JPS62151212A - 圧延装置 - 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】 本発明は、荷重により生成された好ましくない撓みを自
己補償１ｊる、フラン１〜圧延製品を処理１るための機
械［に使用ザる改良されたロールに｛νＪする。

フラットに圧延された帯状製品、たとえば熱間Ｊ’ｊ　
Ｊ：び冷間ＷＡ鋼ス１・リップ，ゴム．プラスヂツクス
，紙笠の圧延に際して、その４４利を処理Ｊるために用
いるロール（ま、該ロールの中央部が前記材料と係合Ｊ
６際に、それらの対向保持端間で・撓む。この撓みは、
横断面の均一性づなわらス１へリップのプロフィルおＪ
：び平坦度へのＥＥ　”Ｒのために受は入れ難い製品条
件ならびに端部の減縮（エツジ・ドロツブ）をもたらし
、更にこれらの条着を満足サベきｂのに修正１Ｊる手段
がないという結果をもたらり。

過去に１１３いては、そして特に本発明を説明リる目的
をもって以下に｝ホベる圧延磯産業にＪ３いて、圧延工
程中のこれら不利な条ｆ１の若干または全てをＩＪＩ除
り”る試みが為されて来た。これらの試みは、所定の機
械圧延クラウン（ｃｒｏｗｎ）ど組合Ｕた「１一ル・ペ
ンディング（ｒｏｌｌ　ｂｅｎｄｉｎｇ）　、特別にシ
■−プ（ＳｈａＤ（！ｄ）Ｌ，た作業し１−ルＪ３よび
／または流体伸長性；］一ル（Ｎｕｉｄ　ｃｘｐａｎｄ
ａｂｌｃ　ｒｏｌｌｓ）　、移動可能性［１−ル（ｓｈ
ＨＬａｂｌｃ　ｒｏｌｌｓ）　、および熱的１」一ル・
クラウン制御（ｔｈｅｒｍａｌ　ｒｏｌｌ　ｃｒｏｗｎ
　ｃｏｎｔｒ−０１）等を含むバックアップ・ロールの
使用を包含していた。

本発明をより良く評価し、かつまたそのより良い叩解の
ための前項情報としで供するために、２種類の特定の従
来技術フオームをより詳細に述べることにする。第１の
ものは米国特許第４．２’ｌ１９，１０９号の開示であ
り、そこにはバックアップ・［１−ルｈ６　、ｌＦｉの
ソリッド・アーバおよびルーズな外１ノスリーブを備え
るスリーブ移動装置が示されてＪ３す、このスリーブは
圧延されるストリップの端縁を越えて延びる作業ロール
の部分の撓みの減少を企てるために移動可能となってい
る。第２の型の従来技術（ま米国特許第４，４０７，１
５１号に関し、これはバックアップ・ロール構造の内部
移動アーバを示しており、このものは第１に述べた従来
技術構造ど同一結果を得ることを試みるものである。

本発明において、ツー・ピース構造の形態におｔプるア
ーバおよびスリーブは互いに固着的に固定されていて、
ストリップの幅の広い範囲をカバーするように設計され
たスリーブの幾何学的形状に関りる適切な構成により２
種類の従来技術〕Ａ−ムと同一の目的を達成覆るもので
ある。

しかしながら、これらの試みのいずれも全く成功せず、
特に通常の圧延作業に伴う多くの変数、たとえば圧延さ
れるストリップの幅に関する変化、一方から池ブノのス
トリップへの減縮度、連続ストリップの温度にお（」る
変化、ならひに圧区巾のストリッーゾの温１σＪ３よび
１１延は自賛、の（温度（こＪ３ｔＪる変化に基因して
成功し４１かった。

受容不能製品に関りる向、Ｌをしたらり条１′１の一つ
の他の１４徴ならびにその主な部分を代表Ｊろものは、
温度ＪｊＪ、び？・４Φにおい（定常的ａ′灸化をジ（
ノだとき圧延機の作業ロールの圧延面の形状乃〒輸郭に
Ｊ３いて牛ずろ定常的イτ変化である。ある程度プロフ
ィルの不拘−４ｒ製品の製）告を望む場合で１゛ら、過
去にＪ３いて【よ１■延条件の所望安定性を得ることな
らびに特に作業１」−ルの圧延面の形状乃至輪郭にＩｓ
！Ｉ　してス１〜リップの全体に已り、またストリップ
からストリップに及ｌυで所望プロフィルを４′７にと
【よ非常に困難であった。

更に、木質的に同一の伸出ににす、過去においては、平
坦なストリップ、すなわちバックル（ｂｕ−ｃｋｌｃＳ
）およびつ１−ブ（ＷａＶＱＳ）の無いス１〜リップを
１！？ること、ならびに土ｊホの修正手段Ｊ３よび方法
により端縁の過剰減縮を阻止することは非常に困難であ
った。

本発明はロールの提供に際してこれらの問題に対し少な
くとも実質的な解決をもたらすものであり、それはロー
ルの性質そのものによって、もし蟇ノ１除づることがで
きなくても、上に述べた状況におＩＪるロールの撓みを
大幅に減少さぜることによりＶＩＩＪにするか、あるい
は所望により圧延面、また（よマルチ・ハイロール・ア
レンジメント（＋＋ｕ　Ｉ　ｔ　ｉｈｉｇｈ　ｒｏｌｌ
　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の場合には第２のロールを
係合する面となる可能性のある日−ルの接触面の平坦さ
または制御された度合いのプロフィルを１１するという
ものである。

本発明の他の特徴は、圧延処理中に実質的に変化しない
圧延面を提供することであり、その結果、串１ｕな圧延
面また【、１制御された輪郭圧延面を１１するために実
行しなければならない外部的な変更の度合いを著しく減
少させるものである。

本発明の更に伯の目的は、その輪郭に関して制す１１さ
れた１工延而を１聞供することにあり、これは知られた
外部的手段、たとえばロール・ベンディングとの組合わ
せによって圧延条件に及ぶロール撓みの悪影響を補ｔｒ
１するものであり、前記圧延条件には広範囲に及ぶ変数
、たとえばストリップの幅または型にＪ３ける変化、減
縮の５％　、温石変化等が含まれる。

本発明のこれら目的ならびに他の特徴おＪ：び効果は、
本発明の好ましい実施態様の以下の記載を添付図面と共
に参照することにより更に良く理解されるであろう。

まず最初に第１図を参照すると、ス１−リップＳど係合
１′る圧延面を備え、通常の方法にＪ、り構成された鋳
鉄作業ロール１０が示されている。作業ロール１０Ｇよ
また、通常の方法にＪ二り鋳？スパックアップ・ロール
１２にＪ：り係合され、ぞのジ１１−ナル１４．１６ｔ
よ１１１１ツブ設定部材、たとえば２個の符号［／２に
Ｊ、り示されるスクリューダ・クン（ｓＣｒｃｗｄｏｗ
ｎ）にＪ、り保持され、このことはまた、バックアップ
・ロール１２の各端部がストリップＳの厚ざにお【プる
所望減縮を青ろために必・柊とされる全圧延力Ｆの１／
２に抵抗することを示唆している。

第１図はまた、誇張された形態にお（）る両ロールの通
常の撓みを示しており、この場合作業ロールの直径は遥
かに小さく、その結果バックアップ・ロール１２よりも
実質的に剛性で（ユなく、これはバックアップ・ロール
の撓みの度合いに左もされる撓みを有していた。更に示
されている中実は、作業ロールの撓みがストリップＳに
付与されて、ストリップ中に圧延される受は入れ難い特
性、たとえば不均一プロフィル、非フラツ１−ネスおに
びエツジ・ドロツブをもたらすということである。

これはカーブｆ１によって示されるような作業ロールお
よびカーブｆ２によって示されるストリップＳに関する
圧延中の不均一荷重分布に基因する。

第２図にＪ３いては、以下に述べるように、本発明に従
って構成されるバックアップ・ロールが概略的に示され
ており、同様な参照符号が第１図に示される同一のエレ
メントを同定するために使用されるものとする。バック
アップ・ロール１８に注意を向１）ると、この場合該ロ
ールは２つの別々のニレメン１−、ツなわら中実の合金
鋳鉄アーバ２０　Ｊ３　Ｊ：び鍛造合金鋼スリーブ２２
から作られている。スリーブ２２０対向端には対抗する
くぽみ２／ｌ、２６が設けられている。くぼみはおおむ
ね円筒形であり、かつバックアップ・ロール１８のスリ
ーブ２２おにびアーバ２０の中心交＋Ｍに向かい、おお
むね消滅点に向って減少する軸方向形状をａしている。

スリーブは周知の焼ばめ法によりアーバに固定してもよ
いが、所望により他の知られた方法を用いることもでき
る。更に、バックアップ・ロール１８は「スリーブ効果
」をもたら　。

づように機械加工またはそれ以外の方法により１°１−
ル中に形成されたくぼみ２４．２６を備える一体的中実
ロールとし得ることが理解されよう。

くぼみ２４．２６の生成は江意深く行われ、それにより
バックアップ・ロールの撓みが自己補償されて、作業ロ
ール１０に関しフラットまたは実質的にフラットな接触
面を生成することになる。

この自己補償に際して、圧延荷重下のスリーブの「自由
」対抗端は、もしくぼみが設けられていないとづ−れば
それらが通常撓む方向の反対方向に、かつアーバの撓み
に実質的に等しい母をもって撓みを生ずることになり、
それによって２本のロールの接触面を第２図に示すよう
に実質的に「フラット」とし、その結束作業ロール１０
とストリップＳ間の接触面は略「フラット」となる。

更に第２図を参照すれば、この図ｔよストリップＳによ
り達成される圧延力の分布を一連の平行な力矢印および
力カーブｒ３により示している。更に示されているのは
、圧延力に対するスリーブ２２の反作用であり、これに
よってくぽみ２４および２６の部分ならびに特に作業ロ
ール１０に隣１１−Ｊる外方端は内方に、すなわちバッ
クアップ・ロールの軸に向かって撓められ、その撓みは
ストリップＳの幅の面積にλ１しスリーブ２２の外面を
「フラット」にＭ　）？ｉ　するような圧延力Ｆで生ず
るしのであり、その場合これはカーブ２８によりその中
央前（１２軸に沿って示されるバックアップ・ロールア
ーバ２０の撓みには従わない。第２図のカーブｒ　およ
びｆ　は、第１図のカーブｆ１およびｆ２と比較したと
き、ロール１８の自己補償特性を示し、いかに作業ロー
ル１０のストリップ接触面おＪ：びストリップＳが実質
的に均一な圧延荷重分布により１３徴づ１プられるかを
示すものであり、これに対し第１図においてそれは実質
的に不均一である。

圧延７ｊｉ　ｇの範囲、圧延リーベぎ材ｒ１のタイプお
よび幅等に左右される所定の圧延機の作業に関するくぼ
み２／Ｉおよび２６の特定プロフィルおＪ：び軸方向長
さは、数種の周知エンジニアリング技法に由来するｂの
でもよく、例示したくぼみはソフトウェアプログラム、
たとえば［スワンソン・アナリシス（Ｓｗａｎｓｏｎ　
Ａｎａｌｙｓｉｓ）Ｊから供給される「アンシス（Ａ１
４ＳＹＳ）　Ｊを包含する右限要素分析法により決定さ
れたものである。

右限要素分析法手順の利用に関して第３図を参照１“る
と、そこではくぼみの所望形状、厚さおよび良さの決定
に際して包含されるロール１８の一端にお番するくぽみ
のパラメータが同定され、かつそれらは図面から明白で
ある。更に、参照符号ｗ１．　・ｗ２．ｗ、、　・ｗｏ
、ににり示されるの【よ、圧延１べきス１−リップの幅
の特定範囲を表すものである。

くぼみの設計に際する有限要素分析法の利用に関りる簡
単な要約は以下のようなものである。

ＷＳｓＡ図に関し、バックアップ・ロール１８のくぼみ
部について狭いストリップＪ３よび短い良さを考える。

両名とも同一の幅Ｗ１を有することが理解されるであろ
う。有限要素分析法を利用することにより、厚さｔｌを
選定することが可能なので、ストリップの中心および端
縁の撓みは同一である。望ましくないストリップ・クラ
ウンはこの条倉下で拮除される。

第３Ｂ図に関して、ストリップ幅はＷ２に増加しており
、その結果バックアップ・ロールのスリーブについての
くぼみ部の長さも増加している。

厚さｔ２を決定することができるので、ストリップ・ク
ラウンはＷｌの場合にお番プるようにゼロである。第３
Ｃおにび第３Ｄ図においても同一手順に従って、スリー
ブ・・・ｔ　、・・・１ｏの厚さ分布を連続的に解明す
ることが可能である。

この特別に構成したバックアップ・ａ−ルを用いれば、
１・♂定圧延機の巽なったスｉ〜リップ幅についてスト
リップ・ブ１コフィルを再訂等１゛ることができる。

第４図を参照づれば、アーバの端部においてくぼみの一
方内に配置される角停止部材（ａｎＱｔｌｌａｒｓｔｏ
ｐ　ｍｃｎ＋ｂｃｒ）　３０が示されており、この部材
はアーバ」−に焼ばめすることができ、また剛性材料、
たとえば鋼から調製することが可能である。停止部材は
オーバーしｌ−ド状態が発生するにうな場合に、くぼみ
２４．２６の先端の動きを制限するＪ：うに設ｆｆｔさ
れるものであり、そうでないとイれはスリーブ２０のく
ぼみ部を損１セすることになる。

停止部材に当接し、かつ半径方向に延在するガスケット
部材３２が存在し、これはまたアーバ上に適当に嵌着さ
れている。このガスケット部材は埃およびその他の異物
の川を制限する。類似の部材が他方のくぼみについて設
けられることになる。

成る種の圧延機用途において、たとえば圧延すべきスト
リップの広い範囲の幅に基づいて製造される場合のよう
に、特に圧延荷担の非常に広い範囲をカバーすることを
要する際、本発明の十分な利点は成る種の形式のロール
・ベンディング、好ましくは当該技術分野において周知
タイプの作業ロール・ベンディングを使用することによ
り最も良好に利用可能である。ロールの撓みを減少させ
るために設計された他の公知の［１一層構成を超える本
発明の効果の一つは、本発明が実質的にロール・ベンデ
ィングに依存ぜねばならない昨正吊を減少さけたことで
ある。従来のロール・ベンディング構成は、それが実際
にはロールの剛性を実質的に減少させる影響を有してい
るので、ロール・ベンディングににり行わねばならない
昨正吊を実７１的に増加させていたのである。本発明に
Ｊ３いて、少／Ｉ″くどｂ実質的に「フラット」な圧延
面を得るためのロールの能力は第２図にＪ５いて２方向
矢印３４にＪ：り示されるロール・ベンディングの修正
必要性を、くぼみのプロフィルおよび長さに関１゜る設
計において考慮されなかったｎ械または操作メインテナ
ンス・エラー等の非常に小さい♀に減少さけるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による誇張した状態における圧延荷重
下の１１−ルの内在的で通常の撓みを示り一協働する作
業およびバックアップ・ロールの概略図、第２図は本発
明により構成されたバックアップ・［１−ルを示す第１
図に類似する図であって、バックアップ・ロールによる
撓みの自己補償に基因するフラットな圧延面を右り゛る
作業ロールをもたらす２木のロール間の相互作用を示す
もの、また第３Δ、Ｂ、ＣおよびＤ図はロールくぼみの
設　　　　□計を説明するための第２図に幾分類似する
概略図、そして第４図はロール・スリーブ中に組み込ま
れた停止およびシール部材を示す概略図である。 １０・・・作業「１−ル、１２．１８・・・バックアッ
プ・ロール、２０・・・アー）＜、Ｓ・・・ストリップ
、２２・・・スリーブ、２４．２６・・・くぼみ、３０
・・・角停止部材。 出願人　　ウィーン、ユナイテッド、 インコーホレーテッド （ほか　１　名） （ほか　１　名） ＦＩＧ、１ ２亡 ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、　３

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）各種幅のストリップ状材料を圧延するための圧延
   システム等において使用される自己補償性ロールであっ
   て、圧延期間中に前記ロールはその対向端間に圧延製品
   の特性に悪影響を及ぼす不均一圧延荷重分配を受け、 前記ロールは作業ロールまたはバックアッ プ・ロールとして機能し、いずれの場合にも前記システ
   ム中に材料との接触面を有するロールが提供され、かつ
   前記ロールは、 それに対し圧延荷重が加えられる表面を備 えた外周部を有するおおむね円筒形のロール本体を含ん
   で構成されるものにおいて、 前記ロール本体が実質的に中央の内部軸方 向部分を有し、かつ前記外周部分は両端部を備え、これ
   ら両端部は外方へ少なくとも圧延すべき最も広い材料の
   略対向端まで延長する変位可能部材として形成され、そ
   してこの変位可能部材は、圧延荷重下において、前記材
   料接触面と各種幅を有する材料との間に実質的に均一な
   圧延荷重分布を生じさせる方向および程度に撓められる
   ように構成されていることを特徴とする自己補償性ロー
   ル。
2. （２）外周部分が更に中央部分を包含し、 前記端部の前記変位可能部材はくぼみ開口 部を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   自己補償性ロール。
3. （３）くぼみが中心部に向かって漸減し、そこではくぼ
   みがロールの横方向中心に達する以前に消滅することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の自己補償性ロー
   ル。
4. （４）くぼみが対向する自由端部を備え、これらは前記
   自由端部をしてロール本体の軸方向中心に向かう方向に
   おいて、圧延荷重下で内部の撓みに実質的に等しい量を
   もつて撓みを生じさせるように形成されることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項または第３項記載の自己補償
   性ロール。
5. （５）ロール本体が中実のアーバおよび互いに堅固に固
   定された外方同心スリーブを含んで構成され、そしてく
   ぼみが前記アーバおよび前記スリーブ間の、それら各対
   応端に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項乃至第４項のいずれかに記載の自己補償性ロール
   。
6. （６）くぼみの横断面は、一般にそれらがロールの横方
   向中心から外方へ進行する際、厚みの減少する三角形状
   をとることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の自
   己補償性ロー ル。
7. （７）停止部材が、変位可能部材の与えられた撓みを阻
   止するために構成かつアレンジされたくぼみの最外方部
   内に包含されることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   乃至第６項のいずれかに記載の自己補償性ロール。
8. （８）くぼみが、外部の異物の該くぼみ中への侵入を阻
   止するために構成かつ配置されたシール部材であってく
   ぼみの外方端部に配置されたものを含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項乃至第７項のいずれかに記載の
   自己補償性ロール。
9. （９）ロールの横方向中心に関し変位可能部材の厚さの
   内方対応部が、厚さの変化により、荷重の狭い幅分布に
   対応する撓みを補償するように構成され、そして前記変
   位可能部材の所与の段階的外方部が荷重状態の所与の段
   階的に広がる分布を補償するように構成され、その結果
   ロールは異なる広さの分布圧延荷重により生成される撓
   みを補償するように構成されていることを特徴とする前
   記特許請求の範囲のいずれかに記載の自己補償性ロール
   。
10. （１０）材料減縮用接触面を備える材料減縮用作業ロー
    ルと、 前記作業ロールとバックアップ関係をもっ て整列された第２のロールとを含んで構成され、 前記バックアップ・ロールは圧延期間中に 不均一圧延荷重分布を受ける圧延システムにおいて、 前記バックアップ・ロールが前記特許請求 の範囲のいずれかに記載の自己補償性ロールを含んで構
    成されることを特徴とする各種幅を有するストリップ状
    材料を減縮するのに使用する圧延システム。