JPH0510165B2 - - Google Patents

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JPH0510165B2
JPH0510165B2 JP57187261A JP18726182A JPH0510165B2 JP H0510165 B2 JPH0510165 B2 JP H0510165B2 JP 57187261 A JP57187261 A JP 57187261A JP 18726182 A JP18726182 A JP 18726182A JP H0510165 B2 JPH0510165 B2 JP H0510165B2
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JP
Japan
Prior art keywords
plate
thickness distribution
rolling
width direction
distribution
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57187261A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5976605A (en
Inventor
Shigeru Ogawa
Shuichi Hamauzu
Akira Tanaka
Toshio Kikuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPS5976605A publication Critical patent/JPS5976605A/en
Publication of JPH0510165B2 publication Critical patent/JPH0510165B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/38Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll bending

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延板の幅方向板厚分布のうち左右
対称成分すなわち板クラウンと、これと密接な関
係をもつ板形状を、あらかじめ与えられた目標値
通りに圧延するための圧延機の設定計算のうち幅
方向板厚分布制御装置の設定の方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention rolls the left-right symmetrical component of the thickness distribution in the width direction of a rolled plate, that is, the plate crown, and the plate shape that is closely related to this to a predetermined target value. This paper relates to a method for setting a widthwise plate thickness distribution control device among rolling mill setting calculations for the purpose of this invention.

複数回の圧延とは、文字どおり圧延材が複数回
の圧延を受けることを意味しており、リバース型
式の圧延機で複数回の圧延を行なう場合、複数の
圧延機で連続して圧延を行なう場合、およびこれ
らを組み合わせた場合を包含している。
"Multiple rolling" literally means that the rolled material is rolled multiple times, and when rolling is performed multiple times with a reverse type rolling mill, or when rolling is performed continuously with multiple rolling mills. , and a combination thereof.

本発明で言う幅方向板厚分布制御装置とは、圧
延荷重が一定という条件下でも幅方向の板厚分布
を制御できる装置であり、ロールベンデイング装
置,可変クラウンロール,作業ロールシフト,ロ
ールクロス,6段式圧延機の中間ロールシフト,
補強ロールにスリーブを配した形式の圧延機のス
リーブシフト機能等の、いわゆるクラウン・形状
制御端を意味している。
The width direction plate thickness distribution control device referred to in the present invention is a device that can control the width direction plate thickness distribution even under the condition that the rolling load is constant, and includes a roll bending device, a variable crown roll, a work roll shift, a roll cross , intermediate roll shift of 6-high rolling mill,
It refers to the so-called crown shape control end, such as the sleeve shift function of a rolling mill that has a sleeve on the reinforcing roll.

幅方向板厚分布制御装置としては、ロールベン
デイング装置が比較的以前から実用化されている
が、これまでは主として圧延中の自動形状制御の
制御端として使用されており、設定時は当初作業
標準によつて決められた一定値を使用し、その後
は自動制御の結果を見て補正するという方法がほ
とんどであつた。また数式モデルを用いてロール
ベンデイング力の設定値を求めようとする試みも
なされているようであるが、これらの数式モデル
は、圧延の結果得られる板クラウンあるいは板形
状と圧延条件の関係を、実際の圧延データあるい
は数値解析結果を統計処理してモデル化したもの
であり、圧延機側の変形特性と圧延材料側の変形
特性が十分分離されていないため、適用鋼種拡大
が困難、効果的な学習が困難および精度的に満足
の行くレベルにないという問題点があつた。
Roll bending equipment has been in practical use for a relatively long time as a width direction plate thickness distribution control device, but until now it has been mainly used as a control end for automatic shape control during rolling, and when setting it up, it is initially In most cases, a fixed value determined by a standard was used, and then corrections were made based on the results of automatic control. There also seem to have been attempts to determine the set value of the roll bending force using mathematical models, but these mathematical models do not seem to calculate the relationship between the plate crown or plate shape obtained as a result of rolling and the rolling conditions. , is a model created by statistical processing of actual rolling data or numerical analysis results, and the deformation characteristics of the rolling mill and the deformation characteristics of the rolled material are not sufficiently separated, making it difficult to expand the range of applicable steel types and making it less effective. There were problems in that learning was difficult and the accuracy was not at a satisfactory level.

本発明は以上のような従来法の問題点を解決す
ることを目的としてなされたものであり、その要
旨は、 圧延板の幅方向板厚分布を制御できる装置を有
する圧延機を用いて圧延原板から複数回の圧延に
よつて所定の板厚の圧延板を得る圧延工程におい
て、各圧延パスの出側板厚の目標値が決定された
後、圧延板と作業ロールの間の幅方向荷重分布が
一様である場合に実現される幅方向板厚分布と圧
延条件の関係を示すモデル式と、該モデル式に圧
延条件を代入して計算される該幅方向板厚分布と
圧延機入側の圧延板の幅方向板厚分布の一次結合
として構成される圧延機出側の圧延板の幅方向板
厚分布の計算式と、入側板厚分布と出側板厚分布
の相違から板形状を推定する計算式とを用いて、
各圧延パス出側の板形状が通板限界形状を越える
ことなしに、圧延原板の幅方向板厚分布から成品
の目標幅方向板厚分布および板形状を達成するこ
とのできる各圧延パス出側の幅方向板厚分布のう
ち、上記幅方向板厚分布制御装置の能力の範囲内
にあり、且つ後半パスになるほど該制御装置の端
伸び制御能力側をあらかじめ定めた限界内で最大
限に活用した後半パス端伸び極限スケジユールを
求め、さらに上記幅方向板厚分布制御装置の能力
の範囲内にあり、且つ後半パスになるほど該装置
の中伸び制御能力側をあらかじめ定めた限界内で
最大限に活用した後半パス中伸び極限スケジユー
ルを求め、後半パス端伸び極限スケジユールと後
半パス中伸び極限スケジユールの内分点として各
圧延パス出側の幅方向板厚分布の設定目標値を定
め、該設定目標値から、圧延板と作業ロールの間
の幅方向荷重分布が一様である場合に実現される
幅方向板厚分布と圧延機入側の圧延板の幅方向板
厚分布の一次結合として構成される圧延機出側の
圧延板の幅方向板厚分布の上記計算式を用いて、
圧延板と作業ロールの間の幅方向荷重分布が一様
である場合に実現される幅方向板厚分布の目標値
を逆算し、さらに圧延板と作業ロールの間の幅方
向荷重分布が一様である場合に実現される幅方向
板厚分布と圧延条件の関係を示す上記モデル式を
用いて、上記幅方向板厚分布制御装置の設定値を
逆算して決定することにある。
The present invention has been made with the aim of solving the problems of the conventional method as described above, and the gist thereof is to produce a rolled original plate using a rolling mill equipped with a device that can control the thickness distribution of the rolled plate in the width direction. In the rolling process in which a rolled plate with a predetermined thickness is obtained by rolling multiple times from A model formula showing the relationship between the width direction plate thickness distribution and rolling conditions that would be realized in the case of uniformity, and the width direction plate thickness distribution calculated by substituting the rolling conditions into the model formula and the relationship between the width direction plate thickness distribution and the rolling machine entry side. The plate shape is estimated from the calculation formula for the widthwise thickness distribution of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as a linear combination of the widthwise thickness distribution of the rolled plate, and the difference between the inlet side thickness distribution and the outlet side thickness distribution. Using the calculation formula,
Each rolling pass exit side that can achieve the target width direction thickness distribution and sheet shape of the finished product from the width direction thickness distribution of the rolled original sheet without the sheet shape at the exit side of each rolling pass exceeding the sheet passing limit shape. of the widthwise plate thickness distribution is within the capability of the widthwise plate thickness distribution control device, and in the latter half of the pass, the end elongation control ability side of the control device is maximized within a predetermined limit. The end elongation limit schedule for the end of the second half pass is determined, and the end elongation limit schedule is determined to be within the capability of the above-mentioned width direction plate thickness distribution control device, and as the second half pass progresses, the mid-elongation control capability of the device is maximized within a predetermined limit. The utilized maximum elongation schedule during the second half pass is determined, and the set target value of the thickness distribution in the width direction at the exit side of each rolling pass is determined as the internal division point between the maximum elongation schedule at the end of the second half pass and the maximum elongation schedule during the second half pass, and the set target value is determined. From the values, it is constructed as a linear combination of the thickness distribution in the width direction and the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the entrance side of the rolling mill, which would be realized when the widthwise load distribution between the rolled plate and the work rolls is uniform. Using the above formula for calculating the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the exit side of the rolling mill,
The target value of the thickness distribution in the width direction that would be achieved when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work rolls is uniform is calculated backwards, and the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work rolls is uniform. The purpose is to back-calculate and determine the set value of the width direction plate thickness distribution control device using the above model formula that indicates the relationship between the width direction plate thickness distribution and the rolling conditions realized in the case where .

以下に本発明を詳細に説明する。まず、本発明
の最大の特徴である板クラウンの予測式について
説明する。
The present invention will be explained in detail below. First, a prediction formula for plate crown, which is the most distinctive feature of the present invention, will be explained.

圧延板と作業ロールの間の幅方向の荷重分布が
一様である場合に実現される板厚分布は、圧延機
のデイメンジヨン,クラウン形状制御端の設定条
件,圧延荷重,圧延材の板幅等の圧延条件が与え
られれば、その他の圧延材料の変形特性とは無関
係に圧延機の変形特性のみによつて決まる。この
ような板厚分布から求まる板クラウンを以下では
メカニカル板クラウンと称することにする。メカ
ニカル板クラウンは上述のように圧延機の変形特
性のみによつて決まる基本量であるが、実際の圧
延では幅方向の荷重分布は入側板クラウンや圧延
材料の変形特性によつて種々に変化するため、出
側板クラウンはかならずしもメカニカル板クラウ
ンに一致しない。そこで以下では、実際の圧延で
生ずる出側板クラウンとメカニカル板クラウンの
関係について説明する。
The plate thickness distribution achieved when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work rolls is uniform is determined by the rolling mill dimension, the setting conditions of the crown shape control end, the rolling load, the plate width of the rolled material, etc. Given the rolling conditions, it is determined only by the deformation characteristics of the rolling mill, regardless of the deformation characteristics of other rolled materials. The plate crown determined from such a plate thickness distribution will be referred to as a mechanical plate crown below. As mentioned above, the mechanical plate crown is a basic amount that is determined only by the deformation characteristics of the rolling mill, but in actual rolling, the load distribution in the width direction changes variously depending on the entrance side plate crown and the deformation characteristics of the rolled material. Therefore, the exit side plate crown does not necessarily match the mechanical plate crown. Therefore, the relationship between the exit side plate crown and the mechanical plate crown that occurs during actual rolling will be explained below.

実際の圧延で得られる出側板クラウンには、入
側板クラウンがかなり大きな影響をもつと考えら
れるが、このような影響を定量的に表現するため
に、中島浩衛 他著「ホツトストリツプのクラウ
ン・形状制御法に関する研究(第5報)」(第30回
塑性加工連合講演会No.102−1979−)では、クラ
ウン遺伝係数なる概念を導入している。
It is thought that the entry side sheet crown has a fairly large influence on the exit side sheet crown obtained in actual rolling, but in order to quantitatively express such an influence, we have used Koe Nakajima et al. In "Research on Control Methods (5th Report)" (30th Plastic Working Union Lecture No. 102-1979-), the concept of crown genetic coefficient was introduced.

クラウン遺伝係数〓とは、他の圧延条件はすべ
て同一のままで入側板クラウンCHのみが〓CH
け変動したときに出側板クラウンChに与える影
響係数として定義している。すなわち、このとき
に生ずる出側板クラウンの変化量を〓Chとする
とき、 〓Ch=〓・〓CH ……(1) なる関係を有する。
The crown genetic coefficient 〓 is defined as the influence coefficient on the exit side plate crown Ch when only the entry side plate crown C H changes by 〓C H while all other rolling conditions remain the same. That is, when the amount of change in the exit side plate crown that occurs at this time is 〓Ch, the following relationship exists: 〓Ch=〓・〓CH ... (1).

このように出側板クラウンが入側板クラウンの
影響を受けるのは、入側板クラウンが変化するこ
とによつて幅方向の伸び率分布にわずかな差を生
じ、その結果ロールバイト内の張力の幅方向分布
に大きな差異を生じ、幅方向の圧延荷重分布が変
化してロール変形が変化するというメカニズムで
説明できる。このように考えると、幅方向の伸び
率分布は入側板クラウン比率と出側板クラウン比
率の差によつて決まつてくるから、入側板クラウ
ンの影響は(1)式の形よりも、 〓Ch/h=〓〜・〓CH/H すなわち、 〓Ch=〓〜・(1−r)・〓CH ……(2) という形で表わしたほうが妥当であることがわか
る。ここで、hは出側板厚、Hは入側板厚、rは
圧下率であり、〓〜は修正クラウン遺伝係数とよぶ
ことにする。
The reason why the exit side plate crown is influenced by the entry side plate crown is that the change in the entrance side plate crown causes a slight difference in the elongation rate distribution in the width direction, and as a result, the tension in the roll bite in the width direction This can be explained by the mechanism that a large difference occurs in the distribution, the rolling load distribution in the width direction changes, and the roll deformation changes. Considering this, the elongation distribution in the width direction is determined by the difference between the entrance side plate crown ratio and the exit side plate crown ratio, so the influence of the entrance side plate crown can be expressed as 〓Ch /h=〓~・〓C H /H In other words, it can be seen that it is more appropriate to express it in the form: 〓Ch=〓~・(1−r)・〓C H ……(2). Here, h is the exit side plate thickness, H is the entrance side plate thickness, r is the rolling reduction ratio, and 〓~ will be called the modified crown hereditary coefficient.

(2)式から、ある基準となる入側板クラウンC゜H
のときの出側板クラウンがC゜hであることがわか
つているとき、入側板クラウンCHに対応する出
側板クラウンChは次式で求められる。
From equation (2), we can see that the entrance plate crown C゜H is a certain standard.
When it is known that the exit plate crown is C゜h, the exit plate crown Ch corresponding to the entry plate crown C H can be calculated using the following formula.

Ch=C゜h++〓〜・(1−r)・(CH−C゜H)……(3
) いま板クラウンモデル式を(3)式から出発して考
えるわけであるが、C゜H,C゜hとしては幅方向の伸
び率分布が均一となる場合(材料温度が幅方向に
均一であるとき、幅方向の圧延荷重分布も均一と
なる)を選ぶのが最も合理的である。このとき入
側板クラウン比率と出側板クラウン比率は等しく
なるから、 C゜H〕C゜h・H/h=C゜h・1/(1−r)
……(4) なる関係が成立し、これを(3)式に代入することに
より次式が得られる。
Ch=C゜h++〓〜・(1−r)・(C H −C゜H )……(3
) Now we will consider the plate crown model equation starting from equation (3), but C゜H and C゜h are calculated when the elongation distribution in the width direction is uniform (the material temperature is uniform in the width direction). In some cases, it is most rational to select a method in which the rolling load distribution in the width direction is also uniform. At this time, the entrance side plate crown ratio and the exit side plate crown ratio are equal, so C゜H 〕C゜h・H/h=C゜h・1/(1−r)
...(4) The following relationship is established, and by substituting this into equation (3), the following equation is obtained.

Ch=(1−〓〜)C゜h+〓〜(1−r)CH ……(5) ところで(5)式のC゜hは幅方向の伸び率分布が均
一であるときの出側クラウンであるが、変形抵抗
の幅方向分布が均一であれば、このとき幅方向の
圧延荷重分布も均一となり、C゜hはメカニカル板
クラウン〓に一致することになる。したがつて板
クラウンモデルの基本式として次式を得る。
Ch=(1-〓~)C゜h+〓~(1-r)C H ...(5) By the way, C゜h in equation (5) is the exit crown when the elongation distribution in the width direction is uniform. However, if the distribution of deformation resistance in the width direction is uniform, then the rolling load distribution in the width direction will also be uniform, and C゜h will match the mechanical plate crown. Therefore, the following equation is obtained as the basic equation of the plate crown model.

Ch=(1−〓〜)・〓+〓〜・(1−r)・CH……(6
) なお、圧延材料の幅方向変形抵抗分布が無視でき
ない場合は、その影響項を〓に加えればよい。
Ch=(1−〓〜)・〓+〓〜・(1−r)・C H ……(6
) If the width direction deformation resistance distribution of the rolled material cannot be ignored, its influence term can be added to 〓.

次に視点を変えて出側板クラウンを入側板クラ
ウンを基準として考えることにする。幅方向温度
分布が均一である場合、〓が入側板クラウンと同
一のクラウン比率を持つた出側板クラウンCH
h/Hに等しいときはじめて実際に等クラウン比
率の圧延が実現することは〓の定義から考えて明
らかである。そして〓とCH・h/Hの間に差が
生じたとき、その差に比例して出側板クラウンが
変化するものと仮定し、その比例定数を〓とする
と、出側板クラウンは、 Ch=CH・h/H+〓(〓−CH・h/H) すなわち、 Ch=〓〓+(1−〓)(1−r)CH ……(7) で与えられる。ここで〓はロールカーブやロール
ベンデイング力等の変化によるメカニカル板クラ
ウンの変化が出側板クラウンにおよぼす影響係数
を示しており、板クラウン補正係数と呼ぶことに
する。
Next, we will change our perspective and consider the exit side plate crown with the entrance side plate crown as a reference. When the temperature distribution in the width direction is uniform, the exit side plate crown C H has the same crown ratio as the entrance side plate crown.
Considering the definition of 〓, it is clear that rolling with an equal crown ratio is actually achieved only when h/H is equal to h/H. Then, when there is a difference between 〓 and C H・h/H, it is assumed that the exit side plate crown changes in proportion to the difference, and if the proportionality constant is 〓, then the exit side plate crown is Ch = C H・h/H+〓(〓−C H・h/H) That is, Ch=〓〓〓+(1−〓)(1−r)C H ……(7). Here, 〓 indicates the influence coefficient that changes in the mechanical plate crown due to changes in the roll curve, roll bending force, etc. have on the exit side plate crown, and will be referred to as the plate crown correction coefficient.

〓と〓〜はその定義からするとまつたく別の概念
であるが、式(6)と(7)を比較すると 〓=1−〓〜 ……(8) なる関係が成立しなければならない。言いかえれ
ば式(6)と(7)は元来同じ内容を別々の表現で表わし
ているものであり、その究極の意味するところは
(8)式ということになる。
〓 and 〓~ are completely different concepts from their definitions, but when comparing equations (6) and (7), the following relationship must hold: 〓=1−〓~... (8). In other words, equations (6) and (7) originally express the same content in different expressions, and their ultimate meaning is
This becomes equation (8).

ところで(6)式あるいは(7)式の関係式は、圧延板
の板厚を求めるときのミル剛性曲線と塑性係数曲
線の考え方と類似の考え方によつても求めること
ができる。第1図に示すように、横軸に板クラウ
ンCをとり、縦軸に板端部と板中央部の荷重の差
〓Pをとつて考えると、圧延機側の変形は〓P=
0のときC=〓となり、C<〓となるには板端部
の荷重が板中央部よりも大きくならなければなら
ない。そこでCと〓Pの関係を直線近似し、その
勾配の絶対値をkとすると、圧延機側の変形は次
式で表わされる。
Incidentally, the relational expression (6) or (7) can also be determined using a concept similar to that of the mill stiffness curve and plasticity modulus curve when determining the thickness of a rolled plate. As shown in Figure 1, if the horizontal axis is the plate crown C and the vertical axis is the difference in load between the edge of the plate and the center of the plate, P, then the deformation on the rolling mill side is P=
When C=〓, and C<〓, the load at the edge of the plate must be larger than that at the center of the plate. Therefore, if the relationship between C and 〓P is approximated by a straight line, and the absolute value of the gradient is k, then the deformation on the rolling mill side is expressed by the following equation.

〓P=−k(C−〓) ……(9) 一方、材料側の変形はC=(1−r)CHのとき
幅方向変形抵抗分布が均一であると仮定すれば、 〓P=0であり、C>(1−r)CHとなるには〓
P>0とならなければならない。そこでCと〓P
の関係を直線近似し、その勾配をmとすると材料
側の変形は次式で表わされる。
〓P=-k(C-〓)...(9) On the other hand, if we assume that the deformation resistance distribution in the width direction is uniform when C=(1-r)C H , then 〓P= 0, and in order for C>(1-r)C H to be 〓
P>0 must be satisfied. So C and 〓P
If the relationship is approximated by a straight line, and its slope is defined as m, the deformation on the material side is expressed by the following equation.

〓P=m〔C−(1−r)CH〕 ……(10) (9),(10)式で表わされる直線の交点で圧延によつて
生ずる板クラウンChが求まり、 Ch=〓k/(m+k)+CH(1−r)m/(m
+k) ……(11) を得る。m/(m+k)=〓〜とおくと(11)式は(6)式
に一致する。
〓P=m[C-(1-r)C H ]...(10) The plate crown Ch produced by rolling is found at the intersection of the straight lines expressed by equations (9) and (10), and Ch=〓k /(m+k)+C H (1-r)m/(m
+k) ...(11) is obtained. If we set m/(m+k)=〓~, equation (11) matches equation (6).

(8)式が成立するということは学問的にも非常に
重要であり、本発明者らは実験によつてこれを確
認しているが、本発明にとつては圧延によつて生
ずる板クラウンChが Ch=〓・〓+〓〜(1−r)CH ……(12) のように〓とCHの一次結合として表現され、〓〜
および〓が圧延材料の変形特性に依存する量であ
り、〓は圧延機の変形特性によつて決まる量であ
るということが重要である。
It is academically very important that formula (8) holds true, and the present inventors have confirmed this through experiments. Ch is expressed as a linear combination of 〓 and C H like Ch=〓・〓+〓~(1-r)C H ...(12), and 〓~
It is important that and 〓 are quantities that depend on the deformation properties of the rolled material, and 〓 is a quantity that depends on the deformation properties of the rolling mill.

〓〜,〓については上述したように数値解析結果
より求めるという方法もあるが、最終的には圧延
実験によつて確認し、実機操業データによつて学
習して行くという方法が望ましい。現時点では、
ホツトストリツプ圧延について前出の中島らの文
献にクラウン遺伝係数〓の値を実験および理論に
よつて求めた結果が報告されており、これを 〓〜=〓/(1−r) ……(13) なる定義式で修正クラウン遺伝係数に換算し、さ
らに(8)式を適用することによつて板クラウン補正
係数〓も求まる。
There is a method of determining 〓~,〓 from the numerical analysis results as described above, but ultimately it is preferable to confirm it through rolling experiments and learn from actual machine operation data. At the moment,
Regarding hot strip rolling, the above-mentioned literature by Nakajima et al. reports the results of determining the value of the crown heritability coefficient 〓 by experiment and theory, and this is calculated as 〓〜=〓/(1−r)...(13) The plate crown correction coefficient 〓 can also be determined by converting it into a modified crown hereditary coefficient using the definition formula, and further applying formula (8).

したがつて以降(12)式の〓および〓〜の値について
は既知であるとして説明をすすめる。
Therefore, the following explanation will be given assuming that the values of 〓 and 〓~ in equation (12) are known.

(12)式によつて板クラウンとメカニカル板クラウ
ンの関係を明らかにすることができたので、次に
メカニカル板クラウンの値を求めるためのモデル
式について説明する。
Now that we have clarified the relationship between the plate crown and the mechanical plate crown using equation (12), we will next explain the model equation for determining the value of the mechanical plate crown.

ここでモデル式とはプロセスコンピユータに組
込可能な比較的簡単な反復計算を要しない式を意
味する。
Here, the model formula means a relatively simple formula that can be incorporated into a process computer and does not require repeated calculations.

メカニカル板クラウンは、基本的には作業ロー
ルのクラウン,たわみ,および圧延材料との接触
による偏平変形によつて決まる量である。
Mechanical plate crown is a quantity determined basically by the crown of the work roll, deflection, and flattening deformation due to contact with the rolled material.

ロールクラウンは圧延作業を続けて行くうちに
摩耗および熱膨脹によつて次第に変化していくこ
とが知られているが、これらについては数式モデ
ルによる推定あるいは直接測定等によつて既知で
あると考える。
It is known that roll crowns gradually change due to wear and thermal expansion as rolling operations continue, but these are considered to be known by estimation using mathematical models or direct measurements.

圧延材料との接触によるロール偏平変形につい
ては、厳密には数値計算を用いなければならない
が、後述するように本発明者らはメカニカル板ク
ラウンの定義、すなわち幅方向荷重分布が一様で
あるということを利用して簡単な近似式を開発し
た。しかしながらロール偏平変形が幅方向板厚分
布におよぼす影響は板端部に集中していることが
多いため、板クラウン定義点を板端より若干中に
入つたところにとれば作業ロール偏平の影響は考
慮する必要がなくなる。
Strictly speaking, numerical calculations must be used to determine roll flattening deformation due to contact with the rolled material, but as will be explained later, the inventors used the definition of a mechanical plate crown, that is, that the load distribution in the width direction is uniform. We developed a simple approximation formula using this fact. However, the influence of roll flattening on the thickness distribution in the width direction is often concentrated at the edge of the plate, so if the plate crown definition point is set slightly inside the edge of the plate, the effect of flattening of the work roll can be reduced. There is no need to consider it.

作業ロールのたわみは、2段圧延機の場合はロ
ールを両端支持梁とみなすことができて材料力学
によつ簡単に求めることができるのが、補強ロー
ルを有する多段圧延機では、作業ロールと補強ロ
ールの間に作用する線荷重分布が作業ロールのた
わみに依存するため、不静定問題となつてしま
い、最初線荷分布を板定して作業ロールたわみを
計算し、さらに今計算した作業ロールたわみを用
いて線荷重分布を計算し、これが前回作業ロール
たわみを計算したときに用いた線荷重分布に実質
的に一致するまで再計算を行なうという反復法を
用いるか、あるいはロールたわみを離散化した本
格的な数値計算に頼らざるを得なくなる。
In the case of a two-high rolling mill, the deflection of the work roll can be easily determined using material mechanics by considering the roll as a support beam at both ends, but in the case of a multi-high rolling mill with reinforcing rolls, the deflection of the work roll is Since the linear load distribution acting between the reinforcing rolls depends on the deflection of the work roll, it becomes an indeterminate problem. First, the line load distribution is determined, the work roll deflection is calculated, and then the work roll calculated just now is calculated. You can use an iterative method of calculating the line load distribution using the roll deflections and recalculating it until it substantially matches the line load distribution used when calculating the work roll deflections last time, or you can calculate the roll deflections discretely. We will have no choice but to rely on advanced numerical calculations.

これらの方法では瞬時に答を要求されるプロセ
スコンピユータ用のモデル式にはなり得ないので
本発明者らはこの問題を次のように解決した。
Since these methods cannot provide a model equation for a process computer that requires an instantaneous answer, the inventors solved this problem as follows.

作業ロールのたわみに大きな影響をもつ要因の
一つにロールクラウンがある。
One of the factors that has a large effect on the deflection of work rolls is the roll crown.

第2a図および第2b図にはワークロール3に
凹カーブがついている場合の原理図を示すが、ロ
ールカーブが付与されている場合、無負荷時の作
業ロール〜補強ロール間ギヤツプには第2a図に
示すようにロールカーブに従つた幅方向分布が存
有している。この状態で圧延を行なつた場合で
も、ほとんどの場合第2b図に示すように作業ロ
ールと補強ロールは完全に接触してしまう。した
がつて無負荷時に存在していたロールギヤツプの
幅方向分布は、作業ロール〜補強ロール間の接触
面に作用する荷重の幅方向分布を通じて作業ロー
ルのたわみに影響をおよぼす。
Fig. 2a and Fig. 2b show the principle diagram when the work roll 3 has a concave curve, but when a roll curve is provided, the gap between the work roll and the reinforcing roll at no load is As shown in the figure, there is a widthwise distribution that follows the roll curve. Even if rolling is carried out in this state, in most cases the work roll and reinforcing roll will come into complete contact as shown in FIG. 2b. Therefore, the widthwise distribution of the roll gap that exists when there is no load affects the deflection of the work roll through the widthwise distribution of the load acting on the contact surface between the work roll and the reinforcing roll.

したがつて作業ロールに、板クラウン定義点に
換算してCRなるクラウン(半径分で凸クラウン
側を正)が付与されている場合、これがメカニカ
ル板クラウンにおよぼす影響は、無負荷時のロー
ルギヤツプの寄与−2CRだけでなく、CRによる作
業ロールたわみの増分−2〓CRが加算されて、−
2(1+〓)CRとなる。
Therefore, if a work roll is given a crown that is C R in terms of the plate crown definition point (the radius is positive on the convex crown side), the effect this has on the mechanical plate crown is the roll gap under no load. In addition to the contribution of −2C R , the increment of work roll deflection due to C R −2〓C R is added, and −2C R is added.
2(1+〓)C R.

ここで〓の値は、第3a図および第3b図に示
したように、作業ロールの曲げ剛性が無限大のと
き〓=0であり、曲げ剛性が0の場合は〓=1と
なり、一般に作業ロールの曲げ剛性に応じて 0<〓<1の値をとる。
Here, the value of 〓 is 〓 = 0 when the bending rigidity of the work roll is infinite, as shown in Figures 3a and 3b, and 〓 = 1 when the bending rigidity is 0. It takes a value of 0<〓<1 depending on the bending rigidity of the roll.

以上の考察からわかるように、〓なるパラメー
タは、作業ロール〜補強ロール間の幅方向荷重分
布が作業ロールたわみにおよぼす影響を、無負荷
時すなわち幅方向荷重分布のないときに存在する
作業ロール〜補強ロール間ギヤツプの幅方向分布
から求めることのできるパラメータであり、先に
述べた作業ロールたわみを計算する際の困難をも
以下のように一挙に解決できる重要な概念であ
る。
As can be seen from the above considerations, the parameter 〓 is used to evaluate the influence of the width direction load distribution between the work roll and the reinforcing roll on the work roll deflection. This is a parameter that can be determined from the widthwise distribution of the gap between reinforcing rolls, and is an important concept that can solve the difficulties in calculating the work roll deflection mentioned above all at once, as described below.

作業ロールのたわみを求める際には、補強ロー
ルとの間に作用する荷重分布が必要であるが、こ
れをまず幅方向に均一であると仮定して計算す
る。このような仮定を設ければ、作業ロールのた
わみは材料力学によつて容易に計算することがで
きる。一方、同様の仮定に基いて補強ロールのた
わみも計算できるが、第4図に示すように、これ
らのたわみ曲線は一般には一致せず、幅方向にギ
ヤツプができてしまう。
When determining the deflection of the work roll, the load distribution acting between the work roll and the reinforcing roll is required, and this is first calculated assuming that it is uniform in the width direction. If such an assumption is made, the deflection of the work roll can be easily calculated using material mechanics. On the other hand, the deflection of the reinforcing roll can also be calculated based on the same assumption, but as shown in FIG. 4, these deflection curves generally do not match, resulting in a gap in the width direction.

この状況は第2a図と同じであり、この幅方向
ギヤツプ分布によつて作業ロールに生ずるたわみ
は〓で求めることができる。
This situation is the same as that shown in FIG. 2a, and the deflection caused in the work roll due to this widthwise gap distribution can be determined by ≦.

すなわち上記仮定に基いて計算した作業ロール
たわみおよび補強ロールたわみのミルセンターと
板クラウン定義点の差(中凸形板クラウンになる
方向を正符号とする))をそれぞれCBw,CBBとす
ると、これらがメカニカル板クラウンにおよぼす
効果は、2〔CBw−〓(CBw−CBB)〕で表現でき
る。
In other words, the difference between the mill center and the plate crown definition point of the work roll deflection and reinforcing roll deflection calculated based on the above assumptions (the direction of the medium convex plate crown is taken as a positive sign) is C B w, C BB , respectively. Then, the effect these have on the mechanical plate crown can be expressed as 2 [C B w - (C B w - C BB )].

〓の前が負符号となつているのは CBw−CBB>0のとき第4図からわかるように
CBwを曲げ戻す方向に〓の効果が作用するため
である。
As can be seen from Figure 4, the sign in front of 〓 is a negative sign when C B w−C BB > 0.
This is because the effect of 〓 acts in the direction of bending C B w back.

以上のように〓なるパラメータを導入すること
によつて、従来操返し計算によるしか方法のなか
つた作業ロールたわみの計算を簡易モデル化する
ことができた。
By introducing the parameter 〓 as described above, it was possible to create a simple model for calculating work roll deflection, which conventionally could only be done by repetitive calculation.

すなわち圧延材料との接触による作業ロール偏
平変形がメカニカル板クラウンにおよぼす影響を
Cfとすると、補強ロールのクラウンCRB(半径分を
板クラウン定義点に換算したもの)も考慮に入れ
てメカニカル板クラウン〓は次式で計算できる。
In other words, the effect of the work roll flattening deformation due to contact with the rolled material on the mechanical plate crown is
If Cf is assumed, then the mechanical plate crown can be calculated using the following formula, taking into account the reinforcing roll's crown C RB (radius converted to plate crown definition point).

〓=2〔CBw−〓(CBw−CBB)〕 −2(1+〓)CR−2〓CRB+2Cf ……(14) なお、(14)式の各項を2倍しているのは、上下ロ
ール分を考慮したためであり、上下対称という前
提条件に基いている。
〓=2〓(C B w−〓(C B w−C BB )〕 −2(1+〓)C R −2〓C RB +2Cf ……(14) In addition, each term in equation (14) is doubled. This is because the upper and lower rolls are taken into consideration, and is based on the precondition that the upper and lower sides are symmetrical.

上下非対称の場合は、上下ロール分をそれぞれ
計算して加えあわせればよい。
In the case of vertical asymmetry, the upper and lower rolls can be calculated and added together.

メカニカル板クラウンは圧延機の弾性変形のみ
で決まる量であるので、(14)式のようにそれぞれの
要因による影響を重ね合せることができるのであ
る。
Since the mechanical plate crown is determined only by the elastic deformation of the rolling mill, the effects of each factor can be superimposed as shown in equation (14).

なお、前述したように、板クラウン定義点のと
り方によつては、(14)式中のCfの項を省略するこ
とが可能である。
Note that, as described above, depending on how the plate crown defining points are taken, it is possible to omit the term Cf in equation (14).

また通常の鋼板圧延機では補強ロール径は作業
ロール径よりはるかに大きいので、CBBの影響は
小さく、これを省略略してもさしつかえない場合
が多い。
Furthermore, in a normal steel plate rolling mill, the diameter of the reinforcing roll is much larger than the diameter of the work roll, so the influence of CBB is small, and it can often be omitted.

(14)式中の〓は非常に重要な概念であり、以下では
非線形荷重分布補正係数と呼ぶことにする。
〓 in equation (14) is a very important concept, and will be referred to as a nonlinear load distribution correction coefficient below.

次に、非線形荷重分布補正係数〓を具体的に求
める方法について説明する。
Next, a method for specifically obtaining the nonlinear load distribution correction coefficient 〓 will be explained.

圧延時は特殊な場合を除いて上下作業ロールは
胴部で接触することがないため、上下ロール系を
別個に考えることができる。第2a図に示すよう
に初期状態で補強ロール〜作業ロール間に存在す
るギヤツプのロール軸方向分布を次式のように2
次式で近似する。
During rolling, the upper and lower work rolls do not come into contact at the body except in special cases, so the upper and lower roll systems can be considered separately. As shown in Fig. 2a, the roll axial distribution of the gap existing between the reinforcing roll and the work roll in the initial state is calculated as follows:
Approximate with the following formula.

〓=fg・x2 …… (15‐1) ただし、xはミルセンターを原点としWS(作
業側)を正方向にとつたロール軸方向の座標であ
る。
= fg・x 2 ... (15-1) However, x is the coordinate in the roll axis direction with the mill center as the origin and WS (work side) in the positive direction.

本発明者らの関心事は、第2a図の初期状態か
ら第2b図の実圧延状態に移行するときの初期ロ
ールギヤツプに対するロールたわみ変化の割合だ
けであるから、これらの幅方向分布はある程度理
想化したもので考えてよい。そこでロール間ギヤ
ツプ分布だけではなく、これに起因するロールた
わみ変化の分布も2次曲線分布と仮定する。すな
わち〓に起因する補強ロールたわみおよび作業ロ
ールたわみをそれぞれyB,yWとするとき、 yB=fB・x2 …… (15‐2) yW=fW・x2 …… (15‐3) と仮定する。ただしyB,yWは圧延材から遠ざか
る方向を正としている。
Since the present inventors are concerned only with the ratio of change in roll deflection relative to the initial roll gap when transitioning from the initial state shown in Figure 2a to the actual rolling state shown in Figure 2b, these widthwise distributions are idealized to some extent. You can think of it in terms of what you did. Therefore, it is assumed that not only the inter-roll gap distribution but also the distribution of roll deflection changes due to this gap distribution is a quadratic curve distribution. In other words , when the reinforcement roll deflection and work roll deflection due to -3). However, y B and y W are positive in the direction away from the rolled material.

式(15−1)〜(15−3)より〓によつて発生
する線荷重分布PBwは次式のように表わされる。
From equations (15-1) to (15-3), the linear load distribution P B w generated by ≦ is expressed as the following equation.

PBw=KBw(fg+fB−fw)(lBw2/12−x2
…… (15‐4) ただし、lBwは補強ロール〜作業ロール間の接
触領域の長さであり通常はロール胴長に等しい。
P B w=K B w (fg+f B −fw) (l B w 2 /12−x 2 )
(15-4) However, l B w is the length of the contact area between the reinforcing roll and the work roll, and is usually equal to the roll body length.

式(15−4)は荷重分布の非線形成分を抽出す
るため、これだけで力の平衡条件を満足するよう
にしている。またKBwは補強ロール〜作業ロー
ルの接触偏平の単位胴長あたりのばね定数であ
り、2円柱の軸心接近量に関する式を線荷重に関
して微分したものの逆数として求められる。例え
ば中島ら{中島浩衛・松本紘美:昭48春塑加講
論,(1973),25}の解によると軸心接近量〓BW I
は 〓BW I=C・PBw〔ln{2(DB+Dw)/(C・PB
w)}−1〕 …… (15‐5) C=2(1−〓2)/(〓・E) …… (15‐6) と与えられるからばね定数KBwは次式で与えら
れる。
Equation (15-4) extracts the nonlinear component of the load distribution, so it alone satisfies the force equilibrium condition. Further, K B w is a spring constant per unit body length of the contact flatness between the reinforcing roll and the work roll, and is determined as the reciprocal of the equation regarding the amount of approach between the axes of the two cylinders, differentiated with respect to the line load. For example, according to the solution of Nakajima et al. {Koei Nakajima, Hiromi Matsumoto: 1973 Spring Lectures on Molding, (1973), 25}, the amount of axial center approach = BW I
is 〓BW I=C・P B w[ln{2(D B +Dw)/(C・P B
w)}-1] ... (15-5) C=2(1-〓 2 )/(〓・E) ... (15-6) Therefore, the spring constant K B w is given by the following formula .

1/KBw=C〔ln{2(DB+Dw)/(C・PB
w)}−2〕 …… (15‐7) ただし、Dはロール直径,Eはヤング率,〓は
ボアツソン比で添字B,Wはそれぞぞれ補強ロー
ル,作業ロールを意味する。なお本明細書では表
記を簡単にするため圧延機のすべてのロールの弾
性定数は共通とし、軸心接近量すなわちロール偏
平量は式(15−5),(15−6)で計算するものと
する。弾性定数の大きく異なるロールを組み合わ
せた圧延機の解析を行なう場合には、式(15−
5)の代わりにLooの式{Loo,T,T.:J.of
Applied Mechanics,25−1(1958),122}を用
いればよい。
1/K B w=C[ln{2(D B +Dw)/(C・P B
w)}-2] ... (15-7) where D is the roll diameter, E is Young's modulus, 〓 is Boatzson's ratio, and the subscripts B and W mean the reinforcing roll and the work roll, respectively. In this specification, in order to simplify the notation, the elastic constants of all the rolls of the rolling mill are common, and the amount of axial center approach, that is, the amount of roll flattening, is calculated using equations (15-5) and (15-6). do. When analyzing a rolling mill that combines rolls with significantly different elastic constants, the formula (15−
5) Instead of Loo's formula {Loo, T, T.: J.of
Applied Mechanics, 25-1 (1958), 122} may be used.

式(15−7)よりKBwは厳密にはPBwの関数
であることがわかるが、KBwのPBwによる変化
は一般に非常に小さいのでここではPBwの胴長
方向平均値を用いてKBwを計算し、式(15−4)
の中では定数として扱うことにする。
From Equation (15-7), it can be seen that K B w is strictly a function of P B w, but since the change in K B w due to P B w is generally very small, here, P B w is expressed in the torso length direction. Calculate K B w using the average value and use formula (15-4)
We will treat it as a constant in .

式(15−4)の荷重分布によつて生ずるロール
たわみをx=0においてy=0,dy/dx=0な
る境界条件のもとに材料力学における梁の理論を
用いて計算すると次式を得る。
When the roll deflection caused by the load distribution in equation (15-4) is calculated using the beam theory in mechanics of materials under the boundary conditions of x=0, y=0, dy/dx=0, the following equation is obtained. obtain.

yB=KBw/12(fg+fB−fw)〔−1/EIB{x6/30−
(lBw/2)2x4/6+(lBw/2)4x2/2}+4/3G
SB{x4−2(lBw/2)2x2}〕
…… (15‐8) yw=KBw/12(fg+fB−fw)〔1/EIw{x6/30−(l
Bw/2)2x4/6+(lBw/2)4x2/2}−4/3GSw
{x4−2(lBw/2)2x2}〕
…… (15‐9) ただし、Iはロールの断面2次モーメント,S
はロール断面積,Gはメールの横弾性率である。
y B = K B w/12 (fg+f B −fw) [−1/EI B {x 6 /30−
(l B w/2) 2 x 4 /6+(l B w/2) 4 x 2 /2}+4/3G
S B {x 4 −2(l B w/2) 2 x 2 }]
... (15‐8) yw=K B w/12(fg+f B −fw) [1/EIw{x 6 /30−(l
B w/2) 2 x 4 /6+(l B w/2) 4 x 2 /2}-4/3GS w
{x 4 −2(l B w/2) 2 x 2 }]
... (15-9) where I is the second moment of area of the roll, S
is the cross-sectional area of the roll, and G is the transverse elastic modulus of the mail.

式(15−8),(15−9)の右辺にはxの4次お
よび6次の項が存在する一方、式(15−2),(15
−3)のようにyB,yWは2次式で近似していた。
したがつて、厳密にはfB,fWは板幅の関数としな
ければならないが、ここでは平均的なたわみが一
致するという意味で、式(15−2),(15−3)お
よび(15−8),(15−9)の右辺をロール間接触
領域全体にわたつて積分したものを等置してfB
fWを求めるという手法を採用した。その結果、補
強ロールの補強ロール〜作業ロール間ギヤツプに
関する非線形荷重分布補正係数〓Bは次式で与え
られる。
On the right side of equations (15-8) and (15-9), there are 4th and 6th order terms of x, while equations (15-2) and (15
-3), y B and y W were approximated by quadratic equations.
Therefore, strictly speaking, f B and f W must be functions of the plate width, but here, in the sense that the average deflections are the same, equations (15-2), (15-3) and ( 15-8) and (15-9) are integrated over the entire contact area between the rolls and equated to give f B ,
We adopted the method of finding f W. As a result, the nonlinear load distribution correction coefficient 〓 B regarding the gap between the reinforcement roll and the work roll of the reinforcement roll is given by the following equation.

B=−fB/fg=ABw/(1+ABw+AwB
…… (15‐10) また、作業ロールたわみを求めるために必要と
なる作業ロールの補強ロール〜作業ロール間ギヤ
ツプに関する非線形荷重分布補正係数〓は次式で
与えられる。
B = −f B /fg=A B w/(1+A B w+Aw B )
...... (15-10) In addition, the nonlinear load distribution correction coefficient 〓 regarding the gap between the reinforcing roll of the work roll and the work roll, which is necessary to find the work roll deflection, is given by the following formula.

〓=fw/fg=AwB/(1+ABw+AwB
……(15) ここで、ABw,AwBは次式で与えられる。
〓=fw/fg=Aw B /(1+A B w+Aw B )
...(15) Here, A B w, Aw B are given by the following formula.

ABw=KBw/〓(lBw/DB2{29/210 1/E(lB
/DB2+7/45 1/G}……(16) AwB=KBw/〓(lBw/Dw)2{29/210 1/E(lBw/
Dw)2+7/45 1/G}……(17) 最後に、圧延材料との接触による作業ロール偏
平変形がメカニカル板クラウンにおよぼす影響
Cfを求める方法について説明する。
A B w=K B w/〓(l B w/D B ) 2 {29/210 1/E(l B w
/D B ) 2 +7/45 1/G}...(16) Aw B =K B w/〓(l B w/Dw) 2 {29/210 1/E(l B w/
Dw) 2 +7/45 1/G}...(17) Finally, the effect of flattening of the work roll due to contact with the rolled material on the mechanical plate crown.
We will explain how to obtain Cf.

半無限体の表面に集中荷重Pが作用するときの
荷重の作用点から距離r隔てた点における変位は
次式で与えられる(例えば、Timoshenko,S.P.
&Goodier,J.N.:Theory of Elasticity,
(1970),402,Mc Graw−Hill参照)。
When a concentrated load P acts on the surface of a semi-infinite body, the displacement at a point separated by a distance r from the point of application of the load is given by the following equation (for example, Timoshenko, SP
& Goodier, J.N.: Theory of Elasticity,
(1970), 402, see Mc Graw-Hill).

w=P(1−ν2)/(πEr) ……(18) したがつて任意の分布荷重q(〓,〓)による
(x,y)点の変位は重ね合わせの原理より次式
で与えられる。
w=P(1−ν 2 )/(πEr) ……(18) Therefore, the displacement of point (x, y) due to any distributed load q(〓,〓) is given by the following equation based on the principle of superposition. It will be done.

いまyを圧延方向,xをロール軸方向とすると
き、q(x,y)のx軸方向の分布はメカニカル
板クラウンの定義により一様であるが、y軸方向
は一般にはフリクシヨンヒルを有する5角形分布
に近い形となるが、ここでは簡単のため矩形分布
と仮定して(19)式の積分を実行する。その結果、ロ
ールバイト出口における板中心の作業ロール偏平
量Wcおよびロールバイト出口における板端より
〓の位置の作業ロール偏平量W〓はそれぞれ次式
で与えられる。
Now, when y is the rolling direction and x is the roll axis direction, the distribution of q(x, y) in the x-axis direction is uniform due to the definition of mechanical plate crown, but the y-axis direction generally has a friction hill. Although the shape is close to a rectangular distribution, here, for simplicity, we assume a rectangular distribution and perform the integration of equation (19). As a result, the flattening amount Wc of the work roll at the center of the plate at the exit of the roll bite and the flattening amount W of the work roll at a position further from the edge of the plate at the exit of the roll bite are given by the following equations.

Wc=1−ν2/〓E P/b{b/Lln√b2+4L2+2L/
b+2ln√b2+4L2+b/2L}…… (19‐1) W〓=1−ν2/〓E P/b〔{〓/Lln√〓2+L2
L/〓+ln√〓2+L2+〓/L}+{b−〓/Lln√(
b−〓)2L2+L/b−〓+ln
√(b−〓)2+L2+b−〓/L}〕…… 19‐2) 作業ロール偏平変形がメカニカル板クラウンに
およぼす影響CfはCf=Wc−W〓で計算できるか
ら次式で与えられる。
Wc=1−ν 2 /〓E P/b{b/Lln√b 2 +4L 2 +2L/
b+2ln√b 2 +4L 2 +b/2L}... (19-1) W〓=1−ν 2 /〓E P/b〓〓〓〓〓 2 +L 2 +
L/〓+ln√〓 2 +L 2 +〓/L}+{b-〓/Lln√(
b-〓) 2 L 2 +L/b-〓+ln
√(b−〓) 2 +L 2 +b−〓/L}〕……19-2) The influence Cf of work roll flattening on the mechanical plate crown can be calculated as Cf=Wc−W〓, so it is given by the following formula. .

Cf=1−〓2/〓E P/b〔{b/Lln√b2+4L2+2
L/b+2ln√b2+4L2+b/2L} −{〓/Lln√〓2+L2+L/〓+ln√〓2+L2+〓
/L}−{b−〓/Lln√(b−〓)2+L2+L/b−
〓+ln
√(b−〓)2+L2+b−〓/L}〕 ……(20) ただし、P:圧延荷重 b:板幅、 L:投影接触弧長 〓:板クラウン定義点の板端からの距離 〓:ポアツソン比 である。
Cf=1−〓 2 /〓E P/b [{b/Lln√b 2 +4L 2 +2
L/b+2ln√b 2 +4L 2 +b/2L} −{〓/Lln√〓 2 +L 2 +L/〓+ln√〓 2 +L 2 +〓
/L}−{b−〓/Lln√(b−〓) 2 +L 2 +L/b−
〓+ln
√(b-〓) 2 +L 2 +b-〓/L}] ...(20) However, P: Rolling load b: Plate width L: Projected contact arc length 〓: Distance from the plate edge of the plate crown definition point 〓: Poisson's ratio.

(20)式は、藤沢ら(藤沢、小松:塑性と加工、
Vo1.4,No.27(1963)p.195)の導いた式と本質的
に同じであり、戸沢ら(戸沢,上田:塑性と加
工、Vo1.11,No.108(1970)p.29)の行なつている
数値解析を簡略化してモデル化したものと言え
る。しかしながら、(18)式を出発点とするこの算出
法には、板幅が無限大になつたときに(19)式で求ま
る変位が無限大になるという性質があり、無限長
円柱の接触問題の2次元解と明らかな矛循を内包
している。
Equation (20) is expressed by Fujisawa et al. (Fujisawa, Komatsu: Plasticity and Processing,
It is essentially the same as the formula derived by Tozawa et al. (Tozawa, Ueda: Plasticity and Processing, Vo1.11, No.108 (1970) p.29). ) can be said to be a simplified model of the numerical analysis performed. However, this calculation method that uses equation (18) as a starting point has the property that when the plate width becomes infinite, the displacement determined by equation (19) becomes infinite, so it is difficult to solve the problem of contact between infinitely long cylinders. It contains an obvious contradiction with the two-dimensional solution of .

この矛循をなくす目的で中島ら(中島,松本:
第24回塑加連講論(1973)p.29)は、板幅が無限
大に近づくにつれて2次元解に近づくように式の
補正を行なつている。
In order to eliminate this contradiction, Nakajima et al. (Nakajima, Matsumoto:
The 24th Plastics Lecture Series (1973) p. 29) corrects the formula so that it approaches a two-dimensional solution as the plate width approaches infinity.

中島らの方法では、(19)式を次式のように補正
し、数値積分を行なつて解を求めている。
In the method of Nakajima et al., equation (19) is corrected as shown in the following equation, and the solution is obtained by performing numerical integration.

ただし、d=Dw/e (e=2.718282……) ここでは(21)式を基本にCfのモデル式を導い
た。(19)式から(20)式を得たのと同じ仮定を設けて(2
1)式の積分を実行しWc,W〓を計算し、Cf=Wc
−W〓を用いるとCfは次式で与えられる。
However, d=Dw/e (e=2.718282...) Here, a model equation for Cf was derived based on equation (21). By making the same assumption as that used to obtain equation (20) from equation (19), (2
1) Execute the integration of the formula and calculate Wc, W〓, Cf=Wc
−W〓 is used, Cf is given by the following formula.

(22)式はやや複雑であるが、一般にL/b≪
1,L/(b−〓)≪1であることを利用して、
さらに簡略化することは可能である。
Equation (22) is somewhat complicated, but in general L/b≪
Using the fact that 1, L/(b-〓)≪1,
Further simplifications are possible.

以上で(14)式において学問的に未解決であつた〓
およびCfの値を求めることができ、4Hiミルのメ
カニカル板クラウンモデル式が得られたことにな
る。ロールベンデイング装置をダブルチヨツク方
式とした圧延機あるいは可変クラウンロール方式
の圧延機、さらにはロールクロス方式の圧延機
等、基本的に4段式の圧延機については、以上述
べてきた考え方によつて〓式を容易に拡張し適用
することができる。作業ロールシフト,補強ロー
ルシフトあるいはスリーブシフト方式の圧延機に
ついても基本的には4段圧延機であるので(14)式を
適用することができるが、CBwを求めるときの
バツクアツプロール〜ワークロール間の胴長方向
の荷重分布は一般に第5図に示すように勾配を持
つた直線荷重分布となり、計算はやや繁雑とな
る。しかしながら、材料力学の範囲でCBwは予
め求めることができるのでここではこの計算は省
略する。
The above equation (14) is academically unresolved.
The values of and Cf can be determined, and the mechanical plate crown model formula for the 4Hi mill has been obtained. Basically, four-high rolling mills, such as rolling mills with a double chock type roll bending device, rolling mills with a variable crown roll type, and furthermore, rolling mills with a roll cross type, are based on the above-mentioned concept. The formula can be easily extended and applied. Since the working roll shift, reinforcing roll shift, or sleeve shift type rolling mill is basically a four-high rolling mill, formula (14) can be applied, but when calculating C B w, the back up roll ~ The load distribution in the body length direction between the work rolls is generally a linear load distribution with a slope as shown in FIG. 5, which makes calculations somewhat complicated. However, since C B w can be determined in advance within the scope of material mechanics, this calculation will be omitted here.

次にロールの軸方向シフト機能を有する6段圧
延機の場合について、以上の計算手法を拡張した
結果得られるメカニカル板クラウンモデル式を示
しておく。
Next, a mechanical plate crown model formula obtained as a result of expanding the above calculation method will be shown for the case of a six-high rolling mill having a function of shifting the rolls in the axial direction.

まず、非線形荷重分布補正係数については、4
段圧延機のときに2本ロールで考えたものを3本
ロールにそのまま拡張して計算することにより以
下のような結果が得られる。
First, regarding the nonlinear load distribution correction coefficient, 4
The following results can be obtained by extending the calculations made for two rolls for a high-pressure rolling mill to include three rolls.

補強ロールの補強ロール〜中間ロール間ギヤツ
プに関する非線形荷重分布補正係数〓BI
Nonlinear load distribution correction coefficient for the gap between the reinforcement roll and the intermediate roll of the reinforcement roll〓 BI

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 圧延板の幅方向板厚分布を制御できる装置を
有する圧延機を用いて圧延原板から複数回の圧延
によつて所定の板厚の圧延板を得る、圧延機にお
ける形状・クラウン制御設定方法において、各圧
延パスの出側板厚の目標値が決定された後、圧延
板と作業ロールの間の幅方向荷重分布が一様であ
る場合に実現される幅方向板厚分布と圧延条件の
関係を示すモデル式と、該モデル式に圧延条件を
代入して計算される該幅方向板厚分布と圧延機入
側の圧延板の幅方向板厚分布の一次結合として構
成される圧延機出側の圧延板の幅方向板厚分布の
計算式と、入側板厚分布と出側板厚分布の相違か
ら板形状を推定する計算式とを用いて、各圧延パ
ス出側の板形状が通板限界形状を越えることなし
に、圧延原板の幅方向板厚分布から成品の目標幅
方向板厚分布および板形状を達成することのでき
る各圧延パス出側の幅方向板厚分布のうち、上記
幅方向板厚分布制御装置の能力の範囲内にあり、
且つ後半パスになるほど該制御装置の端伸び制御
能力側をあらかじめ定めた限界内で最大限に活用
した後半パス端伸び極限スケジユールを求め、さ
らに上記幅方向板厚分布制御装置の能力の範囲内
にあり、且つ後半パスになるほど該制御装置の中
伸び制御能力側をあらかじめ定めた限界内で最大
限に活用した後半パス中伸び極限スケジユールを
求め、後半パス端伸び極限スケジユールと後半パ
ス中伸び極限スケジユールの内分点として各圧延
パス出側の幅方向板厚分布の設定目標値を定め、
該設定目標値から、圧延板と作業ロールの間の幅
方向荷重分布が一様である場合に実現される幅方
向板厚分布と圧延機入側の圧延板の幅方向板厚分
布の一次結合として構成される圧延機出側の圧延
板の幅方向板厚分布の上記計算式を用いて、圧延
板と作業ロールの間の幅方向荷重分布が一様であ
る場合に実現される幅方向板厚分布の目標値を逆
算し、さらに圧延板と作業ロールの間の幅方向荷
重分布が一様である場合に実現される幅方向板厚
分布と圧延条件の関係を示す上記モデル式を用い
て、上記幅方向板厚分布制御装置の設定値を逆算
して決定することを特徴とする、圧延機における
形状・クラウン制御設定方法。
1. In a shape/crown control setting method in a rolling mill, in which a rolled plate of a predetermined thickness is obtained by rolling an original rolled plate multiple times using a rolling mill equipped with a device that can control the thickness distribution of the rolled plate in the width direction. , after the target value of the exit plate thickness of each rolling pass is determined, the relationship between the widthwise plate thickness distribution and rolling conditions that would be achieved when the widthwise load distribution between the rolling plate and the work rolls is uniform is determined. The model formula shown, the widthwise plate thickness distribution calculated by substituting the rolling conditions into the model formula, and the widthwise plate thickness distribution of the rolled plate on the rolling mill entry side, which is configured as a linear combination of the rolling machine outlet side. Using a calculation formula for the thickness distribution in the width direction of the rolled plate and a calculation formula for estimating the plate shape from the difference between the inlet side thickness distribution and the outlet side thickness distribution, the plate shape on the exit side of each rolling pass is determined as the passing limit shape. Among the width direction plate thickness distributions on the outlet side of each rolling pass that can achieve the target width direction plate thickness distribution and plate shape of the finished product from the width direction plate thickness distribution of the rolled original plate without exceeding the above width direction plate Within the capabilities of the thickness distribution control device,
In addition, as the process progresses toward the second half of the pass, the end elongation limit schedule for the second half of the pass that maximizes the end elongation control capability of the control device within a predetermined limit is determined, and furthermore, the end elongation limit schedule is determined within the capability of the width direction plate thickness distribution control device. In the latter half of the pass, a maximum elongation schedule during the second half pass that maximizes the mid-elongation control capability of the control device within a predetermined limit is determined, and the maximum elongation schedule during the second half pass and the maximum elongation schedule during the second half pass are calculated. The target value of the thickness distribution in the width direction at the exit side of each rolling pass is determined as the internal division point of
Based on the set target value, a linear combination of the widthwise thickness distribution and the widthwise thickness distribution of the rolled plate on the entrance side of the rolling machine, which is realized when the widthwise load distribution between the rolled plate and the work rolls is uniform, is calculated. Using the above calculation formula for the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, the thickness distribution in the width direction is calculated as follows: The target value of the thickness distribution is calculated backwards, and the above model formula is used to express the relationship between the thickness distribution in the width direction and the rolling conditions, which is achieved when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work roll is uniform. , a method for setting shape/crown control in a rolling mill, characterized in that setting values of the widthwise plate thickness distribution control device are determined by back calculation.
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