JPH02299708A - ５段圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は５段圧延機に係り、特に小径作業ロールの水平
力を制御して熱間薄板圧延を行うのに好適な５段圧延機
に関する。

〔従来の技術〕

近年、圧延機の高性能化を図るため、ホットストリップ
ミル仕上圧延設備の後段スタンドにおける圧延機の作業
ロールの小径化が進められている。

この作業ロールの小径化は、板クラウン制御、エツジド
ロップの改善、又は難圧延材の薄厚化に効果を発揮して
いる。市場の動向は作業ロールの更なる小径化にあり、
高圧下によるメタロージ的な革新が熱望されている。し
かしながら、作業ロールの更なる小径化は圧延ロールの
駆動装置等の強度的観点より雌点かある。

そこで４段圧延機では、作業ロールを小径、大径の異径
ロールとし、一方の作業ロールのみを小径化し、小径、
大径の等価ロール径で小径化を図ると共に、他方の大径
側作業ロールのみを駆動する一本ロール駆動を行うこと
が提案実施されている。そして、この場合は、圧延に際
して大径側作業ロールの一本ロール駆動により、小径作
業ロールに水平力が発生し、小径作業ロールは水平方向
に撓むので、この水平撓みを防止すべく、小径作業ロー
ルに隣接して水平サポートローラ装置を配置し、この水
平サポートローラ装置の多数のサポートローラで小径作
業ロールをロール全長にわたり水平方向に支持するよう
にしている。また、圧延材の形状制御に際しては、サポ
ートローラの位置を調整して小径作業ロールの撓み址を
制御することにより板クラウンを制御している。

また、特開昭６３−６３５０３号には、小径作業ロール
と補強ロールの間に中間ロールを配置した５段圧延機が
提案されている。ただし、この場合は、大径作業ロール
と中間ロールの両方が駆動される。また、小径作業ロー
ルは、４段圧延機の場合ζ同様、水平サポートローラ装
置にてロール全長にわたり支持され、水平力を制御する
構成となっている。

一方、冷間圧延では１本の極小径作業ロールを有する５
段圧延機が稼動しており、この場合も大径作業ロールと
中間ロールの両方が駆動され、小径作業ロールは、水平
サポートローラ装置にてロール全長にわたり支持され、
水平力を制御する構成となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、従来の小径作業ロールを有する圧延機は
、ずれも小径作業ロールの水平力を制御するのに、小径
作業ロールを全長にわたり支持する水平サポートローラ
装置を使用している。しかしながら、作業ロールの隣接
部には十分なスペースを確保することが難しく、特に熱
間圧延機においてはロール冷却ノズルの設置が不可欠で
あるためスペース的制約が著しい、このため、水平サポ
ートローラは大きなものが配置できないので、強度的に
問題があり、板クラウン制御を効果的に実施することが
困難であるという問題があった。

また、既設の従来方式の４段圧延機を改造し、通常材は
従来通りのロール径で圧延を行い、難圧延材は小径作業
ロールを使用する等、切替式の圧延機が今後要求される
ことは必須であるが、水平サポートローラ装置を有する
ことはこの切り替えを困難にし、切り替えに多大の時間
を要するという問題がある。

本発明の目的は、小径作業ロールの水平力を低減するこ
とにより、ｍ遣が簡単で板クラウンの形状制御能力に優
れた５段圧延機及びこれを備えたホットストリップミル
仕上げ圧延設備を提供することである。

本発明の他の目的は、大径、小径の作業ロールの切り替
えが容易に行える５段圧延機及びこれを備えたホットス
トリップミル仕上げ圧延設備を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明によれば、小径、大径
の異径の上下作業ロール、上下補強ロール、及び小径作
業ロールと一方の補強ロール間に配置された中間ロール
を有し、大径作業ロールを駆動して圧延を行う５段圧延
機において、中間ロールに対してパス方向出側へのオフ
セット量を可変とするオフセット可変装置を設けたこと
を特徴とする５段圧延機が提供される。

オフセット可変装置は好ましくは中間ロールを軸支する
軸受箱に設けられる。またオフセット可変装置は、好ま
しくは、中間ロール軸受箱のパス方向出側に設けたウオ
ームジヤツキ装置と、パス方向入側に設けた油圧シリン
ダ装置とで構成される。

また好ましくは、中間ロールには凸クラウンが付与され
る。

更に、小径作業ロールのロール胴両端の少なくともパス
方向入側に、小径作業ロールを支持する短胴共のサポー
トローラを備えた支持装置を配置し、圧延材の噛み込み
、尻抜は時の異常水平力に対して小径作業ロールを保護
することができる。

また、本発明によれば、複数の多段圧延機の第４スタン
ド以降の少なくとも１つに上述した５段圧延機を配置し
たことを特徴とするホットストリップミル仕上げ圧延設
備、又は複数の多段圧延機の最終スタンドを除く第４ス
タンド以降の少なくとも１つに上述した５段圧延機を配
置し、最終スタンドに６段圧延機を配置したことを特徴
とするホットストリップミル仕上げ圧延設備が提供され
る。

〔作用〕

このように構成した本発明の５段圧延機においては、上
下作業ロールのトルクアンバランスにより水平力Ｆｔが
小径作業ロールの出側方向に作用する。また、中間ロー
ルにオフセット可変装置を設けたので、中間ロールの軸
芯を作業ロールの軸芯より出側方向にオフセットさせる
ことにより、小径作業ロールに中間ロールのオフセット
と反対方向である入側方向に圧延荷重による水平力Ｆｐ
が作用する。このように中間ロールのオフセットにより
水平力Ｆ１１をトルクアンバランスにより発生する水平
力Ｐｔに対して相反する方向に発生させることにより、
小径作業ロールに作用する水平力が相殺される。

圧延条件により圧延荷重、圧延トルクが異なるので、圧
延スケジュールに対応して中間ロールのオフセット量を
調整することにより、小径作業ロールに発生する水平力
を低減することができる。

このよ、うに本発明では小径作業ロールに発生する水平
力を低減できるので、従来水平力の抑制のため使用して
いた水平サポートローラ装置が不要となり、例えば、中
間ロールに凸クラウンを付与し、作業ロール及び中間ロ
ールのベンディング制御ををすることにより、大きな板
クラウン制御能力を持たせることができる。また、水平
サポートローラ装置が存在しないので、４段圧延機を本
発明の５段圧延機に切り替える際の大径、小径の作業ロ
ールの交換が容易となり、４段圧延機と５段圧延機の切
り替えが迅速に行える。

オフセット可変装置を中間ロールの軸受箱に設けること
により、オフセット可変装置は中間ロール組立品と一体
に収り扱え、従来の４段圧延機を用いて本発明の５段圧
延機を得ることが容易となる。

小径作業ロールのロール胴両端に小径作業ロールを支持
する支持装置を配置することにより、圧延材の噛み込み
、尻抜は時の異常水平力に対して小径作業ロールを保護
することができる。

ホットストリップミル仕上げ圧延設備において複数の多
段圧延機の後段に本発明の５段圧延機を配置することに
より、難圧延材の形状制御を効果的に行うことができ、
高品質圧延を実現することかできる。また、このとき最
終スタンドに６段圧延機を配置することにより、５段圧
延機の場合に生じがちな圧延材の曲がりを矯正すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。

第１図において、本実□施例の５段圧延機は、上補強ロ
ール１、下補強ロール２、中間ロール３、大径作業ロー
ル４２、小径作業ロール５で構成されている。大径作業
ロール４の軸芯ＣＲ及び小径作業ロール５の軸芯Ｃ「は
上下補強ロール１．２の軸芯ＣＢに対してパス方向出側
にオフセットしており、中間ロール３の軸芯Ｃ１は作業
ロール４゜５の軸芯ＯＲ、Ｃｒに対して更にパス方向出
側にオフセ・ｙトしている。中間ロール３はそのオフセ
ット量が可変なるように、中間ロール３の軸受箱６のパ
ス方向出側に設けたウオームジヤツキ装置７とパス方向
入側に設けた油圧シリンダ装置８とからなるオフセット
可変装置によりミルハウジング９のウィンド部に支持さ
れている。

圧延に際しては、図示しない電動機により大径作業ロー
ル４のみが駆動される大径作業ロール一本駆動が行われ
る。

次に、このように構成された本実施例の動作原理を説明
する。

図示しない電動機により大径作業ロール４か第１国々示
の矢印方向にトルクＴで駆動されると、これと同時に、
小径作業ロール５を初め、藺のロールも圧延荷重Ｐを受
けつつ矢印の方向に従動される。

このような回転状態において、小径作業ロール５には大
径作業ロール４と小径作業ロール５のトルクアンバラン
スにより水平力Ｆｔか出側方向に作用する。ここで、大
径作業ロール４の半径をＲ１小径作業ロール５の半径を
ｒ、駆動ロール４のトルクアームをＪｄ、圧延スゲジュ
ールによって定まるトルクアーム角度をθ、圧延材の板
厚をｈとすると、圧延トルクＴ、圧延荷重Ｐ、トルクア
ーム１ｄとの関係は’［’＝ｊｄ−Ｐであり、トルクア
ンバランスにより発生する水平力Ｆｔは、Ｆｔ＝Ｐｓｉ
ｎθ ただし、 で現わされる。即ち、圧延荷重Ｐに比例した水平力が小
径作業ロール５の出側方向に作用する。

一方、中間ロール３の軸芯Ｃ１は作業ロール４゜５の軸
芯ＣＲ、Ｃｒに対して出側方向にオフセットされている
ため、圧延荷重Ｐの分力、即ち圧延荷重Ｐによる水平力
Ｆｐが小径作業ロール５に入側方向の荷重として作用す
る。ここで、中間ロール３のオフセット量を、中間ロー
ル３の軸芯Ｃ１と大径作業ロール４の軸芯ＣＲを結ぶ直
線と、小径作業ロール５の軸芯Ｃｒを通るパス方向に平
行な直線との交点の作業ロール４，５の軸芯ＣＲ。

Ｃｒに対するオフセット量１Ｆ−で現わすと、水平力Ｆ
Ｄは以下の式で現わされる。

以上の水平力Ｆｐ　、Ｆｔは相反する方向の力であるた
め、この差が小径作業ロール５の水平力として作用する
。このことは中間ロール３の軸芯Ｃ１の位置を調整する
ことにより、小径作業ロール５の水平力を制御すること
ができることを意味する。一般的には、ロールの位置安
定を配慮して出側方向に小さな水平力が作用するようＣ
Ｉを設定することが望ましい。

圧延スケジュールによりトルクＴ及び圧延加重Ｐは変化
し、これに対応して小径作業ロール５の出側方向に作用
する水平力Ｆｔら変化する。このため、圧延スケジュー
ルに適合したオフセット量となるよう中間ロール３の軸
芯Ｃ！の位置を調整する必要がある。ウオームジヤツキ
装置７と油圧シリンダ装置８とからなるオフセット可変
装置はこのために設けられている。

即ち、まず、中間ロール３の軸受箱６のパス方向出側に
設けたウオームジヤツキ装置７を調整することにより、
中間ロール３の軸芯Ｃ１に所望のオフセット量を与える
ための基準位置が設定される。基準位置を設定した後、
パス方向入側に設けた油圧シリンダ装ｙ１８を伸長し、
中間ロール軸受ｎ６をウオームジヤツキ装置７に押し付
ける。これにより、軸受箱６はミルハウジングのウィン
ド部に強固に支持され、中間ロール３には圧延スケジュ
ールに適合したオフセット藍が与えられる、次に、オフ
セット可変装置の詐４１［１構造を第２図により説明す
る＝ 第２図において、ウオームジヤツキ装置７は中間ロール
３の操作側、駆動側の各軸受箱６に図示しないボルト等
の手段により着脱自在に設けられている。各ウオームジ
ヤツキ装置７は、ジヤツキハウジング２０内に回転自在
に支持されたシャフト２１を有するウオーム２２と、ウ
オーム２２に噛み合うウオームホイール２３と、ウオー
ムホイール２３の中心に設けられた雌ねじに螺合し、キ
ー２４によりウオームホイール２３に対する回転が拘束
されたスクリュー２５と、スクリュー２５と一体に移動
し、ミルハウジング９に当接する当板２６とからなって
いる。操作側、駆動側のウオームジヤツキ装置７のウオ
ームシャフト２１は連結シャフト２７により連結され、
一方のウオームジヤツキ装置７のウオームシャフトにモ
ータ２８を連結する。

モータ２８を駆動すると操作側、駆動側ウオームジヤツ
キ装ｆ７のウオーム２２が回転し、この回転がウオーム
ホイール２３を介してスクリュー２５の図示左右方向の
移動に変換され、当板２４が移動することにより中間ロ
ール軸受箱６に対する基準位置が設定される。

一方、油圧シリンダ装置８も中間ロール３の操作側、駆
動側の各軸受ｆｆｉ　６に図示しないボルト等の手段に
より着脱自在に設けられている。各油圧シリンダ装置８
は、シリンダハウジング３０と、シリンダハウジング３
０内を往復動するピストン３１と、ピストン３１を収縮
方向に付勢するばね３．２と、ピストン３１のピストン
ロッドと一体に移動し、ミルハウジング９に当接する当
板３３とからなっている。シリンダハウジング３０内の
シリンダ室に圧油を供給することにより油圧シリンダ装
置８は伸長し、当板３３はミルハウジング９に押し当ら
れる。これにより中間ロール軸受箱６には油圧力に応じ
た力が作用し、軸受箱６を常時ウオームジヤツキ装置７
に向けて一定の力で付勢し、軸受箱６をミルハウジング
９に強固に固定する。このようにして、中間ロール３を
パス方向に対してクロシングさせることなく所望のオフ
セット量に位置決めすることかできる。

また１本実施例ではウオームジヤツキ装置７と油圧シリ
ンダ装置８とからなるオフセット可変装置を軸受箱６に
設けたので、ロール組み替えに際してオフセット可変装
置は中間ロール３と一緒に交換することができる。この
ため、ミル側に余分なものを取り付ける必要はなく、後
述する既設４段圧延機を改造して本実施例の５段圧延機
を得ることが容易であると共に、ウオームジヤツキ装置
７と油圧シリンダ装置８のメンテナンスも容易に行うこ
とができる。

次に、本実施例の５段圧延機を既設の４段圧延機を切り
替えて実現する場合のロールダイヤグラムを第３図によ
り説明する。第３図において、左側の４０は既設の４段
圧延機を示す、この４段圧延機を右側の５Ｈで示される
本実施例の５段圧延機に切り替える場合は、４段圧延機
の上下作業ロール４０．４１とその軸受箱４２．４３と
からなる各ロール組立品を、中間ロール３と上述した可
変オフセット装置を設けた軸受箱６とからなるロール組
立品、大径作業ロール４及び小径作業ロール５とそれら
の軸受箱４４．４５とからなる各ロール組立品に組み替
えればよい。このように、従来の４段圧延機を改造して
本実施例の５段圧延機に組み替えることは容易に行うこ
とができ、４段圧延機及び５段圧延機の切り替えを迅速
に行うことができる。

以上のように構成した本実施例の５段圧延機の効果を第
４図及び第５図により説明する。

第４図は従来の異径小径作業ロールを有する４段圧延機
を示す、従来の４段圧延機においては、小径作業ロール
５０の水平力を減少させる手段はないため、水平力をロ
ール全長にわたって支持する水平サポートローラ装置５
１が設けられている。

しかしながらこの図から分かるように、小径作業ロール
５０の隣接部はスペース的な制約があるため、水平サポ
ートロール装置５１は大きなものが配置できず、水平サ
ポートロール装置５１は強度的に問題がある。このため
、圧延機の形状制御に際してサポートローラの位置を制
御して小径作業ロール５０の水平撓み量を制御すること
により板クラウンを制御する場合、板クラウン制御を効
果的に実施することが困誼である。また、この既設の従
来方式の４段圧延機を５段圧延機に切り替える場合又は
その逆に切り替える場合は、水平サポートローラ装置の
存在によりこの切り替えが迅速に行えず、切り替えに多
大の時間を要するという問題がある。

これに対して、本実施例の５段圧延機においては水平サ
ポートローラ装置が存在しないため、第５図に示すごと
く各々のロールに強力ベンダー力を付与すると共に、中
間ロール３にインシャルクラウンを付与することができ
、これにより大きな板クラウンの制御能力をもたせるこ
とができる。

また、水平す□ポートローラ装置が存在しないため４段
圧延機から５段圧延機への切り替え、又はその逆の切り
替えは容易に実施することができる。

なお、以上の説明において、ウオームジヤツキ装置７と
油圧シリンダ装置８とからなるオフセット可変装置は中
間ロール軸受ｎ６に着脱自在に装着する構成としたが、
中間ロール軸受箱６と一体に構成してもよい、また、オ
フセット可変装置は中間ロール軸受箱６ではなく、ミル
ハウジング９のウィンド部に設けてもよい。

本発明の他の実施例を第６図及び第７図により説明する
。

圧延材の噛み込み時、尻抜は時は、圧延中の安定した負
荷条件とは異り、トルク、圧延荷重共大きくなる。これ
による小径作業ロール５に作用する水平力も大きくなる
。この瞬時の対策とし第６図及び第７図に示すように、
小径作業ロール５のロール胴両端のパス方向両側に、小
径作業ロール５を支持する短胴長のサポートローラ１２
と、サポートローラ１２を支持する油圧シリンダ１３を
備えた支持装置を配置し、油圧シリンダ１３をミルハウ
ジング９に支持することにより、圧延材の噛み込み、尻
抜は時の異常水平力に対して小径作業ロールを保護する
。この支持装置は小径作業ロールのロール胴端に位置す
るので、圧延機のストリッパーガイド及びロール冷却ノ
ズルと干渉することがなく、他の装置への制約とはなら
ない。

次に、本発明の５段圧延機を用いたホットストリップミ
ル仕上げ圧延設備の実施例を第８図及び第９図により説
明する。

第８図において、本実施例のホットストリップミル仕上
げ圧延設備は７スタンドの仕上げ圧延機からなり、この
うち第１〜第３スタンドは通常の４段圧延Ｉ！６０倉配
置し、第４スタンド以降に本発明の５段圧延１１１６１
を配置する。これにより、前述したように難圧延材の形
状制御を効・果的に行うことができ、高品質圧延を実現
することができる。

第９図は、最終スタンドに６段圧延機を配置したホット
ストリップミル仕上げ圧延設備の楢成例であり、これに
より５段圧延機の場合に生じがちな圧延材の曲がりを矯
正することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、安定した小径ロールでの圧延が可能と
なり、難圧延材の一層の薄厚化を実現でき、このため圧
延の高能率化が図れる。また、小径圧延によりより一層
の形状制御が可能となり、かつエツジドロップの減少が
得られることにより高品質化図れるので高性能の圧延設
備を提供することができる。

また、中間ロールのオフセット可変装置は機構的に簡素
でかつ池の機構への影響度も小さいので既設品の改造及
び新機能付与が容易であり、また既設４段圧延機と５段
圧延期の切り替えが短時間で実施できるため、より目的
にマツチした切替圧延機として使用が可能であり、経済
性についても大きな効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による５団圧延機の基本構成
を示す概略図であり、第２図はオフセット可変装置の詳
Ａｎ造を示す断面図であり、第３図は本実施例の５段圧
延機を用いた場合の４膜圧ｆ：機と５段圧延機との切り
替えを説明するロールダイヤグラムであり、第４図は従
来の異径作業ロールを備えた４段圧延機の概略断面図で
あり、第５図は本実施例の５段圧延機による板クラウン
制御方法を示す図であり、第６図は本発明の他の実施例
による５段圧延機の小径作業ロールに対する支持装置を
示す概略図であり、第７図はその支持装置の正面図であ
り、第８図及び第９図は本発明の５段圧延機を用いて構
成したホットストリップミル仕上げ圧延設備を示すパス
線図である。 符号の説明 １．２・・・上下補強ロール ３・・・中間ロール ４・・・大径作業ロール ５・・・小径作業ロール ６・・・中間ロール軸受箱 ７・・・ウオームジヤツキ装置 ８・・・油圧シリンダ装置 ９・・・ミルハウジング １２・・・サポートローラ ６１・・・５段圧延機 ６２・・・６段圧延機 出願人　　株式会社　日立製作所 代理人　　弁理士　春　日　　譲 お 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）小径、大径の異径の上下作業ロール、上下補強ロ
   ール、及び小径作業ロールと一方の補強ロール間に配置
   された中間ロールを有し、大径作業ロールを駆動して圧
   延を行う５段圧延機において、 前記中間ロールに対してパス方向出側へのオフセット量
   を可変とするオフセット可変装置を設けたことを特徴と
   する５段圧延機。
2. （２）小径、大径の異径の上下作業ロール、上下補強ロ
   ール、及び小径作業ロールと一方の補強ロール間に配置
   された中間ロールを有し、上下作業ロールの軸芯が上下
   補強ロールの軸芯に対してパス方向出側にオフセットし
   ており、大径作業ロールを駆動して圧延を行う５段圧延
   機において、前記中間ロールをその軸芯が前記上下作業
   ロールの軸芯より更にパス方向出側にオフセットするよ
   う支持し、かつそのオフセット量を可変とするオフセッ
   ト可変装置を設けたことを特徴とする５段圧延機。
3. （３）請求項１又は２記載の５段圧延機において、前記
   オフセット可変装置を前記中間ロールを軸支する軸受箱
   に設けたことを特徴とする５段圧延機。
4. （４）請求項３記載の５段圧延機において、前記オフセ
   ット可変装置を前記中間ロール軸受箱のパス方向出側に
   設けたウォームジャッキ装置と、パス方向入側に設けた
   油圧シリンダ装置とで構成したことを特徴とする５段圧
   延機。
5. （５）請求項１〜４のいずれか１項記載の５段圧延機に
   おいて、前記中間ロールに凸クラウンを付与したことを
   特徴とする５段圧延機。
6. （６）請求項１〜５のいずれか１項記載の５段圧延機に
   おいて、前記小径作業ロールのロール胴両端の少なくと
   もパス方向入側に、小径作業ロールを支持する短胴長の
   サポートローラを備えた支持装置を配置し、圧延材の噛
   み込み、尻抜け時の異常水平力に対して小径作業ロール
   を保護することを特徴とする５段圧延機。
7. （７）複数の多段圧延機を配置してなるホットストリッ
   プミル仕上げ圧延設備において、前記複数の多段圧延機
   の第４スタンド以降の少なくとも１つに請求項１〜６の
   いずれか１項記載の５段圧延機を配置したことを特徴と
   するホットストリップミル仕上げ圧延設備。
8. （８）複数の多段圧延機を配置してなるホットストリッ
   プミル仕上げ圧延設備において、前記複数の多段圧延機
   の最終スタンドを除く第４スタンド以降の少なくとも１
   つに請求項１〜６のいずれか１項記載の５段圧延機を配
   置し、最終スタンドに６段圧延機を配置したことを特徴
   とするホットストリップミル仕上げ圧延設備。