(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動され圧延材を間に挟んで圧延する上下のワークロールと、該ワークロールの上下に接してワークロールを支持する上下のバックアップロールと、ワークロールをバックアップロールの外周面に沿って往復動させるワークロール複動装置と、バックアップロールを上下動してロールギャップを調節するギャップ調節装置と、を有する粗圧延機を備え、
圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、回転駆動されるワークロールをバックアップロールの外周面に沿って上流側に移動させて圧延材を部分的に圧延し、ロールギャップを開いてワークロールを下流側に復帰させる、ことを特徴とする高圧下圧延機。
【請求項２】
上下のバックアップロールの少なくとも一方を圧延材側に圧下する圧下シリンダを備えたことを特徴とする請求項１に記載の高圧下圧延機。
【請求項３】
更に、前記粗圧延機の下流に設置された仕上圧延機と、その間に設置され圧延材のたるみ分を滞留させるルーパーとを備え、粗圧延機により、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、圧延材を部分的に順次粗圧延し、粗圧延機と仕上圧延機の速度差により生じる圧延材のたるみ分をルーパーで滞留させ、仕上圧延機により圧延材を連続的に仕上圧延する、ことを特徴とする請求項１に記載の高圧下圧延機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１パスで高圧下が可能な高圧下圧延機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２本のワークロール間で圧延材を圧延する通常の圧延機では、噛込角の限界（例えば約１８度）のため、通常２５％前後の圧下率が限度である。そのため、高圧下率（例えば２５０ｍｍを３０ｍｍにする約９０％の圧下率）を単一の通板（１パス）で圧延することはできず、３〜４基の圧延機をタンデムに配置したタンデム圧延や、圧延材を往復動させて圧延するリバース圧延が行われるが、圧延ラインが長くなる等の問題がある。
【０００３】
一方、１パスで高圧下率が達成できる圧延手段として、図５に示すプラネタリミル（Ａ）、ゼンジマーミル（Ｂ）、クラスターミル（図示せず）等が提案されている。これらの高圧下圧延機では、いずれも小径のワークロールを使用し、例えばプラネタリーミルでは、９０％以上の圧下率が得られることが知られている。なお、プラネタリーミルに関しては、種々の先行技術が知られている（例えば、▲１▼「６００ｍｍφ熱間シングルプラネタリミル設備の概要」，石川島播磨技報，昭和４４年８月、▲２▼“UTHS system-a technology to produce hot strip in thin gauges", Metallurgical Plant Technology International 1994 、▲３▼特公昭４６−２９６０５号の「遊星圧延機」、▲４▼特公昭５５−３７３２４号の「遊星圧延機における素材後端部完全圧延補助鵜装置」，等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲１▼プラネタリーミルでは、圧延設備自体が特殊で複雑な構造であり、小径ロールを高速で被圧延材に当てるために衝撃が大きく、構成部品（特に小径ロールのベアリング等）の寿命が短く、量産型圧延設備に適さない問題点があった。また、▲２▼ゼンジマーミル、クラスターミルでは、小径ロールで圧延するためロール径に対する噛込角に限界があり、ダミーバーを挿入させる等の事前処理がされないと高圧下圧延ができず不便であった。また、ロールバンクのロール本数が多数のため保守に手間を要していた。更に、▲３▼２本のワークロールによる通常の圧延機では上述したように噛み込み角限界のため圧下量を大きくとれず、このため、圧延ラインが長くなる等の問題点があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、損傷しにくく保守しやすい機構により、１パスで高い圧下率が得られ、これにより圧延ラインを短くできる高圧下圧延機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、回転駆動され圧延材を間に挟んで圧延する上下のワークロールと、該ワークロールの上下に接してワークロールを支持する上下のバックアップロールと、ワークロールをバックアップロールの外周面に沿って往復動させるワークロール複動装置と、バックアップロールを上下動してロールギャップを調節するギャップ調節装置と、を有する粗圧延機を備え、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、回転駆動されるワークロールをバックアップロールの外周面に沿って上流側に移動させて圧延材を部分的に圧延し、ロールギャップを開いてワークロールを下流側に復帰させる、ことを特徴とする高圧下圧延機が提供される。
【０００７】
上記本発明の構成によれば、ワークロール複動装置（例えばクランクとリンク）により、ワークロールをバックアップロールの外周面に沿って上流側に移動させることにより、バックアップロールで圧延反力を支持しながら、バックアップロールを中心としてワークロール間で圧延材を円弧状に部分的に圧延することができる。この部分圧延における円弧状部分の圧下率は、ワークロール径による噛み込み角限界により制限されるが、これを繰り返して、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させることにより、入側板厚と出側板厚で決まる全体の圧下率をワークロール径と無関係に自由に高めることができる。
【０００８】
また、ワークロール自体を通常の圧延機と同様に回転駆動することにより、ワークロールの自転によりワークロールを上流側に移動させる分力が生じるので、圧延時のワークロールの移動抵抗を大幅に低減できる。更に、ロールギャップを開いてワークロールを下流側に復帰させるので、ほとんど無負荷で復帰させることができる。
【０００９】
上述した粗圧延機は、通常の圧延機の構成とほとんど同一であることから、圧延機は損傷しにくくかつ保守しやすい。また、タンデム圧延に比べて少ない圧延機（１台又は複数台）で高い圧下率を得ることができ、かつ圧延材全体が前後に移動しないので、リバース圧延に比較しても圧延ラインを大幅に短くできる。
【００１０】
また、本発明によれば、上下のバックアップロールの少なくとも一方を圧延材側に圧下する圧下シリンダを備えている。この構成により、バックアップロールを上下動してロールギャップを調節することができる。更に、本発明によれば、前記粗圧延機の下流に設置された仕上圧延機と、その間に設置され圧延材のたるみ分を滞留させるルーパーとを備え、粗圧延機により、圧延材を下流側に間欠的又は連続的に移動させながら、圧延材を部分的に順次粗圧延し、粗圧延機と仕上圧延機の速度差により生じる圧延材のたるみ分をルーパーで滞留させ、仕上圧延機により圧延材を連続的に仕上圧延する。
【００１１】
この構成により、圧延速度差による板のたるみの変動を吸収し、仕上圧延機による仕上圧延を連続的に行い、かつ圧延ラインを更に短くできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は、本発明による高圧下圧延機の全体構成図であり、図２は、図１の粗圧延機の構成図である。図１に示すように、本発明の高圧下圧延機は、粗圧延機１０と、粗圧延機１０の下流に設置された仕上圧延機２と、その間に設置され圧延材１のたるみ分を滞留させるルーパー４とを備える。この構成により、後述するように、粗圧延機１０により、圧延材１を下流側（この図で右向き）に間欠的又は連続的に移動させ、かつ、圧延材を部分的に順次粗圧延しながら、粗圧延機１０と仕上圧延機２の速度差により生じる圧延材のたるみ分をルーパー４で滞留させて、圧延速度差による圧延材１のたるみの変動を吸収し、仕上圧延機２による仕上圧延を連続的に行うことができる。
【００１３】
図２に示すように、粗圧延機１０は、圧延材１を間に挟んで圧延する上下のワークロール１２と、ワークロール１２の上下に接してワークロール１２を支持する上下のバックアップロール１４と、ワークロール１２をバックアップロール１４の外周面に沿って往復動させるワークロール複動装置１６と、バックアップロール１４を上下動してロールギャップを調節するギャップ調節装置１８と、を備えている。
【００１４】
ワークロール１２は相対的に小径のロール（例えば直径８００ｍｍ）であり、これに対してバックアップロール１４は相対的に大径のロール（例えば直径１６００ｍｍ）である。ワークロール１２とバックアップロール１４は、それぞれの軸箱が連結部材１３で連結されており、ワークロール１２がバックアップロール１４の軸心Ｇを中心にバックアップロール１４に接しながら往復動できるようになっている。また上下のワークロール１２は、図示しない回転駆動装置により、圧延材を巻き込む方向（図に矢印で示す）に回転駆動されている。
【００１５】
ワークロール複動装置１６は、例えばクランクとリンクであり、そのクランク側が図示しない本体に取り付けられ、リンク先端がワークロール１２の軸箱１６ａに取り付けられている。この構成により、クランクを回転させることにより、ワークロール１２をバックアップロール１４の外周面に沿って往復動させることができる。なお、本発明はかかる構成に限定されず、例えばリンク先端を連結部材１３に連結して、ワークロールを往復動させてもよく、或いはワークロール複動装置を液圧複動シリンダーで構成してもよい。
【００１６】
ギャップ調節装置１８は、例えばバックアップロール１４の軸端部の偏心スリーブであり、ワークロール複動装置１６の往復動に連動して、バックアップロール１４を上下動してロールギャップを調節するようになっている。なお、ギャップ調節装置１８をバックアップロール１４を圧下する圧下シリンダで構成してもよい。
【００１７】
図３は、図２の粗圧延機１０の作動説明図である。この図において、Ａ→Ｂは圧延時、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａは復帰時のワークロール１２の軸心の位置を示している。Ａ→Ｂにおいて、圧延材１を下流側に移動させながら、ワークロール複動装置１６によりワークロール１２をバックアップロール１４の外周面に沿って上流側（この図で左向き）に移動させて圧延材１を破線で示すように部分的に圧延し、Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａにおいて、ギャップ調節装置１８により、ロールギャップを開き、ワークロール複動装置１６によりワークロール１２を下流側に復帰させる。
【００１８】
図３（Ａ）に示すように、偏心軸を回転するとバックアップロール軸心は上下に移動する。図３（Ｂ）において、片側圧下量は（Ｈ１−Ｈ２）／２であらわされる。またＡ→Ｂの長さは圧下速度（ワークロールの回転速度）、クランク軸の回転速度、バックアップロール１４の偏心スリーブの回転速度により決まる。
図３（Ｃ）において、圧延サイクルはＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ａ′で１サイクルであり、Ｄの位置はクランク軸の回転速度、偏心量、バックアップロール１４の偏心スリーブの回転速度、及び入側圧延材の速度により決まる。
【００１９】
更に、図３（Ｄ）に示すように、圧下シリンダーと組合わせることにより、圧延の軌跡を変えることができる。これにより、この図で斜線部分を圧下シリンダーの動きとすることにより、突起部を制御（圧延）可能となる。
なお、バックアップロール軸心の動きを圧下シリンダーのみで構成してもよい。
【００２０】
上記本発明の構成によれば、ワークロール複動装置１６により、ワークロール１２をバックアップロール１４の外周面に沿って上流側に移動させることにより、バックアップロール１４で圧延反力を支持しながら、バックアップロール１４を中心としてワークロール１２間で圧延材１を円弧状に部分的に圧延することができる。
【００２１】
図４は、圧延材の圧延形状を示す図である。この図に示すように、この部分圧延における円弧状部分（図に斜線で示す）の圧下率は、ワークロール径による噛み込み角限界により制限されるが、これを繰り返して、圧延材１を下流側に間欠的又は連続的に移動させることにより、入側板厚と出側板厚で決まる全体の圧下率をワークロール径と無関係に自由に高めることができる。
【００２２】
また、ワークロール自体を通常の圧延機と同様に回転駆動することにより、ワークロール１２の自転によりワークロール１２を上流側に移動させる分力が生じるので、圧延時のワークロールの移動抵抗を大幅に低減できる。更に、ロールギャップを開いてワークロールを下流側に復帰させるので、ほとんど無負荷で復帰させることができる。
【００２３】
また、上述した粗圧延機１０は、通常の圧延機の構成とほとんど同一であることから、圧延機は損傷しにくくかつ保守しやすい。また、タンデム圧延に比べて少ない圧延機（１台又は複数台）で高い圧下率を得ることができ、かつ圧延材全体が前後に移動しないので、リバース圧延に比較しても圧延ラインを大幅に短くできる。
【００２４】
更に、図４に示すように、圧延後の圧延材１の表面には、ワークロール１２の軌跡の継目部分に図に示すように突起部（又は凹凸）が残るが、この突起部は、仕上圧延機２（図１参照）で容易に平坦に圧延することができる。
【００２５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
上述したように、本発明の高圧下圧延機は、損傷しにくく保守しやすい機構により、１パスで高い圧下率が得られ、これにより圧延ラインを短くできる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧下圧延機の全体構成図である。
【図２】図１の粗圧延機の構成図である。
【図３】図２の粗圧延機の作動説明図である。
【図４】圧延材の圧延形状を示す図である。
【図５】従来の高圧下圧延機の模式図である。
【符号の説明】
１  圧延材
２  仕上圧延機
４  ルーパー
１０  粗圧延機
１２  ワークロール
１４  バックアップロール
１６  ワークロール複動装置
１６ａ  摺動部材
１８  ギャップ調節装置
【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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