JP3212224B2 - 連続熱間圧延方法 - Google Patents

連続熱間圧延方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続熱間圧延方法に係
り、特にシートバーの接合部を仕上圧延する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、金属板等の熱間圧延機は、通常、
たとえば3スタンドの粗圧延機と7スタンドの仕上圧延
機で構成され、粗圧延機から送られてくるシートバーを
仕上圧延機の各スタンドの設定板厚になるように、また
最終スタンドの出側板温が設定温度になるように連続的
に圧延する。
【0003】ところで、近年、仕上圧延に先立って先行
するシートバーと後行するシートバーとを仕上圧延機の
第1スタンド入側で接合して連続的に圧延する連続熱間
圧延方法が採用されつつある。この連続熱間圧延方法
は、仕上圧延において通常圧延の場合に生じるシートバ
ーの噛み込み時の通板不良や尻抜け時の絞り込みのトラ
ブルを防止することを目的としたものである。
【0004】この連続熱間圧延方式について具体的に説
明すると、図3に示すように、粗圧延機1で所定の寸法
に圧延されたシートバーはシヤー2によって先端と後端
がカットされ、たとえばF1 〜F7 の7スタンドからな
る仕上圧延機3で仕上圧延がなされるのであるが、その
際に、仕上圧延機3の入側に設けられた接合装置4によ
って、先行するシートバー(以下、先行材という)Aの
後端部と後行するシートバー(以下、後行材という)B
の先端部とを突き合わせて接合し、連続的に仕上圧延機
3に送り込んで、所望の板厚、板幅および材料温度が得
られるように仕上圧延するのである。
【0005】ここで、先行材Aと後行材Bのシートバー
同士を接合する接合装置4としては、たとえば切断・整
形されたシートバー端部を突き合わせて加熱することに
よってこれを接合に至らしめる突き合わせ接合方式があ
る。なお、その加熱方法としては、たとえば特開昭62−
234679号公報に開示されている誘導電流を用いる方式や
あるいは直接通電を行う方式など多種多様な方法が提案
されている。
【0006】また、上記のような手段で接合されたシー
トバーを熱間圧延する際に、板破断を抑止することを目
的に通板時の板形状に配慮した圧延方法として、たとえ
ば特開平6− 39404号公報などが知られている。その内
容は、仕上圧延機の第1スタンドと第2スタンドで端
(耳)伸び圧延と中(腹)伸び圧延を交互に行うことを
特徴としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たシートバーの接合装置4を用いて、先行材Aの後端部
と後行材Bの先端部の端面同士を突き合わせ接合する場
合、局部的な接合不良を生じることがある。これは、酸
化皮膜の局部残留や溶融層の溶け落ち、局部的な加熱不
足の発生などに起因するものである。そのため、接合強
度が完全に保証されていない接合部を有するシートバー
を連続して圧延する際には、仕上圧延機のスタンド間あ
るいはスタンド出側で接合部が破断するという問題があ
った。
【0008】また、前出の特開平6− 39404号における
接合部の連続熱間圧延方法では、少なくとも1スタンド
に中(腹)伸び圧延を行うことから、板幅方向中央部を
部分的に接合したシートバーに対して板端部の接合強度
が弱く、中(腹)伸び圧延により板端部に引張応力が働
くため、突き合わせ接合部が破断するという問題があっ
た。
【0009】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決した連続熱間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】本発明は、粗圧延後のシ
ートバーを板形状制御手段を備えた複数スタンドからな
る仕上圧延機で圧延中の先行するシートバーに、前記仕
上圧延機の第1スタンド入側でシートバー端部を突き合
わせて加熱することによって接合して連続的に圧延する
連続熱間圧延方法において、先行材と後行材の接合部を
トラッキングして、該接合部が各スタンドを通過する前
から後にかけて当該スタンドごとに板形状が耳伸びにな
るような目標の板クラウン比率および急峻度を演算して
実績の板クラウン比率及び急峻度との偏差に応じた制御
信号を出力して圧延することを特徴とする連続熱間圧延
方法である。
【0011】なお、前記接合部が各スタンドを通過する
前から後にかけて当該スタンドごとに板クラウン比率が
増大するように圧延するのがよい。
【0012】
【作 用】本発明者らは、上記した課題を解決すべく鋭
意実験・研究を重ねた結果、つぎのような知見を得た。
すなわち、前記した従来の接合方法の場合、接合強度が
板幅方向においてシートバーの中央部近傍では高く板端
部では低いために、水平圧下において板端部に引張応力
が作用した際に、板破断力が板端部から働き、板破断に
つながる確率が高いことを実験・経験的に見出したので
ある。
【0013】そこで、水平圧下のときに、板端部に圧縮
応力が作用するように圧延することにより、板幅中央部
に引張応力が、また板端部に圧縮応力が生じるように、
いずれのスタンドにおいても接合部の板形状が耳伸び圧
延になるようにするのである。以下に具体的に説明す
る。
【0014】一般的に、圧延後の板の形状は圧延による
長手方向伸びが板幅内で不均一分布が生じると、図4
(a) ,(b) に示すように、板Sの表面に板波Wが生じ
る。この形状を下記(1) 式で、急峻度λとして表すこと
ができる。 λ=δ/P ……………(1) ここで、δは波高さ、Pはピッチである。
【0015】一定区間Lにおける板幅中央と板端での伸
びの差ΔPのPに対する比率を伸び差率Δεと定義し、
板の波を正弦曲線と近似すると、伸び差率Δεと急峻度
λとは次式(2) の関係になる。 λ=±(2/π)√|Δε| ……………(2) また、伸び差率Δεは通常の金属板(板幅;1000mm、板
厚;2.3 mm程度)の熱間圧延では、圧延中の板幅方向の
メタルフロー(材料流れ)を無視することができ、Δε
>0と符号を定めると、圧延前後の板クラウン比率変化
で近似することができる。
【0016】 Δε=γ2 −γ1 ……………(3) ここで、γ1 ;圧延前の板クラウン比率、γ2 ;圧延後
の板クラウン比率である。なお、図5に示すように板S
の板幅中央部板厚をhc 、板端部板厚をhe として、圧
延前後における板幅中央部板厚をhc1,hc2、板端部板
厚をhe1,he2とすると、圧延前後の板クラウン比率γ
1 ,γ2 はそれぞれ下記(4) ,(5) 式で表すことができ
る。
【0017】 γ1 =(hc1−he1)/hc1 ……………(4) γ2 =(hc2−he2)/hc2 ……………(5) 一方、板厚および幅方向の板厚分布(板クラウン)は、
圧延機および圧延ロールを一種の弾性体と考えると、圧
延ロールに負荷されている荷重および板形状制御値(ロ
ールベンディング力など)から算出することができる。
【0018】ここで、各スタンドにおいて板クラウンを
増大させる方向、すなわち、板幅中央部の板厚に比べ、
板端部板厚の変化代を大きくすると、長手方向伸びが板
幅中央部より板端部が大きくなり耳伸びを発生させるこ
ととなる。なお、接合部近傍の板形状を耳伸びに制御さ
せる方法として、スタンド間に形状計を配置させて形状
を直接測定する方法と、スタンド間に板クラウン計を配
置させて形状を間接的に推定する方法とを選択すること
ができる。また、それら測定器を使用しなくても、各ス
タンドの圧延荷重および板形状制御値等から板クラウ
ン、板形状を推定することができる。
【0019】ところで、一般に圧延ロールに負荷されて
いる荷重によって生じるロール軸心たわみを助長させる
ように板形状制御手段を働かせると、板クラウンが増大
する方向、すなわち、板形状が耳伸びになる傾向を示
す。したがって、板クラウン比率が増大する方向へ制御
させてもよい。すなわち、本発明は接合部をトラッキン
グして、これら形状制御手段を用いて接合部をその前か
ら後にかけて耳伸び圧延をするようにしたから、板端部
に圧縮応力が働いて接合部欠陥の発生を抑止することが
でき、接合部の破断の発生の確率を低減することができ
る。
【0020】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して詳しく説明する。図1は本発明を適用する熱間仕上
圧延機の制御装置の構成を示すブロック図である。図に
示すように、仕上圧延機3はF1 〜Fn のnスタンドか
ら構成され、それぞれ水平状の上下一対のワークロール
5,5とバックアップロール6,6が備えられる。ま
た、各スタンドには、圧延荷重検出器7、ロールギャッ
プ制御装置8、ロールベンディング制御装置9がそれぞ
れ取付けられ、設定演算制御装置10によってそれぞれ制
御される。なお、11は先行材Aと後行材Bの接合部を検
出するメジャリングロールで、その信号はパルスジェネ
レータ12を介して設定演算制御装置10に入力される。
【0021】設定演算制御装置10の機能は以下の通りで
ある。 先行材Aと後行材Bの接合部をトラッキングするこ
と。 各スタンドにおける接合部近傍の板形状目標値λと
その距離Lを、シートバー厚、各スタンドの板厚および
板幅の関数として演算すること。 各スタンドの圧延荷重検出器7から圧延荷重値、ロ
ールギャップ制御装置8からロールギャップ値およびロ
ールベンディング制御装置9からロールベンディング力
値をそれぞれ入力して、各スタンドでの板厚、板クラウ
ン比率および板形状を演算すること。
【0022】そして、設定演算制御装置10は接合部のト
ラッキングの結果により、接合部がFi スタンドの前に
距離Lに到達した時点で、圧延荷重値、ロールギャップ
値、ロールベンディング力値の実績値などから、板クラ
ウン比率および板形状を算出し、接合部の板形状目標値
λとの偏差を求め、その偏差に応じてロールベンディン
グ制御装置9に制御信号を出力する。
【0023】この制御信号を受けて、ロールベンディン
グ制御装置9は、そのロールベンディング力を変更して
接合部の板形状を耳伸びに制御する。さらに、接合部の
通過後にロールベンディング力の変更量を所定のルート
でクリアし、板形状を耳伸び状態から定常部の圧延状態
に戻す。上記した圧延状態の変化を図2を用いて具体的
に説明する。この図に示すように、定常部でのロールベ
ンディング力は、Fi スタンドではロールチョック1個
当たり1500kNで、またFi+1 スタンドでは1000kNで制御
されているものとする。そして、トラッキングした接合
部がFi スタンドの入側の距離Lの位置a点に到達した
時点で、設定演算制御装置10がFi スタンドでの圧延荷
重値、ロールギャップ値、ロールベンディング力値から
板クラウン比率および板形状を算出し、板形状目標値と
の偏差からロールベンディング力変更量ΔBi REF を演
算する。
【0024】いま、ロールベンディング力変更量ΔBi
REF として1個のロールチョック当たり1000kNが得られ
たとすると、ロールベンディング力を現在値の1500kNか
ら500kN に変更する。そのことにより、板形状は約0.1
%から約2.5 %に、すなわちΔλi =2.4 %だけ変化す
ることになる。その後、接合部がFi スタンドから距離
Lだけ離れたb点に到達する時点で、ロールベンディン
グ力変更量ΔBi REFのクリアがなされ、板形状はもと
の圧延状態である約0.1 %に戻される。
【0025】同様にして、Fi+1 スタンドについても、
その入側の距離L′の位置a′点に接合部が到達した時
点からその出側の距離L′の位置b′点までの間に、演
算で得られたロールベンディング力変更量ΔBi+1 REF
によって耳伸び圧延の制御がなされ、板形状がΔλi+1
だけ変化するのである。なお、上記した実施例では板形
状を圧延荷重値、ロールギャップ値、ロールベンディン
グ力値等から板クラウン比率を演算し、その板クラウン
比率変化を計算で求めるとして説明したが、各スタンド
間に板クラウン計を設置して板クラウンを実測するか、
あるいは板幅方向に複数の板厚計を設置して板厚を実測
するようにしてもよく、また板形状計を用いてもよいこ
とはいうまでもない。
【0026】また、本発明は、板形状等を求めるとして
説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ロール
ベンディング力の変更量を鋼種や板厚、板幅等のテーブ
ル値あるいは関数値として与えて設定変更をするように
してもよい。さらに、本実施例は板形状制御手段がロー
ルベンディング力のケースについて説明したが、他の形
状制御手段、たとえばワークロールクロスを用いてもよ
い。この場合は、クロス角を減らす(被圧延材進行方向
と直角方向にクロス角を変化させる)ように働かせる
と、板クラウン比率は増大する方向、すなわち、板形状
は耳伸びに作用することが可能となり、同様の効果が得
られる。
【0027】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、先行材と後行材の接合部がスタンドを通過する直
前の所定の距離から通過後の所定の距離までの間に、板
形状を耳伸びとなるように圧延するので、板端部に圧縮
応力を作用させることができ、これによって、板破断を
生じることなく熱間仕上圧延を連続的に行うことが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する熱間仕上圧延機の制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の制御動作の説明図である。
【図3】従来例を示す概要図である。
【図4】急峻度を説明する(a) 斜視図、(b) 側面図であ
る。
【図5】板クラウンの説明図である。
【符号の説明】
3 仕上圧延機 4 接合装置 5 ワークロール 6 バックアップロール 7 圧延荷重検出器 8 ロールギャップ制御装置 9 ロールベンディング制御装置 10 設定演算制御装置 11 メジャリングロール 12 パルスジェネレータ A 先行材 B 後行材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武智 敏貞 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 鉄鋼開発・生産本部 千 葉製鉄所内 (56)参考文献 特開 平6−39404(JP,A) 特開 昭62−234679(JP,A) 特開 平6−15317(JP,A) 特開 平5−313(JP,A) 特開 平6−182413(JP,A) 特許3068791(JP,B2) 特公 平4−71601(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 37/00 B21B 15/00 B21B 37/56

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粗圧延後のシートバーを板形状制御手
    段を備えた複数スタンドからなる仕上圧延機で圧延中の
    先行するシートバーに、前記仕上圧延機の第1スタンド
    入側でシートバー端部を突き合わせて加熱することによ
    って接合して連続的に圧延する連続熱間圧延方法におい
    て、 先行材と後行材の接合部をトラッキングして、該接合部
    が各スタンドを通過する前から後にかけて当該スタンド
    ごとに板形状が耳伸びになるような目標の板クラウン比
    率および急峻度を演算して実績の板クラウン比率及び急
    峻度との偏差に応じた制御信号を出力して圧延すること
    を特徴とする連続熱間圧延方法。
  2. 【請求項2】 前記接合部が各スタンドを通過する前
    から後にかけて当該スタンドごとに板クラウン比率が増
    大するように圧延することを特徴とする請求項1記載の
    連続熱間圧延方法。
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JP3215327B2 (ja) * 1995-07-10 2001-10-02 川崎製鉄株式会社 鋼帯の連続熱間仕上圧延方法
CN102553958B (zh) * 2011-12-30 2014-06-18 中冶南方(武汉)自动化有限公司 用于连续处理线带钢跟踪系统到正常模式的跟踪恢复装置

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