JP3564874B2 - Cold rolling method for sheet material with work roll shift during rolling - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワ−クロ−ルを圧延中に軸方向にシフトする冷間圧延方法、特にワ−クロ−ルシフト中に板厚の変動が発生しない冷間圧延方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
板材を連続圧延機で圧延するときに、板端部に発生するエッジドロップを軽減させるために、ワ−クロ−ルを軸方向にシフトさせて圧延することは従来から行われている。このワ−クロ−ルシフトは、単にエッジドロップを軽減させるだけの目的で行われるのではなくて、板端部のコ−ナ−部分がワ−クロ−ルに接触することによって形成されるワ−クロ−ルのエッジマ−クの発生防止や、板幅方向の形状制御の目的でも行われている。
【0003】
特に、エッジドロップを軽減させる目的でワ−クロ−ルシフトが適用される場合には、例えば特公昭60−51921号公報に開示されているように、ワ−クロ−ルの片方の端部の形状をテ−パ−状に加工するなどの方法が採用されている。
【0004】
ワ−クロ−ルシフトによる圧延を冷間圧延に適用する場合には、冷間圧延が一般に複数の原板コイル(冷間圧延前のコイル)を次々に溶接接続して圧延する完全連続圧延であるため、圧延する原板コイルの主として板幅に応じて、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行う必要がある。
【0005】
しかしながら、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行うと、特開平7−100502号公報に開示されているような問題が発生することになる。すなわち、ワ−クロ−ルシフトを行っている最中には、板材はワ−クロ−ルの表面に軸方向と直交する方向に形成されている研削目(ロ−ル研削中に研削砥石の送りに付随してロ−ル表面に発生する周方向の筋目)に対して斜行する状態となるため、摩擦係数が増大してワ−クロ−ルシフト中に圧延された原板コイルの部分の板厚が増大するというものである。
【0006】
このような挙動を防止するために、上記特開平7−100502号公報においては、圧延速度とワ−クロ−ル表面粗度の少なくとも一方を制御因子として決定したシフト速度で、ワ−クロ−ルをシフトさせながら圧延する方法が開示されている。
【0007】
このような板厚増大の原因となる摩擦係数の増大に関しては、上下ロ−ルをクロスさせる圧延方法においても、類似の報告がなされている(1992年10月、第43回塑性加工連合講演会、講演論文集II、「薄板の冷間クロス圧延の負荷特性」)。
【0008】
このようなクロスロ−ル圧延における現象も、圧延材がワ−クロ−ル表面の研削目に対して斜行する点では、圧延中にワ−クロ−ルシフトする場合と同一のものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術には、次のような問題点があった。
【0010】
すなわち、本発明者等は、圧延中にワ−クロ−ルをシフトさせるに際して、ワ−クロ−ルシフトを行うスタンドにBISRA−AGCを適用して板厚制御を行ったときに、ワ−クロ−ルシフトを行うスタンド出側の板厚およびそれより下流側の板厚がどのように変化するかを調べた。
【0011】
図5は、第1スタンドにおける自動板厚制御手段として、BISRA−AGCを適用した5スタンド連続式冷間圧延機を使用し、第1スタンドにおける圧延速度が45m/分である状態で板材を冷間圧延中に、表面粗さがRaで1μmの第1スタンドのワ−クロ−ルを、シフト速度2mm/分で軸方向にシフトした場合の経時的な圧延機や圧延材の挙動を示すグラフであり、(a)はワ−クロ−ルシフトを行う第1スタンドの上下ワ−クロ−ルの胴部中心とパスライン中心間の距離(以下ワ−クロ−ルシフト位置という)の変化を、(b)は第1スタンドにおける圧延荷重の変動を、(c)は第1スタンド出側における板厚の経時的な変化を、(d)は第2スタンド出側における板厚の変化を、(e)は最終スタンドである第5スタンド出側における板厚の変化を、それぞれ示すグラフである。
【0012】
図5(b)から分かるように、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行う第1スタンドにおいては、ワ−クロ−ルシフト中にのみ圧延荷重が増大している。
【0013】
BISRA−AGC(BISRA式板厚制御装置)は、このような圧延荷重の増加に起因する板厚増加を防止することが可能であり、図5(c)に示すように、第1スタンド出側板厚はほぼ一定板厚に制御されている。
【0014】
しかしながら、ワ−クロ−ルシフトを行う第1スタンドにおいて板厚が一定に保持されていても、次の第2スタンド出側板厚は、第1スタンドにおいてワ−クロ−ルシフトを行っている間は、図5(d)に示すように減少し、その影響によって最終スタンドである第5スタンドの出側における仕上板厚も、図5(e)に示すように、目標板厚よりも数μm〜数十μmほど小さくなっている。
【0015】
前記特開平7ー100502号公報に開示された技術は、ワ−クロ−ルシフトを行っているスタンドの出側板厚を一定に保持するためのものであり、上述のように仕上板厚を一定に保持することはできないという問題点がある。
【0016】
なお、前記特公昭60ー51921号公報には、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行うときの板厚変動対策は開示されていない。
【0017】
本発明は、従来技術の上述のような問題点を解決するためになされたものであり、圧延中にワークロールシフトを行う際の仕上板厚の変動を防止することを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法は、自動板厚制御手段としてBISRA−AGCを適用するスタンドにおいて、上下に相対して配置されたワ−クロ−ルを、圧延中にそれぞれの軸方向にシフトするにあたり、ワ−クロ−ルシフト開始から終了までの間、圧延油の濃度、供給量およびエマルション粒径のうちの少なくとも一つの因子を、ワ−クロ−ルシフトを行わない定常圧延時に比較して変化させて圧延を行うものである。
また、上下に相対して配置されたワ−クロ−ルを、圧延中にそれぞれの軸方向にシフトするにあたり、ワ−クロ−ルシフト開始から終了までの間、圧延油の濃度、供給量およびエマルション粒径のうちの少なくとも一つの因子を、ワ−クロ−ルシフトを行わない定常圧延時に比較して変化させることにより、先進率の変動を抑制して圧延を行うものである。
【0019】
さらに、ワ−クロ−ルの表面粗さがRaで0.5μm以上のとき、前記の冷間圧延方法を行うものである。
【0020】
本発明者は、圧延中にワークロールシフトを行う際に、板厚変動が生じる原因を詳細に分析した結果、以下のようなメカニズムが本質的な原因であるとの知見を得た。すなわち、圧延中にワークロールシフトを行う場合に、圧延材料はロール表面の研削目に対して斜行することになり、ロールバイトにおける潤滑状態に変化が生じ、摩擦係数の平均値だけでなく、その分布が変化することにより、中立点がロールバイト出側方向に移動し、これによって当該スタンド前方のスタンド間張力が増大することが、板厚変動を生じさせる原因であるとの結論に達した。
【0021】
一般的に、冷間圧延におけるロールバイト内での潤滑状態は、バイト入口において導入される潤滑油膜が材料の圧延方向の伸びに伴って薄くなっていくと共に、ロールと圧延材料の接触部が拡大されていく。したがって、ロールバイト入口においては、流体潤滑が支配的であったものが、ロールバイト出口に向かって、境界潤滑領域が拡大するものと考えられ、圧延材料が圧延ロールの研削目に対して斜行することの影響が、ロールバイト出口に近づく、すなわち先進域でより大きな影響を受けるものと考えられる。
【0022】
図6は、図5で説明したときと同じ条件およびタイミングでワ−クロ−ルシフトを行ったときの、(a)はワ−クロ−ルシフトを行う第1スタンドの先進率の経時的変化を、(b)は第1〜2スタンド間張力(前方スタンド間張力)の経時的変化を、(c)は第1スタンド入側張力(後方張力)の経時的張力変化を示すグラフである。図5で説明したように、BISRA−AGCによってシフトスタンド出側の板厚が一定に保持されているにもかかわらず、図6(a)に示すように、シフト中に先進率が低下していることが確認される。また、図6(c)に示すように、後方張力はほぼ一定に制御されているにもかかわらず、図6(b)に示すように、前方スタンド間張力が10%程度増大していることが分かる。
【0023】
前方スタンド間張力の増大は、前方スタンド(第2スタンド)の出側板厚に大きく影響を与えることは、良く知られている事実であり、これによって前方スタンド出側板厚が低下していることが、ワークロールシフトを行う場合の板厚変動のメカニズムであるとの結論に至った。
【0024】
すなわち、圧延中にワークロールシフトを行う際に生じる板厚変動は、ワ−クロ−ルシフト時の潤滑状態の変化に起因した先進率の変動にあるというものである。仕上板厚の変動は、本質的には潤滑状態の変化に起因した中立点のロールバイト出側方向への移動、すなわち先進率の変動と、これによる前方スタンド間の張力増加であり、BISRA−AGCなどの手段によって、シフトスタンドにおける出側板厚を一定に保持したとしても生じるものである。
【0025】
このような中立点の前方への移動は、ワークロールシフト中には、圧延材料がロール表面の研削目に対して斜行し、これにより潤滑状態が変化することに起因しており、圧延速度、シフト速度、ロール表面粗さおよび圧延油の粘度が、主要な影響因子となっている。
【0026】
このような中立点の移動、すなわち先進率の変動は、圧延速度が遅く、シフト速度が速く、ロール表面粗さが粗く、圧延油の潤滑性が悪いほど大きくなる。
【0027】
図7のグラフは、表面粗さがRaで1μmの第1スタンドのワ−クロ−ルを圧延中にシフトさせたときの、第1スタンドの圧延速度(mpm)と先進率の変化量(%)との関係を、シフト速度をパラメタ−として示したものである。図から、先進率の変化量は、圧延速度が遅くなるとともに大きくなるが、さらにはシフト速度が速くなっても大きくなることが分かる。
【0028】
また、図8のグラフは、第1スタンドのワ−クロ−ルを圧延中にシフト速度2mm/secでシフトさせたときの、第1スタンドの圧延速度(mpm)と先進率の変化量(%)との関係を、ワ−クロ−ルの表面粗さおよび圧延油の濃度をパラメタ−として示したものである。図から、先進率の変化量は、ワ−クロ−ルの表面粗さが粗くなればなるほど、また圧延油濃度が低い、すなわち潤滑性が悪ければ悪いほど、大きくなることが分かる。
【0029】
そして、この中立点の移動量は、前方スタンド間張力の変動量および板厚変動量と大きな相関関係にある。特に、ロ−ルの表面粗さがRaで0.5μm以上のとき、先進率の変動は顕著であり、また圧延油に関しては濃度が高いほど、供給量が多いほど、エマルション粒径が大きいほど、先進率の変動は低減される。 ところで、ワークロールシフトは板幅方向のプロフィル形状制御を主な目的とする技術であり、完全連続式圧延機においては鋼鈑の板幅に応じて、圧延中にワ−クロ−ルのシフト位置を変更することが必要である。そして、シフト位置を変更することによって発生する遷移領域(ワ−クロ−ルシフトによって板厚等に影響を受ける板材の長手方向範囲)を低減するためには、シフト位置の変更を高速度で行ったり、圧延速度を低速度とする必要性が生じてくる。しかしながら、ワークロールシフトが有する本来の機能を発揮させるために、シフト速度や圧延速度に制約を与えることは実用的ではない。また、ロール表面粗さを細かくすることで、先進率の変動を小さくすることは可能ではあるが、材料とロール間のスリップが発生しやすいことから、1スタンドあたりの圧下率に制約が生じる等の不都合があるため、得策とはいえない。
【0030】
このような状況においては、先進率の変動を抑制する手段として、潤滑状態を制御することが有効となる。すなわち、圧延中にワークロールシフトを行うときの先進率変動は、圧延油の濃度が高いほど、供給量が多いほど、エマルション粒径が大きいほど、低減されることから、ワークロールシフトを行う間に、これらのいずれかの手段を用いることによって、板厚変動を実用上問題のないレベルまで低減することが可能となる。ただし、圧延油の40°Cにおける粘度が100cstを超えるような高粘度油を使用する場合には、このような対策をとらなくても、実用上問題はない。
【0031】
一方、このような潤滑油の濃度、供給量の増大、エマルション粒径の増加あるいは高粘度油の使用は、圧延油の使用量を増大させるため、圧延中常時行うことは原単位の上昇を招くことから望ましくなく、ワ−クロ−ルが一定位置にある定常圧延時には、圧延油の使用量を低減させるため、上記潤滑油の濃度、供給量あるいはエマルション粒径は、ワ−クロ−ルシフト中よりも低減させたほうがよい。
【0032】
なお、圧延速度が速く、シフト速度が遅い場合には、先進率の変動とそれによる板厚変動への影響は、非常に小さく、実用上問題のないレベルとなる。本発明者による検討では、シフトスタンドにおける圧延速度が100mpm以下で、シフト速度が0.5mm/sec以上となる条件で、先進率変動が大きくなることが分かっている。
【0033】
ちなみに、タンデム圧延において板厚変動を制御する目的から、圧延油の濃度、供給量、エマルション粒径等を調整する技術は一般的なものであるが、本来板幅方向のプロフィルを制御する目的から用いられるワークロールシフトの動作に対応して、それが外乱となって生じる板厚変動を防止するために、圧延油の調整を行う方法はこれまでにみられないものであるといえる。これによって、従来技術のようにシフト速度に制約を加えることなく、目標とするシフト位置に変更することが可能となり、板厚の変動量を減少させることが可能となる。
【0034】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を図1により説明する。図1は、この冷間圧延方法を実施するときの配管系統図である。この冷間圧延方法においては、上下1対のワ−クロ−ル1と、上下1対のバックアップロ−ル2とから構成される複数の圧延スタンド3(図1では2スタンドのみ示した)で板材4を圧延中に、上下1対のワ−クロ−ル1を軸方向にシフトするときに、圧延油5の供給量を増大させてやるために圧力調整弁6を圧延油供給配管7の途中に設けている。圧延油5は、ク−ラントタンク8からク−ラントポンプ9により、圧力調整弁6を経由してク−ラントヘッダ−10から供給されるようになっている。そして、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行わない定常圧延時には、圧力調整弁6を絞って圧延油5を供給しているが、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行うときには、圧力調整弁6を開いて圧延油5の供給量を増やしている。
【0035】
この冷間圧延方法においては、上述のようにして圧延を行うので、ワ−クロ−ルシフト中も潤滑状態が良好に維持され、板材の仕上板厚が変動することはない。
【0036】
次に、本発明の第2の実施の形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を図2により説明する。図2は、この冷間圧延方法を実施するときの配管系統図である。図2で前記図1と共通するところは同一符号を付し、共通部分の詳細説明は省略する。この冷間圧延方法においては、前記第1の実施の形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法の場合に加えて、圧延油供給配管7の途中にミキサ−21を設け、このミキサ−21にミキシングタンク22からポンプ23により、圧力調整弁24および遮断弁25を経由して、圧延油の原油が供給されるようになっている。そして、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行わない定常圧延時には、遮断弁25を閉じてク−ラントタンク8からのみ圧延油5を供給しているが、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行うときには、遮断弁25を開いて圧延油の原油をミキサ−21に供給し、ミキサ−21によりク−ラントタンクから送られてきた圧延油とミキシングタンクから送られてきた圧延油の原油をミキシングして、濃度の高い圧延油として供給するようにしている。
【0037】
図3のグラフは、図5および図6を説明したときと同じ条件および同じタイミングで、第1スタンドのワ−クロ−ルをシフトさせるに際して、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行わない定常圧延時に供給している圧延油の原油濃度1.5%のエマルション油(圧延油)に加えて、圧延油の原油濃度3.0%のエマルション油(圧延油)を同量追加して供給したときの、(a)はワ−クロ−ルシフト位置の変化を、(b)は第1スタンド出側における板厚の変化を、(c)は第2スタンド出側における板厚の変化を、(d)は最終スタンドである第5スタンド出側における板厚の変化を、(e)は第1スタンドにおける先進率の変化をそれぞれ示すグラフである。
【0038】
この冷間圧延方法においても、上述のようにして圧延を行うので、ワ−クロ−ルシフト中も潤滑状態が良好に維持され、板材の仕上板厚が変動することはない。
【0039】
次に、本発明の第3の実施の形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を図4により説明する。図4は、この冷間圧延方法を実施するときの配管系統図である。図4で前記図2と共通するところは同一符号を付し、共通部分の詳細説明は省略する。この冷間圧延方法においては、ミキシングタンク22に、ク−ラントタンク8のエマルション油(圧延油)よりも乳化剤の濃度を低減した、すなわちエマルション粒径の大きいエマルション油(圧延油)を貯蔵しておく。そして、圧延中にワ−クロ−ルシフトを行わない定常圧延中は、遮断弁25を閉じてク−ラントタンク8からエマルション油(圧延油)を供給する。圧延中にワ−クロ−ルシフトを行うときには、遮断弁25を開くとともに遮断弁26を閉じて、ミキシングタンク22にからエマルション粒径の大きいエマルション油(圧延油)を供給する。
【0040】
この冷間圧延方法においても、上述のようにして圧延を行うので、ワ−クロ−ルシフト中も潤滑状態が良好に維持され、板材の仕上板厚が変動することはない。
【0041】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、シフトスタンドでの圧延速度、シフト速度およびワ−クロ−ル表面粗さが種々異なる場合について、本発明のシフト時に圧延油の濃度、供給量およびエマルション粒径のうちの少なくとも一つを高めて圧延するときと、従来のシフト時においても定常圧延時と同じ圧延油の濃度、供給量およびエマルション粒径で圧延するときとについて、最終スタンドにおける板厚の変動量(μm)がどのように変化するか調査した。その結果を表1に示す。
【0042】
【表1】
【0043】
表1から明らかなように、同一圧延条件においては、ワ−クロ−ルシフト中に、圧延油の濃度、供給量およびエマルション粒径のうちの少なくとも一つを高めて圧延したほうが、板厚の変動量は小さくなることが分かる。
【0044】
【発明の効果】
圧延中にワ−クロ−ルシフトを行うに際して、潤滑条件の悪くなるシフトスタンドにおける潤滑状態を、シフト位置を変更する間のみ高めるようにしたので、仕上板厚の変動が防止でき、安定して冷間タンデム圧延ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を説明するための配管系統図である。
【図2】本発明の第2の実施形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を説明するための配管系統図である。
【図3】本発明を実施したときの、板厚や先進率の変化等の経時的な変化示すグラフであり、(a)はワ−クロ−ルシフトを行う上下ワ−クロ−ルの胴部中心とパスライン中心間の距離の変化を、(b)は第1スタンド出側における板厚の変化を、(c)は第2スタンド出側における板厚の変化を、(d)は最終スタンドである第5スタンド出側における板厚の変化を、(e)は第1スタンドにおける先進率の変化をそれぞれ示すグラフである。
【図4】本発明の第3の実施形態の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を説明するための配管系統図である。
【図5】従来の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を実施したときの板厚等の経時変化を示すグラフであり、(a)はワ−クロ−ルシフト位置の変化を、(b)は第1スタンドにおける圧延荷重の変動を、(c)は第1スタンド出側における板厚の変化を、(d)は第2スタンド出側における板厚の変化を、(e)は最終スタンドである第5スタンド出側における板厚の変化を、それぞれ示すグラフである。
【図6】従来の圧延中にワークロールシフトを行う板材の冷間圧延方法を実施したときの先進率や張力変動の経時変化を示すグラフであり、(a)は第1スタンドにおける先進率の変化を、(b)は第1〜2スタンド間張力の変化を、(c)は第1スタンド入側張力の変化を示すグラフである。
【図7】シフトスタンドの圧延速度と先進率の変化量との関係を、シフト速度をパラメタ−として示したグラフである。
【図8】シフトスタンドの圧延速度と先進率の変化量との関係を、ワ−クロ−ルの表面粗さおよび圧延油の濃度をパラメタ−として示したグラフである。
【符号の説明】
1 ワ−クロ−ル
2 バックアップロ−ル
3 圧延スタンド
4 板材
5 圧延油
6 圧力調整弁
7 圧延油供給配管
8 ク−ラントタンク
9 ク−ラントポンプ
10 ク−ラントヘッダ
21 ミキサ−
22 ミキシングタンク
23 ポンプ
24 圧力調整弁
25 遮断弁
26 遮断弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art When a sheet material is rolled by a continuous rolling mill, in order to reduce an edge drop generated at an end portion of the sheet, rolling is performed by shifting a work roll in an axial direction. This work shift is performed not only for the purpose of reducing the edge drop but also for the work formed by the corner portion of the plate contacting the work. It is also used for the purpose of preventing the occurrence of edge marks on the roll and controlling the shape in the plate width direction.
[0003]
In particular, when the work shift is applied for the purpose of reducing the edge drop, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-51921, for example, the shape of one end of the work roll is used. Is processed into a taper shape.
[0004]
When rolling by work-roll shift is applied to cold rolling, cold rolling is generally continuous rolling in which a plurality of original coils (coils before cold rolling) are welded and connected one after another. It is necessary to carry out a work shift during rolling, mainly in accordance with the width of the original coil to be rolled.
[0005]
However, if the work shift is performed during rolling, a problem as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-100502 occurs. That is, during the work shift, the plate material is formed on the surface of the work roll in a direction perpendicular to the axial direction (the feed of the grinding wheel during the roll grinding). Is skewed with respect to circumferential streaks generated on the roll surface accompanying the rolling, the friction coefficient is increased, and the thickness of the original coil rolled during the work shift is increased. Increase.
[0006]
In order to prevent such behavior, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-100502 discloses a method for controlling the rolling speed at a shift speed determined by using at least one of the rolling speed and the surface roughness of the rolling as a control factor. The method of rolling while shifting is disclosed.
[0007]
Regarding the increase in the coefficient of friction which causes such an increase in sheet thickness, a similar report has been made in a rolling method in which the upper and lower rolls are crossed (October 1992, The 43rd Lecture Meeting on Plastic Working) , Lecture Papers II, "Load Characteristics of Cold Cross Rolling of Thin Sheets").
[0008]
The phenomenon in the cross roll rolling is the same as that in the case where the rolled material shifts during rolling, in that the rolled material skews with respect to the grinding line on the surface of the roll.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional technology has the following problems.
[0010]
In other words, the present inventors applied the BISRA-AGC to the stand for performing the shift of the wheel during rolling to control the thickness of the stand while performing the shift of the wheel during rolling. The thickness of the sheet on the exit side of the stand and the thickness on the downstream side were changed.
[0011]
FIG. 5 shows a 5-stand continuous cold rolling mill to which BISRA-AGC is applied as an automatic thickness control means in the first stand, and the sheet material is cooled at a rolling speed of 45 m / min in the first stand. Is a graph showing the behavior of a rolling mill and a rolled material over time when the work of the first stand having a surface roughness of 1 μm and having a surface roughness of Ra is shifted in the axial direction at a shift speed of 2 mm / min. (A) shows the change in the distance between the center of the trunk of the upper and lower wheels of the first stand that performs the wheel shift and the center of the pass line (hereinafter referred to as the "wheel shift position"). (b) shows the change in the rolling load at the first stand, (c) shows the change over time in the sheet thickness on the exit side of the first stand, (d) shows the change in the sheet thickness on the exit side of the second stand, and (e). ) Is the final stand, the fifth stand exit side The change in the definitive thickness is a graph showing respectively.
[0012]
As can be seen from FIG. 5 (b), in the first stand that performs a shift in rolling during rolling, the rolling load increases only during shifting in the roll.
[0013]
The BISRA-AGC (BISRA-type sheet thickness control device) can prevent such an increase in the sheet thickness caused by the increase in the rolling load, and as shown in FIG. The thickness is controlled to be substantially constant.
[0014]
However, even if the plate thickness is kept constant at the first stand for performing the wheel shift, the next plate thickness on the exit side of the second stand is maintained while the wheel shift is performed at the first stand. As shown in FIG. 5D, the thickness of the finished plate on the exit side of the fifth stand, which is the final stand, is reduced by several μm to several μm from the target plate thickness, as shown in FIG. It is smaller by about 10 μm.
[0015]
The technique disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-100502 is for maintaining the output side plate thickness of a stand performing a work shift in a constant manner. There is a problem that it cannot be retained.
[0016]
Incidentally, Japanese Patent Publication No. 60-51921 does not disclose a measure for thickness fluctuation when performing a wheel shift during rolling.
[0017]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to prevent a change in a finished plate thickness when performing a work roll shift during rolling.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The cold rolling method of a plate material for performing a work roll shift during rolling according to the present invention is characterized in that, in a stand to which BISRA-AGC is applied as an automatic thickness control means , a work roll which is arranged vertically above and below is provided. In shifting in the respective axial directions during rolling, at least one of the concentration of the rolling oil, the supply amount, and the emulsion particle size is determined during the period from the start to the end of the work shift. Rolling is performed with a change in comparison with the time of steady rolling in which rolling is not performed.
In addition, when shifting the vertically arranged work rolls in the respective axial directions during the rolling, the concentration of the rolling oil, the supply amount, and the emulsion from the start to the end of the work shift shift. By changing at least one factor of the grain size as compared with that at the time of steady rolling without performing the work shift, the rolling is performed while suppressing the variation of the advanced ratio.
[0019]
Further, when the surface roughness of the work is 0.5 μm or more in Ra, the above cold rolling method is performed.
[0020]
The inventor of the present invention has analyzed in detail the cause of thickness variation when performing a work roll shift during rolling, and has found that the following mechanism is an essential cause. That is, when performing a work roll shift during rolling, the rolled material will be skewed with respect to the grind on the roll surface, a change occurs in the lubrication state of the roll bite, not only the average value of the friction coefficient, Due to the change in the distribution, the neutral point is moved in the roll bite exit side direction, and the increase in the tension between the stands in front of the stand is concluded to be the cause of the thickness variation. .
[0021]
Generally, the lubrication state in the roll bite during cold rolling is such that the lubricating oil film introduced at the bite entrance becomes thinner as the material elongates in the rolling direction, and the contact portion between the roll and the rolled material expands. Will be done. Therefore, at the roll bite inlet, fluid lubrication was dominant, but it is considered that the boundary lubrication area expanded toward the roll bite outlet, and the rolled material was skewed relative to the grinding roll roll. It is believed that the impact of doing so will be closer to the roll bite exit, ie, more affected in the advanced region.
[0022]
FIG. 6A is a graph showing the change with time of the advance rate of the first stand that performs the wheel shift when the wheel shift is performed under the same conditions and timings as those described in FIG. (B) is a graph showing the temporal change of the tension between the first and second stands (the tension between the front stands), and (c) is a graph showing the temporal change of the tension on the first stand entrance side (the rear tension). As described with reference to FIG. 5, despite the fact that the plate thickness on the exit side of the shift stand is kept constant by BISRA-AGC, as shown in FIG. Is confirmed. Further, as shown in FIG. 6C, the tension between the front stands is increased by about 10% as shown in FIG. 6B, although the rear tension is controlled to be substantially constant. I understand.
[0023]
It is a well-known fact that an increase in the tension between the front stands greatly affects the thickness of the exit side plate of the front stand (second stand). It was concluded that this was the mechanism of plate thickness fluctuation when performing work roll shift.
[0024]
That is, the thickness variation that occurs when a work roll shift is performed during rolling is a variation in the advance rate caused by a change in the lubrication state during the work shift. The variation in the finished plate thickness is essentially a shift of the neutral point toward the roll bite exit side due to a change in the lubrication state, that is, a variation in the advance ratio and an increase in the tension between the front stands due to this. This occurs even when the delivery side plate thickness of the shift stand is kept constant by means such as AGC.
[0025]
Such a forward movement of the neutral point is caused by the fact that the rolled material is skewed with respect to the grinding line on the roll surface during the work roll shift, thereby changing the lubrication state, and the rolling speed is reduced. , Shift speed, roll surface roughness and rolling oil viscosity are the main influencing factors.
[0026]
The movement of the neutral point, that is, the fluctuation of the advanced ratio, becomes larger as the rolling speed is slow, the shift speed is high, the roll surface roughness is rough, and the lubricating property of the rolling oil is poor.
[0027]
The graph of FIG. 7 shows that the rolling speed (mpm) of the first stand and the amount of change (%) in the advance rate when the work of the first stand having a surface roughness Ra of 1 μm was shifted during rolling. ) Is shown as the shift speed as a parameter. From the figure, it can be seen that the amount of change in the advance ratio increases as the rolling speed decreases, but also increases as the shift speed increases.
[0028]
The graph of FIG. 8 shows the change in the rolling rate (mpm) of the first stand and the rate of advance (%) when the work of the first stand was shifted at a shift speed of 2 mm / sec during rolling. 2) shows the surface roughness of rolling and the concentration of rolling oil as parameters. From the figure, it can be seen that the variation of the advance ratio increases as the surface roughness of the work becomes rougher and as the rolling oil concentration becomes lower, that is, the lubricity becomes worse.
[0029]
The amount of movement of the neutral point has a large correlation with the amount of change in the tension between the front stands and the amount of change in the plate thickness. In particular, when the surface roughness of the roll is 0.5 μm or more in Ra, the fluctuation of the advanced ratio is remarkable, and as for the rolling oil, the higher the concentration, the larger the supply amount, and the larger the emulsion particle size. , The fluctuation of the advance rate is reduced. By the way, work roll shift is a technique whose main purpose is to control the profile shape in the sheet width direction. In a completely continuous rolling mill, the shift position of the work roll during rolling is determined according to the sheet width of the steel sheet. Need to be changed. In order to reduce a transition region (a longitudinal direction range of a sheet material affected by a thickness shift or the like due to a work shift) caused by changing the shift position, the shift position is changed at a high speed. In addition, it is necessary to reduce the rolling speed. However, it is not practical to limit the shift speed and the rolling speed in order to exert the original function of the work roll shift. In addition, it is possible to reduce the variation of the advance rate by making the roll surface roughness finer, but since the slip between the material and the roll is likely to occur, the rolling reduction per stand is restricted. This is not a good idea because of the inconvenience.
[0030]
In such a situation, it is effective to control the lubrication state as a means for suppressing the fluctuation of the advance rate. That is, the advance rate fluctuation when performing the work roll shift during rolling is reduced as the concentration of the rolling oil is higher, the supply amount is larger, and the emulsion particle size is larger. In addition, by using any of these means, it becomes possible to reduce the thickness variation to a level at which there is no practical problem. However, when using a high-viscosity oil having a viscosity at 40 ° C. of the rolling oil exceeding 100 cst, there is no practical problem without taking such measures.
[0031]
On the other hand, such a concentration of the lubricating oil, an increase in the supply amount, an increase in the emulsion particle size or the use of the high-viscosity oil increase the use amount of the rolling oil. Therefore, during steady rolling, in which the work roll is at a fixed position, the concentration of the lubricating oil, the supply amount, or the emulsion particle size is set lower than during the work shift to reduce the amount of rolling oil used. Should also be reduced.
[0032]
When the rolling speed is high and the shift speed is low, the fluctuation of the advanced ratio and its influence on the fluctuation of the sheet thickness are extremely small, and are at a level that causes no practical problem. According to the study by the present inventors, it has been found that the variation of the advanced ratio becomes large under the condition that the rolling speed in the shift stand is 100 mpm or less and the shifting speed is 0.5 mm / sec or more.
[0033]
By the way, in order to control the thickness variation in tandem rolling, the technology of adjusting the concentration of the rolling oil, the supply amount, the emulsion particle size, etc. is general, but originally from the purpose of controlling the profile in the width direction of the plate. It can be said that a method of adjusting the rolling oil in correspondence with the operation of the work roll shift to be used, in order to prevent the thickness fluctuation caused by the disturbance, has not been seen so far. As a result, it is possible to change the shift position to the target shift position without restricting the shift speed unlike the related art, and it is possible to reduce the amount of change in the plate thickness.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A cold rolling method for a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a piping system diagram when performing this cold rolling method. In this cold rolling method, a plurality of rolling stands 3 (only two stands are shown in FIG. 1) constituted by a pair of upper and lower work rolls 1 and a pair of upper and lower backup rolls 2 are shown. When the pair of upper and
[0035]
In this cold rolling method, since the rolling is performed as described above, the lubricated state is maintained well even during the work shift, and the finished plate thickness of the plate material does not change.
[0036]
Next, a cold rolling method for a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a piping system diagram when performing this cold rolling method. In FIG. 2, portions common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of common portions is omitted. In this cold rolling method, in addition to the case of the cold rolling method of the plate material performing the work roll shift during the rolling of the first embodiment, a
[0037]
The graph of FIG. 3 shows that, under the same conditions and at the same timing as those described with reference to FIGS. 5 and 6, when the walker of the first stand is shifted, the steady rolling is performed without performing the walker shift during rolling. When an equal amount of an emulsion oil (rolling oil) having a crude oil concentration of 3.0% is additionally supplied in addition to an emulsion oil (rolling oil) having a crude oil concentration of 1.5% of the rolling oil supplied at the time. (A) shows the change in the work shift position, (b) shows the change in the plate thickness on the exit side of the first stand, (c) shows the change in the plate thickness on the exit side of the second stand, (d) () Is a graph showing the change in the plate thickness on the exit side of the fifth stand, which is the last stand, and (e) is a graph showing the change in the advanced ratio in the first stand.
[0038]
Also in this cold rolling method, since the rolling is performed as described above, the lubricated state is maintained well even during the work shift, and the finished plate thickness of the plate material does not change.
[0039]
Next, a cold rolling method for a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a piping system diagram when performing this cold rolling method. In FIG. 4, portions common to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of common portions is omitted. In this cold rolling method, an emulsion oil (rolling oil) having a lower emulsifier concentration than the emulsion oil (rolling oil) of the coolant tank 8, that is, an emulsion oil (rolling oil) having a large emulsion particle size, is stored in the
[0040]
Also in this cold rolling method, since the rolling is performed as described above, the lubricated state is maintained well even during the work shift, and the finished plate thickness of the plate material does not change.
[0041]
【Example】
In order to confirm the effect of the present invention, when the rolling speed, the shifting speed and the surface roughness of the work in the shift stand are variously different, the concentration of the rolling oil, the supply amount and the emulsion particle size at the time of shifting according to the present invention. The variation in the thickness of the final stand at the time of rolling at least one of the above, and at the time of conventional shifting, when rolling with the same rolling oil concentration, supply amount and emulsion particle size as during steady rolling, It was investigated how the amount (μm) changes. Table 1 shows the results.
[0042]
[Table 1]
[0043]
As is clear from Table 1, under the same rolling conditions, it was better to increase the rolling oil concentration, the supply amount, and the emulsion particle size during the work-roll shift by increasing at least one of the rolling oil thickness. It can be seen that the amount is smaller.
[0044]
【The invention's effect】
When performing a work shift during rolling, the lubrication state of the shift stand where the lubrication conditions are poor is increased only while changing the shift position. Can perform tandem rolling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a piping system diagram for explaining a cold rolling method for a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a piping system diagram for explaining a cold rolling method for a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are graphs showing changes with time, such as changes in plate thickness and advanced ratio, when the present invention is carried out. FIG. The change in the distance between the center and the center of the pass line, (b) the change in the plate thickness on the exit side of the first stand, (c) the change in the plate thickness on the exit side of the second stand, and (d) the final stand (E) is a graph showing a change in the plate thickness on the exit side of the fifth stand, and (e) is a graph showing a change in the advance rate at the first stand.
FIG. 4 is a piping system diagram for explaining a cold rolling method for a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing time-dependent changes in sheet thickness and the like when a conventional cold rolling method of a sheet material in which a work roll shift is performed during rolling is performed. , (B) shows the change in the rolling load in the first stand, (c) shows the change in the plate thickness on the exit side of the first stand, (d) shows the change in the plate thickness on the exit side of the second stand, and (e). Is a graph showing a change in plate thickness on the exit side of the fifth stand, which is the last stand.
FIG. 6 is a graph showing a temporal change of an advance ratio and a tension variation when a conventional cold rolling method of a plate material performing a work roll shift during rolling is performed, and FIG. FIG. 4B is a graph showing a change, FIG. 4B is a graph showing a change in tension between the first and second stands, and FIG.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the rolling speed of the shift stand and the amount of change in the advance ratio, with the shift speed as a parameter.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the rolling speed of the shift stand and the amount of change in the advance rate, as parameters of the surface roughness of the work roll and the concentration of the rolling oil.
[Explanation of symbols]
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22
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