(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を圧延する一対の上下ワークロールと、該ワークロールを支持する一対の上下バックアップロールとを有し、前記被圧延金属板の幅方向に対して、該バックアップロールの胴端部を適正位置に適宜移動させる多段圧延機において、該バックアップロール胴端部の適正位置移動機構を、該バックアップロールと該バックアップロールのチョックとを一体的に移動させる手段と該バックアップロールのみを移動させる手段とで構成したことを特徴とする多段圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間、冷間での金属板の圧延において、被圧延材の形状を制御する多段圧延機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱間、冷間での金属板の圧延において、被圧延材からワークロールに作用する圧延荷重でワークロールが撓むことにより、圧延後の被圧延材に耳波や中伸びなどの形状不良が生じる。このような形状不良を抑制するため、図６に示す一対の上下ワークロールと一対の上下バックアップロールからなる４Ｈｉミルでは、ロールベンダー力Ｆを働かせ、ワークロールの撓みを制御して、板形状の改善を図っていた。しかし、前記４Ｈｉミルの形状では、ワークロールの胴部の両端部が、バックアップロール胴部の両端部で支持拘束されているため、ロールベンダー力Ｆによりワークロールに十分な撓みを与えることができず、形状制御能力は不十分である。
【０００３】
そこで、さらに形状不良を矯正する能力を向上させる圧延機として、例えば、特公昭５０−１９５１０号や特開昭５６−１３６２０７号公報に開示されている。このうち、特公昭５０−１９５１０号公報に記載の圧延機は、図７に示すように、上下ワークロール１、１´、上下中間ロール２、２´、上下バックアップロール３、３´の合計６本の６Ｈｉミル形状のロールにより構成されており、上下中間ロールをロール軸方向に移動させることにより被圧延材の形状をより良く制御し、形状不良を防止している。
【０００４】
一方、図８と図９に示す特開昭５６−１３６２０７号公報の圧延機は、一対の上下ワークロール１、１´と一対の上下バックアップロール３、３´の他にバックアップロールチョックを支えるための圧下ブロック７、７´から構成され、上下バックアップロールをそれぞれのチョックと一体のまま、圧下ブロック７、７´上をロール軸方向に移動させることによりロールベンダー力Ｆの効きを良くして被圧延材の形状不良を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特公昭５０−１９５１０号公報に開示された多段圧延機では、前記の通り６本のロールにより構成されているため圧延機の丈が高くなり、また、ロールが多く必要であり圧延機が高価となる。また、実際の圧延操業においては、多くの予備ロールの作製・保管を要したり、ロールの損耗による旋削本数も増える等が発生し、運転費用も高価となっている。また、既存の圧延機の形式の大半は、前記４Ｈｉ、すなわち、４本のロールからなる圧延機であるが、これらに前記特公昭５０−１９５１０号公報に開示された技術内容を適用して６本のロールを組み込むことは、既設圧延機のハウジングのスペース上困難で、もし仮に改造したとしても非常に大幅な改造により多大な改造費用が掛かるという問題があり現実的なものではない。
【０００６】
また、特開昭５６−１３６２０７号公報に開示された圧延機では、ロール本数は４本ですむが、図９の（ａ）に示す広幅材および（ｂ）に示す狭幅材のように、被圧延材の板幅が変わる場合、その被圧延材の形状制御のために、上下バックアップロールチョックがそれぞれβ＝（Ｂ−ｂ）／２だけ逆方向へ移動させることが必要となる。この時、圧下、圧上装置とバックアップロールチョック間の芯のズレδが大きくなり、この状態で圧延を実施すると、多大な圧延反力による偏荷重がバックアップロールチョックに内蔵されているベアリングに作用し、該ベアリングが早期に損傷する。これを防止するために圧下装置４、圧上装置５とバックアップロールチョック９、９´間に前記の通り、圧下ブロック７、７´を挿入している。これにより、前記図６で説明した一般な４Ｈｉミルに比べ、圧延機の丈が高くなり、前記特公昭５０−１９５１０号公報公報の場合と同様に、圧延機が高価となる問題が発生する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述したような問題を解消するもので、その発明の目的は、４Ｈｉミルにおいて、従来の圧下ブロックが不要で、かつ被圧延材の形状制御が可能な安価な多段圧延機を提供すると共に、既存圧延機への改造による適用をも容易にするものである。その発明の要旨とするところは、金属板を圧延する一対の上下ワークロールと、該ワークロールを支持する一対の上下バックアップロールとを有し、前記被圧延金属板の幅方向に対して、該バックアップロールの胴端部を適正位置に適宜移動させる多段圧延機において、該バックアップロール胴端部の適正位置移動機構を、該バックアップロールと該バックアップロールのチョックとを一体的に移動させる手段と該バックアップロールのみを移動させる手段とで構成したことを特徴とする多段圧延機にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５に従って詳細に説明する。
まず、本発明の多段圧延機の全体の構成について、図１（ａ）（ｂ）に従って説明する。図１（ａ）は、広幅材の圧延時での本発明の多段圧延機の全体構成図を示し、図１（ｂ）は、狭幅材の圧延時での本発明の多段圧延機の全体構成図を示す。この図において、本発明の多段圧延機は、ＤＳハウジング１０とＷＳハウジング１１からなるハウジング内に、一対の上下のワークロール１、１´が設けられ、該ワークロールを支持する一対の上下バックアップロール３、３´が設けられ、前記ワークロール１、１´は、上下ワークロールチョック８、８´で、同様に前記バックアップロール３、３´は、上下バックアップロールチョック９、９´で、それぞれ回転可能に支承されている。また、前記上下バックアップロールチョック９、９´の上下には、それぞれ圧下装置４および圧上装置５が離接可能に設けられている。以上の構成により、本発明の多段圧延機の主要部が構成されている。
【０００９】
次に、本発明の主要部であるバックアップロール胴端部の適正位置移動機構について説明する。
バックアップロール胴端部の適正位置移動機構は、▲１▼バックアップロールと該バックアップロールのチョックとを一体的に移動させる手段と、▲２▼バックアップロールのみを移動させる手段の二つによって構成されている。ここでは、上下のバックアップロールの移動軌跡は、相互に点対称の関係にあるため、便宜上、上バックアップロールに対する胴端部の適正位置移動機構について記載した図２を用いて、その構造と作用について前記▲１▼と▲２▼の説明をする。
【００１０】
まず、前記▲１▼のバックアップロールと該バックアップロールのチョックとを一体的に移動させる手段について説明する。図２において、上バックアップロールチョック９のチョックスラストケース１８とＷＳハウジング１１とをアクチュエータ１４で連結し、該アクチュエータ１４を油圧または電動により該上バックアップロール３の軸長方向に駆動制御する。この場合１１、１０のハウジングは、図示しない圧延機の基礎部に固定されており、前記アクチュエータ１４の進退力により、上バックアップロール３と該バックアップロールのチョック９とは、該バックアップロールのチョック９の上面と上圧下装置４の下面とで摺動し、両者は一体的に移動する。
【００１１】
次に、前記▲２▼のバックアップロールのみを移動させる手段について、図２および図３を用いてその構造と作用について以下説明する。
図２は、本発明の多段圧延機の上部の構造図を示し、図３は、前記図２の矢視Ａ−Ａを示す。この図２および図３において、１５は、チョックスラストケース１８の外部に設けられているモータであり、該モータ１５の出力軸にはピニオン１６が取付けられている。このピニオン１６は、アキシャルベアリング１２を内蔵するアキシャルベアリングケース１７の外周部に設けられたギャア部１７ａと噛合している。アキシャルベアリングケース１７は、チョックスラストケース１８とネジ部１７ｂと噛合している。
【００１２】
以上の構成において、前記モータ１５によりピニオン１６が回転し、噛合しているアキシャルベアリングケース１７が回転し、この結果、チョックスラストケース１８内をアキシャルベアリングケース１７がバックアップロールの軸方向に回転移動する。バックアップロール３は軸端でアキシャルベアリング１２に回転自在に軸方向に拘束されているので、前記のピニオン１６の回転の結果、バックアップロール３のみが該ロールの軸長方向に移動する。
【００１３】
なお、前記実施の形態においては、モータ１５は、チョックスラストケース１８の外部に設けているが、本発明は、これに限られることなく、例えば前記モータ１５は、ＷＳハウジング１１に設けても良い。また、モータ１５としては、電動、油圧等を種々使用可能である。さらに、前記のバックアップロール３のみを移動させる手段については、前記の通り、モータ、ギャア、ネジ等での移動によらず別の構造としては、アキシャルベアリングケース１７を直接シリンダなどで位置制御することも可能である。また、本構造によると、図２に示すように、圧延中、ベアリング１３の内輪１３ａとコロ１３ｂの間で転動しながらアキシャル方向に動くので抵抗が少なく、圧延荷重を受けた状態でもバックアップロールの位置調整による形状制御が可能である。
【００１４】
以上の構成を有する本発明の多段圧延機の使用方法について、以下に説明する。まず、前記図１（ａ）（ｂ）を使用して、その基本的な動きについて説明する。図１（ａ）は広幅材の圧延時で、上バックアップロール３の位置はＷＳ側、下バックアップロール９´の位置はＤＳ側にある。図１（ｂ）は、狭幅材の圧延の状態を示すが、バックアップロールの胴部端面と圧延板端の距離δを基本的には一定に保つため、上バックアップロールチョック９をＤＳ側へ、下バックアップロールチョック９´をＷＳ側へ寄せると共にバックアップロール３、３´のみをバックアップロールチョック９、９´内でそれぞれ前記のチョックと同じ方向に移動させている。
【００１５】
前記図１から明らかなように、本発明の移動機構による移動において生ずる圧下、圧上装置４、５とバックアップロールチョック９、９´との芯のズレαは、前記従来の技術である図９（ｂ）で記載したβの約半分程度になる。特に、圧延する板幅の変動が少ない場合においては、バックアップロール３、３´のみを移動させることにより、前記芯のズレαは、皆無とすることが可能となる。
なお、前記バックアップロールチョックの位置決めは、前記のように連続的に調整する以外にも、図４に示すように、一定のピッチ移動による位置決めでもよい。
【００１６】
図４は、図１のＡ−Ａ矢視図を示す。この図においては、Ａ，Ｂ，Ｃは、図中３箇所に位置決めをする場合のバックアップロールチョック９に設けられている凹部を示す。バックアップロールチョック９が該ロールの軸長方向に移動後のハウジング１１への位置決めは、例えばハウジング１１に取り付けられ、バックアップロールチョック９に対してシリンダ２０により進退自在のキーパープレート１９により行う。これにより、圧延時に作用するスラスト力を保持することも可能となる。また、前記圧延時に作用するスラスト力を保持する別の方法としては、例えば、前記特開昭５６−１３６２０７号公報の図２、図３に開示されているスラスト受け角を設けても良い。
【００１７】
次に、前記図４に示したバックアップロールチョックの位置決め手段を使用時、上バックアップロール３のみの移動手段と組合せた場合の作動説明を図５（ａ）（ｂ）（ｃ）を使用して説明する。バックアップロールチョック３の位置決めは、広幅材に対しては位置Ａ、中幅の場合は位置Ｂ、狭幅の場合はＣの位置に固定される。Ａ〜Ｂ〜Ｃ間での小さな距離の位置調整は、前記バックアップロールのみを移動させる手段によって連続的に行えるため、バックアップロールの胴端部位置を板幅に対して任意に設定できる。
【００１８】
前記の図４および図５から明らかなように、本圧延機の製作においては、ハウジングに対するバックアップロールチョックの移動手段の配設位置およびバックアップロール３のみの移動手段の配置については、同図の中幅材の時に、共に中央になるように圧延機の設計時に設定すると板幅の拡縮時に芯ズレをより少なくすることが可能となる。本発明の多段圧延機における実際に圧延する具体例として例示すると、圧延板幅を６００〜１２００ｍｍの間で変動する圧延板材については、本発明の技術の採用により、従来必要であった圧下ブロックなしで十分に対応が可能である。また、前記の実施例において、前記バックアップロールと該バックアップロールのチョックとを一体的に移動させる手段とバックアップロールのみを移動させる手段との配設位置は、上・下バックアップロールの共にＷＳ側としたが、本発明においては、これらに限られることなく逆側のＤＳの方へ共に配設してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、バックアップロール胴端部の適正位置移動機構を、バックアップロールと該バックアップロールのチョックとを一体的に移動させる手段とバックアップロールのみを移動させる手段とで構成したことにより、圧延材の板幅変化時のバックアップロールのロールチョック組立品の全体移動と、バックアップロールのみの移動の２通りが独立に制御可能となった。それによりバックアップロールチョックと圧下、圧上装置との芯ズレを極小化し、従来必要であった圧下ブロックなしに広幅から狭幅材の板幅に対応して、バックアップロール胴端部の適正位置を軸方向へ任意に移動可能で、被圧延材の形状を容易に制御出来る。
【００２０】
このように、従来必要であった圧下ブロックが必要がないため、既存の一般的な４Ｈｉミルへも容易に適用できる。また、新設の圧延機の場合は、圧延機の丈を低く構成することが可能となり、設備体格は一般的な４Ｈｉと同等に安価にできる。さらに、バックアップロールのみを移動させる手段を有し、その構成は、転がり軸受け部でスライドするため、圧延荷重を受けながらでもバックアップロールの軸方向の位置調整が可能で、圧延途中での形状制御性能が増大する等優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多段圧延機の広幅材および狭幅材の圧延時での全体構成図である。
【図２】本発明に係る多段圧延機の上部の構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本発明に係る多段圧延機の広幅材、中狭幅材および狭幅材での作動図である。
【図６】従来の４Ｈｉミル形式の多段圧延機の全体構成図である。
【図７】従来の６Ｈｉミル形式の多段圧延機の全体構成図である。
【図８】従来の４Ｈｉミル形式の多段圧延機の全体構成図である。
【図９】従来の４Ｈｉミル形式の広幅材および狭幅材での多段圧延機の作動図である。
【符号の説明】
１  上ワークロール
１´  下ワークロール
２  上中間ロール
２´  下中間ロール
３  上バックアップロール
３´  下バックアップロール
４  圧下装置
５  圧上装置
６  従来の上バックアップロールチョック
６´  従来の下バックアップロールチョック
７  上圧下ブロック
７´  下圧下ブロック
８  上ワークロールチョック
８´  下ワークロールチョック
９  上バックアップロールチョック
９´  下バックアップロールチョック
１０  ＤＳハウジング
１１  ＷＳハウジング
１２  アキシャルベアリング
１３  ラジアルベアリング
１３ａ  内輪
１３ｂ  コロ
１４  アクチュエータ
１５  モータ
１６  ピニオン
１７  アキシャルベアリングケース
１７ａ  ギャア部
１７ｂ  ネジ部
１８  チョックスラストケース
１９  キーパープレート
２０  シリンダ
２１  ギャアケース
【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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