JP2885102B2 - 圧延方法 - Google Patents
圧延方法Info
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- JP2885102B2 JP2885102B2 JP6306275A JP30627594A JP2885102B2 JP 2885102 B2 JP2885102 B2 JP 2885102B2 JP 6306275 A JP6306275 A JP 6306275A JP 30627594 A JP30627594 A JP 30627594A JP 2885102 B2 JP2885102 B2 JP 2885102B2
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- rolling
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
- B21B13/145—Lateral support devices for rolls acting mainly in a direction parallel to the movement of the product
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
- B21B2013/028—Sixto, six-high stands
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
- B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
- B21B2031/206—Horizontal offset of work rolls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、作業ロールを駆動しな
い圧延機を用いた圧延方法に関し、特に小径の作業ロー
ルを用いた圧延方法に適用して好適なものである。
い圧延機を用いた圧延方法に関し、特に小径の作業ロー
ルを用いた圧延方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、圧延機の圧下率を高めたり圧延後
の圧延材に高い光沢を付与するために小径の作業ロール
を用いて圧延することがある。しかし、小径の作業ロー
ルを直接駆動することはロールの交換が複雑になるこ
と、高い駆動力を取りにくいことなどの問題があるた
め、作業ロールに外接する控えロールまたは中間ロール
を駆動することが行われる。この場合、控えロールまた
は中間ロールの駆動力により作業ロールに水平方向の曲
げ力が作用し、この水平力による作業ロールの水平方向
の撓みが問題となる。これは作業ロールの水平方向の撓
みにより圧延材の幅方向にロールギャップの変動が生
じ、そのため圧延材の形状を乱し絞りや破断を起こした
りするからである。
の圧延材に高い光沢を付与するために小径の作業ロール
を用いて圧延することがある。しかし、小径の作業ロー
ルを直接駆動することはロールの交換が複雑になるこ
と、高い駆動力を取りにくいことなどの問題があるた
め、作業ロールに外接する控えロールまたは中間ロール
を駆動することが行われる。この場合、控えロールまた
は中間ロールの駆動力により作業ロールに水平方向の曲
げ力が作用し、この水平力による作業ロールの水平方向
の撓みが問題となる。これは作業ロールの水平方向の撓
みにより圧延材の幅方向にロールギャップの変動が生
じ、そのため圧延材の形状を乱し絞りや破断を起こした
りするからである。
【０００３】一方、小径作業ロールに限らず作業ロール
の水平方向の撓みを制御する方法の一つとして、ツイン
ドライブ方式の圧延機に備えられているロードバランス
機能を利用することが考えられる。このロードバランス
機能というのは、上下作業ロールをそれぞれ駆動する上
下モータの負荷電流差をある範囲に収めようとするもの
であり、上下モータの負荷に大きな差異が起こり、片側
のモータ負荷が能力上限となった場合に、それ以上圧延
速度を上昇することが不可能となり、生産能力を低下さ
せる懸念があるため、上下モータ負荷差をある範囲に制
御するものである。例えば下モータ負荷が上モータと比
較してある範囲を超えて大きかった場合、上モータの速
度を上げるか、下モータの速度を下げるか、あるいは双
方を調整して、とにかく上下モータの負荷差を小さくす
る方向にモータ回転数を操作し、ある範囲に収めるよう
制御するものである。そこで、このロードバランス機能
を利用し、上下作業ロールにトルク差が発生しないよう
に圧延試験を行ってみたが、特に小径の作業ロールを用
いる圧延機では、かえって上下作業ロールの異周速を助
長させ、圧延材と作業ロール間のスリップにより圧延不
可能（形状不良、板厚変動）となった。
の水平方向の撓みを制御する方法の一つとして、ツイン
ドライブ方式の圧延機に備えられているロードバランス
機能を利用することが考えられる。このロードバランス
機能というのは、上下作業ロールをそれぞれ駆動する上
下モータの負荷電流差をある範囲に収めようとするもの
であり、上下モータの負荷に大きな差異が起こり、片側
のモータ負荷が能力上限となった場合に、それ以上圧延
速度を上昇することが不可能となり、生産能力を低下さ
せる懸念があるため、上下モータ負荷差をある範囲に制
御するものである。例えば下モータ負荷が上モータと比
較してある範囲を超えて大きかった場合、上モータの速
度を上げるか、下モータの速度を下げるか、あるいは双
方を調整して、とにかく上下モータの負荷差を小さくす
る方向にモータ回転数を操作し、ある範囲に収めるよう
制御するものである。そこで、このロードバランス機能
を利用し、上下作業ロールにトルク差が発生しないよう
に圧延試験を行ってみたが、特に小径の作業ロールを用
いる圧延機では、かえって上下作業ロールの異周速を助
長させ、圧延材と作業ロール間のスリップにより圧延不
可能（形状不良、板厚変動）となった。
【０００４】作業ロールの水平方向の撓みを制御するも
う一つの方法は、例えば特開昭６０−１０６６０２号公
報に示すようなロール支持装置を用いて、作業ロールに
かかる水平力を制御する方法である。このロール支持装
置は作業ロールに外接する軸方向に分割された複数の支
持ローラと各支持ローラに水平方向の押し力を付与する
シリンダ装置を有し、これらの支持ローラによる水平押
し力によって作業ロールに生じる水平力または水平方向
撓みを制御しようとするものである。支持ローラによる
水平押し力は圧延方向にもその逆方向にも与えることが
でき、これによって圧延材の形状制御が可能となる。し
かしその反面、上記水平押し力の付与の度合いは作業ロ
ールのネック部の強度やロール軸受強度・寿命等機械保
護の面からの制約がある。
う一つの方法は、例えば特開昭６０−１０６６０２号公
報に示すようなロール支持装置を用いて、作業ロールに
かかる水平力を制御する方法である。このロール支持装
置は作業ロールに外接する軸方向に分割された複数の支
持ローラと各支持ローラに水平方向の押し力を付与する
シリンダ装置を有し、これらの支持ローラによる水平押
し力によって作業ロールに生じる水平力または水平方向
撓みを制御しようとするものである。支持ローラによる
水平押し力は圧延方向にもその逆方向にも与えることが
でき、これによって圧延材の形状制御が可能となる。し
かしその反面、上記水平押し力の付与の度合いは作業ロ
ールのネック部の強度やロール軸受強度・寿命等機械保
護の面からの制約がある。
【０００５】また、実際の圧延においては潤滑油を使用
している。このため、圧延材の表面（上面）と裏面（下
面）では潤滑油の付着量、すなわち導入油量に差があっ
て、これが圧延材と作業ロール間の摩擦係数の差となっ
て現れる。これのこともあって、上下作業ロールの圧延
トルクにも差が生じてくる。したがって、上下同一トル
クまたは上下平均トルクで上記水平押し力を補正したの
では、上下の水平方向の力の釣り合いが崩れ、上下作業
ロールの撓み差は変動する。
している。このため、圧延材の表面（上面）と裏面（下
面）では潤滑油の付着量、すなわち導入油量に差があっ
て、これが圧延材と作業ロール間の摩擦係数の差となっ
て現れる。これのこともあって、上下作業ロールの圧延
トルクにも差が生じてくる。したがって、上下同一トル
クまたは上下平均トルクで上記水平押し力を補正したの
では、上下の水平方向の力の釣り合いが崩れ、上下作業
ロールの撓み差は変動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、上下
作業ロールに水平方向の撓み差が生じると、力の釣り合
い位置からの水平押し力の増減量に更なる制約、つまり
図４に示すように曲げ力利用可能範囲を狭めてしまうば
かりか、圧延材の形状不良や上下作業ロールのオフセッ
ト圧延による板の反り、更には上下噛み込み角の差によ
る潤滑条件以上の摩擦係数差がつくため、板表裏面の光
沢差を助長するなど、操業上さまざまな問題が起きる。
図４は上作業ロールのみに曲げ力がかかった状態から更
に上下作業ロールに等しく曲げ力を加えるか、または減
じた場合であるが、曲げ力を加えた場合には上作業ロー
ルが、曲げ力を減じた場合には下作業ロールが先に許容
限度荷重に達してしまい、もう一方の作業ロールに目標
としている曲げ力をかけることは設備の強度上危険にな
り、曲げ力利用可能範囲が本来の曲げ力利用範囲よりも
狭くなってしまう。したがって、このような水平方向の
撓み差が生じないようにすることが重要である。また作
業ロールの水平方向の撓みを制御するにはロール支持装
置を使用するが、この場合、潤滑油の付着量の差により
上下の圧延トルクの差が生じ、上下の撓み差を変動させ
るため、この点を考慮して、上下作業ロールに付与すべ
き水平押し力を決める必要がある。そして更に、圧延の
加減速時と定速時とでは、付与すべき水平押し力は当然
に異なるものである。
作業ロールに水平方向の撓み差が生じると、力の釣り合
い位置からの水平押し力の増減量に更なる制約、つまり
図４に示すように曲げ力利用可能範囲を狭めてしまうば
かりか、圧延材の形状不良や上下作業ロールのオフセッ
ト圧延による板の反り、更には上下噛み込み角の差によ
る潤滑条件以上の摩擦係数差がつくため、板表裏面の光
沢差を助長するなど、操業上さまざまな問題が起きる。
図４は上作業ロールのみに曲げ力がかかった状態から更
に上下作業ロールに等しく曲げ力を加えるか、または減
じた場合であるが、曲げ力を加えた場合には上作業ロー
ルが、曲げ力を減じた場合には下作業ロールが先に許容
限度荷重に達してしまい、もう一方の作業ロールに目標
としている曲げ力をかけることは設備の強度上危険にな
り、曲げ力利用可能範囲が本来の曲げ力利用範囲よりも
狭くなってしまう。したがって、このような水平方向の
撓み差が生じないようにすることが重要である。また作
業ロールの水平方向の撓みを制御するにはロール支持装
置を使用するが、この場合、潤滑油の付着量の差により
上下の圧延トルクの差が生じ、上下の撓み差を変動させ
るため、この点を考慮して、上下作業ロールに付与すべ
き水平押し力を決める必要がある。そして更に、圧延の
加減速時と定速時とでは、付与すべき水平押し力は当然
に異なるものである。
【０００７】本発明は、かかる点に鑑み、ロール支持装
置の水平押し力を適切に補正して上下個別に付与するこ
とにより上下作業ロールの水平方向の撓み差が生じない
ようにしたもので、もって、安定した状態で強圧下圧延
を可能にすることを目的としている。
置の水平押し力を適切に補正して上下個別に付与するこ
とにより上下作業ロールの水平方向の撓み差が生じない
ようにしたもので、もって、安定した状態で強圧下圧延
を可能にすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る圧延方法
は、上下作業ロールは駆動せず、該作業ロールに外接す
る上下の控えロールまたは中間ロールを独立に駆動し、
前記作業ロールに生じる水平方向の撓みをロール支持装
置によりそれぞれ制御するようにした圧延機の圧延方法
において、ロール駆動装置の負荷出力から計算される上
下各々の駆動反力に基づいて前記上下作業ロールにかか
る水平力をそれぞれ補正し、この補正された水平力と同
じ水平押し力を前記ロール支持装置により前記上下作業
ロールに個別に付与することを特徴とするものである。
は、上下作業ロールは駆動せず、該作業ロールに外接す
る上下の控えロールまたは中間ロールを独立に駆動し、
前記作業ロールに生じる水平方向の撓みをロール支持装
置によりそれぞれ制御するようにした圧延機の圧延方法
において、ロール駆動装置の負荷出力から計算される上
下各々の駆動反力に基づいて前記上下作業ロールにかか
る水平力をそれぞれ補正し、この補正された水平力と同
じ水平押し力を前記ロール支持装置により前記上下作業
ロールに個別に付与することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】例えば、６重式圧延機における作業ロールにか
かる水平方向の力の釣り合い関係を図１に示す。同図に
おいて、１は圧延材、２は作業ロール、３は中間ロー
ル、４は控えロール、５はロール支持装置で、軸方向に
分割された複数の支持ローラ５ａとシリンダ装置５ｂか
ら構成されている。力の釣り合い位置において、ロール
支持装置５により作業ロール２に付与するのに必要な片
側の水平押し力ＳＴは、（１）式にて示される。 ＳＴ＝δ／（Ｒ＋ｒ）×Ｐ＋（ＴB −ＴF ）／２＋ＴQ ／Ｒ …（１） 但し、Ｐ：圧延荷重、ＴB ：後方張力、ＴF ：前方張
力、ＴQ ：中間ロールの駆動トルク、δ：ロール間オフ
セット量、Ｒ：中間ロールの半径、ｒ：作業ロールの半
径である。力の釣り合い位置から水平押し力を増減し
て、作業ロールを圧延方向やその逆方向に撓ませること
により、主として圧延材形状のうち耳伸び、中伸びを制
御することが可能である。但し、力の釣り合い位置から
の水平押し力の増減量には前述したように作業ロールネ
ック部の強度やロール軸受強度・寿命等、機械保護の面
からの制約がある。
かる水平方向の力の釣り合い関係を図１に示す。同図に
おいて、１は圧延材、２は作業ロール、３は中間ロー
ル、４は控えロール、５はロール支持装置で、軸方向に
分割された複数の支持ローラ５ａとシリンダ装置５ｂか
ら構成されている。力の釣り合い位置において、ロール
支持装置５により作業ロール２に付与するのに必要な片
側の水平押し力ＳＴは、（１）式にて示される。 ＳＴ＝δ／（Ｒ＋ｒ）×Ｐ＋（ＴB −ＴF ）／２＋ＴQ ／Ｒ …（１） 但し、Ｐ：圧延荷重、ＴB ：後方張力、ＴF ：前方張
力、ＴQ ：中間ロールの駆動トルク、δ：ロール間オフ
セット量、Ｒ：中間ロールの半径、ｒ：作業ロールの半
径である。力の釣り合い位置から水平押し力を増減し
て、作業ロールを圧延方向やその逆方向に撓ませること
により、主として圧延材形状のうち耳伸び、中伸びを制
御することが可能である。但し、力の釣り合い位置から
の水平押し力の増減量には前述したように作業ロールネ
ック部の強度やロール軸受強度・寿命等、機械保護の面
からの制約がある。
【００１０】ここで、（１）式における水平押し力ＳＴ
の推定精度を上げるために、駆動反力（ＴQ ／Ｒ）に基
づき、以下のような補正を行う。
の推定精度を上げるために、駆動反力（ＴQ ／Ｒ）に基
づき、以下のような補正を行う。
【００１１】まず、定速圧延時における上下各々の全駆
動トルクＴs U ，Ｔs L を上下の駆動モータ出力ＷU ，
ＷL と圧延速度（ロール回転数）Ｎから、それぞれ
（２）式、（３）式にて演算する。 Ｔs U ＝ｋs ＷU ／Ｎ …（２） Ｔs L ＝ｋs ＷL ／Ｎ …（３） 但し、ｋs ：単位換算定数
動トルクＴs U ，Ｔs L を上下の駆動モータ出力ＷU ，
ＷL と圧延速度（ロール回転数）Ｎから、それぞれ
（２）式、（３）式にて演算する。 Ｔs U ＝ｋs ＷU ／Ｎ …（２） Ｔs L ＝ｋs ＷL ／Ｎ …（３） 但し、ｋs ：単位換算定数
【００１２】次に、圧延の加減速時における加速時トル
クＴa ，減速時トルクＴd をそれぞれ（４）式、（５）
式より演算する。 Ｔa ＝ｋa ×ＧＤ2 ×ｄＮ／ｄｔ×１／η＋ＴL …（４） Ｔd ＝ｋd ×ＧＤ2 ×ｄＮ／ｄｔ×η−ＴL …（５） 但し、ｋa ，ｋd ：定数、ＧＤ2 ：慣性２次モーメン
ト、Ｎ：ロール回転数、ｔ：時間、η：機械効率、ＴL
：無負荷トルクである。
クＴa ，減速時トルクＴd をそれぞれ（４）式、（５）
式より演算する。 Ｔa ＝ｋa ×ＧＤ2 ×ｄＮ／ｄｔ×１／η＋ＴL …（４） Ｔd ＝ｋd ×ＧＤ2 ×ｄＮ／ｄｔ×η−ＴL …（５） 但し、ｋa ，ｋd ：定数、ＧＤ2 ：慣性２次モーメン
ト、Ｎ：ロール回転数、ｔ：時間、η：機械効率、ＴL
：無負荷トルクである。
【００１３】そして、（２）式、（３）式で得られた全
駆動トルクに補正を加え、実駆動トルクＴQ U ，ＴQ L
を（６）式にて求める。 ＴQ (U,L) ＝Ｔs (U,L) −（Ｔa またはＴd ） …（６）
駆動トルクに補正を加え、実駆動トルクＴQ U ，ＴQ L
を（６）式にて求める。 ＴQ (U,L) ＝Ｔs (U,L) −（Ｔa またはＴd ） …（６）
【００１４】最後に、（６）式で求めた実駆動トルクを
用いて、（１）式にて上下個別に水平押し力の補正を行
う。 ＳＴU ＝δ／（Ｒ＋ｒ）×Ｐ＋（ＴB −ＴF ）／２＋ＴQ U ／Ｒ …(1U) ＳＴL ＝δ／（Ｒ＋ｒ）×Ｐ＋（ＴB −ＴF ）／２＋ＴQ L ／Ｒ …(1L) この(1U)式、(1L)式で求められる上下の水平押し力ＳＴ
U ，ＳＴL を、圧延の加減速時及び定速時ごとに、ある
いは、十分短い時間毎に負荷出力を測定して演算するこ
とで、上下の作業ロールに個別に付与すれば、上下作業
ロールの水平方向の撓み差を著しく減少させることがで
きる。
用いて、（１）式にて上下個別に水平押し力の補正を行
う。 ＳＴU ＝δ／（Ｒ＋ｒ）×Ｐ＋（ＴB −ＴF ）／２＋ＴQ U ／Ｒ …(1U) ＳＴL ＝δ／（Ｒ＋ｒ）×Ｐ＋（ＴB −ＴF ）／２＋ＴQ L ／Ｒ …(1L) この(1U)式、(1L)式で求められる上下の水平押し力ＳＴ
U ，ＳＴL を、圧延の加減速時及び定速時ごとに、ある
いは、十分短い時間毎に負荷出力を測定して演算するこ
とで、上下の作業ロールに個別に付与すれば、上下作業
ロールの水平方向の撓み差を著しく減少させることがで
きる。
【００１５】本発明は、作業ロールと中間ロールまたは
控えロールの間にオフセットがない場合を含むものであ
るが、（１）式のδ＝０とおいて、水平押し力（保持す
るための）を推定する。
控えロールの間にオフセットがない場合を含むものであ
るが、（１）式のδ＝０とおいて、水平押し力（保持す
るための）を推定する。
【００１６】本発明は、４重式、５重式、更に６重式以
上の多重圧延機に適用することができる。４重式圧延機
の場合、控えロールを駆動することになる。また、作業
ロールがオフセットされている場合だけでなく、オフセ
ットされていない場合にも適用できる。更に、ロール支
持装置の支持ローラが軸方向に多数に分割されている場
合だけでなく、軸方向に１本の場合を含むものである。
本発明は、作業ロールを水平方向に積極的に撓ませる圧
延の場合も、水平方向に支持（押し力調整可能）する圧
延も含むものである。
上の多重圧延機に適用することができる。４重式圧延機
の場合、控えロールを駆動することになる。また、作業
ロールがオフセットされている場合だけでなく、オフセ
ットされていない場合にも適用できる。更に、ロール支
持装置の支持ローラが軸方向に多数に分割されている場
合だけでなく、軸方向に１本の場合を含むものである。
本発明は、作業ロールを水平方向に積極的に撓ませる圧
延の場合も、水平方向に支持（押し力調整可能）する圧
延も含むものである。
【００１７】
【実施例】まず、図１の圧延機により実際に金属板を圧
延し、前後張力の差や駆動トルクによる反力が圧延荷重
−水平押し力の関係にどのように影響するかについて調
査した。圧延試験の条件及び測定値は下記のとおりであ
った。 金属板：板厚１．４６mm→板厚１．２０mm×幅１３００
mm 中間ロール径：２Ｒ＝４４０mm 作業ロール径：２ｒ＝２００mm ロール間オフセット量：δ＝３０mm 圧延荷重：Ｐ＝６７０TON 圧延速度：１００mpm 前後張力：ＴB ＝３８TON ，ＴF ＝１３TON
延し、前後張力の差や駆動トルクによる反力が圧延荷重
−水平押し力の関係にどのように影響するかについて調
査した。圧延試験の条件及び測定値は下記のとおりであ
った。 金属板：板厚１．４６mm→板厚１．２０mm×幅１３００
mm 中間ロール径：２Ｒ＝４４０mm 作業ロール径：２ｒ＝２００mm ロール間オフセット量：δ＝３０mm 圧延荷重：Ｐ＝６７０TON 圧延速度：１００mpm 前後張力：ＴB ＝３８TON ，ＴF ＝１３TON
【００１８】そして、作業ロール軸受箱にロードセルを
取り付け、軸受箱にかかる力が０となるのに必要な上下
の水平押し力ＳＴU ，ＳＴL を測定した。この測定値か
ら前記（１）式による右辺第１項、第２項の値を差し引
くと、 下作業ロールでは：108 TON −(30 ／320 ×670 TON ＋
25／2 TON)＝33 TON 上作業ロールでは： 94 TON −(30 ／320 ×670 TON ＋
25／2 TON)＝19 TON となり、上下の駆動反力には１４TON の差が生じること
が分かった。
取り付け、軸受箱にかかる力が０となるのに必要な上下
の水平押し力ＳＴU ，ＳＴL を測定した。この測定値か
ら前記（１）式による右辺第１項、第２項の値を差し引
くと、 下作業ロールでは：108 TON −(30 ／320 ×670 TON ＋
25／2 TON)＝33 TON 上作業ロールでは： 94 TON −(30 ／320 ×670 TON ＋
25／2 TON)＝19 TON となり、上下の駆動反力には１４TON の差が生じること
が分かった。
【００１９】次に、駆動反力に対する水平押し力の補正
を上下の駆動トルク平均値に基づいて行う従来法と、本
発明のように前記(1U)式、(1L)式より上下個別に補正す
る方法とを比較した結果を表１に示す。また表１には、
本発明による水平押し力補正の精度を確認するため、上
下作業ロール軸受箱にロードセルを取り付け、作業ロー
ルに作用する水平力が０となる水平押し力ＳＴの値も併
記してある。
を上下の駆動トルク平均値に基づいて行う従来法と、本
発明のように前記(1U)式、(1L)式より上下個別に補正す
る方法とを比較した結果を表１に示す。また表１には、
本発明による水平押し力補正の精度を確認するため、上
下作業ロール軸受箱にロードセルを取り付け、作業ロー
ルに作用する水平力が０となる水平押し力ＳＴの値も併
記してある。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１中の項目について、以下に説明する。
圧延状態は一定速または加速中であることを示す。圧延
荷重Ｐ並びに張力差ΔＴは、通常、圧延設備に配設され
ているロードセル、テンションメータによる実測値であ
る。駆動反力ＴQ ／Ｒは、従来法では上下のモータ出力
と回転数から求めた駆動トルク平均値を中間ロール半径
Ｒで除した値であり、本発明では前記（６）式より算出
した上下の実駆動トルクＴQ U ，ＴQ L を中間ロール半
径Ｒで除した値である。水平押し力ＳＴは、これらの実
測値（圧延荷重Ｐ，張力差ΔＴ）及び演算値（駆動反力
ＴQ ／Ｒ）を前記（１）式に代入して得られた値であ
る。なお、各ロール径、オフセット量は前記と同じであ
る。水平押し力ＳＴ’は、作業ロールにかかる水平力が
０（釣り合う）となる水平押し力の実測値である。上下
作業ロールの水平方向撓み差は、各ケースにおいて上下
作業ロールの水平方向撓みを変位計により測定し、両者
の撓み差を計算した値である。水平押し力制御範囲は、
水平方向の力が釣り合う状態から圧延方向に対して入、
出側にどれだけ押し引きできるかを示したものである。
この押し引き量については前述したように作業ロールの
ベアリング寿命等、機械的な制約がある。
圧延状態は一定速または加速中であることを示す。圧延
荷重Ｐ並びに張力差ΔＴは、通常、圧延設備に配設され
ているロードセル、テンションメータによる実測値であ
る。駆動反力ＴQ ／Ｒは、従来法では上下のモータ出力
と回転数から求めた駆動トルク平均値を中間ロール半径
Ｒで除した値であり、本発明では前記（６）式より算出
した上下の実駆動トルクＴQ U ，ＴQ L を中間ロール半
径Ｒで除した値である。水平押し力ＳＴは、これらの実
測値（圧延荷重Ｐ，張力差ΔＴ）及び演算値（駆動反力
ＴQ ／Ｒ）を前記（１）式に代入して得られた値であ
る。なお、各ロール径、オフセット量は前記と同じであ
る。水平押し力ＳＴ’は、作業ロールにかかる水平力が
０（釣り合う）となる水平押し力の実測値である。上下
作業ロールの水平方向撓み差は、各ケースにおいて上下
作業ロールの水平方向撓みを変位計により測定し、両者
の撓み差を計算した値である。水平押し力制御範囲は、
水平方向の力が釣り合う状態から圧延方向に対して入、
出側にどれだけ押し引きできるかを示したものである。
この押し引き量については前述したように作業ロールの
ベアリング寿命等、機械的な制約がある。
【００２２】まず、ケースNo. １においては、上下作業
ロールの水平方向撓みが、上作業ロールでＳＴ＞ＳＴ’
より７TON 分出側に撓み、その量は＋１mmであり、下作
業ロールでＳＴ＜ＳＴ’より７TON 分入側に撓み、その
量は−１mmであり、その差は２mmである。この場合、Ｓ
Ｔ＝ＳＴ’として釣り合った場合、撓み量は上下作業ロ
ールとも０mmである。つまり、上下作業ロールの撓みは
図２に示す状態となっている。このケースの場合、ロー
ル軸方向の上下作業ロール間隔に大きな格差をもった分
布が生じ、上下作業ロールがオフセットの状態となり、
大きな形状不良が発生した。更に、連続圧延機の場合、
走間で材料剪断を行い、巻取リールによってコイル状に
巻き取られるが、このケースの場合、反りが発生して、
巻取失敗を起こし、コイル停止となった。
ロールの水平方向撓みが、上作業ロールでＳＴ＞ＳＴ’
より７TON 分出側に撓み、その量は＋１mmであり、下作
業ロールでＳＴ＜ＳＴ’より７TON 分入側に撓み、その
量は−１mmであり、その差は２mmである。この場合、Ｓ
Ｔ＝ＳＴ’として釣り合った場合、撓み量は上下作業ロ
ールとも０mmである。つまり、上下作業ロールの撓みは
図２に示す状態となっている。このケースの場合、ロー
ル軸方向の上下作業ロール間隔に大きな格差をもった分
布が生じ、上下作業ロールがオフセットの状態となり、
大きな形状不良が発生した。更に、連続圧延機の場合、
走間で材料剪断を行い、巻取リールによってコイル状に
巻き取られるが、このケースの場合、反りが発生して、
巻取失敗を起こし、コイル停止となった。
【００２３】次に、ケースNo. ２において、同様に圧延
を行ったが、上下作業ロールの撓み差が５mm以上とな
り、圧延後間もなく形状不良による破断が起こり、圧延
不可能となった。
を行ったが、上下作業ロールの撓み差が５mm以上とな
り、圧延後間もなく形状不良による破断が起こり、圧延
不可能となった。
【００２４】ケースNo. ３において、定速部は圧延良好
となったが、定速に至るまでの加速中、ケースNo. ４
で、耳伸びが発生した。耳伸びを修正するために、釣り
合い位置から前述の水平押しを仕様の＋２０TON まで、
すなわちインクリーズ側で使ったが、この際、実際に上
作業ロールに作用した力は２９TON (=107+20-98)であ
り、このような状態が連続して起きると、ロールベアリ
ングの寿命だけでなく、最悪の場合、ロールの疲労限応
力を超えて、ロール割損事故にもつながりかねない。
となったが、定速に至るまでの加速中、ケースNo. ４
で、耳伸びが発生した。耳伸びを修正するために、釣り
合い位置から前述の水平押しを仕様の＋２０TON まで、
すなわちインクリーズ側で使ったが、この際、実際に上
作業ロールに作用した力は２９TON (=107+20-98)であ
り、このような状態が連続して起きると、ロールベアリ
ングの寿命だけでなく、最悪の場合、ロールの疲労限応
力を超えて、ロール割損事故にもつながりかねない。
【００２５】これら従来法によるケースに対して、本発
明によるものをケースNo. ５〜８に示した。すなわち、
ケースNo. ５〜７は上下の駆動反力を各々演算し、上下
水平押し力を個別に適正に補正したため、圧延荷重１０
００TON でも、上下作業ロールの水平方向撓み差を０．
３mm以内に抑えることができ、良好で安定な圧延が行わ
れた。ケースNo. ８においてもケースNo. ４と同様、加
速時の耳伸びを修正しようとして水平押し力を釣り合い
位置から＋２０TON （インクリーズ側）使ったが、上作
業ロールにかかる水平方向の力は２１TON であり、機械
上も特に問題なく圧延できた。更に、ＳＴとＳＴ’との
差を比較しても精度上±２TON の範囲であり、常に作業
ロールに作用する水平力を測定しなくても良いことが確
認された。
明によるものをケースNo. ５〜８に示した。すなわち、
ケースNo. ５〜７は上下の駆動反力を各々演算し、上下
水平押し力を個別に適正に補正したため、圧延荷重１０
００TON でも、上下作業ロールの水平方向撓み差を０．
３mm以内に抑えることができ、良好で安定な圧延が行わ
れた。ケースNo. ８においてもケースNo. ４と同様、加
速時の耳伸びを修正しようとして水平押し力を釣り合い
位置から＋２０TON （インクリーズ側）使ったが、上作
業ロールにかかる水平方向の力は２１TON であり、機械
上も特に問題なく圧延できた。更に、ＳＴとＳＴ’との
差を比較しても精度上±２TON の範囲であり、常に作業
ロールに作用する水平力を測定しなくても良いことが確
認された。
【００２６】このように水平押し力制御範囲を仕様最大
まで使えるようになり、形状修正能力も向上した。図３
のその一例を示す。同図の横軸は板幅中央の伸びεc と
１／４位置のクォータ伸びεq との差、縦軸は板幅中央
の伸びεc と板端部のエッジ伸びεe の差を示す。従来
の形状制御範囲（斜線部）のほぼ倍の能力が得られ、連
続圧延機の走間板厚変更可能サイズの拡大に大きく貢献
している。
まで使えるようになり、形状修正能力も向上した。図３
のその一例を示す。同図の横軸は板幅中央の伸びεc と
１／４位置のクォータ伸びεq との差、縦軸は板幅中央
の伸びεc と板端部のエッジ伸びεe の差を示す。従来
の形状制御範囲（斜線部）のほぼ倍の能力が得られ、連
続圧延機の走間板厚変更可能サイズの拡大に大きく貢献
している。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、例えば
圧延の加減速時及び定速時ごとに、ロール駆動装置の負
荷出力から計算される上下各々の駆動反力に基づいて上
下作業ロールにかかる水平力をそれぞれ補正し、この補
正された水平力と同じ水平押し力をロール支持装置によ
り上下作業ロールに個別に付与することとしたので、上
下作業ロールの水平方向の撓み差を著しく減少させるこ
とができ、常時安定な強圧下圧延が可能になるという効
果がある。また、本発明による水平押し力の補正精度が
高いため、作業ロールにかかる水平力や水平方向の撓み
を各種センサーを用いて測定しなくても良いという利点
がある。更に、本発明により小径の作業ロールで圧延荷
重１０００TON を超す圧延も可能となり、製造可能範囲
が飛躍的に拡大し、形状制御範囲も大幅に向上する効果
がある。
圧延の加減速時及び定速時ごとに、ロール駆動装置の負
荷出力から計算される上下各々の駆動反力に基づいて上
下作業ロールにかかる水平力をそれぞれ補正し、この補
正された水平力と同じ水平押し力をロール支持装置によ
り上下作業ロールに個別に付与することとしたので、上
下作業ロールの水平方向の撓み差を著しく減少させるこ
とができ、常時安定な強圧下圧延が可能になるという効
果がある。また、本発明による水平押し力の補正精度が
高いため、作業ロールにかかる水平力や水平方向の撓み
を各種センサーを用いて測定しなくても良いという利点
がある。更に、本発明により小径の作業ロールで圧延荷
重１０００TON を超す圧延も可能となり、製造可能範囲
が飛躍的に拡大し、形状制御範囲も大幅に向上する効果
がある。
【図１】圧延機の作業ロールに作用する力の説明図であ
る。
る。
【図２】従来例における上下作業ロールの撓み差を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明と従来法による形状制御範囲を比較した
図である。
図である。
【図４】作業ロールの曲げ力利用可能範囲の説明図であ
る。
る。
１ 圧延材 ２ 作業ロール ３ 中間ロール ４ 控えロール ５ ロール支持装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小代 純士 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 村田 早登史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−203207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−6711（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−117823（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−108201（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 37/00 B21B 13/14
Claims (1)
- 【請求項１】 上下作業ロールは駆動せず、該作業ロー
ルに外接する上下の控えロールまたは中間ロールを独立
に駆動し、前記作業ロールに生じる水平方向の撓みをロ
ール支持装置によりそれぞれ制御するようにした圧延機
の圧延方法において、 ロール駆動装置の負荷出力から計算される上下各々の駆
動反力に基づいて前記上下作業ロールにかかる水平力を
それぞれ補正し、この補正された水平力と同じ水平押し
力を前記ロール支持装置により前記上下作業ロールに個
別に付与することを特徴とする圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6306275A JP2885102B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6306275A JP2885102B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08164408A JPH08164408A (ja) | 1996-06-25 |
| JP2885102B2 true JP2885102B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=17955131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6306275A Expired - Fee Related JP2885102B2 (ja) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | 圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2885102B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009113413A1 (ja) | 2008-03-11 | 2009-09-17 | 新日本製鐵株式会社 | 板圧延機および板圧延方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8365567B2 (en) | 2008-03-04 | 2013-02-05 | Nippon Steel Corporation | Rolling mill and rolling method for flat products of steel |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP6306275A patent/JP2885102B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009113413A1 (ja) | 2008-03-11 | 2009-09-17 | 新日本製鐵株式会社 | 板圧延機および板圧延方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08164408A (ja) | 1996-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |