JP5500577B2 - 長手方向に板厚がテーパ状に変化したテーパ鋼板の矯正方法 - Google Patents
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Description
本発明は、長手方向に板厚がテ−パ状に変化したテ−パ鋼板のロール間ギャップを設定する矯正方法に関する。
圧延機で圧延された板状の圧延材をローラレベラで矯正する際には、オペレータが圧延スケジュールのテーブルの目標板厚から手動操作により、レベリングロール間のギャップを設定する方法により実施されるのが一般的である。また、特許文献１に開示されているように、矯正の精度向上のため、レベラに入る前の圧延材の板厚を検出手段により検出し、その信号をレベリングロール制御手段に入力して、レベラのレベリングロール間のギャップを板厚に応じて適正な値に設定すべくレベリングロール作業手段を制御するようにした方法がある。
ところで、構造物の軽量化，材料費の低減，溶接工程の省略等の観点から、長手方向で板厚がテーパ状に変化するように圧延されたテーパ鋼板が用いられている。
しかしながら、上記した特許文献１の方法では、テーパ鋼板を対象とする場合には、適正なロール間ギャップが板厚により異なるため、良好な矯正を行うことは困難である。
そこで、ローラレベラを用いて長手方向に板厚が連続的に変化するように圧延されたテーパ鋼板を矯正する際に、前記圧延機出側で得られた鋼板長手方向の板厚分布情報に基づいて、前記ローラレベラの入側位置および出側位置を通過するテーパ鋼板の板厚を決定し、この板厚に応じて前記ローラレベラの入側および出側のロール間ギャップを連続的に制御する矯正方法が特許文献２で提案されている。
しかしながら、上記した特許文献１の方法では、テーパ鋼板を対象とする場合には、適正なロール間ギャップが板厚により異なるため、良好な矯正を行うことは困難である。
そこで、ローラレベラを用いて長手方向に板厚が連続的に変化するように圧延されたテーパ鋼板を矯正する際に、前記圧延機出側で得られた鋼板長手方向の板厚分布情報に基づいて、前記ローラレベラの入側位置および出側位置を通過するテーパ鋼板の板厚を決定し、この板厚に応じて前記ローラレベラの入側および出側のロール間ギャップを連続的に制御する矯正方法が特許文献２で提案されている。
特許文献２で提案されている方法により、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが長い場合には、鋼板長手方向における各位置での板厚に応じて所定のロール間ギャップが得られ、鋼板全長にわたって均一な矯正効果を得ることが可能である。
しかし、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合には、ロール間ギャップが入側ロールからの距離に応じて線形的に変化するのに対して板厚変化の方向が入側ロールと出側ロール間で変わるので、入側ロールおよび出側ロールを通過時には適正なロール間ギャップが得られるが、途中のロールにおいて適正なロール間ギャップが得られず、鋼板全長にわたって均一な矯正効果を得ることが困難である。
しかし、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合には、ロール間ギャップが入側ロールからの距離に応じて線形的に変化するのに対して板厚変化の方向が入側ロールと出側ロール間で変わるので、入側ロールおよび出側ロールを通過時には適正なロール間ギャップが得られるが、途中のロールにおいて適正なロール間ギャップが得られず、鋼板全長にわたって均一な矯正効果を得ることが困難である。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合においても、鋼板長手方向における各位置での板厚に応じて所定のロール間ギャップが得られ、鋼板全長にわたって均一な矯正効果を得ることが可能な方法を提供することを目的とする。
本発明の長手方向に板厚がテーパ状に変化したテーパ鋼板の矯正方法は、その目的を達成するため、ローラレベラを用いて長手方向に板厚が連続的に変化したテーパ鋼板を矯正する際に、最も厚い部分の板厚に対応した適正な入側および出側のロール間ギャップを算出し、この算出した値に入側および出側のロール間ギャップを設定して全長を矯正することを特徴とする。
そして、前記矯正時に、出側の上ロール下端を下ロール上端よりも上に配置するとともに、上ロール下端と下ロール上端の上下方向距離を最も厚い部分の板厚に等しくするが好ましい。
そして、前記矯正時に、出側の上ロール下端を下ロール上端よりも上に配置するとともに、上ロール下端と下ロール上端の上下方向距離を最も厚い部分の板厚に等しくするが好ましい。
本発明においては、各部分の板厚およびロール間ギャップと矯正効果との関係を調査し、最も厚い部分の板厚に対応した適正な入側および出側のロール間ギャップで最も薄い部分を矯正しても矯正効果が顕著には悪化しないという知見に基づいて、最も厚い部分の板厚を基準に入側および出側のロール間ギャップを設定しているので、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合においても鋼板全長にわたって均一な矯正効果が得られる。
本発明者らは、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合においても鋼板全長にわたって均一な矯正効果が得られる矯正方法を種々調査検討した。
その結果、最も厚い部分の板厚を基準に入側および出側のロール間ギャップを設定して全長を矯正することにより、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合においても鋼板全長にわたって良好な矯正が行えることを見出した。
その結果、最も厚い部分の板厚を基準に入側および出側のロール間ギャップを設定して全長を矯正することにより、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離に比べてテーパ部の長さが短い場合においても鋼板全長にわたって良好な矯正が行えることを見出した。
以下に、本発明の実施の形態について、各部分の板厚およびロール間ギャップと矯正効果との関係の調査結果に基づいて詳しく説明する。
一例として、薄肉部板厚１.１ｍｍ、厚肉部板厚１.５ｍｍのテーパ鋼板を矯正する場合について、ロール間ギャップの設定方法をレベラ解析モデルによる数値解析で検討した。
図１に本発明の調査検討に用いたローラレベラの構成を示す。上段の９個のロール、下段の１０個のロールから構成されており、上段の９個のロールを一体として傾斜状に圧下できるような構造になっている。
一例として、薄肉部板厚１.１ｍｍ、厚肉部板厚１.５ｍｍのテーパ鋼板を矯正する場合について、ロール間ギャップの設定方法をレベラ解析モデルによる数値解析で検討した。
図１に本発明の調査検討に用いたローラレベラの構成を示す。上段の９個のロール、下段の１０個のロールから構成されており、上段の９個のロールを一体として傾斜状に圧下できるような構造になっている。
本ローラレベラを用いて板厚１.１ｍｍ（薄肉部板厚に相当）、１.３ｍｍ（平均板厚に相当）および１.５ｍｍ（厚肉部板厚に相当）の普通鋼を矯正するときの入側インターメッシュ量と１５００ｍｍ当りの長手方向の反り量（Ｌ反り量）との関係の解析結果を図２に示す。なお、インターメッシュ量はロール間ギャップを表すものであり、図１に示したように上ロール下端と下ロール上端の上下方向距離で定義し、上ロール下端が下ロール上端よりも下にある場合を正、上ロール下端が下ロール上端よりも上にある場合を負とする。また、インターメッシュ量設定の考え方として、出側ロールで塑性変形が生じないように出側インターメッシュ量は板厚分開放、すなわち板厚×（−１）とし、反り量が小さくなるように入側インターメッシュ量を設定するのが一般的であるので、出側インターメッシュ量は板厚×（−１）とした。
このとき、板厚１.１ｍｍ、１.３ｍｍおよび１.５ｍｍのいずれの場合も適正な入側インターメッシュ量は約０.６ｍｍであった。
このとき、板厚１.１ｍｍ、１.３ｍｍおよび１.５ｍｍのいずれの場合も適正な入側インターメッシュ量は約０.６ｍｍであった。
次に、算出した薄肉部板厚基準の適正インターメッシュ量（入側０.６ｍｍ、出側−１.１ｍｍ）、平均板厚基準の適正インターメッシュ量（入側０.６ｍｍ、出側−１.３ｍｍ）および厚肉部板厚基準の適正インターメッシュ量（入側０.６ｍｍ、出側−１.５ｍｍ）で薄肉部相当板厚（板厚１.１ｍｍ）、平均相当板厚（板厚１.３ｍｍ）、厚肉部相当板厚（板厚１.５ｍｍ）の鋼板を矯正するときのＬ反り量の解析結果を図３に示す。薄肉部板厚基準や平均板厚基準の適正インターメッシュ量で矯正する場合には、厚肉部相当板厚（板厚１.５ｍｍ）においてＬ反り量が大きくなる。これは出側ロールで塑性変形するためである。これに対して、厚肉部板厚基準の適正インターメッシュ量で矯正する場合には、いずれの板厚においてもＬ反り量が小さくなっている。すなわち、テーパ鋼板の矯正にあたっては、厚肉部板厚基準の適正インターメッシュ量で矯正すれば、鋼板全長にわたって良好な矯正が行えることが判明した。
図１に示したローラレベラを用いて、薄肉部板厚１.１ｍｍ，厚肉部板厚１.５ｍｍ，薄肉部および厚肉部長さ１００ｍｍ，テーパ部長さ２００ｍｍ、板幅２５０ｍｍの形状に繰り返し圧延したコイル状の普通鋼鋼板を薄肉部板厚基準、平均板厚基準、厚肉部板厚基準の適正インターメッシュ量で矯正した結果を表１に示す。それぞれの適正インターメッシュ量は、前述の「発明を実施するための最良の形態」のところで述べた方法に従って、薄肉部板厚基準の入側０.６ｍｍ、出側−１.１ｍｍ、平均板厚基準の入側０.６ｍｍ、出側−１.３ｍｍ、厚肉部板厚基準の入側０.６ｍｍ、出側−１.５ｍｍとした。
表中には比較例として、特許文献２による方法で矯正した結果も示している。
表中には比較例として、特許文献２による方法で矯正した結果も示している。
なお、矯正前のＬ反り量はいずれも３０ｍｍであった。薄肉部板厚基準および平均板厚基準の適正インターメッシュ量で矯正した場合には、Ｌ反り量がそれぞれ２０５ｍｍ、９０ｍｍと矯正前よりも大きくなったが、本発明法に従って厚肉部板厚基準の適正インターメッシュ量で矯正した場合には、Ｌ反り量が５ｍｍと矯正前よりも小さくなり、鋼板全長にわたって均一な矯正効果が得られた。
また、比較例として、特許文献２による方法で矯正した場合には、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離４００ｍｍに比べてテーパ部の長さが２００ｍｍと短く、途中のロールにおいて適正なロール間ギャップが得られないので、Ｌ反り量が４０ｍｍと矯正前よりも大きくなった。
また、比較例として、特許文献２による方法で矯正した場合には、ローラレベラの入側ロールと出側ロール間の距離４００ｍｍに比べてテーパ部の長さが２００ｍｍと短く、途中のロールにおいて適正なロール間ギャップが得られないので、Ｌ反り量が４０ｍｍと矯正前よりも大きくなった。
Claims (2)
- ローラレベラを用いて長手方向に板厚が連続的に変化したテーパ鋼板を矯正する際に、最も厚い部分の板厚に対応した適正な入側および出側のロール間ギャップを算出し、この算出した値に入側および出側のロール間ギャップを設定して全長を矯正することを特徴とするテーパ鋼板の矯正方法。
- 出側の上ロール下端を下ロール上端よりも上に配置するとともに、上ロール下端と下ロール上端の上下方向距離を最も厚い部分の板厚に等しくする請求項１に記載のテーパ鋼板の矯正方法。
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