(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、該ハウジングに支持された上下一対のワークロールチョックと、該上下のワークロールチョックにそれぞれ軸支された互いに対向する上下一対のワークロールと、前記ハウジングの上部に設けられて前記上ワークロールに所定圧力を作用させる圧下手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向一方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第１支持手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向他方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第２支持手段とを具え、前記第１支持手段あるいは前記第２支持手段のいずれか一方を機械式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とし、前記他方を油圧式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とすると共に該油圧式押圧手段の油圧給排管に縮流部を設けた圧延機において、
前記縮流部の径を可変とすると共に、前記上下のワークロールにおけるクロス角度設定時には、前記縮流部の径を最大とし、該上下のワークロールによる圧延時には、前記縮流部の径を圧延条件ごとの適正な所定値にすることを特徴とする圧延機。
【請求項２】
ハウジングと、該ハウジングに支持された上下一対のワークロールチョックと、該上下のワークロールチョックにそれぞれ軸支された互いに対向する上下一対のワークロールと、前記ハウジングの上部に設けられて前記上ワークロールに所定圧力を作用させる圧下手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向一方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第１支持手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向他方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第２支持手段とを具え、前記第１支持手段あるいは前記第２支持手段のいずれか一方を機械式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とし、前記他方を油圧式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とすると共に該油圧式押圧手段の油圧給排管に縮流部と拡大部を設けたことを特徴とする圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下のワークロールの間を通過する帯材や棒材を所定厚さに圧延する圧延機に関し、特に熱間圧延に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
図１５に従来の４段クロスロール圧延機の概略、図１６にクロスロール圧延機におけるロール交換作業を説明するための要部概略を示す。
【０００３】
図１５に示すように、ハウジング001内には上下一対のワークロールチョック002，003が支持され、この上下のワークロールチョック002，003にはそれぞれ上下一対のワークロール004，005の軸部が回転自在に支持されており、上ワークロール004と下ワークロール005とは互いに対向している。また、上下のワークロールチョック002，003の上方及び下方には上下一対のバックアップロールチョック006，007が支持され、この上下のバックアップロールチョック006，007にはそれぞれ上下一対のバックアップロール008，009の軸部が回転自在に支持されており、上バックアップロール008と上ワークロール004とが互いに対向し、下バックアップロール009と下ワークロール005とが互いに対向している。そして、ハウジング001の上部には上バックアップロールチョック006及び上バックアップロール008を介して上ワークロール004に対して圧延荷重を加える圧下装置010が設けられている。
【０００４】
また、ハウジング001の上部に位置してその入側及び出側には上バックアップロールチョック006及び上ワークロールチョック002を水平支持する上クロスヘッド011，012が設けられており、各スクリュー機構013，014により水平方向移動可能となっている。一方、ハウジング001の下部に位置してその入側及び出側には下バックアップロールチョック007及び下ワークロールチョック003を水平支持する下クロスヘッド015，016が設けられており、各スクリュー機構017，018により水平方向移動可能となっている。
【０００５】
従って、圧延を行う場合、帯板Ｓをハウジング001の入側から送給し、圧下装置010により所定荷重を加えた上ワークロール004と下ワークロール005との間を通過させることで圧延を行い、出側から送出して次工程に供給する。
【０００６】
また、圧延前または圧延中、各スクリュー機構013，014，017，018を作動することで、各クロスヘッド011，012，015，016を介して上部チョック002，006と下部チョック003，007をそれぞれ異なる方向に移動し、上ワークロール004及び上バックアップロール008と下ワークロール005及び下バックアップロール009とを、ロール中央部を中心として互いに逆方向に回動して互いの回転軸線を交差させ、そのクロス角度を所要角度に設定することで板クラウンを制御する。
【０００７】
更に、ロール交換を行う場合、図１６に示すように、各スクリュー機構013，014，017，018を作動することで、各クロスヘッド011，012，015，016を各チョック002，003，006，007から離間し、各ロールチョック002，003，006，007と各クロスヘッド011，012，015，016との間にギャップｇを形成する。従って、各クロスヘッド011，012，015，016に妨げられることなく、上下の上ワークロール004，005とバックアップロール008，009を所定の装置により作業側から引出し、新しいものと交換できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した４段クロスロール圧延機を含む全ての圧延機では、圧下荷重Ｆを加えた圧延状態において、ハウジング001のワークロール004，005及びバックアップロール008，009の上下方向制御のヒステリシスを最小にして圧延板厚を高精度に制御することを目的として、ワークロールチョック002，003及びバックアップロールチョック006，007とクロスヘッド011，012，015，016またはハウジング001との間にギャップＧを形成している。
【０００９】
そのため、図１７に示すように、圧延時には、圧下荷重Ｆによってハウジング001に内狭まり量δの変形があったとしても、各ロールチョック002，003，006，007とハウジング001または各クロスヘッド011，012，015，016との間には、０．２mm〜１．０mm程度のギャップが存在するので、圧延機の水平方向動剛性が低くなっていることがあった。そのため、圧延機の水平方向動剛性が低い状態で高圧下力、高圧下率で圧延を行うと、ハウジング001やワークロール004，005などに、圧延する帯板Ｓとワークロール004，005との間の摩擦等に起因すると考えられる大きな振動（以下、ミル振動と称する。）が生じ、高能率圧延の妨げとなってしまうという問題がある。
【００１０】
なお、圧延機の振動を防止するために、上ワークロールと下ワークロールとの間にピストンとシリンダとオリフィス等からなるダンパを設けたものが、特開平９−１７４１２２号公報に開示されている。ところが、この公報に開示された圧延機の振動防止装置は、冷間圧延に適用するものであって、熱間圧延に適用することは困難である。即ち、冷間圧延では、室温状態に維持された帯板を上下ワークロールの間に低速で噛み込ませて連続して圧延を行うが、熱間圧延では、高温状態に加熱された帯板を上下ワークロールの間に高速で噛み込ませて所定長さのコイルごとに圧延を行うものである。従って、熱間圧延は冷間圧延に比べて上下ワークロールへの帯板の噛み込み時における衝撃力が大きく、且つ、その回数も多くなる。また、熱間圧延は冷間圧延に比べて帯板の圧延量（圧下力）が大きいために、ワークロールと帯板との摩擦力も大きくなり、このことも噛み込み時における衝撃力が大きい要因となっている。このように熱間圧延は冷間圧延に比べて帯板噛み込み時の衝撃力が大きいため、前述した冷間圧延に適用される圧延機の振動防止装置では、圧延時のロール振動を十分に防止することはできない。
【００１１】
本発明はこのような問題を解決するものであって、圧延時にロールチョックとクロスヘッドとのギャップを無くして水平方向動剛性を向上することで、ミル振動を抑制して高能率圧延を可能とした圧延機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の圧延機は、
ハウジングと、該ハウジングに支持された上下一対のワークロールチョックと、該上下のワークロールチョックにそれぞれ軸支された互いに対向する上下一対のワークロールと、前記ハウジングの上部に設けられて前記上ワークロールに所定圧力を作用させる圧下手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向一方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第１支持手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向他方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第２支持手段とを具え、前記第１支持手段あるいは前記第２支持手段のいずれか一方を機械式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とし、前記他方を油圧式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とすると共に該油圧式押圧手段の油圧給排管に縮流部を設けた圧延機において、
前記縮流部の径を可変とすると共に、前記上下のワークロールにおけるクロス角度設定時には、前記縮流部の径を最大とし、該上下のワークロールによる圧延時には、前記縮流部の径を圧延条件ごとの適正な所定値にすることを特徴とするものである。
【００１３】
また、
上述の目的を達成するための請求項２の発明の圧延機は、ハウジングと、該ハウジングに支持された上下一対のワークロールチョックと、該上下のワークロールチョックにそれぞれ軸支された互いに対向する上下一対のワークロールと、前記ハウジングの上部に設けられて前記上ワークロールに所定圧力を作用させる圧下手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向一方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第１支持手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向他方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第２支持手段とを具え、前記第１支持手段あるいは前記第２支持手段のいずれか一方を機械式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とし、前記他方を油圧式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とすると共に該油圧式押圧手段の油圧給排管に縮流部と拡大部を設けたことを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
図１に本発明の第１実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の概略、図２に上ワークロール及び上バックアップロールにおける押圧機構の概略、図３に上ワークロールの押圧機構の作動を説明するための概略、図４に圧延時にハウジングに作用する応力を表す説明、図５にロールチョック変位に対するロールチョック反力を表すグラフ、図６にギャップ量及びハウジング変形量に対する水平方向動剛性を表すグラフ、図７に各条件に対する水平方向動剛性の比較を表すグラフを示す。
【００２５】
第１実施形態の圧延機としての４段クロスロール圧延機において、図１に示すように、ハウジング１１内には上下一対のワークロールチョック１２，１３が支持され、この上下のワークロールチョック１２，１３にはそれぞれ上下一対のワークロール１４，１５の軸部が回転自在に支持されており、上ワークロール１４と下ワークロール１５とは互いに対向している。また、上下のワークロールチョック１２，１３の上方及び下方には上下一対のバックアップロールチョック１６，１７が支持され、この上下のバックアップロールチョック１６，１７にはそれぞれ上下一対のバックアップロール１８，１９の軸部が回転自在に支持されており、上バックアップロール１８と上ワークロール１４とが互いに対向し、下バックアップロール１９と下ワークロール１５とが互いに対向している。そして、ハウジング１１の上部には上バックアップロール１８を介して上ワークロール１４に対して圧延荷重を加える圧下装置２０が設けられている。
【００２６】
ハウジング１１の上部に位置してその入側及び出側には上ワークロールチョック１２を支持する上クロスヘッド２１，２２が設けられており、ロールクロスのためのスクリュー機構（第１支持手段、機械式押圧手段）２３及び油圧シリンダ機構（第２支持手段、油圧式押圧手段）２４により水平方向移動可能となっている。また、ハウジング１１にて上クロスヘッド２１，２２の上方の入側及び出側には上バックアップロールチョック１６を支持する上クロスヘッド２５，２６が設けられており、ロールクロスのためのスクリュー機構（機械式押圧手段）２７及び油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）２８により水平方向移動可能となっている。一方、ハウジング１１の下部に位置してその入側及び出側には下ワークロールチョック１３を支持する下クロスヘッド２９，３０が設けられており、スクリュー機構３１（機械式押圧手段）及び油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）３２により水平方向移動可能となっている。また、ハウジング１１にて下クロスヘッド２９，３０の下方の入側及び出側には下バックアップロールチョック１７を支持する下クロスヘッド３３，３４が設けられており、スクリュー機構（機械式押圧手段）３５及び油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）３６により水平方向移動可能となっている。
【００２７】
この上ワークロール１４に対応する上クロスヘッド２２の油圧シリンダ機構２４は、図２に示すように、ハウジング１１に固定されるシリンダ４１と、上クロスヘッド２２にロッド４２を介して連結されてシリンダ４１内を移動自在なピストン４３と、油圧ポンプ４４と、油圧ポンプ４４とシリンダ４１とを連結する油圧給排管４５と、この油圧給排管４５に設けられる縮流部４６とから構成されている。また、上バックアップロール１８に対応する上クロスヘッド２６の油圧シリンダ機構２８は、ハウジング１１に固定される一対のシリンダ５１ａ，５１ｂと、上クロスヘッド２６にロッド５２ａ，５２ｂを介して連結されてシリンダ５１ａ，５１ｂ内を移動自在なピストン５３ａ，５３ｂと、油圧ポンプ４４と、油圧ポンプ４４とシリンダ５１ａ，５１ｂとを連結する油圧給排管５５ａ，５５ｂと、この油圧給排管５５ａ，５５ｂに設けられる縮流部５６ａ，５６ｂとから構成されている。
【００２８】
ここで、上バックアップロール１８用の油圧シリンダ機構２８を２つの油圧シリンダから構成したが、１つでもよい。また、油圧ポンプ４４を上ワークロール１４用の油圧シリンダ機構２４と上バックアップロール１８用の油圧シリンダ機構２８とで共用したが、別途設けてもよい。そして、各縮流部４６，５６ａ，５６ｂはほぼ同様の構成をなし、ロール位置制御速度を従来並みに保ちつつ動剛性向上を図るために、各油圧シリンダのシリンダ断面積の０．０１〜０．１％の開口面積を有している。
【００２９】
なお、油圧シリンダ機構２４，２８について説明したが、油圧シリンダ機構３２，３６も同様の構成となっている。また、縮流部４６，５６ａ，５６ｂの構成はこれに限らず、その長さはオリフィスの変形剛性が油剛性に比べて十分大きくなるように決定すればよい。
【００３０】
従って、圧延を行う場合、帯板Ｓをハウジング１１の入側から送給し、圧下装置２０により所定荷重を加えた上ワークロール１４と下ワークロール１５との間を通過させることで圧延を行い、出側から送出して次工程に供給する。このとき、図３(ａ)及び図４に示すように、圧下荷重Ｆに対してハウジング１１は内狭まり変形量δが発生する。ところが、本実施形態では、帯板Ｓの圧延時、スクリュー機構２３，２７，３１，３５及び油圧シリンダ機構２４，２８，３２，３６を作動することで、ハウジング１１に押付力Ｆ'を作用させており、ハウジング１１の変形量δはδ'だけ減少する。従って、ロールチョック１２が仮にδ'だけ変動したとしてもハウジング１１との間に隙間を生じず、結果として圧延機の水平方向動剛性が高い状態を維持し、この状態で、高圧下力、高圧下率で圧延を行っても、ハウジング１１やワークロール１４，１５などに圧延する帯板Ｓとワークロール１４，１５との間の摩擦等に起因すると考えられる大きなミル振動が生じることはなく、高能率圧延が可能となる。また、押付力を適正に制御することで、ワークロール１４，１５とバックアップロール１８，１９の上下方向の制御のヒシテリシスを問題ない値に抑制することができる。
【００３１】
一方、ロール交換を行う場合は、図３(ｂ)に示すように、スクリュー機構２３，２７，３１，３５及び油圧シリンダ機構２４，２８，３２，３６による位置調整にて、各クロスヘッド２１，２２，２５，２６，２９，３０，３３，３４を各チョック１２，１３，１６，１７から離間し、両者の間にギャップｇを形成する。従って、各クロスヘッド２１，２２，２５，２６，２９，３０，３３，３４が開放され、上下の上ワークロール１４，１５とバックアップロール１８，１９を所定の装置により作業側から引出し、新しいものと交換することができる。
【００３２】
本実施形態のクロスロール圧延機にあっては、帯板Ｓの圧延時、ハウジング１１に作用する圧下荷重Ｆに対して、スクリュー機構２３，２７，３１，３５及び油圧シリンダ機構２４，２８，３２，３６によりハウジング１１に押付力Ｆ’を作用させている。そのため、ハウジング１１の変形量は、δ−δ’となる。図５及び図６に示すグラフは、ロールチョック水平方向変位とロールチョックへのハウジング側からの水平方向反力の関係を表したものであり、グラフの傾きが水平方向動剛性を表している。ここで、図５(ａ)に示すように、ロールチョックを押付力Ｆ’で押しつけてハウジングの変形量δ’が正の場合、圧延時の外力等によりロールチョック変位がδ’を越えると変位方向ｘと逆側のハウジングポストからの剛性が考慮できなくなり、傾き（剛性）が小さくなる。つまり、実効的な水平方向動剛性は、ロール振動の水平方向振幅をｘ0 として、振動振幅比η＝ｘ0 ／δ’で決まり、ηが大きくなるほど（ｘ0 が大きいか、δ’が小さい場合）、実効的な水平方向動剛性は小さくなる。一方、図５(ｂ)に示すように、ロールチョックを押付力Ｆ’で押しつけないでハウジングの変形量δ’が０またはロールチョックとハウジングとの間に間隙がある場合（負の場合）、実効的な水平方向動剛性は、ロール振動の水平方向振幅をｘ0 として、振動振幅比η＝ｘ0 ／δ’で決まるが、ηが大きくなるほど実効的な水平方向動剛性は大きくなる。
【００３３】
また、図６に示すように、ギャップ量Ｇまたはハウジング変形量δ’と水平方向動剛性の関係を、ロールチョックの振動の水平方向振幅をｘ0 〜０．１mmとして評価した場合、従来のギャップ管理の領域では、高圧下力、高圧下率で圧延を行うと、ワークロールに振動を生じる。ギャップ量Ｇが水平方向振幅をｘ0 よりも大きい（図６にて点Ａより左方）と、ロールチョックは入側または出側のいずれかのハウジングポストとしか接触しないため、水平方向動剛性は小さく横這いとなる。一方、本実施形態では、縮流部を有する油圧シリンダを用いてギャップ量Ｇを制御するため、シリンダ内に油を充填し、剛性を向上すると同時に縮流部で圧力損失を稼ぎ、減衰を増大させている。そして、ギャップ量Ｇが小さく（図６にて点Ａより右方）なれば、ロールチョックの振動時に入側及び出側の両方でハウジングポストと接触することとなり、水平方向動剛性が大きくなると共に、縮流部の抵抗によっても水平方向動剛性が大きくなる。このように縮流部を有する油圧シリンダによりロールチョックをハウジングに押しつけることで、押付力Ｆ’によりハウジング水平方向変形量を管理できるため、圧延時の水平方向動剛性は、従来に比べて格段に大きくでき、圧延時の振動の発生を少なくすることができる。
【００３４】
そして、従来のスクリュー機構と本実施形態の縮流部を有する油圧シリンダとの水平動剛性において、図７(ａ)に示すように、従来に比べて本実施形態の方が減衰が増大することにより水平動剛性が向上することがわかる。また、図７(ｂ)に示すように、一例として、例えば、ギャップ量Ｇ＝１．０mm、初期歪＝０．２mmとすると、水平動剛性が大きくなった場合、以下の理由により圧延期の振動低減または振動発生の回避が可能となる。振動がロールと帯板間の外力Ｆによる強制振動である場合、共振点での振動振幅はｘ＝Ｆ／２Ｋζで表される。ここで、Ｋは共振モードのモーダル剛性、ζは減衰比と呼ばれる量で２Ｋζが動剛性と定義される量である。外力Ｆが一定の場合、振幅は動剛性に半比例して小さくなる。つまり、動剛性増大と共に振幅は小さくなることが説明される。また、振動が自励的である場合、励振の大きさＰ＞２Ｋζを満たすときに振動が発生する。即ち、動剛性が大きくなると、２Ｋζとなる領域が増え、振動が発生しない安定圧延域が広がることを意味する。このようなことから、図７(ｃ)に示すように、安定圧延域が動剛性増大により拡大されることがわかる。
【００３５】
なお、上述の実施形態では、本発明の圧延機として４段クロスロール圧延機を用い、別体型クロスヘッドのタイプとして説明したが、この構造に限定されるものではない。図８に本発明の第２実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の概略を示す。
【００３６】
第２実施形態のクロスロール圧延機において、図８に示すように、ハウジング６１に支持された上下一対のワークロールチョック６２，６３には上下のワークロール６４，６５が回転自在に支持されている。ハウジング６１に支持された上下一対のバックアップロールチョック６６，６７には上下のバックアップロール６８，６９が回転自在に支持されている。そして、ハウジング６１の上部に圧延荷重を加える圧下装置７０が設けられている。また、ハウジング６１の入側及び出側には各上ロールチョック６２，６６を支持する上クロスヘッド７１，７２が設けられ、スクリュー機構７３及び油圧シリンダ機構７４により水平方向移動可能となっている。一方、ハウジング６１の入側及び出側には各下ロールチョック６３，６７を支持する下クロスヘッド７５，７６が設けられ、スクリュー機構７７及び油圧シリンダ機構７８により水平方向移動可能となっている。
【００３７】
そして、各油圧シリンダ機構７４，７８は、前述の実施形態と同様に図示しないが、ハウジング６１に固定されるシリンダと、各クロスヘッド７２，７６にロッドを介して連結されてシリンダ内を移動自在なピストンと、油圧ポンプと、油圧ポンプとシリンダとを連結する油圧給排管と、この油圧給排管に設けられる縮流部とから構成されている。
【００３８】
従って、圧延を行う場合、帯板Ｓをハウジング６１の入側から送給し、圧下装置７０により所定荷重を加えた上ワークロール６４と下ワークロール６５との間を通過させることで圧延を行い、出側から送出して次工程に供給する。このとき、圧下荷重Ｆに対してハウジング６１は内狭まり変形量δが発生するが、スクリュー機構７３，７７及び油圧シリンダ機構７４，７８を作動することで、ハウジング６１に押付力Ｆ’を作用させ、ハウジング６１の変形量δをδ’だけ減少している。そのため、圧延機の水平方向動剛性が高くなり、この状態で、高圧下力、高圧下率で圧延を行っても、ハウジング６１やワークロール６４，６５などに圧延する帯板Ｓとワークロール６４，６５との間の摩擦等に起因すると考えられる大きなミル振動が生じることはなく、高能率圧延が可能となる。
【００３９】
図９に本発明の第３実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の押圧機構の概略、図１０に本発明の第４実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の押圧機構の平面視概略、図１１に本発明の第５実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の押圧機構の概略、図１２に第５実施形態のクロスロール圧延機による振動の減衰効果を表すグラフを示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４０】
第３実施形態のクロスロール圧延機において、図９に示すように、上ワークロール１４は上ワークロールチョック１２に回転自在に支持され、この上ワークロールチョック１２は入側及び出側の上クロスヘッド２１，２２により水平方向移動自在に支持され、この入側の上クロスヘッド２１は油圧シリンダ機構８１により移動可能であり、出側の上クロスヘッド２２はスクリュー機構８２により移動可能となっている。また、上バックアップロール１８は上バックアップロールチョック１６に回転自在に支持され、この上バックアップロールチョック１６は入側及び出側の上クロスヘッド２５，２６により水平方向移動自在に支持され、この入側の上クロスヘッド２５は油圧シリンダ機構８３により移動可能であり、出側のクロスヘッド２６はスクリュー機構８４により移動可能となっている。なお、下ワークロール及び下バックアップロールも同様の構成となっている。
【００４１】
この油圧シリンダ機構８１はハウジング１１に固定されるシリンダ８５と、上クロスヘッド２１にロッド８６を介して連結されてシリンダ８１内を移動自在なピストン８７と、油圧ポンプ８８と、油圧ポンプ８８とシリンダ８５とを連結する油圧給排管８９と、この油圧給排管８９に設けられる縮流部を構成する電磁弁９０とから構成されている。また、油圧シリンダ機構８３も同様に、一対のシリンダ９１ａ，９１ｂと上クロスヘッド２５に、ロッド９２ａ，９２ｂを介して連結されるピストン９３ａ，９３ｂと、油圧ポンプ８８と、油圧ポンプ８８とシリンダ９１ａ，９１ｂとを連結する油圧給排管９４ａ，９４ｂと、この油圧給排管９４ａ，９４ｂに設けられる縮流部を構成する電磁弁９５ａ，９５ｂとから構成されている。
【００４２】
従って、圧延時には、油圧シリンダ機構８１，８３及びスクリュー機構８２，８４によりハウジング１１に水平方向の押付力を作用させており、圧下荷重に対するハウジング１１の内狭まり変形量と合わせ、圧延機の水平方向動剛性が高くなり、この状態で高圧下力、高圧下率の圧延を行っても、大きな振動が発生することはなく、高能率圧延が可能となる。そして、この場合、各電磁弁９０，９５ａ，９５ｂを閉止方向に作動することで縮流部を有する油圧シリンダ機構とし、ギャップ量Ｇを制御するため、シリンダ内に油を充填して剛性を向上すると同時に縮流部で圧力損失を稼ぎ、減衰を増大させている。このように押付力によりハウジング１１の水平方向変形量を管理できるため、圧延時の水平方向動剛性は、従来に比べて格段に大きくなり、圧延時の振動の発生を少なくすることができる。一方、ワークロール１４，１５及びバックアップロール１８，１９のクロス角度を所要角度に設定する場合、油圧シリンダ機構８１，８３及びスクリュー機構８２，８４を同期作動して行うが、油圧シリンダ機構８１，８３では、各電磁弁９０，９５ａ，９５ｂを全開方向に作動することで縮流部をなくした状態で作動させるため、油圧給排管８９，９４ａ，９４ｂの作動油の流動はスムースとなり、縮流部（電磁弁９０，９５ａ，９５ｂ）がクロス角度の角度設定時に支障となることはない。
【００４３】
なお、この実施形態にて、油圧シリンダ機構８１，８３に電磁弁９０，９５ａ，９５ｂを設けて縮流部を形成したが、手動の操作弁としてもよい。また、油圧シリンダ機構８１，８３の各電磁弁９０，９５ａ，９５ｂを、圧延時には閉止方向に作動して縮流部とし、ロールクロス角度の設定時には全開状態としたが、圧延時に発生する振動を測定し、その振動に応じて電磁弁９０，９５ａ，９５ｂの開閉位置を調整することで、振動の大きさに応じた縮流部の径としてもよい。
【００４４】
また、第４実施形態のクロスロール圧延機において、図１０に示すように、上ワークロール１４の左右の上ワークロールチョック１２ａ，１２ｂは、入側に配設された油圧シリンダ機構101a，101bと、出側に配設されたウェッジ機構（機械式押圧手段）102a，102bにより水平方向に移動可能となっており、ワークロールチョック１２ａ，１２ｂと油圧シリンダ機構101a，101b及びウェッジ機構102a，102bとの間には蒲鉾形状をなすライナ103a，103bが介装されている。なお、下ワークロールも同様の構成となっている。この場合、油圧シリンダ機構101a，101bは、前述の実施形態と同様に、シリンダ、ピストン、油圧ポンプ、油圧給排管、縮流部等を有している。一方、ウェッジ機構102a，102bは、一端部がハウジング１１に連結された左右一対のシリンダロッド104a，104bと、左右端部に傾斜面105a，105bが形成されてシリンダロッド104a，104bの他端部が移動自在に嵌合することでワークロール１４の軸方向に沿って移動自在に支持されたクロス用ウェッジ106と、ライナ103a，103bとクロス用ウェッジ106の傾斜面105a，105bとの間にハウジング１１の両側に固定されたウェッジライナガイド107a，107bによりワークロール１４の軸方向と直交する方向に沿って移動自在に支持されたウェッジライナ108a，108bとから構成されている。
【００４５】
従って、ワークロール１４のクロス角度を設定する場合には、油圧シリンダ機構101a，101b及びウェッジ機構102a，102bを同期作動して行うが、ウェッジ機構102a，102bでは、油室109a，109bのいずれか一方に油圧を供給してクロス用ウェッジ106を一方側に移動し、傾斜面105a，105bを介してウェッジライナ108a，108bを押圧してワークロールチョック１２ａ，１２ｂを移動して行う。一方、圧延時には、油圧シリンダ機構101a，101b及びウェッジ機構102a，102bによりハウジング１１に水平方向の押付力を作用させており、圧下荷重に対するハウジング１１の内狭まり変形量が減少し、圧延機の水平方向動剛性が高くなり、この状態で高圧下力、高圧下率の圧延を行っても、大きな振動が発生することはなく、高能率圧延が可能となる。そして、この時、ウェッジ機構102a，102bでは、クロス用ウェッジ106によりワークロール１４のクロス角の位置決めをしており、高精度の位置決めが可能となる。
【００４６】
更に、第５実施形態のクロスロール圧延機において、図１１に示すように、上ワークロール１４における入側の上クロスヘッド２１は油圧シリンダ機構111により、出側の上クロスヘッド２２はスクリュー機構112によりそれぞれ移動可能であり、上バックアップロール１８における入側の上クロスヘッド２５は油圧シリンダ機構113により、出側のクロスヘッド２６はスクリュー機構114によりそれぞれ移動可能となっている。なお、下ワークロール及び下バックアップロールも同様の構成となっている。
【００４７】
この油圧シリンダ機構111は、前述した各実施形態と同様に、シリンダ115と、ロッド116に連結されたピストン117と、油圧ポンプ118と、油圧給排管119とから構成され、この油圧給排管119に縮流部120と拡大部121が設けられている。また、油圧シリンダ機構113も同様に、一対のシリンダ122a，122bと、ロッド123a，123bに連結されるピストン124a，124bと、油圧給排管125a，125bから構成され、この油圧給排管125a，125bに縮流部126a，126bと拡大部127a，127bが設けられている。
【００４８】
従って、ワークロール１４のクロス角度を設定する場合には、油圧シリンダ機構111，113及びスクリュー機構112，114を同期作動して行う。この場合、油圧ポンプ118から各油圧給排管119，125a，125bを介して油圧を給排する。圧延中、ミル振動に伴う油圧シリンダ変動に応じた圧力変動が給排管内に生じ、その起振源となる圧力波の周波数と気柱共鳴周波数が近づくと共振現象が発生することがある。この気柱共鳴周波数ｆは、下記式にて求めることができる。
ｆ＝（Ｃ／２Ｌ）・ｎ
ここで、Ｌは配管長（油圧ポンプ118から縮流部120，126a，126bまでの長さ）、ｃは音速、ｎはモードであり、配管長Ｌを短くすれば気柱共鳴周波数ｆを対象とするミル振動固有値より高くすることができて共振を回避できるが、圧延機では油圧源（油圧ポンプ）から油圧シリンダ機構までの配管長は予め設定されるものであり、短くすることは困難である。
【００４９】
そこで、本実施形態では、油圧給排管119，125a，125bに拡大部121，127a，127bを設けた。図１２に各条件における圧力波周波数とそのときの減衰能の関係を示す図１２によれば、油圧シリンダのみの場合、減衰の高い共振点が生じている一方、減衰能の極端に低い半共振点が生じている。このような減衰能が極端に低い場合が生じることは、動剛性の低下を招き、振動制御上で問題が大きい。
【００５０】
本実施形態では、上述したように、油圧給排管119，125a，125bに縮流部120，126a，126bと共に拡大部121，127a，127bを設け、これにより共振点を回避することで減衰能の低い半共振点をなくし、どの周波数においても必要とされる減衰能を確保している。また、縮流部のみの場合であっても、対象とする圧力波の周波数領域での減衰が十分あれば、拡大部を設けなくてもよい。
【００５１】
このように上述した各実施形態では、上下のワークロール１４，１５をロールクロスするための入側押圧手段あるいは出側押圧手段のいずれか一方を機械式押圧手段としてスクリュー機構やウェッジ機構とし、他方を油圧式押圧手段としての油圧シリンダ機構とし、この油圧シリンダ機構の油圧給排管に縮流部を設けることで、水平方向動剛性を向上して振動を抑制するようにしており、このような本発明の圧延機を熱間圧延に適用することが好ましい。つまり、熱間圧延では、高温状態に加熱された帯板を上下ワークロールの間に高速で噛み込ませて圧延を行うものであることから、冷間圧延に比べてワークロールへの帯板の噛み込み時における衝撃力が大きく、且つ、その回数も多くなり、また、帯板の圧延量（圧下力）が大きいことから、本発明の圧延機を適用することで、このときの振動を効果的に抑制することができる。
【００５２】
なお、上述した各実施形態では、入側におけるワークロール及びバックアップロールの機械式押圧手段としてスクリュー機構を設け、出側におけるワークロール及びバックアップロールの油圧式押圧手段として油圧シリンダ機構を設けたり、また、入側に油圧式押圧手段として油圧シリンダ機構を設け、出側にスクリュー機構を設けたりしたが、いずれであってもよく、機械式押圧手段としてウェッジ機構であってもよい。但し、実際には、ワークロールに対してバックアップロールが帯板の搬送方向上流側にオフセットされているため、ワークロールは出側に機械式押圧手段を配設し、バックアップロールは入側に機械式押圧手段を配設することが望ましい。また、ワークロール及びバックアップロールに対して機械式押圧手段及び油圧式押圧手段を設けたが、ワークロールのみでもよい。
【００５３】
上述した各実施形態では、本発明の圧延機をクロスロール圧延機に適用して説明したが、他の方式の圧延機に適用することもできる。図１３に本発明の第６実施形態に係る圧延機としてのオフセットロール圧延機の概略、図１４に本発明の第７実施形態に係る圧延機としてのシフトロール圧延機の概略を示す。
【００５４】
第６実施形態の圧延機は、上下のワークロールに対して上下のバックアップロールが帯材の搬送方向後方に僅かにずれたオフセットロール圧延機である。このオフセットロール圧延機において、図１３に示すように、上下のワークロール１４，１５は各ワークロールチョック１２，１３に回転自在に支持され、この各ワークロールチョック１２，１３は、入側が油圧シリンダ機構131，132により押圧可能に支持され、出側がハウジング１１のハウジングライナ部133，134に支持されている。また、上下のバックアップロール１８，１９は各バックアップロールチョック１６，１７に回転自在に支持され、この各バックアップロールチョック１６，１７は、入側がハウジングライナ部135，136に支持され、出側がハウジング１１の油圧シリンダ機構137，138により押圧可能に支持されている。この場合、ワークロール１４，１５とバックアップロール１８，１９とは通板方向にＴだけずれて配設されている。そして、この各油圧シリンダ機構131，132，137，138はハウジング１１に装着され、図示しない縮流部を有している。また、ハウジングライナ部133，134，135，136はロールチョック１２，１３，１６，１７を油圧シリンダ機構131，132，137，138の押付力により水平方向に支持している。
【００５５】
従って、圧延時には、油圧シリンダ機構131，132，137，138によりロールチョック１２，１３，１６，１７をハウジング１１のハウジングライナ部133，134，135，136に押圧することで、水平方向の押付力を作用させており、圧下荷重に対するハウジング１１の内狭まり変形量と合わせ、圧延機の水平方向動剛性が高くなり、この状態で高圧下力、高圧下率の圧延を行っても、大きな振動が発生することはなく、高能率圧延が可能となる。そして、縮流部を有する油圧シリンダ機構によりギャップ量Ｇを制御するため、シリンダ内に油を充填して剛性を向上すると同時に縮流部で圧力損失を稼ぎ、減衰を増大させ、圧延時の水平方向動剛性を大きくすることで、圧延時の振動の発生を少なくすることができる。
【００５６】
第７実施形態の圧延機は、上下のワークロールをロール軸方向にシフト可能なシフトロール圧延機である。このシフトロール圧延機において、図１４に示すように、上下のワークロール１４，１５は各ワークロールチョック１２，１３に回転自在に支持され、この各ワークロールチョック１２，１３は、入側が油圧シリンダ機構141，142により押圧可能に支持され、出側がハウジング１１のハウジングライナ部143，144に支持されている。また、上下のバックアップロール１８，１９は各バックアップロールチョック１６，１７に回転自在に支持され、この各バックアップロールチョック１６，１７は、入側がハウジングライナ部145，146に支持され、出側がハウジング１１の油圧シリンダ機構147，148により押圧可能に支持されている。そして、この各油圧シリンダ機構141，142，147，148はハウジング１１に装着され、図示しない縮流部を有している。また、ハウジングライナ部143，144，145，146はロールチョック１２，１３，１６，１７を油圧シリンダ機構141，142，147，148の押付力により水平方向に支持している。
【００５７】
従って、圧延時には、油圧シリンダ機構141，142，147，148によりロールチョック１２，１３，１６，１７をハウジング１１のハウジングライナ部143，144，145，146に押圧することで、水平方向の押付力を作用させており、圧下荷重に対するハウジング１１の内狭まり変形量と合わせ、圧延機の水平方向動剛性が高くなり、この状態で高圧下力、高圧下率の圧延を行っても、大きな振動が発生することはなく、高能率圧延が可能となる。そして、縮流部を有する油圧シリンダ機構によりギャップ量Ｇを制御するため、シリンダ内に油を充填して剛性を向上すると同時に縮流部で圧力損失を稼ぎ、減衰を増大させ、圧延時の水平方向動剛性を大きくすることで、圧延時の振動の発生を少なくすることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の圧延機によれば、ハウジングと、該ハウジングに支持された上下一対のワークロールチョックと、該上下のワークロールチョックにそれぞれ軸支された互いに対向する上下一対のワークロールと、前記ハウジングの上部に設けられて前記上ワークロールに所定圧力を作用させる圧下手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向一方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第１支持手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向他方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第２支持手段とを具え、前記第１支持手段あるいは前記第２支持手段のいずれか一方を機械式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とし、前記他方を油圧式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とすると共に該油圧式押圧手段の油圧給排管に縮流部を設けた圧延機において、前記縮流部の径を可変とすると共に、前記上下のワークロールにおけるクロス角度設定時には、前記縮流部の径を最大とし、該上下のワークロールによる圧延時には、前記縮流部の径を圧延条件ごとの適正な所定値にするので、圧延時に第１支持手段及び第２支持手段を作動し、ロールチョックとクロスヘッドまたはハウジングとのギャップを無くして水平方向動剛性を向上することで、ミル振動を抑制して高能率圧延を可能とすることができる。また、圧延時やロールクロス角度設定時などに応じて、あるいは振動の大きさに応じて縮流部の径を適正な値に調整することで、作業性を向上することができると共に、効率的に振動を抑制することができる。例えば、ロールクロス角度設定時には縮流部の径を最大としてワークロールをスムースに移動することができる一方、圧延時には縮流部の径を適正値として振動を確実に抑制することができる。
【００５９】
また、請求項２の発明の圧延機によれば、ハウジングと、該ハウジングに支持された上下一対のワークロールチョックと、該上下のワークロールチョックにそれぞれ軸支された互いに対向する上下一対のワークロールと、前記ハウジングの上部に設けられて前記上ワークロールに所定圧力を作用させる圧下手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向一方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第１支持手段と、前記ハウジングにおける帯材の搬送方向他方に設けられて前記上下のワークロールチョックを支持する上下一対の第２支持手段とを具え、前記第１支持手段あるいは前記第２支持手段のいずれか一方を機械式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とし、前記他方を油圧式押圧手段として前記上下のワークロールチョックを水平方向に押圧可能とすると共に該油圧式押圧手段の油圧給排管に縮流部と拡大部を設けたので、圧延時に第１支持手段及び第２支持手段を作動し、ロールチョックとクロスヘッドまたはハウジングとのギャップを無くして水平方向動剛性を向上することで、ミル振動を抑制して高能率圧延を可能とすることができると共に、ミル振動等により油圧給排管内で発生する圧力波は拡大部にて抑制されることとなり、共振現象の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の概略図である。
【図２】上ワークロール及び上バックアップロールにおける押圧機構の概略図である。
【図３】上ワークロールの押圧機構の作動を説明するための概略図である。
【図４】圧延時にハウジングに作用する応力を表す説明図である。
【図５】ロールチョック変位に対するロールチョック反力を表すグラフである。
【図６】ギャップ量及びハウジング変形量に対する水平方向動剛性を表すグラフである。
【図７】各条件に対する水平方向動剛性の比較を表すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の概略図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の押圧機構の概略図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の押圧機構の平面概略図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る圧延機としてのクロスロール圧延機の押圧機構の概略図である。
【図１２】第５実施形態のクロスロール圧延機による振動の減衰効果を表すグラフである。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る圧延機としてのオフセットロール圧延機の概略図である。
【図１４】本発明の第７実施形態に係る圧延機としてのシフトロール圧延機の概略図である。
【図１５】従来の４段クロスロール圧延機の概略図である。
【図１６】クロスロール圧延機におけるロール交換作業を説明するための要部概略図である。
【図１７】従来のクロスロール圧延機における圧延時のハウジングに作用する応力を表す説明図である。
【符号の説明】
１１  ハウジング
１２，１３  ワークロールチョック
１４，１５  ワークロール
１６，１７  バックアップロールチョック
１８，１９  バックアップロール
２０  圧下装置
２１，２２，２５，２６  上クロスヘッド
２３，２７，３１，３５  スクリュー機構（機械式押圧手段）
２４，２８，３２，３６  油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
２９，３０，３３，３４  下クロスヘッド
４６，５６ａ，５６ｂ  縮流部
６１  ハウジング
６２，６３  ワークロールチョック
６４，６５  ワークロール
６６，６７  バックアップロールチョック
６８，６９  バックアップロール
７０  圧下装置
７１，７２  上クロスヘッド
７３，７７  スクリュー機構（機械式押圧手段）
７４，７８  油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
７５，７６  下クロスヘッド
８１，８３  油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
８２，８４  スクリュー機構（機械式押圧手段）
９０，９５ａ，９５ｂ  電磁弁（縮流部）
101a，101b  油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
102a，102b  ウェッジ機構（機械式押圧手段）
111 ，113   油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
112 ，114   スクリュー機構（機械式押圧手段）
120 ，126a，126b  縮流部
121 ，127a，127b  拡大部
131 ，132 ，137 ，138   油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
133 ，134 ，135 ，136   ハウジングライナ部
141 ，142   油圧シリンダ機構（油圧式押圧手段）
143 ，144 ，145 ，146   ハウジングライナ部
Ｓ  帯板
【図１】
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【図２】
0004402264.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
0004402264.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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