JP2000176544A - 鋼帯の形状矯正装置および形状矯正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱延鋼帯のような広範囲のサイズおよび鋼種
の鋼帯に対し、膨大な設備規模や設備費を要することな
く、目標とする平坦度を適切に且つ経済的に付与する。 【解決手段】 入側ブライドルロール３、伸長ユニット
４、少なくとも７本のワークロールが千鳥状に配置され
たレベラーユニット５、出側ブライドルロール６からな
る形状矯正装置を使用し、形状矯正すべき鋼帯の断面積
あたりに付与する張力が、降伏応力の１０％以下の場合
には、伸長ユニット４を開放し、少なくとも７本のワー
クロールが千鳥状に配置されたレベラーユニット５のみ
によって鋼帯の形状矯正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、広範囲のサイズ
および鋼種の鋼帯に対して、特別に大きな張力を付与す
ることなく、良好な平坦度を付与することができる、鋼
帯の形状矯正装置および形状矯正方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】熱延鋼帯の平坦度に対する要求は、近年
ますます厳しくなりつつあると共に、自動車用鋼板を中
心としてハイテン材などの硬質鋼帯の比率が増加してい
る。

【０００３】熱延鋼帯に対し、目標とする平坦度を付与
するために、従来からスキンパスミルによるスキンパス
圧延によって、鋼帯に対する平坦度の矯正が行われてい
る。しかしながら、熱延鋼帯の代表的なサイズは、板厚
１．０〜６．５ｍｍ、板幅５００〜２０００ｍｍ程度と
極めて広範囲にわたっており、また、その強度レベル
も、３００〜８００ＭＰａと、軟質鋼板から硬質鋼板ま
で広い範囲にわたっている。従って、このようなサイズ
および強度レベルが広範囲の熱延鋼帯に対し、従来のス
キンパスミルでは、上述した厳しい平坦度に対する要求
に対応することが困難になってきた。

【０００４】このような状況において、鋼帯に対し、高
度の平坦度を確保するために、鋼帯をスキンパス圧延し
た後、形状矯正装置としてのテンションレベラーによっ
て矯正し、または、スキンパス圧延を行わず、直接、テ
ンションレベラーによって平坦度を矯正することが行わ
れている。

【０００５】図３は、従来の形状矯正装置であるテンシ
ョンレベラーの概略配置図である。図面に示すように、
従来のテンションレベラーは、ペイオフリール１と、溶
接機２と、入側ブライドルロール３と、１〜２組のワー
クロールからなる伸長ユニット４と、Ｃ反り矯正ユニッ
ト１６と、Ｌ反り矯正ユニット１７と、出側ブライドル
ロール６と、切断機７と、テンションリール８とからな
っている。

【０００６】鋼帯Ａを、上述したテンションレベラーに
通し、鋼帯Ａに対し、伸長ユニット４、Ｃ反り矯正ユニ
ット１６およびＬ反り矯正ユニット１７の、少数のレベ
ラーロールによる張力下で曲げ変形を施し、これによっ
て、０．２から０．５％の伸びを与えることにより、鋼
帯Ａの形状矯正が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のテンシ
ョンレベラーによって、熱延鋼帯の平坦度を矯正するに
際し、板厚および板幅が大きくまたは硬質の鋼帯に対し
て、必要とする伸び率を付与するためには、降伏応力に
対し１０％程度の張力が必要であることから、鋼帯に対
し、張力付与装置によって５００〜８００ＫＮの大きな
張力を付与しなければならない。

【０００８】従って、レベラーユニット４，１６，１７
の前後に、大径のブライドルロール群を設置し、鋼帯に
対して平坦度の矯正に必要な張力を付与すると共に、テ
ンションリール８での巻き締まりを防止するために、出
側ブライドルロール６の張力を、２５０ＫＮ以下にまで
下げる必要があり、圧延機の入側にも、同様なブライド
ルロールを設置する必要がある。また、ライン長を長く
せざるを得ず、通板を容易にするためには、入側に溶接
機２を配置すると共に、出側には切断機７を配置した連
続ラインを設備することが必要になる。その結果、この
ような従来のテンションレベラーにおいては、膨大な設
備規模および設備費用を要していた。

【０００９】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、熱延鋼帯のような広範囲のサイズおよび鋼種
の鋼帯に対し、膨大な設備規模や設備費を必要とするこ
となく、目標とする平坦度を適切に且つ経済的に付与す
ることができる、鋼帯の形状矯正装置および形状矯正方
法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明の、鋼帯の形状矯正装置は、鋼帯の進行方向に
沿って、前記鋼帯に張力を付与するための入側ブライド
ルロールまたはテンションリールと、１または２組の伸
長ユニットと、前記伸長ユニットに隣接する、少なくと
も７本のワークロールが千鳥状に配置されたレベラーユ
ニットと、前記鋼帯に張力を付与するための出側ブライ
ドルロールまたはテンションリールとが、この順序で配
置されていることに特徴を有するものである。

【００１１】請求項２に記載の発明の、鋼帯の形状矯正
方法は、請求項１に記載の、入側ブライドルロールまた
はテンションリールと、伸長ユニットと、少なくとも７
本のワークロールが千鳥状に配置されたレベラーユニッ
トと、出側ブライドルロールまたはテンションリールと
からなる装置を使用し、形状矯正すべき鋼帯の断面積あ
たりに付与する張力が、降伏応力の１０％以下の場合に
は、前記伸長ユニットを開放し、少なくとも７本のワー
クロールが千鳥状に配置された前記レベラーロールユニ
ットのみによって前記鋼帯の形状矯正を行うことに特徴
を有するものである。

【００１２】テンションレベラーによる鋼帯の形状矯正
は、次のようにして行われる。１対または２対の伸長ロ
ールにより、鋼帯を挟むようにしてレベラーロールに押
し込み、鋼帯に高い張力を付与することによって、鋼帯
をレベラーロールに巻き付かせる。このとき、鋼帯の平
坦度に応じて発生する張力の幅方向分布により、板幅方
向に伸長率の差が生じることによって、鋼帯の平坦度が
矯正される。

【００１３】即ち、鋼帯に耳波が生じている場合には、
高い張力によって、テンションレベラーのレベラーロー
ルに巻き付いた鋼帯の、波形状をなすエッジ部において
は、ここにかかる張力が低く、一方、鋼帯の板幅中央部
においては、高い張力が分布することになる。このよう
な張力分布によって、板幅中央部での伸長率が、エッジ
部の伸長率に比べて相対的に高くなるので、鋼帯の平坦
度を改善する作用が生じる。

【００１４】上述したように、テンションレベラーによ
る形状矯正では、レベラーロールに鋼帯を巻き付けるた
めに、必然的に高い張力が必要になるので、効果的な形
状矯正を行うためには、降伏鋼帯の降伏応力に対して、
少なくとも１０％程度の張力が必要になる。

【００１５】従って、このような張力を付与することが
できるサイズや鋼種の鋼帯に対しては、ワークロール径
が４０〜９０ｍｍ程度の１組または２組の伸長ロールを
有する通常のテンションレベラーによって、平坦度の矯
正を行うことができる。

【００１６】一方、断面積当たりの張力を大きくするこ
とができないサイズや鋼種の鋼帯に対し、効果的に平坦
度の矯正を行うために、この発明においては、伸長ロー
ルに隣接して、少なくとも７本のワークロールが千鳥状
に配置されたレベラーロール群を配置し、このレベラー
ロール群に鋼帯を通すことによって、平坦度の悪い鋼帯
でもこれを拘束し、その形状矯正を行うことができるよ
うにした。

【００１７】即ち、少なくとも７本のワークロールが千
鳥状に配置されたレベラーロール群に鋼帯を通すことに
より、外部から付与される張力が低くても、鋼帯をレベ
ラーロールに巻き付けることが可能になる。

【００１８】従って、上述した従来のテンションレベラ
ーでの矯正原理と同様に、鋼帯に耳波が生じている場合
には、波形状をなすエッジ部に、相対的に強い張力また
は圧縮力が生じ、板幅中央部には高い張力が分布するこ
とになり、このような張力分布により、板幅方向各位置
での伸びまたは圧縮変形が生じることによって、鋼帯の
平坦度が改善される。

【００１９】ただし、通常のテンションレベラーと異な
る点は、通常のテンションレベラーでは、外部から付与
する張力によって鋼帯をロールに巻き付かせるのに対し
て、本発明におけるレベラーでは、少なくとも７本のワ
ークロールによる拘束によって巻き付かせることであ
る。これによって、鋼帯の長手方向分布において幅方向
位置により圧縮力が生じる場合であっても、平坦度の矯
正が可能になる。

【００２０】このとき、レベラーのワークロールの本数
が７本未満で少ない場合には、従来のテンションレベラ
ーのロール配置と同様に、波形状を有する鋼帯に対し、
これを十分にレベラーロールに巻き付けるような拘束を
与えることができない。

【００２１】上述したレベラーのワークロール本数と、
波形状の鋼帯に対する拘束状態との関係について調査を
行った結果、レベラーのワークロール本数が７〜９本あ
れば、十分な拘束力を得ることが可能であり、ワークロ
ール本数をそれ以上増やしても、波形状の拘束力はあま
り変化しない。

【００２２】かえって、ワークロール本数が増えること
により、ロールによる曲げ仕事が増大することに起因し
て、レベラーロール群の入側と出側との張力落差が大き
くなる結果、レベラー出側での張力を大きくしなけれ
ば、鋼帯を進行させることができない場合が生じる。従
って、必要以上に多数本のワークロールを設けることは
適当ではない。

【００２３】上述したように、本発明によれば、１〜２
組のワークロールからなる伸長ユニットに隣接して、少
なくとも７本のワークロールが千鳥状に配置されたレベ
ラーロール群が配置されている。従って、鋼帯の断面積
が小さく、鋼帯断面積あたりに付与する張力が降伏応力
の１０％超の場合には、１〜２組のワークロールからな
る伸長ユニットのみを使用し、これに隣接する少なくと
も７本のワークロールからなるレベラーロール群は使用
することなく、鋼帯の形状矯正を行う。

【００２４】一方、鋼帯の断面積が大きく、鋼帯の断面
積あたりに付与する張力が降伏応力の１０％以下の場合
には、上記１〜２組のワークロールからなる伸長ユニッ
トを開放し、これに隣接する少なくとも７本のワークロ
ールが千鳥状に配置されたレベラーロール群をのみを使
用して鋼帯の形状矯正を行う。従って、外部から付与す
ることができる張力が低い場合であっても、鋼帯に対
し、効果的に平坦度の矯正を行うことが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、この発明の形状矯正装置を
図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の装置
の一実施態様を示す概略正面図である。図１に示すよう
に、この発明の鋼帯形状矯正装置は、ペイオフリール１
と、溶接機２と、入側ブライドルロール３と、１組のワ
ークロールから構成されている伸長ロールユニット４
と、９本のワークロール群から構成されているレベラー
ロールユニット５と、出側ブライドルロール６と、切断
機７とそしてテンションリール８とが、この順序で配置
されて構成されている。

【００２６】この形状矯正装置によって形状矯正される
鋼帯のサイズは、板厚１．０〜６．９ｍｍ（主として
１．２〜４．５ｍｍ）、板幅６００〜２２００ｍｍであ
り、鋼帯の強度レベルは、３００〜８００ＭＰａであっ
て極めて広範囲のサイズおよび鋼種を対象とする。テン
ションリール８最大巻取り張力は１５０ＫＮであり、出
側ブライドルロール６によってレベラー出側における鋼
帯の張力を最大２５０ＫＮまで付与することができる。

【００２７】伸長ユニット４は、例えばロール径８０ｍ
ｍのワークロールで構成され、下流側ロールを鋼帯下面
から押し上げる構造になっている。レベラーロールユニ
ット５は、図２に拡大概略正面図で示すように、例えば
ロール径１１０ｍｍの９本のワークロール９が千鳥状に
配置されており、上フレーム１３に設置された５本の上
ワークロール９の下面がパスラインに固定され、下フレ
ーム１４に設置された４本の下ワークロール９′は押し
上げ可能になっており、このような、上ワークロール９
と下ワークロール９′とによって、鋼帯に押し込みを付
与するものである。

【００２８】下ワークロール９′の押し込み量は、入側
押込み位置１１のロールおよび出側押込み位置１２のロ
ールによって独立に設定され、全体としては傾動方式に
よって押込み量が設定される。上ワークロール９および
下ワークロール９′は無駆動方式であり、そのロール間
ピッチは１１０ｍｍである。上ワークロール９および下
ワークロール９′には、レベリング反力によるたわみを
防止するためのバックアップロール１０が設けられてい
る。

【００２９】

【実施例】次に、この発明を実施例によって比較例と共
に説明する。図１に示した本発明装置を使用し、広範囲
のサイズおよび鋼種の熱延鋼帯に対する平坦度の矯正
を、熱延鋼帯の中でも特に強度レベルの高い８００ＭＰ
ａハイテン鋼帯に対し、以下に述べる条件で行った。

【００３０】レベラー出側における鋼帯には、出側ブラ
イドルロール６によって最大２５０ＫＮの張力を付与し
た。鋼帯の断面積が小さく、鋼帯断面積あたりに付与す
る張力が、降伏応力の１０％超の場合には、１組の伸長
ロールから構成される伸長ロールユニット４のみを使用
して鋼帯の形状矯正を行い、伸長ロールに隣接する９本
のワークロールからなるレベラーユニット５は開放とし
た。なお、レベラーユニット５には、鋼帯のＬ反りを抑
制する能力があることから、必要に応じて伸長ロールユ
ニット４とレベラーユニット５とを併用してもよい。

【００３１】一方、鋼帯の断面積が大きく、鋼帯断面積
あたりに付与する張力が、降伏応力の１０％以下の場合
には、伸長ロールユニット４を開放し、これに隣接する
９本のワークロールからなるレベラーユニット５のみを
使用して鋼帯の形状矯正を行った。

【００３２】上記９本のワークロールからなるレベラー
ユニット５の押し込み量の設定は、入側ブライドルロー
ル３と出側ブライドルロール６の２個所で行われ、出側
ブライドルロール６は、鋼帯の反りが最小になるように
設定した。

【００３３】レベラー入側ブライドルロール３の押し込
み量は、レベラー出側と入側との張力落差があまり大き
くなりすぎない範囲で、なるべく大きな値を設定し、鋼
帯の平坦度矯正が効果的に行われるようにした。

【００３４】上記条件により、各種板厚および板幅の鋼
帯の形状矯正を行ったときの鋼帯の平坦度を表１に示
す。なお、平坦度の矯正能力は、装置入側における鋼帯
急峻度約１〜２％に対し、テンションレベラーによって
形状矯正を行った後の急峻度によって評価した。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１から明らかなように、鋼帯の断面積即
ち板厚および板幅が小さい場合には、鋼帯の急峻度は、
０．３％以下であり、このような領域に関しては、通常
のテンションレベラーを設置した場合と同様の効果が得
られた。一方、鋼帯の断面積即ち板厚および板幅が大き
い場合であっても、すべてのサイズに対して、急峻度は
０．６％以下であった。

【００３７】比較のために、図３に示した、２本のワー
クロールから構成される伸長ユニット４と、その下流側
に配置されたＣ反り矯正ユニット１６およびＬ反り矯正
ユニット１７を備えたテンションレベラーからなる従来
の装置を使用し、出側ブライドルロール６による張力の
最大値を２５０ＫＮとして、各種板厚および板幅の鋼帯
の形状矯正を行ったときの平坦度を表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２から明らかなように、出側ブライドル
ロール６による最大張力が２５０ＫＮである場合に、断
面積が小さい鋼帯の場合には、良好な急峻度が得られた
が、断面積が大きい鋼帯の場合には、急峻度が０．７〜
１．２％であり、ほとんど平坦度矯正効果が得られなか
った。この場合、鋼帯に対し、表１に示した本発明によ
るテンションレベラーの効果と同等の矯正能力を付与す
るためには、６００ＫＮ以上の張力が必要になり、この
ような大きな張力を付与することができる大径のブライ
ドルロールを多数設置することが必要になり、膨大な設
備コストを要することになる。

【００４０】なお、本発明装置の下流側に、従来のＣ反
り矯正ユニット１６およびＬ反り矯正ユニット１７を設
けもよく、これによって、より良好な鋼板形状が得られ
ること勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
熱延鋼帯のような広範囲のサイズおよび鋼種の鋼帯を形
状矯正するに際し、１〜２組の伸長ロールから構成され
るレベラーに隣接して、少なくとも７本のワークロール
が千鳥状に配置されたレベラーロール群が配置されてい
るので、レベラー出側に付与される張力が小さくても、
レベラー通過中の鋼帯に存在する波形状を拘束して、レ
ベラーロールに巻き付けることが可能になる。従って、
従来のように非常に高い張力を付与しなくても、効果的
な平坦度矯正が可能になり、膨大な設備規模や設備費を
要することなく、強度レベルが高い熱延鋼帯の平坦度を
適切にかつ経済的に矯正することができる、工業上、有
用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼帯形状矯正装置の一例を示す配置図
である。

【図２】図１におけるレベラーユニットの概略拡大図で
ある

【図３】従来の鋼帯形状矯正装置の一例を示す配置図で
ある。

【符号の説明】

１ ペイオフリール ２ 溶接機 ３ 入側ブライドルロール ４ 伸長ユニット ５ レベラーユニット ６ 出側ブライドルロール ７ 切断機 ８ テンションリール ９ ワークロール １０ バックアップロール １１ 入側押し込み位置 １２ 出側押し込み位置 １３ 上フレーム １４ 下フレーム １５ ハウジング １６ Ｃ反り矯正ユニット １７ Ｌ反り矯正ユニット

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆターム(参考） 4E003 AA02 BA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼帯の進行方向に沿って、前記鋼帯に張
   力を付与するための入側ブライドルロールまたはテンシ
   ョンリールと、１または２組の伸長ユニットと、前記伸
   長ユニットに隣接する、少なくとも７本のワークロール
   が千鳥状に配置されたレベラーユニットと、前記鋼帯に
   張力を付与するための出側ブライドルロールまたはテン
   ションリールとが、この順序で配置されていることを特
   徴とする、鋼帯の形状矯正装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の、入側ブライドルロー
   ルまたはテンションリールと、伸長ユニットと、少なく
   とも７本のワークロールが千鳥状に配置されたレベラー
   ユニットと、出側ブライドルロールまたはテンションリ
   ールとからなる装置を使用し、形状矯正すべき鋼帯の断
   面積あたりに付与する張力が、降伏応力の１０％以下の
   場合には、前記伸長ユニットを開放し、少なくとも７本
   のワークロールが千鳥状に配置された前記レベラーロー
   ルユニットのみによって前記鋼帯の形状矯正を行うこと
   を特徴とする、鋼帯の形状矯正方法。