JP5365020B2 - 圧延機 - Google Patents
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Description
このような特許文献1に開示された圧延機によれば、移動装置により一方の仕上圧延ロールと他方の仕上圧延ロールとを軸方向に沿って相反する方向に移動させることにより、作業ロールの端部同士の間隔を変位させることができる。したがって、鋳造ロールによって鋳造されたスラブの幅方向の端部の厚み変動を計測し、この計測結果に基づいて移動装置により仕上圧延ロールを経時的に移動させることによって、仕上圧延ロールによるスラブに対する幅方向の圧下率を常に均等にすることが可能となる。
また、スラブの厚み変動に応じるためには、仕上圧延ロールを多数かつ精密に移動させる必要がある。特に鋳造装置1にて連続的に鋳造を行ういわゆる連続鋳造機にて鋳造を行った場合には、スラブに発生するエッジドロップが非常に大きくなり、仕上圧延ロールを多数かつ精密に移動させる必要がある。このように、仕上圧延ロールを多数かつ精密に移動させる場合には、仕上圧延ロール及び移動装置に大きな負担がかかると共に、仕上圧延ロールの移動によってスラブの幅方向へのずれが生じてスラブの形状不良を発生させる虞がある。
さらに、仕上圧延ロールを精密に移動させる必要があることから、移動装置の調整には時間がかかり、一度移動装置に動作不良が発生すると、長期間圧延機の稼動を停止する必要が生じる。
このように、特許文献1に示す圧延機では、移動装置に起因するトラブルが多く、移動装置に起因するトラブルが発生した場合には、圧延機の稼動を長期間停止する必要が生じる。
このため、本発明の仕上圧延ロールは、周面が第1の輪郭を有するロールを仕上圧延ロールとして用いた場合に得られる作用と、周面が第2の輪郭を有するロールを仕上圧延ロールとして用いた場合に得られる作用との両方の作用を有する。すなわち、本発明の一対の仕上圧延ロールは、移動装置によって移動されない場合においては、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対して幅方向の圧下率が均等となるようにスラブを圧延し、移動装置によって一方の仕上圧延ロールと他方の仕上圧延ロールとが相反する方向に移動された場合においては、各仕上圧延ロールの端部同士の間隔を変位させることによって端部の厚み変動に応じてスラブを圧延する。
このような本発明によれば、移動装置にて仕上圧延ロールを移動させることによってスラブの端部の厚み変動に応じた圧延を行うこともできるが、移動装置にて仕上圧延ロールを移動させない場合であっても、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対して幅方向の圧下率が均等となるような圧延を行うことができる。実際のスラブ(端部の厚みが変動するスラブ)における端部の厚み変動は平均値に対して大きくずれるものではないため、移動装置にて仕上圧延ロールを移動させない場合であっても実際のスラブに対して品質の劣化が生じない程度の圧延を行うことができる。
したがって、本発明によれば、移動装置にトラブルが生じた場合であっても、移動装置の回復を待たずに圧延機を稼動させることが可能となる。
よって、本発明によれば、仕上圧延ロールを移動する移動装置を備える圧延機において、移動装置に起因するトラブルを低減させることが可能となる。
鋳造ノズル12は、タンディッシュ11から排出された溶湯X1を受けると共にこの溶湯X1を鋳造ロール13に案内して供給するものであり、タンディッシュ11の下方であり、鋳造ロール13の上方に配置されている。
鋳造ロール13は、水平に配列された一対の鋳造ロール13aと鋳造ロール13bとによって構成されており、鋳造ノズル12より上方から供給される溶湯X1を冷却しながら鋳造ロール13aと鋳造ロール13bとの間にて成型することによって、板状のスラブX2として下方に排出するものである。
サイド堰14は、鋳造ロール13に供給された溶湯X1が、鋳造ロール13の側部(軸方向の端部)から漏れ出すことを防止するための板部材であり、鋳造ロール13の側面に対して摺動可能に設置されている。
なお、鋳造ロール13の周面とサイド堰14とによって囲われる空間が湯溜りとされており、鋳造ノズル12から鋳造ロール13に供給される溶湯X1は、上記湯溜りに溜められた後に、鋳造ロール13aと鋳造ロール13bに供給される。
この仕上圧延装置2は、作業ロール21(仕上圧延ロール)と、移動装置22(図2参照)と、控ロール23とを備えている。
また、移動装置22は、下側作業ロール21aを軸方向に移動する移動装置22aと、上側作業ロール21bを軸方向に移動する移動装置22bとによって構成されている。
また、控ロール23は、作業ロール21の撓みを抑止するために作業ロール21と当接されるロールであり、下側作業ロール21aに当接される控ロール23aと、上側作業ロール21bに当接される控ロール23bとによって構成されている。
なお、本実施形態において、作業ロールの周面の輪郭とは、作業ロールを軸と直交する方向から投影した場合の投影図において、周面の境界部分を示す。
そして、図3に示すように、下側作業ロール21aの周面の輪郭Aは、スラブX2の板幅の範囲において一方の端部領域A2(図3における右側の端部領域)が中央領域A1に向かうに連れて基準位置より軸に向けて漸次潜り込むと共に変曲点a1を境に軸から離間する方向に膨れる湾曲形状を有し、中央領域A1が一方の端部領域A2から他方の端部領域A3(図3における左側の端部領域)に向けて軸から漸次離間する方向に膨れる形状を有し、他方の端部領域A3が中央領域A1から離間する方向に向かうに連れて中央領域A1の膨らみ量よりも大きく膨れる湾曲形状を有している。
なお、スラブX2の板幅の範囲における輪郭Aの中心a2は、図3に示すように、基準位置よりも軸に向けて0.03mm程度潜り込んでいる。
図5に示すように、第1の輪郭Bは、一方の端部領域B2及び他方の端部領域B3が、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブの上記端部の形状に応じた形状を有している。そして、端部領域B2及び端部領域B3に挟まれた領域が中央領域B1とされている。なお、第1の輪郭Bは、端部領域B2から端部領域B3に亘る全体が滑らかに連続している。このような第1の輪郭Bからなる周面を有する作業ロール100によれば、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対する幅方向の圧下率が均等となる。
すなわち、第1の輪郭Bは、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対する幅方向の圧下率が均等となるように、厚み変動が平均値であるスラブの端部に応じた形状を有する端部領域B2,B3及び該端部領域B2,B3に挟まれる中央領域B1を有する。
さらに第1の輪郭Bの中央領域B1は、スラブの圧延の際に生じる下側作業ロール100a及び上側作業ロール100bの撓みによって、直線となるように軸から離間する方向に湾曲されている。このため、スラブの中央部における圧下率をより均等にすることが可能となる。
なお、第1の輪郭Bは、自らの中心b1に対して線対称な形状とされている。
図7に示すように、第2の輪郭Cは、下側作業ロール200aと上側作業ロール200bとを移動装置201にて軸方向の相反する方向に移動させることによって各作業ロールの端部同士の間隔が変位するように、端部領域C2,C3が略直線状の中央領域C1よりも軸方向に対して急な傾斜角度を有する。また、第2の輪郭Cは、端部領域C2から端部領域C3に亘る全体が滑らかに連続している。なお、図7に示す第2の輪郭Cは、下側作業ロール200aのものである。そして、上側作業ロール200bにおける第2の輪郭Cは、図7に示す第2の輪郭Cを中心c1に対して点対称の形状を有している。このような第2の輪郭Cからなる周面を有する作業ロール200によれば、図6に示す移動装置201にて下側作業ロール200aと上側作業ロール200bが軸方向の相反する方向に移動されることにより作業ロールの端部同士の間隔が変位する。したがって、鋳造ロールによって鋳造されたスラブの幅方向の端部の厚み変動を計測し、この計測結果に基づいて移動装置200により作業ロールを経時的に移動させることによって、作業ロールにおけるスラブに対する幅方向の圧下率を常に均等にすることが可能となる。
なお、第2の輪郭Cは、自らの中心c1に対して点対称な形状を有している。
巻取装置4は、仕上圧延装置2から排出された薄板X3を巻き取ることによって回収するものであり、仕上圧延装置2の下流側に配置されている。
制御装置6は、本実施形態の圧延機S1の動作全体を制御するものであり、鋳造装置1、仕上圧延装置2、案内装置3、巻取装置4及び厚みセンサ5と電気的に接続されている。この制御装置6は、外部からの指示あるいは予め記憶するプログラム、及び厚みセンサ5から入力される厚み信号に基づいて、圧延機S1の動作全体を制御する。
そして、本実施形態の圧延機S1において制御装置6は、入力される厚み信号を処理することによりスラブX2の端部の厚み変動を取得すると共に、外部からの指示があった場合あるいは予め記憶するプログラムにおいて所定時間が経過した後に、取得した厚み変動に応じて移動装置22を介して作業ロール21を移動する。
具体的には、タンディッシュ11に貯留された溶湯X1は、タンディッシュ11の下方に排出されることによって鋳造ノズル12に供給される。そして、鋳造ノズル12に供給された溶湯X1は鋳造ノズル12から排出されることによって、鋳造ロール13の周面及びサイド堰14に囲まれた空間である湯溜りに供給され、さらに回転される鋳造ロール13a,13b間にて冷却されながら鋳造される。この結果、溶湯X1がスラブX2とされ、鋳造ロール13の下方に排出される。
具体的には、案内装置3のピンチロール31にてスラブX2が作業ロール21に案内されて供給される。そして、作業ロール21に供給されたスラブX2は、下側作業ロール21aと上側作業ロール21bとの間にて圧延されることによって薄板X3とされる。
このため、移動装置22によって作業ロール21が移動されない場合においては、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対して幅方向の圧下率が均等となるようにスラブX2が圧延される。一方、厚みセンサ5からの厚み信号に基づいて移動装置22によって下側作業ロール21aと上側作業ロール21bとが相反する方向に移動する場合においては、作業ロール21の端部同士の間隔を変位させることによって端部の厚み変動に応じてスラブX2が圧延される。
このため、本実施形態における作業ロール21は、周面が第1の輪郭Bを有するロール100を作業ロールとして用いた場合に得られる作用と、周面が第2の輪郭Cを有するロール200を作業ロールとして用いた場合に得られる作用との両方の作用を有する。すなわち、本実施形態における一対の作業ロール21は、移動装置22によって移動されない場合においては、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対して幅方向の圧下率が均等となるようにスラブX2を圧延し、移動装置22によって下側作業ロール21aと上側作業ロール21bとが相反する方向に移動された場合においては、各作業ロール21の端部同士の間隔を変位させることによって端部の厚み変動に応じてスラブX2を圧延する。
このような本実施形態の圧延機S1によれば、移動装置22にて作業ロール21を移動させることによってスラブX2の端部の厚み変動に応じた圧延を行うこともできるが、移動装置22にて作業ロール21を移動させない場合であっても、端部の厚みが該端部の厚み変動の平均値であるスラブに対して幅方向の圧下率が均等となるような圧延を行うことができる。実際のスラブ(端部の厚みが変動するスラブ)における端部の厚み変動は平均値に対して大きくずれるものではないため、移動装置22にて作業ロール21を移動させない場合であっても実際のスラブX2に対して品質の劣化が生じない程度の圧延を行うことができる。
したがって、本実施形態の圧延機S1によれば、移動装置22にトラブルが生じた場合であっても、移動装置22の回復を待たずに圧延機S1を稼動させることが可能となる。
また、実際の圧延機S1の稼動においては、予め設定される最終的な薄板X3の品質が、ある程度の端部の厚み変動を許容する場合もある。このような場合には、本実施形態によれば、移動装置22を停止状態で稼動することが可能となり、移動装置22の使用頻度を低減させることが可能となり、移動装置22のトラブルを低減させることが可能となる。
よって、本実施形態の圧延機S1によれば、作業ロールを移動する移動装置を備える圧延機において、移動装置に起因するトラブルを低減させることが可能となる。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の輪郭Bの中央領域B1は、圧延時における作業ロール21の撓みに応じて、形状設定されていれば良く、例えば、中央領域B1が軸に近づく方向に湾曲したり、中央領域B1が直線であっても良い。
さらに、第2の輪郭Cの中央領域C1も略直線状でなく、湾曲されていても良い。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、1つの作業ロール21に対して複数の控ロールが設置されていても良い。
Claims (4)
- 溶解された金属を鋳造することによって一定幅のスラブとする鋳造装置と、前記スラブを圧延することにより整形する一対の仕上圧延ロールと、各仕上圧延ロールを軸方向に移動可能な移動装置を備える圧延機であって、
前記仕上圧延ロールの周面であって前記スラブと当接する領域の輪郭は、
自らの中心に対して線対称の形状の第1の輪郭と、自らの中心に対して点対称の形状の第2の輪郭とを重ね合わせることによって得られる形状であり、
前記第1の輪郭は、端部の厚みが予め実験で得られた値の平均値である前記スラブを、一方の前記仕上圧延ロールと他方の前記仕上圧延ロールとを前記移動装置によって移動させていない位置で圧下したときに、前記スラブに対する幅方向の圧下率が均等となる形状とされた端部領域と当該端部領域に挟まれる中央領域を有する形状であり、
前記第2の輪郭は、一方の前記仕上圧延ロールと他方の前記仕上圧延ロールとを前記移動装置にて相反する方向に移動させたとき、単位移動量に対する一方の前記仕上圧延ロールの端部領域と他方の前記仕上圧延ロールの端部領域との隙間の変位量が、一方の前記仕上圧延ロールの中央領域と他方の前記仕上圧延ロールの中央領域との隙間の変位量よりも大きくなるように、端部領域が中央領域よりも前記軸方向に対して急な傾斜角度を有する形状であり、
前記仕上圧延ロールの周面であって前記スラブと当接する領域の輪郭は、
一方の端部領域が中央領域に向かうに連れて前記仕上圧延ロールの軸側に向けて漸次潜り込むと共に変曲点を境に前記軸から離間する方向に膨れる湾曲形状を有し、
中央領域が一方の端部領域から他方の端部領域に向けて前記軸から漸次離間する方向に膨れる形状を有し、
他方の端部領域が前記中央領域から離間する方向に向かうに連れて前記中央領域の膨らみ量よりも大きく膨れる湾曲形状を有している
ことを特徴とする圧延機。 - 前記第1の輪郭の中央領域は、圧延時の仕上圧延ロールの撓みにより直線となるように湾曲されていることを特徴とする請求項1記載の圧延機。
- 前記第1の輪郭及び前記第2の輪郭は、各々の全体が滑らかに連続していることを特徴とする請求項1または2記載の圧延機。
- 前記鋳造装置が前記金属を連続的に鋳造し、前記仕上圧延ロールが前記スラブを連続的に整形することを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の圧延機。
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