JP2001047119A - 熱間圧延設備のピンチロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピンチロールの熱変形を防止すること。 【解決手段】 熱間圧延設備のピンチロールにおいて、
上下一対のピンチロール１２、１４に１または複数の凸
クラウンを設けた。

Description

【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のピン
チロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に従来技術による圧延設備１００の
ピンチロールを示す。ピンチロール１０２、１０４の平
坦部１０２ａ、１０４ａが帯板２０を挟み込み回転する
ことにより、帯板２０に張力を付与しながら、該帯板２
０が図５の紙面に対して垂直方向に搬送される。これと
同時に加圧装置１２０ａ、１２０ｂによりピンチロール
の軸受け部への加圧力を左右で調整することにより、帯
板２０の搬送位置が制御されると供に、帯板２０へ付与
される張力が制御される。従来技術ではピンチロールと
してロール表面が円柱状のフラットロールが採用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、図５に示
す従来技術によるピンチロールでは、搬送する帯板２０
の温度がロール１０２、１０４に比べて高い場合、また
は、内部水冷型のロールを用いた場合に以下の不具合を
生じる。

【０００４】一般に水冷ピンチロールの場合に、ロール
の水冷壁の厚さは圧下力に対する強度を確保するために
相応に厚くなっている。そのために、ロール１０２、１
０４が帯板２０をかみ込んだ直後は、ロール１０２、１
０４と帯板２０が接触した側部１０２ａのみが加熱さ
れ、この加熱された側部１０２ａが凸状に、そして加熱
されていない側部１０２ｂが凹状に変形する（図６
（ａ））。この状態から１８０°回転すると、図６
（ｂ）に示すように、帯板２０に対面する凹状に変形し
た側部１０２ｂはロール中央領域が帯板２０に接するこ
とができず、その両端部分１０２ｃ、１０２ｄが帯板２
０と接触する。従って、図６（ｂ）の状態になると、凹
状に変形した側部１０２ｂの中央領域は加熱されず、そ
の両端部分１０２ｃ、１０２ｄが加熱される。この状態
から更に１８０°回転すると、凸状に変形し帯板２０と
接触する部分のみが加熱され略Ｗ字形に変形する。この
Ｗ字状の変形はロール回転と共に漸次増大しピンチロー
ル１０２、１０４を大きく振動させる。

【０００５】また、この状態で帯板２０をピンチロール
で搬送すると、ロール１０２、１０４が熱変形している
ため、ロール１０２の凸状に変形した側部１０２ａにお
いてその中央領域、および、その反対側１０２ｂの両端
部１０２ｃ、１０２ｄが交互に帯板２０に衝接し、図７
に示すように帯板２０に周期的な圧痕２０ａ、２０ｂ、
２０ｃが形成される問題を生じる。

【０００６】本発明はこうした従来技術の問題点を解決
することを技術課題としており、ピンチロールの熱変形
およびこの熱変形に伴うピンチロールの振動を防止する
と共に、前記ピンチロールの熱変形に起因する帯板の圧
痕発生を防止することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、熱間圧延設備のピンチロールにおいて、上下一対の
ピンチロールに１または複数の凸クラウンを設けたこと
を特徴とする熱間圧延設備のピンチロールを要旨とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図１、２を参照して本発明
の第１の実施形態を説明する。本発明第１の実施形態に
よる熱間圧延設備１０は、鉛直面内で上下一対に設けら
れたピンチロール１２、１４を具備している。ピンチロ
ール１２、１４は、各々の軸部１２ａ、１２ｂ；１４
ａ、１４ｂにおいて、軸受またはロールチョック１６
ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂを介して左右一対のスタン
ド（図示せず）に回転自在に支持されている。ピンチロ
ール１２、１４は中空部１２ｃ、１４ｃを有しており、
該中空部１２ｃ、１４ｃを冷却水が流通してピンチロー
ル１２、１４を冷却する所謂内部水冷型のロールを形成
している。更に、ピンチロール１２、１４は、ロール表
面の中央領域が端部領域よりも半径方向外方へ樽状にな
だらかに膨出した、つまり中央領域の半径が端部領域の
半径よりも大きな凸クラウン１２ｄ、１４ｄを有してい
る。

【０００９】前記スタンドには、また、左右一対の加圧
装置２２ａ、２２ｂが設けられている。加圧装置２２
ａ、２２ｂは従来周知の構成を有しており、上側のピン
チロール１２のロールチョック１６ａ、１６ｂに係合す
るスクリュー、該スクリューを回転駆動する電動モータ
等を含んで成り、制御装置２４により、左右独立して上
側のピンチロール１２の軸部１２ａ、１２ｂに印加され
る押圧力が制御される。ピンチロール１２、１４の各々
の軸部の一方、例えば第１の実施形態では図１において
右側（駆動側）の軸部１６ｂ、１８ｂは、自在継手（図
示せず）を介して、駆動モータや減速機（図示せず）を
含むロール駆動装置に連結されている。そして、加熱炉
（図示せず）で所定温度、例えば１２００°Ｃに加熱さ
れたスラブまたは帯板２０が、ピンチロール１２、１４
の間に給送され、両者間に挟まれて前方へ圧延機（図示
せず）へ向けて押し出される。

【００１０】既述したように、従来技術のピンチロール
５２、５４では平坦な円柱状の所謂フラットロールにて
形成されていたが、第１の実施形態によるピンチロール
１２、１４は、その中央領域に端部領域に比べて半径方
向外側に膨出した凸クラウン１２ｄ、１４ｄを有してい
る。ロール中央領域の凸クラウン１２ｄ、１４ｄの高
さ、つまり凸クラウンの端部と頂部における各々の半径
の差は、ピンチロール１２、１４と帯板２０との温度
差、帯板２０の搬送速度によって最適値が異なるが、一
例として２００μｍとすることができ、端から中央領域
を滑らかな回転対称の曲面でつないだ形状となってい
る。

【００１１】図２を参照すると、帯板２０との係合を開
始したときのピンチロールの形状が図示されている。図
２では、上側のピンチロール１２のみが図示されている
が、下側のピンチロール１４も同様に変形する。また、
図２では、ピンチロール１２、１４の変形が誇張されて
いることは理解されよう。

【００１２】ピンチロール１２、１４が図２（ａ）に示
すように、帯板２０をかみ込んだ直後には、ピンチロー
ル１２、１４と帯板２０の接触部のみが加熱される。従
って、帯板２０と最初に接触する側部は熱膨張により軸
方向に伸び、この側部が更に凸状に半径方向外方へ熱変
形する。既述したように、ピンチロール１２、１４は幾
何学的に中央領域が半径方向外方へ膨出しているので、
図２（ａ）に示すように、ピンチロールにおいて帯板２
０に接触する側部が凸となる方向に伸び、その伸びた側
部に対して直径を挟んで反対側の部分が軸方向に収縮曲
がりを生じても、従来技術のように収縮した部分が凹む
ことがない。従って、図２（ａ）に示す状態から、ピン
チロール１２、１４が１８０°回転したときに、各ロー
ルの中央領域は図２（ｂ）に示すように帯板２０と接触
している。従って、本実施形態によるピンチロール１
２、１４では、ロール中央領域が常時帯板と接するの
で、圧延工程を継続する間にピンチロール１２、１４は
全周にわたって加熱されるようになる。

【００１３】従って、ロール中央領域凸クラウン１２
ｄ、１４ｄでの円周方向での温度差が縮小、収束し、ロ
ールの軸方向の曲げ変形量も時間の経過と共に小さくな
り従来技術において説明した振動が防止される。従っ
て、本発明のピンチロールにより帯板２０をかみ込み押
圧、搬送すると、ピンチロール１２、１４がかみ込み当
初は若干の偏芯を生じているため、ロールチョック１６
ａ、１６ｂ；１８ａ、１８ｂが上下し振動するが、この
振動は速やかに収束し小さくなる。さらに、ピンチロー
ル１２、１４から帯板２０への押圧力の変動が無くなる
ので帯板２０に圧痕等の不具合が生じなくなる。

【００１４】次に、図３を参照して本発明の第２の実施
形態を説明する。第１の実施形態では、ピンチロール１
２、１４では、その中央領域に半径方向外方へ膨出した
１つの凸クラウン１２ｄ、１４ｄが設けられていたが、
第２の実施形態では、ピンチロールには２山の凸クラウ
ンが設けられている。すなわち、図３において、第２の
実施形態による熱間圧延設備３０のピンチロール３２、
３４は、その長手方向中心を挟んで両側に一対のまたは
二山の凸クラウン３２ａ、３２ｂ；３４ａ、３４ｂを有
している。特に本実施形態では、凸クラウン３２ａ、３
２ｂ；３４ａ、３４ｂの高さは１００μｍ、二山間の谷
の深さは１００μｍとなっている。その余の構成は第１
の実施形態と同様となっている。

【００１５】図４を参照すると、圧延を開始したときの
ピンチロールの形状が図示されている。図４では、上側
のピンチロール３２のみが図示されているが、下側のピ
ンチロール３４も同様に変形する。また、図４では、ピ
ンチロール３２、３４の変形が誇張されていることは理
解されよう。

【００１６】ピンチロール３２、３４が図４（ａ）に示
すように、帯板２０をかみ込んだ直後には、ピンチロー
ル３２、３４の２つの凸クラウン３２ａ、３２ｂ；３４
ａ、３４ｂにおいて帯板２０に接触する部分のみが加熱
される。従って、帯板２０と最初に接触する側部熱膨張
により軸方向に伸び、この側部が更に凸状に半径方向外
方へ熱変形する。既述したように、ピンチロール３２、
３４は幾何学的に半径方向外方へ膨出した二山の凸クラ
ウン３２ａ、３２ｂ；３４ａ、３４ｂを有しているの
で、図４（ａ）に示すように、ピンチロールにおいて帯
板２０に接触する側部が凸となる曲がりを生じても、ピ
ンチロール３２、３４が図４（ａ）に示す状態から１８
０°回転したときに、各ロールの凸クラウン３２ａ、３
２ｂ；３４ａ、３４ｂは図４（ｂ）に示すように帯板２
０と接触している。従って、本実施形態によるピンチロ
ール３２、３４では、ロール中央領域の二山の凸クラウ
ン３２ａ、３２ｂ；３４ａ、３４ｂが常時帯板２０と接
するので、圧延工程を継続する間にピンチロール３２、
３４は、漸次全周にわたって加熱され、第１の実施形態
と同様に、ロールチョックにおける振動が急速に減少す
る。更に、ピンチロール３２、３４から帯板２０への押
圧力の変動が無くなるので帯板２０に圧痕等の不具合が
生じなくなる。

【００１７】二山の凸クラウンの間隔を種々に変更して
実験したところ二山の凸クラウンの間隔は広いほうが帯
板の進行方向直角方向の位置制御が容易となる結果を得
た。更に、二山の凸クラウンの間隔が２００ｍｍを超え
ると帯板の位置制御性が著しく改善される事が分かっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施形態による熱間圧延設備の略
示正面図である。

【図２】圧延工程の開始状態における図１の熱間圧延設
備のピンチロールの変形を示す略図である。（ａ）は、
ピンチロール間に帯板がかみ込まれたときのピンチロー
ルの変形を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から
１８０°回転したときのピンチロールの変形を示す図で
ある。

【図３】本発明第２の実施形態による熱間圧延設備の略
示正面図である。

【図４】圧延工程の開始状態における図３の熱間圧延設
備のピンチロールの変形を示す略図である。（ａ）は、
ピンチロール間に帯板がかみ込まれたときのピンチロー
ルの変形を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から
１８０°回転したときのピンチロールの変形を示す図で
ある。

【図５】従来技術による熱間圧延設備の略示正面図であ
る。

【図６】従来技術のピンチロールの変形を示す図であ
る。（ａ）は、ピンチロール間に帯板がかみ込まれたと
きのピンチロールの変形を示す図であり、（ｂ）は、
（ａ）の状態から１８０°回転したときのピンチロール
の変形を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態から更
に１８０°回転したときのピンチロールの変形を示す図
である。

【図７】従来技術のピンチロールにより帯板に形成され
る圧痕を示す図である。

【符号の説明】

１０…圧延設備 １２…ピンチロール １２ｄ…凸クラウン １４…ピンチロール １４ｄ…凸クラウン １６ａ…軸受 １６ｂ…軸受 １８ａ…軸受 １８ｂ…軸受 ２０…帯板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱間圧延設備のピンチロールにおいて、 上下一対のピンチロールに１または複数の凸クラウンを
   設けたことを特徴とする熱間圧延設備のピンチロール。
2. 【請求項２】 前記凸クラウンは、ピンチロールの表面
   において軸方向中心を挟んで両側に二山設けられてお
   り、両者が少なくとも２００ｍｍの間隔をおいて設けら
   れている請求項１に記載の熱間圧延設備のピンチロー
   ル。