JP4603180B2 - 圧延方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯板に局部的に薄肉化した差厚部を成形する圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に特願平１１−３３６７９０号「圧延装置」を提案した。この技術では、次図で説明するように圧延を行う。
図１０（ａ），（ｂ）は先に提案した圧延装置の圧延の要領説明図である。
（ａ）において、まず、圧延装置１００の旋回可能な圧延手段１０１に帯板１０２を寄せ、上下のロール１０３，１０４間に帯板１０２をセットする。その次に、帯板１０２の端をクランプ手段１０５，１０５で把持し、張力を付与しながら、ロール１０３を圧下して、薄肉部１０６を形成するとともに、圧延手段１０１を角度θ並びに角度βに旋回させ、薄肉部１０６を延ばす。
【０００３】
（ｂ）において、圧延後に、薄肉部１０６を成形した板材１０７を取り出す。
このように圧延することで、角度θの境界ライン１０８及び角度βの境界ライン１０９を有する薄肉部１０６を帯板１０２に成形することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来の圧延要領では、圧延手段１０１を旋回させて薄肉部１０６の境界ライン１０８、１０９を角度θ，βに成形すると、薄肉部１０６に厚さｅのばらつきの大きい不揃い部１１１，１１２が生じやすく、薄肉部（差厚部）１０６の厚さを修正するのに手間がかかる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、圧延手段を旋回させて差厚部を形成しても、差厚部の厚さを均一に形成することができる圧延方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１では、一対のクランプ手段で帯板の両端を把持しつつ、帯板に一定の張力を掛け、この帯板をターンテーブルに載せた圧延手段の上下ロールで局部的に薄肉化する圧延方法において、ターンテーブルの旋回角をθとし、上下ロールが帯板の長手軸に直交するとき旋回角θを０゜とし、旋回角が０゜のとき圧延手段の圧下荷重をＰとしたときに、圧下荷重は、（Ｐ／ｃｏｓθ）の９５％〜１０５％の範囲に設定することを特徴とする。
【０００７】
圧延手段の旋回角θが大きくなるのに伴なって圧下荷重は（Ｐ／ｃｏｓθ）の描く曲線の通り、又は（Ｐ／ｃｏｓθ）の９５％〜１０５％の範囲で大きくなるので、ロールが帯板を延ばす力は旋回角θが変化してもほぼ一定となり、差厚部の厚さのばらつきが大きくなる心配はない。なお、以降の近似する値とは、（Ｐ／ｃｏｓθ）の９５％〜１０５％の範囲に納まる値をいう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る圧延方法に用いる製造ラインの平面図であり、製造ラインは、図右から左へ、巻き戻しリール１１（リコイラーとも云う）、案内部１２、ループ装置１３、圧延装置１４及び切断機１５をこの順に直列に配置したものである。１６，１７，１８はローラコンベヤ、２１は制御盤、２２は油圧ユニット、２３は操作盤である。８１は帯板、８１ａは帯板８１の長手軸、θは旋回角を示す。
【０００９】
図２は本発明に係る圧延方法に用いる製造ラインの側面図である。
巻き戻しリール１１は、帯板のコイルをセットするものであり、その都度コイルを戻し、帯板を送り出すものである。
切断機１５は、圧延装置１４で差厚部を形成した帯板を切り離すものである。
圧延装置１４は、テンション装置３０と、圧延手段６０とからなる。
【００１０】
テンション装置３０は、Ｘ軸方向（図１参照）に移動できるものであり、Ｘ軸移動ガイド３０ａ、３０ａと、これらのＸ軸移動ガイド３０ａ、３０ａに載せたＸ軸移動ベース３０ｂと、このＸ軸移動ベース３０ｂをＸ軸方向に移動させる、図１に示すＸ軸駆動手段３０ｃ，３０ｃと、Ｘ軸移動位置検出器３０ｄと、次図で説明する要素とを有する。
【００１１】
図３は本発明に係るテンション装置の斜視図であり、テンション装置３０は、移動台３１上に左クランプ手段３２、右クランプ手段３３並びに張力付与手段３４，３５を有する。
移動台３１は、ベース３６に第１ガイド３７を介してＹ軸移動ベース３８を取付けたものである。
【００１２】
左クランプ手段３２は、Ｙ軸移動ベース３８の左側にハウジング４１を取付け、このハウジング４１の中央にガイドを介して上押圧部４２を上下移動可能に取付けるとともに、この上押圧部４２に対向する下押圧部４３を固定し、ハウジング４１の上部に油圧シリンダ４４，４４を取付けたものであり、油圧シリンダ４４のロッド４５を上押圧部４２に取付けて、油圧によって上押圧部４２を下押圧部４３側へ押し付けるものである。
【００１３】
一方、右クランプ手段３３は、Ｙ軸移動ベース３８の右側に第２ガイド４６を介して取付けたハウジング４７に左クランプ手段３２と同様の上・下押圧部４２，４３、油圧シリンダ４４，４４を設けたものである。４８は左クランプ位置検出器、４９は右クランプ位置検出器であり、これら左・右クランプ位置検出器４８，４９は、例えば、リニアエンコーダやリニア位置センサである。
【００１４】
また、張力付与手段３４は、油圧シリンダ５１であり、油圧シリンダ５１の取付け部５２をベース３６に取付け、ロッド５３をＹ軸移動ベース３８に取付けた。張力付与手段３５は、油圧シリンダ５５であり、油圧シリンダ５５の取付け部５６をＹ軸移動ベース３８に取付け、ロッド５７を右クランプ手段３３に取付けた。
【００１５】
図４は本発明に係る圧延手段の斜視図であり、圧延手段６０は、スタンド６１に第３ガイド６２，６２（手前は図示していない）を介して昇降自在に軸受箱６３，６３を嵌合し、これらの軸受箱６３，６３に図示せぬ軸受を介して上ロールとしてのワークロール６４、バックアップロール６５，６５を嵌合し、これらのロール６４，６５，６５に対称に、スタンド６１に図示せぬ軸受を介して下ロールとしてのワークロール６６、バックアップロール６７，６７を嵌合し、スタンド６１の上部に圧下油圧シリンダ６８，６８を取付け、この圧下油圧シリンダ６８，６８のロッドを軸受箱６３，６３に取付け、ワークロール６４，６６をロール駆動部６９，６９に嵌合したものであり、ロールが６重で、単一の圧延機である。７１はワークロール位置検出器、７２は左クランプ移動限検出器、７３は右クランプ移動限検出器、７４，７４は加熱手段、９０はターンテーブルである。
【００１６】
ワークロール位置検出器７１は、例えばリニアエンコーダやリニア位置センサであり、左・右クランプ移動限検出器７２，７３は、例えばリミットスイッチである。また、加熱手段７４は、電磁誘導加熱（誘導加熱）の熱源（ヒーター）であり、ワークロール６４，６６の左右に設けたものである。
【００１７】
ターンテーブル９０は、据え付け台９１の中央に回転支持部９２を設け、端部に駆動部９３を設けたものである。駆動部９３は、据え付け台９１に取付けたガイド９４と、このガイド９４を駆動するウオーム減速機９５とからなる。
【００１８】
すなわち、ターンテーブル９０の回転支持部９２に圧延手段６０を嵌合するとともに、圧延手段６０にガイド９４の一端を取付けることで、ターンテーブル９０に圧延手段６０を載せたことになる。９６は原点位置検出器、９７は右回転限検出器、９８は左回転限検出器である。
【００１９】
次に本発明に係る圧延方法を説明する。
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る圧延方法の第１説明図である。
（ａ）：まず、圧延装置１４に帯板８１を通す。具体的には、油圧シリンダ５１（ロッド５３）の前進（矢印▲１▼の方向）によって左クランプ手段３２は所定位置に至る。この際、左クランプ手段３２の行過ぎを左クランプ移動限検出器７２によって防止する。
【００２０】
その次に、左・右クランプ手段３２，３３上の油圧シリンダ４４，４４（ロッド）が後退（矢印▲２▼，▲２▼の方向）すると、上押圧部４２が上昇する。一方、圧延手段６０の圧下油圧シリンダ６８によって、軸受箱６３とともに、ワークロール６４、バックアップロール６５，６５が上昇する。
【００２１】
そして、左クランプ手段３２まで帯板８１を矢印▲３▼の如く通した後、左クランプ手段３２の上押圧部４２を下降させて帯板８１の厚肉部８２を把持する。一方、圧下油圧シリンダ６８で帯板８１にワークロール６４、バックアップロール６５，６５を圧下する。
【００２２】
この場合、ターンテーブル９０（図４参照）は停止状態にあり、ターンテーブルの旋回角θ（図１参照）は０゜である。その結果、圧延手段６０は旋回せず、上下のワークロール６４，６６は帯板８１の長手軸８１ａ（図１参照）に直交するので、圧下荷重は、Ｐと設定する。なお、ワークロール６４の圧下位置はワークロール位置検出器７１によって検出する。
【００２３】
（ｂ）：引続き、ワークロール６４を所定のロール速度で駆動回転させることで、差厚部８３を形成する。同時に、左クランプ手段３２を張力方向（矢印▲４▼の方向）に移動させることにより、帯板８１に一定の張力ｔを掛けつつ、差厚部８３を形成する。左クランプ手段３２が所定位置に至ると、停止する。
【００２４】
続けて、圧延手段６０を逆回転せさるために、圧延手段６０の近傍まで右クランプ手段３３を寄せ、右クランプ手段３３上の油圧シリンダ４４で上押圧部４２を下降させて帯板８１の厚肉部８２を把持する。その際の右クランプ手段３３の位置は右クランプ移動限検出器７３によって検出する。
【００２５】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る圧延方法の第２説明図である。
（ａ）：引き続き、圧延手段６０のワークロール６４を逆回転させ、差厚部８３をより薄く延ばす。その際、圧下油圧シリンダ６８でワークロール６４をさらに圧下し、ロール間隔を制御する。同時に、油圧シリンダ５１でＹ軸移動ベース３８を逆移動させる。なお、逆移動によって、帯板８１が上流側へ移動すると、ループ装置１３（図２参照）によって帯板８１の移動量を吸収する。
【００２６】
（ｂ）：Ｙ軸移動ベース３８を逆移動しつつ、Ｙ軸移動ベース３８上の油圧シリンダ５５によって右クランプ手段３３を移動することで、帯板８１に一定の張力ｔを掛ける。その際、右クランプ手段３３の位置は右クランプ位置検出器４９によって行う。
この後、図５，図６に示した差厚部８３の形成をさらに繰り返し、所望の厚さの差厚部８３を形成する。
【００２７】
すなわち、帯板８１を左・右のクランプ手段３２，３３で把持し、帯板８１に張力ｔを掛けながら圧延する。差厚部８３に張力ｔが作用すると、極めて容易に帯板８１の厚肉部８２の一部に差厚部８３を形成することができる。
また、張力ｔによって、差厚部８３に発生しやすい「しわ」や曲りを防止することができる。
【００２８】
次に、圧延手段６０の旋回とロールの関係について簡単に説明する。
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る圧延方法の第３説明図である。
（ａ）は、圧延の際のワークロール６４，６６と帯板８１の関係を模式的に示す。既に述べたようにワークロール６４を圧下荷重Ｐで圧下し、差厚部８３を成形することができる。ここで、成形前の板の厚さをＴ１、成形後の差厚部８３の厚さをＴ２、ロールの半径をＲ、ロール接触長をＬｒとする。
【００２９】
（ｂ）は、ターンテーブル９０を矢印▲５▼の如く旋回させ、ターンテーブル９０の旋回角θをθ３に設定した状態を示す。
ここで、ターンテーブル９０の旋回によって圧延手段６０を旋回角θだけ旋回させ、それに伴い旋回するワークロール６４，６６の角度をロール角度とすると、ロール角度はθとなる。
また、成形前の板幅をｂ、ロール接触幅をＷ、ロール接触面積をＡとすと、ロール接触幅Ｗは、Ｗ＝ｂ／ｃｏｓθであり、ロール接触面積Ａは近似的に、Ａ＝Ｗ×Ｌｒと表せる。なお、圧延手段６０を矢印▲６▼の如く逆に旋回させてもよい。
すなわち、圧延手段６０を旋回させた場合には、ロール接触幅Ｗは大きくなるので、ワークロール６４の圧下荷重Ｐ（（ａ）参照）を調整しながら、圧延を行う。次図で圧下荷重Ｐの変化について説明する。
【００３０】
図８は本発明に係る圧延方法の第４説明図であり、ロール角度と圧下荷重との関係を示した線図である。横軸をロール角度θ並びにロール接触幅Ｗとし、縦軸を圧下荷重とする。
【００３１】
圧延手段６０を旋回させない状態では、ロール角度θは０゜であり、この角度をθ０（θ０＝０゜）とすると、ロール角度θ０では、圧下荷重をＰに設定する。
ロール角度θをθ３（図７（ｂ）参照）に設定したときには、圧下荷重をＰからＰ３に増加させ設定する。すなわち、圧下荷重は、圧下荷重＝Ｐ／ｃｏｓθ、又はこれに近似する値であり、例えば、圧下荷重Ｐ３＝Ｐ／ｃｏｓθ３、又はこれに近似する値である。
このようにロール角度θ若しくはロール接触幅Ｗに対応させて圧下荷重を設定することで、ロール接触面積Ａ（図７参照）に作用する面圧（面圧＝Ｐ／Ａ）をほぼ一定に保つことができる。
【００３２】
次に、ターンテーブルを旋回させた場合の圧延方法について説明する。
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る圧延方法の第５説明図である。
（ａ）：引続き、ターンテーブル９０によって圧延手段６０を旋回し、帯板８１の長手軸８１ａに対してワークロール６６の軸を非直角に設定する。すなわち、ワークロール６６をロール角度θ２（旋回角θ２）に設定するとともに、図８の線図に示すように、圧下荷重をＰ２に設定する。
【００３３】
（ｂ）：そして、ワークロール６４，６６を駆動し、ロール角度θ２のワークロール６４，６６の回転で往復する帯板８１に一定の張力を左・右クランプ手段３２，３３で掛ける。ワークロール６４，６６は正転、逆転を繰り返して差厚部８３を往復させることで、差厚部８３は次第に薄く延び、境界ライン８６は角度θ２を形成する。
【００３４】
このように、圧下荷重は、ターンテーブルの旋回角に伴なって設定する。すなわち、圧下荷重は、ロール角度θ２に応じて、圧下荷重Ｐ２＝Ｐ／ｃｏｓθ２、又はこれに近似する値に設定するので、ロール角度θがθ０からθ２に変化しても、帯板８１をほぼ一定の力で圧延することができ、差厚部８３の厚さＴ２を均一に形成することができる。
【００３５】
さらに続けて、ターンテーブル９０（ａ参照）によって圧延手段６０をロール角度θ２だけ戻すとともに、連続してロール角度β（β＝θ１）だけ旋回させ、圧下荷重をＰ１に設定し、同様に往復させて、差厚部８３を形成するとともに、境界ライン８５の角度をβに形成する。
このように、圧下荷重は、ロール角度θ１に応じて、圧下荷重Ｐ１＝Ｐ／ｃｏｓθ１、又はこれに近似する値に設定するので、ロール角度θが変化しても、帯板８１をほぼ一定の力で圧延することができ、差厚部８３の厚さＴ２を均一に形成することができる。
【００３６】
尚、本発明の実施の形態に示した図９の角度θ２や角度βの傾きは一例であり、角度は任意である。
図５に示す圧延方法では、まず、旋回角θを０゜に設定して圧延を開始したが、開始時の旋回角θは任意であり、例えば、旋回角θを１０゜に設定し、その後、旋回角θを増減させることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、一対のクランプ手段で帯板の両端を把持しつつ、帯板に一定の張力を掛け、この帯板をターンテーブルに載せた圧延手段の上下ロールで局部的に薄肉化する際に、ターンテーブルの旋回角をθとし、上下ロールが帯板の長手軸に直交するとき旋回角θを０゜とし、旋回角が０゜のとき圧延手段の圧下荷重をＰとしたときに、圧下荷重は、（Ｐ／ｃｏｓθ）の９５％〜１０５％の範囲に設定する。この場合、旋回することで、圧延手段の上下ロールも同様に、角度θとなり、このロールの角度θをロール角度θとすると、ロール角度θが大きくなるのに伴ない、圧下荷重はＰから次第に（Ｐ／ｃｏｓθ）が描く曲線のように増加する。その結果、ロール角度θが変化しても、帯板を延ばす力をどの角度においてもほぼ一定にすることができる。従って、圧延手段を旋回させて局部的に薄肉化した差厚部を形成しても、差厚部の厚さを均一に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧延方法に用いる製造ラインの平面図
【図２】本発明に係る圧延方法に用いる製造ラインの側面図
【図３】本発明に係るテンション装置の斜視図
【図４】本発明に係る圧延手段の斜視図
【図５】本発明に係る圧延方法の第１説明図
【図６】本発明に係る圧延方法の第２説明図
【図７】本発明に係る圧延方法の第３説明図
【図８】本発明に係る圧延方法の第４説明図
【図９】本発明に係る圧延方法の第５説明図
【図１０】先に提案した圧延装置の圧延の要領説明図
【符号の説明】
１４…圧延装置、３２…クランプ手段（左クランプ手段）、３３…クランプ手段（右クランプ手段）、６０…圧延手段、６４…上ロール（ワークロール）、６６…下ロール（ワークロール）、８１…帯板、８１ａ…長手軸、８３…差厚部、９０…ターンテーブル、ｔ…張力、Ｔ２…差厚部の厚さ。

Claims (1)

1. 一対のクランプ手段で帯板の両端を把持しつつ、帯板に一定の張力を掛け、この帯板をターンテーブルに載せた圧延手段の上下ロールで局部的に薄肉化する圧延方法において、
   前記ターンテーブルの旋回角をθとし、前記上下ロールが帯板の長手軸に直交するとき旋回角θを０゜とし、旋回角が０゜のとき圧延手段の圧下荷重をＰとしたときに、圧下荷重は、（Ｐ／ｃｏｓθ）の９５％〜１０５％の範囲に設定することを特徴とする圧延方法。

Images