JP2011200873A - 圧延材の冷間圧延方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の圧延スタンド1を備えた冷間タンデム圧延機2にて圧延材Wの圧延を行う方法であって、圧延材Wの板厚変動が発生する振動領域と板厚変動が抑制される安定領域とを規定し、安定領域での先進率を圧延実績に基づいて求め、圧延実績より求められた先進率と圧延理論とを用いて、振動領域と安定領域との境界を求め、求めた境界を用いて圧下率とチューニング率αを設定して圧延を行う。圧延に適用するチューニング率αは、境界にて示されるチューニング率αよりも高くなるように設定する。
【選択図】図10
Description
例えば、特許文献1の板厚制御方法では、圧延材の硬度ムラに起因する圧延材の長手方向の板厚変動(以降、板厚ハンチングと呼ぶこともある)を抑制するために、圧延スタンドに対してミル剛性制御を採用すると共に、当該制御のチューニング率を1.0より大きくする技術が開示されている。
特許文献3では、チューニング率をα、β、γと設定し、荷重変動量だけでなくその1次および2次微分値に基づきロールギャップ修正した制御方法となっている。
即ち、複数の圧延スタンドを備えた冷間タンデム圧延機にて圧延材の圧延を行う方法であって、前記圧延材の板厚変動が発生する振動領域と板厚変動が抑制される安定領域とを規定し、前記安定領域での先進率を圧延実績に基づいて求め、圧延実績より求められた先進率と圧延理論とを用いて、前記振動領域と安定領域との境界を求め、求めた境界を用いて圧下率とチューニング率を設定して圧延を行う点にある。
圧延に適用するチューニング率は、前記境界から安定領域側に位置する値を採用することが好ましい。
図1に示すように、冷間タンデム圧延機2は、複数の圧延スタンド1と、圧延後の圧延材W(薄板等)を巻き取るコイル巻き取り機とを備えている。圧延スタンド1は、上下の圧延ロール3(ワークロール)とそれぞれの圧延ロール3をバックアップするバックアップロール4を備える。圧延スタンド1の圧延ロール3は、圧下機構5によりそのロールギャップが変更可能となっている。各圧延スタンド1には、圧延荷重を測定する荷重計6が備えられる。
なお、圧延スタンド1の出側には、圧延材Wの板厚を検出する板厚計7や圧延材Wの速度を計測する板速計8が設けられる。圧延スタンド1と圧延スタンド1との間には、各圧延スタンド1間の張力を検出可能な張力計9も備えられている。
本発明の圧延材の冷間圧延方法では、上述した冷間タンデム圧延機2において圧延材Wを圧延する際に圧延材Wの板厚変動が小さくなるように(抑制するように)圧延スタンド1における圧下率とチューニング率αとを適宜設定することとしている。
この冷間圧延方法では、圧延材Wの板厚変動を抑制するにあたって、圧延理論を用いているため、圧延理論による圧延材Wの板厚変動(出側板厚変動)について説明する。
「板圧延の理論と実際、(社)日本鉄鋼協会、昭和59年9月、p6-43」に記載されているように、karmanは板圧延を平面ひずみ問題として単純化して、図2に示すような圧延ロール3と圧延材Wとの幾何学的な関係を考え、式(1)に示す応力分布の圧延理論式を示している。この式(1)は、上述した「板圧延の理論と実際 p17」に記載されている2.82式と同様のものである。また、図2は、「板圧延の理論と実際 p6」に記載されている図2.3と同様のものである。
このように、圧延したときのロール扁平量から得られた板厚分布と、応力分布と、式(9)で示される先進率とを用いて圧延理論による出側板厚変動と先進率との関係を計算すると、図5に示すような出側板厚変動(出側板厚変動量)と先進率変動量との関係を得ることができる。図5に示すように、圧延理論では、出側板厚変動量の増加にともなって先進率変動量が増加する傾向にある。
つまり、図6(b)に示した安定領域と振動発生領域とにおいて、変動量=(最大値−最小値)÷2として、張力及び先進率を整理すると図7に示すものとなり、図7に示すように、安定領域では先進率変動量を0.005以下にすることにより、板厚変動を安定領域にすることができる。言い換えれば、発明者らは、張力変動量(出側張力変動)を小さくすることによって板厚変動を抑えることができるとの知見に至った。
さて、圧延スタンドにおける荷重が変化すると、ミルの弾性変形量が影響からロールギャップが変化し、出側板厚変動が発生する。ここで、ロールギャップ変動(微少板厚変動)は、ゲージメータ式[Δh=Δp÷M×(1−α)]を用いることによって、図9に示すように、圧下率と荷重変動量とに置き換えることができる。
圧延材Wの圧延を行うにあたっては、まず、荷重変動量(圧下荷重)に対応する境界線(安定限界境界線)を選択して、当該境界線における圧下率及びチューニング率を実際の圧延に適用することによって板厚変動を抑えることができる。例えば、荷重変動量(圧下荷重)が100tonであるとき、実際の圧延の圧下率を15%とし、チューニング率αを0.48として境界線上の値(図10、点P上の値)とすれば、板厚変動を抑えることができる。
また、実際の圧延において、仮に、板厚振動が発生している場合は、圧延時の圧下率、荷重変動量、チューニング率αを調査する。そして、安定圧延限界線から判断される安定領域で圧延しているか否かを確認する(実際の圧下率やチューニング率の値が安定領域側の値かどうかを判断する)。不安定領域で圧延している場合は、各圧延スタンドの圧下率もしくはチューニング率αを上げて圧延することにより、板厚振動が少ない高張力鋼板を製造することができる。
図11(a)に示すように、本発明の圧延材の冷間圧延方法を適用せずに圧延を行った場合(振動発生領域にて圧延を行った場合)、即ち、荷重変動量(圧下荷重)を60tonとし、チューニング率αを0.2とし、圧下率を10%として圧延材Wの板厚変動は±100μm以上となり、板厚変動を抑えることができなかった。
2 冷間タンデム圧延機
3 圧延ロール
4 バックアップロール
5 圧下機構
6 荷重計
7 板厚計
8 板速計
9 張力計
10 制御部
W 圧延材
Claims (3)
- 複数の圧延スタンドを備えた冷間タンデム圧延機にて圧延材の圧延を行う方法であって、
前記圧延材の板厚変動が発生する振動領域と板厚変動が抑制される安定領域とを規定し、前記安定領域での先進率を圧延実績に基づいて求め、圧延実績より求められた先進率と圧延理論とを用いて、前記振動領域と安定領域との境界を求め、求めた境界を用いて圧下率とチューニング率を設定して圧延を行うことを特徴とする圧延材の冷間圧延方法。 - 圧延に適用する圧下率は、前記境界から安定領域側に位置する値を採用することを特徴とする請求項1に記載の圧延材の冷間圧延方法。
- 圧延に適用するチューニング率は、前記境界から安定領域側に位置する値を採用することを特徴とする請求項1又は2に記載の圧延材の冷間圧延方法。
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