JPH0681642B2

JPH0681642B2 - ブライドル装置

Info

Publication number: JPH0681642B2
Application number: JP63096461A
Authority: JP
Inventors: 健益居
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1994-10-19
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH01266910A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、薄板のプロセシングラインあるいは圧延ラ
イン等で使用されるブライドル装置に関する。

（従来の技術）ブライドル装置は、ストリップ等に所定の張力を付与す
る装置として、従来から種々の設備に併設して使用され
ている。例えば、第２図（ａ）に示す例は、ブライドル
装置10を圧延機11の前後に配置した場合、同図（ｂ）
は、圧延機11とテンションレベラー12からなる設備の前
後にブライドル装置10を設けた例を、同図（ｃ）は、ブ
ライドル装置10をテンションレベラー12の前後に設置し
た例を示している。また最近では、亜鉛めっきライン，
連続焼鈍ライン，酸洗ライン等の入側または出側に連設
して、圧延機や矯正機を設けることが多くなったが、こ
れら設備の張力付与手段として使用され、あるいは前記
ラインの各セクションの張力レベルを維持するための張
力制御手段として使用されるようになった。

前記ブライドル装置における張力は、ストリップをロー
ルに巻き掛け、ストリップとブライドルロール（以下、
単にロールと記す）との摩擦力により、ロールの入側と
出側の引張力に差をつけることによって生起される。こ
の張力発生の原理を第３図（ａ）（ｂ）に基づいて説明
する。第３図（ａ）に示すように、ストリップStが矢印
方向に移動する際、ロール１の入側から出側に向かって
張力が減少する場合（高張力T₂から低張力T₁になる）を
プルブライドルといい、同図（ｂ）に示すように、ロー
ル１の入側より出側の張力が増加する場合（低張力T₁か
ら高張力T₂になる）をドラグブライドルという。このよ
うに、ストリップStの張力が増減することによって、弾
性歪も変化するが、ロール１の周速度が一定であるた
め、ロール１の表面と、ストリップStとの間で滑りが発
生する。この滑りが発生する部分、すなわち張力増減に
寄与する部分をスリップゾーンSpといい、ロール１の周
速度とストリップStの移動速度が一致し、滑りのない部
分をステイックゾーンSkという。このような状態におい
て、T₂＝T₁e^μθの関係が成立する。この式からθが大
きいほど張力を増大できることが分かる。このθを増大
させるには、ロール本数を増やせばよく、ロールを増加
することによって大きな張力を得ることができる。ここ
で、前記μはストリップStとロール１間の動摩擦係数で
あり、前記θはストリップStのロール１に対する中実角
である。

次に、このブライドル装置に使用されるロールについて
説明する。第４図（ａ）は、従来から使用されているブ
ライドル装置のロール縦断面図であり、このロール１
は、アーバー２とスリーブ３および前記両部材を固定す
る側板４から構成されている。前記スリーブ３の表面に
は、所望の摩擦係数が得られるように、ショットブラス
ト等によって適度の粗度が形成され、また表面の耐摩耗
性を向上させるため、表面硬度やめっきが施されてい
る。ブライドル装置は、前記ロールの２本乃至数本を１
組として、図示しないモーターあるいは差動機構等によ
り回転駆動されるようになっている。

ところで、ブライドル装置が併設された設備は、前述し
たように数多いが、これらの設備により加工あるいは処
理されるコイルまたはストリップは高温であることが多
く、それぞれの設備固有の問題点を有している。すなわ
ち、熱延コイルを酸洗する場合、コイルの温度が高いと酸
洗設備のピンチロールやゴムロールが損傷するため、コ
イルは48時間以上空冷され、80℃以下まで冷却されたあ
と酸洗される。長い空冷時間を短縮するため、酸洗設備
の入側に設けられた圧延機やテンションレベラーで散水
冷却すると、ブライドルロール表面に水膜ができ、スリ
ップを生じて疵の発生や張力の変動を来す。

焼鈍材をスキンパスする場合、スキンパスミル出側で
疵や平坦度の検査が行われるが、ストリップの温度が高
いと圧延油ヒュームを発生したり、検査マンが火傷する
恐れがあるため、焼鈍コイル温度を40℃以下になるよう
に24時間以上かけて放冷されている。

連続焼鈍ラインの出側でスキンパスを行う場合、スト
リップ温度が高いと腰折れを起こす。温度低下のために
焼鈍ラインは速度を下げて運転され、能率の低下を来し
ている。また散水で冷却すれば、錆の発生が避けられな
い。

亜鉛めっきラインの出側に設けられた圧延機またはテ
ンションレベラーを設けた場合、ストリップ温度が高い
と亜鉛がロールに付着するため、ライン速度を下げて運
転され低稼働率を余儀なくされている。

（発明が解決しようとする課題）この発明の目的は、圧延機、テンションレベラーあるい
は酸洗ライン等の種々の設備に併設され、張力制御手段
として使用されているブライドル装置に、新たに冷却機
能を持たせ、上述した問題点を解消できる新規なブライ
ドル装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、圧延機、テンションレベラー等に併設し
て使用されているブライドル装置について、種々検討し
た結果、前記ブライドル装置によってストリップをドラ
イな状態で冷却（散水しないで冷却すること）できるな
らば、前述した問題点を一挙に解決できることを認識
し、そして、前記ブライドル装置のロールを適正な構造
とするならば、ドライ冷却が可能であるとの知見を得、
この発明を完成した。すなわち、この発明の要旨は「ロ
ール胴部がアーバーとスリーブとからなり、前記アーバ
ーとスリーブが焼嵌めされ、かつアーバーとスリーブ間
に冷却媒体通路を有するロールを１本以上用いたブライ
ドル装置であり、また前記ロールのスリーブ表面に凹凸
部を有し、この凹凸部の頂部面積S₁が前記頂部面積と底
部面積との和Ｓの50％以上であり、かつ摩耗による頂部
面積S₁の変化量が10％以内であるロールを１本以上用い
たブライドル装置」にある。

（作用）以下、本発明のブライドル装置について説明する。この
発明のブライドル装置は、ストリップに張力を付与する
と共に、ストリップを冷却するものであるが、特にその
ロール構造に特徴を有している。第１図に示すように、
本発明のブライドル装置に使用されるロール１はアーバ
ー２とスリーブ３から構成され、前記アーバー２とスリ
ーブ３は焼嵌めによって強力に接合されており、ストリ
ップからの入熱によってスリーブ３が膨張しても、アー
バー２とスリーブ３が締代を保持するようにされている
から、サーマルクラウンを生じない。またロールが摩耗
しても冷却能が変化しないように、ロール表面に適正な
凹凸が形成されている。従って、従来のロールのよう
に、ストリップからの入熱によってサーマルクラウンが
形成され、ストリップ中央部に生じるテンションが大に
なってストリップの形状不良が発生したり、またロール
中央部が酷く摩耗し張力に差が生じるようなことはな
い。

この発明のブライドル装置について、されに詳しく説明
する。

（１）ロール構造についてブライドル装置に、従来から使用されている第４図
（ａ）に示すようなロール１を使用すると、ストリップ
を巻掛けた部分からスリーブ３に熱が伝達され、この熱
が軸方向に伝導して温度分布を生じ、第４図（ｂ）に示
すように、サーマルクラウン（中高クラウン）を生ず
る。ロールにクラウンが形成されるとストリップの幅方
向に張力分布を生じ形状不良になる。そこで、本発明の
ブライドル装置に使用されるロールは第１図に示すよう
にサーマルクラウンが形成されないように、アーバー２
とスリーブ３との間に冷却媒体通路５を設けた構造とさ
れている。アーバー２が冷却されているためスリーブ３
の変形が起こらず、サーマルクラウンが生じない。前記
アーバー２とスリーブ３とを接合するには、ろう付け，
接着材の使用，溶接等があるが、スリーブの温度が上昇
しても接合が保たれる締代を確保するためには焼嵌がよ
く、本発明においては焼嵌によって接合することにし
た。また第１図において、前記冷却媒体通路は、アーバ
ー２の円周に螺旋状に形成されているが、適量の冷却水
が流通してサーマルクラウンが起こらず、しかも焼嵌で
接合できるものであれば、冷却媒体通路の形状，流通方
向などは、これに制限されるものではない。

（２）スリーブ表面の凹凸形状についてロールのスリーブ表面に形成される凹凸の形状は、ロー
ルの摩擦係数と冷却能に大きな影響を及ぼす。たとえ
ば、ロール表面をショットブラスト，放電加工等で粗形
加工すると、ロール表面の断面形状は通常第５図（ａ）
に示すように山型になる。このようなロールが使用され
て摩耗すると、第５図（ｂ）に示すように、表面の断面
形状は台形状になってストリップとロールの接触面積が
変化する。ストリップに張力のみを加える場合ならば、
この程度の摩耗はブライドル機能にそれほどの差を生じ
ないが、冷却作用を併用させる場合には、接触面積の変
化は冷却機能に大きな影響を与える。そこで、本発明の
装置に使用されるロール表面の形状は、第６図（ａ）に
示すように断面形状を凹凸形をなす角型状にする。角型
であれば、第６図（ｂ）に示すように表面の摩耗が進行
しても、ストリップとロールの接触面積がほとんど変化
しないので冷却能に影響しない。前記凹凸は完全な角形
である必要はなく、わずかに台形状あるいは逆台形状で
あってもよい。この発明においては、凹凸の頂部面積S₁
（第７図および第８図に示す部分）が頂部面積と底部面
積との和Ｓの50％以上であって、かつ頂部面積S₁の摩耗
による変化量が10％以内になるようにする。このような
形状であれば、ストリップに悪影響を及ぼすほど、冷却
能が変化しないし、平坦崩れも発生しないからである。
頂部面積S₁が頂部および底部の面積の和Ｓの50％以下で
は、頂部面積S₁を如何に幾何学的に均等に配分しても、
非接触面積が大きくなって冷却むらによる平坦崩れが発
生し易くなる。前記凹凸の形成は旋盤，ナーリング，レ
ーザ，腐食などによって加工することができ、凹凸の頂
部の面積および底部の溝幅は、摩擦力および冷却能の点
から頂部面積は１〜25mm²,溝幅は0.5〜9mm程度であるこ
とが好ましい。

（２）ロール本数について本発明においては、前記（１）および（２）の構造を有
するロールが使用されるが、この構成をなすロールをす
くなくとも１本有しておればよく、所要の摩擦力あるい
は冷却能を得ようとするならば、適宜本数を増加すれば
よい。

（４）ロールの駆動についてロールの駆動手段は、特に制限されるものでないが、ス
トリップとロールの摩擦力に対応するトルクを発生さ
せ、ストリップの張力を増減して伸び率制御を行う場合
には、分配歯車装置，動力配分減速装置，伸び率制御歯
車装置等を組み会わせて機械的に入側および出側ブライ
ドル駆動部に接続し、主モーターおよび伸び率制御モー
ターによって駆動するのが望ましいが、張力制御を行う
場合には各ロールの個別に駆動してもよい。

以下、幾つかの実施例によって、この発明のブライドル
装置について具体的に説明する。

（実施例１）この例は、ブライドル装置を酸洗ラインの入側に設置し
たテンションレベラー（直径80mmの伸長ロールを４本，
直径120mmの矯正ロールを１本，直径280mmの矯正ロール
を２本の備えている）の入側と出側に併設した場合であ
る。入側のブライドル装置には、３本のロールが設けら
れ、各々のロールは、37Kw,60Kw,100Kwのモーターに連
結されており、出側のブライドル装置には、５本のロー
ルが設けられ、それぞれのロールは、200Kw,145Kw,75K
w,60Kw,50Kwのモーターに連結され、両ブライドル装置
によって最大30トンの張力が発生されるようになってい
る。前記ブライドルロールの寸法は、直径150mm,長さ15
80mmであり、該ロールは、外周に幅25mm,深さ12mmの２
条の螺線状溝が形成された直径1456mmのアーバーと、こ
のアーバーに焼嵌代0.5mm/半径で接合された肉厚22mmの
スリーブから構成され、前記アーバーに形成された溝と
スリーブの内面によって、冷却媒体通路を構成するよう
になっている。前記スリーブの表面には、第７図に示す
ように、機械加工により頂部面積S₁が16mm²（4mm×4m
m），底部溝幅1.5mm,深さ1.5mmの多数の凹凸（この場合
S₁はＳの53％になる）が形成され、その上にクロムめっ
きが施されている。各ロールの冷却が均一になるよう
に、２条に形成された螺線溝の左右から10m³/hづつ、最
大20m³/hの冷却水が流されるようにされている。

このような構成からなるブライドル装置によって、熱延
コイルをレベリングすると共に酸洗処理した。この熱延
コイルの温度は150〜250℃であったが、ブライドル装置
で約40℃まで冷却されていたので、酸洗設備のゴムライ
ニングロールやウレタンライニングロールは熱による損
傷は全くなかった。そしてホットコイルが使用できるよ
うになったため、熱延工程でのコイル冷却時間が従来よ
り60〜70％短縮できた。また、本実施例と同じ条件で、
頂部面積S₁が9mm²（3mm×3mm），底部溝幅1.5mm,溝深さ
1.5mmの多数の凹凸（この場合S₁はＳの44％になる）を
形成したロールを使用した場合は、若干の平坦崩れが発
生した。なお、この実施例において、螺線溝をスリーブ
の内面に設け、アーバー表面をストルートにした場合で
も冷却能は、殆ど同じであることが確認された。

（実施例２）この例は、ブライドル装置をスキンパスミルの前後に配
置した場合である。このブライドル装置に使用したロー
ルの寸法は、直径800mm,長さ1340mmであり、該ロール
は、外周に幅22mm,深さ12mmの溝が螺線状に形成された
直径762mmの円筒状アーバーと、このアーバーに焼嵌代
0.4mm/半径で接合された肉厚19mmのスリーブとからな
り、前記アーバーの溝とスリーブ内面とで冷却媒体通路
を構成するようになっている。このスリーブの表面に
は、機械加工によって頂部面積S₁が3.75mm²（1.5mm×2.
5mm），底部溝幅0.5mm,深さ1.0mmの無数の凹凸（この場
合のS₁はＳの62.5％になる）が形成され、その上にクロ
ムめっきが施されている。このロールには冷却水が２条
の螺線溝の左右から10m³/hづつ、最大20m³/h流されるよ
うになっている。このブライドル装置は差動機構によっ
て駆動されストリップ伸び率を最大３％まで制御できる
ようにされている。このようなブライドル装置を備えた
スキンパスミルによって焼鈍コイルを調質圧延した。焼
鈍コイルの温度は65〜80℃であったが、ブライドル装置
によって約20℃まで冷却されていたので、スキンパスし
ても圧延油から蒸気の発生はなく、疵検査を容易に行う
ことができた。従来においては、コイルは焼鈍炉から約
100℃で抽出され24時間以上かけて40℃以下まで冷却さ
れた後スキンパスされていたから、これに比べると大幅
に冷却時間が短縮され、仕掛量を減らすことができる。

（実施例３）本発明のブライドル装置を、連続焼鈍ラインの出側に配
置されたインラインスキンパスミルに併設した。ブライ
ドル装置を設けることによって、連続焼鈍ラインの冷却
帯とスキンパスミルとの間を接近でき、ライン長を短縮
できた。また、従来はスキンパスミル前のストリップ温
度を下げるために、ラインスピードを下げて運転してい
たが、ブライドル装置によりスピードをおとす必要がな
くなり生産能率が向上した。

（実施例４）亜鉛めっきラインの出側に設けたスキンパスミルおよび
レベラーの設備に本発明のブライドル装置を名けた。ブ
ライドル装置によリ、めっき後のストリップを冷却でき
るようになったため、スキンパスミルおよびレベラーの
ロールへの亜鉛ピックアップがなくなり、これらロール
の手入れおよびロール交換頻度が減少できライン稼働率
が向上した。

（発明の効果）以上説明したように、この発明のブライドル装置を使用
すれば、ストリップの張力を制御できると同時に、スト
リップの冷却を行うことが可能になるため、この装置が
併設された設備の能率あるいは稼働率の向上、製造ライ
ンの短縮ができるなど、その効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブライドル装置に使用されるブライド
ルロールの断面図、第２図（ａ）はブライドル装置を圧延機の前後に設けた
例の図、第２図（ｂ）はブライドル装置を圧延機とテンションレ
ベラーの前と後に設けた場合の図、第２図（ｃ）はブライドル装置をテンションレベラーの
前後に設置した例の図、第３図（ａ）および第３図（ｂ）はブライドル装置によ
る張力発生のメカニズムを説明する図、第４図（ａ）は従来のブライドルロールの断面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）に示すロールが入熱により
サーマルクラウンを生じた状態を示す図、第５図（ａ）は従来のロールスリーブ表面部の断面形状
を示す図であり、第５図（ｂ）は同スリーブの摩耗状態
を示す断面図、第６図（ａ）は本発明ブライドル装置に使用されるロー
ルスリーブ表面部の断面形状を示す図であり、第６図
（ｂ）は同スリーブの摩耗後の状態を示す断面図、第７図および第８図はブライドルロールの表面の凹凸形
状の例を示す図、である。１はブライドルロール、２はアーバー、３はスリーブ、
４は側板、５は冷却媒体通路、10はブライドル装置、11
は圧延機、12はテンションレベラー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロールの胴部がアーバーとスリーブとから
なり、前記アーバーとスリーブが焼嵌めされており、か
つアーバーとスリーブとの間に冷却媒体通路を有するロ
ールを１本以上用いたことを特徴とするブライドル装
置。
【請求項２】ロールの胴部がアーバーとスリーブとから
なり、アーバーとスリーブが焼嵌めされ、かつアーバー
とスリーブ間に冷却媒体通路を有し、前記スリーブ表面
に凹凸が形成され、凹凸部の頂部面積S₁が前記頂部面積
と底部面積との和Ｓの50％以上であり、かつ摩耗による
頂部面積S₁の変化量が10％以内であるロールを１本以上
用いたことを特徴とするブライドル装置。