JPH04100621A - クラスター型圧延機における圧延材の蛇行防止方法 - 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） 本発明は、ロールベンダーおよびロールシフト機構を有
する圧延機の上下いずれか一方に、クラスターミルを配
置した上下非対称圧延１！（以下本発明においてクラス
ター型圧延機という。）を用いて、ストリップ、特に熱
延ストリップを圧延製造する際に発生するキャンバ−１
蛇行を防止する方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、熱間あるいは冷間の圧延機は、主に４段圧延スタ
ンド、あるいは６段圧延スタンド、またはこれらを組合
わせた複数圧延スタンドを並列して構成されている。し
かし、これらの圧延機ではワークロールが等径となって
おり、板破断の危険性から生ずる張力制限および圧延荷
重、圧延消費動力の面から単スタンド実現可能な圧下率
に限界かあった。すなわち、従来の４段あるいは６段圧
延機では圧延荷重等の制限から高圧下圧延は困難であり
、特に近時の材料の硬質化に伴う圧延には不利な点があ
った。

特開昭５７−１９１０６号公報には冷間圧延についてで
はあるが、このような従来のタンデム圧延における圧延
荷重の減少には、ワークロール径を小さくしたほうがよ
く、上下ワークロールに径差があるときは、上下同径ロ
ールに換算した等価ロール径（ＲＥ　＝２Ｒ＋　　Ｒ２
／Ｒ１＋Ｒ２、但し、Ｒ，＝上ワークロール系半径、Ｒ
２＝下ワークロール系半径）を小さくすることがよいと
指摘し、等価ロール径が小さくなるように、クラスター
ミルを組込んだ圧延スタンドを配したタンデム圧延機（
列）により、高圧下冷間圧延を可能にすることを提案し
ている。

一方、圧延時間類となる圧延材の板幅方向厚みの変化、
いわゆるエツジドロップやキャンバ−蛇行については、
ワークロールあるいは中間ロールを軸方向にシフトする
方法が広く用いられ、圧延材に対し左右対称を保持して
いる場合には、これらの防止効果があると見られるが、
圧延ロール径が上下で異なる上下点非対称性を有してい
る圧延スタンドでは、左右対称性がくずれ、キャンバ、
蛇行等を防ぐのは難しい。特開昭６０−２３８０２６号
公報は上記問題点をなくするために板幅方向の左右ロー
ルギャップまたは左右ペンディング力をワークロールベ
ンダー力またはロールギャップの最適左右差を演算して
、あらかじめ設定しておくことで調整し、キャンバ−１
蛇行の防止を計ること貸せ開示されている。

また、特開昭６１−１４４２０８号公報では、圧延機の
左右圧下量差を調整することにより、圧延材の蛇行を制
御する方法において、オフセンタ量と左右圧下量を検出
し、オブザーバを用いて内部変数を推定し、評価関数値
に基づいてワークロールの左右圧下量を操作する蛇行制
御法を提案している。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにシフト機構を有する圧延機で上下の圧延ロ
ール径が異なる場合やロール配置が上下で異なると、ロ
ール軸方向の左右対称性がくずれ、上下のロール径差が
大きくなるにつれて、そのくずれが増大する。従って、
キャンバ−や蛇行が進行増大する傾向か大きくなるが、
前記した従来の方法ではベンディング量の調整、あるい
は、ロールギャップの調整を行うことで、解決を計って
いる。しかし、小径ワークロールを有するクラスタミル
では、ワークロールにペンディング力を与えても第５図
に示すように従来の大径ロールの場合と比較すれば明ら
かのように、殆ど効果が見られない。すなわち、小径ロ
ールでは、ロールたわみ現象がチョックに付与するペン
ディング力だけでは不十分なことがわかる。

本発明は、クラスター型圧延機において、バックアップ
ロール（以下ＢＵＲという）を構成する分割小ロールを
それぞ−れ独立して圧下調整可能とし、これによって、
ワークロールの軸方向たわみを微小調整し、あるいはこ
れに加えてワークロールあるいは中間ロールにペンディ
ング力を付与して、圧延、特に熱延時における圧延材（
ストリップ）のキャンバ−１蛇行を防止する方法を提供
することを目的するものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため本発明の要旨をするところは
、 （１）ロールベンダーおよびロールシフト機構を有する
圧延機において、ストリップを挟んで上下いずれか一方
に、ワークロールを径小にしたクラスターミルを配置し
、該クラスターミルのバックアップロールを構成する板
幅方向に複数分割した小ロールに、それぞれ独立した圧
下位置調整をして小径ワークロールのたわみ形状を制御
することを特徴とするクラスター型圧延機における圧延
材の蛇行防止方法であり、 （２）前記分割した小ロールにそれぞれ独立した圧下位
置調整をすると共に、前記ロールベンダーの作動を供用
して、小径ワークロールのたわみ形状を制御することを
特徴とする前項記載のクラスター型圧延機における圧延
材の蛇行防止方法である。

本発明のワークロールのたわみ形状制御は、初期設定制
御手段としては、ロール条件、ストリップ条件および圧
延条件からバックアップロールの各分割小ロールの圧下
位置およびベンダー圧力を求めて、その演算値に設定す
ることである。そして、ダイナミック制御手段としては
、前記のクラスター型圧延機の入側または出側に蛇行、
キャンバ−検出計を設置すると共に、その検出計からの
偏差信号に応じて、そのクラスター型圧延機のベンダー
圧力または分割バックアップロールの圧下位置を調整す
ることである。

（作用） クラスター圧延機には、６重圧延機のＸ配置型、１２重
圧延機のＸ配置型および２０重圧延機のいわゆるゼンジ
マー圧延機が代表的なものであり、原則的に上下対称の
ロール配置である。

最近、圧延機が備えるべき各種特性が厳しくなるにつれ
て、ワークロールの小径化や異周速、異径圧延が注目さ
れ、特に従来の４重圧延機の上側のロールをワークロー
ル、中間ロールおよびバックアップロールの６０−ルか
らなるクラスターミル配置に交換する上下非対象なりラ
スター型圧延機が開発されている。この上下非対象なり
ラスター型圧延機ではワークロール径が１００〜３５０
　ｍｍφ（直径）の場合の等価ワークロール径が、従来
の７００φｍｍから１７５〜４７０φｍａｔ程度に小さ
くなると共にワークロールの小径化により、エツジドロ
ップの減少化という大きな効果が知られている。

前記したように、このタイプのクラスター型圧延機は、
板幅方向におけるロール配置の左右対称性がくずれ、圧
延材の形状が劣化する。そのため一般的には、ロールベ
ンダーにより、改善をはかるものであるが、ワークロー
ル径の小さいクラスター型圧延機においては、その効果
は殆ど見られなかった。すなわち、第５図に示すように
、従来の７００ｍｍφのワークロールを使用した４重圧
延機において、ロールペンディング力をかけない場合（
Ｆ＝Ｏｔ／ｃ）を実線で表し、かけた場合（Ｆ＝１００
　ｔ／ｃ　）を点線で表すと、その効果が板幅１０００
ｍｍの側端部で６０！ｍ程度もあり、かつ殆ど中心まで
ワークロールの細心がたわんでいることかわかる。

方、本発明の対称圧延機で小径ワークロール径を１００
ｍｍφとし、同様にロールペンディング力をかけない場
合（Ｆ　＝１００　ｔ／ｃ　）を実線で、かけた場合（
Ｆ　＝１００　ｔ／ｃ　）を点線で表すと、板幅量側端
部では２０ｇｍ程度のワークロール軸心のたわみの変化
があるが、その軸心たわみは側端部の１００ｍｍ程度の
間にしか生じない。つまり中心部８００ｍｍ程度はロー
ルベンダーの効果がまったくないことがわかった。この
原因は小径のワークロールが細心方向に剛性が小さいの
で曲がりやすいため、ロールチョックにベンダー圧力を
かけても中間ロール等に影響されて曲がる範囲が限定さ
れてしまうことにある。従って、所望のベンディング作
用による通板制御が困難となる。

本発明は、このような事実からワークロール軸方向に、
所望にたわみを与えるために、クラスターミルのＢＵＲ
を構成する分割小ロールをそれぞれ独立に所望量の圧下
制御ができる機構とした点に最大の特徴がある。分割小
ロールの数は、多いほど圧下調整機能が向上するが、小
ロールの圧下機構は独立する必要があるために、設置で
きる数には限度があり、これは、設備仕様により決まる
か、一般的には３〜９個程度の奇数個か好ましい。

第１図に本発明クラスター型圧延機の代表例を正面図で
示す。第２図はその側面図を示す。図に示すように小径
ワークロール２と、中間ロール３．４、サイド補強ロー
ル（ＢＵＲ）５．６、および中心補強ロール７の６段ク
ラスターミルを上側ミルとし、その下側には大径ワーク
ロール８、補強ロール（ＢＵＲ）９の２段ロールで構成
される。

クラスターミルのＢＵＲ５，６は複数の分割小ロルをそ
れぞれ独立して回動可能に設けており、その詳細を第３
図に例示しているように分割小ロル１０のスリーブ１１
は、ロールベアリング１２を介して、偏芯ブツシュ１３
に回転自在に取付けられ、該ブツシュ１３はＢＵＲロー
ル紬１４に回動可能に固定している。１５は偏芯ブツシ
ュ１３を支承している支持腕であり、その上部に可動軸
１６と連結している。可動軸１６は側面に、動力源につ
ながっている回転軸１７のギヤと噛合するラックギヤ１
８が設けられ、支持腕１５を移動させて、偏芯ブツシュ
１３を回動し、分割ロールの位置ぎめをする。

本発明に使用するクラスターミルは上記構造のＢＵＲを
有するため、分割小ロールの位置ぎめによって、中間ロ
ールを介してワークロールの曲げを自在に形成すること
ができる。すなわち第２図に示すように、蛇行あるいは
キャンバ−を検出する検出器１９の信号を演算装置に２
０に入力し、該装置２０での演算結果を分割ＢＵＲ制御
装置２１およびベンダー制御装置２２に出力して分割小
ロール１０の位置を制御する。２３は中間ロールチョッ
クに内蔵されたベンダーであり、実際ベディング力が演
算装置にフィードバックするようになっている。

各分割小ロールのロール左下位置は、例えば第４図に模
式的に示すように、設定すべきワークロールの曲率に基
ついて、例えば中心にある分割小ロール１０３の偏芯（
圧下）位置をセットし、他の小ロールをそれぞれ独立し
て位置をずらす。すなわち小ロール１０１（ワークサイ
ド）の位置変化量をｄｌとし、小ロール１０２の位置変
化量をｄ２とし、順次ａ、、ｄ、として最も右側ロール
１０５（ドライブサイド）をｄ４とすると、例えば、ｄ
、＞ｄ、でｄ２＞ｄ、とすることによりその左右対称性
を調整することができる。このように各ロールにおける
ｄｉの大きさを各種条件に応じて設定すれば良いことに
なる。

尚、ロールのベツティング桟構はさらに上下ワークロー
ル間あるいは中間ロールと下ワークロール間に採用する
。またロールシフト桟構は上下ワークロールあるいは中
間ロールに設定する。

また、上記クラスター型圧延機は既設の圧延スタンドを
改良し、例えば第６図に示すように既設の大径ワークロ
ールを取外して、クラスターミル１を組込み、該ミルの
ロールチョック１９を既設のＢＵＲ２０で支える構造と
すれば、従来の熱延ラインを本発明熱延機ラインに容易
に変更することができる。

このように本発明はＢＵＲの分割小ロールの位置設定に
よってキャンバ−１蛇行制御を行うが、圧延開始前の初
期設定においては、ロール軸方向の左右対称性を考慮し
、適正な上下ワークロールギャップ分布になるようにＢ
ＵＲの各分割小ロールの圧下位置を計算して位置設定を
する。この場合ロールペンディング力は、通板材端部側
近辺のみに影響かあるので通常の圧延材では一定値とし
、特別な計算での設定は必ずしも必要としないが、板形
状がシビャーに要求される材料については、ロール材質
、ロールシフト量、材質、圧延状況等から初期設定量を
計算で求めておくことが必要である。

適正な初期設定がなされれば、ダイナミック制御は、検
出器からの測定結果のフィードバックあるいはフィード
フォワード制御を行えばよく、第２ｖ：Ｊに示すように
クラスター型圧延機の入側または出側に、キャンバ−１
蛇行検出器１９を設置してその検出器からの偏差信号（
目標値と計測値の偏差信号）あるいはその偏差信号とロ
ールベンダー力信号に基づいて分割バックアップロール
（ＢＵＲ）の圧下位置変化量あるいはその分割バックア
ップロール圧下位置変化量とロールベンダー力変化量を
演算して、その変化量分だけ操作端を調節する制御法と
することが望ましい。

尚、キャンバ−１蛇行検出器１９は既存のもので良く、
一般的には、ＴＶ左カメラるいは固体撮像素子であるＣ
　ＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃ
ｅ　）を用いる市販品で十分である。またフィードフォ
ード制御方法の場合、検出器から圧延機までの遅延時間
が大きい場合には位相整合を考慮すべきである。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は熱間圧延あるいは冷間圧延
時に発生するキャンバ−１蛇行を、クラスターミルのＢ
ＵＲの分割小ロールを位置制御し、またロールベンディ
ングの併用で、防止することができ、しかも高圧下圧延
を行いエツジドロップをも減少する効果を併有すること
ができて、極めて工業的にすぐれた価値を有する圧延法
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラスター型圧延機の代表例を示す正
面図、第２図は本発明のダイナミック制御方法を示すブ
ロック図の一例、第３図は本発明クラスター型圧延機の
バックアップロールの要部説明図、第４図は本発明クラ
スター型圧延機のロール配置を示す模式図、第５図は本
発明圧延機（イ）と従来の（ロ）におけるロールベンダ
ーをかけた場合のたわみ変化を示す説明図、第６図は本
発明圧延機の一例を示す図。 １、クラスターミル　　　２　小径ワークロール３．４
　中間ロール　５，６、サイド補強ロール７、中心補強
ロール　　　８．大径ワークロール９、補強ロール　　
　　　１０　　分割小ロール１１ニスリーブ　　　　　
　１２．ロールベアリング１３　　偏心ブツシュ　　　
　１４．ロール軸１５、支持腕　　　　　　　１６．可
動軸１７二回転軸　　　　　　　１８．ラックギヤ１９
：検出器　　　　　　　２０．演算装置２１：分割ＢＵ
Ｒ制御装置 ２２：ベンダー制御装置 ２３：中間ロールチョック ２４、ロールチョック　　　２５：ＢＵＲＣ口ン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ロールベンダーおよびロールシフト機構を有する
   圧延機において、ストリップを挟んで上下いずれか一方
   に、ワークロールを径小にしたクラスターミルを配置し
   、該クラスターミルのバックアップロールを構成する板
   幅方向に複数分割した小ロールに、それぞれ独立した圧
   下位置調整をして小径ワークロールのたわみ形状を制御
   することを特徴とするクラスター型圧延機における圧延
   材の蛇行防止方法。
2. （２）前記分割した小ロールにそれぞれ独立した圧下位
   置調整をすると共に、前記ロールベンダーの作動を供用
   して、小径ワークロールのたわみ形状を制御することを
   特徴とする請求項１記載のクラスター型圧延機における
   圧延材の蛇行防止方法。