JP2989099B2 - Prediction method between rolls of rolling mill - Google Patents
Prediction method between rolls of rolling millInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は圧延機のロール間接触域
でのロール間偏平量を高精度で予測する方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for accurately predicting the flatness between rolls in a contact area between rolls of a rolling mill.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、熱間圧延における製品の高寸法精
度化、高品質化ニーズから板クラウンおよび板形状が非
常に重要視されている。そのため、連続圧延における鋼
板等の圧延機のクラウンおよび形状の正確な制御は、圧
延材の製品を維持するばかりでなく圧延中のトラブルを
避けるためにも重要である。このため、連続圧延機の各
スタンドにロールベンデイング装置や可変クラウンロー
ルを設け、各スタンドにおいて、これらの操作量を調節
してクラウンおよび形状を目標値に制御することが行わ
れている。2. Description of the Related Art In recent years, sheet crowns and sheet shapes have become very important due to the need for higher dimensional accuracy and higher quality of products in hot rolling. Therefore, accurate control of the crown and shape of a rolling mill such as a steel plate in continuous rolling is important not only to maintain the product of the rolled material but also to avoid trouble during rolling. For this reason, a roll bending device and a variable crown roll are provided in each stand of the continuous rolling mill, and in each stand, the amount of operation is adjusted to control the crown and the shape to target values.
【0003】一方、圧延荷重によるロールの撓みをキャ
ンセルするために、イニシャルクラウンロールを付ける
ことにより、圧延製品の板幅方向の厚み精度を高めるた
めに行われているが板材の板幅、厚さなどの圧延条件が
変化する場合には、別のクラウンロールに交換する必要
があるので、多種類のイニシャルクラウンを有するロー
ルを保有しておく必要があり、また、ロール交換のため
に圧延機の稼働率の低下を招き、さらに、圧延作業等の
進行に伴うロール摩耗と熱膨張のためロールのクラウン
が著しく変化するので、従来からロールを交換すること
なしに板材の板幅方向の厚み分布を制御する手段が要望
されている。On the other hand, in order to cancel the deflection of the roll due to the rolling load, an initial crown roll is attached to improve the thickness accuracy of the rolled product in the strip width direction. When rolling conditions such as change, it is necessary to replace the roll with another crown roll, so it is necessary to hold a roll having various types of initial crowns, Since the roll ratio is significantly changed due to the roll wear and thermal expansion accompanying the progress of the rolling operation etc., the thickness distribution in the plate width direction of the plate material can be reduced without replacing the roll conventionally. There is a need for a means to control.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこで、圧延荷重によ
るロール間接触域の幅方向任意点でのロール間偏平量の
正確な把握は、ロールプロフィール予測やミルストレッ
チによる板厚予測等を行う上で重要であることから、ロ
ール間偏平量を正確に把握する手段として、計算により
求める方法が提案されている。このロール間接触荷重分
布の計算として、従来はロール撓みにつては梁の撓みと
して考え、ロール間接触荷重分布は単純な2次式による
関数で近似し、ロール偏についてはロール間がバネを仮
定し、また、梁の撓み式を解くことが出来るが、実際に
はロール間接触荷重分布は単純な関数では一般には表せ
ないために計算誤差が大きいという問題がある。また、
ロールを軸方向に分割して、各分割毎にロール撓みと偏
平を連立させてロール偏平を求める方法が提案されてい
るが、この方法によれば計算精度を確保するためには多
数の分割が必要で、この場合長い計算時間が必要となる
という欠点を有している。Therefore, accurate grasping of the inter-roll flatness at any point in the width direction of the inter-roll contact area based on the rolling load is necessary for predicting the roll profile or the sheet thickness by mill stretching. Because of the importance, a method of calculating the flatness between the rolls has been proposed as a means for accurately grasping the flatness between the rolls. Conventionally, the calculation of this contact load distribution between rolls is based on the assumption that roll deflection is considered as beam deflection, the contact load distribution between rolls is approximated by a simple quadratic function, and the roll bias is assumed to be spring between rolls. In addition, the bending equation of the beam can be solved. However, the distribution of the contact load between the rolls cannot be generally expressed by a simple function, so that there is a problem that a calculation error is large. Also,
A method has been proposed in which a roll is divided in the axial direction, and roll deflection and flattening are simultaneously performed for each division to obtain roll flattening. However, according to this method, a large number of divisions are required to secure calculation accuracy. Required, which has the disadvantage of requiring a long calculation time.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するべき、発明者らは鋭意開発を重ねた結果、圧延機
のロール間偏平量の予測を容易にし、しかも高精度に正
確に把握することが出来、ロールプロフィール予測やミ
ルストレッチによる板厚予測等を可能とし、熱間圧延に
おける製品の高精度、高品質化を図るためのロール間偏
平量の予測を高精度で計算可能な方法を提供することに
ある。本発明の要旨とするところは、圧延機のロール間
接触荷重によるロール撓みを梁の撓みとして簡易に計算
すると共に、該ロール間接触荷重計算を最適近似ロール
カーブと偏差ロールカーブの項に分けることにより、ロ
ール間偏平量の予測を容易に、しかも高精度で計算可能
にしたことを特徴とする圧延機のロール間偏平予測方法
にある。Means for Solving the Problems The present inventors have intensively developed to solve the above-mentioned problems, and as a result, have made it easy to predict the flatness between rolls of a rolling mill, and to accurately and accurately grasp the flatness between rolls. A method that enables highly accurate calculation of the flatness between rolls for high-precision and high-quality products in hot rolling by enabling roll profile prediction and sheet thickness prediction by mill stretching. Is to provide. The gist of the present invention is to simply calculate the roll deflection due to the roll-to-roll contact load of the rolling mill as the beam deflection and to divide the roll-to-roll contact load calculation into terms of the optimum approximate roll curve and the deviation roll curve. The present invention provides a method for predicting the flatness between rolls of a rolling mill, wherein the flattening amount between rolls can be easily and highly accurately calculated.
【0006】以下本発明について図面に従って詳細に説
明する。図1は圧延荷重によって生ずるワークロール撓
みに及ぼす影響の説明図である。図1に示すように、4
重のロールを備えた圧延機において、圧延材1を圧延す
るワークロール2とワークロール2に接して、これを補
強するバックアップロール3とより構成される。この構
成において圧延を行った場合は、圧延荷重が上下バック
アップロール3に付加され、ワークロール2とバックア
ップロール3は完全に接触し、ロール間接触荷重分布を
生じ無負荷時に存在していたロールギャップの幅方向分
布はワークロール2からバックアップロール3間の接触
面に作用する荷重の幅方向分布を通じて ワークロール
の撓みに影響を及ぼす。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an effect on a work roll deflection caused by a rolling load. As shown in FIG.
In a rolling mill provided with heavy rolls, a work roll 2 for rolling a rolled material 1 and a backup roll 3 in contact with and reinforcing the work roll 2 are provided. When rolling is performed in this configuration, the rolling load is applied to the upper and lower backup rolls 3, the work rolls 2 and the backup rolls 3 come into complete contact, a contact load distribution between the rolls occurs, and the roll gap existing when there is no load. In the width direction affects the deflection of the work roll through the width distribution of the load acting on the contact surface between the work roll 2 and the backup roll 3.
【0007】図2はワークロールおよびバックアップロ
ールに加わる荷重分布並びにロール間偏平を示す説明図
である。図2に示すように、バックアップロールに生ず
るロール間接触荷重分布4はワークロールに加わる荷重
分布5によるロール軸心撓みを生ずる。符号6はロール
間偏平が無い場合のバックアップロール下面プロフィル
であり、7はロール間偏平が無い場合のワークロール上
面プロフィル、8はロール間偏平が有る場合のロール境
界プロフィル、9はロール間偏平量である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the distribution of loads applied to the work rolls and the backup roll, and the flatness between the rolls. As shown in FIG. 2, the roll-to-roll contact load distribution 4 generated in the backup roll causes the roll axis deflection due to the load distribution 5 applied to the work roll. Reference numeral 6 denotes a backup roll lower surface profile when there is no inter-roll flattening, 7 denotes a work roll upper surface profile when there is no inter-roll flattening, 8 denotes a roll boundary profile when there is roll-to-roll flattening, and 9 denotes an inter-roll flattening amount. It is.
【0008】図3はワークロールとバックアップロール
との接触域でのロールカーブを近似2次式で求める説明
図である。すなわち、図3で示すようにワークロールと
バックアップロールとの接触域でのロールカーブの計算
を簡易モデル化し、近似2次式でもとめることができ
る。この近似2次式の求め方の基本としては、ロールの
片側のみで0次及び1次のモーメントが釣合うように2
次式を決めたものであり、その2次式は次に通りであ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram for calculating a roll curve in a contact area between a work roll and a backup roll by an approximate quadratic equation. That is, as shown in FIG. 3, the calculation of the roll curve in the contact area between the work roll and the backup roll can be simplified into a model, and can be determined by an approximate quadratic equation. The basic method of obtaining the approximate quadratic equation is such that the zero-order and first-order moments are balanced only on one side of the roll.
The following equation is determined, and its quadratic equation is as follows.
【0009】 y=ai X2 …… (1) ただし、ai =−6/Xi 3 ×Si +12/Xi 4 ×G
i bi =3/Xi ×Si −4/Xi 2 ×Gi なお、Si =y1 △X1 (i=1) Si =y1 △X1 +Si-1 (i=2,3,…) Gi =y1 ×X1 ×△X1 (i=1) Gi =yi ×Xi ×△Xi +Gi-1 (i=2,3,…) また、WR−BUR接触域における近似ロールクラウン RCj =−aj×(LR /2)2 …… (2) として求めることが出来る。Y = a i X 2 (1) where a i = −6 / X i 3 × S i + 12 / X i 4 × G
i b i = 3 / X i × S i -4 / X i 2 × G i Note, S i = y 1 △ X 1 (i = 1) S i = y 1 △ X 1 + S i-1 (i = 2,3, ...) G i = y 1 × X 1 × △ X 1 (i = 1) G i = y i × X i × △ X i + G i-1 (i = 2,3, ...) Moreover, The approximate roll crown in the WR-BUR contact area RC j = −aj × ( LR / 2) 2 (2)
【0010】次に、ロール軸方向任意点xにおけるロー
ル間偏平量δ(x)を求める。その前提条件として、図
2に示すワークロールとバックアップロールとのロール
間接触状態を考えるとき、(1)ワークロールとバック
アップロール間の接触荷重以外の外力およびロール間の
接触域を予め与える(外力の合計は0となる) (2)ロール間の局所の線荷重とロール間偏平量(2ロ
ール間の軸心接近量)は比例する。すなわち、平均ロー
ル間偏平量をδとすると、前記(1)及び(2)の仮定
より、Aロールへの全ての外力の和はBロールへの全て
の外力の和であり、また、A−Bロール間の接触荷重P
ABである。Next, an inter-roll flatness amount δ (x) at an arbitrary point x in the roll axis direction is obtained. As prerequisites, when considering the inter-roll contact state between the work roll and the backup roll shown in FIG. 2, (1) an external force other than the contact load between the work roll and the backup roll and a contact area between the rolls are given in advance (external force). (2) The local linear load between the rolls and the flatness between the rolls (the amount of axial center approach between the two rolls) are proportional. That is, assuming that the average inter-roll flatness is δ, the sum of all the external forces applied to the A roll is the sum of all the external forces applied to the B roll, based on the assumptions (1) and (2). Contact load P between B rolls
AB .
【0011】従って、 δ=PAB/(KAB×lAB) …… (3) ただし、PAB:A−Bロール間線荷重 KAB:A−Bロール間バネ定数 δ:A−Bロール間偏平量 lAB:A−Bロール間接触長Accordingly, δ = P AB / (K AB × I AB ) (3) where P AB : Line load between AB rolls K AB : Spring constant between AB rolls δ: AB roll Flatness l AB : Contact length between AB roll
【0012】(3)また、ロールカーブは軸方向座標の
関係で表し、ロールカーブの値の正負はA,Bロール共
に凸カーブを正とし、ロール撓みの値の正負はAが上、
Bが下と定義したときのロールエッジが下向きに撓んだ
場合を正とする。さらに、ロール撓み、ロールカーブの
定義域はロール間接触域とする。このような条件のもと
にδを求める。 δ(x)=δSQ+δRND …… (4) ただし、δSQ:ロールカーブを最適2次式近似した場合
のロール間偏平 δRND :元のロールカーブと最適2次式近似カーブとの
差(偏差ロールカーブ)(3) The roll curve is represented by the relationship of the axial coordinates. The positive and negative values of the roll curve are positive convex curves for both A and B rolls.
The case where the roll edge is bent downward when B is defined as down is defined as positive. Further, the defined area of the roll deflection and the roll curve is the inter-roll contact area. Δ is obtained under such conditions. δ (x) = δ SQ + δ RND (4) where δ SQ : flatness between rolls when the roll curve is approximated by an optimal quadratic equation δ RND : difference between the original roll curve and the optimal quadratic approximate curve (Deviation roll curve)
【0013】最適ロールカーブは偏差ロールカーブによ
るロール変形への影響がロール間偏平のみとみなせる元
のロールカーブを2次式近似したカーブを言い、この最
適2次式近似ロールカーブの求める方法としては、次の
通りである。 δSQ=δ0 +δ1 +fA +fB …… (5) ただし、fA 、fB :A,Bロールの撓みの対称成分 δ1 =δDEF +δP δ0 =δ+[fA の平均値]−[fB の平均値] δP :ロール単体での外力による力のモーメントと釣り
合うδの成分(δP による荷重分布が発生する力のモー
メントが釣り合う) δDEF :ロール撓みの非対称成分により発生する力のモ
ーメントを打ち消すδの成分 fA 、fB :A−B間接触荷重分布を単純な関数(例:
2次式)を仮定し、材料力学における梁の撓み式を解
く。 δRND =δRND.A +δRND.B ただし、δRND.A はAロールの偏差カーブ δRND.B はBロールの偏差カーブ[0013] The optimum roll curve is a curve obtained by quadratic approximation of an original roll curve in which the influence of the deviation roll curve on roll deformation can be regarded only as inter-roll flattening. Is as follows. δ SQ = δ 0 + δ 1 + f A + f B (5) where, f A , f B : symmetric components of deflection of A and B rolls δ 1 = δ DEF + δ P δ 0 = δ + [average value of f A ] - [f mean] [delta] P of B: components [delta] balances with moment of force due to an external force of a roll alone (load distribution due to [delta] P are balanced moment of forces generated) [delta] DEF: the asymmetric component of the deflection roll component f a of δ counteract the moment of force produced, f B: a-B between the contact load distribution a simple function (e.g.
Assuming a quadratic equation, solve the beam bending equation in material mechanics. δ RND = δ RND.A + δ RND.B However, deviation curve [delta] RND.B of [delta] RND.A is A roll deviation curve B roll
【0014】なお、δ0 、δDEF 、δP の具体例とし
て、 (1)δ0 δ0 =δ−(1−αA −αB )/lAB∫[CB −CA +
CRA+CRB]dx ただし、CA 、CB :単純撓み(PAB一定と仮定して梁
の撓み式を解いた撓み) αA 、αB :ロール間ギャップ影響係数 CRA、CRB:最適2次近似ロールクラウン値 (2)δP δP =12/(KAB×lAB)[Σ∫PiPi xdx]x ただし、N:荷重域数 Pi :ロール1本に対する外圧(i=1〜N)[0014] Incidentally, δ 0, δ DEF, specific examples of the δ P, (1) δ 0 δ 0 = δ- (1-α A -α B) / l AB ∫ [C B -C A +
C RA + C RB ] dx where C A , C B : simple deflection (deflection of the beam bending equation assuming that P AB is constant) α A , α B : gap influence coefficient between rolls C RA , C RB : Optimum second-order approximation roll crown value (2) δ P δ P = 12 / (K AB × I AB ) [P Pi P i xdx] x, where N: Number of load areas P i : External pressure for one roll (i = 1 to N)
【0015】(3)δDEF δDEF =12(1−αA −αB )/l3 AB[∫{CB −
CA +CRA+CRB}xdx]x (4)fA 、fB fA =(1−αA )CA +αA (CB +CRA+CRB) fB =(1−αB )CB +αB (CA −CRA−CRB) このようにして、ロール間接触荷重の任意の分布に対し
て適用可能なような、最適近似ロールカーブと偏差ロー
ルカーブの項に分けて計算することにより、計算精度の
良好なロール間偏平計算が可能となった。(3) δ DEF δ DEF = 12 (1−α A −α B ) / l 3 AB [∫ {C B −
C A + C RA + C RB } xdx] x (4) f A, f B f A = (1-α A) C A + α A (C B + C RA + C RB) f B = (1-α B) C B + Α B (C A −C RA −C RB ) In this manner, the calculation is performed by dividing the terms into the optimum approximate roll curve and the deviation roll curve, which can be applied to an arbitrary distribution of the contact load between rolls. Thereby, flat calculation between rolls with good calculation accuracy became possible.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上述べたように、本発明による圧延機
のロール間接触荷重を梁として考えて、ロール撓みを簡
易に計算すると共に、ロール間接触域の幅方向任意点で
のロール間偏平量を最適近似ロールカーブと偏差ロール
カーブの項に分けることにより、ロール間偏平量の予測
を容易にし、しかも高精度に正確に把握することが出
来、ロールプロフィル予測やミルストレッチによる板厚
予測等が可能となり、熱間圧延における製品の高精度、
高品質を図ることが出来る優れた効果を奏するものであ
る。As described above, considering the contact load between the rolls of the rolling mill according to the present invention as a beam, the roll deflection can be easily calculated, and the flatness between the rolls at any point in the width direction of the contact area between the rolls can be obtained. By dividing the amount into terms of the optimal approximation roll curve and the deviation roll curve, it is easy to predict the flatness between rolls, and it is possible to accurately and accurately grasp it. Roll profile prediction, sheet thickness prediction by mill stretching, etc. High precision of products in hot rolling,
It is an excellent effect that can achieve high quality.
【図1】圧延荷重によって生ずるワークロール撓みに及
ぼす影響の説明図、FIG. 1 is an explanatory diagram of an effect on a work roll deflection caused by a rolling load,
【図2】ワークロールおよびバックアップロールに加わ
る荷重分布並びにロール間偏平を示す説明図、FIG. 2 is an explanatory diagram showing a load distribution applied to a work roll and a backup roll, and flatness between rolls;
【図3】ワークロールとバックアップロールとの接触域
でのロールカーブを近似2次式で求める説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for obtaining a roll curve in a contact area between a work roll and a backup roll by an approximate quadratic equation.
1 圧延材 2 ワークロール 3 バックアップロール 4 ロール間接触荷重分布 5 ワークロールに加わる荷重分布 6 ロール間偏平が無い場合のバックアップロール下面
プロフィル 7 ロール間偏平が無い場合のワークロール上面プロフ
ィル 8 ロール間偏平が有る場合のロール境界プロフィル 9 ロール間偏平量DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolled material 2 Work roll 3 Backup roll 4 Contact load distribution between rolls 5 Distribution of load applied to work rolls 6 Backup roll lower surface profile when there is no flatness between rolls 7 Work roll upper surface profile when there is no flatness between rolls 8 Flatness between rolls Boundary Profile with Rolls 9 Flatness between Rolls
Claims (1)
撓みを梁の撓みとして簡易に計算すると共に、該ロール
間接触荷重計算を最適近似ロールカーブと偏差ロールカ
ーブの項に分けることにより、ロール間偏平量の予測を
容易に、しかも高精度で計算可能にしたことを特徴とす
る圧延機のロール間偏平予測方法。1. A roll deflection caused by a roll-to-roll contact load of a rolling mill is easily calculated as a beam deflection, and the roll-to-roll contact load calculation is divided into terms of an optimum approximate roll curve and a deviation roll curve. A method for predicting the flatness between rolls of a rolling mill, wherein the flattening amount can be easily and highly accurately calculated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6119018A JP2989099B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Prediction method between rolls of rolling mill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6119018A JP2989099B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Prediction method between rolls of rolling mill |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07324926A JPH07324926A (en) | 1995-12-12 |
JP2989099B2 true JP2989099B2 (en) | 1999-12-13 |
Family
ID=14750954
Family Applications (1)
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JP6119018A Expired - Lifetime JP2989099B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Prediction method between rolls of rolling mill |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2989099B2 (en) |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP6119018A patent/JP2989099B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH07324926A (en) | 1995-12-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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