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WO2012008030A1 - 圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備 - Google Patents

圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備 Download PDF

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Publication number
WO2012008030A1
WO2012008030A1 PCT/JP2010/061935 JP2010061935W WO2012008030A1 WO 2012008030 A1 WO2012008030 A1 WO 2012008030A1 JP 2010061935 W JP2010061935 W JP 2010061935W WO 2012008030 A1 WO2012008030 A1 WO 2012008030A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roll
rolls
pair
rolled material
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/061935
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
乗鞍　隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Holdings Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc filed Critical Mitsubishi Hitachi Metals Machinery Inc
Priority to CN201080068066.4A priority Critical patent/CN102985192B/zh
Priority to JP2012524372A priority patent/JP5711232B2/ja
Priority to PCT/JP2010/061935 priority patent/WO2012008030A1/ja
Priority to DE112010005741T priority patent/DE112010005741T5/de
Publication of WO2012008030A1 publication Critical patent/WO2012008030A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B21B13/147—Cluster mills, e.g. Sendzimir mills, Rohn mills, i.e. each work roll being supported by two rolls only arranged symmetrically with respect to the plane passing through the working rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/021—Rolls for sheets or strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/06—Width

Definitions

  • the present invention relates to a rolling mill capable of appropriately reducing the diameter of a work roll and efficiently rolling a hard material, and a tandem rolling facility equipped with the rolling mill.
  • the bending rigidity of the roll itself is lowered, so that the horizontal deflection of the work roll becomes a problem. Then, the rolling mill which suppressed the horizontal bending of the work roll by providing the support roll which supports a work roll from a horizontal direction is provided.
  • a work roll having an extremely small diameter such as 1 is employed.
  • the work roll diameter is too small, and the bending rigidity of the roll itself is further reduced, so the roll shoulder of the intermediate roll is shifted within the plate width of the rolled material. Otherwise, the plate shape of the rolled material will not be flat easily.
  • the roll shoulder shape of the intermediate roll when the difference in rolling load due to the change in material or the plate width changes. Must be changed in order to flatten the plate shape of the rolled material. Thereby, there existed a possibility of receiving restrictions on rolling operation.
  • the present invention solves the above-described problem, and provides a rolling mill capable of efficiently rolling a hard rolled material by appropriately reducing the diameter of a work roll and a tandem rolling facility including the rolling mill. For the purpose.
  • the rolling mill according to the first invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
  • the pair of upper and lower work rolls are supported from above and below, and are supported so as to be movable in the roll axis direction, and are tapered at the upper and lower roll ends that are symmetrical with respect to the sheet width center of the rolled material.
  • a pair of upper and lower intermediate rolls having A pair of upper and lower reinforcing rolls for supporting the pair of upper and lower intermediate rolls from above and below, A pair of upper and lower support rolls for supporting the pair of upper and lower work rolls from at least one side of the transport direction entrance side and the transport direction exit side of the rolled material;
  • a rolling mill according to a second invention that solves the above problems is as follows. During the rolling, the pair of upper and lower intermediate rolls are moved in the roll axis direction.
  • a rolling mill according to a third invention for solving the above-described problem is
  • the work roll is formed of a cemented carbide or ceramics.
  • a rolling mill according to a fourth invention for solving the above-mentioned problem is as follows.
  • the pair of upper and lower work rolls are supported so as to be movable in the roll axis direction, and have tapered tapered portions at upper and lower roll ends that are point-symmetric with respect to the sheet width center of the rolled material. .
  • a rolling mill according to a fifth invention for solving the above-described problem is On the exit side in the conveyance direction of the rolled material in the pair of upper and lower work rolls, provided with a plate thickness measuring means for measuring the thickness of the end of the rolled material, The pair of upper and lower work rolls are moved in the roll axis direction in accordance with the thickness of the rolled material measured by the thickness measuring means, and the position of the roll shoulder that is the starting point of the tapered portion is controlled.
  • tandem rolling equipment according to the sixth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
  • At least one rolling mill according to any one of the first to fifth inventions is provided.
  • the rolling mill and the tandem rolling equipment according to the present invention by appropriately reducing the diameter of the work roll, spaces can be formed on the operation side and the drive side of the work roll, so that the thrust capacity is large.
  • a work roll thrust bearing may be provided.
  • the intermediate roll can be moved in the roll axis direction according to the plate width of the rolled material without stopping the rolling mill. Yield and productivity can be improved.
  • the plate shape of the rolled material can be improved without changing the roll shoulder shape of the intermediate roll, so that the hard rolled material can be efficiently rolled. Can do.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow III-III in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along arrow IV-IV in FIG. 2.
  • (A)-(e) is the figure which showed the relationship between the plate width and plate shape of a rolling material according to each work roll diameter. It is the figure which showed the relationship between the work roll diameter when making board width constant, and board edge part shape.
  • (A) is the figure which showed plate shape calculation conditions
  • (b) is the figure which showed the shift operation
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along arrow IX-IX in FIG. 8. It is the figure which showed the installation position of the plate thickness measuring device. It is the figure which showed the shift operation
  • the six-high rolling mill 11 has a pair of housings 21a and 21b on the left and right sides (drive side and operation side).
  • a pair of upper and lower work rolls 22, an intermediate roll 23 and a reinforcing roll 24 are rotatably supported in the housings 21 a and 21 b, and the pair of upper and lower work rolls 22 are respectively attached to the pair of upper and lower intermediate rolls 23.
  • the pair of upper and lower intermediate rolls 23 are contacted and supported by a pair of upper and lower reinforcing rolls 24, respectively.
  • the rolling material 1 which is the hard material conveyed between the housings 21a and 21b is rolled by passing between the work rolls 22a and 22b.
  • the upper reinforcing roll 24 is rotatably supported by bearing housings 25a and 25b.
  • the bearing housings 25a and 25b are supported by housings 21a and 21b via pass line adjusting devices 26a and 26b. Yes. Therefore, the pass line of the rolling material 1 can be adjusted in the vertical direction by driving the pass line adjusting devices 26a and 26b.
  • the pass line adjusting devices 26a and 26b are composed of a worm jack, a tapered wedge, a stepped rocker plate, or the like.
  • a load cell is built in the pass line adjusting devices 26a and 26 to measure the rolling load. You may make it.
  • the lower reinforcing roll 24 is rotatably supported by bearing housings 25c and 25d.
  • the bearing housings 25c and 25d are supported by the housings 21a and 21b via the hydraulic cylinders 27a and 27b for reduction. ing. Therefore, by driving the reduction hydraulic cylinders 27a and 27b and indirectly transmitting the reduction load to the pair of upper and lower work rolls 22 via the pair of upper and lower reinforcing rolls 24 and the pair of upper and lower intermediate rolls 23, The rolled material 1 can be rolled.
  • the pair of upper and lower work rolls 22 are formed at a cylindrical roll body 22 a for rolling the rolled material 1 and at both ends of the roll body 22 a. And a roll neck portion 22b.
  • the roll neck portion 22b of the work roll 22 is rotatably supported by bearings 31a, 31b, 31c, and 31d provided in the housings 21a and 21b, and the bearings 31a, 31b, 31c, and 31d are bent. Cylinders 32a, 32b, 32c, and 33d are provided.
  • the bending cylinders 32a, 32b, 32c, and 33d are disposed on both radial sides of the roll neck portion 22b of the bearings 31a, 31b, 31c, and 31d, and can press the bearings 31a, 31b, 31c, and 31d. Yes. Therefore, by bending rollers 32a, 32b, 32c, and 32d and pressing bearings 31a, 31b, 31c, and 31d, roll bending can be applied to work roll 22, so the work roll 22 is bent. Can be controlled.
  • the work roll 22 is supported by thrust bearings 33a and 33b on the end faces of the operation-side and drive-side roll neck portions 22a.
  • the thrust bearings 33a and 33b dedicated to the thrust load are provided.
  • the thrust load and the radial load bearings 31a, 31b, 31c, and 31d can sufficiently cope with the thrust force of the work roll 22, and in such a case, the thrust bearings 33a and 33b can be omitted.
  • the bearings 31a, 31b, 31c, 31d and the bending cylinders 32a, 32b, 32c, 32d are provided to impart roll bending to the work roll 22, but these are omitted and configured. This may be simplified.
  • the roll body portion 22 a comes into contact with the support rolls 41 a and 41 b from the entrance side and the exit side in the transport direction of the rolled material 1, respectively. It is supported. And the support rolls 41a and 41b are respectively contact-supported by the divided bearing shafts 42a, 42b, 43a, and 43b from the conveyance direction entrance side and the conveyance direction exit side of the rolled material 1, and these division bearing shafts 42a and 42b. , 43a and 43b are rotatably supported by support beams 44a and 44b, respectively.
  • guide members 45a and 45b and support frames 47a and 47b are provided between the housings 21a and 21b.
  • Support beams 44a and 44b are supported in the guide members 45a and 45b so as to be slidable in the conveying direction of the rolled material 1, and a plurality of hydraulic cylinders 46a and 46b are provided in the support frames 47a and 47b.
  • the support rolls 41a and 41b are provided at predetermined intervals in the roll axis direction (the sheet width direction of the rolled material 1).
  • the hydraulic cylinders 46a and 46b can press the end surfaces of the support beams 44a and 44b.
  • the roll body 22 a is contact-supported by support rolls 41 c and 41 d from the entry side and the delivery direction exit side of the rolled material 1, respectively.
  • the support rolls 41c and 41d are contact-supported by the division bearing shafts 42c, 42d, 43c, and 43d from the conveyance direction entrance side and the conveyance direction exit side of the rolled material 1, respectively, and these division bearing shafts 42c and 42d.
  • 43c and 43d are rotatably supported by support beams 44c and 44d, respectively.
  • guide members 45c and 45d and support frames 47c and 47d are provided between the housings 21a and 21b.
  • Support beams 44c and 44d are supported in the guide members 45c and 45d so as to be slidable in the conveying direction of the rolling material 1, and a plurality of hydraulic cylinders 46c and 46d are provided in the support frames 47c and 47d.
  • the support rolls 41c and 41d are provided at predetermined intervals in the roll axis direction (the sheet width direction of the rolled material 1).
  • the hydraulic cylinders 46c and 46d can press the end surfaces of the support beams 44c and 44d.
  • the hydraulic cylinders 46a, 46b, 46c, 46d are driven and the support beams 44a, 44b, 44c, 44d are pressed, so that the divided bearing shafts 42a, 42b, 42c, 42d, 43a, 43b, 43c, 43d are interposed.
  • the support rolls 41a, 41b, 41c, and 41d can be pressed.
  • the roll body 22a of the work roll 22 can be pressed and supported from the horizontal direction by the support rolls 41a, 41b, 41c, and 41d, so that horizontal deflection of the work roll 22 can be suppressed.
  • the rolling material 1 having a plate width B of 1600 mm will be rolled using five types of work rolls 22 having a work roll diameter D of ⁇ 140 mm, ⁇ 170 mm, ⁇ 200 mm, ⁇ 250 mm, and ⁇ 300 mm.
  • a work roll diameter D ⁇ 140 mm, ⁇ 170 mm, ⁇ 200 mm, ⁇ 250 mm, and ⁇ 300 mm.
  • the relationship between the plate width B (1600 mm) of the rolled material 1 and its plate shape (I-unit) is obtained.
  • I-unit plate shape
  • the relationship between the work roll diameter D and the plate end shape of the rolled material 1 can be obtained.
  • the plate shape calculation conditions of the work roll 22 adopting the five kinds of work roll diameters D described above are shown in FIG.
  • the hydraulic cylinders 46a, 46b, 46c, 46d are automatically driven with an operation amount corresponding to the diameter of the work roll 22, and instead of the hydraulic cylinders 46a, 46b, 46c, 46d, a worm A jack or the like may be used.
  • the work roll 22 is pressed and supported by the support rolls 41 a and 41 c arranged on the entry side in the conveyance direction of the rolled material 1 and the support rolls 41 b and 41 d arranged on the exit side in the conveyance direction of the rolled material 1.
  • the support rolls 41a, 41b, 41c, and 41d may be provided on at least one of the entry side and the exit side.
  • the pair of upper and lower intermediate rolls 23 includes a cylindrical roll body 23 a that contacts the roll body 22 a of the work roll 22 and one end of the roll body 23 a.
  • the roll neck portions 23c and 23d of the intermediate roll 23 are rotatably supported by bearings 51a, 51b, 51c and 51d provided in the housings 21a and 21b.
  • the drive side bearings 51b and 51d are detachably mounted with a shift frame 53 via a detachable hook 52, and between the shift frame 53 and the housing 21b, shift cylinders 54a and 54b are mounted. Is intervened.
  • shift blocks 55a and 55b are provided on both sides of the operation side bearings 51a and 51c, and these shift blocks 55a and 55b slide in the roll axis direction of the intermediate roll 23 with respect to the housing 21a. It is supported movably.
  • shift blocks 55c and 55d are provided on both sides of the drive-side bearings 51b and 51d. These shift blocks 55c and 55d are arranged in the roll axis direction of the intermediate roll 23 with respect to the housing 21b. It is slidably supported.
  • the opposed shift blocks 55a and 55b and the shift blocks 55c and 55d are connected by connecting bars 56a and 56b.
  • bending cylinders 57a, 57b, 57c, and 57d are provided in the shift blocks 55a, 55b, 55c, and 55d, respectively, and these bending cylinders 57a, 57b, 57c, and 57d are provided with bearings 51a, 51b, 51c, and 57d, respectively. 51d can be pressed.
  • the intermediate roll 23 can be moved in the roll axis direction by driving the shift cylinders 54a and 54b.
  • the roll shoulder 23e of the intermediate roll 23 can be shifted according to the plate width (end portion position) of the rolled material 1, the plate shape of the rolled material 1 can be controlled.
  • the bending cylinders 57a, 57b, 57c, 57d are driven and the bearings 51a, 51b, 51c, 51d are pressed, roll bending can be imparted to the intermediate roll 23. Can be controlled.
  • the pair of upper and lower intermediate rolls 23 are moved in the roll axial direction, the roll shoulder 23 e is shifted according to the plate width of the rolled material 1, and the work roll 22 is moved. Further, by applying roll bending to the intermediate roll 23, the plate shape of the rolled material 1 can be controlled with high accuracy.
  • the operation side and the drive of the work roll 22 are driven by using the work roll 22 having a small diameter instead of using the work roll having a very small diameter as in the prior art. Since a space can be formed on the side, thrust bearings 33a and 33b having a large thrust capacity with respect to the thrust force of the work roll 22 can be provided in the space. Thereby, since the shift operation
  • the roll shoulder 23e of the rolling material 1 can be moved during the shifting operation of the intermediate roll 23 during rolling.
  • the plate shape of the rolled material 1 can be controlled by shifting outside the plate width without shifting into the plate width.
  • the roll shoulder 23e of the intermediate roll 23 is shifted from the end of the rolled material 1 to the outside in the plate width direction by a distance UC ⁇ .
  • a distance for example, 20 mm
  • the meandering amount of the rolled material 1 may be added to the distance UC ⁇ outside the sheet width direction.
  • the pair of upper and lower work rolls 2 described above is formed of a material having a high longitudinal elastic modulus.
  • a material having a high longitudinal elastic modulus cemented carbide such as tungsten carbide (longitudinal elastic modulus: 53000 kg / mm 2 ), ceramics (longitudinal elastic modulus: 31000 kg / mm 2 ), or the like is used.
  • special forged steel or high-speed steel (longitudinal elastic modulus: 21000 kg / mm 2 ) or the like has been used as a material for the conventional work rolls having a very small diameter.
  • the work roll 2 may be a composite roll whose surface layer portion is formed of the above-described high longitudinal elastic modulus material and whose inner layer portion is formed of the above-described conventional material.
  • the work roll 22 is made to have a longitudinal elastic modulus that is about 1.5 to 2.5 times higher than that of conventional materials such as special forged steel and high-speed steel.
  • the roll flatness of the work roll 22 can be suppressed by using a high longitudinal elastic modulus material such as a cemented carbide or ceramics having the above.
  • the roll flattening amount can be suppressed.
  • the work roll diameter when the work roll 22 is flattened is the conventional minimum diameter. This is equivalent to the work roll diameter when the work roll is flattened.
  • the amount of coolant entrained in the small-diameter work roll 22 is also equal to the amount of coolant entrained in the ultra-small work roll 22, so that the surface gloss of the rolled material 1 rolled by the small-diameter work roll 22 is also small.
  • the surface gloss of the rolled material rolled by a roll can be made equal.
  • the work roll 22 by forming the work roll 22 with a hard material such as cemented carbide or ceramics, it is possible to reduce the wear of the work roll 22. Thereby, the roll life of the work roll 22 is extended, the frequency of roll replacement of the work roll 22 is reduced, and the productivity can be further improved.
  • the wear amount of cemented carbide, ceramics, etc. is 1/25. It has become. Further, when a high hardness material such as cemented carbide or ceramic is used only for the surface layer portion of the work roll 22, the high hardness material may be sprayed on the surface of the roll.
  • a pair of upper and lower work rolls 62 are rotatably supported by the six-high rolling mill 13.
  • the pair of upper and lower work rolls 62 includes a cylindrical roll body 62a, a tapered tapered part 62b formed at one end of the roll body 62a, and a roll neck formed at the other end of the roll body 62a. It has a portion 62c, a roll neck portion 62d formed at the tip of the tapered portion 62b, and a roll shoulder portion 62e that becomes the starting point (starting position of the tapered surface) of the tapered portion 62b. That is, the pair of upper and lower intermediate rolls 62 have roll shoulder portions 62e at the ends of the upper and lower roll body portions 62a that are point-symmetric with respect to the center of the width of the rolled material 1.
  • the roll necks 62c and 62d of the work roll 62 are rotatably supported by the bearings 31a, 31b, 31c and 31d described above.
  • the bearings 31a, 31b, 31c and 31d have bending cylinders 32a and 31d, respectively. 32b, 32c, and 33d are provided.
  • the upper work roll 62 is supported by thrust bearings 34a and 34b at the end surfaces of the roll neck portions 62c and 62d, and shift cylinders 35a and 35b are connected to the thrust bearings 34a and 34b.
  • the lower work roll 62 is supported by thrust bearings 34c and 34d at the end surfaces of the roll neck portions 62c and 62d, and shift cylinders 35c and 35d are connected to the thrust bearings 34c and 34d. Yes.
  • the work roll 62 can be moved in the roll axis direction via the thrust bearings 34a, 34b, 34c, 34d.
  • the roll shoulder 62e of the work roll 62 can be shifted to a position that is point-symmetric with respect to the sheet width center of the rolled material 1, so that the plate thickness is rapidly reduced at the end of the rolled material 1. In other words, so-called edge drop can be reduced.
  • a plate thickness measuring device (plate thickness measuring means) 70 is provided on the exit side in the conveying direction of the rolled material 1 in the 6-high rolling mill 13.
  • the plate thickness measuring instrument 70 measures the plate thickness at one point or a plurality of points at both end portions (edge portions) of the rolled material 1.
  • the distance between the roll shoulder 62e of the work roll 62 and the end of the rolled material 1 is a distance ⁇ w on the operation side and a distance ⁇ d on the drive side.
  • the work roll 62 is moved in the roll axis direction, and the roll shoulder portion 62e. Is shifted to the center side in the plate width direction of the rolled material 1. That is, the work roll 62 is moved in the roll axis direction so that the distances ⁇ w and ⁇ d are increased.
  • the work roll 62 is moved in the roll axis direction and the roll shoulder portion is moved. 62e is shifted to the outer side in the sheet width direction of the rolled material 1. That is, the work roll 62 is moved in the roll axis direction so that the distances ⁇ w and ⁇ d become small.
  • the thrust bearings 34a, 34b, 34c, 34d dedicated to the thrust load are provided, but depending on the type of the rolling material 1, In some cases, the thrust load and the radial load bearings 31a, 31b, 31c, 31d alone can sufficiently cope with the thrust force of the work roll 62. In such a case, the thrust bearings 34a, 34b, 34c, 34d are omitted. It is also possible to do.
  • the operation side and the drive of the work roll 62 are driven by using the work roll 62 having a small diameter instead of using the work roll having a very small diameter as in the prior art. Since a space can be formed on the side, thrust bearings 34a, 34b, 34c, and 34d having a large thrust capacity with respect to the thrust force of the work roll 62 can be provided in the space. Thereby, since the shift operation
  • the 6-high rolling mill 11 of the first embodiment described above when applied to the entire rolling stand of the tandem rolling facility, the hard rolled material 1 can be rolled more efficiently. Further, as shown in FIG. 12, the six-high rolling mill 11 is connected to the NO.1 rolling stand 14a and the NO.4 of the NO.1 to NO.4 rolling stands 14a, 14b, 14c and 14d of the tandem rolling equipment 14. It is also possible to apply only to the 4 rolling stand 14d.
  • the six-high rolling mill 11 to the NO. 1 rolling stand 14a and the NO. 4 rolling stand 14d, the NO.
  • the amount of reduction can be increased by the work roll 22 having a small diameter, and in the No. 4 rolling stand 14d, even if the plate thickness of the rolled material 1 is reduced, the intermediate roll 23 is shifted by that amount. Since the plate shape of the material 1 can be controlled with high accuracy, the return on investment can be increased.
  • the 6-high rolling mill 13 of the third embodiment described above is applied to the entire rolling stand of the tandem rolling facility, the edge drop of the rolled material 1 can be further reduced. Further, as shown in FIG. 13, the six-high rolling mill 13 is connected to the NO.1 rolling stand 15a and the NO.1 of the NO.1 to NO.4 rolling stands 15a, 15b, 15c and 15d of the tandem rolling equipment 15. It is also possible to apply only to the two rolling stands 15d.
  • the 6-high rolling mill 13 to the NO. 1 rolling stand and the NO. 2 rolling stand, the plate thickness of the rolled material 1 is reduced in these NO. 1 rolling stand and NO. 2 rolling stand. Since the effect of reducing the edge drop by the work roll 62 is increased by the thickness, the return on investment can be increased.
  • Japanese Patent No. 3444063 discloses a tandem rolling facility to which a cemented carbide work roll is applied, which occurs during rolling by applying a cemented carbide work roll.
  • the present invention is intended to suppress metal wear powder and improve the surface cleanliness of the rolled material, and appropriately reduce the diameter of the work roll to efficiently roll the hard rolled material and Are very different technically.
  • the present invention can be applied to a rolling mill that improves the support rigidity of a support roll that suppresses horizontal deflection of the work roll and appropriately reduces the diameter of the work roll.

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  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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Abstract

　作業ロールを適切に小径化して、硬質な圧延材を効率的に圧延することができる圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備を提供する。そのため、上下一対の作業ロール（２２）と、作業ロール（２２）を上下方向からそれぞれ支持すると共にロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材（１）の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に先細り部（２３ｂ）を有する上下一対の中間ロール（２３）と、中間ロール（２３）を上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロール（２４）と、作業ロール（２２）を入側及び出側からそれぞれ支持する上下一対の支持ロール（４１ａ～４１ｄ）と、支持ロール（４１ａ～４１ｄ）を入側または出側からそれぞれ支持する上下二対の分割ベアリング軸（４２ａ～４２ｄ，４３ａ～４２ｄ）とを備えた圧延機（１１）において、作業ロール径の範囲を、（作業ロール径）／（圧延材の最大板幅）＝０．１を超え０．１６以下、とする。

Description

圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備
　本発明は、作業ロールを適切に小径化して、硬質材を効率的に圧延可能とする圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備に関する。
　従来から、特に硬質材の圧延においては、作業ロール径を小さくする程、圧延材をより減厚することができることから、小径の作業ロールが用いられている。しかしながら、作業ロール径が小さくなると、このロール自体の曲げ剛性が低下するため、作業ロールの水平方向の撓みが問題となる。そこで、作業ロールを水平方向から支持する支持ロールを設けることにより、作業ロールの水平撓みを抑制するようにした圧延機が提供されている。
　また、上述したような、作業ロール水平撓み抑制機能を具備した圧延機では、作業ロール径の範囲が、Ｄ（作業ロール径）／Ｂ（圧延材の最大板幅）＝０．０７５～０．１となるような、極小径の作業ロールが採用されている。このような、極小径の作業ロールは、例えば、非特許文献１に開示されており、この非特許文献１においては、Ｄ（φ１５０ｍｍ）／Ｂ（１６５０ｍｍ）＝０．０９とした極小径の作業ロールが採用されている。
Franz Pempera、Massimo Casal, 「The rolling, annealing and pickling line at Avesta Polarit, Tornio」, MPT International, 2003年5月号, p.68-70
　しかしながら、上記従来の圧延機では、作業ロール径の範囲が、Ｄ／Ｂ＝０．０７５～０．１となるような、極小径の作業ロールを採用しているため、この作業ロールの操作側及び駆動側のスペースが小さくなり、スラスト容量の大きな作業ロール用スラストベアリングの設置が困難となっていた。
　ここで、作業ロールを用いて、板幅が異なる複数の圧延材を連続して圧延する場合には、圧延材の板形状を制御するために、先細り部を有する中間ロールをロール軸方向に移動させ、その先細り部の起点となるロール肩部を圧延材の板幅に応じてシフトさせる必要がある。そして、このような、圧延中における中間ロールのシフト動作は、作業ロールに大きなスラスト力を与えることになる。
　これにより、極小径の作業ロールを適用した圧延機では、圧延中に中間ロールをロール軸方向に移動させることができないため、圧延材の板幅が変更される度に、圧延機を停止させて、圧延荷重を解放し、作業ロール用スラストベアリングに掛かるスラスト力を軽減した状態で、中間ロールを圧延材の板幅に応じて移動させる必要があった。この結果、極小径の作業ロールを適用した圧延機においては、歩留まり及び生産性の低下を招くおそれがあった。
　また、極小径の作業ロールを適用した圧延機では、作業ロール径が小さ過ぎて、ロール自体の曲げ剛性が更に低下してしまうため、中間ロールのロール肩部を圧延材の板幅内にシフトしないと、圧延材の板形状が平坦になりにくくなる。更に、中間ロールのロール肩部を圧延材の板幅内にシフトさせるためには、材質が変わったことによる圧延荷重の違いや、板幅が変わった場合に、その中間ロールのロール肩部形状を、圧延材の板形状を平坦とするために、変える必要がある。これにより、圧延操業上の制約を受けるおそれがあった。
　また、作業ロールのロール肩部を圧延材の板幅に応じてシフトさせることにより、圧延材の端部において急激に板厚減少が起こる、所謂、エッジドロップを低減させることが可能となるが、このような場合にも、作業ロール用スラストベアリングに大きなスラスト力が掛かり、作業ロールのシフト動作を行うことができないという問題があった。
　従って、本発明は上記課題を解決するものであって、作業ロールを適切に小径化して、硬質な圧延材を効率的に圧延することができる圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備を提供することを目的とする。
　上記課題を解決する第１の発明に係る圧延機は、
　圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
　前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
　前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
　前記上下一対の作業ロールを、圧延材の搬送方向入側及び搬送方向出側の少なくとも一方側から、それぞれ支持する上下一対の支持ロールと、
　前記上下一対の支持ロールを、圧延材の搬送方向入側または搬送方向出側から、それぞれ支持する上下二対の分割ベアリング軸とを備えた圧延機において、
　作業ロール径の範囲は、（作業ロール径）／（圧延材の最大板幅）＝０．１を超え０．１６以下、である
　ことを特徴とする。
　上記課題を解決する第２の発明に係る圧延機は、
　圧延中に、前記上下一対の中間ロールをロール軸方向に移動させる
　ことを特徴とする。
　上記課題を解決する第３の発明に係る圧延機は、
　前記作業ロールを、超硬合金またはセラミックスで形成する
　ことを特徴とする。
　上記課題を解決する第４の発明に係る圧延機は、
　前記上下一対の作業ロールは、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する
　ことを特徴とする。
　上記課題を解決する第５の発明に係る圧延機は、
　前記上下一対の作業ロールにおける圧延材の搬送方向出側に、圧延材の端部の板厚を測定する板厚測定手段を備え、
　前記板厚測定手段により測定された圧延材の板厚に応じて、前記上下一対の作業ロールをロール軸方向に移動させ、前記先細り部の起点となるロール肩部の位置を制御する
　ことを特徴とする。
　上記課題を解決する第６の発明に係るタンデム圧延設備は、
　複数の圧延機を並べたタンデム圧延設備において、
　第１乃至第５のいずれかの発明の圧延機を、少なくとも１つ以上備えた
　ことを特徴とする。
　従って、本発明に係る圧延機及びタンデム圧延設備によれば、作業ロールを適切に小径化することにより、当該作業ロールの操作側及び駆動側にスペースを形成させることができるので、スラスト容量の大きな作業ロール用スラストベアリングを設けることができる。この結果、板幅が異なる複数の圧延材を連続して圧延する場合でも、圧延機を停止させることなく、中間ロールを圧延材の板幅に応じてロール軸方向に移動させることができるので、歩留まり及び生産性の向上を図ることができる。また、圧延材の材質や板幅が変わっても、中間ロールのロール肩部形状を変えることなく、圧延材の板形状を向上させることができるので、硬質な圧延材を効率的に圧延することができる。
本発明の第１実施例に係る６段圧延機の正面図である。 図１のII－II矢視断面図である。 図１のIII－III矢視断面図である。 図２のIV－IV矢視断面図である。 （ａ）～（ｅ）は各作業ロール径に応じた圧延材の板幅と板形状との関係を示した図である。 板幅を一定にしたときの作業ロール径と板端部形状との関係を示した図である。 （ａ）は板形状計算条件を示した図、（ｂ）は中間ロールのシフト動作を示した図である。 本発明の第３実施例に係る６段圧延機の正面図である。 図８のIX－IX矢視断面図である。 板厚測定器の設置位置を示した図である。 作業ロールのシフト動作を示した図である。 第１実施例に係る６段圧延機を適用したタンデム圧延設備の正面図である。 第３実施例に係る６段圧延機を適用したタンデム圧延設備の正面図である。
　以下、本発明に係る圧延機及びそれを備えたタンデム圧延設備について、図面を用いて詳細に説明する。なお、実施例２，３においては、実施例１で説明した部材と同一の部材には、同一の符号を付し、重複した説明を省略してある。
　図１及び図２に示すように、６段圧延機１１は、左右（駆動側、操作側）一対のハウジング２１ａ，２１ｂを有している。このハウジング２１ａ，２１ｂ内には、上下一対の作業ロール２２、中間ロール２３、補強ロール２４が回転可能に支持されており、更に、上下一対の作業ロール２２は、それぞれ上下一対の中間ロール２３に接触支持されており、この上下一対の中間ロール２３は、それぞれ上下一対の補強ロール２４に接触支持されている。そして、ハウジング２１ａ，２１ｂ間に搬送された硬質材である圧延材１は、作業ロール２２ａ，２２ｂ間を通板することにより、圧延されることになる。
　また、上側の補強ロール２４は、軸受箱２５ａ，２５ｂに回転可能に支持されており、この軸受箱２５ａ，２５ｂは、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂを介して、ハウジング２１ａ，２１ｂに支持されている。従って、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂを駆動させることにより、圧延材１のパスラインを上下方向に調整することができる。
　なお、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂは、ウォームジャッキまたはテーパウェッジ及び段付ロッカープレート等から構成されており、当該パスライン調整装置２６ａ，２６の内部に、ロードセルを内蔵させて、圧延荷重を計測するようにしても構わない。
　一方、下側の補強ロール２４は、軸受箱２５ｃ，２５ｄに回転可能に支持されており、この軸受箱２５ｃ，２５ｄは、圧下用油圧シリンダ２７ａ，２７ｂを介して、ハウジング２１ａ，２１ｂに支持されている。従って、圧下用油圧シリンダ２７ａ，２７ｂを駆動させ、その圧下荷重を、上下一対の補強ロール２４及び上下一対の中間ロール２３を介して、上下一対の作業ロール２２に間接的に伝達させることにより、圧延材１を圧延することができる。
　ここで、図２及び図３に示すように、上下一対の作業ロール２２は、圧延材１を圧延するための円柱状のロール胴部２２ａと、このロール胴部２２ａの両端部に形成されるロールネック部２２ｂとを有している。そして、作業ロール２２のロールネック部２２ｂは、ハウジング２１ａ，２１ｂに設けられる軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに回転可能に支持されており、これらの軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄには、ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ｄが設けられている。
　ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ｄは、軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにおけるロールネック部２２ｂの径方向両側部に配置されており、当該軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを押圧可能となっている。従って、ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを駆動させ、軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを押圧することにより、作業ロール２２にロールベンディングを付与することができるので、当該作業ロール２２の撓みを制御することができる。
　また、作業ロール２２は、操作側及び駆動側のロールネック部２２ａの端面において、スラストベアリング３３ａ，３３ｂに支持されている。
　なお、本実施形態では、作業ロール２２のスラスト力に対するスラスト容量を大きくするために、スラスト負荷専用のスラストベアリング３３ａ，３３ｂを設けるようにしているが、圧延材１の種類によっては、スラスト負荷及びラジアル負荷兼用の軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄだけでも作業ロール２２のスラスト力に十分対応できる場合があり、このような場合には、スラストベアリング３３ａ，３３ｂを省略することも可能である。また、本実施形態では、軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及びベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを設けて、作業ロール２２にロールベンディングを付与するようにしているが、これらを省略し、構成の簡素化を図るようにしても良い。
　更に、図１乃至図３に示すように、上側の作業ロール２２においては、そのロール胴部２２ａが、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ支持ロール４１ａ，４１ｂによって接触支持されている。そして、支持ロール４１ａ，４１ｂは、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ分割ベアリング軸４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂによって接触支持されており、これらの分割ベアリング軸４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂの軸部は、それぞれ支持ビーム４４ａ，４４ｂに回転可能に支持されている。
　また、ハウジング２１ａ，２１ｂ間には、ガイド部材４５ａ，４５ｂ及び支持フレーム４７ａ，４７ｂが設けられている。ガイド部材４５ａ，４５ｂ内には、支持ビーム４４ａ，４４ｂが、圧延材１の搬送方向に摺動可能に支持されており、支持フレーム４７ａ，４７ｂ内には、複数の油圧シリンダ４６ａ，４６ｂが、支持ロール４１ａ，４１ｂのロール軸方向（圧延材１の板幅方向）に所定間隔に設けられている。そして、油圧シリンダ４６ａ，４６ｂは、支持ビーム４４ａ，４４ｂの端面を押圧可能となっている。
　一方、下側の作業ロール２２においては、そのロール胴部２２ａが、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ支持ロール４１ｃ，４１ｄによって接触支持されている。そして、支持ロール４１ｃ，４１ｄは、圧延材１の搬送方向入側及び搬送方向出側から、それぞれ分割ベアリング軸４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄによって接触支持されており、これらの分割ベアリング軸４２ｃ，４２ｄ，４３ｃ，４３ｄの軸部は、それぞれ支持ビーム４４ｃ，４４ｄに回転可能に支持されている。
　また、ハウジング２１ａ，２１ｂ間には、ガイド部材４５ｃ，４５ｄ及び支持フレーム４７ｃ，４７ｄが設けられている。ガイド部材４５ｃ，４５ｄ内には、支持ビーム４４ｃ，４４ｄが、圧延材１の搬送方向に摺動可能に支持されており、支持フレーム４７ｃ，４７ｄ内には、複数の油圧シリンダ４６ｃ，４６ｄが、支持ロール４１ｃ，４１ｄのロール軸方向（圧延材１の板幅方向）に所定間隔に設けられている。そして、油圧シリンダ４６ｃ，４６ｄは、支持ビーム４４ｃ，４４ｄの端面を押圧可能となっている。
　従って、油圧シリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄを駆動させ、支持ビーム４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄを押圧することにより、分割ベアリング軸４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを介して、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを押圧することができる。この結果、作業ロール２２のロール胴部２２ａを、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄによって、水平方向から押圧支持することができるので、作業ロール２２の水平撓みを抑制することができる。
　これにより、作業ロール２２（ロール胴部２２ａ）の作業ロール径をＤとし、圧延材１の最大板幅をＢとすると、作業ロール径Ｄの範囲が、Ｄ／Ｂ＝０．１０１～０．１６（０．１を超え０．１６以下）となるような、小径の作業ロール２２を採用することができるため、ステンレス鋼等の硬質な圧延材１を圧延可能となっている。例えば、板幅Ｂが１６００ｍｍの圧延材１を圧延する場合には、作業ロール径Ｄがφ１６２～２５６ｍｍとなる作業ロール２２を採用することができる。
　これを具体的に説明すると、作業ロール径Ｄがφ１４０ｍｍ、φ１７０ｍｍ、φ２００ｍｍ、φ２５０ｍｍ、φ３００ｍｍの５種類の作業ロール２２を用いて、板幅Ｂが１６００ｍｍの圧延材１をそれぞれ圧延してみる。これにより、図５（ａ）～（ｅ）に示すように、各作業ロール径Ｄごとに、圧延材１の板幅Ｂ（１６００ｍｍ）とその板形状（Ｉ－ｕｎｉｔ）との関係を得ることができる。これらは、実際に圧延を行ったときの板形状を表す板形状計算結果である。そして、それらの関係から、圧延材１の端部において、その板形状を示すＩ－ｕｎｉｔの値が大きい（伸び率が大きい）ことがわかる。
　更に、上述した結果から、図６に示すように、作業ロール径Ｄと圧延材１の板端部形状との関係を得ることができる。このとき、良好な板形状の許容値を、２２ Ｉ－ｕｎｉｔ以下とすると、作業ロール径Ｄの範囲が、φ１６２～２５６ｍｍとなることがわかる。そして、圧延材１の板幅Ｂが１６００ｍｍであるため、Ｄ（φ１６２～２５６ｍｍ）／Ｂ（１６００ｍｍ）＝０．１０１～０．１６（０．１を超え０．１６以下）となる。ここで、上述した、５種類の作業ロール径Ｄを採用した作業ロール２２の板形状計算条件は、図７（ａ）に示してある。
　なお、油圧シリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄは、作業ロール２２の径に応じた作動量で自動的に駆動するようになっており、この油圧シリンダ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄに替えて、ウォームジャッキ等を用いても構わない。また、本実施形態では、作業ロール２２を、圧延材１の搬送方向入側に配置される支持ロール４１ａ，４１ｃ及び圧延材１の搬送方向出側に配置される支持ロール４１ｂ，４１ｄによって押圧支持するようにしているが、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、入側及び出側の少なくとも一方側に設けるようにすれば良い。
　次いで、図１、図２、図４に示すように、上下一対の中間ロール２３は、作業ロール２２のロール胴部２２ａと接触する円柱状のロール胴部２３ａと、このロール胴部２３ａの一端に形成されるテーパ状の先細り部２３ｂと、ロール胴部２３ａの他端に形成されるロールネック部２３ｃと、先細り部２３ｂの先端に形成されるロールネック部２３ｄと、先細り部２３ｂの起点（テーパ面の開始位置）となるロール肩部２３ｅとを有している。即ち、上下一対の中間ロール２３は、圧延材１の板幅中心に対して点対称となる上下のロール胴部２３ａの端部に、ロール肩部２３ｅをそれぞれ有している。
　そして、中間ロール２３のロールネック部２３ｃ，２３ｄは、ハウジング２１ａ，２１ｂに設けられる軸受５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに回転可能に支持されている。このうち、駆動側の軸受５１ｂ，５１ｄには、着脱フック５２を介して、シフトフレーム５３が着脱可能に装着されており、このシフトフレーム５３とハウジング２１ｂとの間には、シフトシリンダ５４ａ，５４ｂが介在されている。
　また、操作側の軸受５１ａ，５１ｃの両側部には、シフトブロック５５ａ，５５ｂが設けられており、これらのシフトブロック５５ａ，５５ｂは、ハウジング２１ａに対して、中間ロール２３のロール軸方向に摺動可能に支持されている。同様に、駆動側の軸受５１ｂ，５１ｄの両側部には、シフトブロック５５ｃ，５５ｄが設けられており、これらのシフトブロック５５ｃ，５５ｄは、ハウジング２１ｂに対して、中間ロール２３のロール軸方向に摺動可能に支持されている。そして、対向したシフトブロック５５ａ，５５ｂとシフトブロック５５ｃ，５５ｄとは、連結バー５６ａ，５６ｂにより連結されている。
　更に、シフトブロック５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄには、それぞれベンディングシリンダ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄが設けられており、これらのベンディングシリンダ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄは、軸受５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを押圧可能となっている。
　従って、シフトシリンダ５４ａ，５４ｂを駆動させることにより、中間ロール２３をロール軸方向に移動させることができる。これにより、中間ロール２３のロール肩部２３ｅを圧延材１の板幅（端部の位置）に応じてシフトさせることができるので、圧延材１の板形状を制御することができる。また、ベンディングシリンダ５７ａ，５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを駆動させ、軸受５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを押圧することにより、中間ロール２３にロールベンディングを付与することができるので、当該中間ロール２３の撓みを制御することができる。
　即ち、６段圧延機１１においては、圧延中に、上下一対の中間ロール２３をロール軸方向に移動させ、そのロール肩部２３ｅを圧延材１の板幅に応じてシフトさせると共に、作業ロール２２及び中間ロール２３にロールベンディングを付与することにより、圧延材１の板形状を高精度に制御することができる。
　従って、本発明に係る６段圧延機１１によれば、従来のように、極小径の作業ロールを用いるのではなく、小径の作業ロール２２を用いることにより、この作業ロール２２の操作側及び駆動側にスペースを形成させることができるので、そのスペースに、作業ロール２２のスラスト力に対するスラスト容量が大きなスラストベアリング３３ａ，３３ｂを設けることができる。これにより、圧延中に、中間ロール２３のロール肩部２３ｂのシフト動作を行うことができるので、板幅が異なる複数の圧延材１を連続して圧延する場合でも、圧延機１１を停止させることなく、中間ロール２３を圧延材１の板幅に応じてロール軸方向に移動させることができる。この結果、歩留まり及び生産性の向上を図ることができる。
　また、作業ロール２２を適切に小径化して、当該作業ロール２２の曲げ剛性を向上させることができるので、圧延中の中間ロール２３のシフト動作時において、そのロール肩部２３ｅを、圧延材１の板幅内にシフトさせることなく、その板幅外にシフトさせるだけで、圧延材１の板形状を制御することができる。
　具体的には、図７（ｂ）に示すように、中間ロール２３のロール肩部２３ｅを、圧延材１の端部から、距離ＵＣδで板幅方向外側にシフトさせる。このとき、圧延材１の蛇行を考慮して、距離ＵＣδに、板幅方向外側に更に圧延材１の蛇行量を加味した距離（例えば、２０ｍｍ）を加えるようにしても構わない。
　これにより、圧延材１の材質や板幅に応じて、当該中間ロール２３における先細り部２３ｂのテーパ形状を変更する必要がなくなるので、圧延操業の制約を大幅に改善することができる。
　上述した上下一対の作業ロール２は、高い縦弾性係数の材質により形成されている。このような、高い縦弾性係数の材質としては、タングステンカーバイド（縦弾性係数；５３０００ｋｇ／ｍｍ2）等の超硬合金や、セラミックス（縦弾性係数；３１０００ｋｇ／ｍｍ2）等を使用する。なお、従来の極小径の作業ロールの材質としては、特殊鍛鋼やハイス鋼（縦弾性係数；２１０００ｋｇ／ｍｍ2）等が使用されていた。また、作業ロール２は、その表層部分が、上述した高縦弾性係数材で形成されると共に、その内層部分が、上述した従来材で形成された複合ロールとしても構わない。
　従って、作業ロール２２の作業ロール径を、極小径よりも大きな小径としても、当該作業ロール２２を、特殊鍛鋼やハイス鋼等の従来材の約１．５～２．５倍もの高い縦弾性係数を有する超硬合金やセラミックス等の高縦弾性係数材とすることにより、作業ロール２２のロール扁平を抑制することができる。
　これにより、作業ロール２２が圧延中にロール扁平しても、このロール扁平量を抑えることができるので、結果的に、作業ロール２２がロール扁平したときの作業ロール径が、従来の極小径の作業ロールがロール扁平したときの作業ロール径と同等となる。この結果、小径の作業ロール２２におけるクーラント巻き込み量も、極小径の作業ロールにおけるクーラント巻き込み量と同等となるため、小径の作業ロール２２によって圧延された圧延材１の表面光沢も、極小径の作業ロールによって圧延された圧延材の表面光沢と同等にすることができる。
　また、作業ロール２２を超硬合金やセラミックス等の高硬度材で形成することにより、作業ロール２２の磨耗を低減することができる。これにより、作業ロール２２のロール寿命が延びて、作業ロール２２のロール交換頻度が少なくなり、更に生産性の向上を図ることができる。
　なお、ビッカース硬さが９００ＨＶとなる特殊鍛鋼やハイス鋼等の磨耗量に比べて、ビッカース硬さがその１．８倍の１６００ＨＶとなる超硬合金やセラミックス等の磨耗量は、１／２５となっている。また、作業ロール２２の表層部分だけに、超硬合金やセラミックス等の高硬度材を使用する場合には、そのロール表面に高硬度材を溶射するようにしても構わない。
　図８乃至図１０に示すように、６段圧延機１３には、上下一対の作業ロール６２が回転可能に支持されている。この上下一対の作業ロール６２は、円柱状のロール胴部６２ａと、このロール胴部６２ａの一端に形成されるテーパ状の先細り部６２ｂと、ロール胴部６２ａの他端に形成されるロールネック部６２ｃと、先細り部６２ｂの先端に形成されるロールネック部６２ｄと、先細り部６２ｂの起点（テーパ面の開始位置）となるロール肩部６２ｅとを有している。即ち、上下一対の中間ロール６２は、圧延材１の板幅中心に対して点対称となる上下のロール胴部６２ａの端部に、ロール肩部６２ｅをそれぞれ有している。
　そして、作業ロール６２のロールネック部６２ｃ，６２ｄは、上述した軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに回転可能に支持されており、これらの軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄには、ベンディングシリンダ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ｄが設けられている。
　また、上側の作業ロール６２は、ロールネック部６２ｃ，６２ｄの端面において、スラストベアリング３４ａ，３４ｂに支持されており、これらのスラストベアリング３４ａ，３４ｂには、シフトシリンダ３５ａ，３５ｂが連結されている。一方、下側の作業ロール６２は、ロールネック部６２ｃ，６２ｄの端面において、スラストベアリング３４ｃ，３４ｄに支持されており、これらのスラストベアリング３４ｃ，３４ｄには、シフトシリンダ３５ｃ，３５ｄが連結されている。
　従って、シフトシリンダ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを駆動させることにより、スラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを介して、作業ロール６２をロール軸方向に移動させることができる。これにより、作業ロール６２のロール肩部６２ｅを、圧延材１の板幅中心に対して点対称となる位置にシフトさせることができるので、圧延材１の端部において急激に板厚減少が起こる、所謂、エッジドロップを低減させることができる。
　更に、６段圧延機１３における圧延材１の搬送方向出側には、板厚測定器（板厚測定手段）７０が設けられている。この板厚測定器７０は、圧延材１の両端部（エッジ部）における各１点または各複数点で板厚を測定するものである。
　なお、図８においては、ハウジング２１ａ，２１ｂ、パスライン調整装置２６ａ，２６ｂ、圧下用油圧シリンダ２７ａ，２７ｂ、支持ロール４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ、分割ベアリング４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ等を、図示省略している。
　次いで、６段圧延機１３におけるエッジドロップ低減方法について、図１０及び図１１を用いて説明する。但し、作業ロール６２のロール肩部６２ｅと圧延材１の端部との間の距離を、操作側で距離δｗ、駆動側で距離δｄとする。
　先ず、板厚測定器７０によって測定された圧延材１の端部の板厚が、所定の板厚よりも薄い場合には、作業ロール６２をロール軸方向に移動させて、そのロール肩部６２ｅを圧延材１の板幅方向中心側にシフトさせる。即ち、距離δｗ，δｄが大きくなるように、作業ロール６２をロール軸方向に移動させる。
　また逆に、板厚測定器７０によって測定された圧延材１の端部の板厚が、所定の板厚より厚い場合には、作業ロール６２をロール軸方向に移動させて、そのロール肩部６２ｅを圧延材１の板幅方向外側にシフトさせる。即ち、距離δｗ，δｄが小さくなるように、作業ロール６２をロール軸方向に移動させる。
　なお、本実施形態では、作業ロール６２のスラスト力に対するスラスト容量を大きくするために、スラスト負荷専用のスラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを設けるようにしているが、圧延材１の種類によっては、スラスト負荷及びラジアル負荷兼用の軸受３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄだけでも作業ロール６２のスラスト力に十分対応できる場合があり、このような場合には、スラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを省略することも可能である。
　従って、本発明に係る６段圧延機１３によれば、従来のように、極小径の作業ロールを用いるのではなく、小径の作業ロール６２を用いることにより、この作業ロール６２の操作側及び駆動側にスペースを形成させることができるので、そのスペースに、作業ロール６２のスラスト力に対するスラスト容量が大きなスラストベアリング３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを設けることができる。これにより、圧延中に、作業ロール６２のロール肩部６２ｅのシフト動作を行うことができるので、圧延材１のエッジドロップを低減させることができる。
　ここで、上述した第１実施例の６段圧延機１１を、タンデム圧延設備の全圧延スタンドに適用してみると、硬質な圧延材１をより効率的に圧延することができる。また、図１２に示すように、６段圧延機１１を、タンデム圧延設備１４のＮＯ.１～ＮＯ.４圧延スタンド１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのうちの、ＮＯ.１圧延スタンド１４ａ及びＮＯ.４圧延スタンド１４ｄのみに適用することも可能である。
　このように、６段圧延機１１を、ＮＯ.１圧延スタンド１４ａ及びＮＯ.４圧延スタンド１４ｄに適用することにより、ＮＯ.１圧延スタンド１４ａでは、圧延材１の板厚が厚くても、その分、小径の作業ロール２２によって、圧下量を増加させることができ、ＮＯ.４圧延スタンド１４ｄでは、圧延材１の板厚が薄くなっても、その分、中間ロール２３のシフト動作によって、圧延材１の板形状を高精度に制御することができるため、投資対効果を大きくすることができる。
　更に、上述した第３実施例の６段圧延機１３を、タンデム圧延設備の全圧延スタンドに適用してみると、圧延材１のエッジドロップをより低減させることができる。また、図１３に示すように、６段圧延機１３を、タンデム圧延設備１５のＮＯ.１～ＮＯ.４圧延スタンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのうちの、ＮＯ.１圧延スタンド１５ａ及びＮＯ.２圧延スタンド１５ｄのみに適用することも可能である。
　このように、６段圧延機１３を、ＮＯ.１圧延スタンド及びＮＯ.２圧延スタンドに適用することにより、これらのＮＯ.１圧延スタンド及びＮＯ.２圧延スタンドでは、圧延材１の板厚が厚い分、作業ロール６２によるエッジドロップ低減効果が大きくなるため、投資対効果を大きくすることができる。
　なお、特許第３４４４０６３号公報には、超硬合金製の作業ロールを適用したタンデム圧延設備が開示されているが、これは、超硬合金製の作業ロールを適用することにより、圧延時に発生する金属摩耗粉を抑制し、圧延材の表面清浄を向上することを目的としたものであって、作業ロールを適切に小径化して、硬質な圧延材を効率的に圧延するようにした本願発明とは、技術的に大きく異なるものである。
　本発明は、作業ロールの水平撓みを抑制する支持ロールの支持剛性を向上させ、作業ロールの小径化を適切に行うようにした圧延機に適用可能である。

Claims (6)

  1. 　圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
    　前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
    　前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
    　前記上下一対の作業ロールを、圧延材の搬送方向入側及び搬送方向出側の少なくとも一方側から、それぞれ支持する上下一対の支持ロールと、
    　前記上下一対の支持ロールを、圧延材の搬送方向入側または搬送方向出側から、それぞれ支持する上下二対の分割ベアリング軸とを備えた圧延機において、
    　作業ロール径の範囲は、（作業ロール径）／（圧延材の最大板幅）＝０．１を超え０．１６以下、である
    　ことを特徴とする圧延機。
  2. 　請求項１に記載の圧延機において、
    　圧延中に、前記上下一対の中間ロールをロール軸方向に移動させる
    　ことを特徴とする圧延機。
  3. 　請求項１に記載の圧延機において、
    　前記作業ロールを、超硬合金またはセラミックスで形成する
    　ことを特徴とする圧延機。
  4. 　請求項１に記載の圧延機において、
    　前記上下一対の作業ロールは、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する
    　ことを特徴とする圧延機。
  5. 　請求項４に記載の圧延機において、
    　前記上下一対の作業ロールにおける圧延材の搬送方向出側に、圧延材の端部の板厚を測定する板厚測定手段を備え、
    　前記板厚測定手段により測定された圧延材の板厚に応じて、前記上下一対の作業ロールをロール軸方向に移動させ、前記先細り部の起点となるロール肩部の位置を制御する
    　ことを特徴とする圧延機。
  6. 　複数の圧延機を並べたタンデム圧延設備において、
    　請求項１乃至５のいずれかに記載の圧延機を、少なくとも１つ以上備えた
    　ことを特徴とするタンデム圧延設備。
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