专利名称：兼用辊位移与辊弯曲的轧制方法与轧机及用于此的轧辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及到兼用使上下工作辊沿轴向反向位移而轧制材料的辊位移和对工作辊施加弯曲力而轧制材料的辊弯曲的轧制方法与轧机，还涉及到用于此的轧辊。
作为对轧制板的宽度方向剖面进行形状控制以获得平的板状制品的轧机，已知有所谓的辊位移式轧机(特公昭63-62283号公报，特开平1-266902号公报)，此轧机的形状大致为图15所示，是在上下工作辊1沿辊轴相互反向进行适当位移的状态下来轧制被轧材料2的。
但在上述这种先有的辊位移式轧机中，对于从宽幅到窄幅的种种板幅，由于要能发挥控制中心凸厚部(参看图7)的效果而给工作辊1以及初始的中心凸厚部，这样，当需要增强对窄幅或中幅板的中心凸厚部的控制效果时，就需使图15中的辊形按原样扩大，结果将导致辊的径差在辊轴方向上过大以及辊的圆周速度差与表面压力差过大，从而发生振动与损伤等问题。此外，当用图16所示的辊弯曲设备来控制中心凸厚部时，由于辊的弯曲特性，对于中幅与窄幅板，效果很小。
于是，先有技术的轧机便存在着中幅与窄幅板的中心凸厚部控制效果小的问题。
即如图18(A)所示，(1)利用辊位移对板中心凸厚部的控制效果对于宽幅的轧制板材大，而对于中幅与窄幅的板材效果小；另外，如图18(B)所示，(2)在辊弯曲的情形下，由于图16所示的形状，对于板材中心凸厚部的控制效果也是宽幅的大而中、窄幅的小；如图18(C)所示，合计起来，对中、窄幅的控制效果小，而对于宽幅板中心凸厚部的控制效果不如说是过大了。
再如图19所示，(3)仅仅从传统的辊位移来看，如果为了增大对中、窄幅被轧制材料的中心凸厚部的控制效果而加大中央部分的辊弯曲度变化，就会使辊的大直径部分(图中的D3与D4)和小直径部分(图中的D2与D1)的差变大，因而和支承辊6的接触压力过大，导致出现伤痕等问题。
为此，本发明的发明人曾提出过轧机用的一种轧辊(特愿平6-27085号，平成6年2月25日申请)，通过轧制时使轧制材料倾斜的方法，加大了轧辊筒外表面的曲线自由度，增大了中心凸厚部的控制量，同时减少了导致板材振动的各种主要因素。
上述轧机用的轧辊如图17例示，它在轧辊筒的中央部分设有直线区3，在其两端部处设有副中心凸厚部控制区4，在此直线区与副中心凸厚部控制区之间设有主中心凸厚部控制区5，轧辊筒的外表面的母线在直线区3中相对于轧辊筒轴线是倾斜的直线，在主中心凸厚部控制区5中形成陡的凸曲线和凹曲线；在副中心凸厚部控制区4中形成渐凸曲线和渐凹曲线，此外，它的两个端部的直径大致相等。根据这项发明(特愿平6-27085号发明)，增大了中幅与窄幅板的中心凸厚部控制效果，而且能防止辊的径差过大，但对于宽幅板，板厚在宽度方向上的分布起伏不平，这就有使宽度方向上的板厚不均匀的问题。
本发明的提出在于解决上述问题。为此，本发明的第一个目的在于提供一种轧制方法与轧机，它能使上述的直径差缩小，即使对于中幅及窄幅的轧制材料也能增大板材中心凸厚部的控制效果，同时，即使对于宽幅板，也能生产出在宽度方向上有均匀板厚的板材。
另一方面，为了控制轧制品在宽度方向上的剖面形状使其均匀化，已提出过种种轧机，其中之一是周知的所谓轧辊位移式轧机，例如图20(a)所示的特开平1-266902号中所公开的轧辊位移式轧机，它使上下一对工作辊1、1沿其轴向相互反向移动，并在由支承辊6、6支承的状态下对轧制的材料2进行轧制。
在这种辊位移式轧机中，为了增大轧制材料2的板材中心凸厚部的控制效果，预先使上下一对工作辊1、1具有互补弯曲轮廓的初始中心凸厚部，利用上下一对工作辊1、1的位移方向，时而如图20(b)中所示，使轧制材料2的板中心凸厚部取凹的中心凸厚部，时而如图20(c)所示，使轧制材料2的板中心凸厚部取凸的中心凸厚部，以此种方式进行控制。
上述辊位移式轧机虽可通过工作辊1、1的位移来改变板的中心凸厚部分，改进控制范围，但在实际轧制中存在着种种使轧制性能恶化的至今尚未消除的一些主要因素(例如参看附图9中各图左侧所示的因素)，例如图9(c)左侧所示，由于辊位移而使辊端部上的表面压力加大，受其影响，板的中心凸厚部分就不能取得最佳值。
此外，这类使轧制性能恶化的主要因素还有为图9(a)所示的由于加到辊上的热影响而造成的热鼓凸；以及图9(b)所示的在增加轧制载荷时的辊挠曲的影响，这在实际轧制中，由于轧制条件的不同而使上述影响单独或联合起作用，使板的中心凸厚部最佳化成为问题。
本发明便是针对上述这类问题而提出的。本发明的第二个目的即在于提供辊位移用的轧辊和辊位移式轧机，它们能同时修正给轧制性能带来不利影响的种种主要因素，该轧辊的中心凸厚部能适用于各种轧制条件。
本发明提出了一种兼用辊位移与辊弯曲的轧机进行轧制的方法，此轧机包括给工作辊施加弯曲力的辊弯曲装置和使上下工作辊相互反向沿轴向位移的辊位移装置，而此工作辊则由支承辊或中间辊支承，工作辊的母线的曲线形状包括从辊轴向的中心朝端部方向使辊径从轴向一侧朝另一侧变化的第一区；在第一区之外并且辊径呈相反变化的第二区；在第二区之外并且辊径变化方向与第一区相反的第三区；在第三区之外并且辊径变化方向与第三区相同但其变化坡度比第三区徐缓的第四区；以及在第四区之外并且辊径基本不变而辊形大致为圆筒状或其辊径变化方向再次反转而与第一区相同的第五区；此种结构，增大了中、窄幅被轧制材料因辊位移而使中心凸厚部(クラゥン)变化的能力，还由于兼用辊位移与辊弯曲，即使是轧制宽幅的板，由于工作辊的轮廓形状与弯曲辊导致的辊挠曲变位相互叠加，从而工作辊外表面与被轧制材料相接触的一侧在辊宽度方向上的变位能成为平缓变化的形状。
此外，本发明还提供了一种兼用辊位移与辊弯曲的轧机，特点在于它配备有能根据轧制板材的宽度，给出运算指令使辊位移量与辊弯曲力相组合的控制装置。
为了实现本发明的上述第二个目的，本发明所述的辊位移用的轧辊的特点在于，它是由下述方式形成在使上下一对工作辊相互沿相反轴向位移而进行轧制的辊位移用的轧辊中，上下一对工作辊上形成可通过辊位移而引起板的中心凸厚部(クラゥン)发生变化的辊形状，并且，在这种板中心凸厚部(クラゥン)控制用辊的形状上附加上可对轧制不良现象作出预先补偿的辊形状。
按照本发明所述的辊位移用的轧辊的特点在于它除了具有如上述的结构外，还使上下一对工作辊的相互相反的端部形成尖细形，以形成可使上述的板的中心凸厚部发生变化的辊的形状。此外，本发明所述的辊位移用的轧辊的特征在于，它除了具有上述的结构外，还形成能够改变上述板的中心凸厚部的辊的形状，包括在辊的轴向中心部分内使辊径从轴向的一侧朝向另一侧变化的第一区；在第一区外侧连续并且辊径呈相反变化的第二区；在第二区外侧连续并且辊径变化方向与第一区相反的第三区；在第三区外侧连续并且辊径变化方向与第三区相同但其变化坡度较第三区平缓的第四区；以及在第四区外侧连续并且辊径几乎不变化而辊形大致呈圆筒状，或使辊径的变化方向再次逆转而与第一区相同的第五区。
本发明所述的辊位移用的轧辊的特点在于它除具有上述结构外，为使前述轧制不良现象得到补偿；合成的辊的形状至少是辊因受热引起中心鼓凸、因轧制力引起辊挠曲、因辊位移引起端部表面压力加大之中的一种的补偿曲线。
本发明所述的辊位移式轧机的特点在于除具有给上下一对工作辊施加弯曲力的辊弯曲机构和使这对工作辊沿轴相互反向位移的辊位移机构外，还使这对工作辊形成为上述所述的辊的形状。
本发明通过兼用辊位移与辊弯曲，对于宽幅的被轧制板材，只要添加上因弯曲辊而形成的辊的挠曲部分，就可使辊位移用的辊曲线预先向端部变缓，而由于采用在中央部分使拐点的间隔缩小的辊的形状，所以能增大中、窄幅被轧制材料借助辊位移而形成的板中心凸厚部变化的能力。
这就是说，根据上述本发明的结构，工作辊的母线形状是由前述的第一区至第五区构成，这样，对于中、窄幅的被轧制材料的轧制，由于辊弯曲(工作辊弯曲)的效果原本就很小，所以为了充分发挥由辊位移(工作辊位移)来对板的中心凸厚部进行控制的效果，使工作辊上拐点的位置靠近中央部分。
另外，在宽幅被轧制材料的轧制中，由于借助辊弯曲来控制板的中央凸厚部的效果大，为了减少在宽幅时利用辊位移控制板中央凸厚部的效果，利用在两工作辊端附近使辊曲线徐缓地接近水平或采用再次形成相反拐点的轮廓形状，将使辊的直径差不变大。于是在接近工作辊端部的一侧，通过弯曲辊产生的挠曲与辊位移时在辊端附近形成的平缓曲线相叠加，就能在与被轧制材料相接的一侧使板厚变化平缓，同时由于工作辊中央两侧的拐点接近，所以加大了对中、窄幅板中央凸厚部的控制效果。
要是采用本发明所述的辊位移用的轧辊，使进行辊位移的上下一对工作辊的形状成形为通过辊位移能改变板中心凸厚部的辊的形状与能对轧制不良现象预先给予补偿的形状的合成形状，这样，通过可使考虑轧制不良现象的板的中心凸厚部发生变化的辊形，不受这样轧制不良影响，实现最适当的辊位移来进行轧制。
采用本发明中所述的辊位移用的轧辊，则在进行辊位移的上下一对工作辊的辊形中，使能改变板中心凸厚部的辊形成形为令上下一对工作辊的相反的端部呈尖细的形状，就能在改变板中心凸厚部的同时，通过考虑轧制不良现象的辊形，来实现不受这种影响的利用最恰当的辊位移的轧制。
根据本发明所述的辊位移用的轧辊，在进行辊位移的上下一对工作辊的辊形中，改变板中心凸厚部的辊形包括在辊轴向中心部并且辊径从轴向的一侧朝另一侧变化的第一区；在第一区外侧连续并且辊径相反变化的第二区；在第二区外侧连续并且辊径变化方向与第一区相反的第三区；在第三区外侧连续并且其辊径的变化方向与第三区相同但其坡度变化较第三区平缓的第四区；以及在第四区外侧连续并且其辊径基本上不变而辊形大致呈圆筒形或使辊径变化方向再度逆转而与第一区相同的第五区；这样就能在改变板中心凸厚部的同时，通过考虑有轧制不良现象的辊形来实现不受此种影响的利用最适当的辊位移的轧制。
根据本发明所述的辊位移用轧辊，在进行辊位移的上下一对工作辊的辊形中，为补偿轧制不良现象的合成辊形形成为因辊加热引起中心鼓凸、因轧制力引起辊挠曲、因辊位移引起端部表面压力增大这三者中至少一种的补偿曲线时，即使在这类不良现象中有单独的一个或多个复合发生的轧制条件下，在使板的中心凸厚部发生变化的同时，通过考虑这种轧制不良现象的辊形，也能实现不受此种影响的利用最适当的辊位移的轧制。
此外，本发明所述的辊位移式轧机，它包括有给上下一对工作辊施加弯曲力的辊弯曲机构以及使这对工作辊沿轴向反向位移的辊位移机构，且在改变板中心凸厚部的同时使上下一对工作辊的辊形成形为考虑轧制不良现象的辊形，这样，即使在任何一种轧制不良现象发生的轧制的条件下，在使板中心凸厚部在大范围内变化的同时，通过考虑轧制不良现象的辊形，也能实现不受此种影响的利用最适当的辊位移来进行轧制的轧机。
至于本发明其它的目的、特点与优点，可参看附图通过对最佳实施例的详细描述而获得理解。
图1是本发明的兼用辊位移与辊弯曲的轧机的整体结构图。
图2是本发明的工作辊的轮廓形状图。
图3示明本发明的工作辊对板材中心凸厚部的控制效果。
图4是本发明轧机中板厚变化(中心凸厚(クラゥン)量)的计算结果。
图5是示明本发明效果的模式图。
图6是板宽与无量纲量α的关系图。
图7是依据本发明的辊位移用轧辊的一个实施例的辊形的放大曲线图。
图8是依据本发明的轧辊位移用轧辊一个实施例的因辊位移使板材中心凸厚部变化的辊形的说明图。
图9是依据本发明的轧辊位移用轧辊一实施例中对轧制不良现象进行补偿的辊形的说明图。
图10是依据本发明的轧辊位移用轧辊另一实施例的辊形的放大曲线图。
图11是依据本发明的轧辊位移用轧辊另一实施例的因这种辊位移使板材中心凸厚部变化的辊形的说明图。
图12是依据本发明的轧辊位移用轧辊另一实施例的用来使板材中心凸厚部变化的辊形所起作用的说明图。
图13是采用本发明的辊位移用轧辊的辊位移式轧机的一实施例的示意结构图。
图14是示明板材中心凸厚部分的模式图。
图15概要地示明先有技术中辊位移式轧机的一个例子。
图16示意表明由工作辊的弯曲形成的弯曲制动。
图17表明根据本发明申请人提出的轧机用的一种辊。
图18示意说明在先有技术的轧机中对中、窄幅板材中心凸厚部的控制效果。
图19示意说明用先有技术的轧机来提高中、窄幅板材中心凸厚部控制效果时所出现的问题。
图20概要地示明了先有技术的辊位移式轧机的结构。
下面参照
本发明的最佳实施例。
图1是本发明的兼用辊位移与辊弯曲的轧机的总体结构图。其中，本发明的轧机10配备有给工作辊11施加弯曲力的辊弯曲装置12以及使上、下工作辊11相互以反向沿轴向位移的辊位移装置14。工作辊11由支承辊15(或图中未示明的中间辊)支承。根据上述结构，可以兼用辊弯曲装置12与辊位移装置14，同时对被轧制材料9进行辊弯曲与辊位移操作。
本发明的轧机10还配备有能根据被轧制材料9的板宽发出使辊位移量与辊弯曲力相配合的运算指令的控制装置16。通过此控制装置16，能根据材料9的板宽最佳地设定工作辊的位移量与施加给工作辊的弯曲力。
图2示明图1中工作辊的外形。如此图所示，本发明轧机中工作辊11的母线的曲线形状由第一区21至第五区25共五个区组成。
第一区21在辊的轴向中心部中使辊径从轴向的一方朝另一方变化。第二区22在第一区21的外侧，辊径取相反的变化。第三区23在第二区22的外侧，辊径按和第一区21中辊径变化方向相反方向变化。第四区24在第三区23外侧，辊径的变化与第三区23的变化方向相同，但其变化坡度较第三区23平缓。第五区25在第四区24的外侧，辊径几乎无变化而辊形大致为圆筒形，或是如图中虚线所示，辊径的变化再次逆转且具有与第一区21的相同变化方向。
采用上述结构的工作辊11，增大了中、窄幅被轧制材料因辊位移而使板中心凸厚部发生变化的能力，且由于同时利用辊位移与辊弯曲，使得工作辊的轮廓形状和由于辊弯曲导致的辊挠曲位移相叠加，于是工作辊外表面和被轧制材料相接一侧的辊宽度方向上的变化呈平缓的形状。
也就是说，使工作辊11的形状取定为图2所示的多次起伏的形式时，由辊位移造成的形状位移与由辊弯曲造成的位移相结合的结果而形成了平缓的位移，这样，而对于中幅的被轧制板材由于希望加大辊位移引起的板的中心凸厚部的变化，所以形成有众多起伏的形状。
图3说明采用图2中所示工作辊对中心凸厚部的控制效果。(A)为未进行辊位移时呈平坦中心凸厚部分的状态，(B)与(C)表明兼用辊位移与辊弯曲时的状态。如图3(A)所示，在不进行辊位移的状态下，要是没有轧制负载，就能使两个工作辊11间隙在宽度方向上保持一定。
再如图3(B)所示，当使上侧的工作辊11右移，下侧的工作辊11左移，同时使辊向外弯曲，就能对被轧制材料的中央部分形成凹陷，进行凹形中心凸厚部的控制。与此相反，为图3(C)所示，使上侧工作辊11左移而使下侧工作辊11右移，同时使辊向内弯曲时，则能使被轧制材料的中央部分凸起，可以进行凸形中心凸厚部的控制。象这样的可使宽度方向的板厚分布作凸或凹形大变化的能力是轧机所要求的。
此外，如图2所示，由于工作辊的拐点取位于中央附近的形式，因而对于中、窄幅的被轧制板材的轧制，利用辊位移可以对板的中心凸厚部控制发挥很大效果。
图4是本发明的轧机中的板厚变化(中心凸厚部)的计算结果。此图所示的是以具有图2中给出的弯曲形状的，直径730mm而长1830mm的工作辊11来轧制宽1650mm的宽幅板材的情形。
图4(A)是不作辊弯曲而辊位移-40mm的情形，板厚变化的最大值不超过0.2mm，而在板厚分布中呈现有凹凸。图4(B)是不使辊位移而令辊在180吨载荷下向内弯曲的情形，板厚变化的最大值约达0.4mm。图4(C)是辊位移-40mm并加180吨负载使辊向内弯曲的情况，板厚变化最大约0.5mm。于是从图4看出，通过兼用辊位移与辊弯曲，对于宽幅的被轧制板材，仅仅是附加上因辊弯曲而致辊挠曲的这样一部分影响，就可使辊位移时的辊形变得平缓。
图5是示明本发明效果的模式图。如此图所示，根据本发明的结构，对于中、窄幅的对象，通过辊位移来对中心凸厚部控制时的效果可以增大。因此，在采用本发明的轧辊曲面的条件下，通过兼用辊弯曲与辊位移，就是对于中幅板材也能增大中心凸厚部的控制效果，而且由于辊径差不大，也不易出现轧辊损伤，另一方面，对于具有上述效果的辊形，再通过利用辊弯曲，还能防止宽幅被轧制板材端部容易产生的板厚在板宽方向上分布不均匀的现象。
为了增大本发明的效果，还可以有几种方法。例如通过使与权利要求相关的第三区23的辊径变化坡度较第一区中辊径变化坡度更为陡峭，就能显著地加大中幅板中心凸厚部(参看图7)的变化效果。这是由于中幅板在板端部方向上的板厚分布变得明显所致。
至于图1中的位移与弯曲的关联运动，例如可按图6中所示来进行。预先通过对辊弯曲与对辊位移计算，求出在板宽范围内不产生凸凹的辊位移是与辊弯曲量的相组合的结果。例如在图4的计算例中，以这种轧机为例，当板宽为1650mm时，最好采用位移-40mm结合用180吨力向内弯曲的方法。
通过对每种板宽重复此种计算的结果，可以求得工作辊弯曲载荷PB与位移量St的组合曲线。预先分别使常数PB0和St0对弯曲载荷PB与位移量St进行相除使之成为无量纲的量，根据上述的组合曲线，可预先绘制成图6所示的确定PB/PB0＝α·St/St0的数值曲线α。
上述关联运动是使板的剖面形状具有预定光滑性的关联条件。当然要根据需要的板的剖面形状改变这种关联条件，并追加定出的弯曲量与位移量。
根据如上所述的本发明的结构，工作辊母线的轮廓形状是由第一至第五共五个区组成，因为在中、窄幅轧制板材的轧制中，辊弯曲的效果同原来一样小，为了发挥和加大辊位移对板中心凸厚部分的控制效果，使工作辊的拐点位置靠近中央。
在轧制宽幅板材中辊弯曲对板中心凸厚部的控制效果大而辊位移对这种宽幅板材控制效果小，这是由于轧辊曲线在工作辊两端附近的起伏不大接近水平形状，或由于同时采用能再次给出相反拐点的形状而使辊的直径差就不会加大。于是，在朝向工作辊端附近，当把因辊弯曲产生的挠曲同辊位移产生的弯曲结合到一起，就能在和被轧制材料相接的一侧使板厚变化保持为平缓形状。
这样，本发明的兼用辊位移与辊弯曲的轧制方法与轧机除了能减小直径差和不易导致辊的损伤外，对于中、窄幅的被轧制板材，还可增大对板中心凸厚部分的控制效果，等等。
图7至图9涉及到本发明的辊位移用轧辊的一种实施例，图7是辊形的放大曲线图，图8是用来通过辊位移使板的中心凸厚部发生变化的辊形的说明图，图9示明具有轧制不良现象的辊形和对之进行补偿的辊形的说明图。
这种辊位移用的轧辊，如图所示，是把通过辊位移来扩大板中心凸厚部控制范围的板中央凸厚部变化用的辊形，与实际轧制时对产生轧制不良现象给予补偿的辊形结合形成的辊形，用磨削成形。
对于此种辊位移用的轧辊30，作为使板中心凸厚部变化用的辊形，采用将上下一对工作辊31、31相互反向的端部加工成尖细状的辊形32，如图8所示，例如将上工作辊31的左端磨削加工成尖细形，而在下工作辊31中将其右端磨削加工成尖细形。
于是，这样的上下一对工作辊31、31可以构成为(图中未作进一步表明)与上下支承辊一起组装到轧机机架中，使之可沿轴向位移，构成四段型辊位移式轧机，由此能根据被轧制材料9的宽度改变辊的位移量，使被轧制材料的两端分别位于上、下工作辊31、31的尖细状辊形32的部分来进行轧制。
当使这种具有尖细状辊形32的上、下工作辊31、31在辊位移下进行轧制时，由于尖细形部分与支承辊的接触压力小而不会有剩余的弯矩作用到工作辊31，这样，例如图8(b)中所示，与由虚线所示的先有技术中的工作辊形相比，当采用的是以实线b所示的这种带尖细部辊形的工作辊31、31时，就能有效地控制板的中心凸厚部。
但是利用这种工作辊31的带尖细部的辊形32时，由于会受到实际轧制中所产生的轧制不良现象(参考图9中左侧的各个附图)的影响，不能进行最佳的板的中心凸厚部的控制，因而需要对此进行补偿。
为此，参照图9来探讨用来补偿轧制不良现象的辊形。
轧制不良现象之一是图9(a)所示的辊受热造成的中央鼓凸33，工作辊31在热轧时因接收了来自被轧制材料9的热而被加热，这种热在工作辊31的端部容易冷却，但在中间部分则不易，于是工作辊31中央部分便向外膨胀而生成热鼓凸33。
为了防止这种热鼓凸33而进行的补偿则如图9右侧附图所示，可采用使工作辊31的中央部向内凹陷，而构成较细的热鼓凸补偿形状34。
同样还有由轧制不良现象之一的名义轧制力导致的辊挠曲35，如图9(b)中所示的下侧轧辊，由于施加了轧制力，工作辊31与下支承辊36的中央部便向下突出，弯曲成辊的挠曲35。
为了补偿防止这种辊的挠曲35，最好是形成能使工作辊31不存在挠曲的辊形，例如对于下工作辊31的情形，可采用中央部膨胀出的辊挠曲的补偿形状37。
此外，作为轧制不良现象之一尚有因辊位移而致辊端部表面压力增大(示明在图中38处)的问题，以图9(c)下侧的轧辊来说明这种情形，由于辊的位移，下工作辊31的端部便会接近支承辊36中央部的部分，结果就会使工作辊31端部的表面压力变得较中央部分大，而产生如38所示的表面压力增大。
为了补偿，从而防止这种因辊位移而造成的表面压力增大。即使是工作辊31端部的表面压力增大，最好也能形成进行均匀轧制的辊形，例如在下工作辊31的情形下，可以采用使端部变细的辊表面压力增大补偿形状39。
为此，将上述的热鼓凸补偿形状34、辊挠曲补偿形状37、辊表面压力增大补偿形状39、单个地或两个以至三个相结合形成的辊形合成为具有以前说明过的工作辊31的板中央凸厚部的控制形状的带有尖细端的辊形32。
例如，在要采用工作辊31的板中心凸厚部控制形的尖细状辊形32进行辊位移轧制并对轧制不良现象之一即由名义轧制力造成的辊挠曲35进行补偿时，如图7所示，是将点划线A所示的尖细状的辊形32与虚线B所示的辊挠曲补偿形状37相组合，形成为以实线C所示的辊位移用轧辊30的辊形。
将补偿上述那种轧制不良现象的由名义轧制力导致辊挠曲35的辊挠曲补偿形状37加到板中央凸厚部控制用的辊形32上，就能自动补偿由轧制不良现象的名义轧制力造成的辊挠曲35，从而可以在这种状态下进行辊位移式轧制。
从而将补偿轧制不良现象的辊形34、37与39单个或多个合成为板中心凸厚部控制用的辊形32后，就能在对应于轧制不良现象用单个补偿形状(34、37、39)或多个补偿形状(34与37，34与39，37与39，34、37与39)予以补偿的状态下进行辊位移式轧制。
下面根据图10与11来说明这种辊位移用轧辊的另一实施例。
图10与图11涉及到本发明的辊位移用轧辊的另一实施例，图10是辊形的放大曲线图，图11是用利用辊位移使板的中心凸厚部变化的辊形的说明图。
这种辊位移用的轧辊20同上面所述的谋求通过辊位移用轧辊30来扩大板中心凸厚部控制范围的板中心凸厚部变化用的辊形不同，在这一板中心凸厚部变化用的辊形上组合入的对轧制不良现象作补偿用的辊形和图9中说明的补偿形状34、37与39相同。
此种辊位移用的轧辊20所采用的使板中心凸厚部变化的辊形如图11所示，辊形26从中心部的第一区21到配置于两侧外侧第五区25共分五个区，由相连续的九种形状(一个第一区21形状，第二区22至第五区25分别为两种形状)。下面就上工作辊31的情形作具体说明(下工作辊则配置成与上工作辊上下、左右相反，即转过180°后形状相同)。
轧辊20中心部的第一区21是以辊的轴向中心为中心而形成于其两侧的单一区，其辊径的变化使得辊的外周面从轴向的一侧(例如左侧)朝另一侧(例如右侧)相对辊的轴向倾斜。
连着第一区21外侧的第2区22是与第一区21的辊外周面的辊径变化呈相反变化的区，一方面连着第一区21倾斜的外周面的辊径的大径部(左端)形成凸状形，而后辊径减小相连，另一方面连着从第一区21倾斜外周面的小径部(右端)形成凹状形式，然后辊径增大相连。
连接在此第二区22外侧的第三区23是辊径变化方向与第一区21相反的区，其外周面辊径的变化从轴向的一侧(左侧)朝向另一侧(右侧)相对于辊的轴向倾斜，但此倾斜方向与第一区21中的倾斜方向相反。因而连接到第二区22一侧(左端)的部分形成为朝向轴向左端直径减小的形式，而在连接到第二区22的另一侧(右端)的部分则形成为朝向轴向右端直径增大的形式。连接到第三区23外侧的第四区24的辊径变化虽和第三区23的变化方向相同，但其变化坡度与第三区23相比较为徐缓，连接着第三区23一侧(左端)的部分其直径朝轴向左端稍稍地逐渐减小，而连接着第三区23另一侧(右端)的部分则朝向轴向右端其直径稍稍地逐渐加大。
连接着第四区24处于最外侧的第五区25形成为辊径基本不变的圆筒形，或如图11中以虚线所示，辊径的变化再次反转而和第一区21变化方向相同。这样，连接着第四区24一侧(左端)的部分是圆筒状的或形成为其直径朝轴向左端加大，而连接着第四区24另一侧(右端)的部分其直径是圆筒状的或形或为朝轴向右端减小。
根据这种由第一至第五共五个区域21～25的九种形状所构成的板中心凸厚部变化用的辊形26，对于中、窄幅的被轧制材料，加大了由于辊位移引起的板中心凸厚部变化的能力，进一步通过同时采用辊弯曲而叠加上辊的挠曲，就能够使与被轧制材料相接的工作辊表面形成平缓变化的辊形，用这种辊形来进行轧制。
这样，通过将采用上述这种板中心凸厚部变化用的辊形26的上下一对工作辊31、31配置成使辊形相互按反向变化，并把工作辊位移与工作辊弯曲(WRB)相组合来进行轧制，就能如图12所示，使板的中心凸厚部在图12(a)所示的平坦中心凸厚部的状态下，或是在图12(b)所示的凹中心凸厚部的状态下或图12(c)所示的凸中心凸厚部的状态下进行轧制。
但要是仅仅采用这种工作辊31的第一至第五共五个区域21至25的九种形状所构成的板中心凸厚部变化用的辊形26，在实际轧制中的轧制不良现象(图9中左侧各图)影响下，是不能进行最佳的板中心凸厚部控制的，因而有必要对此进行补偿。
为此，将补偿前述轧制不良现象的热鼓凸补偿形状34、辊挠曲补偿形状37、辊表面压力增大补偿形状39中的一个或两个或三个所复合形成的辊形结合到由工作辊的第一至第五共五个区21～25的九种形状所构成的板中心凸厚部变化用辊形26中，由此构成辊位移用轧辊20的形状。
例如，在采用由工作辊的第一至第五共五个区九种形状所构成的板中心凸厚部变化用的辊形26来进行辊位移式轧制的同时，在对轧制不良现象之一的热鼓凸进行补偿的情形下，如图10所示，辊形是用点划线A所示的第一至第五共五个区21～25九种形状构成的板中心凸厚部变化用的辊形26和热鼓凸补偿形状34合成的。
热鼓凸现象是从轧制开始随着轧制次数的增加而增大，在达到一定轧制次数时即饱和。因此，热鼓凸现象补偿形状成为轧制不良现象的一个主要原因。
因此，在热鼓凸充分增长时，要在消除热鼓凸补偿形状的方向(此时即板的端部增厚的方向)使工作辊位移来进行轧制。一旦热鼓凸开始增长，就要在和热鼓凸未长成时的相反方向使用辊位移进行轧制。由于到热鼓凸充分成长后的轧制次数远比热鼓凸未成长时的轧制次数为多，故大部分的轧制是在一个方向上进行位移的轧制。
为此，只是在工作辊两端部的一个之上来合成曲线39，该曲线补偿由于辊位移而导致端部表面压力增大。
如上所述，将热鼓凸补偿形状34与补偿因辊位移所致端部表面压力增大的补偿形状39合成到板中心凸厚部变化用的辊形26上，从而形成以实线D所示的辊位移用轧辊20的形状。
总之，这种辊位移用的轧辊20是使辊轴方向的左右端相反而上下配置的。因而赋予此上下工作辊的辊形成为点对称，但上下工作辊的凹凸则并非互补的。
辊挠曲补偿形状37补偿由前述轧制不良现象的名义轧制力而引起的辊挠曲35，将该补偿形状37合成到板中心凸厚部控制用的辊形26上，可以形成对轧制不良现象的名义轧制力造成的辊挠曲35进行自动补偿的形状，可以用此辊形来进行辊位移式轧制。
于是，将补偿轧制不良现象用的辊形状34、37、39中的单个或多个结合到板中心凸厚部控制用的辊形26上，就能在对应于单个(34、37、39)或多个(34与37、34与39、37与39、34与37与39)的轧制不良现象作出补偿的状态下进行辊位移式轧制。
下面据图13来说明采用这种辊位移用轧辊的辊位移轧机的一个实施例。
在这种辊位移式轧机10中，辊位移用的轧辊20是上下一对工作辊11、11，而上下工作辊的辊形则成为点对称，在工作辊11、11上，由于合成了补偿轧制不良现象的辊形34、37与39中的至少一个，故上、下工作辊并不成为互补形式。
在工作辊11、11上，配备有施加弯曲力的辊弯曲机构12和使上下一对工作辊11、11相互按相反轴向位移的辊位移机构14。
在上下一对工作辊的上下受到所配置的支承辊15、15(或图中未示明的中间辊)的支承。
另外还设有根据被轧制材料9的板宽来给出使辊位移量与辊弯曲力相配合的运算指令的控制装置16，因而通过辊弯曲指令装置与辊位移指令装置能根据被轧制材料9的板宽对辊弯曲机构12与辊位移机构14加到工作辊11、11上的位移量与弯曲力进行最适当的控制。
这样，根据此种辊位移式轧机10，如图12所示可以在板的中心凸厚部为平中心凸厚部以及凹或凸中心凸厚部状态下，对被轧制材料9进行轧制，同时通过在轧辊11上预先合成补偿形状的辊形可以自动防止轧制中所产生的轧制不良现象的影响。
于是，可根据需要，将单独的或组合形成的补偿这种轧制不良现象的辊形34、37、39的轧辊20用作为上下一对工作辊11、11，这样就能进行适应于各种轧制条件下的辊位移轧制。
如结合实施例具体描述过的那样，根据本发明所述的辊位移用轧辊，因为将进行辊位移的上下一对工作辊的形状形成为由辊位移使板中心凸厚部变化的辊形与预先对轧制不良现象给予补偿的辊形两者合成的形状，故能通过可使添加有考虑轧制不良现象的板中心凸厚部变化的辊形，实现不受轧制不良现象影响的最适当的辊位移式轧制。
采用本发明所述的辊位移用轧辊，由于是在进行辊位移的上下一对工作辊的辊形中，将能够使板中心凸厚部变化的辊形形成为让上下一对工作辊的相互相反的端部呈尖细形，故能在使板中心凸厚部变化的同时，则加附考虑有轧制不良现象的辊形来实现不受这种影响的最适当的辊位移轧制。
采用本发明所述的辊位移用轧辊，由于是在进行辊位移用的上下一对工作辊的辊形之中，使能够改变板中心凸厚部的辊形由下述部分构成在辊的轴向中心部分内辊径从轴向的一侧朝向另一侧变化的第一区，在第一区外侧连续并使辊径呈相反变化的第二区，在第二区外侧连续并使辊径变化方向与第一区相反的第三区，在第三区外侧连续并使辊径变化方向与第三区相同但变化坡度较第三区平缓的第四区，以及在第四区外侧连续并使辊径几乎不变而辊形大致呈圆筒状或辊径变化方向再次逆转而与第一区相同的第五区，从而能在更大的范围内，通过已附有轧制不良现象的辊形来实现不受此种影响的最适当的辊位移式轧制。
根据本发明所述的辊位移用的轧辊，由于是在进行辊位移用的上下一对工作辊的辊形之中，使用来补偿轧制不良现象的合成辊形取作为辊因受热引起中心鼓凸、因轧制力引起辊挠曲、因辊位移引起端面压力加大等之中的至少一种的补偿曲线，故能在产生有这类轧制不良现象中之一或多个的轧制条件下，在改变板的中心凸厚部分的同时，由附加有轧制不良现象的辊形来实现不受这种影响的最适当的辊位移式轧制。
此外，本发明所述的辊位移式轧机配备有给上下一对工作辊施加弯曲力的辊弯曲机构，还配备有使上下一对工作辊相互沿相反轴向位移的辊位移机构，而且将上下一对工作辊的辊形构成为在能改变板中心凸厚部的同时还附加有考虑轧制不良现象的辊形，这样就能在产生有这类不良现象中的任一种的轧制条件下，在大范围内改变板的中心凸厚部的同时，由附加有轧制不良现象的辊形来使不受这种影响的最适当的辊位移式轧机成为现实。
根据以上所述，能够求得适应于各种轧制条件的轧辊中心凸厚部形状，同时有对应于各种轧制条件实现辊位移式轧制的辊位移式轧机。
尽管上面通过若干最佳实施例对本发明进行了说明，但应认识到内行的人是可以在本发明的范围内作出修正与改进的。本发明的权利要求只由后附权利要求中所说明的范围确定。
权利要求
1.一种兼用辊位移与辊弯曲由轧机进行轧制的方法，此轧机包括给工作辊施加弯曲力的辊弯曲装置和使上下工作辊相互反向沿轴向位移的辊位移装置，而此工作辊则由支承辊或中间辊支承，其特征在于，工作辊母线的曲线形状包括从辊轴向的中心朝端部方向使辊径从轴向一侧朝另一侧变化的第一区；在第一区之外辊径呈相反变化的第二区；在第二区之外辊径变化方向与第一区相反的第三区，在第三区之外辊径变化方向与第三区相同但其变化坡度较第三区徐缓的第四区；以及在第四区之外辊径基本不变而辊形大致取圆筒状或辊径变化方向再次反转而与第一区相同的第五区，由此种结构，利用中、窄幅被轧制板材的辊位移，使板中心凸厚部(クラゥン)变化的能力增大，而且兼用辊的位移与辊的弯曲，因此即使轧制宽幅板，由于工作辊的轮廓形状与弯曲辊导致的辊挠曲变位相互叠加，从而工作辊外表面与被轧制材料相接触的一侧在辊宽度方向上的变位形成为平缓变化的形状。
2.一种兼用辊位移与辊弯曲的轧机，此轧机包括给工作辊施加弯曲力的辊弯曲装置和使上下工作辊相互反向沿轴向位移的辊位移装置，而此工作辊则由支承辊或中间辊支承，其特征在于，工作辊的母线的曲线形状包括从辊轴向的中心朝端部方向使辊径从轴向一侧朝另一侧变化的第一区；在第一区之外辊径呈相反变化的第二区；在第二区之外辊径变化方向与第一区相反的第三区；在第三区之外其辊径变化方向与第三区相同但其变化坡度较第三区徐缓的第四区；以及在第四区之外其辊径基本不变而辊形大致取圆筒状或其辊径变化方向再次反转而与第一区相同的第五区；此外，上述轧机还包括有根据被轧制材料的板宽来给出组合辊位移量与辊弯曲力的运算指令的控制装置。
3.一种辊位移用的轧辊，在使上下一对工作辊相互沿相反轴向位移而进行轧制的辊位移用轧辊中，其特征在于在此上下一对工作辊上形成可通过辊位移而引起板的中心凸厚部(クラゥン)发生变化的辊形，并且在这种板中心凸厚部控制用辊的形状上，附加上可对轧制不良现象作出预先补偿的辊形。
4.如权利要求3所述的辊位移用的轧辊，其特征在于将能使前述板中心凸厚部变化的辊形构成为使上下一对工作辊的彼此相反的端部形成尖细形。
5.如权利要求3所述的辊位移用的轧辊，其特征在于上述可改变板中心凸厚部的辊形包括在辊的轴向中心部分使辊径从轴向的一侧朝向另一侧变化的第一区；在第一区外侧连续并且辊径呈相反变化的第二区，在第二区外侧连续并且辊径变化方向与第一区相反的第三区；在第三区外侧连续并且辊径变化方向与第三区相同但使其变化坡度较第三区平缓的第四区；以及在第四区外侧连续并且辊径几乎不变而辊形大致呈圆筒状或其辊径变化方向再次逆转而与第一区相同的第五区。
6.如权利要求3至5中任一项所述的辊位移用的轧辊，其特征在于用来补偿上述轧制不良现象的合成的辊形是辊受热引起中心鼓凸、因轧制力引起辊挠曲、因辊位移导致端部表面压力增大三者之中的至少一种的补偿曲线。
7.一种辊位移式轧机，其特征在于，它除具有给上下一对工作辊施加弯曲力的辊弯曲机构和使上下一对工作辊相互沿相反轴向位移的辊位移机构外，还使这对工作辊形成为具有权利要求3至6中任一项所述的辊形。
全文摘要
备有给工作辊11加弯曲力的辊弯曲装置12以及使上下工作辊沿轴向反向位移的辊位移位置14的轧机，工作辊由支承辊15支承。工作辊的母线包括第1区21到第5区25共5区，利用中、窄幅板材的辊位移使板中心凸厚部变化的能力增大。兼用辊位移与辊弯曲使工作辊的曲线形状与因弯曲产生的辊挠曲变位相叠加，就能使工作辊外表面和被轧制材料相接一侧的辊宽度方向上的位移呈平缓变化的形状。
文档编号B21B37/42GK1126115SQ9510553
公开日1996年7月10日 申请日期1995年5月26日 优先权日1994年7月8日
发明者佐藤一幸, 本城恒, 佐藤全佳 申请人:石川岛播磨重工业株式会社