JP6106527B2 - 鋼板の矯正装置及び鋼板の矯正方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板の矯正装置及び鋼板の矯正方法に関する。

鋼板をはじめとする金属板は、熱間圧延工程や冷間圧延工程など多岐にわたる製造工程を経て製造される。この製造工程の中でも、特に圧延工程や圧延後もしくは熱処理後の冷却工程では形状不良を生じやすく、製品の平坦度を確保するために鋼板の矯正を実施する。

各種の矯正装置の中でもローラレベラは、鋼板を連続的に矯正できるために生産性が高く、大規模な鋼板製造所での矯正工程においては主流な設備となっている。ローラレベラで鋼板の矯正を行う場合は、複数本のレベリングロールを千鳥状に配列し、鋼板噛込側のロール間隔を被加工材板厚より押込み傾向に調整した後、レベリングロールおよび搬送ロールを回転させて被加工材をローラレベラ内に引き込み、被加工材に曲げ加工を付与することによって矯正を行う。

このとき、被加工材内面にはロール間の曲げ加工により引張または圧縮応力による塑性変形領域と弾性変形領域が共存する。弾性変形領域と塑性変形領域の割合(塑性変形率)を決める因子がロール押込量であり、特許文献１によれば、塑性変形率が８０〜８５％程度の割合で矯正することによって平坦な鋼板を得ることができるとされている。

厚鋼板のなかでも例えば板厚１０ｍｍ以下の鋼板は、圧延工程での形状不良が生じやすい。こうした鋼板に対する矯正において塑性変形率８５％を確保するには、鋼板入側の押込量を大きくとる必要がある。しかし、レベリングロール径およびロール間隔などの機械的な制約により、ロールの最大押込量には上限がある。このため、板厚１０ｍｍ以下の鋼板では、必要とする塑性変形率を満足する曲げ加工を付与できない場合がある。

また、ロール押込量が増えるにつれて、被加工材が１本目のレベリングロールに噛みこむ際の通過障害も大きくなるため、ロール押込量を増やすだけで矯正効果の改善を図ることには限界が生じる。

一方、鋼板の矯正時には複数のレベリングロールの中で、ある特定のロールに負荷が集中するトルク循環が発生することが知られており、このトルク循環対策として、駆動区分を複数持つローラレベラが開発されている。このローラレベラにおいては、駆動系を分割して負荷を軽減させることが主目的であるため、それぞれの駆動区分におけるレベリングングロールの周速度は、同一になるように制御するのが通常である。

一方、特許文献２〜４には、複数の駆動区分を持つ矯正装置であって、駆動区分毎にレベリングロールの周速度に差を持たせた例が開示されている。

より具体的には、特許文献２には、複数のロールをグループ分けし、材料の進行方向に対して上流側のグループのロールの周速度を、下流側のグループのロールの周速度よりも小さくした例が開示されている。

また、特許文献３には、複数のレベリングロールを２つ以上のグループに分け、各グループ間で発生する軸力を検出し、この検出値が所定の軸力になるようにロールの周速度を調整する方法が開示されている。

更に特許文献４には、複数のレベリングロールを２つ以上のグループに分け、各グループを個別の駆動モータで速度制御する場合において、いずれかの駆動モータの基準にして、この駆動モータの矯正中の動力に対して、残りの駆動モータの総力との差を所定値とするように制御する方法が開示されている。

特開２００４−２８３８７８号公報 特開昭５８−８４６１４号公報 特開昭６０−２２３６１５号公報 特開平１−３１７６２０号公報

しかしながら、特許文献２〜４においては、ロールの周速度に差を持たせる際に、材料の形状については何ら考慮していないし、周速度の差を具体的にどの程度に決定するかについても開示されていない。

また、ローラレベラにおいて各ロールの周速度に差を持たせる場合には、各ロールに対して鋼板がスリップしない程度の周速度差に設定する必要があるが、その設定は、ローラレベラを操作する作業者の経験に基づいて行う場合があるところ、作業者が鋼板のスリップを未然に防止しようとするあまり、各ロール間の周速度差を低めに設定しがちになり、周速度差が適切な値に設定されない場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、十分な矯正効果を得ることが可能な鋼板の矯正装置及び鋼板の矯正方法を提供することを課題とする。

本発明者らが上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、形状測定器で計測した鋼板の形状プロフィールデータより鋼板の矯正条件を決定するとともに、複数の電動機に連結されているレベリングロールの周速度を駆動単位毎に差を設けることで、レベリングロールと鋼板との間に生じる摩擦力を利用して鋼板に張力を付与しながら矯正を行うことを見出した。すなわち、本発明では形状測定器で計測した鋼板の形状プロフィールデータを元に、ロールユニット内で複数に分割された駆動区分ごとに速度指示を与えて、ロール駆動区分の境目で被加工材に張力を付加した状態での矯正を行うものである。

［１］ 矯正前の鋼板の最大急峻度を測定する形状測定器と、
前記鋼板に曲げ戻し加工を行うとともに、周速度を個別に設定することによって前記鋼板に張力を付与可能な複数のレベリングロール群と、
矯正前の前記鋼板の最大急峻度に基づいて、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を設定する制御部と、
を具備してなる鋼板の矯正装置。
［２］ 前記制御部は、前記複数のレベリングロール群の周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の矯正装置。
［３］ 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、前記制御部は、少なくとも最初の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼板の矯正装置。
［４］ 前記制御部は、２回目以降の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、同一に設定することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の矯正装置。
［５］前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、前記制御部は、全部の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼板の矯正装置。
［６］ 周速度を個別に設定することによって鋼板に張力を付与可能な複数のレベリングロール群によって鋼板に曲げ戻し加工を行うことにより鋼板を矯正する方法であって、
矯正前の鋼板の最大急峻度を測定する工程と、
矯正前の前記鋼板の最大急峻度に基づいて、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を設定して、前記鋼板を前記複数のレベリングロール群によって矯正する工程と、
を具備してなることを特徴とする鋼板の矯正方法。
［７］ 前記複数のレベリングロール群の周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項６に記載の鋼板の矯正方法。
［８］ 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、少なくとも最初の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の鋼板の矯正方法。
［９］ ２回目以降の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、同一に設定することを特徴とする請求項８に記載の鋼板の矯正方法。
［１０］ 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、全部の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の鋼板の矯正方法。

本発明の鋼板の矯正装置によれば、形状測定器によって矯正前の鋼板の最大急峻度を測定し、制御部によって矯正前の鋼板の最大急峻度に基づき複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を設定するので、最大急峻度に応じて鋼板に付与する張力を適切に設定することができ、複数のレベリングロール群による曲げ戻し変形による鋼板の矯正を確実に実行できる。
また、本発明の鋼板の矯正装置によれば、制御部によって、複数のレベリングロール群の周速度を鋼板の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、レベリングロール群によって曲げ戻し変形がなされている鋼板に確実に張力を付与でき、鋼板を確実に矯正できる。
更に、本発明の鋼板の矯正装置によれば、鋼板をレベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、制御部が、少なくとも最初の通過時において、複数のレベリングロール群の周速度を鋼板の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、最大急峻度を測定した直後であって矯正がなされていない鋼板に対し、適切な張力を付与することができる。
更にまた、本発明の鋼板の矯正装置によれば、２回目以降の通過時において、複数のレベリングロール群の周速度を同一に設定するので、鋼板の最大急峻度が比較的小さい場合に、２回目以降の通過時において曲げ戻し変形のみによって鋼板の矯正を行うことができ、過度に鋼板が矯正されるおそれがない。
また、本発明の鋼板の矯正装置によれば、鋼板の全ての通過時において、複数のレベリングロール群の周速度を、鋼板の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、鋼板の最大急峻度が比較的大きい場合に、全部の通過時において曲げ戻し変形中の鋼板に張力を付与することができ、鋼板を確実に矯正できる。

また、本発明の鋼板の矯正方法によれば、矯正前の鋼板の最大急峻度を測定し、矯正前の鋼板の最大急峻度に基づき複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を設定するので、最大急峻度に応じて鋼板に付与する張力を適切に設定することができ、複数のレベリングロール群による曲げ戻し変形による鋼板の矯正を確実に実行できる。
また、本発明の鋼板の矯正方法によれば、複数のレベリングロール群の周速度を鋼板の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、レベリングロール群によって曲げ戻し変形がなされている鋼板に確実に張力を付与でき、鋼板を確実に矯正できる。
更に、本発明の鋼板の矯正方法によれば、鋼板をレベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、少なくとも最初の通過時において、複数のレベリングロール群の周速度を鋼板の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、最大急峻度を測定した直後であって矯正がなされていない鋼板に対し、適切な張力を付与することができる。
更にまた、本発明の鋼板の矯正方法によれば、２回目以降の通過時において、複数のレベリングロール群の周速度を同一に設定するので、鋼板の最大急峻度が比較的小さい場合に、２回目以降の通過時において曲げ戻し変形のみによって鋼板の矯正を行うことができ、過度に鋼板が矯正されるおそれがない。
また、本発明の鋼板の矯正方法によれば、鋼板の全ての通過時において、複数のレベリングロール群の周速度を、鋼板の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、鋼板の最大急峻度が比較的大きい場合に、全ての通過時において曲げ戻し変形中の鋼板に張力を付与することができ、鋼板を確実に矯正できる。

図１は本発明の実施形態である矯正装置を示す側面模式図である。 図２は、鋼板の急峻度を説明する模式図である。 図３は本発明の実施形態である鋼板の矯正方法を説明するフローチャートである。 図４は、矯正装置の制御部に備えられたレベリングロール群の周速度の設定テーブルを示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる図面は特徴を分かりやすくするために便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本実施形態の鋼板の矯正装置１は、被加工材である鋼板２に繰り返し曲げ加工を付与することで、鋼板２の形状を矯正するとともに、鋼板２の内部残留応力を低減するものである。

具体的に、図１に示す矯正装置１には、鋼板２の最大急峻度を計測する形状測定器３と、複数のレベリングロール群４、５、６と、最大急峻度に基づき各レベリングロール群４、５、６の周速度を設定する制御部７と、が備えられている。複数のレベリングロール群４〜６によりロールユニット８が構成されている。ロールユニット８には鋼板２を上下から圧下して鋼板２に曲げ戻し加工を行う複数のレベリングロール１１〜１９が備えられており、隣接するレベリングロール１１〜１９同士が一群になってレベリングロール群４〜６が構成されている。

また、図１に示す矯正装置１には、各レベリングロール１１〜１９の押し込み量を調整する圧下装置２１と、圧下装置２１を制御する圧下制御部２２と、レベリングロール１１〜１９を駆動する駆動部２３と、駆動部２３を制御する駆動制御部２４と、ロールユニット８に鋼板２を搬送する搬送ロール２５、２６と、が備えられている。駆動部２３には、複数の電動機３１〜３５と複数の減速機４１〜４５が備えられており、各電動機３１〜３５によってレベリングロール１１〜１９をレベリングロール群４〜６毎に駆動できるようになっている。

形状測定器３は、ロールユニット８手前の鋼板２の搬送路上に設置されている。図１においては、形状測定器３はロールユニット８の図中左側に設置されている。形状測定器３は、鋼板２に存在する波高さや反り高さを計測する。また、形状測定器３は、計測データを解析して、鋼板２における波高さと波ピッチから急峻度を算出し、更には鋼板２の最大急峻度を算出する。また、形状測定器３は制御部７に接続されており、形状測定器３において測定された計測データ、急峻度及び最大周俊度を制御部７に出力できるように構成されている。

制御部７は、矯正前の鋼板２の最大急峻度に基づいて、複数のレベリングロール群４〜６のそれぞれの周速度を設定するものである。制御部７には、最大急峻度に応じたレベリングロール群の周速度の設定条件が複数記憶されており、形状測定器３から最大急峻度が入力されると、複数の設定条件の中から最適な条件が選ばれ、その設定情報が駆動制御部２４に出力される。また、制御部７は、中央演算装置、記憶装置、入出力装置などを備えたコンピュータで構成されている。周速度の設定条件は、設定テーブルという形態で記憶装置に保存されており、また、複数の設定条件から最適条件を選択する動作は、中央演算装置の機能として実現される。また、本実施形態では、周速度の設定条件を選択するにあたり、最大急峻度とともに、鋼板の板厚及び鋼種をパラメータとして最適条件を設定してもよい。この場合、鋼板の板厚及び鋼種は、制御部７の上位コンピュータから制御部７に伝達される。

駆動制御部２４は、制御部７から出力されたレベリングロール群４〜６の周速度の設定条件に基づき、各レベリングロール群４〜６をそれぞれ駆動する電動機３１〜３５に制御信号を出力するものである。また、駆動制御部２４は、搬送路上にある搬送ロール２５、２６の駆動も制御する。

駆動部２３には、複数の電動機３１〜３５と、各電動機３１〜３５に接続される減速機４１〜４５と、各減速機４１〜４５に接続される分配機５１〜５５とが備えられている。各電動機３１〜３５はそれぞれ、駆動制御部２４からの制御信号を受けて回転速度を個別に設定可能とされている。また、各減速機４１〜４５に接続された分配機５１〜５５は、電動機３１〜３５による回転動力を単数または複数のレベリングロール１１〜１９に分配する機能を有する。

ロールユニット８は、複数のレベリングロール群４〜６から構成されている。図１に示す例では、ロールユニット８は、第１レベリングロール群４と、第２レベリングロール群５と、第３レベリングロール群６とから構成されている。また、第１レベリングロール群４の隣には、各レベリングロール群４〜６に含まれないレベリングロール１１が配置され、第３レベリングロール群６の隣にも、各レベリングロール群４〜６に含まれないレベリングロール１９が配置される。これらのレベリングロール１１、１９は、分配機５１、５５及び変速機４１、４５を介して電動機３１、３５にそれぞれ接続される。

第１レベリングロール群４は、上側のレベリングロール１２と、下側のレベリングロール１３とから構成されている。第１レベリングロール群４は、分配機５２及び減速機４２を介して電動機３２に接続されている。
また、第２レベリングロール群５は、上側の２つのレベリングロール１４、１６と、下側のレベリングロール１５とから構成されている。第２レベリングロール群５は、分配機５３及び減速機４３を介して電動機３３に接続されている。
更に、第３レベリングロール群６は、上側のレベリングロール１８と、下側のレベリングロール１７とから構成されている。第３レベリングロール群６は、分配機５４及び減速機４４を介して電動機３４に接続されている。

ロールユニット８に内蔵される各レベリングロール１１〜１９は、側方から見たときに所定の間隔で千鳥状に並べられて配置されており、搬送ロール２５、２６と同一方向に回転することで、鋼板２を搬送しながら矯正を行うようになっている。

以上の構成により、駆動部７、駆動制御部２４及びロールユニット８は、矯正に必要なトルクや搬送速度等の仕様に応じてレベリングロール群４〜６を分割して制御可能とされている。そして、各レベリングロール群４〜６につき1台の電動機３２〜３４が配置され、制御部７からの指令を受けた駆動制御部２４が各電動機３２〜３４に対して速度指令を与えるようになっている。また、各分配機５２〜５４を介して各電動機３２〜３４に連結されたレベリングロール１２〜１８の各まとまりを一つの駆動区分（レベリングロール群）とし、それぞれの駆動区分に対して周速指令を与えるようになっている。

また、本実施形態の矯正装置１では、鋼板２に張力を発生させながら矯正を行うために、隣り合うレベリングロール群４〜６に対して異なる速度指令を与えて周速度差を発生させる。具体的には、鋼板搬送方向の入り側のレベリングロール群に対する速度指令を、出側のレベリングロール群の速度指令に対して大きくすることで、レベリングロールの表面と鋼板２との間で生じる摩擦力を利用して鋼板２に張力を発生させるようにしている。

また、制御部７には圧下制御部２２が接続されており、圧下制御部２２には圧下装置２１が接続されている。圧下装置２１は、圧下制御部２２からの制御信号に基づき、上側のレベリングロール１２、１４、１６、１８と下側のレベリングロール１１、１３、１５、１７、１９とのギャップを調整する。圧下装置２１は、各レベリングロール１１〜１９の押し込み量を鋼板２の通板方向に沿って段階的に小さくまたは大きくできるように構成されている。

次に、上記の鋼板の矯正機１による鋼板２の矯正方法について説明する。
まず、矯正前の鋼板２を搬送路に沿って搬送し、形状測定器３の下を通過させる。その際、形状測定器３によって鋼板の最大急峻度を測定する。ここで急峻度とは、図２に示すように、鋼板表面における波のピッチＰと波高さＨとの比（Ｈ／Ｐ×１００）である。鋼板表面には、圧延加工等によって生じた形状不良の原因となる波が多数存在しており、形状測定器３は各波における急峻度を測定可能だが、本実施形態では各急峻度のうち最大急峻度を用いる。本実施形態において最大急峻度を周速度差の設定の基礎とする理由は、最大急峻度に応じた周速度差を設定することで、鋼板の形状を確実に矯正できるためであり、仮に、最大急峻度に代えて平均急峻度や最小急峻度を用いると、レベリングロール群の周速度差が小さくなり、鋼板に十分な張力を与えることができず、形状の矯正が不十分になるためである。

最大急峻度を測定するには、鋼板の全長に渡って急峻度を計測する必要がある。ところが急峻度の測定中に鋼板の先端がロールユニットに到達してしまうと、最大急峻度が未確定のまま矯正を開始することになってしまう。そのため、形状測定器３は、ロールユニット８に対して鋼板の全長よりも離れた位置に設置する必要がある。また、形状測定器３を鋼板の全長よりもロールユニット８から離すことが設備の設置場所の制約上困難であるときには、形状測定器３をロールユニット８の近くに配置して、形状測定器３によって鋼板の急峻度の測定する間は、ロールユニット８のレベリングロール１１〜１９のギャップを最大にして鋼板２を素通りさせ、ロールユニット８において矯正を行わずに鋼板の形状測定を鋼板の全長に渡って行うとよい。そして、ロールユニット８の形状測定器３が設置された側とは反対側に鋼板２が搬送された後に、圧下装置２１を作動させて各レベリングロール１１〜１９のロール間ギャップを適正なギャップに設定し、更に鋼板２の搬送方向を逆転させて鋼板２をロールユニット８に通板させて矯正を開始すればよい。

鋼板２の矯正は、ロールユニット８に鋼板２を１回または複数回通過させることで行えばよく、好ましくは複数回に渡って通過させることで矯正を行う。ロールユニット８に対して複数回に渡って鋼板２を通過させるためには、ロールユニット８に対し鋼板２を往復搬送させればよい。以下の説明は、鋼板２をロールユニット８に対して複数回に渡って通過させる場合を前提にして説明する。

図１及び図３に示すように、形状測定器３において計測された鋼板２の最大急峻度は、制御部７に入力される。制御部７には、矯正対象の鋼板２の鋼種及び板厚が上位コンピュータから入力されている。そして、図３のステップＳ１に示すように、複数回のパスにおける各レベリングロール群４〜６の周速度を、制御部７において決定する。

具体的には、初回の通過時におけるレベリングロール群４〜６の周速度は、制御部７の記憶装置に保存された複数の設定テーブルの中から、鋼板２の最大急峻度に対応する設定テーブルを選択することで決定する。また、２回目以降の通過時においては、１回目の通過時の場合と同じ設定テーブルを選択するか、または、レベリングロール群４〜６の周速度を全て同じにした設定テーブルを選択する。

図４には、設定テーブルの一例を示す。この設定テーブルは、ロールユニット入側のレベリングロール群の周速度と、ロールユニット中央のレベリングロール群の周速度と、ロールユニット出側のレベリングロール群の周速度との組み合わせが設定されており、ロールユニット８の入側から出側に向けて周速度を増加させる設定になっている。すなわち、図４に示す設定テーブルにおいては、周速度の設定値が例えばａ＜ｂ＜ｃとなっている。ａ、ｂ、ｃの大小関係はこれに限らずａ＝ｂ＜ｃでもよく、ａ＜ｂ＝ｃでもよい。また、他の設定テーブルには、ロールユニット入側から出側に向けて周速度が一定な設定もあり、このような設定テーブルでは、ａ＝ｂ＝ｃとなっている。ここで、ロールユニット入側のレベリングロール群とは、ロールユニット８において鋼板２の搬送方向入側にあるレベリングロール群を指し、同様にロールユニット出側のレベリングロール群とは、ロールユニット８において鋼板２の搬送方向出側にあるレベリングロール群を指す。

また、本実施形態では、設定テーブルを選択するあたり、最大急峻度とともに、鋼板の板厚及び鋼種をパラメータとして設定してもよい。この場合、鋼板の板厚及び鋼種は、制御部７の上位コンピュータから制御部７に伝達された情報を用いる。

次に、図３のステップＳ２に示すように、駆動制御部２４に設定テーブルの情報を出力する。また、駆動制御部２４には、ロールユニット８に対する鋼板２の通過回数も出力する。そして、ステップＳ３に示すように、駆動制御部２４において、入力された設定テーブルの情報及び通過回数の情報に基づき、各電動機３１〜３５の周速度を調整し、その制御信号を各電動機３１〜３５に出力する。

ここで、ロールユニット８に対する鋼板２の搬送方向は通過時毎に逆転するため、２回目以降の通過時において１回目の通過時の場合と同じ設定テーブルを選択する場合は、その２回目以降の通過時において、入側と出側の各レベリングロール群の周速度の設定を、鋼板２の通過時毎に変更する必要がある。例えば、図１において鋼板２の初回通過時の入側が第３レベリングロール群６側である場合は、第３レベリングロール群６の周速度を設定テーブルの入側のレベリングロール群の周速度に合わせる。続く２回目の通過時では、入側が第１レベリングロール群４側になるので、第１レベリングロール群４の周速度を設定テーブルの入側のレベリングロール群の周速度に合わせる。

一方、２回目以降の通過時において、レベリングロール群４〜６の周速度を全て同じにするには、図４に示す周速度ａ、ｂ、ｃが全て同じ値の設定テーブルを選択すればよい。

設定テーブルにおいて、周速度の設定値が例えばａ＜ｂ＜ｃとなっている場合は、入側よりも出側のレベリングロール群の周速度が大きくなるため、鋼板２には曲げ戻し変形とともに張力が付与される。最大急峻度が大きい鋼板２であるほど、各レベリングロール群４〜６の周速度の差を大きく取ることで、形状の矯正が確実に行える。一方で、周速度の差が大きすぎると、鋼板２とレベリングロール１１〜１９との間でスリップが発生し、鋼板２に張力を効率よく付与できなくなり、また、レベリングロール１１〜１９も摩耗するおそれがある。従って,設定テーブルにおける各レベリングロール１１〜１９の周速度の設定は、鋼板２の最大急峻度毎に最適な周速度差となり、かつスリップが起きない程度に実験的に決めればよい。

以上の周速度の設定変更は、全て駆動制御部２４において行えばよい。

また、制御部７から駆動制御部２４に設定テーブル情報等を出力することに平行して、制御部７から圧下制御部２２に、鋼板２の鋼種、板厚及びロールユニットに対する鋼板の通過回数等の情報を出力する。圧下制御部２２は、鋼種、板厚及び通過回数等の情報に基づき、鋼板の通過時毎の圧下条件を決定し、決定した圧下条件に基づき圧下装置２１を制御して、上側のレベリングロール１２、１４、１６、１８と下側のレベリングロール１１、１３、１５、１７、１９とのギャップを調整する。圧下装置２１は、各レベリングロール１１〜１９の押し込み量を鋼板２の通板方向に沿って段階的に小さくまたは大きくなるように設定する。

そして、図３のステップＳ４に示すように、各制御部２２、２４において決定された条件の通りに、各レベリングロール群４〜６の周速度及び各レベリングロールの押し込み量を設定し、ロールユニット８に対して鋼板を往復移動させつつ鋼板を通過させて矯正を行う。

なお、形状測定器３による形状の測定は、矯正前の鋼板に対して行えばよく、矯正中の鋼板の形状測定は行わなくてよい。また、ロールユニット８に対する最終通過前または最終通過後の時点において、鋼板の形状を測定して矯正状態を確認してもよい。

本実施形態の鋼板の矯正装置及び矯正方法によれば、形状測定器３によって矯正前の鋼板２の最大急峻度を測定し、制御部７によって矯正前の鋼板２の最大急峻度に基づき複数のレベリングロール群４〜６のそれぞれの周速度を設定するので、最大急峻度に応じて鋼板２に付与する張力を適切に設定することができ、複数のレベリングロール群４〜６による曲げ戻し変形による鋼板６の矯正を確実に実行できる。
また、本実施形態によれば、制御部７によって、複数のレベリングロール群４〜６の周速度を鋼板２の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、レベリングロール群４〜６によって曲げ戻し変形がなされている鋼板２に確実に張力を付与でき、鋼板２を確実に矯正できる。
更に、本実施形態によれば、鋼板２をレベリングロール群４〜６に対して複数回に渡って通過させる際に、制御部７が、少なくとも最初の通過時において、複数のレベリングロール群４〜６の周速度を鋼板２の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、最大急峻度を測定した直後であって矯正がなされていない鋼板２に対し、適切な張力を付与することができる。
更にまた、本実施形態によれば、２回目以降の通過時において、複数のレベリングロール群４〜６の周速度を同一に設定するので、鋼板２の最大急峻度が比較的小さい場合に、２回目以降の通過時において曲げ戻し変形のみによって鋼板２の矯正を行うことができ、過度に鋼板２が矯正されるおそれがない。
また、本実施形態によれば、鋼板２の全ての通過時において、複数のレベリングロール群４〜６の周速度を、鋼板２の入側から出側に向けて増加させるように設定するので、鋼板２の最大急峻度が比較的大きい場合に、全部の通過時において曲げ戻し変形中の鋼板２に張力を付与することができ、鋼板２を確実に矯正できる。

以上の様に、本実施形態によれば、鋼板の張力矯正を形状測定器３の計測結果に基づいて、定量的に指示することにより、従来に比べて形状矯正効果や生産性も格段に向上する等の効果を有する。

まず、図１に示すような９本のレベリングロールを使用して、0.2%耐力が500MPaであり、板厚が9mmであり、最大急峻度5%のステンレス鋼板に対し、張力を全く付与しない条件とし、入側の塑性変形率を80%に設定した条件で1パスの矯正を行ったが、形状改善には至らず、矯正後のステンレス鋼板に急峻度4%程度の形状不良が残存した。

同様の矯正機とステンレス鋼板を用いて、特許文献２および特許文献３を参考にして、入側と中間と出側の駆動区分におけるレベリングロールの周速度をそれぞれ設定し、周速に差が生じる条件で1パス矯正を行ったが、ステンレス鋼板の形状改善には至らず、矯正後の鋼板に急峻度3%程度の形状不良が残存した。

一方、同様の矯正機とステンレス鋼板を用い、さらに矯正前に形状測定器を使用してステンレス鋼板の急峻度を測定し、その急峻度に見合った周速条件を制御部から駆動制御部に出力して1パス矯正を行ったところ、矯正後の被加工材の急峻度は0.8%以下まで改善した。

１…鋼板の矯正装置、２…鋼板、３…形状測定器、４、５、６…レベリングロール群、７…制御部。

Claims (10)

1. 矯正前の鋼板の最大急峻度を測定する形状測定器と、
   前記鋼板に曲げ戻し加工を行うとともに、周速度を個別に設定することによって前記鋼板に張力を付与可能な複数のレベリングロール群と、
   矯正前の前記鋼板の最大急峻度に基づいて、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を設定する制御部と、
   を具備してなる鋼板の矯正装置。
2. 前記制御部は、前記複数のレベリングロール群の周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項１に記載の鋼板の矯正装置。
3. 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、前記制御部は、少なくとも最初の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼板の矯正装置。
4. 前記制御部は、２回目以降の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、同一に設定することを特徴とする請求項３に記載の鋼板の矯正装置。
5. 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、前記制御部は、全部の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼板の矯正装置。
6. 周速度を個別に設定することによって鋼板に張力を付与可能な複数のレベリングロール群によって鋼板に曲げ戻し加工を行うことにより鋼板を矯正する方法であって、
   矯正前の鋼板の最大急峻度を測定する工程と、
   矯正前の前記鋼板の最大急峻度に基づいて、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を設定して、前記鋼板を前記複数のレベリングロール群によって矯正する工程と、
   を具備してなることを特徴とする鋼板の矯正方法。
7. 前記複数のレベリングロール群の周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項６に記載の鋼板の矯正方法。
8. 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、少なくとも最初の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の鋼板の矯正方法。
9. ２回目以降の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、同一に設定することを特徴とする請求項８に記載の鋼板の矯正方法。
10. 前記鋼板を前記レベリングロール群に対して複数回に渡って通過させる際に、全部の通過時において、前記複数のレベリングロール群のそれぞれの周速度を、前記鋼板の搬送方向入り側から出側に向けて増加させるように設定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の鋼板の矯正方法。

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