(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔型圧延ロールの孔型のうち、ロール軸方向端面を研磨するロール孔型研磨装置であって、
前記孔型のロール軸方向端面を研磨するための研磨部材と、
前記孔型圧延ロールのロール軸方向に押圧力を発生して前記研磨部材を前記孔型のロール軸方向端面に押圧する押圧機構と、
前記研磨部材を保持する保持部材と、
前記保持部材及び前記押圧機構の間に配設され、前記押圧機構の押圧力を前記研磨部材に伝達する伝達部材とを備え、
前記伝達部材は、
前記保持部材が前記孔型圧延ロールのロール径方向先端部に取付けられ、前記孔型圧延ロールの孔型内に差し込まれるように前記ロール径方向に長手な延設部と、
前記押圧機構のロール軸方向への押圧力を受ける入力部と、
前記延設部及び前記入力部を連結する連結部とを備えたことを特徴とするロール孔型研磨装置。
【請求項２】
前記延設部及び前記入力部は、前記連結部を介してクランク状に連結されることを特徴とする請求項１に記載のロール孔型研磨装置。
【請求項３】
前記連結部に対して前記孔型圧延ロールのロール周方向に隣接して押え部材を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のロール孔型研磨装置。
【請求項４】
前記押圧機構は、
前記ロール軸方向に進退する推進装置と、
前記推進装置及び前記入力部の間に介装された弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のロール孔型研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、孔型圧延ロールの孔型を研磨するロール孔型研磨装置に関し、例えば鉄道のレールなどの形鋼を圧延するための孔型圧延ロールに形成された孔型の内部面を研磨するのに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道のレールなどの形鋼は、一般的に熱間圧延によって製造される。熱間圧延では、素材を加熱した後に、粗圧延、中間圧延、及び仕上げ圧延の各工程で、円筒状の圧延ロールや孔型圧延ロールを始めとする各種形状の圧延ロールによって圧延が行われる。形鋼の熱間圧延において、圧延ロールの周面（圧延材接触面）に局所的な負荷がかかると、圧延ロールの周面に肌荒れが発生する。圧延ロール周面の肌荒れによる問題は、特に複雑な断面形状の圧延をする場合に、径方向で周速度の差が拡大することから一層顕著となる。圧延ロールの周面、つまり圧延材との接触面に肌荒れが生じると、肌荒れの凹凸によって圧延後の圧延材に凹凸の転写疵が生じる場合がある。更に、ロール周面の肌荒れによって局所的な摩擦係数の増大が生じ、ロール周面への圧延材の焼付きが生じ易くなる。そして、その結果、形鋼への圧着疵や焼付き疵の原因となる。そのため、発生したロール周面の肌荒れを除去するために、圧延ラインを停止してグラインダで手入れする作業が必要となり、生産性が低下する。
【０００３】
そこで、圧延ラインを停止することなく、通常操業中に同時に圧延ロールを研磨する技術が提案されている。例えば下記特許文献１では、回転手段、送り手段、及び移動手段を備えた研磨装置を設置し、この研磨装置によって圧延ロールの周面と側面を研磨する技術が開示されている。また、下記特許文献２では、ユニバーサルミルのロールチョック又はその内部に研磨装置を配設し、この研磨装置によって水平ロール側面の平坦部を研磨する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３０００１５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面では、前述のようにロール径方向の周速度の差が生じるため、肌荒れが生じ易い。この場合の孔型のロール軸方向端面は、孔型内のロール軸方向と垂直な面だけでなく、ロール軸方向と交差する面を含む。しかしながら、前記何れの特許文献に記載されるロール研磨装置も、孔型圧延ロールの孔型のロール軸と平行な面、つまり回転する周面を研磨することはできても、孔型のロール軸方向端面には研磨部材を押し付けることができないため、孔型のロール軸方向端面を研磨するのには適さない。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、孔型のロール軸方向端面を研磨することが可能なロール孔型研磨装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様に係るロール孔型研磨装置は、孔型圧延ロールの孔型のうち、ロール軸方向端面を研磨するロール孔型研磨装置であって、前記孔型のロール軸方向端面を研磨するための研磨部材と、前記孔型圧延ロールのロール軸方向に押圧力を発生して前記研磨部材を前記孔型のロール軸方向端面に押圧する押圧機構と、前記研磨部材を保持する保持部材と、前記保持部材及び前記押圧機構の間に配設され、前記押圧機構の押圧力を前記研磨部材に伝達する伝達部材とを備え、前記伝達部材は、前記保持部材が前記孔型圧延ロールのロール径方向先端部に取付けられ、前記孔型圧延ロールの孔型内に差し込まれるように前記ロール径方向に長手な延設部と、前記押圧機構のロール軸方向への押圧力を受ける入力部と、前記延設部及び前記入力部を連結する連結部とを備えたことを特徴とするものである。
なお、孔型のロール軸方向端面とは、孔型圧延ロールのロール軸方向と垂直な面だけでなく、ロール軸方向と交差する面も含む。また、ロール軸方向とは、孔型圧延ロールのロール軸に一致する方向だけでなく、当該ロール軸と平行な方向を含む。
【０００７】
また、このロール孔型研磨装置において、前記延設部及び前記入力部は、前記連結部を介してクランク状に連結されることが望ましい。
また、このロール孔型研磨装置において、前記連結部に対して前記孔型圧延ロールのロール周方向に隣接して押え部材を配置することが望ましい。
また、このロール孔型研磨装置において、前記押圧機構は、前記ロール軸方向に進退する推進装置と、前記推進装置及び前記入力部の間に介装された弾性部材とを備えることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
而して、本発明のロール孔型研磨装置によれば、孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面を研磨する場合に、孔型のロール軸方向端面を研磨するための研磨部材を保持部材で保持する。また、孔型圧延ロールのロール軸方向に押圧力を発生して研磨部材を孔型のロール軸方向端面に押圧する押圧機構を備える。この押圧機構と保持部材の間に、押圧機構の押圧力を研磨部材に伝達する伝達部材を配置する。この伝達部材は、孔型圧延ロールの孔型内に差し込まれるようにロール径方向に長手で、ロール径方向先端部に保持部材が取付けられる延設部と、押圧機構のロール軸方向への押圧力を受ける入力部と、延設部及び入力部を連結する連結部とを備える。そのため、伝達部材を介して、押圧機構のロール軸方向への押圧力によって研磨部材を孔型のロール軸方向端面に押圧することができるから、孔型のロール軸方向端面を研磨することができる。このとき、伝達部材の延設部と入力部とを連結部によってクランク状に連結するようにすれば、孔型の内部に差し込まれるロール径方向に長手な延設部の長さを短くして剛性を高め、孔型のロール軸方向端面を適正に研磨することが可能となる。
【０００９】
また、連結部を介して伝達部材の延設部と入力部をクランク状に連結することにより、孔型の内部に差し込まれるロール径方向に長手な延設部の長さを短くして剛性を高めることができ、孔型のロール軸方向端面を適正に研磨することができる
また、押圧機構によって研磨部材を孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面に押圧し、その状態で孔型圧延ロールを回転させると、孔型圧延ロールと研磨部材の接触抵抗で伝達部材がロール周方向に回転しようとする。連結部のロール周方向に押え部材を隣接配置することで、伝達部材のロール周方向への回転を防止することができる。
【００１０】
また、押圧機構によって研磨部材を孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面に押圧し、その状態で孔型圧延ロールを回転させて圧延材を圧延すると、圧延材が孔型圧延ロールに噛み込まれるときに発生するスラスト力で孔型圧延ロールがロール軸方向に動く。このとき、研磨部材を剛的に孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面に押圧していると、脆性な研磨部材が欠損する。押圧機構の推進装置及び伝達部材の入力部の間に弾性部材を介装することで、研磨部材を弾性的に孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面に押圧することができ、圧延材噛み込み時の研磨部材の欠損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のロール孔型研磨装置が適用された形鋼圧延機の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の形鋼圧延機に用いられた孔型圧延ロールの説明図である。
【図３】図１の形鋼圧延機に取付けられたロール孔型研磨装置の平面図である。
【図４】図３のロール孔型研磨装置の左側面図である。
【図５】図３のロール孔型研磨装置による圧延時ロール孔型研磨の実施前と実施後の圧延ライン停止時間及び停止回数の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明のロール孔型研磨装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のロール孔型研磨装置が適用された形鋼圧延機の概略構成図である。本実施形態では、熱間圧延工程において、例えば図１の右方から形鋼圧延機１内に圧延材Ｓを送給し、図１の左方に圧延材Ｓを払い出す。形鋼圧延では、往復（リバース）圧延する場合もある。形鋼圧延機１は、圧延材Ｓの搬送ラインの上下に孔型圧延ロール２を配置し、上下の孔型圧延ロール２を通過する圧延材Ｓを圧延する。本実施形態で圧延される形鋼は、例えば鉄道のレールである。なお、本実施形態では、孔型圧延ロール２のロール軸方向は、孔型圧延ロール２のロール軸に一致する方向の他に、ロール軸と平行な方向も含む。同様に、ロール径方向は、ロール径方向に一致する方向の他にロール径方向と平行な方向も含む。同様に、ロール周方向は、ロール周方向に一致する方向の他にロール周方向と平行な方向も含む。
【００１３】
本実施形態では、上下の孔型圧延ロール２の軸方向両端部を支持するロールチョック３をレストバー４で連結し、このレストバー４から孔型圧延ロール２に向けて圧延材入側方向に突設した取付台５にロール孔型研磨装置６を取付けている。図２は、孔型圧延ロール２の孔型８の説明図である。孔型圧延ロール２では、ロール外周面７に形成された周方向に連続する孔型８に圧延材Ｓを押し込むようにして圧延を行う。この孔型８のうち、図２の上下方向に延在する面がロール軸方向端面９であり、前述のようにロール軸方向端面９では、ロール径方向の周速度の差が原因となって肌荒れが生じ易い。本実施形態では、取付台５に取付けられたロール孔型研磨装置６によって、孔型８のうち、図示右側のロール軸方向端面９を常時研磨する。
【００１４】
図３は、本実施形態のロール孔型研磨装置６の平面図であり、図１における上ロールのロール孔型を研磨するロール孔型研磨装置６を上方より見た図である。図４は、図３のロール孔型研磨装置６の左側面図である。ここで、下ロールのロール孔型を研磨するロール孔型研磨装置の構成は上ロールのロール孔型を研磨するものを上下対称に配置したものであり、詳細説明は省略する。このロール孔型研磨装置６は、取付台５の先端部上面に取付けられている。この取付台５の先端部上面には、ハウジング１０に固定されたブラケット１１がボルトなどの固定具１２を介して固定されている。ロール軸方向に長手なハウジング１０には、軸線がロール軸方向に向かう円孔１３と、この円孔１３の孔型圧延ロール側で、ロール軸方向及びロール径方向を含む平面と平行なガイド溝１４とが形成されている。このガイド溝１４には、平板状の伝達部材１５が差し込まれており、ガイド溝１４に沿って、ロール軸方向に摺動自在に支持されている。また、図３に示す円孔１３の図示左方には推進装置としての油圧シリンダ１６が配設され、その右方に弾性部材としてのコイルスプリング１７が配設され、そのコイルスプリング１７が図示右方で伝達部材１５の入力部１８に当接している。従って、油圧シリンダ１６の押圧力はコイルスプリング１７を介して伝達部材１５に伝達される。このコイルスプリング１７を油圧シリンダ１６が押圧機構２４を構成している。
【００１５】
前記伝達部材１５には、ハウジング１０側から孔型８の内部に差し込まれるようにロール径方向に長手な延設部１９が形成され、この延設部１９と前記入力部１８とがロール軸方向に長手な連結部２０によって連結されている。本実施形態では、延設部１９と入力部１８は連結部２０によってクランク状に連結されている。前記ハウジング１０のガイド溝１４に嵌入して当該ガイド溝１４にガイドされるのは、実質的に伝達部材１５の連結部２０である。前記延設部１９の突出方向先端部、つまり図３の孔型側先端部には保持部材２１が溶接などによって取付けられている。この保持部材２１には、ロール軸方向に軸線が設定された保持孔が形成され、この保持孔内にロール軸方向に長手な研磨部材２２が収納保持されている。また、ハウジング１０の内部にあって、前記伝達部材１５の連結部２０のロール周方向隣接部分には、ロール軸方向に長手な押え部材２３が配設されている。
【００１６】
このロール孔型研磨装置６では、油圧シリンダ１６の押圧力が、コイルスプリング１７を介して入力部１８から伝達部材１５に入力され、伝達部材１５の連結部２０から延設部１９に伝達され、保持部材２１に保持された研磨部材２２が孔型８のロール軸方向端面９に押し付けられ、当該ロール軸方向端面９が研磨される。従って、形鋼の熱間圧延操業中も、油圧シリンダ１６に油圧を供給していれば、圧延ラインを停止することなく、孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９を研磨することができる。前述のように、孔型８のロール軸方向端面９は、ロール径方向の周速度の差から肌荒れが生じ易い。そこで、形鋼の熱間圧延操業中に常時、孔型８のロール軸方向端面９を研磨することで生産性が向上する。
【００１７】
形鋼の熱間圧延操業中は、当然ながら孔型圧延ロール２も回転しているので、孔型８のロール軸方向端面９に押し付けられている研磨部材２２は接触抵抗でロール周方向に回転しようとする。この回転力は伝達部材１５に伝達され、伝達部材１５がロール周方向に回転しようとするが、連結部２０のロール周方向に押え部材２３を隣接配置することにより、伝達部材１５のロール周方向への回転を防止することができる。また、形鋼の熱間圧延操業中、圧延材Ｓが孔型圧延ロール２に噛み込まれるときにスラスト力が発生し、そのスラスト力で孔型圧延ロール２がロール軸方向に動く。本実施形態では、押圧機構２４の油圧シリンダ１６と伝達部材１５の入力部１８との間にコイルスプリング１７を介装することで、研磨部材２２を弾性的に孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９に押し付けることができ、圧延材噛み込み時に、脆性材料である研磨部材２２の欠損を防止することができる。
【００１８】
図５は、ロール孔型研磨装置による圧延時ロール孔型研磨の実施前と実施後の圧延ライン停止時間及び停止回数の説明図である。図の左側縦軸は、圧延材１０００Ｔ（１ｋＴ）当たりのロール手入れによるライン停止時間、図の右側縦軸は、圧延材１０００Ｔ（１ｋＴ）当たりのロール手入れによるライン停止回数を示す。同図から明らかなように、常時ロール孔型研磨を実施する前には、孔型圧延ロールの孔型のロール軸方向端面の肌荒れを手入れするために停止時間１９ｍｉｎ/ｋＴ、停止回数１．４回／ｋＴでラインを停止していたが、常時ロール孔型研磨を実施してからはライン停止は皆無となった。これは、孔型のロール軸方向端面の肌荒れを微少な段階で継続的に除去することで、肌荒れの成長を抑制したためであると考えられる。
【００１９】
このように本実施形態のロール孔型研磨装置では、孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９を研磨する場合に、孔型８のロール軸方向端面９を研磨するための研磨部材２２を保持部材２１で保持する。また、孔型圧延ロール２のロール軸方向に押圧力を発生して研磨部材２２を孔型８のロール軸方向端面９に押圧する押圧機構２４を備える。この押圧機構２４と保持部材２１の間に、押圧機構２４の押圧力を研磨部材２２に伝達する伝達部材１５を配置する。この伝達部材１５は、孔型圧延ロール２の孔型８内に差し込まれるようにロール径方向に長手で、ロール径方向先端部に保持部材２１が取付けられる延設部１９と、押圧機構２４のロール軸方向への押圧力を受ける入力部１８と、延設部１９及び入力部１８を連結する連結部２０とを備える。そのため、伝達部材１５を介して、押圧機構２４のロール軸方向への押圧力によって研磨部材２２を孔型８のロール軸方向端面９に押圧することができるから、孔型８のロール軸方向端面９を研磨することができる。このとき、伝達部材１５の延設部１９と入力部１８とを連結部２０によってクランク状に連結するようにすれば、孔型８の内部に差し込まれるロール径方向に長手な延設部１９の長さを短くして剛性を高め、孔型８のロール軸方向端面９を適正に研磨することが可能となる。
【００２０】
また、連結部２０を介して伝達部材１５の延設部１９と入力部１８をクランク状に連結することにより、孔型８の内部に差し込まれるロール径方向に長手な延設部１９の長さを短くして剛性を高めることができ、孔型８のロール軸方向端面９を適正に研磨することができる
また、押圧機構２４によって研磨部材２２を孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９に押圧し、その状態で孔型圧延ロール２を回転させると、孔型圧延ロール２と研磨部材２２の接触抵抗で伝達部材１５がロール周方向に回転しようとする。連結部２０のロール周方向に押え部材２３を隣接配置することで、伝達部材１５のロール周方向への回転を防止することができる。
【００２１】
また、押圧機構２４によって研磨部材２２を孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９に押圧し、その状態で孔型圧延ロール２を回転させて圧延材Ｓを圧延すると、圧延材Ｓが孔型圧延ロール２に噛み込まれるときに発生するスラスト力で孔型圧延ロール２がロール軸方向に動く。このとき、研磨部材２２を剛的に孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９に押圧していると、脆性な研磨部材２２が欠損する。押圧機構２４の油圧シリンダ（推進装置）１６及び伝達部材の入力部１８の間にコイルスプリング（弾性部材）１７を介装することで、研磨部材２２を弾性的に孔型圧延ロール２の孔型８のロール軸方向端面９に押圧することができ、圧延材噛み込み時の研磨部材２２の欠損を防止することができる。
【００２２】
なお、前記実施形態では、推進装置として油圧シリンダを用いたが、これに代えて水圧シリンダやエアシリンダ、電動モータなどのアクチュエータを用いることも可能である。また、前記実施形態では、弾性部材としてコイルスプリングを用いたが、これに代えて皿バネやゴムなどの弾性部材を用いることも可能である。
また、前記実施形態では、形鋼として鉄道のレールを例に挙げて説明したが、本発明のロール孔型研磨装置は、Ｈ形鋼やマストレールを始めとする種々の形鋼の圧延に用いられる孔型圧延ロールにも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１  形鋼圧延機
２  孔型圧延ロール
３  ロールチョック
４  レストバー
５  取付台
６  ロール孔型研磨装置
７  ロール外周面
８  孔型
９  ロール軸方向端面
１０  ハウジング
１１  ブラケット
１２  固定具
１３  円孔
１４  ガイド溝
１５  伝達部材
１６  油圧シリンダ（推進装置）
１７  コイルスプリング（弾性部材）
１８  入力部
１９  延設部
２０  連結部
２１  保持部材
２２  研磨部材
２３  押え部材
２４  押圧機構
Ｓ  圧延材
【図１】
0006040953.tif 000002
【図２】
0006040953.tif 000003
【図３】
0006040953.tif 000004
【図４】
0006040953.tif 000005
【図５】
0006040953.tif 000006