基本的に、3段圧延機は、垂直に積み重ねられた3つのロールを特徴とする金属成形に使用される機械です。単純な2段圧延機とは異なり、この構成により、強力な駆動モーターの回転方向を反転させる必要なく、ワークピースをミルに出し入れできるため、中間的な金属減量にとって歴史的に重要で効率的な設計となっています。
3段圧延機の決定的な特徴は、単に3つのロールがあることではなく、その運転効率にあります。これにより双方向圧延が可能になり、コンパクトで機械的に単純なセットアップで、現代の逆転圧延機よりも少ない設備で、1枚の金属に複数の減量パスを実行できます。
3段圧延機の動作方法
3段圧延機の価値を理解するには、まずその独自の機械的プロセスを理解する必要があります。これは、複数の圧延パスを効率的に実行するという問題に対する巧妙な解決策です。
垂直ロール構成
3段圧延機は、上部ロール、中間ロール、下部ロールが垂直に積み重ねられたもので構成されています。中間ロールは通常モーターによって直接駆動され、上部ロールと下部ロールはワークピースと中間ロールとの接触による摩擦によって駆動されることがよくあります。
双方向圧延プロセス
その操作の鍵は金属の経路です。まず、ワークピース（熱間鋼スラブなど）が下部ロールと中間ロールの間を通過します。
それが排出された後、リフティングテーブルがワークピースを持ち上げ、中間ロールと上部ロールの隙間に合わせます。その後、金属は反対方向に再び通過されます。このサイクルは複数回繰り返すことができます。
連続回転の利点
この設計は当時としては画期的でした。メインモーターとロールは一方向に連続して回転できます。金属の移動方向の反転は、単に別のロールギャップに再誘導することで処理され、複雑で高価な逆転モーターの必要性がなくなります。
主な目的と用途
特定の分野では最新の圧延機に追い越されていますが、3段圧延機は、特に荒加工や中間加工において、金属成形の特定の段階で依然として関連性があります。
中間素材の破壊加工
最も一般的な用途は、荒圧延機または素材破壊圧延機としての使用です。これらは、インゴットやブルームなどの厚い初期形状の金属を受け取り、厚さの初期の大幅な減量を実行します。
ここでの目標は最終的な精度ではなく、効率的で実質的なサイズ削減であり、後続の仕上げパスのために金属を他のタイプの圧延機で準備することです。
プレートおよび形鋼の製造
3段圧延機は、プレートや梁やチャンネルなどの長尺の構造製品の製造にも頻繁に使用されます。双方向プロセスは、これらのより大きく、精度がそれほど高くないアイテムの成形によく適しています。
トレードオフの理解
単一の圧延機設計がすべての作業に最適であるわけではありません。3段圧延機の単純性の利点は、より特殊な機器と比較して、速度と精度の点で限界があります。
利点：機械的単純性
主な利点は、堅牢で比較的単純な設計です。逆転モーターを避けることにより、圧延機は機械的に複雑さが少なく、歴史的に信頼性が高く、製造および保守のコストが低くなっています。
欠点：スループットの低下
圧延、テーブルの持ち上げ、材料の戻しというプロセスは、金属が一列に並んだ2段または4段のスタンドを通過するタンデム圧延機よりも遅くなります。
制限：ロールのたわみと精度
ワークロールは、4段圧延機の特徴である大きな「バックアップロール」で支持されていないため、高負荷下で曲がったりたわんだりしやすくなります。これにより、3段圧延機は、均一な厚さを維持することが極めて重要である、非常に薄い、または高精度の平圧延製品の製造にはあまり適していません。
目標に合った正しい選択をする
適切な圧延機技術の選択は、生産段階と最終製品の望ましい特性に完全に依存します。
- 中間的な厚いスラブの減量が主な焦点である場合： 3段圧延機は、この「荒加工」段階にとって古典的で効果的な選択肢であり、重い作業に対して良好な効率を提供します。
- 単一製品の大量連続生産が主な焦点である場合： タンデム圧延機のセットアップの方がはるかに生産性が高くなります。材料を反転させるのに費やされる時間を排除するためです。
- 最終的な高精度の薄板の製造が主な焦点である場合： 4段圧延機または高度なクラスター圧延機の方が優れています。それらのバックアップロールはたわみを最小限に抑え、優れた平坦度とゲージ制御を保証するためです。
結局のところ、3段圧延機は、効率的な双方向中間成形という特定のタスクに最適化された、金属加工における極めて重要な設計を表しています。
要約表：
| 側面 | 説明 |
|---|---|
| ロール構成 | 3つのロールが垂直に積み重ねられている（上部、中間、下部）。 |
| 主な特徴 | 双方向圧延。モーターを反転させることなく材料が行き来する。 |
| 主な用途 | 厚いスラブ、インゴット、ブルームの中間破壊/荒加工。 |
| 主な利点 | 重い減量に対する機械的単純性と信頼性。 |
| 主な制限 | タンデム圧延機よりもスループットが遅い。ロールのたわみにより薄板の精度が低い。 |
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