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技術 圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法

出願人 日立電線株式会社
発明者 中島和行沼田浩明
出願日 2001年11月9日 (19年1ヶ月経過) 出願番号 2001-344769
公開日 2003年5月20日 (17年7ヶ月経過) 公開番号 2003-145209
状態 未査定
技術分野 金属圧延一般 圧延ロール・圧延スタンド・圧延機の駆動 圧延機に特に連結された素材の表面処理装置 圧延のマーキング、インディケータなど
主要キーワード 圧延接着 供給間隔 各駆動ギア 大径ロール トルクバランス ドライ圧延 各圧延ロール スピンドルシャフト
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年5月20日)のものです。
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図面 (6)

課題

各圧延ロール圧延トルクの制御が可能な圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法を提供するものである。

解決手段

本発明に係る圧延機10は、少なくとも1対の圧延ロール11a,11bを用いて複数枚板材1,2を圧延接着してクラッド材3を製造するものであって、各圧延ロール11a,11bの圧延トルクを検出する検出手段31a〜32a,31b〜32bと、検出された各圧延ロール11a,11bの圧延トルクに基づいて各圧延ロール11a,11bの周面に供給する潤滑油Oの量を制御する制御手段33〜36と、その制御手段33〜36に接続された潤滑油供給手段37a〜39a,37b〜39bとを備えたものである。

概要

背景

複数枚板材圧延接着してクラッド材を製造する圧延機、例えば4段圧延機は、圧延接着を行う上下の圧延ロールと、各圧延ロールを板材方向に押圧する上下のバックロールと、圧延ロールを回転駆動させる駆動装置とで主に構成されている。

駆動装置におけるモータ駆動力は、減速機を介して、互いに噛合するギアに伝達され、これらのギアの回転が、各ギアと連結した上部圧延ロール及び下部圧延ロールを回転させている。各圧延ロール間に複数枚の板材を挿入することで圧延がなされ、クラッド材が得られる。

概要

各圧延ロールの圧延トルクの制御が可能な圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法を提供するものである。

本発明に係る圧延機10は、少なくとも1対の圧延ロール11a,11bを用いて複数枚の板材1,2を圧延接着してクラッド材3を製造するものであって、各圧延ロール11a,11bの圧延トルクを検出する検出手段31a〜32a,31b〜32bと、検出された各圧延ロール11a,11bの圧延トルクに基づいて各圧延ロール11a,11bの周面に供給する潤滑油Oの量を制御する制御手段33〜36と、その制御手段33〜36に接続された潤滑油供給手段37a〜39a,37b〜39bとを備えたものである。

目的

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、各圧延ロールの圧延トルクの制御が可能な圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

少なくとも1対の圧延ロールを用いて複数枚板材圧延接着してクラッド材を製造する圧延機において、各圧延ロール圧延トルクを検出する検出手段と、検出された各圧延ロールの圧延トルクに基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御する制御手段と、その制御手段に接続された潤滑油供給手段とを備えたことを特徴とする圧延機。

請求項2

上記制御手段が、検出された各圧延ロールの圧延トルクの差を計算する演算装置と、そのトルク差に基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御する制御装置とを備えた請求項1記載の圧延機。

請求項3

上記潤滑油供給手段が、潤滑油の供給ラインと、潤滑油に添加配合される極圧剤の供給ラインとを備えた請求項1又は2記載の圧延機。

請求項4

少なくとも1対の圧延ロールを有する圧延機を用いて複数枚の板材を圧延接着してクラッド材を製造する方法において、圧延時の各圧延ロールの圧延トルクを検出し、検出された各圧延ロールの圧延トルクの差を計算し、そのトルク差に基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御し、各圧延ロールの負荷バランスを制御することを特徴とする圧延機を用いたクラッド材の製造方法。

請求項5

上記潤滑油の供給量の制御を、潤滑油の滴下イミングの制御により行う請求項4記載の圧延機を用いたクラッド材の製造方法。

請求項6

上記潤滑油の滴下タイミングの制御により潤滑油の供給量の制御を行うと共に、潤滑油に添加配合する極圧剤の配合比の制御を行う請求項4又は5記載の圧延機を用いたクラッド材の製造方法。

技術分野

(2) (1)の圧延機を用いることで、クラッド材製造コストの低減を図ることができる。

背景技術

0001

本発明は、圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法に係り、特に、複数枚板材圧延接着してなるクラッド材の製造に用いる圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法に関するものである。

0002

複数枚の板材を圧延接着してクラッド材を製造する圧延機、例えば4段圧延機は、圧延接着を行う上下の圧延ロールと、各圧延ロールを板材方向に押圧する上下のバックロールと、圧延ロールを回転駆動させる駆動装置とで主に構成されている。

発明が解決しようとする課題

0003

駆動装置におけるモータ駆動力は、減速機を介して、互いに噛合するギアに伝達され、これらのギアの回転が、各ギアと連結した上部圧延ロール及び下部圧延ロールを回転させている。各圧延ロール間に複数枚の板材を挿入することで圧延がなされ、クラッド材が得られる。

0004

ところで、圧延機を用いて圧延を行っていく内に、各圧延ロールと板材の状態の変化や、特に各圧延ロールと板材の温度の変化により、上部圧延ロール及び下部圧延ロールの圧延トルクが不均一となってしまうという問題があった。

0005

ここで、圧延トルクは各圧延ロールと板材との間に生じる摩擦力に密接に関係しているが、この摩擦力は、各圧延ロールに滴下される潤滑油の種類及び供給量や、潤滑油に添加配合される極圧剤配合割合の影響を受けている。このため、潤滑油の種類・供給量(滴下量)及び極圧剤の配合比を変えることで、各圧延ロールと板材の摩擦力を変えることができ、延いては各圧延ロールの圧延トルクを変えることができる。

0006

しかし、各圧延ロールと板材との間の摩擦力を変えることで、圧延トルクを変えることはできるものの、圧延トルクの制御を行うことは困難であった。

0007

また、圧延時において、上部圧延ロールと下部圧延ロールが同径であるのが理想的であるが、上部圧延ロール及び下部圧延ロールは製造するクラッド材の種類に応じて適宜変更されることから、上下で径が異なる場合が多い。回転数が同じである場合、ロール周面周速度はロール径が大きい程速いことから、クラッド材においては、大径ロール側の圧延面の方が押出速度が速くなる。このため、普通に圧延を行うと、クラッド材は小径ロール側の圧延面の方に曲がって押し出されることになるため、通常は、クラッド材を所定の張力で水平方向に引っ張りながら圧延を行い、この曲がりを防いでいる。ところが、この引張によって、大径の圧延ロールでは減速方向回転力が、小径の圧延ロールでは加速方向の回転力が負荷され、これに伴って、前述した各ギアにはそれぞれ逆方向の回転力(循環トルク)が負荷されるため、各圧延ロールに適切な量の潤滑油を供給して循環トルクの低減を図る必要がある。

0008

しかし、この潤滑油の供給の際、潤滑油の供給量が不足していると、トルクバランス崩れ過大トルクにより各圧延ロール又は駆動装置の一部に破損が生じるおそれがあり、逆に、潤滑油の供給量が多すぎると、圧延トルクが不足して良好な圧延を行うことができないという問題があった。

課題を解決するための手段

0009

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、各圧延ロールの圧延トルクの制御が可能な圧延機及びそれを用いたクラッド材の製造方法を提供することにある。

0010

上記目的を達成すべく本発明に係る圧延機は、少なくとも1対の圧延ロールを用いて複数枚の板材を圧延接着してクラッド材を製造する圧延機において、各圧延ロールの圧延トルクを検出する検出手段と、検出された各圧延ロールの圧延トルクに基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御する制御手段と、その制御手段に接続された潤滑油供給手段とを備えたものである。

0011

また、上記制御手段が、検出された各圧延ロールの圧延トルクの差を計算する演算装置と、そのトルク差に基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御する制御装置とを備えていてもよい。

0012

また、上記潤滑油供給手段が、潤滑油の供給ラインと、潤滑油に添加配合される極圧剤の供給ラインとを備えていてもよい。

0013

以上の圧延機によれば、一方、本発明に係る圧延機を用いたクラッド材の製造方法は、少なくとも1対の圧延ロールを有する圧延機を用いて複数枚の板材を圧延接着してクラッド材を製造する方法において、圧延時の各圧延ロールの圧延トルクを検出し、検出された各圧延ロールの圧延トルクの差を計算し、そのトルク差に基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御し、各圧延ロールの負荷バランスを制御するものである。

0014

また、上記潤滑油の供給量の制御を、潤滑油の滴下タイミングの制御により行ってもよい。

0015

また、上記潤滑油の滴下タイミングの制御により潤滑油の供給量の制御を行うと共に、潤滑油に添加配合する極圧剤の配合比の制御を行ってもよい。

発明を実施するための最良の形態

0016

以上の製造方法によれば、各圧延ロールの圧延トルクの制御が可能となるため、クラッド材の製造性・生産性が良好となると共に、圧延機のランニングコストの低減を図ることができる。

0017

以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。

0018

第1の実施の形態に係る圧延機の正面図を図1に、図1における2−2線断面の矢視図を図2に、第1の実施の形態に係る圧延機の概略斜視図を図3に示す。

0019

図1図3に示すように、本実施の形態に係る圧延機10は、水平に、かつ、所定の間隙Kを有して上下に設けられた1対の圧延ロール11a,11bと、各圧延ロール11a,11bの上下に設けられ、各圧延ロール11a,11bを板材方向に押圧する上下のバックロール12a,12bと、各圧延ロール11a,11bをスピンドルシャフト23a,23bを介して回転駆動させる駆動装置30とで主に構成されている。

0020

各圧延ロール11a,11bは、水平に、かつ、上下に設けられたロールチョック13a,13bに、また、各バックロール12a,12bは、ロールチョック13a,13bの上下に設けられたバックロールチョック14a,14bに、回転自在に支持されており、ロールチョック13a,13b及びバックロールチョック14a,14bは床(又は基台)上に設けられたスタンド21に取付けられる。

0021

各スピンドルシャフト23a,23bの両端にはカップリング22,22が設けられ、このカップリング22,22によって、圧延ロール11a,11b、スピンドルシャフト23a,23b、及び駆動装置30の回転軸24はフレキシブル屈曲自在)となる。また、各スピンドルシャフト23a,23bには、各圧延ロール11a,11bの圧延トルクを検出する歪みゲージ等のトルク検出器(検出手段)31a,31bが設けられ、また、各スピンドルシャフト23a,23bを環状に取り囲んでトルク検出信号送受信器(検出手段)32a,32bが設けられる。

0022

各トルク検出信号送受信器(検出手段)32a,32bには、制御手段が接続される。制御手段は、送受信器32a,32bに接続されるトルク信号変換器33と、この信号変換器33に接続され、圧延トルクの差を計算するトルク演算器(演算装置)34と、このトルク演算器34にそれぞれ接続されるトルクバランス幅設定器(制御手段)35及び潤滑油制御器(制御装置)36とで構成される。

0023

潤滑油制御器36には、潤滑油供給手段が接続される。この潤滑油供給手段は、潤滑油Oの供給タンク(図示せず)及びその供給ライン37a,37bと、極圧剤Gの供給タンク(図示せず)及びその供給ライン39a,39bと、供給ライン37a,37bの先端に接続され、潤滑油Oを滴下供給する滴下装置38a,38bとで構成される。極圧剤Gの供給ライン39a,39bは、潤滑油Oの供給ライン37a,37bにそれぞれ接続されており、極圧剤Gは潤滑油Oに添加配合された状態で供給される。

0024

潤滑油Oには極圧剤Gが添加・配合される。この極圧剤Gは、各圧延ロール11a,11bの周面と板材1,2とが、即ち金属同士が直接接触しないようにするために、潤滑油O中に所定の割合で添加・配合されるものであり、この極圧剤Gが添加配合された潤滑油Oの被膜を各圧延ロール11a,11bの周面に形成させることで、各圧延ロール11a,11bと板材1,2とが所定の摩擦抵抗(摩擦力)を有した状態で圧延される。

0025

次に、本実施の形態の作用を説明する。

0026

圧延ロール11a,11bの間の間隙Kに板材1,2を挿入すると共に、高圧荷重により冷間にてドライ圧延を行い、板材1,2が圧延接着されてクラッド材3が得られる。クラッド材3は、所定の張力で水平方向に引っ張られ、巻取ロール(図示せず)に巻取られる。

0027

圧延の進行(時間の経過)に伴って、一般に、上部圧延ロール11aの圧延トルクの方が、下部圧延ロール11bのそれよりも大きくなる。この時、本実施の形態の圧延機10においては、圧延ロール11a,11bに連結したスピンドルシャフト23a,23bにトルク検出器31a,31bを設けているため、各圧延ロール11a,11bの圧延トルクがリアルタイムに検出される。

0028

検出された各圧延トルクは、トルク検出信号送受信器32a,32bによりトルク検出信号41a,41bとして出力され、トルク信号変換器33に入力される。トルク信号変換器33において、トルク検出信号41a,41bはトルク信号42a,42bに変換され、トルク信号42a,42bがトルク演算器34に入力される。

0029

トルク演算器34において、トルク信号42a,42bの比較演算を行い、圧延トルク差43が計算される。このトルク差43がトルクバランス幅設定器35に入力され、潤滑油Oの供給タイミング供給間隔)を決定するパルス信号44が出力される。このパルス信号44は、トルク演算器34を介して潤滑油制御器36に入力される。ここで、圧延トルク差43に対応するパルス信号44は、予め計算により求め、トルクバランス幅設定器35に入力しておく。圧延トルク差43が規定範囲より大きければ、圧延トルク差43が小さくなるように、潤滑油Oの供給タイミングを調整する。例えば、上部圧延ロール11aの圧延トルクが規定範囲よりも大きいために、圧延トルク差43が規定範囲より大きくなっている場合、上部圧延ロール11aに対する潤滑油Oの供給間隔を短くし、上部圧延ロール11aの圧延トルクが規定範囲内に収まるようにする。

0030

このパルス信号44に基づいて、潤滑油制御器36から供給する潤滑油Oの供給タイミングを制御し、供給ライン37a,37b及び滴下装置38a,38bを介して各バックロール12a,12b(又は圧延ロール11a,11b)の周面に滴下供給される。この潤滑油Oは、極圧剤Gの添加・配合割合が一定の状態で供給される。また、潤滑油Oの滴下供給は、各バックロール12a,12b(又は圧延ロール11a,11b)の周面における圧延部分のみであってもよいが、周面全面に滴下供給してもよい。

0031

滴下供給された潤滑油Oは、各バックロール12a,12bの周面及び各圧延ロール11a,11bの周面に被膜を形成する。潤滑油Oの滴下供給を制御することによって、各圧延ロール11a,11bと板材1,2との間の摩擦力を自在に制御することができ、その結果、上下の圧延ロール11a,11bの圧延トルクを、精度良く、かつ、自在に調整することができる。

0032

ここで、上下の圧延ロール11a,11bの圧延トルクが大きい程、クラッド材3の製造性・生産性が良好となることから、各圧延ロール11a,11b及び駆動装置30は、最大能力近傍で連続使用されることが好ましい。また、圧延機10のランニングコストの低減を図る上で、各圧延ロール11a,11b及び駆動装置30の装置寿命はできるだけ長いことが好ましい。ところが、上下の圧延ロール11a,11bのロール径が異なる場合、前述したように循環トルクが生じ、その結果、駆動装置30の各駆動ギアに負荷が生じるため、装置寿命は短くなる傾向にある。まして、各圧延ロール11a,11b及び駆動装置30を最大能力近傍で連続使用すると、装置寿命は更に短くなる傾向にある。

0033

本実施の形態の圧延機10においては、潤滑油制御器36から供給する潤滑油Oの供給タイミングを制御することで、各バックロール12a,12b(又は圧延ロール11a,11b)の周面に滴下供給される潤滑油Oの滴下供給量を制御している。これによって、各圧延ロール11a,11bの圧延トルクにトルク差がないように、即ち各圧延ロール11a,11bの圧延トルクを均一に制御することができる。

0034

各圧延ロール11a,11bの圧延トルクを均一に制御することで、各圧延ロール11a,11bのロール径の相違によって生じる循環トルクを低減することができ、駆動装置30の各駆動ギア及び減速機の負荷を低減することができる。これによって、駆動装置30の寿命延長を図ることができ、各圧延ロール11a,11b及び駆動装置30を最大能力近傍で、かつ、長時間に亘って連続使用することができるようになる。その結果、クラッド材3の製造性・生産性が良好となると共に、圧延機10のランニングコストの低減を図ることができるため、クラッド材3の製造コストの低減を図ることが可能となる。

0035

次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基いて説明する。

0036

前実施の形態においては、潤滑油Oの供給タイミングを変えることで、各圧延ロール11a,11bの圧延トルクを均一に制御していた。

0037

これに対して、第2の実施の形態の圧延機は、潤滑油Oの供給タイミングは一定のまま、潤滑油Oに添加配合される極圧剤Gの配合割合を制御するものである。

0038

具体的には、図4に示すように、前実施の形態と同様にして得られた圧延トルク差43を、トルクバランス幅設定器35に入力することで、潤滑油Oに添加配合する極圧剤Gの配合割合を決定するパルス信号54が出力される。このパルス信号54は、トルク演算器34を介して潤滑油制御器36に入力される。ここで、圧延トルク差43に対応するパルス信号54は、予め計算により求め、トルクバランス幅設定器35に入力しておく。圧延トルク差43が規定範囲より大きければ、圧延トルク差43が小さくなるように、極圧剤Gの配合割合を調整する。例えば、上部圧延ロール11aの圧延トルクが規定範囲よりも大きいために、圧延トルク差43が規定範囲より大きくなっている場合、上部圧延ロール11aに滴下供給する潤滑油Oの極圧剤Gの配合割合を少なくし、上部圧延ロール11aの圧延トルクが規定範囲内に収まるようにする。

0039

このパルス信号54に基づいて、潤滑油制御器36から供給される潤滑油Oの極圧剤Gの配合割合を制御し、供給ライン37a,37b及び滴下装置38a,38bを介して各バックロール12a,12b(又は圧延ロール11a,11b)の周面に滴下供給される。

0040

滴下供給された潤滑油Oは、各バックロール12a,12bの周面及び各圧延ロール11a,11bの周面に被膜を形成する。潤滑油Oの極圧剤Gの配合割合を制御することによって、各圧延ロール11a,11bと板材1,2との間の摩擦力を自在に制御することができ、その結果、上下の圧延ロール11a,11bの圧延トルクを、精度良く、かつ、自在に調整することができる。

0041

また、第3の実施の形態の圧延機は、潤滑油Oの供給タイミングの制御と共に、潤滑油Oに添加配合される極圧剤Gの配合割合を制御するものである。

0042

具体的には、図5に示すように、第1の実施の形態と同様にして得られた圧延トルク差43を、トルクバランス幅設定器35に入力することで、潤滑油Oの供給タイミング(供給間隔)を決定するパルス信号44と、潤滑油Oに添加配合する極圧剤Gの配合割合を決定するパルス信号54とが出力される。これらのパルス信号44,54は、トルク演算器34を介して潤滑油制御器36に入力される。ここで、圧延トルク差43に対応する各パルス信号44,54は、予め計算により求め、トルクバランス幅設定器35に入力しておく。圧延トルク差43が規定範囲より大きければ、圧延トルク差43が小さくなるように、潤滑油Oの供給タイミング及び極圧剤Gの配合割合を調整する。例えば、上部圧延ロール11aの圧延トルクが規定範囲よりも大きいために、圧延トルク差43が規定範囲より大きくなっている場合、上部圧延ロール11aに滴下供給する潤滑油Oの供給間隔を短くすると共に、潤滑油Oの極圧剤Gの配合割合を少なくし、上部圧延ロール11aの圧延トルクが規定範囲内に収まるようにする。

0043

各パルス信号44,54に基づいて、潤滑油制御器36から供給される潤滑油Oの供給タイミング及び潤滑油Oの極圧剤Gの配合割合を制御し、供給ライン37a,37b及び滴下装置38a,38bを介して各バックロール12a,12b(又は圧延ロール11a,11b)の周面に滴下供給される。

0044

滴下供給された潤滑油Oは、各バックロール12a,12bの周面及び各圧延ロール11a,11bの周面に被膜を形成する。潤滑油Oの供給タイミング及び潤滑油Oの極圧剤Gの配合割合を制御することによって、各圧延ロール11a,11bと板材1,2との間の摩擦力を自在に制御することができ、その結果、上下の圧延ロール11a,11bの圧延トルクを、第1及び第2の実施の形態と比較して更に精度良く、かつ、自在に調整することができる。

0045

以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。

図面の簡単な説明

0046

以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
(1)各圧延ロールの圧延トルクのトルク差に基づいて各圧延ロールの周面に供給する潤滑油の量を制御することで、各圧延ロールの圧延トルクの制御が可能な圧延機となる。

--

0047

図1第1の実施の形態に係る圧延機の正面図である。
図2図1における2−2線断面の矢視図である。
図3第1の実施の形態に係る圧延機の概略斜視図である。
図4第2の実施の形態に係る圧延機の概略斜視図である。
図5第3の実施の形態に係る圧延機の概略斜視図である。

0048

1,2板材
3クラッド材
10圧延機
11a,11b圧延ロール
31a,31bトルク検出器(検出手段)
32a,32bトルク検出信号送受信器(検出手段)
33トルク信号変換器(制御手段)
34トルク演算器(制御手段の演算装置)
35トルクバランス幅設定器(制御手段)
36潤滑油制御器(制御手段の制御装置)
37a,37b供給ライン(潤滑油供給手段)
38a,38b滴下装置(潤滑油供給手段)
39a,39b 供給ライン(潤滑油供給手段)
43圧延トルク差(圧延トルクの差)
O 潤滑油
G 極圧剤

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