JP3280863B2 - ローラレベラにおけるロール位置設定方法とこの方法を用いた被矯正材の矯正方法 - Google Patents

ローラレベラにおけるロール位置設定方法とこの方法を用いた被矯正材の矯正方法

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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、主として鋼材や鋼
板を矯正するローラレベラにおけるロール位置設定方法
とこの方法を用いた被矯正材の矯正方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】一般に、ローラレベラ矯正時において、
矯正時には被矯正材(例えば、鋼板)の反力により矯正
ロールに板幅方向(ロール胴長方向)の撓みが生じる。
その結果として、矯正ロールの胴長方向の変形に起因し
た鋼板の板幅方向に不均一な押し込みにより、矯正後に
は平坦な鋼板でも加工後に形状の不具合、例えば、条切
断後の反りや横曲がりが発生する場合があった。
【0003】この現象は、鋼板が幅方向に不均一に押し
込まれることにより、矯正後の鋼板に不均一な残留応力
分布が付与されることが原因であり、その後に鋼板を切
断することにより残留応力が解放されて、その応力の向
きと大きさに応じた反りや横曲がりが発生する。このた
め、ローラレベラによる矯正に際しては、矯正ロールが
ロール胴長方向において不均一に変形しないように位置
設定することが要求される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、この種のローラ
レベラにおいては、矯正ロールとバックアップロールの
初期位置の設定は、キャリッジを呼ばれるフレームにバ
ックアップロールを同じ高さに配置し、矯正ロールと組
み合わせた後にバックアップロールと矯正ロールの当た
りを調整することにより初期設定とするのが一般的であ
る。
【0005】しかし、従来の初期位置の設定方法は、矯
正ロールが無負荷の状態でロール胴長方向の変形が殆ど
生じないことを前提とした設定方法であるため、矯正後
の鋼板は平坦でも加工後に形状不良が生じる場合があっ
た。すなわち、実際のローラレベラにおいては、ロール
チョック部や軸受け部のガタ、あそび及び摩耗等により
矯正ロールがロール胴長方向に大きく変形している場合
があり、その結果、鋼板が板幅方向に不均一な状態で押
し込まれ、これが原因で矯正後の鋼板が加工後に形状不
良が生じていた。
【0006】このように、従来では、初期変形した矯正
ロールによる鋼板への不均一な押し込みにより、矯正後
の鋼板に加工時の反りや横曲がりといった不具合が発生
することがある。本発明は、このような実情に鑑み、矯
正ロール及びバックアップロールの初期位置の設定を正
確に行えるようにして、矯正後の鋼板に加工後の形状不
良が発生するのを防止することを目的とする。
【0007】また、本発明は、そのような初期位置の設
定を簡便かつ安価に行えるようにすることを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。すなわち、本発明
は、被矯正材への押し込み量を胴長方向で変更できる矯
正ロールと、この矯正ロールの背後にロール胴長方向に
並んで当接された複数のバックアップロールとを備えた
ローラレベラにおいて、ある標準の複数の被矯正材を前
記矯正ロールのロール胴長方向の押し込み量を異ならせ
てそれぞれ試験的に矯正することにより、その矯正時に
実際に発生する当該矯正ロールのロール胴長方向におけ
る押し込み量分布を計測し、その押し込み量分布の最大
押し込み量差と前記標準の各被矯正材の切断後の変形量
との対応関係に基づいて、当該被矯正材が切断後に変形
を生じない最大押し込み量差の最大値を当該被矯正材の
変形臨界値として設定し、実操業で被矯正材の矯正を行
うに当たり、最大押し込み量差が前記変形臨界値以内と
なる押し込み量分布が前記矯正ロールに付与されるよ
う、同矯正ロール及び前記バックアップロールの初期位
置を設定することを特徴とする(請求項1)。
【0009】この場合、変形臨界値は被矯正材が切断後
に変形を生じない最大押し込み量差の最大値として設定
してあるので、実操業に当たり、最大押し込み量差がそ
の変形臨界値以内となる押し込み量分布が矯正ロールに
付与されるようにロールの初期位置を設定しておけば、
矯正ロールがロール胴長方向に大きく変形していても、
被矯正材が板幅方向に不均一な状態で押し込まれるのが
防止される。
【0010】本発明において、矯正ロールのロール胴長
方向における押し込み量分布の計測は、メジャリングロ
ール等によってリアルタイムで行うこともできるが、本
発明は、矯正途中で矯正ロールから引き抜かれた被矯正
材の表面形状を測定することにより行うことを推奨する
(請求項2)。この場合、ローラレベラに高価なオンラ
イン計測設備を付加することなく、既設のストレッチャ
ーだけで矯正ロールの押し込み量分布を正確に把握でき
るからである。
【0011】また、前記標準の被矯正材としては、最大
押し込み量差が最も大きくなる寸法及び材質のものを選
定しておくことが好ましい(請求項3)。このようにす
れば、標準鋼板以外の鋼板を実操業時に矯正する際に最
大押し込み量差は必ず変形臨界値以下となるので、板材
の変形理論等に基づいて変形基準値を計算し直す必要が
なくなり、標準鋼板以外の押し込み量設定が容易にな
る。
【0012】なお、上記のロール位置設定方法を行った
後は、実操業に当たり、種々の被矯正材をローラレベラ
に通板して矯正を行えばよい(請求項4)。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に実
施の形態を説明する。図1は、本発明によるロール位置
設定方法の作業順序を概略的に示した図である。図1
(a)において、ローラレベラ1は、鋼板(被矯正材)
2への押し込み量を胴長方向で変更できる上下複数本の
矯正ロール3と、この各矯正ロール3の背後にロール胴
長方向に並んで当接された複数のバックアップロール4
とを備え、各矯正ロール3は、鋼板2の搬送ライン上下
でその搬送方向位置が半ピッチだけずれるよう千鳥状に
配置されている。
【0014】図4に示すように、複数のバックアップロ
ール4はそれぞれがロール胴長方向に間隔をおいて並設
されており、隣接する一定本数の当該ロール4を連結部
材5によって連結することによりその一定本数単位でロ
ール径方向に移動できるようになっている。例えば、図
4の場合には、9個のバックアップロール4のうち、左
側の3つのバックアップロール4、中央側の3つのバッ
クアップロール4及び右側の3つのバックアップロール
4がそれぞれ一つの連結部材5で連結されており、この
連結部材5で繋がっている各バックアップロール4を一
緒に移動させることにより、同ロール4の矯正ロール3
に対する当接度を同時に変更することができる。
【0015】なお、図示していないが、本実施形態のロ
ーラレベラ1は矯正ロール2のベンディング機能を備え
ている。上記構成のローラレベラ1において本発明方法
を実施するには、まず、ある標準の複数枚の鋼板2(標
準鋼板A)を矯正ロール3のロール胴長方向の押し込み
量を異ならせてそれぞれ試験的に矯正し、図1(b)に
示すように、その矯正時に実際に発生する矯正ロール3
のロール胴長方向における押し込み量分布W1,W2,……
Wn を計測する。
【0016】なお、図1(b)の各分布W1,W2,……W
n における横軸は矯正ロール3のロール胴長方向(鋼板
2の幅方向)、縦軸は押し込み量を示しており、図1
(b)の各分布W1,W2,……Wn が中央下がりの湾曲状
となっているのは、鋼板2の中波を矯正するためであ
る。また、この各鋼板2の押し込み量分布W1,W2,……
Wn の計測は、メジャリングロールやレーザー距離計に
よるロール位置測定等の方法によってオンラインで計測
することができるが、本実施形態では、矯正途中で矯正
ロール2から引き抜かれた鋼板2の表面形状を実測する
ことにより行っている。
【0017】すなわち、本実施形態では、ローラレベラ
1による矯正途中で矯正を停止したあと矯正ロール3を
上昇させてから標準鋼板Aを引き抜き、この鋼板Aの表
面形状をストレッチャーで測定することにより、標準鋼
板Aに転写された矯正ロール3のロール胴長方向の押し
込み量分布W1,W2,……Wn を計測するようにしてい
る。
【0018】このようにすれば、ローラレベラ1にメジ
ャリングロール等の高価な設備を付加することなく、既
設のストレッチャーのみで矯正ロール3の押し込み量分
布W1,W2,……Wn を正確に把握することができる。次
に、上記押し込み量分布W1,W2,……Wn の計測が済ん
だ各標準鋼板Aについて、図1(c)に示すように、鋼
板Aの長手方向に進行するガストーチによって同鋼板A
の条切断を行い、このときの反り量δを計測する。
【0019】そして、各押し込み量分布W1,W2,……W
n の最大値と最小値との差を最大押し込み量差ΔW1,Δ
W2,……ΔWn と定義するとともに、図1(d)に示す
ように、その最大押し込み量差ΔWを横軸としかつ条切
断後の反り量δを縦軸としてそれらの関係をプロット
し、そのプロットされた点を通るグラフを描くと、この
グラフは、最大押し込み量差ΔWがある一定値までは小
さく、その値から反り量δが急激に立ち上がった形状に
なる。
【0020】その理由は、鋼板に反りを付与するために
は最終塑性曲げロールにおいて反り量相当の塑性歪を付
与する必要があるが、ΔWが小さい場合は押し込み量が
小さく結果的に十分な塑性歪を付与することが困難であ
るためと考えられる。そこで、図1(d)に示すような
最大押し込み量差ΔWと条断後の反り量δとの対応関係
に基づいて、標準鋼板Aが切断後に変形を生じない最大
押し込み量差ΔWの最大値を当該標準鋼板Aの変形臨界
値D1 として設定する。
【0021】その後、実操業で実際に標準鋼板Aの矯正
を行う場合には、図1(e)に示すように、最大押し込
み量差ΔWが変形臨界値D1 以内となるような実操業用
の押し込み量分布W0 を設定し、この分布W0 が矯正ロ
ール3に付与されるよう同矯正ロール3及びバックアッ
プロール4の初期位置を設定すればよい。この場合、実
操業時の押し込み量分布W0 の最大押し込み量差ΔWは
変形臨界値D1 以下となっており、条切断後の反りが発
生しないことが操業前の試験(図1(d))によって予
め実証済みであるため、当該押し込み量分布W0 が付与
されるよう矯正ロール3とバックアップロール4の初期
位置を設定することにより、標準鋼板Aが板幅方向に不
均一な状態で押し込まれることがなく、標準鋼板Aが加
工後に変形することが防止される。
【0022】また、実操業で標準鋼板Aとはサイズや材
質の異なる鋼板2を矯正する場合には、板材の変形理論
等に基づいて標準鋼板Aの変形臨界値D1 を当該鋼板2
の場合の値に変換し、この値に基づいて当該鋼板2の実
操業時の押し込み量を設定すればよい。なお、標準鋼板
Aとして最大押し込み量差ΔWn が最も大きくなる寸法
及び材質のもの(例えば、ローラレベラ1で扱える最大
の巾を有する鋼板)を選定しておけば、標準鋼板A以外
の鋼板2の最大押し込み量差は標準鋼板Aの最大押し込
み量差よりも必ず小さくなる。
【0023】従って、標準鋼板A以外の鋼板2を実操業
時に矯正する場合でも、その鋼板2の最大押し込み量差
は変形臨界値D1 よりも小さくなるので、押し込み量の
設定が容易になる。
【0024】
【実施例】次に、本発明方法の効果を確認するために、
ローラレベラを本発明の方法で位置設定した場合と従来
法で位置設定した場合のそれぞれについて比較実験を行
った。先ず、この実験では、サイズが10t ×4000
w ×6000L の鋼板を標準鋼板Aとして採用し、これ
について幅方向最大押し込み量差と切断後の反り量との
関係を調査した。その結果が図2であり、この図から、
当該標準鋼板Aの変形臨界値D1 を約2.7とした。
【0025】そして、以下に示す標準鋼板Aとは異なる
寸法及び材質の鋼板を矯正し、その矯正後に切断実験を
行って形状不良の発生量を調査することにした。 〔対象材〕鋼板の材質は規格SS400で、寸法は16
t ×3000w ×8000L とした。また、板幅中央に
最大波高さ約10mmの中波が発生しているものを対象
とした。
【0026】この対象材を矯正する矯正ロールの最大押
し込み量差は前記の変形臨界値D1よりも小さい約0.
8とし、この値に基づいて矯正ロールの押し込み量分布
を図3のものに設定した。そして、上記対象材を以下の
矯正条件により矯正するとともに、以下の切断条件によ
り切断し、反りの発生の有無を調査した。 〔ローラレベラ仕様〕最大許容荷重は1500トン級の
ローラレベラを使用した。矯正ロールは径235mmで
胴長が4800mmであり、その本数は上5本で下6本
のものを使用した。 〔矯正条件〕圧下設定量は、入側で8mmかつ出側で2
mmとし、 バックアップロールでは全て0.0mmと
した。矯正速度は10.0m/minとした。 〔切断条件〕切断方法は図1(a)に示すプレーナーに
よる条切断とした。条切断の幅寸法は400mmで、切
断速度は400mm/minとした。 (1)比較実験(従来例) 上記の矯正条件の下で、バックアップロールと矯正ロー
ルを従来法により初期位置を設定し、上記の鋼板の矯正
を行った。
【0027】その結果、矯正後の鋼板は平坦で、その際
の幅方向押し込み量の差は4.1mmであったが、矯正
後に条切断を行うと30mmの上反りが発生した。 (2)本発明方法 上記の矯正条件の下で、バックアップロールと矯正ロー
ルを本発明方法により初期位置を設定し、上記の鋼板の
矯正を行った。
【0028】その結果、矯正後の鋼板は平坦で、その際
の幅方向の押し込み量の差は0.7mmであったが、こ
の場合には、矯正後に条切断を行っても反りは発生しな
かった。また、図5は従来例と本発明方法の場合とで最
大押し込み量差がどのように変化するかを測定した結果
を示しており、図5における「調整後の測定」とは、ロ
ールの初期位置設定後に一定本数の鋼板の矯正作業を行
ってから定期的に実施したロール位置の測定のことを意
味する。
【0029】この図5から明らかなように、従来のロー
ル位置設定方法では、鋼板の矯正作業を重ねる毎に最大
押し込み量差が大きく変動しているのに対し、本発明方
法では、鋼板の矯正作業を重ねても最大押し込み量差は
殆ど一定であり、ロールの位置設定が高精度に行える。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
矯正ロール及びバックアップロールの初期位置の設定を
正確に行えるので、矯正後の鋼板に加工後の形状不良が
発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明によるロール位置設定方法の作
業順序を示す概略説明図である。
【図2】最大押し込み量差と切断後の反り量との関係を
示すグラフである。
【図3】実操業において設定した矯正ロールの押し込み
量分布を示すグラフである。
【図4】矯正ロールとバックアップロールとの位置関係
を示す概略図である。
【図5】調整後の最大押し込み量差の変動を示すグラフ
である。
【符号の説明】
1 ローラレベラ 2 被矯正材(鋼板) 3 矯正ロール 4 バックアップロール 5 連結部材 A 標準の被矯正材 Wn 標準の被矯正材の押し込み量分布 ΔWn 標準の被矯正材の最大押し込み量差 D1 変形臨界値
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−267140(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21D 1/05

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被矯正材(2)への押し込み量を胴長方
    向で変更できる矯正ロール(3)と、この矯正ロール
    (3)の背後にロール胴長方向に並んで当接された複数
    のバックアップロール(4)とを備えたローラレベラに
    おいて、 ある標準の複数の被矯正材(A)を前記矯正ロール
    (3)のロール胴長方向の押し込み量を異ならせてそれ
    ぞれ試験的に矯正することにより、その矯正時に実際に
    発生する当該矯正ロール(3)のロール胴長方向におけ
    る押し込み量分布(Wn )を計測し、 その押し込み量分布(Wn )の最大押し込み量差(ΔW
    n )と前記標準の各被矯正材(A)の切断後の変形量
    (δ)との対応関係に基づいて、当該被矯正材(A)が
    切断後に変形を生じない最大押し込み量差(ΔW)の最
    大値を当該被矯正材(A)の変形臨界値(D1 )として
    設定し、 実操業で被矯正材(2)の矯正を行うに当たり、最大押
    し込み量差(ΔW)が前記変形臨界値(D1 )以内とな
    る押し込み量分布(W0 )が前記矯正ロール(3)に付
    与されるよう、同矯正ロール(3)及び前記バックアッ
    プロール(4)の初期位置を設定することを特徴とする
    ローラレベラにおけるロール位置設定方法。
  2. 【請求項2】 矯正ロール(3)のロール胴長方向にお
    ける押し込み量分布(Wn )の計測を、矯正途中で矯正
    ロール(3)から引き抜かれた被矯正材(A)の表面形
    状を測定することにより行うことを特徴とする請求項1
    に記載のローラレベラにおけるロール位置設定方法。
  3. 【請求項3】 標準の被矯正材(A)として、最大押し
    込み量差(ΔWn )が最も大きくなる寸法及び材質のも
    のを選定しておくことを特徴とする請求項1又は2に記
    載のローラレベラにおけるロール位置設定方法。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のロール
    位置設定を行った後に被矯正材(2)をローラレベラ
    (1)に通板して矯正を行うことを特徴とする請求項1
    〜3のいずれかに記載のロール位置設定方法を用いた被
    矯正材の矯正方法。
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