(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対の作業ロールとこれらをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを有する金属板材の圧延機であって、
上下作業ロールにそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロックにそれぞれ配備され、
上作業ロールを支持する上作業ロール内側チョック及び上作業ロール外側チョックを備え、
上補強ロールチョックに接続し、前記上作業ロール外側チョックを吊り上げ可能に配備された作業ロールバランス装置を備え、
前記下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、
前記上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウィンドウと前記上作業ロール内側チョックとの接触面によって支持され、
前記上作業ロール内側チョックは、前記油圧シリンダーからインクリースベンディング力を受け、
前記上作業ロール外側チョックは、前記作業ロールバランス装置からバランス力を受けることを特徴とする金属板材の圧延機。
【請求項２】
前記上作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーと、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーとが、前記プロジェクトブロック内において平面図上で異なる位置に配備されていることを特徴とする請求項１に記載の金属板材の圧延機。
【請求項３】
前記上作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記上補強ロールチョックに配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属板材の圧延機。
【請求項４】
前記下作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、下補強ロールチョック又は前記プロジェクトブロックの下方に位置する第２のプロジェクトブロックに配備されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属板材の圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板材の圧延機であって、高応答性を有し、強力なロールベンディング力を付与できる圧延機に関する。特に、厚板圧延機あるいは薄板熱間圧延の粗圧延機に好適な上下作業ロール間の最大開度を大きくとることができるとともに、強力なロールベンディング力の付与についても容易に達成でき、さらに、上下作業ロール間の開度を大きくとったときでも作業ロールにバランス力を付与できる圧延機に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板材の圧延作業においては、圧延板のクラウン及び形状が重要な品質指標となっており、板クラウン・形状制御に関する技術が数多く開示されている。しかしながら、例えば、厚板圧延機あるいは薄板熱間圧延の粗圧延機のように板厚の厚い製品を多パスのリバース圧延で製造する圧延機では、上下作業ロール間の間隙（以下「ロール開度」という）を圧延素材の板厚よりも大きくとる必要があり、このため、板クラウン・形状制御装置には圧延機設備設計上の制約が課せられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数パスで所定の板厚に圧延する厚板圧延において、形状制御装置として作業ロールベンディング装置を用い、前パスでの圧延実績値を基にロールベンディング力を制御する圧延方法が開示されている。特許文献１に開示されている圧延機は４段圧延機であり、その圧延機形式は図６に示す構造である。図６の圧延機にディクリースベンディング装置を配置したのが、図１０に示す圧延機である。両圧延機は、基本的には同じ構造である。すなわち、上作業ロールチョック３−１を上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が保持する形式である。このアーム部には上作業ロール１−１のインクリースベンディング装置６−１、６−２が組み込まれている。このような形式とすることで、大きなロール開度をとることができる。
【０００４】
図６や図１０の圧延機では、下作業ロール１−２のインクリースベンディング装置６−３、６−４は圧延機ハウジング９に繋がるプロジェクトブロックに組み込まれている。これ以外に、同様に大きなロール開度をとることができる圧延機形式として、図７に示すように、上下とも補強ロールチョック４−１、４−２が作業ロールチョック３−１、３−２を保持する圧延機が存在する。
【０００５】
なお、インクリースベンディング装置とは、ロール開度を大きくする方向の力を作業ロールチョックに与える油圧装置を意味している。インクリースベンディング装置とは、そのアクチュエータである油圧シリンダーを含む装置の総称である。しかし、本発明では、説明を簡単にするため、インクリースベンディング装置とは、特に断りのない限り、そのアクチュエータである油圧シリンダーを指すものとする。インクリースベンディング装置によって作業ロールに負荷される力をインクリースベンディング力と称する。
【０００６】
一方、ロール開度を小さくする方向の力を作業ロールチョックに与える油圧装置をディクリースベンディング装置、そして、これによって作業ロールに負荷される力をディクリースベンディング力と称する。また、ディクリースベンディング装置とは、そのアクチュエータである油圧シリンダーを含む装置の総称である。しかし、本発明では、説明を簡単にするため、ディクリースベンディング装置とは、特に断りのない限り、そのアクチュエータである油圧シリンダーを指すものとする。
【０００７】
特許文献２には、図８に示すように、作業ロールのインクリースベンディング装置６−１、６−２が作業ロールチョック３−１、３−２に組み込まれた薄板圧延用の圧延機が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、ロールクロス方式の圧延機を用いた圧延方法が開示されている。この方法に用いられる薄板圧延用の圧延機では、図８に示すようにインクリースベンディング装置６−１、６−２が、作業ロールチョック３−１、３−２に組み込まれている。
【０００９】
特許文献４には、図９に示すように、作業ロールシフト機能を有する薄板圧延用の圧延機が開示されている。この圧延機は、インクリースベンディング装置６−１、６−２が圧延機ハウジング９と一体のプロジェクトブロック５−１、５−２に組み込まれている。なお、特許文献４に開示されている圧延機では、インクリースベンディング装置の油圧シリンダーがロール軸方向に複数個配備され、作業ロールシフト時に偏荷重がかからないように工夫されている。
【００１０】
なお、一般的に厚鋼板の圧延機は、図６、７に示すように、ディクリースベンディング装置がない（特許文献１〜４参照）。これは、ロール開度が大きいので、ディクリースベンディング装置を設置しても制御範囲が狭く、機械構造を複雑化するためである。
【００１１】
図８〜１０は、ディクリースベンディング装置を有する圧延機を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平６−８７０１１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２０２０５号公報
【特許文献３】特開平６−１９８３０７号公報
【特許文献４】特開平４−５２０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に開示されているような典型的な厚板圧延機の形式、すなわち図６、図７に示すような圧延機は、ロール開度を大きくとることを最優先として設計されている。すなわち、圧下装置１１によって上下位置が設定・制御される上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が上作業ロールチョック３−１を保持する構造となっている。そして、構造上大きさに制約のある当該アーム部にインクリースベンディング装置６−１、６−２を組み込むため、大容量の油圧シリンダーを組み込むことが困難だからである。このため、強力なロールベンディング力を付与することができない。
【００１４】
例えば、作業ロール直径８００ｍｍ程度のホットストリップミル仕上圧延機は２００ｔｆ／ｃｈｏｃｋを超える能力の作業ロールベンディング装置が実用化されている。これに対して、作業ロール直径１０００ｍｍ程度の厚板圧延機も２００ｔｆ／ｃｈｏｃｋ程度の作業ロールベンディング装置しか実用化されていない。ロール直径の対比から、より大容量のロールベンディング力が必要なことは明白である。
【００１５】
ここで、ロールベンディング効果の指標となるロールたわみは、負荷された曲げモーメントが同じであればロールの断面二次モーメントに反比例する。したがって、作業ロール直径１０００ｍｍの厚板圧延機のロールベンディング効果は、作業ロール直径８００ｍｍのホットストリップミル仕上圧延機に比べて約６０％も劣ることになる。
【００１６】
このため、厚板圧延機の板クラウン・形状制御装置としては、作業ロールベンディング力が使用されてもその効果は小さく、代わりにロールクロス機能やロールシフト機能が実用化され活用されている。しかしながら、ロールクロス機能やロールシフト機能は、圧延中に迅速に設定変更することが困難である。したがって、圧延中の外乱因子を取り除くことが不可能で、形状制御端としては不完全と言わざるを得ない。
【００１７】
一方、図８のような特許文献２及び３に開示されている圧延機のように、インクリースベンディング装置６−１、６−２が作業ロールチョック３−１、３−２に組み込まれている場合は、油圧シリンダーのストロークを長くとることができる。これによって大きなロール開度を実現できる。さらに、大容量の油圧シリンダーを組み込むことも可能となるので、厚板圧延機でも実用的な作業ロールベンディング効果を期待できる。
【００１８】
一方、作業ロール１−１、１−２は圧延操業による損耗が激しいために定期的なロール組み替えが必要である。そして、組み替え作業の度に、インクリースベンディング装置の油圧配管を着脱しなければならない。これによって、ロール組み替え時間が長くなるだけでなく、配管着脱時には油圧配管内に微小な異物が混入する可能性が高くなる。
【００１９】
よって、この圧延機では、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができない。また、配管の着脱を容易にするために、柔構造かつ着脱自在な、フレキシブル配管などの油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続しなければならない。また、フレキシブル配管を採用すると、柔構造であるために油圧の変動を吸収緩和してしまうことがある。したがって、応答性の高いロールベンディング装置とすることが困難となる。
【００２０】
他方、図９のような特許文献２及び４に開示されている圧延機では、インクリースベンディング装置６−１、６−２が、圧延機ハウジング９に繋がるプロジェクトブロック５−１、５−２に組み込まれている。よって、ロール組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。したがって、この圧延機は、応答性の高いロールベンディング装置とすることができる。そのため、ホットストリップミル仕上圧延機に多用されている。しかしながら、この形式では、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力を支持するのは、作業ロールチョック３−１とプロジェクトブロック５−２との接触面である。そのため、圧下装置１１を操作してロール開度を大きくすると、作業ロールの回転中心が該接触面の外側となって作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となる。その結果、大きなロール開度をとることができない。このため、大きなロール開度が必要な厚板圧延機では、この圧延機が採用されることはほとんどない。
【００２１】
上記のように、ロール開度を大きくとることのできる圧延機において、応答性が高く強力な作業ロールベンディング装置を組み込むことのできる圧延機は従来技術では存在しない。ところで、インクリースベンディング装置のストロークは最大でもプロジェクトブロックの高さまでである。これにより大開度ではベンダー力を作用させることができない。さらに、仕上圧延から、可能性のある最大板厚８００ｍｍ程度の粗圧延までベンダー力を作用させて対応可能なロール開度をとることのできる圧延機も存在しない。
【００２２】
本発明の解決すべき課題は、上下作業ロール間の開度を大きくとるとともに、強力なロールベンディング力を付与し、かつ、高応答であり、圧延方向力を安定して支持できるとともに、上下作業ロール間の開度を仕上圧延だけではなく、粗圧延にもベンダー力を作用させて対応できる超大開度とすることを、容易に達成できる圧延機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、圧延機ハウジングからその内側方向に突出するプロジェクトブロックを、パスラインに対して下側にシフトし、パスラインに対して上下非対称にするように設置することにより、以下のことが可能となることを見出した。
【００２４】
（ａ）上作業ロールチョックにかかる圧延方向力を常に圧延機ハウジングで受ける構造とできること。これにより、安定して作業ロールチョックを支えることができる。
【００２５】
（ｂ）上記プロジェクトブロックに、上下インクリースベンディング装置を組み込むことができること。これにより、大容量・大ストロークの強力ベンディング装置を備えることができる。
【００２６】
（ｃ）また、インクリースベンディング装置をプロジェクトブロックに組み込むことで、油圧配管を固定化でき、サーボバルブを適用することができること。これにより高応答のインクリースベンディング力の制御が可能となる。また、これらの装置上の発明により、以下の圧延機操業方法が可能となることも見出した。
【００２７】
（ｄ）応答性の低いディクリースベンディング装置であっても、応答性の速いインクリースベンディング装置との協働により、高応答のベンディング力制御が可能となること。これにより、製品品質、圧延歩留が大きく改善される。
【００２８】
（ｅ）さらに、上作業ロールを、ロール内側チョック、ロール外側チョックを備えた支持形式（以下「ダブルチョック形式」という）し、上補強ロールチョックに、上作業ロールのロール外側チョックを吊り上げ可能な作業ロールバランス装置を設けることにより、上下作業ロール間の開度がインクリースベンディング装置のストロークを超える超大開度となったときにも、作業ロールにバランス力を付与できる。
【００２９】
本発明は、これら知見を基に成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
【００３０】
（１）上下一対の作業ロールとこれらをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを有する金属板材の圧延機であって、
上下作業ロールにそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロックにそれぞれ配備され、
上作業ロールを支持する上作業ロール内側チョック及び上作業ロール外側チョックを備え、
上補強ロールチョックに接続し、前記上作業ロール外側チョックを吊り上げ可能に配備された作業ロールバランス装置を備え、
前記下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、
前記上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウィンドウと前記上作業ロール内側チョックとの接触面によって支持され、
前記上作業ロール内側チョックは、前記油圧シリンダーからインクリースベンディング力を受け、
前記上作業ロール外側チョックは、前記作業ロールバランス装置からバランス力を受けることを特徴とする金属板材の圧延機。
【００３１】
（２）前記上作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーと、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーとが、前記プロジェクトブロック内において平面図上で異なる位置に配備されていることを特徴とする前記（１）の金属板材の圧延機。
【００３２】
（３）前記上作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記上補強ロールチョックに配備されていることを特徴とする前記（１）又は（２）の金属板材の圧延機。
【００３３】
（４）前記下作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、下補強ロールチョック又は前記プロジェクトブロックの下方に位置する第２のプロジェクトブロックに配備されていることを特徴とする前記（１）〜（３）の金属板材の圧延機。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る圧延機は、図２に示すように、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業内側ロールチョック３−１とプロジェクトブロック５−２より上方の圧延機ハウジングウィンドウ１２との接触面によって支持する構造である。そのため、大きなロール開度をとることができるとともに、強力なロールベンディング力を得ることができる。
【００３５】
そして、上下作業ロール１−１、１−２にそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロック５−２にそれぞれ配備された構造である。そのため、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。このために、インクリースベンディング装置に、固定油圧配管を介してそれぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができ、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。
【００３６】
したがって、圧延材入側板厚や圧延材温度等の圧延中に変動する外乱に対しても良好な板クラウン・形状を造り込むことが可能であり、製品品質及び歩留を大きく改善することができる。
【００３７】
さらに、上作業ロール外側チョック３−３は、作業ロールバランス装置１３からバランス力を受ける構造である。そのため、ロール開度がインクリースベンディング装置のストローク範囲を超えた場合でも、ロールバランス装置１３により作業ロールにバランス力を負荷できるので、非常に大きなロール開度をとることができ、仕上圧延だけではなく、粗圧延にもベンダー力を作用させて対応できる圧延機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る圧延機の構造を示す正面図である。
【図２】本発明に係る圧延機の構造を示す図であり、図１のＡ−Ａ’断面を示す図である。
【図３】本発明に係る圧延機の構造を示す図であり、図１のＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【図４】上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。
【図５】上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。
【図６】従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す側面図である。
【図７】従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す側面図である。
【図８】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す側面図である。
【図９】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す側面図である。
【図１０】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す側面図である。
【図１１】本発明に係る圧延機の構造の別の一例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４０】
図１は、本発明に係る圧延機の構造を示す正面である。図１に示すように、本発明に係る圧延機は、上作業ロール１−１及び下作業ロール１−２からなる上下一対の作業ロールと、これらをそれぞれ支持する上補強ロール２−１及び下補強ロール２−２からなる上下一対の補強ロールを備えた圧延機である。
【００４１】
そして、本発明に係る圧延機の上作業ロール１−１は、上作業ロール内側チョック３−１及び上作業ロール外側チョック３−３の、２組のチョックにより支持される、ダブルチョック形式である。
【００４２】
図２は、本発明に係る圧延機の構造を示す図であり、図１のＡ−Ａ’断面を示す。本発明に係る圧延機は、上作業ロール内側チョック３−１を介して上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１及び出側上インクリースベンディング装置６−２、並びに、下作業ロールチョック３−２を介して下作業ロール１−２にインクリースベンディング力を負荷する、入側下インクリースベンディング装置６−３及び出側下インクリースベンディング装置６−４が、圧延機ハウジング９の内側に突出した入側プロジェクトブロック５−１及び出側プロジェクトブロック５−２に配備されている。
【００４３】
図３は、本発明に係る圧延機の構造を示す図であり、図１のＢ−Ｂ’断面を示す。本発明に係る圧延機は、上補強ロールチョック４−１に接続された入側作業ロールバランス装置１３−１及び出側ロールバランス装置１３−２を備え、入側作業ロールバランス装置１３−１及び出側ロールバランス装置１３−２は、上作業ロール外側チョック３−３を吊り上げ可能に構成され、上作業ロール外側チョック３−３にバランス力を与える。
【００４４】
本発明に係る圧延機では、圧延機の構造設計上の観点、特にロール開度を大きくとるための観点から、プロジェクトブロック５−１、５−２の位置、及び上作業内側ロールチョック３−１の形状などについて抜本的な見直しを行い、図９に示す従来の圧延機の問題点を解決している。
【００４５】
図９に示す従来形式では、板クラウン・形状制御が必要な領域で大きなロール開度をとることができない。この圧延機は、プロジェクトブロック５−１、５−２を、被圧延材１０の通過する位置（以下「パスライン」ともいう）に対して、ほぼ上下対称になるように配置している。このため、上作業ロールチョック３−１とプロジェクトブロック５−２との接触面によって、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力、すなわち、被圧延材１０や上補強ロール２−１等から、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を支持する構造だからである。
【００４６】
この構造では、ロール開度を大きくするにしたがい、上作業ロール１−１の回転中心位置、すなわち、圧延方向力の作用点と上作業ロール内側チョック３−１が上方に移動し、前記圧延方向力を支持するプロジェクトブロック５−２との接触面積が減少する。したがって、ロール開度を大きくするにしたがって、上作業ロール内側チョック３−１の姿勢が不安定となるので、大きなロール開度をとることができない。
【００４７】
本発明に係る圧延機は、上記の問題点を解決する。本発明に係る圧延機は、図２に示すように、圧延機ハウジング９からその内側方向に突出するプロジェクトブロック５−１、５−２を、パスラインに対して下側にシフトした位置に配置する。すなわち、図９に示す従来の圧延機とは異なり、パスラインに対して上下非対称になるようにプロジェクトブロック５−１、５−２を配置する。さらに、上作業内側ロールチョック３−１は、プロジェクトブロック５−２と接触して圧延方向力を支えるのではなく、圧延機ハウジングウィンドウ１２に接触して圧延方向力を支えるようにした。
【００４８】
これにより、本発明に係る圧延機では、上作業ロール内側チョック３−１とプロジェクトブロック５−２の上方の圧延機ハウジングウィンドウ１２との接触面によって、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力、すなわち、被圧延材１０や上補強ロール２−１等から上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を支持する。
【００４９】
このような構造にすれば、圧延機上側の圧下装置１１を操作してロール開度を大きくしても、上作業ロール内側チョック３−１と圧延機ハウジングウィンドウ１２とが接触する面積は一切変化しない。したがって、上作業ロール内側チョック３−１の姿勢は、ロール開度の値にかかわらず常に安定して保持されることになる。
【００５０】
図９に示すように、上下のインクリースベンディング装置をプロジェクトブロックに配備した圧延機は周知ではある。しかし、本発明に係る圧延機は、プロジェクトブロック５−１、５−２の位置、並びに上作業ロール内側チョック３−１の形状について抜本的な見直しを行って、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロール内側チョック３−１とプロジェクトブロック５−２の上方の圧延機ハウジングウィンドウ１２とが接触する接触面で支持する構造としたので、板クラウン・形状制御が必要な領域で大きなロール開度をとることができる。
【００５１】
さらに、本発明に係る圧延機では、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する上インクリースベンディング装置６−１、６−２と、下作業ロール１−２にインクリースベンディング力を負荷する下インクリースベンディング装置６−３、６−４を、圧延機ハウジング９の内側に突出したプロジェクトブロック５−１、５−２に配備している。そのため、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がなく、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。これは、インクリースベンディング装置をプロジェクトブロック５−１、５−２に固定された油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができるからである。
【００５２】
被圧延材の板厚が、概ね１００ｍｍ以下のときは、板クラウン・形状制御が必要である。この場合は、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する上インクリースベンディング装置６−１、６−２を使用してロールバランスをとる。
【００５３】
上作業ロールに対する高応答で強力なインクリースベンディング力が必要となり、効力を発揮するのは、板厚が１００ｍｍ程度よりも薄いときである。板厚がそれ以上の領域では、作業ロールに対するインクリースベンディング力は、実質的に不要であり、作業ロールにバランス力を負荷する機能のみ確保できれば良い。
【００５４】
すなわち、インクリースベンディング装置のストローク範囲を超えてロール開度が大きくなった場合には、作業ロールにバランス力を負荷できる装置を別途設ければよい。これにより、ロール開度がさらに大きくなった場合にもロールバランス機能が確保され、粗圧延などの板厚が厚い被圧延材が厚い場合の圧延にも対応可能となる。
【００５５】
そこで、本発明においては、ロール開度がインクリースベンディング装置のストローク範囲を超えた範囲では、図１、３に示すように、圧延機ハウジング９の外側に配置した上作業ロール外側のチョック３−３が、上補強ロールチョック４−１に接続し、上作業ロール外側のチョック３−３を吊り上げ可能に配備された作業ロールバランス装置１３からバランス力を受ける構造とした。ここで、バランス力とは、作業ロールと補強ロールのコンタクト力であり、作業ロールを吊り上げ適切な位置に保つだけでなく、ベンダー力に代わって作業ロール駆動において補強ロールを摩擦力によって従動させるために必要である。
【００５６】
これにより、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する上インクリースベンディング装置のストローク範囲を超えてロール開度が大きくなった場合にも、作業ロールにバランス力を負荷することが可能となる。
【００５７】
さらに、本発明に係る圧延機では、作業ロールバランス装置１３に油圧シリンダーを導入し、作業ロールバランス装置１３のアーム部分の伸び縮みを可能にすることができる。また、アーム部分を左右方向（入側出側方向）に開閉することができるようにすれば、作業ロールの組み替え作業・ロールバランスの切り替えをスムーズに行うことができる。
【００５８】
なお、本発明に係る圧延機において、下作業ロール１−２の胴部に負荷される圧延方向力については、下作業ロールチョック３−２とプロジェクトブロック５−２の接触面によって支持される。このため、図２に示す圧延機では、下作業ロールチョック３−２のプロジェクトブロック５−１、５−２に挟み込まれる部分の高さを大きくしている。
【００５９】
また、ロール開度は、主に上作業ロールチョックを上下に移動させることにより調整するので、下作業ロールチョックの上下の移動量は少ない。そのため、ロール開度が大きくなるにしたがい、下作業ロールの姿勢が不安定になることはない。
【００６０】
図４は、上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す断面平面図である。つまり、プロジェクトブロック５−１、５−２のパスライン高さの断面図である。
【００６１】
本発明に係る圧延機では、上下のインクリースベンディング装置を、プロジェクトブロックの断面平面図上で互いにずらして配備することが望ましい。例えば、図４に示すように、上インクリースベンディング装置６−１、６−２と、下インクリースベンディング装置６−３、６−４とを、作業ロール１−２の軸方向にシフトした位置関係となるように配備することが望ましい。このようにすれば、上下のインクリースベンディング装置が互いに干渉しない。その結果、上インクリースベンディング装置６−１、６−２のストロークを大きくして、板クラウン・形状制御が必要な領域においてさらに大きなロール開度をとることができる。
【００６２】
なお、図４では下インクリースベンディング装置６−３、６−４は入側、出側それぞれ油圧シリンダーを２本としているが、油圧シリンダーを１本として上インクリースベンディング装置６−１、６−２と干渉しないように作業ロール１−２の軸方向に異なる位置に配置することでも同様の効果を得ることができる。
【００６３】
図５も上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。つまり、プロジェクトブロック５−１、５−２のパスライン高さの断面図である。図５に示すように、上インクリースベンディング装置６−１、６−２と、下インクリースベンディング装置６−３、６−４とを、圧延方向にシフトした位置関係としてもよい。このような配置でも、上下のインクリースベンディング装置は互いに干渉しない。その結果、上インクリースベンディング装置６−１、６−２のストロークを大きくして、さらに大きなロール開度をとることができる。
【００６４】
ここまでは、主に解決課題の一つである大きなロール開度を獲得する観点から、本発明に係る圧延機の構造について説明してきた。次に、この構造によれば、もう一つの解決課題である強力なロールベンディング力の付与についても容易に達成できることを説明する。
【００６５】
図６、図７はいずれも従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す側面図であり、いずれの圧延機もロール開度を大きくとることができる圧延機である。
【００６６】
しかしながら、これらの従来の圧延機では、強力なロールベンディング力を付与することができない。これは、上補強ロールチョック４−１から下方に突出したアーム部に、上インクリースベンディング装置６−１、６−２を組み込む構造であるため、大容量及び大ストロークの上インクリースベンディング装置６−１、６−２を配備することができないからである。また、これらの圧延機は、上補強ロールチョックからアーム部を出すため、上ディクリースベンディング装置の設置スペースがロールの軸心によってしまう。そのため、上補強ロールチョック４−１の軸受けと干渉するので、大容量・大ストロークの上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を配備することができない。
【００６７】
一方、図２に示すように本発明に係る圧延機では、圧延機ハウジング９からその内側方向に突出するプロジェクトブロック５−１、５−２に、大容量・大ストロークの上インクリースベンディング装置６−１、６−２を配備することができる。
【００６８】
また、本発明に係る圧延機は、上補強ロールチョック４−１には図６、図７に示すようなアーム部を備えない。このため、上補強ロールチョック４−１の軸受けと干渉しない位置に、大容量・大ストロークの上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を配備することができる。これにより、上作業ロール１−１に大きなディクリースベンディング力を負荷することが可能となる。
【００６９】
すなわち、プロジェクトブロック５−１、５−２の位置、並びに上作業ロール内側チョック３−１の形状について抜本的な見直しを行って、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロール内側チョック３−１とプロジェクトブロック５−２との接触面によって支持する構造とした本発明に係る圧延機によれば、大きなロール開度をとることができるとともに、強力なロールベンディング力の付与もできる。
【００７０】
また、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。このために、それぞれのインクリースベンディング装置は、固定油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができる。したがって、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。
【００７１】
さらに、本発明の圧延機は、上作業ロールのチョックを、上作業ロール内側チョック３−１と上作業ロール外側チョック３−３からなる、ダブルチョック形式とした。そして、上補強ロール４−１に接続され、上作業ロール外側ロールチョック３−３を吊り上げ可能に構成されたロールバランス装置により、上作業ロールにバランス力を負荷することができる。これによって、ロール開度が、インクリースベンディング装置のストロークを超える超大開度となったときであっても作業ロールはバランス力を受けるので、仕上圧延だけでなく、板厚が厚い粗圧延にもベンダー力を作用させて対応することができるようになる。
【００７２】
ところで、図１０に示す圧延機のように、下ディクリースベンディング装置７−３、７−４を、下補強ロールチョック４−２に配備すると、下補強ロール２−２を組み替える際には、ディクリースベンディング装置の油圧配管を着脱しなければならない。
【００７３】
このため、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することは困難であり、油圧配管の着脱を容易にするために、フレキシブル配管を一部に採用しなければならない場合もある。
【００７４】
したがって、固定配管やサーボバルブを採用した場合と比較すると、ロールベンディング装置の応答性は低くならざるを得ない。さらに、着脱時には、油圧配管内に微小な異物が混入する可能性が高い。
【００７５】
これに対し、図１１に示す圧延機によれば、下補強ロール２−２を組み替える際に生じる上記問題を解決することができる。専用のプロジェクトブロックに配備する下ディクリースベンディング装置の油圧配管には高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用でき、フレキシブル配管を使用せずに済むからである。このために、下補強ロール２−２の組み替えが容易になるとともに応答性の高いロールベンディング装置とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、鋼板の圧延において、仕上圧延だけではなく粗圧延のような、ロール開度を極めて大きくする必要がある圧延にもベンダー力を作用させて対応できる圧延機を提供できる。よって、鉄鋼産業における鋼板の製造に広く適用でき、産業上の利用可能性は大きい。
【符号の説明】
【００７７】
１−１    上作業ロール
１−２    下作業ロール
２−１    上補強ロール
２−２    下補強ロール
３−１    上作業ロール内側チョック
３−２    下作業ロールチョック
３−３    上作業ロール外側チョック
４−１    上補強ロールチョック
４−２    下補強ロールチョック
５−１    入側プロジェクトブロック
５−２    出側プロジェクトブロック
５−３    入側下プロジェクトブロック
５−４    出側下プロジェクトブロック
６−１    入側上インクリースベンディング装置
６−２    出側上インクリースベンディング装置
６−３    入側下インクリースベンディング装置
６−４    出側下インクリースベンディング装置
７−１    入側上ディクリースベンディング装置
７−２    出側上ディクリースベンディング装置
７−３    入側下ディクリースベンディング装置
７−４    出側下ディクリースベンディング装置
８    補強ロールバランス装置
８−１    入側補強ロールバランス装置
８−２    出側補強ロールバランス装置
９    圧延機ハウジング
１０    被圧延材
１１    圧下装置
１２    圧延機ハウジングウィンドウ
１３    入側作業ロールバランス装置
１３−１    入側作業ロールバランス装置
１３−２    出側作業ロールバランス装置
【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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