JPH05154508A

JPH05154508A - 熱間仕上圧延機

Info

Publication number: JPH05154508A
Application number: JP3322042A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Hiruta; 敏樹蛭田; Kunio Kitamura; 邦雄北村; Yukio Yarita; 征雄鑓田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1991-12-05
Publication date: 1993-06-22

Abstract

(57)【要約】【目的】スケジュールフリーの圧延操業下で、圧延製
品としての板の、板幅中央部とエッジ近傍部分の板厚差
として定義される板クラウンの、高精度の制御を可能と
する。【構成】各一対のワークロール２、中間ロール３及び
バックアップロール４をそなえる圧延機であって、各中
間ロール３は、バックアップロール４のバレル長よりも
長いバレル長を有するとともに、Ｓ字状のロールクラウ
ンを設けかつ中間ロール３相互を逆向きに配置し、さら
に中間ロール３のバレル端３ａをバックアップロール４
との接触域及びそのロール軸方向外側の間で移動するシ
フト装置６を連結してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粗圧延機で圧延され
たシートバーを製品厚まで圧延する熱間仕上圧延機に関
するものであり、特にスケジュールフリーの圧延操業下
において、圧延製品としての板の板幅中央部とエッジ近
傍部分との板厚差として定義される板クウランを高精度
に制御するためのものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に熱間仕上圧延機によって熱延鋼板
を製造する場合には、圧延荷重によってロールが撓むこ
とにより、板幅中央部の板厚がエッジ近傍部分の板厚よ
り厚くなって、そこに板クラウンが発生する。ところで
板クラウンが大きくなると、次工程の冷間圧延におい
て、適切な板プロフィルをもたらすことが困難になると
ともに、形状不良が発生し易くなって、歩留りの低下を
余儀なくされることから、熱間仕上圧延機では、板クラ
ウンをできるだけ小さくすることが必要になる。

【０００３】そこで、板クラウンを小さくすることを目
的として、例えば特公昭６２−１０７２２号公報に開示
されているように、バックアップロールとワークロール
との間に、いわゆる平ロールからなる均一直径の中間ロ
ールを配設し、両中間ロールを、その軸方向に相互に逆
向きにシフト可能ならしめた６段圧延機を後段スタンド
に設置することによって、クラウン制御能を高めた圧延
機列、及び特開昭５７−９１８０７号公報に開示されて
いるように、ワークロール、中間ロールもしくはバック
アップロールのいずれかにＳ字状のクラウンを付与し、
そのＳ字状クラウンを有するロールを軸線方向にシフト
させることによってクラウン制御能を高めた圧延機がそ
れぞれ提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
６２−１０７２２号公報に開示された前者の従来技術に
あっては、中間ロールの長さを、バックアップロール及
びワークロールの各長さと同程度のものとしていること
から、板クラウンを小ならしめるべく中間ロールをシフ
トさせた場合は、その中間ロールと、バックアップロー
ル及びワークロールとの接触長さが短かくなって、圧延
機の縦剛性が低下するため、シートバーの温度偏差その
他によって圧延荷重が変化すると、ワークロールのロー
ルギャップが大きく変化し、所定の板厚精度をもたらし
得ない問題があり、またシートバーの曲がりなどによっ
て、板幅中心が圧延機の中心から外れると、圧延機の左
右の剛性差に起因する蛇行が発生し、絞り込みから圧延
不能に陥ったりする問題があった。加えて中間ロールと
他のロールとの接触長さが短かいことによるロール間線
圧の増加に起因して、スポーリングが発生し、また、ロ
ールの寿命が早期に低下するという他の問題もあった。

【０００５】そしてまた特開昭５７−９１８０７号公報
に開示された後者の従来技術にあっては、例えばＳ字状
のクラウンを付与したワークロールをシフトさせてプロ
フィル制御を行う場合には、スケジュールフリー圧延の
操業下では、そのワークロールの摩耗が原因となってク
ラウン制御が不能となる問題があった。

【０００６】この発明は、従来技術のかかる問題をこと
ごとく解決するものであり、中間ロールをシフトさせる
ことに起因する、圧延機の剛性低下及び圧延材の蛇行を
防止し、ワークロールの自由なシフトを可能ならしめ
て、そのワークロールの局部的な摩耗を回避することに
より、クラウン制御能を長期間にわたって高く維持する
ことができる熱間仕上圧延機を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、各一対のワ
ークロール、中間ロール及びバックアップロールをそな
える圧延機であって、各中間ロールは、バックアップロ
ールのバレル長よりも長いバレル長を有するとともに、
Ｓ字状のロールクラウンを設けかつ中間ロール相互を逆
向きに配置し、さらに中間ロールのバレル端をバックア
ップロールとの接触域及びそのロール軸方向外側の間で
移動するシフト装置を連結してなる熱間仕上圧延機であ
る。

【０００８】ここでＳ字状のロールクラウンとは、３次
以上の高次の関数曲線から１ピッチ分を取出したもの、
正弦関数曲線から１ピッチ分を取出したもの、又はそれ
らの曲線に近似する曲線のいずれかからなるロールクラ
ウンを指すものとする。

【０００９】

【作用】この熱間仕上圧延機では、中間ロールが、とく
にはそのＳ字状のロールクラウンの存在の故に、シート
バーのそれぞれの側端部分に作用する圧延荷重を有効に
低減し、このことは、それぞれの中間ロールを、相互に
逆方向へ点対称にシフトさせた場合に一層顕著なものと
なるので、クラウン制御能を大きく向上させることがで
きる。

【００１０】また上記のクラウン制御量でも不足する場
合は、さらに中間ロールのバレル端がバックアップロー
ルのバレル端よりも、その軸方向内側に位置するシフト
を中間ロールに与え、ロール間の接触長さを短くするこ
とによって、ロール間のそれぞれのバレル端に作用する
荷重分布を有利に減少し、クラウン制御能を大幅に向上
することができる。このようなシフト条件は、特に圧延
サイクル後半のワークロール磨耗が大きくなった状況に
おいて狭い幅の圧延板を圧延しなければならない場合に
必要である。すなわち中間ロールのバレル端をバックア
ップロールのバレル端よりも内側にシフトすることによ
って、ロール間の線圧を高め、中間ロールとバックアッ
プロール及び中間ロールとワークロール間の各バレルに
おける非接触部の発生を防止し、縦剛性の発生を最小限
に抑えられる。

【００１１】従ってシートバーに温度差があると否とを
問わず、またシートバー幅の如何を問わず、板厚精度を
充分に高めることができる上、中間ロールにおけるワー
クロールに作用する曲げモーメントを軽減することによ
って、板幅が狭い場合でも高度のクラウン制御を実現し
得る。

【００１２】

【実施例】以下にこの発明を図示例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の一実施例を示す正面図である。こ
こでは、ハウジング１に、それぞれが２本で一対をなす
ワークロール２、中間ロール３及びバックアップロール
４をそれぞれ配設し、両ワークロール２を、それぞれの
シフト装置５によって、それらの各軸線方向へ相互に逆
向きにシフト可能ならしめるとともに、両中間ロール３
を、他のそれぞれのシフト装置６によって、これもまた
各軸線方向へ相互に逆向きにシフト可能ならしめる。

【００１３】バックアップロール４は、バレル径が全長
にわたって均一ないわゆるストレートロールで構成する
一方、中間ロール３はバックアップロール４のバレル長
よりも長いバレル長を有するとともに、図２に示すよう
なＳ字状のロールクラウンを付与してなる。

【００１４】かかるロールクラウンを有するそれぞれの
中間ロール３は、図１に示すように、相互に逆向きに配
置された状態で、シフト装置６の作用に基づき、図３
(a) 及び(b) にそれぞれ示す、最小シフト位置及び最大
シフト位置との間で互いに逆方向へシフトされ、図３
(a) に示す最小シフト位置においては、中間ロール３の
一方のバレル端３ａが、バックアップロール４の一方の
バレル端４ａに丁度整列する一方、図３(b) に示す最大
シフト位置にては、中間ロール３の他方のバレル端３ｂ
が、バックアップロール４の他方のバレル端４ｂからわ
ずかに内側へ凹む。

【００１５】またワークロール２は、図１及び図３に示
すところから明らかなように、バックアップロール４と
ほぼ同じ長さで、その全長にわたり均一の直径を有する
ストレートロールである。

【００１６】それぞれのロール２，３及び４を以上のよ
うに構成したところにおいて、図１では、それぞれのワ
ークロール２を、スピンドル７及びピニオンスタンド８
を順次に介して、モータ９に取付けた減速機１０に連結
する。ここで、ピニオンスタンド８及びスピンドル７を
介してワークロール２に連結したシフト装置５による、
ワークロール２のシフト位置は、例えばマグネスケール
とすることができる位置検出装置１１により、また中間
ロール３に連結したシフト装置６による、その中間ロー
ル３のシフト位置は、これも例えばマグネスケールとす
ることができる他の位置検出装置１２により、それぞれ
検出する。なお図中１３は製品となる圧延板、１４はワ
ークロールベンダー、１５は中間ロールベンダー及び１
６はロードセルをそれぞれ示す。

【００１７】図４は、以上のような圧延機の制御系統図
である。すなわち図中２１は演算装置を示し、この演算
装置２１には１サイクルの圧延条件、例えばワークロー
ル２の先細り部分の形状及び寸法、中間ロール３のクラ
ウン形状及び寸法、板幅、各スタンドの圧下率、仕上板
厚、目標板クラウン、目標板形状などが予め入力されて
おり、演算装置２１は、これらの情報と、ワークロール
２のサイクリックなシフト量とに基づき、目標とする板
クラウン及び板形状をもたらすべく、中間ロール３のシ
フト量及び、各ロールベンダー１４，１５のベンディン
グ力の設定値を計算する。

【００１８】そしてこの計算結果に基づき、シフト制御
装置２２及びベンダー制御装置２３のそれぞれが、シフ
ト装置６及びロールベンダー１４，１５の作動を制御し
て、中間ロール３のシフト量及びロールベンディング力
のそれぞれを設定値とし、かかる状態にて圧延の開始を
待機する。

【００１９】一方圧延中においては、板形状検出機２４
及び板クラウン検出機２５から演算装置２１へのフィー
ドバック信号に基づき、その演算装置２１は、目標板形
状及び目標板クラウンを高い精度をもって実現すべく、
中間ロール３のシフト量、及びそれぞれのロールのベン
ディング力の修正値を算出し、そして、シフト制御装置
２２及びベンダー制御装置２３は、その修正値に基づい
て、中間ロール３のシフト量及びロールベンダー１４，
１５のベンディング力の調整を行う。

【００２０】このような圧延機による熱間圧延に際して
は、とくには、中間ロール３のロールクラウンの作用下
で、シートバーの側端部がワークロールから受ける圧延
荷重を極めて有効に低減させることができ、これがた
め、ロールベンダー１４，１５の作用とも併せて、板ク
ラウンを、高い精度で制御することができ、その制御範
囲は、中間ロール３をシフトさせることによって十分広
範なものとすることができる。

【００２１】すなわちそれぞれがＳ字状のロールクラウ
ンを有する上下一対の中間ロール３を、図５に示すよう
に組合わせた場合を考えると、中間ロール３のシフト量
を零としたときの両中間ロール３の合成ロールクラウン
は、図６(a)に示すように、下向きに凸状となって、中
間ロール３からワークロール２に作用する圧延荷重が、
その合成クラウン形状に応じ、ワークロール２の側端部
分において中央部分より相当小さくなり、このことによ
って、十分高いクラウン制御能をもたらし得る。またそ
れぞれの中間ロール３を相互に逆方向にシフト（＋３５
０ｍｍ）させたときには、図６(b) に示すように、合成
ロールクラウンが、より大きな下向き凸状となって、十
分大きなクラウン制御量をもたらし得る。

【００２２】ところで、クラウン制御量は、図６に示す
ように、一本の中間ロール３の、最大径Ｄ₁と最小径Ｄ
₂との差ΔＤを大きくした場合にもまた増加させること
ができる。ちなみにこの発明において、上記最大径Ｄ₁
と最小径Ｄ₂との差ΔＤを0.8 ｍｍとした場合における
クラウン制御量は、図７に実線をもって示す通りとな
り、中間ロール３を５００ｍｍまでシフトすることによ
り、クラウン制御量はほぼ２００μｍの範囲にわたって
制御することができ、さらに中間ロール３のバレル端３
ａをバックアップロール４のバレル端４ａよりも内側に
７００ｍｍシフトすることによりほぼ２５０μｍの範囲
にわたるクラウン制御量が得られる。

【００２３】これに対しストレートロールからなる均一
直径の中間ロールを具える従来の６段圧延機では、中間
ロールのシフト量が３５０ｍｍを越えると、板の蛇行、
絞りなどが発生して、実用上の限界シフト量がその３５
０ｍｍとなるため、板クラウンをほぼ１５０μm の範囲
内でしか制御することができない。

【００２４】またこの発明に従う圧延機では、ワークロ
ール２を、板厚精度に影響を及ぼすことのない範囲でサ
イクリックにシフトさせることによって、そのワークロ
ール２の摩耗を十分に分散させることができるので、ス
ケジュールフリーの圧延に際し、ワークロール２の局部
的な摩耗に起因する、クラウン制御能の低下を十分に防
止することができる。

【００２５】しかもこの圧延機によれば、通常の中間ロ
ールシフト条件（中間ロール３のバレル端３ａがバック
アップロール４のバレル端４ａよりも外側）にて、中間
ロールをシフトしてもそれぞれのロール２，３及び４の
ロール間接触長さが全く変化せずに圧延機の縦剛性が変
化しないので、熱間仕上圧延の板厚精度が大きく改善さ
れるとともに、ロール間線圧の過剰な増大は防止され
る。またシートバーの幅中心が圧延機中心からずれた場
合であっても、圧延機左右の側部の線圧変化が従来より
も小さくなって、ロール間の偏平化の抑制、ひいては板
エッジが小さくなることから、板曲がりを効果的に低減
できる。

【００２６】なお板幅が比較的狭く目標クラウンが小さ
い場合は、中間ロール３のバレル端３ａがバックアップ
ロール４のバレル端４ａよりも内側にシフトしてクラウ
ン制御を行うことは既に述べたが、ここでのシフト量は
従来のシフト量に比べて小さく、かつこのようなシフト
条件の下では板幅は狭く圧延荷重が小さいため、ロール
の縦剛性や板の蛇行にはほとんど影響を及ぼさない。

【００２７】〔具体例〕以下に、この発明に係る圧延機
を用いた場合と、従来の圧延機を用いた場合との、圧延
本数に対する板クラウン分布その他に関する比較試験に
ついて説明する。発明圧延機図１に示す構成の仕上圧延機を、後段３スタンドに配置
した圧延機列において、幅が９００〜１６００ｍｍ、厚
みが４０ｍｍのシートバーを、仕上げ厚みが1.6 〜3.2
ｍｍの薄物低炭素鋼に圧延し、５コイル毎に、エッジか
ら２５ｍｍ位置での板クラウンを測定した。なおここで
は、ワークロールのバレル長さを２３００ｍｍ、中間ロ
ールのバレル長さを２８００ｍｍ、バックアップロール
のバレル長さを２３００ｍｍとしたところにおいて、中
間ロール最大径と最小径との径差を0.8 ｍｍとするとと
もに、その中間ロールを０ｍｍから７００ｍｍの範囲で
シフトさせた。

【００２８】従来圧延機最終スタンドを含む後段３スタンドに、ともに平ロール
からなり、バレル長さがいずれも２３００ｍｍのワーク
ロール、中間ロール及びバックアップロールのそれぞれ
を具える六段圧延機を配設したところにおいて、中間ロ
ールをシフトさせながら、発明圧延機による場合と同様
の熱間圧延を行うとともに、その場合と同様の板クラウ
ン測定を行った。

【００２９】試験結果これらの測定結果を図８に示す。同図に示したところに
よれば、この発明の圧延機を用いた場合には、目標クラ
ウンを変更しても、それに極めて近い高精度の板圧延を
行い得ることが明白である。なお板幅に関する圧延スケ
ジュールは、図９に示すように、発明圧延機及び従来圧
延機ともに同様とした。

【００３０】また前記発明圧延機及び従来圧延機を用
い、薄物サイクルに１０万トン圧延を施した場合の、絞
り回数、板厚精度及び板クラウン平均値は表１に示す通
りとなり、この表によれば、発明圧延機では、板厚精
度、通板性（絞りの減少）ともに、従来圧延機よりもは
るかにすぐれたものとなった。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、スケジュールフリー
の圧延操業下において、目標板クラウン及び目標板形状
を高い精度をもって達成することができ、次工程の冷間
圧延での歩留りを向上させることができるとともに、常
に安定した圧延を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の圧延機を示す正面図である。

【図２】中間ロールのロールクラウンを示す図である。

【図３】中間ロールのシフト状態を示す図である。

【図４】図１の圧延機の制御系統図である。

【図５】上下の中間ロールの組合せ状態を示す図であ
る。

【図６】上下の中間ロールの合成ロールクラウンを示す
図である。

【図７】クラウン制御量を示すグラフである。

【図８】板クラウンの、圧延本数に対する分布状態を示
すグラフである。

【図９】圧延スケジュールを示すグラフである。

【符号の説明】

１ハウジング２ワークロール３中間ロール３ａ中間ロールのバレル端３ｂ中間ロールのバレル端４バックアップロール４ａバックアップロールのバレル端４ｂバックアップロールのバレル端５シフト装置６シフト装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各一対のワークロール、中間ロール及び
バックアップロールをそなえる圧延機であって、各中間
ロールは、バックアップロールのバレル長よりも長いバ
レル長を有するとともに、Ｓ字状のロールクラウンを設
けかつ中間ロール相互を逆向きに配置し、さらに中間ロ
ールのバレル端をバックアップロールとの接触域及びそ
のロール軸方向外側の間で移動するシフト装置を連結し
てなる熱間仕上圧延機。