(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の竪ロールを有する竪型圧延機と、前記竪ロールに幅圧下力を付与する油圧自動幅圧下制御装置と、を備え、
前記油圧自動幅圧下制御装置は、圧延材の所望の幅長に合わせて竪ロールを幅方向に移動させるための圧下ネジ、圧下ナット、ウォーム及び電動機と、前記圧下ネジの位置を検知するネジ位置検出器と、前記竪ロールを幅方向に移動してロールギャップを調整する油圧シリンダと、該油圧シリンダのロッド位置を検知するロッド位置検出器と、前記油圧シリンダに作用する幅圧延力を検出する荷重計と、前記圧下ネジと圧下ナット間のネジ隙間の発生を防ぐプルバックシリンダと、前記ネジ検出器、ロッド位置検出器及び荷重計からの情報により幅圧下力を予測演算する演算装置と、該演算装置で算出された幅圧下指令を出力する指令器と、該指令器からの指令出力で作動し前記油圧シリンダを制御する液圧サーボ弁とからなり、
圧延材を幅圧延する２本の竪ロール間のロールギャップを所望の幅長より予め開いた状態で圧延材の先端幅部を噛み込み、次にロールギャップを狭めながら傾斜幅圧延を行い、所望の幅長に達したら２本の竪ロールのロールギャップを保持して幅圧延を行う、ことを特徴とする幅圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延設備において大きな幅圧下量を得るための幅圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４の模式図に例示するように、粗圧延機１の入側に配置される従来の竪型圧延機２による幅圧延では、２本の竪ロール３による圧延材４の先端幅部の噛み込みの圧下量は、竪ロール３がほぼ固定されているため、先端幅摩擦角以上の噛み込み角がとれない問題があり、噛み込み幅圧下量は小さく制約されている。
【０００３】
すなわち、図４において搬送されてくる圧延材４の幅長をＷ１、幅圧延後の幅長をＷ２、ロール径をＤ、噛み込み角をα１、摩擦係数をμ及びこの時の幅圧下量を△ｈ１とすると、噛み込み角α１が、摩擦係数の摩擦角よりも小さければ噛み込みができ、大きければ空滑りして噛み込むことができない。すなわち、ｔａｎα１＜μの条件の下で、△ｈ１＝Ｗ１−Ｗ２＝Ｄ・（１−ｃｏｓα１）の関係式で幅圧下量が決まってしまう。
【０００４】
従って、通常竪ロールの外径Ｄが９００ｍｍの場合に幅圧下量は約３５ｍｍ、噛み込み角は約２０度前後が限界である。すなわち、竪ロールの直径と摩擦条件で全て決まってしまい、これ以上は幅圧下量が取れなくなる。そのため、幅圧下量を増すには竪ロールの外径を大きくする必要が生じるが、大型の設備となるため設備費が増大する問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
またかかる従来の竪型圧延機による幅圧延では、上述したように図４の竪ロール３がほぼ固定されているため、幅圧延された圧延材４の先端幅部に長さＬ１にわたり幅落ちを生じる傾向があり、所望の幅長Ｗ２が確保できず、Ｌ１の長さ分トリミングする必要があり生産性が低下する問題点があった。
【０００６】
本発明は、かかる種々の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、噛み込み時の圧延材と竪ロールの噛み込み角を小さくして幅圧下量を大きくし、また先端幅部の幅落ちを防止できる幅圧延設備を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、２本の竪ロールを有する竪型圧延機と、前記竪ロールに幅圧下力を付与する油圧自動幅圧下制御装置と、を備え、前記油圧自動幅圧下制御装置は、圧延材の所望の幅長に合わせて竪ロールを幅方向に移動させるための圧下ネジ、圧下ナット、ウォーム及び電動機と、前記圧下ネジの位置を検知するネジ位置検出器と、前記竪ロールを幅方向に移動してロールギャップを調整する油圧シリンダと、該油圧シリンダのロッド位置を検知するロッド位置検出器と、前記油圧シリンダに作用する幅圧延力を検出する荷重計と、前記圧下ネジと圧下ナット間のネジ隙間の発生を防ぐプルバックシリンダと、前記ネジ検出器、ロッド位置検出器及び荷重計からの情報により幅圧下力を予測演算する演算装置と、該演算装置で算出された幅圧下指令を出力する指令器と、該指令器からの指令出力で作動し前記油圧シリンダを制御する液圧サーボ弁とからなり、圧延材を幅圧延する２本の竪ロール間のロールギャップを所望の幅長より予め開いた状態で圧延材の先端幅部を噛み込み、次にロールギャップを狭めながら傾斜幅圧延を行い、所望の幅長に達したら２本の竪ロールのロールギャップを保持して幅圧延を行う、ことを特徴とする幅圧延設備が提供される。
【０００８】
上記本発明の幅圧延設備によれば、（１）圧延材の幅圧延する２本の竪ロール間のロールギャップを所望の幅長より予め開いた状態で待機し、（２）搬送される圧延材の先端幅部を所定の厚さに噛み込み、（３）次に２本の竪ロールを接近する方向に移動させてロールギャップを狭めながら傾斜幅圧延を行って傾斜状先端部分長を形成し、（４）所望の幅長に達したら２本の竪ロールの幅方向移動を停止し、（５）その状態で所定のロールギャップを保持して圧延材を所望の幅長に幅圧延させる。従って、最終の所望の幅長を得る幅圧延開始直前に、予め竪ロールを所望の幅長より僅かに広い幅長の位置まで近接移動させたので、圧延材先端幅部の噛み込み角を小さくでき噛み込み限界付近の幅圧下量の制約を緩和できる。また、竪ロールの大型化を防ぎ、設備費のコストアップを回避することができる。更に、圧延材先端幅部を最終の所望の幅長より大きい傾斜状先端部分長を形成させたので、下流側の粗圧延機以降の圧延で適正な矩形断面の圧延材ができ、不要なトリミング部分の発生を防止できる。
【００１０】
また、２本の竪ロールを有する竪型圧延機と、竪ロールに幅圧下力を付与する油圧自動幅圧下制御装置とを備えたので、通常使用されている１つの竪型圧延機で油圧自動幅圧下制御装置を使用して、竪ロールを簡単かつ迅速に所定のロールギャップ量を移動できる。従って、大径の竪ロールを採用せずに、小径の竪ロールで通常の幅圧延より噛み込み幅圧下量の大きい幅圧延ができる。
【００１１】
また本発明の構成により、竪ロール間のロールギャップの開閉のフィードバック制御が高速でできるので、通常の固定式の竪ロール圧延より噛み込み幅圧下量の大きい幅圧延が容易にできる。
【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、重複した説明は省略する。
図１は、本発明の幅圧延設備の全体構成を示す縦断面図である。この図において、竪型圧延機１０は、床面１２に固定されたハウジング１１と、圧延材１３の幅方向の圧延（幅圧延）を行う２本の竪ロール１４と、竪ロール１４を幅方向に近接離反させる２台の油圧自動幅圧下制御装置１５を備えている。油圧自動幅圧下制御装置１５は、幅圧下を行う竪ロール１４とハウジング１１間にそれぞれ配置されている。
【００１３】
竪ロール１４は、圧延材１３に直接接触して幅圧下を行うロール胴１６と、ロール胴１６の上下端部を軸受１７で回転自在に支持する上下の軸箱１８とからなる。更に、竪ロール１４は、その軸端上部が図示しない回転駆動装置及びユニバーサルスピンドルに連結され高速で回転駆動されるようになっている。
【００１４】
また、竪ロール１４の圧延材１３の幅方向の位置を設定するための移動機構は、ハウジング１１の両端部の上下に設けた４か所の貫通孔１９に配置した圧下ネジ２０と、圧下ネジ２０の外周に設けられたネジに螺合するウォームホイール兼用の圧下ナット２１と、圧下ナット２１の外周に設けられたウォームネジを回転させ電動機２３で駆動されるウォーム２２と、圧下ネジ２０の位置を検知するネジ位置検出器２４からなる。このネジ位置検出器２４で検知された検出値は、演算装置３１に入力される。
【００１５】
更に図１において、油圧自動幅圧下制御装置１５は、２本の竪ロール１４のロールギャップを予め調整する上下の油圧シリンダ２６である。この油圧シリンダ２６は、移動フレーム２５に固定されたシリンダ本体２７と、上下の軸箱１８の中央近傍を押圧して竪ロール１４を移動させるピストン２８と、図示しない油圧源と配管で接続され圧油を供給・排出する油圧室２９からなる。また、シリンダ本体２７とピストン２８には、ピストン２８のロッド位置を検知するロッド位置検出器３０（例えばマグネスケール）が設けられている。このロッド位置検出器３０で検知された検出値は、演算装置３１に入力される。
【００１６】
また、移動フレーム２５の上下面３２は、ハウジング１１の内面に取付けられたライナー３３との間を、圧下ネジ２０により圧延材１３に対して近接離反自在に摺動できるようになっている。更に、移動フレーム２５の中央近傍には圧下ネジ２０と圧下ナット２１間のネジ隙間の発生を防ぐ目的でプルバックシリンダ３４が、ハウジング１１との間に取付けられている。また、幅圧延力を検出する荷重計（ロードセル）３５が、移動フレーム２５の竪ロール１４と反対側の油圧シリンダ２６に接して取付けられている。このロードセルで検知した幅圧延力の検出値は、演算装置３１に入力される。
【００１７】
これらの入力データを演算装置３１で演算し、算出された幅圧下指令を出力する指令器３６が設けれられている。更に、上述の油圧源と油圧シリンダ２６間に液圧（油圧）サーボ弁３７を備えており、この油圧サーボ弁３７により、指令器３６から出力された操作信号を受けて、油圧自動幅圧下制御装置１５の幅圧延力を制御するための圧油を油圧室２９に供給又は排出するようになっている。
【００１８】
図２は、通常の最大幅圧下量よりも大きい幅圧下量を得ることが可能なことを示す本発明の傾斜幅圧延の模式図である。竪ロール１４は、圧延材１３と反対側を油圧シリンダ２６で押圧され、圧延材１３の幅長に合わせてロールギャップを近接離反可能に移動できるようになっている。この図において、搬送されてくる圧延材１３の幅長をＷ１、幅圧延後の最終の所望の幅長をＷ２、油圧シリンダ２６を作動させて竪ロール１４をＷ２の幅長よりやや大きい幅長Ｗ３とするロールギャップ（Ｗ３＝Ｗ２＋△Ｇ）を開けた状態で圧延材１３の先端幅部を噛み込む。この時の噛み込み角をα２、摩擦係数をμ、傾斜状先端部分長Ｌ２、竪ロール１４の半径をＲ１とする。なお、△ＧはＷ２とＷ３間の幅圧下量である。
【００１９】
更に、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２とすると、α１＞α２となるので、ｔａｎα２＞μとなる。従って、最終の所望の幅長の幅圧延する直前に竪ロールを所望の幅長より大きめ幅長に竪ロールを移動して噛み込み角度を従来より小さくできる。この結果、噛み込み角度を摩擦係数の摩擦角度より小さくし空滑りを防止できるので、噛み込み幅圧下量の大きい幅圧延ができ、通常の最大幅圧下量よりも大きい幅圧下量が得られる。
【００２０】
また、図２によれば、本来竪ロール１４の半径はＲ１＋△Ｇ／２としなければ、噛み込みができない。しかし、本発明のように半径Ｒ１の竪ロール１４を予め実線の位置に△Ｇ／２だけ開いた状態に待機させ、次に圧延材１３の先端幅部を噛み込んだ後に△Ｇ／２だけ竪ロール１４を近接させつつ傾斜幅圧延させたので大径（半径＝Ｒ１＋△Ｇ／２）のロールとする必要性がなくなった。従って、竪ロールの小径化ができ、設備費用の削減ができる。
【００２１】
図３は、図２の本発明と図４の従来の幅圧下量を示す線図である。上述したように通常の竪ロールの外径９００ｍｍの最大幅圧下量が約３５ｍｍに対して、本発明の場合は最大幅圧下量が約６５ｍｍにできる。
【００２２】
更に、図２において、幅圧延後の所望の幅長Ｗ２の幅先端部には長さＬ２の傾斜状先端部分長を形成でき、幅落ちの発生を防止し生産性の向上ができる。
【００２３】
なお、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。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように本発明の幅圧延方法とその幅圧延設備は、▲１▼幅圧延に先立って予め竪ロールのロールギャップを最終の所望の幅長より開いて待機し、圧延材の先端幅部を噛み込み後その状態で傾斜幅圧下を行うので、通常の幅圧延では先端幅摩擦係角以上の噛み込み角がとれずに発生する空滑りを防止して、噛み込み幅圧下量の大きい幅圧延ができ、かつ大径竪ロールを使用する必要もなく設備費のコストアップを防ぎ、▲２▼傾斜幅圧延を行い傾斜状先端部分長を形成させ、圧延材先端幅部の幅落ちの発生をなくしたので、生産性を向上できる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の幅圧延設備の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の傾斜幅圧延の模式図である。
【図３】本発明と従来の幅圧下量を示す線図である。
【図４】従来の圧延材の幅先端部摩擦角と幅圧延ロールの関連を示す模式図である。
【符号の説明】
１  粗圧延機
２  竪型圧延機
３  竪ロール
４  圧延材
１０  竪型圧延機
１１  ハウジング
１２  床面
１３  圧延材
１４  竪ロール
１５  油圧自動幅圧下制御装置
１６  ロール胴
１７  軸受
１８  軸箱
１９  貫通孔
２０  圧下ネジ
２１  圧下ナット
２２  ウォーム
２３  電動機
２４  ネジ位置検出器
２５  移動フレーム
２６  油圧シリンダ
２７  シリンダ本体
２８  ピストン
２９  油圧室
３０  ロッド位置検出器
３１  演算装置
３２  上下面
３３  ライナー
３４  プルバックシリンダ
３５  荷重計（ロードセル）
３６  指令器
３７  液圧（油圧）サーボ弁
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  幅長
α１、α２  噛み込み角
μ  摩擦係数
△ｈ１、△Ｇ  幅圧下量
Ｌ１、Ｌ２  長さ
Ｒ１  ロール半径
Ｄ  ロール径
【図１】
0003824113.tif 000002
【図２】
0003824113.tif 000003
【図３】
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【図４】
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