JPH06304632A - 圧延機および圧延方法 - Google Patents
圧延機および圧延方法Info
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- JPH06304632A JPH06304632A JP5096279A JP9627993A JPH06304632A JP H06304632 A JPH06304632 A JP H06304632A JP 5096279 A JP5096279 A JP 5096279A JP 9627993 A JP9627993 A JP 9627993A JP H06304632 A JPH06304632 A JP H06304632A
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- Japan
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- work roll
- rolling
- horizontal
- horizontal deflection
- difference
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
- B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
- B21B13/145—Lateral support devices for rolls acting mainly in a direction parallel to the movement of the product
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】作業ロールの水平たわみが上下あるいは左右で
非対称になることによる悪影響を防止し、作業ロールの
小径化、圧延荷重の増大を図る。また、形状の優れた高
品質板材を安定して圧延可能とする。 【構成】上下の非対称性を解消するため、圧延中に上下
作業ロール2,3 の水平方向のたわみを測定する装置26
と、該上下の測定値を比較して差を計算する装置27と、
この差が所定の範囲を超えるか否かを判定する装置27
と、少なくとも上下いずれか一方の作業ロールに水平た
わみ制御装置16-19,28,29 を設ける。左右の非対称性を
解消するため、圧延中に作業ロールの水平方向のたわみ
を測定する装置30,31 と、該左右の測定値を比較して差
を計算する装置32と、この差が所定の範囲を超えるか否
かを判定する装置32と、作業ロールの少なくとも左右い
ずれか一方に水平たわみ制御装置16-19,34を設ける。
非対称になることによる悪影響を防止し、作業ロールの
小径化、圧延荷重の増大を図る。また、形状の優れた高
品質板材を安定して圧延可能とする。 【構成】上下の非対称性を解消するため、圧延中に上下
作業ロール2,3 の水平方向のたわみを測定する装置26
と、該上下の測定値を比較して差を計算する装置27と、
この差が所定の範囲を超えるか否かを判定する装置27
と、少なくとも上下いずれか一方の作業ロールに水平た
わみ制御装置16-19,28,29 を設ける。左右の非対称性を
解消するため、圧延中に作業ロールの水平方向のたわみ
を測定する装置30,31 と、該左右の測定値を比較して差
を計算する装置32と、この差が所定の範囲を超えるか否
かを判定する装置32と、作業ロールの少なくとも左右い
ずれか一方に水平たわみ制御装置16-19,34を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は板用圧延機およびその圧
延方法に係り、特に、硬質、極薄材の圧延に好適な小径
作業ロールを有する圧延機および圧延方法に関する。
延方法に係り、特に、硬質、極薄材の圧延に好適な小径
作業ロールを有する圧延機および圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ステンレス鋼などの硬質材や
極薄材の圧延には、小径の作業ロールが用いられてき
た。作業ロール径が小さくなると当然曲げ剛性が小さく
なり、特に水平面内でのたわみが問題となってくる。こ
のため、センジマーミルを初めとするクラスタータイプ
の多段圧延機や、特開昭60-18206号に見られるような、
作業ロール胴部を水平方向から支持ロールによりサポー
トする水平たわみ防止機構を有する圧延機が開発されて
きた。しかし、これらの圧延機においては、ロール胴長
方向に分割された支持ロールを用いているため、分割ロ
ールによるマーク転写により材料表面性状が悪化すると
いう問題点があった。そこで材料表面性状悪化防止を図
り、かつ小径の作業ロールが使用可能な圧延機として、
本出願人は、特願平3-213370号において次のような圧延
機を出願した。すなわち、最大板幅が通過する外側の作
業ロール胴部に、入出側より複数列の支持ロールを設置
し、該支持ロールのうち最外側のロールには、作業ロー
ルに水平方向の曲げを与えるシリンダが付属している。
水平たわみ防止手段としては、水平力が０となるような
オフセット位置に作業ロールを設定すること、および水
平たわみを検出し、これが０となるよう該曲げシリンダ
を制御することにより行う。以後この形式のミルをＵＣ
−１Ｆミルと称する。また、特開昭63-252608 号公報に
は、上下および左右で水平力が等しくなるようなオフセ
ット位置調整方法が述べられている。
極薄材の圧延には、小径の作業ロールが用いられてき
た。作業ロール径が小さくなると当然曲げ剛性が小さく
なり、特に水平面内でのたわみが問題となってくる。こ
のため、センジマーミルを初めとするクラスタータイプ
の多段圧延機や、特開昭60-18206号に見られるような、
作業ロール胴部を水平方向から支持ロールによりサポー
トする水平たわみ防止機構を有する圧延機が開発されて
きた。しかし、これらの圧延機においては、ロール胴長
方向に分割された支持ロールを用いているため、分割ロ
ールによるマーク転写により材料表面性状が悪化すると
いう問題点があった。そこで材料表面性状悪化防止を図
り、かつ小径の作業ロールが使用可能な圧延機として、
本出願人は、特願平3-213370号において次のような圧延
機を出願した。すなわち、最大板幅が通過する外側の作
業ロール胴部に、入出側より複数列の支持ロールを設置
し、該支持ロールのうち最外側のロールには、作業ロー
ルに水平方向の曲げを与えるシリンダが付属している。
水平たわみ防止手段としては、水平力が０となるような
オフセット位置に作業ロールを設定すること、および水
平たわみを検出し、これが０となるよう該曲げシリンダ
を制御することにより行う。以後この形式のミルをＵＣ
−１Ｆミルと称する。また、特開昭63-252608 号公報に
は、上下および左右で水平力が等しくなるようなオフセ
ット位置調整方法が述べられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＵＣ−１Ｆミルにより
材料表面性状の良好な硬質、薄板の圧延が可能になっ
た。しかし、上下および左右の非対称性に関する次のよ
うな別の問題点も明らかになった。すなわち、上記のよ
うに、ＵＣ−１Ｆミルでは作業ロールの水平たわみを防
止するため、水平力が０となるように作業ロールオフセ
ット位置調整を行うとともに、水平たわみを検出し、こ
れが０となるよう該曲げシリンダを制御している。一般
に上下の圧延条件、例えばロール材料間の摩擦係数など
は一致することの方がまれで、圧延トルクなども上下で
わずかに違うことの方が多い。このため、上側の水平力
が０となるような作業ロールオフセット位置と、下側の
水平力が０となるような作業ロールオフセット位置がず
れる場合が多々生じた。オフセット位置が上下でずれる
と、ロール中央部はそれぞれ逆方向に押し出され、上下
逆たわみとなる。すなわち、外側に位置する作業ロール
の中央部はより外側へ、内側に位置する作業ロールの中
央部はより内側へたわむ。これによりロール中央部では
さらにずれ量が大きくなる。これに対する抵抗となるの
は作業ロールの曲げ剛性であり、作業ロール径が大きい
とあるたわみでバランスするが、径が小さいと抵抗がな
く、逆たわみ状態が加速度的に増幅される。すなわち、
作業ロールの小径化には限度があった。また、あえて小
径化した場合には圧延荷重が大きくできず、極めて小さ
い値に制限せざるを得なかった。一方、上下のロールの
水平たわみを０とするように水平曲げ制御がなされてい
るが、上記のように加速度的に変化するため、曲げシリ
ンダによる制御は到底追いつけない。このため、上下逆
たわみが過剰となり、圧延材の形状が極度に悪化し、さ
らには支持ロールの押さえ力が作業ロールずれによる水
平力の増加に抗しきれず、作業ロールが押し出されて圧
延不能に陥る場合もあった。
材料表面性状の良好な硬質、薄板の圧延が可能になっ
た。しかし、上下および左右の非対称性に関する次のよ
うな別の問題点も明らかになった。すなわち、上記のよ
うに、ＵＣ−１Ｆミルでは作業ロールの水平たわみを防
止するため、水平力が０となるように作業ロールオフセ
ット位置調整を行うとともに、水平たわみを検出し、こ
れが０となるよう該曲げシリンダを制御している。一般
に上下の圧延条件、例えばロール材料間の摩擦係数など
は一致することの方がまれで、圧延トルクなども上下で
わずかに違うことの方が多い。このため、上側の水平力
が０となるような作業ロールオフセット位置と、下側の
水平力が０となるような作業ロールオフセット位置がず
れる場合が多々生じた。オフセット位置が上下でずれる
と、ロール中央部はそれぞれ逆方向に押し出され、上下
逆たわみとなる。すなわち、外側に位置する作業ロール
の中央部はより外側へ、内側に位置する作業ロールの中
央部はより内側へたわむ。これによりロール中央部では
さらにずれ量が大きくなる。これに対する抵抗となるの
は作業ロールの曲げ剛性であり、作業ロール径が大きい
とあるたわみでバランスするが、径が小さいと抵抗がな
く、逆たわみ状態が加速度的に増幅される。すなわち、
作業ロールの小径化には限度があった。また、あえて小
径化した場合には圧延荷重が大きくできず、極めて小さ
い値に制限せざるを得なかった。一方、上下のロールの
水平たわみを０とするように水平曲げ制御がなされてい
るが、上記のように加速度的に変化するため、曲げシリ
ンダによる制御は到底追いつけない。このため、上下逆
たわみが過剰となり、圧延材の形状が極度に悪化し、さ
らには支持ロールの押さえ力が作業ロールずれによる水
平力の増加に抗しきれず、作業ロールが押し出されて圧
延不能に陥る場合もあった。
【０００４】圧延材の左右方向に関しても、圧延条件が
異なる場合は稀ではない。かかる場合に水平力が０とな
るよう、また中央部のたわみも０となるよう制御して
も、作業ロールには左右非対称な水平たわみが発生し、
板形状も左右非対称となり、その修正が困難になること
もあった。
異なる場合は稀ではない。かかる場合に水平力が０とな
るよう、また中央部のたわみも０となるよう制御して
も、作業ロールには左右非対称な水平たわみが発生し、
板形状も左右非対称となり、その修正が困難になること
もあった。
【０００５】本発明の目的は、上記の不具合を無くし、
形状の優れた高品質板材の圧延が安定して可能な圧延機
および圧延方法を提供するにある。
形状の優れた高品質板材の圧延が安定して可能な圧延機
および圧延方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めには、上下の作業ロールが逆方向にたわむこと、およ
びそれぞれのロールが左右非対称にたわむことを防止す
ればよい。また、作業ロールオフセット位置は圧延中は
むやみに動かさず、ある最適な位置に固定しておくこと
が望ましい。
めには、上下の作業ロールが逆方向にたわむこと、およ
びそれぞれのロールが左右非対称にたわむことを防止す
ればよい。また、作業ロールオフセット位置は圧延中は
むやみに動かさず、ある最適な位置に固定しておくこと
が望ましい。
【０００７】まず、逆たわみ状態の防止が安定した圧延
に何故効果的かを以下に説明する。水平たわみの原因と
なる作業ロールに働く水平力Ｈは次式となる。
に何故効果的かを以下に説明する。水平たわみの原因と
なる作業ロールに働く水平力Ｈは次式となる。
【０００８】 Ｈ＝H0＋HY (15) ここで、H0は水平たわみが無い時に働く水平力、HYはた
わみによる水平力増分で、それぞれ次のようになる。
わみによる水平力増分で、それぞれ次のようになる。
【０００９】 H0＝Ｐθ−τ＋（Tf−Tb）／２ (16) HY＝Ｐ（２／３）（η＋ξ） (17) ここで、Ｐは圧延荷重、τは駆動力による接線力、Tb、
Tfはそれぞれ入出側張力、２／３は平均たわみ量と中央
部における最大たわみ量の比である。また、θ、η、ξ
は図１１に示す角度で、それぞれ次のようになる。
Tfはそれぞれ入出側張力、２／３は平均たわみ量と中央
部における最大たわみ量の比である。また、θ、η、ξ
は図１１に示す角度で、それぞれ次のようになる。
【００１０】 θ＝２Y0／（DW＋DI） (18) η＝２δY ／（DW＋DI） (19) ξ＝ｉ・δY ／DW (20) ここで、Y0は作業ロールオフセット量、DW，DIはそれぞ
れ作業ロール、それを支える中間ロールの直径、δY は
中央部における水平たわみ量、ｉは上下作業ロールの水
平たわみモードによって定まる係数で、その一例を図１
２に示すが、上下のたわみが一致している場合が０、逆
方向に同量たわんでいる場合が２の値をとる。さて一
方、水平たわみδY と水平力Ｈは作業ロールの曲げ剛性
をＡとすると、 δY ＝Ｈ／Ａ (21) なる関係にある。そこで、上記の各式を整理すると水平
たわみδY は次式となる。
れ作業ロール、それを支える中間ロールの直径、δY は
中央部における水平たわみ量、ｉは上下作業ロールの水
平たわみモードによって定まる係数で、その一例を図１
２に示すが、上下のたわみが一致している場合が０、逆
方向に同量たわんでいる場合が２の値をとる。さて一
方、水平たわみδY と水平力Ｈは作業ロールの曲げ剛性
をＡとすると、 δY ＝Ｈ／Ａ (21) なる関係にある。そこで、上記の各式を整理すると水平
たわみδY は次式となる。
【００１１】 δY ＝H0／（Ａ−２／３Ｂ・Ｐ） (22) Ｂ＝２／（DW＋DI）＋ｉ／DW (23) (22)式において、分母が０となると水平たわみδY は無
限大となり、この時のＰが限界最大圧延荷重Pmaxとな
る。よって、 Pmax＝３Ａ／２Ｂ (24) となる。以上の結果より、Ａ、すなわちロール径一定の
もとで限界最大圧延荷重を大きくするには、Ｂを小さく
する必要がある。(23)式における変数はｉのみであるか
ら、常にｉを０とすればよい。ｉが０ということは上下
の水平たわみが一致していることに他ならない。
限大となり、この時のＰが限界最大圧延荷重Pmaxとな
る。よって、 Pmax＝３Ａ／２Ｂ (24) となる。以上の結果より、Ａ、すなわちロール径一定の
もとで限界最大圧延荷重を大きくするには、Ｂを小さく
する必要がある。(23)式における変数はｉのみであるか
ら、常にｉを０とすればよい。ｉが０ということは上下
の水平たわみが一致していることに他ならない。
【００１２】さて、逆方向たわみ防止については、上作
業ロールの水平たわみを測定する手段と、下作業ロール
の水平たわみを測定する手段と、両者の検出値を比較
し、差を計算する手段と、この差が０に近いある敷居値
を超えたか否かを判断する手段と、超えた場合に少なく
とも上下いずれかの作業ロール水平曲げシリンダを、こ
の差が該敷居値内に戻るように制御する手段とを備える
ことによって実現される。これによって、上下作業ロー
ルの逆方向たわみが防止され、常に同方向にたわむこと
になる。
業ロールの水平たわみを測定する手段と、下作業ロール
の水平たわみを測定する手段と、両者の検出値を比較
し、差を計算する手段と、この差が０に近いある敷居値
を超えたか否かを判断する手段と、超えた場合に少なく
とも上下いずれかの作業ロール水平曲げシリンダを、こ
の差が該敷居値内に戻るように制御する手段とを備える
ことによって実現される。これによって、上下作業ロー
ルの逆方向たわみが防止され、常に同方向にたわむこと
になる。
【００１３】左右非対称たわみ防止については、作業ロ
ールの左右における水平たわみを測定する手段と、左側
と右側のたわみ検出値を比較し、差を計算する手段と、
この差が０に近いある敷居値を超えたか否かを判断する
手段と、超えた場合に少なくとも左右いずれかの作業ロ
ール水平曲げシリンダを、この差が該敷居値内に戻るよ
うに制御する手段とを備えることによって実現される。
ールの左右における水平たわみを測定する手段と、左側
と右側のたわみ検出値を比較し、差を計算する手段と、
この差が０に近いある敷居値を超えたか否かを判断する
手段と、超えた場合に少なくとも左右いずれかの作業ロ
ール水平曲げシリンダを、この差が該敷居値内に戻るよ
うに制御する手段とを備えることによって実現される。
【００１４】一方、圧延前に固定しておく作業ロールオ
フセット位置については、次の２つの考え方がある。一
つは、水平たわみの原因となる水平力が０となるよう
な、圧延荷重、圧延トルクおよび張力によって定まる公
知の位置である。この位置では圧延条件が変化しなけれ
ば水平力は０となり、水平たわみは発生しない。しか
し、加減速時などにはわずかな圧延条件の変化は避けら
れず、上下同方向のたわみが発生する。これは板形状を
変化させる要因となり、ベンディング力などによる形状
修正が必要である。そこで、今一つの考え方は、水平た
わみが生じても板形状に影響が表われないオフセット位
置が存在するが、この位置に固定しておくというもので
ある。この位置は必ずしも水平力が０となる位置とは一
致しないため、同方向のたわみの発生が許容される場合
に限られるが、たとえたわんでも形状は変化しないた
め、これによる特別な形状修正手段を必要としない利点
がある。
フセット位置については、次の２つの考え方がある。一
つは、水平たわみの原因となる水平力が０となるよう
な、圧延荷重、圧延トルクおよび張力によって定まる公
知の位置である。この位置では圧延条件が変化しなけれ
ば水平力は０となり、水平たわみは発生しない。しか
し、加減速時などにはわずかな圧延条件の変化は避けら
れず、上下同方向のたわみが発生する。これは板形状を
変化させる要因となり、ベンディング力などによる形状
修正が必要である。そこで、今一つの考え方は、水平た
わみが生じても板形状に影響が表われないオフセット位
置が存在するが、この位置に固定しておくというもので
ある。この位置は必ずしも水平力が０となる位置とは一
致しないため、同方向のたわみの発生が許容される場合
に限られるが、たとえたわんでも形状は変化しないた
め、これによる特別な形状修正手段を必要としない利点
がある。
【００１５】
【作用】上下作業ロールの水平面内たわみが常に等しく
なるよう制御されていることにより、上下でたわみ方が
逆転することがない。このため、ロール胴長中央部がず
れて加速度的に逆たわみ状態が増大することがない。し
たがって水平たわみは曲げシリンダにより十分修正がで
き、安定した圧延が可能となる。
なるよう制御されていることにより、上下でたわみ方が
逆転することがない。このため、ロール胴長中央部がず
れて加速度的に逆たわみ状態が増大することがない。し
たがって水平たわみは曲げシリンダにより十分修正がで
き、安定した圧延が可能となる。
【００１６】たわみ方が逆転しないということは、同方
向にたわむことはありうる。そこで、圧延開始前に、水
平力が０となるオフセット位置に上下作業ロールを設置
することにより、水平力による水平たわみが生じること
がない。
向にたわむことはありうる。そこで、圧延開始前に、水
平力が０となるオフセット位置に上下作業ロールを設置
することにより、水平力による水平たわみが生じること
がない。
【００１７】また、水平たわみが生じても板形状に影響
が表われないオフセット位置が存在するが、この位置に
固定しておくことにより、たわみが発生しても形状は変
化しないため、これによる特別な形状修正をする必要が
ない。
が表われないオフセット位置が存在するが、この位置に
固定しておくことにより、たわみが発生しても形状は変
化しないため、これによる特別な形状修正をする必要が
ない。
【００１８】左右の水平たわみが常に等しくなるよう制
御されていることにより、非対称な水平たわみの発生す
ることがない。このため、水平たわみは発生したとして
も常に左右対称であり、これによる板形状も常に対称
で、非対称形状制御のような複雑な制御を行う必要がな
い。
御されていることにより、非対称な水平たわみの発生す
ることがない。このため、水平たわみは発生したとして
も常に左右対称であり、これによる板形状も常に対称
で、非対称形状制御のような複雑な制御を行う必要がな
い。
【００１９】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。また、図２
には本発明が適用される圧延機の一例としてＵＣ−１Ｆ
ミルを示す。図２において、圧延材１は作業ロール２，
３により圧延されている。４，５は軸方向に移動可能な
中間ロール、６，７は補強ロールである。図１は図２の
上作業ロール２の部分を上から見た図である。作業ロー
ル２は、最大板幅の通過する外側の入出側に設置された
合計８個の支持ロール８〜15により、水平面内たわみの
発生を防止されている。さらに、支持ロールのうち外側
の４個の支持ロール８〜11は油圧シリンダ16〜19を介
し、内側の４個の支持ロール12〜15は直接、ビーム20，
21に取り付けられている。油圧シリンダ16〜19の油圧調
整により、作業ロール２に水平曲げを与えることができ
る。ビーム20は位置決め装置22，23により材料長手方向
へ移動させることができ、これにより作業ロール２のオ
フセット位置が定まる。一方、ビーム21はシリンダ24，
25により、所定の圧力で作業ロール２へ押し付けられ
る。下作業ロール３についても、全く同じ構造になって
いる。
には本発明が適用される圧延機の一例としてＵＣ−１Ｆ
ミルを示す。図２において、圧延材１は作業ロール２，
３により圧延されている。４，５は軸方向に移動可能な
中間ロール、６，７は補強ロールである。図１は図２の
上作業ロール２の部分を上から見た図である。作業ロー
ル２は、最大板幅の通過する外側の入出側に設置された
合計８個の支持ロール８〜15により、水平面内たわみの
発生を防止されている。さらに、支持ロールのうち外側
の４個の支持ロール８〜11は油圧シリンダ16〜19を介
し、内側の４個の支持ロール12〜15は直接、ビーム20，
21に取り付けられている。油圧シリンダ16〜19の油圧調
整により、作業ロール２に水平曲げを与えることができ
る。ビーム20は位置決め装置22，23により材料長手方向
へ移動させることができ、これにより作業ロール２のオ
フセット位置が定まる。一方、ビーム21はシリンダ24，
25により、所定の圧力で作業ロール２へ押し付けられ
る。下作業ロール３についても、全く同じ構造になって
いる。
【００２０】図３には上下作業ロール軸心たわみの一例
を示す。なおここでは、図の右方向を正とし、力につい
ても右に向かう力を正とする。そこで、上作業ロール２
の水平たわみYUを非接触変位計26により測定する。下作
業ロール３の水平たわみYLも同様に非接触変位計（図示
せず）により測定し、これらの測定値を計算機27に入力
する。計算機27ではYUとYLのうち絶対値が小さい方、す
なわち０に近い方を選ぶとともに、上下の変位の差ΔY
を計算する。ΔY がある敷居値ξを越えた場合には、以
下の制御を行なう。今、仮りに図３のようにYLの絶対値
の方が小さいとすると、上作業ロール２の水平たわみYU
をΔY だけ小さくして、YLに一致させればよく、このた
めには、図３のように上作業ロールに曲げ力FUを加えれ
ばよい。そこで、計算機27では次式によりΔY を計算
し、上作業ロールの水平曲げ制御装置28に出力する。
を示す。なおここでは、図の右方向を正とし、力につい
ても右に向かう力を正とする。そこで、上作業ロール２
の水平たわみYUを非接触変位計26により測定する。下作
業ロール３の水平たわみYLも同様に非接触変位計（図示
せず）により測定し、これらの測定値を計算機27に入力
する。計算機27ではYUとYLのうち絶対値が小さい方、す
なわち０に近い方を選ぶとともに、上下の変位の差ΔY
を計算する。ΔY がある敷居値ξを越えた場合には、以
下の制御を行なう。今、仮りに図３のようにYLの絶対値
の方が小さいとすると、上作業ロール２の水平たわみYU
をΔY だけ小さくして、YLに一致させればよく、このた
めには、図３のように上作業ロールに曲げ力FUを加えれ
ばよい。そこで、計算機27では次式によりΔY を計算
し、上作業ロールの水平曲げ制御装置28に出力する。
【００２１】 ΔY ＝YU−YL (1) 水平曲げ制御装置28ではFUを計算し、圧力調整器29に指
令を送る。必要な曲げ力FUは次式で求められる。
令を送る。必要な曲げ力FUは次式で求められる。
【００２２】 FU＝８Ｅ・ Ｉ・ ΔY ／（Ｌ・ ｌ2 ） (2) ここで、Ｅは作業ロールのヤング率、Ｉは同じく断面２
次モーメント、Ｌは内側の支持ロール12，14間の距離、
ｌは内側と外側の支持ロール８，12間の距離である。図
３のような正の曲げ力FUを作業ロールに与えるには、左
側のシリンダ16，18の力をFUに、右側のシリンダ17，19
の力を０にすればよい。ただし、シリンダ圧を０とする
と、作業ロールと支持ロールが接触したりしなかったり
して、ロール疵の発生にもつながるため、一般には左側
のシリンダをF0＋FU/2、右側のシリンダをF0−FU/2とす
る。ここで、F0は任意の値の定数である。そこで、圧力
調整器29ではシリンダ16，18の力をF0＋FU/2に、シリン
ダ17，19の力をF0−FU/2とする。もしも、上作業ロール
のたわみが０に近く、下側の作業ロールに水平曲げを与
えたい場合は次のようにすればよい。計算機27は(1) 式
の代りに、 ΔY ＝YL−YU (3) によりΔY を求め、下作業ロール水平曲げ制御装置28′
に送る。制御装置28′では次式により曲げ力を求める。
次モーメント、Ｌは内側の支持ロール12，14間の距離、
ｌは内側と外側の支持ロール８，12間の距離である。図
３のような正の曲げ力FUを作業ロールに与えるには、左
側のシリンダ16，18の力をFUに、右側のシリンダ17，19
の力を０にすればよい。ただし、シリンダ圧を０とする
と、作業ロールと支持ロールが接触したりしなかったり
して、ロール疵の発生にもつながるため、一般には左側
のシリンダをF0＋FU/2、右側のシリンダをF0−FU/2とす
る。ここで、F0は任意の値の定数である。そこで、圧力
調整器29ではシリンダ16，18の力をF0＋FU/2に、シリン
ダ17，19の力をF0−FU/2とする。もしも、上作業ロール
のたわみが０に近く、下側の作業ロールに水平曲げを与
えたい場合は次のようにすればよい。計算機27は(1) 式
の代りに、 ΔY ＝YL−YU (3) によりΔY を求め、下作業ロール水平曲げ制御装置28′
に送る。制御装置28′では次式により曲げ力を求める。
【００２３】 FL＝８Ｅ・ Ｉ・ ΔY ／（Ｌ・ ｌ2 ） (4) 以後の流れは前記と全く同様である。図４に計算機27に
よって行われる判断のフローチャートを示す。
よって行われる判断のフローチャートを示す。
【００２４】図５に左右の非対称を修正するための今一
つの実施例を示す。図６には修正すべき左右非対称軸心
たわみの一例を示す。非接触変位計26の両側に同じ変位
計30，31を設置し、変位計30により操作側の水平たわみ
量YWを、変形31により駆動側の水平たわみ量YDをそれぞ
れ検出し、計算機32に送る。計算機32では次のような計
算を行う。YWとYDの差が許容値以下に小さければ、勿論
なんら制御は行わない。図６のようにYWの方がYDに比べ
て大きい場合、操作側の曲げ力FWを大きく、駆動側の曲
げ力FDを小さくすればよい。そこで、最も単純に考え
て、 FW＝α・YW (5) FD＝α・YD (6) とする。ここで、αは比例定数で、制御がハンチングし
ないように適当に選ぶ。これらの値を操作側および駆動
側の圧力調整器33，34に送る。以後は図１の実施例と同
様に各シリンダの圧力が設定される。
つの実施例を示す。図６には修正すべき左右非対称軸心
たわみの一例を示す。非接触変位計26の両側に同じ変位
計30，31を設置し、変位計30により操作側の水平たわみ
量YWを、変形31により駆動側の水平たわみ量YDをそれぞ
れ検出し、計算機32に送る。計算機32では次のような計
算を行う。YWとYDの差が許容値以下に小さければ、勿論
なんら制御は行わない。図６のようにYWの方がYDに比べ
て大きい場合、操作側の曲げ力FWを大きく、駆動側の曲
げ力FDを小さくすればよい。そこで、最も単純に考え
て、 FW＝α・YW (5) FD＝α・YD (6) とする。ここで、αは比例定数で、制御がハンチングし
ないように適当に選ぶ。これらの値を操作側および駆動
側の圧力調整器33，34に送る。以後は図１の実施例と同
様に各シリンダの圧力が設定される。
【００２５】曲げ力を与える方法としては次のような変
形例も考えられる。まず、操作側か駆動側のいずれか一
方のみを制御するもので、例えば、操作側のみ次式のΔ
F とし、駆動側は０を与えてもよい。
形例も考えられる。まず、操作側か駆動側のいずれか一
方のみを制御するもので、例えば、操作側のみ次式のΔ
F とし、駆動側は０を与えてもよい。
【００２６】 ΔF ＝FW−FD＝α（YW−YD） (7) さらに、ΔF を操作側の曲げ力変化量ΔFWと駆動側の曲
げ力変化量ΔFDに振り分け、 ΔFW＝ΔF ／２ (8) ΔFD＝−ΔF ／２ (9) としてもよい。
げ力変化量ΔFDに振り分け、 ΔFW＝ΔF ／２ (8) ΔFD＝−ΔF ／２ (9) としてもよい。
【００２７】一般的には、上下左右の非対称性を共に解
消する意味から、図１の実施例と図５の実施例の双方が
設置されることが多い。
消する意味から、図１の実施例と図５の実施例の双方が
設置されることが多い。
【００２８】次に、圧延開始前の作業ロールオフセット
位置設定方法に関する実施例を説明する。特開平1-1807
08号公報に記載されているように、作業ロール水平たわ
みの板形状に及ぼす影響には、縦方向のロール間隙プロ
フィルが幾何学的に変化することによる形状変化（垂直
効果と称する）の他に、水平たわみ自身の直接的な影響
（水平効果と称する）の二種類がある。図７およびそれ
を上から見た図８を用い詳細に説明すると、作業ロール
２，３がそれを支えるロール４，５に対してオフセット
している場合、水平たわみが発生して中央部がミル中心
に近づくと、中央部の上下作業ロール間間隙が小さくな
る。このため板１の中央部がより薄く伸ばされ、形状は
中伸びとなる。これが従来より知られている垂直効果で
ある。今、板端を基準とした作業ロール水平たわみ量を
δY とすると、これによる中央部の上下作業ロール間間
隙ZCと板端部における間隙ZEの差δZ は次のようにな
る。
位置設定方法に関する実施例を説明する。特開平1-1807
08号公報に記載されているように、作業ロール水平たわ
みの板形状に及ぼす影響には、縦方向のロール間隙プロ
フィルが幾何学的に変化することによる形状変化（垂直
効果と称する）の他に、水平たわみ自身の直接的な影響
（水平効果と称する）の二種類がある。図７およびそれ
を上から見た図８を用い詳細に説明すると、作業ロール
２，３がそれを支えるロール４，５に対してオフセット
している場合、水平たわみが発生して中央部がミル中心
に近づくと、中央部の上下作業ロール間間隙が小さくな
る。このため板１の中央部がより薄く伸ばされ、形状は
中伸びとなる。これが従来より知られている垂直効果で
ある。今、板端を基準とした作業ロール水平たわみ量を
δY とすると、これによる中央部の上下作業ロール間間
隙ZCと板端部における間隙ZEの差δZ は次のようにな
る。
【００２９】 δZ ４Y0／（DW＋DI）・δY (10) ここで、Y0は基準となる板端部での作業ロールオフセッ
ト量で、出側にオフセットされた時を正とする。DWは作
業ロール径、DIは中間ロール径である。板形状は中央部
の伸びひずみと端部の伸びひずみの差Δεで表す。すな
わち、中伸びの場合にΔεが正となる。垂直効果による
Δεすなわち形状ΔεZ はδZ にほぼ比例し、比例定数
をγZ とすると、 ΔεZ −γZ ・δZ ／ｈ＝−４γZ ・Y0／（DW＋DI）／ｈ・δY (11) となり、形状は水平たわみ量にほぼ比例する。ここで、
ｈは出側板厚である。γZ は垂直効果の影響係数とも言
え、図７のようにY0が負、δY が正の時、形状は中伸び
でΔεが正となるため、γZ は正の値となる。
ト量で、出側にオフセットされた時を正とする。DWは作
業ロール径、DIは中間ロール径である。板形状は中央部
の伸びひずみと端部の伸びひずみの差Δεで表す。すな
わち、中伸びの場合にΔεが正となる。垂直効果による
Δεすなわち形状ΔεZ はδZ にほぼ比例し、比例定数
をγZ とすると、 ΔεZ −γZ ・δZ ／ｈ＝−４γZ ・Y0／（DW＋DI）／ｈ・δY (11) となり、形状は水平たわみ量にほぼ比例する。ここで、
ｈは出側板厚である。γZ は垂直効果の影響係数とも言
え、図７のようにY0が負、δY が正の時、形状は中伸び
でΔεが正となるため、γZ は正の値となる。
【００３０】一方、実験により上記の水平効果が確認さ
れたが、これも水平たわみ量にほぼ比例する。すなわ
ち、水平効果の影響係数をγY とすると次のようにな
る。
れたが、これも水平たわみ量にほぼ比例する。すなわ
ち、水平効果の影響係数をγY とすると次のようにな
る。
【００３１】 ΔεY γY ・δY (12) 具体的には図８のように、δY が正（中央部が圧延方向
に前進している状態）の時、形状は端伸び（Δεが負）
となる。このため、γY も負の値となる。ここで、垂直
効果の形状変化と水平効果の形状変化をキャンセルさせ
れば、作業ロールが水平たわみを起こしても形状変化が
無いことになる。このための作業ロールオフセット量Y0
は、 ΔεZ ＋ΔεY ＝０ (13) の関係から次のようになる。
に前進している状態）の時、形状は端伸び（Δεが負）
となる。このため、γY も負の値となる。ここで、垂直
効果の形状変化と水平効果の形状変化をキャンセルさせ
れば、作業ロールが水平たわみを起こしても形状変化が
無いことになる。このための作業ロールオフセット量Y0
は、 ΔεZ ＋ΔεY ＝０ (13) の関係から次のようになる。
【００３２】 Y0＝γY ・ｈ（DW＋DI）／４γZ (14) γY とγZ は実験により定める。因に、作業ロール径60
mm、中間ロール径190mm、補強ロール径460mm 、ロール
バレル長650mm の圧延機におけるγY の測定例を図９
に、γZ の測定例を図１０にそれぞれ示す。γY につい
ては図９のように、ロールと材料間の接触投影長ldによ
り整理できることが、実験の結果明らかになった。ま
た、γZ は図１０に示すように、出側板厚ｈにほぼ比例
している。そこで、板幅、入出側板厚、圧延荷重などの
圧延条件がわかれば、図９および図１０からγY とγZ
を求め、(14)式により最適オフセット量Y0が求まる。
mm、中間ロール径190mm、補強ロール径460mm 、ロール
バレル長650mm の圧延機におけるγY の測定例を図９
に、γZ の測定例を図１０にそれぞれ示す。γY につい
ては図９のように、ロールと材料間の接触投影長ldによ
り整理できることが、実験の結果明らかになった。ま
た、γZ は図１０に示すように、出側板厚ｈにほぼ比例
している。そこで、板幅、入出側板厚、圧延荷重などの
圧延条件がわかれば、図９および図１０からγY とγZ
を求め、(14)式により最適オフセット量Y0が求まる。
【００３３】以上、本発明の実施例について説明してき
たが、この他にも趣旨を逸脱することなく種々の変形が
可能である。例えば、６段圧延機以外の４段圧延機にも
適用でき、水平たわみの測定方法についても、一つの検
出器をトラバースさせることも考えられる。また、曲げ
力を与える方法もここで述べた以外に、作業ロールチョ
ックにモーメントをかける方法や、作業ロールチョック
を片側当たり２台とし、偶力をかける方法などが考えら
れる。
たが、この他にも趣旨を逸脱することなく種々の変形が
可能である。例えば、６段圧延機以外の４段圧延機にも
適用でき、水平たわみの測定方法についても、一つの検
出器をトラバースさせることも考えられる。また、曲げ
力を与える方法もここで述べた以外に、作業ロールチョ
ックにモーメントをかける方法や、作業ロールチョック
を片側当たり２台とし、偶力をかける方法などが考えら
れる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、従来の問題点を解決で
き、次のような効果が期待できる。まず、逆たわみ状態
が加速度的に増幅されることがなくなり、これまで以上
の作業ロール小径化が図れる。実験によれば、本発明を
用いない場合に比べ約20％作業ロール径を小さくでき
た。
き、次のような効果が期待できる。まず、逆たわみ状態
が加速度的に増幅されることがなくなり、これまで以上
の作業ロール小径化が図れる。実験によれば、本発明を
用いない場合に比べ約20％作業ロール径を小さくでき
た。
【００３５】また同時に、圧延荷重を大きくとれるよう
になり、これも実験によれば、本発明を用いない場合の
2.5 倍程度の荷重にも耐えられるようになった。
になり、これも実験によれば、本発明を用いない場合の
2.5 倍程度の荷重にも耐えられるようになった。
【００３６】さらに、このような小径化、高荷重化によ
り一回の圧延における圧下率を大きくとれるようにな
り、生産性の著しい向上につながる。
り一回の圧延における圧下率を大きくとれるようにな
り、生産性の著しい向上につながる。
【００３７】また、水平たわみが対称になり、複雑な形
状が発生することがなく、安定した圧延が行えること
で、歩留まりの向上も図れるなど、本発明の効果は多大
なものがある。
状が発生することがなく、安定した圧延が行えること
で、歩留まりの向上も図れるなど、本発明の効果は多大
なものがある。
【図１】本発明の一実施例を示し、また図２を上から見
た図である。
た図である。
【図２】本発明が適用される圧延機の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】上下作業ロール軸心の水平たわみ状態の一例を
示す図である。
示す図である。
【図４】水平曲げ制御の流れを説明する図である。
【図５】本発明の今一つの実施例を示す図である。
【図６】作業ロール軸心の左右非対称水平たわみ状態の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図７】作業ロール水平たわみにより縦方向のロール間
隙プロフィルが幾何学的に変化する、いわゆる垂直効果
を説明する図である。
隙プロフィルが幾何学的に変化する、いわゆる垂直効果
を説明する図である。
【図８】作業ロール水平たわみの水平効果を説明する図
であり、また、図７を上から見た図である。
であり、また、図７を上から見た図である。
【図９】水平効果の影響係数γY とロール・材料間の接
触投影長との関係の実測結果を示す図である。
触投影長との関係の実測結果を示す図である。
【図１０】垂直効果の影響係数γZ と出側板厚との関係
の実測結果を示す図である。
の実測結果を示す図である。
【図１１】作業ロールに働く水平力を示す図である。
【図１２】上下作業ロールのたわみモードの例を示す図
である。
である。
１…圧延材 ２，３…作業ロール ４，５…中間ロール ６，７…補強ロール ８〜15…支持ロール 16，19…水平曲げシリンダ 20，21…ビーム 22，23…オフセット位置調整装置 24，25…押し付けシリンダ 26…水平たわみ検出器 27…計算機 28…水平曲げ制御装置 29…圧力調整器 30，31…水平たわみ検出器 32…計算機 33，34…圧力調整器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/00 １１６ Ｇ 8315−4Ｅ (72)発明者 平間 幸夫 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 成田 健次郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 佐藤 宏司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 高倉 芳生 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 白岩 弘行 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 作業ロールの水平たわみが板形状に影響
を及ぼさない、板厚、板幅、圧延荷重などの圧延条件か
ら定まる所定の作業ロールオフセット位置に作業ロール
を設定した後、圧延を開始することを特徴とする圧延方
法。 - 【請求項２】 圧延中に上下作業ロールの水平方向のた
わみを測定する装置と、該上下の測定値を比較して差を
計算する装置と、この差が所定の範囲を超えるか否かを
判定する装置と、少なくとも上下いずれか一方の作業ロ
ールに水平たわみ制御装置とを設けたことを特徴とする
圧延機。 - 【請求項３】 圧延中に上下作業ロールの水平方向のた
わみを測定し、該上下の測定値を比較して差を計算し、
この差が所定の範囲を超えた場合には、少なくとも上下
いずれか一方の作業ロール水平曲げ装置を制御し、常に
この差が所定の範囲内に収まるようにすることを特徴と
する圧延方法。 - 【請求項４】 圧延中に作業ロールの水平方向のたわみ
を測定する装置と、該左右の測定値を比較して差を計算
する装置と、この差が所定の範囲を超えるか否かを判定
する装置と、作業ロールの少なくとも左右いずれか一方
に水平たわみ制御装置とを設けたことを特徴とする圧延
機。 - 【請求項５】 圧延中に作業ロールの水平方向のたわみ
を測定し、該左右の測定値を比較して差を計算し、この
差が所定の範囲を超えた場合には、少なくとも左右いず
れか一方の作業ロール水平曲げ装置を制御し、常にこの
差が所定の範囲内に収まるようにすることを特徴とする
圧延方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05096279A JP3121471B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 圧延機および圧延方法 |
| TW083103510A TW252933B (ja) | 1993-04-22 | 1994-04-20 | |
| US08/230,344 US5560237A (en) | 1993-04-22 | 1994-04-20 | Rolling mill and method |
| DE69404527T DE69404527T2 (de) | 1993-04-22 | 1994-04-21 | Walzwerk und Verfahren |
| KR1019940008409A KR100310587B1 (ko) | 1993-04-22 | 1994-04-21 | 압연기및압연방법 |
| EP94106238A EP0621087B1 (en) | 1993-04-22 | 1994-04-21 | Rolling mill and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05096279A JP3121471B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 圧延機および圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304632A true JPH06304632A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3121471B2 JP3121471B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=14160691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05096279A Expired - Fee Related JP3121471B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 圧延機および圧延方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5560237A (ja) |
| EP (1) | EP0621087B1 (ja) |
| JP (1) | JP3121471B2 (ja) |
| KR (1) | KR100310587B1 (ja) |
| DE (1) | DE69404527T2 (ja) |
| TW (1) | TW252933B (ja) |
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|---|---|
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