JPH0688057B2 - ダルワークロールを用いる冷間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、金属材料の冷間圧延に好適に実施されるダル
ワークロールを用いる冷間圧延方法に関する。

従来の技術 たとえば鋼板などの冷間圧延工程では、被圧延材である
鋼板を挟んで上下に複数の圧延ロールが配置された圧延
スタンドを、圧延方向に複数台配置したタンデム圧延機
などが用いられるが、冷間圧延工程後の焼鈍工程で被圧
延材の板面が相互に密着したり、また板面に傷がついた
りするのを防ぐために、ロール面に凹凸が形成されたダ
ルワークロールで圧延し、被圧延材の表面にいわゆるダ
ル面を形成させることが行われている。

典型的な従来の技術は、第６図に示されている。鋼板な
どの被圧延材１は、矢符Ａで示されるように、第６図左
方より右方へ、複数のダルワークロール2a,2b,…で形成
される圧延スタンド２に送られ、回転するダルワークロ
ール2a,2b間に噛み込ませて、被圧延材１を連続的に圧
延加工し、その表面にダル面を形成させ、所望の板厚に
圧延してゆく。被圧延材１の圧延後の板厚ｔは、ダルワ
ークロール2a,2b間の間隙ｄで定まり、間隙ｄはダルワ
ークロール2aの圧延面Ｒと基準面Ｂ面の距離、すなわち
圧下位置Ｃによつて定まる。圧下位置Ｃはダルワークロ
ール2aに加えられる油圧機（図示せず）などの圧下力Ｄ
によつて設定される。また被圧延材１は一定長ごとにコ
イルに形成され、ダルワークロール2a,2bは、上記コイ
ル数、すなわち圧延量が予め定められた数値に達する
と、新しいダルワークロールと交換される。

従来の技術では、被圧延材１の圧延前の板厚や硬度・材
質・圧延速度・仕上板厚などの圧延条件と、圧延量に基
づき、ダルワークロール2a,2bの摩擦係数μと、この摩
擦係数μから圧延荷重Ｐを求め、圧延荷重Ｐに対応する
ダルワークロール2aの予定圧下位置Ｃ′を求め、さらに
作業員の経験により誤差分を考慮したデータを加え、こ
れらを手動で制御装置に入力して油圧機などの位置制御
手段を制御し、ダルワークロール2aの圧下位置Ｃを設定
していた。

発明が解決すべき課題 ダルワークロール2a,2bは、そのロール面に形成された
ダル面のため、ロール面が平滑な通常の圧延ロール（ブ
ライトロール）に比して摩擦係数μが大きく、圧延荷重
が大きくなる。したがつて前記圧下位置Ｃを大きくとつ
て間隙ｄを小さくすることが困難である。またダルワー
クロール2a,2bのダル面の摩耗を抑制するためにも圧下
位置を大きくとることはできない。すなわちとり得る圧
下率が制約される。一方作業の進行に伴い、ダルワーク
ロール2a,2bは次第に摩耗し、前記設定値の誤差も増大
するので、従来の技術ではダルワークロール2a,2bのダ
ル面の摩耗を極力抑え、誤差を少なくするために、前記
圧下率をたとえば５％以下という低率に設定してダルワ
ークロール2a,2bによる冷間圧延を行つていた。

しかしながら、このように低い圧下率でダルワークロー
ル2aの圧下位置を設定してしかも所望の板厚を得るため
には、圧延スタンドの数を増して圧延スタンド一段あた
りの圧下率の低さを補つてやらねばならず、設備が大形
化する。また圧延スタンドの増加はダルワークロールの
交換などに時間と人手を要し、オフゲージなどの無駄も
発生するため、生産コストが増大するといつた問題点も
発生していた。

本発明は、上述の技術的課題に鑑みてなされたものであ
つて、最小限の設備でしかも所望の製品板厚を得ること
のできるダルワークロールを用いる冷間圧延方法を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、被圧延材の単位圧延量ごとに実施して得られ
た圧延荷重を実績荷重として毎回ごとに記憶し、 ダルワークロールの交換後における被圧延材の圧延量に
基づいてダルワークロールのダル目の摩耗による摩擦係
数の変化を予測し、 上記予測された摩擦係数から圧延荷重を予測し、 前回以前の実績荷重に基づいて適応補正係数を求め、 前記圧延荷重の予測値に前記適応補正係数を乗じて今回
圧延すべき被圧延材に対する実績圧延荷重を求め、 上記実績圧延荷重が得られるようにダルワークロールの
圧下位置を設定することを特徴とするダルワークロール
を用いる冷間圧延方法である。

作 用 本発明によるダルワークロールを用いる冷間圧延方法
は、新しく交換されたダルワークロールが次に交換され
るまでに行うべき圧延量に基づいて摩擦係数を予測し、
上記摩擦係数から圧延荷重を予測する。

一方、被圧延材の単位圧延量ごとに実施した圧延荷重を
実績圧延荷重として毎回ごとに記憶し、前回までの実績
圧延荷重に基づき前記予測圧延荷重を補正するための適
応補正係数を求める。この適応補正係数を前記圧延荷重
の予測値に乗じて今回の被圧延材の実績圧延荷重を求
め、その実績圧延荷重が得られるようにダルワークロー
ルの圧下位置を設定する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のダルワークロールを用い
る冷間圧延法を説明するための図である。鋼板などの被
圧延材11は、第１図左方のコイル（図示せず）から繰り
出され、第１図左方より右方へ矢符Ｅで示されるよう
に、上下一対のダルワークロール12a,12bと、複数の圧
延ロール12c,12d,…で形成される圧延スタンド12に送ら
れ、回転するダルワークロール12a,12b間に噛み込ませ
られて、表面にダル面が形成されつつ、所望の板厚ａに
仕上げられてゆく。圧延後の被圧延材11の板厚ａは、ダ
ルワークロール12a,12bの間隙ｂで定まり、間隙ｂは一
方のダルワークロール12aの圧延面ｃと基準面Ｆ間の距
離、すなわち圧下位置Ｇによつて定まる。圧下位置Ｇは
油圧機などで実現される圧下装置13からの圧下力Ｐによ
つて設定され、被圧延材11に対する圧延荷重を決定す
る。

圧下装置13への圧下位置Ｇの指示は、ラインl1を介し
て、制御部14から伝達される制御信号Ｓによつて実行さ
れる。制御部14、内部に演算部14a,メモリ14bを備えた
マイクロコンピユータなどで実現され、メモリ14bに
は、今回の被圧延材11の圧延より以前のコイルについて
実施された圧延荷重が回ごとの実績荷重として記憶され
ている。記憶されたデータは後述するように、この回の
圧延を開始するにあたつて、圧延荷重を決定する際のデ
ータとして読出され、演算部14aによつて圧下位置Ｇが
算出される。

メモリ14bには上記のデータの外に、ダルワークロール1
2a,12bが受持つ圧延量（単位圧延量であるコイルの本数
で表され、したがつてコイル本数が圧延回数として表さ
れる）、被圧延材11の材質、硬度、圧延前の板厚、圧延
速度ｖと、所望する板厚などの圧延条件がキーボードな
どの入力手段17によつて予め設定され、制御部14に入力
される。また１本のコイルの圧延が終われば、前記圧延
量のデータから１が減算され、圧延回数には１が加算さ
れ、同時にその回の圧延荷重は実績荷重として次回以後
のデータとして新たに記憶される。

圧延スタンド12を通過した被圧延材11は、厚み計15によ
つて仕上り板厚ａが計測され、ラインl2を介してそのデ
ータが制御部14に入力される。また圧延速度ｖが速度セ
ンサ16によつて計測され、ラインl3を介して制御部14に
入力される。制御部14、予め設定された圧延条件と前記
実績荷重のデータとから今回の圧延に必要な圧延荷重を
演算し、上記圧延荷重を得るために必要な圧下位置Ｇを
算出して圧下装置13を駆動するとともに、実行中に入力
された前記仕上板厚ａなどのデータと、前記予め定めら
れた圧延条件とを比較、演算を行い、実行にともなつて
発生した誤差を補正しつつ、圧延作業が進行する。さら
に前記入力手段17によつて設定された圧延条件の各種デ
ータや、現に実行中に計測され、記憶されたデータは表
示手段18に表示される。

第２図は、本発明の一実施例のダルワークロールを用い
る冷間圧延方法の動作を説明するフローチヤートであ
る。本フローチヤートは、ステツプn0でダルワークロー
ル12a,12bが交換された後の一つのコイルについての冷
間圧延（以下圧延と記す）動作が示されており、以下、
第１図を併せて参照しつつ、説明する。

ステツプn1で該ダルワークロール12a,12bに対する圧延
条件、すなわちコイルの板厚、材質、圧延速度、目標で
ある仕上げ板厚等のデータが第１図に示す制御部14にセ
ツトされる。またダルワークロール12a,12bの交換回数
などもセツトされる。

ステツプn2では該ダルワークロール12a,12b（ただし、
以下参照符を省略する）が受持つ圧延量Ｍがセツトされ
る。圧延量Ｍは、一つのコイルに含まれる長さをＬ、コ
イル総数をＮとすれば、 Ｍ＝Ｌ・Ｎ ……（１） であり、コイル長Ｌが一定であれば、一つのコイルが単
位圧延量を表し、圧延量Ｍはコイル本数ｉ（ｉ＝1,2,3,
…,N）に比例する。またコイル本数ｉは、一つのダルワ
ークロールが受持つ圧延回数としても表される。

ステツプn3ではダルワークロールの摩擦係数がコイルご
とに個別的に予測される。該ダルワークロールが最初に
圧延するコイルに対応して予測摩擦係数μ′１が、２本
目のコイルに対応して予測摩擦係数μ′２が、以下同様
にして予測摩擦係数μ′3,μ′4,…，μ′i,…，μ′Ｎ
（Ｎは該ダルワークロールが受持つコイルの本数。また
は以後摩擦係数を総称するときは参照符μ′ｉを用い
る）が次に示す第３図に基づいて順次設定される。

第３図は、前記圧延量Ｍと、予測摩擦係数μ′ｉの関係
を表すグラフである。ダルワークロールの予測摩擦係数
μ′ｉは、第３図示のグラフl1に示されるように、圧延
すべきコイルの本数ｉ、すなわち圧延量Ｍ、したがつて
圧延回数にほぼ反比例しており、圧延量Ｍと無関係にほ
ぼ一定値のブライトロールが示すグラフl2と著しい相違
がある。これは滑らかなロール面を備えたブライトロー
ルと、ダル面を備えたダルワークロールとの違いに起因
する。ダルワークロールは、圧延回数が増えるにつれて
ダル面が摩耗してゆくので、圧延回数したがつて圧延量
Ｍの増加とともに、該摩擦係数の予測値μ′ｉの値を順
次減じてゆかねばならないことが第３図で示されてい
る。

再び第２図を参照して、ステツプn3でコイルごとの予測
摩擦係数μ′ｉが設定された後は、ステツプn4へ進ん
で、次にコイルごとの圧延荷重が予測される。この予測
圧延荷重Ｐ′ｉは、前記予測摩擦係数μ′ｉの関数とし
て求められ、予測圧延荷重Ｐ′ｉが設定された後、ステ
ツプn5に進む。

ステツプn5では、適応補正係数Zpiが設定される。適応
補正係数Zpiはステツプn3で設定された予測摩擦係数
μ′ｉと、実際に圧延作業が実行された際の実績から算
出された実績摩擦係数μｉとの間に生じる誤差βを解消
すべく設定されるものであつて、誤差β解消した値の予
測圧延荷重Piを求めものである。次に示す第４図に基づ
いて設定される。

第４図は、前述の予測摩擦係数μ′ｉと、実績摩擦係数
μｉとの関係を示すグラフである。実線で示されるグラ
フl3は、圧延すべきコイルの本数ｉに対応して前記ステ
ツプn3で予測された予測摩擦係数μ′ｉを表し、破線で
示されるグラフl4は、実績摩擦係数μｉを表す。コイル
の本数ｉが増えるにつれ、したがつて圧延量Ｍが増加す
るにつれて、両者の差である誤差βが増してゆく場合が
あることがわかる。したがつて圧延回数ごとに予測摩擦
係数μ′ｉを補正する必要があり、このために適応補正
係数Zpiが用いられる。

再び第２図を参照して、ステツプn5において、補正係数
Zpiは、次の式によつて求められる。

Zpi＝0.7Zp（ｉ−２）＋0.3Zp（ｉ−１） ……（２） ここにZp（ｉ−２）は前回の予測圧延荷重Ｐ（ｉ−１）
を求める際に使用された補正係数を、Zp（ｉ−１）は前
回の実績圧延荷重から求められ新たな補正係数を示す。
ただし新しく交換されたダルワークロールが最初に圧延
するコイルとその次に圧延するコイルについては、前回
の予測圧延荷重Ｐ（ｉ−１）を求める際に使用された補
正係数Zp（ｉ−２）と、前回の実績圧延荷重から求めら
れた新たな補正係数Zp（ｉ−１）のデータは、ともに記
憶されていないため、このときは適宜定める。たとえば
交換前のダルワークロールで実行された第１回目のコイ
ルについての実績圧延荷重から適応補正係数Zpiを求め
てもよい。

コイルごとに適応補正係数Zpiが設定されると、ステツ
プn6ではコイルごとの誤差βを解消した予測圧延荷重Pi
が次の式で求められる。

Pi＝Zpi・Ｐ′ｉ ……（３） Ｐ′ｉは、さきにステツプn4で設定された当該コイルに
ついての予測圧延荷重である。このようにしてコイルご
とに誤差βを解消した予測圧延荷重Piが設定されると、
ステツプn7に進んで、予測圧延荷重Piに対応し、実績圧
延荷重Piが得られるような圧下位置Ｃがコイルごとに設
定される。設定された圧下位置Ｃのデータは、図示しな
い制御部から油圧機などの駆動系に与えられ、このよう
にして荷重誤差がコイルごとに補正された圧延荷重と、
対応する圧下位置Ｃが設定され、ステツプn8に進んで当
該コイルの圧延が行われ、ステツプn9では上記の実績圧
延荷重のデータが、次のコイルに対する前回の実績圧延
荷重Pi−１およびその次のコイルに対する誤差βを解消
した予測圧延荷重Ｐ（ｉ＋１）を求めるために記憶され
る。

第５図は、前記ステツプn4で求めた予測圧延荷重Ｐ′ｉ
と、ステツプn6で求めた誤差βを解消した予測圧延荷重
piの関係を示すグラフである。グラフl5は予測圧延荷重
Ｐ′ｉを示し、グラフl6は予測圧延荷重Ｐ′ｉに前記適
応補正係数Zpiを乗じて得られる誤差βを解消した予測
圧延荷重Piが示されている。またグラフl7は実績値であ
つて、本実施例によつて求めた誤差βを解消した予測圧
延荷重に基づく圧延結果が極めて良好であることが示さ
れている。

発明の効果 以上のように、本発明によるダルワークロールを用いる
冷間圧延方法は、被圧延材の圧延量に対して、ダルワー
クロール摩耗を考慮して摩擦係数を予測し、予測摩擦係
数と実績摩耗係数との誤差を解消するために適応補正係
数を求め、荷重誤差を圧延コイルごとに補正し、補正さ
れた圧延荷重に基づきダルワークロールの圧下位置を設
定するようにした。これにより、右擦係数の大幅な変化
にも十分な精度をもつて圧延荷重を予測することがで
き、また正確な圧延荷重予測値によつて求められている
精度良い圧下位置設定によつて安定した圧延とオフゲー
ジの少ない製品が得られる。

また、右擦係数の変化に合わせタンデムミルの各スタン
ドの圧下率配分を変えていくことが可能となり、これに
よりスタンド数の少ないタンデムミルでも効率的に所望
の製品板厚を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のダルワークロールを用いる
冷間圧延法を説明するための図、第２図は本実施例の動
作を示すフローチヤート、第３図は圧延量Ｍと摩擦係数
μの関係を示すグラフ、第４図は予測摩擦係数μと実績
摩擦係数μｏの関係を圧延量Ｍと対応させて示すグラ
フ、第５図は予測圧延荷重と実績圧延荷重の関係を示す
グラフ、第６図は従来の技術を示す図である。 11……被圧延材、12……圧延スタンド、12a,12b……ダ
ルワークロール、13……圧下装置、14……制御部、14a
……演算部、14b……メモリ、15……厚み計、16……速
度センサ、17……入力手段、18……表示手段、ａ……仕
上板厚、ｂ……ダルワークロール間の間隙、Ｇ……圧下
位置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被圧延材の単位圧延量ごとに実施した圧延
   荷重を実績荷重として毎回ごとに記憶し、 ダルワークロールの交換後における被圧延材の圧延量に
   基づいてダルワークロールのダル目摩耗による摩擦係数
   の変化を予測し、 上記予測された摩擦係数から圧延荷重を予測し、 前回以前の実績荷重に基づいて適応補正係数を求め、 前記圧延荷重の予測値に前記適応補正係数を乗じて今回
   圧延すべき被圧延材に対する実績圧延荷重を求め、 上記実績圧延荷重が得られるようにダルワークロールの
   圧下位置を設定することを特徴とするダルワークロール
   を用いる冷間圧延方法。