JP3265976B2 - 金属の圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】２以上の作業ロール径グルー
プを配置した圧延機を使用するか、あるいは２以上の作
業ロール径グループに切り換え可能な圧延機を使用して
の金属の圧延方法に関し、特に冷間圧延に適用した場合
に好ましい結果が得られる金属の圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯の圧延機において、表面光沢が要
求される場合、あるいは変形抵抗の大きい金属帯又は加
工硬化の大きい金属帯を圧延する場合に作業ロールの径
を小さくして圧延を行っている。

【０００３】この種の技術として、特開昭６３ー１１９
９０８号公報に開示された複数の圧延スタンドからなる
圧延機の最終スタンドの作業ロールの径を小径とする技
術、特開昭６１ー２３８４０２号公報、特開平１ー１５
４８０３号公報および実公平７ー３９４４５号公報に開
示された１つの圧延機で複数の作業ロール径を持つ技
術、特公昭５８ー４１１２１号公報に開示された１つの
圧延機で小径の作業ロールで冷間圧延を行い、大径の作
業ロールで調質圧延を行う技術がある。

【０００４】また、小径の作業ロールの板厚制御方法と
しては、特開平１ー２０５８０３号公報に開示された技
術がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
スタンドからなる圧延機で大径の作業ロールと小径の作
業ロールを同時に配置して使用する金属帯の圧延方法、
あるいは大径の作業ロールと小径の作業ロールを切り換
えて使用する金属帯の圧延方法においては、板厚の精度
が悪くなるという問題点があるが、上述した従来の技術
においては、大径の作業ロールと小径の作業ロールを同
時に配置するか、あるいは作業ロールのロール径の変更
にともなって発生する板厚精度の悪化に対する具体的対
策が開示されていない。

【０００６】本発明は、各スタンドに組み込まれた上下
の作業ロールが大径作業ロールのスタンドと、前記大径
作業ロールとの直径比が１．５以上異なる小径作業ロー
ルのスタンドとを含む複数のスタンドからなる圧延機
か、あるいはその範囲で切り換え可能な圧延機を用いた
圧延であっても、高精度な板厚もしくは条鋼等の高精度
な肉厚を得ることができる金属の圧延方法を提供するこ
とを目的とするものであるが、以下、金属帯を主体に述
べる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第一の発明
は板厚制御装置としてモニタ板厚制御装置を使用すると
ともに、大径作業ロールを使用するスタンドと、前記大
径作業ロールとの直径比が１．５以上異なる小径作業ロ
ールを使用するスタンドとを含む複数のスタンドからな
る圧延機を用いての金属の圧延方法において、Ｎ番スタ
ンドの作業ロール径を小径作業ロール径とするときに
は、Ｎ番スタンドと（Ｎ−１）番スタンドとの間のスタ
ンド間張力制御は（Ｎ−１）番スタンドのモータの回転
速度を調整することにより行い、かつ、Ｎ番スタンド出
側の板厚計に基づく板厚のギャップ調整はＮ番スタンド
で実施することを特徴とする金属の圧延方法である。

【０００８】本発明に係る第二の発明は板厚制御装置と
してモニタ板厚制御装置を使用するとともに、上下の作
業ロールを大径作業ロールから直径比が１．５以上異な
る小径作業ロールへ切換えが可能なスタンドを含む複数
のスタンドからなる圧延機を用いての金属の圧延方法に
おいて、Ｎ番スタンドの作業ロールを小径作業ロールに
切換えたときには、Ｎ番スタンドと（Ｎ−１）番スタン
ドとの間のスタンド間張力制御は（Ｎ−１）番スタンド
のモータの回転速度を調整することにより行い、かつ、
Ｎ番スタンド出側の板厚計に基づく板厚のギャップ調整
はＮ番スタンドで実施することを特徴とする金属の圧延
方法である。

【０００９】本発明において、大径作業ロールを使用す
るスタンドと、前記大径作業ロールとの直径比が１．５
以上異なる小径作業ロールを使用するスタンドとを含む
複数のスタンドからなる圧延機を用いての金属の圧延を
する場合、あるいは上下の作業ロールをロール径比が
１．５以上ある作業ロールに切り替える場合に、スタン
ド間張力制御と板厚のギャップ調整を変更する理由につ
いて説明する。

【００１０】１〜３番スタンドにロール径が４５０〜５
５０ｍｍの大径作業ロールを、また４番スタンドおよび
５番スタンドにロール径が１８０〜２００ｍｍの小径作
業ロール径を使用した５スタンド圧延機で試験圧延を行
った。

【００１１】図１２のグラフは、上述した５スタンド圧
延機（試験例）において、１番スタンドまたは５番スタ
ンドの作業ロールのロールギャップを変化させた時に、
５番スタンド出側における板厚が、どのように影響を受
けるかを、圧延した金属帯の材質種類別に示したグラフ
である。比較のために、小径作業ロールを使用しない１
〜５番スタンドとも大径作業ロールを使用した５スタン
ド圧延機（比較例）において、同じように１番スタンド
または５番スタンドの作業ロールのロールギャップを変
化させた時に、５番スタンド出側における板厚が、圧延
した金属帯の材質種類別にどのように影響を受けたか
も、合わせて示した。

【００１２】図１２のグラフにおける縦軸の影響係数η
とは、１番または５番スタンドの作業ロールのロールギ
ャップの変化量をΔＳｊ（但しｊはスタンドの番号１ま
たは５）とし、ロールギャップ変更後の５番スタンド出
側における板厚の変化量をΔｈとし、ロールギャップ変
更前の５番スタンド出側の板厚をｈとした場合に、
（１）式で表されるものであり、ロールギャップの単位
変更量当りの板厚変動率を表している。 η＝（Δｈ／ｈ）／ΔＳｊ…………（１）

【００１３】また、図１３のグラフは、上述した試験例
および比較例の５スタンド圧延機において、１番スタン
ドの速度を１％変化させた時に、５番スタンド出側の板
厚変化率｛（Δｈ／ｈ）％｝がどのように変化するか
を、圧延した金属帯の材質種類別に示したグラフであ
る。

【００１４】図１２および図１３のグラフから明らかな
ように、圧延した金属帯の材質種類によっても異なる
が、５スタンド圧延機において、４番、５番スタンドを
小径の作業ロールに変えた場合、全スタンド大径作業ロ
ールを使用している場合に比較して、いずれの場合にも
大きな板厚変動が発生する。この傾向は大径作業ロール
と小径作業ロールの径が、直径比で１．５以上、特に２
以上になると顕著となる。

【００１５】従来は圧下を変えても板厚変動の影響が少
ないとされていた最終スタンド（この場合は５番スタン
ド）を含めて、小径作業ロール径に換えた場合は、板厚
変動に大きな影響がある。この傾向は作業ロールの直径
比が１．５以上異なると顕著となるので、直接小径作業
ロールを使用しているスタンドの圧延（ロールギャッ
プ、張力）をコントロールすることで、板厚（肉厚）変
動を軽減するようにしたものである。

【００１６】第二の発明については通常（標準）圧延が
小径作業ロールで、大径作業ロールに換える場合を含む
ものである。

【００１７】以下、標準作業ロール径を大径ロールと
し、小径作業ロールに換える場合を主体に説明する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を説明
する。

【００１９】図１は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を４番スタンドと５番スタンドのみに配置した場合
の制御系統図である。図１において、符号１は圧延され
る金属帯、２は大径作業ロール、３は支持ロール、５は
作業ロール回転駆動用モータ、６はモニタＡＧＣ（板厚
制御装置）、７は油圧圧下装置、８は板厚計、９は張力
計、１０はスタンド間張力制御装置である。小径作業ロ
ール径の４番スタンドにおいては、３番スタンドとの間
のスタンド間張力制御はスタンド間張力制御装置１０に
より３番スタンドの作業ロール回転駆動用モータ５の回
転速度の調整で変更し、かつ、小径作業ロール径の５番
スタンドにおいては、４番スタンドとの間のスタンド間
張力制御はスタンド間張力制御装置１０により４番スタ
ンドの作業ロール回転駆動用モータ５の回転速度の調整
で変更し、更に、５番スタンド出側の板厚計８に基づく
板厚制御はモニタＡＧＣ６で行い、５番スタンドのギャ
ップ調整で実施する。

【００２０】図２は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を２番スタンドと３番スタンドのみに配置した場合
の制御系統図である。小径作業ロール径の２番スタンド
においては、１番スタンドとの間のスタンド間張力制御
はスタンド間張力制御装置１０により１番スタンドの作
業ロール回転駆動用モータ５の回転速度の調整で変更
し、かつ、２番スタンド出側の板厚計８に基づく板厚制
御はモニタＡＧＣ６で行い、２番スタンドのギャップ調
整で実施する。小径作業ロール径の３番スタンドにおい
ては、２番スタンドとの間のスタンド間張力制御はスタ
ンド間張力制御装置１０により２スタンドの作業ロール
回転駆動用モータ５の回転速度の調整で変更し、更に、
３番スタンド出側の板厚計８に基づく板厚制御はモニタ
ＡＧＣ６で行い、３番スタンドのギャップ調整で実施す
る。

【００２１】図３は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を３番スタンドと４番スタンドのみに配置した場合
の制御系統図である。

【００２２】図４は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を１番スタンドと２番スタンドのみに配置した場合
の制御系統図である。

【００２３】図５は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を１番スタンドのみに配置した場合の制御系統図で
ある。

【００２４】図６は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を２番スタンドのみに配置した場合の制御系統図で
ある。

【００２５】図７は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を５番スタンドのみに配置した場合の制御系統図で
ある。小径作業ロール径を配置した５番スタンドにおい
ては、４番スタンドとの間のスタンド間張力制御はスタ
ンド間張力制御制御装置１０により４番スタンドの作業
ロール回転駆動用モータ５の回転速度の調整で変更し、
かつ、５番スタンド出側の板厚計８に基づく板厚制御は
モニタＡＧＣ６で行い、５番スタンドのギャップ調整で
実施する。モニタＡＧＣ６による４番スタンドの作業ロ
ール回転駆動用モータ５の回転速度の調整とスタンド間
張力制御装置１０との干渉防止のために調整器１１を設
けている。

【００２６】図８は５スタンド圧延機で小径作業ロール
２１を４番スタンド、５番スタンドに適用した場合の制
御系統図である。図１の制御系統図との差は、モニタＡ
ＧＣ６とスタンド間張力制御装置１０との干渉防止のた
めに調整器１１を設けている。

【００２７】本発明の第二の実施の形態を説明する。図
９は５スタンド圧延機で小径作業ロール２１を５番スタ
ンドのみ切り換え可能とした場合の制御系統図である。
５番スタンドの作業ロールを大径作業ロール２から中間
支持ロール４と小径作業ロール２１とに換えるのに伴い
図中の実線の回路から図中の点線の回路に切り換えて圧
延するようにしている。

【００２８】４番スタンドとの間のスタンド間張力制御
はスタンド間張力制御制御装置１０により４番スタンド
の作業ロール回転駆動用モータ５の回転速度の調整で変
更し（図中の点線の回路）、かつ、５番スタンド出側の
板厚計８に基づくモニタ板厚制御６のギャップ調整は５
番スタンドに変更（図中の点線の回路）して圧延が可能
なように制御回路も複数装備している。

【００２９】図１０は５スタンド圧延機で小径作業ロー
ル２１を４番スタンドと５番スタンドで切り換え可能と
した場合の制御系統図である。４番スタンドと５番スタ
ンドの作業ロールを大径作業ロール２から中間支持ロー
ル４と小径作業ロール２１とに換えるのに伴い図中の実
線の回路から図中の点線の回路に切り換えて圧延するよ
うにしている。

【００３０】４番スタンドと５番スタンドの作業ロール
を小径作業ロール２１に切り換えるのに伴い、各々入側
スタンド（３、４番スタンド）との間のスタンド間張力
制御はスタンド間張力制御制御装置１０により３番およ
び４番スタンドの作業ロール回転駆動用モータ５の回転
速度の調整で変更し（図中の点線の回路）、かつ、５番
スタンド出側の板厚計８に基づくモニタ板厚制御６のギ
ャップ調整は５番スタンドに変更（図中の点線の回路）
する圧延が可能なように制御回路を複数装備している。

【００３１】なお、モニタＡＧＣ６とスタンド間張力制
御装置１０との干渉防止のために調整器１１を設けてい
る。

【００３２】

【実施例】図１１は５スタンド圧延機で各種の金属帯
を、全スタンド大径作業ロールの場合と、４番スタンド
と５番スタンドに小径作業ロールを適用した場合の従来
技術と本発明の実施例で圧延した時の板厚精度レンジ
（％）を示すグラフである。

【００３３】従来技術の圧延条件について述べる。全ス
タンド大径の作業ロールによる圧延は、図１０の実線の
５スタンド圧延機で全スタンド直径４５０〜５５０ｍｍ
の大径作業ロール２を配置して圧延したものである。板
厚制御用ゲインおよびスタンド間張力制御用ゲインは、
表１の板厚制御用ゲインおよび表２のスタンド間張力制
御用ゲインを各々１００として圧延した。

【００３４】表１は、上述の条件により、ＳＰＣＣ、Ｓ
ＵＳ３０４およびＳＵＳ４３０と３つの材質の異なる金
属帯を圧延する場合に、１番から５番スタンドの各スタ
ンドにおけるモニタＡＧＣ６による板厚制御の制御ゲイ
ン指数の適用例を示したものである。

【００３５】これらの制御ゲイン指数は、全スタンドに
大径作業ロールを使用して圧延したときの板厚制御の制
御ゲインを１００として指数表示したものである。

【００３６】

【表１】

【００３７】また、表２は、表１に対応したスタンド間
張力制御装置１０の各スタンド間張力制御の制御ゲイン
指数の適用例を示したものである。

【００３８】この場合も、これらの制御ゲイン指数は、
全スタンドに大径作業ロールを使用して圧延したときの
スタンド間張力制御装置１０の制御ゲインを１００とし
て指数表示したものである。

【００３９】

【表２】

【００４０】表１および表２に指数表示したゲインの設
定は、それぞれの値を計算機（図示しない）に入力し、
計算機で選択して指示してもよい。なお、表１および表
２の数値は、モニタＡＧＣ６による板厚制御の制御ゲイ
ンの変更およびスタンド間張力制御装置１０による制御
ゲインの変更に適用するのみならず、予測ＡＧＣ（図示
しない）にも計算機により選択指示してもよい。

【００４１】小径作業ロールを用いた従来技術は、図１
０の実線の制御回路を備えた５スタンド圧延機で、直径
が１８０〜２００ｍｍの小径作業ロール２１を５番スタ
ンドのみに配置し、残りのスタンドの作業ロールの直径
は４５０〜５５０ｍｍの大径作業ロール２を配置して圧
延したものである。このとき表１の板厚制御用ゲインお
よび表２のスタンド間張力制御用ゲインを各々１００と
して圧延した。

【００４２】第一の実施例の圧延条件について述べる。
図１の制御回路を備えた５スタンド圧延機で直径が１８
０〜２００ｍｍの小径作業ロール２１を４番スタンドと
５番スタンドのみに配置し、残りのスタンドの作業ロー
ルの直径は４５０〜５５０ｍｍの大径作業ロール２を配
置して圧延した。表１の板厚制御用ゲインおよび表２の
スタンド間張力制御用ゲインを各々１００として圧延し
た。

【００４３】第二の実施例の圧延条件について述べる。
前述の図１２および図１３のグラフから明らかなよう
に、板厚変動は圧延した金属帯の材質種類によっても異
なるが、５スタンド圧延機において、４番、５番スタン
ドを小径の作業ロールに変えた場合、全スタンド大径作
業ロールを使用している場合に比較して、いずれの場合
にも大きな板厚変動が発生する。この傾向は大径作業ロ
ールと小径作業ロールの径が、直径比で１．５以上、特
に２以上になると顕著となる。この悪影響を軽減するた
めに作業ロール径を１．５以上の直径比で切り換えた場
合に、表１の板厚制御用のゲインおよび表２のスタンド
間張力制御用ゲインを全ての金属帯について４番、５番
スタンドが小径作業ロールのときのＳＰＣＣの値で圧延
した。

【００４４】図１の制御回路を備えた５スタンド圧延機
で直径が１８０〜２００ｍｍの小径作業ロール２１を４
番スタンドと５番スタンドのみに配置し、残りのスタン
ドの作業ロールの直径は４５０〜５５０ｍｍの大径作業
ロール２を配置して圧延した。

【００４５】第三の実施例の圧延条件について述べる。
また、上述した板厚変動の大きさは、図１２および図１
３のグラフからも分かるように、金属帯の材質種類によ
っても異なるので、圧延する金属帯の材質種類をも考慮
して、表１の板厚制御用ゲインおよび表２のスタンド間
張力制御用ゲインを金属帯の種類に合わせて４番、５番
スタンドが小径作業ロールの値を選択して圧延した。

【００４６】図１の制御回路を備えた５スタンド圧延機
で直径が１８０〜２００ｍｍの小径作業ロール２１を４
番スタンドと５番スタンドのみに配置し、残りのスタン
ドの作業ロールの直径は４５０〜５５０ｍｍの大径作業
ロール２を配置して圧延した。

【００４７】図１１から明らかなように、本発明の各実
施例はいずれも従来技術に比べて非常に優れており、全
スタンド大径作業ロールの圧延方法に比べても同等か、
それ以上の板厚精度が得られている。

【００４８】実施例では、小径作業ロールを常設した圧
延装置に適用しているが、作業ロール径を切り換え可能
とした圧延装置においても制御回路を複数装備すること
で、同様の効果が得られる金属の圧延方法である。

【００４９】なお、本発明の金属の圧延方法は、４段圧
延機や６段圧延機に限らず、ゼンジマーミルやクラスタ
ーミル等その他の多重圧延機にも適用可能で、また帯状
物に限らず、条体物などにも適用可能である。

【００５０】

【発明の効果】本発明は最大径の作業ロールと最小径の
作業ロールとのロール直径比が、１．５以上ある複数の
作業ロールを切り換え使用する圧延機で金属を圧延する
場合に、板厚精度、肉厚精度の優れた製品を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】５スタンド圧延機において、４番スタンドと５
番スタンドにのみ小径作業ロールを配置した場合の制御
系統図である。

【図２】５スタンド圧延機において、２番スタンドと３
番スタンドにのみ小径作業ロールを配置した場合の制御
系統図である。

【図３】５スタンド圧延機において、３番スタンドと４
番スタンドにのみ小径作業ロールを配置した場合の制御
系統図である。

【図４】５スタンド圧延機において、１番スタンドと２
番スタンドにのみ小径作業ロールを配置した場合の制御
系統図である。

【図５】５スタンド圧延機において、１番スタンドのみ
に小径作業ロールを配置した場合の制御系統図である。

【図６】５スタンド圧延機において、２番スタンドのみ
に小径作業ロールを配置した場合の制御系統図である。

【図７】５スタンド圧延機において、５番スタンドのみ
に小径作業ロールを配置した場合の制御系統図である。

【図８】５スタンド圧延機において、４番スタンドと５
番スタンドにのみ小径作業ロールを配置した場合の制御
系統図である。

【図９】５スタンド圧延機において、５番スタンドのみ
小径作業ロールに切り換え可能とした場合の制御系統図
である。

【図１０】５スタンド圧延機において、４番スタンドと
５番スタンドのみ小径作業ロールに切り換え可能とした
場合の制御系統図である。

【図１１】本発明の金属の圧延方法を実施したときの板
厚精度レンジ（％）を示すグラフである。

【図１２】５スタンド圧延機における１番スタンドと５
番スタンドのギャップを変化させた時に、５番スタンド
出側の板厚がどのように変化するかを作業ロールの径と
金属帯の材質種類とで整理して示したグラフである。

【図１３】５スタンド圧延機における１番スタンドの速
度を１％変化させた時に、５番スタンド出側の板厚がど
のように変化するかを作業ロールの径と金属帯の材質種
類とで整理して示したグラフである。

【符号の説明】

１ 金属帯 ２ 大径作業ロール ２１ 小径作業ロール ３ 支持ロール ４ 中間支持ロール ５ 作業ロール回転駆動用モータ ６ モニタＡＧＣ ７ 油圧圧下装置 ８ 板厚計 ９ 張力計 １０ スタンド間張力制御装置 １１ 調整器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板厚制御装置としてモニタ板厚制御装置を
   使用するとともに、大径作業ロールを使用するスタンド
   と、前記大径作業ロールとの直径比が１．５以上異なる
   小径作業ロールを使用するスタンドとを含む複数のスタ
   ンドからなる圧延機を用いての金属の圧延方法におい
   て、Ｎ番スタンドの作業ロール径を小径作業ロール径と
   するときには、Ｎ番スタンドと（Ｎ−１）番スタンドと
   の間のスタンド間張力制御は（Ｎ−１）番スタンドのモ
   ータの回転速度を調整することにより行い、かつ、Ｎ番
   スタンド出側の板厚計に基づく板厚制御のギャップ調整
   はＮ番スタンドで実施することを特徴とする金属の圧延
   方法。
2. 【請求項２】板厚制御装置としてモニタ板厚制御装置を
   使用するとともに、上下の作業ロールを大径作業ロール
   から直径比が１．５以上異なる小径作業ロールへ切換え
   が可能なスタンドを含む複数のスタンドからなる圧延機
   を用いての金属の圧延方法において、Ｎ番スタンドの作
   業ロールを小径作業ロールに切換えたときには、Ｎ番ス
   タンドと（Ｎ−１）番スタンドとの間のスタンド間張力
   制御は（Ｎ−１）番スタンドのモータの回転速度を調整
   することにより行い、かつ、Ｎ番スタンド出側の板厚計
   に基づく板厚制御のギャップ調整はＮ番スタンドで実施
   することを特徴とする金属の圧延方法。