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技術 熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正方法及び装置、熱間圧延設備並びに可逆テーパ状サイドガイド

出願人 株式会社日立製作所
発明者 木村智明金子滋司
出願日 1996年6月17日 (24年0ヶ月経過) 出願番号 1996-155808
公開日 1998年1月13日 (22年5ヶ月経過) 公開番号 1998-005842
状態 拒絶査定
技術分野 圧延材の移送
主要キーワード 中心支点 テーパ部長 作用中心 作業ローラ 放熱防止 修正効果 入側ガイド ウォームジャッキ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年1月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延を可能にし、しかも圧延速度を低下させない熱間板圧延設備における圧延材の曲がり修正方法及び装置を提供する。

解決手段

圧延材1をスラブから粗バーまで粗圧延する設備を、2台の減厚圧延機101,102、この2台の減厚圧延機スタンド間に配置された可逆テーパ状開閉が可能なサイドガイド105、2台の減厚圧延機101,102の外側に配置された2台の幅圧延機103,104で構成し、圧延材1の正逆圧延を行う。サイドガイド105のテーパ状のサイドガイド部材20,21で幅圧延により生じた圧延材の先端曲がりが圧延と共に修正されるので、先・後端に曲がりのない粗バーの製造が可能である。

概要

背景

熱間でスラブから帯板を製造する圧延設備において、粗圧延設備はスラブから粗バーまでの圧延を行うものである。この粗バーは引き続き仕上圧延機により減厚圧延され熱間帯鋼が製造される。

スラブの寸法は通常厚さは200〜280mm、幅700〜2200mm、長さは6〜13mである。このようなスラブは、従来図11に示されるような圧延機の配列の粗圧延機列により、スラブ厚より20〜40mm厚の粗バー厚まで、合計6パスの圧延により減厚圧延がなされていた。即ち、半連続式は1台の1パス圧延を行う圧延機と5パスの圧延を行う1台の可逆圧延機、全連続式は6台の1パス圧延機、スリークウォータ式は1台の1パス圧延機の出側に3パスの圧延を行う1台の可逆圧延機と2台の1パス圧延機、またクロースカップル式は1台の1パス圧延機と3パス圧延を行う1台の可逆圧延機及び圧延材を同時に圧延する2台の圧延機よりなるタンデム圧延機により、粗圧延設備が構成されていた。いづれの場合も合計6パスの圧延により粗バーまでの減厚圧延がなされていた。

しかし、このような粗圧延設備の設備長は、圧延機間スタンド間距離が約40mと大きいことから、いづれの場合も100mを越すものであり、減厚圧延と共に圧延材がこれらのスタンド間のテーブル上に展開されるので、高温の圧延材の温度低下は100℃を越す程に大きかった。

このような温度低下の欠点を改善するための粗圧延設備の例は特開平5−161902号公報に開示されている。この例では、2台の2重圧延機が6mのスタンド間距離内にタンデム状に配置されたり、あるいは1台のハウジング内に2組のワークロールが備えられるような、圧延ロール近接配置を特徴にする2台の減厚圧延機によりなる可逆圧延式粗圧延設備が示されている。

このような近接配置された2台の圧延機により、圧延材をタンデム状に同時に圧延し、しかも正、逆及び正方向の可逆圧延により合計6パスの圧延を行うことは、圧延材がテーブル上に展開される回数が減少するので、圧延温度の低下を著しく減少させる効果があった。

また、熱間板材圧延設備では、パスラインに対して圧延材のセンタリングを行うために、一般的に減厚圧延機の入側にサイドガイドを配置している。従来の一般的なサイドガイドは、1対のサイドガイド部材を平行に開閉するように構成されおり、サイドガイド部材を十分に開いて圧延材をサイドガイド部材の間に導いた後、急速にサイドガイド部材を閉じ、圧延材の位置修正を行う。

また、特開平1−317614号公報には、圧延材の流れの上流側に開くベルマウス上に待機させた1対のガイド板(サイドガイド部材)間を圧延材が通過後、ガイド板を圧延材板幅よりわずかに広い間隔の平行状態に閉作動させるものが開示されており、これにより圧延材の位置決めを素早く正確に行えるとしている。

概要

圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延を可能にし、しかも圧延速度を低下させない熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正方法及び装置を提供する。

圧延材1をスラブから粗バーまで粗圧延する設備を、2台の減厚圧延機101,102、この2台の減厚圧延機スタンド間に配置された可逆テーパ状開閉が可能なサイドガイド105、2台の減厚圧延機101,102の外側に配置された2台の幅圧延機103,104で構成し、圧延材1の正逆圧延を行う。サイドガイド105のテーパ状のサイドガイド部材20,21で幅圧延により生じた圧延材の先端曲がりが圧延と共に修正されるので、先・後端に曲がりのない粗バーの製造が可能である。

目的

本発明の第1の目的は、圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延を可能にし、しかも圧延速度を低下させることのない熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正方法及び装置を提供することである。

本発明の第2の目的は、2タンデム可逆粗圧延機において、圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延を可能にする熱間板材圧延設備及び可逆テーパ状サイドガイドを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

少なくとも1台の減厚圧延機を有し、この減厚圧延機で圧延材圧延し、熱間で板材を製造する熱間板圧延設備における圧延材の曲がり修正方法において、前記減厚圧延機の出側にテーパサイドガイドを配置し、このテーパ状サイドガイドの1対のサイドガイド部材を、圧延材の流れに対し入側が開いたテーパ状に配置し、前記減厚圧延機で圧延された圧延材の曲がり部を前記1対のサイドガイド部材の一方のガイド面に当て、このときガイド面に発生する力を前記減厚圧延機の圧延部に及ぼすことにより圧延材の曲がりを修正することを特徴とする圧延材の曲がり修正方法。

請求項2

少なくとも1台の減厚圧延機を有し、この減厚圧延機で圧延材を圧延し、熱間で板材を製造する熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正装置において、前記減厚圧延機の出側にテーパ状サイドガイドを配置し、このテーパ状サイドガイドの1対のサイドガイド部材を、圧延材の流れに対し入側が開いたテーパ状に配置したことを特徴とする圧延材の曲がり修正装置。

請求項3

2台の減厚圧延機を近接配置し、この2台の減厚圧延機で同時に可逆圧延を行う2タンデム可逆圧延機を少なくとも1セット備え、この2タンデム可逆圧延機で圧延材を圧延し、熱間で板材を製造する熱間板材圧延設備において、前記2タンデム可逆圧延機は、前記2台の減厚圧延機の間に配置された可逆テーパ状サイドガイドを有し、前記可逆テーパ状サイドガイドは、1対のサイドガイド部材と、この1対のサイドガイド部材をテーパ状に開閉し、かつこのサイドガイド部材のテーパ状の開閉を正逆圧延される圧延材の流れの方向に沿って、圧延材の流れの方向の入側を開き、出側を閉じるように、正逆圧延と共にテーパの向きを変更できる作動機構とで構成したことを特徴とする熱間板材圧延設備。

請求項4

請求項3記載の熱間板材圧延設備において、前記2タンデム可逆圧延機は、更に少なくとも2台の幅圧延機を備え、前記圧延材の流れの方向に沿って、幅圧延機、減圧圧延機、可逆テーパ状サイドガイド、減厚圧延機、幅圧延機の順に配置したことを特徴にする熱間板材圧延機。

請求項5

請求項3記載の熱間板材圧延設備において、前記可逆テーパ状サイドガイドは、前記1対のサイドガイド部材のそれぞれの両端にガイドローラを備えることを特徴とする熱間板材圧延機。

請求項6

請求項3記載の熱間板材圧延設備において、前記近接配置した2台の減厚圧延機の中、少なく共1台を4段圧延機としたことを特徴とする熱間板材圧延機。

請求項7

1対のサイドガイド部材と、この1対のサイドガイド部材をテーパ状に開閉し、かつこのサイドガイド部材のテーパ状の開閉を正逆圧延される圧延材の流れの方向に沿って、圧延材の流れの方向の入側を開き、出側を閉じるように、正逆圧延と共にテーパの向きを変更できる作動機構とを備えることを特徴とする可逆テーパ状サイドガイド。

技術分野

0001

本発明は、熱間で板材を製造する熱間板圧延設備に係わり、特に、曲がりの少ない板材を製造することが可能な熱間板材圧延設備に関する。

背景技術

0002

熱間でスラブから帯板を製造する圧延設備において、粗圧延設備はスラブから粗バーまでの圧延を行うものである。この粗バーは引き続き仕上圧延機により減厚圧延され熱間帯鋼が製造される。

0003

スラブの寸法は通常厚さは200〜280mm、幅700〜2200mm、長さは6〜13mである。このようなスラブは、従来図11に示されるような圧延機の配列の粗圧延機列により、スラブ厚より20〜40mm厚の粗バー厚まで、合計6パスの圧延により減厚圧延がなされていた。即ち、半連続式は1台の1パス圧延を行う圧延機と5パスの圧延を行う1台の可逆圧延機、全連続式は6台の1パス圧延機、スリークウォータ式は1台の1パス圧延機の出側に3パスの圧延を行う1台の可逆圧延機と2台の1パス圧延機、またクロースカップル式は1台の1パス圧延機と3パス圧延を行う1台の可逆圧延機及び圧延材を同時に圧延する2台の圧延機よりなるタンデム圧延機により、粗圧延設備が構成されていた。いづれの場合も合計6パスの圧延により粗バーまでの減厚圧延がなされていた。

0004

しかし、このような粗圧延設備の設備長は、圧延機間スタンド間距離が約40mと大きいことから、いづれの場合も100mを越すものであり、減厚圧延と共に圧延材がこれらのスタンド間のテーブル上に展開されるので、高温の圧延材の温度低下は100℃を越す程に大きかった。

0005

このような温度低下の欠点を改善するための粗圧延設備の例は特開平5−161902号公報に開示されている。この例では、2台の2重圧延機が6mのスタンド間距離内にタンデム状に配置されたり、あるいは1台のハウジング内に2組のワークロールが備えられるような、圧延ロール近接配置を特徴にする2台の減厚圧延機によりなる可逆圧延式粗圧延設備が示されている。

0006

このような近接配置された2台の圧延機により、圧延材をタンデム状に同時に圧延し、しかも正、逆及び正方向の可逆圧延により合計6パスの圧延を行うことは、圧延材がテーブル上に展開される回数が減少するので、圧延温度の低下を著しく減少させる効果があった。

0007

また、熱間板材圧延設備では、パスラインに対して圧延材のセンタリングを行うために、一般的に減厚圧延機の入側にサイドガイドを配置している。従来の一般的なサイドガイドは、1対のサイドガイド部材を平行に開閉するように構成されおり、サイドガイド部材を十分に開いて圧延材をサイドガイド部材の間に導いた後、急速にサイドガイド部材を閉じ、圧延材の位置修正を行う。

0008

また、特開平1−317614号公報には、圧延材の流れの上流側に開くベルマウス上に待機させた1対のガイド板(サイドガイド部材)間を圧延材が通過後、ガイド板を圧延材板幅よりわずかに広い間隔の平行状態に閉作動させるものが開示されており、これにより圧延材の位置決めを素早く正確に行えるとしている。

発明が解決しようとする課題

0009

一般に、熱間板材圧延設備では、種々の原因で圧延材に曲がりが生じ、圧延材に曲がりが生じたまま圧延すると、益々その曲がりが大きくなり、操業の安定性に大きく影響する。このことは上記特開平5−161902号公報に記載の熱間板材圧延設備でも同じである。

0010

即ち、特開平5−161902号公報に記載の熱間板材圧延設備では、近接配置された2台の減厚圧延機による2タンデム可逆圧延のため、圧延材の温度低下を減少させる効果がある。しかし、実際の圧延においては、屡々圧延材の先・後端に著しい曲がりが生じる欠点があった。この原因を究明した所、下記のような原因により主に曲がりが生じることが判明した。

0011

即ち、実際の圧延では圧延材の減圧圧延で生じた幅広がり補償したり、幅調整の目的のため幅圧延が行われる。この幅圧延において、圧延材の先端が幅圧延ロール噛込む際、スラブが傾いていたり、幅圧延ロール中心よりずれが生じていたり、スラブの板幅方向に温度差があったりすると、スラブは幅中心に対し非対称に圧延されることになる。このため、スラブ先端には曲がりが生じる。このような曲がりは逆転圧延には正圧延と反対方向の圧延材の端部に生じる。即ち、圧延材の先・後端に曲がりが生じることになる。

0012

ここで、特開平5−161902号公報に記載のように近接された圧延機では、図12に示すような先端曲がり40を有する圧延材が減厚圧延機の圧延ロール間に入る場合、圧延材1の先端40は、図13に示すように圧延機の中心よりずれて噛込まれる。この場合、圧延材1は圧延機の中心よりずれているため、圧延荷重Pの作用中心もずれ、ずれた側のロール開度が大となる。即ち、圧延材1がずれた側では圧延による延伸量は少なく、その反対側は大となる。このため、益々板の先端は曲がることになる。この曲がり量は少ない場合で50mm、大きい場合には300mmにも達する。これは前述のように正逆圧延のため圧延材の後端にも同様に生じる。このような曲がりが生じると仕上圧延を困難にするばかりでなく著しく歩留低下を生じる問題があった。

0013

また、圧延材の位置修正を行うものとして、上記のようにサイドガイドがあるが、従来のサイドガイドは圧延機の入側に配置され、圧延材を圧延機の中心に合うよう位置修正するものであり、上記のよう圧延材の曲がりを修正することはできない。また、従来のサイドガイドは、サイドガイド部材を十分に開いて圧延材をサイドガイド部材の間に導いた後、急速にサイドガイド部材を閉じるものであり、圧延材の曲がりを修正するのに従来のサイドガイドを用いたとしても、高速の圧延を行うことは動作時間上の問題があり、圧延速度を低く抑制する必要があり、高温の圧延材の温度が低下する問題がある。

0014

本発明の第1の目的は、圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延を可能にし、しかも圧延速度を低下させることのない熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正方法及び装置を提供することである。

0015

本発明の第2の目的は、2タンデム可逆粗圧延機において、圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延を可能にする熱間板材圧延設備及び可逆テーパ状サイドガイドを提供することである。

0016

(1)上記第1の目的を達成するために、本発明は、少なくとも1台の減厚圧延機を有し、この減厚圧延機で圧延材を圧延し、熱間で板材を製造する熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正方法において、前記減厚圧延機の出側にテーパ状サイドガイドを配置し、このテーパ状サイドガイドの1対のサイドガイド部材を、圧延材の流れに対し入側が開いたテーパ状に配置し、前記減厚圧延機で圧延された圧延材の曲がり部を前記1対のサイドガイド部材の一方のガイド面に当て、このときガイド面に発生する力を前記減厚圧延機の圧延部に及ぼすことにより圧延材の曲がりを修正するものである。

0017

即ち、圧延材の先端に曲がりがある場合、その曲がり部が1対のサイドガイド部材の一方のガイド面に当たると、圧延材の先端にはガイド面からの力Fが作用する。このとき、圧延材には減厚圧延機により圧延されている圧延部があるので、その圧延部と圧延材のサイドガイド部材との接触部との間で圧延材にはモーメントMが生じ、このモーメントMにより圧延材の減厚圧延機による圧延部には応力分布が生じる。この応力分布はサイドガイド部材との接触部側では引っ張り応力反対側では圧縮応力となり、引っ張り応力側では圧延部での速度が増し、圧縮応力側では圧延部での速度が減り、このような圧延速度の変化により圧延材の曲がりが修正される。

0018

また、テーパ状サイドガイドは、圧延材の曲がり部を一方のサイドガイド部材のガイド面に当てたまま使用するものであり、1対のサイドガイド部材を平行に閉じる必要はなく、圧延速度を低下させることなく曲がりを修正できる。

0019

(2)また、上記第1の目的を達成するために、本発明は、少なくとも1台の減厚圧延機を有し、この減厚圧延機で圧延材を圧延し、熱間で板材を製造する熱間板材圧延設備における圧延材の曲がり修正装置において、前記減厚圧延機の出側にテーパ状サイドガイドを配置し、このテーパ状サイドガイドの1対のサイドガイド部材を、圧延材の流れに対し入側が開いたテーパ状に配置するものである。

0020

このような装置により、上記(1)のように圧延材の曲がりを修正できる。

0021

(3)更に、上記第2の目的を達成するために、本発明は、2台の減厚圧延機を近接配置し、この2台の減厚圧延機で同時に可逆圧延を行う2タンデム可逆圧延機を少なくとも1セット備え、この2タンデム可逆圧延機で圧延材を圧延し、熱間で板材を製造する熱間板材圧延設備において、前記2タンデム可逆圧延機は、前記2台の減厚圧延機の間に配置された可逆テーパ状サイドガイドを有し、前記可逆テーパ状サイドガイドは、1対のサイドガイド部材と、この1対のサイドガイド部材をテーパ状に開閉し、かつこのサイドガイド部材のテーパ状の開閉を正逆圧延される圧延材の流れの方向に沿って、圧延材の流れの方向の入側を開き、出側を閉じるように、正逆圧延と共にテーパの向きを変更できる作動機構とで構成するものである。

0022

このように構成した本発明では、2台の減厚圧延機の間に配置された可逆テーパ状サイドガイドが、圧延材が正逆いずれの方向に圧延される場合でも、上流側の減厚圧延機に対し出側に配置されることになり、正逆圧延のいずれに対しても、1台のサイドガイドで上記(1)及び(2)のように圧延材の曲がりを修正することができる。

0023

(4)上記(3)において、好ましくは、前記2タンデム可逆圧延機は、更に少なくとも2台の幅圧延機を備え、前記圧延材の流れの方向に沿って、幅圧延機、減圧圧延機、可逆テーパ状サイドガイド、減厚圧延機、幅圧延機の順に配置する。

0024

このように2台の減厚圧延機のスタンド間の外側に幅圧延機を配置することにより、減厚圧延機の水平圧延での幅広がり分の補償を行うことができる。

0025

このとき、水平圧延による幅広がりの補償は、圧延材の流れに対して上流側1台の幅圧延機で2台の減厚圧延機による幅広がり分を行う。即ち、2台の減厚圧延機の入側の幅圧延機は閉じ、出側の幅圧延機は開く。これは圧延材の先端が曲がって減厚圧延機を出た場合、幅圧延機でで幅圧延すると非対称幅圧延となるためである。これと逆方向に圧延される場合は、幅圧延機による圧延も上記と逆に行う。

0026

また、2台の減厚圧延機スタンド間の外側に幅圧延機を配置して、幅圧延を行っても、2台の減厚圧延機間に設けた可逆テーパ状サイドガイドで幅圧延より生じた曲がりを修正できるので、十分な減厚圧延機による減厚及び幅圧延機による幅圧延が可能となる。

0027

(5)また、上記(3)において、好ましくは、前記可逆テーパ状サイドガイドは、前記1対のサイドガイド部材のそれぞれの両端にガイドローラを備える。

0028

このようにサイドガイド部材の両端にガイドローラを設けると、圧延材側面とサイドガイドとの接触は回転するローラとの間に行われ、圧延材側面に疵が生じないので有利である。

0029

(6)更に、上記(3)において、前記近接配置した2台の減厚圧延機の中、少なく共1台を4段圧延機とする。

0030

このように減厚圧延機の1台を4段圧延機とすることにより、小径作業ロールが採用でき、圧延部での摩擦の影響を軽減でき、圧延材の曲がりの修正効果を向上させることができる。

0031

(7)また、上記第2の目的を達成するために、本発明は、1対のサイドガイド部材と、この1対のサイドガイド部材をテーパ状に開閉し、かつこのサイドガイド部材のテーパ状の開閉を正逆圧延される圧延材の流れの方向に沿って、圧延材の流れの方向の入側を開き、出側を閉じるように、正逆圧延と共にテーパの向きを変更できる作動機構とを備えることを特徴とする可逆テーパ状サイドガイドを提供する。

0032

このような可逆テーパ状サイドガイドを近接配置された2台の減厚圧延機間に配置することにより、上記(3)のように正逆圧延のいずれに対しても、1台のサイドガイドで圧延材の曲がりを修正することができる。

発明を実施するための最良の形態

0033

本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

0034

まず、本発明を熱間粗圧延設備の2タンデム可逆圧延機に適用した場合の実施形態を図1図6により説明する。

0035

図1及び図2において、本実施形態の熱間粗圧延設備は1セットの2タンデム可逆圧延機100を備え、この2タンデム可逆圧延機100は、主要構成部品として、近接配置され、同時に可逆圧延を行う2台の減厚圧延機101,102と、2台の減厚圧延機101,102のスタンド間の外側に配置された幅圧延機103,104と、2台の減厚圧延機101,102の間に配置された可逆テーパ状サイドガイド105とを備えている。

0036

2台の減厚圧延機101,102は、それぞれハウジング11に上下1対の作業ロール41,13と、これら作業ロール41、13を支持する上下のバックアップロール33,34を備える4段圧延機である。幅圧延機103,104は、それぞれ縦ロール46,4を有している。

0037

圧延材1は入側ガイド47に導かれ、2タンデム可逆粗圧延機100により圧延が行われる。圧延材1は始めに、幅圧延機103の縦ロール46により幅圧延される。この幅圧延量は通常は、2台の減厚圧延機101,102により圧延された際に生じる圧延材1の幅広がり分を補償するための量となる。

0038

幅圧延機103,104の縦ロール46,4は、それぞれ、軸受箱5により支承され、この軸受箱5はシリンダピストン10により急速開閉される。即ち、図1において、右側から左側方向の圧延を正方向圧延、これと逆方向の場合は逆方向圧延と呼ばれるが、正方向には右側の幅圧延機103が使用され、縦ロール46が閉じ、左側の幅圧延機104の縦ロール4は開放される。逆方向圧延では左側の幅圧延機104が使用され、縦ロール4が閉じ、右側の幅圧延機103の縦ロール46は開放される。このように短時間に正逆方向の圧延を行うので急速開閉が有効で、これを行うために応答の速いシリンダ10を有する装置を用いるものである。圧延材1の板幅変化に対応するための大きな幅調整は、スクリュー9とウォームジャッキ7からなる装置により行う。

0039

幅圧延後の圧延材1はモータ17で駆動される入側フィードローラ12により導かれ、減厚圧延機101により第1回目の圧延が行われる。

0040

減厚圧延機101の作業ローラ41はスピンドル18を介して主モータ19により駆動される。圧延後の圧延材1は出側フィードローラ14に導かれ、減厚圧延機101の出側に位置する可逆テーパ状サイドガイド105で先端曲がりが修正される。

0041

可逆テーパ状サイドガイド105で先端曲がりが修正された圧延材1は左側の減厚圧延機102で、その全長が圧延され、第1回目の圧延が完了する。この際には、出側の幅圧延機104の縦ロール4及びガイド48は開放されている。

0042

可逆テーパ状サイドガイド105は、1対のサイドガイド部材20,21と、この1対のサイドガイド部材20,21をテーパ状に開閉し、かつこのサイドガイド部材20,21のテーパ状の開閉を正逆圧延される圧延材1の流れの方向に沿って、圧延材1の流れの方向の入側を開き、出側を閉じるように、正逆圧延と共にテーパの向きを変更できる作動機構106,107とで構成される上記の右側から左側方向への正方向圧延に際して、サイドガイド部材20,21は、図1に示すように圧延材1が進入する右側が開き、左側(出口側)は閉じるようにセットされる。逆方向から圧延材1が導かれる場合は、サイドガイド部材20,21のテーパ形状は前記と逆方向にセットされる。

0043

サイドガイド部材20,21の作動機構106,107の一例を図3に示す。図3において、作動機構106,107は、各々、サイドガイド部材20,21の開閉を行うため2つの部分より構成される。即ち、一方のサイドガイド部材21は、ベース24のライナ25の上面を摺動車輪26上を移動するビーム23の一端に回転自在に動作できるようにピン22に留められる。他方のサイドガイド部材20は、同様にビーム27の一端にピン22で回転自在に留められる。また、このビーム27の裏面に設けられたラック51とビーム23に設けられたラック50、ピニオン29との噛合いにより、2つのサイドガイド部材20,21は左右に同量だけ対称に移動できる。移動動作はピン31を介してシリンダ30により行われる。ビーム27には車輪28が設けられ、これはビーム23上を転動移動する。

0044

作動機構106,107は、それぞれ、サイドガイド部材20,21の両端の2ヶ所に設けられており、圧延材1の正逆圧延に伴いテーパ形状も可逆的に変更可能にしている。

0045

また、サイドガイド部材20,21間の圧延材1の搬送のため、モータ15で駆動されるテーブルローラ16が配置されている。

0046

右側から左側方向への第1回目の圧延が完了すると、次に、圧延材1はモータ3により駆動されるテーブルローラ2に導かれ、左側から右方向に圧延パスが行われる。この際には、ガイド48及び幅圧延機104の縦ロール4は閉じ、かつ右側の幅圧延機103の縦ロール46及びガイド47は開放される。また、可逆テーパ状サイドガイド20,21は図1と逆方向のテーパ状にセットされる。即ち、左側を開き、右側を閉じる。このようにセットされた後、前述と逆方向の圧延材1の流れにより、圧延材1の全長にわたって第2回目の圧延がなされる。このときも、減厚圧延機102で圧延された圧延材1は、減厚圧延機102の出側に位置する可逆テーパ状サイドガイド105で先端曲がりが修正される。

0047

その後、第1回目と同様のガイド47,48、幅圧延機103,104の縦ロール46,4及びテーパ状サイドガイド20,21のセットにより第3回目の圧延材1の全長に対し圧延を行う。以上の繰り返しにより、合計6パスの減厚圧延ロールによる圧延が行われる。

0048

2台の減厚圧延機101,102間に可逆テーパ状サイドガイド105を設けることによる効果を図4図6により説明する。

0049

図4において、幅圧延機104で幅圧延され、減厚圧延機101の1対の作業ロール41により水平圧延された先端曲がりのある圧延材1がテーパ状に配置された可逆テーパ状サイドガイド105のサイドガイド部材20,21にガイドされ、近接配置された次の減厚圧延102の1対の作業ロール13に噛込む状況を示す。図中、実線は本発明で先端曲がり修正後の圧延材であり、2点鎖線は先端曲がりを修正しなかった場合の圧延材を示す。

0050

可逆テーパ状サイドガイド105のサイドガイド部材20,21は、圧延材1の流れに対し、入側は開き出側は閉じた状態にセットされている。このため圧延材1の先端が図4に示すように圧延材1の流れに対し左側(図示上方)に曲がっているものは、左側のサイドガイド部材21にその先端が当たる。これにより圧延材1の先端にはガイド力Fが生じる。

0051

作業ロール41と圧延材1のサイドガイド部材21との接触部までの距離をyとすると、圧延材1にはモーメントM=F・Yが生じる。このモーメントMにより、作業ロール41により圧延されている圧延部にはσで示す応力分布が生じる。板厚をh、板幅をWとすれば、
M=F・Y=σohW2/6
のように応力σoが発生する。幅中心より左側には引っ張り応力が、右側には圧縮応力が生じる。このような応力分布が生じると圧延材がサイドガイド部材のガイド面に沿って進む毎に先端の曲がりが修正される。その理由を図5により説明する。図5は、圧延材1に引っ張り応力σが生じた側の例を示す。

0052

即ち、圧延材1に引っ張り応力σが生じると、作業ロール41の周速と圧延材1の速度の同じ点(これは中立点と呼ばれる)の位置が、図5に示す無応力時のα1の角度からα2の角度まで変わる。ロールの周速をv0、α1とα2の位置における圧延材1の板厚をh1,h2,引っ張り応力の有無における作業ロール41の出口の速度をv1,v2、出口の板厚をh0とすれば、下式の関係が成立する。

0053

v0h1=v1h0
v0h2=v2h0
これより、
v1=v0(h1/h0)
v2=v0(h2/h0)
となり、h2>h1なので、v2>v1となる。

0054

即ち、引っ張り応力σが加わると圧延ロール出口での板の速度が大となる。これとは逆に、圧縮応力が加わる図4の圧延材の流れ方向の右側は、作業ロール41の出口での速度が小さくなる。従って、図4で圧延材1は次第に右側に曲がり、初期の左側方向への曲がりが修正され、サイドガイド部材21の出口点45では圧延材1はパスセンタに戻される。このようにパスセンタに戻された圧延材1は、その後、真直に進む。従って圧延材1は作業ロール13の中心に進入するので、図13に示すようにロールが傾くことはなく、また曲がりが生じない。

0055

図4において、圧延材1が作業ロール13側から作業ロール41側に圧延される場合には、可逆テーパ状サイドガイド105のサイドガイド部材20,21のテーパの向きは、図4とは逆方向に設定される。これにより、作業ロール13側から作業ロール41側への圧延材の流れに対し、可逆テーパ状サイドガイド105は作業ロール13の出側に位置することになり、上記と同様に圧延材の先端(元の圧延方向でみると後端)曲がりが修正される。

0056

図6に、比較例として、従来のサイドガイドを配置して圧延材1の先端曲がり修正を行う場合を示す。従来のサイドガイドは、1対のサイドガイド部材120,121の先後端に傾斜部45を設け、このサイドガイド部材120,121が平行に開閉するように構成されている。このようなサイドガイドで圧延材1の先端曲がりを修正するため、サイドガイド部材120,121を閉じ、圧延材1の先端曲がり部をサイドガイド部材120,121の傾斜部45に当てると、作業ロール41の中心から圧延材1の当たる点までの距離ysが短いため、圧延材の先端曲がりを修正するためサイドガイド部材121に発生するFsは極大なものとなり、場合によってはサイドガイド部材を破損してしまう。

0057

従って、従来の考えでは、サイドガイド部材120,121を十分に開いて圧延材1をサイドガイド部材の平行部内に導いた後、急速にサイドガイド部材を閉じる方法が取られている。しかし、この方法では、圧延材の先端曲がりを修正できないばかりでなく、高速の圧延を行うことは動作時間上の問題があり、圧延速度を低く抑制する必要があり、高温の圧延材の温度が低下する問題がある。

0058

以上のように本発明では、2台の減厚圧延機101,102間に設けた可逆テーパ状サイドガイド105により、圧延材1の先、後端に生じる曲がりが少なく抑えられ、歩留りのよい安定した圧延が可能となる。また、サイドガイド部材20,21は、圧延材1の流れに対し、入側は開き出側は閉じた状態にセットされ、この状態で圧延材1の先端曲がりを修正しながらガイドする。このため、圧延材1の先、後端の曲がりが修正され、かつ圧延材の温度低下を抑えながら高速の圧延が可能となる。

0059

ところで、圧延材1の先端曲がりを修正する際、サイドガイド部材に発生する力Fを小さくするには、圧延材1の先端がサイドガイド部材21に当たる点の作業ロール46との距離yが大なる程有利なことが分かる。しかし、距離yを大きくすることは減厚圧延機101,102のスタンド間距離を大きくすることになり、圧延材の温度低下の面から不利である。通常のスラブの厚みは200〜280mmであるが、このような場合に可逆テーパ状サイドガイド105のサイドガイド部材20又は21に生じる図4の力Fを有限な値200〜300KNに抑えるには、減厚圧延機101,102のスタンド間の距離は6〜12mに選定し、スラブ厚みが大な程スタンド間距離を広げることが望ましい。

0060

また、可逆テーパ状サイドガイド105のサイドガイド部材20,21の圧延材1を導くための開き量は、圧延材1の幅に対し圧延材先端の曲がりを考慮して200〜300mmに広くセットされる。サイドガイド部材20,21のテーパ角は、片側分について摺動摩擦をすくなくすることにより4〜6度とすると、真のテーパ部長は約1〜2m必要である。粗圧延機の補強ロールは通常φ1500〜φ1600mm程度のものが用いられので、2台の減厚圧延機101,102のスタンド間距離は5〜12m内で設計が可能である。このスタンド間距離は放熱防止及び圧延時間を短くするためできるだけ短縮することが望ましい。

0061

また、本実施形態では、減厚圧延機101,102として1対のバックアップロール33,34を備えた4段圧延機を用いたが、これにより従来技術で述べた特開平5−161902号公報に記載の粗圧延設備で用いられた2段圧延機に比較し、小径の作業ロールが使用できる。このように小径の作業ロールを採用すると、本発明の可逆テーパ状サイドガイド105を用いる際に、図4に示すサイドガイド部材21に発生する力Fによる図5に示した曲がり修正効果が、作業ロール41での圧延材との接触部長が短いことにより摩擦の影響を受け難いので、極めて良好となる。従って、2台の減厚圧延機の中、少なく共1台はバックアップロールを備えた4段圧延機を用いることが有利である。

0062

なお、以上では、圧延材の先後端の曲がりを修正する場合について説明したが、何らかの原因で圧延材の先後端以外の部分に曲がりが生じた場合でも、図4及び図5により説明したのと同様の作用で曲がりが修正できる。

0063

また、上記実施形態では、圧延材を巻き取らない2タンデム可逆圧延機に本発明を適用したが、幅圧延機の両側に圧延材を巻き取る巻き取り機を配置し、圧延機を巻き取りながら可逆圧延を行うステッケルミルに本発明を適用してもよい。

0064

本発明のその他の実施形態をいつか説明する。

0065

図7は、本発明の可逆テーパ状サイドガイドの他の例を示す。この実施形態の可逆テーパ状サイドガイド105Aは、サイドガイド部材60,61の両端にガイドローラ62が設けられ、これにより圧延材1の先端曲がりが修正された後の圧延材1の側面のガイドを摺動させずに転動させながら行うものである。この実施形態は、圧延材1の側面に疵が生じないので有利である。

0066

図8は、2タンデム可逆圧延機100Aの左側の減厚圧延機102の直前にも縦ロール43を有する幅圧延機107を設けた例を示す。この例では、幅圧延機107は幅圧延機103と同時に使用される。幅圧延機を更に可逆テーパ状サイドガイド105と右側の減厚圧延機101との間に設けて幅圧延機104と同時に使用してもよいが、これは圧延材が薄くなった際に1パスだけ使用するもので有り、設置効果は少ない。

0067

図9は、本発明の可逆テーパ状サイドガイドの更に他の例を示す。この実施形態の可逆テーパ状サイドガイド105Bは、中央のガイドローラ90a,90bを中心支点にして両側に各々サイドガイド部材91a,92a及び91b,92bが設けられる。そして、圧延材1が、実線の矢印で示すように右から左側に通板圧延される際には、サイドガイド部材91a,91bが中央のガイドローラ90a,90bの支点軸22a,22bを支点にして圧延材1の流れに対して、その入側を作動機構106のビーム23,27を作動させて開く。2つの中央のガイドローラ90a,90bの間隔は中央の作動機構109のビーム23,27の移動調整により、圧延材1の板幅に対応するよう設定される。他方のサイドガイド部材92a,29bは、同様に作動機構107のビーム23,27の移動調整により圧延材1の板幅にほぼ対応するようその間隔が調整される。即ち、サイドガイド部材92a,29bは圧延材1の板幅に対応する間隔でほぼ平行に設定される。

0068

圧延材1が2点鎖線で示す矢印のように左から右側に通板圧延される場合には、中央のガイドローラ90a,90bを中心にして、丁度本図と逆の設定になる。即ち、サイドガイド部材91a,91bは閉じ、サイドガイド部材92a,92bは開いた状態に設定される。

0069

以上のように本発明の可逆テーパ状サイドガイドは、その一部に平行部を備えていても、本発明の効果は同様に得られる。

0070

図10は圧延材を一方向に圧延する圧延設備に本発明を適用した場合ものである。図10において、110は上下1対の作業ロール141を有する減厚圧延機であり、減厚圧延機110の入側には縦ロール140を有する幅圧延機111が配置され、出側にはテーパ状サイドガイド112が配置されている。テーパ状サイドガイド112は、圧延材1の流れの方向に対し入側が開いた左右の傾斜サイドガイド部材191a,191bと、その先端に設けられたガイドローラ192a,192bとを備えている。

0071

圧延材1が矢印A方向に一方向に通板され、作業ロール141で圧延される。ここで、もし縦ロール4の幅圧延により圧延材1の先端に曲がり193が生じたとすると、作業ロール141の出側でその曲がり部はテーパ状サイドガイド112の一方の傾斜サイドガイド191aに当たり、前述したように曲がり193が修正される。

0072

1.本発明によれば、圧延材の曲がりを修正し、歩留りのよい安定した圧延が可能となる。また、圧延材の曲がり修正のために圧延速度を低下させる必要もないので、高速の圧延が可能となる。

0073

2.2タンデム可逆粗圧延機において、圧延材の曲がり、主として幅圧延時に生じた圧延材の先後端の曲がりを修正した後、後続の減厚圧延機で圧延を行うので、曲がりのない板材が製造でき、安定な薄板圧延作業及び製品歩留りの向上が可能となる。

0074

3.2台の可逆減厚圧延機スタンド間の外側に各々幅圧延機を配置して、幅圧延を行っても、減厚圧延機スタンド間に設けた可逆テーパ状サイドガイドで幅圧延より生じた曲がりを修正できるので、十分な減厚圧延機による減厚及び幅圧延機による幅圧延が可能となる。

0075

4.可逆テーパ状サイドガイドの両端部にガイドローラを設けたので、圧延材のガイド時圧延材の側面への疵発生を防止できる。

0076

5.2台の減厚圧延機の中少なくとも1台をバックアップロールを備えた4段圧延機としたので、小径作業ロールが採用でき、圧延部での摩擦の影響を軽減でき、圧延材の先端曲がりの修正効果を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0077

図1本発明の一実施形態による2タンデム可逆圧延機の平面図である。
図2図1に示す2タンデム可逆圧延機の正面図である。
図3図1に示す可逆テーパ状サイドガイドの側面図である。
図4テーパ状サイドガイドに発生するガイド力の説明図である。
図5圧延材の先端曲がりの修正原理を示す説明図である。
図6比較例として、従来のサイドガイドで圧延材の先端曲がりを修正する場合を示す説明図である。
図7本発明の他の実施形態による可逆テーパ状サイドガイドの平面図である。
図8本発明の他の実施形態による2タンデム可逆圧延機の正面図である。
図9本発明の更に他の実施形態による可逆テーパ状サイドガイドの平面図である。
図10本発明の更に他の実施形態による圧延設備の平面図である。
図11従来の粗圧延設備の圧延機配置例を示す図である。
図12圧延材の先端曲がりの説明図である。
図13先端曲がりの圧延材を圧延する際のロールの開度変化を示す説明図である。

--

0078

1圧延材
4,46縦ロール
13,41作業ロール
20,21サイドガイド部材
100 2タンデム可逆圧延機
101,102減厚圧延機
103,104幅圧延機
105 可逆テーパ状サイドガイド
106、107作動機構
108 幅圧延機
109 作動機構

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