JP2009131869A - 熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法および熱延金属帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて金属片（被圧延材）を圧延するに際し、上下ワークロールをクロスさせるような大がかりな機構やアクチュエータを必要とすることなく、簡単に、ロールシフトの動作を速めることのできる、熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法および熱延金属帯の製造方法を提供する。
【解決手段】前の被圧延材の尾端が抜けてから、次の被圧延材の先端が噛み込むまでの時間の間に、ワークロールまたは中間ロールを胴長方向にシフトさせるに際し、該ワークロールまたは中間ロールの周速を一時的に速める。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法および熱延金属帯の製造方法に関する。

図３は、熱間圧延ラインの一例である。図３中、１００は熱間圧延ライン全体を示し、１０は加熱炉、１２は粗圧延機、１８は仕上圧延機であり、加熱炉１０内で千数百℃に加熱された厚み１５０〜３００ｍｍの金属片（被圧延材）８は、粗圧延機１２により厚み２０〜６０ｍｍまで延ばされ、仕上圧延機１８（Ｆ１〜Ｆ７の７つの圧延機で構成）により更に薄く延ばされて、０．９〜２５ｍｍの厚みの金属板に圧延され、コイラー２４にて巻き取られる。

これらのほか、９は幅プレス、１４はクロップシャー、１６はデスケーリング装置、１５は仕上入側温度計、２１は仕上出側温度計、２２は仕上出側板厚計、２３はランナウトテーブル、２５はコイラー入側温度計、などをそれぞれ示し、５０は制御装置、７０はプロセスコンピュータ、９０はビジネスコンピュータであり、熱間圧延ライン１００の全体をコントロールしている。

ところで、熱間圧延ライン１００には、仕上圧延機１８の各スタンド間を除いて、その他の圧延機（スタンド）間には、図示しない多数のテーブルローラ（全部で百以上）が設置されており、被圧延材８を搬送するようになっている。

図３の例では、仕上圧延機１８を構成するＦ１〜Ｆ７の７つの圧延機のうち、Ｆ１〜Ｆ４の４つの圧延機が、図４に示すような４重圧延機、Ｆ５〜Ｆ７の３つの圧延機が、図５に示すような６重圧延機で構成されている。図４、図５とも、（ａ）がロールシフト（ロールが胴長方向にシフトすること）していない状態、（ｂ）がロールシフトした状態を表す。１９はワークロール、１９Ａは中間ロール、２０はバックアップロールである。図４に示した４重圧延機では、ワークロール１９が、そして、図５に示した６重圧延機では、中間ロール１９Ａが、それぞれロールシフトするのがわかる。

ロールシフトの動作は、ある被圧延材８を圧延後、次の被圧延材８を圧延するまでの時間（インターバル）の間に、油圧シリンダなどのアクチュエータにより行われている。

熱間圧延ライン１００の生産能率を上げるには、仕上圧延機１８のインターバルを短縮するのが好ましいため、ロールシフトの動作も、可能な限り速く行えるのが好ましい。

特許文献１では、図６に示すごとく、被圧延材を圧延中に上下ワークロールをクロスさせ、ロールシフトする方向にロールを押し出そうとする力を発生させて、ロールシフトをしやすくすることを提案している。
特公昭６３−０６５４０４号公報

しかしながら、上下ワークロールをクロスさせるためには、図７に示すごとく、大がかりな機構やアクチュエータが別途必要になり、１つの圧延機あたり数億円もの改造費用を必要とし、設備費が嵩む問題がある。

本発明は、従来技術のかような問題を解決するべくなされたものであり、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて金属片（被圧延材）を圧延するに際し、上下ワークロールをクロスさせるような大規模な機構やアクチュエータを必要とすることなく、簡単に、ロールシフトの動作を速めることのできる、熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法および熱延金属帯の製造方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、以下の通りである。
１．熱間圧延ラインの仕上圧延機にて、前の被圧延材の尾端が抜けてから、次の被圧延材の先端が噛み込むまでの時間の間に、ワークロールまたは中間ロールを胴長方向にシフトさせるに際し、該ワークロールまたは中間ロールの周速を一時的に速めることを特徴とする熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法。
２．１．の熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法を用いた熱延金属帯の製造方法。

本発明によれば、熱間圧延ラインにおける仕上圧延機にて金属片（被圧延材）を圧延するに際し、上下ワークロールをクロスさせるような大がかりな機構やアクチュエータを必要とすることなく、簡単に、ロールシフトの動作を速めることのできる、熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法および熱延金属帯の製造方法を提供できる。

本発明の一つの実施の形態について、以下、説明する。本実施の形態では、図５に示した６重圧延機を用いた場合を例にとる。

前の被圧延材８の尾端が抜けてから、次の被圧延材８の先端が噛み込むまでの時間（インターバル）の間に、中間ロール１９Ａについて、ロールシフトの動作を行うのに必要な力を測定してみると、８８０ｋＮであった。これだけの力が必要になる理由は、６重圧延機の一部を拡大して示した図８中、１９１、１９１Ａで示したバランスシリンダ（ベンダも兼ねる）にて、中間ロール１９Ａをバックアップロール２０に押し付けるような力を付与しているからである。

この力は、そもそも、各ロール同士のスリップを防止しつつ、上中間ロール１９Ａが上バックアップロール２０から離れたり、上ワークロール１９が上中間ロール１９Ａから離れて下ワークロール１９に乗ったりしてしまって、上下ワークロール１９の間隙を所望の値に調整できなくなるような事態を防止し、上ワークロール１９、上中間ロール１９Ａを持ち上げておくのに、原初的に必要なものである。

さて、図２は、前の被圧延材８の尾端が抜けてから、次の被圧延材８の先端が噛み込むまでの時間（インターバル）の間に、中間ロール１９Ａの周速を種々変更したときに、ロールシフトの動作がどれだけになるかを実際に測定してみた結果である。中間ロール１９Ａの周速を上げると、ロールシフトの動作の速度も上がることがわかる。

中間ロール１９Ａが回転する周方向に対し、ロールシフトの動作の方向はそれと直交する方向である。中間ロール１９Ａは、その胴長方向全長にわたって、ワークロール１９およびバックアップロール２０と接触しているため、各ロールの回転が停止した状態では、その接触部分の摩擦力に抗して、中間ロール１９Ａにロールシフトの動作を行わせることは、非常に大きな力を必要とし、容易ではない。

しかしながら、中間ロール１９Ａを、ワークロール１９やバックアップロール２０とともに回転させると、微視的に考えてみた場合、接触部分が時々刻々に次々と変わっていくため、そのことに助けられ、中間ロール１９Ａが回転する周方向に対し、それと直交するロールシフトの動作の方向の摩擦力は軽減され、比較的弱い力でロールシフトの動作を行わせることができる。

しかも、そのような軽減された摩擦力に抗してロールシフトの動作によって移動できる移動長は、中間ロール１９Ａが回転する周方向の移動長に対し正の相関があることは、微視的な理論を構築して証明することは難しいものの、感覚的にはよく理解できる。

よって、いずれにせよ、中間ロール１９Ａの周速を上げると、ロールシフトの動作の速度も上がるのである。

本発明は、以上の結果に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、前の被圧延材の尾端が抜けてから、次の被圧延材の先端が噛み込むまでの時間の間に、ワークロールまたは中間ロールを胴長方向にシフトさせるに際し、該ワークロールまたは中間ロールの周速を一時的に速めることを特徴とする。

（第１の発明の実施例）
図１は、熱間圧延ライン１００の仕上圧延機１８のうちのＦ５を対象とした、本発明の実施例の一例を示したものである。

前の被圧延材８の尾端がＦ５を抜けるまでは、中間ロール１９Ａの周速は３００ｍｐｍであったが、前の被圧延材８の尾端がＦ５を抜けた直後に３．５秒間で７００ｍｐｍまで加速し、５秒間同７００ｍｐｍに維持した後、次の被圧延材８の噛み込みに向けて、５秒間で２００ｍｐｍまで減速している。

２５０ｍｍのロールシフトの動作が１０秒で済んでいる。本発明を実施しない従来は１３秒かかっていた。３秒の短縮である。

ところで、前の被圧延材８の尾端がＦ５を抜ける前の中間ロール１９Ａの周速は、３００ｍｐｍに一義的に決まっているものではなく、前の被圧延材８の仕上圧延後の板厚と搬送速度によって、５０ｍｐｍないし６００ｍｐｍの間で変動する。また、次の被圧延材８がＦ５に噛み込む際の中間ロール１９Ａの周速は、２００ｍｐｍに一義的に決まっているものではなく、次の被圧延材８の仕上圧延後の板厚と搬送速度によって、３０ｍｐｍないし４００ｍｐｍの間で変動する。

これらにあわせ、本発明に従い、中間ロール１９Ａの周速を一時的に速めるにあたって、中間ロール１９Ａの周速を一時的にどこまで速めるか、については、４００ｍｐｍないし１０００ｍｐｍの間で適宜調整するのが好ましい。

４００ｍｐｍ未満にすると、ロールシフトの動作の速度が十分に上がらず、また、１０００ｍｐｍを越えると、次の被圧延材８の先端が噛み込む際の中間ロール１９Ａの周速まで減速するのに時間を余分に要し、仕上圧延機１８のインターバルを短縮する目的を十分に果たせなくなるからである。

例えば、７００ｍｐｍのような値に一義的に固定してしまうのも一つの方法であるし、前の被圧延材８の尾端が抜けるときの中間ロール１９Ａの周速や、次の被圧延材８の先端が噛み込む際の中間ロール１９Ａの周速によって変動するようにしてもよい。

なお、以上はＦ５の例であるが、仕上圧延機１９を構成するＦ１〜Ｆ７全ての圧延機で、７００ｍｐｍのような値に一義的に固定してしまうのも一つの方法であるし、前の被圧延材８の尾端が抜けるときの中間ロール１９Ａの周速や、次の被圧延材８の先端が噛み込む際の中間ロール１９Ａの周速は、前の被圧延材８や次の被圧延材８の仕上圧延後の板厚と搬送速度によって変動するため、それらに合わせて変動させるようにしてもよい。

なお、以上の説明のように中間ロール１９Ａの周速を制御するにあたっては、先述の図３に示した制御装置５０にて、前の被圧延材８の尾端が抜けたことを、圧延荷重がある一定の値、例えば、５０００ｋＮを下回ったことを以て検出し、以降、制御装置５０からの指令により、ある一定の加速率である一定の周速まで加速し、ある一定の時間同周速に維持した後、ある一定の減速率で次の被圧延材８の先端が噛み込む際の周速まで減速するように制御するのが最も簡単であるが、これに限るものではない。

中間ロール１９Ａの周速を一時的に速めるにあたって、中間ロール１９Ａの周速を一時的にどこまで速めるか、については、前の被圧延材８の尾端が抜けるときの中間ロール１９Ａの周速や、次の被圧延材８の先端が噛み込む際の中間ロール１９Ａの周速は、前の被圧延材８や次の被圧延材８の仕上圧延後の板厚と搬送速度によって変動するため、それらに合わせて変動させるようにしてもよいことは先にも述べたが、その場合は、ビジネスコンピュータ９０から送られてくる各被圧延材８の仕上圧延後の板厚と搬送速度（搬送速度は、前の被圧延材８の尾端が抜けるときと次の被圧延材８の先端が噛み込む際の両方）のデータをもとに、プロセスコンピュータ７０内での計算により、どこまで速めるかを決定するのが好ましいが、これに限るものではない。
（第２の発明の実施例）
前記第１の発明の実施例の結果、前の被圧延材の尾端が抜けてから、次の被圧延材の先端が噛み込むまでの時間（インターバル）を３秒縮めることができた。その結果、熱間圧延ライン１００の生産能率が、平均して１時間あたり１５ｔｏｎ上がり、月間では１００００ｔｏｎの増産効果につながった。

以上の通りであるが、本発明は、以上説明した実施の形態や実施例の内容に限られるものではない。例えば、図５に示したような６重圧延機のみならず、図４に示したような４重圧延機のほか、図６に示したような上下ワークロールをクロスさせる圧延機にも適用できる。

また、熱間圧延ライン１００のみならず、粗圧延機１２や仕上圧延機１８を構成する圧延機の数などの形式が異なる、別の熱間圧延ラインにも適用できることはいうまでもない。

本発明の一つの実施例について説明するための線図 本発明の一つの実施の形態について説明するための線図 本発明を適用して好適な熱間圧延ラインについて説明するための線図 ４重圧延機について説明するための線図 ６重圧延機について説明するための線図 上下ワークロールをクロスさせる圧延機について説明するための線図 上下ワークロールをクロスさせる圧延機について説明するための線図 ６重圧延機について説明するための線図

符号の説明

８ 被圧延材
９ 幅プレス
１０ 加熱炉
１２ 粗圧延機
１３５ エッジャーロール
１４ クロップシャー
１５ 仕上入側温度計
１６ デスケーリング装置
１８ 仕上圧延機
１９ ワークロール
１９Ａ 中間ロール
１９１，１９１Ａ バランスシリンダ
２０ バックアップロール
２１ 仕上出側温度計
２２ 仕上出側板厚計
２３ ランナウトテーブル
２４ コイラー
２５ コイラー入側温度計
５０ 制御装置
７０ プロセスコンピュータ
９０ ビジネスコンピュータ
１００ 熱間圧延ライン
Ａ 搬送方向

Claims (2)

1. 熱間圧延ラインの仕上圧延機にて、前の被圧延材の尾端が抜けてから、次の被圧延材の先端が噛み込むまでの時間の間に、ワークロールまたは中間ロールを胴長方向にシフトさせるに際し、該ワークロールまたは中間ロールの周速を一時的に速めることを特徴とする熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法。
2. 請求項１の熱間圧延における仕上圧延機のロールシフト方法を用いた熱延金属帯の製造方法。

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