JP4622907B2

JP4622907B2 - 圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置

Info

Publication number: JP4622907B2
Application number: JP2006084963A
Authority: JP
Inventors: 伸行紫垣; 由紀雄高嶋
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: JP2007260681A

Description

本発明は、厚鋼板等の金属板の圧延を行う際、圧延下反り材がテーブルローラに衝突することにより発生する圧延材先端部腰折れ発生の抑制技術に関する。

圧延機により厚鋼板等の金属板（以下「圧延材」という）を圧延する際、上下に反りが発生する現象は以前からよく知られており、特にワークロール径に対して厚みの比較的大きい材料の場合において顕著である。例えば図１３は圧延機付近を示す模式図で、１は下ワークロール、２は搬送ローラである。この図１３において、下反り傾向の圧延材Ｐの先端部が出側の搬送ローラ２に衝突し、破線のように持ち上げられて途中から折れ曲がるのが腰折れと呼ばれる現象である。この図に示すように、衝突後の圧延材Ｐの先端が上向きに屈折されるため、ローラの反力ＦによるモーメントＭが圧延機のロールバイトに作用して腰折れとなるのである。腰折れを抑制するには、圧延材Ｐ先端部の水平面との屈折角θと、ローラの反力Ｆとの双方を小さくすることが必要である。

腰折れは、以後の製造工程において矯正することが必要であるが、板厚40ｍｍを超える厚物材になると圧延後のホットレベラやコールドレベラでは矯正が困難であるため、ほぼ全量がプレス矯正に回り、これがネックとなって生産能力が低下してしまう。さらに、調整圧延から幅出し圧延にかけての板厚２００ｍｍ程度のパスで腰折れが生じた場合、テーブルローラによる板の９０度転回を行う際に転回不良により作業能率が低下するという問題点もある。

特許文献１および特許文献２には、腰折れの発生を抑制する方法として、圧延機入出側のテーブルローラを昇降可能として、圧延の際のピックアップ量を制御することが記載されている。また、特許文献３には、圧延機への圧延材の進入角度を上下に可変とし、圧延材の進入位置を制御することにより圧延機出側の反りを制御することが記載されている。
また特許文献４には、上下ワークロールの異速率を制御して反りを抑制し、テーブルローラへの衝突を防止することが記載されている。さらに特許文献５には、圧延前の圧延材上下面の温度差を抑制することで反りを制御することが記載されている。

しかしながら、圧延材の下反りは、圧延時のピックアップ、圧延材の上下面の温度差、上下ワークロールの異速率、上下摩擦係数差等のさまざまな要因に影響されて発生するため、これらの特許文献に示される個別の対策のみでは完全な抑制はできない。また、腰折れの発生防止に関して、特許文献２には圧延機直近のテーブルローラをダイナミックに昇降させる機構が示されているものの、テーブルローラ上方がむき出しであるから、圧延材が下反りに出た際に先端がテーブルローラに衝突することは避けられず、かりに荷重計によって先端衝突荷重が計測できたとしても、その時点ですでに腰折れは発生していると考えられ、腰折れ抑制の効果は少ない。
特開平３−３５８０５号公報特開平７−１６４０１４号公報特開平３−３２４０４号公報特開平９−２０６８１０号公報特開昭６２−４５４０３号公報

本発明は、複数の要因がからまって発生する腰折れ現象に対して、各要因に対して個別の対策を講ずることではなく、テーブルローラへの衝突を緩和することで腰折れ発生を抑制することを目的とする。

本発明の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置は、圧延機の出側に配置された搬送ローラのうち、圧延機に最も近いものを含む少なくとも１本の搬送ローラにおいて、圧延直後に圧延材に下反りが発生した際の圧延材先端部が前記の搬送ローラに衝突しないように、前記圧延材先端部を前記搬送ローラの接線方向に誘導する昇降可能なガイド装置を前記搬送ローラ直近に設けるとともに、前記の搬送ローラおよびガイド装置に加えて、圧延機直近に別の独立に昇降可能な直近ガイドを設けたことを特徴とするものであり、望ましくは前記搬送ローラを、圧延幅方向に段差を有する段付きのローラとし、ローラと圧延材が接触しない部分に前記のガイド装置を配置したことを特徴とする前記の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置であり、あるいはまた、前記の搬送ローラおよびガイド装置を、圧延機に対して接近および後退方向に移動可能とした前記の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置である。

本発明の圧延下反り時の腰折れ発生抑制方法は、前記搬送ローラおよびガイド装置を用いて圧延材先端部を前記搬送ローラの上方または後方まで誘導した後、前記ガイド装置を下降させることを特徴とする前記のガイド装置を使用する圧延下反り時の腰折れ発生抑制方法であり、また、本発明の金属板の製造方法は、前記のいずれかに記載の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置を使用する金属板の製造方法である。

本発明によれば、いかなる状況下においても腰折れが発生しなくなるので、品質が向上して操業が円滑化するのに加え、矯正工程の負荷も軽減され、品質面および生産性のいずれにおいても向上が図られるという、すぐれた効果を奏する。

以下本発明の好ましい実施形態について図面により説明する。第１の実施形態は、腰折れ発生の主要因である圧延材先端部と搬送ローラとの衝突を緩和するためのガイド装置に関するもので、図１および図２にその例を示す。図１の例は下ワークロール１と、これに最も近い第１の搬送ローラ２との間に、圧延材先端部を前記搬送ローラの接線方向に誘導する昇降可能なガイド装置３を設けたもの、図２の例はさらに第２、第３の搬送ローラ２の中間にも同様の昇降可能なガイド装置３を設けたものである。ガイド装置３は、上昇したときに上面高さが搬送ローラ２のそれとほぼ等しくなる。これにより、腰折れの予想されるパスにおいて圧延材先端部と搬送ローラ２との衝突が抑制され、腰折れ発生が防止できる。また、第１の実施形態は、図８に示すように、これまでのガイド装置３ａの他に下ワークロール１の直近に別の直近ガイド４を設けたものである。圧延材の先端部をまずこの直近ガイドでガイドし、引き続いてこれまでのガイド装置３ａでガイドするのである。直近ガイド４は固定式でもよいが、昇降、接近を兼ねて下ワークロール１の外周に沿って移動するようにするのがより好ましい。

第２の実施形態は同じくガイド装置に関するものであるが、図３に示すように搬送ローラ２ａを圧延幅方向に段差を有する構造とし、一方ガイド装置３ａは連結して櫛状とし、搬送ローラ２ａの段差により生じた隙間に、ガイド装置３ａを組み込むようにした。図４はこれらを組み立てた状態を示す斜視図である。また図５はガイド装置３ａが上昇している状態を示す正面図、図６は同じく下降している状態を示す正面図である。図２に示したように複数基のガイド装置３を個々に昇降させるよりも昇降機構が簡単になり、かつ誤動作も少なくなる。

第３の実施形態は、段差を有する段付きの搬送ローラ２ａ、およびガイド装置３ａの構造そのもの第２の実施形態のものと同様であるが、ガイド装置３ａは図７に示すようにこれまでと同じ昇降動作のほか、圧延機、すなわち下ワークロールに対して接近および後退方向に移動可能である。例えば厚板圧延機のようにさまざまな板厚の鋼板をリバース方式で圧延する場合、正転、逆転の違いや板厚の違いに応じてピックアップ量を変更する必要があるが、単純な昇降動作のみでは上昇時にガイド装置３ａの先端と下ワークロール１との間に隙間が生じてしまうから、水平方向にも移動させてできるだけ下ワークロール１に近づけるようにすることが好ましい。

第４の実施形態は、図９に示すように、前記搬送ローラ２ａおよびガイド装置３ａを用いて圧延材Ｐの先端部を前記搬送ローラの上方または後方まで誘導した後、前記ガイド装置３ａを下降させることを特徴とする前記のガイド装置を使用する圧延下反り時の腰折れ発生抑制方法である。圧延材Ｐの先端部は最終的にクロップとして切断除去され、製品には残らないので下面がガイド装置３ａと接触してこすれても問題がないが、これにつづく製品の部分がガイド装置３ａと接触することは好ましくない。したがって、先端部のガイドが終わり、先端部搬送ローラ２ａの上方または後方まで誘導されたら、ガイド装置３ａは必要ないどころかむしろ有害であるから、すみやかに下降させることが望ましい。ガイド装置３ａが下降すれば、圧延材Ｐは搬送ローラ２ａによって回転支持されるから、すり疵発生のおそれは少なくなる。

第５の実施形態は、特に図示しないが、以上の各実施形態で説明した圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置を使用する金属板の製造方法である。

本発明の効果を確認するため、純鉛板を用いて実際の厚鋼板圧延機の１／１０スケールのモデル圧延を実施した。図１０にその概要を示す。圧延機は直径１２０ｍｍのロールを使用し、図１０（ａ）に示すように、本発明によらない通常のミル直近ガイドおよび搬送ローラテーブルを備えたものと、図１０（ｂ）に示すような本発明による昇降可能な直近ガイドと、上面に誘導ガイドを有する搬送ローラテーブルを備えたものの２種類を用意し、純鉛板は板幅１００ｍｍ、板厚は１０ｍｍと２０ｍｍの２種として圧延を行った。通常のミル直近ガイドは昇降機能を有しないため、圧延機の下ワークロール頂部よりも低い位置に設定したのに対し、本発明では直近ガイド４は昇降可能であるため、下ワークロール１の頂部と同じ高さに設定した。圧下率は１８％で、圧延によって確実に下反りが発生するよう、下ロール表面のみに粗さを付与し、条件を同じにして比較を行った。図１１は板厚１０ｍｍの場合、図１２は板厚２０ｍｍの場合の結果で、破線が従来法を想定した図１０（ａ）の装置によるもの、太線が本発明の図１０（ｂ）の装置によるものである。従来法では２種類の板厚のいずれもの場合について腰折れが発生しているのに対し、本発明法では良好な圧延形状が得られており、実機においても腰折れを完全に抑制することが可能であることがわかる。

本発明の第１の実施形態における圧延機付近の正面図である。同じく本発明の第１の実施形態における圧延機付近の正面図である。本発明の第２の実施態様における搬送ローラおよびガイド装置の斜視図である。本発明の第２の実施態様における圧延機付近の斜視図である。本発明の第２の実施態様における圧延機付近の正面図である。同じく本発明の第２の実施態様における圧延機付近の正面図である。本発明の第３の実施態様における圧延機付近の正面図である。本発明の第４の実施態様における圧延機付近の正面図である。本発明の第５の実施態様における圧延機付近の正面図である。本発明の効果を確認するためのモデル圧延を示す説明図である。本発明の効果を確認するためのモデル圧延の結果を示すグラフである。同じく本発明の効果を確認するためのモデル圧延の結果を示すグラフである。本発明に係わる圧延機付近を示す模式図である。

符号の説明

１下ワークロール
２搬送ローラ
２ａ分割ないし段付きローラ
３ガイド装置
３ａガイド装置（櫛状ガイド）
４直近ガイド
Ｐ圧延材

Claims

圧延機の出側に配置された搬送ローラのうち、圧延機に最も近いものを含む少なくとも１本の搬送ローラにおいて、圧延直後に圧延材に下反りが発生した際の圧延材先端部が前記の搬送ローラに衝突しないように、前記圧延材先端部を前記搬送ローラの接線方向に誘導する昇降可能なガイド装置を前記搬送ローラ直近に設けるとともに、前記の搬送ローラおよびガイド装置に加えて、圧延機直近に別の独立に昇降可能な直近ガイドを設けたことを特徴とする圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置。
前記搬送ローラを、圧延幅方向に段差を有する段付きのローラとし、ローラと圧延材が接触しない部分に前記のガイド装置を配置したことを特徴とする請求項１に記載の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置。
前記の搬送ローラおよびガイド装置を、圧延機に対して接近および後退方向に移動可能とした請求項１または２に記載の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置。
前記搬送ローラおよびガイド装置を用いて圧延材先端部を前記搬送ローラの上方または後方まで誘導した後、前記ガイド装置を下降させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のガイド装置を使用する圧延下反り時の腰折れ発生抑制方法。
請求項１ないし３のいずれかに記載の圧延下反り時の腰折れ発生抑制装置を使用する金属板の製造方法。