JPH0679326A - 連続冷間圧延機の溶接部圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬質材と軟質材とを接続した溶接部の板破断
を確実に防止できる冷間連続圧延機の溶接部圧延方法を
提供する。 【構成】 母材条件の大きく異なる金属ストリップ材料
（硬質材からなる先行材と軟質材からなる後行材）を連
続して圧延する場合、溶接点が該当するスタンドの圧延
ロールの間隙位置の所定量だけ手前の位置からロールギ
ャップの変更を開始し、ロールギャップの変更の開始と
同時に、スタンド間張力を金属ストリップ材料の後行材
の目標張力に向かって減少させ、また、金属ストリップ
材料のロールギャップの変更開始点に相当する個所が該
当するスタンドの次スタンドを通過して、溶接部が該当
するスタンド出側の厚さ計を通過するまでの間、フィー
ドフォワードＡＧＣを中止させ、ロールギャップの変更
を開始してからその変更動作が完了するまでの間、ゲー
ジメータＡＧＣによる板圧制御を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続冷間圧延機の入側
で接続された金属ストリップ材料を連続的に圧延する連
続冷間圧延機の溶接部圧延方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続冷間圧延機においては、周知のよう
に、圧延機の入側で金属ストリップ材料を溶接して１本
の鋼板にすることによりコイル毎に通板、尻抜けを行な
うことなく、金属ストリップ材料を連続して圧延してい
る。このような圧延方法はオフゲージ長が減少し歩留り
が向上する等の利点がある。この圧延方法においては、
溶接部をいかに精度よく安定して圧延するかがその制御
の大きなポイントとなっている。

【０００３】ところで、硬質材に軟質材を接続した溶接
部は圧延ロールのジャンピング現象により板破断が発生
するので、この溶接部の通過時には、圧延機を停止しギ
ャップ開通板を行なっていた。このため、オフゲージが
長く、歩留低下や能率低下をまねいていた。

【０００４】このようなことから、特開昭６０−２２１
１０９号公報においては、母材条件（板厚、板幅、材質
等）の異なる金属ストリップ材料を連続圧延する方法と
して、溶接点が圧延ロールの間隙位置に達する前に、好
ましくは、圧下位置の変更所要時間のほぼ半分の時刻で
溶接部が圧延ロールの間隙位置を通過するように、圧下
位置の変更を開始する圧延方法が提案されている。

【０００５】また、特開平３−２７５２０６号公報にお
いては、母材条件の異なる金属ストリップ材料の溶接部
を圧延する方法として、溶接部の前後の圧下位置、目標
板厚、板幅、目標張力、張力降伏応力等により破断限界
板厚を実現する圧下位置を求めて、溶接部が圧延ロール
の間隙位置を通過する時点よりも以前に、圧下位置を溶
接部の後方の金属ストリップ材料の適正圧下位置に向っ
て変更を開始する圧延方法が提案されている。

【０００６】また、日本鉄鋼協会講演論文集、第１２２
回、No５（４１７）においては、母材条件の異なる金属
ストリップ材料の溶接部を圧延する方法として、溶接部
前後の金属ストリップ材料の変形抵抗差によるロールギ
ャップ変更量と寸法差によるロールギャップの変更量を
各々演算し、溶接部が第１スタンドのの圧延ロールの間
隙位置を通過する時点よりも以前に変形抵抗差による圧
下位置を修正し、溶接部が第１スタンドを通過した直後
に、サイズを考慮した圧下位置に向って変更を開始する
圧延方法が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】圧延機入側で金属スト
リップ材料を溶接して圧延機で連続的に圧延する方法に
おいて、母材条件の異なる金属ストリップ材料の溶接部
を圧延するに際して、圧延機の圧下位置を変更する場合
に、溶接部の前後の各々の金属ストリップ材料で各々の
目標板厚が得られる圧下位置に変更する過程において
は、次の〜の場合には溶接点前後で各々の材料の目
標厚に対して薄くなる部分は発生しないことが分ってい
る。 溶接点後の金属ストリップ材（後行材）が圧下位置が
締め込み側（ギャップ閉）で、溶接点が圧延ロール間隙
位置を通過する時点から圧下位置変更を開始する場合 後行材が圧下位置が開放側（ギャップ開）で溶接点が
圧延ロール間隙位置を通過する時点で丁度ギャップ開方
向の圧下位置になるようなタイミングで前もって圧下位
置変更を開始する場合 自動板厚制御装置（ＡＧＣ装置）で圧下位置開始点及
び圧下位置終了点を毎々トラッキングし機能停止する場
合 母材条件の変化量（特に材質）がある一定の制限範囲
内に抑えられている場合

【０００８】しかし、〜以外の場合ではどうしても
ギャップ開方向材側で目標板厚よりも薄くなる部分が発
生してしまう。従って、特開昭６０−２２１１０９号公
報及び特開平３−２７５２０６号公報の圧延方法では、
接続される金属ストリップ材料の母材条件の変化量（特
に材質）が一定の制限範囲内に抑えられている場合に
は、破断なくオフゲージ長を最小にできるが、接続され
る金属ストリップが先行材が硬質材（特にＳＣ５０以
上）で後行材が軟質材の場合には、圧延ロールに溶接部
が噛み込まれた時に圧延ロールのジャンピング現象が発
生し、後行材の板厚が目標板厚の１／２〜２／３にも薄
くなり、応力が集中して板破断に至る。

【０００９】また、日本鉄鋼協会講演論文集第、１２２
回、No５（４１７）の圧延方法では、硬質材と軟質材と
を接続した溶接部が１スタンドの通過直後には第１スタ
ンド〜第２スタンド間の張力設定値が硬質材に合った目
標張力となっている為、過張力となり板破断に至る。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、冷間連続圧延機で連続的に圧
延する方法に於て、硬質材と軟質材とを接続した溶接部
の板破断を確実に防止できる冷間連続圧延機の溶接部圧
延方法を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る連
続冷間圧延機の溶接部圧延方法は、圧延機入側で母材条
件の異なる金属ストリップを溶接し、少なくともゲージ
メータＡＧＣよる圧下制御によりロールギャップを制御
し、かつフィードフォワードＡＧＣ及びスタンド間張力
制御をしつつ、金属ストリップを材料を冷間圧延機で連
続して圧延する方法において、金属ストリップの先行材
（硬質材）と後行材（軟質材）とのロールギャップの変
更量を予め求めておき、ロールギャップの変更量が開方
向に所定の基準量を越えているとき、該当するスタンド
の圧延ロールの間隙位置に対して所定量だけ手前の位置
に溶接点が到達すると、その時からロールギャップの変
更を開始する。そして、ロールギャップの変更の開始と
同時に、スタンド間張力を金属ストリップ材料の後行材
の目標張力に向かって減少させる。そして、金属ストリ
ップ材料のロールギャップの変更開始点に相当する個所
が該当するスタンドの次スタンドを通過し、溶接部が該
当するスタンド出側の厚さ計を通過するまでの間、フィ
ードフォワードＡＧＣを中止させ、また、ロールギャッ
プの変更を開始してからその変更動作が完了するまでの
間、少なくともゲージメータＡＧＣによる圧下制御を中
止させる。溶接部が圧延ロールの間隙位置にくるまで
に、全変更量の５０％〜６０％の範囲でロールギャップ
を変更する。このように、金属ストリップ材料の硬質材
に軟質材を溶接して圧延するに際しては、圧下位置の変
更タイミング、スタンド間張力制御の目標値の設定のタ
イミング及びＡＧＣの機能の停止のタイミングを上述の
ようにすることにより、硬質材に軟質材を接続した溶接
部の板破断の防止を図っている。特に、圧下位置の変更
開始点から終了点までの間は少なくともゲージメータＡ
ＧＣによる板厚制御を中断させ、積極的に板厚制御をさ
せないようにしている。

【００１２】つまり、従来技術のように「溶接点が圧延
ロール間隙位置に至達する前に、好ましくは、圧下変更
時間のほぼ半分の時刻に溶接点が圧延ロール間隙位置を
通過するように、圧下を変更開始する」又は「圧下位置
変更タイミングを溶接点前後の金属ストリップ材料の適
正圧下位置や材料定数、許容板厚偏差等を考慮して圧下
位置変更タイミングを決定」するのみではオフゲージ長
は最小にすることは可能であるが、溶接部の前後の金属
ストリップ材料の母材条件が著しく異なる場合には、破
断に至り安定した圧延状態の確保ができない。しかし、
本発明においては上述の制御をすることにより、溶接点
の前後の金属ストリップ材料の母材条件が著しく異なる
場合でも破断なく安定した操作ができる。

【００１３】

【実施例】図３は本発明の一実施例に係る連続冷間圧延
機の溶接部圧延方法を実施する制御系及びその関連設備
の構成を示したブロック図である。図示の例では第１ス
タンドの圧延機及びその制御系が示されている。圧延ス
ケジュール計算装置１は溶接点トラッキング装置２に後
行材の圧延スケジュールを送出する。溶接点トラッキン
グ装置２は、ブライドルロール１０の回転速度を検出す
るパルス発信器１１からのパルス信号及び溶接部検出器
１３からの検出信号を入力し、金属ストリップ材料９の
溶接部８の位置をトラッキングし、後行材の圧延スケジ
ュールに従って圧下位置制御装置３の制御タイミングを
制御する。溶接部検出器１３はブライドルロール１０の
近傍に設置され、溶接部８の位置を検出する。自動板厚
制御装置（以下ＡＧＣ装置という）は、圧延スケジュー
ル計算装置１からの後行材の圧延スケジュールに対応し
た制御信号、パルス発信器１１からのパルス信号及び検
出器１３からの検出信号を入力し、そこで所定の演算処
理を施して板厚を所望の厚さに制御すべく圧下位置制御
装置３を制御する。圧下位置制御装置３は圧下シリンダ
１２の圧下位置を制御する。圧延機５には上下にそれぞ
れバックアップロール６及びワークロール７が設けられ
ており、圧下シリンダ１２によりワークロール７，７の
ギャップが調整される。

【００１４】図４は図３のＡＧＣ装置４の詳細を抽出し
たブロック図て及びその動作を示したタイミングチャー
トである。ＡＧＣ装置４には、モニタＡＧＣ装置１４、
ゲージメータＡＧＣ装置（以下ＢＩＳＲＡ・ＡＧＣ装置
という）１５及フィードフォワードＡＧＣ装置（以下Ｆ
Ｆ・ＡＧＣ装置という）１６が含まれている。第１スタ
ンド５ａの出側には厚さ計１８が設けられており、厚さ
計１８の出力はモニタＡＧＣ装置１４に入力し、モニタ
ＡＧＣ装置１４はＢＩＳＲＡ・ＡＧＣ装置１５とともに
圧下位置制御装置（図示省略）を介して圧下シリンダ１
２を制御する。ＦＦ・ＡＧＣ装置１６は厚さ計１８の出
力を入力し、それに基いて主機モータ１９の回転速度を
制御する。第２スタンド５ｂ以降の各スタンドにはスタ
ンド間張力制御装置（以下ＴＬＣという）１７が設けら
れており、このＴＬＣ１７はスタンド間張力検出器２０
の検出出力に基いてワークロール７，７の圧下位置を制
御することにより第１スタンド５ａと第２スタンド５ｂ
との間の張力制御をする。なお、図２及び図３の制御系
それ自体は従来の構成と同一であり、以下本発明の特有
な動作を中心に以下説明する。

【００１５】図５は第１スタンド５ａの圧下位置とスタ
ンド間張力の制御状態を示すタイミングチャートであ
る。また、図１及び図２は本実施例の制御動作を示すフ
ローチャートであり、図４及び図５を参照しながらその
制御動作を説明する。まず、圧延スケジュール計算装置
１より後行材の圧延スケジュールを計算（各スタンド板
厚、各スタンドロールギャップ、各スタンドロール速
度、各スタンド間張力等）し、計算結果を溶接点トラッ
キング装置２に予め与えておく。溶接点トラッキング装
置２は、ロールギャップの変更量が開放側に７００μｍ
を越えているスタンドがあるかどうかを判断する。ロー
ルギャップ変更量が開放方向に７００μｍを越えている
場合は圧延ロールのジャンピング現象が発生すると判断
し、１回目の圧下位置の変更量を算出し、次に圧下位置
変更に要する時間を計算する。そして、圧下位置の変更
開始のタイミングを算出し、溶接点８がそのタイミング
に到達した時点で圧下位置制御装置３は溶接点トラッキ
ング装置２より与えられた圧下位置の指令値通りになる
ように圧下シリンダ１２を移動させる。また、同時にＡ
ＧＣ装置４に１回目の圧下位置の変更指令を与え、モニ
タＡＧＣ装置１４及びＢＩＳＲＡ・ＡＧＣ装置１５の制
御を中断する。また、スタンド間張力制御装置１７は、
圧延ロー．のジャンピング現象により板厚が薄くなって
いる部分の過張力防止を図るため、圧下位置の変更を開
始すると同時に、後行材の目標張力値に向って減少させ
ていく。

【００１６】なお、この制御の際しては、溶接点８が圧
延ロールの間隙位置を通過する５０ｃｍ手前迄でにロー
ルギャップ変更量の１／２だけ圧下位置変更を行ってい
る。そして、この場合の圧下位置の変更速度は０．３ｍ
ｍ／秒以下に保っている。圧下シリンダ１２の移動速度
はその最大油量で決定され、速ければオフゲージが短縮
されるがスリップ等が発生し、圧延状態が崩れ正常な圧
延ができない場合があるので、このような変更速度にし
ている。そして、溶接点８が圧延ロールの間隙位置を通
過すると、残り１／２の圧下位置変更を行う。この場合
の圧下位置の変更速度は他のアクチュエータの速度と合
わせる必要がある。つまり、溶接点８が圧延ロールの間
隙位置に到達すると、２回目の圧下位置の変更を開始
し、圧延スケジュール計算装置１で算出された圧下位置
の指令値通りになるように圧下シリンダ１２を移動させ
る。ＦＦ・ＡＧＣ装置１６は、１回目の圧下位置の変更
点が第２スタンドに到達した時点からその制御を中断
し、溶接点８が第２スタンド５ｂを通過した時点からそ
の制御を再開する。モニタＡＧＣ装置１４は圧下シリン
ダ１２の移動完了点が厚さ計１８を通過した時点からそ
の制御を再開すると同時にＢＩＳＲＡ・ＡＧＣ装置１５
も制御を再開する。

【００１７】図６は圧下シリンダ動作と板厚の変化を示
した特性図である。母材条件の大きく異なる金属ストリ
ップ材料を連続して圧延する場合に、特にＳＣ５０以上
の硬質材と一般軟鋼を接続した溶接部は、従来は１スタ
ンドの通過直後１００％破断していたが、本実施例によ
れば９０％以上板破断させることなく安定して圧延を行
なえることができている。

【００１８】また、上述の実施例においては最初にロー
ルギャップを全変更量の１／２開き、その後溶接部８が
第１スタンドを通過してから残りの分１／２を開くよう
にしたが、最初のギャッップの変更量は全変更量の５０
％〜６０％の範囲であればよい。溶接点トラッキング装
置２の精度がよければ、圧延シリンダ１２の動作を中止
することなく連続して動作させるようにしてもよい。更
に、上述の実施例においてはロールギャップの全変更量
が７００μｍを越えている場合について説明したが、冷
間圧延機及びその制御系の機能によっては適宜変更し得
るものであることはいうまでもない。

【００１９】なお、上述の溶接点トラッキング装置２、
ＡＧＣ装置４及び圧延スケジュール計算装置１は、一般
的に圧延機制御用機器としての計算機の一機能としてそ
れぞれ組み込まれる。また、本発明における検出、計
算、判断、処理等の各機能を実現する手段は上述の実施
例による構成に限定されるものではなく、各機能を実現
できるものであれば他の構成でもよい。更に、ＡＧＣ装
置４は第１スタンドの例しか述べていないが第２スタン
ド以降においても同様である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、母材条件
の大きく異なる金属ストリップ材料（硬質材からなる先
行材と軟質材からなる後行材）を連続して圧延する場
合、溶接点が該当するスタンドの圧延ロールの間隙位置
の所定量だけ手前の位置からロールギャップの変更を開
始し、ロールギャップの変更の開始と同時に、スタンド
間張力を金属ストリップ材料の後行材の目標張力に向か
って減少させ、また、金属ストリップ材料のロールギャ
ップの変更開始点に相当する個所が該当するスタンドの
次スタンドを通過して、溶接部が該当するスタンド出側
の厚さ計を通過するまでの間、フィードフォワードＡＧ
Ｃを中止させ、ロールギャップの変更を開始してからそ
の変更動作が完了するまでの間、ゲージメータＡＧＣに
よる板圧制御を中止したので、オフゲージ長が最小とな
り、かつ、破断に至ることなく安定した操作ができる。
その結果、歩留りの向上、生産性の向上によるコストダ
ウンが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る連続冷間圧延機の溶接
部圧延方法の制御動作を示すフローチャート（その１）
である。

【図２】前記実施例の制御動作を示すフローチャート
（その２）である。

【図３】前記実施例に係る連続冷間圧延機の溶接部圧延
方法を実施する制御系及びその関連設備の構成を示した
ブロック図である。

【図４】ＡＧＣ装置の詳細を抽出したブロック図及びそ
の動作を示したタイミングチャートである。

【図５】第１スタンドの圧下位置とスタンド間張力の制
御状態を示すタイミングチャートである。

【図６】図２の圧下シリンダの動作と板厚の変化を示し
た特性図である。

【符号の説明】

１ 圧延スケジュール計算装置 ２ 溶接点トラッキング装置 ３ 圧下位置制御装置 ４ ＡＧＣ ５ 圧延機 ６ バックアップロール ７ ワークロール ８ 溶接部 ９ 金属ストリップ材料 １０ ブライドルロール １１，１１ａ パルス発信器 １２ 圧下シリンダ １３ 検出器 １４ モニタ・ＡＧＣ装置 １５ ＢＩＳＲＡ・ＡＧＣ装置 １６ ＦＦ・ＡＧＣ装置 １７ スタンド間張力制御装置（ＴＬＣ） １８ 厚さ計 １９ 主機モータ ２０ 張力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊福 達生 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鹿林 祐司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機入側で母材条件の異なる金属スト
   リップを溶接し、少なくともゲージメータＡＧＣにより
   ロールギャップを制御し、かつフィードフォワードＡＧ
   Ｃ及びスタンド間張力制御をしつつ、金属ストリップを
   材料を冷間圧延機で連続して圧延する方法において、 金属ストリップの硬質材からなる先行材の後に軟質材か
   らなる後行材が続く場合のロールギャップの変更量を予
   め求める工程と、 前記ロールギャップの変更量が開方向に所定の基準量を
   越えているとき、該当するスタンドの圧延ロールの間隙
   位置に対して所定量だけ手前の位置に溶接点が到達する
   と、その時からロールギャップの変更を開始させる工程
   と、 ロールギャップの変更の開始と同時に、スタンド間張力
   を金属ストリップ材料の後行材の目標張力に向かって減
   少させる工程と、 金属ストリップ材料のロールギャップの変更開始点に相
   当する個所が該当するスタンドの次スタンドを通過し、
   溶接部が該当するスタンド出側の厚さ計を通過するまで
   の間、フィードフォワードＡＧＣを中止させる工程と、 ロールギャップの変更を開始してからその変更動作が完
   了するまでの間、少なくともゲージメータＡＧＣによる
   ロールギャップの制御を中止させる工程とを有する連続
   冷間圧延機の溶接部圧延方法。
2. 【請求項２】 溶接部が圧延ロールの間隙位置にくるま
   でに、全変更量の５０％〜６０％の範囲でロールギャッ
   プを変更する請求項１記載の連続冷間圧延機の溶接部圧
   延方法。