JP4576724B2

JP4576724B2 - 熱延用圧延ロールおよび熱間仕上げ圧延機列

Info

Publication number: JP4576724B2
Application number: JP2001036677A
Authority: JP
Inventors: 圭高野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: JP2002239615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱延用圧延ロールおよび熱間仕上げ圧延機列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間仕上げ圧延では、各圧延スタンドの圧延ロール１で圧延を行い、所望の幅や厚み、板クラウン等を有するストリップ５を製造している（図１参照）。
その際に、各圧延スタンドに備えたロールベンダーにより、曲げモーメントを圧延ロールに作用させ、板クラウンや形状を調整している。
【０００３】
ところで、熱間仕上げ圧延においては、圧延ロール１を圧延スタンドに組み込んでから組み替えるまでの間（ロールサイクル）に、広幅から狭幅までのストリップ５に圧延を施すのが一般的である。そこで、圧延ロールには、ストリップの形状を悪化させることなく所望の板クラウンを得ることができるようにロールカーブを付与することが重要である。
【０００４】
熱延用の圧延ロールにおけるロールカーブは普通、図８（ａ）に示すように、圧延ロールの胴部中央のロール半径Ｒ₀を基準としたときのロール軸方向距離ｘでのロール半径Ｒ_xの変化量ｙ_CR（＝Ｒ₀−Ｒ_x）で表している。
従来、熱間仕上げ圧延に用いる圧延ロールのロールカーブは三角関数とし、図８（ｂ）中の破線で示すように、凹状のロールカーブとすることが多い。
【０００５】
しかしながら、三角関数の凹状のロールカーブを付与した圧延ロールを熱間仕上げ圧延機列の中間スタンドに組み込んで熱間仕上げ圧延を行うと、広幅材のエッジにおける耳伸びが大きく、板クラウンが大きいという問題があった。
そこで、図８（ｂ）中の実線で示すように、ロール胴部の両端部をフラットにした圧延ロールとし、広幅材の耳伸び不良を防止しようとすることが試みられたが、この圧延ロールで広幅材に圧延を施すと、点Ｐにおいて局部伸びが発生するという問題があった。
【０００６】
一方、三角関数の凸状のロールカーブを付与した圧延ロールを熱間仕上げ圧延機列の中間スタンドに組み込んで熱間仕上げ圧延を行うと、狭幅材の幅中央部における腹伸びが大きいという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、従来技術の上記問題点を解消することにあり、広幅材の耳伸びおよび狭幅材の腹伸びを防止し、かつ板クラウンを低減可能な熱延用圧延ロールおよび熱間仕上げ圧延機列を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
熱延用圧延ロールのロールカーブにロールベンダーによるロール撓みを予め付加しておくことで、凸状のロールカーブとすることができ、かつ圧延時にロールベンダーによる曲げを圧延ロールに作用させると、さらにロールを凸状にできるため、ストリップの形状を改善しかつ板クラウンを減少可能であるという知見を得て本発明を完成させた。
【０００９】
本発明は、熱延用の圧延ロールの式（１）および式（２）のｙ_CRで表す基本ロールカーブにαを正の定数、ｘを前記圧延ロールの胴部中央からのロール軸方向距離としたときの前記圧延ロールのロールベンダーによる撓み（−α）・ｘ²を予め付加することにより、中央部形状がフラットであり両端部形状が曲線である凸状のロールカーブとしたことを特徴とする熱延用圧延ロールである。
０≦｜ｘ｜＜ｘ_Fの範囲；
ｙ_CR＝Ｃ₄・ｘ⁴＋Ｃ₂・ｘ² ・・・・・・・（１）
ｘ_F≦｜ｘ｜≦ｘ_Lの範囲；
ｙ_CR＝Ｃ₄・（ｘ_F）⁴＋Ｃ₂・（ｘ_F）² ・・（２）
ここで、ｙ_CR；前記圧延ロールの胴部中央のロール半径を基準としたときの前記ロール軸方向距離ｘでのロール半径の変化量、Ｃ₂、Ｃ₄；定数、ｘ_F；上記ｘに関する４次式の０以外の極値点のｘ座標値、ｘ_L；前記圧延ロールの胴長の1/2 である。
【００１０】
また、上記の延用圧延ロールを中間スタンドのうちの少なくとも１つの圧延スタンドに組み込んだことを特徴とする熱間仕上げ圧延機列である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用した熱間仕上げ圧延機列の圧延スタンドの配置図であり、図２（ａ）はロールベンダーによるロールの撓みを示す縦断面図、図２（ｂ）は板クラウンを示すストリップの断面図である。
１は圧延ロール（ロール）、２はバックアップロール、３はロールベンダー、４は熱間仕上げ圧延機列であり、５はストリップ（鋼ストリップ）、61、62、63は圧延スタンドである。また、1Aはロールベンダーを作用させたときの撓み、1Bはロールベンダーを作用させていないときの撓みである。
【００１２】
本発明の熱延用の圧延ロール１は、図１に示す圧延スタンドの内、最初の圧延スタンド61と最終の圧延スタンド63を除く中間スタンド62のうちの少なくとも１つの圧延スタンドに組み込んで、ストリップ５に圧延を施すことができる。
その際、基本ロールカーブに、図２（ａ）に示すロールベンダー３による圧延ロール１の撓みを予め付加しておくことが特徴である。
【００１３】
ここで、ロールベンダー３は、図２（ａ）に示すように、熱間仕上げ圧延の際に上下圧延ロール１の撓みが1Bから1Aに変化するように、曲げモーメントを圧延ロール１に作用させる。
すると、上下圧延ロール１に挟まれたストリップ５の縦断面形状が厚み中央部がフラットになるように変化するため、図２（ｂ）に示すストリップ５の幅中央の厚みとエッジの厚みとの偏差である板クラウンHC_R（＝ｈ_c−ｈ_E）を減少できる。エッジからの距離Ｅは、ストリップ５の向け先や幅、厚み等により適宜定められている。
【００１４】
本発明においては、このロールベンダー３による圧延ロール１の撓み、すなわち、ロールベンダーを作用させたときの撓み1Aとロールベンダー３を作用させていないときの撓み1Bとの差（−α）・ｘ²を基本ロールカーブに予め付加する。
ロールベンダー３による圧延ロール１の撓み（−α）・ｘ²は、図４に示すように、圧延ロール１の中央部が凸となるロールカーブに相当するものである。ここで、ｘは圧延ロールの胴部中央からのロール軸方向距離であり、正の定数αは各圧延スタンドにおけるロールベンダーによる撓みの範囲内の適宜な値とすることができる。
【００１５】
なお、ロールベンダー３による撓みを付加する前の基本ロールカーブは、図３に示すように、０≦｜ｘ｜＜ｘ_Fの範囲では上記式（１）で表されるｘの４次式とし、ｘ_F≦｜ｘ｜≦ｘ_Lの範囲では上記式（２）で表される定数としてある。
さらに、本発明の圧延ロールのロールカーブについて図４を用いて説明する。
ロールベンダー３による圧延ロール１の撓み（−α）・ｘ²を付加する前の基本ロールカーブは破線であり、ロールベンダー３による圧延ロール１の撓みは１点鎖線である。
【００１６】
そして、破線で示す基本ロールカーブに、１点鎖線で示すロールベンダーによる圧延ロールの撓み（−α）・ｘ²を付加したものが、実線で示す本発明の圧延ロールのロールカーブであり、本発明の圧延ロールのロールカーブは式（３）、式（４）となる。
０≦｜ｘ｜＜ｘ_Fの範囲；
ｙ_CR＝Ｃ₄・ｘ⁴＋Ｃ₂・ｘ²−α・ｘ² ・・・・（３）
ｘ_F≦｜ｘ｜≦ｘ_Lの範囲；
ｙ_CR＝Ｃ₄・（ｘ_F）⁴＋Ｃ₂・（ｘ_F）²−α・ｘ² ・・・・（４）
本発明の圧延ロールにおいては、基本ロールカーブに圧延ロールのロールベンダー３による撓み（−α）・ｘ²を予め付加したことにより、圧延スタンドに組み込んで熱間仕上げ圧延を施す際、曲げモーメントを作用させていないときでも、すでに圧延ロールのロールベンダーによる撓み（−α）・ｘ²が付与されているため、一段と圧延荷重の高い薄物広幅材に圧延を施す場合においても、さらにロールベンダーを作用させることによって上下圧延ロールに挟まれたストリップ５の縦断面形状をフラットにできるから、薄物広幅材の板クラウンを減少できるのである。また、圧延ロ−ルの中央部形状がほぼフラットとなるから幅狭材の腹伸びを低減できる。
【００１７】
さらに、上記したロールベンダー３による撓みを付加する前の基本ロールカーブを式（１）および式（２）としてあるので、図３に示すように極値点Ｐにおける式（１）の接線が式（２）で表される直線と一致するように構成されているため、式（３）、式（４）のロールカーブを付与した本発明の圧延ロールでの熱間仕上げ圧延において、極値点Ｐにおける局部伸びが抑制でき、かつ広幅材の耳伸びおよび狭幅材の腹伸びを効果的に抑制できるのである。
【００１８】
以上説明した本発明のロールカーブを付与した熱延用圧延ロールを中間スタンドに組み込んだ熱間仕上げ圧延機列とするのは、本発明のロールカーブが凸状であるので、本発明の圧延ロールを組み込んだスタンドより上流における圧延ロールを従来より大きな凸状のロールカーブとすることができ、形状を悪化させずに、板クラウンを効果的に減少できるためである。
【００１９】
【実施例】
図１に示した７スタンドからなる熱間仕上げ圧延機列の第３スタンドに図５に示した凸状のロールカーブを付与した圧延ロールを組み込んで厚み2.0 〜2.3mm 、幅1000〜1300mmの普通鋼からなるロールサイクルの熱間圧延を行い、厚み2.3mm 、幅1200mmの普通鋼の板クラウンを測定した。
【００２０】
なお、発明例の第３スタンドの圧延ロールには、式（１）および式（２）で表わされる基本ロールカーブに圧延ロールのロールベンダーによる撓み（−α）・ｘ²を予め付加し、図５に示すロールカーブとした。
一方、従来例では、発明例と同じ熱間仕上げ圧延機列の第３スタンドに凹状の三角関数のロールカーブを付与した圧延ロールを組み込んで発明例と同じ構成の普通鋼を圧延し、厚み2.3mm 、幅1200mmの板クラウンを測定した。
【００２１】
その結果、発明例では、中間スタンドの圧延ロールにおいて、基本ロールカーブにロールベンダーによる撓み（−α）・ｘ²を予め付加し、凸状のロールカーブとしたので、広幅材の耳伸びと局部伸びおよび狭幅材の腹伸びを防止できるとともに、従来例より厚み2.3mm 、幅1100mmの普通鋼の板クラウンを約10μm 減少できた。なお、発明例においては、第３スタンドの圧延ロールを凸状としたので、図６に示すように、第１スタンドおよび第２スタンドにおける板幅当たりのロールクラウンを、図７に示す従来例の同じスタンドでの板幅当たりのロールクラウンよりも大きくすることができた。板幅当たりのロールクラウンは、圧延ロールの胴部中央における直径から板幅端におけるロール直径を引いた値である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、広幅材の耳伸びおよび狭幅材の腹伸びを防止できるとともに、板クラ
ウンを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明を適用した熱間仕上げ圧延機列のスタンドの配置図である。
【図２】図２（ａ）はロールベンダーによるロールの撓みを示す縦断面図、図２（ｂ）は板クラウンを示すストリップの断面図である。
【図３】図３はロールベンダーによるロールの撓みを付加する前のロールカーブである。
【図４】図４は本発明の圧延ロールにおけるロールカーブの構成図である。
【図５】図５は本発明の圧延ロールにおける一例のロールカーブである。
【図６】図６は本発明を適用した熱間仕上げ圧延機列における板幅当たりのロールクラウンを示すグラフである。
【図７】図７は従来の熱間仕上げ圧延機列における板幅当たりのロールクラウンを示すグラフである。
【図８】図８（ａ）はロールカーブを定義するロール断面図、図８（ｂ）は従来の凹状の三角関数のロールカーブである。
【符号の説明】
１、10、20 圧延ロール（ロール）
２バックアップロール
３ロールベンダー
４熱間仕上げ圧延機列
５ストリップ（鋼ストリップ）
61、62、63 圧延スタンド
1A ロールベンダーを作用させたときの撓み
1B ロールベンダーを作用させていないときの撓み

Claims

熱延用の圧延ロールの下記基本ロールカーブにαを正の定数、ｘを前記圧延ロールの胴部中央からのロール軸方向距離としたときの前記圧延ロールのロールベンダーによる撓み（−α）・ｘ²を予め付加することにより、中央部形状がフラットであり両端部形状が曲線である凸状のロールカーブとしたことを特徴とする熱延用圧延ロール。
記
０≦｜ｘ｜＜ｘ_Fの範囲；
ｙ_CR＝Ｃ₄・ｘ⁴＋Ｃ₂・ｘ²
ｘ_F≦｜ｘ｜≦ｘ_Lの範囲；
ｙ_CR＝Ｃ₄・（ｘ_F）⁴＋Ｃ₂・（ｘ_F）²
ここで、ｙ_CR；前記圧延ロールの胴部中央のロール半径を基準としたときの前記ロール軸方向距離ｘでのロール半径の変化量、Ｃ₂、Ｃ₄；定数、ｘ_F；上記ｘに関する４次式の０以外の極値点のｘ座標値、ｘ_L；前記圧延ロールの胴長の1/2
請求項１に記載の熱延用圧延ロールを中間スタンドのうちの少なくとも１つの圧延スタンドに組み込んだことを特徴とする熱間仕上げ圧延機列。