JP6135390B2 - Work roll or backup roll processing method for use in differential thickness steel plate manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、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に用いられるワークロールおよび又はバックアップロールの加工方法並びにこの加工方法によって加工されたワークロール又はバックアップロールを用いた差厚鋼板の製造装置および製造方法に関する。 The present invention relates to a work roll and / or a backup roll processing method used in a manufacturing apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet having a plate thickness difference in the longitudinal direction, and a differential thickness using a work roll or backup roll processed by this processing method. The present invention relates to a steel plate manufacturing apparatus and manufacturing method.
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装置としては、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)を操作する装置が考えられる(例えば、特許文献1)。特に、特許文献1に記載の圧延装置では、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、差厚鋼板の製造装置としては、圧延機を用いた装置の他にプレスを用いた装置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装置又は方法を、特に、圧延法による差厚鋼板の製造装置又は製造方法と称する。
As an apparatus for producing such a differential thickness steel sheet, for example, an apparatus that uses a rolling mill to operate the work roll reduction position (roll gap) during rolling can be considered (for example, Patent Document 1). In particular, in the rolling apparatus described in
ところで、圧延法による差厚鋼板の製造装置又は製造方法としては、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ものが考えられる。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、この装置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 apparatus or manufacturing method of a differential thickness steel sheet by a rolling method, the sheet thickness of the material to be rolled on the rolling mill exit side is detected by a sheet thickness detecting device provided on the rolling mill exit side, and based on the detected value. It is possible to control the reduction position. 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 detecting device, a dead time occurs, and this device cannot perform appropriate plate thickness control.
また、圧延法による差厚鋼板の別の製造装置又は製造方法としては、圧延機入側における被圧延材の板厚及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ものも考えられる。しかしながら、マスフロー一定則を用いた装置でも圧延機出側における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装置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、この装置では、複数の速度検出装置及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。 Further, as another manufacturing apparatus or manufacturing method of the differential thickness steel sheet by the rolling method, the thickness and speed of the material to be rolled on the entrance side of the rolling mill and the speed of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill are detected, and the mass flow is constant. It is also conceivable to estimate the sheet thickness of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill using the law and to control the reduction position based on the estimated value. However, 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 even in the device using the constant mass flow rule, and there is a waste 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 with this apparatus. In addition, this apparatus 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装置又は製造方法としては、プリセット圧延法及び絶対値圧延法を用いた装置が提案されている。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パターン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, apparatuses using a preset rolling method and an absolute value rolling method have been proposed as a manufacturing apparatus or manufacturing method of a differential thickness steel sheet 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 The reduction position is controlled so that the plate thickness pattern of the material to be rolled becomes the target plate thickness pattern based on the relationship between the calculated reduction position and the thickness after rolling, and the calculated rolling length.
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、圧延荷重を検出し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, and the rolling load is detected at the roll bite outlet on the basis of the deformation characteristics of the rolling mill determined in advance and the detected rolling load. The thickness of the material to be rolled is estimated. Then, the reduction position is controlled so that the thickness estimated in this way becomes the target thickness based on the calculated rolling length.
また、差厚鋼板を製造する別の製造装置としては、回転中心軸から周面までの半径方向の距離を滑らかに変化させたワークロールやカム状の周面を有するように形成されたワークロールを用いたものも存在する(例えば、特許文献2)。このようなワークロールを用いることにより、カム状の周面を有するように形成されたワークロールと、他方のワークロールとの間のロールギャップが順次変化し、これにより被圧延材の板厚を順次変化させることができる。 Moreover, as another manufacturing apparatus for manufacturing the differential thickness steel plate, a work roll formed by smoothly changing a radial distance from the rotation center axis to the peripheral surface or a cam-shaped peripheral surface. There is also one using the above (for example, Patent Document 2). By using such a work roll, the roll gap between the work roll formed so as to have a cam-shaped peripheral surface and the other work roll is sequentially changed, thereby reducing the thickness of the material to be rolled. It can be changed sequentially.
ところで、上述したように、圧延法による差厚鋼板の製造装置では、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。このような装置を用いた場合、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。このため、安価な電動圧下装置を有する圧延機で差厚鋼板を製造したいという要望がある。 By the way, as described above, in the apparatus for producing a differential thickness steel sheet by the rolling method, the thickness of the material to be rolled is basically changed by changing the rolling position of the rolling mill. When such an apparatus 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. For this reason, there is a demand to manufacture a differential thickness steel plate with a rolling mill having an inexpensive electric reduction device.
ところで、電動圧下装置を有する圧延機でワークロールの偏芯(円周方向に半径が変化する)を用いて差厚鋼板を製造する方法は有効であるが、その偏芯量(円周方向に半径が変化するその変化量)を正確に設定してロールを加工しないと目標とする差厚鋼板の板厚分布を得ることができない。このため従来は試行錯誤を行いながらロールを加工しており、多大な時間と費用がかかっていた。このためこのような上記偏芯量(円周方向に半径が変化するその変化量)を正確に設定してロールを加工する方法が望まれていた。 By the way, although the method of manufacturing a difference thickness steel plate using eccentricity of a work roll (a radius changes in the circumferential direction) with a rolling mill having an electric reduction device is effective, the eccentric amount (in the circumferential direction) The target thickness distribution of the differential thickness steel sheet cannot be obtained unless the roll is processed by accurately setting the amount of change in which the radius changes. For this reason, conventionally, rolls were processed while performing trial and error, which required a great deal of time and money. For this reason, there has been a demand for a method of processing a roll by accurately setting such an eccentric amount (the amount of change in which the radius changes in the circumferential direction).
また、板幅が広く且つ板厚が薄い差厚鋼板を、上述した電動圧下装置を有する圧延機でワークロールの偏芯(円周方向に半径が変化する)を用いて製造した場合、板形状が変化するという問題があった。この板形状の変化を防止するために例えばワークロールベンダーによりロールの撓みを変化させることが可能であるが、一般に通常のワークロールベンダーの応答性は遅いため(数ヘルツ)、形状を一定に保つためには圧延速度を落とさなければならないという問題を新たに生じさせることとなった。 In addition, when a differential thickness steel plate having a wide plate width and a thin plate thickness is manufactured using the eccentricity of the work roll (the radius changes in the circumferential direction) in the rolling mill having the electric reduction device described above, the plate shape There was a problem that changed. In order to prevent this change in plate shape, it is possible to change the deflection of the roll by, for example, a work roll bender, but since the response of a normal work roll bender is generally slow (several hertz), the shape is kept constant. Therefore, a new problem arises that the rolling speed has to be reduced.
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、偏心量を正確に設定して所望の板厚の差厚鋼板製造するための、または、板形状の変化を防止するためのワークロールの加工を行う加工方法及びこの加工方法によって製造されたワークロールを用いた差厚鋼板の製造装置又は製造方法を提供することにある。 Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to process a work roll for accurately setting an eccentricity amount to manufacture a differential thickness steel plate having a desired thickness or for preventing a change in plate shape. It is providing the manufacturing method or manufacturing method of a difference thickness steel plate using the processing method which performs this, and the work roll manufactured by this processing method.
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、1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールを円周方向に半径が変化するように形成することで、差厚鋼板を比較的速い製造速度で差厚鋼板を製造することができること、及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低い電動圧下装置を用い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 the radius of at least one of the pair of work rolls is changed in the circumferential direction even if the reduction position is hardly operated. Since the differential thickness steel plate can be manufactured at a relatively high production rate by forming the differential thickness steel plate, and in this case, it is almost unnecessary to operate the reduction position, the reduction device used at this time is It has been found that an electric reduction device with low responsiveness may be used.
さらに、上記円周方向に半径が変化するように形成したワークロールの胴長方向にクラウンを付与することによって、特に板厚が薄く板幅が広い差厚鋼板でも板形状の変化を抑制することができ、その結果、平坦度に優れた製品を製造することが可能であることを見出した。 Furthermore, by imparting a crown in the body length direction of the work roll formed so that the radius changes in the circumferential direction, it is possible to suppress changes in the plate shape even in the case of a differential thickness steel plate with a particularly thin plate thickness and a wide plate width. As a result, it was found that a product having excellent flatness can be produced.
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)電動圧下装置と、少なくとも一方が円周方向に半径が変化するように形成された1対のワークロールとを有する2段圧延機を具備する、圧延方向にn段階に板厚hi(i=1〜n)が変化する差厚鋼板の製造装置に用いられるワークロールを加工するための加工方法において、前記製造装置において製造される差厚鋼板と同一素材の板材を用いて、前記ワークロールを円周方向に半径が一定である1対のワークロールに変更した前記2段圧延機において、前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚hn-1になるように1対のワークロール間のロールギャップをセットした後、差厚鋼板の圧延方向で板厚hn,h1,h2,・・・,hnになるようにロールギャップを操作するロールギャップ操作工程と、上記ロールギャップ操作工程において差厚鋼板の板厚がh1,h2,・・・,hnである時のロールギャップS1,S2,・・・,Snを測定する工程と、前記ロールギャップおよび前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚プロフィルに基づいて、前記1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールを円周方向に半径が変化するように加工する工程とを含むことを特徴とする、ワークロールの加工方法。
(2)上記ロールギャップ操作工程において差厚鋼板の板厚がh1,h2,・・・,hnである時の圧延荷重P1,P2,・・・,Pnを測定する工程と、前記測定された圧延荷重に基づいて圧延時のワークロール撓みが一定になるようなワークロールのロールクラウンを算出する工程と、前記算出されたロールクラウンに基づいて、前記1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールをそのロールクラウンが変化するように加工する工程を含むことを特徴とする、上記(1)に記載のワークロールの加工方法。
(3)電動圧下装置と、1対のワークロールと、少なくとも一方が円周方向に半径が変化するように形成された1対のバックアップロールとを有する4段圧延機を具備する、圧延方向にn段階に板厚hi(i=1〜n)が変化する差厚鋼板の製造装置に用いられるバックアップロールを加工するための加工方法において、前記製造装置において製造される差厚鋼板と同一素材の板材を用いて、前記バックアップロールを円周方向に半径が一定である1対のバックアップに変更した前記4段圧延機において、前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚hn-1になるように1対のワークロール間のロールギャップをセットした後、差厚鋼板の圧延方向で板厚hn,h1,h2,・・・,hnになるようにロールギャップを操作するロールギャップ操作工程と、前記ロールギャップ操作工程において差厚鋼板の板厚がh1,h2,・・・,hnである時のロールギャップS1,S2,・・・,Snを測定する工程と、前記ロールギャップおよび前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚プロフィルに基づいて、前記1対のバックアップロールのうち少なくとも一方のバックアップロールを円周方向に半径が変化するように加工する工程とを含むことを特徴とする、バックアップロールの加工方法。
(4)上記ロールギャップ操作工程において差厚鋼板の板厚がh1,h2,・・・,hnである時の圧延荷重P1,P2,・・・,Pnを測定する工程と、前記測定された圧延荷重から圧延時のワークロール撓みが一定になるようなバックアップロールのロールクラウンを算出する工程と、前記算出されたロールクラウンに基づいて、前記1対のバックアップロールのうち少なくとも一方のバックアップロールをそのロールクラウンが変化するように加工する工程とを含むことを特徴とする、上記(3)に記載のバックアップロールの加工方法。
This invention was made | formed based on the said knowledge, and the summary is as follows.
(1) Provided with a two-high rolling mill having an electric reduction device and a pair of work rolls formed such that at least one of the radii changes in the circumferential direction, the thickness h i in n stages in the rolling direction In the processing method for processing the work roll used in the manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate in which (i = 1 to n) changes, using the same material as the differential thickness steel plate manufactured in the manufacturing apparatus, In the two-high rolling mill in which the work rolls are changed to a pair of work rolls having a constant radius in the circumferential direction, a pair is formed so as to have a thickness h n-1 of the differential thickness steel plate manufactured by the manufacturing apparatus. after setting the roll gap between the work rolls, the thickness in the rolling direction of the tailor welded blank h n, h 1, h 2, · · ·, and the roll gap operation step of operating the roll gap so as to h n , Roll gap operation worker above H 1, h 2 thickness of tailor welded blank is in, ..., roll gap S 1, S 2 when a h n, ..., and measuring the S n, the roll gap and the production And a step of processing at least one of the pair of work rolls so that the radius changes in the circumferential direction based on a plate thickness profile of the differential thickness steel sheet manufactured by the apparatus, Work roll processing method.
(2) the roll sheet thickness of tailor welded blank in a gap operation step h 1, h 2, ···, rolling load P 1, P 2 when a h n, ···, measuring the P n And a step of calculating a roll crown of the work roll so that the bending of the work roll during rolling is constant based on the measured rolling load, and the pair of work rolls based on the calculated roll crown The method for processing a work roll according to (1) above, further comprising a step of processing at least one of the work rolls so that the roll crown changes.
( 3 ) In the rolling direction, comprising a four-high rolling mill having an electric reduction device, a pair of work rolls, and a pair of backup rolls formed so that at least one of the radii changes in the circumferential direction. In a processing method for processing a backup roll used in a manufacturing apparatus for a differential thickness steel sheet in which the plate thickness hi (i = 1 to n) changes in n stages, the same material as the differential thickness steel sheet manufactured in the manufacturing apparatus is used. In the four-high rolling mill in which the backup roll is changed to a pair of backups having a constant radius in the circumferential direction using a plate material, the thickness h n-1 of the differential thickness steel plate manufactured by the manufacturing apparatus is after setting the roll gap between a pair of work rolls so that the plate thickness h n in the rolling direction of the tailor welded blank, h 1, h 2, to operate the roll gap so ..., a h n Rolli And-up operation step, the roll thickness of tailor welded blank in a gap operation step h 1, h 2, · · ·, roll gap S 1, S 2 when a h n, · · ·, a S n Based on the measuring step and the thickness gap of the differential thickness steel plate manufactured by the roll gap and the manufacturing apparatus, the radius of at least one backup roll of the pair of backup rolls changes in the circumferential direction. A process for processing a backup roll, characterized in that it includes a step of processing into a roll.
(4) the roll sheet thickness of tailor welded blank in a gap operation step h 1, h 2, ···, rolling load P 1, P 2 when a h n, ···, measuring the P n And a step of calculating a roll crown of a backup roll so that the work roll deflection during rolling is constant from the measured rolling load, and based on the calculated roll crown, among the pair of backup rolls characterized in that it comprises a step of processing at least one of the backup rolls so that the roll crown is changed, the processing method of the backup roll as described in the above (3).
偏心量を正確に設定してロールの加工を行う加工方法及びこの加工方法によって製造されたロールを用いた平坦度に優れた差厚鋼板の製造装置が提供される。 Provided are a processing method for processing a roll by accurately setting an eccentricity amount, and a manufacturing apparatus for a differential thickness steel plate excellent in flatness using a roll manufactured by this processing method.
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は本発明に係る圧延方向に板厚差を有する差厚鋼板の製造装置1の第一実施形態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とを具備する。
FIG. 1 is a view schematically showing a first embodiment of 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の板厚を検出する板厚センサ(板厚検出装置)14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15と、金属ストリップSを巻き取る巻取リール16とを具備する。
In addition, the
本実施形態において、圧延機10は、2段圧延機であり、1対のワークロール17、18を具備する。各ワークロール17、18はその表面に焼結層を有するように形成されている。上ワークロール17のロールチョック(図示せず)上部には、上ワークロール17の圧下位置(すなわち、ワークロール17、18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、上ワークロール17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及びロードセルは制御装置20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20に入力されると共に、電動圧下装置19は制御装置20によって制御される。
In the present embodiment, the 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。入側デフレクターロール13を通過した金属ストリップSは、圧延機10の上ワークロール17と下ワークロール18との間に挿入されて圧延される。
In 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
一方、金属ストリップSの進行方向において圧延機10の直ぐ下流には金属ストリップSの板厚を検出する板厚センサ14が配置される。板厚センサ14は、制御装置20に接続される。制御装置20は、板厚センサ14によって検出された板厚に基づいて、上ワークロール17の圧下位置をフィードバック制御する。
On the other hand, a
したがって、板厚センサ14によって検出された板厚が、予め設定された板厚目標値と異なる場合には、これらの偏差が零となるように電動圧下装置19による圧下位置が修正される。例えば、板厚センサ14によって検出された板厚が予め設定された板厚目標値よりも大きい場合には、ワークロール17、18間のロールギャップが小さくなるように上ワークロール17の圧下位置が降下せしめられる。逆に、板厚センサ14によって検出された板厚が予め設定された板厚目標値よりも小さい場合には、ワークロール17、18間のロールギャップが大きくなるように上ワークロール17の圧下位置が上昇せしめられる。
Accordingly, when the plate thickness detected by the
金属ストリップSの進行方向において板厚センサ14の下流側には出側デフレクターロール15が設けられる。出側デフレクターロール15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15の下流側には巻取リール16が設けられ、この巻取リール16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。
In the present embodiment, a plurality of roller guides (not shown) are provided on the upstream side of the rolling
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。加えて、ワークロール17、18近傍には、ワークロール17、18の冷却を行うワークロール冷却装置(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、潤滑油供給装置及びワークロール冷却装置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。
In the present embodiment, a lubricating oil supply device (not shown) for supplying rolling lubricating oil (for example, emulsion lubricating oil) for rolling lubrication to the roll bite inlet of the rolling
さらに、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及び巻取リール16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。
Furthermore, 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
図2は、本実施形態の製造装置1における圧延機10の1対のワークロール17、18を拡大した概略図である。図2からわかるように、本実施形態では、各ワークロール17、18はその円周方向に半径が変化するように形成されている。具体的には、各ワークロール17、18は、その半径が小さい領域(半径r1の領域)と、その半径が大きい領域(半径r2の領域)との二つの領域を有する。
FIG. 2 is an enlarged schematic view of the pair of work rolls 17 and 18 of the rolling
特に、本実施形態では、上ワークロール17と下ワークロール18とが対称的な形状を有するように形成されており、これらワークロール17、18は対称的に動作するように同期して回転せしめられる。したがって、上ワークロール17が半径r1の領域において圧延を行っているときには、下ワークロール18も半径r1の領域において圧延が行われる。同様にして、上ワークロール17が半径r2の領域において圧延を行っているときには、下ワークロール18も半径r2の領域において圧延が行われる。
In particular, in this embodiment, the
このように、各ワークロール17、18がその円周方向に半径が変化するように形成されることにより、圧延機10によって圧延された金属ストリップSは、その板厚が変化する。具体的には、ワークロール17、18の半径r1の領域において圧延が行われた金属ストリップSの板厚は大きくなり、逆に、ワークロール17、18の半径r2の領域において圧延が行われた金属ストリップSの板厚は小さくなる。
As described above, the work rolls 17 and 18 are formed so that the radii change in the circumferential direction, so that the thickness of the metal strip S rolled by the rolling
このようなワークロール17、18を用いて金属ストリップSの圧延を行うと、図3に示したようなパターンの差厚鋼板を得ることができる。図3の差厚鋼板の板厚の薄い中央の部分は、ワークロール17、18の半径r2の領域において圧延が行われた部分であり、図3の差厚鋼板の板厚の厚い中央の部分は、ワークロール17、18の半径r1の領域において圧延が行われた部分である。図3に示した差厚鋼板は、本実施形態の製造装置1によって製造された金属ストリップSの一部を示したものであり、実際には、図3に示した差厚鋼板が連続的に製造されることになる。
When the metal strip S is rolled using such work rolls 17 and 18, a differential thickness steel plate having a pattern as shown in FIG. 3 can be obtained. The thin central portion of the differential thickness steel plate of FIG. 3 is a portion that has been rolled in the region of the radius r 2 of the work rolls 17 and 18, and the central thickness of the differential thickness steel plate of FIG. The portion is a portion where rolling has been performed in the region of the radius r 1 of the work rolls 17 and 18. The differential thickness steel plate shown in FIG. 3 shows a part of the metal strip S manufactured by the
なお、図2に示した例では、ワークロール17、18が一回転する毎に図3に示した差厚鋼板が一つ製造される。しかしながら、ワークロール17、18が一回転する毎に図3に示した差厚鋼板が複数製造されるようにしてもよい。ただし、図2に示した例では、ワークロール17、18一周に対してワークロール17、18の半径がr2となる領域が一つのみ設けられているが、ワークロール17、18が一回転する毎に図3に示した差厚鋼板が複数製造されるようにするためにはワークロール17、18一周に対してワークロール17、18の半径がr2となる領域を複数設けることが必要となる。そして、図2及び図3に示した例では、ワークロール17、18の全周長は、製造される差厚鋼板の製品長さに一致するが、ワークロール17、18の全周長を、製造される差厚鋼板の整数倍(2倍以上)とすることが必要となる。 In the example shown in FIG. 2, one differential thickness steel plate shown in FIG. 3 is manufactured every time the work rolls 17 and 18 rotate once. However, a plurality of the differential thickness steel plates shown in FIG. 3 may be manufactured each time the work rolls 17 and 18 are rotated once. However, in the example shown in FIG. 2, only one region where the radius of the work rolls 17 and 18 is r 2 is provided for one rotation of the work rolls 17 and 18, but the work rolls 17 and 18 rotate once. In order to produce a plurality of the differential thickness steel plates shown in FIG. 3 each time, it is necessary to provide a plurality of regions where the radius of the work rolls 17 and 18 is r 2 with respect to one round of the work rolls 17 and 18. It becomes. And in the example shown in FIG.2 and FIG.3, although the perimeter of work rolls 17 and 18 corresponds with the product length of the difference thickness steel plate manufactured, It is necessary to make it an integral multiple (2 times or more) of the manufactured differential thickness steel sheet.
また、図2に示した例では、上ワークロール17と下ワークロール18とが対称的な形状を有するように形成されている。しかしながら、製造される差厚鋼板によっては、これら両ワークロール17、18を対称的な形状にしなくてもよい。
In the example shown in FIG. 2, the
例えば、上ワークロール17のみを周方向に半径が変化するように形成し、下ワークロール18は周方向に半径が一定となるように形成してもよい。これにより、上面にのみ凹部が形成された差厚鋼板を得ることができる。なお、この場合には、円周方向に半径が一定であるワークロールを超硬ロールとし、円周方向に半径が変化するワークロールを鍛鋼ロールとするのが好ましい。なお、超硬ロールを使用するメリットは圧延荷重が小さくなり圧延時の荷重振幅が小さくなり機械寿命(ベアリング等)に有利であることと、圧下率に対する荷重勾配が鍛鋼ロールよりも小さいので、上述した円周方向に変化する半径の差を小さくすることができる。
For example, only the
加えて、本実施形態では、圧延速度を変更すると、若干圧延荷重が変化する。したがって、圧延機10の出側に配置された板厚センサ14によって検出された板厚に基づいて、電動圧下装置19による圧下位置を修正するのが好ましい。この修正は例えば板厚の薄い部分だけで行えば良い、この修正は変形抵抗や摩擦係数やサーマルクラウンなどの影響による定常偏差を取り除くためで有り、したがって応答性は低くても良くすなわち電動圧下で十分対応できる。
In addition, in this embodiment, when the rolling speed is changed, the rolling load slightly changes. Therefore, it is preferable to correct the reduction position by the
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、周方向の半径が一定であるワークロールを用いたときの、ロールギャップSと板厚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 investigated the relationship between the roll gap S and the plate thickness when using a work roll having a constant circumferential radius, using an apparatus as shown in FIG. 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。 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).
また、製造目標とする差厚鋼板は、図3に示したように、全長1020mmで両端から260mm(+0〜50mm)内側までが板厚2.90mmであり、中央の500mm(公差0〜−10mm)が板厚1.85mmの凹型の差厚鋼板とした。 Further, as shown in FIG. 3, the difference thickness steel plate as a production target has a total length of 1020 mm and a thickness of 2.90 mm from both ends to 260 mm (+0 to 50 mm) inside, and a central thickness of 500 mm (tolerance 0 to −10 mm). ) Was a concave difference thickness steel plate having a thickness of 1.85 mm.
実験では、周方向の半径が一定であるワークロールを用いてキスロール状態として締め込みを行った。このとき、ワークサイド及びドライブサイドにおける圧延荷重がそれぞれ0.1MNとなるようにロールギャップを調整し、調整後の圧下位置(ロールギャップ)を0mmとした。 In the experiment, tightening was performed in a kiss roll state using a work roll having a constant circumferential radius. At this time, the roll gap was adjusted so that the rolling loads on the work side and the drive side were each 0.1 MN, and the reduced position (roll gap) after adjustment was 0 mm.
まず、板厚が3.06mmから出側板厚が1.85mmになるようにロールギャップを開けたり閉めたりして試行錯誤を行い初期設定した。その際、板形状が平坦になるようにワークロールベンダーを調整し、保持した。 First, the roll gap was opened and closed so that the plate thickness was 3.06 mm and the outlet plate thickness was 1.85 mm, and trial and error were performed and initial setting was performed. At that time, the work roll bender was adjusted and held so that the plate shape was flat.
その後、出側板厚が2.90mmになるようにロールギャップを解放していき、その際のロールギャップS1と圧延荷重P1を求めた。次に、出側板厚が1.85mmになるようにロールギャップを締め込んでいき、その際のロールギャップS2と圧延荷重P2を求めた。 Thereafter, the roll gap was released so that the outlet side plate thickness was 2.90 mm, and the roll gap S1 and the rolling load P1 at that time were obtained. Next, the roll gap was tightened so that the exit side plate thickness was 1.85 mm, and the roll gap S2 and the rolling load P2 at that time were obtained.
その結果、出側板厚が2.90mmとなるときには、圧延荷重P1は1.24MNであり、ロールギャップS1は2.547mmであった。その際、板形状は圧延荷重が低減しかつワークロールベンダー力は上記設定値のままなのでワークロール撓みは小さくなるため若干の中伸びであった。また、出側板厚が1.85mmとなるときには、圧延荷重P2は3.42MNであり、ロールギャップS2は0.876mmであった。その際、板形状は当然ながらフラットであった。 As a result, when the delivery side plate thickness was 2.90 mm, the rolling load P 1 was 1.24 MN and the roll gap S 1 was 2.547 mm. At that time, since the rolling load was reduced and the work roll bender force was kept at the above set value, the work roll bending was small, so that the plate shape was slightly stretched. When the delivery side plate thickness was 1.85 mm, the rolling load P 2 was 3.42 MN and the roll gap S 2 was 0.876 mm. At that time, the plate shape was naturally flat.
なお、上記のような手順でロールギャップと圧延荷重を求めた理由について述べる。一般に圧延機にはヒステリシスと呼ばれる現象がある。すなわち、圧延機ではハウジングとロールを支持するバックアップロールチョックおよびワークロールチョックとの摺動抵抗が存在する。従って同じ圧下位置でもロールギャップを締め込んできた場合とロールギャップを解放してきた場合とでは、摺動抵抗の方向が異なるため圧延荷重は異なる。このヒステリシスは圧延機や圧延する材料によって異なるため、計算することは困難であり、実験で求める必要がある。この実験で板厚2.90mmの際のヒステリシスを求めたところ、最大で0.2MN程度のヒステリシスが認められた。この実験機のミル定数は約3MN/mmであり、ヒステリシスの影響により板厚で約70μm程度の誤差が生じることが分かる。本発明ではこのヒステリシスの影響を考慮できているので、ヒステリシスの影響によって生じる誤差の発生を防止することができる。 The reason why the roll gap and rolling load are obtained by the procedure as described above will be described. Generally, a rolling mill has a phenomenon called hysteresis. That is, the rolling mill has sliding resistance between the backup roll chock and the work roll chock that support the housing and the roll. Therefore, the rolling load is different between the case where the roll gap is tightened at the same rolling position and the case where the roll gap is released because the direction of the sliding resistance is different. Since this hysteresis differs depending on the rolling mill and the material to be rolled, it is difficult to calculate, and it is necessary to obtain it through experiments. In this experiment, when hysteresis was obtained at a plate thickness of 2.90 mm, a hysteresis of about 0.2 MN at the maximum was recognized. The mill constant of this experimental machine is about 3 MN / mm, and it can be seen that an error of about 70 μm occurs in the plate thickness due to the influence of hysteresis. In the present invention, since the influence of this hysteresis can be taken into consideration, it is possible to prevent the occurrence of errors caused by the influence of hysteresis.
そして、この実験より、0.876mmの圧下位置から約1.671mm圧下位置を上昇させれば、すなわち、ロールギャップを0.876mmから1.671mm広げれば、圧延後の鋼板の板厚は1.85mmから2.90mmへ変化することがわかる。ロールギャップSを変化させることは、圧下位置を変化させるだけでなく、ワークロールの半径を変化させることによっても行うことができる。 Then, from this experiment, if the rolling position is increased by about 1.671 mm from the rolling position of 0.876 mm, that is, if the roll gap is widened from 0.876 mm to 1.671 mm, the steel sheet thickness after rolling becomes 1. It turns out that it changes from 85 mm to 2.90 mm. Changing the roll gap S can be performed not only by changing the reduction position, but also by changing the radius of the work roll.
したがって、この実験結果からは、実験に用いた圧延機を使用して図3に示したような差厚鋼板を製造する場合には、図2の半径がr1の領域(半径が小さい領域)の周長を約520mm(260mm×2)、半径r2の領域(半径が大きい領域)の周長を500mmとすると共に、半径r1を半径r2よりも0.835mm(1.671mm/2)だけ小さくしたワークロールを用いればよいことがわかる。また、半径の異なる領域間の境界部分はある程度テーパ状に加工すればよい。このような初期加工を施したワークロールを用いて実際に差厚鋼板の圧延を行い、圧延後のデータを元に各領域の半径を微調整することにより、図3に示したような差厚鋼板を製造することができる。 Therefore, from this experimental result, when manufacturing the differential thickness steel plate as shown in FIG. 3 using the rolling mill used in the experiment, the region of radius r 1 in FIG. 2 (region having a small radius). a circumferential length of about 520mm (260mm × 2), the circumferential length of the region of the radius r 2 (region a larger radius) together with a 500mm, 0.835mm than the radius r 1 radius r 2 (1.671mm / 2 It can be seen that it is sufficient to use a work roll that is only smaller. Further, a boundary portion between regions having different radii may be processed into a tapered shape to some extent. By actually rolling the differential thickness steel plate using the work roll subjected to such initial processing, and finely adjusting the radius of each region based on the data after rolling, the differential thickness as shown in FIG. Steel sheets can be manufactured.
上述した方法で所望とする板厚分布を有する差厚鋼板を製造することができたが、板形状に若干問題が残る。すなわち、出側板厚が2.90mmの板形状が若干中伸びであるという問題である。そこで本発明ではこの部分に相当するワークロール部分にロールクラウン(凹型)を付与する。ワークロールベンダー設定値で形状がフラットであった板厚1.85mm時のロール撓み(ロールギャップ)と一致するようにロールクラウンを求める。求める方法としては種々あるが、例えば有限要素法等を用いて計算すれば良い。この方法でロールクラウンを求めたところ、放物線パターンで約50μm/半径(凹型)であることが分かった。そこでこのようなロールクラウンを出側板厚が2.9mmに相当するロール部分に板幅方向に新たに付与した結果、所望とする板厚分布を有する平坦度に優れた差厚鋼板を製造することができた。 Although the differential thickness steel plate having the desired thickness distribution could be manufactured by the above-described method, some problems remain in the plate shape. That is, there is a problem that the plate shape with the outlet side plate thickness of 2.90 mm is slightly stretched. Therefore, in the present invention, a roll crown (concave shape) is imparted to the work roll portion corresponding to this portion. The roll crown is determined so as to coincide with the roll deflection (roll gap) when the plate thickness is 1.85 mm and the shape is flat at the work roll bender setting value. Although there are various methods for obtaining it, for example, it may be calculated using a finite element method or the like. When the roll crown was obtained by this method, it was found that the parabolic pattern was about 50 μm / radius (concave). Therefore, as a result of newly applying such a roll crown to the roll portion corresponding to the exit side plate thickness of 2.9 mm in the plate width direction, a differential thickness steel plate having a desired plate thickness distribution and excellent flatness is manufactured. I was able to.
したがって、本実施形態では、以下のような手順で、圧延方向にn段階に板厚hi(i=1〜n)が変化する差厚鋼板の製造装置に用いられるワークロール17、18をその円周方向に半径が変化するように加工しているといえる。 Therefore, in this embodiment, the work rolls 17 and 18 used for the apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet whose thickness h i (i = 1 to n) changes in n stages in the rolling direction in the following procedure. It can be said that the radius is changed in the circumferential direction.
まず、圧延機10において製造される差厚鋼板と同一素材の板材を用いて、圧延機10におけるワークロールとして円周方向に半径が一定である1対のワークロールを用いて、前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚hn-1になるように1対のワークロール間のロールギャップがセットされる。図3に示した例では、h1=2.90mm、h2=1.85mm、h3(hn)=2.90mmであることから、ロールギャップは板厚がh2=1.85となるようにセットされる。その後、板厚がh3、h1、h2、h3の順に変化するように(すなわち、hn,h1,h2,・・・,hnの順に変化するように)ロールギャップが操作される。
First, using the same material as the differential thickness steel plate manufactured in the rolling
そして、上述したようにロールギャップを操作している間、差厚鋼板の板厚がh1、h2、h3(すなわち、h1、h2、・・・、hn)である時のロールギャップS1、S2、S3(すなわち、S1、S2、・・・、Sn)及び圧延荷重P1、P2、P3(すなわち、P1、P2、・・・、Pn)がそれぞれロールギャップ検出装置及び圧延荷重検出装置等により測定される。その後、このようにして検出されたロールギャップに基づいて、1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールが円周方向に半径が変化するように加工される。 And while operating the roll gap as described above, the plate thickness of the differential thickness steel sheet is h 1 , h 2 , h 3 (ie, h 1 , h 2 ,..., H n ). Roll gaps S 1 , S 2 , S 3 (ie, S 1 , S 2 ,..., Sn ) and rolling loads P 1 , P 2 , P 3 (ie, P 1 , P 2 ,..., P n ) is measured by a roll gap detector and a rolling load detector, respectively. Then, based on the roll gap detected in this way, at least one of the pair of work rolls is processed so that the radius changes in the circumferential direction.
また、圧延荷重測定装置によって測定された圧延荷重に基づいて、圧延時のワークロール撓みが一定になるようなワークロールのロールクラウンが算出される。そして、このようにして算出されたロールクラウンに基づいて、1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールがそのロールクラウンが変化するように加工される。 Further, based on the rolling load measured by the rolling load measuring device, the roll crown of the work roll is calculated so that the work roll deflection during rolling is constant. Based on the roll crown thus calculated, at least one of the pair of work rolls is processed so that the roll crown changes.
上下ワークロールを加工する際には上記ギャップ量の1/2で加工することとなり、片方のワークロールのみを加工する際には上記ギャップ量の1/1で加工することとなる。上下ワークロールを加工する際には加工量(研削量)が少なくなり、焼き入れ有効長による加工量の裕度は高くなるが、上下ワークロールの同期が必要となる。このため、機械的に上下ワークロールを同期させる同期装置が必要である。一方、片方ワークロールを加工する際には加工量(研削量)が大きくなり、焼き入れ有効長による加工量の裕度は小さくなるが、上述した上下ワークロールの同期は不要である。 When the upper and lower work rolls are processed, processing is performed with ½ of the gap amount, and when only one work roll is processed, processing is performed with 1/1 of the gap amount. When machining the upper and lower work rolls, the machining amount (grinding amount) decreases, and the tolerance of the machining amount due to the effective quenching length increases, but the upper and lower work rolls need to be synchronized. For this reason, a synchronizer that mechanically synchronizes the upper and lower work rolls is required. On the other hand, when processing one-side work roll, the processing amount (grinding amount) increases, and the tolerance of the processing amount due to the effective quenching length decreases, but the above-described synchronization of the upper and lower work rolls is unnecessary.
次に、図4を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態における製造装置の構成は基本的に第一実施形態における製造装置の構成と同様である。しかしながら、第一実施形態における製造装置が2段圧延機を用いていたのに対して、本実施形態では4段圧延機を用いている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the manufacturing apparatus in the second embodiment is basically the same as the configuration of the manufacturing apparatus in the first embodiment. However, the manufacturing apparatus in the first embodiment uses a two-high rolling mill, whereas in the present embodiment, a four-high rolling mill is used.
本実施形態の圧延機30は、1対のワークロール31、32及び1対のバックアップロール33、34を具備する。各ワークロール31、32はその表面に焼結層を有するように形成されている。上ワークロール31の上方には上バックアップロール33が配置され、下ワークロール32の下方には下バックアップロール34が配置される。
The rolling
上バックアップロール33のロールチョック(図示せず)上部には、上ワークロール31の圧下位置(すなわち、ワークロール31、32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33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ルセル(図示せず)が設けられる。
On the upper portion of the upper chock (not shown) of the
図5は、本実施形態の製造装置1における圧延機30の1対のワークロール31、32及び1対のバックアップロール33、34を拡大した概略図である。図5からわかるように、本実施形態では、各ワークロール31、32はその半径が円周方向において一定となるように形成される。一方、各バックアップロール33、34はその円周方向に半径が変化するように形成されている。具体的には、各バックアップロール33、34は、その半径が小さい領域(半径r3の領域)と、その半径が大きい領域(半径r4の領域)との二つの領域を有する。
FIG. 5 is an enlarged schematic view of the pair of work rolls 31 and 32 and the pair of backup rolls 33 and 34 of the rolling
特に、本実施形態では、上バックアップロール33と下バックアップロール34とが対称的な形状を有するように形成されており、これらバックアップロール33、34は対称的に動作するように同期して回転せしめられる。したがって、上バックアップロール33が半径r3の領域において圧延を行っているときには、下バックアップロール34も半径r3の領域において圧延が行われる。同様にして、上バックアップロール33が半径r4の領域において圧延を行っているときには、下バックアップロール34も半径r4の領域において圧延が行われる。
In particular, in this embodiment, the
このように、各バックアップロール33、34がその円周方向に半径が変化するように形成されることにより、圧延機30によって圧延された金属ストリップSは、その板厚が変化する。具体的には、バックアップロール33、34の半径r3の領域において圧延が行われた金属ストリップSの板厚は大きくなり、逆に、バックアップロール33、34の半径r4の領域において圧延が行われた金属ストリップSの板厚は小さくなる。
In this way, the thickness of the metal strip S rolled by the rolling
このようなバックアップロール33、34を用いて金属ストリップSの圧延を行うと、図3に示したような差厚鋼板を得ることができる。図3の差厚鋼板の板厚の薄い中央の部分は、バックアップロール33、34の半径r4の領域において圧延が行われた部分であり、図3の差厚鋼板の板厚の厚い中央の部分は、バックアップロール33、34の半径r3の領域において圧延が行われた部分である。図3に示した差厚鋼板は、本実施形態の製造装置1によって製造された金属ストリップSの一部を示したものであり、実際には、図3に示した差厚鋼板が連続的に製造されることになる。
When the metal strip S is rolled using such backup rolls 33 and 34, a differential thickness steel plate as shown in FIG. 3 can be obtained. The thin central portion of the differential thickness steel plate in FIG. 3 is a portion that has been rolled in the region of the radius r 4 of the backup rolls 33 and 34, and the central thickness of the differential thickness steel plate in FIG. The portion is a portion where rolling has been performed in the region of the radius r 3 of the backup rolls 33 and 34. The differential thickness steel plate shown in FIG. 3 shows a part of the metal strip S manufactured by the
また、本実施形態では、以下のような手順で、圧延方向にn段階に板厚hi(i=1〜n)が変化する差厚鋼板の製造装置に用いられるバックアップロール33、34をその円周方向に半径が変化するように加工しているといえる。 Moreover, in this embodiment, the backup rolls 33 and 34 used for the apparatus for manufacturing a differential thickness steel plate whose thickness h i (i = 1 to n) changes in n stages in the rolling direction in the following procedure. It can be said that the radius is changed in the circumferential direction.
まず、圧延機30において製造される差厚鋼板と同一素材の板材を用いて、圧延機30におけるバックアップロールとして円周方向に半径が一定である1対のバックアップロールを用いて、製造装置1によって製造される差厚鋼板の板厚hn-1になるように1対のワークロール間のロールギャップがセットされる。図3に示した例では、h1=2.90mm、h2=1.85mm、h3(hn)=2.90mmであることから、ロールギャップは板厚がh2=1.85となるようにセットされる。その後、板厚がh3、h1、h2、h3の順に変化するように(すなわち、hn,h1,h2,・・・,hnの順に変化するように)ロールギャップが操作される。
First, by using a plate material made of the same material as the differential thickness steel plate manufactured in the rolling
そして、上述したようにロールギャップを操作している間、差厚鋼板の板厚がh1、h2、h3(すなわち、h1、h2、・・・、hn)である時のロールギャップS1、S2、S3(すなわち、S1、S2、・・・、Sn)及び圧延荷重P1、P2、P3(すなわち、P1、P2、・・・、Pn)がそれぞれロールギャップ検出装置及び圧延荷重検出装置等により測定される。その後、このようにして検出されたロールギャップに基づいて、1対のバックアップロールのうち少なくとも一方のバックアップロールが円周方向に半径が変化するように加工される。 And while operating the roll gap as described above, the plate thickness of the differential thickness steel sheet is h 1 , h 2 , h 3 (ie, h 1 , h 2 ,..., H n ). Roll gaps S 1 , S 2 , S 3 (ie, S 1 , S 2 ,..., Sn ) and rolling loads P 1 , P 2 , P 3 (ie, P 1 , P 2 ,..., P n ) is measured by a roll gap detector and a rolling load detector, respectively. Then, based on the roll gap detected in this way, at least one of the pair of backup rolls is processed so that the radius changes in the circumferential direction.
また、圧延荷重測定装置によって測定された圧延荷重に基づいて、圧延時のワークロール撓みが一定になるようなバックアップロールのロールクラウンが算出される。そして、このようにして算出されたロールクラウンに基づいて、1対のバックアップロールのうち少なくとも一方のバックアップロールがそのロールクラウンが変化するように加工される。 Further, based on the rolling load measured by the rolling load measuring device, the roll crown of the backup roll is calculated so that the work roll deflection during rolling is constant. Based on the roll crown calculated in this way, at least one of the pair of backup rolls is processed so that the roll crown changes.
なお、図2及び図3に示した例では、バックアップロール33、34が一回転する毎に図3に示した差厚鋼板が二つ製造される。しかしながら、バックアップロール33、34が一回転する毎に図3に示した差厚鋼板が1つ又は3つ以上製造されるようにしてもよい。ただし、図5に示した例では、バックアップロール33、34一周に対してバックアップロール33、34の半径がr4となる領域が二つ設けられているが、バックアップロール33、34が一回転する毎に図3に示した差厚鋼板が1つ又は3つ以上製造されるようにするためにはバックアップロール33、34一周に対してバックアップロール33、34の半径がr4となる領域を1つ又は3つ以上設けることが必要となる。そして、図5及び図3に示した例では、バックアップロール33、34の全周長は、製造される差厚鋼板の製品長さの整数倍とすることが必要となる。 In the example shown in FIGS. 2 and 3, two differential thickness steel plates shown in FIG. 3 are manufactured every time the backup rolls 33 and 34 rotate once. However, one or more of the differential thickness steel plates shown in FIG. 3 may be manufactured every time the backup rolls 33 and 34 rotate once. However, in the example shown in FIG. 5, two regions where the radius of the backup rolls 33, 34 is r 4 are provided for one rotation of the backup rolls 33, 34, but the backup rolls 33, 34 rotate once. In order to produce one or more of the differential thickness steel plates shown in FIG. 3 for each time, the region where the radius of the backup rolls 33, 34 is r 4 with respect to the circumference of the backup rolls 33, 34 is 1 It is necessary to provide one or three or more. And in the example shown in FIG.5 and FIG.3, it is necessary to make the perimeter length of the backup rolls 33 and 34 into the integral multiple of the product length of the difference thickness steel plate manufactured.
また、図5に示した例では、上バックアップロール33と下バックアップロール34とが対称的な形状を有するように形成されている。しかしながら、製造される差厚鋼板によっては、これら両バックアップロール33、34を対称的な形状にしなくてもよい。
In the example shown in FIG. 5, the
例えば、上バックアップロール33のみを周方向に半径が変化するように形成し、下バックアップロール34は周方向に半径が一定となるように形成してもよい。これにより、上面にのみ凹部が形成された差厚鋼板を得ることができる。
For example, only the
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 入側デフレクターロール
14 板厚センサ
15 出側デフレクターロール
16 巻取リール
17 上ワークロール
18 下ワークロール
19 電動圧下装置
20 制御装置
S 金属ストリップ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記製造装置において製造される差厚鋼板と同一素材の板材を用いて、前記ワークロールを円周方向に半径が一定である1対のワークロールに変更した前記2段圧延機において、前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚hn-1になるように1対のワークロール間のロールギャップをセットした後、差厚鋼板の圧延方向で板厚hn,h1,h2,・・・,hnになるようにロールギャップを操作するロールギャップ操作工程と、
上記ロールギャップ操作工程において差厚鋼板の板厚がh1,h2,・・・,hnである時のロールギャップS1,S2,・・・,Snを測定する工程と、
前記ロールギャップおよび前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚プロフィルに基づいて、前記1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールを円周方向に半径が変化するように加工する工程とを含むことを特徴とする、ワークロールの加工方法。 Thickness h i (i = i = i = n steps) in the rolling direction, comprising a two-high rolling mill having an electric reduction device and a pair of work rolls formed so that at least one of them has a radius changing in the circumferential direction. In the processing method for processing the work roll used for the manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate in which 1 to n) change,
In the two-high rolling mill in which the work roll is changed to a pair of work rolls having a constant radius in the circumferential direction, using the same material as the differential thickness steel plate manufactured in the manufacturing apparatus, the manufacturing apparatus After setting the roll gap between the pair of work rolls so that the thickness h n-1 of the difference thickness steel plate manufactured by the following steps is set, the thickness h n , h 1 , h 2 , ..., a roll gap operation step for operating the roll gap so as to be h n ,
A step of plate thickness of the tailor welded blank to measure h 1, h 2, · · ·, roll gap S 1, S 2 when a h n, ···, S n in the roll gap operational steps,
Processing at least one of the pair of work rolls so that the radius changes in the circumferential direction based on the roll gap and a thickness profile of the differential thickness steel sheet produced by the production apparatus; A method for processing a work roll, comprising:
前記測定された圧延荷重に基づいて圧延時のワークロール撓みが一定になるようなワークロールのロールクラウンを算出する工程と、
前記算出されたロールクラウンに基づいて、前記1対のワークロールのうち少なくとも一方のワークロールをそのロールクラウンが変化するように加工する工程を含むことを特徴とする、請求項1に記載のワークロールの加工方法。 A step of plate thickness of the tailor welded blank to measure h 1, h 2, · · ·, rolling load P 1, P 2 when a h n, · · ·, P n in the roll gap operational steps,
Calculating the roll crown of the work roll so that the work roll deflection during rolling is constant based on the measured rolling load; and
The workpiece according to claim 1, further comprising a step of processing at least one of the pair of work rolls so that the roll crown changes based on the calculated roll crown. Roll processing method.
前記製造装置において製造される差厚鋼板と同一素材の板材を用いて、前記バックアップロールを円周方向に半径が一定である1対のバックアップに変更した前記4段圧延機において、前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚hn-1になるように1対のワークロール間のロールギャップをセットした後、差厚鋼板の圧延方向で板厚hn,h1,h2,・・・,hnになるようにロールギャップを操作するロールギャップ操作工程と、
前記ロールギャップ操作工程において差厚鋼板の板厚がh1,h2,・・・,hnである時のロールギャップS1,S2,・・・,Snを測定する工程と、
前記ロールギャップおよび前記製造装置によって製造される差厚鋼板の板厚プロフィルに基づいて、前記1対のバックアップロールのうち少なくとも一方のバックアップロールを円周方向に半径が変化するように加工する工程とを含むことを特徴とする、バックアップロールの加工方法。 A four-stage rolling mill having an electric reduction device, a pair of work rolls, and a pair of backup rolls formed so that at least one of the radii changes in the circumferential direction has n stages in the rolling direction. In a processing method for processing a backup roll used in a manufacturing apparatus for a differential thickness steel plate in which the plate thickness hi (i = 1 to n) changes,
In the four-high rolling mill in which the backup roll is changed to a pair of backups having a constant radius in the circumferential direction, using the same material as the differential thickness steel plate manufactured in the manufacturing apparatus, the manufacturing apparatus After setting the roll gap between a pair of work rolls so that the thickness of the differential thickness steel plate to be manufactured becomes h n-1 , the thickness h n , h 1 , h 2 ,. .., a roll gap operation process for operating the roll gap so as to be h n ,
A step of plate thickness of the tailor welded blank to measure h 1, h 2, · · ·, roll gap S 1, S 2 when a h n, ···, S n in the roll gap operating step,
Based on the roll gap and the thickness profile of the differential thickness steel plate manufactured by the manufacturing apparatus, processing at least one backup roll of the pair of backup rolls so that the radius changes in the circumferential direction; A method for processing a backup roll, comprising:
前記測定された圧延荷重から圧延時のワークロール撓みが一定になるようなバックアップロールのロールクラウンを算出する工程と、
前記算出されたロールクラウンに基づいて、前記1対のバックアップロールのうち少なくとも一方のバックアップロールをそのロールクラウンが変化するように加工する工程とを含むことを特徴とする、請求項3に記載のバックアップロールの加工方法。 A step of plate thickness of the tailor welded blank to measure h 1, h 2, · · ·, rolling load P 1, P 2 when a h n, · · ·, P n in the roll gap operational steps,
A step of calculating a roll crown of a backup roll such that the work roll deflection during rolling is constant from the measured rolling load;
The method according to claim 3 , further comprising a step of processing at least one backup roll of the pair of backup rolls based on the calculated roll crown so that the roll crown changes. Processing method for backup roll.
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