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JPH0126766B2 - - Google Patents
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JPH0126766B2 - - Google Patents

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JPH0126766B2
JPH0126766B2 JP58060829A JP6082983A JPH0126766B2 JP H0126766 B2 JPH0126766 B2 JP H0126766B2 JP 58060829 A JP58060829 A JP 58060829A JP 6082983 A JP6082983 A JP 6082983A JP H0126766 B2 JPH0126766 B2 JP H0126766B2
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JP
Japan
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rolling
roll
work
diameter
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Toshuki Kajiwara
Tomoaki Kimura
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14Metal-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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B35/00Drives for metal-rolling mills, e.g. hydraulic drives
    • B21B35/12Toothed-wheel gearings specially adapted for metal-rolling mills; Housings or mountings therefor
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    • B21B13/02Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B21B2013/028Sixto, six-high stands

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は板状材料を圧延する圧延機に於いて圧
延圧力を小さくして、高能率的に圧延を実施でき
る多段圧延機に関する。
〔従来の技術〕
最近寒冷地向け鋼材は、−60〜−80℃の低温に
於いても脆性を失わぬように、鋼材製造過程に於
いて900℃以下の低温で圧延することが求められ
ている。従つて従来は1100℃程度で圧延されてい
たから上記のような低温圧延を行うと圧延反力は
通常のものに比べて約2倍程度に増加し、圧延機
の構成部品がこの圧延圧力に耐え得ず、破損事故
に至る可能性がある。
このため1回当りの圧延量が制限され、従つて
所要の厚みまで圧延するのに多くの時間を要する
と共に、長い時間の圧延のため材料の温度も冷え
るからますます圧延反力が増加するので従来の圧
延機では十分に低温脆性を改善した鋼材の製造は
困難であつた。
この圧延反力を減少させるためには、圧延用作
業ロール径を小さくすると良いことが知られてい
る。この技術は、特公昭53−20942号公報に示さ
れているが、この装置は6段圧延機におけるもの
であり、しかも中間ロールのみを駆動させるもの
である。
〔発明を解決しようとする問題点〕
以上のような問題点を背景として、本発明の目
的は圧延反力を減少させる圧延を可能にすると共
に、作業ロールとその支持ロールとの間にスリツ
プ現象の発生を抑制してロールへの十分な板噛込
みが可能な圧延動力を付与し得ると共に、中間ロ
ールと作業ロールとを同時に駆動する際のその動
力源をコンパクトに配置可能にした多段圧延機を
提供することにある。
〔問題点が解決するための手段〕
本発明は一対の小径作業ロールを従駆動とし、
この作業ロールを支持し且つ該作業ロルより大径
の支持ロールである中間ロールを主駆動となるよ
うに構成し、しかも上記ロールの配置を一対の従
駆動小径作業ロール、一対の主駆動用中間ロー
ル、及び圧延荷重を支持する一対の補強ロールよ
り構成した多段圧延機である。
〔作用〕
一対の上下中間ロールを主駆動にし、圧延開始
時に一対の上下作業ロールも従駆動的に駆動させ
ることで、作業ロールへの板噛込みを補助する。
すなわち、圧延反力を減少させるため作業ロール
径を小さくしたことにより生じる前記スリツプ現
象の発生を抑制することができる。
更に、上下中間ロールを夫々回転駆動する主駆
動装置はロール軸方向に沿つて相互に離間して配
置し、上下作業ロールを夫々回転駆動する補助駆
動装置は主駆動装置を挾んで両側に配置すると共
に、補助駆動装置の駆動力を上下作業ロールに
夫々伝達する略水平方向に配列された歯車列を上
下方向にずらして配設したギヤケーシングを備え
ることで、中間ロールと作業ロールを同時に駆動
させる型式の多段圧延機においても、その動力源
をコンパクトに配置することができる。
〔実施例〕
本発明の実施例を説明する前に、本発明の原理
を以下説明する。
圧延反力を小さくするには圧延用作業ロールの
径を小さくするとよいことが知られる。
これについて詳細検討したところ、圧延反力は
作業ロール径にほぼ比例して減少することが判明
した。
従つて低温材を圧延するには作業ロール径を減
少させて圧延すれば、これにより発生する圧延反
力は小さく、低温材の高効率の圧延が可能であ
る。
一方、圧延には圧延材料に圧延加工エネルギを
作業ロールより与えることが必要である。
然るに作業ロール径をモータ等により駆動し与
え得るトルクはロールの捻り強度の関係よりロー
ル径の3乗に比例して減少する。
従つてこの圧延加工エネルギは他の作業ロール
を支持するロール、即ち通常の4段圧延機では補
強ロールを駆動して与えれば良いものと考えられ
る。
然るに、圧延の初めの板噛込み時の場合は補強
ロールのみを駆動し、作業ロールは非駆動にして
おくとロールは硬い材質で作られているから摩擦
係数が少なく、前記両ロール間でスリツプ現象が
生じ作業ロールに十分な圧延加工エネルギが伝達
されぬ現象が生じ問題である。
即ち、圧延前の板厚H、圧延後板厚h、ロール
間摩擦係数をμとすれば、圧延材である板が完全
に作業ロールに噛込み得る限界は下式で得られ
る。
Δh=μ2R−P/K ………(1) 上式に於いてΔh=H−h、Rは作業ロール半
径、Pは圧延荷重、Kは圧延機のバネ定数。
即ち(1)式よりロール半径が小さいこと、及びロ
ール間の摩擦係数が前述したようにロールが硬い
ため小さくスリツプなしに圧下できる量Δhが小
さくなる。
この圧下量Δhの減少は(1)式からも分るように
特に摩擦係数μに大きく左右される。
即ち従来の大きな作業ロールを有する圧延機で
の作業ローール駆動では、作業ロールと圧延材間
の摩擦係数μが、圧延材が軟質であるためμ=
0.25程度に大きく十分な圧下量が得られる。
これに対し補強ロール駆動ではロール間の摩擦
係数μはロール硬度が大なのでμ=0.12程度と作
業ロール駆動に対し約半分程度に小さく、従つて
作業ロールへの許容噛込量Δhはこの摩擦係数の
影響だけにより作業ロール駆動に対し約1/4とな
る。
ただし、完全に圧延材を一対の作業ロール間に
噛込まれた後のスリツプ限界圧延量Δh′は次式で
得られる。
Δh′=4μ2R ………(2) 噛込時に対し4倍の圧下量が得られ、補強ロー
ル駆動方式で通常の高圧下圧延を実施しても、完
全に材料をロールに噛込んでしまえばロール間の
スリツプは生ぜず問題になることはない。
結局、作業ロールを非駆動にすると圧延開始時
の板噛込み時に作業ロールと補強ロールとのロー
ル間でのスリツプによる作業ロールへの噛込み不
良が生ずることが分かる。
以上の点より、補強ロールを主駆動にするとし
ても、圧延開始時には少なくとも作業ロールも従
駆動的に駆動して作業ロールへの板噛込みを補助
する必要があることがわかる。
この作業ロールへの補助噛込みに必要なエネル
ギを第1図に示す圧延機について求めた結果を第
2図に示す。即ち第2図に於いて補強ロール4
1,42を主駆動とした場合、この補強ロールか
ら作業ロール43,44に与え得るエネルギE1
と圧延材45を加工圧延するに必要なエネルギ
E2とし、このエネルギを圧延材45が、作業ロ
ール43,44に噛込み初めるときの噛込み角φ
を、φ=αからφ=0までの間の材料先端とロー
ル中心を通る垂線間の角度φで整理したものであ
る。
圧延エネルギE2は上記角度φが減少しφ=0
のとき最大となる。またこのエネルギE2の増加
傾向は作業ロールの断面形状が円のためφが小さ
くなると共に平方根状に増加する。
これに対し補強ロールから作業ロールへ伝達し
得るエネルギは(α−φ)に比例して増加する。
第2図に於いてハツチング部ではE2>E1とな
り、第1図の補強ロール41,42と作業ロール
43,44間でスリツプが生じ、これ以上圧延材
45を噛込ますことはできない。
第2図において圧延材がφ=0まで噛込めば、
スリツプなしに圧延ができるが、噛込み始めには
両ロール間にスリツプが生ずることが分る。
またハツチング部の不足エネルギは圧延材が噛
込れてゆく過程に於ける各位置φのエネルギ不足
量を示しているが、このエネルギΔEはφ=0に
於いてE1>E2のような通常圧延条件ではΔE/E0
=0.15〜0.3である。
このように噛込み時不足エネルギは小さいので
これを小径化した作業ロールで従駆動的に与えれ
ば、前述ロール間でのスリツプなしに圧延を実行
することが可能である。
然るに上記のような駆動を実際の圧延機で実施
せんとすれば、補強ロール径は1800〜2000mmと極
めて大であるため次のような問題が生ずる。
即ち、主駆動は通常、駆動用の電動機と圧延ロ
ールと直結されて行われるが、前述のように補強
ロール径を主駆動とするとロール径が大なため、
電動機の回転数を小さく、従つてトルクを大にせ
ざるを得ず、大きな電動機が必要となり不利であ
る。
そこで本発明では主駆動に必要なロール径を有
する一対の中間ロールを新たに導入し、圧延荷重
を直接支持する一対の補強ロールを非駆動、更に
一対の作業ロールを従駆動にする4ロール駆動、
6段圧延機を提供するものである。
つまり、本発明の圧延機では作業ロール径は従
来のφ1000〜1200mmからφ600〜φ750mmに減少出
来、5000mmの板幅の材料を圧延する圧延反力を30
〜40%と大幅に減少させ得るので、圧延機の設計
を容易にすることから可能である。
即ち、上記の作業ロールを従駆動にし、前述し
た圧延材の噛込みには補助駆動として使用し、主
駆動ロールを中間ロールとして設けるものであ
る。
中間ロール径は従来の作業ロール径並みの
φ1000mmとすれば十分に余裕のある駆動系とな
る。
即ち作業ロール径を減少すれば圧延トルクはほ
ぼ作業ロール径の1.5乗に比例して減少するから
十分な駆動強度が得られる。
また全体の圧延反力を支持する補強ロール径は
従来のロール径と同様にφ1800〜2000とする。反
延反力は前述したように30〜40%減少するから強
度的に十分なものが得られる。
このように作業ロール径減少により圧延負荷が
減少するのですべて圧延機の構成部品が従来程度
としても十分な強度上の余裕が得られ安全な操業
が可能となる。
次に、図面を用いて本発明の一実施例である6
段圧延機を説明する。
第3図に於いてスタンド2に三対のロール即ち
作業ロール43,44、ロール軸方向に移動可能
な中間ロール46,47、補強ロール41,42
が内蔵されている。この中上部のロール群は圧下
装置1により昇降される。
作業ロール43,44はスピンドル10により
補助駆動される。この駆動はスピンドル10以降
に設けられた歯車11,19で駆動される。つま
り第3図乃至第5図に示す様に、スピンドル10
の左右両側に設けられた歯車群により上スピンド
ルは歯車11,20,21及びカツプリング22
を介して、従駆動の電動機23により駆動され
る。
下作業ロール44も同様にユニバーサルカツプ
リング10以降、歯車19,24,25及びカツ
プリング26を介し従駆動の電動機27により駆
動されるようになつている。
前述の歯車群はギヤケーシング12内に設置さ
れる。また中間ロール46,47はユニバーサル
カツプリング8、スライドカツプリング9を介し
て連結された主駆動電動機17,18により駆動
されるようになつている。各ロールの概略寸法
は、作業ロール43,44が直径500〜800mm、胴
長5200mm、中間ロール46,47が直径1000mm、
胴長5200mm、補強ロール41,42が直径2000
mm、胴長5200mm程度のものが使用される。そして
上下作業ロール43,44にはベンダを付与する
油圧ベンデイング装置35が設置され、上下中間
ロール46,47にもベンダを付与する油圧ベン
デイング装置34が設置されると共に、該中間ロ
ールを軸方向に移動させるシフト装置40が係合
されている構成となつている。
尚本発明小径作業ロール、4本ロール駆動6段
圧延機のように、従来4段圧延機に対し作業ロー
ル径を30〜40%程度小さくすると、作業ロールの
撓みはロール径の4乗に比例して変形し易くなる
ので、圧延荷重あるいは板幅の変化に対し、作業
ロールの変形カーブが大きく変化し、圧延される
板断面プロフイルが変化し問題である。
従つて本発明で新たに追加した主駆動用中間ロ
ール46,47は第3図に矢印で示すように圧延
材45の中心に対し点対称的にロール軸方向に左
右に移動できるようにすれば、公知の6段圧延機
の形状、板クラウン制御機能を発揮し、十分な板
断面形状制御が可能となり、本発明圧延機の性能
を更に高めることができる。
また従駆動作業ロール43,44と主駆動中間
ロール46,47の駆動法について言及すれば以
下の通りである。
即ち、圧延材45のロールへの噛込み開始から
終了までには少なくとも前記作業ロールと中間ロ
ールとの両者のロール周速は同期するごとく駆動
される。但し従駆動作業ロールの駆動トルクはこ
れの強度上からの伝達可能範囲内にとどめられ
る。そこで作業ロール43,44の径を従来の70
%程度に減少(φ1000→φ700)させれば、小径化
した作業ロールの許容トルクは概略、ロール径減
少割合の0.7の3乗に比例するから、許容伝達ト
ルクは従来の34%、ロール1本当りの電動機容量
としては圧延速度が同じならロール径の2乗即ち
従来の5000KWに対し2450KW(49%)程度の小
容量のものを設けることができ、中間ロール駆動
のスリツプ限界動力と合計すれば十分な板噛込み
圧延動力を出し得る(前述したように噛込み不足
エネルギ即ち動力は15〜30%である。
勿論、作業ロールへ板を十分噛込んだ後も作業
ロールの駆動をそのまま続行すれば、中間ロール
の主駆動動力を合計できるから十分な圧延動力が
圧延材に与え得ることになるから、所要の高圧下
圧延が可能となる。この場合作業ロールの駆動は
速度制御でなくトルク一定制御に変更してもよ
い。
即ち従来では圧延温度750℃程度で、圧延材の
変形抵抗が30Kg/mm2に近い材料の圧延は1回当り
の許容圧下量が2〜3mm程度であつたが、本発明
の圧延機では、特に圧延反力が減少する効果か
ら、従来の約2倍の圧下圧延を行うことが可能と
なり、大幅な圧延時間の短縮が可能となり、低温
圧延による十分な低温脆性を改善した圧延鋼材の
製造が可能となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、圧延反力が減少出来る圧延を
可能とするだけで無く、作業ロールとその支持ロ
ールとの間のスリツプ現象を防止してロールへの
噛込みが十分な圧延動力を付与し得ると共に、中
間ロールと作業ロールとを同時に駆動する際のそ
の動力源をコンパクトに配置可能にした多段圧延
機が実現するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は作業ロールへの圧延材の噛込みが必要
な状況を説明する説明図、第2図は第1図に示す
圧延機に関して必要な板噛込みのエネルギを示す
説明図、第3図は本発明の一実施例である4ロー
ル駆動方式の6段圧延機を示す概略構成図、第4
図は第3図の上面図の部分図、第5図は第3図の
A―A方向断面図である。 2…ハウジング、43,44…作業ロール、4
6,47…中間ロール、41,42…補強ロー
ル、8,10…ユニバーサルカツプリング、9…
スライドカツプリング、14,16…軸、17,
18…主駆動電動機、11,19,20,21,
24,25…歯車、22,26…カツプリング、
23,27…従駆動電動機、40,50…シフト
装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上下一対の小径作業ロールと、この作業ロー
    ルを支持し、且つ該作業ロールより大径の上下中
    間ロールと、該中間ロールを支持する上下補強ロ
    ールから構成され、更にこの中間ロールを回転駆
    動する主駆動装置を備えた多段圧延機において、 前記上下中間ロールを夫々回転駆動する主駆動
    装置をロール軸方向に沿つて相互に離間して配置
    し、 前記上下作業ロールを夫々回転駆動する補助駆
    動装置を備えると共に、これら補助駆動装置を前
    記主駆動装置を挾んで両側に配置し、更に前記補
    助駆動装置の駆動力を前記上下作業ロールに夫々
    伝達する略水平方向に配列された歯車列を相互に
    上下方向にずらして配設したギヤケーシングを備
    えたことを特徴とする多段圧延機。
JP6082983A 1983-04-08 1983-04-08 多段圧延機 Granted JPS59185508A (ja)

Priority Applications (1)

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JP6082983A JPS59185508A (ja) 1983-04-08 1983-04-08 多段圧延機

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JPS59185508A JPS59185508A (ja) 1984-10-22
JPH0126766B2 true JPH0126766B2 (ja) 1989-05-25

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112012027654B1 (pt) * 2011-09-20 2018-03-13 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery, Inc. Laminador a frio para laminar uma tira de aço, sistemas de laminação em tandem e de laminação inversor, e, métodos de modificação de um sistema de laminação e operacional de um laminador a frio
JP7620734B2 (ja) * 2021-11-01 2025-01-23 Primetals Technologies Japan株式会社 作業ロールバランス力設定方法、および圧延機の運転方法、圧延機の運転切り替え方法、並びに圧延機

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