JP6051944B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method of differential steel plate - Google Patents
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Description
本発明は、ワークロールを有する圧延機を用いて長手方向に板厚差を有する差厚鋼板を製造する製造装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing apparatus for manufacturing a differential steel sheet having a thickness difference in the longitudinal direction using a rolling mill having a work roll, and a manufacturing method thereof.
近年、自動車の燃費を向上させるために、その軽量化が推進されている。このような軽量化の方法の一つとして、自動車のボディを構成する金属材料を改良することが挙げられる。具体的には、自動車のボディの構成部材の鋼材を薄手且つ高強度な鋼材に変更する方法や、構成部材の材料を鋼よりも比重の軽いアルミニウム合金やマグネシウム合金に変更する方法に加え、許容される性能が確保できる限界まで構成部材の板厚を薄くすべく構成部材に板厚分布を付ける方法などが挙げられる。 In recent years, weight reduction has been promoted in order to improve the fuel efficiency of automobiles. One way to reduce the weight is to improve the metal material constituting the body of the automobile. Specifically, in addition to the method of changing the steel material of the automobile body component to a thin and high strength steel material, or the method of changing the material of the component member to an aluminum alloy or magnesium alloy having a lighter specific gravity than steel, For example, there may be mentioned a method of imparting a thickness distribution to the constituent members so as to reduce the thickness of the constituent members to the limit that can ensure the performance.
このうち構成部材に板厚分布を付ける方法に関して、板厚分布が付けられた鋼板は一般に差厚鋼板と呼ばれている。差厚鋼板には用途に応じて様々な種類がある。例えば、長さ2000mm程度、幅500mm程度の材料に長手方向両端から300mmまでは板厚2mm、中央部は板厚1.6mmの凹型のもの(板厚2水準対称型)や、逆に長手方向両端から300mmまでは板厚1.8mm、中央部は板厚2.0mmの凸型のもの(板厚2水準対称型)等が挙げられる。その他にも、板厚が長手方向にテーパ状に変化したものや、板厚多水準の対称型又は非対称型のもの等が挙げられる。 Among these, regarding the method of attaching the plate thickness distribution to the constituent members, the steel plate provided with the plate thickness distribution is generally called a differential thickness steel plate. There are various types of differential thickness steel plates depending on the application. For example, a material having a length of about 2000 mm and a width of about 500 mm, a plate thickness of 2 mm from both ends in the longitudinal direction to 300 mm, and a central portion having a plate thickness of 1.6 mm (plate thickness 2 level symmetrical type), or conversely in the longitudinal direction From the both ends to 300 mm, a plate type with a plate thickness of 1.8 mm and a central portion with a plate thickness of 2.0 mm (plate thickness 2 level symmetrical type) can be mentioned. Other examples include those in which the plate thickness is changed in a taper shape in the longitudinal direction, and those having a multi-level thickness or a symmetric or asymmetric type.
このような差厚鋼板の製造方法としては、例えば、圧延機を用いて、圧延中にワークロールの圧下位置(ロールギャップ)を操作する方法が考えられる(例えば、特許文献1)。特に、特許文献1に記載の圧延方法では、圧延荷重を検出するロードセルが設けられると共に、ロードセルによって検出される圧延荷重が、要求される板厚に基づいて算出された要求荷重となるように圧下装置が制御される。なお、差厚鋼板の製造方法としては、圧延機を用いた方法の他にプレスによる方法等も考えられることから、本明細書では圧延機を用いて差厚鋼板を製造する方法を、特に、圧延法による差厚鋼板の製造方法と称する。 As a method for producing such a differential thickness steel sheet, for example, a method of operating a rolling position (roll gap) of a work roll during rolling using a rolling mill is conceivable (for example, Patent Document 1). In particular, in the rolling method described in Patent Document 1, a load cell for detecting a rolling load is provided, and the rolling load detected by the load cell is reduced so as to be a required load calculated based on a required plate thickness. The device is controlled. In addition, as a manufacturing method of the differential thickness steel plate, in addition to a method using a rolling mill, a method by a press, etc. can be considered, so in this specification, in particular, a method of manufacturing the differential thickness steel plate using a rolling mill, This is referred to as a method of manufacturing a differential thickness steel plate by a rolling method.
ところで、圧延法による差厚鋼板の製造方法としては、圧延機出側に設けられた板厚検出装置により圧延機出側における被圧延材の板厚を検出し、その検出値に基づいて圧下位置を制御することが考えられる。しかしながら、差厚鋼板では板厚が一定な部分の圧延方向の長さは一般に短い。このため、ロールバイト出口から板厚検出装置までに或る程度の距離があることから、無駄時間が生じるので、この方法では適切な板厚制御を行うことができない。 By the way, as a manufacturing method of the differential thickness steel plate by the rolling method, the plate thickness detecting device provided on the rolling mill delivery side detects the thickness of the material to be rolled on the rolling mill delivery side, and the reduction position based on the detected value. It is conceivable to control. However, in the differential thickness steel plate, the length in the rolling direction of the portion where the plate thickness is constant is generally short. For this reason, since there is a certain distance from the roll bite outlet to the plate thickness detection device, a dead time occurs, and this method cannot perform appropriate plate thickness control.
また、圧延法による差厚鋼板の別の製造方法としては、圧延機入側における被圧延材の板厚および速度と圧延機出側における被圧延材の速度とを検出し、マスフロー一定則を用いて圧延機出側における被圧延材の板厚を推定し、その推定値に基づいて圧下位置を制御することも考えられる。しかしながら、マスフロー一定則を用いた方法でも圧延機出側において被圧延材の速度を検出する装置をロールバイト出口の直近に設置することは困難であるため無駄時間が生じることと、被圧延材に幅広がりが生じること等によって被圧延材の板厚に推定誤差が生じることから、この方法によっても適切な板厚制御を行うことができない。その上、この方法では、複数の速度検出装置および板厚検出装置が必要になることから、設備コストも上昇してしまう。 In addition, another method for producing a differential thickness steel sheet by rolling is to detect the thickness and speed of the material to be rolled on the entry side of the rolling mill and the speed of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill, and use a constant mass flow rule. It is also conceivable to estimate the thickness of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill and to control the reduction position based on the estimated value. However, even in the method using the constant mass flow rule, it is difficult to install a device for detecting the speed of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill in the immediate vicinity of the roll bite outlet, resulting in wasted time, Since an estimation error occurs in the thickness of the material to be rolled due to the widening of the width, appropriate thickness control cannot be performed even by this method. In addition, this method requires a plurality of speed detection devices and plate thickness detection devices, which increases the equipment cost.
このような状況を考慮して、圧延法による差厚鋼板の製造方法としては、プリセット圧延法および絶対値圧延法が提案されている。プリセット圧延方法では、圧延機の圧下位置とこの圧延機によって圧延された被圧延材の板厚との関係が予め実験や数値計算等により求められる。圧延中には、圧延機によって圧延されている被圧延材のうち圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長がワークロールの回転速度に基づいて算出されると共に、予め求められた圧下位置と圧延後の板厚との関係と、算出された圧延長とに基づいて被圧延材の板厚の分布が目標板厚パターンとなるように圧下位置が制御される。 In consideration of such a situation, a preset rolling method and an absolute value rolling method have been proposed as methods for producing a differential thickness steel plate by a rolling method. In the preset rolling method, the relationship between the rolling position of the rolling mill and the thickness of the material to be rolled that has been rolled by the rolling mill is obtained in advance by experiments or numerical calculations. During rolling, the rolling length, which is the length in the rolling direction of the part already rolled by the rolling mill, of the material being rolled by the rolling mill is calculated based on the rotation speed of the work roll, and in advance Based on the relationship between the obtained reduction position and the thickness after rolling, and the calculated rolling length, the reduction position is controlled so that the thickness distribution of the material to be rolled becomes a target thickness pattern.
また、絶対値圧延法では、圧延荷重と圧延機の変形との関係(圧延機の変形特性)が予め実験や数値計算等により求められる。圧延中には、圧延長がワークロールの回転速度に基づいて算出されると共に、圧延荷重が検出されて、予め求められた圧延機の変形特性と検出された圧延荷重とに基づいてロールバイト出口における被圧延材の板厚が推定される。そして、算出された圧延長に基づいて、このようにして推定された板厚が目標板厚となるように圧下位置が制御される。 In the absolute value rolling method, the relationship between the rolling load and the deformation of the rolling mill (deformation characteristics of the rolling mill) is obtained in advance by experiments, numerical calculations, and the like. During rolling, the rolling length is calculated based on the rotation speed of the work roll, the rolling load is detected, and the roll bite exit is determined based on the previously determined deformation characteristics of the rolling mill and the detected rolling load. The thickness of the material to be rolled at is estimated. Then, based on the calculated rolling length, the reduction position is controlled so that the thickness estimated in this way becomes the target thickness.
ところで、上述したように、圧延法による差厚鋼板の製造方法では、基本的に、圧延機の圧下位置を変化させることで被圧延材の板厚を変化させるようにしている。このような方法を用いた場合、差厚鋼板の製造速度(生産性)を速めるためには、圧下位置の制御速度を高めることが必要になる。一般に、油圧圧下装置は応答性が高いことから、圧下位置の制御速度を高めるためには油圧圧下装置の設置が必須となる。ところが、油圧圧下装置は高価であるため、設備コストが高くなり、結果として差厚鋼板の製造コストの上昇を招く。 By the way, as described above, in the manufacturing method of the differential thickness steel plate by the rolling method, the plate thickness of the material to be rolled is basically changed by changing the rolling position of the rolling mill. When such a method is used, it is necessary to increase the control speed of the reduction position in order to increase the production speed (productivity) of the differential thickness steel sheet. In general, since the hydraulic pressure reduction device has high responsiveness, it is essential to install the hydraulic pressure reduction device in order to increase the control speed of the reduction position. However, since the hydraulic reduction device is expensive, the equipment cost increases, and as a result, the manufacturing cost of the differential thickness steel sheet increases.
一方、圧下装置としては、油圧圧下装置の他に電動圧下装置も存在する。電動圧下装置は油圧圧下装置に比べて安価であるため、圧下装置として電動圧下装置を用いれば設備コストを低く抑えることができる。ところが、電動圧下装置の圧下位置に関する応答性は低いため、電動圧下装置を用いた場合には圧延速度(被圧延材が圧延機から送出される速度)を遅くしなければならず、その結果、製造速度が遅くなってしまう。 On the other hand, as the reduction device, there is an electric reduction device in addition to the hydraulic reduction device. Since the electric reduction device is less expensive than the hydraulic reduction device, the use of the electric reduction device as the reduction device can reduce the equipment cost. However, since the responsiveness related to the reduction position of the electric reduction device is low, when using the electric reduction device, the rolling speed (speed at which the material to be rolled is fed from the rolling mill) must be slowed down. Production speed will be slow.
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、設備コストを低く抑えつつ製造速度を高めることができる、差厚鋼板の製造装置および製造方法を提供することにある。 Then, in view of the said subject, the objective of this invention is providing the manufacturing apparatus and manufacturing method of a differential thickness steel plate which can raise a manufacturing speed, restraining equipment cost low.
上記課題を解決するため、本発明者らは、鋭意研究を行い、圧下位置をほとんど操作しなくても、圧延機入側で被圧延材を加熱して被圧延材の長手方向に温度分布を生じさせた状態で圧延機により圧延を行うことで、差厚鋼板を比較的速い製造速度で製造することができること、およびこの場合には圧下位置をほとんど操作しなくて良いことから、このとき使用する圧下装置は応答性の高い油圧圧下装置でなくてもよいことを見出した。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research and heated the material to be rolled on the rolling mill entrance side without almost operating the reduction position, and thus the temperature distribution in the longitudinal direction of the material to be rolled. It is used at this time because it is possible to produce a differential thickness steel sheet at a relatively high production speed by rolling with a rolling mill in the state in which it is generated, and in this case it is almost unnecessary to operate the reduction position. It has been found that the reduction device that does not need to be a highly responsive hydraulic reduction device.
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
(1)圧下装置を有する圧延機と、該圧延機の入側に設けられて該圧延機に進入する被圧延材を加熱する加熱装置と、該加熱装置における加熱量を制御する加熱量制御装置と、前記圧延機によって圧延されている被圧延材のうち該圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長を検出又は算出する圧延長推定装置と、前記圧延機から送出された被圧延材の冷却を行う圧延材冷却装置を具備し、
前記加熱量制御装置は、前記被圧延材の圧延中において、当該製造装置によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記圧延長推定装置によって検出又は算出された圧延長に基づいて前記加熱装置の加熱量を変化させ、前記圧延材冷却装置は当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚が薄くなるほど強く冷却を行う、差厚鋼板の製造装置。
(2)前記加熱量制御装置は、前記圧延機によってこれから圧延される被圧延材の部分の板厚を直前に圧延された被圧延材の部分の板厚よりも薄くするときには加熱量を大きくし、前記圧延機によってこれから圧延される被圧延材の部分の板厚を直前に圧延された被圧延材の部分の板厚よりも厚くするときには加熱量を小さくする、上記(1)に記載の差厚鋼板の製造装置。
(3)前記圧延機における圧下位置は、一つの被圧延材の圧延期間全体に亘って一定に維持される、上記(1)又は(2)に記載の差厚鋼板の製造装置。
(4)前記加熱量制御装置は、前記圧延機に進入する被圧延材の入側鋼板温度と圧下率との関係をマップとして又は計算式として保持し、前記圧延機によって被圧延材が前記目標厚さパターンとなるように、当該加熱量制御装置に保持された前記入側鋼板温度と圧下率との関係に基づいて前記圧延長推定装置によって検出又は算出された圧延長を用いて加熱量を変化させる、上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の差厚鋼板の製造装置。
(5)前記目標厚さパターンを入力するためのパターン入力装置を更に具備する、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の差厚鋼板の製造装置。
(6)前記圧延機は被圧延材の圧延を行う一対のワークロールを具備し、
当該差厚鋼板の製造装置は、前記一対のワークロールの冷却を行うワークロール冷却装置を更に具備し、該ワークロール冷却装置は、前記ワークロールの回転に伴って冷却条件を変更する、上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の差厚鋼板の製造装置。
(7)前記圧延機は被圧延材の圧延を行う一対のワークロールを具備し、これらワークロールはその表面に焼結層を有する、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の差厚鋼板の製造装置。
(8)圧下装置を有する圧延機と、該圧延機の入側に設けられて該圧延機に侵入する被圧延材を加熱する加熱装置と、該加熱装置における加熱量を制御する加熱量制御装置と、前記圧延機によって圧延されている被圧延材のうち該圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長を検出又は算出する圧延長推定装置と、前記圧延機から送出された被圧延材の冷却を行う圧延材冷却装置を具備する差厚鋼板の製造装置による差厚鋼板の製造方法において、
当該製造方法によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記加熱装置によって被圧延材を加熱する加熱量を前記被圧延材の圧延中に変化させ、前記圧延材冷却装置は当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚が薄くなるほど強く冷却を行う、差厚鋼板の製造方法。
(9)前記加熱装置による被圧延材の加熱量は、前記圧延機によってこれから圧延される被圧延材の部分の板厚を直前に圧延された被圧延材の部分の板厚よりも薄くするときに大きくされ、前記圧延機によってこれから圧延される被圧延材の部分の板厚を直前に圧延された被圧延材の部分の板厚よりも厚くするときに小さくされる、上記(8)に記載の差厚鋼板の製造方法。
(10)前記圧延機における圧下位置は、一つの被圧延材の圧延期間全体に亘って一定に維持される、上記(8)又は(9)に記載の差厚鋼板の製造方法。
(11)前記圧延機に進入する被圧延材の入側鋼板温度と入側板厚と出側板厚との関係を温度および圧下率の関係として予め求め、前記加熱装置によって被圧延材を加熱する加熱量は、前記圧延機によって被圧延材が前記目標厚さパターンとなるように、前記温度および圧下率の関係に基づいて変化せしめられる、上記(8)〜(10)のいずれか1つに記載の差厚鋼板の製造方法。
This invention was made | formed based on the said knowledge, and the summary is as follows.
(1) A rolling mill having a reduction device, a heating device that is provided on the entry side of the rolling mill and heats a material to be rolled that enters the rolling mill, and a heating amount control device that controls the heating amount in the heating device A rolling length estimation device that detects or calculates a rolling length that is a length in a rolling direction of a portion that has already been rolled by the rolling mill among the material being rolled by the rolling mill, and sends out from the rolling mill A rolling material cooling device for cooling the rolled material that has been rolled ,
The heating amount control device uses the rolling length estimation device according to a target thickness pattern that is a thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel plate to be manufactured by the manufacturing device during rolling of the material to be rolled. The heating amount of the heating device is changed based on the detected or calculated rolling length, and the rolling material cooling device cools strongly as the thickness of the material to be rolled cooled by the rolling material cooling device decreases. Differential thickness steel plate manufacturing equipment.
(2) The heating amount control device increases the heating amount when the thickness of the portion of the material to be rolled from now on by the rolling mill is made thinner than the thickness of the portion of the material to be rolled immediately before rolling. The difference according to (1) above, wherein when the thickness of the portion of the material to be rolled from now on by the rolling mill is made thicker than the thickness of the portion of the material to be rolled immediately before, the heating amount is reduced. Thick steel plate manufacturing equipment.
(3) The apparatus for producing a differential thickness steel sheet according to (1) or (2), wherein the reduction position in the rolling mill is maintained constant over the entire rolling period of one rolled material.
(4) The heating amount control device holds a relationship between a steel sheet temperature and a rolling reduction ratio of the material to be rolled entering the rolling mill as a map or a calculation formula, and the material to be rolled is the target by the rolling mill. The heating amount is determined using the rolling length detected or calculated by the rolling length estimation device based on the relationship between the inlet side steel plate temperature and the reduction rate held in the heating amount control device so as to form a thickness pattern. The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to any one of (1) to (3), wherein the apparatus is changed.
(5) The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to any one of (1) to (4), further including a pattern input device for inputting the target thickness pattern.
( 6 ) The rolling mill comprises a pair of work rolls for rolling the material to be rolled,
The manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate further includes a work roll cooling device that cools the pair of work rolls, and the work roll cooling device changes a cooling condition with the rotation of the work roll. The apparatus for producing a differential thickness steel sheet according to any one of 1) to ( 5 ).
( 7 ) The difference according to any one of (1) to ( 6 ), wherein the rolling mill includes a pair of work rolls for rolling the material to be rolled, and the work rolls have a sintered layer on the surface thereof. Thick steel plate manufacturing equipment.
( 8 ) A rolling mill having a reduction device, a heating device that is provided on the entry side of the rolling mill and that heats the material to be rolled and enters the rolling mill, and a heating amount control device that controls the heating amount in the heating device A rolling length estimation device that detects or calculates a rolling length that is a length in a rolling direction of a portion that has already been rolled by the rolling mill among the material being rolled by the rolling mill, and sends out from the rolling mill In the manufacturing method of the differential thickness steel sheet by the manufacturing apparatus of the differential thickness steel sheet provided with the rolling material cooling device that cools the rolled material that has been made,
According to the target thickness pattern which is the thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel sheet to be manufactured by the manufacturing method, the heating amount for heating the material to be rolled by the heating device is changed during the rolling of the material to be rolled. The rolled material cooling device is a method for manufacturing a differential thickness steel plate , wherein the rolled material cooling device performs cooling more strongly as the thickness of the material to be rolled cooled by the rolled material cooling device becomes thinner .
( 9 ) When the amount of heating of the material to be rolled by the heating device is set to be smaller than the thickness of the portion of the material to be rolled that has been rolled immediately before the portion of the material to be rolled to be rolled by the rolling mill. are greatly, is reduced when thicker than the plate thickness of the portion of the rolled material which has been rolled immediately before the plate thickness of the portion of the material to be rolled which is now rolled by the rolling mill, according to the above (8) The manufacturing method of the difference thickness steel plate.
( 10 ) The method for producing a differential thickness steel sheet according to ( 8 ) or ( 9 ), wherein the reduction position in the rolling mill is maintained constant over the entire rolling period of one rolled material.
( 11 ) Heating by which the relationship between the inlet side steel plate temperature, the inlet side plate thickness, and the outlet side plate thickness of the material to be rolled entering the rolling mill is determined in advance as the relationship between the temperature and the reduction ratio, and the material to be rolled is heated by the heating device. The amount is changed according to any one of the above ( 8 ) to ( 10 ), which is changed based on the relationship between the temperature and the rolling reduction ratio so that the material to be rolled becomes the target thickness pattern by the rolling mill. The manufacturing method of the difference thickness steel plate.
本発明の差厚鋼板の製造装置および製造方法によれば、設備コストを低く抑えつつ製造速度を高めることができるようになる。 According to the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the differential thickness steel sheet of the present invention, the manufacturing speed can be increased while keeping the equipment cost low.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.
図1は本発明の第一実施形態に係る差厚鋼板の製造装置1を概略的に示す図である。図1に示すように、製造装置1は、圧延機10の入側において、被圧延材である金属ストリップSが巻出されるペイオフリール11と、ペイオフリール11に巻回されている金属ストリップSを巻出すピンチロール12と、金属ストリップSの進行方向(図1に矢印で示した方向)を変更する入側デフレクターロール13と、圧延機10に進入する金属ストリップSを加熱する加熱装置14と、加熱装置14と圧延機10との間に配置されて加熱装置14から送出された金属ストリップSの温度を検出する温度センサ15とを具備する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a production apparatus 1 for a differential thickness steel plate according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 includes a
加えて、製造装置1は、圧延機10の出側において、圧延機10で圧延された金属ストリップSを冷却する圧延材冷却装置21と、金属ストリップSの進行方向において圧延材冷却装置21の下流側に設けられて圧延材冷却装置21から送出された金属ストリップSの温度を検出する温度センサ22と、金属ストリップSの進行方向を変更する出側デフレクターロール23と、金属ストリップSを巻き取るテンションリール24とを具備する。
In addition, the manufacturing apparatus 1 includes a rolling
このように構成された製造装置1では、被圧延材である金属ストリップSがペイオフリール11に巻回された状態で製造装置1にセットされる。金属ストリップSの進行方向においてペイオフリール11の下流側にはピンチロール12が設けられる。ピンチロール12はモータ等の駆動装置(図示せず)によって駆動され、ペイオフリール11に巻回されている金属ストリップSを巻出す。金属ストリップSの進行方向においてピンチロール12の下流側には入側デフレクターロール13が設けられる。入側デフレクターロール13は駆動装置等によって駆動されていない回転自在なロールである。
In the manufacturing apparatus 1 configured as described above, the metal strip S that is a material to be rolled is set in the manufacturing apparatus 1 in a state of being wound around the
本実施形態では、ピンチロール12の回転速度は、図1に示したように、ピンチロール12と入側デフレクターロール13との間において金属ストリップSに所定のたるみが形成されるように制御される。このように金属ストリップSに所定のたるみを形成することによって、金属ストリップSの自重により圧延機10入側において金属ストリップSに加わる張力(以下、「圧延機入側張力」という)を所定の張力に保つことができる。圧延機入側張力を一定に保つ方法としては、一般に、張力制御を行うための高価な設備を別途設けることが必要になるが、本実施形態ではピンチロール12と入側デフレクターロール13との間における金属ストリップSのたるみを制御するだけで圧延機入側張力を制御している。このため、本実施形態によれば、安価な設備で圧延機入側張力を制御することができる。
In this embodiment, the rotational speed of the
図1に示したように、金属ストリップSの進行方向において入側デフレクターロール13の下流側であって圧延機10の直ぐ上流には加熱装置14が設けられる。本実施形態では、加熱装置14は、金属ストリップSの上方及び下方に配置された誘導加熱コイルを具備し、これら誘導加熱コイルに電流を流すことで金属ストリップSを誘導加熱する誘導加熱装置である。なお、加熱装置14は、必ずしも誘導加熱コイルを用いたものである必要はなく、金属ストリップSを局所的に加熱することができれば如何なる加熱装置を用いてもよい。したがって、例えば、金属ストリップSの上下に接触して通電加熱ロール間で金属ストリップSに電流を流すことで金属ストリップSの加熱を行う通電加熱装置や、赤外線加熱を利用した装置等、様々な方法を用いた加熱装置を使用可能である。
As shown in FIG. 1, a
金属ストリップSの進行方向において加熱装置14の直ぐ下流には金属ストリップSの温度を検出する温度センサ15が配置される。加熱装置14および温度センサ15は共に制御装置16に接続される。加熱装置14は、圧延機10に進入する金属ストリップSの温度が目標温度になるように、温度センサ15によって検出された温度に基づいてフィードバック制御される。なお、加熱装置14は必ずしも温度センサ15によって検出される温度に基づいてフィードバック制御されなくてもよく、目標温度に基づいたフィードフォーワード制御等、様々な方法で制御可能である。
A
本実施形態において、圧延機10は4段圧延機であり、一対のワークロール17と一対のバックアップロール18とを具備する。各ワークロール17はその表面に焼結層を有するように形成されている。上バックアップロール18のロールチョック(図示せず)上部には、ワークロール17の圧下位置(すなわち、ワークロール17間のロールギャップ)を制御する電動圧下装置19が設けられる。また、上バックアップロール18のロールチョック上部には圧延荷重を検出するためのロードセル(図示せず)が設けられる。これら電動圧下装置19およびロードセルは制御装置16に接続される。したがって、ロードセルによって検出された圧延荷重は制御装置16に入力されると共に、電動圧下装置19は制御装置16によって制御される。
In the present embodiment, the rolling
また、本実施形態では、ワークロール17にはワークロール17の回転速度を検出するための速度検出装置(図示せず)が設けられる。速度検出装置は制御装置16に接続されると共に、制御装置16では速度検出装置によって検出されたワークロール17の回転速度に基づいて、圧延機10によって圧延されている金属ストリップSのうち圧延機10によって既に圧延された部分の圧延方向の長さ(以下、「圧延長」という)が算出される。なお、圧延長の検出又は算出(推定)は他の方法によって行われてもよい。例えば、圧延長の推定は、圧延機10から送出された金属ストリップSの速度を検出する装置の出力に基づいて行われてもよい。
In the present embodiment, the
加えて、ワークロール17近傍には、ワークロール17の冷却を行うワークロール冷却装置25が設けられる。なお、図1に示した例では、ワークロール冷却装置25は、上ワークロール17の近傍のみに配置されて上ワークロール17を冷却するように構成されているが、下ワークロール17の近傍に配置して下ワークロール17を冷却するように、或いは上下ワークロール17の近傍に配置して上下ワークロールを冷却するように構成されてもよい。
In addition, a work
本実施形態では、圧延材冷却装置21ではワークロール17に対して常温の冷却媒体(例えば、エマルション潤滑油)を吹き付けることにより冷却が行われる。このため、ワークロール17に吹き付けられる冷却媒体の量が多くなるほど、冷却媒体が吹き付けられたワークロール17の部分が強く冷却される。なお、ワークロール17を冷却するワークロール冷却装置25としては、ワークロール17を局所的に冷却することができれば如何なる冷却装置を用いてもよい。
In the present embodiment, the rolling
金属ストリップSの進行方向において圧延機10の直ぐ下流側には圧延材冷却装置21が設けられる。本実施形態では、圧延材冷却装置21では金属ストリップSに対して常温の冷却媒体を吹き付けることにより冷却が行われる。このため、金属ストリップSに吹き付けられる冷却媒体の量が多くなるほど、冷却媒体が吹き付けられた金属ストリップSの部分が強く冷却される。なお、圧延機10から送出された金属ストリップSを冷却する圧延材冷却装置21としては、金属ストリップSを局所的に冷却することができれば如何なる冷却装置を用いてもよい。
A rolling
金属ストリップSの進行方向において圧延材冷却装置21の直ぐ下流には金属ストリップSの温度を検出する温度センサ22が配置される。圧延材冷却装置21および温度センサ22は共に制御装置16に接続される。圧延材冷却装置21は、圧延材冷却装置21によって冷却された金属ストリップSの温度が目標温度となるように、温度センサ22によって検出された温度に基づいてフォードバック制御される。なお、圧延材冷却装置21は必ずしも温度センサ22によって検出される温度に基づいてフィードバック制御されなくてもよく、後述するように圧延機10から送出された金属ストリップSの板厚に基づいて制御されてもよい。
A
金属ストリップSの進行方向において温度センサ22の下流側には出側デフレクターロール23が設けられる。出側デフレクターロール23は駆動装置等によって駆動されていない回転自在なロールである。出側デフレクターロール23の下流側にはテンションリール24が設けられ、このテンションリール24によって金属ストリップSが巻き取られる。
An
なお、本実施形態では、金属ストリップSの進行方向において圧延機10の上流側には、金属ストリップSの進行方向とは垂直な水平方向の位置を固定するために、複数のローラガイド(図示せず)が設けられる。また、本実施形態では、圧延機10のロールバイト入口に圧延潤滑のための圧延潤滑油(例えば、エマルション潤滑油)を供給するための潤滑油供給装置(図示せず)が設けられる。特に、潤滑油供給装置で用いられる潤滑油とワークロール冷却装置25で用いられる冷却媒体とを同じ潤滑油とされる。このため、潤滑油供給装置およびワークロール冷却装置25へは共通の潤滑油タンクから潤滑油が供給されると共に、圧延機10の下部に設けられた潤滑油回収槽(図示せず)を介して潤滑油タンクに回収される。また、制御装置16は、製造装置1によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布(以下、「目標厚さパターン」という)を入力する入力装置(図示せず)を有していてもよい。
In the present embodiment, a plurality of roller guides (not shown) are provided on the upstream side of the rolling
また、上記実施形態では、差厚鋼板の圧延は連続的な金属ストリップSを用いて連続的に行われている。しかしながら、例えば、圧延機10に所定長さの金属ストリップSを供給するようにしてもよい。この場合、ペイオフリール11およびテンションリール24の替わりに所定長さの金属ストリップSを積層式に貯留する貯留装置等が用いられる。
Moreover, in the said embodiment, the rolling of a difference thickness steel plate is continuously performed using the continuous metal strip S. FIG. However, for example, a metal strip S having a predetermined length may be supplied to the rolling
ところで、本願の発明者は、図1に示したような装置を用いて、圧延機10に進入する金属ストリップSの温度(以下、「入側板温度」という)を変化させたときの、圧下率と圧延荷重との関係を調査した。具体的な実験条件は以下のとおりである。 By the way, the inventor of the present application changes the temperature of the metal strip S entering the rolling mill 10 (hereinafter referred to as “entrance side plate temperature”) using the apparatus as shown in FIG. And the relationship between rolling load was investigated. Specific experimental conditions are as follows.
まず、金属ストリップSとしては、60キロハイテンと呼ばれる引っ張り強さが600MPaの材料を用いた。金属ストリップSは、板厚が3.06mm、板幅が400mmの熱延スリット材(黒皮材とよばれる表面に酸化スケールがついたコイル)とした。圧延機10のワークロール17は直径300mm、胴長500mmであり、バックアップロール18は直径1200mm、胴長500mmである。
First, as the metal strip S, a material having a tensile strength of 600 MPa called 60 kg high tensile strength was used. The metal strip S was a hot-rolled slit material having a plate thickness of 3.06 mm and a plate width of 400 mm (coil having an oxide scale on the surface called a black skin material). The
このような金属ストリップSおよび圧延機10を用いて実験を行った結果、図2に示したような結果を得た。図2から、入側板温度が高くなるにつれて圧延荷重が低下し、また、圧下率が増大するにつれて圧延荷重が増大することが分かる。図2において例えば、圧延時の圧延荷重を1MNにした場合、入側材料の温度が常温では圧下率2%程度、500℃では圧下率8%程度、700℃では圧下率18%程度、900℃では圧下率40%の圧延となる。すばわち、圧延荷重を1MNで圧延した場合、圧下位置を操作しなくても、入側板温度を調整することにより、出側板厚を変えることができることが分かる。
As a result of experiment using such a metal strip S and the rolling
そこで、本発明では、製造装置1によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布(目標厚さパターン)に応じて、圧延中に入側板温度を変化させるようにしている。また、入側板温度は、加熱装置14の加熱量によって変化することから、本発明では、目標厚さパターンに応じて圧延中に加熱装置14による金属ストリップSの加熱量を変化させているといえる。
Therefore, in the present invention, the entry side plate temperature is changed during rolling according to the thickness distribution (target thickness pattern) in the rolling direction of the differential thickness steel plate to be produced by the production apparatus 1. In addition, since the entry side plate temperature changes depending on the heating amount of the
より具体的には、圧延機10によってこれから圧延される金属ストリップSの部分の板厚を直前に圧延された金属ストリップSの部分の板厚よりも薄くするときには加熱量を大きくし、圧延機10によってこれから圧延される金属ストリップSの部分の板厚を直前に圧延された金属ストリップSの部分の板厚よりも厚くするときには加熱量を小さくする。
More specifically, when the thickness of the portion of the metal strip S to be rolled by the rolling
また、本実施形態では、一つの金属ストリップSの圧延期間全体に亘って、圧延機における圧下位置又は圧延荷重を変化させることなく一定に維持した状態で圧延が行われる。 Moreover, in this embodiment, rolling is performed in the state maintained constant, without changing the reduction position or rolling load in a rolling mill over the whole rolling period of one metal strip S.
図3は、例えば図4のような差厚鋼板を製造する場合における圧延長に対する目標厚さと加熱量との関係を示している。図から分かるように、目標厚さは、圧延長が長さa〜bとなっている箇所において薄くなるように変化し、圧延長が長さc〜dとなっている箇所において更に薄くなるように変化する。そして、目標厚さは、圧延長が長さe〜fとなっている箇所において厚くなるように変化し、圧延長がg〜hとなっている箇所において更に厚くなるように変化して、圧延長が0〜aまでの目標厚さと同じ目標厚さに戻る。 FIG. 3 shows the relationship between the target thickness with respect to the rolling length and the heating amount when, for example, a differential thickness steel plate as shown in FIG. 4 is manufactured. As can be seen from the figure, the target thickness is changed so as to be thinner at the portion where the rolling length is the length ab, and is further reduced at the portion where the rolling length is the length c-d. To change. The target thickness is changed so as to be thicker at the place where the rolling length is the length ef, and is changed so as to be thicker further at the place where the rolling length is gh. The extension returns to the same target thickness as the target thickness from 0 to a.
このような目標厚さのパターンに対して、加熱装置14における加熱量は、圧延長が長さa〜bとなっているときに徐々に増大し、これに伴って、圧延機10によって圧延された金属ストリップSの板厚が徐々に薄くなる。その後、圧延長が長さcとなるまで一定の加熱量に維持され、その間、圧延機10によって圧延された金属ストリップSの板厚も一定に維持される。その後、圧延長が長さc〜dとなっているときに、加熱装置14における加熱量が再び増大し、これに伴って、圧延機10によって圧延された金属ストリップSの板厚が徐々に薄くなる。その後、圧延長が長さe〜fとなっているときおよびg〜hとなっているときには加熱装置14における加熱量が減少し、これに伴って、圧延機10によって圧延された金属ストリップSの板厚が徐々に厚くなる。
With respect to such a target thickness pattern, the heating amount in the
また、具体的な加熱量は、下記式(1)に基づいて算出される。
r=(aT2+bT+c)P+d …(1)
式(1)において、rは圧下率、Pは圧延荷重、Tは温度である。また、係数a、b、c、dは、例えば、図2に示したような実験結果に基づいて算出される値である。なお、式(1)では2次近似を行っているが、3次近似等、他の近似式を用いてもよい。
Further, the specific heating amount is calculated based on the following formula (1).
r = (aT 2 + bT + c) P + d (1)
In equation (1), r is the rolling reduction, P is the rolling load, and T is the temperature. The coefficients a, b, c, and d are values calculated based on the experimental results as shown in FIG. 2, for example. In addition, although the quadratic approximation is performed in the expression (1), other approximate expressions such as a cubic approximation may be used.
上記式(1)を用いることにより、目標厚さのパターンから算出された目標圧下率と、圧延荷重の設定値に基づいて、目標入側板温度を算出することができ、この目標入側板温度に基づいて加熱装置14による加熱量が算出される。したがって、本実施形態では、上記式(1)又は同様なマップが制御装置16に保持されると共に、実際に圧延を行う際には、圧延機10の圧延によって金属ストリップSが目標厚さパターンとなるように、制御装置16に保持された圧下率とおよび圧延荷重と入側鋼板温度との関係に基づいて制御装置16において算出された圧延長を用いて加熱装置14による加熱量が変化せしめられる。
By using the above equation (1), the target entry side plate temperature can be calculated based on the target reduction rate calculated from the target thickness pattern and the set value of the rolling load. Based on this, the heating amount by the
本発明によれば、このようにして、入側板温度を変化させることによって、圧延機10の圧下位置を全く又はほとんど変化させることなく差厚鋼板を圧延・製造することができる。このため、圧下位置の変更に関する応答速度の低い電動圧下装置を用いたとしても、比較的高い製造速度で差厚鋼板の製造を行うことができる。
According to the present invention, by changing the entry side plate temperature in this manner, the differential thickness steel sheet can be rolled and manufactured without changing the rolling position of the rolling
ところで、一般に圧延時の圧下率や温度が異なると、圧延後の差厚鋼板の品質(例えば強度)に差が生じる。差厚鋼板は、圧延後、プレスまたはホットプレス成形され、最終的な構造材が作製されるが、圧延後の差厚鋼板の品質にバラツキがあるとスプリングバックなどのバラツキを生じさせる。このため、一般的に差厚鋼板は圧延後に熱処理される場合が多い。 By the way, generally, when the rolling reduction and temperature at the time of rolling differ, a difference occurs in the quality (for example, strength) of the differential thickness steel sheet after rolling. The differential thickness steel sheet is pressed or hot press-molded after rolling to produce a final structural material. If the quality of the differential thickness steel sheet after rolling varies, variations such as springback are caused. For this reason, generally, a difference thickness steel plate is often heat-treated after rolling.
ここで、上述したように入側板温度を変化させることによって差厚鋼板のサンプルを圧延により製造した(素材や圧延機の条件等は上記実験に用いた条件と同じである)。このサンプルは、1MNの圧延荷重をかけて温度20℃と900℃で圧延して得られたものであり、板厚が3mmの部分と板厚が1.87mmの部分とを有する差厚鋼板である。この差厚鋼板のサンプルの製造時には、差厚鋼板の全ての領域において同一の条件で冷却を行った。 Here, as described above, a sample of the differential thickness steel plate was produced by rolling by changing the inlet side plate temperature (the conditions of the material, the rolling mill, and the like are the same as the conditions used in the experiment). This sample was obtained by rolling at a temperature of 20 ° C. and 900 ° C. with a rolling load of 1MN, and is a differential thickness steel plate having a portion with a plate thickness of 3 mm and a portion with a plate thickness of 1.87 mm. is there. During the production of the differential thickness steel plate sample, cooling was performed under the same conditions in all regions of the differential thickness steel plate.
その結果、冷却なしの場合、この差厚鋼板のサンプルでは、板厚が3mmの部分における耐力が400MPaであり、板厚が1.87mmの部分における耐力が350MPaであった。この材料でR10mmのV曲げ試験を行ったところ、板厚が3mmの部分と板厚が1.87mmの部分との間でスプリングバックの差により曲げ角度に3度の差が生じた。 As a result, in the case of no cooling, in the sample of the differential thickness steel plate, the yield strength in the portion with the plate thickness of 3 mm was 400 MPa, and the yield strength in the portion with the plate thickness of 1.87 mm was 350 MPa. When a V-bending test of R10 mm was performed on this material, a difference of 3 degrees in the bending angle was caused by the difference in springback between the portion having a plate thickness of 3 mm and the portion having a plate thickness of 1.87 mm.
そこで、本実施形態では、圧延材冷却装置21は、圧延材冷却装置21によって冷却される金属ストリップSの板厚に応じて冷却条件を変更するように構成される。特に、本実施形態では、圧延材冷却装置21によって冷却される金属ストリップSの板厚が薄くなるほど強く冷却を行うようにしている。上述したように、本実施形態では、冷却媒体を吹き付けることにより冷却が行われることから、金属ストリップSの板厚が薄くなるほど金属ストリップSに吹き付けられる冷却媒体の量が多くされる。
Therefore, in the present embodiment, the rolled
ここで、金属ストリップSの板厚は、入側板温度および圧延機10における圧下率に応じて変化する。入側板温度が高いほど圧延機10における圧下率が大きくなり、結果的に金属ストリップSの板厚が薄くなり、しかも薄い板厚部分の耐力は大きくなる。したがって、本実施形態では、入側板温度が高くなるほど、および圧下率が高くなるほど金属ストリップSは強く冷却される。
Here, the plate thickness of the metal strip S changes according to the inlet side plate temperature and the rolling reduction in the rolling
これにより、金属ストリップSの耐力を板厚の異なる領域において同様な値とすることもできる。その結果、材質のバラツキがほとんどない差厚鋼板を製造することができ、これにより、従来、差厚鋼板は圧延後に熱処理されていたがこの工程を省略でき、よって製造コストを低減することができる。 Thereby, the proof stress of the metal strip S can be set to the same value in regions having different plate thicknesses. As a result, it is possible to manufacture a differential thickness steel plate with almost no material variation, and thus, the differential thickness steel plate is conventionally heat-treated after rolling, but this step can be omitted, and thus the manufacturing cost can be reduced. .
また、具体的な冷却媒体の供給量は、下記式(2)に基づいて算出される。
σy=eQ2h+fQh+g …(2)
式(2)において、σyは耐力、Qは冷却媒体の供給流量、hは圧延後の金属ストリップS(すなわち、圧延材冷却装置21に進入する金属ストリップS)の板厚である。また、係数e、f、gは、予め実験や数値計算等を行って算出される値である。なお、式(2)では2次近似を行っているが、3次近似等、他の近似式を用いてもよい。
The specific supply amount of the cooling medium is calculated based on the following formula (2).
σ y = eQ 2 h + fQh + g (2)
In Equation (2), σ y is the proof stress, Q is the supply flow rate of the cooling medium, and h is the thickness of the rolled metal strip S (that is, the metal strip S entering the rolled material cooling device 21). The coefficients e, f, and g are values that are calculated in advance through experiments and numerical calculations. In addition, although the quadratic approximation is performed in Expression (2), other approximate expressions such as a cubic approximation may be used.
上記式(2)を用いることにより、圧延材冷却装置21に進入する金属ストリップSの板厚hと目標とする耐力(例えば一つの金属ストリップSの圧延期間全体に亘って一定)σyとに基づいて、冷却条件である冷却媒体の流量Qを算出することができる。
By using the above equation (2), the thickness h of the metal strip S entering the rolling
この知見を用いて、上記差厚鋼板のサンプル製造時の冷却条件を板厚に応じて変化させた結果、板厚が3mmの部分における耐力を400MPa、板厚が1.87mmの部分における耐力を405MPaとすることができた。この材料でR10mmのV曲げ試験を行ったところ、板厚が3mmの部分と板厚が1.87mmの部分との間で曲げ角度に0.1度の差しか生じなかった。
Using this knowledge, as a result of changing the cooling conditions at the time of sample production of the above-mentioned differential thickness steel plate according to the plate thickness, the proof stress in the portion where the plate thickness is 3 mm is 400 MPa, the proof strength in the portion where the plate thickness is 1.87 mm. The pressure could be 405 MPa. When this material was subjected to an
ところで、ワークロール17は圧延中に温度の変化する金属ストリップSに接触する。このため、金属ストリップSに接触したワークロール17は、その周方向において温度分布が形成されてしまう。このように、ワークロール17に周方向の温度分布が生じると、ワークロール17の周方向において熱膨張の程度が変化し、結果的に、圧延機10によって圧延される金属ストリップSの板厚を薄くし、またその表面の平坦度を低下させてしまう可能性がある。
By the way, the
そこで、本実施形態では、ワークロール冷却装置25によってワークロール17の冷却を行った際に、高温の金属ストリップSと接触したワークロール17の部分については冷却媒体の吹付け量を多くして強く冷却し、低温の金属ストリップSと接触したワークロール17の部分については冷却媒体の吹付け量を少なくして弱く冷却するようにしている。これにより、ワークロール17の表面温度をその周方向に亘ってほぼ一定に維持することができ、その結果、ワークロール17が熱膨張により周方向において変形してしまうことが抑制される。
Therefore, in the present embodiment, when the
また、本実施形態では、ワークロール17の表面に焼結層が設けられる。このようにして設けられた焼結層は熱膨張しにくいことから、このようにワークロール17の表面に焼結層を設けるとワークロール17が熱膨張により周方向に変形することが抑制される。
In the present embodiment, a sintered layer is provided on the surface of the
次に、図5を参照して、本発明の第二実施形態に係る差厚鋼板の製造装置ついて説明する。第二実施形態の差厚鋼板の構成は、基本的に第一実施形態の差厚鋼板と同様である。しかしながら、第二実施形態では、第一実施形態とは異なる加熱装置が用いられている。 Next, with reference to FIG. 5, the manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated. The configuration of the differential thickness steel plate of the second embodiment is basically the same as that of the differential thickness steel plate of the first embodiment. However, in the second embodiment, a heating device different from that in the first embodiment is used.
図5は、本実施形態における加熱装置14’を概略的に示す図であり、図中の矢印は金属ストリップSの進行方向を示している。図5に示したように、加熱装置14’は、加熱制御装置31、加熱トランス32、通電ロール33、ターンダウンロール34、シンクロール35、溶融金属浴36が貯留されたポット37、および導電線38を具備する。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the
加熱制御装置31は、金属ストリップSの目標温度に基づいて加熱トランス32(1次巻線)に交流電力を供給する。金属ストリップSの目標温度が高いとき、すなわち金属ストリップSの必要な加熱量が多い時には加熱トランス32に供給する交流電力を大きくし、金属ストリップSの目標温度が低いとき、すなわち金属ストリップSの必要な加熱量が少ないときには加熱トランス32に供給する交流電力を小さくする。
The
加熱トランス32はいわゆるリングトランスであり、鉄心と、この鉄心に巻回された1次巻線とを具備する。本実施形態では、1次巻線に複数のタップが設けられており、加熱制御装置31から供給される交流電力の出力先を複数のタップ間で切り替えることにより加熱トランス32の1次巻線の数を変更することができる。
The
通電ロール33は、金属ストリップSの進行方向において上流側から搬送された金属ストリップSに通電するためのロールであり、少なくともその表面が導電性の材料で形成されている。通電ロール33は、加熱トランス32の2次側の電極の一つになる。通電ロール33を通過した金属ストリップSは、加熱トランス32内を、より詳細には加熱トランス32の鉄心の中空部内を通る。
The energizing
ターンダウンロール34は、通電ロール33から水平方向に搬送された金属ストリップSの進行方向をポット37内のシンクロール35に向かう方向(斜め下方)に変更するロールである。ターンダウンロール34を通った金属ストリップSはポット37内の溶融金属浴36に進入し、その表面にメッキが施される。溶融金属浴36は、例えば、溶融亜鉛浴や溶融亜鉛系合金浴であり、加熱トランス32の2次側の電極の一つになる。導電線38は、その一端が通電ロール33に接続され、その他端が溶融金属浴36に浸されている。
The turn-
図5に示したように、本実施形態では、通電ロール33と、通電ロール33および溶融金属浴36の間にある金属ストリップSと、溶融金属浴36と、導電線38とにより、加熱トランス32の2次回路(2次巻線)が形成される。この加熱トランス32の2次巻線は1巻であるのに対して、加熱トランス32が有する1次巻線の巻数は例えば50〜100巻(タップを切り替えることにより変更可能)である。このように1次巻線の巻数を2次巻線の巻数よりも格段に多くすることにより、加熱トランス32の1次巻線に供給される交流電力が小さくても、2次巻線に大きな電流を流すことができる。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
図1に示した装置を用いて長手方向に板厚差を有する差厚鋼板を製造した。素材等は上述した差厚鋼板のサンプルと同一である。図4に本実施例で製造した差厚鋼板の寸法を示す。図4は、製造した差厚鋼板を長手方向に切断した断面図である。また、テーパ部(板厚の異なる部分間の傾斜部)の長さは10〜40mmとした。 Using the apparatus shown in FIG. 1, a differential steel plate having a thickness difference in the longitudinal direction was produced. The material and the like are the same as the above-described sample of the differential thickness steel plate. FIG. 4 shows the dimensions of the differential thickness steel plate manufactured in this example. FIG. 4 is a cross-sectional view of the manufactured differential thickness steel sheet cut in the longitudinal direction. Moreover, the length of the taper part (inclination part between the parts from which plate | board thickness differs) was 10-40 mm.
本実施例では、電動圧下圧延機を用い、圧延荷重が1MNになるように常温圧延時の圧下位置を設定した。圧延時には、ワークロールの回転速度から圧延長を推定し、その推定値に基づいて差厚鋼板の板厚の目標値を与え、その板厚の目標値になるよう入側板温度の目標値を算出し、その板温度の目標値になるよう加熱装置の加熱量を制御した。また、圧延後の板厚に基づいて材質のバラツキが無いように圧延材冷却装置における冷却条件(流量)を制御した。具体的には、圧延荷重を約1KN、入側板温度を常温、約708℃、約911℃の3段階に変化させた。冷却条件の目標値は入側板温度が常温の領域(板厚が最も厚い領域)では4000cc/min、約708℃の領域では6680cc/min、約911℃の領域では8150cc/minとした。この値は上記式(2)と同様な式を作成し、その式を用いて求めた。 In this example, an electric reduction rolling mill was used, and the reduction position during normal temperature rolling was set so that the rolling load was 1 MN. During rolling, the rolling length is estimated from the rotation speed of the work roll, the target value for the thickness of the differential thickness steel plate is given based on the estimated value, and the target value for the inlet side plate temperature is calculated so as to be the target value for the thickness. Then, the heating amount of the heating device was controlled so as to reach the target value of the plate temperature. Moreover, the cooling conditions (flow rate) in the rolling material cooling device were controlled based on the thickness after rolling so that there was no material variation. Specifically, the rolling load was changed to about 1 KN, and the inlet side plate temperature was changed in three stages of room temperature, about 708 ° C., and about 911 ° C. The target values for the cooling conditions were 4000 cc / min in the region where the inlet side plate temperature was room temperature (the region where the plate thickness was the thickest), 6680 cc / min in the region of about 708 ° C., and 8150 cc / min in the region of about 911 ° C. This value was calculated using the same formula as formula (2) above.
比較例として、電動圧下圧延機を用い、予め実験によって求めた圧下位置(圧延荷重)と板厚の関係を用いて圧延機の圧下位置の制御を行った。圧延時には、ワークロールの回転速度から圧延長を推定し、その推定値に基づいて差厚鋼板の板厚の目標値を算出し、その板厚の目標値になるように圧延機の圧下位置を制御した。このとき、加熱装置による金属ストリップの加熱および圧延材冷却装置による冷却は行わなかった。 As a comparative example, an electric rolling mill was used to control the rolling position of the rolling mill using the relationship between the rolling position (rolling load) and the plate thickness obtained in advance by experiments. During rolling, the rolling length is estimated from the rotation speed of the work roll, the target thickness value of the differential thickness steel sheet is calculated based on the estimated value, and the reduction position of the rolling mill is set so that the target thickness value is obtained. Controlled. At this time, heating of the metal strip by the heating device and cooling by the rolling material cooling device were not performed.
本実施例では図4に示した差厚鋼板を、圧延速度50m/minで板厚精度±10%内で製造することができた。比較例においても、図4に示した差厚鋼板を、板厚精度±10%内で製造することができた。ただし、電動圧下の圧下速度が300μm/secであることから、上述したテーパ部の長さを10〜40mmの間に収めるためには、圧延速度が約0.3〜1.5m/minに制限された。本比較例では圧延速度は1m/minとした。 In this example, the differential thickness steel plate shown in FIG. 4 could be manufactured at a rolling speed of 50 m / min within a plate thickness accuracy of ± 10%. Also in the comparative example, the differential thickness steel plate shown in FIG. 4 could be manufactured with a plate thickness accuracy of ± 10%. However, since the reduction speed under electric reduction is 300 μm / sec, the rolling speed is limited to about 0.3 to 1.5 m / min in order to keep the length of the tapered portion between 10 and 40 mm. It was done. In this comparative example, the rolling speed was 1 m / min.
また、圧延後の長手方向の材質バラツキ(耐力)は本実施例の場合5%内(最大板厚基準)であったが、比較例の場合+40%(最大板厚基準)内であった。なお、比較例におけるバラツキは別工程で熱処理することにより、本実施例とほぼ同じ程度にまで改善された。 Further, the material variation (proof strength) in the longitudinal direction after rolling was within 5% (maximum sheet thickness standard) in the present example, but within + 40% (maximum sheet thickness standard) in the comparative example. Note that the variation in the comparative example was improved to almost the same extent as in the present example by heat treatment in a separate process.
1 製造装置
10 圧延機
11 ペイオフリール
12 ピンチロール
13 デフレクターロール
14 加熱装置
15 温度センサ
16 制御装置
17 ワークロール
18 バックアップロール
19 電動圧下装置
21 圧延材冷却装置
22 温度センサ
23 デフレクターロール
24 テンションリール
25 ワークロール冷却装置
S 金属ストリップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
前記加熱量制御装置は、前記被圧延材の圧延中において、当該製造装置によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記圧延長推定装置によって検出又は算出された圧延長に基づいて前記加熱装置の加熱量を変化させ、前記圧延材冷却装置は当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚が薄くなるほど強く冷却を行う、差厚鋼板の製造装置。 A rolling mill having a reduction device, a heating device that is provided on the entry side of the rolling mill and heats the material to be rolled and enters the rolling mill, a heating amount control device that controls a heating amount in the heating device, and A rolling length estimation device that detects or calculates a rolling length that is a length in a rolling direction of a portion that has already been rolled by the rolling mill among the rolled material that has been rolled by the rolling mill, and a workpiece that is sent from the rolling mill. A rolling material cooling device for cooling the rolled material ;
The heating amount control device uses the rolling length estimation device according to a target thickness pattern that is a thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel plate to be manufactured by the manufacturing device during rolling of the material to be rolled. The heating amount of the heating device is changed based on the detected or calculated rolling length, and the rolling material cooling device cools strongly as the thickness of the material to be rolled cooled by the rolling material cooling device decreases. Differential thickness steel plate manufacturing equipment.
当該差厚鋼板の製造装置は、前記一対のワークロールの冷却を行うワークロール冷却装置を更に具備し、該ワークロール冷却装置は、前記ワークロールの回転に伴って冷却条件を変更する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の差厚鋼板の製造装置。 The rolling mill includes a pair of work rolls for rolling the material to be rolled,
The apparatus for producing the differential thickness steel sheet further includes a work roll cooling device that cools the pair of work rolls, and the work roll cooling device changes a cooling condition as the work roll rotates. The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to any one of 1 to 5 .
当該製造方法によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記加熱装置によって被圧延材を加熱する加熱量を前記被圧延材の圧延中に変化させ、前記圧延材冷却装置は当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚が薄くなるほど強く冷却を行う、差厚鋼板の製造方法。 A rolling mill having a reduction device, a heating device that is provided on the entry side of the rolling mill and heats a material to be rolled that enters the rolling mill, a heating amount control device that controls a heating amount in the heating device, and A rolling length estimation device that detects or calculates a rolling length that is a length in a rolling direction of a portion that has already been rolled by the rolling mill among the rolled material that has been rolled by the rolling mill, and a workpiece that is sent from the rolling mill. In the manufacturing method of the differential thickness steel plate by the manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate provided with the rolling material cooling device for cooling the rolled material ,
According to the target thickness pattern which is the thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel sheet to be manufactured by the manufacturing method, the heating amount for heating the material to be rolled by the heating device is changed during the rolling of the material to be rolled. The rolled material cooling device is a method for manufacturing a differential thickness steel plate , wherein the rolled material cooling device performs cooling more strongly as the thickness of the material to be rolled cooled by the rolled material cooling device becomes thinner .
前記加熱装置によって被圧延材を加熱する加熱量は、前記圧延機によって被圧延材が前記目標厚さパターンとなるように、前記温度および圧下率の関係に基づいて変化せしめられる、請求項8〜10のいずれか1項に記載の差厚鋼板の製造方法。 Obtaining in advance the relationship between the inlet side steel plate temperature and the inlet side plate thickness and the outlet side plate thickness of the material to be rolled entering the rolling mill as the relationship between temperature and rolling reduction,
The heating amount for heating the material to be rolled by the heating device, the through rolling mill as the material to be rolled becomes the target thickness pattern, is caused to change based on the relationship of the temperature and reduction ratio, according to claim 8 to 10. The method for producing a differential thickness steel sheet according to any one of 10 above.
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