JP7295340B2 - ロールスタンド内のロール構成を変更するための方法とロールユニット - Google Patents

Description

本発明は、ロールスタンド内のロール構成を変更するための方法に関する。本発明は、更に、この方法を実施するための交換セットとしてのロールユニットに関する。

金属の平板製品を圧延するため、ストリップ厚さ縮小が特に重要である。このために必要な成形機は、水平ロールスタンドもしくはロールスタンドと呼ばれる。ロールスタンドは、熱間ストリップへのスラブの熱間圧延時及び冷間ストリップの冷間圧延のために使用される。この場合、寸法、ロール数及びロール配置に関して並びに技術的調整システムの装備に関して並びにロール冷却及びロール潤滑に関して異なる種々のロールスタンドが使用される。

通常は、スタンド構造は、ロールの数と配置に応じて区別される。おそらく最も頻繁に使用されるスタンド構造は、２つのワークロールと２つのバックアップロールを備えるいわゆる４段ロールスタンド（クアトロ、４ハイミル）である。６段ロールスタンド（ゼクスト、６ハイミル）は、特に高い品質要求の高強度鋼を冷間圧延するためにしばしば選択される。これら６段ロールスタンドは、付加的な中間ロール及び場合によっては関連する支持装置を有する。同様に、比較的小さい直径を有するワークロールを備える１８段ロールスタンド及び２０段ロールスタンド（マルチロールスタンド、例えば１８ハイミル）も普及している。これらロールスタンドは、高強度鋼を冷間圧延するために考慮される。

ロールスタンドは、通常は、関連するワークロールチョックを有するワークロール対と、ワークロール曲げ装置及びワークロールシフト装置によってワークロールチョックをガイドするためのブロックと、関連するバックアップロールチョックを有するバックアップロール対と、ロールギャップ、即ち上のワークロールと下のワークロールの間のギャップを設定／調整するための圧下調整システムと、圧延荷重を測定するための荷重測定装置と、ロールハウジングと、駆動システムと、ワークロール冷却潤滑装置と、圧延材をガイドするための装置を有する。

特殊な合金を有する鋼及び高強度等級の鋼を圧延するためには、金属ストリップのために要求される最終厚さを達成するために、小さいワークロール直径の使用が必要である。マルチロールスタンドは、小さい直径を有する相応のワークロールを備えるが、これら直径は、圧延材の許容可能な入側に関して限定されている。このような平板製品は、大抵は、圧延トレインの残りの生産の比較的小さい部分しか構成しないので、必要に応じて換装される４段ロールスタンド又は６段ロールスタンドだけがしばしば使用される。換装は、費用がかかる。

金属ストリップを圧延するためのマルチロールスタンドの形態の典型的なロールスタンドは、例えば国際公開第２００４０５２５６８号パンフレットから知られている。

欧州特許第２４５１５９２号明細書から、換装時間を最小にしつつ１つのロールスタンドで種々の操作モード及びロール直径で圧延することができる４ハイ／６ハイ／１８ＨＳロールスタンドが知られている。この場合、４ハイ／６ハイスタンドのワークロールセットが、横の支持ローラを含めた中間ロールセットと、カセット構造の１８ＨＳスタンドのワークロールと、に交換されることが企図されている。４ハイ又は６ハイ構成からのマルチロールスタンドへのこのような改造は、比較的費用がかかる。基本的に乾燥時間を最小化するカセット構造にもかかわらず、駆動系、曲げ及びシフトシステム等を換装することが必要である。ロール構成の変更時、まず、中間ロールセットを導入する必要があり、次いで、小さい直径を有する新しいワークロールを導入する必要がある。

別の従来技術は、米国特許第２０３９９５９号明細書、仏国特許出願公開第２８４６５７号明細書、特開昭０５－２２８５０４号公報、米国特許第７４８１０８９号明細書及び米国特許出願公開第２００６００１０９５１号明細書から知られている。

請求項１の前段部分による方法及び装置は、特開昭５５－０２７４７３号公報から知られている。別の従来技術は、米国特許第２０３９９５９号明細書から知られている。

国際公開第２００４０５２５６８号パンフレット 欧州特許第２４５１５９２号明細書 米国特許第２０３９９５９号明細書 仏国特許出願公開第２８４６５７号明細書 特開昭０５－２２８５０４号公報 米国特許第７４８１０８９号明細書 米国特許出願公開第２００６００１０９５１号明細書 特開昭５５－０２７４７３号公報 米国特許第２０３９９５９号明細書

本発明の根底にある課題は、最小限の換装費用で大きい直径を有するワークロールからより小さい直径を有するワークロールへロールスタンドを改造することを可能にするロール構成を変更するための方法及び装置を提供することにある。

課題は、請求項１による方法の特徴と、請求項６によるロールユニットの特徴によって解決される。

本発明の有利な形態は、従属請求項からわかる。

本発明の見地によれば、ロールスタンド内のロール構成を変更するための方法は、好ましくは、ロールスタンドの少なくとも１つのワークロールが、交換セットとしてのロールユニットに置換され、交換セットが、少なくとも３つの交換ロールを有し、これら交換ロールが、共通のカセット内に支承され、このカセットの外形が、少なくとも部分的に交換すべきワークロールのチョックの外形に実質的に一致する、ロールスタンド内に提供される。これにより、別の改造措置を講じることなくカセットを換装すべきロールスタンドのロールハウジング内に取り付けることが可能である。

本発明の意味のカセットとは、複数のロール又はローラを同時に軸受けするためのモジュールユニットと理解すべきである。

本発明によるカセットは、交換セットのロール用の２つの軸受ハウジングと、必要な支持ローラ及び／又は支持軸受を有する。軸受ハウジングの外形は、取り外すべきワークロールチョックの外形に十分又は完全に一致するので、ワークロール変更のような構成変更は、数分以内に行なうことができる。

ワークロールチョックとは、一般に、ロールスタンドに適合するワークロール用の軸受ハウジングであると理解する。

好ましくは、交換セットのちょうど３つのロールと、付加的に必要な支持ローラ及び／又は支持軸受が、共に唯一のカセット内に支承されている。

好ましくは、構成変更が、４ハイ又は６ハイロールスタンドで実施される。ワークロールの交換は、その直径がそれぞれ交換すべきワークロールの直径よりも小さいワークロールを有する交換セットによって実施することができる。

本発明の範囲内で、前記構成変更は、デュオスタンド（２ハイ）で行なうこともできるので、このデュオスタンドは、次に、マルチロールスタンドに換装することができる。

好ましくは、本発明による方法の場合、全てのワークロールが交換されるが、本発明の範囲内で、１つのワークロールしか対応するカセットに交換しないことも企図され得る。

本発明による方法の好ましいバリエーションの場合、交換セットの全ての交換ロールのロール直径の和が、それぞれ交換すべきワークロールの最大又は最小の直径に一致すること、が企図されている。

合目的に、交換セットが、少なくとも、第１及び第２の補助ロールを有し、好ましくは、第１の補助ロールが、交換セットのワークロールよりも大きい直径を備え、好ましくは、第２の補助ロールが、交換セットのワークロールに一致する直径を備える。

本発明によるロールユニットは、合目的に、ワークロールと第１及び第２の補助ロールを有し、これらロールが、共通のカセット内に配置されている。この場合、補助ロールは、垂直なバックアップロールの機能を担う。本発明の意味の３重構成は、１つのワークロールと２つの補助ロールを有し、この場合、ワークロール及び／又は補助ロールを横からガイドするための必要な支持ロール及び／又は支持軸受は考慮されていない。

本発明の範囲内で、このような３重構成も、横の支持ロール及び／又は支持軸受を有する。

本発明の合目的な構成の場合、カセットが、ワークロールと補助ロール用の２つの軸受ハウジングを有し、これら軸受ハウジングが、それぞれ、ロールスタンドのワークロールチョックの外形に実質的に一致する外形を備えること、が企図されている。

ワークロールと第１及び第２の補助ロールは、カセットの取付け位置で垂直に上下に配置されている。交換セットの第２の補助ロールとワークロールは、ほぼ同じ直径を備えることができる。好ましくは、第１の補助ロールは、交換セットのワークロールよりも大きい直径を備える。第１の補助ロールは、例えば、交換セットの被動のロールであり得る。

前で既に述べたように、交換セットは、ワークロール及び／又は第１及び第２の補助ロールを横から支持する支持ローラ及び／又は支持軸受を有することができる。

合目的に、交換セットの被動のロールは、駆動ジャーナルアダプタを備えている。駆動ジャーナルアダプタは、既存の駆動スピンドルのカップリング部に適合するように補助ロールのカップリングスリーブ直径を拡大する。

好ましくは、カセットは、取り付け位置で水平な平面に対して対称もしくは被動の補助ロールの縦軸を中心として回転対称に形成されている。これにより、カセットを必要に応じて縦軸を中心として１８０°回転させて取り付けることが可能であるので、その場合は、例えば交換セットの第２の補助ロールと交換セットのワークロールの位置、又は、第１及び第２の補助ロールの位置を入れ替えることができる。これにより、摩耗に起因する後加工を遅らせることが可能である。

カセットの対称構造により、上及び下のカセットの互いの交換も行なうことができる。

本発明によるロールユニットは、有利には、シングルスタンドと、マルチスタンドを有する圧延設備の両方に対して、ワンウエイモードとリバーシングモードの両方で使用することができる。本発明による方法とロールユニットの両方が、特別なやり方で新規設備に装備する以外に、既存の圧延設備の改造又はアップグレードにも適している。

本発明を、以下で図面に図示した実施例により説明する。

従来技術により換装された４ハイ又は６ハイロール構成の概略図 ワークロールが本発明によるそれぞれ１つの交換セットによって置換された、図１Ａに図示したロール構成の概略図 ワークロールの駆動装置が概略的に図示された、図１Ａに対応する概略図 交換セットもしくはカセットの駆動装置が概略的に図示された、図１Ｂに対応する図 ザックアップロールもしくは中間ロールが被動である、従来技術により換装された４ハイ又は６ハイロール構成の概略図 図３Ａによる配置のワークロールが本発明による交換セットもしくはカセットによって置換された、図３Ａに示したロール構成の概略図 オプションの支持ローラを含めた本発明による交換セットもしくはカセットの概略図 図４の線Ｖ－Ｖに沿った断面図 図４の線ＶＩ－ＶＩに沿った断面図

まず、図１Ａ及び１Ｂを参照する。そこには、４ハイ又は６ハイ構成のロールスタンド１が図示されている。６ハイ構成の垂直なバックアップロール２’は、破線で示されている。本発明に関する以下の説明は、ロールスタンド１の可能な両構成に適用される。

ロールスタンド１は、最も単純な場合、４ハイ構成として垂直な２つのバックアップロール２とその間に２つのワークロール３を有し、これらワークロールは、それぞれワークロールチョック４内に支承されている。

本発明によれば、小さいワークロール直径を有する構成へのロールスタンド１の換装時、ワークロール３は、それぞれ、比較的小さい直径を有するワークロール３’、第１の補助ロール６及び第２の補助ロール７を有するカセット５によって置換される。カセット５は、更に、第１の軸受ハウジング５Ａと第２の軸受ハウジング５Ｂを有し、これら軸受ハウジングは、それぞれワークロール３’と補助ロール６，７の終端を収容する。軸受ハウジングの形状は、実質的にワークロールチョック４の形状にそれぞれ一致するので、当該ワークロール３は、関連するワークロールチョック４と共に、別の換装又は改造措置を講じることなく交換することができる。図１Ａによる構成の両ワークロール３は、それぞれカセット５によって置換される。即ち、図１Ａの構成から図１Ｂによる構成にロールスタンド１を乾燥するため、全部で２つのカセット５の提供が必要である。

図２Ａ及び２Ｂによる実施例は、実質的に図１Ａ及び１Ｂによる実施例に一致するが、ここでは、交換セットのない構成では、それぞれワークロール３が被動であり、交換セットのある構成では、それぞれ第１の補助ロール６が被動であることが企図されている。この場では、全ての実施例で同じ部品が同じ符号を備えていることを強調しておく。

カセット５の垂直に配置された全てのロールの直径の和は、交換すべき被動のワークロール３の直径にほぼ一致する。カセット５の構造に関して、特に図４を参照する。図４からわかるように、カセット５は、比較的小さいワークロール３’と、その上にワークロール３’と一直線に垂直に配置された被動の第１の補助ロール６と、その上に一直線に配置された第２の補助ロール７を有し、この第２の補助ロールの直径は、ワークロール３’の直径にほぼ一致する。好ましくは、ワークロール３’と第２の補助ロール７は、同じ直径を備える。図４に図示したカセット５は、被動の補助ロール６の縦方向中心軸に対して回転対称に形成されている。一直線に垂直に配置されたロールのそれぞれは、それぞれ支持ローラ８によって横から支持されている。

６ハイ構成のワークロール３の直径は、例えば約４７０～４３０ｍｍとすることができ、これに対して、交換セットのワークロール３’の直径は、例えば１４０～１２０ｍｍの直径を備えることができる。第１の補助ロール６は、例えば１９０～１８０ｍｍの直径を備えることができ、これに対して、第２の補助ロール７の直径は、好ましくは交換セットのワークロール３’の直径に一致する。支持ローラ８は、例えば約１２０ｍｍの直径を備えることができる。本発明によるロールユニットによって達成可能な圧延速度は、約１００～２５００ｍ／ｍｉｎの間、好ましくは約１０００～１５００ｍ／ｍｉｎの間の範囲内とすることができる。

図２，４及び６からわかるように、本発明によるロールユニットの好ましいバリエーションの場合、第１の補助ロール６が被動のロールとして形成されていることが企図されている。このため、この第１の補助ロールは、図６からわかるように、一端に駆動ジャーナルアダプタ９を備えており、この駆動ジャーナルアダプタは、第１の補助ロール６のカップリングスリーブ１０の直径を、駆動スピンドルの図示してないロール側のカップリング部に適合するように拡大する。これにより、交換すべきワークロールの駆動ジャーナルが通常は、伝達すべき駆動トルクに適合させた直径を備える状況が考慮される。

本発明の図３Ａ及び３Ｂに示したバリエーションの場合、中間ロール２がそれぞれ被動であることを企図することができる。この場合、換装すべきロール構成のワークロール３は、被動でない。従って、カセット５の形態の３重構成として設けられた交換セットを駆動することは必要ない。

１ ロールスタンド
２ ４ハイ構成のバックアップロールもしくは６ハイ構成の中間ロール
２’ ６ハイ構成のバックアップロール
３ 換装すべきロールスタンドのワークロール
３’ 交換セットのワークロール
４ ワークロールチョック
５ カセット
５Ａ 第１の軸受ハウジング
５Ｂ 第２の軸受ハウジング
６ 第１の補助ロール
７ 第２の補助ロール
８ 支持ローラ
９ 駆動ジャーナルアダプタ
１０ カップリングスリーブ

Claims (12)

1. ロールスタンド内のロール構成を変更するための方法であって、ロールスタンドが、少なくとも２つのワークロール（３）を有し、構成変更時、ロールスタンドの少なくとも１つのワークロール（２）が、交換セットとしてのロールユニットに交換され、交換セットが、少なくとも３つの交換ロールを有し、これら交換ロールは、全てが、共通のカセット（５）内に支承され、このカセットの外形が、少なくとも部分的にそれぞれ交換すべきワークロール（３）のワークロールチョック（４）の外形に実質的に一致するものにおいて、
   交換セットが、第１及び第２の補助ロール（６，７）とワークロール（３’）を有すること、及び、交換セットのワークロール（３’）と第１及び第２の補助ロール（６，７）が、カセット（５）の取付け位置で垂直に上下に配置されていること、を特徴とする方法。
2. 構成変更が、４ハイ又は６ハイロールスタンドで実施されること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ワークロール（３）の交換が、その直径がそれぞれ交換すべきワークロール（３）の直径よりも小さいワークロール（３’）を有する交換セットによって実施されること、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 交換セットの垂直に配置された全ての交換ロールのロール直径の和が、交換すべきワークロール（３）の最大又は最小の直径にほぼ又は完全に一致すること、を特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
5. 第１の補助ロール（６）が、交換セットのワークロール（３’）よりも大きい直径を備え、好ましくは、第２の補助ロール（７）が、交換セットのワークロール（３’）に一致する直径を備えること、を特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
6. 少なくとも２つのワークロール（３）を有するロールスタンド内のロール構成を変更するための交換セットとしての、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法を実施するためのロールユニットであって、構成変更時、ロールスタンドの少なくとも１つのワークロール（２）が、交換セットとしてのロールユニットに交換され、このロールユニットが、ワークロール（３’）と第１及び第２の補助ロール（６，７）を有し、これらロールが、共通のカセット（５）内に支承され、カセット（５）が、ワークロール（３’）と補助ロール（６，７）用の２つの軸受ハウジングを有し、これら軸受ハウジングが、それぞれ、ロールスタンドのワークロールチョック（４）の外形に実質的に一致する外形を備え、ワークロール（３’）と第１及び第２の補助ロール（６，７）が、カセット（５）の取付け位置で垂直に上下に配置されていること、を特徴とするロールユニット。
7. 交換セットの第２の補助ロール（７）とワークロール（３’）が、ほぼ同じ直径を備えること、を特徴とする請求項６に記載のロールユニット。
8. 第１の補助ロール（６）が、交換セットのワークロール（３’）よりも大きい直径を備えること、を特徴とする請求項６又は７に記載のロールユニット。
9. 第１の補助ロール（６）が被動であること、を特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載のロールユニット。
10. 交換セットが、ワークロール（３’）及び／又は第１及び第２の補助ロール（６，７）を横から支持する支持ローラ（８）及び／又は支持軸受を有すること、を特徴とする請求項６～９のいずれか１項に記載のロールユニット。
11. 交換セットの被動のロールが、駆動ジャーナルアダプタ（９）を備えていること、を特徴とする請求項６～１０のいずれか１項に記載のロールユニット。
12. カセット（５）が、縦方向中心軸を中心として回転対称に形成されていること、を特徴とする請求項６～１１のいずれか１項に記載のロールユニット。

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