JPH03294007A - ４段圧延機及び圧延方法 - 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〕 本発明は作業ロールシフト式の４段圧延機に係わり、圧
延材の板クラウン及び板形状の制御能力を大幅に高める
と共に、ロール摩耗分散をも可能としてスケジュールフ
リー圧延を実現した４段圧延機及び圧延法に関する。

〔従来の技術〕

近年、圧延機、特に熱閲帯調圧延機（ホットスリップミ
ル）に求められる機能はスケジュールフリー圧延である
。スケジュールフリー圧延とは。

圧延材の板幅が従来の圧延スケジュールの如く広幅から
順次狭幅に一方向に変化させるのではなく、圧延板幅の
順序に制約を設けず自由に圧延板幅が選べること、そし
て圧延材の板クラウン、板形状の品質が優れているもの
を圧延出来ることの二つが両立せねばならない、この画
期的な技術は最近になって実現している。その圧延機は
特公昭５１−７６３５号公報に記載のＨＣＭＷミルと呼
ばれる方式の６段ミルに適用されているものであり、中
間ロールシフトと作業ロールベンダーで圧延材の板クラ
ウン・板形状を制御し、サイクリックな作業ロールシフ
トで従来ボックス形に摩耗していた作業ロールの胴表面
を滑らかなプロフィルとし、圧延材の圧延スケジュール
において狭幅から広幅への逆移行を実現しているもので
ある。従って本方式は中間ロールシフトと作業ロールシ
フトの必要な６段ミルとなることが避けられない。ホッ
トストリップミルのタンデム式仕上ミルにおいて、後段
側のスタンドは駆動トルクも小さく、又板厚も薄いため
通板噛込上からも作業ロールのロール径を小さく出来る
ため６段ミルを採用しても圧延機の構造は巨大にならず
に済むが、他方、前段側のスタンドは大径の作業ロール
が必要なため６段ミルとすれば巨大なものとなり、全世
界に数多く存在しているホットストリップミルの改造は
実質的に不可能である。然るに近年ホットストリップミ
ルでの製造板厚は年々薄くなりつつあり、それに応じて
前段スタンドの圧延機において、圧延板幅の順序に制約
のないスケジュールフリー下での板りラウン制御能力の
増大が強いニーズとなって来た。

そのためには４段ミルでこの機能を発揮させねばならな
い、４段式で板クラウンを制御する方式はロールベンデ
ィング等いろいろあるが上述の要求に応えうるちのは存
在していない、即ち、特公昭５１−７６３５号公報に記
載のＨＣＷミルと称せられる作業ロールシフト式４段ミ
ルで、作業ロールのロール胴面に凸状、或いは凹状のロ
ールクラウン無しでは、板クラウンを小さくするために
作業ロールベンダを最大にしても作業ロールの有効胴長
端部を圧延板の板幅端近くまで移動させて圧延する必要
があるが、圧延材がミル中心からずれた時に圧延材が作
業ロール胴部から外れる不具合がある。またこの方式で
摩耗分散のため作業ロールを往復移動するようにサイク
リックシフトをするとサイクリックシフトの振幅はほぼ
〜＋１００閣を必要とするので胴端部は板端から２００
ｍ以上はなれる場合があり、この時の板クラウンを修正
すべきベンダの余力はロールベンディング装置には全く
ない８作業ロールの胴面にロールクラウンをつけるとそ
の点は改善はされるが、板幅が広い時に板クラウンが凹
形状になるのを防止するために小さな量の凸状ロールク
ラウンに制限されるため狭幅での板クラウンが有効に効
かない憾みがある。

この様な圧延機にデクリースベンダを適用すればロール
クラウンを大きくすることが可能となるが、デクリーズ
ベンダーは板の尻抜は時にロールバランスに切換えねば
ならず通板が不安定となる欠点がある。又このＨＣＷミ
ル方式では、作業ロールの胴端部で補強ロールとの接触
荷重が高くなり特に大荷重圧延では補強ロールの寿命を
短くする。

従って従来ＨＣＷミルはロール摩耗対策用として一般的
に使用されていた。ところで、特開昭５７−９１８０７
号公報に示された作業ロールシフト式ミルがある。しか
もこの作業ロールのロール胴面にはＳ字状の凹凸ロール
クラウンが形成されており、上下の作業ロールが丁度１
８０度転向した関係となる様に構成されたミルとなって
いる。そしてこのミルは１作業ロールのプロフィルをＳ
字形とし作業ロールをシフトして主として幾何的にロー
ル間の軸方向ロールギャップ形状を変更するものであり
、シフト量に対する板クラウンの変化は大きいのが特徴
である。その場合、補強ロール胴長と作業ロール胴長は
ほぼ全長に亘り接触しているのＨＣＷミルのような大き
な作業ロールベンダの効果は期待出来ない。

このタイプのミルで作業ロールをサイクリックシフトさ
せるでロールの摩耗分散を行うとすれば板クラウンは大
幅に乱れる。前記ミルでの作業ロールのシフト量は±１
００閣前後であり、これにより板クラウン制御は最大か
ら最小まで変化する。

ところでロール摩耗分散のため±１００ｍだけ作業ロー
ルをサイクリックにシフトすればサイクリックに板クラ
ウンは最大に変動するために、この板クラウン変動は効
果の少ない作業ロールベンダで補正出来ない。

即ち、前記タイプのミルは板クラウン制御能力はあるが
スケジュールフリー圧延は出来ないということになる。

他に、４段ミルで板クラウン制御量の大きいものとして
特開昭５５−６４９０８号公報に記載のペアクロスミル
と称せられる４段ミルが知られている。

この方式のミルは、上下作業ロール並びに補強ロールを
水泡面内に於てロール軸線が交叉するように相互にクロ
スさせ、垂直方向のロール間隙量の分布を変えて板クラ
ウンを制御する方式である。

このミル方式では２作業ロールのみをクロスさせると、
補強ロールとの間に滑りを生じ、ロール摩耗や巨大な推
力が発生するため、圧延荷重を受持つ補強ロールも共に
クロスさせる必要がありミルが巨大で複雑な構造となる
。又作業ロール駆動用のスピンドルも作業ロールの上下
方向位置変化に追従する角度に加えて水平方向にもクロ
スのための傾斜角度が生じ総合角度が増加するため大角
度向のユニバーサルジヨイントが望ましい。しかしなが
ら前記水平方向の傾斜角度に起因して回転速度変動が生
じるため低角度向きのギヤ式のスピンドルを採用せざる
を得すクロス角度に制約がある。

更にこのペアクロスミルでスケジュールフリー圧延を実
現させるためには作業ロールの摩耗にどのように対応す
るかが大きな問題となる。

その対策の一つは、作業ロールを軸方向にシフトさせる
機能の追加である。然し、本方式は水平クロスの作業ロ
ールに軸方向にシフト機構を更に付加することになり構
造は複雑極まるものとなり、荷重、衝撃、熱、水が共に
加わる苛酷な環境下でのミルの使用は、信頼性、保守の
点から言っても過度の負担を強いられることになる。

他の一つは、特開昭５４−１４５３５６号公報に示す如
く圧延機の中にロールグラインダを設は摩耗が生じても
常に前耗発生前と同一のロールクラウンを保つように作
業ロールのロール胴面を研削することである。現在のよ
うな方式も試みられてはいるが極めて高価な上にせいぜ
い段付摩耗を滑かにする程度の能力しかなく、ロール摩
耗を充分補償することは困難で、砥石の交換その他管理
費用も嵩み、この方式でのスケジュールフリ圧延は、達
成されたとは言えず、将来実現したとしても経済的手法
とは云えない。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した如〈従来の４段ミルでは、板クラウン。

板形状の十分な制御とスケジュールフリー圧延との双方
を満足するものではなかった。

本発明の目的の１つは、あらゆる圧延条件に対して同じ
作業ロールで対応可能として最適の板クラウン・板形状
を確保する機能と、スケジュールフリー圧延が出来ると
いう機能を両立する４段圧延機及び圧延方法を提供する
ことにある。

また、本発明の目的の１つは１等価ロールクラウン量を
作業ロールの軸方向シフトによって所望の値に増減可能
とし、且つ、作業ロールの往復シフトの範囲内において
はこの等価ロールクラウン量の変動を抑制することを可
能とした４段圧延機及び圧延方法を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、上下作業ロー
ルと、該作業ロールを支持する上下補強ロールと、前記
作業ロールにベンデイング力を作用させるロールベンデ
ィング装置と、前記作業ロールをロール軸方向に移動さ
せるロールシフト装置とを備え、前記各作業ロールは、
ロール胴長の所定位置からロールの一端に至る範囲のロ
ール胴片側に形成されたｎ次式（ｎ≧１．５）の曲線で
近似される曲面状イニシャルクラウン部と、前記ロール
胴長の所定位置からロールの他端に至る範囲のロー・ル
胴の反対側に形成された実質的に円筒状のイニシャルク
ラウン部とをそのロール胴表面に夫々備えており、更に
前記各作業ロールは該曲面状イニシャルクラウン部がロ
ール軸方向に相反する位置となるように配置させて４段
圧延機を構成したことにある。

また、本発明では、ロールベンディング装置を有する作
業ロールと、該作業ロールを支持する補強ロールと、該
作業ロールを軸方向に移動させるロール移動装置とを備
え、前記作業ロールは、ロール胴長の一方側に形成され
たｎ次式（ｎ≧１．５）で近似される曲線状のイニシャ
ルクラウン部と。

ロール胴長の他方側に形成された円筒状のイニシャルク
ラウン部とを備え、前記各作業ロールは該イニシャルク
ラウン部が相互に点対称の関係を有するように夫々配置
された４段圧延機であって、前記作業ロールの軸方向位
置を、そのロールの有効胴端部が圧延材板幅端よりも外
側に来るように設定し、圧延作業の進行に従って前記作
業ロールの軸方向位置を所定の範囲内で往復移動させる
と共に、前記各作業ロールを相反する方向に移動操作さ
せるように圧延方法を構成して上記目的を達成するもの
である。

〔作用〕

本発明においては作業ロールの胴長の中央部から片側に
ｎ次式（ｎ≧１．５）の曲線状のイニシャルクラウン部
、該作業ロール胴長の中央部から他方側に実質的に円筒
状のイニシャルクラウン部を設け、且つ前記各作業ロー
ルは該曲線状のイニシャルクラウン部がロール軸方向に
相反する位置となるように配置させた構成としたことか
ら、広幅材の圧延の際には前記ｎ次式の曲線状イニシャ
ルクラウン部と円筒状クラウン部との組合せにより等価
ロールクラウンを小さくし、また狭幅材の圧延の際には
作業ロールを相互に移動することによつて前記ｎ次式の
曲線状イニシャルクラウン部が支配する板幅領域を大き
くすることにより、前記目的が達成されるものとなる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を説明する前に、本発明の詳細な説明
する。

つまり１本発明に係わる４段圧延機は次の機能を持つ必
要がある。

１）ロール摩耗分散のためには作業ロールのサイクリッ
クシフトが最も経済的且合理的であるためこの機能を有
すること。

２）サイクリックシフトを行うためには、作業ロール端
部が板端よりはなれていても板クラウンを小さくする機
能を有していること。そのためにはロールにクラウンが
あることが望ましい。

３）サイクリックシフトすることにより板クラウンの変
動を補償するに足るワークロールベンディング効果を発
揮させるためには作業ロール端部は板端より大きくはな
れ過ぎぬところにあるのが望ましいこと。

４）２）項で述べたロールクラウンは板幅が狭い時は成
る程度大きい方が望ましいが広幅圧延では大きすぎるこ
とになるので、板幅に応じて作業ロールをシフトした場
合、板幅が広い時はロールクラウンが小さく、板幅が狭
くなるにつれてロールクラウンが大きくなりつれば理想
的であること。

５）更にサイクリックシフト下ではロールクラウンの変
動が抑制されればより理想的となること。

そこで本発明では上記５項目を作業ロールに特殊なイニ
シャルクラウンを設け、この作業ロールを軸方向に相対
移動可能とした構成の４段圧延機により実現したもので
ある。

即ち、本発明の４段圧延機では、作業ロールの胴長の片
側半分にｎ次式（ｎ≧１．５）の曲線状のイニシャルク
ラウン部を、該ロール胴長の他方側半分に実質的に円筒
状のイニシャルクラウン部を設けたことによって、広幅
材の圧延では前記曲線状イニシャルクラウン部と円筒状
クラウン部との組合せによる等価ロールクラウンを小さ
くし、また狭幅材の圧延ではこの作業ロールを相対的に
軸方向移動することにより前記曲線状イニシャルクラウ
ン部が支配する板幅領域を増して等価ロールクラウンを
大きくすることにより上記５項目を達成したものである
。

上述した本発明の基本的な考え方を第１図乃至第４図を
用いて説明すると１図において、圧延材３を圧延する上
下作業ロール１，２は夫々補強ロール２１．２２により
支持された構成の４段圧延機である。尚、ここでは作業
ロールベンディング装置並びに作業ロールシフト装置は
図示を省略しである。

第１図に示す特殊なロールクラウンが本発明に係る４段
圧延機の特徴であり、上下作業ロール１゜２の夫々はぼ
ロール胴長の中央部を起点として片側のみにクラウン量
ＣＲのｎ次式（ｎ≧１．５）の曲線状のイニシャルクラ
ウンｌａ、２ａをつけ、他の片側は実質的に円筒状のイ
ニシャルクラウンｌｂ、２ｂである。そして前記曲線状
イニシャルクラウンｌａ、２ａのある方は軸方向反対側
に位置するようにセットされている。これは従来のロー
ルクラウン即ち左右対称で上下作業ロールで同一のロー
ルクラウンに換算すればＣＲの２分の１のロールクラウ
ンｌｃ、２ｃを設けた作業ロール１’　、２’　を有す
る第２図に示す４段圧延機に相当する。第１図の作業ロ
ールの状態では右側は上作業ロール１の曲線状ロールク
ラウン１ａのみ、左側は下作業ロール２の曲線状ロール
クラウン２ａのみがロールクラウンとして働く。次に圧
延材３の板幅が最大のＢ、＆８からＢへ狭くなると第３
図に示す如く作業ロール１，２をシフトする。

然る時は上下作業ロール１，２共に曲線状ロールクラウ
ンｌａ、２ａのあるロール部分で圧延する領域が増し即
ちクラウンが増加して行きＢがＢｍａｘの２分の１程度
になると殆ど板幅全幅を上下作業ロール１，２共に曲線
状ロールクラウンｌａ。

２ａのあるロール領域で圧延することになりクラウン効
果としては、第４図に示す如く最大板幅まで延長すると
、２倍の従来クラウンを持ったものと等価になる。尚、
第２図に示す様な従来のロールクラウンｌｃ、２ｃでは
ロールシフトによる板クラウンの変更は少なく、特に通
常用いられている二次曲線のロールクラウンではその効
果はゼロである。従って、仮に第１図で曲線状ロールク
ラウンｌａ、２ａのない方にロールクラウンＣＲ’を設
けると板クラウン量がそれだけ大きくなり、然もロール
シフトによる効果は、対称クラウンでは存在しないので
ロールシフトに有効なりラウンはＣＲ−ＣＲ’　と減少
し目的に反することになる。

第１図に示す曲線状の片側ロールクラウンｌａ。

２ａはｎ次式（ｎ≧１．５）で表わされる如く二次曲線
が主体であるがこの曲線の種類によってロールシフトに
よるロールクラウン効果がどう変るかを検討して見る１
曲線状ロールクラウンｌａ。

２ａの曲線をロール中央点を原点としてＹ＝ＣＲＸｒ′
で表わす、尚、又は無次元化されたロール軸方向座標で
ある。

第１図の状態を基準にして作業ロール１，２をＳだけシ
フトすればロール間隙の分布、即ち板りして Ｘが−Ｓ　＜　Ｘ　ＫＳ　（１）範囲ではＣ（Ｘ）＝２
ＣＲＸ”Ｘが１≧Ｘ、≧、Ｓ又は−ＩＫＸ＜−８の範囲
ではＣ（Ｘ）＝Ｃ＊（（Ｘ＋Ｓ）”−２Ｓ”）　　　　
−（１）となる。

尚、この様なロールカーブは一つの式で表わせないが第
５図でｎ＝２でＳ＝ＯでもＳ＝０．５　でもスムースな
カーブになっていることが分る。

ロール全長に対する（正確にはＢｍａｘまで延長した）
クラウン量ＣｔはＸ＝１において等価ロールクラウンＣ
Ｔは。

ＣＴ：ＣＲｌｘ：□＝ＣＲ（（１＋Ｓ）”−２８ｔ′）
　　・−（２）Ｓ＝０でＣＴ：ＣＲとなる。

今、Ｓ＝０．５　の時のＣＴをＣＴＥとしてそのクラウ
ンの増加率αをα：ＣＴＥ／ＣＲとすればα＝ＣＴ１８
：。、、＝＝ＣＲ（（１＋０．５）”−２Ｘ０．５”）
ＸＣＲ＝　１．５”　−２Ｘ　Ｏ，５“ となる。

αは１以上でなければ意味がない、ｎの値に対するαの
値を第６図に示す、これよりｎは少なく共１．５以上な
ければならないことが判る。また、特開昭５７−１８１
７０８号公報に示するように、ロール端片側にテーバ状
クラウンを備えたもの、即ち上式でｎ＝１となる直線の
テーパではα＝０．５　となり逆効果である。既に上記
特開昭５７−１．８１７０８号公報に記載の作業ロール
シフトミルでテーバ法が利用されているが、これは板端
部のエツジドロップの改善を狙ったものでロールの端部
にテーパを設けてあり本発明の４段圧延機のように板金
体のクラウン制御を目的とするものとは異なる。しかも
狭幅の圧延では、等価クラウンは減少し目的は達せられ
ない、第６図によればｎが大きくなる程αは大きくなる
が、ｎを余り大きくすると作業ロールの撓み特性との差
が出て複合クラウンになるのでｎの最大値は２．５倍に
おさえた方がよい。

尚、シフトＳによってクラウンの増加率αがどのように
推移するかをｎ　＝　２．０　　とｎ＝２．５　　の場
合につき第７図に示す、ｎ＝２．５　の方がｎ＝２より
作業ロールシフトによるクラウン増加率は大きくなるが
、余り大きくなるとロール摩耗分散のためのサイクリッ
クシフトによるクラウン変動が大きくなりすぎる欠点が
生じるのでｎを余り大きくすることは得策ではない、ス
ケジュールフリー圧延のためには作業ロールに生じるロ
ール摩耗分散が必須であることを既に述べたが重要なこ
とは。

ホットストリップミルのロール面長は圧延可能な最大板
幅が１６００ｍ、１８００ｍ、更には２０００■と広幅
を圧延出来る面長のものが多く設備されているが平均板
幅はいずれも１０００ｍ前後で最小板幅は６００ｍ程度
であることであり、従って１０００ａ幅前後の板幅の圧
延量が最も多く、ロール摩耗もこれらの幅に対するもの
が最も激しくなることである。従って摩耗分散のための
作業ロールのサイクリックシフトはこれらの幅に対して
最も必要でその際、このシフトによるロールクラウンの
変動は少ない程望ましいことになる。本発明はこれらに
対しても極めて有効な手段を提供するものである。本発
明のこの点に於ける効果を次に述べる。（１）式で示さ
れる本発明の４段圧延機における作業ロールのロールク
ラウン式をｎ＝２Ｃ（Ｘ）”ＣＲ（（Ｘ＋　Ｓ）”−２
８”）＝　ＣＲ（Ｘ”＋　２８　Ｘ”　−Ｓ　”）　　
　　　・・・（３）ＳをΔＳ変化した時のＣ（Ｘ）の変
化ΔＣ（Ｘ）は・・・（４） 今任意の板幅をＢとすれば圧延しているロールの位置−
ｂ　／　ｂ−ａｘ≦Ｘ　Ｓ　ｂ　／　ｂ−ａｘのみがこ
こでは問題でその端部をＸｂとするとＸｂ＝ｂ／ｂ、＆
。

となり、 Ａ　Ｃ（Ｘｂ）　＝　２　ＣＲＣＸｂ−Ｓ　）ΔＳ　　
　　　−（５）今、Ｘｂ”１．即ちｂ＝ｂ−ａ−の時は
Ｓはゼロに近いため ΔＣ（Ｘｂ）ｌｘ、譜２ＣＰ＋（１−０）Δ５＝＝２Ｃ
＊ΔＳ となるが、前述の如く板幅が叢大板幅の半分程度ではｂ
　＝　ｂ　−ａｘ／　２で、ｘｔ、＝０．５、Ｓもｂ　
ｍａＸ−ｂだけシフトされるので無次元化して５＝（ｂ
、、。

−ｂ）／ｂ、ｎ＝０．５となり、（５）式を用いてＡ　
ｃ（ｘｂ）鵬。、、　＝　２　ＣＲ（０，５−０，５）
Ａ　Ｓ　＝　０と殆どロールシフトによるクラウン変動
は生じない。

尚、ｂ＜ｏ、ｓｂ、□ではＳ２Ｏ，５となり圧延材は、
共に二次曲線のロールカーブの間では圧延されるのでロ
ールシフトによる幾何学的なイニシャルクラウンの変動
は生じないことになる。尚、ｂ　＝　０．５　ｂ□、以
上でシフトによる幾何学的クラウン変動を防止したい場
合は、作業ロールのイニシャルクラウンの出発点を更に
ストレート側に延長することにより可能である。

尚、ここで強調しておきたいことは、このような効果を
持つ特殊なロールクラウンが他にないかということであ
る。前述の特開昭５７−９１８０７号公報に記載のＳ字
形状のロールカーブで検討して見る。

前記Ｓ字形状のロールカーブを有するタイプのミルは前
述の如くロールのシフトストロークが少なく、ロールシ
フトによるクラウン変化が極端に大きいためサイクリッ
クシフトは不可能であるが、例えば、Ｓ字形状のロール
クラウンを小さくしてその分だけロールのストロークを
大きくして補うことが考えられる。然し、上記タイプの
ミルでは、ロールカーブが実用的にはＳｉｎｇカーブや
Ｘｂのような奇函数が用いられており、その幾何学的効
果は、ＸＪＬを例にとると。

Ｙ（Ｘ）”（（Ｘ＋Ｓ）”−（Ｘ−８）”）Ｃａ＝（６
ＳＸ”＋２ＳすＣＲＣ（Ｘ）”Ｙ（Ｘ）Ｙ（０）＝６Ｃ
Ｒ８Ｘ”　　　　　　　−−−（６）ＳｏをΔＳ移動し
た時のＣ（Ｘ）の変化ΔＣ（Ｘ）は、となりＳの位置に
関係なくΔＳに比例する。

そしてロール全長に対する等価クララ２Ｃ丁はＸ＝１と
シテ（６）式よりＣｔ＝６ＣＲ８となり、Ｓ である。

他方本発明に係わる前述した特殊クラウンを作業ロール
のイニシャルクラウンに利用すれば、板幅の範囲では（
４）式、（５）式から Ｓ これをロール全長の等価クララ２Ｃ丁で表わせばロール
カーブは二次曲線として ・・・（８） この場合すの変化に対応して作業ロールをＳだけ軸方向
に移動させるが、Ｘｂ＝１の時Ｓ＝０゜Ｘ　ｂ　＝０　
、５の時Ｓ＝０．５という様にＸｂ十Ｓ　＝　１である
。但し、Ｓ＜０．５　では前述した如くＳ Ｓ字形クラウンロールのミルと本発明に係わる圧延機の
作業ロールに適用されるロールカーブにδＳ なる。

第８図でカーブ（Ａ）は本発明のロールクラウンの場合
、直接（Ｃ）はＳ字形ロールクラウンの場合を示すもの
で、板幅の多用範囲において、前記Ｓ字状ロールクラウ
ンではロールシフトに伴って板クラウンの大きな変動が
さけられないのに対して、本発明のロールクラウンによ
れば（絶体値として充分なロールクラウンを確保しつつ
）ロールシフトにより板クラウンの変動を小さく押える
ことができることが分かる。即ち、例えば広幅ホットス
トリップミルの代表的なものではロール面長２２００ｙ
ｘａで最大板幅は２０００ｍ、最小幅６００■で、最も
生産量の多いのは１０００閣板幅前後であり、第８図に
云えばＸｂ＝０．５．Ｓ＝０．５　に当る。又比較的生
産量の多い１２００ｍ板幅でＸ　ｂ　＝０　、６　、　
Ｓ　＝　０　、４に当るｓＸｂが０．６以下で公知のＳ
字状のロールクラウンに対して遥かにロールシフトによ
る板クラウン変動が少ないことが言え、スケジュールフ
リー圧延が本発明の圧延機により非常に有効に行えるこ
とが分る。

次に本発明の一実施例である４段圧延機を、第９図乃至
第１１図に示す。第９図は上記した４段圧延機をロール
軸方向から見た圧延機構造図、第１０図は前記圧延機を
操作側から見た正面図、又第１１図は第１０図のＸＩ−
ＸＩ方向断面図である。

これらの図において１及び２は圧延材３を圧延するため
の上下一対の作業ロールであり、これら作業ロール１，
２は補強ロール２１．２２で支持されている。作業ロー
ル１，２の両端であるロールネック部はメタルチョック
４，４′及び５，５′に夫々に回転可能に支持されてい
る。また、ロールハウジング６に形成されたウィンドに
はプロジェクトブロック７．８が取付けられており、こ
のプロジェクトブロック７．８にはシフトブロック９．
１０が装着されている。このシフトブロック９．１０の
内側はメタルチョック４，５が摺動可能に案内しており
、作業ロール１，２と一体にメタルチョック４，５が垂
直方向に上下動できるようになっている。さらにシフト
ブロック９．〕０にはロールベンディング装置を構成す
る作業ロール１，２にロールベンデイング力を作用させ
るための油圧ラム１１．１２が適宜内蔵されている。

一方、ロール移動装置を構成しているシフトブロック９
は圧延機駆動側でシフトビーム１３と連結されており、
また駆動側メタルチョック４′もチョッククランプ１４
を介して油圧シリンダー１５の作動により着脱自在にシ
フトビーム１３と連結されている。従ってロールシフト
用油圧シリンダ−１６により上作業ロール１をシフトブ
ロック９と共にロール軸方向に移動でき、上メタルチョ
ック４，４′とシフトブロック９に内蔵された油圧ラム
１１．１２とは一緒にロール軸方向に移動させることに
なるので、上作業ロール１を長ストローク移動しても、
ロールベンデイング力を常に作業ロールの軸受１７の中
心に作用することができ、軸受の寿命を確保しつつ大き
なロールベンデイング力をロールに適用することができ
る。

また、１８は上作業ロール１を回転駆動する為の駆動軸
で、図示しないモーターによりカップリング１９を介し
て上作業ロール１を駆動する。この場合、シフトフレー
ム１３と駆動軸１８とは互いに干渉しないようにシフト
ビーム１３の中央部２０を適宜の形状（例えば吊型）に
すればよい。

図示しないが下作業ロール２についても上記と同様の構
造を採用すれば、上下作業ロール１，２を軸方向に互い
に反対方向に移動しつつロールベンデイング力を効果的
にかけることができる。

次に上下補強ロール２１．２２は各々上下作業ロール１
，２を支持するとともに、上下補強ロールメタルチョッ
ク２３．２４により回転可能に支持されると共に、ロー
ルハウジング６のウィンド内で圧下シリンダー２５によ
り上下動する。

さて第１２図は上下作業ロール１，２に設けたロールイ
ニシャルクラウンｌａ、ｌｂの一例である。すなわち、
ロール胴長２２００■、ロール径７８０■の作業ロール
１のロール胴のほぼ中央部Ａ点から図の右側のロール端
片側に向って先細とし、この領域に亘って２次式のカー
ブをｙ＝ｘｚをもつ曲線状のイニシャルクラウン１ａが
施されており、ロール胴端８点では半径で３００μだけ
Ａ点での径より小径となっている。一方Ａ点より左側の
ロール端に向う反対側の部分は径が実質的に変化しない
ストレート状、つまり円筒状のイニシャルクラウンｌｂ
となっている。

前記作業ロール１のロール胴面の片側に形成された曲線
状のイニシャルクラウン１ａの近似式は、ｙ＝ｘ！ｌの
数式で表わ様れる。ここで、ｎ≧１．５で必要な効果は
得られるが、望ましくはｎ　＝２．０〜２．５　の範囲
が最適である。

第１３＠及び第１４図は、夫々、本発明の一実施例であ
る前記した第１２図に示すｙ＝ｘ２カーブの曲線状イニ
シャルクラウンをロール胴の片側に設けた上下作業ロー
ルを備えた４段圧延機及び第２図、第４図に示す従来例
のロール全長に亘って左右対象のイニシャルクラウンを
備えた４段圧延機において、ロールシフトとロールベン
ダとを併用して圧延材の板クラウン制御を各種板幅に応
じて行なった状況としてその板クラウンの板厚分布を夫
々示したものである。第１３図及び第１４図において、
（Ａ）は板幅Ｂ＝１８００■、作業ロール端部と板幅端
との位置δ＝２００膿、ロールベンダＦ　＝　Ｏｔｏｎ
、２００ｔｏｎ／チＥ’：１（７）場合、（Ｂ）は板幅
Ｂ＝１２００ｍ、δ＝３００ｍ、Ｆ＝　０ｔｏｎ、　２
００ｔｏｎ／チＥ”／りの場合、（Ｃ）は板幅Ｂ＝９０
０ｍ、　δ＝３００ｍ、Ｆ＝Ｏｔｏｎ、２００ｔｏ口／
チョックの場合を夫々示すものである。尚、圧延荷重は
全て板幅１■当り１．７５ｔｏｎで計算している。これ
らの第１３図及び第１４図を比較すると、ケース（Ａ）
では前述の如く等価ロールクラウンは等しく、同等の板
クラウンが得られている。しかし、ケース（Ｂ）、（Ｃ
）の如く板幅が狭くなると２本発明の実施例である第１
３図に示す場合は、ロールベンダーのカＦをＯｔｏｎか
ら最大２００ｔｏｎ／チヨツクまで変更することによっ
て板クラウンを凸から凹に変化させることができ、従っ
て平坦な板クラウンを得られる。しカル従来イニシャル
クラウンを適用した第１４図に示す場合では、最早凸状
の板クラウンしか得ることができなくなる。

これは、従来の左右対象のロールクラウンの場合、ロー
ルシフトによる幾何学効果がなく、またδ＝３００−と
まだがなり作業ロールの有効胴端が板幅端の外側にある
ため１作業ロールのたわみが充分小さくならず、板クラ
ウンが凸状にならざるを得ないのに対して、本発明の上
記曲線状イニシャルクラウン付のロールによれば、該曲
線状のイニシャルクラウンが直接、すなわち幾何学的に
板クラウンを変更するため１作業ロールのたわみがある
程度残っても充分板クラウンを平坦にすることができる
ためである０本発明の実施側番こよるイニシャルクラウ
ンによれば、第７図に示すように特に作業ロールを大き
く圧延機中心側、即ち補強ロール胴長内側にシフトした
時、その幾何学的効果が増大して等測的イニシャルクラ
ウンは増大することができるから、作業ロールのたわみ
が大きくなる狭幅でかっδ大での状況下の圧延に対して
特に有効となることが分かる。

第１５図は１本発明に係る第１２図に示したイニシャル
クラウンを有する作業ロールを備えた４段圧延機を用い
、板幅１２００真の圧延材に対して前記作業ロールの曲
線状イニシャルクラウン１ａを形成した有効胴端８点が
板幅端より（Ａ）ではδ＝１００ｍ、（Ｂ）ではδ＝２
０Ｃ）ｗ＋、（Ｃ）ではδ＝３００−ｎと±１００閣の
範囲で作業ロールをシフトした時に板クラウンを平坦に
できるロールベンデインカＦと、その時の板クラウンを
示したものである。第１５図より、作業ロールのシフト
ストロークが±Ｌｏｏｍ内では、ロールベンダーカＦは
各々、（Ａ　）　Ｆ　＝　４０　ｔｏｎ／チョック、（
Ｂ　）　Ｆ　＝　９０ｔｏｎ／チヨツク、（Ｃ）Ｆ＝１
４０ｔｏｎ／チョックと全て最大ベンダー力２００ｔｏ
ｎ／チヨツクの範囲内にあり板クラウンを充分平坦にで
きることが分かる。従って本発明の実施例の４段圧延機
によれば、作業ロールの摩耗分散に必要なサイクリック
シフトの振幅内で常に板クラウンを平坦にでき、圧延材
の品質を確保しながらスケジュールフリー圧延が可能と
なる。

第１６図及び第１７図は、第１２図に表わした曲線状の
イニシャルクラウン付きの作業ロール及び従来の１５０
μｍ程度の径差を有する左右対称のイニシャルクラウン
付きの作業ロールを備えた作業ロールシフト式の４段圧
延機を夫々用いて板幅１２００■の圧延材の板クラウン
をほぼ平坦に圧延する時の作業ロールと補強ロールとの
間のロール間圧力分布を示したものである。第１７図に
示す従来型ロールクラウン付きの作業ロールでも平坦な
板クラウンを得るため、ロールをシフトしてロールの有
効胴端をいずれも板幅端より外側２００ｍ（δ＝２ｏＯ
■）にセットしである。これらの図より、ロール間圧力
分布は大きく異なることが分り、特に第１６図に示す本
発明の実施例の４段圧延機の場合は、前記圧力の最大値
を大幅に低減できることからロールの強度、寿命上、大
きな効果を有していることが分かる。よって本発明の実
施例の場合では、ロールの組替頻度が減少して、スケジ
ュールフリー圧延の実行をさらに改善することができる
ものとなる。

なお、上述した本発明の実施例によるロールイニシャル
クラウンについて、第１２図に示す作業ロール１のロー
ル胴片側の曲線状イニシャルクラウン１ａの起点Ａは、
広幅材圧延に対する板クラウンの制御性の確保上、極力
ロール胴中央に設けるのがよいが、この作業ロールの軸
方向位置セットは可変である故、厳密に胴中央点とする
必要はなく、適用左右にずらしてもよい０例えば起点Ａ
を第１２図に示すＡ点から少し左側にずらし、そこから
中央方向に向けて比較的小さな曲面状のイニシャルクラ
ウンをつけ、更にロール胴中央からはｙ＝ｘｎ（ｎ≧１
．５〜２．５）の曲線状イニシャルクラウンをつけても
良い。

そして作業ロール１の反対側のロール胴片側は。

実質的にストレートの円筒状イニシャルクラウン１ｂで
あれば良い。

また、他の実施例として、例えば作業ロールのロール胴
長左端を起点としてロール胴長右側に亘る有効側角の全
長に亘って５次式で表わされる特殊なイニシャルクラウ
ンを用いると、第１２図に示すロールクラウン、の実施
例に充分近似できるイニシャルクラウンを得ることもで
き、従ってこのようなイニシャルクラウンも実質的に本
発明に含まれることは自明である。

第１８図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第１
図、第３図、第９図に示した４段圧延機を５スタンドの
ホットタンデムミルに適用した実施例である。

第１８図において、タンデムミルの前段の第１乃至第２
スタンドの圧延材として上述した本発明に係わる曲線状
のイニシャルクラウンを有する作業ロールを備えた作業
ロールシフト式の４段圧延機を適用し、残りの第３乃至
第５スタンドの圧延機に中間ロール３１がシフト可能な
前記特公昭５１−７６３５号公報に示す６段圧延機を適
用したものである。

上述したタンデムミルにおいては、既設設備の改善が比
較的容易であり、圧延設備の機能を飛躍的に向上し得る
ものとなる。

尚、上述した本発明の実施例は主としてホットストリッ
プミルについて説明したが、本発明の圧延機のコールド
ストリップミルにも適用出来ることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、前述したイニシャルクラウンを有する
作業ロールの軸方向シフトと作業ロールベンダーを備え
た４段圧延機により、等測的なロールクラウンをロール
シフトにより効果的に変更することによって、圧延材の
幅の順序を自由に設定し得るスケジュールフリー圧延と
、板クラウン。

板形状の優れた制御特性とを常に両立して圧延を可能に
する４段圧延材及び圧延方法を実現出来るという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は本発明の一実施例である作業ロール
シフト式４段圧延機の概略構成を示すものであり、第１
図は広幅材圧延時の状況を第３図は狭幅材圧延時の状況
を夫々示す、第２図及び第４図は従来の左右対称ロール
クラウン付の作業ロールを備えた４段圧延機の概略構成
を示すものであり、第２図は広幅材圧延時の状況を、第
４図は狭幅材圧延時の状況を夫々示す、第５図は本発明
の４段圧延機の作業ロールのイニシャルクラウンに適用
されるロールカーブの例における板クラウンＣ（Ｘ）と
ロール軸方向位置との関係説明図、第６図は本発明の実
施例の圧延機に用いるロールのイニシャルクラウンを近
似するｎ次式の次数とクラウン増加率γとの関係説明図
、第７図は本発明の実施例の圧延機に用いるイニシャル
クラウン付の作業ロールにおける軸方向シフトとクラウ
ンの増加率γとの関係説明図、第８図は本発明の実施例
の圧延機に用いるイニシャルクラウン付の作業ロールの
シフト及び軸方向位置と板クラウン変化との関係説明図
、第９図乃至第１２図は本発明の一実施例である４段圧
延機の具体的構成を示すものであり、第９図は上記４段
圧延機をロール軸方向から見た詳細図、第１０図は上記
４段圧延機を操作側から見た正面図、第１１！ｉｉ！Ｉ
は第１０図の夏−ＸＩ方向断面図、第１２図は上記４段
圧延機の作業ロールのイニシャルクラウン形状を示す部
分図。 第１３図及び第１４図は本発明の実施例である４段圧延
機及び従来の４段圧延機による板クラウン制御状況を夫
々示す板クラウン分布図であり、両図において（Ａ）は
板＄１１８００鵬、（Ｂ）は板幅１２００ｍ、（Ｃ）は
板幅９００閣の圧延状況を各々示す、第１５図は本発明
の実施例である４段圧延機によって板幅１２００ｍの圧
延材を圧延時に作業ロールを±１００閣の範囲でシフト
してフラットな板クラウンを得た状況を示すものであり
、図において（Ａ）は板幅端と作業ロールの有効胴端と
の距離δ＝１００ｍ、（Ｂ）はδ＝２００■、（Ｃ）は
δ＝３００園の圧延状態を各々示す、第１６図及び第１
７＠は本発明の実施例である４段圧延機及び従来の４段
圧延機における作業ロールと補強ロールとの間のロール
間圧カ分布を夫々示す図、第１８図は第９図乃至第１２
図に示す本発明の実施例の４段圧延機をタンデムミルの
前段に適用した状況を示すタンデムミル配列図である。 １・・・上作業ロール、ｌａ、２ａ・・・曲線状イニシ
ャルクラウン、ｌｂ、２ｂ・・・円筒状イニシャルクラ
ウン、２・・・下作業ロール、３・・・圧延材、４，５
・・・チョック、６・・・ハウジング、１１．１２・・
・油圧ラム、１６・・・油圧シリンダ、２１・・・上補
強ロール、２２・・・下補強ロール、２３．２４・・・
チョック。 ＣＲロールクラウン、δ・・・ロールシフト位置、Ｓ第
１図 第２図 ４９ 第 ３ 図 第 図 第 図 第 図 ０．２ ０．４ ０．６ ０．８ 第 図 第 図 第 図 ２３．２４・・チョツク 第 １゜ 図 第 １ 図 第 ３ 図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 第 ２ 図 １ 第 ４ 図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 第 １５ 図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 一一一　取　鴨 第 ６ 図 第 ７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上下作業ロールと、該作業ロールを支持する上下補
   強ロールと、前記作業ロールにベンデイング力を作用さ
   せるロールベンディング装置と、前記作業ロールをロー
   ル軸方向に移動させるロールシフト装置とを備え、前記
   各作業ロールは、ロール胴長の所定位置からロールの一
   端に至る範囲のロール胴片側に形成されたｎ次式（ｎ≧
   １．５）の曲線で近似される曲面状のイニシャルクラウ
   ン部と、前記ロール胴長の所定位置からロールの他端に
   至る範囲のロール胴の反対側に形成された実質的に円筒
   状のイニシャルクラウン部とをそのロール胴表面に夫々
   備えており、更に前記各作業ロールは該曲面状のイニシ
   ャルクラウン部がロール軸方向に相反する位置となるよ
   うに配置させたことを特徴とする４段圧延機。 ２、前記ロール胴長の所定位置は作業ロール胴長のほぼ
   中央部である請求項１の４段圧延機。 ３、前記曲面状のイニシャルクラウン部を近似するｎ次
   式の曲線は、望ましくはｎ＝２．０〜２．５次の範囲で
   ある請求項１の４段圧延機。 ４、前記ロールシフト装置の最大シフト量を最大板幅と
   最小板幅との差の約１／２程度に設定した請求項１の４
   段圧延機。 ５、ロールベンディング装置を備えた作業ロールと、該
   作業ロールを支持する補強ロールと、該作業ロールを軸
   方向に移動させるロール移動装置とを備え、前記各作業
   ロールには、ロール胴長の所定位置からロールの一方端
   に至るロール胴片側にｙ＝ｘ＾ｎ（ｎ≧１．５）の式で
   近似される曲線状のイニシャルクラウン部と、該ロール
   胴長の所定位置からロールの他方端に至るロール胴反対
   側に実質的に円筒状のイニシャルクラウン部とが夫々形
   成されており、前記各作声ロールは該曲線状のイニシャ
   ルクラウン部がロール軸方向に相反する位置となるよう
   に配置されている構成の圧延機をタンデムミルの前段に
   配置したことを特徴とする４段圧延機。 ６、ロールベンディング装置を有する作業ロールと、該
   作業ロールを支持する補強ロールと、該作業ロールを軸
   方向に移動させるロール移動装置とを備え、前記作業ロ
   ールは、ロール胴長の一方側に形成されたｎ次式（ｎ≧
   １．５）で近似される曲線状のイニシャルクラウン部と
   、ロール胴長の他方側に形成された円筒状のイニシャル
   クラウン部とを備え、前記各作業ロールは該イニシャル
   クラウン部が相互に点対称の関係を有するように夫々配
   置された４段圧延機であつて、 前記作業ロールの軸方向位置を、そのロールの有効胴端
   部が圧延材板幅端よりも外側に来るように設定し、圧延
   作業の進行に従つて前記作業ロールの軸方向位置を所定
   の範囲内で往復移動させると共に、前記各作業ロールを
   相反する方向に移動操作させることを特徴とする圧延方
   法。 ７、前記作業ロールは、該ロールの有効胴端部が前記補
   強ロールの有効胴端部の内側に位置するよう前記作業ロ
   ールを移動操作する請求項６の圧延方法。 ８、前記作業ロールの往復移動操作に応じて該作業ロー
   ルの移動に伴う圧延材のクラウン変化を補完するように
   前記ロールベンディング装置から作用させるベンデイン
   グ力を調節するようにした請求項６の圧延方法。 ９、上下作業ロールと、該作業ロールを支持する上下補
   強ロールと、前記作業ロールにベンデイング力を作用さ
   せるロールベンディング装置と、前記作業ロールをロー
   ル軸方向に移動させるロールシフト装置とを備え、前記
   各作業ロールは、ロールの有効胴長のほぼ全域領に亘つ
   て形成された大略５次式の曲線で近似させる曲面状のイ
   ニシャルクラウンを備えており、更に前記上下、作業ロ
   ールはそのイニシャルクラウンが夫々左右非対称で且つ
   相互に点対称の関係となるように配置させたことを特徴
   とする４段圧延機。