JP5711232B2 - 作業ロール径の設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業ロールを適切に小径化して、硬質材を効率的に圧延可能とする作業ロール径の設定方法に関する。

従来から、特に硬質材の圧延においては、作業ロール径を小さくする程、圧延材をより減厚することができることから、小径の作業ロールが用いられている。しかしながら、作業ロール径が小さくなると、このロール自体の曲げ剛性が低下するため、作業ロールの水平方向の撓みが問題となる。そこで、作業ロールを水平方向から支持する支持ロールを設けることにより、作業ロールの水平撓みを抑制するようにした圧延機が提供されている。

また、上述したような、作業ロール水平撓み抑制機能を具備した圧延機では、作業ロール径の範囲が、Ｄ（作業ロール径）／Ｂ（圧延材の最大板幅）＝０．０７５〜０．１となるような、極小径の作業ロールが採用されている。このような、極小径の作業ロールは、例えば、非特許文献１に開示されており、この非特許文献１においては、Ｄ（φ１５０ｍｍ）／Ｂ（１６５０ｍｍ）＝０．０９とした極小径の作業ロールが採用されている。

Franz Pempera、Massimo Casal, 「The rolling, annealing and pickling line at Avesta Polarit, Tornio」, MPT International, 2003年5月号, p.68-70

しかしながら、上記従来の圧延機では、作業ロール径の範囲が、Ｄ／Ｂ＝０．０７５〜０．１となるような、極小径の作業ロールを採用しているため、この作業ロールの操作側及び駆動側のスペースが小さくなり、スラスト容量の大きな作業ロール用スラストベアリングの設置が困難となっていた。

ここで、作業ロールを用いて、板幅が異なる複数の圧延材を連続して圧延する場合には、圧延材の板形状を制御するために、先細り部を有する中間ロールをロール軸方向に移動させ、その先細り部の起点となるロール肩部を圧延材の板幅に応じてシフトさせる必要がある。そして、このような、圧延中における中間ロールのシフト動作は、作業ロールに大きなスラスト力を与えることになる。

これにより、極小径の作業ロールを適用した圧延機では、圧延中に中間ロールをロール軸方向に移動させることができないため、圧延材の板幅が変更される度に、圧延機を停止させて、圧延荷重を解放し、作業ロール用スラストベアリングに掛かるスラスト力を軽減した状態で、中間ロールを圧延材の板幅に応じて移動させる必要があった。この結果、極小径の作業ロールを適用した圧延機においては、歩留まり及び生産性の低下を招くおそれがあった。

また、極小径の作業ロールを適用した圧延機では、作業ロール径が小さ過ぎて、ロール自体の曲げ剛性が更に低下してしまうため、中間ロールのロール肩部を圧延材の板幅内にシフトしないと、圧延材の板形状が平坦になりにくくなる。更に、中間ロールのロール肩部を圧延材の板幅内にシフトさせるためには、材質が変わったことによる圧延荷重の違いや、板幅が変わった場合に、その中間ロールのロール肩部形状を、圧延材の板形状を平坦とするために、変える必要がある。これにより、圧延操業上の制約を受けるおそれがあった。

また、作業ロールのロール肩部を圧延材の板幅に応じてシフトさせることにより、圧延材の端部において急激に板厚減少が起こる、所謂、エッジドロップを低減させることが可能となるが、このような場合にも、作業ロール用スラストベアリングに大きなスラスト力が掛かり、作業ロールのシフト動作を行うことができないという問題があった。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、作業ロールを適切に小径化して、硬質な圧延材を効率的に圧延することができる作業ロール径の設定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る作業ロール径の設定方法は、
圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の作業ロールを、圧延材の搬送方向入側及び搬送方向出側の少なくとも一方側から、それぞれ支持する上下一対の支持ロールと、
前記上下一対の支持ロールを、圧延材の搬送方向入側または搬送方向出側から、それぞれ支持する上下二対の分割ベアリング軸とを備えた圧延機における作業ロール径の設定方法であって、
板幅が一定となる圧延材を、作業ロール径が異なる複数種類の前記上下一対の作業ロールによって圧延して、各作業ロール径ごとに、圧延材の最大板幅と圧延材の板形状との関係を得て、
更に、それらの関係から、前記作業ロール径と圧延材の板端部形状との関係を得て、
前記作業ロール径と圧延材の板端部形状との関係から、前記作業ロール径の範囲を、（作業ロール径）／（圧延材の最大板幅）＝０．１を超え０．１６以下、とする
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る作業ロール径の設定方法によれば、作業ロールを適切に小径化することにより、当該作業ロールの操作側及び駆動側にスペースを形成させることができるので、スラスト容量の大きな作業ロール用スラストベアリングを設けることができる。この結果、板幅が異なる複数の圧延材を連続して圧延する場合でも、圧延機を停止させることなく、中間ロールを圧延材の板幅に応じてロール軸方向に移動させることができるので、歩留まり及び生産性の向上を図ることができる。また、圧延材の材質や板幅が変わっても、中間ロールのロール肩部形状を変えることなく、圧延材の板形状を向上させることができるので、硬質な圧延材を効率的に圧延することができる。

本発明の第１実施例に係る６段圧延機の正面図である。 図１のII−II矢視断面図である。 図１のIII−III矢視断面図である。 図２のIV−IV矢視断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は各作業ロール径に応じた圧延材の板幅と板形状との関係を示した図である。 板幅を一定にしたときの作業ロール径と板端部形状との関係を示した図である。 （ａ）は板形状計算条件を示した図、（ｂ）は中間ロールのシフト動作を示した図である。 本発明の第３実施例に係る６段圧延機の正面図である。 図８のIX−IX矢視断面図である。 板厚測定器の設置位置を示した図である。 作業ロールのシフト動作を示した図である。 第１実施例に係る６段圧延機を適用したタンデム圧延設備の正面図である。 第３実施例に係る６段圧延機を適用したタンデム圧延設備の正面図である。

以下、本発明に係る作業ロール径の設定方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、実施例２，３においては、実施例１で説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付し、重複した説明を省略してある。

図１及び図２に示すように、６段圧延機１１は、左右（駆動側、操作側）一対のハウジング２１ａ，２１ｂを有している。このハウジング２１ａ，２１ｂ内には、上下一対の作業ロール２２、中間ロール２３、補強ロール２４が回転可能に支持されており、更に、上下一対の作業ロール２２は、それぞれ上下一対の中間ロール２３に接触支持されており、この上下一対の中間ロール２３は、それぞれ上下一対の補強ロール２４に接触支持されている。そして、ハウジング２１ａ，２１ｂ間に搬送された硬質材である圧延材１は、作業ロール２２ａ，２２ｂ間を通板することにより、圧延されることになる。

また、上側の補強ロール２４は、軸受箱２５ａ，２５ｂに回転可能に支持されており、この軸受箱２５ａ，２５ｂは、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂを介して、ハウジング２１ａ，２１ｂに支持されている。従って、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂを駆動させることにより、圧延材１のパスラインを上下方向に調整することができる。

なお、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂは、ウォームジャッキまたはテーパウェッジ及び段付ロッカープレート等から構成されており、当該パスライン調整装置２６ａ，２６の内部に、ロードセルを内蔵させて、圧延荷重を計測するようにしても構わない。

一方、下側の補強ロール２４は、軸受箱２５ｃ，２５ｄに回転可能に支持されており、この軸受箱２５ｃ，２５ｄは、圧下用油圧シリンダ２７ａ，２７ｂを介して、ハウジング２１ａ，２１ｂに支持されている。従って、圧下用油圧シリンダ２７ａ，２７ｂを駆動させ、その圧下荷重を、上下一対の補強ロール２４及び上下一対の中間ロール２３を介して、上下一対の作業ロール２２に間接的に伝達させることにより、圧延材１を圧延することができる。

ここで、図２及び図３に示すように、上下一対の作業ロール２２は、圧延材１を圧延するための円柱状のロール胴部２２ａと、このロール胴部２２ａの両端部に形成されるロールネック部２２ｂとを有している。そして、作業ロール２２のロールネック部２２ｂは、ハウジング２１ａ，２１ｂに設けられる軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに回転可能に支持されており、これらの軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄには、ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ｄが設けられている。

ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ｄは、軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるロールネック部２２ｂの径方向両側部に配置されており、当該軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを押圧可能となっている。従って、ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを駆動させ、軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを押圧することにより、作業ロール２２にロールベンディングを付与することができるので、当該作業ロール２２の撓みを制御することができる。

また、作業ロール２２は、操作側及び駆動側のロールネック部２２ａの端面において、スラストベアリング３３ａ，３３ｂに支持されている。

なお、本実施形態では、作業ロール２２のスラスト力に対するスラスト容量を大きくするために、スラスト負荷専用のスラストベアリング３３ａ，３３ｂを設けるようにしているが、圧延材１の種類によっては、スラスト負荷及びラジアル負荷兼用の軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄだけでも作業ロール２２のスラスト力に十分対応できる場合があり、このような場合には、スラストベアリング３３ａ，３３ｂを省略することも可能である。また、本実施形態では、軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及びベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを設けて、作業ロール２２にロールベンディングを付与するようにしているが、これらを省略し、構成の簡素化を図るようにしても良い。

更に、図１乃至図３に示すように、上側の作業ロール２２においては、そのロール胴部２２ａが、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ支持ロール４１ａ，４１ｂによって接触支持されている。そして、支持ロール４１ａ，４１ｂは、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ分割ベアリング軸４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂによって接触支持されており、これらの分割ベアリング軸４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂの軸部は、それぞれ支持ビーム４４ａ，４４ｂに回転可能に支持されている。

また、ハウジング２１ａ，２１ｂ間には、ガイド部材４５ａ，４５ｂ及び支持フレーム４７ａ，４７ｂが設けられている。ガイド部材４５ａ，４５ｂ内には、支持ビーム４４ａ，４４ｂが、圧延材１の搬送方向に摺動可能に支持されており、支持フレーム４７ａ，４７ｂ内には、複数の油圧シリンダ４６ａ，４６ｂが、支持ロール４１ａ，４１ｂのロール軸方向（圧延材１の板幅方向）に所定間隔に設けられている。そして、油圧シリンダ４６ａ，４６ｂは、支持ビーム４４ａ，４４ｂの端面を押圧可能となっている。

一方、下側の作業ロール２２においては、そのロール胴部２２ａが、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ支持ロール４１ｃ，４１ｄによって接触支持されている。そして、支持ロール４１ｃ，４１ｄは、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ分割ベアリング軸４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄによって接触支持されており、これらの分割ベアリング軸４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄの軸部は、それぞれ支持ビーム４４ｃ，４４ｄに回転可能に支持されている。

また、ハウジング２１ａ，２１ｂ間には、ガイド部材４５ｃ，４５ｄ及び支持フレーム４７ｃ，４７ｄが設けられている。ガイド部材４５ｃ，４５ｄ内には、支持ビーム４４ｃ，４４ｄが、圧延材１の搬送方向に摺動可能に支持されており、支持フレーム４７ｃ，４７ｄ内には、複数の油圧シリンダ４６ｃ，４６ｄが、支持ロール４１ｃ，４１ｄのロール軸方向（圧延材１の板幅方向）に所定間隔に設けられている。そして、油圧シリンダ４６ｃ，４６ｄは、支持ビーム４４ｃ，４４ｄの端面を押圧可能となっている。

従って、油圧シリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄを駆動させ、支持ビーム４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄを押圧することにより、分割ベアリング軸４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを介して、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを押圧することができる。この結果、作業ロール２２のロール胴部２２ａを、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄによって、水平方向から押圧支持することができるので、作業ロール２２の水平撓みを抑制することができる。

これにより、作業ロール２２（ロール胴部２２ａ）の作業ロール径をＤとし、圧延材１の最大板幅をＢとすると、作業ロール径Ｄの範囲が、Ｄ／Ｂ＝０．１０１〜０．１６（０．１を超え０．１６以下）となるような、小径の作業ロール２２を採用することができるため、ステンレス鋼等の硬質な圧延材１を圧延可能となっている。例えば、板幅Ｂが１６００ｍｍの圧延材１を圧延する場合には、作業ロール径Ｄがφ１６２〜２５６ｍｍとなる作業ロール２２を採用することができる。

これを具体的に説明すると、作業ロール径Ｄがφ１４０ｍｍ、φ１７０ｍｍ、φ２００ｍｍ、φ２５０ｍｍ、φ３００ｍｍの５種類の作業ロール２２を用いて、板幅Ｂが１６００ｍｍの圧延材１をそれぞれ圧延してみる。これにより、図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、各作業ロール径Ｄごとに、圧延材１の板幅Ｂ（１６００ｍｍ）とその板形状（Ｉ−ｕｎｉｔ）との関係を得ることができる。これらは、実際に圧延を行ったときの板形状を表す板形状計算結果である。そして、それらの関係から、圧延材１の端部において、その板形状を示すＩ−ｕｎｉｔの値が大きい（伸び率が大きい）ことがわかる。

更に、上述した結果から、図６に示すように、作業ロール径Ｄと圧延材１の板端部形状との関係を得ることができる。このとき、良好な板形状の許容値を、２２ Ｉ−ｕｎｉｔ以下とすると、作業ロール径Ｄの範囲が、φ１６２〜２５６ｍｍとなることがわかる。そして、圧延材１の板幅Ｂが１６００ｍｍであるため、Ｄ（φ１６２〜２５６ｍｍ）／Ｂ（１６００ｍｍ）＝０．１０１〜０．１６（０．１を超え０．１６以下）となる。ここで、上述した、５種類の作業ロール径Ｄを採用した作業ロール２２の板形状計算条件は、図７（ａ）に示してある。

なお、油圧シリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄは、作業ロール２２の径に応じた作動量で自動的に駆動するようになっており、この油圧シリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄに替えて、ウォームジャッキ等を用いても構わない。また、本実施形態では、作業ロール２２を、圧延材１の搬送方向入側に配置される支持ロール４１ａ，４１ｃ及び圧延材１の搬送方向出側に配置される支持ロール４１ｂ，４１ｄによって押圧支持するようにしているが、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、入側及び出側の少なくとも一方側に設けるようにすれば良い。

次いで、図１、図２、図４に示すように、上下一対の中間ロール２３は、作業ロール２２のロール胴部２２ａと接触する円柱状のロール胴部２３ａと、このロール胴部２３ａの一端に形成されるテーパ状の先細り部２３ｂと、ロール胴部２３ａの他端に形成されるロールネック部２３ｃと、先細り部２３ｂの先端に形成されるロールネック部２３ｄと、先細り部２３ｂの起点（テーパ面の開始位置）となるロール肩部２３ｅとを有している。即ち、上下一対の中間ロール２３は、圧延材１の板幅中心に対して点対称となる上下のロール胴部２３ａの端部に、ロール肩部２３ｅをそれぞれ有している。

そして、中間ロール２３のロールネック部２３ｃ，２３ｄは、ハウジング２１ａ，２１ｂに設けられる軸受５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに回転可能に支持されている。このうち、駆動側の軸受５１ｂ，５１ｄには、着脱フック５２を介して、シフトフレーム５３が着脱可能に装着されており、このシフトフレーム５３とハウジング２１ｂとの間には、シフトシリンダ５４ａ，５４ｂが介在されている。

また、操作側の軸受５１ａ，５１ｃの両側部には、シフトブロック５５ａ，５５ｂが設けられており、これらのシフトブロック５５ａ，５５ｂは、ハウジング２１ａに対して、中間ロール２３のロール軸方向に摺動可能に支持されている。同様に、駆動側の軸受５１ｂ，５１ｄの両側部には、シフトブロック５５ｃ，５５ｄが設けられており、これらのシフトブロック５５ｃ，５５ｄは、ハウジング２１ｂに対して、中間ロール２３のロール軸方向に摺動可能に支持されている。そして、対向したシフトブロック５５ａ，５５ｂとシフトブロック５５ｃ，５５ｄとは、連結バー５６ａ，５６ｂにより連結されている。

更に、シフトブロック５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄには、それぞれベンディングシリンダ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄが設けられており、これらのベンディングシリンダ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄは、軸受５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを押圧可能となっている。

従って、シフトシリンダ５４ａ，５４ｂを駆動させることにより、中間ロール２３をロール軸方向に移動させることができる。これにより、中間ロール２３のロール肩部２３ｅを圧延材１の板幅（端部の位置）に応じてシフトさせることができるので、圧延材１の板形状を制御することができる。また、ベンディングシリンダ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを駆動させ、軸受５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを押圧することにより、中間ロール２３にロールベンディングを付与することができるので、当該中間ロール２３の撓みを制御することができる。

即ち、６段圧延機１１においては、圧延中に、上下一対の中間ロール２３をロール軸方向に移動させ、そのロール肩部２３ｅを圧延材１の板幅に応じてシフトさせると共に、作業ロール２２及び中間ロール２３にロールベンディングを付与することにより、圧延材１の板形状を高精度に制御することができる。

従って、上記６段圧延機１１によれば、従来のように、極小径の作業ロールを用いるのではなく、小径の作業ロール２２を用いることにより、この作業ロール２２の操作側及び駆動側にスペースを形成させることができるので、そのスペースに、作業ロール２２のスラスト力に対するスラスト容量が大きなスラストベアリング３３ａ，３３ｂを設けることができる。これにより、圧延中に、中間ロール２３のロール肩部２３ｂのシフト動作を行うことができるので、板幅が異なる複数の圧延材１を連続して圧延する場合でも、圧延機１１を停止させることなく、中間ロール２３を圧延材１の板幅に応じてロール軸方向に移動させることができる。この結果、歩留まり及び生産性の向上を図ることができる。

また、作業ロール２２を適切に小径化して、当該作業ロール２２の曲げ剛性を向上させることができるので、圧延中の中間ロール２３のシフト動作時において、そのロール肩部２３ｅを、圧延材１の板幅内にシフトさせることなく、その板幅外にシフトさせるだけで、圧延材１の板形状を制御することができる。

具体的には、図７（ｂ）に示すように、中間ロール２３のロール肩部２３ｅを、圧延材１の端部から、距離ＵＣδで板幅方向外側にシフトさせる。このとき、圧延材１の蛇行を考慮して、距離ＵＣδに、板幅方向外側に更に圧延材１の蛇行量を加味した距離（例えば、２０ｍｍ）を加えるようにしても構わない。

これにより、圧延材１の材質や板幅に応じて、当該中間ロール２３における先細り部２３ｂのテーパ形状を変更する必要がなくなるので、圧延操業の制約を大幅に改善することができる。

上述した上下一対の作業ロール２２は、高い縦弾性係数の材質により形成されている。このような、高い縦弾性係数の材質としては、タングステンカーバイド（縦弾性係数；５３０００ｋｇ／ｍｍ²）等の超硬合金や、セラミックス（縦弾性係数；３１０００ｋｇ／ｍｍ²）等を使用する。なお、従来の極小径の作業ロールの材質としては、特殊鍛鋼やハイス鋼（縦弾性係数；２１０００ｋｇ／ｍｍ²）等が使用されていた。また、作業ロール２２は、その表層部分が、上述した高縦弾性係数材で形成されると共に、その内層部分が、上述した従来材で形成された複合ロールとしても構わない。

従って、作業ロール２２の作業ロール径を、極小径よりも大きな小径としても、当該作業ロール２２を、特殊鍛鋼やハイス鋼等の従来材の約１．５〜２．５倍もの高い縦弾性係数を有する超硬合金やセラミックス等の高縦弾性係数材とすることにより、作業ロール２２のロール扁平を抑制することができる。

これにより、作業ロール２２が圧延中にロール扁平しても、このロール扁平量を抑えることができるので、結果的に、作業ロール２２がロール扁平したときの作業ロール径が、従来の極小径の作業ロールがロール扁平したときの作業ロール径と同等となる。この結果、小径の作業ロール２２におけるクーラント巻き込み量も、極小径の作業ロールにおけるクーラント巻き込み量と同等となるため、小径の作業ロール２２によって圧延された圧延材１の表面光沢も、極小径の作業ロールによって圧延された圧延材の表面光沢と同等にすることができる。

また、作業ロール２２を超硬合金やセラミックス等の高硬度材で形成することにより、作業ロール２２の磨耗を低減することができる。これにより、作業ロール２２のロール寿命が延びて、作業ロール２２のロール交換頻度が少なくなり、更に生産性の向上を図ることができる。

なお、ビッカース硬さが９００ＨＶとなる特殊鍛鋼やハイス鋼等の磨耗量に比べて、ビッカース硬さがその１．８倍の１６００ＨＶとなる超硬合金やセラミックス等の磨耗量は、１／２５となっている。また、作業ロール２２の表層部分だけに、超硬合金やセラミックス等の高硬度材を使用する場合には、そのロール表面に高硬度材を溶射するようにしても構わない。

図８乃至図１０に示すように、６段圧延機１３には、上下一対の作業ロール６２が回転可能に支持されている。この上下一対の作業ロール６２は、円柱状のロール胴部６２ａと、このロール胴部６２ａの一端に形成されるテーパ状の先細り部６２ｂと、ロール胴部６２ａの他端に形成されるロールネック部６２ｃと、先細り部６２ｂの先端に形成されるロールネック部６２ｄと、先細り部６２ｂの起点（テーパ面の開始位置）となるロール肩部６２ｅとを有している。即ち、上下一対の中間ロール６２は、圧延材１の板幅中心に対して点対称となる上下のロール胴部６２ａの端部に、ロール肩部６２ｅをそれぞれ有している。

そして、作業ロール６２のロールネック部６２ｃ，６２ｄは、上述した軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに回転可能に支持されており、これらの軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄには、ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ｄが設けられている。

また、上側の作業ロール６２は、ロールネック部６２ｃ，６２ｄの端面において、スラストベアリング３４ａ，３４ｂに支持されており、これらのスラストベアリング３４ａ，３４ｂには、シフトシリンダ３５ａ，３５ｂが連結されている。一方、下側の作業ロール６２は、ロールネック部６２ｃ，６２ｄの端面において、スラストベアリング３４ｃ，３４ｄに支持されており、これらのスラストベアリング３４ｃ，３４ｄには、シフトシリンダ３５ｃ，３５ｄが連結されている。

従って、シフトシリンダ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを駆動させることにより、スラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを介して、作業ロール６２をロール軸方向に移動させることができる。これにより、作業ロール６２のロール肩部６２ｅを、圧延材１の板幅中心に対して点対称となる位置にシフトさせることができるので、圧延材１の端部において急激に板厚減少が起こる、所謂、エッジドロップを低減させることができる。

更に、６段圧延機１３における圧延材１の搬送方向出側には、板厚測定器（板厚測定手段）７０が設けられている。この板厚測定器７０は、圧延材１の両端部（エッジ部）における各１点または各複数点で板厚を測定するものである。

なお、図８においては、ハウジング２１ａ，２１ｂ、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂ、圧下用油圧シリンダ２７ａ，２７ｂ、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ、分割ベアリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ等を、図示省略している。

次いで、６段圧延機１３におけるエッジドロップ低減方法について、図１０及び図１１を用いて説明する。但し、作業ロール６２のロール肩部６２ｅと圧延材１の端部との間の距離を、操作側で距離δｗ、駆動側で距離δｄとする。

先ず、板厚測定器７０によって測定された圧延材１の端部の板厚が、所定の板厚よりも薄い場合には、作業ロール６２をロール軸方向に移動させて、そのロール肩部６２ｅを圧延材１の板幅方向中心側にシフトさせる。即ち、距離δｗ，δｄが大きくなるように、作業ロール６２をロール軸方向に移動させる。

また逆に、板厚測定器７０によって測定された圧延材１の端部の板厚が、所定の板厚より厚い場合には、作業ロール６２をロール軸方向に移動させて、そのロール肩部６２ｅを圧延材１の板幅方向外側にシフトさせる。即ち、距離δｗ，δｄが小さくなるように、作業ロール６２をロール軸方向に移動させる。

なお、本実施形態では、作業ロール６２のスラスト力に対するスラスト容量を大きくするために、スラスト負荷専用のスラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを設けるようにしているが、圧延材１の種類によっては、スラスト負荷及びラジアル負荷兼用の軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄだけでも作業ロール６２のスラスト力に十分対応できる場合があり、このような場合には、スラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを省略することも可能である。

従って、上記多６段圧延機１３によれば、従来のように、極小径の作業ロールを用いるのではなく、小径の作業ロール６２を用いることにより、この作業ロール６２の操作側及び駆動側にスペースを形成させることができるので、そのスペースに、作業ロール６２のスラスト力に対するスラスト容量が大きなスラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを設けることができる。これにより、圧延中に、作業ロール６２のロール肩部６２ｅのシフト動作を行うことができるので、圧延材１のエッジドロップを低減させることができる。

ここで、上述した第１実施例の６段圧延機１１を、タンデム圧延設備の全圧延スタンドに適用してみると、硬質な圧延材１をより効率的に圧延することができる。また、図１２に示すように、６段圧延機１１を、タンデム圧延設備１４のＮＯ.１〜ＮＯ.４圧延スタンド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのうちの、ＮＯ.１圧延スタンド１４ａ及びＮＯ.４圧延スタンド１４ｄのみに適用することも可能である。

このように、６段圧延機１１を、ＮＯ.１圧延スタンド１４ａ及びＮＯ.４圧延スタンド１４ｄに適用することにより、ＮＯ.１圧延スタンド１４ａでは、圧延材１の板厚が厚くても、その分、小径の作業ロール２２によって、圧下量を増加させることができ、ＮＯ.４圧延スタンド１４ｄでは、圧延材１の板厚が薄くなっても、その分、中間ロール２３のシフト動作によって、圧延材１の板形状を高精度に制御することができるため、投資対効果を大きくすることができる。

更に、上述した第３実施例の６段圧延機１３を、タンデム圧延設備の全圧延スタンドに適用してみると、圧延材１のエッジドロップをより低減させることができる。また、図１３に示すように、６段圧延機１３を、タンデム圧延設備１５のＮＯ.１〜ＮＯ.４圧延スタンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのうちの、ＮＯ.１圧延スタンド１５ａ及びＮＯ.２圧延スタンド１５ｄのみに適用することも可能である。

このように、６段圧延機１３を、ＮＯ.１圧延スタンド及びＮＯ.２圧延スタンドに適用することにより、これらのＮＯ.１圧延スタンド及びＮＯ.２圧延スタンドでは、圧延材１の板厚が厚い分、作業ロール６２によるエッジドロップ低減効果が大きくなるため、投資対効果を大きくすることができる。

なお、特許第３４４４０６３号公報には、超硬合金製の作業ロールを適用したタンデム圧延設備が開示されているが、これは、超硬合金製の作業ロールを適用することにより、圧延時に発生する金属摩耗粉を抑制し、圧延材の表面清浄を向上することを目的としたものであって、作業ロールを適切に小径化して、硬質な圧延材を効率的に圧延するようにした本願発明とは、技術的に大きく異なるものである。

本発明は、作業ロールの水平撓みを抑制する支持ロールの支持剛性を向上させ、作業ロールの小径化を適切に行うようにした圧延機に適用可能である。

Claims (1)

1. 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
   前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
   前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
   前記上下一対の作業ロールを、圧延材の搬送方向入側及び搬送方向出側の少なくとも一方側から、それぞれ支持する上下一対の支持ロールと、
   前記上下一対の支持ロールを、圧延材の搬送方向入側または搬送方向出側から、それぞれ支持する上下二対の分割ベアリング軸とを備えた圧延機における作業ロール径の設定方法であって、
   板幅が一定となる圧延材を、作業ロール径が異なる複数種類の前記上下一対の作業ロールによって圧延して、各作業ロール径ごとに、圧延材の最大板幅と圧延材の板形状との関係を得て、
   更に、それらの関係から、前記作業ロール径と圧延材の板端部形状との関係を得て、
   前記作業ロール径と圧延材の板端部形状との関係から、前記作業ロール径の範囲を、（作業ロール径）／（圧延材の最大板幅）＝０．１を超え０．１６以下、とする
   ことを特徴とする作業ロール径の設定方法。

Images