JP3703388B2 - 圧延ロールのオンライン研削方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機間または圧延機内に組み込まれた圧延ロールのオンライン研削方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼板の熱間或は冷間圧延機に使用する圧延ロールは、鋼板を圧延することにより、ロールの通板部分のみが摩耗するため粗度が悪化し、ロール表面に肌荒れを生じ鋼板におけるスケール疵の発生原因となる。また、摩耗によりロールの通板部分と未通板部分との間に段差が生じ、ロール表面のプロフィルが変化する。
【０００３】
この摩耗段差が進行すると圧延された鋼板のプロフィルが変化し（例えば板厚形状においてはロールの摩耗部分に該当する部分が厚くなる）、板厚偏差の大きい成品が発生する。さらに、鋼板において端延び，中延びなどの非常に好ましからざる形状を呈することがある。
【０００４】
このような状況下で、通常鋼板の圧延は、広幅の板材から圧延を行い、次第に幅狭の板材の圧延を行うようロールスケジュールが設定されており、ロール摩耗が大きくなった頃合いを見計らってロールの組み替えを行うために、使用済みの圧延ロールを抜き出しオフラインでロールの研削を行っている。
また、最近では、生産性の向上を目指しロール組み替えの頻度を少なくするため、オンラインでロール研削を行うことが考えられている。
【０００５】
上記のように、圧延機間または圧延機内に組み込まれ、少なくとも圧延ロール１本に２つ以上のロール研削ユニットを備えた研削装置の各々を独立して研削することが可能なロール研削装置としては、例えば特開平６−３３５７１５号公報、特開平６−３３５７１６号公報等にその技術が開示されている。
【０００６】
しかしながらこれらの発明は、圧延機内の過酷な環境や使用される砥石の状態を考慮していないため、各研削ユニット間における研削量のバラツキを防止することができない。
ところで、このバラツキは、ロール冷却水や油圧延による回転砥石の目詰まりが原因と推定されるが、現段階ではその対策を講じることは不可能である。
【０００７】
また、特開平７−２２７６０６号公報には、圧延機内に組み込まれたオンラインロール研削装置の回転砥石の砥粒層をオンラインで容易にドレッシングすることが提案されているが、この発明のように、狭隘な圧延機にドレッシング砥石を設置することは困難であり、圧延機で起こる事故（主に２枚噛み事故）による破損の発生が予想されるので、現実には容易に実施することが困難である。
また、上記各発明のオンラインロール研削装置を使用する場合、圧延ロールの肌荒れを除去するために通板部の研削を行うことがあるが、研削量のバラツキのために、各ヘッドユニット間に研削段差が発生することにより圧延鋼板の形状、プロフィル異常の原因となるという弊害がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、各ロールユニットを独立に制御可能とし、目的に応じ砥石押付力、砥石回転数等の研削条件を自在に設定変化させることにより、上記のような問題点を解消し、ロール交換の頻度を少なくしようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来方法における問題点を解決するためになされたものであって、その要旨するところは、下記手段にある。
（１） 圧延機間または圧延機内に組み込まれた圧延ロールの表面を砥石の研削装置によって研削する圧延ロールのオンライン研削方法であって、研削装置の研削ユニットを研削する圧延ロール１本当たり２つ以上設け、該研削ユニット毎に砥石押付力を独立に制御可能となし、研削ユニットの一つを基準研削ユニットとして選択するとともに、予め該研削ユニットの研削効率を求め、さらに基準研削ユニットの研削量補正値及び基準研削ユニットに対する各研削ユニットの研削比を求めておくとともに、前記研削効率及び研削量補正値及び研削比から求めたトータル砥石押付力ゲインから研削ユニット毎に実砥石押付力を決定して圧延ロールの研削を行う圧延ロールのオンライン研削方法。
（２） 砥石押付力は基準砥石押付力とトータル砥石押付力ゲインとの積とする（１）記載の圧延ロールのオンライン研削方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明を詳細に説明する。
図１は本発明方法の概要について説明するために示した図である。図１において、ロールスタンド（図示せず）には圧延ロール１およびバックアップロール２が組み込まれており、さらに圧延ロール１には、それぞれ研削装置のヘッドユニット３が上・下の圧延ロール１に対応し、それぞれ２個づつ（ワークサイド（ＷＳ）、ドライブサイド（ＤＳ））に設けられており、それぞれオンラインロール研削装置制御計算機４から出力される砥石押付力および砥石回転速度に関する指令に基づいて作動が制御されるように構成されている。
また前記オンラインロール研削装置制御計算機４（以下ＯＲＧ研削装置制御計算機と称す）は上位計算機５からの指令により作動する。
【００１１】
本発明において、先ず、研削ユニット（上ＷＳ、上ＤＳ、下ＷＳ、下ＤＳ）の中から基準研削装置ユニットを選定し、予め研削効率（例えば、磁石回転速度を一定とした場合にオフラインにて各研削ユニット毎に単位砥石押付力、単位時間当たりの圧延ロール研削量の実績値を求め、その値の設計計算時の計算予測研削量に対する比を研削効率とする）を各研削装置ユニット毎に求める。
その値を基に次に▲１▼研削比Ｘ、▲２▼ヘッド間補正値Ｙ、▲３▼研削量補正値Ｚを求め、▲１▼〜▲３▼から▲４▼としてトータル砥石押付力ゲインａを決定し、ＯＲＧ研削装置制御計算機に入力し設定することで、精度良く圧延ロールを研削できることを知見した。
【００１２】
ここで、▲１▼研削比Ｘとは、基準研削装置ユニット（例えば上ＷＳを基準研削装置ユニットとする）の単位砥石押付力、単位時間当たりの実績研削量に対する他のユニットの実績研削量の比（例えば上ＷＳの研削量＝１．０として、他の３つの研削量の比）である。
次に▲２▼ヘッド間補正値Ｙとは、前記研削比の逆数（Ｙ＝１／Ｘ）である。すなわち、基準研削装置ユニットの研削効率に対する他ユニットの研削効率の比となる。
【００１３】
▲３▼研削量補正値Ｚとは、前記基準研削装置ユニットにおける研削量基準値（設計計算値）に対する研削量の比（例えば上ＷＳを基準研削装置ユニットとし、基準研削装置ユニットの研削量が研削量基準値に対して１．５倍大きくなったならば押付補正値Ｚ＝１．５となる）である。
▲４▼トータル砥石押付力ゲインａは、基準研削装置ユニットにおける研削量基準値（設計計算値）に対する他の研削装置ユニットの研削量の比を表し、前記▲１▼〜▲３▼から、下記（１）式によって表すことができる。
ａ＝１／Ｘ・Ｚ（或はａ＝Ｙ・Ｚ） ・・・・・（１）
【００１４】
さらに、必要研削量を要求時間内で研削するための理論計算等によって求めた基準砥石押付力を各研削ユニット毎に前記トータル砥石押付力ゲインで補正すれば、実際の砥石押付力が求められる。
以上のように、各研削装置ユニット毎の研削効率を考慮して各４つの研削装置ユニット毎に予めオフラインにてトータル砥石押付力ゲインを設定しておけば、砥石押付力を簡易に補正することができ、前記のような圧延ロール表面における研削段差を解消することができる。
【００１５】
次いで、上位計算機からＯＲＧ研削装置制御計算機への必要研削量の伝達について述べると、圧延命令（圧延対象スラブサイズ（幅、厚、長）と圧延後鋼板サイズ（幅、厚、長）、圧延ロール圧下力、圧延速度）から、対象圧延後のロール摩耗量を上位計算機で予測計算（ＯＲＧ研削装置制御計算機で未研削の場合の圧延後のロールプロフィル）して必要研削量を決定し、ＯＲＧ研削装置制御計算機に送る。また、圧延命令から計算した圧延機の圧延時間（すなわち研削可能時間）も同様に送る。
【００１６】
さらに、ＯＲＧ研削装置制御計算機から各研削ユニットへの押付力の伝達について述べると、上位計算機からの必要研削量と研削可能時間から演算する。すなわち、ＯＲＧ研削装置制御計算機では予め単位時間、単位押付力に対する基準砥石研削量が入力してあり、上位計算機から送られた必要研削量と研削可能時間から各研削ユニット毎の基準砥石押付力を計算する。
しかして、理論押付力に各研削ユニット毎に前記トータル砥石押付力ゲイン（ａ）で補正した砥石押付力指令値を各研削ユニットへ送る。
【００１７】
ここで、補正に用いる関係式は下記（２）式によって表すことができる。
Ｐｎ＝ａ・Ｐ ・・・・・（２）
但し、Ｐｎ：補正後の実際の砥石押付力
ａ：トータル砥石押付力ゲイン
Ｐ：基準砥石押付力（必要研削量と研削可能時間から計算される押付力）
【００１８】
また、上記説明は研削砥石回転速度を一定とした場合の例について述べたが、研削砥石押付力を一定とし、研削砥石回転速度を可変として砥石押付力の代わりに砥石回転速度によるトータル回転速度ゲインを求め、上記で説明したような手順で圧延ロールを研削することも勿論可能であり、さらには、砥石押付力と砥石回転速度の両者を共に可変とし、砥石押付力ゲインを求めて研削することもできる。
【００１９】
なお、本発明においては、前記のように、測定が完了している各研削ヘッドユニット毎の研削効率を考慮した押付力ゲイン、または回転速度ゲインをそれぞれ単独に設定できる制御系としているので、研削装置操作盤から入力して研削を実施することができる。
【００２０】
また、押付力ゲインまたは回転速度ゲインの代わりに直接、押付力あるいは回転速度の指令値を研削ユニット毎に設定することも可能である。すなわち、本発明方法においては、各研削ユニットを独立に制御することができ、それぞれの研削ユニットはゲイン調整のためのパラメーターの設定、または実績を設定することにより各研削ユニット毎に可変運転を行うことが可能である。
【００２１】
【実施例】
７スタンドを有する熱間仕上げ圧延機において、Ｆ５〜Ｆ７のロールスタンドの上・下圧延ロールにそれぞれ２個の研削ヘッドユニットを設け、本発明方法により圧延ロールの研削を行った。
それぞれの研削ヘッドユニットのゲイン調整を行ったが、その内代表例としてロールスタンドＦ５の下圧延ロール（ロール径７２０ｍｍ）について実施した例を以下に示す。
【００２２】
本発明の実施例に使用した研削ゲイン調整実績（ヘッド間補正ゲイン値（Ａ）、押付補正値（Ｂ）、トータルゲイン補正値（ａ））の例を表１に示した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
研削条件（ＷＳ、ＤＳとも同じ）
▲１▼理論押付力：３５０Ｎ→実質押付力は表１のａを掛けた値
▲２▼ＯＲＧ横行速度：３０ｍｍ／ｓ
▲３▼砥石回転速度：１５００ｒｐｍ
上記本発明方法によるロール研削結果を図２に示した。図２においては研削後の圧延ロール表面状況の様子を分かりやすくするため、ロール長手方向の寸法と直径方向の寸法とで縮尺を変えて示している（図３においても同様）。
【００２５】
これに対してほぼ同様に下記条件で従来法によるロール研削を行った。
研削条件（ＷＳ、ＤＳとも同じ）
▲１▼理論押付力：３００Ｎ
▲２▼ＯＲＧ横行速度：３０ｍｍ／ｓ
▲３▼砥石回転速度：１５００ｒｐｍ
上記従来法によるロール研削結果を図３に示した。
これらの結果から判るように、本発明方法での研削法によれば研削後のバラツキが少なくなっていることが明らかである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、圧延ロールのオンライン研削を、各ロール毎にそれぞれ独立して行うことができるので、それぞれのロールの磨耗状態に対応して行う研削において、基準ヘッドユニットに対する各研削ヘッドユニットの研削量のバラツキを少なくでき、圧延ロールの表面の段差をなくすための適切な研削を行うことが可能となり、その結果、研削ロール組替時間の短縮が図られ、効率的な作業を行うことができる等、大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の概略を説明するための図面。
【図２】本発明による研削結果の１実例を示したグラフ。
【図３】従来法による研削結果の１例を示したグラフ。
【符号の説明】
１ 圧延ロール
２ バックアップロール
３ 研削ヘッドユニット
４ オンラインロール研削装置制御計算機
５ 上位計算機
６ 押付力制御ゲイン
７ 砥石回転速度制御ゲイン

Claims (2)

1. 圧延機間または圧延機内に組み込まれた圧延ロールの表面を砥石の研削装置によって研削する圧延ロールのオンライン研削方法であって、研削装置の研削ユニットを研削する圧延ロール１本当たり２つ以上設け、該研削ユニット毎に砥石押付力を独立に制御可能となし、研削ユニットの一つを基準研削ユニットとして選択するとともに、予め該研削ユニットの研削効率を求め、さらに基準研削ユニットの研削量補正値及び基準研削ユニットに対する各研削ユニットの研削比を求めておくとともに、前記研削効率及び研削量補正値及び研削比から求めたトータル砥石押付力ゲインから研削ユニット毎に実砥石押付力を決定して圧延ロールの研削を行うことを特徴とする圧延ロールのオンライン研削方法。
2. 砥石押付力は基準砥石押付力とトータル砥石押付力ゲインとの積とすることを特徴とする請求項１記載の圧延ロールのオンライン研削方法。

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