JPH0976161A - オンラインロール研削用二重構造砥石の製造方法 - Google Patents

オンラインロール研削用二重構造砥石の製造方法

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JPH0976161A
JPH0976161A JP837996A JP837996A JPH0976161A JP H0976161 A JPH0976161 A JP H0976161A JP 837996 A JP837996 A JP 837996A JP 837996 A JP837996 A JP 837996A JP H0976161 A JPH0976161 A JP H0976161A
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Yoshinori Henmi
喜則 邉見
Akira Tanabe
明 田邉
Koichi Sawake
孝一 佐分
Kanji Hayashi
寛治 林
Takayuki Goto
崇之 後藤
Hisao Matsushima
久夫 松島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーパ状先端面外周縁の角部に欠損や割れが
発生しないオンラインロール研削用二重構造砥石の製造
方法を提供する。 【解決手段】 樹脂結合剤の硬化によって内周側砥石1
2の外周に外周側砥石14が一体的に固着されることか
ら、樹脂結合剤の硬化による収縮によって外周側砥石1
4には内周側砥石12の中心に向かって与荷重(コンプ
レッション)が与えられるとともに、その予荷重はオン
ラインロール研削中のワークロール40との摩擦方向と
反対向きであるので、外周側砥石14の強度が高めら
れ、その外周縁の欠損や割れなどの損傷が好適に防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧延用ワークロー
ルの外周面をオンラインで研削するための砥石、特に、
チッピングなどの損傷の少ないオンラインロール研削用
二重構造砥石の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、鋼板、鋼塊などの被圧延素材
を圧延加工する圧延機のワークロールは、被圧延素材と
の接触部で肌荒れが生じたり、被圧延素材の側端部に対
応する部分が局部的に偏磨耗したりする。また、そのワ
ークロールをバックアップするバックアップロールなど
の他のロールについても同様な偏磨耗等が生じる。この
ため、それ等の圧延ロールの外周面を研削し直す必要が
あるが、その一手段として、円筒形状を成す砥石を用い
て、そのテーパ状先端面を上記圧延ロールの外周面に押
圧した状態で、そのロールの回転に伴って砥石を連れ回
りさせたり、駆動モータ等によって圧延ロールとは別個
に砥石を強制回転させたりすることにより、そのテーパ
状先端面と圧延ロールの外周面との間ですべり摩擦を発
生させて、圧延ロールを圧延機のスタンド内に組み込ん
だままの状態で、すなわちオンラインで研削することが
提案されている。たとえば、特開昭61−140312
号公報、特開昭61−154706号公報、特開昭62
−127109号公報に記載されている研削方法或いは
装置がそれである。このようにすれば、圧延ロールを一
々取り外して研削する場合に比較して圧延機の稼働率が
向上する。
【0003】
【発明の解決すべき課題】ところで、上記のような圧延
ロールの研削に用いられる砥石としては、一般に優れた
研削作用が得られるビトリファイド砥石が好適に用いら
れるが、かかるビトリファイド砥石を用いてオンライン
で圧延ロールを研削しようとすると、圧延に伴う圧延ロ
ールの振動、或いは偏磨耗に起因してその圧延ロールの
外周面に生じる段差や突起などの凹凸との衝突などによ
り、砥石のテーパ状先端面の外周縁の角部に欠損や割れ
が発生するという問題があった。これは、テーパ状先端
面と圧延ロールの外周面との間のすべり摩擦による応力
が上記テーパ状先端面の外周縁の角部に集中するとき、
一般に弾性率が高くて衝撃に弱いビトリファイド砥石の
強度が上記テーパ状先端面の外周縁の角部において不十
分であることによると考えられる。
【0004】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、テーパ状先端面
外周縁の角部に欠損や割れが発生しないオンラインロー
ル研削用二重構造砥石の製造方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明方法の要旨とするところは、円筒形状を成し
ているとともに、そのテーパ状の先端面が圧延用ワーク
ロールの外周面にその圧延用ワークロールの回転軸心よ
りもオフセットして押圧された状態で、その圧延用ワー
クロールの外周面との間で滑り摩擦が発生させられるこ
とにより、圧延用ワークロールの外周面をオンラインで
研削するためのオンラインロール研削用二重構造砥石の
製造方法であって、(a) 無機質結合剤により砥粒が結合
されたビトリファイド砥石であって円筒形状を成す第1
砥石を用意する工程と、(b) その第1砥石とその外周を
囲む金型との環状の空間に、砥粒および樹脂結合剤を含
む流動性砥石原料を流し込む流込み工程と、(c) その流
込み工程において流し込まれた流動性砥石原料に含まれ
る樹脂結合剤を硬化させることにより、その樹脂結合剤
により砥粒が結合されたレジノイド砥石であってその樹
性脂結合剤の硬化と同時に前記第1砥石の外周側に一体
的に固着される第2砥石を形成する樹脂結合剤硬化工程
とを、含むことにある。
【0006】
【発明の効果】このようにすれば、樹脂結合剤の硬化に
よって第1砥石の外周に第2砥石が一体的に固着される
ことから、樹脂結合剤の硬化による収縮によって第2砥
石には第1砥石の中心に向かって与荷重(コンプレッシ
ョン)が与えられるとともに、その予荷重はオンライン
ロール研削中の圧延用ワークロールとの摩擦方向と反対
向きであるので、第2砥石の強度が高められ、その外周
縁の欠損や割れなどの損傷が好適に防止される。
【0007】また、上記第2砥石は、樹脂結合剤の硬化
と同時に第1砥石の外周側に固着されることから、接着
剤を用いて第1砥石の外周側に固定される場合に比較し
て境界面における砥粒相互の係合によって第2砥石の高
い固着強度が得られるので、上記圧延用ワークロールと
の摩擦による第2砥石の剥がれが好適に防止される。
【0008】しかも、第1砥石がビトリファイド砥石で
あり、第2砥石がレジノイド砥石であることから、研削
性に優れた第1砥石の外周側に耐衝撃性に優れたレジノ
イド砥石が設けられた構造となるので、研削能率と耐久
性とが同時に得られる。
【0009】ここで、上記第1砥石としては、実用上十
分な研削性能を得る上で、その弾性率が2000〜70
00kgf/mm2 の範囲内のもの、たとえば長石、陶石、耐
火粘土などの無機質結合剤を用いて砥粒を結合させたビ
トリファイド砥石が好適に用いられる。
【0010】また、第2砥石としては、その弾性率が少
なくとも第1砥石よりも低く、100〜1000kgf/mm
2 の範囲内のもの、たとえばエポキシ樹脂、ポリビニル
アルコール樹脂、フェノール樹脂などの硬化時に収縮す
る一般的性質を有する樹脂を結合剤とするレジノイド砥
石とすることにより、チッピングなどの損傷の発生がよ
り効果的に防止され、優れた耐衝撃性が得られる。特
に、かかる第2砥石にガラス短繊維、カーボン短繊維、
Al2 3 ファイバーなどの強化材を均一に混合してお
けば、耐衝撃性能が一層向上させられるとともに、熱膨
張による変形が抑制される。
【0011】また、上記第2砥石を前記第1砥石の外周
側に固着する場合に、その容積が5〜50%を占めるよ
うに構成すれば、実用上満足し得る研削性能および耐衝
撃性が得られ、5%以下では耐衝撃性が不十分な傾向と
なる一方、50%を上まわると研削性能の低下が問題と
なる。なお、上記の研削性能および耐衝撃性は、実質的
に砥石の半径方向における肉厚に大きく影響されるもの
であり、上記容積の割合は砥石の大きさを考慮して定め
られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例であるオンライ
ンロール研削用の二重構造砥石(以下、単に砥石とい
う)10の縦断面図である。この砥石10は、熱間圧延
機のロールをオンラインで研削するためのもので、円筒
形状を成す内周側砥石12と、その内周側砥石12の外
周側に一体的に固設された外周側砥石14とを備えてい
る。内周側砥石12は、結合剤として長石や陶石,耐火
粘土などの無機質が用いられたビトリファイド砥石にて
構成されており、その弾性率は、Al2 3 ,SiC,
CBNなどの砥粒と上記結合剤との調合割合等により、
2000〜7000 kgf/mm2の範囲内で好ましくは50
00 kgf/mm2 程度となるように設定され、たとえばG
C320K8V,PA220L8V(JIS規格),C
B170M100VN1(コンセント100)などが好
適に用いられる。また、かかる内周側砥石12の先端面
18は、外周側に向かうに従って軸心に直角な平面から
角度θで後端側に傾斜するテーパ面とされている。な
お、この内周側砥石12は第1砥石に相当する。
【0014】一方、上記外周側砥石14は、結合剤とし
てエポキシ樹脂が用いられたレジノイド砥石にて構成さ
れており、その弾性率は、Al2 3 ,SiC,CBN
などの砥粒と結合剤との調合割合等により、100〜1
000 kgf/mm2の範囲内で好ましくは600 kgf/mm2
度となるように設定され、たとえばGC220J8B
Y,WA220J8BY(JIS規格),CBNC22
0J100BY(コンセント100)などが好適に採用
される。また、かかる外周側砥石14の先端面22は前
記先端面18から連続して傾斜させられ、且つその外周
側角部は曲率半径が5mm程度のR形状に面取りされてい
る。この外周側砥石14は、ビトリファイド砥石にて構
成されている前記内周側砥石12とは結合剤が異なり且
つ弾性率が低い第2砥石に相当する。なお、外周側砥石
14にはガラス短繊維,カーボン短繊維,Al2 3
ァイバーなどの耐衝撃性強化材が必要に応じて均一に混
入され、衝撃に対する強度が高められるとともに、熱膨
張による変形が防止されるようになっている。
【0015】ここで、かかる本実施例の砥石10の各部
の寸法を例示すると、直径寸法d1,d2 ,d3 は、そ
れぞれ240mm,220mm,120mmであり、外周側砥
石14の半径方向の肉厚は10mmで、内周側砥石12お
よび外周側砥石14の全容積に対する外周側砥石14の
容積の割合は約21%である。また、前記角度θは約0.
5 ゜〜1゜で、軸心方向の長さ寸法Lは約48mmであ
る。なお、これ等の寸法は、研削すべきロールの直径寸
法や研削時における砥石10の姿勢など、種々の研削条
件等を考慮して適宜定められるものである。
【0016】また、上記内周側砥石12および外周側砥
石14は、中央に円穴を有する円板形状のバッキングプ
レート23の一面に固設されている。このバッキングプ
レート23は、前記Al2 3 ,SiC,CBNなどの
砥粒をフェノール樹脂で固めたもので、その他面にはナ
ット28が埋設されている。そして、シャフト32の先
端に固定された取付フランジ33を通してボルト30が
ナット28に締め着けられることにより、図示しない軸
受装置によって回転可能に支持されたシャフト32に砥
石10が取り付けられ、圧延機のロール研削に使用され
る。
【0017】次に、このような本実施例の砥石10の製
造方法の一例を、図2〜図4を参照しつつ説明する。
【0018】図2は、前記内周側砥石12を単体で示す
斜視図である。この内周側砥石12を製造する際には、
先ず、前記Al2 3 ,SiC,CBN等の砥粒と、長
石,陶石,耐火粘土等の結合剤とを予め定められた割合
で調合した後撹拌し、円筒形状にプレス成形するととも
に約1400℃程度で焼成する。その後、前述した寸法
となるように先端面18等に仕上げ加工を行うととも
に、必要に応じて外周面および下面に粗面化加工を施
す。この工程は、無機質結合剤により砥粒が結合された
円筒状のビトリファイド砥石である内周側砥石12を用
意する工程に対応している。
【0019】そして、上記のようにして用意された内周
側砥石12は、図3に示されているように、バッキング
プレート23の一面に接着剤によって固着される。上記
接着剤としてはエポキシ樹脂接着剤が好適に用いられ
る。この工程は、内周側砥石12の基端面を円板状のバ
ッキングプレート23の一面と同心に固定するバッキン
グプレート固定工程に対応している。上記バッキングプ
レート23は、Al2 3 ,SiCなどの充填材とフェ
ノール樹脂とを所定の機械的強度が得られるように予め
定められた割合で調合した後撹拌し、下面すなわち他面
に埋設すべきナット28をインサートして円板形状にプ
レス成形した後、200℃程度で焼成し、その後仕上げ
加工を行うとともに一面に必要に応じて粗面化加工を施
すことによって予め製造される。
【0020】続いて、図4に示されているように、上記
バッキングプレート23の外形と略同一寸法の円筒形状
を成す金型34を、そのバッキングプレート23の外周
部に嵌め合わせ、前記Al2 3 ,SiC,CBNなど
の砥粒と、樹脂結合剤であるエポキシ樹脂と、ガラス短
繊維,カーボン短繊維,Al2 3 ファイバーなどの耐
衝撃性強化材とを予め定められた割合で調合して撹拌し
た流動性砥石原料を、上記金型34と内周側砥石12と
の間の環状空間に流し込む。この工程は、内周側砥石1
2とその外周を囲む金型34との環状の空間に、砥粒お
よび樹脂結合剤を含む流動性砥石原料を流し込む流込み
工程に対応している。
【0021】そして、その状態で常温に放置しておくこ
とにより上記エポキシ樹脂は硬化し、砥粒が結合されて
外周側砥石14が製造されると同時に、その外周側砥石
14が前記内周側砥石12およびバッキングプレート2
3に固着される。この工程は、上記流込み工程において
流し込まれた流動性砥石原料に含まれる樹脂結合剤を硬
化させる樹脂結合剤硬化工程に対応し、その樹脂結合剤
により砥粒が結合された外周側砥石14(レジノイド砥
石)が形成されると同時に、その樹脂結合剤の硬化と同
時に硬化時に収縮するという樹脂の一般的な性質によっ
て、外周側砥石14が内周側砥石12の外周側に一体的
に強固に固着される。
【0022】そして、最後に金型34から取り出して、
上記外周側砥石14の先端面22などに仕上げ加工を行
うことにより、内周側砥石12,外周側砥石14,およ
びバッキングプレート23が互いに一体的に固着された
前記砥石10が得られる。
【0023】一方、かかる砥石10は前記シャフト32
に取り付けられ、例えば図5〜図7の概念図に示されて
いる使用態様で用いられる。これ等の図において、40
は図示しない熱間圧延機に略水平に配設されて回転軸心
lまわりに回転駆動されるワークロールであり、砥石1
0は、その回転軸心mが上記回転軸心lに対して寸法s
だけ下方へオフセットさせられるとともに、その回転軸
心lに垂直な平面nに対して前記角度θと略同じ角度α
だけ傾斜する姿勢で配設されている。砥石10は、シャ
フト32を介して回転軸心mまわりの回転可能に支持さ
れており、図示しない押圧手段によって先端面18,2
2が熱間圧延中のワークロール40の外周面に押圧され
ることにより、そのワークロール40の回転に伴って図
5において矢印で示されている左まわり方向へ連れ回り
させられ、且つワークロール40の軸心方向すなわち図
5,図7における左右方向へ往復移動(オシレート)さ
せられる。この時、砥石10は、たとえば400〜10
00m/min の周速で回転させられるが、砥石10の先
端面18,22の各部の移動方向や移動速度は、ワーク
ロール40の外周面の移動方向や移動速度と異なるた
め、それ等の接触部では滑り摩擦が発生し、ワークロー
ル40の外周面に研削加工が行われる。なお、実際のロ
ール研削に際しては、かかる砥石10は通常ワークロー
ル40の軸心方向に一定の間隔を隔てて複数配置され
る。また、上記図5,図6,および図7は、それぞれ正
面図,右側面図,および平面図である。
【0024】ここで、このように熱間圧延中のワークロ
ール40の外周面に砥石10を押圧して研削加工を行う
と、ワークロール40の振動やその表面にできる凹凸と
の衝突などによって砥石10には比較的大きな衝撃が加
えられる。また、上記使用態様においては、前記滑り摩
擦により、砥石10の先端面18,22のうち外周側部
分には引張応力が作用させられ、内周側部分には圧縮応
力が作用させられる。このため、優れた耐熱性,研削性
能が得られるものの弾性率が高くて耐衝撃性能が低いビ
トリファイド砥石のみで上記砥石10を構成した場合に
は、引張応力が作用させられる外周縁部においてチッピ
ングや割れ等が発生し易いという問題があった。
【0025】これに対し、本実施例の砥石10は、優れ
た切削性能が得られるビトリファイド砥石から成る内周
側砥石12と、弾性率が低くて耐衝撃性が高いレジノイ
ド砥石から成る外周側砥石14とを一体的に備えた二重
構造を成しているため、前記引張応力が作用させられる
外周側部分の耐衝撃性が大幅に改善され、その外周側部
分におけるチッピングや割れ等の発生が良好に防止され
るとともに、内周側砥石12によって優れた研削性能が
確保されるのである。
【0026】特に、上記外周側砥石14はエポキシ樹脂
を結合剤とするレジノイド砥石にて構成され、その弾性
率が600 kgf/mm2程度と非常に低くされているととも
に、外周側砥石14の半径方向における肉厚は10mmで
あるため、前記チッピングや割れ等の発生が効果的に防
止される。なお、内周側砥石12の半径方向の肉厚は5
0mmであるため、上記のように外周側部分における耐衝
撃性能を向上させつつ、実用上充分に満足し得る研削性
能が得られる。
【0027】また、上記外周側砥石14にはガラス短繊
維,カーボン短繊維,Al2 3 ファイバー等の耐衝撃
性強化材が均一に混入されているため、その外周側砥石
14の熱膨張による変形が良好に防止されるとともに、
耐衝撃性が一層向上させられる。
【0028】また、エポキシ樹脂結合剤の硬化によって
内周側砥石12の外周面に外周側砥石14が一体的に固
着されることから、硬化によって収縮するエポキシ樹脂
の性質によって外周側砥石14には内周側砥石12の中
心に向かって与荷重(コンプレッション)が与えられる
とともに、その予荷重はオンラインロール研削中のワー
クロール40との摩擦方向と反対向きであるので、外周
側砥石14の強度が高められ、その外周縁の欠損や割れ
などの損傷が好適に防止される。
【0029】また、上記外周側砥石14は、エポキシ樹
脂結合剤の硬化と同時に内周側砥石12の外周面に固着
されることから、接着剤を用いて内周側砥石12外周面
に固定される場合に比較して境界面における砥粒相互の
係合により外周側砥石14の高い固着強度が得られるの
で、上記ワークロール40との摩擦による外周側砥石1
4の剥がれが好適に防止される。
【0030】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、本発明は他の態様で実施することも
できる。
【0031】例えば、前述の実施例ではバッキングプレ
ート23が固設されているが、前記ナット28を直接内
周側砥石12に埋設するなどしてバッキングプレート2
3を省略することも可能である。なお、中央に穴が空い
ていない円板形状のバッキングプレートや他の材質のバ
ッキングプレートを用いることもできる。
【0032】また、前記実施例では砥石10がワークロ
ール40の回転軸心lに対してオフセットさせられ、且
つ平面nに対して傾斜する姿勢でワークロール40の外
周面に押圧され、そのワークロール40の回転に伴って
連れ回りさせられるようにして研削する使用態様につい
て説明したが、その砥石10の姿勢を変えたり、その砥
石10に駆動モータやブレーキ装置などを連結して強制
回転させたり制動力を与えたりするなど、本実施例の砥
石10は種々の態様で使用することができる。その場合
には、その使用態様に応じて各部の形状や寸法等を変更
することとなる。
【0033】また、前記実施例の外周側砥石14にはガ
ラス短繊維,カーボン短繊維,Al 2 3 ファイバー等
の耐衝撃性強化材が混入されているが、かかる強化材は
必ずしも必要なものではなく、また、エポキシ樹脂以外
の収縮硬化性樹脂結合剤たとえばフェノール樹脂、ポリ
ビニルアルコール樹脂などを用いたレジノイド砥石など
を用いることも可能である。
【0034】また、前記実施例では熱間圧延機のワーク
ロール40をオンラインで研削する場合について説明し
たが、そのワークロール40をバックアップするバック
アップロール等の他の圧延ロールのオンライン研削に上
記砥石10を利用できることは勿論、熱間圧延機、冷間
圧延機の圧延ロールを研削する砥石にも本発明は同様に
適用され得る。
【0035】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実
施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるオンラインロール研削
用二重構造砥石の縦断面図である。
【図2】図1の二重構造砥石の製造方法の一例を説明す
るために内周側砥石を単体で示す斜視図であって、無機
質結合剤により砥粒が結合されたビトリファイド砥石で
あって円筒形状を成す第1砥石を用意する工程に対応し
ている。
【図3】図1の二重構造砥石の製造方法の一例を説明す
るために内周側砥石がバッキングプレートに固設された
状態を示す縦断面図であり、バッキングプレート固定工
程に対応している。
【図4】図1の二重構造砥石の製造方法の一例を説明す
るために内周側砥石と金型との間に外周側砥石の混合物
が流し込まれた状態を示す縦断面図であり、内周側砥石
とその外周を囲む金型との環状の空間に砥粒および樹脂
結合剤を含む流動性砥石原料を流し込む流込み工程に対
応している。
【図5】図1の二重構造砥石の使用態様の一例を概念的
に説明する正面図である。
【図6】図1の二重構造砥石の使用態様の一例を概念的
に説明する右側面図である。
【図7】図1の二重構造砥石の使用態様の一例を概念的
に説明する平面図である。
【符号の説明】
10:二重構造砥石 12:内周側砥石(第1砥石) 14:外周側砥石(第2砥石) 18,22:先端面 40:ワークロール(圧延用ワークロール)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐分 孝一 愛知県知多郡阿久比町大字板山字西の海道 山22番地の42 (72)発明者 林 寛治 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 後藤 崇之 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地の 1 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内 (72)発明者 松島 久夫 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒形状を成しているとともに、そのテ
    ーパ状の先端面が圧延用ワークロールの外周面に該圧延
    用ワークロールの回転軸心よりもオフセットして押圧さ
    れた状態で、該圧延用ワークロールの外周面との間で滑
    り摩擦が発生させられることにより、該圧延用ワークロ
    ールの外周面をオンラインで研削するためのオンライン
    ロール研削用二重構造砥石の製造方法であって、 無機質結合剤により砥粒が結合されたビトリファイド砥
    石であって円筒形状を成す第1砥石を用意する工程と、 該第1砥石とその外周を囲む金型との環状の空間に、砥
    粒および樹脂結合剤を含む流動性砥石原料を流し込む流
    込み工程と、 該流込み工程において流し込まれた流動性砥石原料に含
    まれる樹脂結合剤を硬化させることにより、該樹脂結合
    剤により砥粒が結合されたレジノイド砥石であって該樹
    脂結合剤の硬化と同時に前記第1砥石の外周側に一体的
    に固着される第2砥石を形成する樹脂結合剤硬化工程と
    を、含むことを特徴とするオンラインロール研削用二重
    構造砥石の製造方法。
JP8008379A 1996-01-22 1996-01-22 オンラインロール研削用二重構造砥石の製造方法 Expired - Lifetime JP2966336B2 (ja)

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