JP4525037B2 - Roller straightening method for steel sheet - Google Patents
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Description
本発明はローラレベラを用いた鋼板の矯正方法に関し、特に矯正において鋼板に残留モーメントが発生することを防止し、後工程での切断加工において反りや曲がりが発生しないようにすることが可能な鋼板のローラ矯正方法に関する。 The present invention relates to a method for correcting a steel sheet using a roller leveler, and in particular, a steel sheet capable of preventing a residual moment from being generated in a steel sheet during correction and preventing warping and bending in a cutting process in a subsequent process. The present invention relates to a roller correction method.
熱間圧延鋼板は、素材となるスラブ等の鋼片を加熱炉で再加熱した後、高圧水によるデスケーリングでスケールを除去しながら圧延機により熱間圧延され、所望の板厚、板幅、長さとなる。その後、必要に応じて加速冷却が行われ、さらに冷却床にて冷却された後、所定の寸法に切断されて製品となる。このような工程で製造された鋼板は、圧延における鋼板の温度分布や圧延での伸び変形の不均一により、形状不良が発生することがある。
温度分布の発生原因としては、加熱炉でのスラブの加熱むらやデスケーリングでの高圧水噴射の不均一、熱間圧延でのロール冷却水や制御圧延のための冷却の影響、さらには圧延後の加速冷却における冷却不均一などがあげられる。
また、見かけ上平坦な鋼板であっても、冷却後の鋼板には残留応力が生じている場合がある。特に圧延における鋼板の温度分布は、冷却過程において熱収縮量が不均一になることから、残留応力の発生に大きく影響している。
The hot-rolled steel sheet is re-heated in a heating furnace with a steel piece such as a slab as a raw material, and then hot-rolled by a rolling mill while removing the scale by descaling with high-pressure water, and the desired thickness, width, It becomes length. Thereafter, accelerated cooling is performed as necessary, and after further cooling in the cooling bed, the product is cut into a predetermined size to obtain a product. A steel sheet manufactured in such a process may have a defective shape due to the temperature distribution of the steel sheet in rolling or the unevenness of elongation deformation in rolling.
Causes of temperature distribution include slab heating unevenness in the heating furnace, non-uniformity of high-pressure water injection in descaling, influence of roll cooling water in hot rolling and cooling for controlled rolling, and after rolling Non-uniform cooling in accelerated cooling of
Moreover, even if the steel plate is apparently flat, residual stress may be generated in the steel plate after cooling. In particular, the temperature distribution of the steel sheet during rolling greatly affects the generation of residual stress because the amount of thermal shrinkage becomes uneven during the cooling process.
鋼板に平坦度不良が生じた場合、これを修正するために冷間でのローラレベラやプレスによる矯正が行われる。一般に能率やコストの面からローラレベラによる矯正が多く用いられており、平坦度を良くするだけでなく、鋼板の内部に残存する残留応力の低減にも冷間でのレベラによる矯正が有効であることが知られている。
鋼板の残留応力は、使用時に鋼板を切断する際に切断後の鋼板形状を変化させ、切断寸法の悪化を招くことから極力低減させることが望ましく、ローラ矯正ではできるだけ大きな曲げ曲率で矯正を行うことにより、残留応力を効果的に低減できる。
ところが、ローラレベラによる矯正では、鋼板に繰り返し曲げを与えることから、鋼板の内部に反りを発生させるモーメントが残留することがある。残留モーメントが板幅方向に分布している場合、矯正後の鋼板が板幅方向で釣り合っていれば見かけ上は平坦な鋼板となる。ところが、これを切断すると周囲の鋼板部分からの拘束がなくなり、切断部分の残留モーメントが顕在化するため、反りが発生することとなる。
When a flatness defect occurs in the steel sheet, cold roller leveler or press correction is performed to correct this. Generally, roller leveler correction is often used from the standpoint of efficiency and cost. In addition to improving flatness, cold leveler correction is effective for reducing residual stress remaining in the steel sheet. It has been known.
It is desirable to reduce the residual stress of the steel sheet as much as possible because it changes the shape of the steel sheet after cutting when cutting the steel sheet during use and causes the cutting dimensions to deteriorate. Thus, the residual stress can be effectively reduced.
However, in the correction by the roller leveler, the steel plate is repeatedly bent, and thus a moment that causes warpage may remain in the steel plate. When the residual moment is distributed in the plate width direction, an apparently flat steel plate is obtained if the corrected steel plate is balanced in the plate width direction. However, when this is cut, there is no restriction from the surrounding steel plate portion, and the residual moment of the cut portion becomes obvious, so that warpage occurs.
このような問題を解決するための従来の技術としては、ロール矯正機による鋼板矯正方法がある。
この方法は、次のようにして切断により顕在化する鋼板の反りを防止するものである。まず、ロール矯正機に厚鋼板を通板させ矯正して少なくとも見かけ上は平坦化した後、平坦化矯正時のロール矯正機の矯正ロールの鋼板板幅方向における矯正ロール最大変形量と、平坦化された厚鋼板にその切断後に平坦化矯正による鋼板内部応力に起因する形状不良が発生することを防止すべく予め設定された矯正ロール基準変形量とを比較し、矯正ロール最大変形量が矯正ロール基準変形量を超えていた場合には、矯正ロール最大変形量が矯正ロール基準変形量以下となる矯正条件にて、再度、ロール矯正機に平坦化された厚鋼板を通板させる（例えば特許文献１参照。）。
As a conventional technique for solving such a problem, there is a steel sheet straightening method using a roll straightening machine.
This method prevents the warpage of the steel sheet that becomes apparent by cutting as follows. First, let the thick steel plate pass through the roll straightening machine and straighten it, and at least apparently flatten it, then straighten the maximum deformation amount of the straightening roll in the width direction of the steel plate of the straightening roll of the roll straightening machine during flattening straightening and flattening Compared with the straightening roll standard deformation amount set in advance to prevent the occurrence of shape defects due to the internal stress of the steel plate due to the flattening straightening after the cutting, the straightening roll maximum deformation amount is the straightening roll When the reference deformation amount is exceeded, the flattened thick steel plate is again passed through the roll straightening machine under the correction conditions in which the maximum correction roll deformation amount is equal to or less than the correction roll reference deformation amount (for example, Patent Documents). 1).
また、このような板幅方向の残留モーメント分布が発生する原因は、ローラ矯正における板幅方向の圧下量が不均一となっていることであることから、ローラ矯正機の矯正ロールの撓みを制御して残留モーメントを低減させる方法が従来より提案されている。
この方法は、矯正ロールの撓みをベンディング用圧下装置により補正する際の圧下設定に関するもので、ベンディング用圧下装置の設定方法として開示されている（例えば特許文献２参照。）
このベンディング用圧下装置の設定方法として開示されているものには、次の２つの方法が記載されている。
（１）基準設定位置の設定において、鋼板に最も大きな塑性変形率が加えられるように設定した矯正ロールの押込み量の変動量および変動の傾向を用いる方法。
（２）鋼板の塑性変形に影響する最後の矯正ロールの押込み量の変動量および変動の傾向を用いる方法。
２つの方法の使い分けとしては、（１）は撓みや残留応力を鋼板の幅方向で同じレベルに除去することを主に目的とする方法で、例えば、ローラレベラによる矯正を塑性変形率を変えて複数回行う場合の、最初の矯正に有効であり、（２）は矯正後の鋼板に、幅方向で異なる上下方向反りが発生することを防ぐのを主な目的とする方法で、例えば、ローラレベラによる矯正を塑性変形率を変えて複数回行う場合の、最後の矯正に有効である、としている。
In addition, the reason why such residual moment distribution in the plate width direction occurs is that the amount of rolling reduction in the plate width direction in roller correction is uneven, so the deflection of the correction roll of the roller straightener is controlled. Thus, methods for reducing the residual moment have been conventionally proposed.
This method relates to a reduction setting when the bending of the straightening roll is corrected by the bending reduction device, and is disclosed as a setting method for the bending reduction device (see, for example, Patent Document 2).
The following two methods are described in what is disclosed as a setting method of the bending reduction device.
(1) A method of using a variation amount and a tendency of variation of the pressing amount of the straightening roll set so that the largest plastic deformation rate is applied to the steel plate in setting the reference setting position.
(2) A method of using the amount of fluctuation and the tendency of fluctuation of the pushing amount of the last straightening roll that affects the plastic deformation of the steel sheet.
As for proper use of the two methods, (1) is a method mainly intended to remove the bending and residual stress at the same level in the width direction of the steel sheet. For example, correction by a roller leveler can be performed by changing the plastic deformation rate. It is effective for the first straightening in the case of performing the rotation, and (2) is a method whose main purpose is to prevent vertical warpage different in the width direction from occurring in the straightened steel sheet. It is said that it is effective for the last correction when the correction is performed a plurality of times while changing the plastic deformation rate.
以上の従来技術は鋼板の切断により発生する反りを防止するための効果はあるものの、本発明者らの検討によれば以下のような問題がある。
特許文献１の技術は、鋼板を見かけ上平坦化する矯正における矯正ロールの変形量が予め設定された基準変形量を超えていた場合に、矯正条件を変えて再度矯正する方法である。
ところが、ローラ矯正機には複数の矯正ロールがあるにもかかわらず、どのロールを基準にすべきかが必ずしも明示されていない。また、ロールの変形量が大きい高強度鋼板や板厚の厚い鋼板を矯正する場合には、矯正荷重が大きいために基準変形量を満足するロール変形量では十分な圧下が行えない軽圧下矯正となり、切断後の鋼板の反り発生を防止できない場合がある。また、１パス目の矯正で発生した残留モーメントが大きな場合においては、再度通板するときの矯正条件がロール変形量基準以下というだけでは確実に前パスの残留モーメントを消去できる保証がなく、切断後の鋼板の反り発生を防止できない場合があった。
Although the above prior art has an effect for preventing warpage caused by cutting of a steel sheet, according to the study by the present inventors, there are the following problems.
The technique of Patent Document 1 is a method of correcting again by changing the correction condition when the deformation amount of the correction roll in correction for apparently flattening the steel sheet exceeds a preset reference deformation amount.
However, although there are a plurality of straightening rolls in the roller straightening machine, it is not always clearly shown which roll should be used as a reference. In addition, when straightening high strength steel sheets with large roll deformation and thick steel sheets, since the correction load is large, the roll deformation that satisfies the standard deformation can not be sufficiently reduced. In some cases, warpage of the steel sheet after cutting cannot be prevented. In addition, when the residual moment generated by straightening the first pass is large, there is no guarantee that the residual moment of the previous pass can be erased reliably if the straightening condition when passing again is below the roll deformation amount standard. In some cases, it was not possible to prevent the occurrence of warpage of the subsequent steel sheet.
次に特許文献２の技術によれば、鋼板の塑性変形に影響する最後の矯正ロールの押込み量の変動量および変動の傾向を用いることにより幅方向で異なる上下方向反りが発生することを防止することが可能であるとしているものの、複数回の矯正を前提とした技術である。また、出側圧下量は０になるよう設定するという記述があるものの、反りを防止するために必要な最適な圧下量については詳細な検討がなされていない。
ところが、本発明者らの検討によれば、ローラ矯正における反りの発生傾向は強圧下矯正を行う場合に顕著に現れる特性があり、このような場合には出側圧下量は押込み量が０の条件が最適値とならないことが分かった。
Next, according to the technique of Patent Document 2, it is possible to prevent vertical warping that differs in the width direction from occurring by using the amount of variation and the tendency of variation of the pushing amount of the last straightening roll that affects the plastic deformation of the steel sheet. Although it is possible to do this, it is a technique that assumes multiple corrections. Further, although there is a description that the outlet side reduction amount is set to be zero, no detailed examination has been made on the optimum reduction amount necessary for preventing warpage.
However, according to the study by the present inventors, the tendency of occurrence of warpage in roller correction has a characteristic that appears remarkably when high-pressure reduction is performed. In such a case, the output side reduction amount is zero in the pushing amount. It was found that the condition was not optimal.
図２は出側圧下量を変化させた場合の反りの発生傾向を解析により求めた結果を示している。入り側での矯正ロールの圧下を大きくし、最大塑性変形率８０％で矯正を行った場合には、出側の圧下量が変化すると反りの発生傾向も急峻に変化している。また、出側圧下量が０の場合においても上方向の反りが発生しており、反りが０となる点は出側圧下量が−０．３ｍｍｍの条件であることがわかる。
これに対して入り側での矯正ロールの圧下を比較的小さくし、最大塑性変形率５０％とした場合には、出側圧下量が変化しても矯正後の反りの変動はわずかであり、圧下量が過大であった場合のみ、大きな上反りが発生する。以上のような傾向は、矯正しようとする鋼板の板厚や強度によっても変化するため、出側圧下量の設定においては、これらの影響を勘案して反りの発生しない範囲とすることが重要である。
FIG. 2 shows a result obtained by analyzing the tendency of occurrence of warping when the outlet side rolling amount is changed. When the reduction of the straightening roll on the entry side is increased and straightening is performed at a maximum plastic deformation rate of 80%, the tendency of warping also changes sharply when the amount of reduction on the delivery side changes. Further, even when the output side reduction amount is 0, the upward warp is generated, and it is understood that the point at which the warp is 0 is the condition that the output side reduction amount is -0.3 mm.
On the other hand, when the reduction of the correction roll on the entry side is made relatively small and the maximum plastic deformation rate is 50%, even if the output reduction amount changes, the fluctuation of the warp after correction is slight. Only when the amount of rolling reduction is excessive, large warpage occurs. These tendencies change depending on the thickness and strength of the steel sheet to be corrected. Therefore, it is important to set the outlet reduction amount within a range that does not warp in consideration of these effects. is there.
このような結果から、反りの発生を防止するためには、強圧下での矯正を行うパスでの反り制御がより重要であり、矯正の最大塑性変形率に応じて出側圧下量を調整する必要があることがわかる。また、従来技術はいずれも多パス矯正を前提にして反りの発生を防止する方法であるが、生産性向上の観点からは矯正パス数はできるだけ少なく、望ましくは１パスで終了する方がよいことは明らかであり、強圧下でのローラ矯正においても反りの発生を防止することが可能な技術が必要とされていた。
以上のように、従来技術は軽圧下から強圧下の広範囲な矯正において効果的に残留モーメントを制御するための方法が示されておらず、多パス矯正により時間をかけて残留モーメントを軽減させざるを得なかった。また、強圧下矯正で発生する残留モーメントが大きなものであった場合には、後の軽圧下矯正では必ずしもこれを無害化できない場合があり、矯正後の鋼板に反りを発生させるモーメントが残留したまま鋼板を出荷してしまう可能性を排除できなかった。
本発明は以上のような課題を解決するために提案されたものであり、切断後の反りの原因となる残留モーメントが発生しない鋼板のローラ矯正方法を提供することを目的とする。
From these results, in order to prevent the occurrence of warpage, warpage control in the path for correction under strong pressure is more important, and the output side reduction amount is adjusted according to the maximum plastic deformation rate of correction. I understand that it is necessary. In addition, all the conventional techniques are methods for preventing the occurrence of warping on the premise of multipass correction, but from the viewpoint of improving productivity, the number of correction passes is as small as possible, and it is preferable to finish with one pass. Therefore, there is a need for a technique capable of preventing the occurrence of warping even in roller correction under strong pressure.
As described above, the conventional technique does not show a method for effectively controlling the residual moment in a wide range of correction from light pressure to strong pressure, and it is necessary to reduce the residual moment over time by multi-pass correction. Did not get. In addition, if the residual moment generated by straightening under high pressure is large, it may not always be made harmless by subsequent light rolling correction, and the moment that causes warping in the straightened steel sheet remains. The possibility of shipping steel sheets could not be excluded.
The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of correcting a roller of a steel sheet that does not generate a residual moment that causes warping after cutting.
本発明に係る鋼板のローラ矯正方法は、パスラインに沿って上下に千鳥状に設けられた複数の矯正ロールと、板幅方向に分割され、矯正ロールの撓みを補正する複数のロール撓み補正装置とを備えるローラ矯正器の矯正ロールの圧下量を設定する鋼板のローラ矯正方法において、鋼板の塑性変形率が６７％以上の強圧下矯正を行うに際し、鋼板のローラ矯正における入り側圧下量を目標とする矯正の塑性変形率に基づいて設定し、入り側圧下量または塑性変形率に応じて鋼板の矯正後の反りを許容値以下にする範囲内に出側圧下量を設定し、板幅方向の出側圧下量が予め定めた範囲内になるようロール撓み補正量を設定するようにしたことを特徴とするものである。 A steel sheet roller straightening method according to the present invention includes a plurality of straightening rolls provided in a zigzag pattern along a pass line, and a plurality of roll deflection correcting devices that are divided in the plate width direction and correct the deflection of the straightening roll. In the roller straightening method of the steel sheet, which sets the reduction amount of the straightening roll of the roller straightener, the target side reduction amount in the roller straightening of the steel sheet is the target when performing the strong reduction with the plastic deformation rate of the steel sheet of 67% or more. Set on the basis of the plastic deformation rate of straightening and set the outgoing side rolling amount within the range that makes the warpage after correction of the steel sheet less than the allowable value according to the incoming side rolling amount or plastic deformation rate, and in the plate width direction The roll deflection correction amount is set so that the output side reduction amount is within a predetermined range.
また、本発明に係るもう１つの鋼板のローラ矯正方法においては、鋼板の出側圧下量と矯正後の反りの関係を、入り側圧下量、塑性変形率、矯正される鋼板の板厚及び強度ごとに求めておき、この関係を用いて矯正後の反りを許容値以下にする出側圧下量を設定することを特徴とするものである。 Further, in another steel sheet roller straightening method according to the present invention, the relationship between the steel sheet outlet side reduction amount and the warp after the correction, the entry side reduction amount, the plastic deformation rate, the thickness and strength of the steel sheet to be corrected. It is characterized in that, by using this relationship, the output side reduction amount that sets the warp after correction to be equal to or less than an allowable value is set .
さらに、本発明に係る鋼板のローラ矯正方法においては、入り出側圧下量の設定基準位置をチェック又は板エッジの位置とすることを特徴とするようにしている。
また、矯正される鋼板の板幅方向の位置において、出側最終段の矯正ロールがロール全長で鋼板に塑性変形を発生させる最後の矯正ロールとなるよう、出側圧下量と補正するロール撓み補正量を設定するようにしている。
Furthermore, in the steel sheet roller straightening method according to the present invention, the setting reference position of the entry / exit side reduction amount is set as a check or a position of the plate edge .
In addition, at the position in the sheet width direction of the steel sheet to be straightened, the roll deflection correction that corrects the outlet side reduction amount so that the last-stage straightening roll becomes the last straightening roll that causes plastic deformation in the steel sheet over the entire roll length. The amount is set.
以上のように、本発明の鋼板のローラ矯正方法によれば、強圧下矯正を行う場合であっても鋼板に残留モーメント分布が発生するのを防止することができるため、切断加工を行う場合でも有害な反りが発生しない鋼板を製造することができる。また、少ないパス数で効果的な矯正を行うことができるため、生産性が向上し、製造コストの低減が図れる。 As described above, according to the method for correcting a roller of a steel sheet according to the present invention, it is possible to prevent the residual moment distribution from being generated in the steel sheet even when performing a high pressure correction. It is possible to produce a steel plate that does not cause harmful warping. In addition, since effective correction can be performed with a small number of passes, productivity is improved and manufacturing costs can be reduced.
図１は本発明の鋼板のローラ矯正方法を適用する際に用いるローラ矯正機の側面図、図２は同鋼板のローラ矯正方法において使用する出側圧下量と解放後曲率の関係を示すグラフ、図３は同鋼板のローラ矯正方法のロール撓み量を補正する場合の設定基準位置を示す説明図である。
一般に鋼板のローラ矯正機は、鋼板Ｓの通過するパスラインに沿って上下に千鳥状に配置された複数の矯正ロール１Ｕ、１Ｄを有し、これらの矯正ロール１Ｕ、１Ｄにより繰り返し曲げを付与することにより、鋼板の反りや波打ちなどの形状不良を矯正する。
上下の矯正ロール１Ｕ、１Ｄはそれぞれバックアップロール２Ｕ、２Ｄにより支持されており、更にバックアップロール２Ｕ、２Ｄは一体の上下フレーム３Ｕ、３Ｄに支持されている。
鋼板Ｓを矯正する場合には、上矯正ロール１Ｕまたは下矯正ロール１Ｄをフレームごと傾斜させ、入り側の上下矯正ロール１Ｕ、１Ｄの間隔が出側の上下矯正ロール１Ｕ、１Ｄの間隔よりも小さくなるように設定する。入り側と出側の圧下量は矯正機の上部に取り付けられた入り側と出側の圧下装置４により個別に設定可能である。
FIG. 1 is a side view of a roller straightening machine used in applying the steel sheet roller straightening method of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the exit side rolling amount used in the steel sheet roller straightening method and the post-release curvature. FIG. 3 is an explanatory view showing a set reference position when correcting the amount of roll deflection in the roller correction method for the steel sheet.
In general, a steel sheet roller straightening machine has a plurality of straightening rolls 1U and 1D arranged in a zigzag pattern along the pass line through which the steel sheet S passes, and repeatedly imparts bending by these straightening
The upper and lower correction rolls 1U and 1D are supported by
When straightening the steel sheet S, the
また、上フレーム３Ｕの上には、矯正ロール１Ｕ、１Ｄの幅方向（紙面垂直方向）に複数のロール撓み補正装置５が設けられている。このロール撓み補正装置５は矯正反力により矯正ロール１Ｕ、１Ｄに生じる撓みを補正するため、矯正ロール幅方向のそれぞれの圧下量を独立に調整できるようになっている。ここで、入り側から１本目の上矯正ロール１Ｕを入り側圧下量の基準ロール、出側から１本目の上矯正ロール１Ｕを出側圧下量の基準ロールとし、以下、入り側圧下量と出側圧下量はそれぞれこの２本のロールにおける圧下量とする。
In addition, a plurality of roll
本発明の鋼板のローラ矯正方法において、入り側圧下量は鋼板の矯正において必要となる目標塑性変形率に応じて設定する。目標とする塑性変形率は矯正の目的によって以下のように決定する。
鋼板Ｓの平坦度不良を矯正し平坦化する場合には、形状不良の種類と大きさにより予め塑性変形率を定めておく。例えば、耳波と呼ばれる板幅端部の波打ち形状を平坦化する場合、塑性変形率は６０％を目標値とする。
一方、鋼板の長手方向残留応力を低減し無害化する場合には、より大きな塑性変形率が必要である。鋼板の残留応力と目標とする残留応力から残留応力低減量を求め、これに応じた塑性変形率を計算により決定することができる。塑性変形率が大きいほど矯正後の残留応力は小さくなるため、通常は８０％以上の塑性変形率を目標値とする。簡易法として、残留応力制御の場合は８０％という固定値を用いることもできる。
In the steel sheet roller straightening method of the present invention, the entry side reduction amount is set according to the target plastic deformation rate required for straightening the steel sheet. The target plastic deformation rate is determined as follows according to the purpose of correction.
When the flatness failure of the steel sheet S is corrected and flattened, the plastic deformation rate is determined in advance according to the type and size of the shape failure. For example, when flattening the corrugated shape at the end of the plate width called an oto wave, the target value of the plastic deformation rate is 60%.
On the other hand, in order to reduce the longitudinal residual stress of the steel sheet and make it harmless, a larger plastic deformation rate is required. A residual stress reduction amount can be obtained from the residual stress of the steel sheet and the target residual stress, and the plastic deformation rate corresponding to this can be determined by calculation. Since the residual stress after correction decreases as the plastic deformation rate increases, the plastic deformation rate of 80% or more is usually set as a target value. As a simple method, a fixed value of 80% can be used in the case of residual stress control.
次に、圧下量は上矯正ロール１Ｕの場合、隣接する２つの下矯正ロール１Ｄの上面を結ぶ線と、上矯正ロール１Ｕの下面の間隔を矯正される鋼板Ｓの板厚から減じた寸法とする。圧下量と矯正される鋼板の曲げ曲率とは、例えばκ＝ｍ・δ／Ｌ2のように圧下量δとロールピッチＬの関係で求めることができる（ｍは係数）。
そして、鋼板Ｓの曲げによる塑性変形率は鋼板Ｓの表面が弾性限となる曲率κｅを用いれば、η＝（１−κｅ／κ）×１００（％）の式より算出可能である。以上のことから、鋼板Ｓに付与する目標塑性変形率から入り側の圧下量を定めることができる。
すなわち、目標塑性変形率をηとすれば、入り側圧下量は前記の２つの式より、
δ＝Ｌ2 ／ｍ・κｅ／（１−η/100）
となる。
Next, in the case of the
The plastic deformation rate due to the bending of the steel sheet S can be calculated from the equation η = (1−κe / κ) × 100 (%) using the curvature κe at which the surface of the steel sheet S has an elastic limit. From the above, it is possible to determine the amount of reduction on the entry side from the target plastic deformation rate applied to the steel sheet S.
That is, if the target plastic deformation rate is η, the entry side rolling amount is calculated from the above two formulas.
δ = L 2 / m · κe / (1-η / 100)
It becomes.
図２は解析により求めた矯正における出側圧下量と解放後曲率の関係を示す図である。入り側圧下量を変えることにより、矯正による塑性変形率が変化する。反り発生の出側圧下量が過大である場合には、いずれの塑性変形率で矯正する場合であっても上反りが大きくなるが、圧下量が過大な領域を除いて反り発生傾向を見ると、次のことが分かる。
まず、塑性変形率が小さい場合には、出側圧下量の変化に対する反りの変動は小さく、広い範囲の出側圧下量で反りがほぼゼロとなっている。ところが、塑性変形率が大きくなるにつれて、出側圧下量の変動に対する反り発生傾向の変化が急峻になり、出側圧下量のわずかな変化で反り発生量が大きく変化する傾向になる。
従って、出側圧下量は入り側圧下量に応じて矯正後に反りが発生しない値を設定する必要があり、本発明では反りの発生量が許容値以下となる出側圧下量の範囲内に設定する。
すなわち、出側圧下量は図２に示した各塑性変形率で反りが０となる値を用いることができ、また実験的にある塑性変形率で反りが０となる圧下量を求めることができる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the exit side reduction amount and the post-release curvature in correction obtained by analysis. By changing the amount of entry side reduction, the plastic deformation rate by correction changes. When the output side reduction amount of warpage is excessive, the upward warpage increases even when correcting at any plastic deformation rate, but when looking at the tendency of warpage occurrence except in the region where the reduction amount is excessive The following can be understood.
First, when the plastic deformation rate is small, the fluctuation of the warp with respect to the change of the output side reduction amount is small, and the warp is almost zero over a wide range of the output side reduction amount. However, as the plastic deformation rate increases, the change in the warp occurrence tendency with respect to the change in the output side reduction amount becomes steep, and the amount of warpage tends to change greatly with a slight change in the output side reduction amount.
Therefore, it is necessary to set the output side reduction amount so that no warpage occurs after correction according to the input side reduction amount, and in the present invention, the output side reduction amount is set within the range of the output side reduction amount where the generation amount of the warp is less than the allowable value. To do.
In other words, the output side reduction amount can use the value at which the warpage becomes 0 at each plastic deformation rate shown in FIG. 2, or the experimental reduction amount at which the warpage becomes 0 at a certain plastic deformation rate can be obtained. .
また、撓み補正装置５のロール撓み補正量は、次のようにして決定する。
鋼板Ｓを矯正するに際し、鋼板Ｓに曲げを加えるために発生する矯正反力は矯正ロール１Ｕ、１Ｄに撓みを生じさせる。このときの矯正荷重は矯正される鋼板Ｓの寸法や強度、入り、出側圧下量を用いた関係式により計算することが可能であり、矯正荷重Ｐは上矯正ロール１Ｕに作用する矯正反力の総和として算出される。
Ｐ＝ｆ（ｔ，Ｗ，σｙ，Ｅ，δｉ）
ここで、ｔ：板厚、Ｗ：板幅、σｙ：鋼板の降伏応力、Ｅ：鋼板のヤング率、δｉ：ｉ本目の上矯正ロールの圧下量
一方、矯正反力により発生する上矯正ロールの撓み変位量ｖのロール幅方向分布は、例えばはりの理論を用いて次式のように表すことができる。
ｖ（ｘ）＝ｇ（ｘ，Ｗ，Ｐ，Ｉ，Ｅ…）
ここで、ｘ：板幅方向位置、Ｗ：板幅、Ｐ：矯正反力、Ｉ：上下の矯正ロールやバックアップロール等のロール撓みに関わるすべての部材の総合的な断面２次モーメント、Ｅ：ヤング率
The roll deflection correction amount of the
When the steel plate S is straightened, the straightening reaction force generated for bending the steel plate S causes the straightening rolls 1U and 1D to bend. The straightening load at this time can be calculated by the relational expression using the size and strength of the steel sheet S to be straightened, the amount of entering and exiting the rolling reduction, and the straightening load P is the straightening reaction force acting on the
P = f (t, W, σy, E, δi)
Here, t: plate thickness, W: plate width, σy: yield stress of the steel plate, E: Young's modulus of the steel plate, δi: rolling amount of the i-th upper straightening roll On the other hand, the upper straightening roll generated by the straightening reaction force The distribution in the roll width direction of the deflection displacement amount v can be expressed as the following equation using the theory of beams, for example.
v (x) = g (x, W, P, I, E ...)
Here, x: plate width direction position, W: plate width, P: straightening reaction force, I: total cross-sectional secondary moment of all members involved in roll deflection such as upper and lower straightening rolls and backup rolls, E: Young's modulus
このロール幅方向の変位分布の結果から、発生した撓み変位量を補正するロール撓み補正装置のロール撓み補正量を板幅方向の位置により決定し、板幅方向に分割されたそれぞれの撓み補正装置について設定する。
すなわち、上述したように、矯正荷重Ｐが分かれば、撓み変位量ｖを求めることができ、撓み変位量ｖが分かれば、その撓みを補正するために必要な撓み補正量となる圧下量を求めることができるが、そのロール撓み補正装置のロール撓み補正量となる圧下量は板幅方向のすべての位置において出側圧下量が許容残留曲率に基づいて予め定めた許容値以下野範囲になるように定める必要がある。許容値以下の範囲になるように定める理由は、許容値以上では、結局ロール撓みを補正しても、出側矯正ロールから出た鋼板に必要以上の反りが発生するからである。
その出側圧下量の許容値としては、入り側圧下量によりその範囲が変化するものであるが、例えば塑性変形率８０％の強圧下の場合、±０．１ｍｍの範囲とすることができる。 以上の圧下量設定において、ロールの幅方向における圧下量は入り、出側の主圧下装置とロール撓み補正装置の圧下量の両者の設定によりその位置が定まる。
From the result of the displacement distribution in the roll width direction, the roll deflection correction amount of the roll deflection correction device that corrects the generated deflection displacement amount is determined by the position in the plate width direction, and each deflection correction device divided in the plate width direction. Set about.
That is, as described above, if the correction load P is known, the deflection displacement amount v can be obtained, and if the deflection displacement amount v is known, a reduction amount that is a deflection correction amount necessary for correcting the deflection is obtained. However, the reduction amount that is the roll deflection correction amount of the roll deflection correction device is such that the output side reduction amount falls within a range below a predetermined allowable value based on the allowable residual curvature at all positions in the plate width direction. It is necessary to set in. The reason why it is determined to be within the allowable value range is that if it is equal to or greater than the allowable value, even if the roll deflection is corrected, the warpage of the steel sheet that has come out of the outlet side correction roll occurs more than necessary.
The allowable value of the outlet side rolling amount varies depending on the inlet side rolling amount. For example, in the case of strong rolling with a plastic deformation rate of 80%, it can be set within a range of ± 0.1 mm . In the above reduction amount setting, the reduction amount in the roll width direction is entered, and the position is determined by setting both the main reduction device on the outlet side and the reduction amount of the roll deflection correction device.
以上の圧下量設定において、入り、出側圧下量は板幅方向のある位置を規準にして設定することにより、簡単に設定を行うことができる。この設定基準位置は、矯正ロールを保持するチョックの位置を用いることが最も簡便である。この場合には、図３（ａ）に示すように、チョックの圧下位置を目標とする入り、出側圧下量に合わせて設定する。また、ロール撓み補正装置は板幅方向のすべての位置においてチョックの位置からのズレが許容値以下となるように定める。
また、板エッジを基準とする方法について図３（ｂ）に示すように、圧下設定を行う。
まず、チョック間隔と板幅と矯正反力等から決まるロール撓み分布を求め、チョックと板エッジの距離から板エッジの圧下位置を予測し、予測した板エッジの圧下位置においてロール撓み補正装置の目標圧下量とするためのロール撓み補正量を決め、その他の鋼板が通過する部分はこの位置に合わせるようにロール撓み補正量を設定する。
In the above-described setting of the reduction amount, the entry and exit side reduction amounts can be easily set by setting a certain position in the plate width direction as a reference. As this setting reference position, it is most convenient to use the position of the chock that holds the correction roll. In this case, as shown in FIG. 3 (a), the chock reduction position is set as the target, and is set in accordance with the outlet side reduction amount. Further, the roll deflection correction device determines that the deviation from the position of the chock is not more than an allowable value at all positions in the plate width direction.
Further, as shown in FIG. 3B, a reduction setting is performed for a method based on the plate edge.
First, determine the roll deflection distribution determined from the chock interval, plate width, straightening reaction force, etc., predict the reduction position of the plate edge from the distance between the chock and the plate edge, and target the roll deflection correction device at the predicted plate edge reduction position A roll deflection correction amount for determining the reduction amount is determined, and the roll deflection correction amount is set so that other portions through which the steel sheet passes are matched with this position.
本発明の鋼板のローラ矯正方法においては、出側圧下量と反り発生の関係は、図２に示すように入り側圧下量や塑性変形率、矯正される鋼板の寸法予め解析や実験で求めておくことができ、その結果をモデル式や表として保持して参照することにより、矯正後の反りを許容値以下にする出側圧下量を簡単に設定することができる。
ここで、図２の結果は各上下矯正ロールでの曲げ履歴を考慮して決定したものであり、本発明の鋼板のローラ矯正方法では、矯正後の反りの正確な予測が必要であるため、このように矯正履歴を考慮して求めた出側圧下量と反りの関係を用いることが望ましい。なお、出側圧下量は設定するごとにモデルを用いて計算するようにしてもよい。
In the steel sheet roller straightening method of the present invention, the relationship between the outlet side rolling amount and the occurrence of warping is determined by analysis or experiment in advance as shown in FIG. By holding and referring to the result as a model expression or a table, it is possible to easily set the output side reduction amount that makes the warpage after correction equal to or less than the allowable value.
Here, the result of FIG. 2 is determined in consideration of the bending history in each of the upper and lower straightening rolls, and the steel sheet roller correction method of the present invention requires accurate prediction of warpage after correction. In this way, it is desirable to use the relationship between the output side reduction amount and the warpage obtained in consideration of the correction history. Note that the output side reduction amount may be calculated using a model each time it is set.
また、本発明者らの検討結果によれば、板幅方向の出側圧下量の設定を行うにあたり、板幅方向のすべての位置においてロールの全長で鋼板に塑性変形を発生させる最後のロールとなるよう、ローラレべラの出側圧下量とロール撓み補正装置の撓み補正量を設定することにより、反り発生を更に軽減させることが可能である。
これは、ローラ矯正において板幅方向の位置により矯正での塑性曲げ回数に違いがある場合、反りの上下方向が異なり、板幅方向での残留モーメント分布を生じる原因となるためである。
Further, according to the examination results of the present inventors, in setting the exit side reduction amount in the plate width direction, the last roll that causes plastic deformation in the steel plate with the full length of the roll at all positions in the plate width direction and Thus, the occurrence of warpage can be further reduced by setting the roll-out side roll-down amount of the roller leveler and the deflection correction amount of the roll deflection correction device.
This is because when the number of times of plastic bending in correction is different depending on the position in the plate width direction in roller correction, the vertical direction of warpage is different, causing a residual moment distribution in the plate width direction.
なお、図２によれば、塑性変形率が大きい場合には出側圧下量の反りに対する影響が大きくなっており、例えば塑性変形率６７％で矯正を行う場合には、出側圧下量が過大ではない領域においても反りの発生量が許容値の上限を超えていることがわかる。
ここで、反りの許容値としては、重力を考慮して上反り及び下反りが３ｍｍ以下となる図２のグラフの２本の点線の範囲内の残留曲率の最大値及び最小値をそれぞれ求めたものである。
したがって、反り発生量の変動が許容限度を超える範囲となる塑性変形率がおよそ６５％以上と判断されることから、本発明は塑性変形率６５％以上の強圧下矯正において特に効果的であることが分かった。
Note that, according to FIG. 2, when the plastic deformation rate is large, the influence on the warpage of the output side reduction amount is large. For example, when correction is performed at a plastic deformation rate of 67%, the output side reduction amount is excessive. It can be seen that the amount of warpage exceeds the upper limit of the allowable value even in the region that is not.
Here, as the allowable value of the warp, the maximum value and the minimum value of the residual curvature within the range of the two dotted lines in the graph of FIG. Is.
Therefore, since the plastic deformation rate in which the variation of the warpage generation amount exceeds the allowable limit is determined to be about 65% or more, the present invention is particularly effective in high-pressure correction with a plastic deformation rate of 65% or more. I understood.
なお、本発明の矯正方法は、図１に示すウェッジ式のロール撓み補正機構を有するローラレベラにおいて好適なものであるが、矯正ロールの撓み補正が可能なすべてのローラ矯正機においても適用できる。
すなわち、矯正ロール１本ごとの撓み補正ができない場合には、すべての矯正ロールにおいて板幅方向に均等な矯正条件を与えることができないから、複数の矯正ロールのうちのどれを基準にして圧下量を設定するかを決定する必要があり、本発明の適用により強圧下矯正の場合においても鋼板の切断後の反り発生を防止することが可能な矯正条件を設定しうる。
The correction method of the present invention is suitable for the roller leveler having the wedge-type roll deflection correction mechanism shown in FIG. 1, but can also be applied to all roller straighteners capable of correcting the deflection of the correction roll.
That is, when it is not possible to correct the deflection for each straightening roll, it is not possible to provide uniform straightening conditions in the plate width direction for all the straightening rolls. It is necessary to determine whether or not to set, and by applying the present invention, even in the case of straightening under strong pressure, it is possible to set straightening conditions that can prevent the occurrence of warping after cutting the steel sheet.
図１に示す構成のローラ矯正機を用いて、鋼板Ｓの矯正を行った後、矯正後の鋼板Ｓをその長さ方向（矯正時の通板方向）に沿って幅１５０ｍｍにガス切断し、切断した条材の反りや曲がりを測定した。
このローラ矯正機のロール本数は９本（上矯正ロール４本、下矯正ロール５本）であり、矯正ロールの直径は２８０ｍｍ、ロール胴長は５５００ｍｍである。また、このローラ矯正機は主圧下装置に油圧圧下機構を備えており、矯正反力によるチョック位置の変動を通板中にダイナミックに補償する機能を備えている。
さらに、ロール撓み補正装置として、図１と同様に上ロールの幅方向圧下量を制御可能な楔状の圧下装置を備えている。
矯正される鋼板Ｓは、厚さ２５ｍｍ、幅３０００ｍｍ、長さ１００００ｍｍの降伏応力が４０キロ級のものを用いた。同じ寸法・規格の鋼板を複数用意し、矯正条件を変えて試験を実施した。
After correcting the steel sheet S using the roller straightening machine having the configuration shown in FIG. 1, the straightened steel sheet S is gas-cut to a width of 150 mm along its length direction (the plate passing direction during correction), The warpage and bending of the cut strip were measured.
This roller straightening machine has nine rolls (four upper straightening rolls and five lower straightening rolls), the diameter of the straightening roll is 280 mm, and the roll trunk length is 5500 mm. In addition, this roller straightening device is provided with a hydraulic pressure reduction mechanism in the main reduction device, and has a function of dynamically compensating the variation of the chock position due to the correction reaction force in the plate.
Further, as the roll deflection correction device, a wedge-shaped reduction device capable of controlling the amount of reduction in the width direction of the upper roll is provided as in FIG.
The steel sheet S to be straightened was a steel sheet having a thickness of 25 mm, a width of 3000 mm, and a length of 10,000 mm and a yield stress of 40 kg. Several steel plates with the same dimensions and standards were prepared, and the tests were carried out with different correction conditions.
鋼板Ｓの塑性変形率は８０％とし、これに基づいて入り側圧下量を２．９ｍｍとした。また出側圧下量は本発明の実施例として図２に示すように反り発生量が０となる値を用い、−０．３ｍｍとした。ロール撓み補正装置の撓み補正量である圧下量は、まずチョック位置での入り、出側圧下量がそれぞれ２．９ｍｍと−０．３ｍｍとなるように設定し、続いてこの条件での矯正荷重からロールの撓み分布を算出し、出側圧下量−０．３ｍｍからの差が許容値以下となるようにそれぞれの圧下量を定めた。このとき、許容値は±０．１ｍｍとした。
また、出側圧下量を板幅方向で決定するに際し、板幅方向のすべての位置において最後に塑性曲げが加わるロールは出側から１本目の上矯正ロールとし、この上矯正ロールの許容値を±０．１ｍｍ以内とした。なお、矯正反力の予測値は４９４ｔｏｎであり、実測された矯正荷重もほぼ同じ値であった。この矯正反力の予測値は、日本塑性加工学会編「矯正加工」Ｐ８１、コロナ社発行の文献に記載されている式で計算することができる。
The plastic deformation rate of the steel sheet S was 80%, and based on this, the entry side rolling amount was 2.9 mm. Further, as the embodiment of the present invention, the outlet side reduction amount was set to -0.3 mm using a value at which the warpage generation amount becomes 0 as shown in FIG. The amount of reduction, which is the amount of deflection correction of the roll deflection correction device, is first set at the chock position so that the exit side reduction amount is 2.9 mm and -0.3 mm, respectively, and then the correction load under this condition The roll deflection distribution was calculated from each of the rolls, and the respective rolling reduction amounts were determined so that the difference from the outlet side rolling reduction amount -0.3 mm was not more than the allowable value. At this time, the allowable value was ± 0.1 mm.
Further, when determining the exit side reduction amount in the sheet width direction, the roll to which plastic bending is finally applied at all positions in the sheet width direction is the first upper correction roll from the output side, and the allowable value of this upper correction roll is set as the upper correction roll. Within ± 0.1 mm. Note that the predicted value of the correction reaction force was 494 tons, and the measured correction load was almost the same value. The predicted value of the straightening reaction force can be calculated by the formula described in the Japanese Plasticity Processing Society edited by “Correcting” P81, a document published by Corona.
一方、比較例１は、特許文献２に記載の強圧下矯正の最初のパスに適する設定方法である、鋼板に最も大きな塑性変形率が加えられるように設定した矯正ロールの圧下量の変動量および変動の傾向を用い、入り側から１本目の上ロールにおける圧下量が矯正ロールの幅方向で許容値以下の均一さになるように設定した。このとき、出側圧下量にははロール幅方向で約０．５ｍｍの差が生じており、出側圧下量の設定許容値を満たしていなかった。また、出側圧下量は反り発生の予測を行わず、チョック位置で０ｍｍとした。
以上の２つの条件で鋼板を１パス矯正した結果、本発明の実施例により矯正した鋼板は、矯正後の鋼板に反りは発生しておらず、平坦な鋼板が得られた。
また、この鋼板の切断試験を実施した結果、端部の切代を除いた１４条のいずれの条材でも反りは許容範囲の３ｍｍ以下に抑えられており、有害な反りは発生しなかった。
これに対して、比較例１の条件で矯正した鋼板では、矯正後に高さ１０ｍｍ程度の上反りが発生していた。
また、この鋼板の切断試験を実施したところ、板幅端部から板幅の１／４の位置で反り高さ４８ｍｍ大きな上反りが発生した。また、鋼板の端部と中央部においては若干の下反りが発生し、条材の幅方向位置により、反り発生傾向が異なる分布を示した。
On the other hand, Comparative Example 1 is a setting method suitable for the first pass of strong reduction correction described in Patent Document 2, and the amount of change in the reduction amount of the correction roll set so that the largest plastic deformation rate is applied to the steel sheet and Using the tendency of fluctuation, the amount of reduction in the first upper roll from the entry side was set to be uniform within the allowable value in the width direction of the straightening roll. At this time, there was a difference of about 0.5 mm in the roll width direction in the discharge side reduction amount, and the setting allowable value for the discharge side reduction amount was not satisfied. Further, the exit side reduction amount was set to 0 mm at the chock position without predicting the occurrence of warping.
As a result of correcting the steel plate by one pass under the above two conditions, the steel plate corrected by the example of the present invention did not warp the corrected steel plate, and a flat steel plate was obtained.
Further, as a result of carrying out the cutting test of this steel plate, the warpage was suppressed to 3 mm or less of the allowable range in any of the 14 strips excluding the cutting margin of the end portion, and no harmful warp occurred.
On the other hand, in the steel sheet straightened under the conditions of Comparative Example 1, a warp of about 10 mm in height occurred after the straightening.
Moreover, when this steel plate was subjected to a cutting test, a large warpage of 48 mm in warpage height occurred at a position 1/4 of the plate width from the end portion of the plate width. In addition, a slight downward warp occurred at the end portion and the central portion of the steel plate, and the distribution of the warp occurrence tendency was different depending on the position of the strip in the width direction.
１ 矯正ロール、１Ｕ 上矯正ロール、１Ｄ 下矯正ロール、２ バックアップロール、２Ｕ 上バックアップロール、２Ｄ 下バックアップロール、３Ｕ 上フレーム、３Ｄ 下フレーム、４ 入り出側圧下装置、５ ロール撓み補正装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Correction roll, 1U upper correction roll, 1D lower correction roll, 2 backup roll, 2U upper backup roll, 2D lower backup roll, 3U upper frame, 3D lower frame, 4 entry / exit side reduction device, 5 roll deflection correction device.
Claims (4)
鋼板の塑性変形率が６７％以上の強圧下矯正を行うに際し、
鋼板のローラ矯正における入り側圧下量を目標とする矯正の塑性変形率に基づいて設定し、入り側圧下量または塑性変形率に応じて鋼板の矯正後の反りを許容値以下にする範囲内に出側圧下量を設定し、板幅方向の出側圧下量が予め定めた範囲内になるようロール撓み補正量を設定するようにしたことを特徴とする鋼板のローラ矯正方法。 Rolling down of a straightening roll of a roller straightening machine comprising a plurality of straightening rolls provided in a zigzag pattern along the pass line and a plurality of roll deflection correction devices that are divided in the plate width direction and correct the deflection of the straightening roll. In the steel sheet roller straightening method to set the amount,
When performing straightening correction with a plastic deformation rate of 67% or more of the steel sheet,
Set the entry-side reduction amount in steel sheet roller straightening based on the targeted plastic deformation rate, and within the range to make the warpage after correction of steel plate less than the allowable value according to the entry-side reduction amount or plastic deformation rate. A roller correction method for a steel sheet, characterized in that a roll deflection correction amount is set so that a discharge side reduction amount is set and a discharge width reduction amount in a sheet width direction is within a predetermined range.
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