JP3897669B2 - 形鋼圧延機用ガイド装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニバーサル圧延機やエッジャー圧延機などの形鋼圧延機の入側と出側の少なくとも一方に配設されて、圧延素材を圧延機に誘導する形鋼圧延機用ガイド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ユニバーサル圧延機及びエッジャー圧延機などの形鋼用圧延機の入側と出側の少なくとも一方には、圧延される製品の寸法精度をより高度にすることを主目的として、圧延素材をこの圧延機に誘導するガイド装置が配設されている。このようなガイド装置において、圧延中に圧延素材を圧延機に確実に誘導すると共に、圧延機でのロール組替作業を簡便・迅速に行おうとする従来の技術として、例えば以下に示す特許文献1に開示されている。この技術の概要は、ガイド本体はロールチョックに直接取付けられており、一つのユニットとして作業側のハウジングと共に圧延ラインの圧延線から外れるように移動させることによりハウジングから取り外し可能であるように構成し、ロールの組替えに際しては従来の如く、圧延機のハウジングからガイドを取り外してロールの組替えを行わなくてよくその分ロール組替え作業が簡便かつ迅速になるものである。
一方、形鋼圧延機用ガイド装置における別の従来技術として、例えば以下に示す特許文献2〜4等に開示されている。
これらの技術の概要は、圧延機のハウジングに、2分割した上下のガイドをその幅方向の取付け間隔を調整可能に配設すると共に、上下のガイドの配設間隔を昇降手段により調整可能としたものであり、この構成により圧延素材のサイズが種々変更になった場合でも、その都度、当該ガイドを取り替えることなく圧延が実施できるものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−272504号公報
【特許文献2】
特開平4−228216号公報
【特許文献3】
特開平5−23725号公報
【特許文献4】
特公平6−59497号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術である特開平10−272504号公報に開示されたガイド装置は、以下の大きな2つの課題を有している。
本発明が圧延を対象としているH形鋼の製品サイズは現状20種類ある。ここで従来の特開平10−272504号公報に開示されているガイドは、一体形状のものであるため前記の種類のH形鋼を全て圧延するには圧延素材のサイズ毎に専用のガイドが必要で、20種類のガイドを保有しなければならない。このため、設備の初期コストとランニングコストが膨大となる。また、サイズ替えの度に、ガイドをロールチョックに取付けや取り外しを行うことになり組替えの手間がかかる。
【0005】
第二の課題は、前記の従来技術のガイドは、ロールチョックに固定されているためガイドの昇降機能は有しているが、その形状が、前記のとおり、一体形状であって、且つ幅方向のガイドの調整機能を有していない。例えば、実際のH形鋼の圧延において、圧延素材は該圧延機での複数回の圧延パスにより、そのフランジ幅がパス毎に漸次変化する。そのため、特に圧延素材とガイドとの間には、隙間の変化が生ずる。
このような状態になると、圧延機の入側のガイドにおいては、ロールの孔形に対して圧延素材の中心がずれて圧延されるためフランジ厚の偏りが発生し、また、フランジ部の圧延反力のアンバランスに起因する圧延素材の曲がりが発生してミスロールとなる。さらに、圧延機の出側のガイドにおいても、圧延素材の左右の曲がりを矯正することができない。
【0006】
また、別の従来技術である特開平4−228216号公報、特開平5−23725号公報、特公平6−59497号公報等に開示されている技術には下記の課題がある。
従来のガイド装置は、ガイド装置が圧延機の前後に別に配設、又は圧延機のハウジング等に取り外し可能に設けられている。従って、当該圧延機に組み込まれているロールを交換する場合、ガイド装置がロールチョックと干渉するため、ガイド装置の退避、又は取り外しがその都度必要となり、その分ロール交換時に多くの時間を費やし、その分生産性が低下する。
本発明は、前記従来技術の課題に鑑み、ガイドの保有数量を激減させ、特別に大掛かりな設備を有することなく圧延素材を圧延機に確実に誘導するガイド機能を持たせると共に、圧延機でのロール組替作業を簡便・迅速に行える形鋼圧延機用ガイド装置を提供することをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第1の発明に係る形鋼圧延機用ガイド装置は、一式の圧延ロールを軸支する作業側ハウジングと駆動側ハウジングとが、上タイロッド及び下タイロッドで連結されたハウジング構成を有する形鋼圧延機用ガイド装置であって、前記上タイロッド及び下タイロッド間にそれぞれ支持フレームを設け、該支持フレームの上下に上軸及び下軸をそれぞれ水平に設け、
前記上軸に作業側と駆動側方向に2分割した上ガイドを、その幅方向の取付け間隔が上側調整手段によって幅調整可能に設け、
更に前記下軸に、作業側と駆動側方向に2分割した下ガイドを、その幅方向の取付け間隔が下側調整手段によって幅調整可能に設け、
前記支持フレームは、前記作業側ハウジング及び駆動側ハウジングにそれぞれ密着固定され、前記上タイロッド及び下タイロッドの中間部には、それぞれタイロッドスリーブが装着され、該支持フレームと該タイロッドスリーブは組み合わされて中央に正面視してロ型形状で形鋼が挿通する空間を形成し、
前記上軸及び下軸をそれぞれ回転可能な偏心軸として、それぞれの該偏心軸の回転により、前記上ガイドと下ガイドとの隙間を調整可能とし、
しかも、前記上、下タイロッドを開放することにより前記駆動側ハウジング及び作業側ハウジングを各々分割できる構造となっている。
【0008】
第2の発明に係る形鋼圧延機用ガイド装置は、第1の発明に係る形鋼圧延機用ガイド装置において、前記上側調整手段及び下側調整手段は、一方に右ねじ部を他方に左ねじ部を有する送りロッドと、該送りロッドを回転する回転駆動源とをそれぞれ有し、前記2分割した上ガイド及び下ガイドに前記送りロッドがそれぞれ螺合している。
そして、第3の発明に係る形鋼圧延機用ガイド装置は、第1及び第2の発明に係る形鋼圧延機用ガイド装置において、前記一式の圧延ロールは、上下一対の水平ロール、又は上下一対の水平ロールと左右一対の竪ロールとの組み合わせからなっている。
【0009】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置を組み込んだユニバーサル圧延機の正面図、図2は図1における矢視A−A断面図、図3は図1における矢視B−B断面図、図4は同形鋼圧延機用ガイド装置を正面側から見た部分拡大図、図5は図4における矢視C−C断面図、図6は図5の平面図、図7は同形鋼圧延機用ガイド装置を装着したタンデムロールスタンド群の平面配置図、図8は同形鋼圧延機用ガイド装置を使用しているユニバーサル圧延機のロール交換時の側面図を示す。
【0010】
図1〜図3に示すように、本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置10が設けられているユニバーサル圧延機11は、圧延しようとする形鋼(この実施の形態ではH型鋼)12を中心として、右左に駆動側ハウジング13及び作業側ハウジング14を有している。駆動側及び作業側のハウジング13、14の前後はそれぞれ中間部にタイロッドスリーブ(カラー)15、16が装着された上下2本の上タイロッド17、下タイロッド18によって連結され、常時はそれぞれの上タイロッド17、下タイロッド18の片側に設けられている周知構造のプレストレスシリンダー19(図6参照)によって左右のハウジング14、13は予圧状態で緊結保持されて、一つのハウジング構成が形成されている。このハウジング構成内には、左右を軸受によって支持される周知構造の上下一対の水平ロール20、21(一式の圧延ロールの一例)と、上下に軸受によって支持される左右の竪ロール22、23(一式の圧延ロールの一例)とを有し、形鋼12のウェブ及びフランジの圧延成形を行っている。
駆動側ハウジング13の側方には、上下一対の水平ロール20、21を駆動する周知構造の図示しない駆動手段が設けられている。
【0011】
また、作業側及び駆動側のハウジング14、13の下部位置には、ハウジング用車輪24〜27が前後にそれぞれ設けられており、搬送手段の一例である油圧シリンダ29(図7、図8参照)によって、ハウジング13、14は図7に示す圧延ライン30と圧延ロール交換ライン31との間を移動可能となっている。図1において、32は移動台車であって、この移動台車32の下部の前後左右には移動台車用車輪33が設けらており、図示していない駆動手段により、ハウジング13、14と同様に圧延ライン30と圧延ロール交換ライン31との間を移動可能である。
【0012】
以上の主要な構成をなすユニバーサル圧延機11に、本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置10が設けられている。そのその詳細を図4、図5、図6を参照しながら、以下に説明する。
これらの図において、20、21はハウジング13、14内に設けられている前述した水平ロール、22、23は竪ロールを示す。両ロール20、21及び22、23によって、圧延素材である形鋼12は、このユニバーサル圧延機11の前後に配設されている図示していない別の圧延機に搬送される。
ハウジング13、14の前後に設けられている上下一対のタイロッド17、18の間には、支持フレーム34、35が設けられており、左右の支持フレーム34、35及びこの支持フレーム34、35を実質的に連結する上下のタイロッドスリーブ15、16を組み合わせた形状が正面視して略ロ型形状をして、中央に形鋼12を挿通する空間を形成している。
この支持フレーム34、35をハウジング13、14に確実に密着固定するために固定手段34a、34bが、ハウジング13、14の前後にそれぞれ設けられている(図3参照)。固定手段34a、34bは、周知であって、支持フレーム34、35に設けられている楔部とこの楔部をハウジング13、14に押し付けるクランプ用楔を進退する油圧シリンダー35a、35bとを有している。油圧シリンダー35a、35bを伸縮することによって、支持フレーム34、35をハウジング13、14に固着させたりあるいは解除させたりすることができる。
【0013】
この左右対となる支持フレーム34、35には、この支持フレーム34、35によって軸支され、それぞれ上軸及び下軸の一例である偏心軸36、37が上下に水平に設けられている。この偏心軸36、37は、支持フレーム34、35に軸支された部分の軸心に対してその内側部分が偏心した偏心部38、39(図6参照)をそれぞれ有している。そして、偏心部38に作業側と駆動側方向に2分割した上ガイド40、41を、偏心部39に作業側と駆動側に2分割した下ガイド42、43を備えている。
図4、図6に示すように、偏心軸36、37の片側にはそれぞれウォーム減速機44、45が設けられている。このウォーム減速機44、45の内部にはウォームホイル46とウォーム47が設けられている。ウォーム減速機44、45はそれぞれ同一回転の入力軸に対して出力が異なる回転方向に設定され、ウォーム47に連結されるガイド隙間調整用モータ47aを駆動することによって、偏心軸36、37を互いに逆方向に回転し、偏心部38、39に取付けられている上ガイド40、41を上下方向、下ガイド42、43を下上方向に移動させてその間隔の調整ができる構造となっている。
【0014】
前記偏心軸36、37の偏心部38、39の両端拡径部48、49にはそれぞれ対向するブラケット50〜53が設けられ、ブラケット50、51には上側調整手段の一部を構成する送りロッドの一例であるねじ軸54の両端が、ブラケット52、53の両端には下側調整手段の一部を構成する送りロッドの一例であるねじ軸55の両端がそれぞれ軸支されている。片側のブラケット50、52にそれぞれモータ取付け座56、57が設けられ、このモータ取付け座56、57には、ねじ軸54、55を回転する回転駆動源の一例である調整用モータ58、59が設けられている。ねじ軸54、55はそれぞれ中央を基準にして左右に左ねじ部及び右ねじ部が形成されている。
上ガイド40、41は厳密には取付けフレーム60、61を介して偏心部38に摺動可能に固定され、下ガイド42、43は取付けフレーム62、63を介して偏心部39に摺動可能に固定されている。上側の取付けフレーム60、61には、上側にねじ軸54の左ねじ部及び右ねじ部にそれぞれ螺合するナット部を備え、ねじ軸54を回転させることによって、取付けフレーム60、62に固定された上ガイド40、41の間隔調整ができるようになっている。また、下側の取付けフレーム62、63にも下側のねじ軸55の左ねじ部及び右ねじ部にそれぞれ螺合するナット部が設けられ、ねじ軸55の回転によって、下ガイド42、43を近づけたり離反させることよって、その位置調整ができる構造となっている。なお、前記した上側調整手段は、ブラケット50、51、ねじ軸54、モータ取付け座56、調整用モータ58、ナット部を備えた取付けフレーム60、61を有して構成され、前記した下側調整手段は、ブラケット52、53、ねじ軸55、モータ取付け座57、調整用モータ59、ナット部を備えた取付けフレーム62、63を備えて構成されている。
【0015】
また、上ガイド40、41及び下ガイド42、43の中心は、圧延ライン30の中心線m1にそれぞれ左右対称に設けられて予め配置されている。従って、調整用モータ58を駆動することによって、対となる上ガイド40、41がそれぞれ中心線m1を中心にして左右の距離を等間隔に保ちながら移動し、調整用モータ58の回転を止めたときには、その位置で保持される。また、調整用モータ59を駆動することによって、下ガイド42、43は中心線m1との間隔を一定に保ちながら移動し、調整用モータ59を止めることによってその位置で固定保持される。
一方、上ガイド40、41及び下ガイド42、43の上下方向の中心位置は、予め形鋼12の搬送高さレベルm2、即ち上下の水平ロール20、21の中間位置に設定されているので、ガイド隙間調整用モータ47aを駆動することによって、上ガイド40、41及び下ガイド42、43は、その中心位置m2を保ちながら上下する。ガイド隙間調整用モータ47aの回転を止めると、ウォーム減速機44、45によってセルフロックされてその位置に固定される。この場合であっても、ガイド隙間調整用モータ47aにブレーキ付きのモータを使用するのが好ましく、これによって、確実に上ガイド40、41及び下ガイド42、43がその位置にロックされる。
【0016】
実際の形鋼の圧延においては、即ち、この形鋼圧延機用ガイド装置10を適用しようとする圧延機が対象としているH形鋼の製品サイズは、現状では20種類ある。一種類の対となる水平ロール及び一種類の対の竪ロールのみでは、全部の形鋼の圧延をすることは困難であるので、形鋼の製品サイズに応じて、圧延ロールの交換を行う必要があり、また、圧延ロールの摩耗や損耗等により圧延ロールの交換が必要となる。以下に本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置10を備えた圧延機のロールの交換方法について、以下に説明する。
図7に示すように、圧延ライン30に沿って、順次、粗ユニバーサル圧延機71、エッジャー圧延機72、仕上げ粗ユニバーサル圧延機73が各々配置され前記タンデムロールスタンド群74が構成されている。このタンデムロールスタンド群74の間を圧延素材が往復動し、所定の形状に圧延される。前記した各圧延機71〜73には、前記した本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置10が各々設けられており、図7にはそのうちの一部の構成である上ガイド40、41が示されている。図7において、紙面上側が圧延ロールの駆動側を示し、下側が作業側を示す。
【0017】
31は前述のように、オフラインで新旧の圧延ロールを交換する圧延ロール交換ラインであり、圧延ロール交換ライン31の右側には、交換すべき新しい圧延ロールが予め積置されている移動台車75〜77が待機してなる新圧延ロール群78が形成されている。移動台車75〜77は、レール79上を左右に移動し、圧延ロール交換ライン31の左側には、圧延ライン30から取り出された交換すべき古い圧延ロールを積置した場合に構成される旧圧延ロール群80が構成される。
続いて、図8及び図7を用いて本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置10を設けたユニバーサル圧延機71(73も同様)の圧延ロールの交換方法の概要を説明する。
図8に示すように、圧延ライン30を中心にして配設されている実線が圧延中のユニバーサル圧延機71(73も同様)の全体図を示し、この圧延機71の駆動側ハウジング13及び作業側ハウジング14は、前記のとおり、上、下タイロッド17、18にて強固に保持されており、この上、下タイロッド17、18を開放することにより駆動側と作業側のハウジング13、14を各々分割できる構造となっている。
【0018】
そして、図8において、31は前述の圧延ロール交換ライン、81は退避ラインを示し、油圧シリンダー29は、圧延ロールの交換時、前記作業側ハウジング14及び交換される圧延ロール及びガイド装置10からなる旧ロール組を一旦、前記退避ライン81まで、又は新しく交換される圧延ロール及びガイド装置10からなるロール組と作業側ハウジング14とを圧延ライン30まで駆動する搬送手段である。
実線で示す圧延ライン30の位置での圧延が終了し、圧延ロールを交換する場合の手順について、以下に説明する。
【0019】
(1)実線で示す圧延機71の状態よりまず、上、下タイロッド17、18を緩め、移動台車32上に、交換される一式の圧延ロール(水平ロール20、21、竪ロール22、23)及び上ガイド40、41、下ガイド42、43を有するロール組82を載置する。
(2)次に、前記油圧シリンダー29により、前記ロール組82と作業側ハウジング14とを一旦、前記退避ライン81まで移動させる。
(3)作業側ハウジング14から、旧ロール組82を取り外す。
(4)移動台車32を駆動させ、図7に示す旧圧延ロール群80の場所まで、この旧ロール組82を移動させ、その後、移動台車32から例えば、クレーンなどにより旧ロール組82を降ろす。
(5)移動台車32を図7に示す新圧延ロール群78の場所まで移動させ、該移動台車32上に、予め別の場所で新しく交換するロール等を組み込んでいた新しいロール組82を載置する。
(6)新しいロール組82を前記退避していた作業側ハウジング14に合体し、前記油圧シリンダー29の駆動により、合体した両者を前記圧延ライン30まで移動させ、上、下タイロッド17、18により両ハウジング13、14を締め付ける。
以上の(1)〜(6)にて、圧延ロールの交換が全て完了する。
【0020】
なお、前記実施の形態は、粗、仕上げユニバーサル圧延機71、73におけるロールの交換について説明したが、エッジャー圧延機72におけるロール交換についても前記のユニバーサル圧延機と同様にすればよく、その説明は省略する。
また、本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の形鋼圧延機用ガイド装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【0021】
【発明の効果】
請求項1〜3記載の形鋼圧延機用ガイド装置は、以上の説明からも明らかなように、上軸に作業側と駆動側方向に2分割した上ガイドを、その幅方向の取付け間隔が上側調整手段によって幅調整可能に設け、更に下軸に、作業側と駆動側方向に2分割した下ガイドを、その幅方向の取付け間隔が下側調整手段によって幅調整可能に設けているので、複数種類の形鋼のサイズに応じて、上ガイド及び下ガイドを複数種類用意して交換する必要がなくなる。具体的には、例えば、高さが200〜900mmのH形鋼の場合、上ガイド及び下ガイドが従来法の20種類に対して1種類で済み、大幅な設備コストの削減が可能である。
更には、圧延中であっても、圧延のパス毎にガイド幅を調整可能とするので、常時圧延素材を安定してガイドすることが可能である。
そして、上軸及び下軸をそれぞれ回転可能な偏心軸として、それぞれの偏心軸の回転により、上ガイドと下ガイドとの隙間を調整可能としているので、従来の技術である特開平4−228216号公報、特開平5−23725号公報、又は特公平6−59497号公報等に開示されているガイドの昇降手段が不要となりその分、装置がコンパクト且つ保守が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延機用ガイド装置を組み込んだユニバーサル圧延機の正面図である。
【図2】図1における矢視A−A断面図である。
【図3】図1における矢視B−B断面図である。
【図4】同形鋼圧延機用ガイド装置を正面側から見た部分拡大図である。
【図5】図4における矢視C−C断面図である。
【図6】図5の平面図である。
【図7】同形鋼圧延機用ガイド装置を装着したタンデムロールスタンド群の平面配置図である。
【図8】同形鋼圧延機用ガイド装置を使用しているユニバーサル圧延機のロール交換時の側面図である。
【符号の説明】
10:形鋼圧延機用ガイド装置、11:ユニバーサル圧延機、12:形鋼、13:駆動側ハウジング、14:作業側ハウジング、15、16:タイロッドスリーブ、17:上タイロッド、18:下タイロッド、19:プレストレスシリンダー、20、21:水平ロール、22、23:竪ロール、24〜27:ハウジング用車輪、29:油圧シリンダー、30:圧延ライン、31:圧延ロール交換ライン、32:移動台車、33:移動台車用車輪、34:支持フレーム、34a、34b:固定手段、35:支持フレーム、35a、35b:油圧シリンダー、36、37:偏心軸、38、39:偏心部、40、41:上ガイド、42、43:下ガイド、44、45:ウォーム減速機、46:ウォームホイル、47:ウォーム、47a:ガイド隙間調整用モータ、48、49:両端拡径部、50〜53:ブラケット、54、55:ねじ軸、56、57:モータ取付け座、58、59:調整用モータ、60〜63:取付けフレーム、71:粗ユニバーサル圧延機、72:エッジャー圧延機、73:仕上げ粗ユニーバーサル圧延機、74:タンデムロールスタンド群、75〜77:移動台車、78:新圧延ロール群、79:レール、80:旧圧延ロール群、81:退避ライン、82:ロール組
Claims (3)
- 一式の圧延ロールを軸支する作業側ハウジングと駆動側ハウジングとが、上タイロッド及び下タイロッドで連結されたハウジング構成を有する形鋼圧延機用ガイド装置であって、
前記上タイロッド及び下タイロッド間にそれぞれ支持フレームを設け、該支持フレームの上下に上軸及び下軸をそれぞれ水平に設け、
前記上軸に作業側と駆動側方向に2分割した上ガイドを、その幅方向の取付け間隔が上側調整手段によって幅調整可能に設け、
更に前記下軸に、作業側と駆動側方向に2分割した下ガイドを、その幅方向の取付け間隔が下側調整手段によって幅調整可能に設け、
前記支持フレームは、前記作業側ハウジング及び駆動側ハウジングにそれぞれ密着固定され、前記上タイロッド及び下タイロッドの中間部には、それぞれタイロッドスリーブが装着され、該支持フレームと該タイロッドスリーブは組み合わされて中央に正面視してロ型形状で形鋼が挿通する空間を形成し、
前記上軸及び下軸をそれぞれ回転可能な偏心軸として、それぞれの該偏心軸の回転により、前記上ガイドと下ガイドとの隙間を調整可能とし、
しかも、前記上、下タイロッドを開放することにより前記駆動側ハウジング及び作業側ハウジングを各々分割できる構造となっていることを特徴とする形鋼圧延機用ガイド装置。 - 請求項1記載の形鋼圧延機用ガイド装置において、前記上側調整手段及び下側調整手段は、一方に右ねじ部を他方に左ねじ部を有する送りロッドと、該送りロッドを回転する回転駆動源とをそれぞれ有し、前記2分割した上ガイド及び下ガイドに前記送りロッドがそれぞれ螺合していることを特徴とする形鋼圧延機用ガイド装置。
- 請求項1及び2のいずれか1項に記載の形鋼圧延機用ガイド装置において、前記一式の圧延ロールは、上下一対の水平ロール、又は上下一対の水平ロールと左右一対の竪ロールとの組み合わせからなることを特徴とする形鋼圧延機用ガイド装置。
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