(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上水平ロールに同期して上下動するバランスビームに設けられた架台と、
該架台上に前記上水平ロールの軸方向に沿って設けられた水平移動レールと、
該水平移動レールに沿って、それぞれ対向して進退可能に設けられた第１、第２のロール幅方向位置調整手段と、
該第１、第２のロール幅方向位置調整手段に設けられ、それぞれ同期して上下動可能に設けられた第１、第２のロール高さ位置調整手段と、
該第１、第２のロール高さ位置調整手段に取付けられ、前記上水平ロールの両側面にそれぞれ冷却水を噴出可能な多数のノズルを備えた第１、第２のフランジ冷却用配管と、
該第１、第２のフランジ冷却用配管の少なくとも一方に設けられ、前記上水平ロールの周面に冷却水を噴出可能な多数のノズルを備えたウェブ冷却用配管とを有し、
前記上水平ロールの圧下時の上下動に追随して移動可能に設けられたことを特徴とするユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置において、前記第１、第２のフランジ冷却用配管は、前記第１、第２のロール高さ位置調整手段の内部に形成された冷却水送通路に接続されたことを特徴とするユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水平ロールを交換したときに、交換後の上水平ロールの寸法に合わせて冷却ノズルのロール幅及びロール高さ方向を変更し、調整を容易にするユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユニバーサル圧延機は、例えば、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、インバートの圧延に使用され、ウェブを上下から圧下する上下の水平ロールと、フランジを左右から圧下する竪ロールを備えている。上下の水平ロールは、圧延材の厚みに対応して上下動可能に構成されている。
圧延時の圧延材は、例えば、９５０〜１０５０度の高温で圧下されるため、水平ロール及び竪ロールも加熱され昇温する。昇温が続くとロールの摩耗やクラックが発生するため、冷却装置によってロールに冷却水をかけ、昇温を防止する手段がとられている。
【０００３】
例えば、実開昭５５−９２４０５号公報に開示されたユニバーサル圧延機用水平ロール冷却装置は、水平ロールの外周面に沿って固定配管を配設し、該固定配管に、両水平ロール外周面に向けてそれぞれ冷却水を吹き付けるロール外周面冷却用ノズルを多数突設し、上記両水平ロールの軸心に沿ってガイド体を配設し、該ガイド体に案内されて両水平ロールの軸心に沿って移動自在なロール側面冷却用ノズルを設け、該ロール側面冷却用ノズルと前記固定配管とをフレキシブルホースにより連通させたことを特徴とする。
かかる構成によって、ロール幅が変更されてもロール側面を適正に冷却することができると記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のユニバーサル圧延機用水平ロール冷却装置は、軸方向のみに移動可能なので、水平ロールを軸方向に移動させて交換するときには、ロール側面冷却用ノズルとガイド体も取外す必要があった。そして、新設するロールを取付けた後にロール幅に合わせて人力でセットする必要があった。
また、ロール外周面冷却用ノズルは固定配管に設けられているので、ロールの高さが変更されてもノズル位置は変化せず、また、圧下時の圧延材の厚みの変化にも追従できなかった。さらに、ウェブ幅に合わせた調整もできず、ロールを効率よく冷却することができなかった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ロール高さ及びロール幅方向の調節ができ、圧下時のロール高さの変動に追随し、ロール交換時に邪魔にならないユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置は、上水平ロールに同期して上下動するバランスビームに設けられた架台と、該架台上に前記上水平ロールの軸方向に沿って設けられた水平移動レールと、該水平移動レールに沿って、それぞれ対向して進退可能に設けられた第１、第２のロール幅方向位置調整手段と、該第１、第２のロール幅方向位置調整手段に設けられ、それぞれ同期して上下動可能に設けられた第１、第２のロール高さ位置調整手段と、該第１、第２のロール高さ位置調整手段に取付けられ、前記上水平ロールの両側面にそれぞれ冷却水を噴出可能な多数のノズルを備えた第１、第２のフランジ冷却用配管と、該第１、第２のフランジ冷却用配管の少なくとも一方に設けられ、前記上水平ロールの周面に冷却水を噴出可能な多数のノズルを備えたウェブ冷却用配管とを有し、前記上水平ロールの圧下時の上下動に追随して移動可能に設けられた。
【０００６】
ここで、第１、第２のロール幅方向位置調整手段には、例えば、それぞれにラックを形成しておき、各ラックを中央に設けたピニオンに噛合させることによって構成することができる。また、第１、第２のロール高さ位置調整手段には、例えば、液圧ジャッキを使用することができる。
上水平ロール冷却装置は、上水平ロールに同期して上下動するバランスビームに設けられているので、上水平ロールの圧下時の上下動に追随して移動でき、冷却水をかける位置と寸法を変えずに、上水平ロールを最小水量で効率よく冷却することができる。従って、上水平ロールの冷却水量を増すことによって冷却能力が上がるが、冷却水が圧延中のウェブ上に残り、冷却不均一を起こすという問題を解決することができる。
第１、第２のフランジ冷却用配管及びウェブ冷却用配管は、第１、第２のロール幅方向位置調整手段及び第１、第２のロール高さ位置調整手段によって幅方向と高さ方向に移動できるので、組替え後の上水平ロールの幅及び高さに合わせてノズル位置を調整できる。また、組替え時には、上水平ロールの径方向外側に退避させることができるので、ロール組替えのために上水平ロール冷却装置をハウジングから取外す必要がない。
本発明に係るユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置において、前記第１、第２のフランジ冷却用配管を、前記第１、第２のロール高さ位置調整手段の内部に形成された冷却水送通路に接続することも可能である。
例えば、第１、第２のロール高さ位置調整手段に液圧シリンダを使用した場合には、中空ロッドを使用して、その内部に形成された冷却水送通路に冷却水を送通させることによって液圧シリンダの昇温を防止し、装置の信頼性を増すことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係るユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置１０が取付けられたユニバーサル圧延機１１の構成について説明する。
ユニバーサル圧延機１１は、左右１対の門型のハウジング１２、１３を油圧シリンダ１４、１４ａ付きのタイロッド１５、１５ａで連結し、ハウジング１２、１３間の幅を調整可能にしている。
ハウジング１２、１３の上部には、圧下バランスシリンダ２４、２５を介してバランスビーム２６が吊下されている。バランスビーム２６の両端部には、上ロールチョック２０、２１の端部がそれぞれ掛止している。
また、ハウジング１２、１３の上部には、圧下シリンダ１８、１９が、上ロールチョック２０、２１をそれぞれ下方に圧下可能に設けられている。
上ロールチョック２０、２１には、上ロール軸２２を介して上水平ロール２３が回転可能に取付けられている。なお、駆動装置は図示していない。
【０００８】
圧下バランスシリンダ２４、２５は、バランスビーム２６、及び上ロールチョック２０、２１を介して上方に向けて上水平ロール２３の重量を支えている。
ユニバーサル圧延機１１の運転時には、圧下シリンダ１８、１９は被圧延材２８のウェブ２９を圧下する大きな力を発生する。このとき、上ロールチョック２０、２１は、圧下バランスシリンダ２４、２５の力に抗してバランスビーム２６を押し下げ、圧下シリンダ１８、１９の力が小さくなると、圧下バランスシリンダ２４、２５の力によってバランスビーム２６と共に上方に引き上げられる。従って、バランスビーム２６は、上水平ロール２３に同期して上下動することになる。また、バランスビーム２６に設けられた上水平ロール冷却装置１０も、上水平ロール２３の圧下時の上下動に追随して移動可能に構成されている。
【０００９】
上水平ロール２３の下方には、被圧延材２８のウェブ２９を挟んで下水平ロール３０が設けられている。下水平ロール３０は、下ロール軸３１を介して下ロールチョック３２、３３に取付けられ、下ロールチョック３２、３３は、ハウジング１２、１３の下部に設けられた圧上シリンダ３４、３４ａによって圧上可能に構成されている。
被圧延材２８の左右のフランジ３５、３６の側方には、竪ロール３７、３８がフランジ３５、３６をそれぞれ押圧可能に設けられている。なお、駆動部は図示していない。
次に、図１〜図３を参照して、ユニバーサル圧延機１１に取付けられた上水平ロール冷却装置１０について詳しく説明する。
【００１０】
上水平ロール冷却装置１０は、バランスビーム２６の上部に設けられた架台４０と、架台４０上に設けられた水平移動レール４１〜４４を有している。水平移動レール４１〜４４は、上水平ロール２３の軸方向に沿ってそれぞれ平行に設けられている。
架台４０の水平移動レール４１と水平移動レール４２の間には、水平移動レール４１の方向に沿った長孔４５、４６が形成され、水平移動レール４３と水平移動レール４４の間にも同様に長孔４７、４８が形成されている。
上水平ロール冷却装置１０の上部には、水平移動レール４１〜４４に沿って、それぞれ対向して進退可能な第１、第２のロール幅方向位置調整手段４９、５０が設けられ、第１、第２のロール幅方向位置調整手段４９、５０には、それぞれ同期して上下動可能に設けられた第１、第２のロール高さ位置調整手段５１、５２が設けられている。第１のロール高さ位置調整手段５１は、水平移動レール４１と水平移動レール４２の一方側の間に設けられた両軸中空シリンダ５３と、水平移動レール４３と水平移動レール４４の一方側の間に設けられた両軸中空シリンダ５４と、両軸中空シリンダ５３、５４の中間位置に設けられ、両軸中空シリンダ５４の昇降ロッド５６の上端に連結されて、昇降ロッド５６の高さ方向の位置を検出する昇降位置センサ５５とを有している。なお、両軸中空シリンダ５３、５４の各昇降ロッド５６の下部は、架台４０の長孔４５、４７を貫通して下方に突出している。
各両軸中空シリンダ５３、５４は、図示しない油圧源に接続され、各昇降ロッド５６を同期して昇降させることができる。また、昇降ロッド５６の上下位置は、昇降位置センサ５５によって確認することができる。
なお、第２のロール高さ位置調整手段５２は、水平移動レール４１と水平移動レール４２の他方側の間に設けられた両軸中空シリンダ５４と、水平移動レール４３と水平移動レール４４の他方側の間に設けられた両軸中空シリンダ５３と、昇降位置センサ５５とを有し、第１のロール高さ位置調整手段５１と同様の構成となっている。
【００１１】
また、第１のロール幅方向位置調整手段４９は、両軸中空シリンダ５３、５４の上部を連結して、その中間に昇降位置センサ５５を支持する連結部材５７と、両軸中空シリンダ５３、５４の下端フランジ５８、５９に連結され、両軸中空シリンダ５３、５４を支持してそれぞれ水平移動レール４１、４３、４４に載置するブラケット６０とを有している。また、両軸中空シリンダ５３を水平移動レール４２に載置させるブラケット６１は、水平移動レール４２の中央付近まで延設され、その水平移動レール４３側の面にはラック６２が形成されている。
第２のロール幅方向位置調整手段５０の構成は、第１のロール幅方向位置調整手段４９と同じであるので、説明は省略する。
第１のロール幅方向位置調整手段４９のブラケット６１に対向配置された第２の幅方向位置調整手段５０の両軸中空シリンダ５３のブラケット６３ａは、水平移動レール４３の他端部から中央付近まで延設され、水平移動レール４２側の面にはラック６３が形成されており、ラック６２とラック６３の間には、それぞれのラック６２、６３に噛合するピニオン６４が設けられている。また、ピニオン６４の下部には、ピニオン６４を回転させる油圧モータ６５が設けられ、ピニオン６４の上部には、回転位置検出装置６６が設けられている。
【００１２】
油圧モータ６５を作動させることによって、ラック６２、６３をそれぞれ逆方向に実質的に等距離だけ移動させることができる。必要な移動距離がわかっている場合には、予め定められているピニオン６４のピッチ円径を利用して移動距離に対応するピニオン６４の回転角度を算出し、算出された回転角度だけ油圧モータ６５を回転させ、回転位置検出装置６６で現在位置を確認しながら所定の距離だけ正確に移動することができる。
上水平ロール冷却装置１０の下部には、第１、第２のロール高さ位置調整手段５１、５２に取付けられ、上水平ロール２３の両側面にそれぞれ冷却水を噴出可能な多数のノズル６７、６７ａをそれぞれ備えた第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９が設けられ、第１のフランジ冷却用配管６８には、上水平ロール２３の周面に冷却水を噴出可能な多数のノズル７０を備えたウェブ冷却用配管７１が設けられている。
【００１３】
第１のフランジ冷却用配管６８は、第１のロール高さ位置調整手段５１の両軸中空シリンダ５３、５４の各昇降ロッド５６の内部にそれぞれ形成された冷却水送通路７２、７３の下端に連通して接続されると共に、上水平ロール２３の一側部上端に沿って弧状に形成されている。
第２のフランジ冷却用配管６９は、第２のロール高さ位置調整手段５２の両軸中空シリンダ５３、５４の各昇降ロッド５６の内部にそれぞれ形成された冷却水送通路７２、７３の下端に連通して接続されると共に、第１のフランジ冷却用配管６８と同形状で、上水平ロール２３の他側部上端に沿って弧状に形成されている。各ノズル６７、６７ａは、それぞれの噴出口を上水平ロール２３の側面に向けて対向配置されている。ウェブ冷却用配管７１は、第１のフランジ冷却用配管６８の一端に接続され、上水平ロール２３の軸方向に伸延して設けられている。
かかる構成によって、上水平ロール２３の交換に伴うロールの幅とロール径、すなわち周面及び側面位置の変化に対応して、各ノズル６７、６７ａ、７０の位置を適切な位置に配置することができる。そして、上水平ロール２３に最小の冷却水を均等にかけて効率よく冷却を行い、上水平ロール２３の昇温を防止することができる。
【００１４】
次に、上水平ロール冷却装置１０に接続される配管の構成と、冷却水の流れについて説明する。
図２、図３に示すように、２台ずつ設けられた両軸中空シリンダ５３、５４の上方には、ユニバーサル圧延機１１のハウジング１２、１３に固定配置された水冷用配管７４が設けられている。各水冷用配管７４と両軸中空シリンダ５３、５４の冷却水送通路７２、７３は、フレキシブルチューブ７５で接続され、両軸中空シリンダ５３、５４の上下、左右の移動に追随可能に構成されている。
水冷用配管７４から送通される冷却水は、フレキシブルチューブ７５を介して各両軸中空シリンダ５３、５４内の冷却水送通路７２、７３内を通過し、第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９とウェブ冷却用配管７１に移動する。そして、この冷却水は各ノズル６７、６７ａ、７０から上水平ロール２３の上部に噴出される。
【００１５】
上水平ロール冷却装置１０が設けられたユニバーサル圧延機１１の上部は、高温、高湿で、さらに、スケール等が発生する悪環境であるが、両軸中空シリンダ５３、５４内に冷却水送通路７２、７３を形成しているので、冷却効果を高めて、装置の信頼性を向上させることができる。
また、上水平ロール２３は、被圧延材２８のウェブ厚みに対応して上下動し、バランスビーム２６もこれに追随して移動するが、上水平ロール冷却装置１０もバランスビーム２６に設けられているので、上水平ロール２３の上下動によっても第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９及びウェブ冷却用配管７１の相対位置は変わらない。従って、圧延条件によらずに均質的に上水平ロール２３の冷却を行うことができる。
【００１６】
次に、上水平ロール２３を交換するときの上水平ロール冷却装置１０の動作について説明する。
まず、各両軸中空シリンダ５３、５４のそれぞれの昇降ロッド５６を同期させて上昇させ、第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９の上端位置を上水平ロール２３の上端位置より高くする。
そして、上水平ロール２３を軸方向に抜き出し、新設するロールを取付ける。
次に、油圧モータ６５を作動させ、第１、第２のロール幅方向位置調整手段４９、５０を離反する方向に移動させ、第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９の間の距離を新設するロールの幅より広げる。
次いで、各両軸中空シリンダ５３、５４のそれぞれの昇降ロッド５６を同期させて下降させ、第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９の位置を新設するロール側部の所定高さ位置まで移動させる。
【００１７】
そして、油圧モータ６５を作動させ、第１、第２のロール幅方向位置調整手段４９、５０を近接する方向に移動させ、第１、第２のフランジ冷却用配管６８、６９をロール側部に所定距離まで近づける。
このようにして、上水平ロール冷却装置１０を取外さずに、上水平ロール２３を交換することができる。また、冷却用の各配管も着脱しなくてよいので、ロール交換時間を短縮することができる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ユニバーサル圧延機の下部スペースが十分広い場合には、本発明に係る上水平ロール冷却装置を下水平ロールに適用することも可能である。
また、ウェブ冷却用配管７１は、第１のフランジ冷却用配管６８の一端に設けたが、第２のフランジ冷却用配管６９に設けてもよく、また、両方に設けてもよい。
さらに、第１、第２のロール幅方向位置調整手段４９、５０が移動するレールは、４本設けているが、２本で支持することもでき、また、第１、第２のロール高さ位置調整手段５１、５２に両軸中空シリンダを計４台使用したが、１台ずつにすることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１及び２記載のユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置においては、第１、第２のフランジ冷却用配管及びウェブ冷却用配管が、第１、第２のロール幅方向位置調整手段及び第１、第２のロール高さ位置調整手段によって幅方向と高さ方向に移動できるので、組替え後の上水平ロールの幅及び高さに合わせてノズル位置を調整できる。また、組替え時には、上水平ロールの径方向外側に退避させることができるので、取外す必要がなく、組替え時間を短縮することができる。
また、上水平ロール冷却装置は、上水平ロールに同期して上下動するバランスビームに設けられているので、上水平ロールの圧下時の上下動に追随して移動でき、冷却水をかける位置が変わらず、最小水量で効率よく冷却することができる。特に、請求項２記載のユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置においては、第１、第２のフランジ冷却用配管を、第１、第２のロール高さ位置調整手段の内部に形成された冷却水送通路に接続するので、冷却水送通路に冷却水を送通させることによって昇降手段の昇温を防止し、装置の信頼性を高めると共に、装置をコンパクトに形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置が適用されるユニバーサル圧延機の構成図である。
【図２】同ユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置の取付け位置を示す説明図である。
【図３】同ユニバーサル圧延機の上水平ロール冷却装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０：上水平ロール冷却装置、１１：ユニバーサル圧延機、１２、１３：ハウジング、１４、１４ａ：油圧シリンダ、１５、１５ａ：タイロッド、１８、１９：圧下シリンダ、２０、２１：上ロールチョック、２２：上ロール軸、２３：上水平ロール、２４、２５：圧下バランスシリンダ、２６：バランスビーム、２８：被圧延材、２９：ウェブ、３０：下水平ロール、３１：下ロール軸、３２、３３：下ロールチョック、３４、３４ａ：圧上シリンダ、３５、３６：フランジ、３７、３８：竪ロール、４０：架台、４１〜４４：水平移動レール、４５〜４８：長孔、４９：第１のロール幅方向位置調整手段、５０：第２のロール幅方向位置調整手段、５１：第１のロール高さ位置調整手段、５２：第２のロール高さ位置調整手段、５３、５４：両軸中空シリンダ、５５：昇降位置センサ、５６：昇降ロッド、５７：連結部材、５８、５９：下端フランジ、６０、６１：ブラケット、６２、６３：ラック、６３ａ：ブラケット、６４：ピニオン、６５：油圧モータ、６６：回転位置検出装置、６７、６７ａ：ノズル、６８：第１のフランジ冷却用配管、６９：第２のフランジ冷却用配管、７０：ノズル、７１：ウェブ冷却用配管、７２、７３：冷却水送通路
【図１】
0004027010.tif 000002
【図２】
0004027010.tif 000003
【図３】
0004027010.tif 000004