JP2993376B2 - 蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間連続仕上圧延にお
いて圧延材後端部の蛇行に伴う絞り込み発生を防止でき
る蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機に係り、特
に、押えロールによって蛇行を防止する蛇行防止機能を
有する熱間連続仕上圧延機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、熱間圧延材の仕上圧延には、
熱間連続仕上圧延機が広く用いられている。このような
熱間連続仕上圧延機は、通常、多段スタンドの圧延機、
すなわち複数段の圧延スタンドより構成されており、圧
延スタンドを複数段にすることによって十分な仕上圧延
ができるようにしている。

【０００３】しかしながら、圧延材の後端部がｉ番目の
圧延機（第ｉスタンド）を通過した後、第ｉ＋１スタン
ドに至までの間、圧延材後端部は、幅方向拘束力が無く
なるので蛇行しやすくなる。これが著しい場合、圧延材
後端部は圧延材の通板トラブル防止のために設けられて
いるサイドガイドに強く衝突し、２重３重に折れ込みな
がら第ｉ＋１スタンドに噛み込まれ、いわゆる「絞り込
み」が発生する。

【０００４】この絞り込みは、圧延ロールの損傷、製品
表面性状の劣化、圧延ライン稼働率および製品歩留まり
の低下等を招く。一般に熱間連続仕上圧延機の後段スタ
ンドでの絞り込み発生頻度は、圧延材が薄物、幅広、硬
質、低クラウン等であるほど高い傾向にある。

【０００５】圧延中に発生する圧延材の蛇行を防止する
技術としては、圧延ロールの駆動側と従動側の圧延荷重
の差に基づき、間接的に蛇行量を検出し、圧延ロール幅
方向のギャップ開度制御であるレベリング操作を行う差
荷重方式蛇行制御や、圧延機入側にセンサを設置して直
接圧延材の蛇行量を検出して圧延機のレベリングを制御
するセンサ方式蛇行制御等、レベリング操作による蛇行
防止方法が多く提案されており、一部の圧延機では採用
されている。

【０００６】しかしながら、これらのレベリング操作に
よる蛇行制御では、 １）熱間連続仕上圧延機では、厚さ１．６ｍｍ以下の圧
延材が最終スタンド間通過する時間は約０．３秒であっ
て、応答が困難であること、 ２）圧延材の後端部平面形状が圧延材幅方向に対して非
対象である場合には、正確な蛇行量を検出できないこ
と、 ３）積極的にレベリングを変化させるので、圧延材の幅
方向板厚分布に悪影響を及ぼすこと、 などの問題点がある。従って、レベリング操作によらな
い蛇行量制御技術が提案されており、例えば特開昭６２
−４０９２８号が開示されている。

【０００７】図７は、特開昭６２−４０９２８号に記載
された従来の蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機
の構成図である。図７において、圧延材２１は、図中矢
印の方向に走行し、圧延ロール２２によって圧延されて
いる。さらに、圧延材２１は、圧延ロール２２と圧延ロ
ール２２の前スタンド圧延ロール（図示せず）との間に
設けられた張力制御装置であるルーパ２３で張力を調整
されている。

【０００８】ここで、圧延材２１の後端部が前スタンド
圧延ロールを通過すると、圧延材後端部は、前スタンド
圧延ロールによる幅方向拘束力を失うが、ルーパ２３の
ロール２４とルーパ上方からピンチロール２５により圧
延材２１を圧接しているので、圧延材２１後端部は大き
な蛇行をせずに走行する。従って、サイドガイド２６に
衝突して発生する絞り込みは起こりにくい。

【０００９】一方、特開昭５４−１９４５３号に冷間圧
延における圧延材の尻抜け時の絞り込み防止方法および
装置が開示されている。この装置では、特開昭６２−４
０９２８号におけるルーパロール２４とピンチロール２
５の代わりに板状の固定板押えと可動板押えが用いられ
ている。冷間圧延材の尻抜け時に、これらの圧延押え部
材によって積極的に圧延材に張力が加えられ、圧延材後
端部の蛇行が防がれ、絞り込みが防止されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開昭５４
−１９４５３号の装置は、圧延材後端部の蛇行を防ぎ、
絞り込みを防止するものの、圧延材押え部材は板状であ
るので、すりきず等が発生しやすく、圧延材の押えを行
った後の部分は製品として使い物にならない。また、接
触抵抗も大きいので工具の磨耗も大きく、場合によって
は焼き付きも発生する。しかし、冷間圧延の場合、通
常、圧延材のブロックがバッチ的に流れているのではな
く、圧延材は途切れることなく連続的に流れており、圧
延材の尻抜き作業は、保守時等に行う非定常的な作業に
すぎない。従って、圧延材尻抜き作業の後端部損失が歩
留まり低下に与える影響は非常に少なく、むしろ、圧延
ロールの損傷、圧延ライン稼働率の低下等が問題とな
る。

【００１１】これに対して、熱間圧延の場合、圧延材
は、一塊のブロックとして供給され、圧延機により順次
圧延されていく。従って、特開昭５４−１９４５３号の
装置では各々の圧延ブロックの後端部が製品として使え
ないので、後端部損失による歩留まり低下はかなり大き
なものとなる。また、押え部材が板状であると、高温の
圧延材に長時間接触し続けることになるので焼き付きを
起こすが、これを防ぐことができる適当な材料がない。

【００１２】従って、後端部損失による歩留まり低下お
よび押え部材の焼き付きを防ぐために、特開昭６２−４
０９２８号では、圧延材押え部材を板状のものからロー
ルに変えている。このように圧延材押え部材をロールに
し、上方より垂直力を加えることにより、すりきず等の
発生を防ぎ、後端部損失を低減させて、歩留まりを向上
させている。さらに押え部材がロール状であるので焼き
付きも起こらない。

【００１３】しかしながら、ロールを上方から押えるこ
とにより別の問題が生じている。まず、熱間圧延におい
ては、圧延材後端部はしばしば非対称な形状となる。例
えば圧延材後端部が図７（ｂ）に示すように左右非対象
に狭まっている場合、圧接されている圧延材後端部のオ
フセンタ量が大きく、また、圧延ロール剛性が小さいこ
とより、図７（ｃ）に示すようにルーパロール２４とピ
ンチロール２５のギャップ間隔が板幅方向で変わってし
まう。従って、このような場合、圧延材２１は図７
（ｂ）、図７（ｃ）に示す方向に蛇行し、サイドガイド
２６に衝突して絞り込みが発生する。

【００１４】本発明は、このような状況を鑑みてなされ
たもので、熱間連続仕上圧延機において圧延材後端部が
圧延スタンドを離脱した後、次の圧延スタンドにいたる
までの間、圧延材、特に圧延材後端部が蛇行するのを防
ぐことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、複数段の圧延スタンド
から構成される熱間連続仕上圧延機において、各圧延ス
タンドの間の少なくとも一箇所に、圧延材の上下からこ
の圧延材を板厚方向に挟持する少なくとも板厚方向に移
動可能な押えロールを設け、押えロールのうち少なくと
も一方が圧延材板幅方向に分割された複数の小ロールか
らなる蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機であ
る。

【００１６】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応する発明において、圧延材の蛇行量を計測する
蛇行計測手段と、小ロールの圧延材に対する押え力を各
小ロール毎に独立して調節できる駆動装置と、蛇行計測
手段により計測された蛇行量に基づいて駆動装置を制御
し、各小ロールの押え力を圧延材の蛇行を少なくするよ
うに調節する制御装置とを付加した蛇行防止機能を有す
る熱間連続仕上圧延機である。

【００１７】

【作用】従って、まず、請求項１に対応する発明の蛇行
防止機能を有する熱間連続仕上圧延機においては、押え
ロールが設置され、かつ押えロールが圧延材幅方向に複
数の小ロールに分割されている。従って、圧延材後端部
が非対称な形状の場合であっても、圧延材がロールに対
してオフセンターにならず、かつ一体の押えロールの場
合よりも剛性も高く、押えロール間のギャップが一定に
保持されるので蛇行発生率を低減できる。

【００１８】また、請求項２に対応する発明の蛇行防止
機能を有する熱間連続仕上圧延機においては、請求項１
に対応する発明と同様に作用する他、蛇行計測手段によ
り計測された蛇行量に基づいて、制御手段が駆動装置を
制御して蛇行を打ち消すように各小ロールによる圧延材
に対する押え力を調整するので、発生した蛇行を修正で
きる。なお、上記、蛇行を打ち消すような押え力調整と
は、例えば圧延材幅方向右側の押え力を強くすると圧延
材は進行方向に対して右側に曲がろうとするので、これ
を利用して蛇行がなくなるように押え力を調整する、と
いうことである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を用
いて説明する。図１は本実施例の蛇行防止機能を有する
熱間連続仕上圧延機の側面図であり、図２は本実施例の
蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機を上方から見
た図、図３は押えロール部の断面図である。

【００２０】図１は、７段の圧延スタンドからなる熱間
連続仕上圧延機の第７圧延スタンド入側（第１〜６圧延
スタンドは図示せず）に蛇行防止機能を設けた例であ
る。この熱間連続仕上げ圧延機において、圧延材１の走
行路に沿って、圧延材１の張力を制御するルーパ５と、
圧延材１の蛇行を防止する蛇行防止機構部と、圧延材１
を水平圧延する第７圧延スタンドと、圧延後に圧延材１
を巻き取るダウンコイラ４とが配設されている。

【００２１】前記第７圧延スタンドは、圧延材１を圧延
する圧延ロール２ａ，２ｂと、圧延材１の異常通板防止
のために設けられる一対のサイドガイド３とを配設さ
れ、さらに、図示しない圧延ロール駆動部，制御部，そ
の他の必要な設備からなっている。

【００２２】また、蛇行防止機構部において、圧延材１
が図示しない第６圧延スタンドを抜けた後、圧延材１後
端部が蛇行しないようにかつ圧延材１を圧延しない程度
に圧延材１を押える上側押えロール６および下側押えロ
ール７が配設されている。

【００２３】さらに、この上側押えロール６および下側
押えロール７は、上側押えロール６を圧延材板厚方向に
押える駆動装置８と、下側押えロール７を圧延材板厚方
向に押える駆動装置９と、各押えロール６，７を圧延材
幅方向に移動させる駆動装置１０とを介して図示しない
支持部材に接続されている。

【００２４】また、上側押えロール６と下側押えロール
７は、それぞれ２つの小ロール６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ
に分割され、駆動装置８，９によってそれぞれ独立して
圧延材１を圧接できるようになっている。また、小ロー
ルの表面あらさは圧延材に傷をつけない範囲でできるだ
けあらいものを用いている。

【００２５】さらに、上側押えロール６と下側押えロー
ル７には、押え力を測定するロードセル１１が接続され
ており、一方、蛇行量そのものを直接を測定する蛇行計
測手段である蛇行センサ１２が圧延ロール２ａ，２ｂの
前に設置されている。

【００２６】これらのロードセル１１および蛇行センサ
１２からの信号に基づいて、駆動装置８，９の押え力を
調節する制御装置１３が駆動装置８，９，１０，ロード
セル１１および蛇行センサ１２に接続されており、この
制御装置１３によって蛇行機構部全体が制御されてい
る。

【００２７】次に、以上のように構成された本実施例の
蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機の動作につい
て説明する。まず、圧延材１の先端部が、第７圧延スタ
ンドの圧延ロール２ａ，２ｂを通過すると、ダウンコイ
ラ４により圧延材１の巻き取りが始まり、ルーパ５が立
ち上がる。一方、圧延材１先端部の圧延ロール２ａ，２
ｂ通過後、上側押えロール６および下側押えロール７を
駆動装置１０により圧延材幅中心方向に、すなわち図２
に示す位置に移動させる。さらに、駆動装置８，９によ
って小ロールに分割された上側押えロール６，下側押え
ロール７を圧延材厚さ方向に移動させて圧延材１を上下
から挟持、圧接する。

【００２８】従って、圧延材後端部が左右非対象形状と
なっている場合であっても、図３（ａ）に示すように、
小ロール６ａ，７ａの中心付近で圧延材１を押えること
ができる。そのため、押えロールに対するオフセンター
が生じず、かつロールの胴長が短いことから剛性が高く
なることとあいまって、押えロールのギャップ間隔が板
幅方向で変わってしまうことがなく、蛇行発生率は著し
く低減する。

【００２９】次に、蛇行が発生した場合であっても、圧
延材１に対する板幅方向の押え力を違えることにより圧
延材１の進行方向を調節し、蛇行を修正することができ
る。例えば小ロール６ｂ，７ｂ（圧延材幅方向右側）に
よる押え力を大きくし、小ロール６ａ，７ａ（圧延材幅
方向左側）による押え力を小さくすると、小ロール６
ｂ，７ｂ部分の圧延材進行速度は遅くなり、小ロール６
ａ，７ａ部分の圧延材進行速度は速くなるので、圧延材
１は図３（ｂ）中矢印に示した方向（図中右側方向）に
曲がろうとする。

【００３０】従って、常時、蛇行センサ１２により蛇行
量を計測し、押えロールの押え力をロードセル７で監視
しておけば、蛇行が発生したとき、制御装置は、これら
の出力に基づいて駆動装置８，９を制御し、圧延材の蛇
行を打ち消すように押え力を調整する。従って、図３
（ｂ）に示すように蛇行を修正することができる。ま
た、この蛇行修正は圧延材１の後端部に限らずどの部分
でも行うことができる。

【００３１】上述したように、本実施例による熱間連続
仕上圧延機は、圧延スタンド間に圧延材１を上下から挟
持する複数の小ロール６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂに分割さ
れた可動な押えロールを設け、押えロールのギャップ間
隔が板幅方向で変わらないようにしたので、圧延材１の
後端部が左右非対象形状の場合であっても蛇行を防止で
き、ひいては絞り込みを防止できるので、製品歩留ま
り、製品品質および圧延ライン稼働率の向上に寄与する
ことができる。

【００３２】また、上述したように、本実施例による熱
間連続仕上圧延機は、圧延スタンド間に圧延材１を上下
から挟持する複数の小ロール６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂに
分割された可動な押えロール，蛇行センサ１２，ロード
セル１１，駆動装置８，９および制御装置１３を設け、
押えロールのギャップ間隔が板幅方向で変わらないよう
にし、かつ各小ロールにかける圧下量を調節して圧延材
の進行方向を修正できるようにしたので、圧延材１の後
端部が左右非対象形状の場合であっても蛇行を防止で
き、蛇行が発生した場合であってこれを修正でき、ひい
ては絞り込みを防止できるので、製品歩留まり、製品品
質および圧延ライン稼働率の向上に寄与することができ
る。

【００３３】例えば図４は、本実施例の熱間連続仕上圧
延機による１ヶ月に渡る圧延実施の前後に発生した絞り
込み回数と絞り込み発生原因を示している。図４から、
本発明の実施により圧延材後端部形状に起因する絞り込
み回数は著しく低減されたことがわかる。

【００３４】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図５は本発明に係る蛇行防止機能を有する熱間連続
仕上圧延機の他の実施例の押えロール部を上方から見た
図、図６は同じく押えロール部の断面図であり、図１、
図２と同一部分には同一符号を付して説明し、ここでは
異なる部分についてのみ述べる。

【００３５】この熱間連続仕上圧延機は、それぞれ５つ
の小ロールからなる上側押えロール１６と下側押えロー
ル１７を備え、また、各押えロールを圧延材幅中心方向
に移動させる駆動装置１０は設けられていない。その他
の構成については前記実施例と同様なので、その説明を
省略する。

【００３６】次に、以上のように構成された本実施例の
熱間連続仕上圧延機の動作について説明する。圧延材１
の先端部が第７圧延スタンドの圧延ロール２ａ，２ｂに
入る前では、上側押えロール１６と下側押えロール１７
はそれぞれ上下開いた状態で圧延材１から離れた位置で
待機させておく。そして、圧延材先端が圧延ロール２
ａ，２ｂを通過した段階、もしくは第７スタンドよりも
前段スタンドの圧延加重切りの信号が発生した段階で、
上側押えロール１６と下側押えロール１７はそれぞれの
駆動装置により圧延材１方向に作動され、圧延材は圧延
材幅方向の複数の箇所で挟持される。以下の動作は、前
実施例と同様であるので、説明を省略する。

【００３７】上述したように、本実施例による熱間連続
仕上圧延機は、圧延スタンド間に圧延材１を上下から挟
持するそれぞれ５つの小ロールに分割された可動な上
側，下側押えロール１６，１７，蛇行センサ１２，ロー
ドセル１１，駆動装置８，９および制御装置１３を設
け、押えロールのギャップ間隔が板幅方向で変わらない
ようにし、かつ各小ロールにかける圧下量を調節して圧
延材の進行方向を修正できるようにしたので、前述の実
施例と同様な効果の他、分割された小ロール数が多いの
でより一層蛇行発生率の低減ができる。また、押えロー
ルを圧延材幅方向に移動させるための駆動装置が不用な
ので、装置を安価にできる。

【００３８】また、前記２つの実施例では、上下の押え
ロールを設けたが、例えば下側押えロールはルーパのロ
ールを用いるようにしても構わない。また、本発明の実
施例では、７スタンドの熱間連続仕上圧延機を用いた
が、スタンド数は７段に限定されるものでなく、複数段
であれば何段でもよい。さらに、本発明の実施例では、
押えロール等の蛇行防止機能を第７圧延スタンドの前に
設けたが、第２圧延スタンド以降の圧延ロール前であれ
ば、どこに設けても蛇行防止機能を有する。

【００３９】また、本発明の蛇行修正機能を有する熱間
連続仕上圧延機に、レベリング用駆動部，板幅方向の荷
重センサ等の検知手段，レベリング制御部等を設けたレ
ベリング操作による蛇行修正機能を付加し、前述した小
ロールに対する押え力を調節する蛇行修正機能とレベリ
ング操作による蛇行修正を組み合わせると、より一層確
実な蛇行修正を図ることのできる熱間連続仕上圧延機を
構成することができる。このような熱間連続仕上圧延機
においては、本発明による蛇行修正機能により予め蛇行
修正がされているので、レベリング操作による蛇行修正
はわずかですみ、圧延ロールのギャップ開度制御である
レベリング操作量を少なくすることができるので、圧延
材の板厚ばらつきを小さくすることができる。さらに、
レベリング操作のための圧延ロールに対する荷重センサ
を本発明の蛇行計測手段としても用いることができるの
で、実施例における蛇行センサ１２を省略し、投資効果
の割に蛇行防止効果の高い装置を作ることが可能であ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、熱
間連続仕上圧延機において、圧延材後端部が圧延スタン
ドを離脱した後、次の圧延スタンドにいたるまでの間、
圧延材、特に圧延材後端部が蛇行するのを防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の蛇行防止機能を有する熱間連続仕上
圧延機の側面図。

【図２】本実施例の蛇行防止機能を有する熱間連続仕上
圧延機を上方から見た図。

【図３】本発明に係る蛇行防止機能を有する熱間連続仕
上圧延機の一実施例の押えロール部の断面図。

【図４】本発明の熱間連続仕上圧延機による１ヶ月に渡
る圧延実施の前後に発生した絞り込み回数と絞り込み発
生原因を示すグラフ図。

【図５】本発明に係る蛇行防止機能を有する熱間連続仕
上圧延機の他の実施例の押えロール部を上方から見た
図。

【図６】本発明に係る蛇行防止機能を有する熱間連続仕
上圧延機の他の実施例の押えロール部の断面図。

【図７】特開昭６２−４０９２８号に記載された従来の
蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延機の構成図。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ…圧延ロール、３…サイドガイド、６…上側
押えロール、６ａ，６ｂ…小ロール、７…下側押えロー
ル、７ａ，７ｂ…小ロール、８…駆動装置、９…駆動装
置、１１…ロードセル、１２…蛇行センサ、１３…制御
装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 升田 貞和 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−40928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−137752（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256326（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−2510（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−9703（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭51−48596（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 39/14 B21C 47/24 B21C 47/34

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数段の圧延スタンドから構成される熱
   間連続仕上圧延機において、 前記各圧延スタンドの間の少なくとも一箇所に、圧延材
   の上下からこの圧延材を板厚方向に挟持する少なくとも
   板厚方向に移動可能な押えロールを設け、この押えロー
   ルのうち少なくとも一方が前記圧延材板幅方向に分割さ
   れた複数の小ロールからなることを特徴とする蛇行防止
   機能を有する熱間連続仕上圧延機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の蛇行防止機能を有する熱
   間連続仕上圧延機において、 圧延材の蛇行量を計測する蛇行計測手段と、 小ロールの圧延材に対する押え力を各小ロール毎に独立
   して調節できる駆動装置と、 前記蛇行計測手段により計測された蛇行量に基づいて前
   記駆動装置を制御し、各小ロールの押え力を圧延材の蛇
   行を少なくするように調節する制御装置とを付加したこ
   とを特徴とする蛇行防止機能を有する熱間連続仕上圧延
   機。