JPS5890302A - ロ−ルクロス圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ロールク□ロス方式の圧延機を用−・て板
材を圧延する方法に関する。

近年、圧延製品の板幅方向の厚み精度番こえ１する要求
は益々厳しくなっており、これ番こ対し現状では圧延荷
重によるロールの撓みをキャンセルするために、イニシ
アルクラウンをロール番こりけることにより、対処して
いるが、板材の板幅、厚さなどの圧延条件が変化する場
合には、別のクラウンのロールに交換する必要があるの
で、多種類の１ニジアルクラウンを有するロールを保有
しておく必要があり、またロール交換のために圧延機の
稼動率の低下を招き、さらに圧延作業の進行に伴うロー
ル摩耗と熱膨張のためロールのクラウンが著しく変化す
るので、従来からロールを交換することなしに板材の板
幅方向の厚み分布を制御する手段が業界で要望されてい
た。

この制御方法として、周知の如くワークロールのベンデ
ィング法が開発され、ある程度の効果を挙げているが、
この方法ではワークロールのロールネックの強度上、ワ
ークロールに加えうるペンディング力に限界があるため
、十分な板幅方向の厚み分布修正能力を得る事ができな
かった。

これに対して、ロールの細心を水平面内でわずかに交叉
させて圧延する事によって板幅方向の厚み分布を修正す
る技術が公知である。すなわち。

例えば特開昭５５−６４９０８には第１図（ａ）、（ｂ
）及び第２図に示すように、上のワークロールｌと上の
バックアップロール３及び下のワラクロール２と下のバ
ックアンプロール４の軸心をほぼ平行に保った状態にし
て夫々上ペアロール及び下ペアロールを構成し、上下ペ
アロールの細心を水平面内で交叉させて板材Ｓを圧延す
る技術が開示されている。

このような上記引例に例示する如く、上下ワークロール
１．２の軸心を水平面内でわずかに交叉させて板材を圧
延するいわゆるロールクロス圧延方法は、板幅方向の厚
み分布を修正するという本来の目的には有効である事が
公知であるが、この方法には次のような欠点があった。

すなわち、上下ワーク３０−ルの軸心を水平面内でわず
かに傾けて圧延を行ならと、ロール軸に平行な方向の力
（以後これをスラスト力と呼ぶ）が発生し°、このスラ
スト力を支える軸受等の機構が大きなものになり、圧延
条件によっては上記スラスト受は機構が破損して重大な
設備事故になる可能性があった。ロールクロス圧延法に
おいて大きなスラスト力が喘生ずる事は従来から知られ
ていたのであるが、圧延条件とスラスト力との定量的な
関係が十分把握されておらず、このため従来は単にスラ
スト受は機構を強大なものにするという設計上の考慮が
されたのみであり、圧延機の製造コスト上不利であるば
かりでなく、スラスト軸受での発熱のため高速圧延を行
なう事が困難な場合もあった。

これに対して本発明者等はロールクロス圧延法における
スラスト力の生じる原因及び圧延条件とスラスト力との
関係について詳細な研究を行ない、本発明をなしたもの
であり、その目的とする所は上記したロールクロス圧延
法における過大なスラスト力の発生を防止し、もってス
ラスト受は機構の構造を簡素にできる技術を提供する事
にあり。

その要旨とする所は上補強ロールと上作業ロールの軸を
ほぼ平行に保って上ベアロール群とし、下補強ロールと
下作業ロールの軸をほぼ平行に保って下ベアロール群と
し、上ペアロール群の軸と。

下ペアロール群の軸を互に水平面内で交叉させて板材を
圧延する方法において、板材を圧延していない°空転状
態においては、上下ペアロール群の軸の交叉角を上下作
業ロールの押し付は力に起因するスラスト力が十分、小
さくなる程度に小さな角度に設定しておき、板材先端を
噛み込んだ後に、圧延に適した角度まで、上下ペアロー
ル群の軸の交叉角を変更する事を特徴とするロールクロ
ス圧延方法である。

以下本発明の要旨を理解するために本発明者等の研究結
果にもとづいて詳細に説明する。

第３図は板材の圧延中に生じるスラスト力を実験で求め
た結果を示した図である。実験は第１図（ａ）、　（ｂ
）に示したロールクロス圧延によって鋼板の熱間圧延を
行なったもので、クロス角θ（定義は第２図参照）及び
圧下率ｒを檀々変え４て行なった。

第３図はスラスト力ＦＴと圧下率ｒとの関係を、θ＝０
．５°及びｉ、ｏ’の場合に示したものであるが、同図
より圧下率が上昇してもスラスト力はあまり大きくなら
ない事が、わかる。圧下率ｒを太き（してゆくと圧延荷
重Ｐは大きくなるが、灸うストカＦ　はほとんど変らな
いという事は、スラスト力ＦＴの圧延荷重Ｐに対する比
μＴ　（これをスラスト係数と呼ぶ）が第４図に示した
ように圧下率ｒの増大に伴なって減少する事を意味して
いる。このように圧下率ｒが増大してもスラスト係数μ
アが減少するため、スラスト力Ｆ１があまり大きくなら
ない理由はここでの議論には特に重要ではな（・ので詳
細は省略するが、スラスト力の発生する圧延ロールと板
材との接触域において、板材が塑性変形しているためで
あるとして説明するｉができる。

上記のように板材を圧延している間は、スラスト力ＦＴ
はあまり太き（はならず、圧延機の強度と比較研究した
結果、従来公知の技術を用（・て簡素な設計のスラスト
受は機構を採用する事が可能な事がわかった。

す気ニ、本発明者等は、ロールクロス圧延方法において
は、板材を圧延している時だけでな（、板材を圧延して
いない空転時においても、上下ロールの押し付は力が大
きい、いわゆるキスロール状態でロールを空転する場合
があり、このようなキスロール状態でもスラスト力が発
生する事に着目して実験を行なった。

第５図は、ロールクロス圧延法で鋼板の熱間圧延を行な
う場合のキスロール時のスラスト係数を実験した結果を
示す図でｉる。同図より、潤滑・をほどこさない場合、
キスロール時のスラスト係数μ７は３０％以上に゛も達
する事がわかる。同図にはまたキスロール時のスラスト
力を軽減するために潤滑をほどこす事（有効である事も
あわせて示されているが、潤滑によってスラスト力を低
減するためには潤滑油の供給装置を必要とし、また板材
の噛み込み性のため適用できない場合があるのに対して
１本発明は、＠滑の有無にかかわらず有効でかつ特別な
潤滑装置を必要とせずに、スラスト力を軽減する方法を
提供するものである。

このようにキスロール時のスラスト係数が、板材を圧延
中のスラスト係数と異な・る理由は、キスロール時には
スラスト力の発生する場所が、互の軸線が第２図に一示
した如く、交叉角２θを持って水平面内で交叉している
上下ワークロール１．２の接触している領域であり、こ
こでは上下ツークロール１，２がたかだか弾性変形しか
しておらず。

板材を圧延中の板材Ｓと上下ロール１，２のいずれかと
の接触域では板材Ｓ−が塑性変形をしている状態と本質
的に異なった状態にあるためである。

以上述べたように、ロールクロス圧延方法において大き
なスラスト力の発生するのは、キスロール時であって、
板材を圧延している間はあまり大きなスラスト力が発生
しない事が明らかになった。

本発明者等１ま、この発見にもとづいて、ロールクロス
圧延法におけるスラスト力軽減対策を研究した結果、大
きなスラスト力の発生するロールキス時には上下ベアロ
ールの交叉角を十分小さな角度に設定しておき、板材の
圧延中のみ′必要な交叉、角を与えるようにすればよい
との結論に達し、・本発明をなしたものである。

以下本発明の実施例を図を用いて説明する。

第６図はロールクロス圧延機の析略構造例を示す側面図
である。上補強ロール３のチョック３ａで上作業ロール
１のチョックｌａを抱き込んでお。

す１両ロールの軸はほぼ平行に保たれてよベアロール群
を構成し℃いる。また下補強ロール４のチョック４ａで
下作業ロール２のチョック２ａを抱き込んでおり、両ロ
ールの軸がほぼ平行に保た一庇て下ベアロール群を構成
している。

上補強ロールチョック３ａはチョック位置設定機構３ｂ
、３Ｃによつ七、圧延方向の両側か゛ら門持されており
、チョック位置設定機構３ｂ、３Ｃは圧延機のハウジン
グＩＯに固定されており、図示されていない動力機構１
こよって上補強ロールチョック３ａを圧延方向に移動さ
せ、あるいは、所定位置に保持する事ができる。第６図
は圧延機の作業側から見た図であるが−これと反対側の
駆動側の上補強ロールチョックに関しても同様のチョッ
ク位−置一般定機一が設けられており、駆動側の補強ロ
ールチョックも圧延力゛向の位置を変更および設定でき
るようになっている。

上補強ロールチョック３ａは、摩擦力軽減機構７を通じ
てエコライザービーム６１こよって支持され、さらにエ
コライザービーム６は圧下スクリュー１５を通じて）−
ウジングｌＯによって垂直力向の移動を拘束され、圧延
力が支持される。

以上は上ロール群についての概略構造を説明したが、下
ロール群についても同様の構造とする事によって、下補
強ロールチョック４ａの圧延方向位置を作業側、駆動側
夫々独立に変更、設定できるように構成されている。下
ロール群にかかる圧延反力は、下補強ロールチョック４
ａより摩擦力軽減機構８を通じて、ロール組替台車９に
伝達され、さらに油圧ジヤツキ１６を通じて最終的にノ
・ウジングｌＯによって支持される。

以上＼説明したように、−第６図に例示した圧延機を用
（マて、第１図（ａ）、　（ｂ）に原理を示したロール
クロス圧延方法を実施する事が可能である。さらに本発
明の特徴にあるように、板材先端を噛み込んだ後に上下
ベアロール群の軸交叉角を変えるためには、大きな圧延
力がかかつている状態で、上１補強ロールチョック３ａ
、４ａを圧延方向に移動させる必要があるが、これは、
下補強ロールチョック３ａとエコライザービーム６との
接触面、及び下補強ロールチョック４ａとロール組替台
車９との接触面に、夫々適当な摩擦力軽減機構（例えは
グリース潤滑、コロ、あるいは静水圧支持機構等）を設
ける事によって可能になる。

次に本発明の衿用効果を明らかにするために、具体的数
値例をあげて説明する。すなわち、板厚３．９ＩＩＩ、
板幅１６００朋の鋼板を、作業ロール径７００ｍｍφの
圧延機を用いて、２．０ｍｍ厚さまで熱間圧延する場合
を例にとる。この時の圧延荷重はＰ＝　３０００Ｔ０”
とする。

ロール開度設定Ｓと出側板厚りとの関係は、周知のよう
にミル剛性をＫとして ｈ＝ｓ＋−−・・・・−（１） で表わされる。

ミル剛性Ｋを６００　Ｔｏｎ／＋ｉｇ　とすると、ｈ　
＝　２．０を得るためには、ロール開度Ｓは（１）式よ
りＳ＝　　ｈ　−−＝　　−３，０ に きなる。すなわち、ロール開度が零の状態から、さらに
３０だけ余計に締め込んだ設定をする必要があり、板材
を噛入込む前のロール空転時にも１８００　ＴＱｎ　　
の上下ロールの押し付は力が生じる。

この場合上下ペアロール軸の交叉角がθ二０．３曳（２
θ＝０．６度）以上にしておくと、第５図かられかるよ
５に、無潤滑の場合３０チ以上のスラスト係数であるた
め、約５７Ｑ　Ｔｏｎ以上のスラスト力が発生し、スラ
スト受は機構が急速に損傷してしまう事になる。

これに対してロール空転時には上下ペアロール軸の交叉
角を十分小さな値、例えば　θ二０．０５　ｉ（２θ＝
０．１度）以下にしておけば、第５図かられかるように
スラスト係数は１０チ程度であり、発生するスラスト力
は１８０　Ｔｏｎ程度でおさまる。

−力板材を噛み込んだ後の圧延中のスラスト係−数は、
第４図より圧下率ｒが３３チだから、０２１度の場合で
も５％程度であるから圧延中のスラスト力（１３０００
Ｘ　Ｏ，０５＝　１５０　ＴＯｎ　Ｌががからない。

このようｌζ、本発明の方法を用いずにロールクロス圧
延を行なうと、約５７０　Ｔｏｎものスラスト力が生じ
るのに対して、空転時には上下ロールの交叉角を小さく
しておき、板材を圧延中のみ必要な交叉角を与えるとい
う本発明の方法を用いる事によりスラスト力を１８０　
Ｔｏｎ以下におさえることができ、圧延機のスラスト受
は機構の構造を著しく簡素なものにする事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は公知のロールクロス圧延方法を
示す正面図と側面図、第２図はロールクロス圧延法にお
ける上下作業ロールの交叉した状態を示す平面図、第３
図は板材圧延中のスラスト力を示す図、第４図は板材圧
延中のスラスト係数を示す図、第５図はキスロール時の
スラスト係数を示す図、第６図はロールクロス圧延機の
概略構造例を永す側面図である。 ｌ、２・・作業ロール、３．４・・補強ロール、６・−
エコライザービーム、７，８・・摩擦力軽減機構、９−
・ロール組替台車、１０・−ハウジング、１５・・圧下
スクリュー、１６・・油圧ジヤツキ。 特許出願人　代理人 弁理士　矢葺知之 （ほか１名） 第　１　図 （ａ）（ｂ） 第　２図 第　３図 第　５図 ０　　　０．２　　　０．４　　　’０．６　　　０．
８７０ス色　θ　（戊） 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上補強ロールと上作業ロールの軸をほぼ平行に保って上
   ベアロ１ル群とし、下補強ロールと１作業ロールの軸を
   ほぼ平行に保らて下ペアロール群とし、上ベアロール群
   の軸き、下ペアロール群の軸を互に水平面内で交叉させ
   て板材を圧延する方法において。 版材を圧延していない空転状態においては、上下ペアロ
   ール群の軸の交叉角を上下作業ロールの押し付は力に起
   因するスラスト力が十分小さくなる程度に００を含む小
   さな角度に設定し℃おき、板材先端を噛み込んだ後に、
   圧延に適した角度まで。 上下ペアロール群の軸の交叉角を変更する事を特徴とす
   るロールクロス圧延方法。