JPS6363501A - 圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、補強ロールを軸方向にシフトすることのでき
る４段圧延機を用いる圧延方法、特に圧延材の板クラウ
ンおよびエツジドロップを低減することのできる圧延方
法に関する。

〈従来の技術〉 第９図は、４段圧延機の一例を示す。

４段圧延機は、圧延材３を直接圧延する作業ロール２，
２と、作業ロールに押当てられる補強ロール１，１から
構成される。

このような４段圧延機により圧延を行うと、第１０図に
示される４段圧延機のように、作業ロール２，２に偏平
変形とたわみ変形、補強ロール１，１にたわみ変形を生
じ、第１１図においてＨ３−Ｈ，で表わされる板クラウ
ンおよびＨ２−Ｈ，で表わされるエツジドロップを生じ
る。

特に１パス圧下率を７０％以上とり、−気に強圧下し、
変形させ圧接し複合金属条を製造するクラッド圧延にお
いては、極端なエツジドロップにより、端割れ並びに端
伸び等が生じて圧延材に波が発生し、平坦度の良好な圧
延材が得られない。

このような板クラウンおよびエツジドロップを改善する
ために、第１２図に示すような両側端にテーパ部を有し
軸方向にシフト可能な補強ロールを組み込んだ４段圧延
機を用いた圧延方法が試られている。

このようなテーパを有する補強ロール１．１をシフトし
た４段圧延機で圧延を行うことにより、作業ロール２，
２に補強ロール１，１のテーパ部に沿ったたわみ変形を
与えて圧延材３の幅方向端部近傍の作業ロール２，２間
の間隙を広げ、圧延材３の板クラウンおよびエツジドロ
ップを減少させる。

しかし、補強ロール１．１および作業ロール２．２か鍛
鋼製であると、特にクラッド圧延など圧下率の大きい圧
延においては、補強ロール１．１および作業ロール２，
２の偏平変形量が大きくなる。そのため、圧延材３の幅
方向端部近傍の作業ロール２．２間の間隙が縮まってし
まい、板クラウンおよびエツジドロップが増大してしま
う。

また、補強ロール１，１と作業ロール２，２が同材質で
あると、作業ロール２，２の焼き付き、スリ傷あるいは
摩耗による凹凸がそのまま補強ロール１．１に転写され
、補強ロール１，１の周表面が荒れ、補強ロール１．１
の寿命が短くなる。

また、補強ロールベンダあるいは作業ロールベンダを用
いても板クラウンおよびエツジドロップの低減には効果
があるが、クラッド圧延など圧下率の大きい圧延におい
ては強大なベンダ荷重を必要とするなどの欠点があフた
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、板
クラウンおよびエツジドロップをより確実に低減てき、
かつロールの寿命を向上し得る圧延方法を提供すること
にある。

〈問題点を解決するための手段〉 このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、圧延材を直接圧延する一対の作業
ロールと、該作業ロールに圧Ｆ力を与え軸方向にシフト
可能な一対の補強ロールとで構成される４段圧延機を用
いて圧延するに際し、前記各補強ロールとして略円柱状
の円柱部とその片側端または両側端のテーパ部とで構成
され、少なくとも前記円柱部の周方向全周にわたって外
周表面より所定の厚さにて縦弾性係数Ｅが３００００　
Ｋｇｆ／、ｌｌｌｍ２以上である高縦弾性係数部を有す
る補強ロールを用い、前記一方の補強ロールの前記高縦
弾性係数部の末端が前記圧延材の一方の幅方向端部より
所定長さ内側に位置し、かつ前記他方の補強ロールの前
記高縦弾性係数部の末端が前記圧延材の他方の幅方向端
部より所定長さ内側に位置するように前記一対の補強ロ
ールをシフトして圧延することを特徴とする圧延方法を
提供するものである。

以下、本発明の圧延方法を添付図面に示す好適実施例に
ついて詳細に説明する。

本発明法に用いる４段圧延機の１構成例を第１図に示す
。

本発明法に用いる補強ロール１は主として圧延材の圧延
に寄与する円柱部１１とその片側端または両側端のテー
パ部（以下、補強ロールテーパ部１２という）とで構成
され、前記円柱部１１の周方向全周にわたって外周表面
より所定の厚さｈｌにて縦弾性係数Ｅが３００００　Ｋ
ｇｆ／ｍｍ２以トである高縦弾性係数部１３を有するも
のである。

なお、補強ロールテーパ部のテーパ角（第１図中０１で
示す）は１〜１．５度程度がよい。

この高縦弾性係数部１３は、縦弾性係数Ｅが３００００
　Ｋｇｆ／ｍｍ２以上の材質、例えば、タンクステン（
Ｗ）、アルミナ（ＡＪ２２０３）、ｗｃ−ＣＯ焼結合金
、望化チタン（ＴｉＮ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコ
ンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）等で形成され、円柱部１
１および補強ロールテーパ部１２は、縦弾性係数Ｅか上
記材質より小さい材質、例えば鍛鋼、Ｆｅ−Ｎｉ合金、
Ｆｅ基合金、銅、銅合金等で形成される。

なお、高縦弾性係数部１３の縦弾性係数Ｅが３００００
　Ｋｇｆ／ｍｍ２より小さいと、後述の実施例に示され
るように、板クラウンおよびエツジドロップ低減効果が
不十分なものとなる。

このような４段圧延機の一対の補強ロール１．１を第１
図に示すように一方の補強ロール１の高縦弾性係数部１
３の末端が圧延材３の一方の幅方向端部より所定長さく
第１図中１．で示す）内側に位置し、かつ他方の補強ロ
ール１の高縦弾性係数部１３の末端が圧延材３の他方の
幅方向端部より所定長さく第１図中０１で示す）内側に
位置するようにシフトして圧延を行う。

λ１の長さは、圧延材３の幅の１０〜３０％程度、また
は圧延材３にエツジドロップが発生するであろうと思わ
れる部分に相当する長さ程度とするのがよい。

なお、補強ロールテーパ部１２は、必ずしも円柱部１１
の両側端に形成されている必要はなく、エツジドロップ
低減に関与する側のみに形成されていてもよい。後述す
る他の構成例においても同様である。

このような４段圧延機を用いて圧延を行うと、補強ロー
ル１が、円柱部１１の外周に高縦弾性係数部１３と、円
柱部１１の側端に高縦弾性係数部１３より縦弾性係数の
小さい材質で形成された補強ロールテーパ部１２を有す
るため、第２図に誇張して示すように、高縦弾性係数部
１３はほとんど偏平変形せず、かつ、補強ロールテーパ
部１２の偏平変形が比較的大きい。この際の補強ロール
１の偏平変形は、例えば第２図において２点鎖線から実
線への変化として示される。このため補強ロール１のシ
フトによる作業ロール２の補強ロールテーパ部１２に沿
ったたわみ変形か大きくなり、圧延材３の幅方向端部近
傍の作業ロール２．２間の間隙が広がる。そのため圧延
材３の板クラウンおよびエツジドロップは減少する。

第３図は、本発明法に用いる４段圧延機の補強ロールの
他の構成例を示すものである。なお、圧延時におけるこ
の補強ロールと圧延材との位置関係は、第１図の４段圧
延機と同様である。以Ｆに述べる第４図から第６図にお
いても同様である。

第３図における補強ロール１は、高縦弾性係数部１３を
補強ロール１のロール胴中心に向ってクラウンになるよ
うに形成したものである。

第３図において、ｈｌは高縦弾性係数部１３の中央部付
近の厚さであり、ｈ２は高縦弾性係数部１３の末端の厚
さである。また、１゜は、高縦弾性係数部１３のテーパ
状の部分の幅である。なお、このテーパ状の部分は、高
縦弾性係数部１３の両端に形成される必要はなく圧延材
３のエツジドロップ低減に関与する側にのみ形成されて
いてもよい。また、ｈ２＝０であってもよい。

高縦弾性係数部１３をこのように補強ロールテーパ部１
２に向けてテーパ状に形成することにより円柱部１１か
ら補強ロールテーパ部１２にかけての剛性の変化が滑ら
かなものとなり、エツジドロップは、より滑らかに改善
される。

また、Ｆ記のような効果を得るためには、必すしも第３
図に示すような構成の補強ロール１に限らず、例えば第
４図に示すように円柱部１１の側端に向けて高縦弾性係
数部１３の厚さが漸減する構成であれば、どのような断
面形状の高縦弾性係数部をもった補強ロールでもよい。

このような場合も高縦弾性係数部の断面形状は左右対称
である必要はなく、少なくともエツジドロップ低減に関
与する側に向けて高縦弾性係数部の厚さが漸減していれ
ばよい。

さらにこのような厚さか漸減する高縦弾性係数部１３を
円柱部１１の外周に限らず、第５図に示すように、補強
ロールテーパ部外周まで延長して形成してもよい。

このような高縦弾性係数部を有する補強ロールを用いる
ことにより、エツジドロップは滑らかに低減される。

第６図は、本発明法に使用する４段圧延機の補強ロール
のその他の構成例を示すものである。

第６図に示す例では、高縦弾性係数部１３をロール表面
側においてクラウンをもつように形成する。

この場合、高縦弾性係数部１３のテーパ角（第４図中０
２で示す）は１度程度とする。

このような補強ロールを用いると、補強ロールのクラウ
ンによる圧延材の板クラウンの改善と、前記した補強ロ
ールのシフトによる第２図のごとき作業ロールのたわみ
変形によるエツジドロップ改善の効果が得られる。

なお、前記各構成例において、高縦弾性係数部１３′を
スリーブ状に形成する場合、高縦弾性係数部１３を円柱
部１１に、それぞれ機械的に組合わせ、この組み合せ後
に銀ろう付をするか、鋳込み（鋳造）、機械的な組立（
ネジ込み）圧入、あるいは焼結等の適当な方法によって
接合する。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例をあげ、本発明をさらに具体的に
説明する。

［実施例１］ 第１図に示す４段圧延機において、補強ロール１の直径
を４００　ｍｍ、補強ロールテーパ部１２の幅を各４０
ｍｍ、補強ロールテーパ部のテーパ各０１を１度、円柱
部１３の幅を１２０ｍｍとし、補強ロールテーパ部１２
および円柱部１３を縦弾性係数Ｅが２１０００　Ｋｇｆ
／＋ｎｍ２である鍛鋼で形成し、これらに縦弾性係数Ｅ
が６３０００にｇｆ／ｍｍ２であるｗｃ−ｃｏ焼結合金
で形成された高縦弾性係数部１３を、厚さｈｌが５０ｍ
ｍ、幅が１２０ｍｍとなるように、機械的に組立（ネジ
込み）圧入で接合し、この補強ロール１を直径１００ｍ
ｍ、長さ２００ｎｏｎの作業ロール２と第１図中の１１
が１５ｍｍとなるように組み合せた。この４段圧延機を
使用して、幅５０ｍｍ、板厚１．５ｍｍのＦｅ−４２％
Ｎｉ合金条を板厚０．４５ｍｍまで１パス圧延を行った
。

［実施例２］ 第３図に示す補強ロール１において高縦弾性係数部１３
の末端の厚さｈ２を５ｍｍ、中央部の厚さｈｌを５０ｍ
ｍ、高縦弾性係数部１３のテーパ部の幅１２を５０ｍｍ
としたほかは実施例１と同様にして、圧延を行った。

［比較例１］ 実施例１および２と同じ形状の補強ロール１を縦弾性係
数Ｅが２１０００　Ｋｇｆ／ｍｍ２である鍛鋼で形成し
たほかは、実施例１および２と同様にして圧延を行った
。

上記実施例１．２および比較例１での圧延材の板クラウ
ン、エツジドロップおよび断面板厚分布プロフィルの比
較を行った。

なお、エツジドロップ測定位置は、圧延材の材質、形状
、圧延条件等により多少異なるが、本明細書では、第１
１図に示すように圧延材幅方向端部から５ｍｍの位置で
エツジドロップを測定した。

結果を表１および第７図に示す。

表　　　　１ 表１に示されるように、比較例１に比べ実施例１および
２では板クラウンおよびエツジドロップの改善が著しい
。

また、このことは、圧延材のエツジドロップ領域の断面
板厚分布プロフィルを示す第７図からも明らかである。

第７図において、実施例１のエツジドロップ領域の断面
板厚分布プロフィルは、比較例１のそれと比べ段差か少
なくなり、さらに、実施例２のそれは、より一層滑らか
なものとなっている。

そして、実施例１および２ではエツジドロップが低減さ
れたため、比較例１と比べ圧延材の幅方向端部での波の
発生および圧下量が減少し、その結果として圧延材の幅
方向端部の作業ロール表面への焼付きが減少したため、
補強ロールの摩耗溝の発生も認められなくなった。

［実施例３］ 第１図に示す４段圧延機の補強ロール１において、縦弾
性係数Ｅが３２０００　Ｋｇｆ／ｍｍ２である窒化ケイ
素セラミック（Ｓｉ３Ｎ４　）で形成された高縦弾性係
数部１３を、厚さｈｌが５０ｍｍとなるように焼結（熱
間静水圧焼結処理）て接合したほかは実施例１と同様な
４段圧延機を使用し、幅４５ｍｍ、板幅１．０５ｍｍの
Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金条を、板厚０．４ｍｍまで１バス
圧延をおこなった。

１、七 ［実施例４］ 高縦弾性係数部１３を、縦弾性係数Ｅが３５０００　Ｋ
ｇｆ／ｍｍ２であるタングステン（Ｗ）で形成したほか
は、実施例３と同様にして圧延を行った。

［実施例５］ 高縦弾性係数部１３を、縦弾性係数Ｅが４１０００　Ｋ
ｇｆ／ｍｍ２であるアルミナ（Ａｊ２２０３）で形成し
たほかは、実施例３および４と同様にして圧延を行なっ
た。

［実施例６］ 高縦弾性係数部１３を、縦弾性係数Ｅが６４０００にｇ
ｆ／ｍｍ２であるｗｃ−ｃｏ焼結合金で形成したほかは
、実施例３．４および５と同様にして圧延を行なった。

［比較例２］ 高縦弾性係数部１３を縦弾性係数Ｅが ２１０００にｇｆ　７ｍｍ２である鍛鋼、円柱部１１お
よび補強ロールテーパ部１２を縦弾性係数Ｅが１２５０
０　Ｋｇｆ／ｍｍ２である銅で形成したほかは、＋２−
−１ 実施例３．４．５および６と同様にして圧延を行なった
。

［比較例３］ 高縦弾性係数部１３を縦弾性係数Ｅが ２５０００にｇｆ／＋ｎｍ２である窒化ケイ素セラミッ
ク（Ｓｉ３Ｎ４　）で形成したほかは、比較例２と同様
にして圧延を行なった。

［比較例４］ 高縦弾性係数部１３を縦弾性係数Ｅが ２８０００　Ｋｇｆ／ｍｍ２である窒化ケイ素セラミッ
ク（５１３Ｎ４　）で形成したほかは、比較例２および
３と同様にして圧延を行なった。

上記各側について圧延材の板クラウンおよびエツジドロ
ップの比較を行なった。

結果を表２および第８図に示す。

　　Ｏ 表　　　　２ 表２および第８図から明らかなように、高縦弾性係数部
１３の縦弾性係数Ｅが３００００にｇｆ／ｍｍ２以上で
ある本発明の実施例は、高縦弾性係数部１３の縦弾性係
数Ｅが３００００にｇｆ／ｍｍ２より小さい比較例と比
べ、板クラウンおよびエツジドロップ低減効果が著しい
。

〈発明の効果〉 本発明の圧延方法によれば、補強ロール円柱部外周に高
縦弾性係数部を設けたことにより、圧延時に補強ロール
テーパ部の偏平変形が高縦弾性係数部のそれと比較して
大きくなる。そのため補強ロールのシフトによる作業ロ
ールの補強ロールテーパ部に沿ったたわみ変形が大きく
なり、圧延材の幅方向端部近傍の作業ロール間の間隙が
広がる。従って、圧延材の板クラウンおよびエツジドロ
ップが減少する。

そして、エツジドロップの低減により、端割れ並びに端
伸び等による圧延材の波の発生が防止でき、平坦度の良
好な圧延材が得られる。

また、圧延材の幅方向端部の実質的な圧下量が減少する
ため、作業ロール表面の焼付きあるいは溝の発生がなく
なり、補強ロールおよび作業ロールの寿命が向上する。

さらに、圧延機に大型のペンタ装置を必要とせず、従来
のシフト可能な圧延機に高縦弾性係数部を有する補強ロ
ールを組み込むことによりエツジドロップが改善される
ため、工業的に有効なエツジドロップ低減法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法に用いる４段圧延機の１構成例を示
す断面図である。 第２図は本発明法を実施した状態を誇張して示す部分断
面図である。 第３図、第４図、第５図および第６図は、本発明法に用
いる４段圧延機の補強ロールの種々の構成例を示す断面
図である。 第７図は、本発明法の実施例および比較例によって得ら
れた圧延材の断面板厚分布プロフィルを示す図である。 第８図は、本発明法の実施例および比較例によって得ら
れた、板クラウンを表わす図である。 第９図は、一般的な４段圧延機を説明するための正面概
要図である。 第１０図は、第９図に示される一般的な４段圧延機使用
時の圧延状態を示す正面図である。 第１１図は、板クラウンおよびエツジドロップを説明す
るための圧延材の断面図である。 第１２図は、補強ロールをシフトした状態の４段圧延機
を説明するための正面概要図である。 符号の説明 １・・・補強ロール、２・・・作業ロール、３・・・圧
延材、１１・・・円柱部、 １２・・・補強ロールテーパ部、 １３・・・高縦弾性係数部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延材を直接圧延する一対の作業ロールと、該作
   業ロールに圧下力を与え軸方向にシフト可能な一対の補
   強ロールとで構成される４段圧延機を用いて圧延するに
   際し、 前記各補強ロールとして略円柱状の円柱部とその片側端
   または両側端のテーパ部とで構成され、少なくとも前記
   円柱部の周方向全周にわたって外周表面より所定の厚さ
   にて縦弾性係数Ｅが３００００Ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上で
   ある高縦弾性係数部を有する補強ロールを用い、 前記一方の補強ロールの前記高縦弾性係数部の末端が前
   記圧延材の一方の幅方向端部より所定長さ内側に位置し
   、かつ前記他方の補強ロールの前記高縦弾性係数部の末
   端が前記圧延材の他方の幅方向端部より所定長さ内側に
   位置するように前記一対の補強ロールをシフトして圧延
   することを特徴とする圧延方法。
2. （２）前記高縦弾性係数部の厚さがロール軸方向にわた
   って変化しているものである特許請求の範囲第１項に記
   載の圧延方法。
3. （３）前記高縦弾性係数部が前記テーパ部外周まで延長
   されたものである特許請求の範囲第２項に記載の圧延方
   法。
4. （４）前記円柱部が円柱部軸方向中央から両端部に向け
   て連続的に縮径する紡錘体状をなすものである特許請求
   の範囲第１項または第２項に記載の圧延方法。