JPH02280909A - 圧延ロールおよびその圧延ロールを用いた圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は圧延ロールおよびその圧延ロールを用いた圧
延方法に関する。

この発明は鋼、アルミニウムその他の金属板、箔の熱間
、温間または冷間圧延に利用される。

［従来の技術］ 圧延板あるいは箔の板幅方向の平坦度および板厚分布　
（板クラウン）は、これら製品の重要な品質の一つであ
り、耳波、中伸び、２・４番伸びまたはエツジドロップ
などの形状欠陥がない平坦な板形状もしくは中高の板形
状が望まれる。このような板形状に対する要求は、年々
厳しくなってきている。以下、板幅方向の平坦度および
板厚分布を板形状という。

目標の板形状を得るために、圧延機出側で板形状を検出
し、検出結果に基づいて主としてワークロールのロール
クラウンを調整して板形状をフィードバック制御するこ
とが行われている。

ロールクラウンの調整手段としてロールベンダー、中間
ロールシフト、クラウン可変ロールなどが用いられてい
る。たとえば「自動形状制御装置」　（日本の塑性加工
■・技術発展の動向１日本塑性加工学会、　＋９８６．
　ＰＰ　７５６〜７５７）参照。上記形状制御手段のう
ち、クラウン可変ロールは他の手段に比べて比較的細か
く形状調整が可能である。

クラウン可変ロールの一つとして、ＶＣロールが知られ
ている。ＶＣロールはアーバーにスリーブを固着した組
立式ロールであり、アーバーとスリーブとの間に油圧室
が設けられている。この油圧室に圧油を導き、スリーブ
を弾性変形してロールクラウンを調整する。また、クラ
スター圧延機では、分割されたバックアップロールを個
々に偏心機構により中間ロールに向かって押し出し、押
出し量を調整することによってロールクラウンを調整す
る。たとえば、「高機能クラスターミルの開発」　（上
記文献　ＰＰ　７６９〜７７０）参照。

［発明が解決しようとする課題］ 上記ＶＣロールはアーバーとスリーブとの間の１箇所で
ロール径を増減するために、複雑なロールクラウンを形
成することは困難である。このために、板のｌ／４また
は　ｌ／８位置に生じる複雑な平坦度不良や単純な凸ク
ラウンでない複雑な板クラウン不良を改善することはで
きなかった。特に、平坦度不良と板クラウン不良とが組
み合わさった複雑な形状不良を改善することは極めて困
難であった。

また、クラスター圧延機では分割バックアップロールに
よりＷ型やＭ型のロールクラウンを形成することができ
、ＶＣロールよりもクラウンパターンが豊富である。し
たがって、４旧圧延機や６Ｈｉ圧延機に比べて良好な板
形状が得られる。しかし、平坦度不良と板クラウン不良
とが組み合わさった複雑な形状不良はまでは十分に改善
できなかった。さらに、クラスター圧延機は構造か複雑
であり、メンテナンス性が悪く、分割バックアップロー
ルのロール胴部が圧延された板に転写されるという問題
もあった。

そこで、この発明は複雑な平坦度および板クラウン不良
を改善し、形状に優れた板を圧延することができる圧延
ロールおよびその圧延ロールを用いた圧延方法を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明の圧延ロールは、ロール軸に沿って間隔をおき
、かつロール胴部と同心にしてロール胴部内に設けられ
複数のリング状発熱抵抗体、および各発熱抵抗体の近傍
にそれぞれ配置された測温素子を備えいる。そして、測
温素子により検出した温度に基づいて独立して出力調整
可能な電源が各発熱抵抗体にそれぞれ接続されている。

発熱抵抗体はＮｉ−Ｃｒ系またはＦｅ−（：ｒ−ＡＩ系
などの金属発熱抵抗体が用いられる。発熱抵抗体の個数
は圧延条件ならびに圧延ロールの種類　（ワークロール
、中間ロールおよびバックアップロール）およびロール
寸法によって異なるが、　３〜２０個程度である９発熱
抵抗体の隣り合うものどうしの間隔およびロール表面か
らの距離も個数と同様に圧延条件などによって異なるが
、それぞれ３０〜３００ｉｆｆＩ、　５〜１００ｍｍ　
Ｐ１度である。また、発熱抵抗体はロール胴部の長手方
向中心に対して左右対称に配置することが望ましい。

測温素子は測定温度範囲、精度、応答速度などに応じて
熱電対、測温抵抗体（金属抵抗体、サーミスタ、ＩＣセ
ンサなと）、静電容量式センサ　（セラミックコンデン
サ）などが用いられる。ｆｆ１ｌｌｃ素子からの信号は
、スリップリング方式、ＦＭ回転テレメトリ−システム
その他の手段を介して信号処理回路、制御コンピュータ
、コントローラなどに送られる。

電源からの電力は、スリップリングを介して各発熱抵抗
体に供給され、サイリスタ、可飽和リアクタなどを利用
して制御される。

なお、圧延中にはロールクラウン調整可能な上記圧延ロ
ールを外から冷却することが望ましい。

ロールが高温となる場合には、ロール中心軸に沿い冷却
水流路を設け、圧延ロールを内部からも冷却する。

この発明の圧延方法は、ワークロール、中間ロールおよ
びバックアップロールのうちの少なくとも一つがロール
クラウン調整可能な上記圧延ロールであるロールを用い
て板を圧延する。

上記圧延方法において、圧延ロールのクラウンパターン
を所要のクラウンパターンに設定して板を圧延すること
が望ましい。圧延機出側で板幅方向の平坦度および板幅
方向の板厚分布の少くとも一つを検出し、検出結果に基
づいて前記圧延ロールのクラウンパターンすなわち加熱
ヒートパターンを調整するようにしてもよい。板幅方向
の平坦度検出には周知の電磁走間方式、ロールタイプ張
力検出方式、レーザ一方式検出器などが用いられ、板幅
方向の板厚分布にはＸ線またはγ線板厚計などが用いら
れる。さらに、圧延ロールのクラウンパターンを所要の
クラウンパターンに設定して圧延を開始し、圧延機出側
で板幅方向の平坦度および板幅方向の板厚分布の少くと
も一つを検出し、検出結果に基づいて前記圧延ロールの
クラウンパターンを調整することもできる。なお、上記
加熱によるクラウンパターンの制御において、温度素子
で検出したロール胴部各部の温度に基づいてロール調部
各部の加熱量をフィードバック制御する。また、目標板
形状と検出した板形状との偏差に応じたロール胴部各部
の加熱量は、予め実機により実験であるいは数値計算で
求めておく。

［作用］ 発熱抵抗体に供給する電力は発熱抵抗体ごとに独立して
調整可能であるから、ロール胴部の加熱量をロール軸方
向に沿って細かく変化させることかできる。加熱された
部分は局部的に熱膨張し、ロールクラウンしたがってロ
ールギャップが変化し、これに応じて板形状も変化する
。測温素子により検出した温度に基づいて加熱量をフィ
ードバック制御することにより、高い精度でロールクラ
ウンを調整することができる。

圧延機出側で板形状を検出し、検出結果に基づいてロー
ル胴部の加熱パターンを調整する。この際、ロール胴部
各部の加熱量をフィードバック制御するので、目標の板
形状が高い精度で得られる。

［実施例］ 第１図はこの発明の圧延ロールの一例を示している。

圧延ロール１のロール胴部２にロール軸に沿って一定の
間隔をおいて円形の空洞３が設けられている。各空洞３
内にはリング状のＮ１ＪＣｒ系発熱抵抗体１１が取り付
けられている。また、各発熱抵抗体１１にそれぞれ隣接
してアルメルクロメル熱電対１３が設けられている。発
熱抵抗体１１および熱電対１３は空洞３の内壁に密着し
ている。

第２図はこの発明の圧延ロールの他の例を示している。

圧延ロール５にはロール中心軸に沿って冷却水流路７が
貫通している。回転継手　（図示しない）を介して供給
された冷却水が冷却水流路７を貫流し、圧延ロール７を
内部から冷却する。圧延ロールアのロール胴部６にロー
ル軸に沿って〜定の間隔をおいて環状の空洞８が設けら
れている。各空洞８内にはリング状のＮｉ−Ｃｒ系発熱
抵抗体１１が取り付けられている。また、各発熱抵抗体
ＩＩにそれぞれ隣接してアルメルクロメル熱電対１３が
設けられている。発熱抵抗体１１および熱電対１３は空
洞８の内壁に密着している。

つぎに、上記圧延ロールを備えた４旧圧延機による冷間
圧延について説明する。

第３図に示すように４旧圧延機１５の上ワークロール５
は上記第２図に示すクラウン可変ロールであり、下ワー
クロール５°は通常の圧延ロールである。ワークロール
５の内部に設けられた発熱抵抗体１１にはサイリスタで
出力制御される電源１９がスリップリング　（図示しな
い）を介して接続されている。また、ワークロールの内
部に設けられた熱電対１３はそれぞれスリップリング（
図示しない）を介してコントローラ２！に接続されてい
る。

発熱抵抗体１１および熱電対１３は胴部端から８０ｍｍ
離し、８０ａｓ＋間隔で５１Ｉ所に配設されている。な
お、バックアップロールＩ７はロールクラウン制御が行
われない通常の圧延ロールである。

圧延機１５の出側に電磁走間式形状検出器２３が配置さ
れている。形状検出器２３は演算装置２５に接続されて
いる。演算装置２５はコントローラ１９に目標板形状に
応じたロール加熱パターンを出力する。

上記のように構成された圧延機により好適鋼板を圧延し
た。

圧延条件は次の通りである。

ワークロール：直径１６５ｍｍ　　　胴長４００ＩＩＩ
ＩＩ＋バックアップロール：直径４８０ｍｍ 胴長４００ｍｍ 板寸法：板幅２７０ｎ＋ａ＋　　　入側板厚０．３ｍｍ
出側板厚０．２ｍｎ＋ 圧下率：　３３．３　！に この実施例では、上ワークロールのロールクラウンのみ
を調整して板形状を制御した。圧延の結果、ワークロー
ルベンダーによる形状制御に比べて良好な板形状を得る
ことができた。

上記実施例では圧延機は４旧圧延機であったが、この発
明は６旧圧延機やクラスター圧延機などにも応用可能で
ある。また、この発明のクラウン可変ロールにロールベ
ンダーロールシフトなどの形状制御操作端を組み合わせ
て用いることもできる。

［発明の効果］ この発明によれば、測温素子により検出した温度に基づ
いて加熱量をフィードバック制御することにより、高い
精度で細かくロールクラウンを調整することができ、任
意のロールクラウンを圧延ロールに与えることが可能で
ある。したがって、板幅方向の任意の位置に発生する複
雑な平坦度および板クラウン不良を改善することができ
る。また、４旧、６旧などの構造の簡単な圧延機であっ
ても、優れた板形状を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれこの発明の実施例を示す
もので、圧延ロールの断面図、ならびに第３図はこの発
明の圧延ロールを組み込んだ圧延機の概略図である。 ｌ・・・圧延ロール、２・・・ロール胴部、３・・・円
形空洞、５・・・圧延ロール、６・・・ロール胴部、７
・・・冷却水流路、８・・・環状空洞、Ｉ　１−・・発
熱抵抗体、１３・・・測温素子、１５・・・４ｔｌｉ圧
延機、１７・・・バックアップロール、１９−電源、２
１・・・コントローラ、２３・・・形状検出器、２５−
・・演算装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロール軸に沿って間隔をおき、かつロール胴部と同
   心にしてロール胴部内に設けられ複数のリング状発熱抵
   抗体、および各発熱抵抗体の近傍にそれぞれ配置された
   測温素子を備えており、前記測温素子により検出した温
   度に基づいて独立して出力調整可能な電源が前記各発熱
   抵抗体にそれぞれ接続されていることを特徴とする圧延
   ロール。 ２、ロール中心軸に沿い冷却水流路が設けられた請求項
   １記載の圧延ロール。 ３、ワークロール、中間ロールおよびバックアップロー
   ルのうちの少なくとも一つが請求項１または２記載の圧
   延ロールであるロールを用いて板を圧延することを特徴
   とする圧延方法。 ４、前記圧延ロールのクラウンパターンを所要のクラウ
   ンパターンに設定して板を圧延する請求項３の圧延方法
   。 ５、圧延機出側で板幅方向の平坦度を検出し、検出した
   平坦度に基づいて前記圧延ロールのクラウンパターンを
   調整する請求項３の圧延方法。 ６、圧延機出側で板幅方向の板厚分布を検出し、検出し
   た板厚分布に基づいて前記圧延ロールのクラウンパター
   ンを調整する請求項３の圧延方法。 ７、前記圧延ロールのクラウンパターンを所要のクラウ
   ンパターンに設定して圧延を開始し、圧延機出側で板幅
   方向の平坦度を検出し、検出した平坦度に基づいて前期
   圧延ロールのクラウンパターンを調整する請求項３の圧
   延方法。 ８、前記圧延ロールのクラウンパターンを所要のクラウ
   ンパターンにに設定して圧延を開始し、圧延機出側で板
   幅方向の板厚分布を検出し、検出した板厚分布に基づい
   て前記圧延ロールのクラウンパターンを調整する請求項
   ３の圧延方法。 ９、前記圧延ロールのクラウンパターンを所要のクラウ
   ンパターンにに設定して圧延を開始し、圧延機出側で板
   幅方向の平坦度および板厚分布を検出し、検出した平坦
   度および板厚分布に基づいて前記圧延ロールのクラウン
   パターンを調整する請求項３の圧延方法。