JP3274678B1 - 圧延機および圧延方法 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 構造が簡単でありながらもクラウン等の修正
を適切に行える圧延機、および、そのような圧延機を使
用してクラウンと板厚との双方を適切に修正できる圧延
方法を提供する。 【解決手段】 板材Ｘをはさむ一方の側には、たわみや
すい第一ロール１１とその背面に接触する胴長の短い第
二ロール１２とを配置し、第一ロール１１・第二ロール
１２のそれぞれに圧下手段１７・１８を設ける。板材Ｘ
をはさむ他方の側には、たわみにくい圧延ロール２１を
事前の高さ設定が可能なように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、板厚や
クラウンの変化を適切に修正しながら金属板材を圧延す
ることのできる圧延機および圧延方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼板等の金属板材を圧延する場合、板厚
やクラウンをいかに制御するかが大きな課題である。圧
延機の剛性は無限大ではないから、材料（板材）の性状
や寸法（入側の板厚）等の変化に起因して圧延荷重が変
化すると、ロールギャップに時間的な変化が生じたり位
置的分布が生じたりするからである。ロールギャップが
変動してたとえば広くなれば板厚が増大し、ロールギャ
ップの分布が変動してたとえばロールの両端付近よりも
中央付近で広くなるなら、板材のクラウンが著しくな
る。なお、板材の圧延における「クラウン」とは、板幅
の中央付近での板厚ｈ_cと両端付近での板厚ｈ_eとが一致
していない状態をいい、「クラウン量」とはその差 ｈ_c
−ｈ_e をいう。

【０００３】クラウン修正装置を有する圧延機は、特開
昭６１−９５７０４号公報や特開昭６１−３３７０５号
公報に記載がある。各公報に記載の圧延機はそれぞれ概
ね図８および図９に示す構成のもので、板材に近い内側
のロール（図８の例では９１ａ・９１ｂ・９２ａ・９２
ｂ、図９の例では９５ａ・９５ｂ）よりも胴長の短い支
持ロール（図８の例では９３ａ・９３ｂ、図９の例では
９６ａ・９６ｂ）を、板材から上下に離れた位置に備え
ている。短胴のその支持ロール（９３ａ・９３ｂまたは
９６ａ・９６ｂ）に加える圧下力の強さを調整すること
によって、内側のロール（９２ａ・９２ｂまたは９５ａ
・９５ｂ）に適切なたわみを与え、それによって板材の
クラウンを修正するのである。なお、いずれの圧延機で
もロールの配置は上下に対称で、短い支持ロール（９３
ａ・９３ｂおよび９６ａ・９６ｂ）も上下の双方に配置
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記各公報の記載内容
（図８および図９を参照）は、圧延技術として下記の点
で十分なものとはいえない。すなわち、イ ) 図８の例では、ロール本数が６本と多いうえ短胴の
支持ロール（９３ａ・９３ｂ）も上下双方にあることか
ら、圧延機の構造が複雑である。クラウンを修正するに
は短胴ロール（９３ａ・９３ｂ）の圧下力を中間ロール
（９２ａ・９２ｂ）の圧下力との関係で調整する必要が
あるが、上下の各ロールについてそのような調整を行う
とすると、クラウン修正のための制御も簡単ではなくな
る。

【０００５】ロ) 図９の例では、短胴ロール（９６ａ・
９６ｂ）を圧下するためのシリンダ（９７ａ・９７ｂ）
が、左右のハウジング本体（ハウジングウィンドウ９
８）にではなくそれらをつなぐビーム（９９）に設けら
れているため、クラウン修正のための十分な圧下力が発
揮されにくい。ビーム（９９）は、左右のハウジング本
体（９８）をつなぐ長いものであり、上下方向への力を
受けるとたわみやすいことから、短胴ロール（９６ａ・
９６ｂ）に圧下力を作用させるときの当該シリンダ（９
７ａ・９７ｂ）をしっかりと保持することができないの
である。

【０００６】ハ) 短胴ロール（９３ａ・９３ｂまたは９
６ａ・９６ｂ）等を用いて板材のクラウン修正を行うこ
とに関し、その原理は各公報中に示してあるものの、実
際にクラウンの変動が生じたとき具体的にどのような制
御を行ってそれを修正するのか、いずれの公報によって
も明らかでない。

【０００７】ニ) クラウンが変動する場合には板厚の変
動がともなうことも多いが、板厚を修正する手段につい
てはいずれの公報にも記載がない。したがってそれら公
報によっては、クラウンと板厚との双方を適切に修正す
ることはできない。

【０００８】本願請求項の発明は、上記の課題を解決す
るために、構造が簡単でありながらもクラウン等の修正
を適切に行える圧延機、および、そのような圧延機を使
用してクラウンと板厚との双方を適切に修正できる圧延
方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した圧延
機は、 ・ 板材をはさむ一方の側（つまりパスラインの上側ま
たは下側）には、たわみやすい第一ロール（剛性が低い
ためにそれのみでは下記の圧延ロールよりも圧延中にた
わみやすく、下記第二ロールによってそのたわみ量をコ
ントロールされ得るもの。板材に接触するロールである
か否かは問わない）と、第一ロールの背面（板材と反対
の側にある面）に接触する胴長の短い第二ロール（つま
り第一ロールよりも短いもの）とが配置され、第一ロー
ル・第二ロールのそれぞれに圧下手段が設けられてい
て、 ・ 板材をはさむ他方の側には、たわみにくい圧延ロー
ル（剛性が高いため圧延中のたわみ量が上記第一ロール
の１／１０程度以下と小さいもの。板材に接触するロー
ルであるか否かは問わない）が、事前の高さ設定が可能
なように配置されている（したがってその圧延ロールに
は圧下手段が設けられていない）−ことを特徴とす
る。

【００１０】この圧延機は、たわみやすい第一ロールの
背面に接触するように胴長の短い第二ロールが配置され
ていて、第一ロール・第二ロールのそれぞれに圧下手段
が設けられていることから、図８および図９に示した圧
延機と同様の原理により、板材に生じるクラウンの変化
の修正（設定した初期値に戻すための修正。以下「クラ
ウン修正」という）をなすことができる。第一ロールと
第二ロールとのそれぞれに加える圧下力を調整すること
によって内側の第一ロールに適切なたわみを与え、もっ
て板材のクラウン修正を行うのである。

【００１１】しかしこの圧延機には、構造がシンプルで
あるという特徴もある。短胴の第二ロールも、第一ロー
ル・第二ロールのそれぞれのための圧下手段も、板材を
はさむ一方の側にのみ配置されているからである。板材
をはさむ他方の側には、たわみにくい圧延ロールが、事
前の高さ設定が可能なように設けられるにすぎないの
で、全体としての構造は従来のもの（図８・図９の例）
よりも簡単である。

【００１２】第一ロールに十分なたわみを与え得るよう
にしておけば、板材をはさむ他方の側のロールを全くた
わませなくても、上記のようにして十分に広い範囲（制
御レンジ）で板材のクラウンを修正することができる。
すなわち、上記のような第一ロール・第二ロール等は板
材をはさむ一方の側にのみ配置し、他方の側には、それ
らを配置しないで上記したたわみにくい圧延ロールを高
さ設定可能なように配置するのみによっても、クラウン
修正に関する制御レンジは十分に広く確保することがで
きる。

【００１３】圧下力についての制御が必要な第一ロール
・第二ロールを一方の側にのみ配置するので、上記のと
おり構造が簡単になるだけでなく、クラウン修正のため
の制御を容易にすることもできる。仮に、板材をはさむ
上下両側に第一ロール・第二ロール等があってそれらの
両側からの圧下力を調整するとしたら、片側の第一ロー
ル・第二ロール間の圧下力調整のほかに上下間の圧下力
調整も必要になって制御が複雑化する。操作対象が多い
ためにクラウンを一定値に収束させることが困難になる
可能性もあると予想される。その点この発明の圧延機
は、第一ロール・第二ロールが一方の側にのみ配置さ
れ、他方の側には、たわみにくい圧延ロールが、事前の
高さ設定が可能なように（すなわち、圧延開始前にパス
ラインの設定ができるように）配置されているにすぎな
いので、圧下力調整等の制御を簡単かつ安定的に行うこ
とができる。

【００１４】なお、たわみにくい圧延ロールについて高
さを設定したうえ、一方の側の第一ロール・第二ロール
を等しい量だけ圧下するようにすれば、クラウンを変化
させることなくロールギャップを修正することが可能で
ある。したがってこの発明の圧延機では、クラウン修正
とともに（またはクラウン修正とは独立に）適切に板厚
変化の修正（設定した初期値に戻すための修正。以下
「板厚修正」という）を行うことが可能である。

【００１５】請求項２に記載の圧延機はとくに、上記第
二ロールの胴長が第一ロールの胴長の６割以上・９割以
下であり、第一ロールおよび第二ロール用の各圧下手段
が、圧延機ハウジングのうちハウジングウィンドウ（板
材通過範囲の側方にあって第一ロール・第二ロールの端
部を囲むフレーム部分）に取り付けられていることを特
徴とする。

【００１６】この圧延機では、各圧下手段が、第一ロー
ル・第二ロールのそれぞれに対して十分な圧下力を作用
させることができる。図９の例のように左右のハウジン
グウィンドウをつなぐビームにではなく、剛性の高いハ
ウジングウィンドウそのものに各圧下手段が設けられる
からである。第一ロール・第二ロールのそれぞれに対し
て十分な圧下力を作用させることができるなら、上記し
たクラウン修正と板厚修正とを広い範囲（制御レンジ）
において行うことが可能である。

【００１７】なお、第一ロールおよび第二ロール用の各
圧下手段をともにハウジングウィンドウに取り付けるこ
とができるのは、第二ロールの胴長が第一ロールの胴長
の６割以上・９割以下だからである。すなわち、第二ロ
ールの胴長が第一ロールの胴長よりも多少短いからこ
そ、図９の例とは違って、第二ロール用の圧下手段を第
一ロール用の圧下手段に隣接するすぐ内側（板材の通過
部分寄り）に配置でき、したがって双方をハウジングウ
ィンドウに取り付け得るのである。

【００１８】請求項３に記載の圧延機は、とくに、 ・ 第一ロールの圧下手段と第二ロールの圧下手段とに
おける各圧延荷重を知るための荷重検出手段、 ・ 板材のクラウン修正をなすべく、荷重検出手段にて
検出される圧延荷重の変化に基づいて第一ロール・第二
ロールの圧下位置に関する各必要変化量を求めるクラウ
ン修正用演算手段、 ・ 板厚修正をなすべく、荷重検出手段にて検出される
圧延荷重の変化に基づいて、第一ロール・第二ロールの
圧下位置に関する同時かつ同量の（第一ロール・第二ロ
ールについて量が等しい）必要変化量を求める板厚修正
用演算手段、 ・ 第一ロールおよび第二ロールについて、各圧下位置
を必要変化量だけ変化させることのできる圧下位置変更
手段−を備えることを特徴とする。

【００１９】この圧延機によると、板材のクラウン修正
と板厚修正とをともに行うことができる。つぎのような
制御が行えるからである。

【００２０】1) 圧延機の出側における板厚およびクラ
ウンが特定の値（初期値）になるように第一ロール・第
二ロールの圧下位置が設定された状態（初期状態）か
ら、入側の板厚や板材の温度・変形抵抗・摩擦係数・張
力等のうちいずれかが変化すると、第一ロール・第二ロ
ールの各圧下手段において圧延荷重が変化し、それが荷
重検出手段によって検知される。たとえば入側の板厚が
増すと、各圧下手段において圧延荷重が増大する。

【００２１】2) 圧延荷重が変化すると、ロールのたわ
み量が変化して圧延機の出側での板材のクラウンも変化
することから、上記のクラウン修正用演算手段が、圧延
荷重の変化に基づいて、クラウン修正に必要な第一ロー
ル・第二ロールの圧下位置に関する各変化量を求める。
たとえば、入側の板厚が増すなどして圧延荷重が増大し
た場合には、板材の中央付近（幅の中ほど）がふくらむ
ようにクラウンが変化するので、それを修正すべく、第
一ロールの圧下量よりも第二ロールの圧下量を多く増す
など各ロール位置の必要変化量を求める。

【００２２】3) 圧延荷重が変化するとロールギャップ
の変化にともなって一般に板厚も変化することから、上
記の板厚修正用演算手段が、圧延荷重の変化に基づいて
第一ロール・第二ロールの圧下位置に関する同時かつ同
量の必要変化量を求める。たとえば、入側の板厚が増し
て圧延荷重が増大した場合には、ロールギャップを狭く
する向きへの両ロールの位置の必要変化量を求めること
になる。その変化量は両ロールの位置を同時に同量だけ
変化させるものであるから、それにしたがって各圧下位
置を変化させると、クラウン修正に影響を及ぼさずに板
厚修正のみを行うことができる。

【００２３】4) 第一ロールと第二ロールの各圧下位置
を、2)および3)で求めた必要変化量だけ上記の圧下位置
変更手段にて変化（移動）させることにより、圧延機の
出側での板材のクラウンおよび板厚を初期状態に戻す。
このとき第一ロールと第二ロールは、3)で求めた同量の
位置変化量と2)で求めた各変化量とを加算した量だけそ
れぞれ移動させることになる。なお、1)〜4)による制御
は、後述する請求項８の発明のように少しずつの制御を
繰り返すことにより行ってもよいが、検知した圧延荷重
の変化等から必要な操作量を予測し、繰り返しの少ない
制御として行うのもよい。

【００２４】請求項４に記載の圧延機は、圧下手段を有
しない一本もしくは一対の作業ロールが、直接に板材に
接触するよう内側に配置されていることを特徴とする。

【００２５】板材に直接接触するロールは、板材の表面
性状等に及ぼす影響が大きいため、板材に要求される品
質等によってはその材質や径などを適宜に変更すること
が望まれる。その点、この圧延機では、板材に直接接触
するロールを交換することが容易であり、そのために、
要求品質に応じた板材を効率的に生産することがさらに
可能である。この圧延機において板材に直接接触するロ
ールを交換しやすいのは、そのロールとして、圧下手段
を有しない一本もしくは一対の作業ロールを配置してい
るからである。圧下手段を有しない作業ロールは一般的
には細い（したがって製造コストの低い）もので足りる
うえ、構造上も圧下手段に連結されていない分だけその
交換が容易であるため、必要な交換を低コストで簡便に
行えるのである。クラウン修正と板厚修正とをともに行
えるうえにこうした品質要求をも満たすことから、この
圧延機は、製品品質に関するユーザーの要望にかなり高
いレベルで応え得るものだといえる。

【００２６】請求項５に記載の圧延機はさらに、板材に
接触する一対のロールにベンディング手段が設けられて
いることを特徴とする。「板材に接触する一対のロー
ル」としては、一本もしくは一対の作業ロールを使用す
ることもあるが、上記した第一ロールや圧延ロールを当
てはめることもある。

【００２７】第一ロール・第二ロールおよびそれらの各
圧下手段を有する圧延機では、前述のように、第二ロー
ル等を使用して第一ロールのたわみ量を調整することに
より板材のクラウンを適切に修正することができる。し
かし、上記のとおりベンディング手段をも有するこの圧
延機では、板材に対してさらに幅広い形状修正が可能で
ある。第二ロール等の作用で第一ロールをたわませると
ともに、上記ベンディング手段によってロールをベンデ
ィングさせるなら、たわみ曲線の設定について自由度が
増し、板材に複合的な形状等を付与することも可能だか
らである。

【００２８】請求項６に記載の圧延機はさらに、上記し
た作業ロールに、軸方向へのシフトのための移動手段が
設けられていることを特徴とする。

【００２９】この圧延機では、板材に接触する作業ロー
ルを軸方向にシフトさせ得ることから、その作業ロール
に発生する摩耗やコーティングマークを広く分散させる
ことができる。たとえば、板材のエッジ（幅方向の縁
部）が当該作業ロール上の特定の箇所のみに位置してい
ると、作業ロール上のその箇所に摩耗が集中し、その後
に幅の広い板材を圧延するには当該ロールを研磨せねば
ならないことがある。上記のように作業ロールを軸方向
にシフトさせれば、摩耗等を分散させることによってそ
のような不都合を解消でき、研磨回数を少なく抑えなが
ら同一の作業ロールを長期間使用することができる。

【００３０】請求項７に記載した圧延方法は、 ・ たわみやすい第一ロール（剛性が低いためにそれの
みでは下記の圧延ロールよりも圧延中にたわみやすく、
下記第二ロールによってそのたわみ量をコントロールさ
れ得るもの。板材に接触するロールであるか否かは問わ
ない）と第一ロールの背面に接触する胴長の短い第二ロ
ール（つまり第一ロールよりも短いもの）とが、板材を
はさむ少なくとも一方の側（つまりパスラインの上側ま
たは下側）に配置され、第一ロール・第二ロールのそれ
ぞれに圧下手段が設けられた圧延機を使用して、 ・ 板材のクラウン変化を修正すべく第一ロールの圧下
位置と第二ロールの圧下位置とをそれぞれ変位させると
ともに、 ・ 板厚変化を修正すべく第一ロール・第二ロールの圧
下位置を同時に同量だけ変位させる−ことを特徴とす
る。第一ロール・第二ロールの各ロールには、クラウン
変化の修正のための圧下位置変位と、板厚変化の修正の
ための圧下位置変位とが加算された変位が付与されるこ
とになる。

【００３１】この圧延方法によると、板材のクラウン修
正と板厚修正とをともに行うことができる。つぎのよう
な制御が行えるからである。

【００３２】1) 圧延機の出側における板厚およびクラ
ウンが特定の値（初期値）になるように第一ロール・第
二ロールの圧下位置が設定された状態（初期状態）か
ら、入側の板厚や板材の温度・変形抵抗・摩擦係数・張
力等のいずれかが変化すると、圧延荷重とともにロール
ギャップやロールのたわみ量が変化し、板材のクラウン
や板厚（いずれも圧延機の出側でのもの）も変化する。

【００３３】2) それぞれに圧下手段を有する第一ロー
ルと第二ロールとについて圧下位置をそれぞれ変化させ
ることにより、上記のように変化した板材のクラウンを
初期値に戻すよう修正を行う。たとえば、圧延荷重が増
大して第一ロールのたわみが増し、板材中央付近（幅の
中ほど）がふくらむようにクラウンが変化した場合に
は、第一ロールの圧下量よりも第二ロールの圧下量を多
く増すべく第一ロール・第二ロールの各圧下位置を変化
させること等によってそれを修正する。

【００３４】3) 第一ロールと第二ロールの各圧下位置
を同時に同量だけ変化させることにより、板厚を初期状
態に戻すよう修正する。たとえば、入側の板厚が増して
ロールギャップが増大するのにともない出側の板厚が増
大した場合には、ロールギャップを狭くするよう、第一
ロールと第二ロールの各圧下位置を同時に同量だけ変化
させて板厚変化を修正する。上記双方のロールの圧下位
置を同時に同量だけ変化させるので、クラウン修正に影
響を及ぼすことなく板厚修正を行うことができる。

【００３５】請求項８に記載した圧延方法は、請求項７
に記載の圧延方法を、下記a)〜c)を繰り返す（短時間内
に繰り返す）ことによって行うことを特徴とする。すな
わち、 a) 第一ロールおよび第二ロールに設けられた圧下手段
における圧延荷重の変化を検出する、 b) クラウン変化を修正すべく、検出される圧延荷重の
変化に基づいて、クラウンを初期値に近づけるための第
一ロール・第二ロールの圧下位置に関する各必要変化量
（１回の変化で初期値に一致させるための変化量ではな
く、上記のように初期値に「近づける」ための（つまり
比較的小さな）必要変化量）を演算するとともに、上記
板厚変化を修正すべく、検出される上記圧延荷重の変化
に基づいて、板厚を初期値に近づけるための第一ロール
・第二ロールの圧下位置に関する同時かつ同量の必要変
化量（上記と同様、初期値に「近づける」ための必要変
化量）を演算する、 c) 第一ロールおよび第二ロールの各圧下位置を、上記
で演算した必要変化量（の合計値）だけそれぞれ変更す
る。

【００３６】この圧延方法によると、請求項７について
記載した上記1)〜3)の制御を、とくにつぎのようにして
実施することができる。すなわち、 入側の板厚等の変化に起因して変化する第一ロール
・第二ロールの各圧下手段における圧延荷重の変化を、
上記a)のとおり、それら各ロールに設けられた荷重検出
手段によって検知する、 検出される圧延荷重の変化に応じて、クラウンを初
期値に近づけるとともに板厚を初期値に近づけるための
第一ロール・第二ロールの圧下位置に関する必要変化量
を上記b)のように演算し、その演算した必要変化量だけ
第一ロールおよび第二ロールの各圧下位置を上記c)のよ
うに変更する、 各圧下位置を変更したことによって変化した圧延荷
重をa)のとおり荷重検出手段によって検知し、その荷重
に基づいて、さらにクラウンおよび板厚を初期値に近づ
けるための第一ロール・第二ロールの圧下位置に関する
必要変化量をb)のとおり演算し、演算した必要変化量だ
け第一ロールおよび第二ロールの各圧下位置をc)のとお
り変更する、 板厚およびクラウンが初期値に一致するまで上記
を繰り返す。

【００３７】上記の演算手段と圧下手段、圧延荷重の検
出手段などとして適切なものを使用すれば上記の繰り
返しを短時間のうちに行うことができるので、この圧延
方法によって実用的な板厚修正およびクラウン修正が可
能である。板厚とクラウンとについて、つねに初期値を
基準にし、初期値に近づけるように少量ずつ修正のため
の制御を行うため、板厚およびクラウンが安定的に平衡
点に収束し、制御系が発散することがない。

【００３８】なお、検出される圧延荷重の変化ΔＰ
_i（第一ロール・第二ロールの合計圧延荷重の変化。ｉ
＝１、２、…）に応じて板厚を初期値に近づけるための
ロールの圧下位置に関する必要変化量ΔＳ_i（上記の
・等で演算するもの。ｉ＝１、２、…）の演算は、圧
延機の剛性（ミル剛性）Ｋを用いた ΔＳ_i＝−ΔＰ_i／Ｋ または、制御を安定させるために定数α（０＜α＜１．
０）をさらに用いた ΔＳ_i＝−α・ΔＰ_i／Ｋ によって行うのが好ましい（図２を参照）。それらによ
れば、各ロールの圧下位置は、板厚が初期値に戻るよう
に自動的に収束し平衡する。

【００３９】請求項９に記載の圧延方法は、請求項８の
方法において、クラウン変化の修正のための第一ロール
・第二ロールの圧下位置の各必要変化量を、第一ロール
・第二ロールの合計圧延荷重の変化ΔＰ_iと、第一ロー
ルの胴長Ｌ、板の幅（ロールの胴長方向の寸法）ｂ、圧
延機の剛性に関する係数および制御上の定数に基づいて
演算することを特徴とする。

【００４０】クラウン変化の修正のためにこのようにし
て第一ロール・第二ロールの圧下位置の各必要変化量を
求めるなら、各ロールのたわみ量やたわみ曲線を測定ま
たは検出することなく、低コストで簡単にクラウン修正
を行うことができる。なお、このようにして圧下位置の
各必要変化量を求めれば足りるのは、下記の理由によ
る。すなわち、板幅ｂにおけるクラウン変化量は、圧延
荷重変化量に比例し圧延機の横剛性に反比例するほか、
第一ロールのたわみが２次曲線で近似されることに関連
してｂ²／Ｌ²に比例する形に表される。したがってそれ
を修正するために各ロールに加える圧延荷重と、最終的
にその荷重を加えてクラウン修正を行うためのロールの
圧下位置に関する必要変化量とについても、ｂ²／Ｌ²や
ロールの合計圧延荷重の変化ΔＰｉ、および各ロール系
のミル剛性、さらには適宜に採用する制御上の定数とに
基づいて求められるのである。具体的には、各繰り返し
における圧下位置の各必要変化量を、たとえば後述する
式（２４）および式（２３）のΔＳ_WiおよびΔＳ_Biとし
て求めるとよい。

【００４１】請求項１０に記載の圧延方法はとくに、板
材をはさむ一方の側にのみ上記の第一ロール・第二ロー
ルと各圧下手段とが設けられ、板材をはさむ他方の側に
は、板材に接触するたわみにくい圧延ロール（剛性が高
いため圧延中のたわみ量が上記第一ロールの１／１０程
度以下と小さいもの。板材に接触するロールであるか否
かは問わない）が事前の高さ設定が可能なように配置さ
れている（その圧延ロールには圧下手段は設けられてい
ない）、といった圧延機を使用し、一方の側にある上記
第一ロールと第二ロールとについてのみ圧下位置を変化
させることを特徴とする。

【００４２】この圧延方法の場合、圧延機として構造の
簡単なものを使用できるほか、その圧延機の構造が簡単
であるがためにクラウン修正のための制御を容易に行う
ことができる。圧延機の構造が簡単になるのは、板材を
はさむ一方の側にのみ上記の第一ロール・第二ロールと
各圧下手段とを設ければ足りるからである。また、クラ
ウン修正の制御が容易になるのは、たわみにくい圧延ロ
ールを配置した側については事前の高さ設定以外の操作
を行わず、板材をはさむ片側において第一ロール・第二
ロール間の圧下力調整を行えばよいからである。操作対
象が少なくて制御がシンプルであるため、クラウンを一
定値に収束させることを容易かつ安定的に行えるという
特徴もある。なお、第一ロール・第二ロールと各圧下手
段とが片側のみの設けられるのであっても、第一ロール
を十分にたわみやすくしておけば制御レンジを広くとる
ことができ、十分に実用的な制御が行える。

【００４３】

【発明の実施の形態】図１〜図５に、発明の実施につい
ての一形態を紹介する。図１は、金属板材（鋼板）Ｘ用
の圧延機１について全体を示す正面図である。図２は、
図１の圧延機１における板厚修正に関して板厚およびロ
ールギャップ（横軸）と圧延荷重（縦軸）との関係を示
す線図であり、図３は、同じく図１の圧延機１における
クラウン修正に関して板厚および設定クラウン量（横
軸）と圧延荷重（縦軸）との関係を示す線図である。図
４は、図１の圧延機１における第一ロール１１および第
二ロール１２の荷重状態を示す模式図。そして図５は、
第一ロール１１がたわみ、かつ板厚修正およびクラウン
修正をされるときのロールギャップの変化を示す模式図
である。

【００４４】圧延機１は、加工する板材Ｘをはさむ片側
（上側）に第一ロール１１と第二ロール１２とを配置
し、もう片側（下側）に大径の圧延ロール２１を配置し
た３段圧延機である。圧延機１の用途や規模等に応じ
て、３本のロール１１・１２・２１のうちいずれかが適
宜に駆動ロール（駆動用のモータ等に接続されたもの）
となる。第一ロール１１は板材Ｘに直接接触する作業ロ
ールでもあるが、両端付近の軸受部１３に圧下手段１５
が連結された支持ロールでもある。第二ロール１２は、
その胴長（Ｌ’、図４参照）を第一ロール１１の胴長
（Ｌ）の約６５％と短くした短胴型の支持ロールであ
り、両端付近の軸受部１４に圧下手段１６を連結してい
る。各圧下手段１５・１６の構造はここでは述べない
が、図７（後述）に示すのと同様の液圧式のものを使用
できる。一方、下側の圧延ロール２１は、板材Ｘに直接
接触する作業ロールであるが、その直径を第一ロール１
１の倍近くにしているので剛性が高く、同じ荷重を受け
た場合のたわみやすさは第一ロール１１の１０分の１以
下である。圧延ロール２１の両端付近には、軸受部２２
を介して高さ設定手段２３を設けている。高さ設定手段
２３は、ウェッジ部材２３ａ・２３ｂを相対位置の変更
が可能なように組み合わせて各軸受部２２の下に配置し
たもので、圧延ロール２１を交換した場合などに圧延開
始に先だってパスライン高さを調整することができる。
なお、第一ロール１１の軸受部１３と圧延ロール２１の
軸受部２２との間には、上側のロール１１・１２の自重
を支えるためのバランスシリンダ３を配置している。

【００４５】第一ロール１１と第二ロール１２の圧下手
段１５・１６は、各ロール１１・１２の軸長方向に隣接
させて配置し、各基部を、圧延機ハウジング２のうちハ
ウジングウインドウ２ａ・２ｂの上部下面に取り付けて
いる。ハウジングウインドウ２ａ・２ｂは、板材Ｘの通
過範囲の左右側方にあって第一ロール１１・第二ロール
１２の端部付近を囲むフレーム部分である。左右のハウ
ジングウインドウ２ａ・２ｂの間はビーム２ｃによって
連結しているが、そのビーム２ｃではなく、ハウジング
ウインドウ２ａ・２ｂそのものに対して圧下手段１５・
１６を取り付けたのである。ハウジングウインドウ２ａ
・２ｂの剛性は（ビーム２ｃに比べて）極めて高いの
で、こうすることにより圧下手段１５・１６による圧延
反力がしっかりと受け止められ、望ましい圧延が可能に
なる。圧下手段１５・１６をともにハウジングウインド
ウ２ａ・２ｂに取り付けることができたのは、それら圧
下手段１５・１６を各ロール１１・１２の軸長方向に隣
接させて配置できたからであり、そのような隣接配置が
可能になったのは、第二ロール１２の胴長を上記のとお
り第一ロール１１の胴長よりも適当に短いものにしたか
らである。

【００４６】圧延機１の剛性が無限大ではないことか
ら、圧延中に圧延機１の入側において板材Ｘの板厚変動
等があれば、ハウジング２が伸びたり第一ロール１１が
たわんだりしてロールギャップ（板材Ｘが接する第一ロ
ール１１と圧延ロール２１との間の隙間）が変化する。
この圧延機１では、第一ロール１１と第二ロール１２と
について圧下量を適切にコントロールすることにより上
記のようなロールギャップの変化を修正し、圧延機１の
出側における板材Ｘの板厚およびクラウン量を初期状態
（ロックオン時）で設定した初期値にまで戻す制御（つ
まり板厚修正とクラウン修正）を行うことができる。

【００４７】圧延機１における板厚修正は、図２に基づ
いて下記のように行う。すなわち、 i) まず図２は、つぎのような関係を表すものである。
ロールギャップをＳ₀に設定した初期状態においては、
入側における板材Ｘの板厚がＨ₀であれば、出側におい
てその板厚は初期値ｈ₀になり圧延荷重はＰ₀である（つ
まり点Ａで平衡する）。その状態から入側の板厚がΔＨ
だけ増してＨ₁になると、ロールギャップが元のＳ₀のま
までは出側での板厚がΔｈだけ増してｈ₁になる（つま
り平衡点が点Ｂに移る）。しかし、第一ロール１１の圧
下量を増すことによりロールギャップをΔＳだけ小さく
してＳ_nにすれば、圧延荷重がΔＰだけ増大してＰ_nにな
るとともに、出側の板厚をΔｈだけ下げて元のｈ₀に戻
す（つまり平衡点を点Ｚに移す）ことができる。図中、
ロールギャップＳ₀やＳ_nを通る線の傾きＫは圧延機１の
剛性（ミル剛性）に相当し、入側の板厚Ｈ₀やＨ₁を通る
線の傾きｍは板材Ｘの材料塑性定数に相当する。ロール
ギャップの変化量ΔＳと圧延荷重ΔＰとの関係は、 ΔＳ＝−ΔＰ／Ｋ …（１） となる。上のような関係にしたがう板厚の修正方法は、
一般に「ゲージメータＡＧＣ」などと呼ばれている。

【００４８】ii) 板厚修正のためには、第一ロール１
１をたわませることなく圧延ロール２１に近づけ、ロー
ルギャップを全長にわたって均一に変更する必要があ
る。そこでこの圧延機１では、板厚修正のためにロール
ギャップを変更するにあたっては、第一ロール１１と第
二ロール１２とを同時に同量だけ圧下位置変更させるこ
とにしている。ただし、この圧延機１では、板材Ｘをは
さむ相手側の圧延ロール２１を極めてたわみにくいもの
にし、その高さも圧延中に変化させないことにしている
ので、このii)および後述のiii)にしたがうロールギャ
ップの変更に係る制御は相当にシンプルなものとなって
いる。

【００４９】iii) 入側の板厚が変化したとき、出側の
板厚を初期値ｈ₀に戻すだけのロールギャップ変化ΔＳ
（第一ロール１１と第二ロール１２の同量の圧下位置変
化（必要変化量）に相当）を適切に決定できるように、
この圧延機１ではつぎの方法をとっている。すなわち、
圧延荷重を検出しながら、その圧延荷重の変化分からみ
て出側の板厚を初期値に近づけると見込まれる微少量だ
けロールギャップを変化させ、それによる圧延荷重の変
化を逐次検出し、それに基づいて同様に微少量だけロー
ルギャップを変化させる、といった手順を繰り返す。

【００５０】上記iii)は、図２を用いて具体的に説明す
るとつぎのようになる。つまり、 入側板厚がＨ₀からΔＨだけ変化したことによって
出側板厚がｈ₀からΔｈだけ変化し圧延荷重がＰ₀からΔ
Ｐ₁だけ変化した（つまり平衡点が点Ａから点Ｂに移っ
た）とき、まずその変化量ΔＰ₁を、図１の荷重検出手
段１７・１８によって検出する（合計４つの荷重検出手
段１７・１８による検出値の合計がΔＰ₁に相当す
る）。

【００５１】 検出した圧延荷重の変化量ΔＰ₁に基
づき、出側の板厚を初期値ｈ₀に近づけると見込まれる
微少量、すなわち、 ΔＳ₁＝−α・ΔＰ₁／Ｋ …（２） （ただしαは制御ゲインで、制御の安定化のためには０
＜α＜１．０とするのがよい）だけ、ロールギャップを
変更する（つまりii)にしたがって第一ロール１１と第
二ロール１２との圧下位置を変更する）。

【００５２】 上記によるロールギャップ変化によ
って圧延荷重はさらにΔＰ₂だけ変化する（つまり平衡
点が点Ｃに移る）が、その変化量ΔＰ₂を、上記と同
様に図１の荷重検出手段１７・１８によって検出する。

【００５３】 検出した圧延荷重の変化量ΔＰ₂に基
づき、出側の板厚を初期値ｈ₀に近づけると見込まれる
微少量、すなわち、 ΔＳ₂＝−α・ΔＰ₂／Ｋ …（３） だけロールギャップを変化させる。

【００５４】 上記〜と同様に、圧延荷重の変化
ΔＰ_iを検出しては、 ΔＳ_i＝−α・ΔＰ_i／Ｋ …（４） なるΔＳ_iだけロールギャップを変化させる（ΔＳ_iが負
の値ならロールギャップを狭める）、という手順を繰り
返す。

【００５５】 上記の手順を繰り返すと、圧延荷重が
徐々に変化して平衡点が点Ｃから点Ｄ等へ移動し、最終
的には点Ｚに達して平衡する。制御周波数を１０〜２０
Ｈｚ等に定めて上記の手順を極めて短時間に繰り返すこ
とは困難でないので、新たな適切な平衡点への移行はほ
とんど一瞬のうちに行える。平衡点Ｚでは、平衡点Ａに
おける条件と比べてロールギャップがΔＳだけ変化し圧
延荷重がΔＰだけ変化したことになるものの、出側での
板厚は初期値に等しいｈ₀である。なお、ここでは外乱
として入側の板厚が変化した場合を説明したが、板厚で
はなく材料の温度や変形抵抗、摩擦係数、張力等が変化
するという外乱があった場合にも、この圧延機では上記
と同様に、圧延荷重の変化に基づいて板厚修正の制御を
行うことができる。

【００５６】一方、クラウン修正は、図３に基づいてつ
ぎのように行う。すなわち、 i) まず図３は、図２におけるのと同様、板厚および設
定クラウン量（横軸）と圧延荷重（縦軸）との関係を示
す線図である。設定クラウン量をＳ_C0に設定した初期状
態においては、入側における板材Ｘのクラウン量がＣ_E0
であれば出側にてクラウン量は初期値Ｃ_D0になり、圧延
荷重はＰ₀である（つまり点Ａで平衡する）。その状態
から入側のクラウン量がΔＣ_Eだけ変化してＣ_E1になる
と、設定クラウン量が元のＳ_C0のままでは出側でのクラ
ウン量がΔＣ_Dだけ変化してＣ_D1になる（つまり平衡点
が点Ｂに移る）。しかし、設定クラウン量をΔＳ_Cだけ
変更してＳ_Cnにすれば、圧延荷重がΔＰだけ変化してＰ
_nになるとともに、出側のクラウン量をΔＣ_Dだけ変更し
て元のＣ_D0に戻す（つまり平衡点を点Ｚに移す）ことが
できる。図中、設定クラウン量Ｓ_C0やＳ_Cnを通る線の傾
きＫ_Cは圧延機１の横剛性に相当し、入側のクラウン量
Ｃ_E0やＣ_E1を通る線の傾きＭ_Cは板材Ｘの材料定数に相
当する。

【００５７】ii) 板厚修正に関する図２とクラウン修
正に関する図３とは、図中の各線の示す内容が異なると
はいえ、外乱があったときに圧延条件（ロールギャップ
または設定クラウン量）を変更することにより、圧延機
の剛性と材料の特性との関係を利用して出側の状態（板
厚またはクラウン量）を修正するという原理において相
違がない。そこでこの圧延機１では、入側でクラウン量
がΔＣ_Eだけ変化するなど外乱があった場合（クラウン
量の変化のほか、材料の温度や変形抵抗、摩擦係数、張
力等の変化があった場合をも含む）には、板厚修正につ
いて前述したのと同様につぎのようにしてクラウン修正
を行う。すなわち、圧延荷重を検出しながら、その圧延
荷重の変化分からみて出側のクラウン量を初期値に近づ
けると見込まれる微少量だけ設定クラウン量を変化さ
せ、それによる圧延荷重の変化を逐次検出し、それに基
づいて同様に微少量だけ設定クラウン量を逐次変化させ
る、といった手順を繰り返すことにより平衡点を点Ｚに
移して、出側のクラウン量を初期値に戻すのである（具
体的には板厚修正に関する前記〜に準じる）。前記
した板厚修正の場合と同じく、新たな適切な平衡点への
移行はほとんど一瞬のうちにも行えるため、クラウン修
正を極めて迅速に行うことができる。

【００５８】iii) 上記のii)において、圧延荷重の変
化分からそれに対応する適切な設定クラウン量（出側の
クラウン量を初期値に近づけると見込まれる量）を算出
することは、つぎのようにして行う。

【００５９】 第一ロール１１・第二ロール１２が図
４のような荷重条件で板材Ｘを圧下している場合、第一
ロール１１が２次曲線に沿ってたわみ、板材Ｘをはさむ
他方の側のたわみにくい圧延ロールのたわみは十分無視
できると考えると、板幅ｂにおける設定クラウン量Ｓ_C
は、 Ｓ_C＝（Ｐ_W／Ｋ_Wb）×（ｂ²／Ｌ²） …（１１） で表わされる。Ｐ_Wは図４のとおり第一ロール１１の圧
延荷重（両側でのＰ_W／２の合計値）、Ｐ_Bは第二ロール
１２の圧延荷重（両側でのＰ_B／２の合計値）、Ｌは第
一ロール１１の胴長、またＫ_Wbは、第一ロール１１の半
径方向へのたわみばね係数である。これに基づき、初期
状態（ロックオン時すなわち平衡点Ａ）での設定クラウ
ン量Ｓ_C0は、 Ｓ_C0＝（Ｐ_W0／Ｋ_Wb）×（ｂ²／Ｌ²） …（１２） であり、平衡点Ｚでの設定クラウン量Ｓ_Cnは、 Ｓ_Cn＝（Ｐ_Wn／Ｋ_Wb）×（ｂ²／Ｌ²） …（１３） である。

【００６０】 図３において、設定クラウン量Ｓ_C0を
通る線および設定クラウン量Ｓ_Cnを通る線をそれぞれ斜
辺に含む三角形を考えると、 Ｃ_D0＝（Ｐ₀／Ｋ_c）＋Ｓ_C0≡（Ｐ_n／Ｋ_c）＋Ｓ_Cn …（１４） この式（１４）に、第一ロール１１および第二ロール１
２の圧延荷重の合計値（和加重）Ｐのうち平衡点Ａ・Ｚ
での値Ｐ₀およびＰ_nに関するＰ₀＝Ｐ_W0＋Ｐ_B0Ｐ_n＝Ｐ_Wn
＋Ｐ_Bnならびに式（１２）・式（１３）を代入すると、 ｛（１／Ｋ_c）＋（１／Ｋ_Wb）（ｂ²／Ｌ²））｝（Ｐ_W0
−Ｐ_Wn）＝（１／Ｋ_c）（Ｐ_Bn−Ｐ_B0） であるから、ΔＰ_W＝Ｐ_W0−Ｐ_Wnについて、 ΔＰ_W＝−ΔＰ_B／｛１＋（Ｋ_c／Ｋ_Wb）（ｂ²／Ｌ²）｝ …（１５） が得られる。一方、 ΔＰ＝ΔＰ_B＋ΔＰ_W …（１６） であるから、これを式（１５）に用いると、 ΔＰ_B＝｛１＋（Ｋ_Wb／Ｋ_c）（Ｌ²／ｂ²）｝ΔＰ …（１７） ΔＰ_W＝−（Ｋ_Wb／Ｋ_c）（Ｌ²／ｂ²）ΔＰ …（１８） が得られる。

【００６１】 第一ロール１１・第二ロール１２にお
いて圧下位置の変化と圧延荷重の変化との間には ΔＳ_B＝−ΔＰ_B／Ｋ_B …（１９） ΔＳ_W＝−ΔＰ_W／Ｋ_W …（２０） なる関係がある。Ｋ_Bは第二ロール１２系のミル剛性、
Ｋ_Wは第一ロール１１系のミル剛性である。これらと上
記の式（１７）・式（１８）とによれば、圧延荷重の変
化分ΔＰに対応させて適切な設定クラウン量をもたらす
ためには、第一ロール１１・第二ロール１２の各圧下位
置を、つぎの変化量ΔＳ_BおよびΔＳ_Wだけ変化させれば
よいことが分かる。すなわち、 ΔＳ_B＝（−１／Ｋ_B）｛１＋（Ｋ_Wb／Ｋ_c）（Ｌ²／ｂ²）｝ΔＰ …（２１） ΔＳ_W＝（１／Ｋ_W）（Ｋ_Wb／Ｋ_c）（Ｌ²／ｂ²）ΔＰ …（２２） である。ΔＰが正、つまり圧延荷重が増すような外乱が
あった場合には、第一ロール１１・第二ロール１２の各
圧下位置にそれぞれ負および正の変化量ΔＳ_BおよびΔ
Ｓ_Wを付与することになる。つまり、第一ロール１１の
圧下量を減らすとともに第二ロール１２の圧下量を増す
という制御をなす。

【００６２】 以上より、先のii)のように圧延荷重
の逐次の変化分ΔＰ_iに対応づけて設定クラウン量を逐
次適切に変化させるための第一ロール１１・第二ロール
１２の圧下位置変化量ΔＳ_BiおよびΔＳ_Wiとしては、 ΔＳ_Bi＝（−β_B／Ｋ_B）｛１＋（Ｋ_Wb／Ｋ_c）（Ｌ²／ｂ²）｝ΔＰ_i …（２３） ΔＳ_Wi＝（β_W／Ｋ_W）（Ｋ_Wb／Ｋ_c）（Ｌ²／ｂ²）ΔＰ_i …（２４） を採用するのが好ましい。なお、β_Bは第二ロール１２
系の制御ゲイン（スケールファクター）、β_Wは第一ロ
ール１１系の制御ゲイン（スケールファクター）であっ
て、クラウン修正の制御を安定させるべく、いずれも０
より大きく１．０より小さい値にする。この圧延機１で
は、板材Ｘをはさむ相手側の圧延ロール２１を極めてた
わみにくいものにして板材Ｘの下半分ではクラウンがほ
とんど生じないようにしているため、上記したβ_B・β_W
の導入と合わせて、クラウン修正は簡単かつ安定的に行
われる。

【００６３】図５には、圧延機１において板厚修正およ
びクラウン修正が実施されるときの第一ロール１１の変
位、すなわちロールギャップの変化を模式的に例示す
る。初期状態において第一ロール１１の周面（ロールギ
ャップの上端縁）が実線Ａ−Ａにあったして、入側板厚
の変化などに起因する圧延荷重の変化によって破線Ｂ−
Ｂに移ったとする。このような場合、上述のようなクラ
ウン修正にしたがって第一ロール１１・第二ロール１２
にそれぞれΔＳ_WおよびΔＳ_Bの圧下位置変化を与えるこ
とによって、破線Ｂ−Ｂを一点鎖線Ｃ−Ｃに変える。ま
た、前述のような板厚修正にしたがって第一ロール１１
・第二ロール１２の双方に同時・同量の圧下位置変位を
与えることにより、破線Ｃ−Ｃにある第一ロール１１の
周面を初期状態であるＡ−Ａの位置に戻す。

【００６４】なお、圧延機１において上記の板厚修正お
よびクラウン修正を行うための具体的な手段について
は、図示を省略したが、後述する図６の圧延機４２にお
けるもの（制御装置７１）と同様の制御手段を使用す
る。

【００６５】つづいて図６および図７に発明の実施に関
する他の形態を紹介する。図６は、図１等に示したもの
とは別の圧延機４１に関する図で、本体の正面図ととも
に、板厚修正およびクラウン修正のための制御装置７１
を模式的に示す図である。そして図７は、図６の圧延機
４１（および図１の圧延機１）において使用した圧下手
段５５を示す縦断面図である。

【００６６】図６の圧延機４１は、板材Ｘをはさむ片側
（上側）に第一ロール５１と第二ロール５２とを配置
し、もう片側（下側）には圧延ロール６１と圧延ロール
６２とを配置した４段の圧延機である。やはり圧延機４
１の用途や規模等に応じていずれかのロールを駆動ロー
ルとする。第一ロール５１は、板材Ｘに直接接触すると
ともに両端付近に圧下手段５５を連結したもの、第二ロ
ール５２は、その胴長を第一ロール５１の胴長の約７０
％と短くした短胴ロールであり、両端付近に圧下手段５
６を連結したものである。一方、板材Ｘの下側には、板
材Ｘと直接接触する作業ロールとして機能し第一ロール
５１とほぼ同じ直径を有する圧延ロール６１と、それを
バックアップするロールであって第一ロール５１の倍近
い直径を有していて剛性が高く、同じ荷重に対するたわ
みやすさが第一ロール５１の１０分の１以下である圧延
ロール６２とが配置されている。圧延ロール６２の両端
付近には高さ設定手段６３を設けていて、圧延開始に先
だってこれによりパスラインの調整が行える。第一ロー
ル５１の両端の軸受部と圧延ロール６１の両端の軸受部
との間には、上側のロール５１・５２の自重を支えるた
めのバランスシリンダを配置している。

【００６７】第一ロール５１・第二ロール５２にそれぞ
れ接続した圧下手段５５および５６はつぎのように構成
している。圧下手段５５について説明すると（圧下手段
５６も同様の構成である）、図７に示すように、まずシ
リンダー５５ａを、本体５５ｂとエンドプレート５５ｃ
とを一体にすることによって形成することとし、その内
側にピストン５５ｄを配置してピストンロッド５５ｅに
連結する。圧液（たとえば油圧作動油）の供給手段とし
てポンプ７８およびサーボ弁７７を含むものを用意し、
それを図のようにシリンダー５５ａに接続する。サーボ
弁７７を切り換えて、シリンダー５５ａ内のうちピスト
ン５５ｄの上にある空間に圧液を供給すると、圧下手段
５５がピストン５５ｄとロッド５５ｅを下へ移動して第
一ロール５１（図６）を圧下する。サーボ弁７７を逆に
切り換えてシリンダー５５ａ内のピストン５５ｄの下部
に圧液を供給すると、圧下手段５５がピストン５５ｄと
押出し部材５５ｅを上へ移動する。

【００６８】ピストン５５ｄの移動量、すなわち第一ロ
ール５１の圧下位置を検出する手段として、その圧下手
段５５の内部にたとえば差動変圧器型のセンサー５５ｆ
を組み込んでいる。すなわち図７のように、まず、シリ
ンダー５５ａの中心部において、シリンダー５５ａのう
ち反ロッド側からピストン５５ｄ寄りに突出部を形成
し、その突出部内に円筒コイル５５ｈを装着する。一
方、ピストン５５ｄの中心部には、シリンダー５５ａの
上記突出部が入る凹部を形成するとともに、そこに鉄心
５５ｇを取り付ける。そして、ピストン５５ｄの移動と
ともに鉄心５５ｇが円筒コイル５５ｈ内で変位するよう
に配置する。鉄心５５ｇとコイル５５ｈとの相対的変位
量に応じて出力されるコイル５５ｈの誘起電圧によっ
て、ピストン５５ｄの移動量すなわち第一ロール５１の
圧下位置が検出されることになる。第二ロール５２の圧
下位置を検出する手段として圧下手段５６内に組み込ん
だセンサー５６ｆ（図６）も、図７のセンサー５５ｆと
同様に構成している。

【００６９】図６の圧延機４１においても、第二ロール
５２の胴長を第一ロール５１に比べて適当に短くしたこ
とから、それらの圧下手段５５・５６を各ロール５１・
５２の軸長方向に隣接させて配置でき、もって各圧下手
段５５・５６の基部をハウジングウインドウ４２ａ・４
２ｂの上部下面に取り付けることができた。ハウジング
ウインドウ４２ａ・４２ｂには高い剛性が備わっている
ため、このような取付け形態により、圧下手段５５・５
６に高い圧下力を発揮させ、第一ロール５１および第二
ロール５２に十分な圧延荷重を付加することが可能にな
る。なお、各圧下手段５５および５６による圧延荷重
は、それらの基部とハウジングウインドウ４２ａまたは
４２ｂとの間に設けた荷重検出手段（たとえばロードセ
ル）５７・５８によってそれぞれ検出させる。

【００７０】入側において板材Ｘの板厚が変動するなど
外乱があったときは、この圧延機４１でも、板材Ｘの板
厚およびクラウン量を修正して初期状態（ロックオン
時）に戻すべく、第一ロール５１と第二ロール５２とに
ついて、図１（〜図５）に示した圧延機１と同様に圧下
量の制御を行っている。すなわち、板材Ｘの板厚変化を
修正するためには、圧延荷重の逐次の変化に基づくとと
もに式（４）にしたがって、第一ロール・第二ロールの
圧下位置を同時に同量だけ逐次変化させる。その一方、
クラウン量を修正するためには、第一ロールの圧下位置
と第二ロールの圧下位置とを、圧延荷重の逐次の変化に
基づきそれぞれ式（２３）・（２４）に準じて少しずつ
変化させる。

【００７１】そのような制御を行うための手段として、
図６の左方に示す制御装置７１を使用している。すなわ
ち、 a) 上述した圧延荷重検出手段５７および５８（図６の
左方と右方とに同一物を図示）を、板厚修正用の演算手
段７２に接続している。同演算手段７２は、図のように
ロックオン回路と一つの演算器とを含むものである。前
者のロックオン回路は、外乱がないために出側の板厚に
変化がないといういわゆる初期状態を定めるための回路
である。また後者の演算器は、初期状態からの全圧延荷
重の変化ΔＰ_iに基づいて前記の式（４）により第一ロ
ール５１と第二ロール５２との同量の圧下位置変化量Δ
Ｓ_iを逐次算出するための手段である。

【００７２】b) 圧延荷重検出手段５７および５８は、
クラウン修正用演算手段７３にも接続している。同演算
手段７３は、図のようにロックオン回路と四つの演算器
とを含むものである。前者のロックオン回路は、外乱が
なくて出側のクラウン量に変化がないいわゆる初期状態
を定めるための回路である。演算器のうち、第二ロール
５２の圧下手段５６につながる（図中の上の）二つは、
初期状態からの圧延荷重の変化ΔＰ_iに基づいて前記の
式（２３）により第二ロール５２の圧下位置変化量ΔＳ
_Biを逐次算出する手段。演算器のうち、第一ロール５１
の圧下手段５５につながる（図中の下の）二つは、初期
状態からの全圧延荷重の変化ΔＰ_iに基づいて前記の式
（２４）により第一ロール５１の圧下位置変化量ΔＳ_Wi
を逐次算出する手段である。

【００７３】c) 第一ロール５１および第二ロール５２
のための合計４基の圧下手段５５・５６にそれぞれ対応
づけて加算器７４を設け、各加算器７４に上記の板厚修
正用演算手段７２とクラウン修正用演算手段７３とを接
続している。この接続は、a)で算出したΔＳ_iとb)で算
出したΔＳ_Wiとが第一ロール５１の圧下手段５５用に加
算されるとともに、a)で算出したΔＳ_iとb)で算出した
ΔＳ_Biとが第二ロール５２の圧下手段５６のために加算
されるよう制御線を配して行う。

【００７４】d) 各加算器７４には、各圧下手段５５・
５６ごとに設けた圧下位置変更手段７５を接続してい
る。同変更手段７５は、上記で算出した圧下位置変化量
に応じて圧下手段５５・５６を操作するための機器であ
り、加算器７４のほか、圧下位置の変化量を知るための
前記のセンサー５５ｆ・５６ｆ、上記各加算器７４の出
力とセンサー５５ｆ・５６ｆのフィードバック出力とを
加減算する比較演算器、ＰＩ制御器、補償回路、サーボ
アンプ７６、ならびに前述のサーボ弁７７を含む。この
変更手段７５を介して圧下手段５５・５６を動作させる
ことにより、第一ロール５１および第二ロール５２の各
圧下位置を、変化量を検出しながら適当量だけ変化させ
る。

【００７５】e) 圧延機４１の出側（圧延機４１から下
流に数メートル離れた位置）には、板材Ｘの厚さとクラ
ウン量とを確認的に計測すべく板厚計７９Ａとクラウン
計７９Ｂとを配置している。ただし、これらはあくまで
も確認のためのものであり、上記a)〜d)の制御装置７１
にはこれらによる計測信号を利用させない。もし仮にこ
のような板厚計７９Ａやクラウン計７９Ｂからのフィー
ドバック信号を受けて圧下手段５５・５６を操作すると
したら、板材Ｘが圧延機４１を出たのち相当の時間をお
いて第一ロール５１・第二ロール５２の圧下位置が変化
することになり、板材Ｘのうちに板厚修正やクラウン修
正のされていない長い部分が発生してしまう。つまり、
圧延機４１（および先に述べた圧延機１）が圧延荷重の
変化に基づいて板厚修正・クラウン修正を行うことは、
制御の迅速化をはかって圧延歩留まりを向上させること
に通じる。

【００７６】この圧延機４１においても、板材Ｘをはさ
む片側にはたわみにくい圧延ロール６２を配置している
ため、ワークロールとして板材Ｘに直接接する圧延ロー
ル６１にはほとんどたわみが生じない。そのため、板厚
修正およびクラウン修正のためのロールの圧下位置に関
する制御は、板材Ｘの片側（上側）にある第一ロール５
１および第二ロール５２についてのみ行う。ただし、第
二ロール５２の作用で第一ロール５１に大きなたわみを
もたせ得ることから、そのような片側のみの制御によっ
ても、板厚修正およびクラウン修正を行ううえでの制御
レンジは十分に広く確保される。板材Ｘの片側のみにつ
いて行う制御は、両側において行うものよりもシンプル
であるため、必要な制御を低コストで短時間のうちに、
しかも正確に行い得ることになる。

【００７７】なお、以上に紹介した圧延機１および圧延
機４１は、その構成の一部を改変することによっても好
ましい作用をなす。たとえば、イ ) 板材に直接接する一対のロールにベンディング手段
を付設するのもよい。板材に直接接触する一対のロール
とは、図１の圧延機１では第一ロール１１と圧延ロール
２１との対をさし、図６の圧延機４１では第一ロール５
１と圧延ロール６１との対をさす。下記ロ)のように別に
作業ロールを設ける場合には、それら作業ロールの対を
さす。上記のように第一ロール・第二ロールによる制御
を行いながらこのベンディング手段を機能させれば、二
次曲線以外の複合形状を板材に付与することができ、さ
らに幅広い形状修正が可能になる。

【００７８】ロ) 板材に直接接触する内側の位置に、圧
下手段を有しない一対の作業ロールを配置するのも好ま
しい。そのような作業ロールについて材質や径などを適
宜変更すれば、要求品質に応じた板材を効率的に生産す
ることが可能になる。圧下手段を有しない作業ロール
は、重量および構造の面から一般にその交換が容易であ
るため、ロールの変更を行いやすい意味でも有利であ
る。

【００７９】ハ) 上記のように板材に直接接触する一対
の作業ロールを、軸方向に移動（シフト）させ得るよう
にするのもよい。板材に接触するロールをシフトさせる
と、ロールの摩耗やコーティングマーク、ヒートクラウ
ンなどを分散させることができるからである。

【００８０】ニ) 中央部の膨らんだ左右対称形のクラウ
ンを第一ロールまたは第二ロールに設けておくのもよ
い。そのクラウン量を適切に設定しておけば、初期状態
において板材に生じるクラウン量をゼロにしておくこと
が容易になり、板材のクラウン修正がとくに行いやすく
なる。

【００８１】

【発明の効果】請求項１に記載した圧延機にはつぎのよ
うな効果がある。すなわち、 ・ クラウン修正を行うに必要な第一ロールと第二ロー
ルおよびそれらの圧下手段が板材の一方の側にのみ配置
されているため、圧延機の構造がシンプルで、設備コス
トやメンテナンス費用、取扱いやすさ、およびクラウン
修正のための制御の容易性・安定性などの点で従来のも
のよりも有利である。

【００８２】・ クラウン修正とともに、またはクラウ
ン修正とは独立に、板厚修正を行うことも可能である。

【００８３】請求項２に記載の圧延機によればさらに、 ・ 第一ロール・第二ロールのそれぞれに十分な圧下力
を作用させることができ、そのために、クラウン修正と
板厚修正とを広い制御レンジにわたって行うことができ
る。

【００８４】請求項３に記載の圧延機によると、とく
に、 ・ 何らかの外乱があって圧延荷重が初期状態から変化
すると、それを荷重検出手段が検知する、検知情報
に基づいてクラウン修正用演算手段および板厚修正用演
算手段が、クラウン修正および板厚修正に必要な第一ロ
ール・第二ロールの圧下位置に関する変化量を求める、
求めた必要変化量だけ、圧下位置変更手段が第一ロー
ルと第二ロールの各圧下位置を変化させる−といった
迅速かつ正確なプロセスにより、板材のクラウンおよび
板厚をほぼ同等の応答性にて初期状態に戻すことができ
る。

【００８５】請求項４に記載の圧延機ならさらに、 ・ 圧下手段を有しない一本もしくは一対の作業ロール
を板材に接触する位置に設けているため、その材質や径
などを適宜に変更することにより、板材に要求される表
面品質等を高いレベルで満たすことができる。

【００８６】請求項５に記載の圧延機ならさらに、 ・ 板材に接触する一対のロールにベンディング手段を
付設しているため、板材に複合形状を付与するなど、一
層に幅広い形状修正を行うことができる。

【００８７】請求項６に記載の圧延機ならさらに、 ・ 板材に接触する一対の作業ロールを軸方向にシフト
させ得るため、作業ロールに発生する摩耗やコーティン
グマークを広く分散させて、研磨回数を少なく抑えなが
ら同一の作業ロールを長期間使用することができる。

【００８８】請求項７に記載した圧延方法によると、 ・ クラウンが変化した場合には第一ロール・第二ロー
ルの圧下位置をそれぞれに適宜変化させ、板厚が変化し
た場合には第一ロールと第二ロールの圧下位置を同時に
同量だけ適宜変化させることにより、板材のクラウン修
正と板厚修正とをともに行うことができる。双方の修正
が互いに影響し合うことがないので、制御が複雑でな
く、したがって迅速かつ正確なクラウン修正および板厚
修正を行える。

【００８９】請求項８に記載した圧延方法によると、と
くに、 ・ 板厚とクラウンとについて、つねに初期値に近づけ
るように少量ずつ修正のための制御を行うため、板厚お
よびクラウンが安定的に平衡点に収束し、確実な制御を
行える。

【００９０】・ 演算手段や圧下手段、圧延荷重の検出
手段などとして適切なものを使用すれば、迅速な板厚修
正およびクラウン修正を行うことができる。

【００９１】請求項９に記載の圧延方法なら、とくに、 ・ 第一ロール・第二ロール等のたわみ量やたわみ曲線
を測定または検出することなく、低コストで簡単かつ迅
速にクラウン修正を行うことができる。

【００９２】請求項１０に記載の圧延方法なら、さら
に、 ・ 板材をはさむ一方の側にのみ第一ロール・第二ロー
ルと各圧下手段とを有するという、構造の簡単な圧延機
を使用できる。そのため、設備的に必要なコストが少な
い。

【００９３】・ 上記のとおり構造の簡単な圧延機を使
用し、板材をはさむ片側においてのみ第一ロール・第二
ロール間の圧下力調整を行えばよいので、クラウン修正
のための制御がシンプルなもので足りる。またそのため
に、クラウンを一定値に収束させることを容易に、かつ
安定的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施についての一形態として板材Ｘ用の
圧延機１を全体的に示す正面図である

【図２】図１の圧延機１における板厚修正に関し、板厚
およびロールギャップ（横軸）と圧延荷重（縦軸）との
関係を示す線図である。

【図３】図１の圧延機１におけるクラウン修正に関し、
板厚および設定クラウン量（横軸）と圧延荷重（縦軸）
との関係を示す線図である。

【図４】図１の圧延機１における第一ロール１１および
第二ロール１２の荷重状態を示す模式図である。

【図５】図１の圧延機１において、第一ロール１１がた
わみ、かつ板厚修正およびクラウン修正をされるときの
ロールギャップの変化を示す模式図である。

【図６】別の圧延機４１に関する図であって、本体の正
面図とともに、板厚修正およびクラウン修正のための制
御装置７１を併せて模式的に示すものである。

【図７】図６の圧延機４１において使用する圧下手段５
５を示す縦断面図である。

【図８】クラウン修正装置を有する従来の圧延機を示す
正面図である。

【図９】クラウン修正装置を有する従来の圧延機（図８
のものとは別のもの）を示す正面図である。

【符号の説明】 １・４１ 圧延機 ２・４２ ハウジング ２ａ・２ｂ・４２ａ・４２ｂ ハウジングウィンドウ １１・５１ 第一ロール １２・５２ 第二ロール １５・１６・５５・５６ 圧下手段 １７・１８・５７・５８ 荷重検出手段 ２１・６２ （たわみにくい）圧延ロール ２３・６３ 高さ設定手段 ７２ 板厚修正用演算手段 ７３ クラウン修正用演算手段 ７５ 圧下位置変更手段 Ｘ 板材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２１Ｂ 37/18 Ｂ２１Ｂ 37/00 １１７Ｂ 37/38 37/12 ＢＢＨ １１１Ａ １１１Ｆ (56)参考文献 特開 昭61−95704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−33705（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100611（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−250812（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−56963（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−94102（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 13/14 B21B 29/00 B21B 31/32 B21B 37/00 B21B 37/18 B21B 37/38

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材をはさむ一方の側には、下記の圧延
   ロールに比べてたわみやすい第一ロールとその背面に接
   触する、上記第一ロールよりも胴長の短い第二ロールと
   が配置され、第一ロール・第二ロールのそれぞれに圧下
   手段が設けられていて、 板材をはさむ他方の側には、上記第一ロールに比べてた
   わみにくい圧延ロールが、事前の高さ設定が可能なよう
   に配置されていることを特徴とする圧延機。
2. 【請求項２】 上記第二ロールの胴長が第一ロールの胴
   長の６割以上・９割以下であり、第一ロールおよび第二
   ロール用の各圧下手段が、圧延機ハウジングのうちハウ
   ジングウィンドウに取り付けられていることを特徴とす
   る請求項１に記載の圧延機。
3. 【請求項３】 第一ロールの圧下手段と第二ロールの圧
   下手段とにおける各圧延荷重を知るための荷重検出手段
   と、 板材のクラウン変化を修正すべく、荷重検出手段にて検
   出される圧延荷重の変化に基づいて第一ロール・第二ロ
   ールの圧下位置に関する各必要変化量を求めるクラウン
   修正用演算手段と、 板厚変化を修正すべく、荷重検出手段にて検出される圧
   延荷重の変化に基づいて、第一ロール・第二ロールの圧
   下位置に関する同時かつ同量の必要変化量を求める板厚
   修正用演算手段と、 第一ロールおよび第二ロールについて、各圧下位置を必
   要変化量だけ変化させることのできる圧下位置変更手段
   とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の
   圧延機。
4. 【請求項４】 圧下手段を有しない一本もしくは一対の
   作業ロールが、直接に板材に接触するよう内側に配置さ
   れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の圧延機。
5. 【請求項５】 板材に接触する一対のロールにベンディ
   ング手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかに記載の圧延機。
6. 【請求項６】 上記した作業ロールに、軸方向へのシフ
   トのための移動手段が設けられていることを特徴とする
   請求項４又は５に記載の圧延機。
7. 【請求項７】 圧延ロールに比べてたわみやすい第一ロ
   ールと第一ロールの背面に接触する、上記第一ロールよ
   りも胴長の短い第二ロールとが、板材をはさむ少なくと
   も一方の側に配置され、第一ロール・第二ロールのそれ
   ぞれに圧下手段が設けられた圧延機を使用して、 板材のクラウン変化を修正すべく第一ロールの圧下位置
   と第二ロールの圧下位置とをそれぞれ変化させるととも
   に、板厚変化を修正すべく第一ロール・第二ロールの圧
   下位置を同時に同量だけ変化させることを特徴とする圧
   延方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の圧延方法を、下記a)〜
   c)を繰り返すことによって行うことを特徴とする圧延方
   法。 a) 第一ロールおよび第二ロールに設けられた圧下手段
   における圧延荷重の変化を検出する。 b) クラウン変化を修正すべく、検出される圧延荷重の
   変化に基づいて、クラウンを初期値に近づけるための第
   一ロール・第二ロールの圧下位置に関する各必要変化量
   を演算するとともに、板厚変化を修正すべく、検出され
   る上記圧延荷重の変化に基づいて、板厚を初期値に近づ
   けるための第一ロール・第二ロールの圧下位置に関する
   同時かつ同量の必要変化量を演算する。 c) 第一ロールおよび第二ロールの各圧下位置を、上記
   で演算した必要変化量だけ変更する。
9. 【請求項９】 クラウン変化の修正のための第一ロール
   ・第二ロールの圧下位置の各必要変化量を、第一ロール
   ・第二ロールの合計圧延荷重の変化と、第一ロールの胴
   長、板の幅、圧延機の剛性に関する係数および制御上の
   定数に基づいて演算することを特徴とする請求項８に記
   載の圧延方法。
10. 【請求項１０】 板材をはさむ一方の側にのみ上記の第
    一ロール・第二ロールと各圧下手段とが設けられ、板材
    をはさむ他方の側には、板材に接触する、上記第一ロー
    ルに比べてたわみにくい圧延ロールが事前の高さ設定が
    可能なように配置されている圧延機を使用し、 一方の側にある上記第一ロールと第二ロールとについて
    のみ圧下位置を変化させることを特徴とする請求項７〜
    ９のいずれかに記載の圧延方法。