JP4392267B2 - ワークロールのオンライン研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機の操業中にワークロールを研削するオンライン研削方法に関する。

圧延機の操業中にワークロールを研削し、圧延によって生じるワークロール表面の凹凸をなくすことによって１本のロールによって圧延できる生産量（ロール単位）を増大させるオンラインロール研削装置は、従来から熱延鋼板における仕上げ圧延機などに用いられている。
すなわち、板圧延機のワークロールは、鋼板を圧延すると圧延巾の部分のみが摩耗し、非圧延部分との間に摩耗段差が生じる。この摩耗段差が発生したロールを用いて摩耗幅以上の幅を有する鋼板を圧延すると，板厚精度や平坦度を悪化させるという問題があった。
そこで、広幅の板から狭幅の板の順に圧延するなど圧延スケジュールを制約する必要が生じるため、オンラインロール研削装置により、圧延の進行に伴って増大する摩耗段差を圧延中に逐次研削・除去することで無害化してロール単位を増大させることができる。
＜オンラインロール研削装置に必要な機能＞
オンラインロール研削装置は、圧延機に設置された研削装置であり、砥石をワークロールに接触させ、ワークロールを回転させながら砥石をロール軸方向に移動させて研削する。
圧延によってワークロールの板道（鋼板と接触する部分）が摩耗するため、板道外の摩耗せずに残った段差を除去することが研削の目的であり、この段差を研削除去できれば、初期のロールプロファイルを維持することができ、圧延巾の制約なく圧延順を自由に構成することができる。

＜従来の技術と問題点＞
例えば、特開平５−２３７１５号公報には、ワークロールが被圧延材を噛み込む時および噛み抜け時に、該ワークロールの研削を中断する方法、即ち、噛み込み時、噛み抜け時以外に研削を行うことによりロール噛み込み時等のショックによりロール表面に研削斑が生じることを防止する方法が開示されている。
特開平５−２３７１５号公報が対象とするのは長尺の熱延鋼板をタンデム圧延機によって連続圧延する場合であり、圧延時間が長いため、圧延中にワークロールの研削を一気に完了することができる。
従って、ロールの研削範囲をロールの端部から一定範囲に設定すれば、研削完了時点で適正なロールプロファイルとなり、板厚精度を確保するうえで問題はなかった。

しかし、例えば板厚が６ｍｍ以上の短尺の厚板を圧延する場合はリバース圧延機による間欠圧延となるため、圧延中にロール研削を一気に完了することはできず、研削可能なまとまった時間としては、鋼板の圧延方向を変更するターン時またはアイドル時しかない。
ここに、アイドル時とは、被圧延材を噛み込んでいない状態で圧延機を空運転する時間をいう。
一般的に、厚板圧延では2回のターンタイミングがある。長手方向圧延から幅方向圧延に変更する場合、幅方向圧延から長手方向圧延に戻す場合である。
このターン時またはアイドル時にロール研削を行う場合、従来のように、研削範囲をロールの端部から一定範囲に設定すると、１回目の研削が終了した時点ではロールのプロファイルが左右非対称になってしまい、この状態で圧延すると左右の板厚精度が低下し、鋼板にキャンバーが発生する原因となるという問題点があった。

そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、厚鋼板などの圧延時間が短い短尺被圧延材を圧延対象とする圧延機におけるターン時またはアイドル時に適正なロールプロファイルを実現するロール研削を行うことができるオンラインロール研削方法を提供することを課題とする。

本発明は、ワークロールの研削範囲の設定方法を工夫することにより、上記課題を解決
するためになされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通り
の下記内容である。
（１）圧延機のワークロールの軸方向に２機の回転砥石を設け、該２機の回転砥石を同一方向に走行移動しつつワークロールの両端部の非磨耗部をそれぞれ内側と外側に分割して研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記２機の回転砥石の研削範囲を前記ワークロールの軸方向中央に対して左右対称範囲とし、かつ、研削範囲長さを左右同一とし、しかも該ワークロールの軸方向の中央に近い前記内側の分割領域から開始することを特徴とするワークロールのオンライン研削方法。
（２）前記研削範囲長さは、あらかじめ被圧延材の圧延スケジュールからワークロールの研削可能時間を予測し、この予測したワークロールの研削可能時間における前記回転砥石の走行移動可能範囲により決定することを特徴とする（１）に記載のワークロールのオンライン研削方法。

本発明によれば、ワークロールの研削範囲をロールの軸方向中央に対して左右対称にすることにより、厚鋼板などの圧延時間が短い短尺被圧延材を圧延対象とする圧延機におけるワークロールにも適用でき、鋼板をターンするタイミングで適正なロールプロファイルを実現するロール研削を行うことができるオンラインロール研削方法を提供することができ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）２機の砥石が同一方向に移動するため、砥石同士が干渉しない。
２）研削範囲を左右対称で同一長さとするため、キャンバー等がない良好なプロフィールを有する鋼板を得ることができる。

本発明の実施形態について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。
本実施形態においては、被圧延材の代表例として厚鋼板について説明する。
図１および図２は、本発明のオンライン研削方法の実施形態を例示する図である。
図２において、１はワークロール、２はバックアップロール、３はロール研削装置を示す。
本実施形態においては、上下のワークロール１のそれぞれに左右一対、合計４台のロール研削装置６が設けられており、図１に示すように、シリンダを動作させることによって、研削ヘッドがフレームおよびガイドに沿って進退し、砥石をワークロール１の表面に押し付けながらロール軸方向に移動させることによってワークロールの表面を研削することができる。

図２は、本発明のロール研削方法における研削タイミングを例示する図である。
図２の縦軸は時間軸を示し、左側の図は、被圧延材である鋼板中央部の軌跡を示し、右側の図は研削装置の研削ヘッド位置を示す図である。
被圧延材は、まずターンされ、複数回往復するリバース圧延によって幅出圧延された後に、再度ターンされて、リバース圧延によって仕上げ圧延される。
本実施形態においては、上記の被圧延材のターン時またはアイドル時にロール研削を行うため、右側の図のように被圧延材がターンする間またはアイドル時に研削ヘッドをワークロールに押し付けながらロール軸方向に移動させて研削する。
ここに、アイドル時とは、被圧延材を噛み込んでいない状態で圧延機を空運転する時間をいう。

本発明においては、圧延機のワークロールの軸方向に２機の回転砥石を設け、該２機の回転砥石を同一方向に走行移動しつつワークロールに押し付けて研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記２機の回転砥石の研削範囲をワークロールの軸方向中央に対して左右対称範囲とし、かつ、研削範囲長さを左右同一とすることを特徴とする。
２機の回転砥石を同一方向に走行移動しつつワークロールに押し付けて研削するため、砥石同士の間隔が一定に保たれるので砥石同士が干渉することがない。
２機の回転砥石の研削範囲を前記ワークロールの軸方向中央に対して左右対称範囲とし、かつ、研削範囲長さを左右同一とすることによって研削後のワークロールのプロファイルをロール軸方向中央に対して左右対称の適正な状態に維持することができる。
また、研削範囲をワークロールの軸方向中央に対して左右それぞれの内側と外側の２種類に分割し、同時に研削する研削範囲を内側同士または外側同士とすることによって、研削を例えば２回のターンのタイミングに分割した場合であっても、ワークロールのプロファイルを左右対称の適正な状態に維持することができる。
さらに、研削範囲長さは、あらかじめ被圧延材の圧延スケジュールからワークロールの研削可能時間を予測し、この予測したワークロールの研削可能時間における前記回転砥石の走行移動可能範囲により決定することにより、適正な研削長さを決定することができる。

図３は、本発明のオンラインロール検索方法の実施例を示すワークロールの側面図である。
図３において、ロールの軸方向中央付近は、圧延によってロールが磨耗しており、ロールの両端部は磨耗していないため、ロール両端部を研削することにより、均一なロールプロファイルを維持することができる。
本実施例においては、ロールの左右の研削範囲をそれぞれ内側と外側に２分割し、１回目の研削により内側同士を研削し、２回目の研削で外側同士を研削することによって、１回目および２回目の研削完了時点で、左右対称なロールプロファイルを維持することができる。

図３の下段は、研削砥石の動作を模式的に示したものであり、●印が研削砥石の中心位置を示す。
まず、１回目の研削で、左右の内側同士の研削範囲を研削するが、この際、研削砥石は同一方向に移動させる。これによって、研削砥石の間隔を一定に保つことができるので砥石同士の干渉を防止することができる。
次に、２回目の研削で、左右の外側同士の研削範囲を研削するが、この際も、研削砥石は同一方向に移動させるため、図３の左側の研削砥石は、研削開始前に左端に研削砥石を移動しておく必要がある。
このように、研削範囲を設定することによって、被圧延材のターン時間や圧延機のアイドル時間にロール研削を分割して行う場合であっても、それぞれの研削完了時点でロールプロファイルを左右対称な適正なプロファイルに維持することができるので、被圧延材の左右の板厚精度を向上させることができるので、鋼板のキャンバーの発生を防止することができる。

なお、被圧延材のターンに要する時間は平均すると約15秒/回である。この間に研削を行うが、時間的に十分な余裕がないため、予めターン時間中に研削する範囲を算出しておき、ロールの研削範囲を設定しておくことによって効率よく研削することができる。
圧延パススケジュールより、鋼板のターンタイミングは事前に把握可能である。そのタイミングに合わせて砥石を研削開始位置に移動させておき、ターンタイミング直前の圧延パスの噛抜けが確認できたら、砥石をロールに押し付け、研削を開始する。噛抜けの確認は圧延反力を検出するロードセルの出力信号を利用するとよい。噛抜けた鋼板のターンと並行してワークロールの研削を行う。鋼板のターンはテーブルロールの回転制御であるため、圧延機のワークロール回転数は自由に設定可能である。目標とする位置に砥石が到達したら砥石をロールから退避させ、研削完了とする。

＜ターン時間の予測方法＞
鋼板サイズ（幅、長さ）や重量によってターンのし易さが変化する。ターンは幅方向センター部で径の異なるテーブルロールを回転制御することにより行うが、幅長比（長さ／幅）が大きい場合、径差の異なるテーブルロールとの接触面積が少なくターンしにくい傾向があるため、これらの条件によってターン時間は予測可能である。予測したターン時間に基づいて研削範囲を設定すれば、１）研削に対してターンが早く完了し、圧延開始を待つ（生産性低下）、あるいは２）ターンに対して研削が早く完了し、研削チャンスを有効に利用できない（研削不足）、等のロスを低減することができる。

本発明のオンラインロール研削方法の実施形態を例示する図であり、圧延機を側面から見た断面図である。 本発明のオンライン研削方法の実施形態を例示する図である。 本発明のオンラインロール検索方法の実施例を示すワークロールの側面図である。

符号の説明

１ ワークロール
２ バックアップロール
３ ロール研削装置

Claims (2)

1. 圧延機のワークロールの軸方向に２機の回転砥石を設け、該２機の回転砥石を同一方向に走行移動しつつワークロールの両端部の非磨耗部をそれぞれ内側と外側に分割して研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記２機の回転砥石の研削範囲を前記ワークロールの軸方向中央に対して左右対称範囲とし、かつ、研削範囲長さを左右同一とし、しかも該ワークロールの軸方向の中央に近い前記内側の分割領域から開始することを特徴とするワークロールのオンライン研削方法。
2. 前記研削範囲長さは、あらかじめ被圧延材の圧延スケジュールからワークロールの研削可能時間を予測し、この予測したワークロールの研削可能時間における前記回転砥石の走行移動可能範囲により決定することを特徴とする請求項１に記載のワークロールのオンライン研削方法。

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