(57)【要約】【課題】ワークロールに接触して配置されるロールにおいて、ワークロールとの接触負荷による不具合の発生を低減できる圧延機を提供する。【解決手段】ワークロールと、ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第１のロールと、ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、ワークロール及び第１のロールに接触する押圧ヘッドと、を備え、押圧ヘッドは、第１のロールに接触する第一押圧部と、ワークロールに接触する第二押圧部と、を有し、第一押圧部と前記第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、先端は、ワークロールと第１のロールとが接触する点に向けて配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークロールと、
前記ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第１のロールと、
前記ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、前記ワークロール及び前記第１のロールに接触する押圧ヘッドと、を備え、
前記押圧ヘッドは、
前記第１のロールに接触する第一押圧部と、
前記ワークロールに接触する第二押圧部と、を有し、
前記第一押圧部と前記第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、
前記先端は、前記ワークロールと前記第１のロールとが接触する側に向けて配置されている、圧延機。
【請求項２】
前記第１のロールがバックアップロールであり、前記ワークロールと前記バックアップロールとを備える４段圧延機である請求項１に記載の圧延機。
【請求項３】
前記第一押圧部、及び、前記第二押圧部の少なくとも一方には、接触ローラが備えられており、前記接触ローラが前記ワークロール、及び、前記第１のロールの少なくとも一方に接触する請求項１または２に記載の圧延機。
【請求項４】
ワークロールと、
前記ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第２のロールと、
前記第２のロールの外周面に、外周面を接触して配置される第１のロールと、
前記ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、前記外周面を接触して配置されるロールの双方に接触する押圧ヘッドと、を備え、
前記押圧ヘッドは、
前記外周面を接触して配置されるロールのうち鋼板から遠い方のロールに接触する第一押圧部と、
前記外周面を接触して配置されるロールのうち鋼板から近い方のロールに接触する第二押圧部と、を有し、
前記第一押圧部と前記第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、
前記先端は、外周面を接触して配置されるロール同士が接触する側に向けて配置されている、圧延機。
【請求項５】
前記第１のロールがバックアップロールであり、前記第２のロールが中間ロールであり、前記ワークロール、前記中間ロール及び前記バックアップロールを備える６段圧延機であり、
前記押圧ヘッドは、前記第１のロールと前記第２のロールの双方に接触するように配置されている、請求項４に記載の圧延機。
【請求項６】
前記第一押圧部、及び、前記第二押圧部の少なくとも一方には、接触ローラが備えられており、前記接触ローラが、前記ワークロール、前記第１のロール、及び、前記第２のロールの少なくとも１つに接触する請求項４又は５に記載の圧延機。
【請求項７】
前記第一押圧部及び前記第二押圧部の少なくとも一方には、冷却水が噴射される噴射口を備える、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧延機（特に４段および６段圧延機）に関し、バックアップロールや中間ロールのような、ロール間接触によって圧延荷重を受けるロールへの負担を軽減できる圧延機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば４段の熱間圧延機で高い圧延荷重を要する圧延材に対して高い圧下率で圧延を行う場合、その負荷が大きくなるため、ワークロールとバックアップロールとの接触面圧（ヘルツ圧）が過大になることがある。これにより特にバックアップロールの疲労破壊が発生する問題がある。
【０００３】
このような問題に対しては、ワークロールの直径を小さくすることにより圧延で発生する圧延荷重を下げる対策がある。しかしながら、駆動トルクの伝達を確保する観点からワークロールの直径を小さくすることにも限界がある。また圧延機としての耐荷重にも限界がある。
【０００４】
これに対して例えば特許文献１には潤滑剤を用いることで圧延荷重を低減する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２、特許文献３にはサポートロールを配置する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５５７３５８３号公報
【特許文献２】特開平５−３１７９１７号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２３６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のように潤滑剤を用いると圧延材の先端がワークロール間に侵入できずスリップを発生する（噛み込み性不良）問題や、潤滑剤の取り扱いに関する手間の問題が発生する。
【０００８】
また、特許文献２、特許文献３のようなサポートロールでは、ワークロールとバックアップロールとの接触圧力を低減するように検討及び構成されておらず、問題を解決できるものではない。
【０００９】
４段圧延機（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圧延機）以外の多段圧延機で複数ロールでワークロールをサポートする方法（例えば、バックアップロールを片側に二つ有するクラスター圧延機）も提案されているが、熱延仕上圧延のようなタンデム圧延機で使用するには圧延機の寸法が大きく、ロール交換等のための構造も複雑すぎて使い難い。
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、特に、４段および６段圧延機に関し、バックアップロールや中間ロールのような、ロール間接触によって圧延荷重を受けるロールの接触負荷による不具合の発生を低減できる圧延機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは鋭意検討の結果、４段圧延機の設計を行った場合、ワークロールとバックアップロールとの接触面圧の上限値が問題となることが多く、この接触面圧を例えば約１０％低下させることができると、圧延機の耐荷重の限界と釣り合う状況になるため、効率的な圧延機の設計が可能となる知見を得た。６段圧延機の中間ロールとバックアップロールとの接触面圧についても同様の知見が得られた。またワークロールや中間ロールはバックアップロールよりも高い強度で製造されているため、同じ接触面圧が作用した場合、強度の低いバックアップロール側で不具合が発生する。以上のことから、４段圧延機ではワークロールとバックアップロールとの接触による負荷、６段圧延機では中間ロールとバックアップロールとの接触による負荷を低減させることで、上記の問題を解決できるとして本発明を完成させた。以下説明を判り易くするため、４段圧延機を対象として本発明について説明する。
【００１２】
本発明の１つの望ましい態様は、４段圧延機の場合は、ワークロールと、該ワークロールの外周面に、外周面を接触してロール中心位置がワークロールの中心位置に対してほぼ鉛直となるように配置されるバックアップロールと、ワークロールの上流側及び下流側のそれぞれに配置され、ワークロール及びバックアップロールに接触する押圧ヘッドと、を備え、押圧ヘッドは、バックアップロールに接触する第一押圧部と、ワークロールに接触する第二押圧部と、を有し、第一押圧部と第二押圧部とは、先端に向けて距離が近づくように楔形状を有しており、先端がワークロールとバックアップロールとの接触する側に向けて配置されている、圧延機である。
これに対して６段圧延機の場合は、４段圧延機の説明にあるワークロールを中間ロールと置き換えてもよい。
【００１３】
この圧延機において、第一押圧部及び第二押圧部の少なくとも一方には、冷却水が噴射される噴射口を備えるように構成してもよい。
【００１４】
また、第一押圧部、及び、第二押圧部の少なくとも一方には、接触ローラが備えられており、接触ローラがワークロール、中間ロール、及び、バックアップロールの少なくとも１つに接触するように構成することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、押圧ヘッドの押圧力により、ワークロールとバックアップロールとの接触面圧、又は、中間ロールとバックアップロールとの接触面圧等、ロール間の接触面圧を低減することができ、ロールの破損等の不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】熱延鋼板の製造設備１の一部を模式的に示した図である。
【図２】押圧装置３０が備えられた圧延機２７を説明する図である。
【図３】押圧装置３０を説明する図である。
【図４】図４（ａ）は第一押圧部３１ａを説明する図、図４（ｂ）は第二押圧部３１ｂを説明する図である。
【図５】図５（ａ）は他の例の第一押圧部３１ａを説明する図、図５（ｂ）は他の例の第二押圧部３１ｂを説明する図である。
【図６】他の例の第一押圧部３１ａを説明する図である。
【図７】押圧装置３０が配置されない場合の接触により生じる力について説明する図である。
【図８】押圧装置３０が配置された場合における効果について説明する図である。
【図９】図９（ａ）は押圧部材１３０を説明する図、図９（ｂ）は第一押圧部１３１ａを説明する図である。
【図１０】６段圧延機２２７の例を説明する図である。
【図１１】実施例の結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。
【００１８】
図１は、第一の形態にかかる熱延鋼板の製造設備１（以下、「製造設備１」と記載することがある。）のうち、熱間仕上げ圧延機列１０、及び出側冷却装置４０の部位を表した概念図である。図１では、鋼板Ｓが紙面左（上流側、上工程側）から右（下流側、下工程側）の方向へと搬送され、紙面上下が鉛直方向である。ここではパスラインを破線で示している。上流側（上工程側）から下流側（下工程側）方向を通板方向と記載することがあり、これに直交する方向で、通板される鋼板Ｓの板幅の方向を板幅方向と記載することがある。また、図において見易さのため繰り返しとなる符号の記載は省略することがある。
【００１９】
図１に示すように、製造設備１は、熱間仕上げ圧延機列１０、及び出側冷却装置４０を備えている。なお、図示および説明は省略するが、熱間仕上げ圧延機列１０の上流側には、デスケーラ、加熱炉、および粗圧延機列等が配置される。一方、冷却装置４０の下流側には巻き取り機等が配置されている。また、鋼板を搬送するため、搬送ロール（例えば図１の搬送ロール２）が必要に応じて設けられている。
【００２０】
本形態の熱間仕上げ圧延機列１０は、上流側から第一スタンド１１〜第七スタンド１７を有し、これらが通板方向に沿って配列されている。本形態では、各スタンドには圧延機２１〜２７が備えられており、最終スタンド１７の圧延機２７には押圧装置３０が具備されている。本形態では第一スタンド１１〜第六スタンド１６の圧延機２１〜２６では、不図示のハウジングにバックアップロール２１ａ〜２６ａが備えられ、この２つのバックアップロール２１ａ〜２６ａの間にワークロール２１ｂ〜２６ｂが配置されている。そしてこの２つのワークロール２１ｂ〜２６ｂの間を圧延材である鋼板Ｓが通過することに圧延がなされる。
このような圧延スタンドは公知の通りであり、圧延スタンドに具備される各構成要素も公知の通りである。
【００２１】
上記のように本形態では、最終スタンドである第七スタンド１７に圧延機２７が備えられている。図２には図１のうち、圧延機２７の構成を模式的な図で表した。図２からわかるように圧延機２７は、第１のロールとしてのバックアップロール２７ａ、ワークロール２７ｂ、ハウジング２７ｃ、及び押圧装置３０を有して構成されている。ここで、ハウジング２７ｃ、バックアップロール２７ａ、及びワークロール２７ｂは、他の圧延スタンドの圧延機と同様のものを用いることができる。
なおここでは最終スタンドの圧延機２７に押圧装置３０が配置されている例を説明するが、押圧装置３０が備えられる圧延機は特に限定されることはなく、他のスタンドの圧延機であってもよい。
【００２２】
バックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとは、通常、圧延反力を圧延機のハウジング２７ｃで効率よく受け止めるために、両ロールのロール中心が圧延方向すなわち水平方向に対してほぼ垂直（鉛直）となる位置に配置されている。ただし、この中心位置は圧延方向に数ｍｍのオフセット量が設定されることが多く、これによりワークロールの水平方向位置を安定化させている。本形態では上記のオフセット量を特に限定しないが、オフセット量として０ｍｍからワークロール直径に対しておおよそ２％以下の値が設定される場合も対象とする。
【００２３】
本形態で押圧装置３０は、ワークロール及び、該ワークロールの外周面に、外周面を接触して配置される第１のロールの両方に接触して、両者を離隔させる方向に力を発生させる装置である。これにより両者間に生じる接触面圧を低減させることができる。本形態では、ワークロール２７ｂ及び第１のロールとしてのバックアップロール２７ａに押圧装置３０が適用されている。従って本形態では、上流側の上下２箇所、下流側の上下２箇所における、合計４箇所のそれぞれにワークロール２７ｂとバックアップロール２７ａとの間に押圧装置３０が配置されている。
図３には、図２のうち１つの押圧装置３０に注目して拡大した図を表した。また、図４（ａ）には第一押圧部３１ａをバックアップロール２７ａに対向する側から見た図、図４（ｂ）には第二押圧部３１ｂをワークロール２７ｂに対向する側から見た図をそれぞれ示した。
【００２４】
本形態の押圧装置３０は、押圧ヘッド３１及び駆動装置３５を有して構成されている。
【００２５】
押圧ヘッド３１は、図３からわかるようにバックアップロール２７ａに対向する第一押圧部３１ａと、ワークロール２７ｂに対向する第二押圧部３１ｂを有している。従って第一押圧部３１ａはバックアップロール２７ａの外周の湾曲と同じ曲率を有しており、第二押圧部３１ｂはワークロール２７ｂの外周の湾曲と同じ曲率となるような湾曲を備えている。
そして第一押圧部３１ａと第二押圧部３１ｂとは、その先端（駆動装置３５とは反対側）に向かうにつれて近づくように配置されている。これはバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触点に近づくにつれて外周面同士が近づく形態と同様である。これにより押圧ヘッド３１は先端に近づくにつれて先細りとなる楔形状を備える。
【００２６】
第一押圧部３１ａ、及び第二押圧部３１ｂは、図３の視点において上記のように湾曲し、楔形状を備えているとともに、板幅方向には図４（ａ）、図４（ｂ）に表れているように、バックアップロール２７ａ及びワークロール２７ｂの幅方向の全長に亘って対向することができるように長方形とされている。
【００２７】
そして本形態では、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）からわかるように、第一押圧部３１ａには接触ローラ３２、及び第二押圧部３１ｂには接触ローラ３３を備えている。接触ローラ３２、３３は、第一押圧部３１ａ及び第二押圧部３１ｂの湾曲方向における一端側と他端側に配置されて２列をなし、２列とも回転軸が板幅方向に平行である。そして本形態では、各列において複数の接触ローラ３２、３３が板幅方向に同じ回転軸上に配列されている。
なお、本形態では上記のように接触ローラ３２、３３を配置したが、これに限定されることなく、例えば図５（ａ）、図５（ｂ）に示したように、図５（ａ）の第一押圧部３１ａにおける面と図５（ｂ）の第二押圧部３１ｂにおける面で、向かい合うロールの位置が重ならないように交互となるように接触ローラ３２、３３が配列されるように構成してもよい。これにより接触ローラの径を大きくして装置の耐久性を高めることも可能となる。
【００２８】
接触ローラ３２、３３は図３からわかるようにその一部が突出するように配置され、第一押圧部３１ａの接触ローラ３２はバックアップロール２７ａの表面に接触し、第二押圧部３１ｂの接触ローラ３３はワークロール２７ｂの表面に接触して回転するように構成されている。
【００２９】
また第一押圧部３１ａ及び第二押圧部３１ｂには、２列に配列された接触ローラ３２、３３の間に冷却水の噴射口３１ｃが設けられており、不図示の設備から冷却水が提供され、この噴射口３１ｃから水が噴射するように構成されている。これにより、バックアップロール２７ａ及びワークロール２７ｂの冷却も同時に行うことが可能である。噴射口３１ｃの断面形状及び配列は特に限定されることはなく適宜変更すればよい。
【００３０】
また、上記の形態では接触ローラ３２、３３が、第一押圧部３１ａ及び第二押圧部３１ｂの湾曲方向の一端側と他端側に配置されて２列をなし、２列とも回転軸が板幅方向に平行であるとともに、この２列の接触ローラ３２、３３の間に噴射口３１ｃを備える形態とした。しかしながら、これに限られることなく、例えば図６に示したように、湾曲方向の一端側と他端側との間に４列の接触ローラ３２が配置され、隣り合う列同士では接触ローラ３２が互い違いに千鳥状に配置されてもよい。このときには噴射口３１ｃは隣り合う接触ローラ３２の間に配置することができる。このような構造とすることにより接触ローラの数量や径を増やして装置の耐久性を高めるとともに、水冷の均一性も同時に確保できる。
【００３１】
以上のように接触ローラ３２、３３を用いてワークロール２７ｂやバックアップロール２７ａに接触することにより、ワークロール２７ｂやバックアップロール２７ａの直径に若干の変化があっても対応することができる。
【００３２】
駆動装置３５は、押圧ヘッド３１をバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの間に押し込むように押圧する駆動装置である。本形態では駆動装置３５は駆動源３６及びシリンダー３７を有して構成されている。そしてシリンダー３７の一端が駆動源３６、他端が押圧ヘッド３１のうち楔形状の先端側とは反対側となる部位に接続されている。これにより駆動源３６で発生させた駆動力をシリンダー３７を通じて押圧ヘッド３１に伝達させて押圧ヘッド３１に押圧力を付与することができる。
駆動装置３５は、押圧ヘッド３１に押圧力を付与することができればその形態は特に限定されることはなく、公知の駆動装置を適用することが可能である。
【００３３】
このような押圧装置３０が図２、図３に表れたように配置される。すなわち、第一押圧部３１ａがバックアップロール２７ａに対向し、接触ローラ３２がバックアップロール２７ａの表面に接触するとともに、第二押圧部３１ｂがワークロール２７ｂに対向し、接触ローラ３３がワークロール２７ｂの表面に接触するように配置される。このとき押圧ヘッド３１の楔形状の細い先端がバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触部位側に向くように位置づけられる。
【００３４】
押圧装置３０をこのように配置した状態で、駆動装置３５により押圧ヘッド３１を押圧すると次のように作用する。図７、図８に説明のための図を示した。図７は押圧装置３０を用いない場合について説明する図、図８は押圧装置３０を用いた場合について説明する図である。鋼板Ｓを挟んで上下は対称として考えることができるのでここでは上側に配置されたワークロール及びバックアップロールに注目して説明する。
押圧装置３０を用いない場合、図７に示したように鋼板Ｓの圧延に伴い、鋼板Ｓからワークロールに対して矢印Ａで示した大きさａの反力が生じる。バックアップロールはワークロールとの接触部分から矢印Ｂで示した大きさｂの力を受けるとともに、バックアップロール軸受け部から矢印Ｃで示した大きさｃの力を受ける。ここで圧延反力がロールの重量とくらべはるかに大きい場合、力の大きさａ、ｂ、ｃは全てほぼ等しい。ワークロールとバックアップロールとの接触部には同じ大きさの力が作用・反作用として作用しているが、この力が大きくなりすぎる場合にワークロールに比べて強度が低いバックアップロールに不具合を生じていた。
【００３５】
これに対して、図８に示したように押圧部材３０を用いた場合、押圧ヘッド３１がバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触部位に近づくような押圧力が働く。押圧力は押圧ヘッド３１が楔形状である作用により、第一押圧部３１ａがバックアップロール２７ａを矢印Ｂ２で示した方向にｂ２の大きさで押圧する。同様に第二押圧部３１ｂがワークロール２７ｂを矢印Ｂ３で示した方向にｂ３の大きさで押圧する。そしてこれら押圧ヘッド３１による押圧力は、矢印Ｂ４で示したように大きさｂ４の力が伝達され押圧部材３０が取り付けられた部位で受けられる。
【００３６】
ここで、押圧ヘッド３１における力の向きと大きさについて考えると次のようになる。
矢印Ｂ２で示した大きさｂ２の力の鉛直方向成分は矢印Ｂ２’で示したようにバックアップロール２７ａを上方に押し上げる方向に大きさｂ２’で働く。一方、矢印Ｂ３で示した大きさｂ３の力の鉛直方向成分は矢印Ｂ３’で示したようにワークロール２７ｂを下方に押し下げる方向に大きさｂ３’で働く。これらの力はいずれもバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの間に生じる接触の力を弱める方向に働くため、その結果、矢印Ｂ１で示したバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触による力の大きさはｂ１となり、当該力の大きさｂ１は、図７に矢印Ｂで示したバックアップロールとワークロールとの接触による力の大きさｂよりも小さくなる。これによりバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触面圧（ヘルツ圧）を低減させることができる。
【００３７】
ここで、バックアップロール２７ａがワークロール２７ｂとの接触部分から受ける力、及び押圧ヘッド３１から受ける力の鉛直方向成分について考える。すると、矢印Ｂ１で示した力の大きさｂ１、矢印Ｂ２’で示した力の大きさｂ２’の２つを合計すると、図７に矢印Ｂで示したバックアップロールがワークロールから受ける力の大きさｂと同じとなる。すなわち、このように押圧部材３０を用いても矢印Ａで示した力の大きさａおよび矢印Ｃで示した力の大きさｃは、押圧部材３０の有無にかかわらず同じとすることができる。従って、圧延荷重は同じとしたままバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触部分に生じる力のみを低減することができる。
【００３８】
一方、押圧ヘッド３１により作用する力の水平方向成分について考えると、矢印Ｂ２’’で示した力の大きさｂ２’’の２つ、及び矢印Ｂ３’’で示した力の大きさｂ３’’の２つはそれぞれ向きが反対で同じ大きさとなっているので、つりあうことから、水平方向には力を生じることはない。従って、押圧部材３０があっても圧延を阻害するような力を生じさせない。
【００３９】
このように、押圧部材３０によれば、押圧部材３０を用いない場合に対して、力の伝達経路を分散することで、圧延荷重を同じとしつつバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触部分に生じる力のみが低減され、これに伴い接触面圧、ヘルツ圧が低減されるため、バックアップロールの破損を防止することが可能となる。
【００４０】
押圧装置３０による押圧力の程度は、必要に応じて調整することができ、限定されることはないが例えば次のように考えることができる。すなわち、押圧装置がない場合に対してバックアップロールとワークロールとの接触面圧を１０％低減させるだけでも、バックアップロールの疲労破壊を抑制するには十分な効果があるといえる。従って、１つのバックアップロールに対して上流側及び下流側の両側に押圧装置が配置されているので、片側で接触面圧を５％低減させればよい。
現状、クラウン制御のためのワークロールベンダーがワークロールチョックと圧延機ハウジング間で作用しているが、これが圧延機の最大荷重の５％〜１０％の範囲で設計されていることが多く、それと同程度の押圧力が確保されていればよい。かかる観点から、駆動源として油圧装置を使うことが想定できるが、それほど規模を大きくすることなく押圧装置を構成することが可能である。
なお、上記の形態では板幅方向に一体である押圧ヘッドを説明したが、板幅方向に分割され個別に制御できる押圧ヘッドとすれば、クラウン制御能力を持たせることも可能となる。
【００４１】
その際、第一押圧部３１ａ及び第二押圧部３１ｂに設けられた噴射口３１ｃからは冷却水が噴射され、バックアップロール２７ａ及びワークロール２７ｂの冷却も同時に行うことができる。
ワークロールの直径を小さくした場合、ワークロールと鋼板との接触回数が増える為に、熱移入が増加し、且つワークロールを冷却するための表面積が小さくなるので、一般的にワークロールの冷却が不足してくるという問題が生じる。このような問題に対して本形態のように冷却をすれば当該冷却不足を解消することもできる。
冷却だけ行うよりは噴射面積が減るので、効果は小さくなるが、上流側及び下流側の両面で冷却できるので、ワークロール冷却の効果は十分である。
またこの冷却水は、第一押圧部とバックアップロール、第二押圧部とワークロールとの摩擦を低減する効果も期待でき、押圧装置の寿命向上を図ることもできる。
【００４２】
図９は第二の形態を説明する図であり、図９（ａ）は図３に相当し、図９（ｂ）は図４（ａ）に相当する。第二の形態では、押圧ヘッド３１の代わりに押圧ヘッド１３１が適用された押圧装置１３０が具備された例である。それ以外は第一の形態と同じであるためここでは押圧ヘッド１３１について説明する。
【００４３】
押圧ヘッド１３１もバックアップロール２７ａに対向する第一押圧部１３１ａと、ワークロール２７ｂに対向する第二押圧部１３１ｂを有している。従って第一押圧部１３１ａはバックアップロール２７ａの外周の湾曲と同じ曲率となるような湾曲を有しており、第二押圧部１３１ｂはワークロール２７ｂの外周の湾曲と同じ曲率となるような湾曲を備えている。
そして第一押圧部１３１ａと第二押圧部１３１ｂとは、その先端（駆動装置３５とは反対側）に向かうにつれて近づくように配置されている。これはバックアップロール２７ａとワークロール２７ｂとの接触部位に近づくにつれて外周面同士が近づく形態と同様である。これにより押圧ヘッド１３１は先端に近づくにつれて先細りとなる楔形状を備える。
【００４４】
第一押圧部１３１ａ、及び第二押圧部１３１ｂは、図９（ａ）の視点において上記のように湾曲し、楔形状を備えているとともに、板幅方向には図９（ｂ）に表れているように、バックアップロール２７ａ及びワークロール２７ｂの幅方向の全長に亘って対向することができるように長方形とされている（第二押圧部１３１ｂは第一押圧部１３１ａと同様に考えることができるので省略する。）。
【００４５】
そして本形態では、図９（ａ）、図９（ｂ）からわかるように、接触ローラを備えていない。従って、本形態では接触ローラでなく、第一押圧部１３１ａ、及び第二押圧部１３１ｂが面でバックアップロール２７ａ、及びワークロール２７ｂに接触する。
【００４６】
また第一押圧部１３１ａ及び第二押圧部１３１ｂには、冷却水の噴射口３１ｃが複数設けられており、不図示の設備から冷却水が提供され、この噴射口３１ｃから水が噴射するように構成されている。これにより、バックアップロール２７ａ及びワークロール２７ｂの冷却も同時に行うことが可能である。噴射口３１ｃの断面形状及び配列は特に限定されることはなく適宜変更すればよい。
ただし、本形態では上記のように第一押圧部１３１ａ、及び第二押圧部１３１ｂが面でバックアップロール２７ａ、及びワークロール２７ｂに接触するため、噴射口３１ｃからの冷却水の排水路が必要となる。そのため、図９（ｂ）に表れたように、各噴射口３１ｃには、押圧ヘッド１３１の外部へと連通する溝１３１ｃが形成されている。ここから噴射した水を排出することができる。
【００４７】
このような押圧装置１３０を備える圧延機によっても、押圧装置３０を備える圧延機と同様に作用する。
【００４８】
ここでは４段圧延機に押圧装置を適用する例を説明したが、図１０に示したように押圧装置を６段圧延機に適用してもよい。６段圧延機である圧延機２２７では、ワークロール２７ｂと、ワークロール２７ｂの外周面に、外周面を接触して配置される第２のロールである中間ロール２２７ａと、中間ロール２２７ａの外周面にのみ、外周面を接触して配置される第１のロールであるバックアップロール２７ａと、を備えている。そして、押圧部材３０は、その押圧ヘッド３１において第一押圧部３１ａが鋼板Ｓから遠い方の第１のロールであるバックアップロール２７ａに接触し、第二押圧部３１ｂが鋼板Ｓに近い方の第２のロールである中間ロール２２７ａに接触するように配置されている。
このように６段圧延機でも上記と同様の効果を奏するものとなる。なお、ここでは第１のロールと第２のロールとの間に押圧装置を適用したが、ワークロールと第２のロールとの間に押圧装置を適用してもよい。
【実施例】
【００４９】
１つの例として、ワークロールの直径が５００ｍｍ、バックアップロールの直径が１５００ｍｍ、及び押圧装置１３０（図９（ａ）、図９（ｂ））に倣った押圧装置を適用した圧延機を準備した。押圧装置は図２の例に倣って４箇所に配置している。
【００５０】
この圧延機を用いて４０００ｔの圧延荷重で圧延を行い、同一条件でコイル長換算で１５０ｋｍの圧延を行った場合のバックアップロールのダメージを評価した。バックアップロールのダメージは疲労によるクラックの有無で評価した。
【００５１】
圧延対象とした鋼材の組成は、質量％で、Ｃ:０．１２％、Ｍｎ:２．５％、Ｓｉ:１％、Ｎｂ:０．０１％、Ａｌ:０．０３％、及び残部はＦｅおよび不可避的不純物である。圧延温度は８３０℃とした。
【００５２】
圧延は板厚を３．５ｍｍから２．０ｍｍにする圧延（圧延１）、及び、板厚を３．２ｍｍから２．０ｍｍにする圧延（圧延２）を行った。
【００５３】
圧延１、及び、圧延２のそれぞれについて、押圧ヘッドの押圧力を０ｔから５００ｔｏｎまで、１００ｔｏｎずつ変化させ、上記の通り、バックアップロールのクラックの有無を評価した。図１１に結果のグラフを示した。横軸は押圧ヘッドの押圧力、縦軸はバックアップロールとワークロールとの接触面圧の最大値である。
ここで横軸の押圧ヘッド押圧力は１つのバックアップロールに配置された上流側及び下流側の押圧装置の合計の押圧力であるので、１つの押圧装置の押圧力はその半分である。押圧ヘッドの押圧力はシリンダー（油圧シリンダー）に作用する油圧圧力から求めた。
縦軸である接触面圧の最大値（ヘルツ圧）σｍａｘは、圧延荷重Ｐ１から押圧力とロール径から計算される垂直方向分力Ｐ２を差し引き、それをロール同士が接触する幅Ｌで除算して単位幅あたりのロール間の接触荷重Ｐを求め（式（１））、その接触荷重Ｐと接触している二つのロールのロール半径Ｒ１、Ｒ２、ロール縦弾性係数Ｅ１、Ｅ２、ポアソン比ν１、ν２を用いてヘルツの公式（式（２）、式（３））を用いて求めた。
【００５４】
【数１】
2018130748.tif 000003
【００５５】
【数２】
2018130748.tif 000004
【００５６】
【数３】
2018130748.tif 000005
【００５７】
図１１では、バックアップロールにクラックが認められたものを「×」、バックアップロールにクラックが認められなかったものを「○」で表した。図１からかわるように、押圧ヘッドによる押圧力がない場合には、圧延１及び圧延２のいずれもヘルツ圧が高く、バックアップロールに疲労によるクラックが発見された。押圧ヘッドによる押圧力を大きくするに従い、圧延１及び圧延２のいずれも、ヘルツ圧を低減させることができた。
そして、圧延１の場合には押圧ヘッドによる押圧力を３００ｔｏｎ以上、圧延２の場合には押圧ヘッドによる押圧力を１００ｔｏｎ以上とすることで確実にバックアップロールに疲労によるクラックを回避することができた。
またワークロールの冷却が不足して熱膨張が異常に成長することもなかった。
【符号の説明】
【００５８】
１  熱延鋼板の製造設備
１０  熱間仕上げ圧延機列
２７  圧延機
２７ａ  バックアップロール（第１のロール）
２７ｂ  ワークロール
３０、１３０  押圧装置
３１、１３１  押圧ヘッド
３１ａ、１３１ａ  第一押圧部
３１ｂ、１３１ｂ  第二押圧部
３１ｃ  噴射口
３２  接触ローラ
３３  接触ローラ
４０  出側冷却装置
１３１ｃ  溝
２２７ａ  中間ロール（第２のロール）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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