(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール式圧延機において、
圧延パスラインに沿って配置された複数の個別の圧延部であって、各圧延部がロールシャフト上に支持された少なくとも２組のワークロールを有し、前記ワークロールの１組が楕円径のパスを規定し、前記ワークロールの他の１組が円形のパスを規定し、前記ロールシャフトを単一の入力シャフトに機械的に結合するための中間ドライブトレインが前記圧延部内に設けられ、前記圧延部の入力シャフトは互いに平行で各圧延部から前記パスラインの第１の側に突出する、圧延部と、
前記パスラインに平行で、前記パスラインの第１の側にあるラインシャフトと、
前記ラインシャフトの駆動手段と、
傘歯車セットによって前記ラインシャフトに機械的に結合され、前記ラインシャフトから前記パスラインに向かって横方向に突出する互いに平行な出力シャフトと、
前記出力シャフトをそれぞれ前記入力シャフトの対応する１つに結合する結合手段であって、前記圧延部を前記パスラインの前記第１の側に対向する第２の側に選択的に取り外せるよう分離可能な結合手段と、
を備えるモジュール式圧延機。
【請求項２】
請求項１に記載のモジュール式圧延機において、前記ラインシャフトが前記傘歯車セットによって前記出力シャフトに機械的に結合するセグメントに分割され、前記モジュール式圧延機は、前記ラインシャフトセグメントを接合するクラッチをさらに有し、前記クラッチは接合されたラインシャフトセグメントを機械的に結合または分離できるよう択一的に調節できることを特徴とするモジュール式圧延機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモジュール式圧延機において、前記パスラインから取り外された圧延部を受け取り搬送するトラックのネットワークを前記パスラインの第２の側に有することを特徴とするモジュール式圧延機。
【請求項４】
請求項１に記載のモジュール式圧延機において、前記駆動手段が前記ラインシャフトに直接結合されたモータを含むことを特徴とするモジュール式圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に棒や板などの長尺物を製造する圧延機に関し、特に改良されたモジュール式圧延機の提供に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば米国特許第４５３７０５５号、第５１５２１６５号、第６１３４９３０号、第６５４６７７６号に開示されるように、ブロック式圧延機が知られている。この圧延機は、主に棒圧延機の仕上げ加工トレイン（finishing train）として世界中に普及している。ブロック式圧延機は、楕円形のパスと円形のパスを交互に用いて圧延するよう連続して並ぶ一連のロールスタンドを有し、製品をねじれが発生しないように圧延するために、円形のロールスタンドのロールシャフトが楕円形のロールスタンドのロールシャフトに対して９０°ずれている。
【０００３】
通常、円形の圧延パスと楕円形の圧延パスを有するロールスタンドは、圧延パスライン（mill pass line）を挟んで対向する位置でずらされ、互い平行なラインシャフトにそれぞれ機械的に結合される。これらのラインシャフトは、差動歯車装置によってラインシャフトに結合される共通の圧延機駆動装置（mill drive）によって異なる速度で駆動される。ブロック式圧延機における駆動装置の構造で他に知られているのは、例えば米国特許第３５８７２７７号および第６１６１４１２号に開示される単一のラインシャフトや米国特許第４１２９０２３号に開示されるチェーン駆動装置を用いるものである。
【０００４】
ブロック式圧延機は、５．５ｍｍ棒（ロッド）で１２０ｍ／ｓなど、高速の搬送速度で製品を圧延することができるが、製品の大きさが変わるときの柔軟性が乏しいため、全体としての効率は低下する。
【０００５】
例えば、図４に示すように、１０スタンドブロック式圧延機用の典型的な圧延プログラムでは、全スタンドが稼動する場合、送りサイズが直径１７ｍｍの製品が直径５．５ｍｍの仕上がり製品に圧延される。直径７．０ｍｍの仕上がり製品に圧延するには、ロールスタンド９，１０を非稼動にする（一般に「ダミーイング（dummying）」と呼ばれる処理）。製品の大きさが大きくなるにつれて、直径８．５ｍｍの製品を圧延する場合はスタンド７，８、直径１０．５ｍｍの製品を圧延する場合はスタンド５，６など、ロールスタンドを累進的にダミーイングして圧延する。連続するロールスタンドは一体的に相互結合されているので、ダミーイングを行うにはワークロールを取り外してガイドに交換する必要がある。この作業は負荷が大きく、通常は８時間ごとに２０分から６０分かけて行う。圧延機を６０トン／時で１年あたり３００日稼動させるとして、控えめに見積もっても各ダミーイング処理に平均３０分の休止時間が発生する場合、失われる製造量は１年あたり２７，０００トン以上にも及ぶ。
【０００６】
効率を上げるためには、例えば特許文献１および特許文献２に開示されるようにモジュール式圧延機が用いられている。この圧延機には、連続する圧延部の組に着脱自在に結合される歯車装置を駆動する複数のモータが設けられている。各圧延部は、楕円形のパスと円形のパスを有するロールスタンドを備え、相互に交換でき、圧延パスライン上への移動とラインから外す移動を迅速に行うことができるので、大きさが異なる製品の圧延に対応できる。このようなモジュール式構造は、ブロック式圧延機に比べて機械的に良好で柔軟性に優れているが、購入やその後のメンテナンスの面で比較的複雑で高価である。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５５９５０８３号明細書
【特許文献２】米国特許第６０５３０２２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来のモジュール式圧延機やブロック式圧延機に関する欠点を解消または少なくとも大幅に軽減するよう改良されたモジュール式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】
【０００９】
本発明において、モジュール式圧延機は圧延パスラインに沿って配置された複数の個別の圧延部を有する。各圧延部は、互いに９０°ずれているロールシャフト上にあって楕円形の圧延パスと円形の圧延パスを定める少なくとも２組のワークロールを有する。圧延部は、各圧延部からパスラインの第１の側に突出した互いに平行な入力シャフトにロールシャフトを結合するよう構成された中間ドライブトレインを含む。
【００１０】
単一の駆動ラインシャフトがパスラインに平行で、パスラインの第１の側にある。出力シャフトは傘歯車セットによってラインシャフトに機械的に結合される。出力シャフトは、ラインシャフトからパスラインに向かって横方向に突出しており、継手によって圧延部の入力シャフトに結合されている。圧延部をパスラインの第１の側に対向する第２の側に取り外せるよう、継手は分離できる。
【００１１】
ラインシャフトは傘歯車セットによって、入力シャフトと結合するセグメントに分割され、クラッチがこれらのシャフトセグメントを接合する。クラッチは接合された各シャフトセグメントどうしを結合または分離できるよう、クラッチは択一的に（alternatively）調節できる。
【００１２】
１本のラインシャフトのみですべての圧延部を駆動するので、差動歯車装置を介在させることなく、ラインシャフトを圧延機に直接結合できる。
【００１３】
本発明における上述またはその他の特徴や効果については、図を参照しながらさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１において、本発明におけるモジュール式圧延機は、圧延パスライン”Ｐ”に沿って配置されている複数の個別の圧延部１０を有する。圧延方向を矢印１２で示す。各圧延部は、楕円形の圧延パスと円形の圧延パスを定める少なくとも２組のワークロール１４，１４および１６，１６を有する。棒や板などの長尺物をねじれが発生しないよう圧延するために、連続する各組の圧延部は９０°ずれている。
【００１５】
さらに図２および図３から分かるように、ワークロールがロールシャフト１８に設けられ、圧延部内には中間ドライブトレインが設けられ、ロールシャフトを入力シャフト２０に機械的に結合している。入力シャフトは互いに平行であり、パスラインの第１の側”Ａ”に突出している。中間ドライブトレインは、シャフト２６上の噛合歯車２４と噛み合う歯車２２をロールシャフト上に有し、シャフト２６の一方が傘歯車セット２８によってシャフト３０と結合している。シャフト３０は、入力シャフト２０上の歯車３４と噛み合う歯車３２を支持する。
【００１６】
図示していないが、この構造の代わりに、別々の入力シャフト２０を有するワークロールの各組１４，１４および１６，１６を駆動するよう中間ドライブトレインを構成できることも理解できる。
【００１７】
ラインシャフト３６は第１の側Ａに沿ってパスラインＰに平行に延びている。ラインシャフトは、圧延機の入口端に配置された駆動モータ３８に直接結合され、このモータによって駆動される。
【００１８】
ラインシャフト３０は途切れなく連続させることもできるが、好ましくはセグメント３６’に分割してクラッチ４０で接合する。各ラインシャフトセグメント３６’は、傘歯車セット４４によって出力シャフト４２に結合される。出力シャフト４２は互いに平行であり、ラインシャフトからパスラインに向かって横方向に突出している。各ラインシャフトセグメントを機械的に結合または分離できるよう、クラッチ４０は択一的に調節できる。
【００１９】
継手４６は各出力シャフト４２をそれぞれ入力シャフト２０に接続する。圧延部をパスラインの第１の側に対向する第２の側”Ｂ”に取り外せるよう、継手は分離できる。Ｂ側にあるトラック４８のネットワークは、パスラインから取り外された圧延部を受け取り搬送するべく構成されている。圧延ラインから取り外された圧延部を１０’の破線で示す。
【００２０】
好ましくは、圧延部１０は互いに同一であり、よって容易に入れ替えることができる。各圧延部は、簡単にパスラインから取り外してガイドに交換できる。例えば米国特許第５２４７８２０号に開示されるように、ガイドは保護カバーの一部を有してもよい。
【００２１】
上記を踏まえると、本発明のモジュール式圧延機の概念は従来のブロック式圧延機やモジュール式圧延機に比べて特に優れていることが当業者に理解できる。例えばパスラインから圧延部を迅速に取り外すことができると、少なくとも圧延機の休止時間を約６７％短縮できることが見込まれる。よって上述の圧延運転例では、１年あたり１８，０００トンの製造量の増加になる。単一の駆動ラインシャフトを使用し、ラインシャフトと圧延駆動モータとの間にある高価な歯車部を省くことにより、設備投資や圧延機の耐用年数全体におけるメンテナンス費用を大幅に抑えることができる。
【００２２】
メンテナンスの面では、歯車、シャフト、および中間ドライブトレインに関連するベアリングがすべて圧延部１０内にあるので、圧延機の運転を休止せずに圧延部を圧延パスラインから取り外して定期的なメンテナンスを行い易い点に注目することが重要である。また、ダミーイングされた圧延部における傘歯車セット４４を、圧延機の他の部分は運転させたまま、クラッチを外してラインシャフト３６から外し、定期的にメンテナンスすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明におけるモジュール式圧延機の略平面図である。
【図２】圧延部内にある中間ドライブトレインの略図である。
【図３】中間ドライブトレインに組み込まれた４歯車群の歯車の関係を示す図である。
【図４】圧延プログラムの例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  圧延部、１４，１６  ワークロール、１８  ロールシャフト、２０  入力シャフト、３６  ラインシャフト、４０  クラッチ、４２  出力シャフト、４４  傘歯車セット、４６  継手、４８  トラック、Ｐ  圧延パスライン。
【図１】
0004751346.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004751346.tif 000004
【図４】
0004751346.tif 000005