JPH0687006A - 幅方向テーパー圧延方法 - Google Patents

幅方向テーパー圧延方法

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JPH0687006A
JPH0687006A JP4242033A JP24203392A JPH0687006A JP H0687006 A JPH0687006 A JP H0687006A JP 4242033 A JP4242033 A JP 4242033A JP 24203392 A JP24203392 A JP 24203392A JP H0687006 A JPH0687006 A JP H0687006A
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裕 二 堀
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常の圧延設備では確保できないロ−ル幅方
向のロールギャップ差を実質上確保する。 【構成】 水平面に対して上ワ−クロール2をα傾けて
ロ−ル幅方向にロール間隙の差を持たせるのに加えて、
圧延材の進行方向に直交する垂直面に対して上下ワ−ク
ロ−ル2,3を傾けて交鎖βさせる。 【効果】 大きなロ−ル間隙差を得ることができ、水平
面に対する上側ロールの傾斜量を少なくでき、上側ロー
ルに対する制約が軽減されるので、幅方向に板厚の傾斜
を有する鋼板を多様な規格で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特殊用途に対応させて
幅方向に板厚の傾斜(板厚差)を設けた鋼板の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板
を圧延するに際し、圧延方向に板厚が傾斜した被圧延材
を圧延する第一段階と、次いで、圧延方向を90度回転
して、ロール軸方向にロールギャップ差を持たせた圧延
ロールにより、板厚が圧延する第二段階とを組み合わせ
て圧延を行っている(例えば特公昭52−1381)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にあ
っては、ロール軸方向にギャップ差を持たせる第二段階
の圧延で、各パス毎に、ロ−ル左右の圧下率を保持しな
がら圧延するためには、 (厚手側厚さ−薄手側厚さ)/薄手側厚さ=ウェッジ率 を一定にしながら圧延を実施する必要がある。そのため
に圧延の初期段階では必要とするロール傾斜が非常に大
きく、このロ−ル傾斜を通常の圧延設備では確保できな
い問題点があった。
【0004】本発明は、上記した必要とするロールギャ
ップ差を実質上確保することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、水平面に対
してロールを傾けてロ−ル幅方向にロール間隙の差を持
たせるのに加えて、圧延材の進行方向に直交する垂直面
に対してもロ−ルを傾ける。
【0006】
【作用】圧延材の進行方向に直交する垂直面に対しても
ロ−ルを傾けると、例えばロ−ルの一端を圧延材の進行
方向にずらすと、圧延材に対しては実質上ロ−ルギャッ
プが、該一端側では変化しないが他端側では広くなり、
やはり圧延材の幅方向でロ−ル間隙に差を生ずる。した
がって本発明によれば、水平面に対してロールを傾ける
ことによるロ−ル間隙差に、圧延材の進行方向に直交す
る垂直面に対するロ−ルの傾斜によるロ−ル間隙差が加
わり、大きなロ−ル間隙差を得ることができ、水平面に
対する上側ロールの傾斜量を少なくでき、上側ロールに
対する制約が軽減されるので、幅方向に板厚の傾斜を有
する鋼板を多様な規格で製造することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1の(a)は、本発明方法を実現す
る圧延装置の正面図、図1の(b)は平面図である。図
1に示すように、圧延材1は上ワークロール2と下ワ−
クロ−ル3で圧延されるが、この実施例では、下ワ−ク
ロ−ル3は水平で、上ワ−クロ−ル2が、水平面に対し
て傾けられている。これにより上,下ワ−クロ−ル2,
3は相対的に、圧延材1の中心線(図1の(a)で紙面
に垂直)を中心とする回転方向に角度αの傾斜を有す
る。一方、上,下ワ−クロ−ル2,3は圧延材の進行方
向に直交する垂直面に対して傾けられており、上,下ワ
−クロ−ル2,3は相対的に、圧延材1の垂直線(図1
の(b)で紙面に垂直)を中心とする回転方向に角度β
の傾斜を有する。
【0008】これらのワークロール2,3の各々には、
バックアップロール4,5が圧接している。上ワークロ
ール2及びバックアップロール4は左,右のロールチョ
ック6a,6bに保持され、下ワークロール3及びバッ
クアップロール5は左,右のロールチョック7a,7b
によって保持されている。ロールチョック6a,6bは
油圧圧下装置8a,8bに結合されており、油圧圧下装
置8a,8bが、ロールチョック6a,6bを上下方向
に駆動する。これにより上,下ワ−クロ−ル2,3間の
角度αが定まる。ロールチョック6a,6bおよび7
a,7bは、それぞれ圧延方向の入出両側から各々クロ
スヘッド9a,9bおよび10a,10bではさみこま
れており、これらのクロスヘッドが、ロールチョック6
a,6bおよび7a,7bを、圧延材1の進行方向(図
1の(a)で紙面に垂直な方向)に駆動する。これによ
り上,下ワ−クロ−ル2,3間の角度βが定まる。油圧
圧下装置8a,8bならびにクロスヘッド9a,9bお
よび10a,10bは、ダイレクトドライブコントロ−
ラ11の指令に応答して、上述の各種駆動を行なう。ロ
ールチョック6a,6bの目標位置ならびにクロスヘッ
ド9a,9bおよび10a,10bの目標位置は、ビジ
ネスコンピュータ13をホストとするプロセスコンピュ
ータ12が算出し、算出値をダイレクトドライブコント
ローラ11に与える。コントロ−ラ11は、目標位置と
実位置の偏差を算出して、実位置を目標位置とする指令
を油圧圧下装置8a,8bならびにクロスヘッド9a,
9bおよび10a,10bに与える。
【0009】このように、本発明においては、クロスヘ
ッド9a,9bおよび10a,10bを用いて、上ワー
クロール2及びバックアップロール4と下ワ−クロ−ル
3およびバックアップロ−ル5を相対的に水平方向にク
ロス(β)するように、圧延材1の進行方向の位置関係
に差を付与し、さらに、油圧圧下装置8a,8bを用い
て下ロ−ル群3,5に対して上ロール群2,3を垂直方
向に傾斜(α)するように、左右で垂直方向の位置関係
に差を付与するところに特徴がある。
【0010】なお、ここで用いられる圧延装置は可逆式
圧延機であり、一基または2基以上からなり、加熱され
た鋳片を長手方向で数パス圧延し、所定の長さにまで圧
延を実施する(図2の1,1a)。次いで圧延材の移動
方向に板厚を傾斜させる圧延(第一段階)を行ない(図
2の1b,1c)、次いで、圧延方向を90度回転し
て、ロール軸方向にロールギャップ差を持たせて圧延
(第二段階)する(図2の1c,1d)。この第二段階
(図2の1cから1dへの圧延)の最終パスを含めた数
パスに本発明を実施する。
【0011】図3,図4および図6に、本発明の実施
例、すなわち板厚に幅方向傾斜を付与するための制御に
必要な幅方向テーパー圧延パススケジュールの処理、を
示す。なお、図中記号の中の、Sはステップを意味して
いる。
【0012】まず図3を参照する。プロセスコンピュー
タ12は、ビジネスコンピュータ13から左右のロール
間隙値(これがαを規定する)を決定するのに必要な圧
延材情報を読み込む(S21)。そして、目標とする左
右の最終仕上げ板厚から圧延材の仕上げ温度を予測する
(S22)。ついで、狙いとするプレートクラウン量、
プレートウエッジ量を計算する(S23)。ついで、現
在の圧延ロールプロフィールを計算(S24)した上
で、狙いとするプレートクラウン量を得るためのトータ
ル圧延荷重を図4のように予測計算する。
【0013】プレートクラウン量は、圧延荷重によるロ
ールベンディング量とロール磨耗量、及びロール温度上
昇による膨張量によって決定される。したがって、ロー
ルプロフィールと、狙いとするプレートクラウン量が予
め決定されていれば、圧延荷重Fは、式(1)で示され
る。
【0014】
【数1】
【0015】ただし、F :左右トータル圧延荷重 CR :狙いとする出側プレートクラウン ΣCW :ワークロールクラウン(初期+膨張−磨耗) B :圧延幅 DW :ワークロール径 Db :バックアップロール径 OfS :オフセット項 である。
【0016】次に、図4の処理の内容を説明する。実際
の圧延パス間においては、ガンマ線などの放射線を利用
した厚み計を用いて圧延材のセンターとエッジの板厚を
実測することにより、式(2)に示すプレートクラウン
量CRを算出する(S31) 。 CR=H2−(H1+H3)/2 ・・・(2) ただし、H1:薄部エッジ厚 H2:センター厚 H3:厚部エッジ厚 である。この式を用いて実績プレートクラウンを評価
し、そのクラウン実測値と実績圧延荷重の関係に応じて
式(1)のOfS 項に自動的に修正を加えることによ
り、式(1)の荷重クラウン予測精度を向上させること
ができる。また、同時にプレートウェッジ量Wgは式
(3)を用いて評価することができる(S31) 。 Wg=H3−H1 ・・・(3) ステップ31の処理を実行するに際し、或る予測値とセ
ンサなどからの実績とを比較し、その誤差を計算し、こ
の誤差分を次回に予測計算させるときにフィードフォワ
ード反映させ(ステップ32)、次回の予測精度を自動
的に改善できるようにしている。
【0017】ついで、式(1)によってトータル圧延荷
重を決定(S33)した上で、平均圧下率γを計算す
る。トータル圧延荷重を求める際しては、反力(設備許
容限界の耐荷重値,トルクリミット(設備許容限界のモ
ータ電流から計算されるトルク値)をフィードバック
し、また、実績反力の学習(S34)を行いながら実施
する。平均圧下率γは、圧延材の温度,板厚から変形抵
抗及び圧下力関数を取り入れた式(4)を用いて決定す
る(S35)。
【0018】 (Ft )=B(aγ+b) ・・・(4) ただし、Ft :トータル圧延荷重 b :圧延幅 γ :平均圧延率 a,b:係数(圧延温度、出側板厚の関数) である。
【0019】ここで、仕上圧延工程において、キャンバ
ーを生じさせずに圧延するためには、幅方向に均一な圧
伸率を保ちながら圧延する必要があり、左右のエッジ厚
において、平均圧下率γを一定、すなわち、 γ=(△HWS /HWS )=(△HDS /DS ) ・・・(5) とする。ただし、△HWS :操作側圧下量 HWS :操作側出側板厚 △HDS :駆動側圧下量 HDS :駆動側出側板厚 である。
【0020】式(5)より、左右の圧下量(△HWS,H
DS )を決定し、さらに左右の入側板厚を計算する(S3
6)。さらに、仕上圧延工程の左右非平衡の圧延時にお
ける左右それぞれの圧延荷重、操作側圧延荷重FWS
び駆動側圧延荷重FDS は、単位幅当たりの圧延荷重を
左右に分配積分することにより算出する。
【0021】
【数2】
【0022】ただし、B :圧延幅 fX :x点における単位幅当たりの圧延荷重 a :圧延機操作側チョックセンタからx点までの距離 b :圧延機駆動側チョックセンタからx点までの距離 L :圧延機チョックセンタ間の距離 である。
【0023】式(6)で予測した左右の圧延荷重から、
左右それぞれについてゲージメータ式のセンサを用いて
操作側ロール間隙SWS 及び駆動側ロール間隙SDS を次
のように計算する(S36)。 SWS =HWS −(FWS /MWS )+K1DS =HDS −(FDS /MDS )+K2 ・・・(7) ここで、操作側および駆動側のロール間隙SWS ,SDS
を水平方向と鉛直方向に振り分ける。まず、水平クロス
方向の傾斜量△SCRS を決定する。
【0024】本実施例では、クロスヘッドによる水平方
向傾斜を設備許容内で最大活用する場合を示す。 WS,DS側の合計ギャップ偏差:SWS −SDS =△S 水平方向のギャップ偏差:△SCRS 鉛直方向のギャップ偏差:△SVIR と記すと、(7)式によって計算された△Sについて △S≦△SCRSHA× のとき △SCRS =△S △SVIR =0 △S≦△SCRSHA× のとき △SCRS =△SCRSHA× △SVIR =△S−△SCRSHA× ・・・(8) として、△SCRS と△SVIR を振分決定する。
【0025】さらに、WS,DSの実際のクロスへッド
によるロールチョックの水平位置は以下の計算で決定す
る。図6に示すように、DS側のギャップを基準とした
例では、 S1 =SDS2 =SDS +SCRS として、 DWS =(L+B)/4B×√{(S2 −S1 )(S2 +S1 +2DW )} DDS =(L−B)/4B×√{(S2 −S1 )(S2 +S1 +2DW )} ・・・(9) によりDWS 、DDS を決定する。
【0026】さらに鉛直方向のWS,DSのギャップ設
定は、 SVI =SDSV2 =SDS +△SVIR として決定する。ただし、 SWS :操作側ロール間隙 S1 :操作側ロール間隙の水平成分 (水平方向+鉛直方向和) S2 :駆動側ロール間隙の水平成分 HWS :操作側出側板厚 SV1 :操作側ロール間隙の鉛直成分 FWS :操作側の圧延荷重 SV2 :駆動側ロール間隙の鉛直成分 MWS :操作側ミル剛性率 △S:ロール間隙差(合成和) K1 :オフセット(修正項) △SCRS :水平成分のロール間隙差 SDS :駆動側ロール △SVIR :鉛直成分のロール間隙差 (水平方向+鉛直方向和) HDS :駆動側出側板厚 △SCRSHAX :設備許容最大水平ロール間隙差 FDS :駆動側の圧延荷重 DW :ワークロール直径 MDS :駆動側ミル剛性率 L:チョック間距離 K2 :オフセット(修正項) である。そして計算に際しては、逐次実績板厚(図示し
ない厚み計測器によって測定された実測エッジ厚)によ
って予測値の修正を行ない、板厚精度の向上を図ってい
る(S37)。
【0027】したがって、操作側出側板厚HWS 及び駆
動側出側板厚HDS は式(10)で表される。 HWS =SWS +(FWS /MWS )+K1DS =SDS +(FDS /MDS )+K2・・・(10) 式(10)における{SWS +(FWS /MWS )+K1
及び、{SDS +(FDS /MDS )+K2 }が上ワークロ
ール2及びバックアップロール4の傾斜(α)を意味し
ている。
【0028】ステップ36によって求められた結果は、
プロセスコンピュータ12からダイレクトコントローラ
11に伝送され(S38)、コントロ−ラ11が、油圧
圧下装置8a,8bおよびクロスヘッド9a,9b,1
0a,10bを、算出値に設定する(S39)。これに
より高精度かつ高能率でパス毎の圧下設定が自動的に行
われる。
【0029】上,下ワ−クロ−ル2,3間の間隙値の計
算は、クラウン率一定、ウェッジ率一定を前提として順
次行ない、出側板厚,圧下量から入側板厚を計算し、そ
れを前パスの出側板厚として全パススケジュールを下か
ら積み上げて計算を行う(S40及び図5のS41,4
4)。なお、圧延荷重または圧延トルク最大の全負荷で
圧延するようにパススケジュールを決定し(S42)、
以上を移送サイズになるまで繰り返し計算を行う(S4
3)。
【0030】図7に、本発明と従来の圧延結果を示す。
従来例は上ワークロール2及びバックアップロール4を
鉛直方向に傾斜させただけの例であり、本発明例は、加
えて水平方向に上,下ワ−クロ−ル2,3を傾けたもの
である。
【0031】ここでは、板厚差3mmの幅方向差厚鋼板
を製造する際の最大圧延長さの例を示しており、図7中
のハンチング領域は成品として製造可能なケースを示し
ている。図7に示すように、従来においては、板厚10
mmでは板幅に3200mm以下のみ成品を得ることが
できず、板厚が10mmから5mm増すごとに板幅を3
000mmから1000mmづつ狭くすることがようや
く可能になる。一方、本発明では板厚及び板幅の規格を
従来と同一にした場合、板厚10mm〜20mmでは板
幅1500mm以上において成品可能となり、また、板
幅2000mmでは板厚7mmのときに成品可能とな
り、薄手領域での成品化が可能となった。これを図式化
したのが図7であり、斜線域が従来の製造可能領域であ
り、縦線域が本発明による製造可能領域である。図7か
ら明らかなように、従来に比べて成品化できる板厚及び
板幅寸法が拡大し、発明によれば従来成品化できなかっ
た規格に対する成品化が可能になることがわかる。
【0032】なお、上記した構成の圧延機を用いて通常
のフラット鋼板を製造する場合には、上,下ワ−クロ−
ルを互に平行に設定するのみで、そのまま圧延が可能で
ある。
【0033】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板を多様な規格に従
って製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法を実現する圧延装置の概略構成を
示す正面図(a)および平面図(b)である。
【図2】 幅方向に板厚の傾斜を付す圧延の各過程にお
ける圧延材の形状を示す斜視図である。
【図3】 本発明方法を実施するに必要なプレートクラ
ウンおよびプレートウェンジ量の算出処理を示すフロー
チャートである。
【図4】 図3の処理に続いて実施される圧下制御処理
を示すフローチャートである。
【図5】 図4の処理に続いて実施される最終処理を示
すフローチャートである。
【図6】 本発明方法における水平方向のロールチョッ
ク設定量を示す概略図である。
【図7】 本発明と従来の幅方向に板厚の傾斜を有する
鋼板の圧延結果を示す比較グラフである。
【符号の説明】
1:圧延材 2,3:圧延ワーク
ロール 4,5:バックアップロール 6a,6b:ロー
ルチョック 7a,7b:ロールチョック 8a,8b:油
圧圧下装置 9a,9b:クロスヘッド 10a,10
b:クロスヘッド 11:DDC 12:プロセス
コンピュータ 13:ビジネスコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── 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 37/12 BBH 111 F 8315−4E

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下左右のロールチョックを独立に圧延方
    向に稼働できる可逆式圧延機を用いて、水平面に対して
    ロールを傾けてロ−ル幅方向にロール間隙の差を持た
    せ、その間隙を圧延パス毎に変更することにより、幅方
    向に板厚の傾斜を有するテ−パ−圧延をするにおいて、
    水平面に対してロールを傾けるのみならず圧延材の進行
    方向に直交する垂直面に対してもロ−ルを傾けることに
    よって左右ロール間隔に差を持たせて圧延することを特
    徴とする幅方向テーパー圧延方法。
JP4242033A 1992-09-10 1992-09-10 幅方向テーパー圧延方法 Expired - Lifetime JP2564740B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4837095B2 (ja) * 2006-06-30 2011-12-14 エービービー エービー ロールギャップを制御する方法と装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4837095B2 (ja) * 2006-06-30 2011-12-14 エービービー エービー ロールギャップを制御する方法と装置
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