JP2861854B2 - テーパ厚鋼板の平坦矯正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ローラレベラを用い
て、板厚が連続的に変化するテーパ厚鋼板の平坦度を矯
正する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ローラレベラを用いて鋼板の平坦矯正を
行う際のレベラ圧下量には、平坦矯正される鋼板の材
質、板幅、板厚および温度に応じて最適となる値が存在
する。通常の鋼板の場合には、板幅、板厚および温度は
板内においてほぼ一定であるため、平坦矯正を行うにあ
たって、レベラ開度を一旦設定しておけば、その後は変
化させる必要はない。

【０００３】しかし、板厚が長手方向に連続的に変化す
る、いわゆるテーパ厚鋼板の平坦矯正を行う場合、鋼板
の板厚のほか、この板厚変化に起因する長手方向の温度
変化が存在する。この温度変化は、板厚の薄い部分は板
厚の厚い部分に比べて圧延中や搬送中の温度降下が大き
くなり、平坦矯正時の温度は低くなる現象としてあらわ
れる。

【０００４】そこで、たとえば特開昭６２−１８７５２
１号公報においては、ローラレベラの入側で矯正すべき
鋼板の厚みおよび温度を計測とするとともに、鋼板の進
行速度を計測し、鋼板の厚みおよび温度を測定した位置
と進行速度とから、当該測定部位が各ローラに到達した
際に予め設定した矯正効果を一定に保つためのローラ矯
正荷重を予測し、この予測矯正荷重からローラレベラ内
上流側および下流側での分担荷重を予測し、この予測分
担荷重とローラ矯正機内上流側および下流側で計測した
実測荷重を突き合わせ、前記上流側の予測矯正荷重と実
測荷重および下流側の予測矯正荷重と実測荷重がそれぞ
れ等しくなるようにレベリングローラの矯正荷重を定め
る圧下制御方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示されている圧下制御方法においては、根本的に幾つか
の問題点がある。

【０００６】第１の問題点は板厚計測の困難性である。
すなわち、計測対象が高温の厚鋼板については、放射線
板厚計などを用いる必要があり、設備費が嵩むことであ
る。

【０００７】第２に、鋼板の進行速度の計測が難しい点
である。すなわち、鋼板の進行速度を検出するために
は、鋼板の先端検出器のほか、速度検出器を必要とす
る。これらの検出器自体は比較的安価に入手できるとし
ても、速度の検出に高い精度が得られない点であリ、こ
の点に関しては同公報にも明記されているところであ
る。

【０００８】この速度検出誤差は、被矯正鋼板が長くな
るに従って進行量の予測誤差として蓄積されて行き、圧
下量の制御精度に大きな影響を与える。

【０００９】第３に、鋼板の温度、厚みおよび進行速度
の計測結果を全て反映させて矯正を行うとすれば、きわ
めて複雑な制御系を構成しなければならず、設備コスト
が嵩むばかりでなく、そのコストに見合った精度が得ら
れない点である。

【００１０】そこで、本発明の課題は、複雑な制御系に
よることなく簡素な設備の下で、比較的高い精度でテー
パ厚鋼板の平坦矯正を行うことができるようにすること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のテーパ厚鋼板の平坦矯正方法は、ローラレベラによ
って板厚が連続的に変化するテーパ厚鋼板の平坦矯正を
行うに際して、前記ローラレベラにおけるレベラロール
群に作用する矯正反力を一定に保ちながら、テーパ厚鋼
板の平坦矯正を行うことを特徴とするものである。

【００１２】

【００１３】

【作用】テーパ厚鋼板の平坦矯正に際しては、テーパが
付与されていることに伴う板厚変化および板温変化に応
じたレベラ圧下量の調整をする必要がある。

【００１４】しかるに、板厚変化に応じたレベラ圧下矯
正荷重と板温変化に応じたレベラ圧下調整量とは、相反
する方向に作用する。

【００１５】本発明者らは後の実施例で説明する実験に
基づいて、板厚変化に応じたレベラ圧下矯正荷重および
板温変化に応じたレベラ圧下矯正荷重は、相反する方向
にほぼ同じ変化量をもって変化することが判った。した
がって、両者に対するレベラ圧下矯正荷重は、それぞれ
打ち消し合うことになるため、結果的には、レベラ圧下
矯正荷重を一定に保ちながら平坦矯正を行うことによ
り、比較的精度の高い平坦矯正を行うことができること
を知見し、本発明を完成させるに至った。

【００１６】一方、多くの場合、１パスのみの矯正では
十分な平坦度が得られないために、２パス以上の矯正を
行うことが多い。この場合には、矯正過程でテーパ厚鋼
板がレベラロールと接触することにより冷却されて温度
降下が生じる。この温度降下量は、テーパ厚鋼板におけ
る板厚の薄い部分の方が板厚の厚い部分に比べて大き
く、したがって、２パス目以降では、１パスのみの場合
に採用される矯正中に矯正荷重を一定に保つのみの方法
をそのまま採用するだけでは、温度降下に応じた最適な
圧下量を確保できない。

【００１７】このように、２パス目以降では、温度変化
の要素が板厚変化の要素に比べて強くなる。そこで、本
発明の第２の態様では、ローラレベラにおけるレベラロ
ール群に作用する矯正反力を一定に保つとともに、前記
レベラロールのレベラ開度を検出し、このレベラ開度の
検出値によってテーパ厚鋼板の板厚を推測し、この推測
板厚に応じて矯正速度を変化させながら、テーパ厚鋼板
の平坦矯正を行う。

【００１８】具体的には、板厚の薄い部分については、
板厚の厚い部分よりも矯正速度を速くして平坦矯正を行
うのである。この場合、テーパ厚鋼板の現板厚を検出す
る必要があるが、特に板厚計等を用いずとも、レベラロ
ールのレベラ開度を検出することにより、すなわち、圧
下シリンダーの圧下スクリュー高さおよび液柱高さをそ
のまま採用することにより、これを代用できることを知
見している。

【００１９】

【実施例】本発明の具体的な実施例を述べる前に、本発
明の完成に至る過程において本発明者等が行ったモデル
実験について述べる。

【００２０】テーパ厚鋼板の板温が長さ方向で均一であ
ると仮定すると、板厚の変化のみに着目してレベラ圧下
量の制御を行えばよいことになる。そこで、第１のモデ
ル実験として、テーパ厚鋼板長さ方向の板温を一定とし
た場合における矯正荷重のテーパ厚鋼板長さ方向の変化
を求めたところ、図２に示すとおりであった。図２の例
は、降伏応力４００Ｎ／ｍｍ² クラスの板幅３０００ｍ
ｍ、温度８００℃のテーパ厚鋼板を最適圧下量で矯正を
行ったものである。なお、最適圧下量としては、鋼板各
部の板厚方向の塑性変形率が８０％となるように計算し
た値を用いた。

【００２１】このときの矯正荷重を図３に示す。図３に
よれば、板厚が薄い部分の矯正荷重は板厚が厚い部分の
矯正荷重よりも小さくなるとともに、最小矯正荷重と最
大矯正荷重との比は約１：１．３であるということが判
る。

【００２２】次に、第２のモデル実験として、テーパ厚
鋼板の板厚が１８ｍｍとして長さ方向で均一であると仮
定し、長さ方向に板温のみが変化する鋼板を最適圧下量
で矯正する実験を行った。この実験では、第１のモデル
実験とは逆に、被矯正鋼板の長さ方向の板温の変化のみ
に着目してレベラ圧下量の制御を行えばよい。

【００２３】この場合における最適圧下量による矯正荷
重の変化は、図５に示すとおりであった。図５によれ
ば、温度の低い部分の矯正荷重は温度の高い部分の矯正
荷重より大きくなるとともに、最大矯正荷重と最小矯正
荷重の比は１．２５：１であることが判った。

【００２４】これらのモデル実験により、テーパ厚鋼板
の矯正荷重に影響を与える２つの要素、すなわち、板厚
変化と温度変化とをそれぞれ独立に考慮すると、最適矯
正荷重の変化は、それぞれ全く逆の傾向を示し、かつそ
の変化の量はそれぞれの量に対してほぼ等しい。このこ
とは、仮に板厚変化と温度変化を検出してレベラ圧下制
御を行ったとしても、２つの要素がそれぞれ打ち消し合
って、結果的には矯正荷重が矯正中にほぼ一定となるこ
とを示している。

【００２５】実際に、図２に示す板厚分布と図４に示す
板温分布を併せ持つテーパ厚鋼板の板厚変化と温度変化
の双方を考慮した場合の最適圧下量の下での矯正荷重の
変化は図６に示すとおりであり、実質的に矯正荷重はほ
ぼ一定となっていることが判る。

【００２６】かかる事実は、本発明者等が、この他の種
々のテーパ厚鋼板について検討の結果によっても、証明
された。したがって、従来の提案例のように、板厚変化
と温度変化をオンラインで検出しなくとも、本発明に従
って、矯正中の矯正荷重を一定に保持すれは、実質的に
目的の最適圧下量による矯正を行うことができる。

【００２７】図１は、本発明に係る平坦矯正を行うロー
ラレベラ設備の概略図である。本発明の第１の態様の下
で、矯正開始前のレベラロール１の圧下開度は、当該被
矯正鋼板の材質、温度、厚みおよびテーパ量などによっ
て、予め計算機２によって計算され、制御装置３を経て
設定されている。その後、被矯正材であるテーパ厚鋼板
４の先端がレベラ内に進入すると、レベラロール１，１
…群を支持するキャリッジ５の上部に配設されている液
圧シリンダ６内の圧力が上昇する。

【００２８】続いて、制御装置３では、ある一定時間、
たとえば０．１秒経過後の液圧シリンダ６の圧力を基準
圧力として記憶するとともに、制御装置３は、液圧シリ
ンダ６から出力される現圧力と先に記憶した基準圧力と
比較し、現圧力と基準圧力との偏差が等しくなるように
液圧シリンダ６内の液量を調節して、テーパ厚鋼板４に
与える矯正荷重を一定とする。ここで、各液圧シリンダ
６の矯正荷重制御はそれぞれ独立して行われる。

【００２９】第２の態様の下では、矯正開始時のレベラ
運転速度は、予め計算機２により計算され、制御装置３
を経て設定される。この速度設定に際しては、テーパ厚
鋼板が進行方向に対して先端が薄い場合には、できる限
り高速に、逆に先端が厚い場合には、最も薄い部分を矯
正する際にその速度が機械的な制限を超えないように速
度を落とすべく設定する。かかる速度設定の下で、テー
パ厚鋼板４を噛み込んだ時点で、第１の態様と同様に矯
正荷重を一定とするとともに、その際の液圧シリンダ６
の圧下スクリュー高さおよび液柱高さに基づいてレベラ
ロール１の開度を推測し、その開度の増減に応じて、レ
ベラの運転速度を、駆動モータの制御系７を介して増減
する。

【００３０】＜実施例＞次に、本発明の具体的な実施結
果の例を述べる。図１に示すローラレベラを用いて、テ
ーパ厚鋼板の平坦矯正を行った。本実施例における平坦
矯正にあたっては、被矯正材として用いたテーパ厚鋼板
の寸法は、板幅２０００〜３０００ｍｍ、最薄肉部の板
厚は１２ｍｍ、最厚肉部の板厚は１８ｍｍである。この
寸法の２０枚のテーパ厚鋼板の平坦矯正を行い、それぞ
れのテーパ厚鋼板の矯正前後の平坦度を測定した。矯正
前の平坦度により分けられたテーパ厚鋼板の枚数のヒス
トグラムを図７に、矯正後の平坦度により分けられたテ
ーパ厚鋼板の枚数のヒストグラムを図８および図９にそ
れぞれ示す。ここで、図８は速度一定で３パスの矯正
を、図９は推測板厚に応じて矯正速度を増減させながら
３パスの矯正を行った結果を示す。なお、平坦度につい
ては、下記の（１）式にて定義した値を用いた。

【００３１】

【数１】

【００３２】図７、図８および図９より判るように、本
発明に係る方法により、テーパ厚鋼板の平坦度は大きく
改善されており、多くのテーパ厚鋼板が一般的な矯正後
の目標値である±０．２％以内の平坦度を達成できた。
また、図８の場合より図９の場合の方がより矯正精度が
高くなっていることも判る。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなとおり、本発明
によれば、板厚計や板温計などの設備を必要とせず、し
かも複雑な制御を行うことなく、比較的高い精度でテー
パ厚鋼板の平坦矯正を行うことが可能となる。したがっ
て、コスト的な面からみれば、従来技術と比較して約５
分の１の設備費で済むことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平坦矯正を行うローラレベラ設備
の概略図である。

【図２】第１モデル実験に用いた鋼板の長さ方向の板厚
分布を示すグラフである。

【図３】その矯正荷重の分布を示すグラフである。

【図４】第２モデル実験に用いた鋼板の温度長さ方向の
温度分布を示すグラフである。

【図５】その矯正荷重の分布を示すグラフである。

【図６】第１、第２モデル実験に用いた鋼板の板厚分
布、温度分布を有するテーパ厚鋼板の矯正荷重の分布を
示すグラフである。

【図７】実施例における矯正前の平坦度によって分けら
れたテーパ厚鋼板の枚数のヒストグラムである。

【図８】第１の態様による矯正後の平坦度によって分け
られたテーパ厚鋼板の枚数のヒストグラムである。

【図９】第２の態様による矯正後の平坦度によって分け
られたテーパ厚鋼板の枚数のヒストグラムである。

【符号の説明】

１…レベラロール、２…計算機、３…制御装置、４…テ
ーパ厚鋼板、５…キャリッジ、６…液圧シリンダ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 1/05

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ローラレベラを用いて板厚が連続的に変化
   するテーパ厚鋼板の平坦矯正を行うに際して、 前記ローラレベラにおけるレベラロール群に作用する矯
   正反力を一定に保つとともに、前記レベラロールのロー
   ル開度を検出し、このレベラ開度の検出値によってテー
   パ厚鋼板の板厚を推測し、この推測板厚に応じて矯正速
   度を変化させながら、テーパ厚鋼板の平坦矯正を行うこ
   とを特徴とするテーパ厚鋼板の平坦矯正方法。