JP5361656B2 - Manufacturing method of differential thickness plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワークロールの１周分に対応する圧延材の区間で板厚が変化する差厚板を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a difference plank thickness in a section of the strip corresponding to one round of the work rolls is changed.
自動車用途向けプレス成形部品などの軽量化と剛性を得るために、長さ方向や幅方向に板厚偏差を持たせた圧延材である「差厚板」が用いられている。このような差厚板は、２枚の板を溶接して製造された溶接テーラードブランクと、圧延等により板厚差を付与した圧延テーラードブランクがある。圧延テーラードブランクであって長さ方向に板厚の異なる差厚板は、通常、圧延のロールギャップを圧延中に変更しながら製造される。 In order to obtain light weight and rigidity of press-formed parts for automobile applications, a “difference plate” which is a rolled material having a thickness deviation in the length direction and the width direction is used. Such a differential thickness plate includes a welded tailored blank manufactured by welding two plates and a rolled tailored blank provided with a plate thickness difference by rolling or the like. A difference thickness plate which is a rolled tailored blank and has different thicknesses in the length direction is usually manufactured while changing the roll gap of rolling during rolling.
ところで、前述したような自動車用途向けのプレス成形部品は、その大きさが比較的小さく、かかるプレス成形に供される差厚板の板厚ピッチは通常数ｍ以下となることが多い。つまり、圧延材の長手方向数ｍの間に板厚が様々に変化する「短ピッチの差厚板」となることが多い。
このような短ピッチの差厚板を製造する場合には、ワークロールの開閉を短時間に行う必要があるが、かかるワークロールの操作は難しく、必然的に圧延速度を遅くしないと大きな板厚差を持った差厚板の製造が困難である。
By the way, the press-molded parts for automobile use as described above are relatively small in size, and the plate thickness pitch of the differential thick plate used for such press-molding is usually several m or less in many cases. That is, it is often a “short-pitch differential thickness plate” in which the plate thickness changes variously within a number m in the longitudinal direction of the rolled material.
When manufacturing such a short-pitch differential thickness plate, it is necessary to open and close the work roll in a short time, but it is difficult to operate the work roll. It is difficult to manufacture a difference thickness plate having a difference.
このような状況に対応すべく、様々な技術が開発されている。
例えば、特許文献１の技術では、所定の位置からの長さをトラッキングし、圧下量を変更することにより長手方向の板厚を変更し差厚板を製造している。
特許文献２には、差厚板の寸法精度を向上することを目的として、圧延材を送りつつ部分的に圧延する方法が開示されている。
Various technologies have been developed to deal with such situations.
For example, in the technique of Patent Document 1, the length from a predetermined position is tracked, and the plate thickness in the longitudinal direction is changed by changing the amount of reduction to manufacture a differential thickness plate.
Patent Document 2 discloses a method of partially rolling while feeding a rolled material for the purpose of improving the dimensional accuracy of the differential thickness plate.
特許文献３には、ワークロールにカム形状の部分を複数設けると共に、このカム部を偏芯ロールとして用い、差厚を圧延材に付与する方法が開示されている。
特許文献４には、バックアップロール又はワークロールに直径差を持たせた偏芯ロールで圧延する方法が開示されている。
Patent Document 3 discloses a method in which a plurality of cam-shaped portions are provided on a work roll, and this cam portion is used as an eccentric roll to impart a differential thickness to a rolled material.
Patent Document 4 discloses a method of rolling with an eccentric roll in which a backup roll or a work roll has a diameter difference.
しかしながら、短ピッチの差厚板を精度よく高速に製造するためには、上述した従来の技術では、以下のような問題点がある。
特許文献１に開示された方法では、トラッキング精度の問題で長手方向の寸法の精度に欠け、さらに大きな差厚を製造するためにはロールギャップの昇降速度の応答性の向上が必要であるため、非常に高価な圧延設備となってしまうか、又は、生産性の低い低速での圧延を行うことになる。
However, in order to manufacture a short-pitch differential thick plate with high accuracy and high speed, the above-described conventional technique has the following problems.
In the method disclosed in Patent Document 1, the accuracy of the longitudinal dimension is lacking due to the problem of tracking accuracy, and in order to produce a larger difference thickness, it is necessary to improve the responsiveness of the lifting speed of the roll gap. It becomes very expensive rolling equipment, or rolling at low speed with low productivity is performed.
部分圧下法である特許文献２に開示された方法では、圧延速度を上げることが困難であることが現場の実績として明らかとなっている。
一方、偏芯ロールを用いる製造方法では、板寸法はロール形状により決定されるため、高速圧延でも寸法精度が低下しないという長所がある。ところが、広幅・硬質材の差厚板を製造することを考えると、板厚の薄い部分（圧下量大の部位）で大きな荷重が発生する可能性が大きい。
In the method disclosed in Patent Document 2 which is a partial reduction method, it is clear as a field result that it is difficult to increase the rolling speed.
On the other hand, in the manufacturing method using an eccentric roll, since the plate size is determined by the roll shape, there is an advantage that the dimensional accuracy is not lowered even at high speed rolling. However, considering the production of a wide-width / hard material differential thickness plate, there is a high possibility that a large load is generated at a portion where the thickness is thin (a portion where the amount of reduction is large).
この観点から、特許文献３に開示された方法を考えるに、２段圧延機のような大径ロールでは圧延が困難であり、バックアップロールを有する４段以上の多段圧延機が必要である。４段以上の多段圧延機であっても、バックアップロールとワークロールとがカム部で接触するので中央に広い非接触領域ができるため、ワークロール径に応じた大きなたわみが発生してしまう。そのため、所望とする板厚や十分な平坦度が得られないという問題点がある。 From this point of view, considering the method disclosed in Patent Document 3, it is difficult to roll with a large-diameter roll such as a two-high mill, and a multi-high mill having four or more stages having a backup roll is required. Even in a multi-high rolling mill having four or more stages, since the backup roll and the work roll come into contact with each other at the cam portion, a wide non-contact region is formed at the center, and thus a large deflection corresponding to the work roll diameter occurs. Therefore, there is a problem that a desired plate thickness and sufficient flatness cannot be obtained.
特許文献４に開示された方法で、バックアップロールに径差を持たせた場合には、バックアップロールの周長の整数分の１のパターンの板厚偏差を有する差厚板の製造が可能であるが、逆に急峻な板厚偏差を付けるのが困難である。加えて、所望とする板厚変化に応じてバックアップロールを取り替えることは実操業上は困難なことが多い。一方で、ワークロールを偏芯させワークロールの周方向に径差を持たせる場合には、ワークロールの径が小さいことから、急峻な板厚偏差を付けるのが比較的容易である。しかもワークロールを取り替えることは実操業上はよく行うことである。 When the backup roll has a diameter difference according to the method disclosed in Patent Document 4, it is possible to manufacture a differential thickness plate having a thickness deviation of a pattern that is a fraction of the circumference of the backup roll. However, on the contrary, it is difficult to give a steep thickness deviation. In addition, it is often difficult in actual operation to replace the backup roll according to the desired plate thickness change. On the other hand, when the work roll is eccentric and has a diameter difference in the circumferential direction of the work roll, since the diameter of the work roll is small, it is relatively easy to give a steep thickness deviation. Moreover, replacing work rolls is a common practice.
ところが、ワークロールに径差を持たせ、差厚板を製造しようとする場合、以下のような不都合が生じる。
図６に従来からある一般的な４段圧延機を示す。この４段圧延機１０においては、一対のワークロール１２，１２により圧延材１３が矢示Ｘ方向に移動する時に圧延がなされる。
However, when the work roll is given a diameter difference to produce a differential thickness plate, the following inconvenience occurs.
FIG. 6 shows a conventional general four-high rolling mill. In the four-high rolling mill 10, rolling is performed when the rolled material 13 moves in the arrow X direction by the pair of work rolls 12 and 12.
この４段圧延機１０においては、各ワークロール１２にそれぞれのバックアップロール１４が当接し、バックアップロール１４はワークロール１２の垂直上方または垂直下方に位置し、ワークロール１２の軸芯の位置とバックアップロール１４の軸芯の位置とは左右方向にズレておらず一致している（オフセット量＝０）。
図７（ａ）に示す如く、このような一対のワークロール１２，１２に、正弦関数で表現された周方向の半径差（ΔＲ１〜ΔＲ４）を与えても、図７（ｂ）に示すような板厚偏差Δｈ２，Δｈ４（ΔＲ２がΔｈ２に対応、以下同様）しか生じない。板厚偏差Δｈ１（ΔＲ１＝sinθに対応）及び板厚偏差Δｈ３（ΔＲ３＝sin3θに対応）は略０である。
In this four-high rolling mill 10, each backup roll 14 abuts on each work roll 12, and the backup roll 14 is positioned vertically above or below the work roll 12. It coincides with the position of the axis of the roll 14 without shifting in the left-right direction (offset amount = 0).
As shown in FIG. 7 (a), even if a circumferential radial difference (ΔR1 to ΔR4) expressed by a sine function is given to such a pair of work rolls 12, 12, as shown in FIG. 7 (b). Plate thickness deviations Δh2 and Δh4 (ΔR2 corresponds to Δh2, the same applies hereinafter) occur. The plate thickness deviation Δh1 (corresponding to ΔR1 = sin θ) and the plate thickness deviation Δh3 (corresponding to ΔR3 = sin 3θ) are substantially zero.
この理由として、一般的な圧延機では、バックアップロール１４の回転軸心は固定側に枢支されていて支持点が一定であるものの、ワークロール１２の軸心は支持点が一定ではなく、上下に移動可能となっていることに起因する。
つまり、ワークロール１２の周方向の半径差を強調して記載した図８を参照すると、ワークロール１２の凸部が圧延材１３に当接している時には、位相が１８０度異なる凹部がバックアップロール１４に当接すると共に上方に移動して、凸部と凹部とでワークロール１２の周方向の半径差を互いに打消しあっている。ワークロール１２の凹部が圧延材１３に当接している時には、位相が１８０度異なる凸部がバックアップロール１４に当接すると共に、ワークロール１２が下方に移動して、凸部と凹部とでワークロール１２の周方向の半径差を互いに打消しあっている。
The reason for this is that, in a general rolling mill, the rotation axis of the backup roll 14 is pivotally supported on the fixed side and the support point is constant, but the axis of the work roll 12 is not constant and the vertical axis is It is caused by being able to move to.
That is, referring to FIG. 8 that emphasizes the radial difference in the circumferential direction of the work roll 12, when the convex portion of the work roll 12 is in contact with the rolling material 13, the concave portions whose phases are different by 180 degrees are the backup roll 14. The convex portion and the concave portion cancel each other out of the radial difference in the circumferential direction of the work roll 12. When the concave portion of the work roll 12 is in contact with the rolled material 13, the convex portion having a phase difference of 180 degrees comes into contact with the backup roll 14, and the work roll 12 moves downward, and the work roll is moved between the convex portion and the concave portion. The twelve circumferential radial differences cancel each other.
上述の問題点をまとめると以下のようになる。
(1) 差厚板を圧延により製造する場合は、板厚の数十％の板厚差を付ける必要があり、このような大きな板厚差は、特許文献３のようなカム機構を用いたようなロール剛性の弱い圧延では実現不可能である。さらに、同様に、２段圧延機では大きな荷重変化のため、ロールたわみにより大圧下部での鋼板の平坦度が乱れる。このため、４段以上の圧延機が必要となる。
The above problems are summarized as follows.
(1) When a differential thickness plate is manufactured by rolling, it is necessary to provide a thickness difference of several tens of percent of the plate thickness. Such a large thickness difference is obtained by using a cam mechanism as in Patent Document 3. Such rolling with low roll rigidity cannot be realized. Furthermore, in the same way, because of a large load change in the two-high rolling mill, the flatness of the steel plate under the large pressure is disturbed by the roll deflection. For this reason, a rolling mill having four or more stages is required.
(2) 自動車用途向けのプレス成形部品の基となる圧延材では、急峻な板厚偏差（１ｍ程度の長さで板厚が急激に変化する）が求められ、このような短ピッチの差厚板の製造には、特許文献１、特許文献２、特許文献４（バックアップロールの径方向に半径差を持たせる）の技術では、対応できないことが多い。
(3) 特許文献４（ワークロールの径方向に差を持たせる）の技術では、ワークロール１回転で「偶数個の山」又は「偶数個の谷」を有する板厚パターンでしか差厚板を製造できない。言い換えるならば、ワークロールの周長に沿って「奇数個の山」又は「奇数個の谷」を有する板厚パターンを形成することができない。加えて、１ｍ程度の長さの圧延材に対し、ワークロールの径差で板厚差を付与しようとすると、ワークロール直径は７００ｍｍ程度の大きなワークロール径となる。このように、ワークロール径が大きくなると圧延荷重も増大するとともに、圧延機自体も大型となるため非常にコストが増大する。
(2) Rolled material, which is the basis for press-formed parts for automotive applications, requires a steep thickness deviation (the thickness changes abruptly with a length of about 1 m). In many cases, the technology of Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 4 (giving a radial difference in the radial direction of the backup roll) cannot be used for manufacturing the plate.
(3) In the technique of Patent Document 4 (giving a difference in the radial direction of the work roll), the difference thickness plate is only used in a plate thickness pattern having “even number of peaks” or “even number of valleys” by one rotation of the work roll. Cannot be manufactured. In other words, a plate thickness pattern having “odd number of peaks” or “odd number of valleys” along the circumference of the work roll cannot be formed. In addition, when trying to give a difference in sheet thickness due to the difference in diameter of the work roll to a rolled material having a length of about 1 m, the work roll diameter becomes a large work roll diameter of about 700 mm. As described above, when the work roll diameter is increased, the rolling load is increased and the rolling mill itself is also increased in size, which greatly increases the cost.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、圧延負荷が少ない小径ワークロールであって周方向の半径差を設けたワークロールを用いて、圧延部材に大きな板厚偏差を急峻に付与することができ、ワークロール１回転で、所望の板厚偏差のパターンを製造することができる差厚板の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the purpose thereof is a small-diameter work roll with a small rolling load, and a work roll provided with a radial difference in the circumferential direction. large a thickness deviation can be rapidly applied, the work roll 1 rotates, is to provide a manufacturing how differences planks can be produced a pattern of desired thickness deviation.
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の差厚板の製造方法は、周方向に半径の異なるワークロールを備えた４段以上の多段圧延機により差厚板を製造する方法であって、前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａn，ｂnをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡn，Ｂnをパラメータとする式（２）で与えられ、前記オフセンタの量が式（３）で与えられるに際し、前記パラメータＡn，Ｂnを、前記パラメータａn，ｂnを基に式（１）〜式（４）から算出して、算出されたパラメータＡn，Ｂnを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
That is, the manufacturing method of the differential thickness plate of the present invention is a method of manufacturing a differential thickness plate by a multi-high rolling mill having four or more stages provided with work rolls having different radii in the circumferential direction, and a backup roll in contact with the work roll. or the relative intermediate rolls contacting the work rolls, said by off-center of the work roll, there is to produce a difference plank thickness varies between the plate length corresponding to one rotation of the work roll The target thickness deviation distribution Δh (θ) is given by equation (1) using an and bn as parameters, and the circumferential distribution R (θ) of the work roll radius is an equation using An and Bn as parameters. When the amount of off-center given by (2) is given by equation (3), the parameters An and Bn are calculated from equations (1) to (4) based on the parameters an and bn. Calculated parameters The differential thickness plate is manufactured using a work roll having a radial distribution R (θ) expressed by the equation (2) including the data An and Bn .
また、本発明の差厚板の他の製造方法は、周方向に半径の異なるワークロールを備えた４段以上の多段圧延機により差厚板を製造する方法であって、前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、前記ワークロールからオフセンタしているバックアップロールが２本以上、又は前記ワークロールからオフセンタしている中間ロールが２本以上備えられており、目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａｎ，ｂｎをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡｎ，Ｂｎをパラメータとする式（２）で与えられ、オフセンタされた２本のバックアップロール又は中間ロールの間の水平距離Ｄが式（５）で与えられ、前記２本のバックアップロール又は中間ロールの間の垂直距離Ｈが式（６）で与えられるに際し、前記パラメータＡｎ，Ｂｎを、前記パラメータａｎ，ｂｎを基に式（１），式（２），式（５）〜式（７）から算出して、算出されたパラメータＡｎ，Ｂｎを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする。 Moreover, the other manufacturing method of the difference thickness board of this invention is a method of manufacturing a difference thickness board with the multistage rolling mill of 4 or more steps | paragraphs provided with the work roll from which a radius differs in the circumferential direction, Comprising: The said work roll is contacted. With respect to a backup roll or an intermediate roll in contact with the work roll, the work roll is off-centered to produce a differential thickness plate whose thickness changes between the plate lengths corresponding to one round of the work roll. There are two or more backup rolls off-center from the work roll, or two or more intermediate rolls off-center from the work roll, and a target thickness deviation distribution Δh (θ) There is given by equation (1), parameters a n, b n, given by equation (2) to the circumferential direction distribution of the work roll radius R (theta) is a n, the B n as a parameter The horizontal distance D between the two backup rolls or intermediate rolls that are off-centered is given by equation (5), and the vertical distance H between the two backup rolls or intermediate rolls is given by equation (6). The parameters A n and B n are calculated from the formulas (1), (2), and (5) to (7) based on the parameters a n and b n. The differential thickness plate is manufactured using a work roll having a circumferential distribution R (θ) of a radius represented by the formula (2) including A n and B n .
また、本発明の差厚板の他の製造方法は、周方向に半径の異なるワークロールを備えた４段以上の多段圧延機により差厚板を製造する方法であって、前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、多段圧延機のミル定数がＭ、塑性定数がＱで与えられ、目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａｎ，ｂｎをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡｎ，Ｂｎをパラメータとする式（２）で与えられ、前記オフセンタの量が式（３）で与えられるに際し、前記パラメータＡｎ，Ｂｎを、前記パラメータａｎ，ｂｎを基に式（１）〜式（４）’から算出して、算出されたパラメータＡｎ，Ｂｎを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする。 Moreover, the other manufacturing method of the difference thickness board of this invention is a method of manufacturing a difference thickness board with the multistage rolling mill of 4 or more steps | paragraphs provided with the work roll from which a radius differs in the circumferential direction, Comprising: The said work roll is contacted. With respect to a backup roll or an intermediate roll in contact with the work roll, the work roll is off-centered to produce a differential thickness plate whose thickness changes between the plate lengths corresponding to one round of the work roll. there are, mill modulus of the multi-stage rolling machine M, plastic constant given by Q, the thickness deviation of the target distribution Delta] h (theta) is given by equation (1), parameters a n, b n, When the work roll radius distribution R (θ) in the circumferential direction is given by the equation (2) using A n and B n as parameters, and the amount of the off-center is given by the equation (3), the parameters A n , B n, the said parameters Data a n, is calculated from the b n based on equation (1) to (4) ', the calculated parameter A n, the radius of the circumferential distribution R of the formula (2) with a B n The differential thickness plate is manufactured using a work roll having (θ) .
また、本発明の差厚板の他の製造方法は、周方向に半径の異なるワークロールを備えた４段以上の多段圧延機により差厚板を製造する方法であって、前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、前記ワークロールからオフセンタしているバックアップロールが２本以上、又は前記ワークロールからオフセンタしている中間ロールが２本以上備えられており、多段圧延機のミル定数がＭ、塑性定数がＱで与えられ、目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａｎ，ｂｎをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡｎ，Ｂｎをパラメータとする式（２）で与えられ、オフセンタされた２本のバックアップロール又は中間ロールの間の水平距離Ｄが式（５）で与えられ、前記２本のバックアップロール又は中間ロールの間の垂直距離Ｈが式（６）で与えられるに際し、前記パラメータＡｎ，Ｂｎを、前記パラメータａｎ，ｂｎを基に式（１），式（２），式（５）〜式（７）’から算出して、算出されたパラメータＡｎ，Ｂｎを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする。 Moreover, the other manufacturing method of the difference thickness board of this invention is a method of manufacturing a difference thickness board with the multistage rolling mill of 4 or more steps | paragraphs provided with the work roll from which a radius differs in the circumferential direction, Comprising: The said work roll is contacted. With respect to a backup roll or an intermediate roll in contact with the work roll, the work roll is off-centered to produce a differential thickness plate whose thickness changes between the plate lengths corresponding to one round of the work roll. And there are two or more backup rolls off-center from the work roll, or two or more intermediate rolls off-center from the work roll , the mill constant of the multi-high rolling mill is M, and the plastic constant is Q, the target thickness deviation distribution Δh (θ) is given by equation (1) with a n and b n as parameters, and the circumferential distribution of the work roll radius R (θ) is given by Equation (2) using A n and B n as parameters, and the horizontal distance D between the two off-centered backup rolls or intermediate rolls is given by Equation (5). When the vertical distance H between the backup rolls or the intermediate rolls is given by the equation (6), the parameters A n and B n are converted into the equations (1) and (2) based on the parameters a n and b n. ), Formula (5) to formula (7) ′, and a work roll having a circumferential distribution R (θ) of the radius represented by formula (2) having the calculated parameters An and B n using, characterized in that to produce the difference plank.
なお、上述した差厚板の製造方法を採用するに際し、前記多段圧延機をミル剛性制御を用いて制御し、差厚板の出側板厚偏差が目標板厚偏差となるように前記ミル剛性制御に用いるチューニング率αを選定するとよい。
また、上述した差厚板の製造方法を採用するに際し、最終圧延パスでの板厚偏差の分布Δｈ（θ）が目標値となるように、圧延機の出側及び／又は入側の張力を制御するとよい。
When adopting the above-described manufacturing method of the differential thickness plate, the multi-stage rolling mill is controlled using mill stiffness control, and the mill stiffness control is performed so that the outlet thickness deviation of the differential thickness plate becomes the target thickness deviation. It is preferable to select a tuning rate α used for the above.
Further, when adopting the above-described method of manufacturing the differential thickness plate, the tension on the exit side and / or the entry side of the rolling mill is set so that the thickness deviation distribution Δh (θ) in the final rolling pass becomes a target value. not good when you control.
本発明に係る差厚板の製造方法を用いることで、圧延部材に大きな板厚偏差を急峻に付与することができ、ワークロール１回転で、所望の板厚偏差のパターンを製造することができる。 By using the manufacturing method of the differential thickness plate according to the present invention, a large thickness deviation can be steeply given to the rolling member, and a desired thickness deviation pattern can be manufactured by one rotation of the work roll. .
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る短ピッチ差厚板の製造方法が適用される圧延機の概要について説明する。
図１は、短ピッチの差厚板を製造する４段圧延機１の概略図である。この４段圧延機１においては、一対のワークロール２，２により、鋼材等の圧延材３が矢示Ｘ方向に移動する時に圧延される。なお、「短ピッチの差厚板」とは、ワークロール２の１周分に対応する板長さで板厚が変化する、言い替えるならば、長手方向数ｍの間に板厚が様々に変化する圧延材３のことである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the outline | summary of the rolling mill with which the manufacturing method of the short pitch difference thickness board which concerns on 1st Embodiment is applied is demonstrated.
FIG. 1 is a schematic view of a four-high rolling mill 1 for producing a short pitch differential thickness plate. In the four-high rolling mill 1, the pair of work rolls 2 and 2 are rolled when the rolled material 3 such as a steel material moves in the arrow X direction. The “short-pitch differential thickness plate” means that the plate thickness changes with the plate length corresponding to one turn of the work roll 2, in other words, the plate thickness changes variously in the longitudinal direction m. It is the rolling material 3 to perform.
４段圧延機１においては、一対のワークロール２，２にそれぞれバックアップロール４が当接していて、ワークロール２とパックアップロール４との間にはオフセンタ（オフセット）が付与されるものとなっている。このオフセンタは、差厚板製造のために軸芯を意図的にずらしたものであって、圧延の安定性（ワークロール２が圧延中に前後に移動しない）を理由として適用されるものとは全く異なるものである。 In the four-high rolling mill 1, the backup roll 4 is in contact with the pair of work rolls 2 and 2, and an off-center (offset) is provided between the work roll 2 and the pack-up roll 4. ing. This off-center is the one in which the axis is intentionally shifted for the production of the differential thickness plate, and is applied for reasons of rolling stability (the work roll 2 does not move back and forth during rolling). It is completely different.
このような４段圧延機１のワークロール２及びワークロール２に、図７（ａ）に示すような正弦関数で表現されたワークロール２の周方向の半径差（ΔＲ１〜ΔＲ４）を与えると、図７（ｂ）とは異なり、図２に示す如く、板厚偏差Δｈ１（sinθに対応）及び板厚偏差Δｈ３（sin3θに対応）が明確に生じる。このように、オフセンタδを与えることにより、ワークロール２の１回転分の複雑な板厚偏差を圧延材３に与えることが可能である。その結果、圧延材３に大きな板厚偏差を急峻に付与することができ、所望とする板厚変化を備えた短ピッチの差厚板を製造することが可能となる。 When the radial difference (ΔR1 to ΔR4) in the circumferential direction of the work roll 2 expressed by a sine function as shown in FIG. 7A is given to the work roll 2 and the work roll 2 of such a four-high rolling mill 1. Unlike FIG. 7B, as shown in FIG. 2, a plate thickness deviation Δh1 (corresponding to sin θ) and a plate thickness deviation Δh3 (corresponding to sin 3θ) are clearly generated. As described above, by providing the off-center δ, it is possible to give the rolled material 3 a complicated thickness deviation for one rotation of the work roll 2. As a result, a large thickness deviation can be steeply imparted to the rolled material 3, and a short pitch differential thickness plate having a desired thickness change can be manufactured.
以下、目標とする板厚偏差を実現すべく、ワークロール２の周方向の半径分布を求める方法について述べる。
図３は、オフセンタさせたバックアップロール４とワークロール２の幾何学的関係を模式的に示した図である。なお、ワークロール２の半径分布をＲ(θ)とし、バックアップロール４の半径ｒは均一であるとする。
Hereinafter, a method for obtaining the radial distribution of the work roll 2 in the circumferential direction in order to achieve the target thickness deviation will be described.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the geometric relationship between the off-center backup roll 4 and the work roll 2. It is assumed that the radius distribution of the work roll 2 is R (θ) and the radius r of the backup roll 4 is uniform.
まず、図３から、オフセンタ量δとオフセンタ角ωの関係は、式（３）で与えられると共に、ワークロール２の半径分布Ｒ（θ）と板厚偏差Δｈ（θ）との関係が式（４）で与えられることがわかる。各変数は、［数１］のところで説明したとおりである。 First, from FIG. 3, the relationship between the off-center amount δ and the off-center angle ω is given by the equation (3), and the relationship between the radius distribution R (θ) of the work roll 2 and the plate thickness deviation Δh (θ) is expressed by the equation (3). It can be seen that it is given in 4). Each variable is as described in [Formula 1].
ところで、ロール半径分布Ｒ（θ）は一周分の対称性があるため、フーリエ展開が可能であり、式（２）で定義することが可能である。同様に、差厚板の板厚偏差Δｈも周期的に現れることは明らかであり、式（１）で定義することが可能である。この板厚偏差Δｈは製品の仕様として予め与えられる。 By the way, since the roll radius distribution R (θ) has symmetry for one round, it can be Fourier-expanded and can be defined by Expression (2). Similarly, it is clear that the plate thickness deviation Δh of the differential plate also appears periodically, and can be defined by Expression (1). This thickness deviation Δh is given in advance as a product specification.
ここで、式（１）〜式（４）を連立させて、目標とする板厚分布の偏差Δｈのパラメータａｎ，ｂｎからワークロール２の半径の周方向分布Ｒ(θ)のパラメータＡｎ，Ｂｎを求める。具体的な計算は、式（１）〜式（４）の非線形方程式を解くことになるため、数値解析により求めるか、近似式（例えば、ωに対する展開式など）により解くことが可能である。 Here, Equation (1) to Equation (4) are combined, and the parameter A of the radial distribution R (θ) of the radius of the work roll 2 from the parameters a n and b n of the deviation Δh of the target plate thickness distribution. n and Bn are obtained. Since the specific calculation is to solve the nonlinear equations (1) to (4), it can be obtained by numerical analysis or can be solved by an approximate expression (for example, an expansion expression for ω).
得られたパラメータＡｎ，Ｂｎを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロール２を用いて、圧延材３を圧延することで、ワークロール２の１周分に対応する差厚寸法を備えた差厚板を製造することができる。
以上述べた差厚板の製造方法を用いて、ワークロール２の周方向半径分布Ｒ（θ）を設計した例を述べる。
The work roll 2 is obtained by rolling the rolled material 3 using the work roll 2 having the circumferential distribution R (θ) of the radius represented by the expression (2) having the obtained parameters A n and B n. It is possible to manufacture a differential thickness plate having a differential thickness dimension corresponding to one round.
An example will be described in which the circumferential radius distribution R (θ) of the work roll 2 is designed by using the above-described method of manufacturing the differential thickness plate.
図４（ａ）には、目標とする板厚分布が示されている。この板厚分布を式（１）で表現した場合、
ａ１＝ 1.000 ｂ１＝0.000
ａ２＝ 0.500 ｂ２＝0.000
ａ３＝ 0.333 ｂ３＝0.000
ａ４＝ 0.250 ｂ４＝0.000
となる。さらに、圧延機１での条件として、ワークロール２の直径＝３００ｍｍ、バックアップロール４の直径＝８００ｍｍ、オフセンタ量δを３０．５ｍｍとしている。４段圧延機１においては、図４に示すワークロール２，２を用い、下側のワークロール２の中心も上側のワークロール２の中心と同じ位置に設定し、上下でバランスをとるために下側のワークロール２も３０．５ｍｍだけ同じ方向にオフセンタさせた。
FIG. 4A shows a target thickness distribution. When this plate thickness distribution is expressed by equation (1),
a1 = 1.000 b1 = 0.000
a2 = 0.500 b2 = 0.000
a3 = 0.333 b3 = 0.000
a4 = 0.250 b4 = 0.000
It becomes. Further, as the conditions in the rolling mill 1, the diameter of the work roll 2 is 300 mm, the diameter of the backup roll 4 is 800 mm, and the off-center amount δ is 30.5 mm. In the four-high rolling mill 1, the work rolls 2 and 2 shown in FIG. 4 are used, the center of the lower work roll 2 is set at the same position as the center of the upper work roll 2, and the balance is made up and down. The lower work roll 2 was also off-centered in the same direction by 30.5 mm.
この条件下で、式（１）〜式（４）を連立させて、目標とする板厚分布の偏差Δｈのパラメータａｎ，ｂｎからロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)のパラメータＡｎ，Ｂｎを求める。
図４（ｂ）には、求められたＡｎ，Ｂｎから得られたワークロール２の半径プロファイルが示されている。
Under these conditions, Equation (1) to Equation (4) are combined, and parameters A n and b n of the deviation Δh of the target plate thickness distribution are used as parameters A of the circumferential distribution R (θ) of the roll radius. n and Bn are obtained.
FIG. 4B shows a radius profile of the work roll 2 obtained from the obtained A n and B n .
図４（ｃ）には、図４（ｂ）のような半径プロファイルを備えたワークロール２で圧延を実施し、製造された圧延材３の長手方向の板厚分布が示されている。この図から明らかなように、長さ方向１０００ｍｍ程度において板厚の偏差が１ｍｍ〜ー１ｍｍの間で短ピッチで変化している。また、ワークロール２の偏心させることのみでは実現し得なかった奇数周期の板厚変化（「奇数個の山」又は「奇数個の谷」を有する板厚パターン）をオフセンタδを与えることで実現可能としている。 FIG. 4 (c) shows the plate thickness distribution in the longitudinal direction of the rolled material 3 produced by rolling with the work roll 2 having the radius profile as shown in FIG. 4 (b). As is apparent from this figure, the deviation of the plate thickness changes at a short pitch between 1 mm and -1 mm in the length direction of about 1000 mm. In addition, by providing an off-center δ, the plate thickness change (plate thickness pattern with “odd number of peaks” or “odd number of valleys”) that could not be realized only by making the work roll 2 eccentric. It is possible.
図９は、同じくワークロール２の直径３００ｍｍ、バックアップロール４の直径８００ｍｍの４段圧延機１において、オフセンタ量δを３０．５ｍｍにした場合における２ピッチの設計結果（ワークロール２の半径プロファイル）および圧延結果を示す。このように、偶数ピッチの板厚変動も本技術で設計可能である。図１０は同じロール配置の場合における３ピッチの設計結果および圧延結果を示し、図１１に５ピッチの設計結果および圧延結果を示す。 FIG. 9 shows a design result of two pitches when the off-center amount δ is 30.5 mm in the four-high rolling mill 1 having a diameter of the work roll 2 of 300 mm and a backup roll 4 of 800 mm (radius profile of the work roll 2). And the rolling result is shown. In this way, even thickness variations of even pitches can be designed with this technology. FIG. 10 shows the design result and rolling result of 3 pitches in the case of the same roll arrangement, and FIG. 11 shows the design result and rolling result of 5 pitches.
以上のようにして、中間ロールがない４段圧延機１において、ワークロール２直径及びバックアップロール４直径並びにオフセンタ量を設定して、ワークロール２の周方向の半径分布を算出できる。計算された半径分布を有するワークロール２を用いて短ピッチの差厚板を製造することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る短ピッチの差厚板の製造方法が適用される圧延機の概要について説明する。
As described above, in the four-high rolling mill 1 having no intermediate roll, the work roll 2 diameter, the backup roll 4 diameter, and the off-center amount can be set, and the radial distribution of the work roll 2 in the circumferential direction can be calculated. A short-pitch differential thick plate can be manufactured using the work roll 2 having the calculated radius distribution.
[Second Embodiment]
Next, the outline | summary of the rolling mill with which the manufacturing method of the short pitch difference thickness board which concerns on 2nd Embodiment is applied is demonstrated.
図５は、クラスター圧延機などで採用されている２個のバックアップロール４でワークロール２を支持する場合の模式図である。
この図に示されているように、本実施形態が第１実施形態と大きく異なる点は、ワークロール２が２つのバックアップロール４で支持されている点である。バックアップロール４間の水平距離はＤとされており、一方のバックアップロール４は他方のバックアップロール４より下方にＨだけ下がった位置に配備されている。他の構成は第１実施形態と略同様である。
FIG. 5 is a schematic diagram when the work roll 2 is supported by two backup rolls 4 employed in a cluster rolling mill or the like.
As shown in this figure, the point that this embodiment is greatly different from the first embodiment is that the work roll 2 is supported by two backup rolls 4. The horizontal distance between the backup rolls 4 is D, and one backup roll 4 is disposed at a position lower than the other backup roll 4 by H. Other configurations are substantially the same as those in the first embodiment.
以下、目標とする板厚偏差を実現すべく、オフセンタしたバックアップロール４で支持されたワークロール２の周方向の半径分布を求める方法について述べる。
まず、ワークロール２と接する２個のバックアップロール４のロール半径ｒ１、ｒ２であり、水平方向のロール間隔Ｄ、垂直方向のロール間隔Ｈの時、式（５）〜式（７）の関係が成り立つ。各変数は［数４］のところで説明したとおりである。
Hereinafter, a method for obtaining the radial distribution in the circumferential direction of the work roll 2 supported by the off-center backup roll 4 in order to realize the target thickness deviation will be described.
First, the roll radii r1 and r2 of the two backup rolls 4 in contact with the work roll 2, and when the horizontal roll interval D and the vertical roll interval H, the relations of the expressions (5) to (7) are satisfied. It holds. Each variable is as described in [Equation 4].
さらに、第１実施形態と同様に、ロール半径分布Ｒ（θ）は、一周分の対称性があるため、フーリエ展開が可能であり、式（２）で定義することが可能である。同様に、差厚板の板厚偏差Δｈも周期的に現れることは明らかであり、式（１）で定義することが可能である。この板厚偏差Δｈは製品の仕様として予め与えられる。 Furthermore, as in the first embodiment, the roll radius distribution R (θ) has a one-cycle symmetry, and thus can be Fourier-expanded and defined by Expression (2). Similarly, it is clear that the plate thickness deviation Δh of the differential plate also appears periodically, and can be defined by Expression (1). This thickness deviation Δh is given in advance as a product specification.
ここで、式（１），式（２），式（５）〜式（７）を連立させて、目標とする板厚偏差の分布Δｈのパラメータａｎ，ｂｎからロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)のパラメータＡｎ，Ｂｎを求める。具体的な計算は、式（１），式（２），式（５）〜式（７）の非線形方程式を解くことになるため、数値解析により求めるか、近似式（例えば、ωに対する展開式など）により解くことが可能である。 Here, Equation (1), Equation (2), Equation (5) to Equation (7) are combined, and parameters a n and b n of the target thickness deviation distribution Δh are used to determine the circumferential direction of the roll radius. Parameters A n and B n of the distribution R (θ) are obtained. The specific calculation is to solve the nonlinear equations of Expression (1), Expression (2), Expression (5) to Expression (7), and therefore is obtained by numerical analysis or approximate expression (for example, an expansion expression for ω). Etc.).
得られたパラメータＡｎ，Ｂｎを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロール２を用いて、圧延材３を圧延することで、ワークロール２の１周分に対応する差厚寸法を備えた差厚板を製造することができる。
［第３実施形態］
第１実施形態及び第２実施形態で説明した差厚板の製造方法を採用するに際し、最終圧延パスでの板厚分布の偏差Δｈが目標の偏差となるように、圧延機の出側及び／又は入側の張力を制御することは、非常に好ましい。
The work roll 2 is obtained by rolling the rolled material 3 using the work roll 2 having the circumferential distribution R (θ) of the radius represented by the expression (2) having the obtained parameters A n and B n. It is possible to manufacture a differential thickness plate having a differential thickness dimension corresponding to one round.
[Third Embodiment]
When adopting the manufacturing method of the differential thickness plate described in the first embodiment and the second embodiment, so that the deviation Δh of the thickness distribution in the final rolling pass becomes the target deviation, and / or Alternatively, it is highly preferable to control the inlet tension.
すなわち、第１実施形態及び第２実施形態で述べたワークロール２の半径分布の設計においては、ロール最下点で板厚が決定されるように決めている。しかしながら、実際には圧延条件である圧延材３とワークロール２との間における摩擦係数及び圧延機の出側・入側張力により、圧延材３がワークロール２より速く又は遅く移動するためワークロール２の周長より長く又は短くなる。これは、圧延条件に依存するため、ロール設計に反映させることが困難である。 That is, in the design of the radius distribution of the work roll 2 described in the first embodiment and the second embodiment, the plate thickness is determined so as to be determined at the lowest point of the roll. However, since the rolling material 3 moves faster or slower than the work roll 2 due to the friction coefficient between the rolling material 3 and the work roll 2 which are actually rolling conditions and the exit / entry side tension of the rolling mill, the work roll It is longer or shorter than the circumference of 2. Since this depends on the rolling conditions, it is difficult to reflect in the roll design.
このため、出側での板厚変動を測定して所定の板厚偏差が得られるように張力を制御する。言い換えるならば、このような決定された半径方向の板厚偏差を正確に板厚分布へ転写するためには、ロール回転速度と板速の関係である先進率が重要である。そこで、圧延された板厚分布が適正になるように、適切な先進率を得るべく圧延機の出側・入側張力を制御する。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る短ピッチの差厚板の製造方法について説明する。
For this reason, the tension is controlled so as to obtain a predetermined thickness deviation by measuring the thickness variation on the outlet side. In other words, in order to accurately transfer such a determined radial thickness deviation to the thickness distribution, an advance rate that is a relationship between the roll rotational speed and the plate speed is important. Therefore, the exit and entry tensions of the rolling mill are controlled so as to obtain an appropriate advanced rate so that the rolled sheet thickness distribution is appropriate.
[Fourth Embodiment]
Next, the manufacturing method of the short pitch difference thickness board which concerns on 4th Embodiment is demonstrated.
前述した実施形態において差厚板を製造する場合には、板厚の薄い部位と板厚の厚い部位では、圧延機１での圧延荷重が変化し、板厚の薄い部位では圧延荷重が上がり、板厚の厚い部位では圧延荷重が下がることとなる。ゆえに、より精確な板厚を備えた差厚板を製造することを意図する場合、ワークロール２の半径分布の設計において「圧延荷重の変動」を考慮する必要がある。 In the case of manufacturing the differential thickness plate in the above-described embodiment, the rolling load in the rolling mill 1 is changed in the thin part and the thick part, and the rolling load is increased in the thin part. The rolling load decreases at the thick part. Therefore, when it is intended to manufacture a differential thickness plate having a more accurate thickness, it is necessary to consider “rolling load variation” in the design of the radius distribution of the work roll 2.
なお、このような荷重変動に伴う板厚変動を、出側張力、入側張力で制御することも考えられるが、短ピッチで板厚を急峻に変化させる場合には、応答性の優れた強力な巻き取り力を発する電動モータが必要となり、大型で高コストな設備となってしまう。また、圧延荷重が小さい幅狭な圧延材や軟らかい材料(純アルミなど)は、圧延荷重の変動に伴う板厚変動を考慮しなくてもすむが、幅広な圧延材や硬い材料（鋼や高強度アルミ合金）は、板厚変化に対する荷重変化が無視できない。 Although it is conceivable to control the plate thickness fluctuations accompanying such load fluctuations with the outlet side tension and the inlet side tension, when changing the plate thickness sharply with a short pitch, it is powerful with excellent responsiveness. An electric motor that generates a large winding force is required, resulting in a large and expensive facility. In addition, narrow rolled materials and soft materials (pure aluminum, etc.) with a small rolling load do not need to take into account variations in plate thickness due to fluctuations in rolling load, but wide rolled materials and hard materials (steel and high materials). The strength aluminum alloy) cannot ignore the load change with respect to the plate thickness change.
そこで、圧延荷重の変動を考慮したワークロール２の半径分布の設計において、まず、圧延を行う前に数値計算などで圧延荷重を予測すると同時に、圧延機１のミル定数を測定し、出側板厚変化Δｈに対するロールギャップの変化ΔＳを見積もるようにする。圧延前に、ロールギャップを実験的に変化させて出側板厚変化Δｈを測定してもよい。
このようにして得られた出側板厚変化Δｈとロールギャップ変化ΔＳとは、Δｈ＝Ｍ／（Ｍ＋Ｑ）・ΔＳと表現でき、この関係を考慮した上で、ワークロール２の半径分布の設計を行う。Δｈ＝Ｍ／（Ｍ＋Ｑ）・ΔＳにおけるＭは、ミル定数であり、圧延機固有の剛性係数である。Ｑは塑性定数であり、圧延材と圧延条件が決まれば求まる値である。
Therefore, in designing the radius distribution of the work roll 2 in consideration of fluctuations in the rolling load, first, the rolling load is predicted by numerical calculation or the like before rolling, and at the same time, the mill constant of the rolling mill 1 is measured to determine the exit side plate thickness. The change ΔS of the roll gap with respect to the change Δh is estimated. Prior to rolling, the roll thickness change Δh may be measured by experimentally changing the roll gap.
The outlet thickness change Δh and the roll gap change ΔS obtained in this way can be expressed as Δh = M / (M + Q) · ΔS, and the radius distribution design of the work roll 2 is designed in consideration of this relationship. Do. M in Δh = M / (M + Q) · ΔS is a mill constant, which is a stiffness coefficient unique to the rolling mill. Q is a plastic constant, which is a value obtained if the rolling material and rolling conditions are determined.
ミル定数Ｍについては、圧延機１固有の定数なので実験的に求めることが可能である。塑性定数Ｑは、Ｑ＝∂Ｐ／∂ｈｉｎで表され、圧延材の変形抵抗、摩擦係数、圧下率、入側板厚を基に圧延モデルから求めることができる。
予めＲ（θ）一定のワークロールで圧延を行い、ロールギャップを変更することにより得られる圧延荷重と出側板厚との関係から、塑性定数Ｑを実験的に求めることも可能である。
Since the mill constant M is a constant inherent to the rolling mill 1, it can be obtained experimentally. The plastic constant Q is expressed by Q = ∂P / ∂h in , and can be obtained from the rolling model based on the deformation resistance, the friction coefficient, the rolling reduction, and the entry side plate thickness of the rolled material.
It is also possible to experimentally determine the plastic constant Q from the relationship between the rolling load obtained by rolling in advance with a work roll having a constant R (θ) and changing the roll gap, and the exit side plate thickness.
このようにして得られたＭ，Ｑを用いれば、第１実施形態で述べた式（４）、第２実施形態で述べた式（７）は、以下のように変更することができる。 If M and Q obtained in this way are used, Equation (4) described in the first embodiment and Equation (7) described in the second embodiment can be changed as follows.
この式（４）’、式（７）’を用いることで、圧延荷重の変動を考慮したワークロール２の半径分布の設計が行える。
図１２に、第１実施形態で説明した手法で設計したロール半径と、本実施形態で説明したミル伸びを考慮し設計したロール半径との比較を示す。ここでは、ミル定数Ｍ＝５００ｔｏｎ／ｍｍ、塑性定数Ｑ＝６００ｔｏｎ／ｍｍである。
By using these formulas (4) ′ and (7) ′, it is possible to design the radius distribution of the work roll 2 in consideration of fluctuations in rolling load.
FIG. 12 shows a comparison between the roll radius designed by the method described in the first embodiment and the roll radius designed in consideration of the mill elongation described in the present embodiment. Here, the mill constant M = 500 ton / mm and the plastic constant Q = 600 ton / mm.
図１３に、図１２のロール形状で圧延した場合の出側板厚分布を示す。第１実施形態で説明した手法で設計したワークロール２では、目標板厚偏差０．５ｍｍに対して約半分の値しか板厚偏差が付いていないのに比べて、ミル伸びを考慮したワークロール２では、目標とする板厚偏差が確実に実現できていることがわかる。
［第５実施形態］
しかしながら、第４実施形態に係る短ピッチの差厚板の製造方法を用いて決定したワークロール２を使用しても、圧延材の硬さなどの変化により目標の板厚偏差が実現できない場会がある。
FIG. 13 shows the outlet side plate thickness distribution when rolled in the roll shape of FIG. In the work roll 2 designed by the method described in the first embodiment, the work roll considering the mill elongation is compared with the case where the thickness deviation is only about half of the target thickness deviation of 0.5 mm. 2, it can be seen that the target thickness deviation is reliably realized.
[Fifth Embodiment]
However, even if the work roll 2 determined using the method for producing a short-pitch differential thickness plate according to the fourth embodiment is used, the target thickness deviation cannot be realized due to changes in the hardness of the rolled material. There is.
具体的には、式（４）’、式（７）’には、圧延条件により決まる塑性定数Ｑが含まれる。この塑性定数Ｑは圧延条件や材料硬さが変わると変化する。そのため、式（４）’、式（７）’により設計されたワークロール２を用いた場合であっても、所望とする差厚板を製造できない場合が存在する。
そこで、塑性係数Ｑの変化に起因する微妙な板厚変動を是正するため、圧延機１に対してはミル剛性制御を適用する。
Specifically, the equation (4) ′ and the equation (7) ′ include a plastic constant Q determined by rolling conditions. This plastic constant Q changes as the rolling conditions and material hardness change. Therefore, even when the work roll 2 designed by the formulas (4) ′ and (7) ′ is used, there are cases where a desired differential thickness plate cannot be manufactured.
Therefore, in order to correct a subtle variation in the thickness caused by the change in the plastic coefficient Q, mill rigidity control is applied to the rolling mill 1.
ミル剛性制御は、所定のロックオン荷重Ｐ０に対して。実績圧延荷重Ｐの偏差に応じて、ロールギャップΔＳを式（８）で可変とするものである。このような制御は、一般的な冷間圧延機には既に導入されている。なお、式（８）のαをチューニング率と呼ぶ。 Mill stiffness control, for a given lock on the load P 0. According to the deviation of the actual rolling load P, the roll gap ΔS is made variable by the equation (8). Such control has already been introduced into a general cold rolling mill. Note that α in Expression (8) is called a tuning rate.
このようなミル剛性制御を用いることで、圧延荷重の変化による板厚変化を修正することができる。
つまり、目標とする板厚変動に対して、圧延材の長手方向の最小板厚が目標値となるようにロールギャップを減少させてゆく。このとき、設計荷重(設計したＱ)と実際の圧延時のＱが等しければ、目標板厚偏差が実現される。しかしながら、Ｑに誤差があれば目標板厚偏差は実現できない。そこで、圧延機１の出側で最小板厚と最大板厚の差である板厚偏差を測定し、この値が目標植に達しない場合は、チューニング率αを変更して目標値に制御することとする。詳しくは、 図１４に示すフローチャートに基づき、チューニング率αを可変とする。
By using such mill rigidity control, it is possible to correct a change in sheet thickness due to a change in rolling load.
That is, the roll gap is decreased so that the minimum thickness in the longitudinal direction of the rolled material becomes the target value with respect to the target thickness variation. At this time, if the design load (designed Q) is equal to the Q during actual rolling, the target plate thickness deviation is realized. However, if there is an error in Q, the target thickness deviation cannot be realized. Therefore, the thickness deviation, which is the difference between the minimum thickness and the maximum thickness, is measured on the exit side of the rolling mill 1, and if this value does not reach the target planting, the tuning rate α is changed and controlled to the target value. I will do it. Specifically, the tuning rate α is variable based on the flowchart shown in FIG.
図１５は、チューニング率αを変化させた場合の板厚偏差であり、ロールの半径分布が同じワークロール２を用いて圧延を行っている。この図より、チューニング率αを変更することによって、同一ワークロール２を用いても板厚偏差を制御することが可能であることがわかる。
なお、図１６は、さらにチューニング率αを上げた結果である。高いチューニング率αすなわちチューニング率αが限界を超えると不安定な制御となるため、チューニング率αのみで自由な板厚偏差を作ることが出来る訳ではない。ワークロール設計とチューニング率αの適切な選択との両者により、所望とする差厚板を圧延することが可能となる。
FIG. 15 shows a plate thickness deviation when the tuning rate α is changed, and rolling is performed using the work roll 2 having the same roll radius distribution. From this figure, it can be seen that the plate thickness deviation can be controlled by using the same work roll 2 by changing the tuning rate α.
FIG. 16 shows the result of further increasing the tuning rate α. If the high tuning rate α, that is, the tuning rate α exceeds the limit, the control becomes unstable, so that it is not possible to make a free plate thickness deviation only by the tuning rate α. The desired differential thickness plate can be rolled by both the work roll design and the appropriate selection of the tuning rate α.
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、第２実施形態にて、ワークロール２はバックアップロール４に支えられることを開示したが、中間ロールに支えられる構成であっても何ら問題はない。
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
For example, in the second embodiment, it has been disclosed that the work roll 2 is supported by the backup roll 4, but there is no problem even if the work roll 2 is supported by the intermediate roll.
１ 圧延機（４段圧延機）
２ ワークロール
３ 圧延材
４ バックアップロール
1 Rolling mill (4-high rolling mill)
2 Work rolls 3 Rolled material 4 Backup roll
Claims (6)
前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、
目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａn，ｂnをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡn，Ｂnをパラメータとする式（２）で与えられ、前記オフセンタの量が式（３）で与えられるに際し、
前記パラメータＡn，Ｂnを、前記パラメータａn，ｂnを基に式（１）〜式（４）から算出して、
算出されたパラメータＡn，Ｂnを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする差厚板の製造方法。
A differential thickness plate in which the plate thickness changes between plate lengths corresponding to one round of the work roll by off-centering the work roll with respect to a backup roll in contact with the work roll or an intermediate roll in contact with the work roll It has been made to manufacture the,
The target thickness deviation distribution Δh (θ) is given by equation (1) with an and bn as parameters, and the circumferential distribution R (θ) of the work roll radius is an equation with parameters An and Bn ( 2), and when the off-center amount is given by equation (3),
The parameters An and Bn are calculated from the equations (1) to (4) based on the parameters an and bn.
The differential thickness plate is manufactured using a work roll having a circumferential distribution R (θ) of the radius represented by the equation (2) having the calculated parameters An and Bn. Manufacturing method.
前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、
前記ワークロールからオフセンタしているバックアップロールが２本以上、又は前記ワークロールからオフセンタしている中間ロールが２本以上備えられており、
目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａn，ｂnをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡn，Ｂnをパラメータとする式（２）で与えられ、オフセンタされた２本のバックアップロール又は中間ロールの間の水平距離Ｄが式（５）で与えられ、前記２本のバックアップロール又は中間ロールの間の垂直距離Ｈが式（６）で与えられるに際し、
前記パラメータＡn，Ｂnを、前記パラメータａn，ｂnを基に式（１），式（２），式（５）〜式（７）から算出して、
算出されたパラメータＡn，Ｂnを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする差厚板の製造方法。
A differential thickness plate in which the plate thickness changes between plate lengths corresponding to one round of the work roll by off-centering the work roll with respect to a backup roll in contact with the work roll or an intermediate roll in contact with the work roll It has been made to manufacture the,
Two or more backup rolls off-center from the work roll, or two or more intermediate rolls off-center from the work roll ,
The target thickness deviation distribution Δh (θ) is given by equation (1) with an and bn as parameters, and the circumferential distribution R (θ) of the work roll radius is an equation with parameters An and Bn ( 2), the horizontal distance D between the two backup rolls or intermediate rolls off-centered is given by equation (5), and the vertical distance H between the two backup rolls or intermediate rolls is given by equation (5) When given in 6)
The parameters An and Bn are calculated from the equations (1), (2), and (5) to (7) based on the parameters an and bn.
The differential thickness plate is manufactured using a work roll having a circumferential distribution R (θ) of the radius represented by the equation (2) having the calculated parameters An and Bn. Manufacturing method.
前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、
前記多段圧延機のミル定数がＭ、塑性定数がＱで与えられ、目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａn，ｂnをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡn，Ｂnをパラメータとする式（２）で与えられ、前記オフセンタの量が式（３）で与えられるに際し、
前記パラメータＡn，Ｂnを、前記パラメータａn，ｂnを基に式（１）〜式（４）’から算出して、
算出されたパラメータＡn，Ｂnを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする差厚板の製造方法。
A differential thickness plate in which the plate thickness changes between plate lengths corresponding to one round of the work roll by off-centering the work roll with respect to a backup roll in contact with the work roll or an intermediate roll in contact with the work roll It has been made to manufacture the,
The mill constant of the multi-high rolling mill is given by M, the plastic constant is given by Q, the target thickness deviation distribution Δh (θ) is given by the equation (1) using an and bn as parameters, and the radius of the work roll Is given by the equation (2) using An and Bn as parameters, and the amount of the off-center is given by the equation (3).
The parameters An and Bn are calculated from the equations (1) to (4) ′ based on the parameters an and bn,
The differential thickness plate is manufactured using a work roll having a circumferential distribution R (θ) of the radius represented by the equation (2) having the calculated parameters An and Bn. Manufacturing method.
前記ワークロールと接するバックアップロール又は前記ワークロールと接する中間ロールに対し、前記ワークロールをオフセンタさせることにより、前記ワークロールの１周分に対応する板長さ間で板厚が変化する差厚板を製造するものであって、
前記ワークロールからオフセンタしているバックアップロールが２本以上、又は前記ワークロールからオフセンタしている中間ロールが２本以上備えられており、
前記多段圧延機のミル定数がＭ、塑性定数がＱで与えられ、目標とする板厚偏差の分布Δｈ（θ）がａn，ｂnをパラメータとする式（１）で与えられ、ワークロールの半径の周方向分布Ｒ(θ)がＡn，Ｂnをパラメータとする式（２）で与えられ、オフセンタされた２本のバックアップロール又は中間ロールの間の水平距離Ｄが式（５）で与えられ、前記２本のバックアップロール又は中間ロールの間の垂直距離Ｈが式（６）で与えられるに際し、
前記パラメータＡn，Ｂnを、前記パラメータａn，ｂnを基に式（１），式（２），式（５）〜式（７）’から算出して、
算出されたパラメータＡn，Ｂnを備えた式（２）で表される半径の周方向分布Ｒ(θ)を有するワークロールを用いて、前記差厚板を製造することを特徴とする差厚板の製造方法。
A differential thickness plate in which the plate thickness changes between plate lengths corresponding to one round of the work roll by off-centering the work roll with respect to a backup roll in contact with the work roll or an intermediate roll in contact with the work roll It has been made to manufacture the,
Two or more backup rolls off-center from the work roll, or two or more intermediate rolls off-center from the work roll ,
The mill constant of the multi-high rolling mill is given by M, the plastic constant is given by Q, the target thickness deviation distribution Δh (θ) is given by the equation (1) using an and bn as parameters, and the radius of the work roll Is given by Equation (2) with An and Bn as parameters, and the horizontal distance D between two off-centered backup rolls or intermediate rolls is given by Equation (5). When the vertical distance H between the two backup rolls or intermediate rolls is given by equation (6),
The parameters An and Bn are calculated from the equations (1), (2), and (5) to (7) ′ based on the parameters an and bn.
The differential thickness plate is manufactured using a work roll having a circumferential distribution R (θ) of the radius represented by the equation (2) having the calculated parameters An and Bn. Manufacturing method.
In adopting the manufacturing method of the differential thickness plate according to claims 1 to 4 , the outlet side of the rolling mill and / or the distribution of thickness deviation Δh (θ) in the final rolling pass becomes a target value. A method of manufacturing a differential thickness plate, characterized by controlling an inlet side tension.
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