JP2002205107A - 薄物ブリキ用鋼板の冷間圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、板厚変動が少なく、±１％と
いう板厚精度を満足できる薄物ブリキ用鋼板の冷間圧延
方法を提供することにある。 【解決手段】複数の圧延スタンドにワークロールシフト
機能を備えた全ｎ段の圧延スタンドを有する冷間圧延機
により薄物ブリキ用鋼板を冷間圧延するに際し、下記
（ａ）および／または（ｂ）を制御することにより、第
２段目以降の圧延スタンドであって、ワークロールシフ
ト機能を有する少なくとも１つの圧延スタンドの水平分
力を制御することを特徴とする薄物ブリキ用鋼板の冷間
圧延方法。 （ａ） 第２段目以降の圧延スタンドであって、ワーク
ロールシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタン
ドの後方張力設定値 （ｂ） 第２段目以降の圧延スタンドであって、ワーク
ロールシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタン
ドの圧下量

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数段の圧延スタ
ンドを有する冷間圧延機による、薄物ブリキ用鋼板の冷
間圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワークロールシフト機能を有する圧延機
では、被圧延鋼板の寸法、材質（変形抵抗）および目標
板厚プロフィルに応じてワークロールが板幅方向へシフ
トされ、圧延が行われる。

【０００３】図３〜図５に示すようにワークロールシフ
ト機能を有する圧延機では、一般的にハウジング４内に
シリンダーブロック５を配置し、更にその内側にワーク
ロールチョック３が組込まれている。シリンダーブロッ
ク５とワークッロールチョック３はロックピンで固定さ
れ、駆動側のシリンダーブロック５が更にシフトシリン
ダー１０へと連結されている。このシフトシリンダー１
０によりシリンダーブロック５、ワークロールチョック
３およびワークロール１が幅方向にシフトされる。８は
カップリングでスピンドル７とワークロール１との結合
部である。また、２はバックアップロールで、９は減速
機である。

【０００４】冷間圧延では、種々の寸法・材質および目
標プロフィルがあり、上記のような冷間圧延機を用いた
鋼板の圧延では頻繁にワークロールシフトが実施され、
このためハウジング４とシリンダーブロック５間のライ
ナー６は摺動抵抗を受け偏磨耗する。

【０００５】一方、ワークロール組替えを実施するため
にシリンダーブロック５とワークロールチョック３の間
は１〜２ｍｍ程度の間隙を持つ必要があるが、このよう
な間隙が圧延時のガタの要因となる。また、圧延中の加
工発熱とワークロールチョックのベアリング部の発熱に
よるワークロールチョックの熱膨張により、あるいはワ
ークロールの組替えそのものによりライナーに磨耗が発
生する。以上のような間隙（ガタ）やライナー磨耗によ
り圧延時の振動が増幅され、板厚変動が発生するという
問題がある。

【０００６】これらの問題点を解決するために従来より
以下のような技術が開示されている。

【０００７】特開昭５４−２２４６号には、ワークロー
ルのふらつきを防止するために、ハウジング入側のチョ
ック間隙調整装置により、ワークロールのオフセット量
の調整をすると同時にワークロールチョックとハウジン
グとの間隙を零にすることが示されている。

【０００８】特開平６−１９８３１５号には、ロールチ
ョックかハウジングのいずれかにガイドローラを設け、
このガイドローラに予圧機構で圧力を掛けるようにして
ガイドローラとハウジングとの隙間を無くすようにした
ロール用の軸受装置が示されている。

【０００９】特開平８−１０８０７号には、板厚変動の
ない高品質の圧延製品を圧延するために、圧下力でバッ
クアップロール軸受の当接端面が入側部材に押付けられ
ると共に、楔状部材を介してワークロール軸受本体が出
側部材側に押付けられ、上・下部ワークロールの通板方
向の振動が抑制される。また同時に、上・下部ワークロ
ールの上下方向の振動が制振機構で制振されることが示
されている。

【００１０】特開平１１−１６９９１８号には、圧延機
の振動を低減し、高能率圧延を可能にする圧延機とする
ために、ハウジングの側部に剛性低減部を設けることに
より、圧延時の荷重によってハウジングの側部が内側側
方に狭まり、チョックとハウジングのギャップをゼロに
近づけ、水平方向剛性を大きくすることが示されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、初期間隙または均一なライナーの磨耗
は抑えることができても局部的な偏磨耗までは抑えるこ
とができない。

【００１２】最近の薄物ブリキ用鋼板等に求められる品
質は、さらに板厚変動の少ない±１％以内という板厚精
度の高い高品質の圧延製品を安定して供給することであ
るが、そのためには上記の局部的な偏磨耗をも抑え込む
必要がある。そのためには、頻繁に長時間の生産停止を
して全ライナー取替えを実施するか、画期的な冷間圧延
機の圧延条件を設定するしかなかった。

【００１３】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、板厚変動が少なく、±１％という板厚精度
を満足できる薄物ブリキ用鋼板の冷間圧延方法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、板厚変動
が少なく、高精度な板厚精度を満足できる薄物ブリキ用
鋼板の冷間圧延方法を見出すべく、試験およびその結果
についての検討を行った。その結果、第１と第２スタン
ドにワークロールシフト機能を備えた全５段の圧延スタ
ンドを有する冷間圧延機において、第２スタンドに水平
振動が観察され、この第２スタンドで板厚精度を満足で
きなくなるが、前記第２スタンドの水平分力が−２トン
以上となるように制御することにより、板厚変動が少な
く、特に±１％という板厚精度の高い薄物ブリキ用鋼板
を安定して製造できることを知見した。

【００１５】また、さらに検討した結果、第１と第２ス
タンドにワークロールシフト機能を備えた冷間圧延機に
限らず、３スタンド以上の複数の圧延スタンドにワーク
ロールシフト機能を備えた圧延スタンドを有する冷間圧
延機により薄物ブリキ用鋼板を冷間圧延する場合に、第
２段目以降の圧延スタンドであって、ワークロールシフ
ト機能を有する少なくとも１つの圧延スタンドの水平分
力を、それが負値ならばその絶対値が小さくなるよう
に、もしくは正値となるように制御することにより、前
記スタンドの水平振動を抑制でき、板厚変動が少なく、
高精度の板厚精度を満足できる薄物ブリキ用鋼板を圧延
できることがわかった。

【００１６】本発明の複数段の圧延スタンドを有する冷
間圧延機による、薄物ブリキ用鋼板の冷間圧延方法はこ
のような知見に基づきなされたもので、以下のような特
徴を有する。

【００１７】（１）複数の圧延スタンドにワークロール
シフト機能を備えた全ｎ段の圧延スタンドを有する冷間
圧延機により薄物ブリキ用鋼板を冷間圧延するに際し、
下記（ａ）および／または（ｂ）を制御することによ
り、第２段目以降の圧延スタンドであって、ワークロー
ルシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタンドの
水平分力を制御することを特徴とする薄物ブリキ用鋼板
の冷間圧延方法。

【００１８】（ａ） 第２段目以降の圧延スタンドであ
って、ワークロールシフト機能を有する少なくとも１つ
の圧延スタンドの後方張力設定値 （ｂ） 第２段目以降の圧延スタンドであって、ワーク
ロールシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタン
ドの圧下量 （２）少なくとも第１圧延スタンドと第２圧延スタンド
がワークロールシフト機能を備えている冷間圧延機によ
り薄物ブリキ用鋼板を冷間圧延するに際し、下記（ａ）
および／または（ｂ）を制御することにより、第２圧延
スタンドの水平分力を−２トン以上となるように制御す
ることを特徴とする上記（１）に記載の薄物ブリキ用鋼
板の冷間圧延方法。

【００１９】（ａ） 第２圧延スタンドの後方張力設定
値 （ｂ） 第２圧延スタンドの圧下量 ここで、本発明においてマイナスで表される水平分力と
は、圧延材に対して圧延材進行方向とは逆方向に作用す
る水平分力を意味する。

【００２０】

【発明の実施の形態】第１と第２スタンドにワークロー
ルシフト機能を備えた冷間圧延機に限らず、３スタンド
以上の複数の圧延スタンドにワークロールシフト機能を
備えた圧延スタンドを有する冷間圧延機により薄物ブリ
キ用鋼板を冷間圧延する場合に、第２段目以降の圧延ス
タンド（第２段目圧延スタンドを含む）であって、ワー
クロールシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタ
ンドの水平分力を、それが負値ならばその絶対値が小さ
くなるように、もしくは正値となるように制御すること
により、前記スタンドの水平振動を抑制でき、板厚変動
が少なく、高精度の板厚精度を満足できる薄物ブリキ用
鋼板を圧延できる。

【００２１】以下の実施の形態は４段圧延機を５スタン
ド有し、ワークロールシフト機能が第１および第２スタ
ンドに装備されている冷間圧延設備を用いる場合につい
て説明するが、本発明法が適用される冷間圧延設備の圧
延機の形式、スタンド数、およびワークロールシフト機
能を有するスタンドの数、段数などはこれに限らない。

【００２２】図１および図２は本発明の薄物ブリキ用鋼
板の冷間圧延方法の一実施形態を示すもので、板厚変動
が少なく、±１％という板厚精度を満足できる薄物ブリ
キ用鋼板の冷間圧延方法の実施形態を示している。

【００２３】図１は冷間圧延機の正面図で、４段圧延機
（４Ｈｉ）で構成される圧延スタンドを５スタンド有
し、ワークロールシフト機能が第１および第２スタンド
に装備されている。図中、ＮＯ．１〜ＮＯ．５はスタン
ド段数を示す。各圧延スタンドにおいて、１はワークロ
ール（作業ロール）、２はバックアップロール（支持ロ
ール）である。

【００２４】図２はワークロール１に作用する力のつり
あいを示す説明図で、ワークロール１をバックアップロ
ール２の中心である圧延機中心より距離ｅだけオフセッ
トして配置する。このため、ワークロール１に作用する
圧延力Ｆは、圧延ラインに対し傾斜し、荷重水平分力Ｆ
_hを発生する。

【００２５】力の釣合いより圧延ライン方向の水平分力
は以下の式で表される。 水平分力＝Ｔ_f＋Ｆ_h−Ｔ_b ここで、Ｔ_f：前方張力 Ｔ_b：後方張力 Ｆ_h：荷重水平分力 であり、Ｔ_f、Ｆ_hおよびＴ_bの値は正値とする。ここで
Ｆ_hはどのスタンドでも荷重の０．５〜０．７％で、通
常５トン前後であり、通常第２スタンドから第５スタン
ドまでＴ_b＞Ｔ_fとなる。通常第２スタンドの後方張力Ｔ
_bは約２６〜２８トンで前方張力Ｔ_fは約１５〜１６トン
であり、第２スタンド水平分力は−５トン前後となる。

【００２６】このように、第２スタンドから第５スタン
ドまでの水平分力は通常負値となるが、本発明では第２
スタンドの水平振動の限界値が水平分力−２トンであ
り、第２スタンド水平分力＞−２トンならば第２スタン
ドの水平振動が減少し、その結果板厚変動が少なく、±
１％という板厚精度を満足できることが判った。

【００２７】これに対し、第１スタンドは後方張力Ｔ_b
が十分小さく水平分力は常にプラス側になるので、振動
は起きないと考えられる。

【００２８】第２スタンドでの水平振動は、以下のよう
な原因で発生するものと考えられる。 第２スタンドはワークロールシフト機能を有するた
め、ワークロールチョック３の外側に約２．５〜３ｍの
スピンドル７がワークロール軸端部より連結されてい
る。ワークロールシフト位置によってスピンドルの長さ
が変化する。（図３〜図５参照） 上記スピンドル７はワークロールチョック位置で振回
り、この振回りの大きさはスピンドル７が長い程大きく
なる。すなわち、スピンドル７が短い時には上記振回り
の振幅は約０．４ｍｍ程度であるが、スピンドル７が長
くなった時の振回りの振幅は約１．５ｍｍにもなり、こ
の変位がシリンダーブロック５に振動として伝達され
る。 第２スタンドの負の水平分力が大きい場合に、上記の
ようなスピンドルの大きな振回りを生じると、第２スタ
ンドの水平方向の振動が大きくなる。 第１スタンドと第２スタンドの間の張力の変動が発生
する。 第２スタンドで板厚変動が発生する。

【００２９】これに対して、水平分力が−２トンより大
であるならば、スピンドル７の振回り大の場合であって
も水平振動の振幅は減少し、張力の変動、板厚変動は生
じない。

【００３０】第２スタンドの水平分力が−２トン以上と
なるように制御する方法としては、第１スタンドと第２
スタンドの間の張力設定値を制御すること、および／ま
たは第２スタンドの圧下量を制御することにより可能で
ある。

【００３１】第１と第２スタンドにワークロールシフト
機能を備えた冷間圧延機に限らず、３スタンド以上の複
数の圧延スタンドにワークロールシフト機能を備えた圧
延スタンドを有する冷間圧延機により薄物ブリキ用鋼板
を冷間圧延する場合に、第２段目以降の圧延スタンド
（第２段目圧延スタンドを含む）であって、ワークロー
ルシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタンドの
水平分力を制御する方法としては、第２段目以降の圧延
スタンドであって、ワークロールシフト機能を有する少
なくとも１つの圧延スタンドの後方張力設定値を制御す
ること、および／または第２段目以降の圧延スタンドで
あって、ワークロールシフト機能を有する少なくとも１
つの圧延スタンドの圧下量を制御することにより可能で
ある。

【００３２】

【実施例】図１および図２に示すような冷間圧延機を用
い、本発明法を実施して、板厚２．４ｍｍの鋼板を板厚
０．２７ｍｍ、板幅１０００ｍｍの薄物ブリキ用鋼板に
冷間圧延した。本薄物ブリキ用鋼板の板厚精度は±３μ
ｍであった。

【００３３】図１は冷間圧延機の正面図で、４段圧延機
（４Ｈｉ）で構成される圧延スタンドを５スタンド有
し、ワークロールシフト機能が第１および第２スタンド
に装備されている。図中、ＮＯ．１〜ＮＯ．５はスタン
ド段数を示す。各圧延スタンドにおいて、１はワークロ
ール（作業ロール）、２はバックアップロール（支持ロ
ール）である。

【００３４】ワークロール１の直径は５０５ｍｍ、バッ
クアップロール２の直径は１３６８ｍｍでオフセット量
ｅは６ｍｍである。荷重水平分力Ｆ_hは図２の位置関係
より圧延力に分力係数０．００６４（オフセット量ｅ/
（ワークロール半径＋バックアップロール半径））を乗
じて求められる。

【００３５】表１は本発明法を実施する前の、第１〜第
５スタンドでの板厚、圧下率、荷重、後方張力Ｔ_b、前
方張力Ｔ_fを示している。第２スタンドでの圧下率は４
０．６％、後方張力Ｔ_bは２６．０トン、前方張力Ｔ_fは
１５．７トンであった。このとき第２スタンドでの水平
分力は−４．３トンとなって水平振動が発生し、板厚変
動が生じた。図６はこの水平振動が発生したときの、第
２スタンドでの後方張力Ｔ_b、すなわち、第１スタンド
と第２スタンドの間の張力の変動を示し、図７は第２ス
タンドでの板厚変動を示し、図８は第２スタンドのシリ
ンダーブロックでの水平振動の振幅を示す。図６の第１
スタンドと第２スタンドの間の張力の変動は約２４．５
〜２６トンであり、図７の第２スタンドでの板厚変動は
約±４μｍであり、図８の第２スタンドのシリンダーブ
ロックでの水平振動の振幅は約０．１Ｇ（Ｇは重力加速
度）であった。

【００３６】表２は第１スタンドと第２スタンドの間の
張力設定値を制御することにより、本発明法を実施した
結果であり、第１〜第５スタンドでの板厚、圧下率、荷
重、後方張力Ｔ_b、前方張力Ｔ_fを示している。第２スタ
ンドでの圧下率は４０．６％、後方張力Ｔ_bは２０．７
トン、前方張力Ｔ_fは１６．０トンであった。すなわ
ち、第１スタンドと第２スタンドの間の張力設定値を２
６．０トンから２０．７トンに減少させた。このとき第
２スタンドでの水平分力は＋１．７トンとなって水平振
動は減少し、板厚変動は大幅に減少した。図９はこのと
きの第２スタンドでの後方張力Ｔ_b、すなわち、第１ス
タンドと第２スタンドの間の張力の変動を示し、図１０
は第２スタンドでの板厚変動を示し、図１１は第２スタ
ンドのシリンダーブロックでの水平振動の振幅を示す。
図９の第１スタンドと第２スタンドの間の張力の変動は
約１９．７〜２０．５トンであり、図１０の第２スタン
ドでの板厚変動は約±１．５μｍであり、図１１の第２
スタンドのシリンダーブロックでの水平振動の振幅は約
０．０２Ｇ（Ｇは重力加速度）であった。

【００３７】表３は第２スタンド単体の圧下量を制御
し、かつ第１スタンドと第２スタンドの間の張力設定値
を制御することにより、本発明法を実施した結果であ
り、第１〜第５スタンドでの板厚、圧下率、荷重、後方
張力Ｔ_b、前方張力Ｔ_fを示している。第２スタンドでの
圧下率を４０．６％から４１．４％に増加させた。第２
スタンドでの後方張力Ｔ_bは２３．４トン、前方張力Ｔ_f
は１４．８トンであった。すなわち、第１スタンドと第
２スタンドの間の張力設定値を２６．０トンから２３．
４トンに減少させた。このとき第２スタンドでの水平分
力は−１．８トンとなって水平振動は減少し、板厚変動
は大幅に減少した。図１２は第２スタンドのシリンダー
ブロックでの水平振動の振幅を示す。図１２の第２スタ
ンドのシリンダーブロックでの水平振動の振幅は約０．
０２Ｇ（Ｇは重力加速度）であった。

【００３８】なお、図６〜図１２の横軸は時間であり、
第２スタンドのワークロール１回転の周期がＴ秒であ
る。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】第２スタンドの水平分力が−２トン以上と
なるように制御することにより、図８と図１１、図１２
との比較により第２スタンドのシリンダーブロックでの
水平振動の振幅が減少し、図６と図９との比較により第
２スタンドでの後方張力Ｔ_b、すなわち、第１スタンド
と第２スタンドの間の張力の変動の最大値が減少し、図
７と図１０との比較により第２スタンドでの板厚変動が
減少して±３μｍ（±１％）という板厚精度を満足でき
るようになったことが明らかになった。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧延スタンドの水平振動を減少させることにより板厚変
動が少ない冷間圧延機の圧延条件を設定することができ
る。これにより±１％という板厚精度を満足できる薄物
ブリキ用鋼板の冷間圧延方法が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の薄物ブリキ用鋼板の冷間圧延方法の一
実施形態を示す冷間圧延機の正面図

【図２】本発明の薄物ブリキ用鋼板の冷間圧延方法の一
実施形態を示すワークロールに作用する力のつりあいを
示す説明図

【図３】ワークロールシフト機能を示すワークロールの
正面図

【図４】ワークロールシフト機能を示すワークロールの
平面図

【図５】ワークロールシフト機能を示す冷間圧延機の正
面図

【図６】従来法の冷間圧延機の第１スタンドと第２スタ
ンドの間の張力の変動を示すデータ

【図７】従来法の冷間圧延機の第２スタンドの板厚変動
を示すデータ

【図８】従来法の冷間圧延機の第２スタンドのシリンダ
ーブロック上の水平方向振動を示すデータ

【図９】本発明法の冷間圧延機の第１スタンドと第２ス
タンドの間の張力の変動を示すデータ

【図１０】本発明法の冷間圧延機の第２スタンドの板厚
変動を示すデータ

【図１１】本発明法の冷間圧延機の第２スタンドのシリ
ンダーブロック上の水平方向振動を示すデータ

【図１２】本発明法の冷間圧延機の第２スタンドのシリ
ンダーブロック上の水平方向振動を示すデータ

【符号の説明】

１ ワークロール ２ バックアップロール ３ ワークロールチョック ４ ハウジング ５ シリンダーブロック ６ ライナー ７ スピンドル ８ カップリング ９ 減速機 １０ シフトシリンダー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧延スタンドにワークロールシフ
   ト機能を備えた全ｎ段の圧延スタンドを有する冷間圧延
   機により薄物ブリキ用鋼板を冷間圧延するに際し、下記
   （ａ）および／または（ｂ）を制御することにより、第
   ２段目以降の圧延スタンドであって、ワークロールシフ
   ト機能を有する少なくとも１つの圧延スタンドの水平分
   力を制御することを特徴とする薄物ブリキ用鋼板の冷間
   圧延方法。 （ａ） 第２段目以降の圧延スタンドであって、ワーク
   ロールシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタン
   ドの後方張力設定値 （ｂ） 第２段目以降の圧延スタンドであって、ワーク
   ロールシフト機能を有する少なくとも１つの圧延スタン
   ドの圧下量
2. 【請求項２】 少なくとも第１圧延スタンドと第２圧延
   スタンドがワークロールシフト機能を備えている冷間圧
   延機により薄物ブリキ用鋼板を冷間圧延するに際し、下
   記（ａ）および／または（ｂ）を制御することにより、
   第２圧延スタンドの水平分力を−２トン以上となるよう
   に制御することを特徴とする請求項１に記載の薄物ブリ
   キ用鋼板の冷間圧延方法。 （ａ） 第２圧延スタンドの後方張力設定値 （ｂ） 第２圧延スタンドの圧下量