JP2000271625A

JP2000271625A - クロス圧延機における形状制御方法および装置

Info

Publication number: JP2000271625A
Application number: JP11085041A
Authority: JP
Inventors: Ken Okamoto; 謙岡本; Koji Kawashima; 浩治川島; Hiroshi Narumi; 宏鳴海; Takashi Takimoto; 高史瀧本; Hiroshi Shiomi; 弘資潮海; Itaru Hishinuma; 至菱沼; Masaya Tada; 昌哉多田; Masanobu Ochiai; 政信落合
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP4218119B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、熱延鋼帯等の被圧延材の圧延を行
うクロス圧延機において、ワークロールのプロフィルを
制御することで被圧延材の形状制御を行う形状制御方法
および装置に関する。【解決手段】ワークロールの軸方向に複数配置され、
独立して冷却水量の調整が可能なワークロール水冷手段
のそれぞれの冷却水量を、ワークロールプロフィルの予
測値または実測値と、ワークロールのクロス角に基づい
て設定し、ワークロール表面を冷却して被圧延材の形状
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱延鋼帯等の被圧
延材の圧延を行うクロス圧延機において、ワークロール
のプロフィルを制御することで被圧延材の形状制御を行
う形状制御方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被圧延材を熱延鋼帯として圧延する熱間
仕上圧延機においては、圧延に伴い圧延機のワークロー
ルの被圧延材との接触部分が摩耗していく。特に、同一
幅の被圧延材を何本か圧延するとこのワークロールの摩
耗は顕著となり、ワークロールのプロフィルが図６
（ａ）に示すような形状となる。ここで、被圧延材との
接触部分の両端部に対応する部分に段差が発生する（以
下、段差部と呼ぶ。）。

【０００３】一方、熱間圧延であることから、ワークロ
ールは被圧延材からの入熱を受け、図６（ｂ）に示すよ
うに熱膨張によるプロフィル変化が生じる（以下、サー
マルクラウンと呼ぶ。）。そして、実際のワークロール
は、上述の段差部とサーマルクラウンが重畳したプロフ
ィルとなる（図６（ｃ））。

【０００４】ここで、これまで圧延してきた被圧延材よ
りも幅広の次材を、図６（ｃ）に示すプロフィルのワー
クロールで圧延すると、そのプロフィルが幅広の被圧延
材に転写され、被圧延材はプロフィル不良となる。この
ため、従来は、被圧延材の圧延順を広幅のものから狭幅
のものにスケジューリングして圧延することが行われて
おり、狭幅材の圧延終了後にワークロールを交換するこ
とが行われていた。

【０００５】また、図６（ｄ）に示すように、圧延機内
に設置したオンライングラインダで段差部を研削しなが
ら圧延を行い、前記段差部を除去して狭幅材圧延後に引
き続き広幅材の圧延を可能とすることが試みられてき
た。また、特開昭55-94717号公報、特開昭60-158909 号
公報、特開昭63-5814 号公報、特開昭63-171210 号公報
等において、ワークロールにおける上記のサーマルクラ
ウンを制御することを目的として、ワークロールの軸方
向（すなわち、被圧延材の幅方向）のロール冷却水の水
量調整を行い、被圧延材の形状を制御する技術がすでに
知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年、熱間仕上
圧延機においては、上下ワークロールのロール軸間に角
度を与え、すなわち上下ワークロールをクロスさせて圧
延を行うクロス圧延機が採用されつつある。クロス圧延
機は、上下ワークロールをクロスさせると上下ワークロ
ールの間隙がロールセンタと両端部で異なることを利用
して、クロス角を制御することで被圧延材の形状制御を
行うことを可能とした圧延機である。

【０００７】このクロス圧延機を用い、サーマルクラウ
ンを有するワークロールで圧延を行う場合、次のような
問題がある。まず、クロス圧延機において、サーマルク
ラウンを有するワークロールのロール間隙について説明
する。図７（ａ）の破線は、サーマルクラウン発生前の
初期ロールプロフィルを示している。そして、熱間で圧
延を行うことで実線に示すようなサーマルクラウンが発
生する。ただし、初期ロールプロフィルは、圧延時のロ
ールたわみ等を考慮してあらかじめ所定のカーブ（以下
イニシャルクラウンと言う）に仕上げられている。

【０００８】ここで、圧延前には破線の形状であったロ
ールプロフィルは、例えば1000mm幅の被圧延材を50本圧
延した後には実線のような形状となり、図示のようなサ
ーマルクラウンが形成される。図７（ｂ）〜（ｄ）はそ
れぞれ、クロス角０゜（（ｂ）図）、クロス角1.0 ゜
（（ｃ）図）、クロス角1.6 ゜（（ｄ）図）のそれぞれ
の場合における上下ワークロール間隔（サーマルクラウ
ンを有する場合で、最も上下ロール間隔が狭い位置での
ロール間隔を０μｍとなるように縦軸を設定した）を示
したものである。それぞれ、破線はイニシャルクラウン
の場合、実線はサーマルクラウンを有する場合の計算値
である。

【０００９】図から明らかなように、サーマルクラウン
を有する場合、板幅端部に相当する位置に突起部（以
下、ハイスポットとも呼ぶ。）が発生する。図示のロー
ル間隙を有するワークロールに、その突起部の位置より
も幅広の被圧延材を通板して圧延すると、突起部が被圧
延材側に転写して板プロフィル不良となってしまうので
ある。

【００１０】ここで、この突起部をなくすには、図６
（ｄ）ですでに説明したと同様にオンライングラインダ
でロールを研削し、サーマルクラウンをなくすようにす
れば良い。しかし、サーマルクラウンに相当する部分を
オンラインで研削することは、長い研削時間を要し、そ
の間は圧延を停止させることが必要となることから圧延
能率を大幅に低下させる。また、ロール原単位も大幅に
低下させることになる。

【００１１】また、特開昭55-94717号公報、特開昭60-1
58909 号公報、特開昭63-5814 号公報、特開昭63-17121
0 号公報に示されるような、ワークロールの軸方向のロ
ール冷却水の水量調整を行う場合においても、前記クロ
ス角の変更に伴う上下ワークロール間隙の変化について
は考慮していないので、適正に前記突起部を消失させる
ようなロール冷却を実施することはできなかった。

【００１２】そのため、クロス圧延機においては、サー
マルクラウンをなくし、狭幅材圧延後に、引き続き広幅
材を圧延する、いわゆる幅戻り圧延を自由に実施するこ
とができなかった。本発明は、クロス圧延機において、
この幅戻り圧延を自由に実施することのできる形状制御
方法および装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上下のワーク
ロールをクロスさせて被圧延材を圧延するクロス圧延機
における形状制御方法であって、ワークロールの軸方向
に複数配置され、独立して冷却水量の調整が可能なワー
クロール水冷手段のそれぞれの冷却水量を、ワークロー
ルプロフィルの予測値または実測値とワークロールのク
ロス角に基づいて設定し、ワークロール表面の冷却を制
御することで被圧延材の形状を制御することを特徴とす
るクロス圧延機における形状制御方法によって上記の課
題を解決したのである。

【００１４】また、上下のワークロールをクロスさせて
被圧延材を圧延するクロス圧延機における形状制御装置
であって、ワークロールの軸方向に複数配置され、独立
して冷却水量の調整が可能なワークロール水冷手段と、
ワークロールプロフィルの予測手段または測定手段と、
ワークロールのクロス角を設定するクロス角設定手段
と、ワークロールプロフィルとワークロールのクロス角
に基づきワークロール水冷手段のそれぞれの冷却水量を
調整する冷却水量調整手段と、から構成されるクロス圧
延機における形状制御装置を適用することで上記の課題
を解決したのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は本発明の形状制御装置
の例を示す。尚、図１（ａ）においては７スタンドから
なる連続仕上圧延機の最終の２スタンド（Ｆ６，Ｆ７）
のみの側面図を示し、図１（ｂ）はＦ６スタンドの平面
図を示す。

【００１６】各スタンドは、上ワークロール2a、下ワー
クロール2b、上バックアップロール3a、下バックアップ
ロール3b、上下ワークロールのクロス角を変更するクロ
ス角調節装置６を有している。クロス角調節装置６には
形状制御装置５からクロス角設定値が送られる。本発明
の形状制御装置は、ワークロール2aに沿って配列した複
数の水冷ノズル4aおよびワークロール2bの軸方向に沿っ
て配列した複数の水冷ノズル4bを有し、各水冷ノズルに
は水ポンプ11より水配管10を介して冷却水が供給され
る。本実施形態においては、上下ワークロールに対して
それぞれ10個の水冷ノズル4aおよび4bが設けられてい
る。各水冷ノズルへの水配管には冷却水量調整手段とし
て流量調整バルブ8a、8bを有する。該流量調整バルブ8
a、8bは形状制御装置５により開度調整が行われる。

【００１７】なお、Ｆ６スタンドには上ワークロールの
ロールプロフィルをオンラインにて測定するオンライン
プロフィルメータ7aおよび下ワークロールのロールプロ
フィルをオンラインにて測定するオンラインプロフィル
メータ7bが設置されており、これらオンラインプロフィ
ルメータによるロールプロフィル測定データは形状制御
装置５に送られるようになっている。

【００１８】次に、図１に示したワークロール冷却装置
を用いた、本発明のワークロール冷却方法について説明
する。形状制御装置５では、図２に示すフローにしたが
って水冷ノズル4a、4bから噴出させる冷却水量を決定す
る。図示しない上位コンピュータでは現在組み込まれて
いる各ワークロールの使用実績（圧延条件、冷却条件）
を記憶し、圧延インターバル中（次圧延材が圧延機に噛
み込むまでの待機時間中）に形状制御装置５に使用実績
データを出力する。また、それと同時に次圧延材の圧延
条件（各スタンド出側の板厚目標値、板クラウン目標
値）をロール形状制御装置５に出力する。また、図１に
おいては第６スタンドＦ６にはオンラインにてワークロ
ールのプロフィルを測定できるオンラインプロフィルメ
ータ7a、7bが設置されている。オンラインプロフィルメ
ータが設置されているスタンドについては、これによる
測定データが形状制御装置５に送られる。

【００１９】形状制御装置５では、まず、上位コンピュ
ータから送られたワークロールの使用実績データ、また
は、オンラインプロフィルメータによるロールプロフィ
ル測定データに基づいて、現在のワークロールのロール
プロフィルを演算する（ステップ110 ）。そして、ロー
ルプロフィル演算値と、次圧延材の圧延条件（各スタン
ド出側の板厚目標値、板クラウン目標値等）に基づい
て、各スタンドの最適クロス角を決定する（ステップ12
0 ）。次に、各スタンドをステップ120 で決定したクロ
ス角として圧延した場合の上下ワークロールの間隙の幅
方向分布を予測する（ステップ130 ）。そして、該幅方
向分布に基づき、幅方向各位置での冷却水量を演算し、
各流量調整バルブ８の開度を決定する（ステップ140
）。

【００２０】図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれクロス角
が０゜の場合と1.6 ゜の場合について、圧延中のワーク
ロールの冷却を幅方向で同量の冷却水量で行った場合
の、上下ワークロール間隙（図中破線）と、本発明によ
るワークロール冷却方法において目標とする上下ワーク
ロール間隙（図中実線）を示している。本発明ではステ
ップ140 にて、突起部の高さを小さくできるような冷却
水量分布を求める。すなわち、上下ワークロール間隙が
図中の実線に示されるようになるよう、冷却水量分布を
決定する。

【００２１】図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれクロス角
が０゜の場合と1.6 ゜の場合についての幅方向各位置で
のロール冷却水量演算結果の例を示す。クロス角が０゜
の場合とクロス角が1.6 ゜の場合とを比較すると、突起
部近傍に対する冷却水量が異なっている。図中ラインセ
ンタ（０mm位置）より右側について見ると、−800 〜−
600mm 位置の冷却水量は、クロス角０゜の場合は200 ｌ
／分・ｍであるのに対し、クロス角1.6 ゜の場合では、
150 ｌ／分・ｍとしている。また、−400 〜−200mm 位
置の冷却水量は、クロス角０゜の場合は200 ｌ／分・ｍ
であるのに対し、クロス角1.6 ゜の場合では180 ｌ／分
・ｍとしている。このように、突起部を滑らかにするた
めの幅方向各位置での冷却水量を近傍に対する冷却水量
を、クロス角に応じて変更することで、クロス角がどの
ような値であっても上下ワークロールの間隙の幅方向分
布を滑らかにすることができる。

【００２２】なお、上記実施形態に示したワークロール
冷却装置では、幅方向に10個の水冷ノズルを配列させて
幅方向各位置の冷却を受け持たせているが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、必要とするワークロール
プロフィールに応じて水冷ノズル数を自由に決めること
が可能である。また、冷却水量等についても、圧延温度
等の圧延条件に応じて適切な設備能力を持たせることが
望ましく、上記に限定されるものでないことは言うまで
もない。

【００２３】また上記実施形態においては、熱間仕上圧
延機の最終の２スタンドに本発明を適用した例を示した
が、本発明はこれに限定されず、他のスタンドに適用で
きることは言うまでもない。

【００２４】

【実施例】本発明の形状制御を適用した実施例について
説明する。図１に示す本発明を適用した本発明例と、形
状制御を行わない従来例のそれぞれについて圧延を実施
し、被圧延材の板幅方向の形状比較を行った。まず、被
圧延材として1000mm幅の低炭素鋼鋼帯と1200mm幅の低炭
素鋼鋼帯を用意し、交互に圧延を行い、計50コイルの本
発明例の圧延を行った。次に、同様にして従来例の圧延
を行っている。

【００２５】その結果を図５に示す。図５は、被圧延材
を圧延後、その幅方向プロフィルを測定し表示したもの
である。ここで、従来例の49本目では1000mm幅材の板幅
方向の両端部にエッジビルドアップと呼ばれる突起部が
顕著に現れている。そして、50本目の1200mm幅材におい
て、両端部にはエッジビルドアップが現れており、さら
に、1000mm幅相当位置には、高さ40μｍにもなるハイス
ポットが発生している。

【００２６】これに対し、本発明例では、49本目におけ
るエッジビルドアップも比較的小さく、50本目に認めら
れるハイスポットも高さ５μｍと問題とはならないレベ
ルに抑えられている。

【００２７】

【発明の効果】本発明の適用により、クロス圧延機のク
ロス角に応じた最適のワークロール水冷が可能となり、
クロス圧延機における被圧延材の幅方向の形状制御を最
適化することができた。本発明によって、圧延スケジュ
ールを気にすることなく、幅戻り圧延も自由に行うこと
ができるようになった。そのため、圧延順の規制を大幅
に緩和でき、生産性向上に大きく寄与することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の形状制御装置を示す構成図であり、
（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図２】本発明の形状制御について説明するブロックダ
イアグラムである。

【図３】ロール軸方向での上下ロール間隙を示す図であ
る。

【図４】本発明の形状制御における冷却水量パターンの
例を示すグラフである。

【図５】被圧延材の幅方向プロフィルを示すグラフであ
る。

【図６】ワークロールの摩耗による段差部を解消するた
めの従来の方法を説明するグラフである。

【図７】ワークロールのロールプロフィルおよびクロス
角毎の上下ロール間隙を示すグラフである。

【符号の説明】

2a、2b ワークロール 3a、3b バックアップロール 4a、4b 水冷ノズル（ワークロール水冷手段）５形状制御装置６クロス角調節装置（クロス角設定手段）７、7a、7b プロフィルメータ（プロフィルの測定手
段） 8a、8b バルブ（冷却水量調整手段） 10 水配管 11 水ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鳴海宏千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者瀧本高史千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者潮海弘資千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者菱沼至千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者多田昌哉千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者落合政信千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内Ｆターム(参考） 4E024 AA03 BB08 DD04 DD09 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下のワークロールをクロスさせて被圧
延材を圧延するクロス圧延機における形状制御方法であ
って、ワークロールの軸方向に複数配置され、独立して
冷却水量の調整が可能なワークロール水冷手段のそれぞ
れの冷却水量を、ワークロールプロフィルの予測値また
は実測値とワークロールのクロス角に基づいて設定し、
ワークロール表面の冷却を制御することで被圧延材の形
状を制御することを特徴とするクロス圧延機における形
状制御方法。
【請求項２】上下のワークロールをクロスさせて被圧
延材を圧延するクロス圧延機における形状制御装置であ
って、ワークロールの軸方向に複数配置され、独立して
冷却水量の調整が可能なワークロール水冷手段と、ワー
クロールプロフィルの予測手段または測定手段と、ワー
クロールのクロス角を設定するクロス角設定手段と、ワ
ークロールプロフィルとワークロールのクロス角に基づ
きワークロール水冷手段のそれぞれの冷却水量を調整す
る冷却水量調整手段と、から構成されるクロス圧延機に
おける形状制御装置。