JP6477618B2 - 形鋼の圧延方法及び圧延機 - Google Patents
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Description
また、例えば、特許文献1には、圧延機の前面または後面に設置されているフランジ拘束ローラによって形鋼圧延時の上下方向の反り及び曲がりを防止する方法が開示されている。さらに、特許文献2には、圧延変形予測モデルを用いて予測される被圧延材の曲がり形状に応じて最適なロール隙・ガイド位置をセットすることで、曲がり調整をする方法が開示されている。
このような曲がりに対し、従来の圧延機出側に設置されている曲がり矯正ローラを用いる方法は、被圧延材の先端側の曲がり調整に有効な方法であり、被圧延材の尾端側への効果が小さいため、曲がりを抑制できなかった。さらに、矯正ローラの設定位置の精度を厳格にする必要があるため、適用に際して困難性を伴っていた。
また、ロールを傾けて被圧延材の左右の圧下量を変化させる方法は、長手方向の全長曲がりを修正する方法である。このため、この方法では、尾端側でのみ曲がりが発生する場合には、尾端側のみを修正することができず、修正を施した場合には長手方向の中央や先端(搬送方向下流側となる長手方向端)側に曲がりが生じるおそれがある。
さらに、特許文献2に記載の方法は、圧延変形予測モデルによる曲がり修正を実現しているが、非常に複雑なモデルが必要であり、曲がりの良し悪しがモデル精度に左右されることから困難性を伴っていた。また、調整されるガイドには、剛性やガタがあるため、複雑なモデルで予測し、厳格にガイドを設定したとしても、十分に効果が得られないことがある。
<形鋼の圧延機>
まず、図1〜図4を参照して、本発明の一実施形態に係る形鋼の圧延機1について説明する。本実施形態では、圧延機1を用いて形鋼としてH形鋼が製造される。
一対の垂直ロール5は、図1及び図3に示すように、搬送方向に対して一対の水平ロール4と同じ位置に設けられ、左右方向に対向して配される圧延ロールである。本実施形態に係る圧延機1は、一対の水平ロール4の円周面で、被圧延材2のウェブ21の厚み圧下を行い、一対の水平ロール4の端面と一対の垂直ロール5の円周面で、被圧延材2のフランジ22の角度おこし及び厚み圧下を行う。
一対の第2位置検出センサ7は、一対の入側ガイド3にそれぞれ設けられる、光電センサである。一対の第2位置検出センサ7は、一対の入側ガイド3の左右方向の位置を検出し、検出結果を制御装置9へ送信する。
制御装置9は、図4に示すように、曲がり推定部91と、位置算出部92と、ガイド制御部93とを有する。曲がり推定部91は、後述する推定方法によって圧延される被圧延材2の圧延後の長手方向の曲がりプロフィールを推定する。位置算出部92は、第1位置検出センサ6の検出結果と、被圧延材2の搬送速度とに基づいて、第1位置検出センサ6の検出位置を通過した被圧延材2の搬送方向の位置をトラッキングする。ガイド制御部93は、曲がり推定部91によって推定される曲がりプロフィールに基づいて、一対の入側ガイド3の左右方向への移動量及び移動開始位置を設定する。そして、ガイド制御部93は、設定された移動量及び移動開始位置で一対の入側ガイド3が左右方向へ移動するように、一対のアクチュエータ8に信号を出力する。上記構成の制御装置9は、例えば、プロコンやビジコンなどの1台または複数台の計算機によって実現される。
次に、本実施形態に係る形鋼の圧延方法について説明する。本実施形態に係る形鋼の圧延方法は、中間圧延が施されたH形鋼の素材である被圧延材2に対して、圧延機1を用いて仕上圧延を施す際に仕上圧延方法である。また、本実施形態の仕上圧延では、同じ断面形状の複数の被圧延材2を連続して圧延することで、同じ断面形状の製品が製造される。そして、後述する圧延方法は、連続して圧延される複数の被圧延材2のうち、最初に圧延されるものを除いた、2回目以降に圧延される被圧延材2について適用されるものである。
移動開始位置Lsは、一対の入側ガイド3を左右方向への移動動作が開始する、被圧延材2の長手方向位置である。移動開始位置Lsは、曲がりプロフィールに応じて、例えば、曲がりが発生する長手方向位置、または曲がり量δ若しくは長手方向位置に対する曲がり量δの変化量が閾値以上となる長手方向位置よりもやや先端側(例えば、1m程度の先端側)に設定される。
移動量ΔMは、曲がりプロフィールに応じて、例えば、曲がりの曲率に比例する値に設定される。この場合、移動量ΔMは、全体曲がり量よりも大きな値として設定されることが好ましい。
圧延工程では、位置算出部92は、第1位置検出センサ6による先端及び尾端の検出結果と、被圧延材2の搬送速度とから、被圧延材2の位置をトラッキングする。具体的には、位置算出部92は、取得した条件から、圧延機1で圧延される被圧延材2の長手方向位置、即ち、一対の水平ロール4及び一対の垂直ロール5で圧延されている被圧延材2の長手方向位置を算出する。
その後、一対の入側ガイド3が移動した位置にある状態で、被圧延材2の尾端までの圧延が終了することで、圧延工程が完了する。圧延工程では、圧延中に一対の入側ガイド3が移動し、被圧延材2の噛み込み姿勢を変えることで、曲がりが発生すると推定される形鋼の曲がりの内側がより延ばされる。このため、圧延後の形鋼の形状を、曲がりの少ない真っ直ぐな形状とすることができる。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態の種々の変形例とともに本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲及び要旨に含まれるこれらの変形例または実施形態も網羅すると解すべきである。
さらに、上記実施形態では、形鋼はH形鋼であるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、形鋼は、同様に左右方向への曲がりが発生する、鋼矢板や溝形鋼などの他の形状であってもよい。
(1)本発明の一態様に係る形鋼の圧延方法は、圧延機1で被圧延材2を圧延することで形鋼を製造する形鋼の圧延方法であって、圧延機1で圧延される被圧延材2の長手方向位置における曲がり量δを示す曲がりプロフィールを推定する推定工程と、圧延機1で被圧延材2を圧延し、被圧延材2の長手方向の尾端側において、曲がりプロフィールから曲がりの発生が推定される領域が圧延機1を通過する際に、圧延機1の入側にて被圧延材2の左右方向位置を拘束するガイド(例えば、一対の入側ガイド3)を左右方向に移動させることで、被圧延材2の左右方向位置を変化させる圧延工程とを備える。
上記(2)の構成によれば、断面形状や鋼種の違いを考慮することで、より高い精度で曲がりプロフィールを推定することができるため、曲がりの発生をより抑制することができる。
上記(3)の構成によれば、同じ断面形状の形鋼を連続して圧延する際に、前に圧延された形鋼の曲がりプロフィールを用いて、圧延される被圧延材の曲がりプロフィールを推定する。ここで、圧延機1の一対の水平ロール4や一対の垂直ロール5のロールセットが同じ条件で、同じ断面形状の形鋼を圧延する場合、連続して圧延される形鋼の曲がりプロフィールは同様な傾向を示す。このため、上記(3)の構成とすることで、より高い精度で曲がりプロフィールを推定することができるため、曲がりの発生をより抑制することができる。
上記(4)の構成によれば、上記(1)と同様な効果を得ることができる。
以上のことから、本発明によれば、形鋼の尾端側における曲がりを簡易且つ廉価に抑制することができることが確認された。
2 被圧延材
21 ウェブ
22 フランジ
2a H形鋼
3 入側ガイド
4 水平ロール
5 垂直ロール
6 第1位置検出センサ
7 第2位置検出センサ
8 アクチュエータ
9 制御装置
91 曲がり推定部
92 位置算出部
93 ガイド制御部
Claims (4)
- 圧延機で被圧延材を圧延することで形鋼を製造する形鋼の圧延方法であって、
前記圧延機で圧延される前記被圧延材の長手方向位置における曲がり量を示す曲がりプロフィールを推定する推定工程と、
前記圧延機で前記被圧延材を圧延し、前記被圧延材の長手方向の尾端側において、前記曲がりプロフィールから曲がりの発生が推定される領域が前記圧延機を通過する際に、前記圧延機の入側にて前記被圧延材の左右方向位置を拘束するガイドを左右方向に移動させることで、前記被圧延材の左右方向位置を変化させる圧延工程と
を備えることを特徴とする形鋼の圧延方法。 - 前記圧延工程では、前記被圧延材の左右方向位置を変化させる際に、推定される前記曲がりプロフィール並びに、前記被圧延材の断面形状及び鋼種の少なくとも一方に基づいて、前記ガイドの左右方向への移動量及び移動開始位置が調整されることを特徴とする請求項1に記載の形鋼の圧延方法。
- 前記圧延機による圧延では、前記形鋼の断面形状が同じである複数の被圧延材を連続して圧延し、
前記圧延機で前に圧延される他の被圧延材の前記曲がりプロフィールを測定する測定工程をさらに備え、
前記推定工程では、前記測定工程にて測定される前記他の被圧延材の前記曲がりプロフィールに基づいて推定することを特徴とする請求項1または2に記載の形鋼の圧延方法。 - 被圧延材を圧延することで形鋼を製造する形鋼の圧延機であって、
前記被圧延材を圧延する複数のロールと、
前記圧延機の入側にて前記被圧延材の左右方向位置を拘束するガイドと、
前記ガイドの左右方向への移動を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記複数のロールで圧延される被圧延材の長手方向位置における曲がり量を示す曲がりプロフィールを推定する曲がり推定部と、
前記被圧延材の長手方向の尾端側において、前記曲がりプロフィールから曲がりの発生が推定される領域が前記複数のロールを通過する際に、前記ガイドを左右方向に移動させることで、前記被圧延材の左右方向位置を変化させるガイド制御部と
を有することを特徴とする形鋼の圧延機。
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