JPS63199003A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、補強ロールを軸方向にシフトすることのでき
る４段圧延機を用いる圧延方法、特に圧延材のエツジド
ロップ制御能力に優れ、かつ補強ロールの寿命を向上し
得る圧延方法に関する。

〈従来の技術〉 第８図は、４段圧延機の一例を示す。

４段圧延機は、圧延材３を直接圧延する作業ロール２．
２と、作業ロールに押当てられる補強ロール１．１から
構成される。

このような４段圧延機により圧延を行うと、第９図に示
される４段圧延機のように、作業ロール２．２に偏平変
形とたわみ変形、補強ロール１゜１にたわみ変形を生じ
、第１０図においてＨ３−Ｈｌで表わされる板クラウン
およびＨ２−Ｈ，で表わされるエツジドロップを生じる
。

特に１パス圧下率を７０％以上とり、−気に強圧下し、
変形させ圧接し複合金属条を製造するクラッド圧延にお
いては、極端なエツジドロップにより、端割れ並びに端
伸び等が生じて圧延材に波が発生し、ギ坦度の良好な圧
延材が得られない。

このような板クラウンおよびエツジドロップを改善する
ために、第１１図に示すような両側端にテーパ部１２を
有し軸方向にシフト可能な補強ロールを組み込んだ４段
圧延機を用いた圧延方法が試られている。

このようなテーパを有する補強ロール１．１をシフトし
た４段圧延機で圧延を行うことにより、作業ロール２．
２に補強ロール１，１のテーパ部１２に沿ったたわみ変
形を与えて圧延材３の幅方向端部近傍の作業ロール２．
２間の間隙を広げ、圧延材３の板クラウンおよびエツジ
ドロップを減少させる。

ところで、このような方式の圧延方法には、次に述べる
ような問題点があった。

（１）補強ロール１．１および作業ロール２．２が鍛鋼
製であると、特にクラッド圧延など圧下率の大きい圧延
においては、補強ロール１．１および作業ロール２，２
の偏平変形量が大きくなる。

そのため、圧延材３の幅方向端部近傍の作業ロール２．
２間の間隙が縮まってしまい、板クラウンおよびエツジ
ドロップが増大して、作業ロール２のテーパ部１２に沿
ったたわみ変形の効果が薄れ、テーパ付補強ロールの軸
方向へのシフト効果がほとんどなくなる。

（２）補強ロール１．１と作業ロール２．２が同材質で
あると、作業ロール２．２の焼き付き、スリ傷あるいは
摩耗による凹凸がそのまま補強ロール１，１に転写され
、補強ロール１，１の周表面が荒れ、補強ロール１．１
の寿命が短くなる。

（３）補強ロール１，１のテーパ部１２を圧延材３の板
中心までシフトすると、逆Ｖ状に作業ロール２がたわみ
、圧延条件の微妙な変化により圧延材３がロール軸方向
に逃げ、安定な圧延作業には適していない。

（４）作業ロール２あるいは補強ロール１にペンディン
グ力を作用させる装置例えば補強ロールベンダあるいは
作業ロールベンダを用いて、第１１図に示す作業ロール
に作用させるペンディング力１５、補強ロールに作用さ
せるペンディング力５を作用させても、形状調整、エツ
ジドロップの低減には効果があるが、強圧下で圧延する
場合に起こる極端なエツジドロップの解消には適してい
ない。

このように従来の圧延ロールの組合せによる圧延方法で
は、複合金属条の健全な製造および板形状を得ることは
難しかった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、圧
延材のエツジドロップ制御能力に優れ、かつロールの寿
命を向上し得る圧延方法を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、圧延材を直接圧延する一対の作業
ロールと、該作業ロールに圧下力を与え軸方向にシフト
可能な一対の補強ロールとで構成される４段圧延機を用
いて圧延するに際し、前記各補強ロールとして略円柱状
の円柱部とその片側端または両側端のテーパ部とで構成
され、前記円柱部の周方向全周にわたって外周表面より
所定の厚さにて縦弾性係数Ｅが３００００にｇｆ／ａ＋
ｍ２以上であり、軸方向長さが前記圧延材の巾より所定
長さ短い高縦弾性係数部を有する補強ロールを用い、 前記一方の補強ロールの前記高縦弾性係数部の末端が前
記圧延材の一方の幅方向端部より前記所定長さの約１／
２〜１だけ内側に位置するように１甫記一対の補強ロー
ルをシフトして圧延することを特徴とする圧延方法であ
る。

ここで、前記高縦弾性係数部がスリーブ状に形成された
圧延方法が良い。

また、前記所定長さは前記圧延材の一方の端部にエツジ
ドロップが発生する部分に相当する長さの約２倍、ある
いは前記圧延材の両端部にエツジドロップが発生する部
分に相当する長さである圧延方法が好ましい。

以下、本発明の圧延方法を添付図面に示す好適実施例に
ついて詳細に説明する。

本発明法に用いる４段圧延機の１構成例を第１図に示す
。

本発明法に用いる補強ロール１は主として圧延材の圧延
に寄与する円柱部１工とその片側端または両側端のテー
パ部（以下、補強ロールテーパ部１２という）とで構成
され、前記円柱部１１の周方向全周にわたって外周表面
より所定の厚さり。

にて縦弾性係数Ｅが３００００にｇｆ／ｒｎｍ２以上で
あり、かつ軸方向長さが、圧延材３の巾より所定長さく
第１図に示す２２、）だけ短い高縦弾性係数部１３を有
するものである。

なお、補強ロールテーパ部１２のテーパ角（第１図中０
１で示す）は１〜１．５度程度がよい。

この高縦弾性係数部１３は、縦弾性係数Ｅが３００００
にｇｆ／ｍｍ２以上の材質、例えば、３５０００　ｋｇ
ｆ／ｍｍ２のタングステン（ｗ）、モリブデ：／　（Ｍ
ｏ）、４００００Ｋｇｆ／ｍｍ２（Ｄ７）Ｉｉミナ（八
１□０，９２〜９４％、５ｉｎ２、ＭｇＯ残等）、ＷＣ
−Ｃｏ焼結合金、窒化チタン（ＴｉＮ）　、シリコンナ
イトライド（Ｓｉ３Ｎイ）等で形成さる。

また、ＷＣ−Ｃｏ焼結（Ｍ硬）合金表面に窒化チタン（
ＴｉＮ）を３〜５μｍ厚に表面処理したものを用いるこ
とも良い。

円柱部１工および補強ロールテーパ部１２は、縦弾性係
数ＥがＬ配材質より小さい材質、例えば鍛鋼、Ｆｃ−Ｎ
ｉ合金、Ｆｅ基合金、銅、銅合金等で形成される。

なお、高縦弾性係数部１３の縦弾性係数Ｅが３００００
　Ｋｇｆ／ｍｍ２より小さいと、後述の実施例に示され
るように、板クラウンおよびエツジドロップ低減効果が
不十分なものとなる。

以下の説明において、図示する４段圧延機の圧延材３よ
り上方の補強ロール！および作業ロール２を、！方の補
強ロール１および作業ロール２とし、圧延材３より下方
の補強ロールｌおよび作業ロール２を、他方の補強ロー
ル１および作業ロール２とする。

また図に向って左方向位置を左側とし、右方向位置を右
側とする。

このような４段圧延機の一対の補強ロール１、ｔを第１
図に示すように一方の補強ロールｌの高縦弾性係数部１
３の末端が圧延材３の−・方の幅方向左側端部Ａより所
定長さく第１図中０１で示す）内側に位置し、かつ他方
の補強ロール１の高縦弾性係数部１３の末端が圧延材３
の他方の幅方向左側端部より所定長さく第１図中１．で
示す）内側に位置するようにシフトして圧延を行う。

本発明方法は、補強ロールテーパ部１２と圧延材３より
所定長さ短い高縦弾性係数部１３の相乗効果によるエツ
ジドロップ低減がはかれるので、７ｊＳ１図の説明のよ
うに圧延材３に対して１方の補強ロールｌの高縦弾性係
数部１３の位置を左右同じ長さ！、たけ内側に位置させ
る場合に限らず、１１から２１１の範囲で左右非対象に
位置させ（すなわち所定長さの約１／２〜１だけ内側に
）で圧延することができる。この場合でも圧延材３の上
下の補強ロール１．１の位置関係は圧延材３中心点に対
して対称とする。

すなわち、高縦弾性係数部１３の軸方向長さは、圧延材
の幅方向長さより所定長さ、約２１゜たけ短くする。　
ここで１．の長さは圧延される圧延材の形状に応じて決
定され、常に圧延材３の幅の１０〜３０％程度、または
圧延材３の一方の端部にエツジドロップが発生するであ
ろうと思われる部分に相当する長さ程度とするのがよい
。

ここで本発明方法は、補強ロールテーパ部１２と圧延材
３より所定長さ短い高縦弾性係数部１３の相乗効果によ
るエツジドロップの低減かはかれるので、所定長さ約２
１．は、上記の最適長さにかぎらず広笥囲に選択するこ
とができる。

なお、補強ロールテーパ部１２は、必ずしも円柱部１１
０両側端に形成されている必要はなく、エツジドロップ
低減に関与する側のみに形成されていてもよい。後述す
る他の構成例においても同様である。

このような４段圧延機を用いて圧延を行うと、まず、以
下のように、圧延材３の左側端部Ａのエツジドロップが
減少する。

補強ロール１が、円柱部１１の外周に高縦弾性係数部１
３と、円柱部１１の高縦弾性係数部１３より縦弾性係数
の小さい材質で形成された側面と、同じく縦弾性係数の
小さい材質で形成された補強ロールテーパ部１２を有す
るため、第２図に誇張して示すように、高縦弾性係数部
１３はほとんど扁平変形せず、かつ、補強ロールテーパ
部１２の扁平変形が比較的大きい。この際の補強ロール
１の扁平変形は、例えば第２図において圧延材の一方の
端部Ａの上方に位置する２点鎖線から実線への変化とし
て示される。このため補強ロール１のシフトによる作業
ロール２の補強ロールテーパ部１２に沿ったたわみ変形
が大きくなり、圧延材３の幅方向端部近傍の作業ロール
２．２間の間隙が広がる。そのため圧延材３の板クラウ
ンおよびエツジドロップは減少する。

また、圧延材３の右側端部Ｅでは、高縦弾性部材１３は
Ｃまでの長さであり、補強ロール１０作業ロール２に接
する面は、Ｃ以降は圧延材の右側端部Ｅまでの距離的Ｉ
、の間、高縦弾性係数部１３より縦弾性係数の小さい材
質で形成されているから、Ｅから垂線を延ばして補強ロ
ールの側面と交わった位置り付近での補強ロール１の扁
平変形量が負の方向（ロールギャップが大となる方向）
に大きくなり、実質的にはテーパ角が大きくなった状態
となり、作業ロール２にも同様な力が一加わり、したが
って、圧延材３の右側端部Ｅのエツジドロップが減少し
、板クラウンが良好となる。

第３図は、本発明法に用いる４段圧延機の補強ロールの
他の構成例を示すものである。なお、圧延時におけるこ
の補強ロールと圧延材との位置関係は、第１図の４段圧
延機と同様である。以下に述べる第４図から第６図にお
いても同様である。

第３図における補強ロール１は、高縦弾性係数部１３を
補強ロール１のロール胴中心に向ってクラウンになるよ
うに形成したものである。

第３図において、ｈ、は高縦弾性係数部１３の中央部付
近の厚さであり、ｈ２は高縦弾性係数部１３の末端の厚
さである。また、ｆｆ１２は、高縦弾性係数部１３のテ
ーパ状の部分の幅である。なお、このテーパ状の部分は
、高縦弾性係数部１３の両端に形成される必要はなく圧
延材３のエツジドロップ低減に関与する側にのみ形成さ
れていてもよい。また、ｈ２＝０であってもよい。

高縦弾性係数部１３をこのように補強ロールテーパ部１
２に向けてテーパ状に形成することにより円柱部１１か
ら補強ロールテーパ部１２にかけての剛性の変化が滑ら
かなものとなり、エツジドロップは、より滑らかに改善
される。

また、上記のような効果を得るためには、必ずしも第３
図に示すような構成の補強ロール１に限らず、例えば第
４図に示すように円柱部１１の側端に向けて高縦弾性係
数部１３の厚さが漸減する構成であれば、どのような断
面形状の高縦弾性係数部をもった補強ロールでもよい。

このような場合も高縦弾性係数部の断面形状は左右対称
である必要はなく、少なくともエツジドロップ低減に関
与する側に向けて高縦弾性係数部の厚さが漸減していれ
ばよい。

さらにこのような厚さが漸減する高縦弾性係数部１３を
円柱部１１の外周に限らず、第５図に示すように、補強
ロールの左側のテーパ部外周まで延長して形成してもよ
い。　この場合でも高縦弾性係数部１３の軸方向長さ及
び位置関係は前述のとおりとする。

このような高縦弾性係数部を有する補強ロールを用いる
ことにより、エツジドロップは滑らかに低減される。

なお、前記各構成例において、高縦弾性係数部１３をス
リーブ状に形成する場合、高縦弾性係数部１３を円柱部
１１に、それぞれ機絨的に組合わせ、この組み合せ後に
銀ろう付をするか、鋳込み（鋳造）、機械的な組立（ネ
ジ込み）圧入、あるいは焼結等の適当な方法によって接
合する。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例をあげ、本発明をさらに具体的に
説明する。

（実施例１および比較例） 第６図に示す４段圧延機において、作業ロール２径φ８
０　ｍｍ、テーパ付（テーパ角１．５度）、補強ロール
１径φ４００　ｍｍ、補強ロールテーパ部１２の幅を各
４０ｍｍ、補強ロールテーパ部のデーパ角θ１を１度、
円柱部１１の幅を１２０ｍｍとし、補強ロールがシフト
可能な４段圧延機において、Ｆｅ　−４２％Ｎｉ合金条
板厚１．５ｍｍ幅１００ｍｍを０．４５ｍｍ厚まで１バ
ス圧延を行うに当って、作業ロール２材質を鍛鋼製（縦
弾性係数Ｅ＝２１０００　ｋｇｆ／ｍｍ２）とし、鍛鋼
製ロールのテーパ付補強ロールの平行部のロール長さの
半分のみ（すなわち圧延材幅１００ｍｍより２０ｍｏ＋
短い８０ｒＲｒｎ）縦弾性係数が６４０００　ｋｇｆ／
ｍｍ２の超硬（ＷＣ−Ｃｏ焼結）合金厚さ２０ｍｍで形
成したロールを製作し、圧延を行った。

一方、従来の鍛鋼製テーパ付（テーパ角１．５度）補強
ロールで、圧延材端よりｊＬ、＝１０ｍｍ内側にシフト
した場合では、板クラウンが１２／１００＋ｎｍ、エツ
ジドロップが７／１１００ａ生じ、板も長手方向に波が
発生した。

上記の４段圧延機を用い、本発明方法で従来例と同一の
シフトをした場合、板の板クラウンは６／１００ｍｍ、
エツジドロップは３／１００に低減され、板形状も良好
であった。　また、強圧下でのシフトによる圧延材の軸
方向への逃げもなく安定した圧延作業が可能であった。

（実施例２） 実施例１と同様の機構をもつ４段圧延機においてテーパ
付補強ロールを第４図に示す鍛鋼製ロールの平行部のロ
ール長さく１６０ｍｔｎ）の半分（８０ｍｍ）のみ縦弾
性係数が６４０００　ｋｇｆ／ｍｍ２の超硬（ＷＣ−Ｃ
ｏ焼結）合金製で、一番厚いところで厚さ２０ＩＩＩＩ
Ｉ＋＋のテーパ状のものを圧入で形成したロールを製作
し、上記４段圧延機に組込んだ。

更にＦｅ−４２％Ｎｉ合金条板厚１．５ｍｍ　、幅１０
０ｍｍを０．４５ｍｍ厚まで１パス圧延をテーパ付（テ
ーパ角１．５度）補強ロールで圧延材端より第６図の位
置関係と同様ｊ！、＝１０ｍｍ内側にシフトした条件で
行い、板クラウン及び板形状について測定をおこなった
。

板クラウンは、５／１００ｍＩＩ＋、エツジドロップは
、３／１００ｍｍに低減された。　また板幅方向の厚さ
を断面から観察すると、第７図のように板クラウンのう
ちエツジドロップ領域（第２図に示す圧延材幅方向端部
より５ｍｍのところの８２−Ｈｌ）の所の厚さの変化は
、滑らかとなり、板形状も波等の発生もなく良好であっ
た。

また、作業ロールの焼付、スリ傷、あるいは、摩耗の凹
凸がエツジドロップ領域で少なくなり、その結果作業ロ
ールの表面の転写による補強ロール表面の荒れのための
ロール交換の寿命が長くなった。

〈発明の効果〉 （１）本発明方法の使用により、テーパ部の作業ロール
のたわみ変形効果が有効に発揮でき、また高弾性係数の
部材の形成によりロールの扁平変形も有効に活用でき、
強圧下高圧荷重での圧延においても板クラウンが低減し
、特にエツジドロップの低減が可能となった。

（２）強圧下（６０％加工以上）での圧延において、エ
ツジドロップの低減ができ、端割れ並びに端伸びによる
波の発生が防止でき、形状（平坦度）の良好な圧延材が
得られる。

（３）テーパ付補強ロールのテーパ部を圧延材の板中心
までシフトしても圧延条件（速度、耐滑、前後張力）が
変化した場合でも、圧延材料がロール軸方向に逃げるこ
ともなく、安定した圧延作業ができる。

（４）また、エツジドロップ領域が改善されるため、血
圧の局部的上昇部が減り、ロール表面の焼付も少なくな
り、ロール寿命が向上する。

（５）圧延機に大型のロールペンタ装置を必要とせずに
、ロールシフト機構をもつ４段圧延機の補強ロールを交
換することにより、エツジドロップ、板クラウンが改善
され、工業的に高圧下圧延での有効なエツジドロップ低
減法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法に用いる４段圧延機の１構成例を示
す断面図である。 第２図は本発明法を実施した状態を誇張して示す部分断
面図である。 第３図、第４図および第５図は、本発明法に用いる４段
圧延機の補強ロールの種々の構成例を示す断面図である
。 第６図は、実施例１で用いた４段圧延機の寸法を示す説
明図である。 第７図は、本発明法の実施結果を示す圧延材の断面板厚
分布プロフィルの説明図である。 第８図は、一般的な４段圧延機を説明するための正面概
要図である。 第９図は、第８図に示される一般的な４段圧延機使用時
の圧延状態を示す正面図である。 第１０図は、板クラウンおよびエツジドロップを説明す
るための圧延材の断面図である。 第１１図は、補強ロールをシフトした状態の４段圧延機
を説明するための正面概要図である。 符号の説明 １・・・補強ロール、 ２・・・作業ロール、 ３・・・圧延材、 ５・・・補強ロールに使用させるベンディング力、６・
・・円柱部の左側端部、 １１−・・円柱部、 １２−・・補強ロールテーパ部、 １３・・・高縦弾性係数部、 １５一作業ロールに作用させる ペンディング力、 １６−・・円柱部の右側端部、 Ａ・・・左側端部、 Ｂ　−・高縦弾性係数部の左側端部、 Ｃ・・・高縦弾性係数部の右側端部、 Ｄ・・・位置、 Ｅ・・−右側端部 Ｈ，−・・圧延材板端部厚さ、 Ｈ２・・・圧延材板端より中央側に ５ｍｍ入ったところの厚さ、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延材を直接圧延する一対の作業ロールと、該作
   業ロールに圧下力を与え軸方向にシフト可能な一対の補
   強ロールとで構成される４段圧延機を用いて圧延するに
   際し、 前記各補強ロールとして略円柱状の円柱部とその片側端
   または両側端のテーパ部とで構成され、前記円柱部の周
   方向全周にわたって外周表面より所定の厚さにて縦弾性
   係数Ｅが３００００Ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上であり、軸方
   向長さが前記圧延材の巾より所定長さ短い高縦弾性係数
   部を有する補強ロールを用い、 前記一方の補強ロールの前記高縦弾性係数部の末端が前
   記圧延材の一方の幅方向端部より前記所定長さの約１／
   ２〜１だけ内側に位置するように前記一対の補強ロール
   をシフトして圧延することを特徴とする圧延方法。
2. （２）前記高縦弾性係数部がスリーブ状に形成された特
   許請求の範囲第１項に記載の圧延方法。
3. （３）前記所定長さは前記圧延材の一方の端部にエッジ
   ドロップが発生する部分に相当する長さの約２倍、ある
   いは前記圧延材の両端部にエッジドロップが発生する部
   分に相当する長さである特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の圧延方法。