JP2996338B2 - ゼンジミア圧延機によるステンレス鋼板の圧延方法 - Google Patents

ゼンジミア圧延機によるステンレス鋼板の圧延方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゼンジミア圧延機
によるステンレス鋼板の圧延方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ステンレス鋼板を冷間圧延する場
合は、圧延材の品質向上や生産効率の向上によるコスト
削減の要請などから20段ゼンジミア圧延機が広く使用さ
れている(例えば、第3版鉄鋼便覧III (1) 日本鉄鋼協
会編、P.701 〜704 )。この圧延機の概要について簡単
に説明すると、図5に示すように、20段ゼンジミア圧延
機1は、圧延材Pを直接圧延する上下一対のワークロー
ル2と、このワークロール2を挟む1組4本の第1中間
ロール3と、この第1中間ロール3を挟む1組6本の第
2中間ロール4と、この第2中間ロール4を挟むように
配された上下6本のバックアップロール5および1組2
本のAs −Uロール6から構成されている。
【0003】As −Uロール6は、図6に示すように、
ロール軸7に直接取り付けられた例えば7個のサドル8
とパッキングベアリング(図示せず)を介して取り付け
られる例えば6個の分割ロール9とによって構成され
る。そして、図示しない偏心リングを回転させることに
より、各サドル8の位置を矢印Aに示されるように上下
にシフトさせてロール軸7を変形させることにより、分
割ロール9の押し出し量を加減してクラウンの調整を行
うことができる。このクラウン調整によってワークロー
ル2の幅方向の表面形状を調整し、その結果板形状を操
作することができる。
【0004】また、第1中間ロール3には、通常、ロー
ルの片側端部にテーパが付与されているものが使用され
る。この第1中間ロール3を圧延材Pの板幅方向(図6
の矢印Bで示される方向)にシフトさせることにより、
板端部の形状を操作することができる。一方、この第1
中間ロール3には、圧延によって圧延材Pの板幅相当部
分に厚いコーティング膜が形成され、板幅の外側に薄い
コーティング膜が形成され(この薄いコーティング膜は
形成されない場合もある)、そのため、第1中間ロール
3の表面にはコーティングのむらが生じることがある。
【0005】このようにして生じたコーティングむらの
境界は、第1中間ロール3をシフトさせた時に板幅の内
側に入ってくる。このとき、コーティングむらがワーク
ロール2を介して板面にラップ模様と呼ばれる模様を転
写することになる。この模様転写を防止する対策とし
て、ゼンジミア圧延機では、従来、以下のような手段を
取ることが知られている。
【0006】すなわち、 素材厚から製品厚までの各パスにおける第1中間ロ
ール3の位置を固定すること。 軽圧下にして転写を軽減すること。 例えば、12段クラスタミル(三菱重工業(株)製)
では、中間ロールを常時オシレーションすることによ
り、コーティングむらを分散させること。 などである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の模様転写防止手段には、それぞれ以下のような
問題がある。すなわち、の第1中間ロールの位置を固
定する場合は、ロール固定によってその形状制御機能が
動作しなくなるという欠点がある。そのため、圧延に要
するパス数が増加し、また形状不良の発生を招く恐れが
ある。
【0008】また、の軽圧下の場合は、やはりパス数
が増加することになる。また、圧延が進行するにつれて
次第にコーティングむらが転写され、コイルの後端部で
は結局ラップ模様が発生することになる。一方、のオ
シレーション手段は12段クラスタミルの場合には有効な
手段であるので、これをゼンジミア圧延機に適用して第
1中間ロールを常時オシレーションすることが考えられ
るが、しかしそのまま適用することができない。すなわ
ち、12段クラスタミルでは中間ロールにテーパがなく、
軸方向にシフトしても形状への影響がないが、ゼンジミ
ア圧延機ではテーパがあるため、形状を大きく乱すこと
になるからである。
【0009】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決すべくなされたものであって、ゼンジミア圧
延機において発生するラップ模様を防止するために形状
を乱すことなく第1中間ロールをオシレートさせること
の可能なゼンジミア圧延機によるステンレス鋼板の圧延
方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、一対のワークロールのうち、少なくとも
1本のワークロールを少なくとも2本の片側端部がテー
パ状とされる第1中間ロールで支持し、該第1中間ロー
ルを複数の第2中間ロールで支持し、該第2中間ロール
を複数のバックアップロールおよびAs −Uロールで支
持してなるゼンジミア圧延機を用いてステンレス鋼板を
圧延する際に、圧延中に前記第1中間ロールをオシレー
ションさせながら、前記As −Uロールによって圧延材
の形状制御を行うことにより、前記第1中間ロールのコ
ーティングむらを分散させてラップ模様の転写を防止す
ることを特徴とする。
【0011】また、本発明は、圧延材の実形状と目標形
状から評価関数φを求め、第1中間ロールのオシレーシ
ョン開始評価関数φOSを決め、またオシレーション可能
な評価関数φの範囲でオシレーションによる形状の乱れ
の許容範囲を示すφSTOPを予め与えておき、φ≦φOS
ときに第1中間ロールのオシレーションを開始し、φ≧
φOS+φSTOPとなったときにオシレーションを停止する
ことを特徴とする。
【0012】さらに、前記第1中間ロールを間欠的にシ
フトさせて、オシレーションによる形状の乱れをAs −
Uロールで修正することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】前記したように、ゼンジミア圧延
機には形状を制御するアクチュエータとして、片側端部
にテーパを付与した第1中間ロールの軸方向シフト機能
と、上側の第2中間ロールの最外側に設けられたAs −
Uロールによるクラウン調整機能とがあり、これらの組
み合わせによる形状制御の方法としては種々提案されて
いるが、いずれも圧延材の実形状を目標形状に近づける
という考えは同じである。
【0014】すなわち、いま、圧延材の目標形状をTと
し、実形状をAとしたとき、評価関数φは最小自乗法を
用いて下記(1) 式で表される。 φ=√{(T−A)・(T−A)T } ………………(1) ここで、 T=(t1 ,t2 ,…ti …tn ) A=(a1 ,a2 ,…ai …an ) ti ;板幅方向i番目の位置の目標伸び差率 ai ;板幅方向i番目の位置の実績伸び差率 (T−A)T ;(T−A)の転置行列。
【0015】なお、圧延材の実形状Aを求める手段とし
ては、前出図5に示した形状検出器10を用いて測定する
ことができる。そして、この評価関数φを減少させるよ
うに第1中間ロールおよびAs −Uロールのシフト量を
演算・出力させるのである。本発明は、上記したような
従来技術における形状制御機能を併用しつつ、圧延材の
形状を乱すことなく第1中間ロールを常時オシレーショ
ンさせ、そのコーティングむらの発生を防止するもので
ある。以下に、その機能について具体的に説明する。
【0016】まず、形状制御の演算結果として得られる
評価関数φの最小値をφmin とすると、φ=φmin のと
き、実形状Aはそれ以上目標に近づけられない状態であ
ることを示す。この場合は制御出力が出ず、アクチュエ
ータは固定される。つぎに、任意に設定できる評価関数
φのしきい値をφT とすると、φmin とφ T の大きい方
を第1中間ロールのオシレーション開始評価関数値φOS
として、以下の条件でオシレーションと形状制御を実施
する。 (1) φ>φOSのとき;オシレーションはしない。形状制
御はすべてのアクチュエータを対象に制御演算し、その
シフト量の出力をする。 (2) φ≦φOSのとき;オシレーションを開始する。形状
制御は第1中間ロールを除いたAs −Uロールだけを制
御対象としてシフト量を演算出力する。 (3) 上記(2) の条件においてオシレーションを開始した
後、φ≧φOS+φSTOPとなったとき、オシレーションを
停止する。形状制御は、上記(1) と同様に第1中間ロー
ルおよびAs −Uロールのすべてのアクチュエータを制
御対象とする。なお、ここで、前記したφSTOPは、オシ
レーション可能な評価関数φの範囲でオシレーションに
よる形状の乱れの許容範囲を示すものである。
【0017】上記の(1) では、φを小さくするために第
1中間ロールはシフトしており、コーティングむらを分
散させる状態にある。したがって、強制的にオシレーシ
ョンをしてやる必要はない。また、(2) のうち、φ=φ
OSの場合では形状をこれ以上改善できない状態にあっ
て、第1中間ロールが動かなくなっているために、強制
的にオシレーションしてやる必要がある。なお、しきい
値φT を設定するのは、形状制御モデルの誤差による定
常偏差を考慮し、ある程度目標形状Tに近づけばオシレ
ーションを開始させるという考えによっている。
【0018】上記した本発明のオシレーションおよび形
状制御の手順を流れ図として図1にまとめて示した。次
に、第1中間ロールのオシレーションの仕方について、
以下に説明する。まず、評価関数φがφ>φOSかφ≦φ
OSになったときの第1中間ロールの位置をオシレーショ
ンの中心位置として、上側の第1中間ロールの位置をP
CUとして、下側の第1中間ロールの位置をPCDとしてそ
れぞれ記憶する。第1中間ロールの1回当たりのシフト
量をΔP、シフト間隔をΔt、ステップ数をnとしてそ
れぞれ外部より設定し、これにより各位置PCU,PCD
中心に、図2に示すように、ステップ状に第1中間ロー
ルをシフトさせる。
【0019】この方法では、前述したようにオシレーシ
ョン中の形状制御はAs −Uロールのみで実施する。逆
に言えば、第1中間ロールのオシレーションによる形状
の影響は無視している。この場合、形状に対するAs −
Uロールの効果と第1中間ロールのオシレーション効果
が相殺されて形状が改善できず、あるいは悪化させるこ
とが考えられる。しかし、シフト量ΔPを小さく、シフ
ト間隔Δtを十分に大きく(少なくとも形状制御の1周
期以上)しておけば、第1中間ロールのオシレーション
による形状への外乱をAs −Uロールで逐次修正しなが
ら、ステップ数nを大きくしてオシレーション幅を大き
くする。これによって、コーティングの分散効果を最大
限に発揮することができる。
【0020】
【実施例】As −Uロールが7列(サドル8個、分割ロ
ール7個)で、ワークロール寸法が50mmφ×1439mmL、
第1中間ロールのシフトストローク120 mmでオンライン
シフト可能な20段ゼンジミア圧延機を用いて、鋼種がSU
S 304 で板厚1.2 mm×板幅1200mmのステンレス鋼板を仕
上板厚1.0 mm×板幅1200mmに圧延した。このとき、第1
中間ロールを±25mmでオシレーションを実施した。その
結果を図3に示した。
【0021】ここで、しきい値φT =10(I-unit)、オ
シレーションによる形状乱れの許容範囲φSTOP=1(I-
unit)、シフト量ΔP=5mm、シフト間隔Δt=3sec
、ステップ数n=5をそれぞれ予め設定した。なお、
形状制御の制御周期は2sec である。この図3より、±
25mmのオシレーション中でも、7列のAs −Uロールの
シフトによって形状が安定していることがわかる。ま
た、この第1中間ロールの±25mmのオシレーションによ
ってラップ模様はまったく発生しなかった。
【0022】図4は、第1中間ロールのオシレーション
を使用した場合と使用しなかった場合のラップ模様の評
価別発生率を比較して示したものである。ここで使用し
た圧延材はすべて鋼種がSUS 304 でバッチ焼鈍炉仕上の
ものである。また、この図に示したラップ模様の評価度
合いは、A;良、B;やや良、C;やや不良、D;不良
の4段階で示している。この図より、オシレーションを
使用することはラップ模様の防止に大きな効果があるこ
とがわかる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
20段ゼンジミア圧延機を用いて圧延する際に、As −U
ロールによる形状制御を行いながら、第1中間ロールを
間欠的にオシレーションするようにしたので、形状を安
定させながら第1中間ロールのコーティングむらの発生
を抑制することができ、これによって製品の品質および
歩留りの向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオシレーションおよび形状制御の手順
を示す流れ図である。
【図2】第1中間ロールのオシレーションを説明する特
性図である。
【図3】第1中間ロールのオシレーションとAs −Uロ
ールの形状制御の動作を示す特性図である。
【図4】ラップ模様の評価別発生率を示す特性図であ
る。
【図5】従来の20段ゼンジミア圧延機の構成を示す側面
概要図である。
【図6】従来の20段ゼンジミア圧延機の正面概要図であ
る。
【符号の説明】
1 20段ゼンジミア圧延機 2 ワークロール 3 第1中間ロール 4 第2中間ロール 5 バックアップロール 6 As −Uロール 7 ロール軸 8 サドル 9 分割ロール 10 形状検出器 P 圧延材(ステンレス鋼板)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−3902(JP,A) 特公 平3−22241(JP,B2) 特公 平7−102381(JP,B2) 実公 平6−46562(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 37/28 B21B 3/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のワークロールのうち、少なくと
    も1本のワークロールを少なくとも2本の片側端部がテ
    ーパ状とされる第1中間ロールで支持し、該第1中間ロ
    ールを複数の第2中間ロールで支持し、該第2中間ロー
    ルを複数のバックアップロールおよびAs −Uロールで
    支持してなるゼンジミア圧延機を用いてステンレス鋼板
    を圧延する際に、 圧延中に前記第1中間ロールをオシレーションさせなが
    ら、前記As −Uロールによって圧延材の形状制御を行
    うことにより、前記第1中間ロールのコーティングむら
    を分散させてラップ模様の転写を防止することを特徴と
    するゼンジミア圧延機によるステンレス鋼板の圧延方
    法。
  2. 【請求項2】 圧延材の実形状と目標形状から評価関
    数φを求め、第1中間ロールのオシレーション開始評価
    関数φOSを決め、またオシレーション可能な評価関数φ
    の範囲でオシレーションによる形状の乱れの許容範囲を
    示すφSTOPを予め与えておき、φ≦φOSのときに第1中
    間ロールのオシレーションを開始し、φ≧φOS+φSTOP
    となったときにオシレーションを停止することを特徴と
    する請求項1記載のゼンジミア圧延機によるステンレス
    鋼板の圧延方法。
  3. 【請求項3】 前記第1中間ロールを間欠的にシフト
    させて、オシレーションによる形状の乱れをAs −Uロ
    ールで修正することを特徴とする請求項1または2記載
    のゼンジミア圧延機によるステンレス鋼板の圧延方法。
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CN111495983A (zh) * 2020-04-27 2020-08-07 山西太钢不锈钢股份有限公司 不锈钢宽厚冷硬板轧制大肚板板形缺陷的控制方法

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JPS6027403A (ja) * 1983-07-26 1985-02-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 圧延方法
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JPH06269821A (ja) * 1993-03-24 1994-09-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 圧延機の平坦形状制御装置

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