JP3345340B2 - ロールクラウン制御方法 - Google Patents
ロールクラウン制御方法Info
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- JP3345340B2 JP3345340B2 JP07606698A JP7606698A JP3345340B2 JP 3345340 B2 JP3345340 B2 JP 3345340B2 JP 07606698 A JP07606698 A JP 07606698A JP 7606698 A JP7606698 A JP 7606698A JP 3345340 B2 JP3345340 B2 JP 3345340B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に熱間圧延での
圧延ロールのロールクラウンを制御する方法に関する。
圧延ロールのロールクラウンを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば熱間圧延においては圧延中の圧延
材からの反力により圧延ロールに撓みが生じ、この撓み
が圧延材の幅方向の中央部が厚く、端部が薄くなるとい
ういわゆる正のクラウンの発生原因となる。
材からの反力により圧延ロールに撓みが生じ、この撓み
が圧延材の幅方向の中央部が厚く、端部が薄くなるとい
ういわゆる正のクラウンの発生原因となる。
【０００３】圧延材としてはフラットなものが求められ
るため、圧延機では圧延材の幅方向の板厚差が小さくな
るように予め圧延ロールの撓みを見越して、図１０に示
すように、圧延ロールａの胴長方向の中央部の直径が大
きくなるように研削してロールクラウンを形成する場合
が多い。
るため、圧延機では圧延材の幅方向の板厚差が小さくな
るように予め圧延ロールの撓みを見越して、図１０に示
すように、圧延ロールａの胴長方向の中央部の直径が大
きくなるように研削してロールクラウンを形成する場合
が多い。
【０００４】このようにロールクラウンは、圧延後の圧
延材が平坦で且つ板幅方向の板厚差が小さくなるように
圧延ロールａに付与されるものであるが、この圧延ロー
ルａは図１１に示すように圧延材との接触（特に熱間圧
延において顕著）によるロール表面及び内部の温度上昇
によって熱膨張を起こし、このため圧延中のロールクラ
ウン（サーマルクラウン）は、研削された初期のロール
クラウンとは異なったものとなって製品の平面形状に悪
影響を与える。
延材が平坦で且つ板幅方向の板厚差が小さくなるように
圧延ロールａに付与されるものであるが、この圧延ロー
ルａは図１１に示すように圧延材との接触（特に熱間圧
延において顕著）によるロール表面及び内部の温度上昇
によって熱膨張を起こし、このため圧延中のロールクラ
ウン（サーマルクラウン）は、研削された初期のロール
クラウンとは異なったものとなって製品の平面形状に悪
影響を与える。
【０００５】ところで、サーマルクラウンは圧延ロール
の胴長方向のロール温度差によって形成されるため圧延
材が接触していないロール部分を加熱することはサーマ
ルクラウンの低減に非常に有効な方法であり、かかる方
法を採用した従来技術として、例えば、特開昭５８−１
３５７０９号公報に示すように熱間圧延において圧延ロ
ール表面に噴射されるロール冷却水の量を胴長方向に変
更して圧延材からの入熱によるロールの熱膨張を制御す
る方法、或いは特開昭６０−１０８１０９号公報に示す
ように圧延ロールの表面に温水を噴射してロールを加熱
する方法が提案されている。
の胴長方向のロール温度差によって形成されるため圧延
材が接触していないロール部分を加熱することはサーマ
ルクラウンの低減に非常に有効な方法であり、かかる方
法を採用した従来技術として、例えば、特開昭５８−１
３５７０９号公報に示すように熱間圧延において圧延ロ
ール表面に噴射されるロール冷却水の量を胴長方向に変
更して圧延材からの入熱によるロールの熱膨張を制御す
る方法、或いは特開昭６０−１０８１０９号公報に示す
ように圧延ロールの表面に温水を噴射してロールを加熱
する方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５８−１３５７０９号公報に示すように熱間圧延におい
て圧延ロール表面に噴射されるロール冷却水の量を胴長
方向に変更して圧延材からの入熱によるロールの熱膨張
を制御する方法においては、圧延材が圧延ロールに噛み
込んでいない状態では該圧延材からロールへの入熱がな
いためロールクラウンを形成することができず、この結
果、圧延初期に必要なロールクラウンを得られないとい
う不都合がある。
５８−１３５７０９号公報に示すように熱間圧延におい
て圧延ロール表面に噴射されるロール冷却水の量を胴長
方向に変更して圧延材からの入熱によるロールの熱膨張
を制御する方法においては、圧延材が圧延ロールに噛み
込んでいない状態では該圧延材からロールへの入熱がな
いためロールクラウンを形成することができず、この結
果、圧延初期に必要なロールクラウンを得られないとい
う不都合がある。
【０００７】また、特開昭６０−１０８１０９号公報に
示すように圧延ロールの表面に温水を噴射してロールを
加熱する方法においては、冷却水と温水が共存する場
合、ロールを所定の温度に加熱するためには多量の温水
を必要とする。
示すように圧延ロールの表面に温水を噴射してロールを
加熱する方法においては、冷却水と温水が共存する場
合、ロールを所定の温度に加熱するためには多量の温水
を必要とする。
【０００８】詳述すると、一般的にスプレーによる熱伝
達係数は、以下の（１）式によって表される（社団法人
日本鉄鋼協会発行「鋼材の強制冷却」第９８頁参照）。 ｌｏｇα＝２．３５４＋０．６４６ｌｏｇＷ（表面温度５０°Ｃ） …（１） α：熱伝達係数（ｋｃａｌ／ｍ2 ｈｒ°Ｃ） Ｗ：水量密度（ｌ／ｍ2 ｍｉｎ） ここで、図１２に示すような圧延ロールｄ（ロール径φ
７００ｍｍ、胴長２０００ｍｍ）に対し、仮りに角度４
５°の範囲で３００ｔ／ｈｒ・ｍ（幅）の冷却水ｅを供
給して冷却すると、水量密度はＷ≒１８２００となり、
このときの熱伝達係数はα≒１２８０００となる。熱間
圧延では圧延中のロールｄの温度上昇を防ぐために以上
のような多量の冷却水ｅが使われており、また、冷却水
ｅの温度を３０°Ｃとするとロールｄの温度を６０°Ｃ
とするためには冷却水ｅとほぼ同量の９０°Ｃ温水が必
要となって、設備の大型化を招くという不都合が生じ
る。
達係数は、以下の（１）式によって表される（社団法人
日本鉄鋼協会発行「鋼材の強制冷却」第９８頁参照）。 ｌｏｇα＝２．３５４＋０．６４６ｌｏｇＷ（表面温度５０°Ｃ） …（１） α：熱伝達係数（ｋｃａｌ／ｍ2 ｈｒ°Ｃ） Ｗ：水量密度（ｌ／ｍ2 ｍｉｎ） ここで、図１２に示すような圧延ロールｄ（ロール径φ
７００ｍｍ、胴長２０００ｍｍ）に対し、仮りに角度４
５°の範囲で３００ｔ／ｈｒ・ｍ（幅）の冷却水ｅを供
給して冷却すると、水量密度はＷ≒１８２００となり、
このときの熱伝達係数はα≒１２８０００となる。熱間
圧延では圧延中のロールｄの温度上昇を防ぐために以上
のような多量の冷却水ｅが使われており、また、冷却水
ｅの温度を３０°Ｃとするとロールｄの温度を６０°Ｃ
とするためには冷却水ｅとほぼ同量の９０°Ｃ温水が必
要となって、設備の大型化を招くという不都合が生じ
る。
【０００９】この場合、冷却水量を３００ｔ／ｈｒ・ｍ
の１／１０（３０ｔ／ｈｒ・ｍ）としても熱伝達係数は
α＝２９０００となり、冷却水ｅの温度を３０°Ｃとし
てロールｄの温度を６０°Ｃとするためには３０ｔ／ｈ
ｒ・ｍという多量の９０°Ｃ温水が必要になる。
の１／１０（３０ｔ／ｈｒ・ｍ）としても熱伝達係数は
α＝２９０００となり、冷却水ｅの温度を３０°Ｃとし
てロールｄの温度を６０°Ｃとするためには３０ｔ／ｈ
ｒ・ｍという多量の９０°Ｃ温水が必要になる。
【００１０】また、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 飽和蒸気を使用
して３０°Ｃの水から９０°Ｃの温水を３０ｔ／ｈｒ・
ｍ作るためには以下の量が必要となる。 １０００ｘ×ｈ１＋１０００ｙ×３０＝１０００（ｘ＋ｙ）×９０，ｘ＋ｙ＝ ３０ …（２） ｘ：蒸気量（ｔ／ｈｒ）、ｙ：水量（ｔ／ｈｒ）、ｈ
１：１０ｋｇｆ／ｃｍ2飽和の蒸気のエンタルピー（＝
６６４ｋｃａｌ／ｋｇ） 上式を解くと、蒸気量はｘ≒４．１ｔ／ｈｒとなり大量
の蒸気を必要とすることになる。このときの伝熱量は 伝熱量＝α×（９０−６０）×（π×０．７／８×１／１０） ≒２４０００ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ となる。
して３０°Ｃの水から９０°Ｃの温水を３０ｔ／ｈｒ・
ｍ作るためには以下の量が必要となる。 １０００ｘ×ｈ１＋１０００ｙ×３０＝１０００（ｘ＋ｙ）×９０，ｘ＋ｙ＝ ３０ …（２） ｘ：蒸気量（ｔ／ｈｒ）、ｙ：水量（ｔ／ｈｒ）、ｈ
１：１０ｋｇｆ／ｃｍ2飽和の蒸気のエンタルピー（＝
６６４ｋｃａｌ／ｋｇ） 上式を解くと、蒸気量はｘ≒４．１ｔ／ｈｒとなり大量
の蒸気を必要とすることになる。このときの伝熱量は 伝熱量＝α×（９０−６０）×（π×０．７／８×１／１０） ≒２４０００ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ となる。
【００１１】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、サーマルクラウンを低減することが
できるのは勿論のこと、圧延初期に必要なロールクラウ
ンを得ることができるとともに、設備の小型化及び低コ
スト化を図ることができるロールクラウンの制御方法を
提供することを目的とする。
されたものであり、サーマルクラウンを低減することが
できるのは勿論のこと、圧延初期に必要なロールクラウ
ンを得ることができるとともに、設備の小型化及び低コ
スト化を図ることができるロールクラウンの制御方法を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１に係るロールクラウンの制御方法は、圧
延ロールの表面に胴長方向に沿って蒸気を供給すると同
時に前記圧延ロールの胴長方向に所定間隔を存して複数
配設した冷却水ヘッダから前記圧延ロールの表面に冷却
水を供給するロールクラウン制御方法において、前記蒸
気を前記圧延ロールの胴長方向に沿って連続して供給す
るとともに、複数の前記冷却水ヘッダの内で圧延材の板
幅外側に位置する冷却水ヘッダから供給される冷却水の
量を前記圧延材の板幅に応じて変更制御するようにした
ことを特徴とする。
めに、請求項１に係るロールクラウンの制御方法は、圧
延ロールの表面に胴長方向に沿って蒸気を供給すると同
時に前記圧延ロールの胴長方向に所定間隔を存して複数
配設した冷却水ヘッダから前記圧延ロールの表面に冷却
水を供給するロールクラウン制御方法において、前記蒸
気を前記圧延ロールの胴長方向に沿って連続して供給す
るとともに、複数の前記冷却水ヘッダの内で圧延材の板
幅外側に位置する冷却水ヘッダから供給される冷却水の
量を前記圧延材の板幅に応じて変更制御するようにした
ことを特徴とする。
【００１３】請求項２に係るロールクラウンの制御方法
は、圧延ロールの表面に胴長方向に沿って蒸気を供給す
ると同時に前記圧延ロールの胴長方向に所定間隔を存し
て複数配設した冷却水ヘッダから前記圧延ロールの表面
に冷却水を供給し、更に、複数の前記冷却水ヘッダの内
で圧延材の板幅外側に位置する冷却水ヘッダから供給さ
れる冷却水の量を前記圧延材の板幅に応じて変更制御す
るようにし、前記圧延ロール表面への前記蒸気の供給手
段が蒸気噴射ノズルであって、該蒸気噴射ノズル先端と
前記圧延ロールの表面との距離をＬとし、ノズル開口形
状が円形の場合は内径、ノズル開口形状が矩形の場合は
短辺長さをＤとしたときに、Ｌ≦８×Ｄの関係を満足す
るようにしたことを特徴とする。請求項３に係るロール
クラウンの制御方法は、請求項１において、前記圧延ロ
ール表面への前記蒸気の供給手段が蒸気噴射ノズルであ
って、該蒸気噴射ノズル先端と前記圧延ロールの表面と
の距離をＬとし、ノズル開口形状が円形の場合は内径、
ノズル開口形状が矩形の場合は短辺長さをＤとしたとき
に、Ｌ≦８×Ｄの関係を満足するようにしたことを特徴
とする。
は、圧延ロールの表面に胴長方向に沿って蒸気を供給す
ると同時に前記圧延ロールの胴長方向に所定間隔を存し
て複数配設した冷却水ヘッダから前記圧延ロールの表面
に冷却水を供給し、更に、複数の前記冷却水ヘッダの内
で圧延材の板幅外側に位置する冷却水ヘッダから供給さ
れる冷却水の量を前記圧延材の板幅に応じて変更制御す
るようにし、前記圧延ロール表面への前記蒸気の供給手
段が蒸気噴射ノズルであって、該蒸気噴射ノズル先端と
前記圧延ロールの表面との距離をＬとし、ノズル開口形
状が円形の場合は内径、ノズル開口形状が矩形の場合は
短辺長さをＤとしたときに、Ｌ≦８×Ｄの関係を満足す
るようにしたことを特徴とする。請求項３に係るロール
クラウンの制御方法は、請求項１において、前記圧延ロ
ール表面への前記蒸気の供給手段が蒸気噴射ノズルであ
って、該蒸気噴射ノズル先端と前記圧延ロールの表面と
の距離をＬとし、ノズル開口形状が円形の場合は内径、
ノズル開口形状が矩形の場合は短辺長さをＤとしたとき
に、Ｌ≦８×Ｄの関係を満足するようにしたことを特徴
とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の
一例であるロールクラウン制御方法を説明するための説
明的概略図、図２は蒸気の凝縮を説明するための説明
図、図３はロール表面温度と平均熱伝達係数との関係を
示すグラフ図、図４はロール表面温度と蒸気量との関係
を示すグラフ図、図５は熱伝達係数とＬ／Ｄ値とＤとの
関係を示すグラフ図、図６はポテンシャルコアを説明す
るための説明図、図７は圧延ロールの胴長方向に沿って
複数の蒸気・冷却水ヘッダを配置した状態を示す側面
図、図８は圧延ロールの胴長方向における蒸気と冷却水
との噴射位置を説明するための説明図、図９は本発明の
ロールクラウン制御を行う前後におけるサーマルクラウ
ンの変化を示すグラフである。
を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の
一例であるロールクラウン制御方法を説明するための説
明的概略図、図２は蒸気の凝縮を説明するための説明
図、図３はロール表面温度と平均熱伝達係数との関係を
示すグラフ図、図４はロール表面温度と蒸気量との関係
を示すグラフ図、図５は熱伝達係数とＬ／Ｄ値とＤとの
関係を示すグラフ図、図６はポテンシャルコアを説明す
るための説明図、図７は圧延ロールの胴長方向に沿って
複数の蒸気・冷却水ヘッダを配置した状態を示す側面
図、図８は圧延ロールの胴長方向における蒸気と冷却水
との噴射位置を説明するための説明図、図９は本発明の
ロールクラウン制御を行う前後におけるサーマルクラウ
ンの変化を示すグラフである。
【００１５】このロールクラウンの制御方法は、図１に
示すように、圧延ロール１（ロール径φ７００ｍｍ，胴
長２０００ｍｍ）の出側位置において蒸気ヘッダ（図示
せず。）から蒸気２を圧延ロール１の表面に胴長方向に
沿って連続して吹き付けると同時に、圧延ロール１の胴
長方向に略等間隔で配設された複数の冷却水ヘッダ（図
示せず。）から圧延ロール１の表面に向けて冷却水３を
角度４５°の範囲で３０ｔ／ｈｒ・ｍ（幅）噴射し、更
に、複数の冷却水ヘッダの内で圧延材４の板幅外側に位
置する冷却水ヘッダから噴射される冷却水３の量を圧延
材４の板幅に応じて変更制御して圧延ロール１のロール
クラウンをロール胴長方向に変化させるようにしたもの
である。
示すように、圧延ロール１（ロール径φ７００ｍｍ，胴
長２０００ｍｍ）の出側位置において蒸気ヘッダ（図示
せず。）から蒸気２を圧延ロール１の表面に胴長方向に
沿って連続して吹き付けると同時に、圧延ロール１の胴
長方向に略等間隔で配設された複数の冷却水ヘッダ（図
示せず。）から圧延ロール１の表面に向けて冷却水３を
角度４５°の範囲で３０ｔ／ｈｒ・ｍ（幅）噴射し、更
に、複数の冷却水ヘッダの内で圧延材４の板幅外側に位
置する冷却水ヘッダから噴射される冷却水３の量を圧延
材４の板幅に応じて変更制御して圧延ロール１のロール
クラウンをロール胴長方向に変化させるようにしたもの
である。
【００１６】蒸気２については、ロール表面温度が蒸気
２の飽和温度以下のときはロール表面を加熱し飽和温度
以上のときはほとんど加熱も冷却もしないため、蒸気２
を圧延ロール１の表面に胴長方向に沿って連続して吹き
付けることにより、板幅内側及び外側においてロール表
面を加熱する。
２の飽和温度以下のときはロール表面を加熱し飽和温度
以上のときはほとんど加熱も冷却もしないため、蒸気２
を圧延ロール１の表面に胴長方向に沿って連続して吹き
付けることにより、板幅内側及び外側においてロール表
面を加熱する。
【００１７】また、蒸気２による加熱は、蒸気２の持つ
潜熱を使用することにより、少ない蒸気量でロール表面
を有効に加熱することができる。図２に蒸気２が凝縮す
るときの模式図を示すが、蒸気２がロール１で冷却され
て凝縮する際にロール表面に凝縮液による液膜５が生
じ、この液膜５が抵抗熱となって熱伝達係数αが決定さ
れ、この液膜５は薄ければ薄い程熱伝達係数αが高くな
る。このときの実験結果を図３及び図４に示す。
潜熱を使用することにより、少ない蒸気量でロール表面
を有効に加熱することができる。図２に蒸気２が凝縮す
るときの模式図を示すが、蒸気２がロール１で冷却され
て凝縮する際にロール表面に凝縮液による液膜５が生
じ、この液膜５が抵抗熱となって熱伝達係数αが決定さ
れ、この液膜５は薄ければ薄い程熱伝達係数αが高くな
る。このときの実験結果を図３及び図４に示す。
【００１８】図３から明らかなようにロール表面温度が
６０°Ｃで大きな熱伝達係数α≒２５０００を得ること
ができる。冷却水の温度を３０°Ｃとし１０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2飽和蒸気を使用してロールを６０°Ｃまで加熱する
とすれば、図４から蒸気量≒１．６ｔ／ｈｒで伝熱量
は、 伝熱量＝α×（９０−６０）×（０．１） ≒７５０００ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ となり、従来のように蒸気加熱により得られた温水をロ
ール表面に噴射して圧延ロールを加熱するのと比較し、
約１／３の蒸気量で約３倍の伝熱が可能であり、したが
って、約１０倍の加熱能力を有することが判る。
６０°Ｃで大きな熱伝達係数α≒２５０００を得ること
ができる。冷却水の温度を３０°Ｃとし１０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2飽和蒸気を使用してロールを６０°Ｃまで加熱する
とすれば、図４から蒸気量≒１．６ｔ／ｈｒで伝熱量
は、 伝熱量＝α×（９０−６０）×（０．１） ≒７５０００ｋｃａｌ／ｈｒ・ｍ となり、従来のように蒸気加熱により得られた温水をロ
ール表面に噴射して圧延ロールを加熱するのと比較し、
約１／３の蒸気量で約３倍の伝熱が可能であり、したが
って、約１０倍の加熱能力を有することが判る。
【００１９】次に、ロール表面の蒸気加熱をノズルを用
いて行う場合の加熱能力の実験結果を熱伝達係数とＬ／
Ｄ値とＤとの関係で整理して図５に示す。ここで、Ｌは
蒸気噴射ノズルの先端とロール表面との距離、Ｄはノズ
ル開口形状が円形の場合は内径、ノズル開口形状が矩形
の場合は短辺長さとする。
いて行う場合の加熱能力の実験結果を熱伝達係数とＬ／
Ｄ値とＤとの関係で整理して図５に示す。ここで、Ｌは
蒸気噴射ノズルの先端とロール表面との距離、Ｄはノズ
ル開口形状が円形の場合は内径、ノズル開口形状が矩形
の場合は短辺長さとする。
【００２０】図５から明らかなように、Ｌ／Ｄ≦８、即
ち、Ｌ≦８×Ｄ（以下、（３）式という。）の関係を満
足する範囲で、より高い加熱能力を有することが判る。
これは、図６に示すように、ノズル先端がロール表面か
ら離れるにつれてノズルからの蒸気噴流が周囲の空気を
巻き込んで蒸気濃度が下がるのに対し、ノズル先端とロ
ール表面との距離Ｌが８×Ｄ以下では蒸気噴流内部に吐
出速度を失わない領域が存在するためであり、この領域
を、通常、ポテンシャルコアという。
ち、Ｌ≦８×Ｄ（以下、（３）式という。）の関係を満
足する範囲で、より高い加熱能力を有することが判る。
これは、図６に示すように、ノズル先端がロール表面か
ら離れるにつれてノズルからの蒸気噴流が周囲の空気を
巻き込んで蒸気濃度が下がるのに対し、ノズル先端とロ
ール表面との距離Ｌが８×Ｄ以下では蒸気噴流内部に吐
出速度を失わない領域が存在するためであり、この領域
を、通常、ポテンシャルコアという。
【００２１】このようにロール表面を直接蒸気２で加熱
する方が、蒸気加熱により得られた温水をロール表面に
噴射して圧延ロールを加熱する場合に比べて、はるかに
高効率でロールを加熱することができる。この場合、図
２に示すように蒸気２が直接ロール表面に凝縮すること
が必要であるが、この実施の形態では、蒸気２を直接ロ
ール１に吹き付けているので、冷却水による水膜の除去
効果が働いて上述した高効率なロール加熱を保証するこ
とができる。
する方が、蒸気加熱により得られた温水をロール表面に
噴射して圧延ロールを加熱する場合に比べて、はるかに
高効率でロールを加熱することができる。この場合、図
２に示すように蒸気２が直接ロール表面に凝縮すること
が必要であるが、この実施の形態では、蒸気２を直接ロ
ール１に吹き付けているので、冷却水による水膜の除去
効果が働いて上述した高効率なロール加熱を保証するこ
とができる。
【００２２】また、蒸気２はその飽和温度以下では凝縮
を伴うので大きな加熱能力を有するが、飽和温度を越え
ると凝縮しなくなるため殆ど加熱能力はなくなってそれ
以上にロール１を加熱することはないため、蒸気２の吹
付量を圧延材４の板幅に応じてロールの胴長方向で変化
させる必要はない。
を伴うので大きな加熱能力を有するが、飽和温度を越え
ると凝縮しなくなるため殆ど加熱能力はなくなってそれ
以上にロール１を加熱することはないため、蒸気２の吹
付量を圧延材４の板幅に応じてロールの胴長方向で変化
させる必要はない。
【００２３】一方、ロール冷却水３については、圧延ロ
ール１の胴長方向に沿って配設された各冷却水ヘッドか
らロール表面に向けて噴射される冷却水３の量を圧延材
４の板幅に応じてロール胴長方向で変更制御する。
ール１の胴長方向に沿って配設された各冷却水ヘッドか
らロール表面に向けて噴射される冷却水３の量を圧延材
４の板幅に応じてロール胴長方向で変更制御する。
【００２４】即ち、圧延中の板幅内側部分に対応する圧
延ロール１の表面に冷却水３を噴射して該ロール１を胴
長方向に沿って冷却することにより、ロール１の温度上
昇をある程度抑え、板幅外側部分に対応する圧延ロール
１については強力な冷却を実施すると上述した蒸気２に
よる高効率なロール加熱効果が少なくなるため冷却水３
の噴射を停止するか又は噴射量が少なくなるように制御
して蒸気２によるロール１の加熱を阻害しないようにす
る。
延ロール１の表面に冷却水３を噴射して該ロール１を胴
長方向に沿って冷却することにより、ロール１の温度上
昇をある程度抑え、板幅外側部分に対応する圧延ロール
１については強力な冷却を実施すると上述した蒸気２に
よる高効率なロール加熱効果が少なくなるため冷却水３
の噴射を停止するか又は噴射量が少なくなるように制御
して蒸気２によるロール１の加熱を阻害しないようにす
る。
【００２５】また、前述のように、ロール表面の液膜が
厚い場合には、蒸気によるロール加熱効果が減ずるた
め、ロール胴長方向に沿った水切り装置（ワイパ）を設
け、この水切り装置により蒸気噴射位置とロール冷却水
噴射位置とを分離し、蒸気噴射位置でのロール表面の冷
却水を除去するようにしてもよい。
厚い場合には、蒸気によるロール加熱効果が減ずるた
め、ロール胴長方向に沿った水切り装置（ワイパ）を設
け、この水切り装置により蒸気噴射位置とロール冷却水
噴射位置とを分離し、蒸気噴射位置でのロール表面の冷
却水を除去するようにしてもよい。
【００２６】上記の説明から明らかなように、この実施
の形態では、圧延ロール１の表面を蒸気２を直接加熱す
ることにより、少ない蒸気量で高効率なロール加熱を行
うことができるとともに、板幅外側部分に対応する圧延
ロール１については冷却水３の噴射を停止するか又は噴
射量が少なくなるように圧延材４の板幅に応じて制御し
て蒸気２によるロール１の加熱を阻害しないようにして
いるため、板幅の寸法にかかわらず少ない蒸気量での高
効率なロール加熱を良好に維持することができ、しか
も、ロール胴長方向での冷却水３の噴射量の制御だけで
よいため、設備の小型化及び低コスト化を同時に実現す
ることができる。
の形態では、圧延ロール１の表面を蒸気２を直接加熱す
ることにより、少ない蒸気量で高効率なロール加熱を行
うことができるとともに、板幅外側部分に対応する圧延
ロール１については冷却水３の噴射を停止するか又は噴
射量が少なくなるように圧延材４の板幅に応じて制御し
て蒸気２によるロール１の加熱を阻害しないようにして
いるため、板幅の寸法にかかわらず少ない蒸気量での高
効率なロール加熱を良好に維持することができ、しか
も、ロール胴長方向での冷却水３の噴射量の制御だけで
よいため、設備の小型化及び低コスト化を同時に実現す
ることができる。
【００２７】また、圧延材４が接触していないロール部
分についても蒸気２により加熱されるので、圧延ロール
１の胴長方向のロール温度差が少なくなってサーマルク
ラウンを大幅に低減することができる。
分についても蒸気２により加熱されるので、圧延ロール
１の胴長方向のロール温度差が少なくなってサーマルク
ラウンを大幅に低減することができる。
【００２８】更に、圧延ロール１に蒸気２で直接加熱す
るようにしているため、圧延材４が圧延ロール１に噛み
込んでいない状態であってもロールクラウンを形成する
ことができ、この結果、圧延初期においても必要なロー
ルクラウンを得ることができる。
るようにしているため、圧延材４が圧延ロール１に噛み
込んでいない状態であってもロールクラウンを形成する
ことができ、この結果、圧延初期においても必要なロー
ルクラウンを得ることができる。
【００２９】更に、蒸気２と冷却水３を使ってのロール
クラウン制御であるため、熱間圧延のような悪環境下
（高温多湿）での使用に好適なものとすることができ、
特に、エンドレス圧延のような圧延時間が長い場合には
有効なものとすることができる。
クラウン制御であるため、熱間圧延のような悪環境下
（高温多湿）での使用に好適なものとすることができ、
特に、エンドレス圧延のような圧延時間が長い場合には
有効なものとすることができる。
【００３０】なお、上記実施の形態では、圧延ロール１
の胴長方向に沿って配設された各冷却水ヘッドからロー
ル表面に向けて噴射される冷却水３の量をロール胴長方
向で変更制御し、蒸気２については圧延ロール１の胴長
方向に沿って連続して吹き付けるようにした場合を例に
採ったが、蒸気２についても冷却水３と同様に、圧延ロ
ール１の胴長方向に沿って配設された各蒸気ヘッドから
ロール表面に向けて吹き付けられる蒸気２の量をロール
胴長方向で変更制御するようにしてもよい。
の胴長方向に沿って配設された各冷却水ヘッドからロー
ル表面に向けて噴射される冷却水３の量をロール胴長方
向で変更制御し、蒸気２については圧延ロール１の胴長
方向に沿って連続して吹き付けるようにした場合を例に
採ったが、蒸気２についても冷却水３と同様に、圧延ロ
ール１の胴長方向に沿って配設された各蒸気ヘッドから
ロール表面に向けて吹き付けられる蒸気２の量をロール
胴長方向で変更制御するようにしてもよい。
【００３１】即ち、圧延ロール１の胴長方向中央部近傍
では常に圧延材４が圧延加熱されるため蒸気２を吹き付
ける必要はなく、また、圧延材４の板幅が狭い場合には
ロール胴長方向の両外端には蒸気２を吹き付ける必要が
ないためである。これにより、省蒸気化を図ることがで
きる。
では常に圧延材４が圧延加熱されるため蒸気２を吹き付
ける必要はなく、また、圧延材４の板幅が狭い場合には
ロール胴長方向の両外端には蒸気２を吹き付ける必要が
ないためである。これにより、省蒸気化を図ることがで
きる。
【００３２】
【実施例】図７及び図８を参照して、圧延ロール１の胴
長方向に沿って複数の冷却水・蒸気ヘッダ６を配置し、
圧延中の板幅に応じて、板幅＋１５０ｍｍの内側部分に
対しては冷却水噴射ノズル７から冷却水３を３００ｔ／
ｈｒ・ｍ（幅）供給し、板幅＋１５０ｍｍの外側部分に
対しては冷却水噴射ノズル７からの冷却水の供給を停止
すると共に蒸気噴射ノズル８から２ｔ／ｈｒ・ｍの蒸気
２を供給してサーマルクラウンの制御を実施した。この
とき、蒸気噴射ノズル８は内径Ｄが２０ｍｍの丸パイプ
とし、ノズル先端とロール表面との距離Ｌは１５０ｍｍ
として、上記（３）式を満足するようにした。
長方向に沿って複数の冷却水・蒸気ヘッダ６を配置し、
圧延中の板幅に応じて、板幅＋１５０ｍｍの内側部分に
対しては冷却水噴射ノズル７から冷却水３を３００ｔ／
ｈｒ・ｍ（幅）供給し、板幅＋１５０ｍｍの外側部分に
対しては冷却水噴射ノズル７からの冷却水の供給を停止
すると共に蒸気噴射ノズル８から２ｔ／ｈｒ・ｍの蒸気
２を供給してサーマルクラウンの制御を実施した。この
とき、蒸気噴射ノズル８は内径Ｄが２０ｍｍの丸パイプ
とし、ノズル先端とロール表面との距離Ｌは１５０ｍｍ
として、上記（３）式を満足するようにした。
【００３３】そして、１０００ｍｍ幅の圧延材４を２５
本圧延後の圧延ロール１を抜き取りその温度分布を測定
した。その測定結果と制御前の測定結果を図９に示す。
図から明らかなように、制御前と比較して大幅に温度差
が解消されており、これに伴いサーマルクラウンが大幅
に低減したことが判る。
本圧延後の圧延ロール１を抜き取りその温度分布を測定
した。その測定結果と制御前の測定結果を図９に示す。
図から明らかなように、制御前と比較して大幅に温度差
が解消されており、これに伴いサーマルクラウンが大幅
に低減したことが判る。
【００３４】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、圧延ロールを蒸気で直接加熱することによ
り、少ない蒸気量で高効率なロール加熱を行うことがで
きるとともに、板幅外側部分に対応する圧延ロールにつ
いては冷却水の供給を停止するか又は供給量が少なくな
るように圧延材の板幅に応じて制御して蒸気によるロー
ルの加熱を阻害しないようすることができるので、板幅
の寸法にかかわらず少ない蒸気量での高効率なロール加
熱を良好に維持することができ、しかも、ロール胴長方
向での冷却水の供給量の制御だけでよいため、設備の小
型化及び低コスト化を同時に実現することができるとい
う効果が得られる。
によれば、圧延ロールを蒸気で直接加熱することによ
り、少ない蒸気量で高効率なロール加熱を行うことがで
きるとともに、板幅外側部分に対応する圧延ロールにつ
いては冷却水の供給を停止するか又は供給量が少なくな
るように圧延材の板幅に応じて制御して蒸気によるロー
ルの加熱を阻害しないようすることができるので、板幅
の寸法にかかわらず少ない蒸気量での高効率なロール加
熱を良好に維持することができ、しかも、ロール胴長方
向での冷却水の供給量の制御だけでよいため、設備の小
型化及び低コスト化を同時に実現することができるとい
う効果が得られる。
【００３５】また、圧延材が接触していないロール部分
についても蒸気により加熱されるので、圧延ロールの胴
長方向のロール温度差が少なくなってサーマルクラウン
を大幅に低減することができるという効果が得られる。
についても蒸気により加熱されるので、圧延ロールの胴
長方向のロール温度差が少なくなってサーマルクラウン
を大幅に低減することができるという効果が得られる。
【００３６】更に、圧延ロールを蒸気で直接加熱するよ
うにしているため、圧延材が圧延ロールに噛み込んでい
ない状態であってもロールクラウンを形成することがで
き、この結果、圧延初期においても必要なロールクラウ
ンを得ることができるという効果が得られる。
うにしているため、圧延材が圧延ロールに噛み込んでい
ない状態であってもロールクラウンを形成することがで
き、この結果、圧延初期においても必要なロールクラウ
ンを得ることができるという効果が得られる。
【００３７】更に、蒸気と冷却水を使ってのロールクラ
ウン制御であるため、熱間圧延のような悪環境下（高温
多湿）での使用に好適なものとすることができるという
効果が得られる。
ウン制御であるため、熱間圧延のような悪環境下（高温
多湿）での使用に好適なものとすることができるという
効果が得られる。
【００３８】請求項２及び３の発明によれば、請求項１
の発明に加えて、より高い効率でロールを加熱すること
ができるという効果が得られる。
の発明に加えて、より高い効率でロールを加熱すること
ができるという効果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態の一例であるロールクラウ
ン制御方法を説明するための説明的概略図である。
ン制御方法を説明するための説明的概略図である。
【図２】蒸気の凝縮を説明するための説明図である。
【図３】ロール表面温度と平均熱伝達関数との関係を示
すグラフ図である。
すグラフ図である。
【図４】ロール表面温度と蒸気量との関係を示すグラフ
図である。
図である。
【図５】熱伝達係数とＬ／Ｄ値とＤとの関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図６】ポテンシャルコアを説明するための説明図であ
る。
る。
【図７】圧延ロールの胴長方向に沿って複数の蒸気・冷
却水ヘッダを配置した状態を示す側面図である。
却水ヘッダを配置した状態を示す側面図である。
【図８】圧延ロールの胴長方向における蒸気と冷却水と
の噴射位置を説明するための説明図である。
の噴射位置を説明するための説明図である。
【図９】本発明のロールクラウン制御を行う前後におけ
るサーマルクラウンの変化を示すグラフ図である。
るサーマルクラウンの変化を示すグラフ図である。
【図１０】研削によりロールクラウンが形成された圧延
ロールを説明するための説明図である。
ロールを説明するための説明図である。
【図１１】サーマルクラウンを説明するための説明図で
ある。
ある。
【図１２】従来のロールクラウン制御方法を説明するた
めの説明図である。
めの説明図である。
１…圧延ロール ２…蒸気 ３…冷却水 ８…蒸気噴射ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78 B21B 27/10
Claims (3)
- 【請求項１】 圧延ロールの表面に胴長方向に沿って蒸
気を供給すると同時に前記圧延ロールの胴長方向に所定
間隔を存して複数配設した冷却水ヘッダから前記圧延ロ
ールの表面に冷却水を供給するロールクラウン制御方法
において、前記蒸気を前記圧延ロールの胴長方向に沿っ
て連続して供給するとともに、複数の前記冷却水ヘッダ
の内で圧延材の板幅外側に位置する冷却水ヘッダから供
給される冷却水の量を前記圧延材の板幅に応じて変更制
御するようにしたことを特徴とするロールクラウン制御
方法。 - 【請求項２】 圧延ロールの表面に胴長方向に沿って蒸
気を供給すると同時に前記圧延ロールの胴長方向に所定
間隔を存して複数配設した冷却水ヘッダから前記圧延ロ
ールの表面に冷却水を供給し、更に、複数の前記冷却水
ヘッダの内で圧延材の板幅外側に位置する冷却水ヘッダ
から供給される冷却水の量を前記圧延材の板幅に応じて
変更制御するようにし、前記圧延ロール表面への前記蒸
気の供給手段が蒸気噴射ノズルであって、該蒸気噴射ノ
ズル先端と前記圧延ロールの表面との距離をＬとし、ノ
ズル開口形状が円形の場合は内径、ノズル開口形状が矩
形の場合は短辺長さをＤとしたときに、Ｌ≦８×Ｄの関
係を満足するようにしたことを特徴とするロールクラウ
ン制御方法。 - 【請求項３】 前記圧延ロール表面への前記蒸気の供給
手段が蒸気噴射ノズルであって、該蒸気噴射ノズル先端
と前記圧延ロールの表面との距離をＬとし、ノズル開口
形状が円形の場合は内径、ノズル開口形状が矩形の場合
は短辺長さをＤとしたときに、Ｌ≦８×Ｄの関係を満足
するようにしたことを特徴とする請求項１記載のロール
クラウン制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07606698A JP3345340B2 (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-24 | ロールクラウン制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-72332 | 1997-03-25 | ||
| JP7233297 | 1997-03-25 | ||
| JP07606698A JP3345340B2 (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-24 | ロールクラウン制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323706A JPH10323706A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3345340B2 true JP3345340B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=26413467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07606698A Expired - Fee Related JP3345340B2 (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-24 | ロールクラウン制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3345340B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7181822B2 (en) | 2005-01-20 | 2007-02-27 | Nucor Corporation | Method and apparatus for controlling strip shape in hot rolling mills |
| JP2006255763A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Jfe Steel Kk | サーマルクラウン制御装置、圧延機およびその圧延機を用いた金属帯の製造方法 |
| JP4760403B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-08-31 | Ｊｆｅスチール株式会社 | サーマルクラウン制御装置、圧延機及びその圧延機を用いた金属帯の製造方法 |
-
1998
- 1998-03-24 JP JP07606698A patent/JP3345340B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10323706A (ja) | 1998-12-08 |
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