JP4674842B2 - 圧延機におけるオンラインロール研削方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被圧延材を圧延する圧延ロール表面を研削砥石によりオンライン研削する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧延機で鋼板を圧延するすると、圧延ロール表面において圧延鋼板の数量が増加するに従って、鋼板が接触する中央部分（鋼板圧延幅に対応）のみが摩耗し、この部分と鋼板が接触しない非圧延部分（両側部）との間に摩耗段差が生じる。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、鋼板の板厚精度や平坦度を悪化させる結果となる。
【０００３】
したがって、鋼板の圧延に当たっては広幅の鋼板から狭幅の鋼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あった。しかし、この制約が守られない状態、すなわち、圧延スケジュールの関係で前記摩耗幅より広い幅を有する鋼板を圧延しなければならない状況になると、摩耗段差の付いていないロール（オフライン研削したもの、または新品）に交換（組み替え）して圧延を再開しなければならなかった。
【０００４】
また、近年連続熱延鋼板の圧延機においては、この摩耗したロールに交換することなく、圧延機内で鋼板圧延中（鋼板がロールに噛み込んだ状態）に、この摩耗段差の発生したロールを所要のプロフィール（平滑面）に研削するオンラインでのロール研削が行なわれるようになってきた。
【０００５】
このオンラインでのロール研削は、圧延量の増加に伴って増大する圧延ロールの摩耗段差部を圧延中にロールを組み込んだままの状態で、逐次研削、除去することで生産性の向上と整備コストの低減を図ることを目的としている。
しかして、オンラインでのロール研削については、前述のロール表面における摩耗段差部の逐次除去もあるが、ロール表面の肌荒れ防止、表面粗度均一化等を目的としてロール全長の研削も行っている。
【０００６】
上記オンラインでのロール研削については、これらを実施するための装置、方法について種々の発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、被圧延材を圧延しながら圧延ロールの表面を研削するオンラインロールグラインダによるロール表面研削方法において、被圧延材が圧延ロールに噛み込まれる時及び圧延ロールを抜け出る時には研削を中断するオンラインロールグラインダによるロール表面研削方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１−２４９２０７号公報
【特許文献２】
特開平５−２３７１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記した連続熱延鋼板の圧延においては、圧延ロールで鋼板を圧延している時間（鋼板噛込み時間）が、圧延していない時間（鋼板がロールを抜け次の鋼板が噛込むまでの時間）に対して充分長いため、鋼板噛込み後に研削砥石をロールに接触させ、鋼板圧延中にロール研削を行うことができた。
【０００９】
一方、厚鋼板を圧延するための例えばリバース圧延機では、長さの短い厚鋼板を正転および逆転を繰り返して往復させながら圧延するため、厚鋼板を圧延している時間は短く、連続熱間圧延ロールのように鋼板圧延中に研削を行い研削を完了させることは困難である。また、ロール研削に当たって、厚鋼板圧延中に、ロール研削を目的とした時間を確保し、ロール研削をまとめて行うことは、圧延の生産性を大きく低下させるため好ましくない。
【００１０】
したがって、厚鋼板圧延スケジュールを十分考慮し、圧延を停止，休止している時間をロール研削時間に割り当てて研削を行っていた。
しかし、最近厚鋼板の生産量が増大する傾向にあるので、この停止，休止が短くなり、充分なロール研削ができなくなる傾向にある。
生産性を低下させずにロール研削を行うために、圧延スケジュール内において、更なるロール研削時間の確保を行う必要性が生じてきた。
【００１１】
さらに、別の対応策として研削すべき１本のロールに対して、多くの研削砥石を設置したロール研削装置を導入すれば、研削砥石１個当りの研削担当範囲を少なくできるため、短い時間であっても研削を完了させられるが、多数の研削砥石を用意することは設備への投資や、維持のために多大のコストが懸かる。
【００１２】
本発明は、厚鋼板圧延用リバース圧延機の圧延ロールを研削するに当たって、圧延スケジュール内において非圧延時間中にあってロール研削を行える時間帯の確保を図り、制約された時間内でロール研削を行うことを目的とし、それに適合した圧延ロールのオンライン研削方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来方法における問題点を解決するためになされたものであって、その要旨するところは、下記手段にある。
圧延機の厚鋼板圧延ロールを研削砥石によりオンラインで研削する方法において、前記圧延ロールで被圧延材の前材の圧延が終わり、次材の圧延を行うために上ロールが上昇し、前記上ロールの上昇速度が加速域、定速域、減速域を順次行って停止する際に、前記加速域を終了した段階で前記上ロールに砥石を接触させて研削を開始することにより前記砥石の割れ、破損を防止することを特徴とする圧延機におけるオンラインロール研削方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
回転研削砥石によるロール研削は厚鋼板が圧延ロールから抜け出し上ロールが所定高さ位置に到達した時点（次材の初パスのギャップ設定）から研削を開始し、次の厚鋼板がロールに噛み込む前に研削を終了し、研削砥石をロールから離れた位置に待避させることにより厚鋼板がロールへ噛込み，抜け出し時のロールの急激なる上・下動による研削砥石への衝撃による破損、割れを防止していた。
【００１５】
しかし、非圧延時においてロール研削時間を充分に充当できる時間的余裕が有る場合はそれでよいが、生産量の増大のため厚鋼板の圧延間隔が短い圧延条件の場合には、ロール研削に利用できる時間が少く、充分なる研削が行なわれないまま圧延を続行せねばならない事態が継続されることがあり、ロール研削が予定通り進まずロールの摩耗量が累積増大し、圧延された厚鋼板の製品形状を悪化させる原因となっていた。
【００１６】
このような事態を回避するためには、ロール研削可能時間を圧延スケジュール内のどこかで新たに設けてやらなければならない状況にあった。
厚板圧延機では、厚鋼板を圧延していない時間帯において、圧下設定、噛込み速度設定など、次の圧延パスの準備に当てられる。これらの準備が完了した後、あるいは準備の前に研削を行うようなシーケンシャルな仕組みでは、パス間の時間が長くなり生産性が低下するため、準備をしながら研削を行うパラレルな仕組みを構築する必要がある。
【００１７】
本発明者らは、圧延機による厚鋼板圧延中（圧延の停・休止時間を含まず）にロール研削装置によって、オンラインで圧延ロールを研削するに当たって、厚鋼板の圧延スケジュール内の非圧延時に、ロールを研削する時間を確保できる時間帯は存在し得ないかどうかにつて鋭意検討を重ねた。その結果、非圧延時でロール研削を実施していない上ロール上昇時の時間帯に着目した。
【００１８】
通常、厚鋼板は素材から成品まで板厚が大きく変化するので、リバース圧延機においては、厚鋼板の圧延完了後、次に厚鋼板を圧延するまでに圧延準備としてロールのギャップ設定を行うが、厚鋼板の圧延終了厚（製品厚）は平均１０ｍｍ、圧延開始厚（スラブ厚）は平均２５０ｍｍで板厚差が大きいため、板厚に合わせて上ロールを大幅に上昇する。
【００１９】
したがって、この上ロール上昇時にロール研削を行うことができれば、ロール研削時間を長く採ることが可能となり、研削量を増すことができるので、ロール研削に当たっては有用な時間帯となる。この上昇時間は５〜１５秒要するので、本発明ではこの時間帯をロール研削のために活用することとした。
【００２０】
通常、圧延機のハウジングと圧延ロールを支える軸受け箱の間には、動作をスムーズにするため所定のクリアランスが確保されている。そのためロールギャップ設定のための圧延上ロール上昇時は、クリアランスの分だけ圧延ロールに振動が生じる。したがって、ロール研削時にはこの振動が生じても砥石や研削精度に影響を与えないようにする必要がある。
【００２１】
一般に、上ロール上昇の初期には上昇速度を加速し、所定の速度になってから定速で上昇させ、停止位置（次材初パス圧下位置）近傍で減速して停止させ、所定のロールギャップを保ち、次の厚鋼板圧延時にそのまま、又はその状態から次厚鋼板圧延厚に合せてロール位置を微調整せしめて圧延を続行する。しかして、上昇初期の加速時にはロールの振動が大きく、このような時期にロールへ研削砥石を接触させると、接触時にロールの振動が研削砥石に加わり、前述したような現象（砥石の割れ、破損）が起り、以後のロール研削に大きな障害となる。
【００２２】
本発明者らは前記課題を解決すべく種々の状況下でロール研削を行うことが可能かどうかを検討し多くの実験を行ってみた結果、ロールを回転しながら研削砥石と接触させて研削を行う場合、ロールギャップ設定のための上昇時の加速時期を除いた時期であればロールの上・下動のガタツキの影響を避けることができ、研削砥石に大きな衝撃を与えることがないことを突き止めた。
【００２３】
そこで本発明では上記した時期（所定位置に止まっているか、または一定速度で上昇している時期）に、ロールと研削砥石を接触させるならば研削砥石に対しては何らの支障も来さないことを確認することができた。
【００２４】
さらに、非圧延時には厚鋼板の圧延を行っていないため、圧延機における圧延ロールの回転速度を自由に選択することができる。したがって、研削砥石と圧延ロールについては研削が効率よく行える研削条件（圧延ロールおよび研削砥石の回転数の調整）に設定できる利点がある。すなわち、圧延ロールの研削において、通常の研削条件であれば、回転する研削砥石の周速を増すほど切削面積および切削深さを増すことができ、被研削圧延ロールの研削量を増加できる。また研削される被圧延ロールについても研削時にロールの周速を早めることによって研削量を増加させることができる。この特性を活用すれば高速研削を実施することにより短時間において研削量を増大することが可能となる。
【００２５】
ロール研削に当ってはコンピューターによって管理すれば、ロールと研削砥石が接触した瞬間を検知しその後は両者を同調して上昇させ得るので、ロールと研削砥石の間に適切な接触が保たれ、且つ研削砥石のロールへ対する押付荷重は絶えず所定量が維持されるので、ロール研削は設定通り行われる。
なお、下ロールについては、上ロールと同様の時間帯に研削を行い上・下ロールの研削バランスを執る。
【００２６】
本発明においては、ロールギャップ設定のためのロール上昇時において、加速時期を外した時間にロールと研削砥石を接触させて研削を行うことにより、ロール研削時間を長く採ることができ、ロール研削量を増すことができるようになった。
【００２７】
【実施例】
本発明によるオンラインロール研削を行った実施例について以下に示す。
表１にロール研削での条件と実施結果を示した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
本発明例では従来の非圧延時（上ロールが次材初パス圧下位置となる所定高さ位置（ギャップ設定が完了）になってから、次材の圧延が開始されるまでの時間）に加え、上ロールが上記所定高さ位置へ定速上昇時に研削砥石をロールへ接触させて研削を行った。従来例は上記非圧延時のみの研削である。
【００３０】
実施例から明らかなように、本発明例によれば、研削可能時間が多くなったので、ロールの研削量を増大することができ、圧延の生産性を増すことができた。これに対し比較例でのロール研削は、非圧延時のみであったがため、研削可能時間が短く研削量が少なくならざるを得ず、生産性が低下した。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば厚鋼板圧延機において、オンラインでの圧延ロールの研削に当たって、ロール表面の摩耗段差および未摩耗のロール端部を上ロールの定速上昇時にもロール研削を行えるようになったため、厚鋼板圧延の生産性を向上させることができ、かつ圧延製品について形状不良品を発生するような不都合な事態を極力抑制することができるので、圧延操業において多大な効果が得られる。

Claims (1)

1. 圧延機の厚鋼板圧延ロールを研削砥石によりオンラインで研削する方法において、前記圧延ロールで被圧延材の前材の圧延が終わり、次材の圧延を行うために上ロールが上昇し、前記上ロールの上昇速度が加速域、定速域、減速域を順次行って停止する際に、前記加速域を終了した段階で前記上ロールに砥石を接触させて研削を開始することにより前記砥石の割れ、破損を防止することを特徴とする圧延機におけるオンラインロール研削方法。