JP2001252707A

JP2001252707A - 圧延装置及び圧延方法

Info

Publication number: JP2001252707A
Application number: JP2000064428A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Tsumura; 陽一郎津村; Kazutoshi Yokoo; 和俊横尾; Hiroshi Matsuoka; 央松岡; Kanji Hayashi; 寛治林; Kazuo Morimoto; 和夫森本; Yuji Asahara; 裕司浅原; Kazumasa Mihara; 一正三原; Keiji Mizuta; 桂司水田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2000-03-09
Publication date: 2001-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】温度分布によるロールの変形を効果的に補償
することができる圧延装置及び圧延方法を提供する。【解決手段】被圧延材Ｗが通板する部分のワークロー
ル１の表面をスプレイノズル４から噴射する冷却水５で
スプレー冷却する冷却水ヘッダ３と、前記被圧延材端部
側方のワークロール表面部に設けられ該ワークロール表
面の非冷却局部への前記冷却水５の侵入を防止し得る遮
蔽壁１０とを備え、該遮蔽壁１０の横壁１０ｂ部からは
ロール幅方向に膜状に流体噴流を吹き出すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延装置及び圧延
方法に係り、一層詳細には、被圧延材を圧延しながら圧
延ロールのサーマルクラウンを補正する圧延装置及び圧
延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属板或いは金属帯等被圧延材の熱間圧
延において、同一幅の被圧延材を連続して圧延すると、
ワークロール等圧延ロールが加熱されると共に圧延ロー
ルの被圧延材端部位置では熱がロール端部に向かって伝
導するために、被圧延材端部位置の温度がロール中央部
の温度に比べ低くなり、圧延ロールが被圧延材端部に向
かって小さく（細く）なるサーマルクラウンと呼ばれる
現象によって板厚不均等が形成され、品質上問題となっ
ている。

【０００３】この現象の解決法として、従来は、特開平
９−８５３１２号公報で、圧延ロールの通板部を積極的
に冷却する方法が開示されている。これは、図９に示す
ように、圧延ロール１００のロール軸方向に多数列設さ
れたスプレーノズル１０１から冷却水１０１ａを圧延ロ
ール１００の表面に向けて噴射する際に、その噴射範囲
が被圧延材Ｗの板幅相当（通板部）に制限されるよう
に、冷却水１０１ａを噴射するスプレーノズル１０１の
数をそれぞれの電磁弁の制御によって制限すると共に、
アクチュエータ１０２によりロール軸方向に移動可能な
左右一対の仕切板１０３の位置を制御するものである。

【０００４】また、特公平７−８３７０号公報で、圧延
ロールの非通板部を積極的に加熱する方法が開示されて
いる。これは、図１０に示すように、被圧延材Ｗの板幅
に応じてサイドガイド幅調整装置１０５にて左右一対の
サイドガイド１０６を移動させて、熱間圧延により通板
部が熱膨張した圧延ロール１００の非通板部を所定幅に
わたり噴射ノズル１０７にてスティームジェット１０７
ａを吹き付けて加熱するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した圧
延ロールの通板部を積極的に冷却する方法にあっては、
冷却水噴射による冷却域を仕切板１０３のみによって制
限するため、噴射された冷却水１０１ａが仕切板１０３
を通り過ぎて冷却する必要の無い箇所をも冷却してしま
うことがあり、ロール上の熱伝導に伴う温度分布によっ
て生じた熱変形量を十分補償するに至っていないという
問題点があった。

【０００６】また、圧延ロール１００の非通板部を積極
的に加熱する方法にあっては、圧延ロール１００の、被
圧延材Ｗと接触した後の半回転後において、ロール全幅
にわたって冷却を行い、前述したスティームジェット１
０７ａによる加熱箇所も冷却しているため、加熱量が過
大となり、大きな出力の加熱装置が必要となるという問
題点があった。

【０００７】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
もので、その目的は、温度分布によるロールの変形を効
果的に補償することができる圧延装置及び圧延方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の圧延装置は、被圧延材が通板する部分の圧延ロー
ル表面をスプレー冷却する冷却水ヘッダと、前記被圧延
材端部側方の圧延ロール表面部に設けられ該圧延ロール
表面の非冷却局部への前記冷却水の侵入を防止し得る遮
蔽壁と、を備えたことを特徴とする。

【０００９】また、前記遮蔽壁は、前記スプレー冷却す
る範囲を制限する縦壁と前記圧延ロール表面の非冷却局
部に対応してロール幅方向に延びる横壁とを有すること
を特徴とする。

【００１０】また、前記遮蔽壁は、前記横壁部において
ロール幅方向に膜状に流体噴流を吹き出すことを特徴と
する。

【００１１】また、前記流体噴流は圧延ロール表面に対
して鋭角的な角度で吹き出されることを特徴とする。

【００１２】また、前記遮蔽壁は、少なくともロール幅
方向と該ロール幅方向と直交する方向に移動可能である
ことを特徴とする。

【００１３】また、前記遮蔽壁に近接して前記圧延ロー
ル表面の非冷却局部を加熱する局部加熱装置を設けたこ
とを特徴とする。

【００１４】斯かる目的を達成する本発明の圧延方法
は、被圧延材が通板する部分の圧延ロール表面をスプレ
ー冷却すると共に、前記被圧延材端部側方の圧延ロール
表面部に設けた遮蔽壁により前記圧延ロール表面の非冷
却局部への前記冷却水の侵入を防止しつつ圧延すること
を特徴とする。

【００１５】また、前記遮蔽壁に近接して設けた局部加
熱装置により前記圧延ロール表面の非冷却局部を加熱し
つつ圧延することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る圧延装置及び
圧延方法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

【００１７】［第１実施例］図１は本発明の第１実施例
を示す圧延装置の平面図、図２は同じく側面図、図３は
同じく要部拡大側断面図、図４はサーマルクラウンを生
じたロールの補正量比較を示すグラフである。

【００１８】図１及び図２に示すように、上，下ワーク
ロール１及びバックアップロール２で熱延鋼板等の被圧
延材Ｗが熱間圧延される。

【００１９】そして、上ワークロール１と平行に冷却水
ヘッダ３が配置され、その長手方向（ロール軸方向）に
多数取り付けたスプレイノズル４から噴射される冷却水
（スプレイ水）５により、上ワークロール１の被圧延材
Ｗによる被加熱部（通板範囲Ｅ）が冷却されるようにな
っている。尚、下ワークロール１に対しても同様に冷却
水ヘッダ３が配置されるが、上，下ワークロール１とも
同様の構成なので、下ワークロール１に関しての説明は
省略する。

【００２０】前記冷却水ヘッダ３は、その両端部のヘッ
ダ取付部６において回動自在に支持されると共に、この
冷却水ヘッダ３に取り付けられた各スプレイノズル４
は、電磁弁により前記被圧延材Ｗの通板範囲Ｅのみ冷却
するようオン／オフ制御される。前記ヘッダ取付部６に
は、冷却水ヘッダ３内に冷却水を供給するロール冷却水
管７が接続される。

【００２１】また、冷却水ヘッダ３には、前記冷却水５
の後述する溢流水８を流体噴流９を噴き出して遮断する
左右一対の遮蔽壁１０が長手方向（ロール軸方向）に移
動可能に取り付けられている。

【００２２】即ち、前記遮蔽壁１０を駆動する遮蔽壁移
動装置１１が、冷却水ヘッダ３の周囲及びロール側に突
き出したヘッダ突出し部３ａを転動可能な複数のコロ１
２を備えたスライドボックス１３上に取り付けられ、冷
却水ヘッダ３上を長手方向に遠隔制御により駆動可能に
なっている。前記スライドボックス１３は遮蔽壁移動装
置１１のモータにより駆動され、ラック＆ピニオンなど
により力の伝達を受け移動する。

【００２３】そして、前記スライドボックス１３に連結
杆１４と微調整及び伸縮装置１５を介して前記遮蔽壁１
０が支持されている。従って、前述したヘッダ取付部６
の回動（傾転）でスライドボックス１３も一体に回動
し、これにより前記遮蔽壁１０が上ワークロール１の摩
耗や被圧延材Ｗの板厚変化に対応した移動方向に合わせ
られる。また、微調整及び伸縮装置１５を遠隔操作する
ことにより、前記遮蔽壁１０の上ワークロール１との隙
間調整や数十mmオーダの軸直角方向平面内の変位が可能
となっている。図２中１６は微調整及び伸縮装置１５の
伸縮スライド部に設けた塵付着防止用の蛇腹である。

【００２４】図３にも示すように、前記遮蔽壁１０は、
左右一対の縦壁１０ａと上下一対の横壁１０ｂとを有す
る箱型に形成され、その内の上下一対の横壁１０ｂの内
部にはその幅一杯に扁平な流体通路１７Ａ，１７Ｂが形
成される。そして、この流体通路１７Ａ，１７Ｂから上
ワークロール１に対して流体通路１７Ａの場合は斜め上
方に、また、流体通路１７Ｂの場合は斜め下方に、それ
ぞれ鋭角的な角度θで流体噴流８を吹き出し、前述した
溢流水８や冷却水５の上ワークロール１の被圧延材Ｗに
よって加熱されなかった領域への流入を阻止するように
なっている。図１及び図２中１８は前記流体通路１７
Ａ，１７Ｂに流体を供給すべく図示しない流体供給源に
繋がる流体導管である。

【００２５】また、上下一対の横壁１０ｂの左右両端部
側からは、前記流体噴流９が、流体通路１７Ａ，１７Ｂ
に複数の支持ピース１９と共に収装された案内羽根２０
（これは、流体通路１７Ａ，１７Ｂと一体に形成しても
良い）により、上ワークロール１のロール幅方向外側へ
吹き出すように指向されている。また、流体噴流９は、
特に水のような液体である必要はなく気体のようなもの
でも良い。また、縦壁１０ａ及び横壁１０ｂのロール対
向端面に繊維質のものを貼設しこれをロール表面に摺接
させて流入防止の補助をさせても良い。

【００２６】また、前記遮蔽壁１０は、被圧延材Ｗの側
端部からロール幅方向外側へ５mm〜７０mm好ましくは１
０mm程度とできるだけ近づけ、ロール半径方向にはロー
ル表面から２mm〜１０mm好ましくは３mm程度離して設け
る。

【００２７】また、前記遮蔽壁１０のロール周方向の配
置は、上ワークロール１の板出側とし、かつその流体噴
流９がロール露出面のほぼ全域を覆うように配置され
る。尚、図示しないが、上ワークロール１の板出側に
は、被圧延材Ｗの直上に位置して各スプレイノズル４か
らの冷却水５を回収するための受皿が配置される。

【００２８】このように構成されるため、熱間圧延の際
には、冷却水ヘッダ３のスプレイノズル４から上ワーク
ロール１に噴射された冷却水５は、上ワークロール１の
回転に乗って上部へ移動し、溢流水８となってロール幅
方向外側へと流れる。

【００２９】この時、従来装置では、上ワークロール１
の回転力だけでは溢流水８の落下を防止できないため、
上ワークロール１の被圧延材Ｗによって加熱された領域
以外の箇所へも流れ落ちて、積極的には冷却したくない
領域が冷却される不具合を生じる。また、上ワークロー
ル１に噴射された冷却水５の内には、上ワークロール１
の回転に乗らずに流下するものもあり、これらが前記冷
却したくない領域へ侵入する虞もあった。

【００３０】ところが、本実施例では、前記遮蔽壁１０
の流体通路１７Ａから流体噴流９が斜め上方に、また、
流体通路１７Ｂから流体噴流９が斜め下方に、それぞれ
鋭角的な角度θで膜状に且つ先拡がりに吹き出される。

【００３１】これにより、前記流体通路１７Ａからの流
体噴流９により、前記溢流水８はロール回転の上流側へ
流れ落ちることなく、上ワークロール１と上バックアッ
プロール２の間を外側に向かって流れていく。一方、前
記流体通路１７Ｂからの流体噴流９により、上ワークロ
ール１の回転に乗らずに流下する冷却水５の前記冷却し
たくない領域への侵入も阻止される。

【００３２】この結果、乾燥したロール表面を広く確保
できるとともに冷却領域を制限して被圧延材Ｗによって
加熱された領域のみを冷却するようになるので、上ワー
クロール１のサーマルクラウンの補正効果を向上でき
る。

【００３３】本実施例の圧延方法を鋼板圧延時のワーク
ロールのサーマルクラウン補正挙動として示したもの
が、図４である。サーマルクラウンによるロールの外表
面変化が曲線Ａで示されている。このロールに、仕切り
板のみを設けて実施した場合は曲線Ｄで示される。次
に、本実施例の圧延方法である、流体噴流機構を有する
遮蔽壁１０を設けて補正した結果が曲線Ｂである。これ
からも、サーマルクラウンの補正が従来法に比べて十分
改善されていることが判る。

【００３４】尚、上記実施例において、被圧延材Ｗの幅
端部付近の冷却水量を少なくするように電磁弁によりス
プレイノズル４の開口量を制御することで、前記サーマ
ルクラウンの補正効果をさらに良くすることができる。

【００３５】［第２実施例］図５は本発明の第２実施例
を示す圧延装置の平面図、図６は同じく側面図、図７は
同じく要部拡大側断面図、図８はサーマルクラウンを生
じたロールの補正量比較を示すグラフである。

【００３６】図５乃至図７に示すように、この実施例
は、第１実施例における左右一対の遮蔽壁１０の内部に
誘導加熱方式の局部加熱装置３０を一体的に収装した例
である。そして、この局部加熱装置３０は、被圧延材Ｗ
の側端部からロール幅方向外側へ１０mm〜７０mm好まし
くは５０mm程度離し、ロール半径方向にはロール表面か
ら２mm〜１０mm好ましくは５mm程度離して設ける。

【００３７】また、局部加熱装置３０の電源は、図示し
ないが出力の容易さ、発生熱の浸透深さなどから４０KH
_Zから６０KH_Zがよく、好ましくは５０KH_Zの高周波電
源とし、導体は水冷導管３１とし電磁シールして漏洩電
流を生じにくい構造にしている。

【００３８】また、局部加熱装置３０は、周方向にはあ
る角度の範囲を、周長さで約２００mm、軸方向１００mm
を誘導電流によりロール表面を強く、ロール内部を弱く
加熱し得るようになっている。これにより、局部加熱装
置３０で加熱されるロール材の温度分布も被圧延材Ｗの
圧延により加熱される温度分布と同等になるよう配慮し
てある。

【００３９】本実施例によれば、流体噴流機構を有する
遮蔽壁１０と局部加熱装置３０との相乗効果により、即
ち、被圧延材Ｗによって加熱された領域以外の領域が、
冷却水５による積極的な冷却作用が回避される一方逆に
局部加熱装置３０により効果的に加熱されることにな
り、上ワークロール１のサーマルクラウンの補正効果を
より一層向上できる。

【００４０】本実施例の圧延方法を鋼板圧延時のワーク
ロールのサーマルクラウン補正挙動として示したもの
が、図８である。サーマルクラウンによるロールの外表
面変化が曲線Ａで示されている。このロールに、流体噴
流機構を有する遮蔽壁１０を設けると共に圧延鋼板端部
から約５０mm外側を局部加熱装置３０により約１３０KW
の出力で加熱することによって補正した結果が曲線Ｂで
ある。流体噴流機構を設けなかった場合は同一の投入出
力で補正した結果が曲線Ｄで示されている。これから
も、サーマルクラウンの補正が低出力で可能であること
が判る。同一の効果を得るには２３０KWが必要と算定さ
れている。

【００４１】尚、本発明は上記各実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能である
ことはいうまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１に係る圧延装置は、被圧延材が通板する部分の圧
延ロール表面をスプレー冷却する冷却水ヘッダと、前記
被圧延材端部側方の圧延ロール表面部に設けられ該圧延
ロール表面の非冷却局部への前記冷却水の侵入を防止し
得る遮蔽壁と、を備えたことを特徴とするので、乾燥し
たロール表面を広く確保できるとともに冷却領域を制限
して被圧延材によって加熱された領域のみを冷却するよ
うになり、圧延ロールのサーマルクラウンの補正効果を
向上でき、平坦度の高い圧延が可能になった。

【００４３】本発明の請求項２に係る圧延装置は、前記
遮蔽壁は、前記スプレー冷却する範囲を制限する縦壁と
前記圧延ロール表面の非冷却局部に対応してロール幅方
向に延びる横壁とを有することを特徴とするので、請求
項１の効果を簡単な遮蔽壁構造で得られる。

【００４４】本発明の請求項３に係る圧延装置は、前記
遮蔽壁は、前記横壁部においてロール幅方向に膜状に流
体噴流を吹き出すことを特徴とするので、当該流体噴流
によりより確実に圧延ロール表面の非冷却局部への前記
冷却水の侵入を防止し得る。

【００４５】本発明の請求項４に係る圧延装置は、前記
流体噴流は圧延ロール表面に対して鋭角的な角度で吹き
出されることを特徴とするので、当該流体噴流の及ぶ範
囲をロール周方向に拡げられる。

【００４６】本発明の請求項５に係る圧延装置は、前記
遮蔽壁は、少なくともロール幅方向と該ロール幅方向と
直交する方向に移動可能であることを特徴とするので、
遮蔽壁を被圧延材の板幅変更や圧延ロールの摩耗や被圧
延材の板厚変化に対応した移動方向に容易に合わせられ
る。

【００４７】本発明の請求項６に係る圧延装置は、前記
遮蔽壁に近接して前記圧延ロール表面の非冷却局部を加
熱する局部加熱装置を設けたことを特徴とするので、前
記遮蔽壁との相乗効果で、圧延ロールのサーマルクラウ
ンの補正効果をより一層向上できる。

【００４８】本発明の請求項７に係る圧延方法は、被圧
延材が通板する部分の圧延ロール表面をスプレー冷却す
ると共に、前記被圧延材端部側方の圧延ロール表面部に
設けた遮蔽壁により前記圧延ロール表面の非冷却局部へ
の前記冷却水の侵入を防止しつつ圧延することを特徴と
するので、乾燥したロール表面を広く確保できるととも
に冷却領域を制限して被圧延材によって加熱された領域
のみを冷却するようになり、圧延ロールのサーマルクラ
ウンの補正効果を向上でき、平坦度の高い圧延が可能に
なった。

【００４９】本発明の請求項８に係る圧延方法は、前記
遮蔽壁に近接して設けた局部加熱装置により前記圧延ロ
ール表面の非冷却局部を加熱しつつ圧延することを特徴
とするので、前記遮蔽壁との相乗効果で、圧延ロールの
サーマルクラウンの補正効果をより一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す圧延装置の平面図で
ある。

【図２】同じく側面図である。

【図３】同じく要部拡大側断面図である。

【図４】サーマルクラウンを生じたロールの補正量比較
を示すグラフである。

【図５】本発明の第２実施例を示す圧延装置の平面図で
ある。

【図６】同じく側面図である。

【図７】同じく要部拡大側断面図である。

【図８】サーマルクラウンを生じたロールの補正量比較
を示すグラフである。

【図９】従来例の圧延装置の正面図である。

【図１０】異なった従来例の圧延装置の平面図である。

【符号の説明】

１ワークロール２バックアップロール３冷却水ヘッダ４スプレイノズル５冷却水６ヘッダ取付部７ロール冷却水管８溢流水９流体噴流１０遮蔽壁１１遮蔽壁移動装置１２コロ１３スライドボックス１４連結杆１５微調整及び伸縮装置１６蛇腹１７Ａ，１７Ｂ流体通路１８流体導管１９支持ピース２０案内羽根３０局部加熱装置３１水冷導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松岡央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)発明者森本和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研究所内 (72)発明者浅原裕司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研究所内 (72)発明者三原一正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)発明者水田桂司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Ｆターム(参考） 4E024 AA02 AA03 DD04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被圧延材が通板する部分の圧延ロール表
面をスプレー冷却する冷却水ヘッダと、前記被圧延材端
部側方の圧延ロール表面部に設けられ該圧延ロール表面
の非冷却局部への前記冷却水の侵入を防止し得る遮蔽壁
と、を備えたことを特徴とする圧延装置。
【請求項２】前記遮蔽壁は、前記スプレー冷却する範
囲を制限する縦壁と前記圧延ロール表面の非冷却局部に
対応してロール幅方向に延びる横壁とを有することを特
徴とする請求項１記載の圧延装置。
【請求項３】前記遮蔽壁は、前記横壁部においてロー
ル幅方向に膜状に流体噴流を吹き出すことを特徴とする
請求項２記載の圧延装置。
【請求項４】前記流体噴流は圧延ロール表面に対して
鋭角的な角度で吹き出されることを特徴とする請求項３
記載の圧延装置。
【請求項５】前記遮蔽壁は、少なくともロール幅方向
と該ロール幅方向と直交する方向に移動可能であること
を特徴とする請求項１，２，３又は４記載の圧延装置。
【請求項６】前記遮蔽壁に近接して前記圧延ロール表
面の非冷却局部を加熱する局部加熱装置を設けたことを
特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の圧延装
置。
【請求項７】被圧延材が通板する部分の圧延ロール表
面をスプレー冷却すると共に、前記被圧延材端部側方の
圧延ロール表面部に設けた遮蔽壁により前記圧延ロール
表面の非冷却局部への前記冷却水の侵入を防止しつつ圧
延することを特徴とする圧延方法。
【請求項８】前記遮蔽壁に近接して設けた局部加熱装
置により前記圧延ロール表面の非冷却局部を加熱しつつ
圧延することを特徴とする請求項７記載の圧延方法。