(57)【要約】【課題】タンデムに運転される少なくとも２つの圧延スタンド（Ｌ１、Ｌ２）を有する金属ストリップの冷間圧延設備の生産レンジを拡大させる方法および設備。【解決手段】少なくとも１つの圧延スタンドが圧延スタンドの形状を変える手段を備え、このコンバーチブルな圧延スタンドＬ１は圧延力を加える手段（１５、１６、３，３’）を同じ状態に維持したまま、各形状が１つの生産レンジに対応した少なくとも２つの形状をとることができる。このコンバーチブルな圧延スタンドＬ１の形状は被圧延製品（Ｍ）の特性を関数にして選択され、それによって、生産レンジが拡大される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品（Ｍ）の厚さを順次薄くするためのタンデムに運転される少なくとも２つの圧延スタンド（Ｌ１、Ｌ２）を有し、各圧延スタンドは２つのワークロール（２、２’）間に圧延力を加える手段(１５、１６)を有し、所定の生産レンジに対応した製品の寸法、機械特性および冶金学的特性を考慮に入れて圧延スタンドが所定の形状（configuration）を取った時に所定の厚さ低減率が得られるようになっている金属ストリップの冷間圧延設備の生産レンジを拡大する方法であって、
少なくとも１つの圧延スタンド（Ｌ１）は形状を変えることができる手段を備えたコンバーチブルスタンド（la cage transformable）であり、このコンバーチブルスタンドは、圧延力を加える手段（１５、１６、３，３’）を同じ状態に維持したままで、圧延スタンドの形状を少なくとも２つの形状（各形状は１つの生産レンジに合ったもの）に変えることができ、
上記コンバーチブルスタンドの形状は製品（Ｍ）の特性を関数にして製品（Ｍ）の特性が所定形状に対応する生産レンジ内に入るように選択される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
コンバーチブルスタンドの形状が圧延される製品の材料の硬度を関数にして選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
コンバーチブルスタンドの形状を変えることによって熱間圧延後の破断点が１６０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲である製品を含む全生産レンジをカバーすることができる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
厚さの均一性、平坦性および／または表面粗さ等の品質ファクタの少なくとも１つを制御する手段と組合された少なくとも２つの圧延スタンド（Ｌ１、Ｌ２）を有する圧延設備の生産レンジを拡大する方法であって、
製品（Ｍ）の寸法特性、機械的および冶金学的特性を関数にして、上記設備の全生産レンジで同じ品質を維持するように、少なくとも１つの圧延スタンド（Ｌ１）の形状を変えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
被圧延製品（Ｍ）の特定の特性に合わせるために、少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）の形状を、２つのバックアップロール（３、３’）に支持された２つのワークロール（２、２’）を含む四段(quarto)構造から２つの中間ロール（３２、３２’）を介して同じバックアップロール（３、３’）に支持された２つのワークロール（２、２’）を含む六段(sexto)構造へ変えるか、その逆に変える請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
被圧延製品（Ｍ）の特定の特性に合わせるために、少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）の形状を、それぞれ一対の第１中間ロール（３２、３２’）を介して一対のバックアップロール（３、３’）に支持された２つのワークロール（２２、２２’）を含む六段(sexto)構造からそれぞれ一対の第２中間ロール（６２、６２’）を介して同一の第１中間ロール（３２、３２’）および同一のバックアップロール（３、３’）に支持された２つのワークロール（６１、６１’）を含む八段(octo)構造へ変えるか、その逆に変える請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）が着脱自在なワークロール側面当接手段（８、８’）を備え、追加形状時に必要に応じてこの側面当接手段（８、８’）と組合せて直径が小さいワークロール（６１、６１’）を使用できるようになっている請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
形状の変更をストリップの走行方向においてタンデム圧延機の少なくとも第１スタンド（Ｌ１）で行う請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
破断点が６００ＭＰａ以下のストリップの圧延時にタンデム圧延機の第１スタンド（Ｌ１）を四段圧延機の形状に変える請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
圧延機入口での破断点が６００ＭＰａ以上のストリップの圧延時にタンデム圧延機の少なくとも第１スタンド（Ｌ１）を六段圧延機の形状に変える請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
圧延機の第１スタンド（Ｌ１）および最後の圧延スタンド（Ｌ４）の形状を変える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
圧延機の少なくとも１つの中間スタンド（Ｌ２、Ｌ３）の形状を変える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
圧延機の少なくとも１つの中間スタンド（Ｌ２、Ｌ３）の形状を変えるとともに、圧延機の第１スタンド（Ｌ１）および最後のスタンド（Ｌ４）の形状を維持する請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
圧延機の少なくとも１つのスタンド（Ｌ１）の形状を、全生産レンジで１回のパスでの最小の厚さ低減率が７０％になるように、製品の機械的および冶金学的特性を関数にして選択する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
タンデムに運転される少なくとも２つの圧延スタンド（Ｌ１、Ｌ２）と、これらの圧延スタンド（Ｌ１、Ｌ２）を通って製品（Ｍ）を圧延面Ｐに沿って走行させる手段とを有し、各スタンドは２つのカラム（１０）の間に互いに重ねられた状態で締付け面に平行に摺動可能に取付けられた２本のバックアップロール（３、３’）および２本のワークロール（２、２’）を含む少なくとも４本のロールを有し、さらに、ロール間のギャップを調整しながら圧延力を加える手段（１５、１６）を有する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実施するための冷間圧延設備備において、
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（４）がワークロールの第１のペアー（対）（２、２’）を、直径がより小さいワークロール（６１、６１’）と中間ロール（６２、６２’）とを組合わせたものから成る２つのカセット型組立体（６、６’）と迅速に交換する手段を備え、それによってコンバーチブルスタンドは第１生産レンジに適した少なくとも４本のロールを有する第１の形状と、第２生産レンジに適した少なくとも６本のロールを有する第２の形状の２つの形状をとることができ、いずれの形状においても少なくともバックアップロール（３、３’）と圧延力を加える手段（１５、１６）は同じものが維持されることを特徴とする設備。
【請求項１６】
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）の形状を変える手段によって、このコンバーチブルスタンドを２本のワークロール（２、２’）と２本のバックアップロール（３、３’）とを有する四段圧延機形状から２本のワークロール（２２、２２’）、２本の中間ロール（３２、３２’）および同じバックアップロール（３、３’）を有する六段圧延機形状へまたこの逆に変えることができる請求項１５に記載の設備。
【請求項１７】
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）の形状を変える手段によって、このコンバーチブルスタンドが、一対の第１中間ロール（３２、３２’）を介して一対のバックアップロール（３、３’）に支持された２本のワークロール（２２、２２’）を含む六段圧延機形状から、一対の第２中間ロール（６２、６２’）を介して同じ第１中間ロール（３２、３２’）および同じバックアップロール（３、３’）に支持された２本のワークロール（６１、６１’）を含む八段圧延機形状へまたその逆に変えることができる請求項１５に記載の設備。
【請求項１８】
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）が、追加形状時に、直径が小さいワークロール（６１、６１’）を使用できるようにするための着脱自在なワークロール側面当接手段（８、８’）を備えている請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の設備。
【請求項１９】
ワークロールおよび中間ロールがそれぞれ２つのチョックに回転可能に取り付けられ、各チョックは圧延力の伝達条件を調整する手段のための少なくとも２つのバックアップラグを備え、第１の形状のワークロール（２、２’）（２２、２２’）および第２の形状の中間ロール（３２、３２’）（６２、６２’）のそれぞれのバックアップラグ（２１、２１’）（２４、２５’）（２４’、２５’）がほぼ同じ高さに配置され、また、形状を変える時に、第１の形状でワークロール（２、２’）（２２、２２’）と、第２の形状で中間ロール（３２、３２’）（６２、６２’）と協働するように、調整手段（４０、４０’、５、５’）（４２、４２’）がスタンド（１）のカラム（１０）内の定位置に維持される請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の設備。
【請求項２０】
少なくともコンバーチブルスタンド（Ｌ１）が、スタンド（１）のカラム（１０）と一体な支持部（４０、４０’）（４２、４２’）に取り付けられたロール曲げ（cambrage）手段（５、５’）を備え、このロール曲げ手段（５、５’）は圧延面の各側で両方の形状で同一であり、第１の形状ではワークロール（２、２２）のチョックのバックアップラグ（２１、２４、２５）と、第２形状では中間ロール（３２、６２）のチョックのバックアップラグ（３３、６３）とそれぞれ協働し、チョック（２０、３３、６３）のバックアップラグ（２１、２４、２５）（３４、６４）は圧延面（Ｐ）の各側で圧延面に対してほぼ同じ高さに配置される請求項１９に記載の設備。
【請求項２１】
第１の形状においてワークロール（２、２２）のチョック（２０、２０’）のバックアップラグ（２１、２１’）が圧延面Ｐの反対側でロール軸線に対してオフセットし、第２の形状において中間ロール（３２、３２’）のチョック（３３、３３’）のバックアップラグ（３４、３４’）がロール軸線に対して圧延面（Ｐ）へ向かってオフセットして、ワークロール（２、２’）のラグ（２１、２１’）および中間ロール（３２、３２’）の（３４、３４’）がほぼ同じ高さに配置されかつ同一の曲げ手段（５、５’）と協働する請求項２０に記載の設備。
【請求項２２】
第１および第２の形状のワークロール（２、２’）（２２、２２’）のチョック（２０、２０’）（２３、２３’）がタラム（１０）と一体な突出部（１３ａ、１３ｂ）の端部に設けられた案内面（１２ａ、１２ｂ）の間に摺動可能に取り付けられ、上記突出部は第２の形状のワークロール（２２、２２’）とのみ協働する曲げ手段（５０、５０’）を支持する請求項２１に記載の設備。
【請求項２３】
曲げ手段（５、５’）を支持する支持部（４２、４２’）の端部に設けられた案内面の間にロールのチョックが摺動可能に取り付けられ、各チョック（２３、２３’）（７、７’）がこの支持部（４２、４２’）の上下に配置された２対のバックアップラグ（２４、２５、２４’、２５’）（７１、７２、７１’、７２’）を備える請求項２０に記載の設備。
【請求項２４】
第１の形状のワークロール（２、２’）のチョック（２０、２０’）および第２の形状の中間ロール（３２，３２’）のチョック（３３、３３’）がスタンドのカラム（１０）と一体な支持部（４０、４０’）に支持された同一の曲げ手段（５、５’）と協働し、さらに、中間ロール（３２，３２’）のチョック（３３、３３’）が上記支持部（４０、４０’）の端部に設けられた案内面（４１）の間に締付け面Ｐ１に平行に摺動可能に取り付けられている請求項２３に記載の設備。
【請求項２５】
各形状においてロールギャップを製品の幅に合わせるために、第１の形状のワークロール（２、２２）および第２の形状の中間ロール（２２，２２’）の曲げ手段（５、５’）を支持する支持部（４０、４０’）がそれぞれ、圧延面Ｐの上下で、ロール軸線に平行な方向かつ互いに反対方向に摺動可能に取り付けられている請求項２４に記載の設備。
【請求項２６】
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ１）が四段圧延機形状で２本のバックアップロール（３、３’）と直径が大きな２本のワークロール（２、２’）とを備え、六段圧延機形状では同じのバックアップロール（３、３’）、直径が小さい２本のワークロール（２２、２２’）および２本の中間ロール（３２、３２’）を備える請求項１５〜２５のいずれか一項に記載の設備。
【請求項２７】
少なくとも１つのコンバーチブルスタンド（Ｌ２）が六段圧延機形状では一対バックアップロール（３、３’）、一対の第１中間ロール（３２、３２’）および一対のワークロール（２２、２２’）を備え、八段圧延機形状では間にカセット組立体（６、６’）が挿入された同じのバックアップロール（３、３’）と同じ第１中間ロール（３２、３２’）を備え、各組立体は直径が小さい１本のワークロール（６１、６１’）と１本の第２中間ロール（６２、６２’）との組合せで構成される請求項１５〜２５のいずれか一項に記載の設備。
【請求項２８】
コンバーチブルスタンド（Ｌ１）がスタンド（１）のカラム（１０）に取り付けられた側面当接手段（８、８’）を備え、この側面当接手段（８、８’）が六段圧延機形状のための離れた位置と八段圧延機形状のための直径の小さい各ワークロール（６１、６１’）の側面バックアップとの係合位置との２つの位置の間を移動可能である請求項２７に記載の設備。
【請求項２９】
八段圧延機形状の各カセット組立体（６、６’）が芯出し軸受（７４）を有するチョックの形をした保持フレーム（７、７’）に支持された２つのネック部分を有する１本の第２中間ロール（６２、６２’）と、この第２中間ロール（６２、６２’）にワークロール（６１、６１’）を押圧するバネ手段（７７）によって第２中間ロール（６２、６２’）を保持するフレーム（７、７’）に連結されたボックス（７６）に収容された軸方向スラスト（７５）によってそれぞれ支持された２つのセンタリングネック部分を有する直径が小さいワークロール（６１、６１’）とを有する請求項２７または２８に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属製品ストリップの冷間圧延設備の生産レンジを拡大する方法に関するものである。
本発明はさらに、上記生産レンジの拡大方法を実施する手段を備えた冷間圧延設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に冷間圧延は可逆圧延機で一連のパスを両方向に交互に行うか、タンデム運転される複数のスタンドで実施される。
圧延機では２本のワークロール間に製品を通す。ワークロール間の間隙は上流側での製品の厚さ以下である。ロール間ギャップで生じる摩擦によって金属の流れが生じ、ロール出口ではロール間ギャップにほぼ対応する厚さになる。この操作中に金属構造が変化し、製品の硬度は上がる。
【０００３】
圧延プロセス中にワークロールは互いに離れる傾向があるので、ロール間に荷重を加えて互いに対向する２つの母線間のギャップを維持しなければならない。この荷重（effort de serrage）は圧延力（force ou effort de laminage）とよばれることが多い。厚さの所定の縮減率（taux de reducion）を得るために加える圧延力は主としてワークロール直径（縮減区域の長さを決定する）と機械的および冶金学的特性（例えば降伏強度、金属組成、例えば低合金鋼、低炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼等）とに依存する。
【０００４】
一般に、タンデム冷間圧延機はストリップの厚さが次第に薄くなるようにストリップの走行軌道に沿って配置した一連の複数のスタンドを有している。一般に、各圧延スタンドは離れて配置された２つの支持カラムを有し、この２つの支持カラムは横断材（traverses）によって互いに連結されている。支持カラム間に上下に重なった一組のロール群が配置される。これらのロール群は互いに平行な軸線を有し、製品の移動方向に対して略直角な圧延面内にある。
【０００５】
種々の形式の圧延機があるが、一般に圧延機では被圧延製品が圧延面を規定する一対のワークロール間を通る。これらのワークロールの直径はそれに加わる力に比べて相対的に小さいので、ワークロールは少なくとも２本のバックアップロールで支持され、これらのバックアップロールの間に圧延力が加えられる。
【０００６】
金属工業で使用されている圧延スタンドは被圧延製品の種類に応じた種々の形状を有していることは知られている。最も一般的な圧延機、特に大量生産用の圧延機は各ワークロールが大径のバックアップロールと組合された２本のワークロールを有する四段（quarto）圧延機や各ワークロールと組合されたバックアップロールとの間に中間ロールを有する六段(sexto)圧延機である。この配置では小さい直径のロールが使用でき、側部当接手段と組合せて、いわゆる「Ｚ−ＨＩＧＨ」形状にすることができる。これ以上または以下の数のロールを有する他の形状も工業的に用いることはできるが、それらは生産量が低い。
【０００７】
2本のロールは略平行な各当接ラインに沿って互いに当接している。この当接ラインは母線（そのプロフィルは一般に直線）に沿って延び、ロールの加わる力とロール強度とで決まる。荷重はスタンドと一方のバックアップロールのシャフト端との間に設けられたスクリューウまたはシリンダーを用いて加えられる。他方のバックアップロールは上記シャフトを介してスタンドに直接支持されか、クサビ装置または高さ調整装置（ロール群が次第に摩耗するので、その直径差を補正するためのもの）を介してスタンドに支持される。従って、ロールはスタンドに対して移動可能でなければならない。そのためロールはチョック（empoises）とよばれる回転支持体を有し、２つの支持カラムに形成された窓（ウインドー）の内部に垂直方向に摺動自在に取付けられている。窓は圧延面と平行にチョックを案内する２つの表面を有している。
【０００８】
バックアップロールは直径が大きいので、その各案内面は対応するスタンドハウジングの２つの案内面上にある。これに対して直径が小さいワークロールのチョックとその対応案内面は一般に上記の窓の周りに固定され且つ窓の内側へ突出した２つの部材上にある。
【０００９】
一般に、ロール荷重は２本のバックアップロールの両端に加えられる。圧延製品の幅は変化するが、ワークロール本体の長さ全体を完全に覆うことはないので、ロールは加わる荷重によって湾曲する。その結果、ワークロール間のギャップの大きさが変化し、製品のプロフィルおよび形状に欠陥が生じる。
【００１０】
圧延ストリップの横方向プロフィルの欠陥を修正するために最初に提案された方法は、圧延力に起因するロールの変形を特定プロフィルに従って切削加工した表面を有するクラウニング（bombement）で補正する方法である。しかし、圧延された製品の横方向プロフィルの厚さの欠陥は直径が互いに異なるロール群全体の変形と圧延力下にある圧延スタンドの全ての部分の変形の結果であるため、この厚さの欠陥の原因は複雑である。
そのため、修正値が調整できる複雑なシステムがここ数年前から開発されている。
【００１１】
公知の第１のシステムでは各ワークロールシャフトの両端に制御された曲げ力を加えて、応力分布を常に修正することができるような曲げ効果を実現している。そのために一般には、各チョックの両側に液圧シリンダーを配置し、液圧シリンダーは一方を固定スタンドで支持し、その反対側をチョック支持ラグを形成する突出側面部分で支持する。一般に、この曲げ用液圧シリンダーとその液圧回路はワークロールチョックの案内に使用される２つの突出部分の内部に収容される。すなわち、この突出部分は液圧シリンダーの支持ブロックを構成し、液圧ブロックとよばれることが多い。
上記システムでは２つのワークロールのチョックを互いに接近させて製品の端縁の過剰な厚さを補償するいわゆる負の曲げを行ったり、２本のワークロールのチョックを互いに離して製品の中心部分の過剰な厚さを補償する正の曲げを行うことができる。
【００１２】
また、いわゆる「六段」圧延機では、各ワークロールとそれと組合されたバックアップロールとの間に軸線方向移動可能な中間ロールを挿入する方法が提案されている。この中間ロールを２本のバックアップロールから互いに反対方向へ軸線方向に移動させてロールのバレル全体ではなく製品の幅方向のみに圧延力を加える。これによってロールの変形が小さくなり、製品の平坦性が良くなる。
さらに、この中間ロールを用いることによってより直径の小さいワークロールを使用でき、同じ厚さの低減率に要する圧延力を小さくすることができるという利点もある。
また、製品の幅方向の応力分布をより良く制御するために、四段圧延機のワークロールおよび／または六段圧延機のワークロールを軸線方向に互いに反対方向へ移動させることもできる。
【００１３】
さらに、四段圧延機および六段圧延機のいずれでも、特定構造のチョックを用いることによってロール曲げシステムとロール移動システムとを組み合わせて用いることもできる。
「Ｃ．Ｖ．Ｃ」として知られる別のシステムでは、四段圧延機および／または六段圧延機のワークロールに補助カーブ（curvilignes complementaires）プロフィルを付ける。このプロフィルによってロールが軸線方向移動すると上ロールと下ロールとの間のクラウンを変えることができる。
最近では、接触母線に沿って圧力分布を変化させることができる一連のシリンダーを介して固定シャフトに支持され、このシャフトを中心に回転するスリーブを有するロールを用いて圧延力を伝えて、ワークロールまたは中間ロールと接触する母線に沿った圧延力を変える方法が提案されている。
この装置およびここ数年間に開発されたその他の改良装置を用いることによって、冷間圧延機、特にタンデム圧延機において、最終製品の品質は絶えず改良されている。
【００１４】
しかし、これらの装置はコストが高く、生産トン数が少ない場合には収益率が低い。しかも、投資額を正当化するためには何年間も高い収益率を維持しなければならない。
しかも、圧延プロセスでは２つのワークロール間で金属が流動するため、ワークロールの直径、回転トルクおよびより一般的には圧延力が加えられる手段を製品の機械的、冶金学的および寸法的特性に合せる必要がある。
【００１５】
さらに、タンデム圧延機の場合には１つのスタンドからその次のスタンドへ次第に移るにつれて製品の加工硬度が増加し、従って、同じ厚さに縮減するために加える圧延力が次第に増加する点にも注目されたい。そのため、出発時の製品の硬度が過度に高い場合には圧延力を加える手段の圧延力が限界に達することがある。
そのため、これまでは特性が大幅に制限された製品レンジ用に設計された設備を大量生産の場合にも使用する必要があると考えられてきた。実際、自動車用鋼板と容器用鋼の２つの鋼のファミリーのためだけに年間百万トンを超える極めて大型の設備が作られてきた。
【００１６】
しかし、ユーザーの要求は多様な鋼の品質を求める傾向にあり、絶えず変化し、供給量も激変する。
特に、自動車工業では高い性能が得られる極めて精密なグレードの鋼を使用する傾向にある。例えば、自動車用鋼板では、降伏強度が１５０ＭＰａ〜２５０ＭＰａのいわゆるＣＱ、ＤＱ、ＤＤＱ、ＥＤＤＱとよばれる鋼グレードや最大降伏強度が６００ＭＰａの超高炭素鋼（ＨＳＬＡ）が次々と出てきている一方、降伏強度が１６０ＭＰａの超低炭素鋼（ＩＦ）に対する需要もある。
【００１７】
さらに、強度を低下させずに製品重量をできるだけ減らすことも求められているため、性能が同じ場合、厚さ、平坦性および表面品質の要求条件を同じに維持したまま圧下率を高くするのに必要なより薄い鋼鈑が求められている。
【００１８】
さらに、圧延プロセス自体も圧延鋼の品質に合ったものでなければならない。
最近では「ＴＲＩＰ」（Transition Induced Plasticity 遷移誘導塑性）とよばれる鋼が開発されている。この鋼は引き抜き段階でのみ最終再結晶するように製造され、熱間圧延出口での加速冷却時または冷間圧延時に再結晶が起る。通常鋼すなわち低炭素鋼の破断点が降伏強度（Ｒe≒０．８Ｒm）よりわずか高いのに対し、このＴＲＩＰ鋼の破断点は降伏強度値の２倍になることもある。そのため加工硬化曲線、従って、各パスの条件が全く別のものになる。すなわち、この鋼は降伏強度ではなく破断点値で一般に特徴付けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記のように、鉄鋼業界は互いに相反する課題に対処しなければならなくなっている。すなわち、要求される製品の品質に合わせたコストのかかる特別な装置を圧延設備に設けなければならないが、そうした設備では収益が上げられるほどには顧客からの需要がないという事態に直面している。
本発明の目的は圧延設備の生産レンジを拡大して上記の全ての問題を解決することにある。
本発明方法を用いることによって、製品に要求される厚さ、平坦度および表面仕上げ度を最適に保障するのに必要な全ての手段を備え且つ全てのグレードの鋼で十分な生産性を維持できる状態で、極めて多様な寸法と機械的および冶金学的特性を有する鋼を圧延することができる。
本発明のさらに他の目的は、製品の品質と供給量（トン数）の両方の要求に簡単に適合できる生産ツールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は一般に、製品の厚さを順次薄くするためのタンデムに運転される少なくとも２つの圧延スタンドを有し、各圧延スタンドは２つのワークロール間に圧延力を加える手段を有し、所定の生産レンジに対応した製品の寸法特性、機械特性および冶金学的特性を考慮に入れて圧延スタンドが所定の形状（configuration）を取った時に所定の厚さ低減率が得られるようになっている金属ストリップ製品の冷間圧延設備に適用される。
【００２１】
本発明では、少なくとも１つの圧延スタンドが形状を変えることができる手段を備えたコンバーチブルスタンド（la cage transformable）であり、このコンバーチブルスタンドは、圧延力を加える手段を同じ状態に維持したままで、圧延スタンドの形状（configuration）を少なくとも２つの形状（各形状は１つの生産レンジに合った形状である）に変えることができ、上記コンバーチブルスタンドの形状は製品の特性を関数にして製品の特性が所定形状に対応する生産レンジ内に入るように選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
コンバーチブルスタンドの形状は被圧延製品の硬度を関するにして選択できる。従って、熱間圧延後の破断点が１６０ＭＰａ〜少なくとも１０００ＭＰａの範囲の製品を含む生産レンジにすることができる。
特に有利な実施例では、各圧延スタンドを少なくとも１つの品質ファクタ（例えば厚さ均一性、平坦性および／または表面仕上げ度）を制御する手段と組合わせて、設備の全生産レンジで同じ品質が維持されるように、少なくとも１つの圧延スタンドの形状を製品の寸法特性、機械的および冶金学的特性を関数にして選択する。
【００２３】
本発明の第１実施例では、被圧延製品の特定のデータに合わせるために、少なくとも１つのコンバーチブルスタンドの形状を、２本のバックアップロールに支持された２本のワークロールを含む四段圧延機構造から、２本の中間ロールを介して同じバックアップロールに支持された２本のワークロールを含む六段圧延機構造へ、またその逆に変える。
【００２４】
本発明の第２実施例では、被圧延製品の特定のデータに合わせるために、少なくとも１つのコンバーチブルスタンドの形状を、一対の第１中間ロールを介して一対のバックアップロールに支持された２本のワークロールを含む六段圧延機構造から、一対の第２中間ロールを介して同じの第１中間ロールおよび同じのバックアップロールに支持された２本のワークロールを含む「八段圧延機構造」へ、またその逆に変える。
【００２５】
生産レンジをさらに広げるために、少なくとも１つのコンバーチブルスタンドに着脱自在なワークロールの側面当接手段（appui lateral）を備えることができる。この側面当接手段を用いると追加形状時に直径の小さいワークロールを用いることができる。
従って、本発明では圧延機の少なくとも１つのスタンドの形状を選択することによって拡大された生産レンジ全体で１回のパスで少なくとも７０％の厚さ低減率を得ることができる。
好ましくは、少なくとも第１スタンドの形状を圧延機入口での破断点が６００ＭＰａ以上の圧延ストリップ用の六段圧延機形状に変え、破断点がそれ以下の圧延ストリップ用には四段圧延機形状に変えることができるようにする。
しかし、最後のスタンドの形状を変えて圧延機出口での製品表面の品質を制御するのも有利である。
【００２６】
また、特殊グレードの鋼では少なくとも１つの中間スタンドの形状を変えるのが有利であり、特に、直径の小さいワークロールを有する八段圧延機形状に変えるのが有利である。
【００２７】
本発明のさらに別の対象はタンデムに運転される少なくとも２つの圧延スタンドを有する上記圧延方法を実施するための圧延設備にある。この設備では少なくとも１つのコンバーチブルスタンドが一対の第１ワークロールを直径がより小さいワークロールと中間ロールとを組合わせたものから成るカセット組立体（ensembles en cassettes）と迅速に交換する手段を備えている。それによってコンバーチブルスタンドは第１生産レンジに適した少なくとも４本のロールを有する第１の形状と、第２生産レンジに適した少なくとも６本のロールを有する第２の形状の２つの形状をとることができる。たれら２つの形状では少なくともバックアップロールと圧延力を加える手段は同じものが維持される。
【００２８】
本発明の第１実施例では、少なくとも１つのスタンド、特に第１スタンドを四段圧延機形状から六段圧延機形状へ、またその逆に変えることができる。
別の実施例では、少なくとも１つのスタンド、特に中間スタンドを六段圧延機形状から八段圧延機形状へ、またその逆に変えることができる。
本発明の特に有利な実施例では、スタンドがロール曲げ（cambrage）手段を備え、このロール曲げ手段は両方の形状で同じで、第１形状ではワークロールチョックのバックアップラグと、第２形状では中間ロールチョックのバックアップラグとそれぞれ協働する。このバックアップラグは圧延面の各側で圧延面に対してほぼ同じ高さに配置される。
【００２９】
本発明は上記以外のさらに有利な特徴を備えている。これらの特徴は添付図面を参照した以下の特定の実施例で説明する。
【実施例】
【００３０】
［図１］は連続運転される４つの圧延スタンドを有するタンデム圧延設備すなわち突合わせ溶接されたストリップがストリップ接合なしに供給される圧延機の概念図である。この設備はストリップの走行方向に入口部分Ｅ、圧延部分Ｌおよび出口部分Ｓを有する。
図示した実施例では圧延部分Ｌはタンデム運転される４つのスタンドを有する。すなわち、各スタンドで製品の厚さの低減が同時に実施され、各スタンドは製品の強度に合った張力（一般に高い張力）が維持され且つ各スタンドでより高い厚さ圧下率が得られるように制御される。
【００３１】
入口部分Ｅにはストリップに張力を加えるための装置（図示せず）がある。この装置は第１スタンドおよび案内装置Ｇの直ぐ上流に位置している。出口部分Ｓには一般に剪断機Ｃがある。剪断された製品は案内・方向転換装置Ｄ、Ｄ’を介してコイル、例えば２つのコイルＢ、Ｂ’に形成される。
連続圧延設備についてはこれ以上の説明は必要ないと思われる。この設備の特徴については例えば下記文献に記載の「Sainte Agathe a Sollac Florangeの酸洗・タンデム圧延機」を参照されたい。
【非特許文献１】Revue de la Metallurgie，1998年3月
【００３２】
この種の圧延設備はタンデム運転されるさらに多くの数（または少ない数）の圧延スタンドを有することができ、さらに、製品の種類および用途に応じて金属ストリップの各種処理セクション（連続ライン上に配置されていてもいなくてもよい）を有することができる。
一般に、タンデム圧延設備では製品の厚さが一連の圧延スタンドで次第に薄くされ、各スタンドで実施できる圧下率は製品の機械特性および寸法特性と、当然ながら、圧延力を加えるために利用可能な手段とに依存するということは知られている。
【００３３】
一般に、各被圧延製品ごとに圧延スケジュールを作り、各スタンドで実施すべき厚さ低減率を決める。この場合、製品を圧搾することによって加工硬化で硬度が増加し、従って、所定の厚さ低減率を得るために次の圧延スタンドで加える圧延力が増加するという事実を考慮する必要がある。
【００３４】
この場合に実施例可能な厚さ低減率は複数の圧延パラメータに依存するということは知られている。
１つの重要なパラメータはワークロールの直径であり、この直径によってロールギャップにおける金属の流れ状態が決まる。すなわち、ロールギャップを規定するロールの円形面に沿って生じる摩擦によって金属が送られるので、実施すべき厚さ低減率に対して大きな直径を用いた場合には摩擦角度が小さくなり、従って、ストリップの駆動（entrainement）が容易になる。一般に冷間圧延ではかなり大きな直径、例えば約５００ｍｍの直径を有するワークロールを使用する理由はこのためである。
ロール直径が大きいことはさらに別の利点を有する。例えば、ロール直径が大きいと摩耗範囲が大きくなり、周縁部から行う必要のあるロール冷却をより効率的行うことができる。
【００３５】
直径を小くすると、低減率が同じ場合、必要な圧延力を減らすことはできるが、摩耗範囲が減ってロールの寿命が短くなり、従って、生産コストが高くある。しかも、接触弧が小さくなるため、各圧延スタンドの上流および下流で高い張力値を加えることができるタンデム圧延機ではスタンドの安定性を維持するのが難しくなる。
【００３６】
圧延プロセスには上記以外の因子、例えばロールの潤滑度が関与し、タンデム圧延機ではロールギャップの上流（Ｔe）および下流（Ｔs）でストリップに加えられる張力も関与する。
圧延パスでの可能な最大厚さの低減率は下記の式で表せる：
【数１】
2006505413.tif 000002
【００３７】
（ここで、μは摩擦係数、Ｆは圧延力、ＴeおよびＴsは圧延スタンドの出口および入口での張力、Ｄはワークロール直径である）
【００３８】
被圧延製品のグレードおよび寸法に合った圧延スケジュールを決めるためには、利用可能な手段を考慮に入れて、可能な最適条件下で圧延設備の生産能力に対応する通常の走行速度で所望の厚さの製品を作ることができるように、各種パラメータを決める必要がある。
この点に関して圧延設備に要求される１つの基本的特性は厚さおよび表面仕上げができるだけ一定な製品を供給することである。そのためには厚さ低減プロセスに関与する因子を常に調整して、生産プロセス全体にわたって所望の厚さ低減度、平坦性および表面仕上げを安定に維持しなければならない。
【００３９】
上記の式は大きい直径を選択することが一定の低減率を維持するのに役立つことを示している。しかし、ロール直径を大きくするとロールギャップ距離、従って、加える圧延力が大きくなる。
【００４０】
また、圧延中の厚さ低減率の安定性を維持するために、製品に加える圧延力および張力を調節することができる。
実際に、タンデム圧延機では、互いに連続した２つのスタンド間で得られる高い張力値によって厚さのより高い低減率を得ることができる。しかし、上記の式は直径を大きくすると極めて高い圧延力が生じ、それがストリップの張力値の影響を最小にするということを示している。従って、低減率の安定性は摩擦係数によって確保され、この摩擦係数は潤滑量およびロールの粗さに依存する。
さらに、設備の入口および出口でストリップに加えることができる張力は設備の上流および下流に配置した装置に依存し、それはタンデム圧延スタンドが発生させる張力以下である。
【００４１】
圧延力の調節レンジを拡大するためには先ず第１のスタンドと最後のスタンドのワークロールの直径を小さくする必要があるが、相対的に大きな直径は製品の駆動および最後のスタンドで圧延される表面粗さの転写性に好ましいという点についても必要に応じて考慮する必要がある。
すなわち、高品質の製品の数を良くするためには表面外観が重要である。下流でのストリップの加工操作（亜鉛めっき、塗装等）が正確かつ一定な表面粗さを与えるが、表面粗さはタンデム圧延機の最後のスタンドのワークロール粗さによって与えられる。直径が大きければ大きいほどロールの表面状態をストリップに転写するのが容易になることがわかっている。従って、これが最後のスタンドに大きな直径のロールを選択する別の基準になる。
【００４２】
従って、圧延パラメータのいくつかは互いに影響しあい、各種圧延パラメータに対する作用の可能性はかなり制限されるように見える。そのためこれまでは大型タンデム圧延設備は制限された生産レンジでしか使用できなかった。例えば、自動車用鋼板の製造では、少なくとも３ｍｍの厚さの熱間ストリップを約０．７〜０．８ｍｍの厚さの薄いストリップに圧延する。通常の自動車用鋼板の品質の場合、［図１］に示す形式の四段圧延機のスタンドを４〜５つ有する設備で８０％までの低減率を得ることができ、そのワークロールの直径は約５３０〜６２０ｍｍで、実際の使用レンジは５８〜８０ｍｍであり、そうすることがロール寿命の点で経済的である。
【００４３】
所望の表面品質と厚さ低減率の安定性とを維持した状態で圧延できる製品の硬度の範囲は一般に制限れる。実際には、例えば破断点が約６００ＭＰａに制限される。この破断点を超えると出力が限られているロールの機械的駆動手段が飽和し、所望の厚さ低減率を得るのに必要な圧延力を加えることができなくなる。その結果、［図１］に示すようなタンデム圧延機は一般にかなり限られた生産レンジでしか使用できない。そして、この生産レンジに対して各種装置の技術的データが決定されるため、これまでは、他のグレードの鋼、特にＴＲＩＰ鋼のような破断点が６００ＭＰａ以上のグレードの鋼の圧延にはそれに特化した設備を用いる必要があると考えられてきた。
【００４４】
本発明はこの問題を簡単、迅速、経済的に解決するものである。本発明では少なくとも１つの圧延スタンドの形状を単に変えることによってワークロールの直径を変え、従って圧延機で処理可能な製品レンジを変える。
すなわち、スタンドの形状を簡単に変える手段を備えた少なくとも１つのスタンドを設けることによって、本発明方法でタンデム圧延機の生産レンジを大幅に拡大することができる。
【００４５】
例えば、それぞれが四段圧延機の形状を有するタンデムに運転される４つの圧延スタンドを備えた［図１］に概念的に示した通常の設備は上記のように例えば自動車産業等の通常の品質の鋼板の大量生産に適している。この設備はその設計および動力に応じて約６００，０００トン／年〜２．５百万トン／年の生産能力を有し、生産する鋼のグレードのレンジが狭ければ狭いほど生産能力が高くなる。
【００４６】
各スタンドＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は［図３］に示す四段圧延機の形式である。各スタンドは互いに間隔をあけて配置された２つのカラム（ハウジング）１０を有するスタンドの内部に、２本のバックアップロール３、３’に支持され一対のワークロール２、２’を有している。製品Ｍを通すギャップは略水平な圧延面Ｐ内で２本のワークロールの軸線に対して直角な方向に規定される。各ロールの軸線はほぼ一つの垂直締付け面（plan de serrage）Ｐ1内にある。
【００４７】
各ロールは耐磨耗性軸受に各ロールの軸線を中心に回転可能な状態で締付け面Ｐ1と平行に取り付けられており、この耐磨耗性軸受は各スタンドのカラム１０の窓（ウインドウ）の内部に摺動自在に取り付けられたチョック(empoise)に取付けられている。
［図３］に示すように、バックアップロール３、３’よりも直径が小さいワークロール２、２’は２つのチョック２０、２０’に支持され、チョック２０、２０’は窓１１の内側に突出した２つの部材１３ａ、１３ｂに形成された垂直案内面１２ａ、１２ｂに沿って垂直に摺動できる。バックアップロール３、３’のチョック３０、３０’用の案内面は各スタンドの窓１１の垂直側面１１ａ、１１ｂに沿って設けられている。
【００４８】
各スタンドのカラム１０の下側部分には液圧締付け装置１５が組み込まれている。［図３］の実施例ではこの液圧締付け装置１５がピストンを有し、このピストンを通して圧延力が加えられる。また、このピストンが下側バックアップロール３’のチョック３０’を押すことによって厚さを制御することができる。各スタンドのカラム１０の上側部分にはスクリュー装置１６が収容され、このスクリュー装置１６はロールの摩耗に起因する高さのばらつきを補償して各ロールの重なりを維持している。この装置１６は例えば歯車減速機で駆動される１本のスクリューにすることができる。このスクリューは上側バックアップロール３と組み合わされたチョック３０に当接している。
【００４９】
上記以外の装置、例えばロールの締付け用(serrage、ゲージ制御)および調整用(carrage、パスライン調整)の液圧装置を使用することもできるということは理解できよう。
以下で説明するように、窓１１とロールの締付け手段およびパスライン調整手段１５、１６はバックアップロール３、３’間のギャップを広範囲にわたって調整できるような寸法に設計されているということは理解できよう。
圧延機の各スタンドにはワークロールを曲げる（cambtage）ことによって製品の平坦性を制御する手段をさらに備えている。
【００５０】
この曲げ装置は従来のもと同様に各チョックごとに２つのシリンダー組立体５、５’からなる。これらのシリンダー組立体５、５’は窓１１の両側で各カラム１０の２つの取付け部に支持され、各取付け部は案内面を有し、これらの案内面の間には２つのチョック２０、２０’がロール軸線にほぼ対応する垂直締付け面Ｐ1に平行な方向に摺動可能に取り付けられている。
既に述べたように、側面案内面１２ａ、１２ｂは各カラム１０の２つの取付け部と一体な２つの突出部１３ａ、１３ｂの端部に取り付けられ、曲げシリンダー４、４’は一般にこれらの突出部１３ａ、１３によって支持されている。
【００５１】
曲げシリンダーはワークロールまたは六段圧延機形状では中間ロールの端部に過剰なエッジドロップを補償するために圧延面から離れる正の方向または圧延面に近づけるために負の方向へ押さなければならない。そのためにはチョックまたは中間部分に固定した複動式シリンダまたはチョックの両側で各チョックのバックアップラグを互いに反対方向へ押す２対のシリンダーを用いることができる。
【００５２】
さらに、四段圧延機形状においてもロールとそれと組み合わされるチョックとを軸線方向に移動させることができるのが有利である。この目的のためには複数の配置が提案されているが、チョック内に取り付けられた芯出し軸受に対して圧延力が中心に維持されるように曲げシリンダーをそれらを支持しているチョックと一緒に移動させるのが有利である。
【００５３】
本発明では形状を変える（すなわち四段圧延機形状から六段圧延機形状へ切り換える）場合に圧延機カラムに固定した同じ曲げ手段をそのまま維持するのが特に有利である。
本発明の装置は上記の種々の課題を解決できる。
【００５４】
［図３］および［図４］は四段圧延機形状または六段圧延機形状に換えることができる本発明のタンパチブルな圧延スタンドの第１実施例を示している。従来のものと同様に、ロール曲げシリンダーとそれと組み合わされる液圧供給回路は「液圧ブロック」とよばれる一体部品４ａ、４ｂ内に収容されている。これらの一体部品はその中心部分でスタンドの各カラム１０の２つの取付け部に固定されている。
各液圧ブロック４ａ、４ｂは圧延面Ｐの高さで窓の内側に突出部１３ａ、１３ｂを有する。この突出部はその内側端にワークロール２、２’のチョック２０、２０’のための垂直案内面１２ａ、１２ｂを有している。これらのチョックは「ラグ、oreilles」とよばれる当接部２１を有し、これらの当接部は垂直締付け面Ｐ1の両側から外に突き出ている。
【００５５】
［図３］の実施例では両方のチョックのラグ２１、２１’（上側ラグ２０および下側ラグ２０’）が対応するロールの軸線に対して圧延面Ｐの反対側でオフセットしている。これらのラグはそれぞれ突出部１３ａ、１３ｂの上下に延び、曲げシリンダー組立体（上側組立体５および下側組立体５’）と協働する。
［図３］の実施例では、各曲げシリンダー組立体５が少なくとも一対の対向するシリンダー５１、５２を有し、これらのシリンダーはそれぞれ圧延面から離れる正の方向および圧延面に近づく負の方向でラグ２１の各側に配置されかつ当接している。
【００５６】
各液圧ブロック４ａ、４ｂが２つのシリンダー組立体（上側５および下側５’）を支持するので、この配置は圧延面Ｐと締付け面Ｐ’に関して対称であることは理解できよう。
さらに、加えられた圧延力が中心から外れずにワークロールを軸線方向に移動させるために、締付け面Ｐ1と同じ側に位置した正５１ａおよび負５２ａの曲げシリンダーは支持部４１ａ内に収容され、この支持部４１ａはカラム１０の中心部分でこの支持部と組み合わされた液圧ブロック４ａに、ロール軸線に平行な方向に摺動可能に取り付けられている。締付け面Ｐ1の反対側でも同様である。
【００５７】
従って、各ワークロール２、例えば上側ロール２は２つの支持部４０ａ、４０ｂと組み合わされ、これらの支持部は２つの液圧ブロック４ａ、４ｂ上で軸線方向に摺動可能に取り付けられ、それぞれ、正の曲げシリンダー５１ａ，５１ｂおよび負の曲げシリンダー５２ａ，５２ｂを支持する。公知のように、２つの支持部４０ａ、４０ｂはワークロール２と、その２つのチョック２０と、それと組み合わされる支持部４０ａ，４０ｂであって正の５１ａ，５１ｂおよび負の５２ａ，５２ｂ曲げシリンダーとを備えた支持部とからなる組立体の軸線方向移動を操作する手段（図示せず）、例えばスタンドに当接する液圧シリンダー等と組み合わされる。
【００５８】
圧延面Ｐの反対側でも、下側ワークロール２’とそのチョック２０’、各チョックと組み合わされた液圧ブロック４ａ，４ｂ上を軸線方向に摺動する支持部４０ａ，４０ｂに関しても同様であることは理解できよう。
［図３］の四段圧延機形状では、突出部１３ａ，１３ｂは２つのロールのチョック２０，２０’を突出部の両端１２ａ，１２ｂの間に案内するためだけに使用されることがわかる。
しかし、［図４］に示す六段圧延機形状においては、各突出部１３はワークロールを曲げるために設計された２つのシリンダー組立体（上側５０および下側５０’）をさらに支持する。
【００５９】
すなわち、この形状ではスタンドは同じバックアップロール３、３’を有するが、四段圧延機形状の各ワークロール２を直径が小さい新しいワークロール２２と中間ロール３２とからなる互いに重なった２本のロールの組立体と交換するためにこれらのバックアップロール３、３’は互いに離されている。
上述のように、圧延機の窓１１および締付け手段１５，１６はバックアップロール３，３’に十分な調整の範囲を与えるような寸法に設計されている。
【００６０】
［図４］に示すように、直径が小さいワークロール２２の各チョック２３は四段圧延機形状におけるワークロール２のチョック２０と同じ幅であり、従って、２つの突出部１３ａ，１３ｂの端１２ａ，１２ｂの間に垂直方向に案内される。さらに、各チョック２３はほぼロール２２軸線の高さに、ラグの形をした側面突出部１３ａ，１３ｂを備え、これらの突出部は突出部１３ａ，１３ｂの案内面１２ａ，１２ｂに形成された溝と係合して、各突出部１３ａ，１３ｂに収容された曲げシリンダー組立体５０と協働し、各曲げシリンダー組立体は一対の対向するシリンダー（正の曲げシリンダー５５および負の曲げシリンダー５６）からなる。
【００６１】
この六段圧延機形状では、中間ロール３２，３２’のチョック３３，３３’が締付け面に平行な案内面４１，４１’で垂直方向に摺動することができ、これらの案内面は摺動支持部４０，４０’の対向する面に設けられ、各支持部は［図３］に示す四段圧延機形状のところで説明した２組の曲げシリンダー（それぞれ正の曲げシリンダー５１，５１’および負の曲げシリンダー５２，５２’）を支持している。
従って、ワークロール２、２’を曲げるために四段圧延機形状で設けたのと同じシリンダー組立体５，５’を、同一の軸線方向移動手段を有する六段圧延機形状で中間ロール３２，３２’を曲げるために、同一の摺動支持部４０，４０に取り付けて使用する。
【００６２】
従って、本発明では、圧延力を加える手段１５、１６、３、３’だけでなく、圧延力が伝達される条件を調整する手段、例えば曲げ手段５，５’または軸線方向移動手段４０，４０’をそのままに維持したまま形状を変えることができる。
しかし、そのためには、六段圧延機圧延機における上側中間ロール３２のチョック３３のバックアップラグ３４が、四段圧延機形状における直径が大きい上側ワークロール２のチョック２０のバックアップラグ２１とほぼ同じ高さに配置され、かつ、下側ワークロール２および中間ロール２２のための圧延面の反対側でも同様である必要がある。
【００６３】
このために［図３］および［図４］に示す特殊なチョック配置を用いるのが有利である。この配置では、ワークロール２のチョック２０のラグ２１が、圧延面Ｐと反対の方向にロール２の軸線に対してオフセットし、一方で、中間ロール３２では、チョック３３のラグ３４が圧延面Ｐの方向にロール軸線に対してオフセットし、それによって下側ロールは圧延面に関して対称的な配置になっている。しかし、以下で述べるように他の配置も可能である。
【００６４】
例えば、両方の形状において、同一の曲げシリンダー組立体５，５’を備えた同じの摺動支持部４０，４０’をそのまま維持し、かつ、関連するロールを正または負に曲げることと、四段圧延機形状における２つのワークロール２，２’または六段圧延機圧延機における２つの中間ロール３２，３２’のいずれかを互いに反対の方向へ軸線方向移動させることを同時に行うことができる。
同一のバックアップロール３、３’を用いるため、これらのロールの高さを調整する手段はワークロールおよび中間ロールに必要な空間に適合していなければならず、この空間は六段圧延機形状よりも四段圧延機形状のほうが大きい。ロール力シリンダー１５および上側バックアップロール３の高さを調整するための調整ネジ１６は十分なストロークがあればよく、それに応じて窓１１の寸法を決めるだけでよい。
【００６５】
以上のような配置によって、同一のバックアップロール３、３’、 同一の締付け力を加える手段１５、１６および曲げシリンダーと軸線方向ロール移動制御手段とを備えた同一の液圧ブロック４ａ、４ｂを用いて、スタンドを四段圧延機から六段圧延機モードへ、またその逆へ切り換えることができる。
【００６６】
両方の形状で支持部４０，４０’が同じで且つロール軸線に平行な方向に摺動可能に取り付けられているので、公知の形式のロール取り換え装置によって圧延機の形状を変えることができる。このロール取り換え装置は１つのワークロール組立体をロール軸線に平行に移動させて取り出し、これを他のロールと取り換える。実際に、［図４］に示す配置では、直径が小さい各ワークロール２２とそれと組み合わされる中間ロール３２とがそれらのチョックと一緒にカセット型ユニットを構成し、このカセット型ユニットはスタンドから取り出したり、スタンドに差し込めるように軸線方向に移動可能であり、また、軸線方向に摺動する支持部４０ａ，４０ｂによって支持されている。従って、四段圧延機モードにおける２つのワークロール２，２’でも、六段圧延機モードにおける２つの上側および下側のワークロール２２、２２’および中間ロール組立体３２、３２’でも完全なユニットとして取り出すことができる。
【００６７】
このために下記文献に記載の公知の形式のロール取り換え装置使用することができる。
【特許文献１】欧州特許第０６１８０１８号公報「プッシュスルー」型
【特許文献２】米国特許第４，４３５，９７０号明細書「サイドシフター」型
【００６８】
本発明の圧延機において「六段圧延機」モードから「四段圧延機」モードに、またその逆に切り換えるためにこれらの装置を使用できる。前提条件は新しいロールを備えた予備コンパートメント内に、特定のチョックを有する直径が大きいロールを予め取り付け、六段圧延機モードで使用する中間ロールおよびワークロールを取り出し、直径が大きいロールのみを挿入し、それによって、スタンドを四段圧延機形状に換えることである。液圧ロール力装置１５およびパスライン高さ調整システム１６は、バックアップロール３、３’をワークロール２、２’と接触させ、このワークロール２、２’は２つの中間ロール３２、３２’によって補われる直径が小さい重なった２つのワークロールよりも必要とする空間が小さい。
【００６９】
ロール取り換え装置を用いて逆の操作を行うことによって、四段圧延機から六段圧延機モードへ切り換えることができる。
すなわち、厚さの制御および平坦性の修正をするための同じ圧延力付与手段を用いて大きなワークロールを備えた「四段圧延機」モードから小さいワークロールを備えた「六段圧延機」モードへ迅速に切り換えて、例えば圧延製品の硬度の変化に対処することができる。
【００７０】
［図２］は中間スタンドＬ２、Ｌ３を四段圧延機形状のまま維持しながら、第１（Ｌ１）および最後の（Ｌ４）スタンドを六段圧延機形状に換えた後の［図１］に示す設備を一例として示している。
この取り換えられた設備はより広い硬度範囲の鋼、特に、降伏強度が高い、従って第１スタンドで既に硬度が高い自動車鋼板用の新しいグレードを圧延することができる。
従って、本発明ではこの第１スタンドＬ１は通常の鋼に適した四段圧延機形状から六段圧延機形状へ迅速に切り換えるための［図３］および［図４］に示すコンバーチブル型である。そうすることによって１回目のパスで既に高い低減率を実施でき、従って、この種の鋼の用の圧延機を通して最大７０％の厚さ圧下率を得ることができる。
【００７１】
この六段圧延機形状では、液圧ロール力手段１５用の高さ調整範囲およびパスライン調整手段１６を考慮に入れるために、ワークロール直径を３６０ｍｍ〜４８５ｍｍの範囲内で、採用した摩耗範囲および圧延機幅に応じて選択することができる。
この点に関しては、ワークロール直径が小さいと、水平ロールの変位が大きくなり、ストリップの平坦性および圧延スタンドの安定性が損なわれる可能性があることに注目すべきである。このような変位はワークロール支持点が互いに離れた場所にある（すなわち圧延機の幅が大きい）場合により大きくなる。一例としては加工範囲が３６０〜４０５ｍｍの６６’’幅の圧延機と、加工範囲が４２５〜４８５ｍｍの８０’’幅の圧延機とを挙げることができる。
【００７２】
同様に、タンデム圧延機１の出口におけるストリップ製品は最大硬度を有するので、［図２］に示す実施例のように最後のスタンドＬ４で直径がより小さいワークロールを使用するのが有利であることがわかっている。従って、最後のスタンドＬ４もコンバーチブルであるほうが良い。そうすることによって降伏強度が極度に高い鋼、特に「ＴＲＩＰ」鋼を生産するための六段圧延機形状に換えることができる。
さらに、この広範囲なグレード全体にわたって製品の品質を一定に維持するためには、圧延機に厚さを制御しかつ形状の欠陥を修正する同一の手段、例えば［図３］および［図４］を参照して説明したように、四段圧延機形状における上記のロール曲げおよび軸線方向移動装置等を設けることが特に有利である。
【００７３】
形状の変更が可能なコンバーチブルスタンドへ変更する際の費用は大きなものではなく、この変更のコストは得られる利益によって十分に補償される。
実際に、第１スタンドの形状を変えるたけで生産レンジを拡大でき、生産スケジュールの全ての変化に迅速に対応することができる。
例えば、５３０〜６２０ｍｍのワークロールを用いた通常グレードの鋼に適した［図１］に示す設備で、例えば厚さ低減率の大部分が実施される第１スタンドＬ１において降伏強度が高い鋼を圧延できるようにするために第１スタンドＬ１を３６０〜４８５ｍｍの範囲内で選択された直径を有するワークロールを備えた六段圧延機形状に換えることができる。この場合、通常は厚さ低減率の一部を実施する２つの中間スタンドＬ２およびＬ３は大きなロールを有する「四段圧延機」モードに維持することができる。
【００７４】
しかし、製品の硬度は１つの圧延スタンドからその次の圧延スタンドの間に増大するので、所望の全体低減率を得るためには最後のスタンドＬ４を小さいロールを備えた「六段圧延機」形状に変える必要がある。
圧延スタンドのこの変更は、摩耗したロールの交換でどのみち必要となる高速ロール交換装置によって行われることは理解できよう。
【００７５】
従って、本発明配置によって、機械的および寸法的な製品の任意のデータの変化に極めて柔軟に対応でき、従って、設備の生産レンジを大幅に拡大することができる。
圧延力を加える手段および圧延力が伝達される条件を調整する手段がそのまま維持されるので、製品の最終品質性能、特に厚さの規則性、平坦性および表面の品質を同じに維持しながら、同じ設備で生産データの変化に極めて迅速に対応できる。
【００７６】
一般に、既に述べたように、圧延機の通常の生産レンジを特に硬い鋼グレードまで拡大するためには第１スタンドおよび必要に応じて最後のスタンドの形状を変えればいいだけである。
しかし、技術開発が速くなる結果、鉄鋼メーカーは顧客の広範囲の鋼の特性の要求に迅速に応じなければならない。
例えば、加工硬化中に降伏強度が大きく変化する超高炭素鋼を生産する必要があろう。この場合には、鋼の硬度が１つのスタンドからその次のスタンドの間で増大するが、超高炭素鋼では、中間スタンドで制限されるため、全体の所望厚さ低減率を実施するのが難しい。
【００７７】
この場合、本発明のより有利な実施例で、少なくとも１つの中間スタンドが、特に直径が極めて小さい、例えば１４０〜１６０ｍｍのロールを使用できる形状に変更する手段を備えるのが有利である。
このようなワークロール直径では周知の「Ｚ−ＨＩＧＨ」形状などの側面当接手段が必要である。
従って、［図３］および［図４］に示す上記の型のコンバーチブルスタンドでは、四段圧延機形状の直径がかなり大きい各ワークロール２、２’を、直径が小さいロールと中間ロールと側部当接ロールとを有する「Ｚ−ＨＩＧＨ」型のインサートに交換することができる。
【００７８】
この配置では、インサートフレームに、ワークロール２，２’のバックアップラグとほぼ同じ高さに配置された側部当接部品を取り付けることができ、これらは「Ｚ−ＨＩＧＨ」形状において中間ロールを押す同一の曲げ装置に適合できる。
しかし、その場合には、ロール軸線移動システムを「Ｚ−ＨＩＧＨ」形状で使用することができない。しかも、直径が小さいロールの場合は、六段圧延機形状においてワークロール回転方向と反対の方向に回転する中間ロールをモータ駆動する必要がある。従って、電源および制御装置と組み合わされた駆動モータは、四段圧延機形状におけるワークロールまたは六段圧延機形状における中間ロールを駆動するために全速および全力で両方の回転方向に運転できなければならない。
【００７９】
しかも、六段圧延機形状は各スタンドに直径範囲が大きいワークロールを設けることができるため、多くの場合、ユーザーは全ての用途で基本的な六段圧延機形状を備えた設備のほうを好む。
この課題を解決するために、別の実施例では、圧延機が［図５］〜［図１２］に示す形式の少なくとも１つのコンバーチブルスタンドを有し、このコンバーチブルスタンドは六段圧延機形状（図５）で直径が大きいロールを、八段圧延機形状（図６）では側部当接手段を備えた直径が極めて小さいロールを有することができる。
【００８０】
［図５］は六段圧延機形状をしたコンバーチブルスタンドの中心部分の側面図である。［図４］に示すように、スタンドは圧延面Ｐの各側に互いに重ねられた６本のロール、２本のワークロール２２、２２’、２本の中間ロール３２、３２’および２本のバックアップロール３、３’をそれぞれ備えている。
［図５］〜［図７］にはロール曲げ装置およびロールチョックの変形例を示している。この変形例では締付け面の各側で各チョックがロール軸線を通る水平面の各側で互いに間隔をあけて配置された当接部を有し、これらの当接部は圧延カラムと一体な突出部の上下にそれぞれ配置され、その内部に曲げシリンダーが配置されている。
【００８１】
すなわち、ワークロール２２の各チョック２３は締付け面Ｐ１の各側に２つのラグ２４、２５を有し、これらのラグは液圧ブロック４に固定された部分４２の上下に配置され、チョック２３を横方向に案内するための垂直面４３まで窓の内側に突出している。各突出部４２は少なくとも一対のシリンダー（図示せず）を支持し、このシリンダーはそれぞれロール２２を正に曲げるためのチョック２３の上側ラグ２４および負の曲げのための下側ラグ２５で互いに反対の方向に作用する。
【００８２】
従って、［図３］および［図４］の配置では２本のワークロールチョック２０、２１が各側で圧延面Ｐにセンタリングされた同一の突出部１３ａ、１３ｂによって案内されるのに対して、［図５］および［図６］による変形例の配置ではワークロールチョック２３、２３’が圧延面Ｐの各側に配置された２つの別体の部品４２、４２’によって横向きに案内される。しかし、上記の配置と同様に、中間ロール３２、３２’のチョック３３、３３’は２つの支持部４０、４０’の端に設けられた垂直案内面４１、４１’の間に摺動可能に取り付けられ、これらの支持部４０、４０’もロール軸線に平行な方向で液圧ブロック４ａ、４ｂに摺動可能に取り付けられる。
【００８３】
一方、チョック２３、２３’のための正および負の曲げシリンダーは第２突出部４２、４２’に取り付けられ、［図３］および［図４］の場合とは違って、摺動部４０、４０’には取り付けられていない。
［図５］に示す配置では、直径が大きいワークロール２２を、直径が小さいワークロール６１とそれと組み合わされた中間ロール６２とからなるカセット組立体６に取り換えることができる。２つのロール６１、６２の直径の合計は［図５］に示す六段圧延機形状におけるワークロール２２の直径とほぼ等しく、中間ロール３２、３２’はほぼ同じ高さに維持される。
【００８４】
［図７］に示すように、各カセット６の２つのロール６１、６２はその両端で２つのフレーム７に回転可能に取り付けられ、これらのフレーム７は六段圧延機形状におけるワークロール２２のチョック２３の形状と同様の形状を有し、従って、バックアップラグ７１、７２を有し、これらのバックアップラグ７１、７２のラグ間の垂直距離はワークロールチョック２３のラグ２４、２５の間の距離と等しく、これらのバックアップラグ７１、７２はそれぞれに突出部４２ａ、４２ｂの上下に位置し、この突出部４２ａ、４２ｂの端部４３はチョック状フレーム７の垂直案内面を構成している。
【００８５】
従って、六段圧延機形状の各ワークロール２２をカセット６に取り換えることによって圧延機の形状をいわゆる八段圧延機形状、すなわち同一のバックアップロール３、３’と同一の第１中間ロール３２、３２’とを用い、かつ、圧延面Ｐの各側に直径が小さいワークロール６１、６１’とそれと組み合わされる第２中間ロール６２、６２’とを有する形状に変えることができる。
八段圧延機形状の各カセット６のフレーム７は六段圧延機形状のワークロール２２のチョック２３と同じ形状であるので、ロール軸線に平行なロール移動による高速交換システムを使用でき、それによって、チョック２３またはフレーム７がロール軸受２６、７３を介して、突出部４２ａ、４２ｂに取り付けられたレール４６に当接する。
【００８６】
［図５］に示すように、圧延面上では、ロール軸線２６が上側チョック２２の上側ラグ２４または八段圧延機インサートのフレーム７の７１に取り付けられる。圧延面Ｐの下側では、ロール軸受２６、７３’がチョック２２の下側ラグ２４’またはフレーム７’の７１’に固定されている。
突出部４２、４２’は形状変更中に定位置に維持される曲げシリンダー組立体を支持し、六段圧延機形状ではワークロール２２、２２’に、八段圧延機形状では第２中間ロール６２、６２’に正または負の作用を加える。
【００８７】
［図１０］および［図１１］は小さい直径のワークロール６１と第２中間ロール６２とからなる八段圧延機インサートを示している。
第２中間ロール６２は各側にフレーム７に固定された外側ケージを有する軸受７４で支持されたネックを有する。このフレーム７はロール６２のチョックの役目をする。
一方、それと組み合わされたワークロール６１は各側で軸線方向スラスト軸受７５に単に回転自在に取り付けられている。しかし、この軸受は横方向に遊びを残した状態でフレーム７の内面に固定された保持装置７６内に取り付けられ、さらに、［図１１］に示すように摩耗に起因する全てのロール直径の変化を補償するために、第２中間ロール６２にワークロール６１を常に押圧するバネ装置７７を有する。
【００８８】
上記配置では、六段圧延機形状と八段圧延機形状の両方で、突出部４２、４２’内に収容された同一の曲げ手段と、軸線方向位置が支持部４０，４０’によって両方の形状で調整可能な同一の第１中間ロール３２とを維持できることは理解できよう。
八段圧延機形状では、第１中間ロールは直径が小さいワークロールと同じ方向に回転する。従って、六段圧延機形状では直径が小さいワークロールに、八段圧延機形状では第１中間ロールに、スピンドルを介して駆動トルクが加えられるので、両方向に回転するモータを使用する必要がない。
【００８９】
従って、本発明の配置は直径範囲が大きい、例えば４９５〜５１５ｍｍのワークロールを備えた六段圧延機形状を、１４０／１６０ｍｍ範囲の直径が小さいロールとそれと組み合わされた３３０／３５５ｍｍ範囲の中間ロール６２とを有する八段圧延機形状に迅速に換えることができる。
しかし、このような直径が小さいワークロールは回転中に曲がる危険があるので、これらのロールは［図６］の実施例に示すＸ配置に従って側面支持ロールと組み合わせるのが好ましい。
【００９０】
すなわち、直径が小さい各ワークロール（上側６１および下側６１’）は、支持フレーム８１にそれぞれ取り付けられた２つのロール組立体８ａ，８ｂによって横から保持され、この支持フレーム８１はそれに対応する圧延機カラムの取付け部に固定されたガイド８２上で、圧延面Ｐに対して傾いた方向に沿って摺動できる。この支持部８１の摺動はシリンダー８３で操作される。
［図５］に示す六段圧延機形状でスタンドの中心に空間を空けるために、各ロール組立体８は支持フレーム８１と一緒に容易に取り外せるのが好ましい。４つの側路８２およびシリンダー８３のみがスタンドのカラム１０に固定されている。
【００９１】
従って、［図５］の六段圧延機形状から［図６］の八段圧延機形状に切り換えるためにすべきことは、バックアップロール８を支持するフレーム８を側路８２に再び取り付け、これらを［図６］に示すようにシリンダーロッドに固定することだけである。
４本のロール組立体８の取り外しは［図７］および［図８］に示す方法で行うことができる。
【００９２】
八段圧延機形状を六段圧延機形状に換える必要があるときは、ローラ組立体８をスライド８２の内側へ後退させ、［図７］に示すように圧延機の中心部分全体を空け、スタンドから支持フレーム７と一緒にインサート６を取り出し、これらをレール４６、４６’上で走行するチョック２３、２３’に支持された２つの直径が大きいワークロール２２、２２’と取り換える。これによって［図５］に示す六段圧延機形状に戻すことができる。
一つまたは複数の側面バックアップ組立体８、８’もメンテナンスまたは交換の際に、スタンドから容易に取り外すことができる。このためには、ワークロールまたはインサートを取り出した後、スタンドの中心部分にロール交換支持部８５を導入する。この際、この支持部８５はロール軸受を介して上側レール４６に当接し且つ十字形８６の２つの直交する壁を支持し、この十字形は４分円（quadrant）を限定し、これらの４分円の中に４つのロール組立体８をシリンダー８３で押して導入することができる。次いで、ロール支持フレーム８１がシリンダーから分離し、ロール交換支持部８５を軸線方向移動によってスタンドから取り外し、４本のロール組立体８、８’を取り去ることができる。
【００９３】
既に述べたように、圧延機の生産レンジを加工硬化中に降伏強度が大きく変化する超高炭素鋼まで拡大しなければならない場合でも、六段圧延機形状を直径が小さいロールを有する八段圧延機形状に迅速に取り換えることができるような配置を有するタンデム圧延機の中間スタンドを提供するのが特に有利である。小さいロールを有する八段圧延機形状に切り換えることによって、上記のような鋼グレードをタンデム圧延機で圧延するときに通常起こる力の制限を回避することができる。
本発明は上記の実施例の詳細に限定されるものではなく、本発明の保護の範囲を逸脱しない限り、代替の解決策を考えることができることは理解できよう。
【００９４】
ワークロールのラグまたは中間ロールのチョックがほぼ同じ高さに配置されている限り、本発明は任意の形状で定位置に維持可能な他の曲げの型または手段に適用できる。図示した２つの形式チョックは単なる例である。
軸線方向にロールを移動する場合は、曲げ手段も同時に移動させるためにこの曲げ手段も液圧ブロックの固定部分に収容できるのがより好ましい。そのとき、圧力値をスタンドのカラムに対するチョックの中心面位置に合わせて調整する。
【００９５】
同様に、ロール軸線方向移動装置を「ＣＶＣ」型のカーブしたプロフィルのワークロールと組み合せて使用したり、公知のように圧延されたストリップでのエッジドロップ制御のためにロール本体の一部を切削加工したワークロールと組み合わせて使用することもできる。
本発明で、コンバーチブルスタンドの平坦性制御能力を特にタンデム圧延機の最後のスタンドＬ４を設けることで高める場合、例えば下記文献に記載の形式の変形可能なスリーブを使用することもできる。
【特許文献３】欧州特許出願第０，２４８，７３８号公報
【００９６】
また、［図５］および［図６］に示すように側面当接手段と組み合わされた直径が小さいロールを使用するときは、側面当接手段を摺動させることができるシリンダーを圧延面から離すのが好ましい。そのためには［図９］に示す配置を用いるのが有利である。
［図９］に示す配置では、ロール組立体８を摺動させる各シリンダー８３が圧延面から離れた場所にある軸線を中心として回動するようにカラム１０に枢着されている。このシリンダー８３はクランクレバー８７を回転駆動する。このクランクレバー８７は両端がバックアップロール８に関節接合された連結ロッド８８を介してバックアップロール８を支持するフレーム８１に連結されている。
【００９７】
以上、本発明を自動車鋼板の生産の場合について説明したが、本発明は設備の生産レンジを広げることが有利となるその他の製品、例えばアルミニウムにも適用できる。
請求の範囲に記載した参照符号は技術的特徴の理解を助けるためもので、本発明の範囲をなんら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】４つの圧延スタンドからなる本発明設備の四段圧延機の形状での概念的部分側面図。
【図２】上記の本発明設備の第１スタンドと最後のスタンドを変えた後の概念的側面図。
【図３】本発明の圧延スタンドの四段圧延機形状での概念的側面図。
【図４】上記圧延スタンドを六段圧延機形状に変えた後の圧延スタンド中心部分の概念的拡大図。
【図５】六段圧延機形状にある、コンバーチブルスタンドの別の実施例の側面図。
【図６】側面当接手段を用いて八段圧延機スタンドに変えた後の［図５］の圧延スタンドの中心部分の側面図。
【図７】カセット取り換え位置にある［図６］の八段圧延機スタンドの図。
【図８】側面当接手段取り換え位置にある［図６］の八段圧延機スタンドの図。
【図９】側面当接装置の別の実施例の部分側面。
【図１０】［図８］の八段圧延機形状のためのカセットの端部を一部破断して示した平面図。
【図１１】［図９］のＩ，Ｉ線による断面図。
【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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【国際調査報告】
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