JP3443407B2 - 金属帯の圧延装置および圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のワークロー
ルのうち、一方のワークロールを駆動し、他方のワーク
ロールを従動として、金属帯を圧延する装置および方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属帯の圧延には、圧延スタンドを複数
基直列に配置した、いわゆるタンデム圧延機が多く用い
られている。タンデム圧延機の複数の圧延スタンドのう
ち、前段側の圧延スタンドでは、圧延される金属帯の厚
みがまだ厚いので圧延トルクが大きく、逆に後段側の圧
延スタンドでは、金属帯が圧延されて厚みが薄くなるの
で圧延トルクが小さい。前段の圧延スタンドの圧延トル
クに対して、所要圧延トルクが小さくなる後段の圧延ス
タンドでは、前段の圧延スタンドと同一の構成である必
要はなく、１本のロールのみを駆動して圧延しても必要
トルクが得られる。

【０００３】２本のワークロールを駆動して圧延する場
合に比べて、１本のワークロールのみを駆動して圧延す
る場合には、電動機および減速機などの駆動源がワーク
ロール１本分のみで済むので、装置価格を安価にするこ
とができる。また、従動ワークロールには電動機が接続
されておらず、従動ワークロールの直径を小径化しても
電動機を高速回転可能にしなければならないという問題
が生じないので、従動ワークロールの直径を小径化して
圧延荷重を軽減できるという利点もある。したがって、
前述のようなタンデム圧延機の一部の圧延スタンドばか
りでなく、単一の圧延スタンドからなる圧延機であって
も金属帯の仕上厚さの薄い場合には、１本のワークロー
ルのみを駆動して圧延する方法が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ワークロールを１本の
み駆動する圧延では、圧延を開始するとき、駆動ワーク
ロールが圧延速度で回転しているのに対して、従動ワー
クロールは、回転する駆動源を持たないので、圧延を開
始するときには回転していないかあるいは圧延速度より
も遅い速度で回転していることが多い。したがって、金
属帯が駆動ワークロールと従動ワークロールとの間に噛
み込むと同時に、従動ワークロールが金属帯に接触して
回転し、瞬時に圧延速度まで加速されなければならな
い。従動ワークロールを瞬時に圧延速度に加速するため
には、大きな加速エネルギを必要とする。また、従動ワ
ークロールがブレーキの役目をして圧延速度を低下させ
たり、従動ワークロールと金属帯との間でスリップが生
じてロール表面疵を発生させる原因となったりする。し
たがって、圧延を開始するときに従動ワークロールを圧
延速度で回転させておくことが、ワークロールを１本の
み駆動させて圧延する場合の問題点である。

【０００５】この問題を解決する先行技術として、特開
平２−３０３０４号公報が開示されている。この先行技
術には、圧延前に、駆動ワークロールと従動ワークロー
ルとを直接接触させて、しかも所定の圧延速度よりも大
きな速度で回転させる構成が記載されている。さらに、
金属帯を圧延する前に、一対のワークロール間に金属帯
を噛み込むためのロール間隔を設け、駆動ワークロール
の周速度を圧延速度に調整し、その後金属帯を噛み込ま
せて圧延を開始する構成が記載されている。

【０００６】この先行技術には、以下のような問題点が
ある。金属帯を圧延する前に、駆動ワークロールと従動
ワークロールとを直接接触させて回転させる速度は、所
定の圧延速度よりも単に大きい速度に設定すると記載さ
れているだけで、大きくする基準が明らかにされていな
い。駆動ワークロールを従動ワークロールに直接接触さ
せて回転させた後、２本のワークロール間隔を開放する
と、従動ワークロールは駆動源を失い周速度が減少す
る。従動ワークロールのロール周速度が減少する程度
は、ロール間隔が開放された後、圧延が開始されるまで
の経過時間によって異なり、また、２本のロール間隔を
開放したときのロール周速度によっても異なる。したが
って、従動ワークロールの周速度は、ロール間隔開放後
の経過時間にともなって直線的に減少するという一様な
傾向を示さない。

【０００７】圧延前に駆動および従動ワークロールを直
接接触させて従動ワークロールの周速度を圧延速度より
も単に速くするだけでは、駆動ワークロールと従動ワー
クロールとのロール間隔を開放した後、圧延を開始する
ときの従動ワークロールの周速度が、圧延速度と同一に
なるとは必ずしも限らないので、金属帯と従動ワークロ
ールとの間のスリップおよびスリップによるロール表面
疵発生の問題については完全には解決されない。さら
に、圧延を終了した後、続けて圧延を行う場合、従動ワ
ークロールの周速度を次の圧延条件に適した周速度に調
整するために、駆動ワークロールと従動ワークロールと
を直接接触させるとき、両者のロール周速度をどのよう
に調整するかについては開示されておらず、駆動ワーク
ロールと従動ワークロールとを直接接触させるときのス
リップによるロール表面疵発生の問題については解決さ
れない。

【０００８】本発明の目的は、駆動ワークロールと従動
ワークロールとの間に金属帯を噛み込んで圧延を開始す
るときにおいても、圧延終了後駆動ワークロールと従動
ワークロールとを直接接触させるときにおいても両者の
ロール周速度を同一にして、スリップによるロール表面
疵の発生を防止することができる金属帯の圧延装置およ
び圧延方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）金属帯
を圧延する一対のワークロールと、これら一対のワーク
ロールを相互の近接方向に圧力を作用させるとともに相
互に離間変位する圧下手段とを含む圧延スタンドと、 （ｂ）一対のワークロールのうち一方の駆動ワークロー
ルを回転駆動し、その駆動ワークロールの周速度を圧延
に適した周速度範囲にわたって可変として回転駆動する
駆動源と、 （ｃ）前記一対のワークロールのうち駆動源によって回
転駆動されない従動ワークロールが、駆動ワークロール
と相対的に離間した後における従動ワークロールの周速
度と経過時間との関係をストアするメモリと、 （ｄ）金属帯が、前記一対のワークロールに噛み込まれ
る前の期間には、圧下手段を駆動して駆動および従動ワ
ークロールを接触させ、駆動および従動ワークロールの
周速度が圧延に適した予め定める周速度になるように駆
動源を回転駆動し、その後駆動および従動ワークロール
を相互に離間させてロール間隔が予め定める値になるよ
うに圧下手段を駆動し、金属帯の噛み込み後の圧延動作
中には、駆動ワークロールの周速度が圧延に適した周速
度になるように駆動源を回転駆動し、さらに金属帯の圧
延終了後、駆動および従動ワークロールが同一速度で接
触するように前記従動ワークロールの周速度と経過時間
との関係に基づいて駆動源を回転駆動する制御手段とを
含むことを特徴とする金属帯の圧延装置である。

【００１０】

【００１１】また本発明は、前記メモリには、駆動ワー
クロールと相対的に離間した後における従動ワークロー
ルの周速度と経過時間との関係を表す数式がストアされ
ることを特徴とする金属帯の圧延装置である。

【００１２】本発明に従えば、駆動ワークロールと相対
的に離間した後における従動ワークロールの周速度と経
過時間との関係がメモリにストアされているので、従動
ワークロールの周速度を予測することができる。さら
に、従動ワークロールの周速度の予測結果に対応するよ
うに、駆動ワークロールの駆動源を制御する制御手段が
設けられるので、圧延開始時に駆動および従動ワークロ
ールの周速度が同一、または予め定める値になるように
駆動ワークロールの周速度を調整することができる。ま
た圧延終了後、駆動および従動ワークロールが同一周速
度で接触するように駆動ワークロールの周速度を調整す
ることができる。したがって、駆動ワークロールと従動
ワークロールとの間およびワークロールと金属帯との間
のスリップによるロール表面疵の発生を防止し、圧延さ
れる金属帯の品質向上を実現することができる。

【００１３】また本発明は、駆動ワークロールと相対的
に離間した後における従動ワークロールの周速度Ｖは、
経過時間の２次以上の関数で表されることを特徴とする
金属帯の圧延装置である。

【００１４】本発明に従えば、駆動ワークロールと相対
的に離間した後における従動ワークロールの周速度Ｖ
は、経過時間の２次以上の関数で表されるので、時間経
過にともなう単調な増減を表わす１次関数の場合に比べ
て、前記従動ワークロールの周速度Ｖの予測精度を著し
く向上することができる。

【００１５】また本発明は、前記一対のワークロール
は、少なくとも一対の支持ロールによって支持されてお
り、駆動ワークロールと相対的に離間した後における従
動ワークロールの周速度Ｖは、従動ワークロールおよび
従動ワークロールを支持する支持ロールのロール直径ま
たはロールの慣性モーメントの関数で表されることを特
徴とする金属帯の圧延装置である。

【００１６】また本発明は、前記一対のワークロール
は、一対の支持ロールによって支持されており、駆動ワ
ークロールと相対的に離間した後における従動ワークロ
ールの周速度Ｖは、たとえば数式、 Ｖ＝（ａｔ＋ｂｔ²＋ｃ）×ｄ／（ｐＤＷ＋ｑＤＢ＋
ｒ） ここで、Ｖ：従動ワークロールの周速度 ｔ：時間 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｐ，ｑ，ｒ：係数 ＤＷ：従動ワークロールの直径 ＤＢ：従動ワークロールを支持する支持ロールの直径 によって表されることを特徴とする金属帯の圧延装置で
ある。

【００１７】本発明に従えば、駆動ワークロールと相対
的に離間した後における従動ワークロールの周速度Ｖ
は、ワークロールおよび支持ロールの直径の関数で表さ
れるので、ワークロールおよび支持ロールを交換した場
合でも、交換後のロール直径に基づいて、換言すればロ
ールの慣性を考慮して、前記従動ワークロールの周速度
Ｖと経過時間との関係を精度よく容易に求めることがで
きる。したがって、ロール径が変わった場合でも、圧延
を開始するときおよび圧延終了後駆動および従動ワーク
ロールを接触させるとき、駆動ワークロールと従動ワー
クロールとの周速度を精度よく同一にすることができ
る。

【００１８】また本発明は、前記メモリには、駆動ワー
クロールと相対的に離間した後における従動ワークロー
ルの周速度Ｖと経過時間との関係をワークロールおよび
支持ロールの直径ごとに表わすテーブルがストアされる
ことを特徴とする金属帯の圧延装置である。

【００１９】本発明に従えば、メモリには、駆動ワーク
ロールと相対的に離間した後における従動ワークロール
の周速度Ｖと経過時間との関係を、ワークロールおよび
支持ロールの直径ごとに表わすテーブルがストアされる
ので、簡単かつ容易に従動ワークロールの周速度Ｖと経
過時間との関係を得ることができる。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】また本発明は、一対のワークロールのう
ち、一方のワークロールのみを駆動し、駆動ワークロー
ルと従動ワークロールとの間で金属帯を圧延し、圧延
後、駆動および従動ワークロールを接触させて従動ワー
クロールの周速度を調整し、さらに圧延前に駆動および
従動ワークロールを離間させてロール間隔を調整する金
属帯の圧延方法において、駆動ワークロールと相対的に
離間した後における従動ワークロールの周速度と経過時
間との関係を求め、圧延開始時、駆動および従動ワーク
ロールの周速度が同一に、または予め定める値になるよ
うに、前記関係に基づいて駆動ワークロールの周速度を
調整し、圧延終了後、駆動および従動ワークロールが同
一周速度で接触するように、前記関係に基づいて駆動ワ
ークロールの周速度を調整することを特徴とする金属帯
の圧延方法である。

【００２６】本発明に従えば、駆動ワークロールと相対
的に離間した後における従動ワークロールの周速度と経
過時間との関係が求められ、この関係に基づいて駆動ワ
ークロールの周速度が調整されるので、圧延を開始する
ときおよび圧延終了後駆動および従動ワークロールを接
触させるとき、駆動ワークロールと従動ワークロールと
の周速度を精度よく設定することができる。このことに
よって、圧延を開始するときおよび圧延終了後駆動およ
び従動ワークロールを接触させるとき、駆動ワークロー
ルと従動ワークロールとの間およびワークロールと金属
帯との間のスリップによるロール表面疵の発生を防止す
ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る圧延装置１の後段側仕上第４圧延スタンド６４の構成
を簡略化して示す側面図であり、図２は図１に示す圧延
装置１の後段側仕上第４圧延スタンド６４の構成を簡略
化して示す正面図であり、図３は圧延装置１の概略構成
を示す図である。圧延装置１は、熱間圧延装置であり、
矢符３０に示す圧延方向の上流側で加熱され粗圧延され
た粗圧延材３６を熱間圧延し、金属帯である熱間圧延鋼
帯２（以後、鋼帯と呼ぶことがある）を製造する。圧延
装置１は、６基の仕上第１〜仕上第６圧延スタンド（以
後、Ｆ１〜Ｆ６圧延スタンドと略称する）６１，６２，
６３，６４，６５，６６と、鋼帯２の走行位置検出手段
２７とを含む。６基のＦ１〜Ｆ６圧延スタンド６１，６
２，６３，６４，６５，６６は、矢符３０に示す圧延方
向の上流側から下流側に向って、この順序で設けられ
る。

【００２８】本発明の実施の一形態である圧延装置１の
後段側Ｆ４圧延スタンド６４は、ハウジング５と、駆動
源４とを含む。ハウジング５には、上および下ワークロ
ール６，７と軸受箱８，９，１０，１１とが備えられ
る。上ワークロール６は軸受箱８，９によって、また下
ワークロール７は軸受箱１０，１１によって、回転自在
に支持される。下ワークロール７（以後、駆動ワークロ
ールと呼ぶ）は、一方の端部が駆動源４に接続され駆動
される。上ワークロール６（以後、従動ワークロールと
呼ぶ）には、駆動源が接続されない。従動および駆動ワ
ークロール６，７には、ロール周速度を検出する第１お
よび第２ロール周速度検出器１５，１６が設けられる。
本実施の形態では、従動および駆動ワークロール６，７
の直径は同一である。

【００２９】また、ハウジング５には、上および下支持
ロール１７，１８と、軸受箱１９，２０，２１，２２と
が備えられる。上支持ロール１７は、軸受箱１９，２０
によって回転自在に支持され、また下支持ロール１８
は、軸受箱２１，２２によって回転自在に支持される。
上支持ロール１７の軸受箱１９，２０とハウジング５の
上部内面との間には、駆動および従動ワークロール７，
６を相互の近接方向に圧力を作用させるとともに相互に
離間変位する圧下手段である圧下シリンダ２３，２４お
よびシリンダ位置検出器３７，３８がそれぞれ設けられ
る。また、圧下シリンダ２３，２４と、ハウジング５の
上部内面との間には、圧延荷重を計測するロードセル２
５，２６がそれぞれ設けられる。下支持ロール１８を支
持する軸受箱２１，２２は、ハウジング５の下部内面に
接して固定される。

【００３０】駆動ワークロール７に接続される駆動源４
は、電動機３１と、減速機３２と、スピンドル３３とを
含む。ワークロールは１本だけを駆動させるので、ワー
クロールの駆動源４は、１つの圧延スタンドについて１
基だけ設けられる。前述のように、従動ワークロール６
には駆動源が接続されないけれども、従動ワークロール
６は、駆動ワークロール７と接触もしくは圧延される鋼
帯２と接触するとき、従動ワークロール６の自重および
負荷荷重によって従動回転する。Ｆ５およびＦ６圧延ス
タンド６５，６６の構成は、Ｆ４圧延スタンド６４と同
一、Ｆ１〜Ｆ３圧延スタンド６１，６２，６３は、２本
のワークロールとも駆動される。

【００３１】鋼帯２の走行位置検出手段２７は、鋼帯２
の先端位置を検出する先端位置検出器２８（ＨＭＤ）
と、回転数をもとに鋼帯２の走行長さを計測する計測ロ
ール２９（ＭＲ）と、先端位置検出器２８と計測ロール
２９との出力に応答して鋼帯２の先端の走行位置を演算
する先端位置演算手段とを含む。先端位置演算手段は、
後述の処理回路４１に含まれる。

【００３２】図４は、図１に示す圧延装置１の電気的構
成を示すブロック図である。説明の便宜上Ｆ４圧延スタ
ンド６４を対象に説明する。プロセスコンピュータなど
によって実現される制御手段である処理回路４１には、
上位コンピュータ４２が接続される。上位コンピュータ
４２は、粗圧延材３６の板厚、鋼帯２の仕上板厚および
鋼種等を出力として、処理回路４１に与える。処理回路
４１は、これらの入力情報に基づき、圧延されるべき鋼
帯の圧延スケジュールと、圧延スケジュールに従って定
められる各圧延スタンドの圧延速度、圧延荷重、圧下位
置等とを演算する（以後、セットアップ計算と呼ぶ）。

【００３３】また、上位コンピュータ４２からは、ロー
ル間隔を狭めるためにロールを圧下する圧下シリンダの
作動速度（以後、ロール圧下速度と呼ぶ）およびロール
間隔を開放するためにロールを上昇する圧下シリンダの
作動速度（以後、ロール開放速度と呼ぶ）と、後述する
従動ワークロール６が駆動ワークロール７と相対的に離
間した後空転している状態の周速度と経過時間との関係
を表す数式とが、処理回路４１に入力される。

【００３４】処理回路４１には、メモリ４３が接続さ
れ、上位コンピュータ４２から入力された前述の入力情
報と、セットアップ計算結果とがメモリ４３にストアさ
れる。また、処理回路４１には、シリンダ位置検出器３
７，３８と、第１および第２ロール周速度検出器１５，
１６と、先端位置検出器２８と、計測ロール２９とが接
続され、各検出器からの出力が与えられる。処理回路４
１の出力によって、後述のように圧下シリンダ２３，２
４と、電動機３１の動作が制御される。また、処理回路
４１には、走行位置検出手段２７であって、先端位置検
出器２８および計測ロール２９の出力に応答し、鋼帯２
の先端の走行位置を演算する先端位置演算手段が備えら
れる。処理回路４１に備えられた先端位置演算手段は、
先端位置検出器２８および計測ロール２９の出力ととも
に、セットアップ計算によって得られる圧延スケジュー
ルおよび圧延速度に基づき、各圧延スタンドにおける鋼
帯２の先端走行位置を算出する。

【００３５】本発明者らは、鋭意検討の結果、駆動ワー
クロール７と相対的に離間した後空転している状態の従
動ワークロール６の周速度と経過時間との関係を、時間
とロールの直径とを変数として従動ワークロール６の周
速度を求める数式によって、高い精度で予測できること
を明らかにし、本発明に至ったものである。たとえば従
動ワークロール６の周速度Ｖと経過時間ｔとの関係につ
いての数式は、回帰分析によって求めたものであり、式
（１）によって与えられる。

【００３６】 Ｖ＝（ａｔ＋ｂｔ²＋ｃ）×ｄ／（ｐＤＷ＋ｑＤＢ＋ｒ） …（１） ここで、Ｖ：従動ワークロールの周速度 ｔ：時間 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｐ，ｑ，ｒ：係数 ＤＷ：従動ワークロールの直径 ＤＢ：従動ワークロールを支持する支持ロールの直径

【００３７】図５は、式（１）に基づく従動ワークロー
ル６の周速度Ｖと経過時間ｔとの関係を示す図である。
従動ワークロール６の周速度Ｖは、時間が経過するにつ
れて連続的に減速する曲線によって表される。

【００３８】図６は、駆動ワークロール７と従動ワーク
ロール６とのロール間隔およびロール周速度と経過時間
との関係を示す図である。図５および図６に従って本発
明における駆動および従動ワークロール７，６のロール
間隔とロール周速度との関係について説明する。

【００３９】時刻ｔ０では、駆動ワークロール７と従動
ワークロール６とが直接接触（以後、この接触状態をキ
スロールと呼ぶ）して、式（１）に基づいて予め定めら
れるロール周速度Ｖ１で回転している。キスロール時に
はロール間でスリップが生じないように圧下力が負荷さ
れる。時刻ｔ１では、走行位置検出手段２７による鋼帯
２の先端走行位置検出出力に応答し、圧延するために駆
動ワークロール７と従動ワークロール６とのロール間隔
を開放する動作が開始される。

【００４０】時刻ｔ２では、ロール間隔が圧延される鋼
帯の厚みに設定した値に達し、鋼帯２が駆動ワークロー
ル７と従動ワークロール６との間に噛み込み、圧延速度
Ｖ２で圧延が開始される。ｔ２とｔ１との時間差である
Δｔ１は、ロール間隔を開放するのに要する時間であ
る。Δｔ１は、ロール開放速度Ｓ１と、圧延される鋼帯
２の厚みに設定されるロール間隔ΔＧ１とを用いて次の
ように与えられる。 Δｔ１ ＝ ΔＧ１／Ｓ１ …（２）

【００４１】駆動ワークロール７と従動ワークロール６
とが、キスロールの状態から時間Δｔ１が経過して、ロ
ール間隔が設定値ΔＧ１になったとき、従動ワークロー
ル６の周速度は圧延速度Ｖ２まで減少する。時刻ｔ２か
ら時間Δｔ１だけ遡及したとき、すなわち時刻ｔ１にお
けるロール間隔開放前のキスロール状態の駆動および従
動ワークロール７，６の周速度Ｖ１は、圧延速度Ｖ２と
Δｔ１とに基づき式（１）によって求めることができ
る。

【００４２】一方駆動ワークロール７の周速度は、処理
回路４１によって電動機３１の動作が制御され、時間Δ
ｔ１が経過するよりも早く、すなわち時刻ｔ２に達する
圧延開始前に圧延速度Ｖ２に調整される。したがって、
ロール間隔の開放開始後時間Δｔ１が経過した時刻ｔ２
では、駆動ワークロール７と従動ワークロール６とのロ
ール間隔は圧延スケジュールに従って設定された値ΔＧ
１に達し、従動ワークロール６の周速度は圧延速度Ｖ２
に減速し、駆動ワークロール７の周速度はＶ２に調整さ
れている。このことによって、鋼帯２が駆動ワークロー
ル７と従動ワークロール６との間に噛み込んで圧延が開
始されるとき、駆動ワークロール７と従動ワークロール
６との周速度が、ともに同一の圧延速度Ｖ２となる。

【００４３】時刻ｔ３では、圧延が終了する。鋼帯２の
圧延が終了して、鋼帯２の後端が駆動ワークロール７と
従動ワークロール６との間を抜けたとき、駆動ワークロ
ール７と従動ワークロール６との間にロール間隔が生じ
るので、従動ワークロール６は空転する状態になり、従
動ワークロール６の周速度は減少を開始する。継続して
圧延する場合には次の圧延に備えて、従動ワークロール
６の周速度を調整するために、再び駆動および従動ワー
クロール７，６がキスロールされる。駆動ワークロール
７と従動ワークロール６とのロール間隔の圧下が開始さ
れて、圧延時のロール間隔ΔＧ１からキスロールまでに
要する時間Δｔ２は、ロール圧下速度Ｓ２によって次の
ように与えられる。 Δｔ２ ＝ ΔＧ１／Ｓ２ …（３）

【００４４】駆動ワークロール７と従動ワークロール６
とが圧延時のロール間隔ΔＧ１を有していた状態からΔ
ｔ２経過してキスロールされるとき、従動ワークロール
６の周速度はＶ３まで減速している。Δｔ２が経過した
ときの従動ワークロール６の周速度Ｖ３は、圧延速度Ｖ
２とΔｔ２とに基づき式（１）によって求めることがで
きる。

【００４５】時刻ｔ４では、駆動ワークロール７と従動
ワークロール６とが、キスロールする。ロール間隔の圧
下を開始後Δｔ２経過したとき、駆動ワークロール７と
従動ワークロール６とのロール間隔は零になり、従動ワ
ークロール６の周速度はＶ３に減速し、駆動ワークロー
ル７の周速度は、電動機３１の動作が制御されて時間Δ
ｔ２が経過するよりも早く減速されてロール周速度Ｖ３
に調整されている。このことによって、駆動ワークロー
ル７と従動ワークロール６とがキスロールするとき、駆
動ワークロール７と従動ワークロール６との周速度が、
ともに同じ速度Ｖ３となる。

【００４６】時刻ｔ５では、駆動ワークロール７の回転
によって、次の圧延にそなえて駆動および従動ワークロ
ール７，６の周速度が、圧延スケジュールと式（１）に
基づいて予め定める速度にまで早められる。

【００４７】図７は、図４に示す処理回路４１の動作を
説明するフローチャートである。図７を参照して本発明
の圧延方法を説明する。ステップａ１では、上位コンピ
ュータ４２によって入力されるとともに入力情報に基づ
いてセットアップ計算されて、メモリ４３にストアされ
ている圧延スケジュールと、圧延速度と、圧下位置と、
ロール圧下および開放速度と、従動ワークロール６の周
速度と経過時間との関係を表す式（１）とが読み出され
る。ステップａ２では、圧下シリンダ２３，２４が作動
され、駆動ワークロール７と従動ワークロール６とが、
ロール間隔を零にしてキスロールされる。この最初のキ
スロールするときには、駆動および従動ワークロール
７，６は、ともに停止していることが望ましい。

【００４８】ステップａ３では、駆動ワークロール７と
従動ワークロール６とがキスロールしている状態から、
圧延するためのロール間隔ΔＧ１まで、ロール間隔を開
放するのに要する時間Δｔ１が、ロール開放速度に基づ
いて算出される。ステップａ４では、圧延速度Ｖ２と、
ロール間隔をΔＧ１まで開放するのに要する時間Δｔ１
と、従動ワークロール６の周速度と経過時間との関係に
基づいて、圧延前に従動ワークロール６を予め速めて回
転しておくべきロール周速度Ｖ１が算出される。

【００４９】ステップａ５では、電動機３１の動作が制
御されて、駆動ワークロール７の周速度がＶ１に調整さ
れる。このとき、駆動ワークロール７とキスロールの状
態にある従動ワークロール６の周速度もＶ１となる。ス
テップａ６では、走行位置検出手段２７によって鋼帯２
の走行先端位置が算出される。

【００５０】ステップａ７では、走行位置検出手段２７
による鋼帯２の先端走行位置算出結果に応答し、圧延開
始のΔｔ１前に圧下シリンダ２３，２４が作動されて、
駆動および従動ワークロール７，６のロール間隔の開放
が開始される。ステップａ８では、電動機３１の動作が
制御されて、駆動ワークロール７の周速度が圧延速度Ｖ
２に調整される。ステップａ９では、駆動および従動ワ
ークロール７，６間のロール間隔開放開始からΔｔ１が
経過し、鋼帯２の先端が駆動および従動ワークロール
７，６間に噛み込みんで圧延が開始される。

【００５１】ステップａ１０では、圧延している状態の
ロール間隔ΔＧ１から、駆動ワークロール７と従動ワー
クロール６とがキスロールするまでロール間隔を圧下す
るのに要する時間Δｔ２が、ロール圧下速度に基づいて
算出される。ステップａ１１では、圧延速度Ｖ２と、ロ
ール間隔をΔＧ１だけ圧下してキスロールするまでに要
する時間Δｔ２と、従動ワークロール６の周速度と経過
時間との関係に基づいて、圧延終了後から時間Δｔ２が
経過したときの従動ワークロール６の周速度Ｖ３が算出
される。

【００５２】ステップａ１２では、先端位置検出器２８
による鋼帯２の先端位置検出出力と、計測ロール２９の
回転数との出力に応答し、先端位置演算手段によって鋼
帯２の先端走行位置を演算するとともに、鋼帯２の走行
方向長さが演算されて、鋼帯２の圧延終了が算出され
る。ステップａ１３では、圧延終了の算出結果に応答
し、圧下シリンダ２３，２４が作動されて、駆動および
従動ワークロール７，６のロール間隔の圧下が開始され
る。

【００５３】ステップａ１４では、電動機３１の動作が
制御されて、駆動ワークロール７の周速度がＶ３に調整
される。ステップａ１５では、圧延終了後時間Δｔ２が
経過し、駆動ワークロール７と従動ワークロール６とが
キスロールする。このとき、従動ワークロール７の周速
度も圧延速度Ｖ２から減速してＶ３となっている。

【００５４】処理回路４１の一連の動作は、ステップａ
１５のキスロールによって終了するけれども、さらに別
の鋼帯を連続して圧延する場合には、ステップａ３に戻
って動作が繰返される。

【００５５】図８は、本発明の第２の実施の形態である
メモリ４３にストアされる従動ワークロール６の周速度
と経過時間との関係を示すテーブルである。処理回路４
１のメモリ４３には、式（１）に代えて、従動ワークロ
ール６の周速度と経過時間との関係をワークロールおよ
び支持ロールの直径ごとに表すテーブルがストアされて
もよい。従動ワークロール６の周速度と経過時間との関
係を、ワークロールおよび支持ロールの直径ごとに表す
テーブルがメモリ４３にストアされるので、ロール交換
の機会ごとにロール直径のデータをメモリ４３にストア
することなく、簡単かつ容易に従動ワークロールの周速
度と経過時間との関係を得ることができる。

【００５６】（実施例）以下本発明の実施例を説明す
る。図９は、圧延装置１において、ワークロールを１本
のみ駆動する構成のＦ４圧延スタンド６４における圧延
の実施例を示す図である。圧延装置１の圧延スタンドは
全部で６基あるけれども、ワークロールを１本のみ駆動
する圧延が実施される圧延スタンドにおいては、いずれ
も同様の処理が行われるので、ここではＦ４圧延スタン
ド６４における圧延実施例についてのみ説明する。

【００５７】上位コンピュータ４２によって処理回路４
１に入力されるとともに、入力情報に基づいてセットア
ップ計算されて、メモリ４３にストアされている情報
と、式（１）とが読み出される。ここで読み出される情
報は、ロール間隔開放速度５ｍｍ／ｓおよび圧下速度５
ｍｍ／ｓと、セットアップ計算の結果得られた表１に示
す圧延スケジュールおよび圧延速度である。ロールの圧
下位置は、圧延スケジュールで与えられる仕上厚みと同
一である。

【００５８】

【表１】

【００５９】鋼帯２の厚みを９ｍｍから７ｍｍに矢符３
０方向に圧延するために、駆動および従動ワークロール
７，６のロール間隔をキスロールの状態から、７ｍｍに
まで開放するのに要する時間Δｔ１１が算出される。Δ
ｔ１１は、圧延のために設定されるロール間隔が７ｍｍ
であり、ロール開放速度が５ｍｍ／ｓであるから、 Δｔ１１ ＝ ７ｍｍ／５ｍｍ／ｓ＝１．４ｓ …（４） である。

【００６０】従動ワークロール６が、駆動ワークロール
７および圧延されるべき鋼帯２と接することなく空転し
ている時の周速度と経過時間との関係は、式（１）によ
って与えられる。図１０は、式（１）に基づくＦ４圧延
スタンド６４の従動ワークロール６の周速度が、時間経
過につれて連続的に減少する曲線を示す図である。式
（１）はメモリ４３から読み出されて、処理回路４１に
おいて従動ワークロール６の周速度算出に使用される。
駆動および従動ワークロール７，６のキスロールの開放
開始から１．４ｓ後に、鋼帯２の先端が、駆動および従
動ワークロール７，６間に噛み込んで圧延が開始され
る。このときの圧延速度Ｖ１２は、圧延スケジュールと
ともに予め与えられ３．２ｍ／ｓである。圧延開始の
１．４ｓ前において、駆動ワークロール７と従動ワーク
ロール６とのキスロールを開放するときのロール周速度
Ｖ１１は、圧延速度Ｖ１２＝３．２ｍ／ｓと、ロール間
隔を７ｍｍにするのに要する時間Δｔ１１＝１．４ｓ
と、式（１）とに基づき、処理回路４１によって演算さ
れてＶ１１＝４．２ｍ／ｓが求められる。

【００６１】圧延前に、処理回路４１は電動機３１を作
動制御し、駆動ワークロール７の周速度を４．２ｍ／ｓ
に調整する。このとき、駆動ワークロール７とキスロー
ルしている従動ワークロール６の周速度も図９（ａ）に
示すように４．２ｍ／ｓとなる。

【００６２】走行位置検出手段２７の鋼帯先端走行位置
算出結果に応答し、圧延開始１．４ｓ前になると処理回
路４１は、圧下シリンダ２３，２４を作動させて、キス
ロールしている駆動ワークロール７と従動ワークロール
６とのロール間隔の開放を開始する。ロール間隔の開放
開始後、処理回路４１は電動機３１の動作を制御して、
圧延開始前に駆動ワークロール７の周速度を３．２ｍ／
ｓに調整する。ロール間隔の開放開始後１．４ｓ経過し
たとき、駆動ワークロール７と従動ワークロール６との
ロール間隔は７ｍｍに達し、従動ワークロール６のロー
ル周速度は３．２ｍ／ｓまで減速し、鋼帯２の先端が駆
動および従動ワークロール７，６間に噛み込みんで図９
（ｂ）に示すように圧延が開始される。

【００６３】鋼帯２の後端が、図９（ｃ）に示すように
駆動および従動ワークロール７，６間を通過し、Ｆ４圧
延スタンド６４における圧延が終了したとき、駆動ワー
クロールと従動ワークロール７，６との間にはロール間
隔が発生する。圧延を続けて行う場合、次の圧延開始ま
でに従動ワークロール６のロール周速度を、次の圧延に
適したロール周速度に調整しなければならないので、再
度駆動ワークロール７と従動ワークロール６とを図９
（ｄ）に示すようにキスロールさせる。

【００６４】先端位置検出器２８による鋼帯２の先端位
置検出と、計測ロール２９の回転数との出力に応答し、
処理回路４１に備わる先端位置演算手段によって鋼帯２
の先端走行位置を演算するとともに、鋼帯２の走行方向
長さが演算されて、鋼帯２の圧延終了が算出される。圧
延終了の算出結果に応答し、処理回路４１は圧下シリン
ダ２３，２４を制御して駆動ワークロール７と従動ワー
クロール６とのロール間隔の圧下を開始する。

【００６５】Ｆ４圧延スタンド６４のロール間隔の圧下
速度は、５ｍｍ／ｓであり、圧延終了によって生じるロ
ール間隔は７ｍｍであるので、圧延終了からキスロール
までに要する時間Δｔ１２は、次のように算出される。 Δｔ１２ ＝ ７ｍｍ／５ｍｍ／ｓ＝１．４ｓ …（５）

【００６６】圧延速度３．２ｍ／ｓでの圧延終了の１．
４ｓ後に、従動ワークロール６が達するロール周速度Ｖ
１３は、圧延速度３．２ｍ／ｓと圧延終了からキスロー
ルまでに要する時間Δｔ１２＝１．４ｓと、式（１）と
に基づき、処理回路４１によって演算されてＶ１３＝
２．４ｍ／ｓが求められる。ロール間隔の圧下開始後、
処理回路４１は電動機３１の動作を制御してキスロール
の前に、駆動ワークロール７のロール周速度を２．４ｍ
／ｓに調整する。ロール間隔の圧下開始後１．４ｓ経過
したとき、駆動ワークロール７と従動ワークロール６と
のロール間隔は零となり、従動ワークロール６のロール
周速度は２．４ｍ／ｓまで減速し、駆動ワークロール７
と従動ワークロール６とは同一速度である２．４ｍ／ｓ
にてキスロールされる。

【００６７】駆動ワークロール７と相対的に離間した後
空転している状態の従動ワークロール６の周速度と経過
時間との関係に基づいて、従動ワークロール６の周速度
を予測し、予測結果に対応して駆動ワークロール７の周
速度を調整し、駆動および従動ワークロール７，６の周
速度を同一にして、圧延およびキスロールを実施した結
果、ロール間およびロールと鋼帯との間でスリップを起
こすことがなく、ロール表面疵の発生も皆無であり、表
面品質の良好な鋼帯を製造することができた。

【００６８】以上述べたように、本発明の実施の形態で
は、駆動ワークロール７と従動ワークロール６とのロー
ル直径は同一であるけれども、これに限定されることな
く、駆動ワークロール７と従動ワークロール６との直径
は異なっていてもよい。また、圧延スタンドのロール構
成は、ワークロールが２本、バックアップロールが２本
であるけれども、これに限定されることなく、他の構成
であってもよい。また、圧延装置１はタンデム圧延装置
であるけれども、これに限定されることなく、圧延スタ
ンドが１基のみの圧延装置であってもよい。また、圧延
装置１は熱間圧延装置であるけれども、これに限定され
ることなく、冷間圧延装置であってもよい。また、従動
ワークロール６の周速度と経過時間との関係を表す数式
は、ロール直径を変数として含むけれども、これに限定
されることなく、ロール直径を含まない数式であっても
よい。また、従動ワークロール６の周速度と経過時間と
の関係は、経過時間の２次関数で表されるが、これに限
定されることなく、他の関数で表されるものであっても
よい。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、駆動ワークロールと相
対的に離間した後における従動ワークロールの周速度と
経過時間との関係がメモリにストアされているので、従
動ワークロールの周速度を予測することができる。さら
に、従動ワークロールの周速度の予測結果に対応するよ
うに、駆動ワークロールの駆動源を制御する制御手段が
設けられるので、圧延開始時に駆動および従動ワークロ
ールの周速度が同一、または予め定める値になるように
駆動ワークロールの周速度を調整することができる。ま
た圧延終了後、駆動および従動ワークロールが同一周速
度で接触するように駆動ワークロールの周速度を調整す
ることができる。したがって、駆動ワークロールと従動
ワークロールとの間およびワークロールと金属帯との間
のスリップによるロール表面疵の発生を防止し、圧延さ
れる金属帯の品質向上を実現することができる。

【００７０】また本発明によれば、駆動ワークロールと
相対的に離間した後における従動ワークロールの周速度
Ｖは、経過時間の２次以上の関数で表されるので、時間
経過にともなう単調な増減を表わす１次関数の場合に比
べて、前記従動ワークロールの周速度Ｖの予測精度を著
しく向上することができる。

【００７１】また本発明によれば、駆動ワークロールと
相対的に離間した後における従動ワークロールの周速度
Ｖは、ワークロールおよび支持ロールの直径の関数で表
されるので、ワークロールおよび支持ロールを交換した
場合でも、交換後のロール直径に基づいて、換言すれば
ロールの慣性を考慮して、前記従動ワークロールの周速
度Ｖと経過時間との関係を精度よく容易に求めることが
できる。したがって、ロール交換が行われた場合でも、
圧延を開始するときおよび圧延終了後駆動および従動ワ
ークロールを接触させるとき、駆動ワークロールと従動
ワークロールとの周速度を精度よく同一にすることがで
きる。

【００７２】また本発明によれば、メモリには、駆動ワ
ークロールと相対的に離間した後における従動ワークロ
ールの周速度Ｖと経過時間との関係を、ワークロールお
よび支持ロールの直径ごとに表わすテーブルがストアさ
れるので、簡単かつ容易に従動ワークロールの周速度Ｖ
と経過時間との関係を得ることができる。

【００７３】

【００７４】

【００７５】また本発明によれば、駆動ワークロールと
相対的に離間した後における従動ワークロールの周速度
と経過時間との関係が求められ、この関係に基づいて駆
動ワークロールの周速度が調整されるので、圧延を開始
するときおよび圧延終了後駆動および従動ワークロール
を接触させるとき、駆動ワークロールと従動ワークロー
ルとの周速度を精度よく同一にすることができる。この
ことによって、圧延を開始するときおよび圧延終了後駆
動および従動ワークロールを接触させるとき、駆動ワー
クロールと従動ワークロールとの間およびワークロール
と金属帯との間のスリップによるロール表面疵の発生を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である圧延装置１の後段
側仕上第４圧延スタンド６４の構成を簡略化して示す側
面図である。

【図２】図１に示す圧延装置１の後段側仕上第４圧延ス
タンド６４の構成を簡略化して示す正面図である。

【図３】圧延装置１の概略構成を示す図である。

【図４】図１に示す圧延装置１の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図５】式（１）に基づく従動ワークロール６の周速度
Ｖと経過時間ｔとの関係を示す図である。

【図６】駆動ワークロール７と従動ワークロール６との
ロール間隔およびロール周速度と経過時間との関係を示
す図である。

【図７】図４に示す処理回路４１の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図８】本発明の第２の実施の形態であるメモリ４３に
ストアされる従動ワークロール６の周速度と経過時間と
の関係を示すテーブルである。

【図９】圧延装置１において、ワークロールを１本のみ
駆動する構成のＦ４圧延スタンド６４における圧延の実
施例を示す図である。

【図１０】図１０は、式（１）に基づくＦ４圧延スタン
ド６４の従動ワークロール６の周速度が、時間経過につ
れて連続的に減少する曲線を示す図である。

【符号の説明】

１ 圧延装置 ２ 鋼帯 ４ 駆動源 ５ ハウジング ６ 従動ワークロール ７ 駆動ワークロール １５ 第１ロール周速度検出器 １６ 第２ロール周速度検出器 １７ 上支持ロール １８ 下支持ロール ２７ 走行位置検出手段 ３７ シリンダ位置検出器 ３８ シリンダ位置検出器 ４１ 処理回路 ４２ 上位コンピュータ ４３ メモリ ６４ 仕上第４圧延スタンド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉橋 隆郎 大阪府大阪市大正区船町１丁目１番66号 株式会社中山製鋼所内 (56)参考文献 特開 平２−30304（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 1/00 - 11/00 B21B 31/20 B21B 35/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）金属帯を圧延する一対のワークロ
   ールと、 これら一対のワークロールを相互の近接方向に圧力を作
   用させるとともに相互に離間変位する圧下手段とを含む
   圧延スタンドと、 （ｂ）一対のワークロールのうち一方の駆動ワークロー
   ルを回転駆動し、 その駆動ワークロールの周速度を圧延に適した周速度範
   囲にわたって可変として回転駆動する駆動源と、 （ｃ）前記一対のワークロールのうち駆動源によって回
   転駆動されない従動ワークロールが、駆動ワークロール
   と相対的に離間した後における従動ワークロールの周速
   度と経過時間との関係をストアするメモリと、 （ｄ）金属帯が、前記一対のワークロールに噛み込まれ
   る前の期間には、圧下手段を駆動して駆動および従動ワ
   ークロールを接触させ、駆動および従動ワークロールの
   周速度が圧延に適した予め定める周速度になるように駆
   動源を回転駆動し、その後駆動および従動ワークロール
   を相互に離間させてロール間隔が予め定める値になるよ
   うに圧下手段を駆動し、金属帯の噛み込み後の圧延動作
   中には、駆動ワークロールの周速度が圧延に適した周速
   度になるように駆動源を回転駆動し、さらに金属帯の圧
   延終了後、駆動および従動ワークロールが同一速度で接
   触するように前記従動ワークロールの周速度と経過時間
   との関係に基づいて駆動源を回転駆動する制御手段とを
   含むことを特徴とする金属帯の圧延装置。
2. 【請求項２】 前記メモリには、 駆動ワークロールと相対的に離間した後における従動ワ
   ークロールの周速度と経過時間との関係を表す数式がス
   トアされることを特徴とする請求項１記載の金属帯の圧
   延装置。
3. 【請求項３】 駆動ワークロールと相対的に離間した後
   における従動ワークロールの周速度Ｖは、経過時間の２
   次以上の関数で表されることを特徴とする請求項２記載
   の金属帯の圧延装置。
4. 【請求項４】 前記一対のワークロールは、少なくとも
   一対の支持ロールによって支持されており、駆動ワーク
   ロールと相対的に離間した後における従動ワークロール
   の周速度Ｖは、従動ワークロールおよび従動ワークロー
   ルを支持する支持ロールのロール直径またはロールの慣
   性モーメントの関数で表されることを特徴とする請求項
   ３記載の金属帯の圧延装置。
5. 【請求項５】 前記一対のワークロールは、一対の支持
   ロールによって支持されており、駆動ワークロールと相
   対的に離間した後における従動ワークロールの周速度Ｖ
   は、数式、 Ｖ＝（ａｔ＋ｂｔ²＋ｃ）×ｄ／（ｐＤＷ＋ｑＤＢ＋
   ｒ） ここで、Ｖ：従動ワークロールの周速度 ｔ：時間 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｐ，ｑ，ｒ：係数 ＤＷ：従動ワークロールの直径 ＤＢ：従動ワークロールを支持する支持ロールの直径 によって表されることを特徴とする請求項４記載の金属
   帯の圧延装置。
6. 【請求項６】 前記メモリには、 駆動ワークロールと相対的に離間した後における従動ワ
   ークロールの周速度Ｖと経過時間との関係をワークロー
   ルおよび支持ロールの直径ごとに表わすテーブルがスト
   アされることを特徴とする請求項１記載の金属帯の圧延
   装置。
7. 【請求項７】 一対のワークロールのうち、一方のワー
   クロールのみを駆動し、駆動ワークロールと従動ワーク
   ロールとの間で金属帯を圧延し、圧延後、駆動および従
   動ワークロールを接触させて従動ワークロールの周速度
   を調整し、さらに圧延前に駆動および従動ワークロール
   を離間させてロール間隔を調整する金属帯の圧延方法に
   おいて、 駆動ワークロールと相対的に離間した後における従動ワ
   ークロールの周速度と経過時間との関係を求め、 圧延開始時、駆動および従動ワークロールの周速度が同
   一に、または予め定める値になるように、前記関係に基
   づいて駆動ワークロールの周速度を調整し、 圧延終了後、駆動および従動ワークロールが同一周速度
   で接触するように、前記関係に基づいて駆動ワークロー
   ルの周速度を調整することを特徴とする金属帯の圧延方
   法。