专利名称：多级轧制机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于薄板的轧制等的多级轧制机。
背景技术：
众所周知，在对不锈钢、钛、特种钢、铜等轧制材料进行冷轧时，使用多级轧制机。 作为多级轧制机，一般使用支撑工作辊的辊组像一串葡萄那样以扇形扩展的“多辊型的多级轧制机”。作为支撑该工作辊的辊组，具有支承辊和中间辊，已知根据用于多辊型的多级轧制机的辊的数量而被称为12级、14级、20级的种类。根据如下的理由而将多辊型的多级轧制机分成这样的级数。在多辊型的多级轧制机中，在轧制材料的表面和背面，通常具备对该轧制材料进行轧制的上下一对工作辊。而且，支撑该工作辊的辊组分别配备在工作辊的上侧和下侧。关于该辊组，例如，如果仅着眼于上侧的辊组，那么，为了防止内侧的辊的挠曲而设置外侧的辊，因而例如以在上侧的工作辊的外侧(上侧)附近为2根，在更外侧(上侧)为3根的方式随着从工作辊离开而使所配备的辊的数量逐渐增加，另外，一般而言，外侧的辊的辊径比内侧的辊更大。如图4(a)所示，如果将工作辊105的上侧附近的中间辊106作为驱动辊，在该中间辊的上侧配备3根支承辊108，那么，成为12级的多级轧制机。另外，如图4(b)所示，如果在中间辊(驱动辊)106的上侧配备4根支承辊108，那么，成为14级的多级轧制机。另一方面，如果将在配备于工作辊的外侧附近的2根第1中间辊的上侧配备的3根第2中间辊中的两端的2根作为驱动辊，在这3根第2中间辊的上侧配备4根支承辊，那么，成为如图4(d)那样的20级的多级轧制机。作为上述的12级的多级轧制机，已知“R&D神户制钢技报Vol. 58No. 2,2008年8 月发刊(参照KT轧机(12级轧机)和KST轧机(20级轧机))”所记载的KT轧机，另外，作为14级的多级轧制机，已知日本特开2004-1363 号所记载的轧制机，而且，作为20级的多级轧制机，已知上述文献所记载的KST轧机。
发明内容
可是，近来对于由多级轧制机生产的薄板制品的轧制形状的精度的要求逐年严格，处于重视多级轧制机的形状控制性能的倾向。关于多级轧制机的形状控制致动器的构成和性能，例如，在上述文献的14页 15页公开。尤其是，在将支承辊用作形状控制致动器的情况下，经由中间辊、工作辊而控制轧制材料的形状。为了使形状控制性良好，优选由介于中间的辊间的接触所导致的辊扁平的影响少。因此，由于介于其间的中间辊的级数少，因而像12级轧制机和14级轧制机那样从支承辊经由中间辊、工作辊而控制轧制材料的形状的辊扁平的影响，比像20级轧制机那样从支承辊经由第2中间辊、第1中间辊、工作辊而控制轧制材料的形状的辊扁平的影响也更少， 形状控制的效果大。可是，关于需要高的轧制转矩的硬质材料的宽幅轧制，由于驱动辊之间的空间的关系而使得20级轧制机能够比12级轧制机和14级轧制机能够传递更高的转矩，因而，能够确保高的生产性而有利。如果将使用相同的辊径的工作辊的20级轧制机和12级、14级轧制机相比，那么， 在20级轧制机中，两侧的第2中间辊成为驱动辊，与此相对的是，在12级、14级轧制机中， 工作辊的外侧附近的中间辊成为驱动辊，因而如果与20级轧制机相比，那么，驱动辊之间的间隔相对于上下方向和左右方向均较小(例如，参照本说明书的图4)。结果，在驱动辊之间的间隔窄的12级和14级轧制机中，由于设置驱动辊的驱动系的空间的限制而使得难以传递与20级轧制机同等的驱动转矩。在12级和14级轧制机中，为了增大传递驱动转矩，例如，有时候改变传递驱动转矩的万向接轴的交叉部的板宽方向(本说明书的图5的横方向)的位置并采用更大的尺寸的万向接轴，但是，即使使用该方法，传递驱动转矩也不及20级轧制机。因此，在欲以每1道次25%的程度以上的高压下率对例如1300 1600mm的宽幅且4 5mm的板厚比较厚的硬质不锈钢材料的硬质宽幅材料进行轧制的情况下，牺牲形状控制性而使用20级轧制机。本发明是鉴于上述问题点而作出的，其目的在于，提供一种多级轧制机，该多级轧制机具有与12级、14级轧制机同等的良好的形状控制能力，而且，具有与20级轧制机同等或更多的驱动转矩。为了达成上述的目的，本发明的多级轧制机采取以下的技术手段。本发明的多级轧制机，由以下部件构成上下一对的工作辊，对轧制材料进行轧制；上下各2根的第1中间辊，以与所述工作辊接触的方式配备在所述工作辊的外侧；上下各3根的辊，以与所述第1中间辊接触的方式配备在所述第1中间辊的外侧，在此，所述3 根辊中的中央的辊是作为驱动辊的第2中间辊，两端的2根辊是支撑所述第1中间辊的第 1支承辊；以及上下各1根以上的第2支承辊，以支撑所述第2中间辊的方式配备在所述第 2中间辊的外侧。本发明者考虑到，配备在工作辊的外侧的2根辊不是驱动辊，不能将配备在这2根辊的更外侧的3根辊的任一个作为驱动辊而驱动。而且，认识到使3根辊中的中央的辊驱动，并且，在该驱动的辊设有支承辊，由此，能够兼顾生产性和形状控制性能，从而完成本发明。S卩，在现有的12级轧制机、14级轧制机中，4根第1中间辊作为驱动辊，但是，通过使驱动辊为2根第2中间辊，使得驱动辊之间的间隔在上下方向上较大，另外，通过使在左右方向上使用上2根、下2根的驱动辊为上1根、下1根，从而在左右方向上也能够确保充足的空间，因而能够采用回转直径大的万向接轴。因此，能够附加与20级轧制机同等或更多的驱动转矩。如果驱动12级轧制机的中央的支承辊，那么，能够得到与如上所述的多级轧制机相同的驱动转矩，但是，在这种情况下，为了进行驱动，有必要使12级轧制机的中央的支承辊不是由多个轴承和鞍座构成的板宽方向分割式的辊，而是与12级轧制机的中间辊相同，为一体物的辊。在这样的情况下，由于中央部的支承辊不是由多个鞍座沿板宽方向支撑在壳体， 因而工作辊挠曲大，变得难以得到良好的板形状。由于支承辊是分割辊，在分割辊具备的鞍座是沿板宽方向被支撑在壳体的构造，因而多级轧制机的工作辊挠曲小，关于这一点，例如，在“R&D神户制钢技报Vol. 59 No. 2，2009年8月发刊”的60页 61页公开。另外，第1中间辊的外侧附近的3根辊中的两侧的2根第1支承辊是与现有的12 级、14级轧制机的支承辊相同的构成，由此，也能够在本发明的多级轧制机中设置作为形状控制的致动器的凸度调整装置，因而能够坚持12级、14级轧制机所具备的良好的形状控制性。此外，在如上所述的多级轧制机中，由于第2中间辊为驱动辊，第2中间辊为一体物的辊，因而有必要在第2中间辊的外侧设置由多个轴承和鞍座构成的板宽方向分割式的第2支承辊，使工作辊挠曲最小化。能够使用在上述第2中间辊的外侧分别具备各2根第2支承辊而构成为16级的多级轧制机。另外，能够使用在上述第2中间辊的外侧分别具备各1根上述第2支承辊而构成为14级的多级轧制机。通过使用本发明的多级轧制机，从而即使是上述的硬质宽幅材料，也能够维持现有的12级、14级轧制机的形状控制性，具有与20级轧制机同等或更多的驱动转矩，以高压下率对硬质宽幅材料进行轧制。
图1是模式地显示具备本发明的多级轧制机的轧制装置的正面图。图2是显示本实施方式的多级轧制机的辊配置的图。图3是显示另一实施方式的多级轧制机的辊配置的图。图4是将使用同一工作辊径的情况下的现有的多级轧制机的辊排列示例和本发明的第1实施方式的排列示例进行对比的图，图4(a)是12级，图4(b)是14级，图4(c)是本发明的第1实施方式的排列示例所涉及的16级，图4(d)是20级。图5是显示现有的多级轧制机(12级、14级)的驱动中间辊的驱动系的示例的图。
具体实施例方式以下，基于附图，说明本发明的多级轧制机1的本实施方式。首先，以下，举例说明设有多级轧制机1的轧制装置2，详细地说明本发明的多级轧制机1。如图1所示，轧制装置2具有对所轧制的轧制材料W进行开卷的开卷部3和对所轧制的轧制材料W进行卷绕的卷绕部4，在开卷部3和卷绕部4之间，设有对轧制材料W进行轧制的多级轧制机1。该轧制装置2能够一边对板通过方向进行正反切换(一边使板通过方向在图1的涂黑箭头和空白箭头之间反转)，一边对轧制材料W进行反向轧制。如图2所示，本发明的多级轧制机1将工作辊5、第2中间辊(驱动辊)6、第1中间辊7以及支承辊8的多根组合而构成，将多根辊组合的样子看起来正好像一串葡萄，因而被称为多辊型的多级轧制机，在对由不锈钢、钛、特种钢、铜等构成的板状的轧制材料W进行轧制加工时使用。此外，以图2的纸面上的上下作为说明多级轧制机1时的上下。另外，以图2的纸面上的左右作为说明多级轧制机1时的左右。这些方向与从驱动侧(drive side)观看多级轧制机1时的方向一致。另外，在以下的说明中，对相同的零件标记相同的符号。这些零件的名称和功能也相同。所以，不重复关于这些零件的详细的说明。首先，对构成多级轧制机1的各辊进行说明。在多级轧制机1，以在上下方向的中央水平地移送的轧制材料W为基准，以在轧制材料W的上侧和下侧互相成为镜像(对称)的配置具备多根辊(以下，将这些多根辊称为辊组9)。于是，在以下的说明中，以上侧的辊组9为代表例而说明构成辊组的各辊。上侧的辊组9由1根工作辊5、2根第1中间辊7、1根第2中间辊(驱动辊)6以及4根支承辊8构成，本实施方式的多级轧制机1成为16级构成。如图2所示，工作辊5是直径比其他辊小的辊，如果是对不锈钢的轧制材料W进行冷轧的设备的情况，那么，形成为20~100mm(p的程度的直径。工作辊5由上下一对构成， 一边将轧制材料W夹入辊间，一边施加轧制负荷。第1中间辊7L、7R是与工作辊5的左上侧和右上侧(外侧)邻接而配备的辊，互相隔开距离而配备有2根。第1中间辊7L、7R是直径大于工作辊5的棍，以各自的外周面与工作辊5的外周面接触的方式配备。在第1中间辊7L、7R的上侧，配备有第2中间辊(驱动辊)6，能够经由该第1中间辊7L、7R而将第2中间辊(驱动辊)6的驱动力传递至工作辊 5。第2中间辊(驱动辊)6以与左右的第1中间辊7L、7R的各个接触的方式在从左侧的中间辊7L观看时配备在右上侧，在从右侧的中间辊7R观看时配置在左上侧，在各辊组 9各设有1根。第2中间辊(驱动辊)6是直径比第1中间辊7L、7R更大的辊，围绕轴心旋转自如地设置。第2中间辊(驱动辊)6在轴端部联接有图中未显示的万向接轴，成为能够利用由电动机产生的驱动力来驱动旋转的构成。以上述的工作辊5为基准，在第2中间辊(驱动辊)6和第1中间辊7L、7R的更外侧，配备有支撑这些辊的支承辊8。在支承辊8中，具有支撑第1中间辊7的第1支承辊 10LU0R和支撑第2中间辊(驱动辊)6的第2支承辊IlLUlR0第1支承辊10L、IOR是在从左侧的中间辊7L观看时配备在左上侧，在从右侧的第 1中间辊7R观看时配备在右上侧的辊，均形成为比第1中间辊7L、7R更大的直径。这些第1 支承辊10L、IOR从第2中间辊(驱动辊)6隔开距离而配备，形成在左侧的第1支承辊IOL 和第2中间辊(驱动辊)6之间的间隔设定为与形成在右侧的第1支承辊IOR和第2中间辊(驱动辊)6之间的间隔大致相同。而且，左侧的第1支承辊IOL与左侧的第1中间辊7L 抵接，同时，右侧的第1支承辊IOR与右侧的第1中间辊7R抵接，成为分别能够一边从上方压紧第1中间辊7L、7R—边支撑第1中间辊7L、7R的构成。第2支承辊IlLUlR在从第2中间辊(驱动辊)6观看时分别配备在左上侧和右上侧。这些第2支承辊IlLUlR分别与第2中间辊(驱动辊)6的上侧接触，以从上方压紧的方式支撑第2中间辊(驱动辊)6。接着，加入与图4 图5所示的现有的多级轧制机1的对比，说明本发明的多级轧制机所具备的作用效果。此外，以下所说明的作用效果均是具备相同直径的工作辊的多级轧制机彼此相比的情况的作用效果，图4所示的12级、14级以及20级的多级轧制机均具备直径与本发明的多级轧制机1相同的工作辊。例如，在图4(a)所示的12级的多级轧制机101中，在工作辊105的外侧附近配置有2根中间辊106，该2根中间辊106的外侧为3根支承辊108。另外，在图4(b)所示的14 级的多级轧制机101中，虽然支承辊108为4根，但共同点在于，在工作辊105的外侧附近设有2根中间辊106，均使工作辊105的外侧附近的中间辊106作为驱动辊而驱动。当然，在这样地使工作辊105的外侧附近的中间辊106作为驱动辊而驱动的构成中，驱动辊之间的间隔也容易在上下方向或左右方向上较小。例如，如果以驱动辊之间的上下方向的间隔为例，那么，这些驱动辊之间的间隔L2、L3非常小。由于在这些成为驱动辊的中间辊106的轴端部设有将驱动力传递至中间辊106的万向接轴，因而如果欲使万向接轴彼此如上所述地在窄的间隔L2、L3内旋转，那么，相互的交叉部彼此有可能互相干涉而使旋转变得困难。于是，在12级或14级的多级轧制机101中，如图5所示，有时候万向接轴的交叉部的轴方向的位置错开(作为所谓的交错配置)，万向接轴彼此能够不上下或左右干涉地旋转。可是，像图4(c)所示的本发明的多级轧制机1那样，第2中间辊6为驱动辊，由此，第2中间辊(驱动辊)6、6之间的间隔L1(L1 > L2、L3)也较宽，另外，也不存在左右方向的万向接头的干涉，因而能够使用回转直径大的万向接轴，能够对第2中间辊(驱动辊)6 赋予大的驱动转矩。结果，对第2中间辊(驱动辊)6赋予大的驱动转矩，即使是在12级或 14级的多级轧制机101中难以轧制的轧制材料，例如1300 1600mm的宽幅且4 5mm厚的不锈钢钢板，也能够以每1道次25%的程度以上的高压下率进行轧制。另外，在现有的12级轧制机、14级轧制机中，4根第1中间辊106作为驱动辊，但在本发明的多级轧制机1中，2根(上下各1根)第2中间辊6作为驱动辊。由此，第2中间辊(驱动辊)6之间的间隔能够在上下方向上较大。另外，在现有的12级轧制机、14级轧制机中，为在左右方向上使用上2根、下2根的驱动辊，在本发明的多级轧制机1中，驱动辊为上1根、下1根，由此，也能够在左右方向上确保充足的空间。因此，能够采用回转直径大的万向接轴。所以，能够附加与20级轧制机同等或更多的驱动转矩。可是，在本发明的多级轧制机1中，如上所述，由于在12级的多级轧制机101中作为支承辊108而起作用的中央部的辊为驱动辊，因而图2的6成为一体物的辊。因此，有必要在该辊的外侧如图2或图3所示地设置多个由轴承和鞍座构成的板宽方向分割式的第1 支承辊，使工作辊挠曲最小化。另外，在图4(d)所示的20级的多级轧制机101中，在工作辊105的外侧附近配置有2根中间辊107，配备在该2根中间辊107的外侧的3根辊中的两端的中间辊106成为2 根驱动辊。即，在20级的多级轧制机101中，与12级或14级的多级轧制机101相比，中间辊(驱动辊)106之间的间隔在上下方向上大至L4(L1≥L4 > L2.L3)，与12级和14级相比，在左右方向上也较大，即使不采用交错配置等，也能够直接将回转直径大的万向接轴连接至中间辊(驱动辊)106，如果与12级和14级的多级轧制机101相比，那么，能够对中间辊(驱动辊)106赋予大的驱动转矩。可是，在20级的多级轧制机101中，配备在中间辊107的外侧的3根辊中的两端的2根为中间辊(驱动辊)106，在这些中间辊(驱动辊)106的更外侧，配置有4根支承辊 108。因此，在由支承辊进行形状控制的情况下(凸度控制)，位于从上部外侧的支承辊108 至工作辊105的路径的辊间的接触点(图4(a)、(b)以及(d)中由黑点表示的点)的数量， 在12级和14级的多级轧制机101中，为左右各2处，与此相对的是，在20级的多级轧制机 101中，为左右各3处。这样，在20级的多级轧制机101中，容易大大地受到辊间的接触点处的弹性变形的影响，形状控制性差。在本发明中，由第1支承辊10LU0R进行形状控制 (凸度控制)。因此，如图4(c)所示，位于从第1支承辊10LU0R至工作辊5的路径的辊间的接触点为2处，与20级的多级轧制机101相比，形状控制性优异。另外，在20级的多级轧制机101中，各辊相互间的大小的平衡使得第1中间辊107 的直径小于12级和14级的多级轧制机101、本发明的多级轧制机1的中间辊，相应的空间严格，推力轴承的尺寸等受到制约。所以，在使中间辊沿轴方向移动的中间辊的形状控制 (横向调整装置)中，在20级的多级轧制机101中，限定了第1中间辊107的驱动力，因而 20级的多级轧制机101的横向的移动速度的制约比12级、14级、本发明的多级轧制机更严格，难以迅速地控制形状。这样，在支承辊的形状控制(凸度控制)中，20级轧制机的辊间的接触点多于12 级、14级、本发明的多级轧制机，形状控制性差。另外，在与工作辊抵接的中间辊的形状控制 (横向调整)中，中间辊径小的20级轧制机101的轧制形状控制能力比12级、14级、本发明的多级轧制机差。与此相对的是，在本发明的多级轧制机1中，能够可靠地控制轧制形状，同时，以良好的状态对轧制材料W进行轧制。[实施例]接着，以使用16级的多级轧制机1的情况作为实施例，以使用12级和20级的多级轧制机101的情况作为比较例1和比较例2，以可以使用能够传递至各多级轧制机1的驱动转矩的万向接轴的疲劳强度为例而进行比较，由此，进一步详细地说明本发明的作用效果。此外，在以下所说明的实施例、比较例1以及比较例2的多级轧制机均使用相同直径的'(30mmcp)的工作辊的情况下，以相同的基准比较驱动转矩。另外，以作为传递驱动转矩的装置，列举了万向接轴，但也可以使用齿轮式接轴等其他驱动转矩传递装置。[比较例1]如图4(a)所示的比较例1的多级轧制机101是在30mm(p的工作辊105的外侧附近设有2根中间辊(驱动辊)106的12级的多级轧制机。在这种情况下，由于中间辊(驱动辊)106之间的间隔在上下方向和左右方向上非常窄，因而必须在极小的空间配备4根万向接头。因此，即使接轴为交错配置，万向接轴也只能使用回转直径为最大IOOmm的接轴。由于该回转直径IOOmm的接轴的扭转方向的疲劳转矩为160Kgm/根，因而即使4 根接轴均等地传递驱动转矩，传递至多级轧制机1的驱动转矩最大也只是640Kgm。[比较例2]另一方面，如图4(d)所示的比较例2的多级轧制机101是在30mmcp的工作辊105 的外侧附近经由中间辊107而设有2根作为驱动辊的中间辊106的20级的多级轧制机。在这种情况下，作为驱动辊的中间辊106之间的间隔在上下方向上和左右方向上均较宽，万向接轴能够使用回转直径为最大125mm的接轴。由于该回转直径125mm的接轴的扭转方向的疲劳转矩为^OKgm/根，因而如果4 根接轴均等地传递转矩，那么，传递至多级轧制机1的驱动转矩为1120Kgm，能够产生比较例1的2倍弱的驱动转矩。[实施例]相对于上述的比较例1和比较例2，实施例1是这样的16级的多级轧制机如图 4(c)所示，在工作辊5和作为驱动辊的第2中间辊6之间设有2根第1中间辊7，只有位于 2根第1中间辊7的外侧附近的3根辊中的中央的1根是作为驱动辊的第2中间辊6。在这种情况下，在第2中间辊(驱动辊)6之间，在上下方向上产生宽的间隔，同时，由于左右方向上不存在驱动辊，因而没有尺寸限制。所以，能够使用在比较例1和比较例2中难以采用的回转直径180mm的接轴。由于该回转直径180mm的接轴的扭转方向的疲劳转矩为1500Kgm/根，因而虽然接轴的数量只有2根，但传递至多级轧制机1的驱动转矩为3000Kgm，能够传递比较例1的约 4. 6倍、比较例2的约3倍的驱动转矩。此外，这样地在驱动辊之间在上下方向上产生宽的间隔的方面也与比较例2的多级轧制机OO级)相同，但在比较例2中，中间辊(驱动辊)106左右并排地设置，有必要在这些中间辊(驱动辊)106之间设置中间辊107或接轴的支撑部件。因此，在比较例2的多级轧制机中，难以充足地确保在左右方向上设置万向接轴的空间。因此，不能像实施例那样安装回转直径大至180mm的接轴，能够传递的驱动转矩并不比实施例的多级轧制机1更大。另外，在比较例1和比较例2中，用于多级轧制机101的接轴均是4根，尤其是，由于比较例1的接轴为交错配置，因而接轴为2个种类。因此，在预备品的保有和维护的方面， 比仅使用1个种类的2根接轴的实施例的多级轧制机1差。可是，应该考虑到，此次公开的实施方式的所有方面均是示例，而不是限制。本发明的范围不是由上述的说明表示，而是由权利要求的范围表示，并意图包括与权利要求的范围均等的意义和范围内的所有变更。在上述实施方式中，对第2中间辊(驱动辊)6设置2根第2支承辊11，但是，第2 支承辊11的数量也可以是1根。在这种情况下，如图3所示，以第2支承辊11的旋转轴心位于连接工作辊5的旋转轴心和第2中间辊(驱动辊)6的旋转轴心的线上的方式配备第 2支承辊11即可。
权利要求
1.一种多级轧制机，由以下的部件构成上下一对的工作辊，对轧制材料进行轧制；上下各2根的第1中间辊，以与所述工作辊接触的方式配备在所述工作辊的外侧；上下各3根的辊，以与所述第1中间辊接触的方式配备在所述第1中间辊的外侧，在此，所述3根辊中的中央的辊是作为驱动辊的第2中间辊，两端的2根辊是支撑所述第1中间辊的第1支承辊；以及上下各1根以上的第2支承辊，以支撑所述第2中间辊的方式配备在所述第2中间辊的外侧。
2.根据权利要求1所述的多级轧制机，其特征在于，在所述第2中间辊的外侧具备上下各2根的所述第2支承辊，所述多级轧制机在整体上构成为16级。
3.根据权利要求1所述的多级轧制机，其特征在于，在所述第2中间辊的外侧具备上下各1根的所述第2支承辊，所述多级轧制机在整体上构成为14级。
4.根据权利要求1所述的多级轧制机，其特征在于，构成为由所述第1支承辊进行凸度控制的形状控制。
5.根据权利要求1所述的多级轧制机，其特征在于，所述第1中间辊的直径比所述工作辊更大，所述第2中间辊和所述第1支承辊的直径比所述第1中间辊更大。
全文摘要
在本发明的多级轧制机中，配备有对轧制材料(W)进行轧制的上下一对的工作辊，在各个工作辊的外侧，以与工作辊接触的方式配备有2根第1中间辊，在第1中间辊的外侧，以与第1中间辊接触的方式配备有3根辊。3根辊中的中央的第2中间辊是驱动辊，两端的2根辊是支撑第1中间辊的第1支承辊，在第2中间辊的外侧，配备有至少1根以上的支撑第2中间辊的第2支承辊。通过这样的构成，从而在多级轧制机中谋求兼顾生产性和良好的形状控制性。
文档编号B21B1/00GK102189101SQ20111006435
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月11日
发明者上杉宪一 申请人:株式会社神户制钢所