JP3250904B2 - 板圧延機 - Google Patents
板圧延機Info
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- JP3250904B2 JP3250904B2 JP04930494A JP4930494A JP3250904B2 JP 3250904 B2 JP3250904 B2 JP 3250904B2 JP 04930494 A JP04930494 A JP 04930494A JP 4930494 A JP4930494 A JP 4930494A JP 3250904 B2 JP3250904 B2 JP 3250904B2
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- rolls
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- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Description
は帯状の金属製品を製造する際に用いる圧延機に関す
る。
願平5−048375号に記載の板圧延機の例の説明図
で、(A)は全体の側面図、(B)は上ロールアセンブ
リーの分割補強ロールの配置を示す平面図である。例え
ば、上ロールアセンブリーは、軸方向に3分割以上(図
5では、7分割)に分割した入側分割補強ロール3A〜
3C、および出側分割補強ロール4A〜4Dによって、
作業ロール1を支持する機構とし、各々の分割補強ロー
ル3A〜3C、4A〜4Cにはそれぞれ独立に荷重検出
装置が配置されている。
A,4B,4C,4Dに7分割した分割補強ロールの例
であるが、この分割数は3以上であれば良い。なお、図
中の6は圧延材であり、2は下作業ロールで、5は下補
強ロールである。但し、下補強ロールは分割されていな
い。
ールアセンブリーにおいて、入側および出側の分割補強
ロールのロール胴長、ロール径は等しく、その位置は図
5(A)の側面図上では作業ロール中心位置に関して対
称となっているが、圧延機の入側と出側での分割補強ロ
ールの数が異なる(3分割と4分割)。
り合いから、出側の分割補強ロール4A,4B,4C,
4Dの水平方向分力の合計と入側の分割補強ロール3
A,3B,3Cの水平方向分力の合計とは等しい。この
ことは、入側の各々の分割補強ロール3A,3B,3C
に作用する力が、出側の各々の分割補強ロール4A,4
B,4C,4Dに作用する力の1.33倍(4/3倍)
であることを示している。
として、作業ロールと分割補強ロール間の最大ヘルツ応
力がある。圧延中において、最大ヘルツ応力が限界値を
超えると、スポーリングと呼ばれるロールの表面疲労欠
陥やロールマークと呼ばれる分割補強ロールの端部が圧
延後の板に転写される表面疵等が発生する。最大ヘルツ
応力の限界値はロールの材質等によって異なるが、一般
に180〜220kgf/mm2 である。この問題を避けるた
めに、通常、最大ヘルツ応力の限界値以下で圧延が行わ
れている。
の各々の分割補強ロール3A,3B,3Cの最大ヘルツ
応力は、各々の分割補強ロール4A,4B,4C,4D
の最大ヘルツ応力の1.15倍〔(4/3)1/2 倍〕と
なる。従って、入側の分割補強ロール3A,3B,3C
の最大ヘルツ応力の限界値によって、最大圧延荷重(最
大圧下率)が規制され、生産性が阻害されるという問題
があった。また、分割補強ロールの疲労および摩耗によ
る寿命は、応力と転動回数で決まり、分割補強ロールが
同径の場合、出側の分割補強ロール4A,4B,4C,
4Dの方が寿命が長くなる。従って、分割補強ロールを
寿命の限界値まで使う場合、ロール交換が不規則とな
り、生産性が低下するという問題があった。
て、入側と出側の分割補強ロールの数を等しくすること
が考えられるが、この場合、入側と出側を合わせた全分
割数が偶数となるため、中央の2個の分割補強ロールは
独立した検出端あるいは制御端として機能できなくな
り、設備投資額に比して得られる効果が小さいという基
本的問題があり、以下の説明では、入側と出側を合わせ
た全分割数は奇数であることを前提とする。
問題を解決する方法として、本出願人は、平成5年10
月13日付けで、ロール径およびロール位置を調整する
方法(特願平5−256149号)を出願した。しかし
ながら、この方法を用いてもなお、機械的な干渉によっ
て、設計の自由度が制限される場合があることが判明し
た。
ール径D1 =240mm、分割補強ロール径D3 =D4 =
500mm、分割ロール設置角度θ1 =θ2 =45°(θ
1 ,θ2 の定義は図2(a),(b)に示す)、分割ロ
ール胴長L=135mm(全ロールで同一)の圧延機を改
善することを考える。
まの条件(θ1 =45°)とし、分割補強ロール4A〜
4Dのロール径を変化させずに、特願平5−25614
9号を適用すると、θ2 =58°が求まる。しかしなが
ら、図4(c),(d)に示すように、この条件では、
分割補強ロール3と4が互いに干渉するために、実際に
この圧延機を設計することができない。
ままの条件(θ2 =45°)で、分割補強ロール3A〜
3Cの角度θ1 を変化させずに(θ1 =45°)、特願
平5−256149号を適用すると、ロール径D3 =2
182mmが求まる。この条件も、図4(e),(f)に
示すように、分割補強ロール3と4が互いに干渉する上
に、ロール径は非現実的な大きさになり、実際にこの圧
延機を設計することができない。
圧延機において、入側と出側の分割作業ロールのロール
胴長およびロール径が等しく、かつ、入側と出側の分割
作業ロールの位置が対称でも、最大ヘルツ応力を等しく
でき、その結果として、圧延荷重限界が向上し、分割補
強ロールの交換効率も向上する圧延機を提供することを
目的とする。
解決するため、図1で示したように、作業ロールに水平
ロールベンディング装置を有する板圧延機であることを
特徴とする。すなわち、本発明の要旨とするところは、
次の通りである。
ンブリーが、軸方向に3分割以上に分割された分割補強
ロールを入側および出側に配置することによって作業ロ
ールを支持する機構であり、全ての分割補強ロールのロ
ール胴長およびロール径が等しく、かつ、分割補強ロー
ルが作業ロールの中心位置に対して入側と出側で対称に
設置され、各分割補強ロールには独立した荷重検出装置
を配置した板圧延機において、作業ロールに水平ロール
ベンディング装置を設けたことを特徴とする、板圧延
機。
る。図2(a),(b)において、上ロールアセンブリ
ーは、軸方向にk分割(k=2n+1,n:整数)に分
割した分割補強ロール群3((k−1)/2分割)、分
割補強ロール群((k+1)/2分割)によって、作業
ロール1を支持する機構とし、各々の分割補強ロール群
3,4にはそれぞれ独立に荷重検出装置が配置されてお
り、作業ロールと分割補強ロール間の板幅方向の圧延荷
重分布は一様で、分割補強ロール群3には均等に線荷重
p1 が、分割補強ロール群4には均等に線荷重p2 がか
かっている場合を例にとって説明する。上側の作業ロー
ル1(ロール径:D1 、ヤング率:E1 )の中心位置と
分割補強ロール群3の中心位置とを結ぶ線が水平方向か
ら反時計回りになす角をθ1 (0度<θ1 <90度)、
上側の作業ロール1の中心位置と分割補強ロール群4の
中心とを結ぶ線が水平方向から時計回りになす角をθ2
(0度<θ2 <90度)とする。ここで、θ1 ,θ2 を
分割ロール設置角度と称する。また分割補強ロール群3
のロール径をD3、ヤング率をE3 、ポアソン比を
ν3 、各胴長をL、分割補強ロール群4のロール径をD
4 、ヤング率をE4 、ポアソン比をν4 、各胴長をLと
する。
ルツの理論を用いることが知られている。本発明におい
ても、ヘルツの理論に従って2ロール間の接触応力を求
めることにする。分割補強ロール群3と作業ロール間の
最大ヘルツ応力をσMAX1、分割補強ロール群4と作業ロ
ール間の最大ヘルツ応力σMAX2は次式で与えられる。
分割補強ロール3,4で等しいのでE1 =E3 =E4 =
21000kgf/mm2 、ν3 =ν4 =0.3とおき、分割
補強ロールの径は3,4で等しいのでD3 =D4 =Dと
おくと、上式は、
く(p1 =p2 )することによって分割補強ロール3,
4の最大ヘルツ応力を等しくすることができる。
段として、本発明の水平作業ロールベンディング装置を
用いた方法について説明する。図2(a),(b)よ
り、圧延反力Fによって、分割補強ロール群3と作業ロ
ール間に作用する力をP1 、分割補強ロール群4と作業
ロール間に作用する力をP2 とすると、
て対称に配置されており、すなわち、設置角度が等しい
ので、ここで、θ1 =θ2 =θとすると、P1 ,P2 は
等しくなるので、P1 =P2 =Pとおける。従って、式
(5)よりF=2Psin θであるから、分割補強ロール
群3の線荷重p1 、および分割補強ロール群4の線荷重
p2 は、
強ロールの径が等しく、位置が対称である場合、線荷重
は、分割数が少ないほど大きくなることがわかる。
水平作業ロールベンディング力Fbを作用させた場合を
考える。ベンディング力Fb の作用によって、分割補強
ロール群3,4と作業ロール間に作用する力は、図3
(a),(b)に示したようにP1 ′,P2 ′に変化す
る。この時、力の釣り合い式は式(8)のようになる。
荷重p1 ′,p2 ′を等しくするとともに、従来(水平
ベンディング力を作用させない場合)に比べ、(1−1
/k)倍に線荷重を下げることができる。
ールのロール胴長およびロール径が等しく、かつ、入側
と出側の分割作業ロールの位置が対称でも、水平ロール
ベンディング装置のベンディング力を作用させることに
よって、入側と出側の分割作業ロールに作用する最大ヘ
ルツ応力を等しくでき、その結果として、圧延荷重限界
が向上し、分割補強ロールの交換効率も向上することが
できる。
の板圧延機の仕様を表1に示す。図1において、上ロー
ルアセンブリーは、軸方向に7分割(k=7)に分割し
た分割補強ロール3A〜3C、4A〜4Dによって、作
業ロール1を支持する機構とし、各々の分割補強ロール
3A〜3C、4A〜4Dにはそれぞれ独立に荷重検出装
置と独立した分割補強ロール圧下装置とが配置されてお
り、1は上作業ロール、2は下作業ロール、3は上分割
補強ロール(3分割)、4は上分割補強ロール(4分
割)、5は下補強ロール、6は圧延材であり、上作業ロ
ール1には、水平ベンディング装置7が設置されてい
る。また、上部の分割補強ロールの設置角度はそれぞれ
45°であり、分割補強ロールの胴長は全て135mmで
ある。
作用させずに圧延速度40m/minで無張力熱間圧延を行
ったところ、3の分割補強ロールの最大ヘルツ応力限界
(200kgf/mm2 )から、圧下率40%、圧延荷重は約
506TON までしか取ることができなかった。また、こ
の際、3の分割補強ロールの摩耗は4の分割補強ロール
の摩耗よりも激しいことが確認された。
ル径、角度θ1 、ロール胴長および、分割補強ロール4
A〜4Dのロール径、角度θ2 、ロール胴長を変更せず
に、本発明を適用し圧延荷重限界値の改善を図った。
応力限界(200kgf/mm2 )に基づき、式(8),
(9),(10)から限界圧延荷重時の水平ベンディン
グ力Fbを求めると、Fb =84.3TON が求まり、こ
の結果に基づいて水平ベンディング力を作用させて、圧
延速度40m/minで無張力熱間圧延を行なったところ、
圧下率45%、圧延荷重は約590TON まで上げること
ができた。また、この際、3および4の分割補強ロール
の摩耗は同程度で変化することも確認された。
応力限界による圧延荷重限界を高めることができるた
め、より高圧下圧延が可能となり、圧延機の生産性を高
めることができる。また、分割補強ロールが同径の場
合、各分割補強ロールの摩耗・疲労が同程度となるた
め、効率の良いロール交換が可能となる。
側面図、(B)は平面図である。
ロールアセンブリーの側面図、(b)は平面図である。
ディング力Fb を作用させた場合の説明図である。
(c),(e)は先行技術のロールアセンブリーを示す
側面図、(b),(d),(f)は平面図である。
(B)は平面図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 上下少なくともどちらか一方のロールア
センブリーが、軸方向に3分割以上に分割された分割補
強ロールを入側および出側に配置することによって作業
ロールを支持する機構であり、全ての分割補強ロールの
ロール胴長およびロール径が等しく、かつ、分割補強ロ
ールが作業ロールの中心位置に対して入側と出側で対称
に設置され、各分割補強ロールには独立した荷重検出装
置を配置した板圧延機において、作業ロールに水平ロー
ルベンディング装置を設けたことを特徴とする、板圧延
機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04930494A JP3250904B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 板圧延機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04930494A JP3250904B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 板圧延機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07256309A JPH07256309A (ja) | 1995-10-09 |
JP3250904B2 true JP3250904B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=12827208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04930494A Expired - Lifetime JP3250904B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 板圧延機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3250904B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3605300B2 (ja) * | 1998-10-13 | 2004-12-22 | 新日本製鐵株式会社 | 板圧延機 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP04930494A patent/JP3250904B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07256309A (ja) | 1995-10-09 |
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