０００４】これに対して、クラスター圧延機において
採用されている分割補強ロールの偏心リングによる形状
制御法（一般にＡｓ−Ｕ機構と呼ばれている）では、板
幅方向に複雑なパターンの制御も可能である。しかしな
がら、Ａｓ−Ｕ機構を採用した圧延機では、圧延荷重を
検出することが一般に困難であり、このため分割補強ロ
ールのプロフィルは把握できても、最終的に板プロフィ
ルに影響を与える作業ロールのたわみおよびロール偏平
を正確に把握することは困難である。なお、このような
クラスター圧延機においても圧延荷重を検出できるよう
に圧延機構造を工夫することは可能であると考えられる
が、この場合でも圧延材と作業ロールの間に作用する圧
延荷重の板幅方向分布まで測定することは不可能である
ため、既に指摘したようなロールベンディング力等を用
いる場合の問題点と同様の問題を避けることができな
い。

【０００５】これら既に実用化されている技術に対し
て、例えば特開昭５７−６８２０８では、作業ロールを
流体を介してサポートビームで受けるようにし、該流体
部分をロール軸方向に複数個のチャンバーに分割した技
術が提案されている。この技術によればチャンバーの分
割数を多くすることによって、作業ロールたわみをきめ
細かく制御することが可能となり、しかも各チャンバー
の流体圧力と受圧面積から作業ロールとサポートビーム
間に作用する荷重分布が検出可能であり、これより圧延
材と作業ロールの間に作用する荷重分布をある程度推定
することが可能となる。しかしながら、この技術では流
体のシール技術が大きな問題となり、大荷重や衝撃荷重
に耐えられない、チャンバー間の圧力差を大きくとれな
い等の限界性能の問題の他、やはりシール技術の問題か
ら作業ロールを積極的にたわませるような制御を行うこ
とができないという原理的な問題がある。なお、作業ロ
ールを積極的にたわませる必要を生じるのは次のような
場合であり、圧延操業においては必然的に生じる作業形
態である。作業ロールプロフィルが摩耗・熱膨張により変化した
場合、上流側の圧延によって目標とするクラウン比率（＝板
クラウン／板厚）とは異なったクラウン比率に圧延され
ていてこれを補正する必要がある場合、板厚分布が幅方向に不均一な製品を製造する必要があ
る場合。

【０００６】以上のように従来技術では、板クラウン・
形状制御のため作業ロールたわみを自在に制御可能で、
かつ圧延機自体の検出装置から得られる情報のみで板ク
ラウン・板形状を高い精度で推定し時間遅れのない板ク
ラウン・形状制御ができるような圧延機は存在しない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、板クラウ
ン・形状制御のため作業ロールたわみを自在に制御可能
で、しかも圧延機自体の検出装置から得られる情報のみ
で板クラウン・板形状を高い精度で推定し時間遅れのな
い板クラウン・形状制御ができるような板圧延機を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】図１および図
２には、本発明の実施例の一つを示すが、本発明の板圧
延機では上下少なくともどちらか一方のロールアセンブ
リは軸方向３分割以上に分割した分割補強ロールによっ
て作業ロールを支持する機構となっており、各々の分割
補強ロールには、それぞれ独立に荷重検出装置、圧下機
構およびロール位置検出機構を配備している。このよう
な独立の荷重検出装置、圧下機構およびロール位置検出
機構を配備するには各分割ロールそれぞれに独立の支持
機構が必要となり、この支持機構を収納する空間を得る
ため、図１および図２の実施例では、分割補強ロールを
作業ロールの直上にあるものと作業ロールの斜め上方に
ある一対のものとに分け、これらを作業ロール軸方向に
沿って交互に配置している。図２は本圧延機を上方から
見た平面図で、４種類のロール配置の例を示している。
図２（ａ），図２（ｂ）は、軸方向に７分割した場合の
ロール配置の例であり、図２（ｃ）は軸方向に８分割し
た場合の例である。このように分割数は奇数であっても
偶数であってもよいが、左右対称な板プロフィル制御を
主に行うという点では、奇数分割の方がコストパフォー
マンスに優れていると思われる。図２（ｄ）は軸方向７
分割であるが、それぞれの分割ロール胴部が軸方向位置
においてある程度重なり合っている例である。

【０００９】本発明においては分割補強ロールにそれぞ
れ独立に荷重検出装置、圧下機構およびロール位置検出
機構を配備しているが、分割補強ロールに独立の圧下機
構およびロール位置検出機構を設けることで、後述する
式（１）におけるＣ^B _iを自在に制御することが可能と
なり、板幅方向に複雑なパターンの形状・クラウン制御
が可能となる。

【００１０】上下ロールアセンブリとも分割補強ロール
とし、各分割補強ロールに荷重検出装置、圧下機構およ
びロール位置検出機構を備えている方が制御上は好まし
いことは言うまでもないが、設備コストを下げる上で、
一方のロールアセンブリのみを分割補強ロールとし、他
方のロールアセンブリは、圧下機構、ロール位置検出機
構を備えた通常の４段の圧延機としてもよい。また、こ
の場合の分割補強ロールの圧下機構及びロール位置検出
機構を備えた圧延機として、Ａｓ−Ｕ機構を備えた従来
のクラスター圧延機であっても差し支えない。Ａｓ−Ｕ
機構の場合、偏心リングの回転機構がロールの圧下機構
となり、偏心リングの回転角検出機構がロール位置検出
機構となる。

【００１１】以上説明したような構造を採用することに
よって作業ロールがそれぞれの分割補強ロールから受け
る荷重が測定できることになり、この情報より圧延材と
作業ロールの間に作用する荷重分布を直ちに推定するこ
とが可能となる。なお、分割補強ロールの軸方向の分割
数については、２分割以下では、板クラウン・形状を制
御することは不可能であり、３分割してはじめて板クラ
ウン・板形状の２次式成分を制御することが可能とな
る。したがって、種々の板幅の圧延材を圧延するような
圧延機では、さらに多くの分割を行うことが好ましい。

【００１２】さて、次に作業ロール〜分割補強ロール間
に作用する荷重から、圧延材〜作業ロール間に作用する
荷重を推定する方法について詳しく説明する。図３には
上ロールアセンブリを考慮の対象として作業ロールに作
用する荷重を模式的に示す。第ｉ分割補強ロールに作用
する荷重をｑ_i、その位置に対応する圧延材〜作業ロー
ル間荷重をｐ_iとし、作業ロール軸心たわみの変形マト
リクスをＫ^W _ij、分割補強ロール系の変形マトリクスを
Ｋ^B _ij、ロールクラウンの形式で表現した作業ロールプ
ロフィルをＣ^W _i、分割補強ロールプロフィルを
Ｃ^B _i、作業ロール軸心たわみをｙ^W _iとするとき、分
割補強ロールと作業ロールとの適合条件より次式が得ら
れる。ｙ^W _i＝Ｋ^B _ijｑ_j＋Ｃ^B _i＋Ｃ^W _i （１）

【００１３】なお、本明細書における数式表現では同添
字の繰り返しがある項についてはその添字の範囲にわた
って総和をとるというアインシュタインの総和規約を採
用するものとする。また、Ｋ^B _ijは第ｊ分割補強ロール
に単位荷重が負荷されたときの第ｉ補強ロールの変位を
表す影響係数マトリクスであるが、ここではハウジング
の変形および作業ロール〜補強ロール接触による両ロー
ルの偏平変形を含めた変形マトリクスとしており、Ｋ^B
_ij，Ｋ^W _ij，ｙ^W _iはすべてミルセンターからの相対変
位のみを抽出するものとしている。

【００１４】一方、作業ロールたわみは変形マトリクス
Ｋ^W _ijおよび圧延材〜作業ロール間に作用する圧延荷重
分布ｐ_iを用いて次式のように表現することもできる。ｙ^W _i＝Ｋ^W _ij（ｐ_j−ｑ_j）（２）式（１），（２）よりｙ^W _iを消去すると圧延荷重分布
ｐ_iは次式のように求められる。ｐ_i＝ｑ_i＋［Ｋ^W］^-1 _ij（Ｋ^B _jkｑ_k＋Ｃ^B _j＋Ｃ^W _j）（３）式（３）の右辺において、［Ｋ^W］^-1 _ijはＫ^W _ijの逆マ
トリクスの成分であり、Ｋ^B _ijとともに予め計算できる
ものである。また、Ｃ^B _jおよびＣ^W _jも測定あるいは
推定可能な量であるので、本発明の圧延機によってｑ_k
の測定値が得られれば式（３）により圧延材〜作業ロー
ル間の圧延荷重分布ｐ_iは直ちに計算することが可能で
ある。

【００１５】以上のように、本発明の圧延機を用いるこ
とによって、作業ロール〜分割補強ロールに作用する荷
重の測定値から圧延材〜作業ロールに作用する圧延荷重
分布ｐ_iを推定することが可能となる。本方法による圧
延荷重分布の推定は、作業ロール〜分割補強ロール間の
荷重分布の実測値に基づいている点で、例えば入・出側
板厚分布の推定値から圧延荷重分布を推定するというよ
うな従来の方法とは根本的に異なっており、この点で従
来法では期待できないような高い推定精度を有してい
る。したがって、例えば、圧延材の変形抵抗の幅方向分
布が均一であるような材料の場合、形状良好な圧延、す
なわち伸び歪の幅方向分布が均一に近い圧延を実施する
ためには、式（３）によって求められる圧延材〜作業ロ
ール間の圧延荷重分布が均一となるように制御すればよ
い。さらに、例えば熱間圧延において幅方向温度分布が
均一でないような場合は、変形抵抗が幅方向に不均一と
なるが、この場合でも幅方向温度分布を測定することが
できれば変形抵抗分布を推定することができ、これに基
づいて、形状良好な圧延を行うための幅方向圧延荷重分
布の目標値を算出し、この目標値に圧延材〜作業ロール
間の圧延荷重分布が近づくように制御すれば形状良好な
圧延板を得ることができる。以上説明してきたように、
本発明の圧延機を用いた場合、特別な形状測定装置がな
くても高精度な形状制御が可能となる。

【００１６】さらに、圧延荷重分布が求められれば、こ
れを用いて次のようにして圧延板の板厚分布すなわち板
クラウンを高精度に予測することが可能となる。まず、
圧延荷重による作業ロールの偏平変形マトリクスＫ^f _ij
を用いて、上作業ロールの圧延材側表面形状ｙ^mT _iは次
式によって計算される。ｙ^mT _i＝ｙ^W _i＋Ｋ^f _ijｐ_j＋Ｃ^W _j （４）

【００１７】図１に示すような上下対称構造の場合は、
上ロールアセンブリの手続きと同様にして下ロールアセ
ンブリの計算を行い、圧延材〜作業ロール間の圧延荷重
分布ｐ_iおよび下作業ロールの圧延材側表面形状ｙ^mB _i
を求めることにより、板厚分布を推定することができ
る。このとき上下ロールアセンブリから別個に計算され
た圧延荷重分布は基本的に一致すべきものであるが、こ
の両者の差異からロールプロフィルの学習を行う等のデ
ータの利用方法も考えられる。

【００１８】また、図６に示すように他方のロールアセ
ンブリが異なる形式の場合には、式（３）で求められた
圧延荷重分布ｐ_iを用いて、もう一方のロールアセンブ
リの作業ロールの圧延材側表面形状ｙ^mB _iを計算すれば
よい。これは補強ロールの変形を含めた作業ロールの変
形マトリクスをＫ^BW _ijとするとき次式によって計算でき
る。ｙ^mB _i＝（Ｋ^BW _ij＋Ｋ^f _ij）ｐ_j＋Ｃ^W _j （５）ここで、式（５）中の各項は下ロールアセンブリに関す
るもので予め計算あるいは予測できるものである。上下
作業ロールの圧延材側表面形状ｙ^mT _i，ｙ^mB _iが求めら
れれば、圧延後の幅方向板厚分布ｈ_iは次式によって計
算できる。ｈ_i＝ｈ_o＋ｙ^mT _i−ｙ^mB _i （６）ここでｈ_oは圧延材幅方向中心の板厚である。

【００１９】以上説明してきたように本発明の圧延機を
用いれば、圧延後の幅方向板厚分布すなわち板クラウン
を高精度に推定することができ、この推定値に基づいて
特別な板厚分布測定装置を用いることなしに所望の幅方
向板厚分布になるような制御を実施することができる。

【００２０】なお、上述の板クラウン・形状推定のため
の計算は、プロセスコンピューターを用いれば百分の一
秒のオーダーで実施することが可能であり、上述の手法
をプロセスコンピューター内で展開する演算装置と組み
合わせたのが請求項４の板圧延機であり、これによって
無駄時間のほとんどない高精度な板クラウン・形状制御
が可能となる。

【００２１】また、本発明の分割補強ロールの軸受につ
いてはローラフォロア形式の軸受が好ましい。図５，図
６には分割補強ロールのうちの一つの軸受の構造を模式
的に示している。図５はロール胴部の外側に軸受を配し
た形式であり、図６はロール胴部に軸受を配したローラ
フォロア形式となっている。図５，図６では回転部材を
ハッチングで示しているが、図５のように軸受をロール
胴部の外側に配置している場合、軸受の外径はロール直
径によって制約を受けるため、大荷重に耐えられるよう
な軸受を配備するには、軸受の幅を大きくせざるを得な
い。このためロール胴部の外側に大きなスペースが必要
となり、図２に示しているように複数の分割補強ロール
を軸方向に隣接して配置することが設計上困難になる場
合も生じる。これに対して図６のように軸受をロール胴
部に配置する形式の場合は、ロール胴部の外側には回転
部材がないため大きなスペースは必要なく、大荷重を前
提とした場合でも、図２に示しているように複数の分割
補強ロールを軸方向に配置することが設計上可能とな
る。

【００２２】さらに本発明の第２の要旨は、上記の圧延
機において上下ロールアセンブリのうち、片側のみが分
割補強ロールを有し、他方のロールアセンブリには、板
幅方向板厚分布の制御装置を有することを特徴としてい
る。他方のロールアセンブリに採用する板幅方向板厚分
布制御装置とは、ロールベンディング力等の板クラウン
・形状制御装置を意味しており、それぞれ独立に荷重検
出装置を有する分割補強ロール構造により、板クラウン
・形状を検出しつつ、他方の板クラウン・形状制御装置
により、無駄時間のない高精度な板クラウン・形状制御
を実施することができる。本構造では、分割補強ロール
構造を一方のみにしており、設備コストを大幅に削減す
ることができる。

【００２３】本発明第３の要旨は、上下ロールアセンブ
リのうち一方のみが分割補強ロールを有し、他方のロー
ルアセンブリは圧下機構を有しており、この一方の分割
補強ロールを有するロールアセンブリの軸方向１ないし
２箇所の分割補強ロールには、それぞれ荷重検出装置の
みを設け、その他の分割補強ロールに、それぞれ独立に
荷重検出装置、圧下機構およびロール位置検出機構を有
することを特徴としている。

【００２４】分割補強ロールではない他方のロールアセ
ンブリに圧下機構を有する場合には、分割補強ロール側
の全体として圧下機能あるいはレベリング機能は軽減で
きるので、この場合、一方の側の分割補強ロールの軸方
向１ないし２箇所の分割補強ロールの圧下機構およびロ
ール位置検出機構は省略可能となる。分割補強ロールを
一方の側のみに限定し、かつ一部の分割補強ロールへの
圧下機構及びロール位置検出機構を省略することによっ
て、設備コストを低減しつつ、板幅方向に複雑なパター
ンの形状・クラウンの制御が可能となる。

【００２５】本発明において、分割補強ロールの圧下機
構は油圧駆動方式とすることが好ましい。分割補強ロー
ルの圧下機構を油圧駆動方式とすることによって、応答
性に優れた板クラウン・形状制御が可能となり、周波数
の高い外乱に対しても高精度な制御が可能となる。上下
ロールアセンブリの双方ともが分割補強ロールを有する
場合には、少なくとも一方の分割補強ロールを有するロ
ールアセンブリの圧下機構を油圧駆動方式とすることが
望ましい。なお、ここで言う油圧駆動方式とは、図１、
図６、図７、図９、図１０、図１２、図１３に示した油
圧シリンダー直結方式の他、偏心軸や偏心スリーブの回
転角を油圧シリンダーで調整する方式を含む。

【００２６】

【実施例】実施例１：図１に示すように上下とも分割補強ロール形式の実施例
を考える。作業ロール直径４５０mm、ロール胴長１７５
０mm、分割補強直径４００mm、分割補強ロールの軸方向
配列は図２（ｂ）に示すように幅方向に７分割してお
り、それぞれの分割補強ロールの胴長は２５０mmであ
る。各上分割補強ロール２（２Ａ〜２Ｃ），３（３Ａ〜
３Ｄ），４（４Ａ〜４Ｃ）は、それぞれ独立に荷重検出
装置５，６，７（実際には各分割補強ロールに対応して
設置されるが、細かい符号は省略する。以下圧下装置も
同様）および油圧圧下装置８，９，１０を介してハウジ
ング１２に固定されており、これら油圧圧下装置により
それぞれ独立に圧下制御が可能な構造となっている。ま
た、下分割補強ロール２′，３′，４′側も上述の上分
割補強ロールと同様に構成されており、それぞれ独立し
て圧下制御が可能となっている。なお、本実施例のよう
に油圧圧下装置を圧下機構として適用する場合は、荷重
検出装置として専用のロードセルを用いなくても、油圧
シリンダ内の油圧を測定し、これにシリンダ面積を掛け
ることによって荷重を計算するという方法を採用しても
よい。さらに、油圧圧下装置８〜１０，８′〜１０′に
は、それぞれロール位置検出機構として機能する油圧ラ
ムの位置検出機構が配備されている。

【００２７】以上のような構成の板圧延機を用いること
によって、上作業ロール１と上分割補強ロール２Ａ〜２
Ｃ，３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｃの間に作用する荷重分布お
よび下作業ロール１′と下分割補強ロール２Ａ′〜２
Ｃ′，３Ａ′〜３Ｄ′，４Ａ′〜４Ｃ′の間に作用する
荷重分布を測定することができ、これらの測定値より既
に述べた方法により圧延材１３と作業ロール１，１′の
間に作用する圧延荷重分布を推定でき、さらに圧延後の
圧延材１３の幅方向板厚分布も推定することが可能とな
る。そしてこれらの推定値に基づき、所望の板厚分布お
よび板形状を得ることができるように分割補強ロールの
圧下位置の制御を高精度かつ迅速に行うことができる。

【００２８】実施例２：本発明の板圧延機の第２の実施例を図６に示す。本実施
例では、上ロールアセンブリは、上記実施例１と同じ構
造であるが、下ロールアセンブリは通常の４段圧延機と
同じ構造をしており、下作業ロール１′のたわみを制御
するため、インクリースロールベンディング装置１４，
１５およびディクリースロールベンディング装置１６，
１７を備えている。下作業ロール直径は５００mm、下補
強ロール直径は１２００mmである。下作業ロールのロー
ルベンディング装置はインクリース、ディクリースとも
９０tonf／chock まで負荷する能力を有している。ま
た、本実施例の板圧延機では下ロール側にロードセル１
８および油圧圧下装置１９を備えている。

【００２９】このような構造とすることによって、実施
例１では上下合わせて２０セット必要であった分割補強
ロールおよびその圧下装置の数を半減することができ、
設備コストは大幅に節約できる。この場合でも、実施例
１の場合と同様に、上作業ロール１と分割補強ロール２
〜４の各々のロールの間に作用する荷重分布を測定する
ことができ、これらの測定値より既に述べた方法により
圧延材１３と作業ロール１の間に作用する圧延荷重分布
が推定でき、さらに該圧延荷重分布の推定値にしたがっ
て上下作業ロールのロールたわみおよびロール偏平変形
も計算することができ、よって圧延後の圧延材１３の幅
方向板厚分布も推定することが可能となる。そしてこれ
らの推定値に基づき、所望の板厚分布および板形状を得
ることができるように分割補強ロールの圧下位置の制御
を高精度かつ迅速に行うことができる。

【００３０】実施例３：本発明の板圧延機の第３の実施例を図７に示す。作業ロ
ール直径８００mm、ロール胴長２１００mmであり、分割
補強ロールには、直径１０００mmで作業ロールの上部に
あるもの２０，２１，２０′，２１′と、直径３００mm
で作業ロールを水平方向に支持しているもの２２，２
３，２２′，２３′の２種類がある。これらの分割補強
ロールは、図８の平面図に示されるように軸方向に７分
割して配置されており、例えば、大径分割補強ロール２
０（２０Ａ〜２０Ｃ）により作業ロールに負荷される水
平方向分力を小径分割補強ロール２３（２３Ａ〜２３
Ｃ）によって補償する機構としている。したがって図８
に示すようにロール軸方向の分割補強ロールの配置は大
径分割補強ロール２０が小径分割補強ロール２３と対向
し、大径分割補強ロール２１が小径分割補強ロール２２
と対向するという位置関係となっている。図８（ａ）で
は、各分割補強ロール２０，２３が２１，２２と軸方向
に干渉しない配置となっているが、図８（ｂ）のように
これらが重なり合うような配置としてもよく、作業ロー
ルに発生する分割補強ロール胴端近傍のロールマークを
問題とする場合は、むしろ図８（ｂ）のような配置の方
が好ましい。

【００３１】本実施例では、大径分割補強ロール２０，
２１と作業ロール１との共通法線が鉛直線となす角度は
３０°としており、この場合、作業ロールに作用する水
平方向のせん断力を解消するため小径分割補強ロール２
２，２３が作業ロールを押すべき力は大径分割補強ロー
ルの荷重の１／２となる。したがって、小径分割補強ロ
ールの押し力が大径分割補強ロールの荷重の常に１／２
になるように荷重制御しておくことが好ましい。本実施
例の分割補強ロールはすべて荷重検出装置、油圧圧下機
構およびロール位置検出機構を有しており、このような
荷重制御を実施することは容易である。また、図示して
いないが本実施例では、作業ロールのロールベンディン
グ装置を具備しており、これと分割補強ロールを併用す
ることによって、本例のような大径の作業ロールでも十
分な板クラウン・形状制御機能を確保することができ
る。以上のような構成の圧延機とすることによって、圧
延荷重を直接受け持つ大径分割補強ロール２０，２１を
作業ロールに比べて大径のものとすることが可能とな
り、実施例１の場合と同様の機能を維持したまま大圧延
荷重に耐えられる設計が可能となる。

【００３２】実施例４：本発明の板圧延機の第４の実施例を図９に示す。本実施
例では、上ロールアセンブリは上記実施例３と同じ構造
であるが、下ロールアセンブリは通常の４段圧延機と同
じ構造をしており、実施例２と同じ構成であり、板クラ
ウン・形状制御のためのアクチュエーターは下作業ロー
ルのロールベンディング装置１４，１５，１６，１７で
あり、板厚制御のためのアクチュエーターは下ロールの
油圧圧下装置１９である。本実施例では上ロールアセン
ブリは独立の油圧圧下機構およびロール位置検出機構を
有しているため、板幅方向に複雑なパターンの板クラウ
ン・形状制御が可能となっている。このような構造とす
ることによって実施例３よりも大幅に設備コストが低減
できる上、圧延荷重を直接受け持つ大径分割補強ロール
２０，２１を作業ロールに比べて大径のものとすること
が可能となり、実施例２の場合と同様の機能を維持した
まま大圧延荷重に耐えられる設計が可能となる。

【００３３】実施例５：本発明の板圧延機の第５の実施例を図１０に示す。上下
ロールアセンブリは実施例３と同様に、上下とも分割補
強ロールを備えており、各分割補強ロールにはそれぞれ
独立に荷重検出装置５，６，５′，６′、圧下装置８，
８′，９，９′、さらに実施例１と同様に油圧圧下装置
８，９，８′，９′には、それぞれロール位置検出機構
として機能する油圧ラムの位置検出機構が配備されてい
る。

【００３４】作業ロール直径１０００mm、ロール胴長５
０００mmであり、分割補強ロール２０，２１は、直径１
２００mmで、図１１の平面図に示すように軸方向に１３
分割されている。図１１（ａ）では、各分割補強ロール
２０と２１が軸方向に干渉しない配置となっているが、
図１１（ｂ）のようにこれらが重なり合うような配置と
してもよく、作業ロールに発生する分割補強ロール胴端
近傍のロールマークを問題とする場合は、むしろ図１１
（ｂ）のような配置の方が好ましい。本実施例の場合
は、実施例３のように分割補強ロールによって作業ロー
ルに加わる水平方向分力を補償するための小径分割補強
ロールを有していないが、これは水平方向せん断力に対
して作業ロール直径が十分大きくロール耐久性上問題な
いと判断されたためである。このような例は、ロール胴
長が非常に大きい厚板圧延機の例であり、より広範囲な
板幅適用性を得るため軸方向のロール分割数が非常に多
くなっている。しかしながら実施例３のような小径分割
補強ロールを必要としないため、分割ロールの数は上下
合わせて２６セットにとどまっており、コストパフォー
マンスの優れた圧延機となっている。また、図示してい
ないが本実施例では、作業ロールのロールベンディング
装置を具備しており、これと分割補強ロールを併用する
ことによって、本例のような大径の作業ロールでも十分
な板クラウン・形状制御機能を確保することができる。

【００３５】実施例６：本発明の板圧延機の第６の実施例を図１２に示す。本実
施例では、上ロールアセンブリは上記実施例５と同じ構
造であるが、下ロールアセンブリは通常の４段圧延機と
同じ構造をしており実施例２と同じ構成である。このよ
うな構造とすることによって実施例５よりも大幅に設備
コストが削減できる上、本実施例では上ロールアセンブ
リは独立の油圧圧下機構およびロール位置検出機構を有
しているため板幅方向に複雑なパターンの板クラウン・
形状制御が可能となっている。

【００３６】実施例７：本発明の板圧延機の第７の実施例を図１３に示す。本実
施例では、上ロールアセンブリは本発明の特徴である、
独立の荷重検出装置、油圧圧下機構、ロール位置検出機
構を備えた形式となっているが、下ロールアセンブリは
公知のＡｓ−Ｕ機構を具備した分割補強ロールを有する
１２段圧延機と同じ形式となっている。このような組み
合せによっても、上ロールアセンブリで検出した板クラ
ウン・形状を所望の値にするための制御をほとんど無駄
時間なく実行することができる。本実施例では圧延前の
初期ロールギャップ分布設定に、下ロールアセンブリの
Ａｓ−Ｕ機構を用い、圧延中の制御には応答の速い上ロ
ールアセンブリの油圧圧下機構を用いるのが好ましい。

【００３７】

【発明の効果】本発明の板圧延機を用いることによっ
て、圧延中の板クラウン・形状を時間遅れなく高精度に
検出・制御することが可能となり、圧延板の板クラウン
・形状制御精度が飛躍的に向上するとともに、従来、熟
練オペレータに頼っていたこれら圧延機運転作業の自動
化を大きく進展させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の板圧延機の実施例を示す側面図であ
る。

【図２】本発明の板圧延機における分割補強ロールの軸
方向の配置の例を示す平面図である。

【図３】本発明の板圧延機において作業ロールに負荷さ
れる荷重のロール軸方向分布を示す模式図である。

【図４】本発明の板圧延機の分割補強ロールの軸受構造
を示す模式図である。

【図５】本発明の板圧延機の分割補強ロールの胴部に軸
受機構を配した例の模式図である。

【図６】本発明の板圧延機の第２の実施例を示す側面図
である。

【図７】本発明の板圧延機の第３の実施例を示す側面図
である。

【図８】本発明の板圧延機の第３の実施例を示す平面図
である。

【図９】本発明の板圧延機の第４の実施例を示す側面図
である。

【図１０】本発明の板圧延機の第５の実施例を示す側面
図である。

【図１１】本発明の板圧延機の第５の実施例を示す平面
図である。

【図１２】本発明の板圧延機の第６の実施例を示す側面
図である。

【図１３】本発明の板圧延機の第７の実施例を示す側面
図である。

【図１４】公知の２段圧延機を示す図である。

【図１５】公知の４段圧延機を示す図である。

【符号の説明】

１，１′ 作業ロール２〜４，２０〜２３上分割補強ロール２′〜４′，２０′〜２３′ 下分割補強ロール５〜７上分割補強ロールの荷重
検出装置５′〜７′ 下分割補強ロールの荷重
検出装置８〜１０上分割補強ロールの圧下
機構８′〜１０′ 下分割補強ロールの圧下
機構１１一体型補強ロール１２圧延機ハウジング１３圧延材１４，１５インクリースロールベン
ディング装置１６，１７ディクリースロールベン
ディング装置１８ロードセル１９油圧圧下装置２４，２５中間ロール２６，２７，２８公知の１２段圧延機の分
割補強ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＨ 37/38

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下少なくともどちらか一方のロールア
センブリは、軸方向３分割以上に分割した分割補強ロー
ルによって作業ロールを支持する機構とし、各々の分割
補強ロールには、それぞれ独立に荷重検出装置、圧下機
構およびロール位置検出機構を配備したことを特徴とす
る板圧延機。
【請求項２】上下ロールアセンブリのうち、一方のロ
ールアセンブリのみが分割補強ロールを有し、他方のロ
ールアセンブリには、板幅方向板厚分布の制御装置を有
することを特徴とする請求項１記載の板圧延機。
【請求項３】上下ロールアセンブリのうち、一方のロ
ールアセンブリは、軸方向３分割以上に分割した分割補
強ロールによって作業ロールを支持する機構とし、この
ロールアセンブリの軸方向１ないし２箇所の分割補強ロ
ールには、それぞれ荷重検出装置を設け、その他の分割
補強ロールには、それぞれ独立に荷重検出装置、圧下機
構およびロール位置検出機構を配備し、他方のロールア
センブリが圧下機構を有するロールアセンブリであるこ
とを特徴とする板圧延機。
【請求項４】上記各々の分割補強ロールに設けた荷重
検出装置の測定結果により、圧延材と作業ロール間に作
用する荷重の板幅方向分布および圧延材の板幅方向板厚
分布のいずれか一方又は双方を推算する演算装置を有す
ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
の板圧延機。