JP3355917B2 - 金属帯の圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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
金属帯を圧延する方法に関し、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帯の圧延方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯の圧延において、表面光沢が要求
される場合や変形抵抗又は加工硬化の大きな金属帯を圧
延する場合には、作業ロールの径を通常よりも小さくし
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、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、作業ロールの切り替えにと
もなって、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、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
る具体策が開示されていない。

【０００６】本発明は作業ロール径を大幅に切り換え可
能な圧延機による金属帯の圧延において、優れた板厚精
度を得ることのできる金属帯の圧延方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属帯の圧
延方法は、板厚制御装置とスタンド間張力制御装置を備
え、かつ作業ロールが直径比で１．５以上ある大径ロー
ルと小径ロールとに切り替え可能な圧延機による金属帯
の圧延方法において、前記作業ロールに前記小径ロール
を用いる場合には、少なくとも前記小径ロールを用いる
スタンドの板厚制御ゲインおよび前記スタンド入側のス
タンド間張力制御ゲインを、前記大径ロールを用いる場
合よりも減少するとともに、前記小径ロールがサイドサ
ポートロールで略水平方向に支持され、かつ水平方向に
押圧変形されている場合には、そのスタンド入側のスタ
ンド間張力制御の不感帯域幅を１％以内とするものであ
る。

【０００８】また、圧延する金属帯の材質種類をも加味
して板厚制御ゲインおよびスタンド間張力制御ゲインを
変更するものである。

【０００９】

【００１０】また、板厚制御装置にモニタ板厚制御装置
を使用するとともに、Ｎ番スタンドの作業ロールを大径
ロールから小径ロールまたは逆に切り換えたときには、
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）番スタンドの圧延機のモータ
の回転速度を調整することにより行い、Ｎ番スタンド出
側の板厚計に基づくモニタ板厚制御装置によるギャップ
調整はＮ番スタンドのギャップ調整のみに反映させるも
のである。

【００１１】本発明において、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、板厚
制御用のゲインおよびスタンド間張力制御用ゲインを変
更する理由について説明する。５スタンドからなる金属
帯の圧延機において、１〜３番スタンドにロール径が４
５０〜５５０ｍｍ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。

【００１２】図６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。

【００１３】図６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）

【００１４】また、図７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。

【００１５】図６および図７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
著となるので、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、板厚制御
用のゲインおよびスタンド間張力制御用ゲインを切り換
えて圧延することにしたものである。

【００１６】また、上述した板厚変動の大きさは、図６
および図７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、板厚制御用のゲインおよびスタンド間張
力制御用ゲインを切り換えて圧延するようにしたのであ
る。

【００１７】また、圧延される鋼帯の形状制御を行うた
めに、サイドサポートロールで小径の作業ロールを略水
平方向に押圧変形させた場合には、スタンド間張力制御
の不感帯域幅が大きいと、サイドサポートロールの油圧
系統の追従性が悪くなり、目的どおりの形状制御ができ
なくなるので、スタンド間張力制御の不感帯域幅を１％
以内、好ましくは０とすることで、速やかにスタンド間
張力を修正制御させ、サイドサポートロールの油圧系統
の追従性を向上させて、目的どおりの形状制御ができる
ようにしたのである。

【００１８】また、図６および図７のグラフから分かる
ように、金属帯の材質種類によっても板厚変動は異なる
が、それ以上に大径作業ロールから小径作業ロールに換
えるのに伴い、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、板厚変動を軽減
するようにしたものである。

【００１９】

【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。この実施の形態においては、全スタンドとも直径
が４５０〜５５０ｍｍの大径作業ロールを使用している
５スタンド圧延機において、４番スタンドか５番スタン
ドまたは４番スタンドと５番スタンドの作業ロールを、
上記大径作業ロールから直径が１８０〜２００ｍｍの小
径作業ロールに切り替えて、金属帯を圧延するものであ
る。

【００２０】図１は、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２２を配
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、４は中間支持ロール、７は計算機、８は予測ＡＧ
Ｃ、１０はモニタＡＧＣ、１１は油圧圧下装置、１２は
板厚計、１３は荷重計、１４はビスラＡＧＣ、１５は張
力計、１６はスタンド間張力制御装置、１７は荷重一定
制御装置、２２は小径作業ロールである。

【００２１】なお、この制御系統図に基づく板厚制御お
よびスタンド間張力制御は従来と変わらないので、説明
は省略する。

【００２２】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ＡＧＣ１０による板厚制御の制御ゲ
イン指数の好適例を示したものである。

【００２３】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り、表１
中＊印が本発明例である。

【００２４】

【表１】

【００２５】また、表２は、表１に対応したスタンド間
張力制御装置１６の各スタンド間張力制御の制御ゲイン
指数の好適例を示したものである。

【００２６】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１６の制御ゲインを１００とし
て指数表示したものであり、表１中＊印が本発明例であ
る。

【００２７】

【表２】

【００２８】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７に入力し、計算機７で選
択して指示する。なお、表１および表２の数値は、モニ
タＡＧＣ１０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１６による制御ゲインの変更に
適用するのみならず、予測ＡＧＣ８にも計算機７により
選択指示してもよい。

【００２９】次に、本発明の第二の実施の形態を説明す
る。この実施の形態は、第一の実施の形態に加えて、図
２の側面図に示すように、圧延される鋼帯の形状制御を
行うために、支持ロール３および中間支持ロール４に支
持され、金属帯１を圧延する小径作業ロール２２が、中
間サポートロール５を介して、サポートロール６で略水
平方向に支持され、かつ水平方向に押圧変形している場
合である。この場合、スタンド間張力制御の不感帯域幅
が大きいと、サイドサポートロールの油圧系統の追従性
が悪くなり、形状制御性が悪くなるので、スタンド間張
力制御の不感帯域幅を１％以内、好ましくは０とするこ
とで、速やかにスタンド間張力を修正制御させ、サイド
サポートロールの油圧系統の追従性を向上させて、形状
制御性を向上させようとするものである。

【００３０】表３にスタンド間張力制御の不感帯域幅設
定値の一例を示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】表３における金属帯の材質と作業ロール径
との組み合わせは、表１および表２の場合と同じもので
あり、また同じように、大径作業ロールの直径を４５０
〜５５０ｍｍ、小径作業ロールの直径を１８０〜２００
ｍｍとしている。そして、スタンド間張力制御の不感帯
域幅は、大径作業ロールのみまたは一部にサポートロー
ルのない小径作業ロールを用いる場合を±５％とした相
対的な値で示している。

【００３３】なお、当然のことながら、モニタＡＧＣ１
０による板厚制御装置の板厚制御ゲインは表１の値を、
スタンド間張力制御装置１６によるスタンド間張力制御
ゲインは表２の値を用いる。

【００３４】次に、本発明の第三の実施の形態を説明す
る。図３は本発明の第三の実施の形態を、小径作業ロー
ル２２を５番スタンドにのみ使用した５スタンド圧延機
に適用した場合の制御系統図である。今まで使用してい
た５番スタンドの大径作業ロール２を、小径作業ロール
２２（点線で示す）に切り換えるのに伴い、５番スタン
ドと入側スタンドである４番スタンドとの間のスタンド
間張力制御は、４、５番スタンド間に設けた張力計１５
ａからの張力信号を４、５番スタンド間張力を制御する
スタンド間張力制御装置１６ａに入力し、この信号に基
づきスタンド間張力制御装置１６ａから指令を発して、
４番スタンドのモータ９ａの回転速度を変更することで
行い（図中の点線の回路）、かつ、５番スタンド出側の
板厚計１２に基づくモニタ板厚制御１０によるロールギ
ャップ調整は、５番スタンドのみに反映させるようにし
（図中の点線の回路）、更にモニタＡＧＣ１０による板
厚制御ゲインおよびスタンド間張力制御装置１６による
スタンド間張力制御ゲインを切り換えて圧延するように
している。

【００３５】なお、図中、実線の回路は大径作業ロール
のみを使用した場合の制御回路を示している。

【００３６】図４は本発明の第三の実施の形態の別の適
用例を示した制御系統図である。この場合、５スタンド
圧延機において、小径作業ロール２２を４番スタンドと
５番スタンドに使用したものである。今まで使用してい
た４番および５番スタンドの大径作業ロール２を、小径
作業ロール２２（点線で示す）に切り換えるのに伴い、
５番スタンドと入側スタンドである４番スタンドとの間
のスタンド間張力制御は、４、５番スタンド間に設けた
張力計１５ａからの張力信号を、４、５番スタンド間張
力を制御するスタンド間張力制御装置１６ａに入力し、
この信号に基づきスタンド間張力制御装置１６ａから指
令を発して、４番スタンドのモータ９ａの回転速度を変
更することで行う（図中の点線の回路）。また、４番ス
タンドと入側スタンドである３番スタンドとの間のスタ
ンド間張力制御は、３、４番スタンド間に設けた張力計
１５ｂからの張力信号を、３、４番スタンド間張力を制
御するスタンド間張力制御装置１６ｂに入力し、この信
号に基づきスタンド間張力制御装置１６ｂから指令を発
して、３番スタンドのモータ９ｂの回転速度を変更する
ことで行う（図中の点線の回路）。５番スタンド出側の
板厚計１２に基づくモニタ板厚制御１０によるロールギ
ャップ調整は、５番スタンドのみに反映させるようにし
（図中の点線の回路）、更にモニタＡＧＣ１０による板
厚制御ゲインおよびスタンド間張力制御装置１６による
スタンド間張力制御ゲインを切り換えて圧延するように
している。

【００３７】なお、図中、実線の回路は大径作業ロール
のみを使用した場合の制御回路を示している。

【００３８】表４は、図４に示した圧延機において、大
径作業ロール２の直径を４５０〜５５０ｍｍ、小径作業
ロール２２の直径を１８０〜２００ｍｍとした場合の、
モニタＡＧＣ１０による板厚制御装置の板厚制御ゲイン
の好ましい設定値の一例を示している。

【００３９】

【表４】

【００４０】表５は、表４の場合と同じ条件の圧延機に
おける、スタンド間張力制御装置１６によるスタンド間
張力制御ゲインの好ましいの設定値の一例を示してい
る。

【００４１】

【表５】

【００４２】表４、表５とも、制御ゲインは大径作業ロ
ールのみを用いる場合の制御ゲインを１００として指数
表示したものであり、表１中＊印が本発明例である。

【００４３】表１、表２と表４、表５とのゲイン設定値
の違いは、小径作業ロールに切り換えるのに伴い、小径
ロールに切り換えたスタンド（Ｎ番スタンド）とその前
のスタンド｛（Ｎ−１）番スタンド｝との間のスタンド
間張力制御は、（Ｎ−１）番スタンドスタンドのモータ
の回転速度の調整で変更し、かつ、Ｎ番スタンド出側の
板厚計に基づくモニタＡＧＣによる板厚制御のロールギ
ャップ調整は、Ｎ番スタンドのみに反映させように制御
方式を変更することにより、小径作業ロールに切り換え
た場合の悪影響を低減させていることによる。

【００４４】

【実施例】図５は、前述した小径作業ロールを４番およ
び５番スタンドに使用し、他のスタンドには前述した大
径作業ロールを使用した５スタンド圧延機で、各種の金
属帯を本発明の金属帯の圧延方法｛第一の実施の形態
（実施例１）、第二の実施の形態（実施例２）および第
三の実施の形態（実施例３）｝で圧延した場合の板厚精
度レンジ（％）を、全スタンド大径作業ロール（全スタ
ンド大径と略称する）の場合、および圧延機は上記条件
で制御ゲインおよび不感帯域幅の設定は全スタンド大径
作業ロールの場合と同じにして圧延した場合（従来技
術）と比較して示したグラフである。

【００４５】なお、板厚制御ゲイン、スタンド間張力制
御ゲインおよび不感帯域幅の設定値は、それぞれの実施
の形態に対応して、表１から表５に示した値を使用し
た。

【００４６】図５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。

【００４７】なお、本発明の金属帯の圧延方法は、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ある。

【００４８】

【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帯を圧延す
る場合に、板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】小径作業ロールをサイドサポートロールで支持
する形式の圧延スタンドの側面図である。

【図３】本発明の金属帯の圧延方法を適用した圧延機の
制御系統図である。

【図４】本発明の金属帯の圧延方法を適用した他の圧延
機の制御系統図である。

【図５】本発明の金属帯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６】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７】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 ３ 支持ロール ４ 中間支持ロール ５ 中間サポートロール ６ サポートロール ７ 計算機 ８ 予測ＡＧＣ ９ ミルモータ １０ モニタＡＧＣ １１ 油圧圧下装置 １２ 板厚計 １３ 荷重計 １４ ビスラＡＧＣ １５ 張力計 １６ スタンド間張力制御装置 １７ 荷重一定制御装置 ２２ 小径作業ロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−212411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−33112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−127518（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−114427（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/00 - 11/00 B21B 29/00 B21B 37/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板厚制御装置とスタンド間張力制御装置
   を備え、かつ作業ロールが直径比で１．５以上ある大径
   ロールと小径ロールとに切り替え可能な圧延機による金
   属帯の圧延方法において、前記 作業ロールに前記小径ロールを用いる場合には、少
   なくとも前記小径ロールを用いるスタンドの板厚制御ゲ
   インおよび前記スタンド入側のスタンド間張力制御ゲイ
   ンを、前記大径ロールを用いる場合よりも減少するとと
   もに、 前記小径ロールがサイドサポートロールで略水平方向に
   支持され、かつ水平方向に押圧変形されている場合に
   は、そのスタンド入側のスタンド間張力制御の不感帯域
   幅を１％以内と することを特徴とする金属帯の圧延方
   法。