(57)【要約】異なった直径を有するワークロール（１，２）によって特徴付けられている公知のロールスタンドを、使用能力がほぼ普遍的である場合に、十分に応力のない、また特に波のない所望のストリッププロフィルキャンバを有するストリップを得られるように改善するために、本発明によれば、バックアップロール（３，４）及びワークロール（１，２）が、ロールスタンド（１０，１１）内で軸方向に摺動可能に配設されていること、ワークロール（１，２）の少なくとも１つが、圧延ストリップ（６）の走出方向（７）に調節可能に構成されていること、そして、バックアップロール（３，４）及びワークロール（１，２）が、本質的に全ロール胴長にわたって延在する湾曲した輪郭（少なくとも２次の多項式によって確定されているＣＶＣ研磨面（連続可変クラウン））を備えており、この輪郭が、互いに相対的に１８０°だけオフセットされて配設されており、それぞれ、ワークロール（１，２）の両方のロール胴輪郭がロール間隙の輪郭を対称にするために相補的に補完されるように形成されていること、が提案される。
2004516945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のストリッププロフィルキャンバを有する平坦な圧延ストリップ（６）を製造するためのロールスタンドであって、このロールスタンドが、少なくとも１つのバックアップロール（３，４）に支持されたワークロール（１，２）を有し、その際、ワークロール（１，２）が異なった直径を備え、太い方のワークロール（２）が駆動機構（５）と接続されており、細い方のワークロール（１）が「ドラグロール」として従動回転するロールスタンドにおいて、
バックアップロール（３，４）及びワークロール（１，２）が、ロールスタンド（１０，１１）内で軸方向に摺動可能に配設されていること、
ワークロール（１，２）の少なくとも１つが、圧延ストリップ（６）の走出方向（７）に調節可能に構成されていること、そして、
バックアップロール（３，４）及びワークロール（１，２）が、本質的に全ロール胴長にわたって延在する湾曲した輪郭（少なくとも２次の多項式によって確定されているＣＶＣ研磨面（連続可変クラウン））を備えており、この輪郭が、互いに相対的に１８０°だけオフセットされて配設されており、それぞれ、ワークロール（１，２）の両方のロール胴輪郭がロール間隙の輪郭を対称にするために相補的に補完されるように形成されていること、
を特徴とするロールスタンド。
【請求項２】
異なった曲げ特性及び扁平化特性を相殺するために、ワークロール（１，２）が、互いに異なった輪郭（異なったＣＶＣ研磨面）で形成されており、その際、輪郭の計算をするために、３次又はそれより高い次数の多項式、例えば５次の多項式が使用されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のロールスタンド。
【請求項３】
ワークロール（１，２）のロールオフセット（８）が、走出方向（７）に連続的に調節可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のロールスタンド。
【請求項４】
ロールオフセット（８）の大きさが、特に圧延ストリップ（６）の走入及び走出厚さ、圧延ストリップの材料強度、及び現在のワークロール（１，２）の直径の組合せに依存して制御されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のロールスタンド。
【請求項５】
ワークロール（１，２）のそれぞれ並びにその側部のそれぞれに対し、そのスライド位置に依存してそれぞれ異なったワークロール曲げ力が調節可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のロールスタンド。
【請求項６】
細い方のワークロール（１）だけが、バックアップロール（３）によって支持されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のロールスタンド。
【請求項７】
細い方のワークロール（１）が、遮断可能及び／又は連結解除可能な補助駆動機構と接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のロールスタンド。
【請求項８】
ワークロール（１，２）が、その摩耗特性が互いに違う異なった材料から、及び／又は粉末冶金による方法、例えばＨＩＰ方法（ホットアイソスタティックプレス）による非常に耐摩耗性の高い材料から製造されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のロールスタンド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、所望のストリッププロフィルキャンバを有する平坦な圧延ストリップを製造するためのロールスタンドであって、このロールスタンドが、少なくとも１つのバックアップロールに支持されたワークロールを有し、その際、ワークロールが異なった直径を備え、太い方のワークロールが駆動機構と接続されており、細い方のワークロールが「ドラグロール」として従動回転するロールスタンドに関する。
【０００２】
ワークロールが異なった直径を有するロールスタンドが公知である。そして、米国特許第２，１３９，８７２号明細書には、できるだけ効果的な圧延ストリップのリダクションを圧延の間に得るために、バックアップロールに支持された異なった直径を有する２つのワークロールが配設されているロールスタンドが記載されている。この場合、大きい方のワークロールだけを駆動すること、そして小さい方のワークロールをドラグロールとして従動回転させることが有利であると分かった。この様式の公知のロールスタンドは、圧延力及び駆動出力の低減する目的で、並びに特に高炭素鋼におけるエッジドロップを僅かにする目的で、圧延ラインの後の方のスタンドで使用されることが有利である。
【０００３】
ストリップ材料を熱間圧延する際、圧延プログラム内では、ワークロールの熱的クラウニング及び磨耗並びにその弾性変形が、比較的大きな変化の支配下にある。調整成分による校正を行なわないと、圧延材料の装入が益々連続することによって、ストリップの輪郭が変化する。この効果は、スタンドからスタンドもしくはカリバからカリバで異なる。これにより、ストリップの輪郭以外に所定の熱間ストリップの平面度も、また将来は、冷間ストリップの平面度も変化する。
【０００４】
本発明の課題は、その異なったワークロール直径を有する公知のロールスタンドを、更に、高品質のストリップが得られ、このスタンドが普遍的に使用可能であるように変更することである。
【０００５】
この課題は、請求項１を特徴付ける特徴を有する上記様式のロールスタンドにおいては、
バックアップロール及びワークロールが、ロールスタンド内で軸方向に摺動可能に配設されていること、
ワークロールの少なくとも１つが、走出方向に調節可能に構成されていること、そして、
バックアップロール及びワークロールが、本質的に全ロール胴長にわたって延在する湾曲した輪郭（少なくとも２次の多項式によって確定されているＣＶＣ研磨面（連続可変クラウン））を備えており、この輪郭が、互いに相対的に１８０°だけオフセットされて配設されており、それぞれ、ワークロールの両方のロール胴輪郭がロール間隙の輪郭を対称にするために相補的に補完されるように形成されていること、
によって解決される。
【０００６】
本発明により、異なった大きさの公知のワークロールに、ＣＶＣ研磨面（特に独国特許第３７  １２０  ４３号明細書から公知であり、その際、ＣＶＣ研磨面もしくはロール輪郭が２次又はそれより高い次数の多項式に従う）を備えさせること、並びにワークロール及びバックアップロールを軸方向にも走出方向にも摺動可能に配設することを組み合わせることによって、公知のロールスタンドにおけるのとは違って普遍的に使用することができ、かつ高い平面度及び所望のストリッププロフィルキャンバを有する圧延ストリップを生じさせる全く新しいロールスタンドコンセプトが得られる。
【０００７】
ワークロールのＣＶＣ研磨面のためのプロフィル調整成分としては、研磨面を、３次又はそれより高い次数の、例えばまた５次の多項式により計算し、相応に実施することが、このロールスタンドにおいては有利である。
５次の多項式の一般式は、
Ｒ（ｘ）＝ａ５・ｘ５＋ａ４・ｘ４＋ａ３・ｘ３＋ａ２・ｘ２＋ａ１・ｘ＋ａ０
である。ここで、例えば１９００ｍｍの長さのロールに対しては、以下のパラメータを有し、しかも、
ロール縁部における座標系Ｒ（ｘ）に対しては、
ａ０ ＝  ０．３４９７１２・１０３   ｍｍ（ワークロールの半径）
ａ１ ＝  ０．７３３１９９・１０−３
ａ２ ＝  ０．１９８０３８・１０−３  ｍｍ−１
ａ３ ＝−０．５３６１８０・１０−３  ｍｍ−２
ａ４ ＝  ０．３６８４４２・１０−１１ ｍｍ−３
ａ５ ＝−０．７７５６６８・１０−１５ ｍｍ−４
ロール中心における座標系Ｒ（ｘ）に対しては、
ａ０ ＝  ０．３５００００・１０３   ｍｍ（ワークロールの半径）
ａ１ ＝−０．５４４３７５・１０−３
ａ２ ＝  ０．００００００          ｍｍ−１
ａ３ ＝  ０．１６３８６０・１０−８  ｍｍ−２
ａ４ ＝−０．５９０２５０・１０−２８ ｍｍ−３
ａ５ ＝−０．７７５６６８・１０−１５ ｍｍ−４
を有する。
【０００８】
ワークロール直径が異なっているので、ワークロールは、異なった曲げ特性及び平坦化特性も有する。特にバックアップロールとワークロールとの間の効果は異なっている。これは、特に、細い方のワークロールだけがバックアップロールによって支持される３ロールスタンドにとって当て嵌まる。何故なら、太い方のワークロールの場合は、いかなる支持装置もないからである。従って、この効果を補整するために、ワークロールの輪郭は、本発明によれば異なって形成される。その際、必要な輪郭の計算は、負荷の下で対称なロール間隙を生じさせるという目的で、オフラインで行なわれる。
【０００９】
新しいロールスタンドコンセプトは、特に、この様式の３ロールスタンドにおいて応用可能である。これらのスタンドは、有効に、例えばそれほど高くない負荷に対しても、また前の方のスタンドに対しても使用することができる。この３ロールスタンドにおいても、太い方のワークロールだけが駆動され、細い方のワークロールは、ドラグロールとして従動回転する。この場合、太い方のワークロールは、高いモーメントを伝達することができ、その際、同時にバックアップロールとして役立つワークロールとして機能する。ここで、独立したバックアップロールによって支持される他の比較的細いワークロールとの組合せは、統制可能な圧延力を生じさせる。
【００１０】
与えられた限界条件によって、異なった直径を有するワークロールを使用する際、特に反り（ストリップ前縁部の上方への曲がり）を有する厚いストリップを圧延する際に計算できるので、この反りを回避する目的で、本発明によればワークロールの１つが、走出方向に変位可能に配設されている。このロールのオフセットの調節は、特に、圧延ストリップの走入及び走出厚さ、材料強度、現在のワークロールの直径の組合せ等に依存して制御される。
【００１１】
駆動されない細い方のワークロールを包含し、予緊張されていないロールスタンド（ロール間隙は、イニシャルパスの前でほぼストリップ走入厚さに相当する）では、駆動されないワークロールに、イニシャルパスの後に連結解除及び／又は遮断される補助駆動機構を備えさせることも有利である。この措置により、圧延の間、前のほうのスタンドでしばしば生じる振動（ワークロールの相互振動）は回避される。何故なら、その際、圧延の間はワークロールが駆動機構によって連結解除されているからである。この補助駆動機構によれば、付加的に場合によっては必要な圧延中断時のワークロールの軸方向の摺動も可能となることが有利である。
【００１２】
異なったワークロール直径により得られる限界条件を補整するために、更に本発明によれば、ワークロールのそれぞれ並びにその側部のそれぞれに対し、それぞれのスライド位置に依存して異なったワークロール曲げ力を調節することが可能である。更に、細いワークロールのそのバックアップロールとの間の高い面圧に対処するために、これらのロールを相応に延長するように構成することができる。
【００１３】
その異なった直径に基づいたワークロールの異なった磨耗に対処するために、ワークロールは、その磨耗特性が異なった材料から、又は例えば粉末冶金による方法、特にＨＩＰ方法（ホットアイソスタティックプレス）による非常に耐磨耗性の高い材料から製造されている。「鋼」（１９９８年）からの別冊の第６冊の３８〜４０ページに記載されているようなＨＩＰ方法では、処理すべき材料が、特別なオートクレーブ（ＨＩＰ設備）において、圧力が全面に作用する場合（２００Ｍｐａまで）及び温度が高い場合（材料に応じて２０００°Ｃまで）、その流動限界を超えて加熱され、同時に圧縮される。
【００１４】
本発明の更なる詳細を、以下に、概略的な指図に図示した実施例により詳細に説明する。
【００１５】
図１には、２つのワークロール１，２を有する４ロールスタンド１０が図示されており、これらのワークロールは、バックアップロール３，４に支持される。圧延ストリップ６の下には、大きい方の直径を有するワークロール２が、また圧延ストリップ６の上には、小さい方の直径を有するワークロール１が配設されている。大きい方のワークロール２は、駆動機構５を備えており、一方、細い方のワークロール１は、いかなる駆動機構も備えておらず、圧延ストリップ６との接触によって「ドラグロール」として従動回転する。細い方のワークロール１は、矢印９に水平に摺動可能に配設されており、図示した実施例にあっては、圧延ストリップ６の走出方向７にその最初の位置に対する値８だけオフセットされている。
【００１６】
付設されたそのバックアップロール３，４を有するワークロール１，２の表面の輪郭は、本発明によれば、少なくとも２次の多項式により計算されたＣＶＣ研磨面によって製造されている（図示したロールスタンド１０の側面図にあっては、このＣＶＣ研磨面は見えない）。上のワークロール１は、例えば４００ｍｍの直径を、また下のワークロール２は、６００ｍｍの直径を有し、一方、バックアップロール３，４は、それぞれ１３５０ｍｍの直径を備えることができる。
【００１７】
図２には、３ロールスタンド１１が図示されており、この３ロールスタンドにおいては、上の細い方のワークロール１しかバックアップロール３に支持されない。これに対して、駆動される太い方のワークロール２は、高いモーメントを伝達でき、従ってこのワークロール２が同時にバックアップロールとしても役立つような大きさに、その直径が選択されている。この図２の例でも、細い方のワークロール１は、値８だけ走出方向７にその最初の位置からオフセットされて配設されている。この場合、上のワークロール１は、例えば６００ｍｍの直径を有し、上のバックアップロール３は、１４００〜１６００ｍｍの直径を有することができる。ここでは同時にバックアップロールとして使用されている下のワークロール２の直径は、例えば１４００ｍｍとすることができる。
【００１８】
図１及び２に示された例は、２つのロールスタンドでの本発明の応用を示す。当然、本発明は、これらの例とは異なった数のロールを有する他のロールスタンドにも、例えば中間ロールを有するロールスタンドにも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
４ロールスタンドを概略的な側面図に示す。
【図２】
３ロールスタンドを概略的な側面図に示す。
【符号の説明】
１      ワークロール
２      ワークロール
３      バックアップロール
４      バックアップロール
５      ワークロールの駆動機構
６      被圧延材
７      走出方向
８      ロールオフセット
９      摺動方向
１０    ４ロールスタンド
１１    ３ロールスタンド
【国際公開パンフレット】
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2004516945.tif 000004
2004516945.tif 000005
2004516945.tif 000006
2004516945.tif 000007
2004516945.tif 000008
2004516945.tif 000009
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2004516945.tif 000011
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2004516945.tif 000013
2004516945.tif 000014
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【国際調査報告】
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