JPH0368761B2 - - Google Patents

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JPH0368761B2
JPH0368761B2 JP60055208A JP5520885A JPH0368761B2 JP H0368761 B2 JPH0368761 B2 JP H0368761B2 JP 60055208 A JP60055208 A JP 60055208A JP 5520885 A JP5520885 A JP 5520885A JP H0368761 B2 JPH0368761 B2 JP H0368761B2
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JP
Japan
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work roll
profile
rolling
wear
thermal expansion
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JP60055208A
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JPS61212416A (ja
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Masakuni Yamazaki
Shuichi Ishikawa
Katsuhiko Takaji
Hiroshi Awatsuhara
Kenjiro Narita
Sunao Hashimoto
Hiroshi Kawase
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Hitachi Ltd
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、板材の圧延において、摩耗によつて
生じる作業ロールのプロフイルを調整する方法に
関するものである。
〔発明の背景〕
板材の圧延においては、第7図に示すような幅
サイズ構成で、同一幅のコイルを数多く連続圧延
していくと、第8図に示すように、作業ロールの
表面は、第8図A,B,C,Dに示される圧延材
の端部と接している部分では、中央領域に比べ
て、より大きく摩耗し、突起を生じるようにな
る。この突起のため、圧延材の板厚分布にも異常
な突起を生じ、品質低下を招くので、均一な品質
で同一幅サイズのコイルを連続圧延可能な数には
限界があつた。また、狭幅から広幅に向つての圧
延は、作業ロールの摩耗部分(板幅に相当する領
域)と非摩耗部分との境界付近では段差状態とな
り、板厚分布を著しく不均一にさせる。このよう
な理由で、第9図に示すように、圧延するコイル
の順序は幅が広いものから狭いものへと、階段状
に圧延していくとこが余儀なくされ、第10図に
示すような摩耗プロフイルが形成された。板の横
ずれや幅変動があるため、板幅換えは50mmピツチ
程度となり、その圧延機での最小板幅製品で打ち
切ることをしなければならなかつた。このような
圧延では、工程管理を煩雑するばかりでなく、上
流工程の加熱炉における操業も規制し、省エネル
ギ対策上、大きな障害となつていた。さらに、最
小板幅に到達するまでの期間内に、同一作業ロー
ルで圧延し得るコイル本数に限界があり、非常に
大きな問題となつていた。
そこで、前記した板幅規制(広幅から狭幅へ向
つての圧延)を取り除くため、上作業ロール及び
下作業ロールをそれぞれ軸方向の互いに反する方
向に移動したり、逆に、圧延材を軸方向にずらし
たりするなど、板幅中心と作業ロール胴中心とを
ずらした圧延(オフセンタ圧延と称す)法が提案
されている。この方法において、目標とする作業
ロールの摩耗プロフイルあるいは熱膨張プロフイ
ル及びこのプロフイルを得るための方法(特開昭
57−156804)が提案されている。この発明は、目
標とする作業ロールプロフイルを一義的に放物線
としている。この曲線を選んだ理由として、圧延
機が機械的に変更し得る作業ロールカーブが2次
的になると言う考え方に基いたものであつた。し
かし、この考え方では後述するように高次の曲線
で表わされる熱膨張プロフイルを打消して、ロー
ル表面を滑らかにするのに充分ではなかつた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は同一幅サイズのコイルを連続し
て、数多くの圧延することのできる作業ロールの
摩耗プロフイル調整方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の作業ロールの摩耗プロフイル調整方法
によれば、圧延材の圧延で生じる上作業ロール及
び下作成ロールの摩耗プロフイルを、互いに反す
る軸方向にそれぞれの作業ロールを移動して調整
する作業ロールの摩耗プロフイル調整方法におい
て、それぞれの作業ロールに生じる熱膨脹プロフ
イルを圧延材の板幅中心を基点とする軸方向距離
の関数として4次式で近似し、それぞれの作業ロ
ールに生じる摩耗プロフイルを熱膨脹プロフイル
とほぼ一致させて軸方向距離を複数分割したそれ
ぞれの位置及び圧延材の圧延本数の関数として求
め、いずれか一方の作業ロールをそれぞれの位置
に移動するとともに他方の作業ロールを互いに反
するそれぞれの位置に移動し、それぞれの位置に
対応する圧延本数を圧延する構成とする。
〔発明の実施例〕
以下、図面を用いて、本発明を詳述する。
第1図は、摩耗によつて作業ロールを使用でき
なくなるまでに圧延するコイル本数の初期(11本
目)及び後期(75本目)における同ロールの熱膨
張プロフイルを示したものである。図中の●印が
実測値で、実線がこの実測値を表現した4次曲線
である。熱膨張プロフイル、たとえば、代表とし
て板幅中心位置での熱膨張量は圧延が進むにつれ
て、指数函数的に増大し、やがては熱的バランス
がとれて、増加度合が減少する。
圧延の進行度に係りなく、熱膨張プロフイルを
精度良く表現するためには移動量を関数とする4
次式以上の曲線であることが必要である。
すなわち、熱膨張量をCRTとすれば、CRTは次式
で表わすことができる。
CRT=aT0+aT1x2+aT2x4 …(1) ここに、xは板幅中心からの距離、aT0〜aT2
圧延温度、冷却条件、圧延材の寸法などの圧延諸
因子によつて決まる係数である。なお、(1)式は実
測値を用いて求めても良いし、一般的に使われて
いる円柱の熱伝導論理論を適用しても得られる。
次に、本発明の骨子となる(1)式で表現される熱
膨張プロフイルを相殺する摩耗プロフイルが作業
ロールに与えられるようにするための同ロール軸
方向移動方向について述べる。
作業ロールの軸方向移動を行うことを前提とし
ているから、同ロール位置が同じ状態で連続圧延
するコイル本数は少ない。従つて、板端での局部
的な摩耗量は少ない。そこで第2図に示すよう
に、コイル1本あたりの圧延で生じる摩耗プロフ
イルWj(x)をロール軸方向で均一とすると、作
業ロールを軸方向に移動させながら、i本まで圧
延した時の半径あたりの摩耗プロフイルWi(x)
は、第3図に示すように、次式で表わされる。
ここに、Aは実験によつて予め求められた定
数、Pは平均圧延圧力、Lはコイル長さ、Rは作
業ロール半径、δ(x)は摩耗プロフイル関数で
ある。ただし、第1添字Uは上作業ロール、Lは
下作業ロールであることを示す。
(2)式をδj(x)を摩耗プロフイル関数と称し、
圧延材が作業ロールに接して摩耗する部分とそう
でない部分とを区別するためのものである。δj
(x)は次式で示される。
δj(x)=1.0…(b/2−Sj)x
(b/2+Sj) δj(x)=1.0…(b/2−Sj)x
(b/2+Sj) 0…x<−(b/2−Sj)又は(b/2+Sj)<X…(3
) ここに、Sは第3図に示すように、作業ロール
位置が示し、上・作業ロール胴中心と板幅中心と
が一致した状態を零とし、この状態より上作業ロ
ール胴中心が操作側にある状態を正、反対側にあ
る状態を負で表わす。
すなわち上作業ロールと下作業ロールの移動方
向は常に逆方向で移動量は等しくなる。このため
作業ロール位置の符号の決め方として、上作業ロ
ールを駆動側に下作業ロールを操作側へ移動した
場合を正とするか逆に上作業ロールを操作側に下
作業ロールを駆動側に移動した場合を正とするか
の二通りの決め方があるが、圧延の対称性から両
者とも同じ発明の効果となる。
また作業ロール移動原点(S=0)は、圧延材
の中心に対して作業ロールバレルLW中心が一致
した位置あり、作業ロール移動位置も作業ロール
バレル中心と圧延材中心とのずれ量である。
従つて、第3図で示した作業ロールの軸方向移
動による上・下分を合成した摩耗プロフイルCRW
(WUi+WLi)は、第4図のようになり、これを数
式表現すると(2)式により、 CRW=AUij=1 PjLj/Rδj(x)+ALij=1 PjLj/Rδj(x) …(4) 作業ロールの摩耗プロフイルを決定する因子は
1本あたりの摩耗量を支配する圧延圧力、同一作
業ロール位置での圧延本数及び作業ロール位置で
ある。
この合成摩耗プロフイルCRWが、(1)式で示した
熱膨張プロフイルCRTを打ち消すような、CRTと同
形な関数 CRW=aW0+aW1x2+aW2x4 …(5) となるように選び、且つCRTとCRWとの差 ΔCR(=CRT−CRW)=(aT0−aW0)+(aT
1
−aW1)x2+(aT2−aW2)x4…(6) の摩耗領域(第4図参照)での積分値aが最小と
なるように、すなわち、 a=∫(b/2+Smax) −(b/2+Smax)ΔCRdx→Mio …(7) となるように、作業ロールの軸方向移動を行う。
(5)式の係数のうち、aW0はx=0、すなわち板幅
中央位置での摩耗量を表わし、(4)式によつて決定
される。残りのaW1及びaW2は、(7)式と摩耗プロフ
イル曲線とx軸とで囲まれた面積Aを表わす次式 A=∫(b/2+Smax) −(b/2Smax)CRWdx=(AU+ALij=1 PjLj/Rbj …(8) とから決定される。
このようにして(5)式の各係数が定まると、(4)式
と(5)式とから、熱膨張プロフイルを相殺する摩耗
プロフイルを得るための作業ロールの軸方向移動
パターンが求められる。
なお、熱膨張プロフイルは、第1図に示したよ
うに、所定の領域では、比較的滑らかな変化を示
し、実用的にはほぼフラツトとして取り扱える。
従つて、熱膨張プロフイルを相殺するための摩耗
プロフイルを作業ロールに形成させるのに必要な
同ロールの軸方向移動量は、移動しない基準状態
(第3図の2点鎖線の状態、S=0)から操作側
及び駆動側へ所定幅あれば、十分な摩耗プロフイ
ル制御が可能である。
第5図は前述した一連の式((1)〜(8)式)を用い
て、作業ロールの摩耗プロフイルが、同ロールの
熱膨張プロフイルを打消し、初期のプロフイル状
態を維持するようにした場合の作業ロールの軸方
向移動パターンを求めた代表例を示したものであ
る。この例では、作業ロール胴中心と板幅中心と
が一致した付近での領域、すなわちS=0近傍で
摩耗量が大きくなるように、同じロール位置での
圧延本数多くし、両サイド寄り領域では摩耗量が
小さくなるように、圧延本数を少なくする作業ロ
ール軸方向が示されている。具体例として、作業
ロールの移動ピツチは20mm固定とし、作業ロール
位置Sの絶対値100mm以下の場合は圧延本数2本
ごとに移動し、作業ロール位置Sの絶対値が100
mmより大きい場合は圧延本数1本ごとに移動を行
ない摩耗調整を行なつている。
従つて、作業ロール位置S絶対値が100mm以下
の場合は圧延本数を密にし、作業ロール位置Sの
絶対値が100mm以上の場合は疎にしている。
なお、移動ピツチの決定方法は、(7)式及び(8)式
から判るように、作業ロールの移動範囲が(b/
2+Smax)から(b/2+Smax)であり、か
つ第3図に示すように、移動量が単調に増加又は
減少する。移動ピツチは(7)式、(8)式の積分値を評
価するための分割幅である。従つて第4図に示す
ように等分割を用いて(7)式、(8)式を評価すれば移
動ピツチは等ピツチとなり、不等分割を用いれば
不等ピツチとなる。
第6図は作業ロールの軸方向移動可能な4重圧
延機に本発明を適用した場合の代表的な実施例を
示したものである。計算機1では、圧延材材質、
圧延温度、パススケジユールなどの圧延情報を用
いて、前記した(1)〜(7)式に至る一連の式により、
作業ロールに形成される熱膨張プロフイルを軸方
向の位置の関数として4次式で近似して求める。
すなわち熱膨張プロフイルは圧延初期の段階では
その形が種々変化するが絶対量は比較的小さい。
一方、圧延後期の熱膨張プロフイルはほぼ飽和
し、その絶対値と熱膨張プロフイルとも比較的変
化が小さいため、圧延後期の熱膨張プロフイル
は、(1)式に示すような4次式を用いて近似でき
る。また同一幅の圧延材の圧延により作業ロール
上に形成される摩耗プロフイルは、作業ロールシ
フトパターンの影響を大きく受けるが、作業ロー
ル胴中央の摩耗量は(2)、(3)式から計算されるよう
に、圧延本数により増加する。従つて4次式近似
を行なつた熱膨張プロフイルの作業ロール胴中央
の熱膨脹量と同じ作業ロール胴中央の摩耗量を求
め、その時の圧延本数を求める。次に作業ロール
胴中央以外の位置でも熱膨張プロフイルと摩耗プ
ロフイルとが良く一致するように(摩耗プロフイ
ルにより熱膨張プロフイルが打ち消されるよう
に)圧延本数を求める。つまり作業ロールシフト
パターンと摩耗プロフイルの端部の形がほぼ一致
することを利用し、4次式近似の線と作業ロール
シフトパターン(第4図)とを一致させる。すな
わち4次式近似の熱膨張プロフイルを水平方向に
圧延本数ごとに分割し、得られる点と作業ロール
のシフト位置(移動位置)とを対応させることに
より一連のシフト位置が定まる。求めたシフト位
置にn本の圧延本数を分配すれば良く、そこで決
定された作業ロール位置を演算器2,2′に出力
する。演算器2,2′では、作業ロール位置検出
器3,3′による検出値SU、SLと計算機1からの
出力値Sを受けて、両者の偏差量ΔSU(=SU
S)、ΔSL(=SL−S)を求め、この偏差量を作業
ロール位置制御装置5,5′に出力する。作業ロ
ール位置制御装置5,5′は、ΔSU、ΔSLだけ作
業ロール位置を修正し、摩耗プロフイルにより熱
膨張プロフイルが打ち消されるように、作業ロー
ルを軸方向に移動させることを特徴とする作業ロ
ールの摩耗プロフイル調整方法である。
前出の圧延情報は次のようなものである。
摩耗プロフイルを決定するのに必要な圧延情
報()作業ロール半径、()圧延材質、
()圧延材温度、()圧延速度、()圧延
材寸法(板幅、入・出側板厚) 熱膨張プロフイルを決定するのに必要な圧延
()作業ロール半径、()圧延材質、()
圧延材温度、()冷却量 本発明の実施例によれば、常に目標とする摩耗
プロフイルを得ることができ、作業ロールのプロ
フイルが滑らかであつた初期状態に維持できる効
果がある。
本発明の代表的実施例として、圧延材の中心
(板幅中心位置)を圧延機中心に固定して、作業
ロールを軸方向に移動させる場合を取り上げた
が、逆に作業ロールを固定して、圧延材の中心を
圧延機の中心よりずらす場合についても、本発明
は適用され、同等な効果を得ることができる。
また、中間ロールの軸方向移動も同時に行う6
重圧延機及び多重ロールから成る圧延機に対して
も本発明は適用される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、次の効果がある。
(1) 作業ロールの熱膨張プロフイルを4次式で近
似し、摩耗プロフイルがほぼ一致するように、
上作業ロール及び下作業ロールを互いに反する
軸方向に移動して所定の圧延本数を圧延するこ
とにより、作業ロールのプロフイルの端部を滑
らかにできるので、板厚分布に異常突起を生じ
させることなく、同一幅サイズのコイルを連続
して数多く圧延できる。
(2) コイルの圧延順序に関し、コイル幅サイズの
規制が解消されるので、作業能率及び操業効率
が向上する。
(3) 加熱炉において、スラブ(素材)の加熱順序
も解消されるので、消エネルギ効果が大きくな
る。
(4) 作業ロールの摩耗プロフイル平滑化により、
従来よりも摩耗量を大きくとれることから、ロ
ールの原単位が上昇する。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱膨張によつて作業ロールに生じたプ
ロフイル、第2図は1本あたりのコイル圧延で生
じた作業ロールの摩耗プロフイル、第3図は作業
ロールの軸方向移動により同ロールに付与される
摩耗プロフイル、第4図は第3図に示した上・下
作業ロールの摩耗プロフイルを合成したプロフイ
ル、第5図は熱膨張プロフイルを相殺する摩耗プ
ロフイルを得るための作業ロールの軸方向移動の
パターン例を示す図、第6図は本発明の代表的な
実施例を示す作業ロールの摩耗プロフイル調整装
置を示す図、第7図はロール組替内において同一
幅サイズのコイルを圧延した場合の板幅構成を示
した図、第8図は第7図に示した板幅構成の圧延
で作業ロールに生じる摩耗プロフイル、第9図は
広幅から狭幅のコイルに向つて階段状に圧延して
いく場合の板幅構成を示した図、第10図は第9
図に示した板幅構成の圧延で作業ロールに生じる
摩耗プロフイルである。 1……計算機、2,2′……演算器、3,3′…
…作業ロール位置検出器、4,4′……作業ロー
ル位置制御装置、5,5′……作業ロール移動装
置、6,6′……作業ロール、7,7′……補強ロ
ール、8……圧延材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 圧延材の圧延で生じる上作業ロール及び下作
    成ロールの摩耗プロフイルを、互いに反する軸方
    向にそれぞれの作業ロールを移動して調整する作
    業ロールの摩耗プロフイル調整方法において、そ
    れぞれの作業ロールに生じる熱膨脹プロフイルを
    前記圧延材の板幅中心を基点とする軸方向距離の
    関数として4次式で近似し、それぞれの作業ロー
    ルに生じる前記摩耗プロフイルを前記熱膨脹プロ
    フイルとほぼ一致させて前記軸方向距離を複数分
    割したそれぞれの位置及び前記圧延材の圧延本数
    の関数として求め、いずれか一方の作業ロールを
    それぞれの位置に移動するとともに他方の作業ロ
    ールを互いに反するそれぞれの位置に移動し、そ
    れぞれの位置に対応する前記圧延本数を圧延する
    ことを特徴とする作業ロールの摩耗プロフイル調
    整方法。
JP60055208A 1985-03-19 1985-03-19 作業ロ−ルの摩耗プロフイル調整方法 Granted JPS61212416A (ja)

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DE19530424A1 (de) * 1995-08-18 1997-02-20 Schloemann Siemag Ag Verfahren zur Kompensation von aus Horizontalbewegungen der Walzen resultierenden Kräften an Walzgerüsten
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JPS57156804A (en) * 1981-03-23 1982-09-28 Nippon Steel Corp Rolling method

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