(57)【要約】【課題】  圧延材の幅方向分布を凹状に効果的に制御することができ、かつ圧延中のロールシフトが容易である板圧延機を提供する。【解決手段】  板材１を間に挟持して圧下する１対の作業ロール２２と、作業ロールの変形を抑制する複数の控ロール２４と、作業ロールと控ロールの間に挟持された中間ロール１０とを備える。中間ロール１０はシフト可能に構成されている。また中間ロールは、控ロールと接触する接触ロール部１２と、接触ロール部の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部１３とを有する。接触ロール部１２は、延長バレルの側寄りに凸中心１５を置く凸形状を有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を間に挟持して圧下する１対の作業ロールと、該作業ロールの変形を抑制する複数の控ロールと、作業ロールと控ロールの間に挟持された中間ロールとを備え、該中間ロールはシフト可能に構成されている板圧延機において、
前記中間ロールは、控ロールと接触する接触ロール部と、該接触ロール部の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部とを有し、
前記接触ロール部は、延長バレルの側寄りに凸中心を置く凸形状を有する、ことを特徴とする板圧延機。
【請求項２】
前記延長バレル部は、生産を重視する代表狭幅ＷＮの板幅を想定して、控ロールの胴長ＬＢから狭幅制御幅ＬＷＮを差し引いた量のほぼ１／２弱の胴長ＬＥを有し、
前記接触ロール部は、
延長バレル部に隣接し、外径がＡ→Ｂ→Ｃと変化するロール形状曲線を有し、該ロール形状曲線のＢ点突起量を所定量ＲＣとしてＡ，Ｂ，Ｃの３点のロール軸方向に対する勾配値が０である曲線とした胴長ＬＷＮの長さの凸部分と、
該凸部分に隣接し、控ロールの胴長ＬＢから延長バレル部の胴長ＬＥと凸部分の胴長ＬＷＮを引いた胴長ＬＲの長さの第１直線部と、
該第１直線部に続く胴長ＬＥの長さの第２直線部と、からなることを特徴とする請求項１に記載の板圧延機。
【請求項３】
板材を間に挟持して圧下する１対の作業ロールと、該作業ロールの変形を抑制する複数の控ロールと、作業ロールと控ロールの間に挟持された中間ロールとを備え、該中間ロールはシフト可能に構成されている板圧延機において、
前記中間ロールは、控ロールと接触する接触ロール部と、該接触ロール部の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部とを有し、
前記延長バレル部は、生産を重視する代表狭幅ＷＮの板幅を想定して、控ロールの胴長ＬＢから狭幅制御幅ＬＷＮを差し引いた量のほぼ１／２弱の胴長ＬＥを有し、
前記接触ロール部は、
延長バレル部に隣接し、胴長ＬＷＮの直線部と、
直線部に隣接し、控ロールの胴長ＬＢから延長バレル部と直線部の胴長の和  （ＬＥ＋ＬＷＮ）を差し引いた胴長ＬＫの漸減部と、
漸減部に隣接し、胴長ＬＥの漸増部とからなり、
前記漸減部と漸増部は、外径がＣ→Ｄ→Ｅと変化するロール形状曲線を有し、該ロール形状曲線のＣ点でのロール軸方向に対する勾配値が０であり、その後軸方向にロール径が減少した後再び増加し、点Ｅでのロール径がＣ点のロール径よりも太くなるように構成されている、ことを特徴とする板圧延機。
【請求項４】
作業ロールの両端部にベンディングモーメントを附加する作業ロールベンディング手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の板圧延機。
【請求項５】
中間ロールの両端部にベンディングモーメントを附加する中間ロールベンディング手段を備える、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の板圧延機。
【請求項６】
前記中間ロールは、６段ミルまたはクラスタミルの中間ロールである、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の板圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業ロールの間で板材を圧下する板圧延機に関する。
【背景技術】
【０００２】
１対の作業ロールの間に板材を挟持して圧下する板圧延機では、圧延材の幅方向分布を凸状または凹状に制御できることが、様々な条件下で所定の板クラウンを得るために必要となる。
かかる板クラウンを制御する手段として、特許文献１が既に開示され、特許文献２が出願されている。
【０００３】
特許文献１の「圧延機」は、図１０に示すように、ロールバレル全長にわたって、その曲率が変化しているロールクラウンを形成した１対のロール５１を、圧延機中心に対して点対称となるように配置した圧延機において、
前記ロールクラウンは、ロールバレル全体が凸形状となるように形成されていると共に、その最大径部５３がロールの長手方向中心５２に対してそれぞれ軸方向にずれるように位置して左右非対称形状に形成されており、更に前記ロールは軸方向に移動可能に構成されているものである。
【０００４】
特許文献２の「圧延ロール及びそれを用いる圧延機」は、図１１に示すように、圧延ロール（この例では中間ロール６３）が、ロール軸方向の一方から他方へ、７点によって定義される６次関数曲線によって、どのシフト位置でも補強ロール６４と接触しない小径部を主体とする延長バレル部Ａ、補強ロールと接触する円筒ロール部Ｂ、円筒ロール部の端部から径が漸減していく漸減領域Ｃ、漸減領域の端部から径が漸増する漸増領域Ｄ、の４領域の形状部分を有して形成されているものである。なお、この図で、６２は作業ロールである。
【０００５】
【特許文献１】特公平５−１３７２６号公報
【特許文献２】特開２００４−９８０７４号公報、「圧延ロール及びそれを用いる圧延機」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の圧延機では、圧延中にロールをシフトさせるのは、圧延荷重がかかっているため容易でない問題点があった。
また、特許文献１の圧延機では、中間シフトロールの形状が、中凹み形状であるために、板クラウンを図４（Ａ）のように凸状に制御するのは有効であるが、板クラウンをを図４（Ｂ）のように凹状に制御するのには有効ではない問題点があった。
更に、従来の圧延機では、（１）  板幅が狭い時に板形状制御効果が出にくい、（２）シフトロールに凹凸を付けたときに凹凸カーブに折れ点があると研削しにくい、すなわち研削砥石に幅があるため折れ点があると砥石の食い込みが大きくロール形状がくずれる、等の問題点があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、圧延材の幅方向分布を凹状に効果的に制御することができ、かつ圧延中のロールシフトが容易であり、板幅が狭い時でも板形状制御効果が出しやすく、凹凸カーブに折れ点がなく研削しやすい、板圧延機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、板材を間に挟持して圧下する１対の作業ロールと、該作業ロールの変形を抑制する複数の控ロールと、作業ロールと控ロールの間に挟持された中間ロールとを備え、該中間ロールはシフト可能に構成されている板圧延機において、
前記中間ロールは、控ロールと接触する接触ロール部と、該接触ロール部の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部とを有し、
前記接触ロール部は、延長バレルの側寄りに凸中心を置く凸形状を有する、ことを特徴とする板圧延機が提供される。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によれば、  前記延長バレル部は、生産を重視する代表狭幅ＷＮの板幅を想定して、控ロールの胴長ＬＢから狭幅制御幅ＬＷＮを差し引いた量のほぼ１／２弱の胴長ＬＥを有し、
前記接触ロール部は、
延長バレル部に隣接し、外径がＡ→Ｂ→Ｃと変化するロール形状曲線を有し、該ロール形状曲線のＢ点突起量を所定量ＲＣとしてＡ，Ｂ，Ｃの３点のロール軸方向に対する勾配値が０である曲線とした胴長ＬＷＮの長さの凸部分と、
該凸部分に隣接し、控ロールの胴長ＬＢから延長バレル部の胴長ＬＥと凸部分の胴長ＬＷＮを引いた胴長ＬＲの長さの第１直線部と、
該第１直線部に続く胴長ＬＥの長さの第２直線部と、からなる。
【００１０】
また本発明によれば、板材を間に挟持して圧下する１対の作業ロールと、該作業ロールの変形を抑制する複数の控ロールと、作業ロールと控ロールの間に挟持された中間ロールとを備え、該中間ロールはシフト可能に構成されている板圧延機において、
前記中間ロールは、控ロールと接触する接触ロール部と、該接触ロール部の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部とを有し、
前記延長バレル部は、生産を重視する代表狭幅ＷＮの板幅を想定して、控ロールの胴長ＬＢから狭幅制御幅ＬＷＮを差し引いた量のほぼ１／２弱の胴長ＬＥを有し、
前記接触ロール部は、
延長バレル部に隣接し、胴長ＬＷＮの直線部と、
直線部に隣接し、控ロールの胴長ＬＢから延長バレル部と直線部の胴長の和  （ＬＥ＋ＬＷＮ）を差し引いた胴長ＬＫの漸減部と、
漸減部に隣接し、胴長ＬＥの漸増部とからなり、
前記漸減部と漸増部は、外径がＣ→Ｄ→Ｅと変化するロール形状曲線を有し、該ロール形状曲線のＣ点でのロール軸方向に対する勾配値が０であり、その後軸方向にロール径が減少した後再び増加し、点Ｅでのロール径がＣ点のロール径よりも太くなるように構成されていることを特徴とする板圧延機が提供される。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、作業ロールの両端部にベンディングモーメントを附加する作業ロールベンディング手段を備える。
また、中間ロールの両端部にベンディングモーメントを附加する中間ロールベンディング手段を備える。
前記中間ロールは、６段ミルまたはクラスタミルの中間ロールであるのがよい。
【発明の効果】
【００１２】
上記本発明の構成によれば、中間ロールがシフト可能に構成されているので、作業ロールをシフトせずに、中間ロールをシフトして形状制御することができ、圧延される板に傷が付きにくい。
また、中間ロールの接触ロール部が、延長バレルの側寄りに凸中心を置く凸形状を有するので、この上下の中間ロールの凸中心を互いに近づける方向にシフトすることにより、板を凹クラウン方向に容易に制御することができる。
【００１３】
さらに、接触ロール部の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部を有するので、ロールベンディングによる圧延中の板クラウン制御を効果的に行うことができる。
従って、基本設定を中間ロールのロールシフトで予め位置設定し、圧延中の板クラウン制御はロールベンディングで行うことで、圧延中の板クラウン変動に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明の板圧延機を構成する中間ロールの側面図である。この図において、（Ａ）（Ｂ）はプロファイルが若干ことなるものを示しているが、基本構造は同一である。
図１（Ａ）（Ｂ）の中間ロール１０は、両端の支持軸１０ａの間に直列に配置された接触ロール部１２と延長バレル部１３を有する。
【００１６】
接触ロール部１２は、延長バレルの側寄りに凸中心１５を置く凸形状のプロファイルを有し、常に少なくとも一部が控ロールと接触するようになっている。
延長バレル部１３は、接触ロール部１２の凸中心１５に近い側の一端に接続し、中間ロールをシフトした場合のどのシフト位置でも控ロールと接しないプロファイルを有する。延長バレル部１３のプロファイルは、この例では接頭円錐形であるが、これに限られず、例えば円筒形であってもよい。なおこの図で、１４は接触ロール部の幅方向中心位置である。
【００１７】
図２は、本発明の板圧延機の第１実施形態を示す全体構成図である。本発明の板圧延機は、板材１（圧延板）を間に挟持して圧下する１対の作業ロール２２と、作業ロール２２の変形を抑制するための複数の控ロール２４と、作業ロール２２と控ロール２４の間に挟持された中間ロール１０とを備える。
【００１８】
本発明の板圧延機は、６段ミルまたはクラスタミルであり、中間ロール１０は、６段ミルまたはクラスタミルの中間ロールであるのがよい。すなわち、６段ミルでは、１対の作業ロール２２に対応してそれぞれ１対の控ロール２４と中間ロール１０を用いる。これに対して、クラスタミルでは、例えば図５に例示するように、１対の作業ロール２２に対応して、２対以上の控ロール２４と２対以上の中間ロール１０（斜線で示す）を用いる。なおこの図で２６は中央控ロールである。
【００１９】
以下、図２に基づき６段ミルの場合について説明する。なお、クラスタミルの場合も同様である。
【００２０】
図２において、各中間ロールは図示しないロールシフト手段により、軸方向にシフト可能に構成されている。また、中間ロール１０の両端部にベンディングモーメント１６を附加する中間ロールベンディング手段（図示せず）を備える。さらにこの例では、作業ロール２２の両端部にベンディングモーメント２３を附加する作業ロールベンディング手段（図示せず）を備える。
【００２１】
ロールシフト手段、中間ロールベンディング手段、および作業ロールベンディング手段は、周知の機構をそのまま適用することができる。
【００２２】
１対の作業ロール２２は、板材１の噛み込みに適した相対的に小径の円筒形ロールであり、曲げ剛性が相対的に小さく、中間ロール１０のプロファイルに沿って軸線が曲げられる。なお、作業ロールベンディング手段により作業ロール２２のプロファイルを若干制御することができる。
【００２３】
控ロール２４は、両端の支持軸２４ａで支持された相対的に大径の円筒形ロールであり、曲げ剛性が相対的に大きい。従って、中間ロール１０のプロファイルと接触し、中間ロール１０の凸中心１５近傍で高い面圧であたり、中間ロール１０の軸線を曲げるとともにそのプロファイルを変形させる。図中の破線は変形前の接触ロール部１２のプロファイルを模式的に示している。
【００２４】
図２は、上下の中間ロールの凸中心１５を互いに近づける方向にシフトした状態を示している。中間ロール１０の接触ロール部１２が、延長バレルの側寄りに凸中心１５を置く凸形状を有するので、この図のように上下の中間ロールの凸中心１５を互いに近づける方向にシフトすることにより、板１を凹クラウン方向に制御することができる。
【００２５】
図３は、逆に上下の中間ロールの凸中心１５を互いに遠ざける方向にシフトした状態を示している。この図のように上下の中間ロールの凸中心１５を互いに遠ざける方向にシフトすることにより、板１を凸クラウン方向に制御することもできる。
【００２６】
また、接触ロール部１２の一端に接続しどのシフト位置でも控ロールと接しない延長バレル部１３を有するので、ロールベンディング１６による圧延中の板クラウン制御を効果的に行うことができる。
従って、基本設定を中間ロールのロールシフトで予め位置設定し、圧延中の板クラウン制御はロールベンディングで行うことで、圧延中の板クラウン変動に対処することができる。
さらに、中間ロールがシフト可能に構成されているので、作業ロールをシフトせずに、中間ロールをシフトして形状制御することができ、圧延される板に傷が付きにくいという付加的な効果も得られる。
【００２７】
図６は、本発明の板圧延機の第３実施形態を示す全体構成図である。
この例において、延長バレル部１３は、生産を重視する代表狭幅ＷＮの板幅を想定して、控ロールの胴長ＬＢから狭幅制御幅ＬＷＮを差し引いた量のほぼ１／２弱の胴長ＬＥを有する。
また、接触ロール部１２は、凸部分３２、第１直線部３４、および第２直線部３６からなる。
凸部分３２は、延長バレル部１３に隣接し、外径がＡ→Ｂ→Ｃと変化するロール形状曲線を有する。またこのロール形状曲線のＢ点突起量を所定量ＲＣとしてＡ，Ｂ，Ｃの３点のロール軸方向に対する勾配値が０である曲線とした胴長ＬＷＮの長さを有する。
第１直線部３４は、凸部分３２に隣接し、控ロールの胴長ＬＢから延長バレル部の胴長ＬＥと凸部分の胴長ＬＷＮを引いた胴長ＬＲの長さを有する。
第２直線部３６は、第１直線部３４に続く胴長ＬＥの長さを有する。
狭幅制御幅ＬＷＮは代表狭幅ＷＮより１０〜３０ｍｍ大きい幅であるのがよい。
Ｂ点突起量ＲＣは、圧延機振動が起きない範囲でなるべく大きい値を設定する。
狭幅制御幅ＬＷＮはその中心位置が圧延機中心に位置するようにすると、ロール突起部の板形状への効果が大きい。この時は胴長ＬＲ＝胴長ＬＥとなる。
ロール撓みが大きい圧延機ではロール突起部がロール撓みを補償するので図６のミルが有効である。
【００２８】
図７は、第３実施形態の凸部分３２のロール形状説明図である。  凸部分３２は、Ｂ点を中心に左右対称であり、かつＡ，Ｂ，Ｃの３点のロール軸方向に対する勾配値が０である必要がある。
図７（Ａ）は、  凸部分３２のロール形状を正弦波曲線で与える例であり、狭幅制御幅ＬＷＮの部分で−９０°から＋２７０°の正弦波曲線の突起を与えた凸部分（ＬＷＮ部）とすることができる。
図７（Ｂ）は、凸部分３２のロール形状を偶数次高次関数で与える例であり、Ａ，Ｃ点に対するＢ点の突起量ｃとＡ，Ｃ点の位置から係数ａ，ｂ，ｃを求めることができる。
【００２９】
図８は、本発明の板圧延機の第４実施形態を示す全体構成図である。
この例において、延長バレル部１３は、生産を重視する代表狭幅ＷＮの板幅を想定して、控ロールの胴長ＬＢから狭幅制御幅ＬＷＮを差し引いた量のほぼ１／２弱の胴長ＬＥを有する。
また接触ロール部１２は、直線部４２、漸減部４４および漸増部４６からなる。
直線部４２は、延長バレル部１３に隣接し、胴長ＬＷＮの直径が一定な部分である。
漸減部４４は、直線部４２に隣接し、控ロール２４の胴長ＬＢから延長バレル部１３と直線部４２の胴長の和  （ＬＥ＋ＬＷＮ）を差し引いた胴長ＬＫの直径が漸減する部分である。
漸増部４６は、漸減部に隣接し、胴長ＬＥの直径が漸増する部分である。
また、漸減部４４と漸増部４６は、外径がＣ→Ｄ→Ｅと変化するロール形状曲線を有する。このロール形状曲線のＣ点でのロール軸方向に対する勾配値が０であり、その後軸方向にロール径が減少した後再び増加し、点Ｅでのロール径がＣ点のロール径よりも太くなるように構成されている。
【００３０】
図９は、第４実施形態の漸減部４４と漸増部４６のロール形状説明図である。
この例は漸減部４４と漸増部４６のロール形状を、３次関数で与える例であり、Ｃ点に対するＤ，Ｅ点の突起量とＤ，Ｅ点の位置から係数ａ，ｂ，ｃを求めることができる。
【００３１】
図８の圧延機は、ロール撓みの小さい圧延機に適している。ロール撓みの小さい圧延機は作業ロールの熱クラウンのために板クラウンが凹クラウンになる傾向があるため、Ｃ→Ｄ→Ｅの効果が板の凹クラウンを軽減する効果がある。
また作業ロールベンディングＦＷＢを与え、さらに中間ロールベンディングＦＩＢも与えうることが望ましい。
【００３２】
図６〜図８の実施形態によれば、  狭幅板で生産を重視する品種の板幅内で定義される局部曲線を持ち、この局部曲線が延長バレル部に隣接するので、狭幅板で生産を重視する品種に対して確実に幅方向板厚分布制御を行うことができる。
また、胴長内のロール形状が、延長バレル部を除いては折れ点を持たないように構成するので、ロール形状変化曲線に折れ点がなく、研削砥石の食い込みが小さく、ロール形状の誤差が小さい。
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の板圧延機を構成する中間ロールの側面図である。
【図２】本発明の板圧延機の第１実施形態を示す全体構成図である。
【図３】図２の板圧延機の別の使用形態を示す図である。
【図４】凸クラウンと凹クラウンの説明図である。
【図５】本発明の板圧延機の第２実施形態を示す全体構成図である。
【図６】本発明の板圧延機の第３実施形態を示す全体構成図である。
【図７】第３実施形態のロール形状説明図である。
【図８】本発明の板圧延機の第４実施形態を示す全体構成図である。
【図９】第４実施形態のロール形状説明図である。
【図１０】特許文献１の「圧延機」の模式図である。
【図１１】特許文献２の「圧延ロール及びそれを用いる圧延機」の模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  板材（圧延板）、１０  中間ロール、１０ａ  支持軸、
１２  接触ロール部、１３  延長バレル部、
１４  幅方向中心位置、１５  凸中心、
１６  ベンディングモーメント、
２２  作業ロール、２３  ベンディングモーメント、
２４  控ロール（両側控ロール）、２４ａ  支持軸、
２６  中央控ロール、
３２  凸部分、３４  第１直線部、３６  第２直線部、
４２  直線部、４４  漸減部、４６  漸増部
【図１】
2005066695.tif 000003
【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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