JP6172015B2

JP6172015B2 - テーパ鋼板の圧延方法

Info

Publication number: JP6172015B2
Application number: JP2014063143A
Authority: JP
Inventors: 太基宮野; 淳川原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: JP2015182128A

Description

本発明は、鋼板長手方向に１つ以上のテーパ部を有するテーパ鋼板の圧延方法に関するものである。

厚鋼板の形状は、幅方向および長手方向にいずれも均一であるのが一般的である。しかし、長手方向に板厚を連続的に変化させると、素材重量の軽減、溶接工数の削減に大きな効果を有する場合がある。このような鋼板は、テーパ鋼板、テーパプレート、テーパ付き鋼板、またはＬＰ鋼板（ＬＰ：Longitudinally Profiled）などと呼ばれ(以下テーパ鋼板と呼ぶ)、１つ以上の平行部とテーパ部からなる鋼板であり、造船や建築などの分野へ適用されている。

テーパ鋼板の圧延は、所定の板厚まで平板圧延を実施した後に、テーパ形状を成形するために、仕上圧延近傍の複数パスでロールギャップを板内で変更して圧延することにより製造される。テーパ圧延のパス数はテーパ鋼板の最大厚と最小厚との差と、圧延設備能力および圧延形状悪化防止を目的としたクラウン比率等の圧延条件から決定され、圧延中にロールギャップを連続的変化させることにより、必要とする板厚プロフィルが付与される。

板厚精度に関しては、特許文献１に１パス前の長手方向位置に応じた入側板厚偏差データ実績より、次パス以降のロールギャップを修正・制御することで板厚精度を向上させる技術が開示されている。

長手方向位置を高精度に計測する方法としては、鋼板の先進率予測式の予測率を高める方法や鋼板の先端位置をセンサで計測して長手方向位置を補正する方法があり、特許文献２には圧延機の下流側に設置された複数の先端検出装置と板速度検出装置とを用いて先進率予測式を補正することによって、圧延中の鋼板の長手方向位置を高精度に計測する方法が開示されている。

特開２００６−２７２３８６号公報特開平８−３０９４１５号公報

テーパ鋼板のテーパ部の圧延では、パススケジュールに従って、ロールギャップがロールギャップ変更開始予定点から変更終了予定点まで自動的に変更されるので、ロールギャップ変更開始点がずれると、テーパ部の入側板厚が狂い、出側板厚にも誤差を生じる。そして、多パス圧延でこの誤差が積み重ねられることによって、板厚精度が悪化することとなる。

従って、本発明はロールギャップ開始位置の位置ずれが小さいテーパ鋼板の圧延方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は以下の通りである。

［１］複数パスのリバース圧延により、鋼板長手方向に沿って板厚が均一な厚部と、板厚が均一で且つ前記厚部よりも板厚が薄い薄部と、前記厚部から薄部にかけて連続して板厚が減少するテーパ部とを有するテーパ鋼板の圧延方法であって、前パスでのテーパ部の圧延において、圧延長手方向でのロールギャップ変更開始点の位置ずれによる圧延荷重の立ち上がり、または圧延荷重抜けの実績からロールギャップ変更開始点の鋼板長手方向への位置ずれ長さ（ΔＬ）を算出し、次パスでの厚部または薄部の圧延予測長さに、位置ずれ長さ（ΔＬ）を補正することを特徴とするテーパ鋼板の圧延方法。

本発明は、前パスの圧延荷重実績から鋼板長手方向のロールギャップ変更開始点の位置ずれ長さを次パスで補正するので、ロールギャップ変更開始点の鋼板長手方向位置の精度向上が図れ、テーパ部の板厚精度や平坦度の向上が図れる。

平行部付１方向テーパ鋼板の断面形状を表す一例である。平行部長さの補正方法を説明する図である。薄部から厚部への圧延における圧延荷重および圧上シリンダー位置を説明する図である。厚部から薄部への圧延における圧延荷重および圧上シリンダー位置を説明する図である。ロールギャップ変更開始点の補正有り（発明例）と補正無し（従来例）での圧延実績長さの偏差（σ）を説明する図である。

図１はテーパ鋼板の圧延方向断面形状を示す一例である。Ａ点およびＤ点は薄部または厚部の圧延噛み込み側端部または圧延噛み放し側短部となる点である。Ｂ点およびＣ点はロールギャップ変更開始点または変更終了点である。Ｌ１は薄部の圧延方向長さ、Ｌ２はテーパ部の圧延方向長さ、Ｌ３は厚部の圧延方向長さである。ｔ１は薄部厚さ、ｔ２は厚部厚さである。

テーパ鋼板の長さ精度に関しては、長さ方向の先進率予測によりロールギャップ変更点を算出して制御しているが、測長精度や先進率精度の問題から誤差が生じるという問題がある。

また、テーパ鋼板のロールギャップ変更点はパススケジュールの各パス入側予測長から算出している。しかし、入側予測長にはスラブの実貫重量誤差や板厚／板幅変動に起因する誤差を含んでいるためロールギャップ変更点がずれて予定した板厚を形成できない場合等がある。

図２を用いてさらに詳しく述べると、図２（ａ）は前パス（i−１パス）が終了した状態であり、厚部の圧延方向実績長さが予測長さより長い場合（（ａ）図のハッチング部分）を示している。以下、厚部の圧延方向長さを厚部長さと呼ぶ。前パスでの圧延噛み放し端側である厚部は次パス（iパス）では噛み込み端側となる。

図２（ｂ）は次パス（iパス）の圧延を示すもので、厚部の実績長さがパススケジュール上の予測長さより長いので、パススケジュール通り圧延を実施するとテーパ部を形成するためのロールギャップ変更開始点は、Ｘ０点でなく、Ｘ１点となり、ロールギャップ変更開始点が早くなるので、予定しない過大な圧延荷重が掛かることとなる。

テーパ部の圧延では、パススケジュールに従って、ロールギャップがロールギャップ変更開始予定点から変更終了予定点まで自動的に変更されるので、ロールギャップ変更開始点がＸ０からＸ１にずれると、テーパ部の板厚誤差を生じ、また過大荷重により、圧延設備仕様を超える圧延荷重が発生するケースがある。

図３は、薄部から厚部に向けて圧延する場合の圧延荷重と圧上シリンダーの動きを示す図である。

圧上シリンダーとは、熱間圧延機のハウジング下部に設置され、ＡＧＣ制御盤からの信号によりワークロール開度を変更する油圧シリンダーである。

薄部長さ（Ｌ_１）の実績長さがパススケジュール上の予測長さより短いため、パススケジュール通り圧延を実施すると、ロールギャップは薄部の板厚に合せて設定されているので、ロールギャップ開放遅れによる急激な荷重上昇を生じることとなる。ロールギャップ変更開始点は予定に対してΔＬずれることとなる。

従って、次パスでの薄部の圧延では、パススケジュール上の予測長さをΔＬ分補正することで、ロールギャップ変更開始点の位置ずれを防止する必要がある。薄部長さ（Ｌ_１）の圧延予測長さ（Ｌ０）は、ワークロールに設置されたパルスゲネレータ（ＰＬＧ）によりワークロール回転数を測定し、次式（１）から求まる。

Ｌ０＝π×Ｄ×θＲ×（１＋先進率）・・・・（１）
ただし、Ｌ０：圧延長さ予測長さ、Ｄ：ワークロール直径、θＲ：ワークロール回転数である。

よって、次パスでの薄部の圧延はＬ０＋ΔＬを圧延予測長さとして圧延することでロールギャップ変更開始点の位置ずれを防止することができる。

圧延長の予測と実績との差によって生じるロールギャップ変更開始点の位置ずれを次パスで修正することにより、圧延長さ精度を高くすると共に圧延中の急激な荷重変動の発生を抑制することができる。

同じく、図４は、テーパ鋼板を厚部から薄部に向けて圧延する場合の圧延荷重と圧上シリンダーの動きを示す図である。厚部長さ（Ｌ_３）の実績長さがパススケジュール上の予測長さより短いため、パススケジュール通り圧延を実施すると、ロールギャップは厚部の厚さで設定されているので、Ｃ点で一瞬荷重抜け状態となり、改めて荷重を薄部に向けて上昇させた例である。本ケースでも圧延長の予測長さと実績長さとの差によって生じるロールギャップ変更開始点の位置ずれを次パスで補正（ΔＬ）することにより、圧延長さ精度を高くすると共に圧延中の急激な荷重抜けの発生を抑制することができる。

なお、本説明では図１に示すようなテーパ部の両端部に平行部のあるテーパ鋼板について説明したが、製品においてテーパ部のみで両端部に平行部がないテーパ鋼板や、片側のみに平行部があるテーパ鋼板の場合も圧延工程においては、テーパ部の両端に平行部を設けて圧延し、製品に仕上げる段階で平行部を切落とせばよいので、本発明の圧延方法では製品で平行部のないテーパ鋼板も含まれるものとする。

本発明の実施例を説明する。

図１に示した形状のテーパ鋼板を従来法と本発明法の両方で製造し比較を行った。

試験したテーパ鋼板の寸法は、薄部（ｔ１）１１〜２５ｍｍ／厚部（ｔ２）１３〜３０ｍｍ×幅（Ｗ）２０００〜５０００ｍｍ×薄部長さ（Ｌ１）１０００〜１５０００ｍｍ／テーパ部長さ（Ｌ２）５００〜２０００ｍｍ／厚部長さ（Ｌ３）１０００〜１５０００ｍｍである。

圧延結果を図５に示す。圧延長の精度（σ）は、従来例ではσ＝１３４．２ｍｍ、発明例ではσ＝１１１．６ｍｍとなり、鋼板長手方向位置ずれによる圧延不良が減少していることがわかる。

Ａ薄部端部
Ｂロールギャップ変更開始点
Ｃロールギャップ変更開始点
Ｄ厚部端部

Claims

複数パスのリバース圧延により、鋼板長手方向に沿って板厚が均一な厚部と、板厚が均一で且つ前記厚部よりも板厚が薄い薄部と、前記厚部から薄部にかけて連続して板厚が減少するテーパ部とを有するテーパ鋼板の圧延方法であって、前パスでのテーパ部の圧延において、鋼板長さ方向に対して圧延荷重変動をとった場合に圧延長手方向でのロールギャップ変更開始点の位置ずれにより生じる圧延荷重の立ち上がりおよび圧上シリンダー位置の立ち上がり、または圧延荷重抜けおよび圧上シリンダー位置の抜けの実績から、圧上シリンダー位置の立ち上がり位置より高い立ち上がり部分の鋼板長さ方向の幅、または圧上シリンダー位置の抜け位置より低い抜け部分の鋼板長さ方向の幅をロールギャップ変更開始点の鋼板長手方向への位置ずれ長さ（ΔＬ）として算出し、次パスでの厚部または薄部の圧延予測長さに、位置ずれ長さ（ΔＬ）分を補正することを特徴とするテーパ鋼板の圧延方法。