圧延機の種類と産業応用を解説

圧延とは？

金属加工において、圧延は金属素材を1組以上のロールの間を通過させ、厚みを減らし、厚みを均一にし、または所望の機械的特性を付与する金属成形プロセスです。

概念は生地を伸ばすローラーと類似しています。圧延は圧延される金属の温度によって分類されます。金属温度が再結晶温度以上なら熱間圧延、再結晶温度以下なら冷間圧延と呼ばれます。使用量の観点では、熱間圧延は他のどの製造プロセスより多くのトン数を処理し、冷間圧延は全冷間加工プロセスの中で最も多くのトン数を処理します。

ロールスタンドでロール組を保持し、それらをグループ化して圧延機（ローリングミル）を構成し、金属（通常は鋼）を素早く加工して、構造用鋼（Iビーム、アングル材、チャンネル材）、棒鋼、レールなどの製品にします。ほとんどの製鉄所には圧延機部門があり、半製品鋳造品を完成品に変換します。

リング圧延、ロールベンディング、ロールフォーミング、プロファイル圧延、制御圧延など、多くの種類の圧延プロセスがあります。

圧延機とは？

ヨーロッパでの圧延機発明は、レオナルド・ダ・ヴィンチの図面に帰属される可能性があります。原始的な形ですが同じ基本原理の圧延機は、中東と南アジアで紀元前600年頃から見られました。最古の圧延機はスリッティングミルで、1590年に現在のベルギーからイギリスに導入されました。

これらは平板バーをロール間で通して鉄板を形成し、さらに溝付きロール（スリッター）間で通して鉄棒を生産しました。ブリキ用鉄圧延の最初の実験は1670年頃に行われました。

1697年、ジョン・ハンバリー少佐がポンティプールで「ポンティプールプレート（黒板）」を圧延する工場を建設。後にこれは再圧延・ブリキメッキされてブリキ板になりました。ヨーロッパでの初期板鉄生産は圧延機ではなく鍛冶炉で行われていました。

スリッティングミルは、樽用ホープ（箍）や半円・その他断面の鉄製造に適応され、これは1679年頃の2件の特許の対象となりました。

圧延機に関する最古の文献は、スウェーデン技師クリストファー・ポルヘムの1761年『パトリオティスタ・テスタメンテ』に遡り、板と棒鉄の両方で圧延機を言及。圧延機が同時に10〜20本以上の棒を生産できるため、時間と労働を節約できると説明しています。

1759年、イングランドのトーマス・ブロックリーに金属の研磨と圧延の特許が付与。1766年にはイングランドのリチャード・フォードに最初のタンデミル特許が付与。タンデミルは金属が連続スタンドで圧延されるもので、フォードのタンデミルは線材の熱間圧延用でした。

圧延機の種類

プロセス要件とロール配置に応じて、圧延機ロールは以下のカテゴリに分類できます：

1. 2ハイ圧延機

逆方向に回転する2本のロールで構成され、ワークの所望移動のために使用。ワークはロール間に供給され、全圧力が加わり、ワークを変形させて所望形状に変換します。堅牢で高品質な2ハイ圧延機が必要なら、ミルロールメーカーで目的に合うものを探せます。

2ハイ圧延機はさらに2カテゴリに分類されます：ロールが一方向のみ回転しワークを一方向のみ供給できる非可逆機、両ロールが両方向に回転する可逆機。

2. 3ハイ圧延機

3ハイ圧延機は、上下に3本の平行ロールを持つロールスタンドで構成。隣接ロールは逆方向に回転し、材料を上・中ロール間で一方向に、下・中ロール間で反対方向に通します。

ワークは往路と復路の両方で圧延されます。ワークは下・中ロール間を通り、中・上ロール間で戻ります。様々な鋼ロールメーカーがあらゆる産業要件に対応する高品質ロールミルを提供しています。

3. 4ハイ圧延機

4ハイ圧延機は、上下に4本の平行ロールを持つロールスタンドで構成。上下ロールが逆方向に作動。中間の2本は上下ロールより小さく、バックアップロールとも呼ばれます。

4. タンデム圧延機

タンデム圧延機は、2〜3組のロールセットが平行配置されたセットで構成。材料方向の変更を伴って各セットを連続通過可能。多くのミルロールメーカーが様々な産業に高品質タンデム圧延機を提供しています。

5. クラスタ圧延機

クラスタ圧延機は、最初の4ハイ圧延機で、各作業ロールが2本以上のバックアップロールで支持され、硬い材料を圧延します。時に最小直径のワークロールを採用する必要があります。