JP2005125333A - 厚板材の圧延方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被矯正材である板幅方向に温度分布のある温間厚板材あるいは制御冷却材を矯正するに際し、被矯正材を常温まで冷却した後でも、平坦度が良好で所定の寸法に製品を切断した際のうねりや曲がりの無い製品である厚板材を安定的に製造する圧延方法を提供する。
【解決手段】 少なくとも上下いずれか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールにそれぞれ独立に荷重検出装置、圧下機構および圧下位置検出装置とを設けた板圧延機で、温間厚板材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度信号を平均化処理して中央の分割バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度との偏差を求め、得られた温度偏差に基づきその熱膨張量が冷却後の矯正材の板形状に及ぼす影響を解消するように、前記板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、少なくとも上下いずれか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールにそれぞれ独立に荷重検出装置、圧下機構および圧下位置検出装置とを設けた板圧延機で、板幅方向に温度分布のある温間厚板材あるいは制御冷却された板幅方向に温度分布の無い厚板材または制御冷却された板幅方向に温度分布のある厚板材を矯正する圧延方法に関するものである。

近年、厚鋼板と呼ばれる鋼材の品質要求は厳格化されつつ有り、この要求に応えるために様々な圧延および矯正技術が開発されている。一般に、上述した厚鋼板は、厚鋼板圧延設備すなわち厚板圧延工場において、仕上圧延を終了した圧延板が、冷却装置およびまたは冷却床を経て、せん断、熱処理、形状矯正、塗装等の精整工程に搬送され、ここで製品となって出荷されている。
メーカで二次加工する際、所定の寸法に製品を切断した際のうねりや曲がりの無い製品が望まれているけれども、所定の寸法に製品を切断した際のうねりや曲がりに際しては、対応手段が無く、製品出荷時の平坦度を保証するために、レベラーやプレスによる矯正行うことによって対処してきた。しかしながら、３分割以上に分割された分割バックアップロールのそれぞれについて荷重分布を検出して、圧延材とワークロール間の荷重分布を推定し、推定した荷重分布に基づいて板形状を制御する板圧延機（例えば、特許文献１または特許文献２参照）で厚板材を矯正する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。この板圧延機では、原理的に圧延機出側で板形状を計測してフィードバックする必要はなく、したがって時間遅れなく直接的に板形状を制御することができる。この板圧延機によれば、良好な板品質、つまり良好な板プロフィルおよび平坦度を得ることができる。以下、このような板圧延機を知能型板圧延機という。

この知能型板圧延機は言い換えると、圧延材の圧延時の板形状と密接な関係のある圧延時の圧延材〜ワークロール間の荷重分布を、３分割以上に分割された分割バックアップロールのそれぞれについて検出していることとなり、矯正時に矯正する厚板材に温度分布がある場合、矯正直後には平坦で厚板材に残留している応力が小さくても、常温まで冷却されると、板厚が薄く幅が広い場合には平坦度は悪化し、板厚が厚い場合には平坦度は悪化しないものの厚板材に残留している応力が大きくなり、平坦度が良好で所定の寸法に製品を切断した際のうねりや曲がりの無い製品である厚板材を安定的に製造することはできなかった。
一般に、板厚が５ｍｍ未満の薄いストリップの場合には圧延後に残留する応力に応じて平坦度として板形状に表れるため、例えば圧延機出側に形状検出器を設けて圧延後の板形状と圧延機出側に設けた温度検出器で矯正後直後の板温度分布を測定し、冷却後の熱収縮の影響を解消するように圧延機の形状制御端（ワークロールベンダー、中間ロールベンダー、中間ロールシフト、ワークロールクロス角など）を制御する方法が挙げられるが、厚板材の場合には圧延（矯正）後に残留する応力に応じて平坦度として板形状に表れることはほとんど無いため、上述の既存技術は適用することはできなかった。このため、厚板材では被矯正材は常温まで冷却した後に矯正することが常識であった。しかしながら、近年生産性を向上させることと製品納期の短縮化を狙って、知能型板圧延機で温度４００℃程度までの温間厚板材を矯正したいという要望が強まっている。

一方、この知能型板圧延機では、矯正時の板形状は、圧延材〜ワークロール間の荷重分布を推定する際、変形抵抗が必要であり、板幅方向に変形抵抗の分布がある場合、それを正確に考慮しないと推定した板形状精度が悪化するという問題がある。一般の厚板材ではこの変形抵抗の板幅方向の分布は在っても小さいので、上記形状推定精度には問題は無いが、制御冷却を行った厚板材料（以下、ＣＬＣ材と称す）では、冷却の不均一によって冷却後の被矯正材の厚板材の幅方向には変形抵抗の分布が存在し、知能型板圧延機での形状制御性が悪化するという問題がある。
特開平５−４８３７５号公報 特開平５−６９０１０号公報 特開２００２−６６６０３号公報

本発明は、上述した要望に応えるものであり、少なくとも上下いずれか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールにそれぞれ独立に荷重検出装置、圧下機構および圧下位置検出装置とを設けた板圧延機で、被矯正材である板厚５ｍｍ以上でかつ板表面温度が４００℃以下の板幅方向に温度分布のある一般の温間厚板材を矯正するに際し、被矯正材を常温まで冷却した後でも、平坦度が良好で所定の寸法に製品を切断した際のうねりや曲がりの無い製品である厚板材を安定的に製造する圧延方法を提供するものである。
また加えて、本発明は、知能型板圧延機で板幅方向に温度分布のあるまたはいた幅方向に温度分布の無いＣＬＣ材を矯正する際に、目標とする板形状が得られるように高精度に形状制御を可能とする圧延方法を提供するものである。

本発明の請求項１は、少なくとも上下いずれか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールにそれぞれ独立に荷重検出装置、圧下機構および圧下位置検出装置とを設けた板圧延機で、被矯正材である板厚５ｍｍ以上でかつ板表面温度が４００℃以下の板幅方向に温度分布のある温間厚板材を矯正する際に、少なくとも該板圧延機入側に設置した温度検出器で該温間厚板材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度信号を平均化処理して中央の分割バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の温度と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の温度との偏差を求め、得られた温度偏差に基づきその熱膨張量が冷却後の矯正材の板形状に及ぼす影響を解消するように、該板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御することを特徴とする厚板材の圧延方法であり、
本発明の請求項２は、請求項１に記載の厚板材の圧延方法において、得られた平均化処理された温度信号に基づいて各分割バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の変形抵抗を推定して、該板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を演算し、得られら該板形状が予め設定した目標値になるように該板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御することを特徴とする厚板材の圧延方法である。
また、本発明の請求項３は、ＣＬＣ材を対象とするもので、少なくとも仕上圧延機および仕上圧延機で圧延された厚板材の冷却装置を有し、該冷却装置の下流側に、少なくとも上下どちらか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールには、それぞれ独立に荷重検出装置、圧下装置およびロール位置検出装置を設けた板圧延機を配置してなる厚鋼板圧延設備により、被矯正材である板厚５ｍｍ以上の厚板材を矯正する際に、前記冷却装置出側にて被矯正材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度から矯正時の板圧延機の各分割バックアップロール直下の被矯正材の変形抵抗を演算し、該変形抵抗を用いて前記板圧延機の矯正時の板形状を推定し、この板形状が予め指定した目標板形状と一致するように板形状を制御することを特徴とする厚板材の圧延方法であり、
請求項４は、請求項３の方法において、少なくとも板圧延機入側に設置した温度検出器で温間厚板材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度信号を平均化処理して中央の分割バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度との偏差を求め、得られた温度偏差に基ずきその熱膨張量が冷却後の矯正材の板形状に及ぼす影響を解消するように、板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御することを特徴とし、
更に、請求項５は、請求項４の方法において、変形抵抗の演算に、冷却装置出側の被矯正材の検出温度及び板圧延機の入側の被矯正材の検出温度を用いることを特徴とする厚板材の圧延方法である。

従来技術では厚板材の温間圧延は矯正できなかったが、本発明によって温間矯正でも冷却後の良好な平坦度と条切り後でも反りの発生しない製品を安定的に製造することができる。また、従来では精度良く矯正できなかったＣＬＣ材についても、同様に良好な平坦度と条切り後でも反りの発生しない製品を安定的に製造することが可能となった。

図１は、温間厚板材に本発明を適用した場合の圧延機の一例を示す構成図である。この例では知能型板圧延機は対称６段圧延機であり、ミルハウジング５内に上下のインナーハウジング４、４′が昇降可能に支持されている。上ワークロール１は、上ワークロールチョック３を介して上インナールハウジング４に上下および水平方向に変位可能に支持されている。また、下ワークロール１′は下ワークロールチョック３′を介して下インナールハウジング４′に上下方向に変位可能に支持されている。また、図２に示すように、８組の分割バックアップロールからなる上入側分割バックアップロール２ａおよび９組の分割バックアップロールからなる上出側分割バックアップロール２ｂ（合計１７組）がそれぞれ、上インナーハウジング４に独立して取り付けられている。図示してはいないが上入・出側分割バックアップロール２ａ、２ｂのそれぞれには、圧下装置、荷重検出装置および圧下位置検出装置が個々に設けられている。８組の分割バックアップロールからなる下入側分割バックアップロール２ａ′および９組の分割バックアップロールからなる下出側分割バックアップロール２ｂ′（合計１７組）がそれぞれ、下インナーハウジング４′に独立して取り付けられている。図示してはいないが下入・出側分割バックアップロール２ａ′、２ｂ′のそれぞれについても、圧下装置、荷重検出装置および圧下位置検出装置が個々に設けられている。

上インナーハウジング４は、パスライン調整装置６により昇降され、被矯正材Ｓのパス位置が調整される。下インナーハウジング４′は、油圧圧下装置７により圧下力が加えられる。上下のワークロール１、１′のロール径は同径であり、図示してはいないが、これらの上下ワークロールには圧延時のトルクを伝達するためにスピンドルが連結されており、電動機および減速機を介して上下ワークロールは回転させられる。
知能型板圧延機の入・出側には、パスラインにそって材料を搬送するためのテーブルローラー８、９が設置されている。図示してはいないが上下のワークロール１、１′のチョック間には、ワークロールベンディング装置が設けられている。

また、知能型板圧延機の入側には板温度検出器１０が設置されており、板幅方向の温度を検出している。この板温度計は赤外線方式のものであり、板幅方向にスキャンさせることによって板幅方向の温度（Ｔ_ｉ）を、例えば、ピッチ約１０ｍｍでフル幅を５００ｍｓｅｃで検出するようにしている。得られた板幅方向の温度には異常値が含まれる場合があるので、板幅方向に平均化処理（各分割バックアップロール幅直下毎に平均化する。その際閾値を設け、閾値を超える異常データは無視する）して、各分割バックアップロール幅直下の平均板温度（Ｔ_ｉ′：ｉ＝１、１７）を計算し、中央に位置する分割バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の温度（Ｔ₉′）と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の温度（Ｔ_ｉ′）との偏差（△Ｔ＝Ｔ_ｉ′−Ｔ₉′）を求める。
厚板材の線膨張係数をαとすると、常温まで冷却された際に各分割バックアップロール直下と板中央との伸び差は単位長さ当たり△Ｌ_ｉ＝α・△Ｔで表される。厚板材のヤング率をＥとすると、各分割バックアップロール直下との板中央との応力差（△σ_ｉ：ｉ＝１、１７）はＥ・△Ｌ_ｉ生じることとなる。
従って、冷却後に板中央との応力差が生じないようにするためには、温間圧延時の厚板材の矯正直後の各分割バックアップロール直下の板形状を製品目標板形状にこの応力差を加えた値を矯正時の形状制御目標値として形状制御する。温度検出器と矯正機までには移送時間がかかるので、トラッキングを行う方が好ましい。板温度検出器は、知能型板圧延機の入側に限らず出側にも設置することが望ましく、両方の温度信号を用いてより精度の高い形状制御が可能となる。

上記圧延方法は温度分布が比較的小さい場合や温度分布があっても変形抵抗にはあまり影響が無い場合には有効であるが、そうでない場合には矯正時の知能型板圧延機による形状推定精度が悪化するので形状推定時に各分割バックアップロール胴長中心直下の変形抵抗を板温度によって変える必要がある。
予め矯正する厚板材から引張り試験片を作成し、圧延引張り試験法で常温から例えば４００℃までの温度範囲で雰囲気温度を変化させて０．２％耐力に及ぼす温度の影響を実験調査し、変形抵抗ｋに及ぼす温度Ｔと歪みεと関係式ｋ＝ｋ（ε、Ｔ）を作成する。得られた関係式から、知能型板圧延機で板〜ワークロール間荷重分布を推定して形状制御を行うが、その際、下記の本発明者らが既に出願している特開平６−２６２２２８号公報に開示されている方法を用いて形状制御する。

すなわち、第ｉ分割バックアップロールに作用する荷重をｑ_ｉ、その位置に対応する圧延材〜ワークロール間荷重をｐ_ｉとし、ワークロール軸心たわみの変形マトリクスをＫ^Ｗ _ｉｊ、分割バックアップロール系の変形マトリクスをＫ^Ｂ _ｉｊ、ロールクラウンの形式で表現したワークロールプロフィルをＣ^Ｗ _ｉ、分割バックアップロールプロフィルをＣ^Ｂ _ｉ、ワークロール軸心たわみをｙ^Ｗ _ｉとすると、分割バックアップロールとワークロールの適合条件より、式（１）が得られる。
ｙ^Ｗ _ｉ＝Ｋ^Ｂ _ｉｊｑ_ｊ＋Ｃ^Ｂ _ｉ＋Ｃ^Ｗ _ｉ （１）
なお、本明細書の数式では、同添字の繰り返しがある場合にはアインシュタインの総和規約を用いて表現する。また、Ｋ^Ｂ _ｉｊは第ｊ分割バックアップロールに単位荷重が負荷された時の第ｉ分割バックアップロールの変位を表す影響係数マトリクスであるが、ここでは、ハウジングの変形およびワークロール〜分割バックアップロールの接触による両ロールの偏平変形を含めた変形マトリクスを表す。Ｋ^Ｂ _ｉｊ、Ｋ^Ｗ _ｉｊ、ｙ^Ｗ _ｉは、すべてミルセンターからの相対位置のみを抽出する。

一方、ワークロールたわみは、変形マトリクスＫ^Ｗ _ｉｊおよび圧延材〜ワークロール間に作用する圧延荷重分布ｐ_ｉを用いて、式（２）で表される。
ｙ^Ｗ _ｉ＝Ｋ^Ｗ _ｉｊ（ｐ_ｊ−ｑ_ｊ） （２）
式（１）、式（２）よりｙ^Ｗ _ｉを消去すると圧延荷重分布ｐ_ｉは次式（３）のように求められる。
ｐ_ｉ＝ｑ_ｉ＋［Ｋ^Ｗ］^−１ _ｉｊ（Ｋ^Ｂ _ｊｋｑ_ｋ＋Ｃ^Ｂ _ｊ＋Ｃ^Ｗ _ｊ） （３）
式（３）の右辺で、［Ｋ^Ｗ］^−１ _ｉｊはＫ^Ｗ _ｉｊの逆マトリクスの成分であり、Ｋ^Ｂ _ｉｊとともに予め計算できるものである。また、Ｃ^Ｂ _ｊおよびＣ^Ｗ _ｊも測定あるいは推定可能な量であるので、本発明の圧延機によってｑ_ｋの測定値が得られれば式（３）により圧延材〜ワークロール間の圧延荷重分布ｐ_ｉは直ちに計算することが可能である。

ところで、圧延荷重ｐ_ｉは、一般に、入側板厚Ｈ、出側板厚ｈ、変形抵抗ｋ、摩擦係数μ、平均入側張力σ_ｂ、平均出側張力σ_ｆ、板形状を表現する伸びひずみ差Δεの関数であり、式（４）で与えられる。
ｐ_ｉ＝ｐ_ｉ（Ｈ、ｈ、ｋ、μ、σ_ｂ、σ_ｆ、Δε） （４）
これは、上記の関係式ｋ＝ｋ（ε、Ｔ）から、次のように表わされる。
ｐ_ｉ＝ｐ_ｉ（Ｈ、ｈ、ｋ（ε、Ｔ_ｉ′）、σｂ、σｆ、△ε） （５）
ここで、ロールバイト中のμは板幅方向にほとんど一定であり計算および実験によって求めることができ、変形抵抗ｋ（ε、Ｔ_ｉ′）と入側板厚Ｈと出側板厚ｈと平均入側張力σ_ｂと平均出側張力σ_ｆは上述の方法で計算された各分割バックアップロール幅直下の平均板温度（Ｔ_ｉ′：ｉ＝１、１７）と所望とする圧延条件を入力することによって与えられる。
従って、式（５）より、目標とする伸びひずみ差Δεを代入すれば、所望の形状が得られるための圧延荷重ｐ_ｉが求められる。前述した被矯正材の熱膨張量が冷却後の矯正材の板形状に及ぼす影響を解消するように、目標とする伸び歪み差△εを補正して式（５）から圧延荷重ｐ_ｉを求め、この圧延荷重ｐ_ｉを式（３）に代入することによって、所望の形状が得られるための各分割バックアップロールの荷重ｑ_ｉが求められる。そこで、各分割バックアップロールの荷重がｑ_ｉと一致するように各分割バックアップロールの荷重を見ながら各分割バックアップロールの変位を調整する。

次に、本発明をＣＬＣ材の矯正に適用した場合を説明する。
ＣＬＣ材は一般に常温まで冷却されてから矯正もしくは板幅方向に温度分布が小さい状態で矯正されることが多いが、場合によっては板幅方向に温度分布のある場ＣＬＣ材も矯正する必要もある。そこで、温度分布のある場合とない場合について説明する。
先ず、板幅方向に温度分布がないもしくは温度分布が小さい場合について説明する。
図２において、仕上圧延機１１は、通常は一対のワークロールを一対のバックアップロールで支持する機構の４段圧延機が用いられる場合が多いが、２段圧延機や６段以上の多段圧延機であってもよい。冷却装置１２は、仕上圧延機１１の下流側に位置し、圧延が終了した後の厚鋼板を所定の温度まで冷却する。冷却装置１２は、水を冷媒として使用する設備が一般的であるが、その他の冷媒を使用したものでも差し支えない。冷却装置１２では仕上げ圧延機１１で圧延された厚板材は制御冷却されてＣＬＣ材と呼ばれる材料が作られる。この冷却装置１２の下流側に板表面温度６００℃程度まで冷却された被矯正材の冷却後の板幅方向の温度分布を検出する温度計１４が配置されている。冷却装置１２の下流には図示してはいないが冷却床が配置されており、ここでＣＬＣ材は常温まで冷却される。仕上圧延機１１と冷却装置１２との間には、ローラレベラー等の装置が配備されている場合がある。冷却装置１２の下流側に、知能型板圧延機１６が配備されている。この知能型板圧延機１６は仕上圧延機１１に比べて小さい圧下率の圧延を実施するものであり、図面では略示しているが基本的には図１に示す構造のものと同じである。冷却装置１２と知能型板圧延機１６の間には軽圧下圧延機前面ピンチロール１５がある。図では軽圧下圧延機前面ピンチロール１５には、知能型板圧延機１６の上ワークロールよりも直径の大きい上ロールを有するピンチロールを示しているが、圧延板の垂直方向の位置を拘束するものであれば良い。従って、駆動しない小径のロールでも良いが、張力を付与できる構造にする方がより好ましい。さらに、軽圧下圧延機前面ピンチロール１５と知能型板圧延機１６の間に、知能型板圧延機１６への圧延板先端の咬み込み不良を防止するための上面ガイドを設けることが好ましい。

知能型板圧延機１６の下流には軽圧下圧延機後面ピンチロール１７が設置されている。図では軽圧下圧延機後面ピンチロール１７には知能型板圧延機１６の上ワークロールよりも直径の大きい上ロールを有するピンチロールを示しているが、被矯正材（被圧延材）Ｓの垂直方向の位置を拘束するものであれば良い。従って、駆動しない小径のロールでも良いが、張力を付与できる構造にする方がより好ましい。冷却装置１２と知能型板圧延機１６との間には、せん断、熱処理等の複数の精整工程の装置が配備されていても差し支えない。むしろ、せん断、熱処理工程については板形状を変化させる要因となる可能性があるので、知能型板圧延機１６の上流側に配置することが好ましい。なお、仕上圧延機１１と冷却装置１２の間、および冷却装置１２と知能型板圧延機１７との間は、ローラテーブルで直接結合されている形態が生産性の観点では好ましいが、コンベア、台車等の他の輸送手段で結合されている形態であっても差し支えない。

上記設備を用いて基礎実験を行った。
一般材と呼ばれる厚板材は冷却装置１２で緩冷却が行われて製造される。この際、温度計１４で板幅方向の温度分布を測定したところ、板端部が若干板中央部よりも温度は低いものの冷却床で常温まで冷却された材料の板幅方向の変形抵抗をサンプルを切り出し引張り試験を行って測定した結果、変形抵抗は板幅方向にはほとんど差は無かった。ＣＬＣ材と呼ばれる厚板材は冷却装置１２で急冷却が行われて製造されるが、この際、温度計１４で板幅方向の温度分布を測定した結果、板幅方向にピッチ約５０ｃｍ程度で２０℃〜６０℃の温度分布が測定され、冷却床で常温まで冷却された材料の板幅方向の変形抵抗をサンプルを切り出し引張り試験を行って測定した結果、板幅方向にピッチ約５０ｃｍ程度で優位差が認められ、温度が低い個所に相当する変形抵抗は温度が高い個所に相当する変形抵抗よりも３０〜８０ＭＰａ耐力が大きかった。同一のＣＬＣ材を冷却床入口で温度計を用いて測定した結果、板幅方向にピッチ約８０ｃｍ程度で１℃〜１０℃の温度分布が測定された。

冷却装置による冷却直後では、板幅方向に測定された温度分布と常温まで冷却されたＣＬＣ材の板幅方向の変形抵抗分布とは良好な相関が認められるものの、冷却装置で冷却されてから時間がたったＣＬＣ材は、伝熱によって温度分布は緩和されかつ温度差も小さくなる。従って、冷却装置１２の下流でできるだけ冷却終了後短時間にＣＬＣ材の温度分布を測定することが好ましい。
予め、冷却設備下流の温度計でＣＬＣ材の板温度（Ｔ_ＣＬＣ）と常温まで冷却した後のＣＬＣ材の変形抵抗（ｋ）の関係を実験によって求め、変形抵抗ｋに及ぼす温度Ｔ_ＣＬＣと歪みεと関係式近似式（ｋ＝ｋ（ε、Ｔ_ＣＬＣ））を作成する。得られた板幅方向の温度には異常値が含まれる場合があるので、板幅方向に平均化処理（各分割バックアップロール幅直下毎に平均化する、その際閾値を設け異常データは無視する）して、各分割バックアップロール幅直下に相当する平均板温度（Ｔ_ＣＬＣｉ：ｉ＝１、ｎ）を計算する。得られた関係式から、ＣＬＣ材を知能型板圧延機で矯正する際に、知能型板圧延機で板〜ワークロール間荷重分布を推定し、次式（６）で形状制御する。この式に到達する経緯は前記した特開平６−２６２２２８号公報に開示されている方法を用いればよい。
ｐ_ｉ＝ｐ_ｉ（Ｈ、ｈ、ｋ（ε、Ｔ_ＣＬＣｉ）、σｂ、σｆ、△ε） （６）
板幅方向に温度分布がある場合は、上述したように板圧延機入側の板温度検出器で得られた板幅方向の温度を、板幅方向に平均化処理（各分割バックアップロール幅直下毎に平均化する。その際閾値を設け、閾値を超える異常データは無視する）して、各分割バックアップロール幅直下の平均板温度（Ｔ_ｉ′：ｉ＝１、１７）を計算し、中央に位置する分割バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の温度（Ｔ₉′）と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の該温間厚板材の温度（Ｔ_ｉ′）との偏差（△Ｔ＝Ｔ_ｉ′−Ｔ₉′）を求める。
上述したように厚板材の線膨張係数をαとすると、常温まで冷却された際に各分割バックアップロール直下と板中央との伸び差は単位長さ当たり△Ｌ_ｉ＝α・△Ｔで表される。厚板材のヤング率をＥとすると、各分割バックアップロール直下との板中央との応力差（△σ_ｉ：ｉ＝１、１７）はＥ・△Ｌ_ｉ生じることとなる。
従って、冷却後に板中央との応力差が生じないようにするためには、温間圧延時の厚板材の矯正直後の各分割バックアップロール直下の板形状を製品目標板形状にこの応力差を加えた値を矯正時の形状制御目標値として前述した方法で形状制御する。温度検出器と矯正機までには移送時間がかかるので、トラッキングを行う方が好ましい。
板温度検出器は、知能型板圧延機の入側に限らず出側にも設置することが望ましく、両方の温度信号を用いてより精度の高い形状制御が可能となる。
さらに、精度を上げるためには、予め、冷却設備下流の温度計でＣＬＣ材の板温度（Ｔ_ＣＬＣ）と常温まで冷却した後のＣＬＣ材から引張り試験片を作成し、圧延引張り試験法で常温から例えば４００℃までの温度範囲で雰囲気温度を変化させて０．２％耐力に及ぼす温度の影響を実験調査し、変形抵抗ｋに及ぼす冷却設備下流の温度計のＣＬＣ材の板温度（Ｔ_ＣＬＣ）と温度Ｔと歪みεと関係式ｋ＝ｋ（ε、Ｔ_ＣＬＣ、Ｔ）を作成する。そして上述した方法で式（６）の代わりに式（７）を用いて形状制御する
ｐ_ｉ＝ｐ_ｉ（Ｈ、ｈ、ｋ（ε、Ｔ_ＣＬＣｉ、Ｔ_ｉ′）、σｂ、σｆ、△ε） （７）
なお、ここで用いる板温度は、知能型板圧延機の入側で測定した温度とすることもできるし、知能型板圧延機の入側に限らず出側の温度を用いてより精度の高い形状制御を行うこともできる。

本発明の実施例１に用いた圧延機は図１及び図２と同じものである。
［圧延条件および主仕様］
上下ワークロール：φ３００ｍｍ×５８００ｍｍ（上下ワークロール駆動）
分割バックアップロール：φ６００ｍｍ×３００ｍｍ（１７分割）
厚板材温度
３０℃：（温度分布無し：従来条件）
１００℃：（板端９０℃、温度差１０℃）
２００℃：（板端１８５℃、温度差１５℃）
３００℃：（板端２７５℃、温度差２５℃）
４００℃：（板端３６０℃、温度差４０℃）
伸び率：０．３％
厚板材：板厚：２０ｍｍ、板幅：５１００ｍｍ、長さ：３０ｍ
圧延速度：１００ｍ／ｍｉｎ
冷却後の板形状及び条切り後の反りに及ぼす圧延方法に実施結果を表１に示す。

なお、表１における評価基準は次のとおりである。
・平坦度
○：１ｍ長さあたりの平均波高さ１ｍｍ以内
△：１ｍ長さあたりの平均波高さ１ｍｍ超２ｍｍ以内
×：１ｍ長さあたり平均波高さ２ｍｍ超
・条切り後の反り（キャンバー）
○：１ｍ長さあたりの平均反り量１ｍｍ以内
△：１ｍ長さあたりの平均反り量１ｍｍ超３ｍｍ以内
×：１ｍ長さあたりの平均反り量３ｍｍ超
条切りはワークサイド及びドライブサイドの板端から１０ｍｍと２６０ｍｍの位置で板幅２５０ｍｍで全長をガス切断し、切断後の反り（キャンバー）を測定し、１ｍ長さあたりの平均反り量を求めた。

従来の温度分布を考慮しない圧延方法では、常温の厚板材を矯正する場合には全く問題は無いものの、温間である厚板材を矯正する場合には鋼種Ａ（変形抵抗に及ぼす温度の影響が小さい鋼種）では冷却後の平坦度は良好であるが、条切り後に反りが発生してしまう。また、鋼種Ｂ（変形抵抗に及ぼす温度の影響が小さい鋼種）では冷却後の平坦度も温度差が大きくなると不良になる。
本発明の請求項１記載の圧延方法では冷却後の平坦度は良好であるが、条切り後の反りについては鋼種Ａ(変形抵抗に及ぼす温度の影響が小さい鋼種)の温度差が大きい場合と、鋼種Ｂ（変形抵抗に及ぼす温度の影響が小さい鋼種）では不良になる。一方、本発明の特許請求２記載の圧延方法では、冷却後の平坦度および条切り後の反りについては全く問題が無かった。

この実施例２に用いた圧延設備は図３に示すものである。
［圧延条件および主仕様］
上下ワークロール：φ３００ｍｍ×５８００ｍｍ（上下ワークロール駆動）
分割バックアップロール：φ６００ｍｍ×３００ｍｍ（１７分割）
冷却直後の表面温度
６５０℃：（一般材：温度分布ほとんど無し、従来条件）
６００℃：（ＣＬＣ材：温度分布５０℃）
伸び率：０．３％
厚板材：板厚：２５ｍｍ板幅：５１００ｍｍ、長さ：３０ｍ
圧延速度：１００ｍ／ｍｉｎ
冷却後の板形状及び条切り後の反りに及ぼす圧延方法に実施結果を表２に示す。

なお、表２における平坦度及び条切り後の反り（キャンバー）についての評価基準は、実施例１の表１で示した基準と同じである。
表２から分かるように、従来の変形抵抗を考慮しない一般材の圧延方法では、常温の厚板材を強制する場合には全く問題は無いものの、ＣＬＣ材である厚板材を常温で矯正する場合には冷却後の平坦度は悪化し、条切り後に反りが発生してしまう。本発明の請求項３記載の圧延方法では、冷却後の平坦度および条切り後の反りについては、一般材およびＣＬＣ材とも良好であった。

本発明に係る圧延方法を実施するために用いる知能型板圧延機の概要を示す側面図である。 図１の圧延機における分割バックアップロールの分解例を示す平面図である。 本発明に係る他の圧延方法を実施するために用いる厚板材圧延設備の概要を示す側面図である。

符号の説明

１、１′：上および下ワークロール
２ａ、２ｂ：上入・出側分割バックアップロール
２ａ′、２ｂ′：下入・出側分割バックアップロール
３、３′：上・下ワークロールチョック
４、４′：上・下インナーハウジング
５：ミルハウジング ６：パスライン調整装置
７：油圧圧下装置 ８：入側テーブルローラ
９：出側テーブルローラー １０：板温度検出器
１１：仕上圧延機 １２：冷却装置
１３：圧延材進行方向 １４：温度計
１５：知能型板圧延機前面ピンチロール
１６：知能型板圧延機
１７：知能型板圧延機後面ピンチロール

Claims (5)

1. 少なくとも上下いずれか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割した分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールにそれぞれ独立に荷重検出装置、圧下機構および圧下位置検出装置とを設けた板圧延機で、板幅方向に温度分布のある温間厚板材を矯正するに際し、少なくとも前記板圧延機入側にて前記温間厚板材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度信号を平均化処理して中央の分割バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度との偏差を求め、得られた温度偏差に基づきその熱膨張量が冷却後の矯正材の板形状に及ぼす影響を解消するように、前記板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御することを特徴とする厚板材の圧延方法。
2. 請求項１に記載の厚板材の圧延方法において、得られた平均化処理された温度信号に基づいて各分割バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の変形抵抗を推定して、板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を演算し、得られた板形状が予め設定した目標値になるように板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御することを特徴とする厚板材の圧延方法。
3. 少なくとも仕上圧延機および仕上圧延機で圧延された厚板材の冷却装置を有し、該冷却装置の下流側に、少なくとも上下どちらか一方のロールアセンブリが、軸方向に３分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、各々の分割バックアップロールには、それぞれ独立に荷重検出装置、圧下装置およびロール位置検出装置を設けた板圧延機を配置してなる厚鋼板圧延設備により、被矯正材である板厚５ｍｍ以上の厚板材を矯正する際に、前記冷却装置出側にて被矯正材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度から矯正時の板圧延機の各分割バックアップロール直下の被矯正材の変形抵抗を演算し、該変形抵抗を用いて前記板圧延機の矯正時の板形状を推定し、この板形状が予め指定した目標板形状と一致するように板形状を制御することを特徴とする厚板材の圧延方法。
4. 少なくとも板圧延機入側に設置した温度検出器で温間厚板材の板幅方向の温度を検出し、得られた温度信号を平均化処理して中央の分割バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度と各分割幅バックアップロールの胴長中心直下の温間厚板材の温度との偏差を求め、得られた温度偏差に基づきその熱膨張量が冷却後の矯正材の板形状に及ぼす影響を解消するように、板圧延機の各分割バックアップロール直下の形状を制御することを特徴とする請求項３記載の厚板材の圧延方法。
5. 変形抵抗の演算に、冷却装置出側の被矯正材の検出温度及び板圧延機の入側の被矯正材の検出温度を用いることを特徴とする請求項４記載の厚板材の圧延方法。

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