JP2020196045A - 鋼矢板の圧延方法及び圧延設備 - Google Patents
鋼矢板の圧延方法及び圧延設備 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020196045A JP2020196045A JP2020039031A JP2020039031A JP2020196045A JP 2020196045 A JP2020196045 A JP 2020196045A JP 2020039031 A JP2020039031 A JP 2020039031A JP 2020039031 A JP2020039031 A JP 2020039031A JP 2020196045 A JP2020196045 A JP 2020196045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- torque
- roll
- steel sheet
- sheet pile
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
これらのハット形鋼矢板1AやU形鋼矢板1Bは、図2に設備配列の模式例を示す圧延設備2で製造される。すなわち、スラブやブルームを素材として、この素材を加熱炉3で所定の温度(たとえば1300℃)まで加熱した後、粗圧延機4、中間圧延機5及び仕上圧延機6の順に搬送され、各圧延機で所定の断面、形状にまで圧延され、製品形状となる。なお、各圧延機での圧延について、粗圧延機4での圧延を粗圧延、中間圧延機5での圧延を中間圧延、及び仕上圧延機6での圧延を仕上圧延ともいう。
図3(A)は、ハット形鋼矢板1Aの粗圧延に用いられる粗圧延機4の孔型の例であり、上ロール41と下ロール42とに対し、Box孔型71、K8孔型72及びK7孔型73という3つの孔型が刻設されている。
仕上圧延機6についても同様に、1〜3つ程度の孔型が上下で一つのロール組に刻設されており、これらの孔型での圧延が順次行われる。図3(B)は、ハット形鋼矢板1A用の仕上圧延機6の孔型の例であり、上下で一つのロール組である上ロール61と下ロール62とに対し、K2孔型74及びK1孔型75の2つの孔型が刻設されている。図3(B)の例では、中間圧延された素材に対して、K2孔型74で最終的な厚み圧下が行われ、K1孔型75で継手部14の曲げ成形が行われ製品断面形状となる。
また、U形鋼矢板1Bについても、ハット形鋼矢板1Aと同様に、孔型が刻設された複数の圧延機によって、徐々に製品断面形状となるように圧延が行われる。
このようにして圧延される鋼矢板1は、近年の鋼材の断面性能向上の要求とともに、大型化が進んでいる。例えば、ハット形鋼矢板1Aにおいては、図1に示した有効幅Wが900mm(従来は最大600mm)で、全高さHが370mmとなる(従来は最大225mm)、大型のものが開発されている。
図4には、鋼矢板用の一般的な圧延機の駆動系の模式として、仕上圧延機6における構成を示す。一般的に、圧延機では、主機モータ63で回転の駆動力を発生させ、この駆動力はモータカップリング64を介してピニオンスタンド65に伝えられる。ピニオンスタンド65では、ピニオンギア651a,651bにより駆動力が上下ロールに振り分けられる。振り分けられた駆動力は、スピンドル66a,66b及び、スピンドル66a,66bのスピンドルカップリング661a,661bに接続されたカップリングフォーク67a,67bを介して、上ロール61及び下ロール62にそれぞれ伝えられる。なお、図4は主機モータ63が1台の例であるが、主機モータ63を2台直列に配置した圧延機もある。また、ピニオンスタンド65なしで、上下それぞれのロールの駆動力を上下別々の主機モータ63で与える、ツインドライブ式の圧延機もある。
したがって、上述の大型の鋼矢板1を圧延する際には、圧延トルクが圧延機の各部位の許容トルクを超えないように、ロールのカリバ形状・配列や、厚み圧下スケジュール等を工夫して設計、設定する必要がある。
(1)孔型ロール形状を設計
(2)ロールの仮有効径を設定
(3)機械的性質を担保するパススケジュールを設計
(4)温度評価ステップ
(5)圧延荷重ないし圧延トルクの負荷評価
という、5つのステップで圧延操業条件の設計を行う。圧延トルクの評価については、矩形換算法(非特許文献1)を活用できる、とされている。
また、特許文献3では、H形鋼のユニバーサル圧延での圧延速度の設定方法として、H形鋼について、各部の断面積、変形抵抗、圧下率からトルクを算出し速度設定を行う技術が開示されている。
また、特許文献1〜3及び非特許文献1に記載された圧延トルクの予測方法は、上下ロールのトルクを合わせた和トルクについて予測するものであり、上下それぞれの個別のトルクについては何ら記載がなされていない。ところが、断面形状が上下で非対称となる鋼矢板では、上下ロールのトルクがアンバランスになることが非常に多く、場合によっては、例えば上ロールのトルクのみが過大となり、上ロールのカップリングフォークやスピンドルを破損させる、という問題点・危険性を有していた。
この結果、圧延トルクのチャートの模式を図5に示すように、上ロール61のトルクと下ロール62のトルクとの和トルクが同程度である場合において、上ロール61のトルクと下ロール62のトルクとのアンバランスが小さい場合(図5(A))と、大きい場合(図5(B))とがあることが確認できた。また、このトルクのアンバランス状態の変化は、圧延条件の小さな変化に影響されることが分かった。
図面を参照して、本発明の一実施形態に係る鋼矢板1の圧延設備について説明する。本実施形態では、鋼矢板1は図1(A)に示すハット形鋼矢板1Aであり、スラブを素材として図2と同様な圧延設備2にて、圧延を行うことで断面がハット形状の鋼矢板1が製造される。つまり、本実施形態に係る圧延設備2は、図2に示すように、加熱炉3と、粗圧延機4と、中間圧延機5と、仕上圧延機6とを備える。
第2計測部82は、下ロール62に接続されるスピンドル66bに取り付けられ、スピンドル66bのひずみを連続的に測定するひずみゲージである。また、第2計測部82は、測定されるひずみの測定値であるひずみデータを、受信部83に無線で送信する。
演算装置9は、取得した圧延トルクデータに応じて、上ロール61と下ロール62との圧延トルクにアンバランスが生じているか否かを判断し、判断の結果に応じて、仕上圧延機6での圧下条件を変更する。圧下条件の変更は、演算装置9によって、調整機構68が駆動して、目標となる圧下条件となるように上ロール61の上下方向の位置が調整されることで行われる。なお、演算装置9による圧下条件の調整については、後述する。
次に、本実施形態に係る鋼矢板1の圧延方法について説明する。本実施形態では、加熱炉3で所定の温度まで加熱された矩形スラブを、粗圧延機4、中間圧延機5及び仕上圧延機6で順に圧延することで、図1(A)に示す断面形状のハット形鋼矢板1Aを製造する。また、圧延設備2では、複数本の素材が順次圧延されることで、同一サイズとなる製品(ハット形鋼矢板1A)が連続して製造される。
次いで、中間圧延機5の各孔型にて、粗圧延された素材が圧延されることで、素材の厚み圧下が行われる(中間圧延)。中間圧延では、中間圧延機5として2つのロール組が設けられ、各ロール組に2つの孔型がそれぞれ刻設される。そして、2つのロール組の長手方向に並んだ2つの孔型で、タンデム圧延されることで素材が圧延される。
T=εEZp/(1+ν) ・・・(1)
T:トルク
ε:ひずみ
E:スピンドルのヤング率
ν:スピンドルのポアソン比
Zp:スピンドルの極断面係数
第1閾値および第2閾値は、第2圧延トルクに対する第1圧延トルクの自然対数比率、すなわち、ln(第1圧延トルク/第2圧延トルク)の値に対する閾値としてもよい。この場合、第1閾値は、−0.405(=ln(0.67)、第2閾値は+0.405(=ln(1.50))とすることが好ましい。
ある圧延を行っているときに、第1圧延トルクと第2圧延トルクとをそれぞれ測定しておき、次の圧延を行う際には、それぞれの圧延トルクの測定結果にもとづき、圧下量を調整した上で圧延を実施することで、第1圧延トルクと第2圧延トルクとをバランスさせることができる。
ΔTi=Ti−1−Ti ・・・(2)
Si=ki(1−αi)・ΔTi ・・・(3)
Si=ki・ln(αi)・ΔTi ・・・(3)’
さらに、3本目以降の素材についても、同様に、直前に圧延される素材の仕上圧延での圧延トルクに応じて決定される第1圧下条件で圧延が行われる。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
さらに、一つの孔型での圧延に対する、圧下の調整量が大きすぎると、圧延荷重や、上ロール61と下ロール62との圧延トルクの和が大きくなり過ぎる場合がある。このため、圧下の調整量に上下限を設けてもよい。
Si=ki(n−αi)・ΔTi ・・・(4)
(1)本発明の一態様に係る鋼矢板1の圧延方法は、ウェブ11とフランジ12と腕部13と継手部14とを有するハット形鋼矢板1A、またはウェブ11とフランジ12と継手部14とを有するU形鋼矢板1Bを、上下方向に対向して設けられ、孔型(例えば、K2孔型74)が刻設された上ロール(例えば、上ロール61)と下ロール(例えば、下ロール62)とで圧延する、鋼矢板1の圧延方法であって、上ロール及び下ロールの孔型で素材を圧延する際に、上ロール及び下ロールの圧延トルクをそれぞれ計測し、次以降に圧延される素材について、上ロールの圧延トルクと下ロールの圧延トルクとの比であるトルク比率に応じて、孔型の圧延トルクが計測された圧延パスと同じ圧延パスにおける圧下量を調整する。
(3)上記(1)または(2)の構成において、圧下量を調整する際に、孔型の圧延トルクが計測された圧延パスと同じ圧延パスでのロール隙の条件である第1圧下条件、及び圧延トルクが計測された圧延パスの一つ前の圧延パスでのロール隙の条件である第2圧下条件の少なくとも一方を調整することで、圧下量を調整する。
上記(4)、(5)の構成によれば、ハット姿勢及び逆ハット姿勢で素材を圧延する場合に、圧延トルクのアンバランスを解消することができる。
上記(7)の構成によれば、上記(1)と同様な効果が得られる。
実施例及び比較例での結果として、上下ロールの圧延トルクの平均値を図9及び図10にそれぞれ示す。実施例では、図9に示すように、制御を実施した2本目以降の素材の圧延で、上下ロールとも過大なトルクの発生は生じておらず、制御の効果が発揮された。一方、比較例では、図10に示すように、上下ロールのトルクがアンバランスな状態で圧延が行われていき、圧延順の後半のSYW390鋼種で下ロールトルクがマイナス側となり、上ロール側に800kN・mを超える過大なトルクが発生する結果となった。このため、比較例での圧延後に設備点検を行ったところ、スピンドルとロールとを接続するカップリングフォーク内面にクラック(破損箇所)が発見され、カップリングフォークを予備品に交換することを余儀なくされた。
本実施例では、ハット形鋼矢板の仕上圧延について示したが、中間圧延や粗圧延でも同様の制御ができる。また、U形鋼矢板でも同様の制御ができる。
かくして、本発明の効果が明らかである。
1A ハット形鋼矢板
1B U形鋼矢板
11 ウェブ
12 フランジ
13 腕部
14 継手部
2 圧延設備
3 加熱炉
4 粗圧延機
41 上ロール
42 下ロール
5 中間圧延機
6 仕上圧延機
61 上ロール
62 下ロール
63 主機モータ
64 モータカップリング
65 ピニオンスタンド
651a,651b ピニオンギア
66a,66b スピンドル
661a,661b スピンドルカップリング
67a,67b カップリングフォーク
68 調整機構
71 Box孔型
72 K8孔型
73 K7孔型
74 K2孔型
75 K1孔型
8 トルク計測部
81 第1計測部
82 第2計測部
83 受信部
9 演算装置
Claims (7)
- ウェブとフランジと腕部と継手部とを有するハット形鋼矢板、またはウェブとフランジと継手部とを有するU形鋼矢板を、上下方向に対向して設けられ、孔型が刻設された上ロールと下ロールとで圧延する、鋼矢板の圧延方法であって、
前記上ロール及び前記下ロールの前記孔型で素材を圧延する際に、前記上ロール及び前記下ロールの圧延トルクをそれぞれ計測し、
次以降に圧延される素材について、前記上ロールの圧延トルクと前記下ロールの圧延トルクとの比であるトルク比率に応じて、前記孔型の前記圧延トルクが計測された圧延パスと同じ圧延パスにおける圧下量を調整する、鋼矢板の圧延方法。 - 前記圧下量を調整する際に、
前記上ロールの圧延トルクと前記下ロールの圧延トルクとのうち、圧延される素材のウェブ側のロールの圧延トルクが大きい場合には、前記トルク比率に応じて、前記圧下量が小さくなるように前記圧下量を調整し、
前記上ロールの圧延トルクと前記下ロールの圧延トルクとのうち、圧延される素材の継手部側のロールの圧延トルクが大きい場合には、前記トルク比率に応じて、前記圧下量が大きくなるように前記圧下量を調整する、請求項1に記載の鋼矢板の圧延方法。 - 前記圧下量を調整する際に、前記孔型の前記圧延トルクが計測された圧延パスと同じ圧延パスでのロール隙の条件である第1圧下条件、及び前記圧延トルクが計測された圧延パスの一つ前の圧延パスでのロール隙の条件である第2圧下条件の少なくとも一方を調整することで、前記圧下量を調整する、請求項1または2に記載の鋼矢板の圧延方法。
- 前記圧延トルクを計測した後、前記上ロールの圧延トルクと前記下ロールの圧延トルクとのアンバランスが生じているか否かを判断し、
前記アンバランスが生じている場合には、次以降に圧延される素材について、前記第1圧下条件及び前記第2圧下条件の少なくとも一方を変更し、
前記アンバランスが生じていない場合には、次以降に圧延される素材について、前記第1圧下条件及び前記第2圧下条件を、前記圧延トルクが計測された時と同じとする、請求項3に記載の鋼矢板の圧延方法。 - 前記トルク比率は、前記下ロールの圧延トルクに対する前記上ロールの圧延トルクの比率であり、
前記ハット形鋼矢板または前記U形鋼矢板を圧延する際に、圧延される前記素材の姿勢が、前記継手部に対して前記ウェブが前記上ロール側に配されるハット姿勢であり、
前記第1圧下条件及び前記第2圧下条件の少なくとも一方を変更する際に、
前記トルク比率が、第1閾値未満である場合には、前記第1圧下条件の変更としてロール隙を小さくし、前記第2圧下条件の変更としてロール隙を大きくし、
前記トルク比率が、第2閾値超である場合には、前記第1圧下条件の変更としてロール隙を大きくし、前記第2圧下条件の変更としてロール隙を小さくする、請求項4に記載の鋼矢板の圧延方法。 - 前記トルク比率は、前記下ロールの圧延トルクに対する前記上ロールの圧延トルクの比率であり、
前記ハット形鋼矢板または前記U形鋼矢板を圧延する際に、圧延される前記素材の姿勢が、前記継手部に対して前記ウェブが前記下ロール側に配される逆ハット姿勢であり、
前記第1圧下条件及び前記第2圧下条件の少なくとも一方を変更する際に、
前記トルク比率が、第1閾値未満である場合には、前記第1圧下条件の変更としてロール隙を大きくし、前記第2圧下条件の変更としてロール隙を小さくし、
前記トルク比率が、第2閾値超である場合には、前記第1圧下条件の変更としてロール隙を小さくし、前記第2圧下条件の変更としてロール隙を大きくする、請求項4に記載の鋼矢板の圧延方法。 - ウェブとフランジと腕部と継手部とを有するハット形鋼矢板、またはウェブとフランジと継手部とを有するU形鋼矢板を圧延する、鋼矢板の圧延設備であって、
上下方向に対向して設けられ、少なくとも一つの孔型が刻設される上ロールと下ロールとをそれぞれ有する、複数の圧延機と、
前記孔型で素材を圧延する際に、前記上ロールの圧延トルク及び前記下ロールの圧延トルクをそれぞれ計測する、トルク計測部と、
次以降に圧延される素材について、前記上ロールの圧延トルクと前記下ロールの圧延トルクとの比であるトルク比率に応じて、前記孔型の前記圧延トルクが計測された圧延パスと同じ圧延パスにおける圧下量を調整する演算装置と、
を備える、鋼矢板の圧延設備。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019101616 | 2019-05-30 | ||
JP2019101616 | 2019-05-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020196045A true JP2020196045A (ja) | 2020-12-10 |
JP7074151B2 JP7074151B2 (ja) | 2022-05-24 |
Family
ID=73648331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020039031A Active JP7074151B2 (ja) | 2019-05-30 | 2020-03-06 | 鋼矢板の圧延方法及び圧延設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7074151B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55161503A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-16 | Kawasaki Steel Corp | Rolling method for u-shaped sheet pile |
JPS6044101A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-09 | Nippon Steel Corp | U形鋼矢板の圧延方法 |
JPS62101302A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Nippon Steel Corp | 形鋼の圧延方法 |
JP2002001409A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-08 | Kawasaki Steel Corp | フランジとウェブを有する形材のユニバーサル圧延における圧延速度の設定方法および装置 |
KR20090113057A (ko) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | 현대제철 주식회사 | 시트 파일 제조용 압연기 및 이를 사용한 시트 파일 제조방법 |
KR20120122248A (ko) * | 2011-04-28 | 2012-11-07 | 현대제철 주식회사 | 직선파일 제조방법 |
-
2020
- 2020-03-06 JP JP2020039031A patent/JP7074151B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55161503A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-16 | Kawasaki Steel Corp | Rolling method for u-shaped sheet pile |
JPS6044101A (ja) * | 1983-08-23 | 1985-03-09 | Nippon Steel Corp | U形鋼矢板の圧延方法 |
JPS62101302A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Nippon Steel Corp | 形鋼の圧延方法 |
JP2002001409A (ja) * | 2000-06-19 | 2002-01-08 | Kawasaki Steel Corp | フランジとウェブを有する形材のユニバーサル圧延における圧延速度の設定方法および装置 |
KR20090113057A (ko) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | 현대제철 주식회사 | 시트 파일 제조용 압연기 및 이를 사용한 시트 파일 제조방법 |
KR20120122248A (ko) * | 2011-04-28 | 2012-11-07 | 현대제철 주식회사 | 직선파일 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7074151B2 (ja) | 2022-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO1996004086A1 (fr) | Procede de coulee continue pour piece coulee mince et appareil prevu a cet effet | |
JP2019503870A (ja) | 圧延素材の平坦維持装置及び方法 | |
JP2000317511A (ja) | 金属製品の圧延方法 | |
JP7074151B2 (ja) | 鋼矢板の圧延方法及び圧延設備 | |
JP4990747B2 (ja) | 調質圧延方法 | |
EP3888810A1 (en) | Method of controlling flatness of strip of rolled material, control system and production line | |
JP5971293B2 (ja) | 調質圧延機の制御装置及び制御方法 | |
JP6086091B2 (ja) | 平坦度に優れたテーパ鋼板の圧延方法 | |
JP6835008B2 (ja) | 金属帯の冷間圧延方法 | |
RU2408445C2 (ru) | Способ повышения стабильности процесса, в частности, абсолютной точности по толщине и надежности агрегатов при горячей прокатке стали или цветных металлов | |
KR20210014144A (ko) | 압연기 및 압연기의 설정 방법 | |
JP7184109B2 (ja) | 継目無鋼管の圧延制御方法及び製造方法 | |
JP7205459B2 (ja) | 鋼矢板圧延における形状不良の検知方法および鋼矢板の製造方法 | |
JP6874794B2 (ja) | 熱延鋼板の調質圧延方法 | |
JP2019130563A (ja) | パスライン高さの調整方法及び圧延設備 | |
JP7243944B1 (ja) | 圧延ロールの適合判定方法、金属帯の圧延方法及び冷延鋼板の製造方法 | |
WO2023079850A1 (ja) | 圧延ロールの適合判定方法、金属帯の圧延方法及び冷延鋼板の製造方法 | |
JP2012240104A (ja) | 圧延材の捻転発生の検出方法、圧延材の捻転抑制方法及びこれらの方法が採用される圧延機 | |
CN103752625A (zh) | 一种多目标的无缝钢管连轧过程轧制规程优化方法 | |
WO2016035505A1 (ja) | 調質圧延機の制御装置及び制御方法 | |
JPH0698366B2 (ja) | 板材の形状制御方法 | |
JPS63230214A (ja) | 管圧延制御方法 | |
JP6743835B2 (ja) | 形鋼の圧延方法及び形鋼の圧延におけるレベリング量の調整方法 | |
JP2024031268A (ja) | 冷間圧延方法及び冷間圧延設備 | |
JP3080509B2 (ja) | 条鋼圧延機におけるロール隙補正制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220324 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220425 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7074151 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |