JPH074607B2 - 棒材等の精密圧延方法 - Google Patents
棒材等の精密圧延方法Info
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- JPH074607B2 JPH074607B2 JP61073788A JP7378886A JPH074607B2 JP H074607 B2 JPH074607 B2 JP H074607B2 JP 61073788 A JP61073788 A JP 61073788A JP 7378886 A JP7378886 A JP 7378886A JP H074607 B2 JPH074607 B2 JP H074607B2
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- rolling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/48—Tension control; Compression control
- B21B37/52—Tension control; Compression control by drive motor control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
- B21B1/18—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process
-
- 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
- B21B13/08—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process
- B21B13/10—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane
- B21B13/103—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with differently-directed roll axes, e.g. for the so-called "universal" rolling process all axes being arranged in one plane for rolling bars, rods or wire
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、鋼または非鉄金属からなるビレットを棒材、
線材、管材、その他の円形または環形の断面長尺材（以
下、棒材等という。）に圧延する精密圧延方法に関する
ものである。
線材、管材、その他の円形または環形の断面長尺材（以
下、棒材等という。）に圧延する精密圧延方法に関する
ものである。
（ロ）従来技術 例えは、条鋼の圧延においては、通常連鋳ブルームを用
いている。分塊工場で連鋳ブルームをビレットまで分塊
圧延し、再加熱後、棒鋼工場または線材工場等でビレッ
トから各種製品に圧延成形している。
いている。分塊工場で連鋳ブルームをビレットまで分塊
圧延し、再加熱後、棒鋼工場または線材工場等でビレッ
トから各種製品に圧延成形している。
従来の棒材等の熱間圧延ラインの代表的レイアウトを第
１図に示す。ビレットは加熱炉１で再加熱された後に、
粗圧延機群２、中間圧延機群３、仕上圧延機群４を経て
棒材等の製品に圧延され、冷却床５で冷却される。例え
ば、150〜180mmの角断面で長さ12〜14mのビレットが直
径13〜100mmの丸棒に圧延される。
１図に示す。ビレットは加熱炉１で再加熱された後に、
粗圧延機群２、中間圧延機群３、仕上圧延機群４を経て
棒材等の製品に圧延され、冷却床５で冷却される。例え
ば、150〜180mmの角断面で長さ12〜14mのビレットが直
径13〜100mmの丸棒に圧延される。
従来の仕上圧延機群４は、通常の二方ロール圧延機から
できている。しかし、三方ロール圧延機を使用すれば形
状および寸法精度が一段と向上するであろうことは予測
される。しかし、これまでに有効な軸力測定器および断
面プロフィル計が開発されていなかったために、三方ロ
ール圧延機の優れた機能が十分に発揮されていなかっ
た。
できている。しかし、三方ロール圧延機を使用すれば形
状および寸法精度が一段と向上するであろうことは予測
される。しかし、これまでに有効な軸力測定器および断
面プロフィル計が開発されていなかったために、三方ロ
ール圧延機の優れた機能が十分に発揮されていなかっ
た。
一般に、棒材等の仕上圧延においては、連続式の場合、
スタンド間にループを形成させて無張力に保つかまたは
各スタンドを接近させて軸力が変化する圧延材の先後端
部を極力短かくするような設備配置としていた。後者の
場合、圧延材の先後端部以外にも外乱により軸力が変化
し、これによる寸法形状の不安定があった。
スタンド間にループを形成させて無張力に保つかまたは
各スタンドを接近させて軸力が変化する圧延材の先後端
部を極力短かくするような設備配置としていた。後者の
場合、圧延材の先後端部以外にも外乱により軸力が変化
し、これによる寸法形状の不安定があった。
三方ロール圧延機の代表例を第２図に示す。三方ロール
圧延機40は入力軸41に上ロール42が固定され、120°の
角度で相互に交差する位置に２個の下ロール43,44があ
り、それぞれのベベルギヤ45をかいして回転力が伝えら
れる。この３個のロール42,43,44の中央交点に形成され
る孔型により圧延材11を圧延する。圧延材11は丸棒、
管、六角棒、三角棒等、一般的には３の倍数の多角形で
ある。
圧延機40は入力軸41に上ロール42が固定され、120°の
角度で相互に交差する位置に２個の下ロール43,44があ
り、それぞれのベベルギヤ45をかいして回転力が伝えら
れる。この３個のロール42,43,44の中央交点に形成され
る孔型により圧延材11を圧延する。圧延材11は丸棒、
管、六角棒、三角棒等、一般的には３の倍数の多角形で
ある。
三方ロール圧延機40の特徴は二方ロール圧延機よりも加
工効率が良好であり、寸法精度が良い点にある。これを
多スタンド連続で使用する場合、通常圧延材中心を通る
水平軸で180°反転させてロール配置をＹ型にしてλ−
Ｙ−λ−Ｙの任意台数の連続組合せで使用する。
工効率が良好であり、寸法精度が良い点にある。これを
多スタンド連続で使用する場合、通常圧延材中心を通る
水平軸で180°反転させてロール配置をＹ型にしてλ−
Ｙ−λ−Ｙの任意台数の連続組合せで使用する。
三方ロール圧延機40において、圧延材11の軸力および断
面プロフィルを有効に測定できれば、この圧延機40の機
能が十分に発揮され、仕上圧延機群においても有効に活
用できる。
面プロフィルを有効に測定できれば、この圧延機40の機
能が十分に発揮され、仕上圧延機群においても有効に活
用できる。
そこで、本出願人は、三方ロール圧延機における圧延材
の軸力測定方法を開発し、別途出願した（特願昭61−73
787号）。この方法は第３図および第４図に示すよう
に、三方ロール圧延機40のハウジング46を機枠47内に滑
動自在に設置し、所定位置に設置した荷重計48でハウジ
ングを支持し、圧延材の軸力を測定するものである。
の軸力測定方法を開発し、別途出願した（特願昭61−73
787号）。この方法は第３図および第４図に示すよう
に、三方ロール圧延機40のハウジング46を機枠47内に滑
動自在に設置し、所定位置に設置した荷重計48でハウジ
ングを支持し、圧延材の軸力を測定するものである。
一方、本発明でいう三方向ビーム投影法とは、本出願人
が開発した発明法であり、すでに開示されている（特公
昭62−39681号公報）。
が開発した発明法であり、すでに開示されている（特公
昭62−39681号公報）。
この測定方法は、第５図に示すように、プロフィルを測
定すべき物体11の断面に沿った投影方向および幅を有す
る投影ビームB1，B2，B3を第一投影手段、第二投影手段
および第三投影手段から前記断面の外周を含む領域に放
射し、第一投影手段の断面外周に接する投影ビームと第
二投影手段の断面外周に接する投影ビームと第三投影手
段の断面外周に接する投影ビームとを異なる交点で交叉
させるとともに、各投影手段の投影ビームを前記断面外
周を通過した後に投影ビーム検出手段D1，D2，D3によっ
て前記断面外周の部分におけるそれぞれの投影ビームの
その部分に対する接線を検出し、任意の第一投影手段の
断面外周に接する投影ビームと第二投影手段の断面外周
に接する投影ビームとの交点から第三投影手段の断面外
周に接する投影ビームまでの距離Ｈを求めつつ、各投影
手段と断面とを相対的に回転させ、その回転角度θと距
離Ｈとの関係を求めるものである。
定すべき物体11の断面に沿った投影方向および幅を有す
る投影ビームB1，B2，B3を第一投影手段、第二投影手段
および第三投影手段から前記断面の外周を含む領域に放
射し、第一投影手段の断面外周に接する投影ビームと第
二投影手段の断面外周に接する投影ビームと第三投影手
段の断面外周に接する投影ビームとを異なる交点で交叉
させるとともに、各投影手段の投影ビームを前記断面外
周を通過した後に投影ビーム検出手段D1，D2，D3によっ
て前記断面外周の部分におけるそれぞれの投影ビームの
その部分に対する接線を検出し、任意の第一投影手段の
断面外周に接する投影ビームと第二投影手段の断面外周
に接する投影ビームとの交点から第三投影手段の断面外
周に接する投影ビームまでの距離Ｈを求めつつ、各投影
手段と断面とを相対的に回転させ、その回転角度θと距
離Ｈとの関係を求めるものである。
本発明の方法では各投影ビームの交差角を60°に設定す
れば、棒材等の断面プロフィルが容易に測定できること
が確認できている。
れば、棒材等の断面プロフィルが容易に測定できること
が確認できている。
第６図は、このプロフィル測定方法を三方ロール圧延機
に適用した実験結果の一例を示す。この実験は、目標寸
法が直径53.5mmの丸棒について行った。圧延前の材料寸
法には長径・短径ともにかなりのばらつきがあったもの
が、圧延後の製品には両者ともほとんどばらつきがなく
なり、両者の差も最大0.10mmに減少している。
に適用した実験結果の一例を示す。この実験は、目標寸
法が直径53.5mmの丸棒について行った。圧延前の材料寸
法には長径・短径ともにかなりのばらつきがあったもの
が、圧延後の製品には両者ともほとんどばらつきがなく
なり、両者の差も最大0.10mmに減少している。
この実験からも、三方ロール圧延機の優秀性が明らかに
なる。
なる。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 従来、棒鋼等の熱間圧延ラインでは仕上圧延機として二
方ロール圧延機が使用されてきた。これに対し、近年三
方ロール圧延機が二方ロール圧延機と比較して種々の利
点を有することが判明し、一部で三方ロール圧延機が使
用され始めた。しかしながら、この三方ロールに対して
被圧延材の軸力および断面プロフィルを精度よく測定す
る手段がなかったため、三方ロール圧延機の利点を充分
に生かすことができなかった。また当然ながら、プロフ
ィルを自動制御することも困難であった。
方ロール圧延機が使用されてきた。これに対し、近年三
方ロール圧延機が二方ロール圧延機と比較して種々の利
点を有することが判明し、一部で三方ロール圧延機が使
用され始めた。しかしながら、この三方ロールに対して
被圧延材の軸力および断面プロフィルを精度よく測定す
る手段がなかったため、三方ロール圧延機の利点を充分
に生かすことができなかった。また当然ながら、プロフ
ィルを自動制御することも困難であった。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明の棒材等の精密圧延方法は、ビレットから棒材等
に熱間圧延をするラインにおいて、仕上圧延機群におい
て下流側の少なくとも２つのスタンドを三方ロール圧延
機で構成すること、前記三方ロール圧延機間で圧延材に
発生する軸力を測定すること、前記仕上圧延機群の出側
に断面プロフィル計を設けて圧延材の断面プロフィルを
測定すること、前記測定プロフィルおよび軸力のうちの
少なくとも一方にもとづいて前記三方ロール圧延機の圧
下量およびロール回転数のうちの少なくとも一方を制御
することによって、上記問題点を解決している。
に熱間圧延をするラインにおいて、仕上圧延機群におい
て下流側の少なくとも２つのスタンドを三方ロール圧延
機で構成すること、前記三方ロール圧延機間で圧延材に
発生する軸力を測定すること、前記仕上圧延機群の出側
に断面プロフィル計を設けて圧延材の断面プロフィルを
測定すること、前記測定プロフィルおよび軸力のうちの
少なくとも一方にもとづいて前記三方ロール圧延機の圧
下量およびロール回転数のうちの少なくとも一方を制御
することによって、上記問題点を解決している。
本発明の方法においては、前記の測定プロフィルもしく
は測定軸力の一方または両方にもとづいて、三方ロール
圧延機の圧下量もしくはロール回転数の一方または両方
を制御する。
は測定軸力の一方または両方にもとづいて、三方ロール
圧延機の圧下量もしくはロール回転数の一方または両方
を制御する。
次に、計算機における制御信号の演算方式について述べ
る。
る。
第11図において、製品径目標値Ｄをインプットして制御
開始する。さらに許容公差δal1，δal2をインプットす
る。δal1は下限公差であり、通常0.03〜0.05mm程度の
プラス値である。目標値よりも小さい径のものは製品と
ならない。δal2は上限公差であり、通常0.10〜0.15mm
程度である。
開始する。さらに許容公差δal1，δal2をインプットす
る。δal1は下限公差であり、通常0.03〜0.05mm程度の
プラス値である。目標値よりも小さい径のものは製品と
ならない。δal2は上限公差であり、通常0.10〜0.15mm
程度である。
第11図は制御フローを示すもので、ｂ、ｃ段は最終仕上
げスタンドを通過した被圧延材のロールと接触した部分
における直径Ｘを目標値にするための制御法を示し、
ｄ、ｅ段はロールと非接触の部分における直径Ｙを目標
値にするための制御法を示す。
げスタンドを通過した被圧延材のロールと接触した部分
における直径Ｘを目標値にするための制御法を示し、
ｄ、ｅ段はロールと非接触の部分における直径Ｙを目標
値にするための制御法を示す。
最初に、第５図のシステムを使用してプロフィルを計測
する。これにより、第14図に示すように、ロール接触側
120°交角寸法ｘ＝Ｘ及びロール非接触側120°交角寸法
ｙ＝Ｙが測定される。x,yの区分は、ロールの位置関係
により判断される。
する。これにより、第14図に示すように、ロール接触側
120°交角寸法ｘ＝Ｘ及びロール非接触側120°交角寸法
ｙ＝Ｙが測定される。x,yの区分は、ロールの位置関係
により判断される。
ｂ段においてＸが下限公差値外すなわち過小の場合、ｘ
を増大させねばならないので、仕上スタンドロール間隔
を広げる操作を行う。操作量が微小の場合、そのままフ
ィードバック制御により公差内に入るまで制御される。
第11図のb2，b3間のg1，g2または仕上スタンド回転数低
下は実行する必要がなくなる。
を増大させねばならないので、仕上スタンドロール間隔
を広げる操作を行う。操作量が微小の場合、そのままフ
ィードバック制御により公差内に入るまで制御される。
第11図のb2，b3間のg1，g2または仕上スタンド回転数低
下は実行する必要がなくなる。
このことについて以下に詳述する。一例として、製品径
公称50mmの場合を以下に示す。通常、δal1＝0.04、δa
l2＝0.12が採用される。すなわち、制御の最終目標は、
Ｄ＝50（公称径） 50＋0.04≦Y,X≦50＋0.12 50.04≦Y,X≦50.12である。
公称50mmの場合を以下に示す。通常、δal1＝0.04、δa
l2＝0.12が採用される。すなわち、制御の最終目標は、
Ｄ＝50（公称径） 50＋0.04≦Y,X≦50＋0.12 50.04≦Y,X≦50.12である。
ｂ段において、Ｘ＝50.03が測定された場合、公差下限
値50.04をわずかではあるが下回っているため寸法マイ
ナスの危険性、すなわち50を下回る可能性が若干存在す
る。したがって、50.05程度になるように、制御はb1に
向かう。b1b2仕上スタンドロール間隔離間の操作でΔｘ
＝0.02mm離間する。（Δｘは、δと同じ意味である。） この場合、製品径は50.03mmから50.05mmに大きくなった
わけであるが、その断面積の変化は、 断面積の変化率は、 仮りに、仕上スタンドの駆動モータの回転数Ｎが1000r.
p.mとすれば、理論的には、 すなわち、0.8回転だけ同上の回転数を下げる必要があ
るが、実用上この程度の変化量は誤差の範囲に入ってし
まうため、b2とb3の間にある修正動作としてのg1，g2ま
たは仕上げスタンド回転数低下は実行する必要がなくな
る。
値50.04をわずかではあるが下回っているため寸法マイ
ナスの危険性、すなわち50を下回る可能性が若干存在す
る。したがって、50.05程度になるように、制御はb1に
向かう。b1b2仕上スタンドロール間隔離間の操作でΔｘ
＝0.02mm離間する。（Δｘは、δと同じ意味である。） この場合、製品径は50.03mmから50.05mmに大きくなった
わけであるが、その断面積の変化は、 断面積の変化率は、 仮りに、仕上スタンドの駆動モータの回転数Ｎが1000r.
p.mとすれば、理論的には、 すなわち、0.8回転だけ同上の回転数を下げる必要があ
るが、実用上この程度の変化量は誤差の範囲に入ってし
まうため、b2とb3の間にある修正動作としてのg1，g2ま
たは仕上げスタンド回転数低下は実行する必要がなくな
る。
操作量が大きくなると、圧延条件にアンバランスが生じ
る。すなわち、ロール間隔が広がり仕上寸法が大とな
り、仕上ロール回転数が一定ならばマスフローが大とな
る。しかし、仕上前スタンドから供給されるマスフロー
は一定であるので、仕上前スタンドと、仕上スタンドの
間で引張力が過大となる。その結果、ｙ寸法がより小さ
く変化する。従ってこの操作量が大となった場合、この
操作量Δｘに相当する断面積変化分ΔＡから計算される
分のマスフロー増大を抑制するためΔＮだけ仕上スタン
ドのロール回転数を低下させる。一例として、 で計算された値である。
る。すなわち、ロール間隔が広がり仕上寸法が大とな
り、仕上ロール回転数が一定ならばマスフローが大とな
る。しかし、仕上前スタンドから供給されるマスフロー
は一定であるので、仕上前スタンドと、仕上スタンドの
間で引張力が過大となる。その結果、ｙ寸法がより小さ
く変化する。従ってこの操作量が大となった場合、この
操作量Δｘに相当する断面積変化分ΔＡから計算される
分のマスフロー増大を抑制するためΔＮだけ仕上スタン
ドのロール回転数を低下させる。一例として、 で計算された値である。
さらに精密な制御を行うためには、計算による回転数の
低下を行うのではなく、第13図のg1，g2の制御をここに
入れ込む。もともと、ｙの減肉は圧延条件のアンバラン
スにより生じた材料軸力、すなわち張力によるものであ
るから、張力制御をここに入れて、これにより回転数を
調整するのが最適の方法である。
低下を行うのではなく、第13図のg1，g2の制御をここに
入れ込む。もともと、ｙの減肉は圧延条件のアンバラン
スにより生じた材料軸力、すなわち張力によるものであ
るから、張力制御をここに入れて、これにより回転数を
調整するのが最適の方法である。
以上から、制御のグレードにより、第11図のb2〜b3間の
計算による回転数低下、g1，g2の張力制御の３つの方法
から選択する。
計算による回転数低下、g1，g2の張力制御の３つの方法
から選択する。
なお張力制御は第13図に示すように、まず目標張力
（Ｆ）を入力しておき、スタンド間張力を実測して得た
測定値Ftが目標張力（Ｆ）＋許容張力（δfal）よりも
大きい場合は、下流側スタンド回転数を低下させる。Ft
が（Ｆ−δfal）より小さい場合は、下流側スタンド回
転数を増加させる制御を行うのである。この張力制御は
少なくとも最終スタンド（Ｎ＋１）と、１スタンド上流
のＮスタンドとの間の張力の制御を行なえばよい。多ス
タンド間で同じ方法により張力を制御すると、より精度
が上がる。
（Ｆ）を入力しておき、スタンド間張力を実測して得た
測定値Ftが目標張力（Ｆ）＋許容張力（δfal）よりも
大きい場合は、下流側スタンド回転数を低下させる。Ft
が（Ｆ−δfal）より小さい場合は、下流側スタンド回
転数を増加させる制御を行うのである。この張力制御は
少なくとも最終スタンド（Ｎ＋１）と、１スタンド上流
のＮスタンドとの間の張力の制御を行なえばよい。多ス
タンド間で同じ方法により張力を制御すると、より精度
が上がる。
ｃ段では、Ｘが上限公差値外の場合、すなわち過大の場
合であり、ｂ段の逆の操作を行う。ｄ段では、Ｙが下限
公差値外の場合、すなわち過小の場合、ｂ段と類似であ
るが、仕上スタンドへの材料の供給量を増大させること
により、Ｙの増大が行われるため、仕上前スタンドのロ
ール間隔を拡大させる。d2，d3はｂ段と同様に仕上前ス
タンドについて操作する。
合であり、ｂ段の逆の操作を行う。ｄ段では、Ｙが下限
公差値外の場合、すなわち過小の場合、ｂ段と類似であ
るが、仕上スタンドへの材料の供給量を増大させること
により、Ｙの増大が行われるため、仕上前スタンドのロ
ール間隔を拡大させる。d2，d3はｂ段と同様に仕上前ス
タンドについて操作する。
さらに、ｙ寸法の微小変化は張力変化によっても得られ
るので、d1，d3に仕上回転数低下の操作を入れてｙの増
肉を行ってもよい。すなわち、この操作で仕上前と仕上
の間での張力が低下するので、ｙが増肉する。この適用
範囲は、概むね0.05mm程度の修正量で張力設定が500kg
以上の場合である。
るので、d1，d3に仕上回転数低下の操作を入れてｙの増
肉を行ってもよい。すなわち、この操作で仕上前と仕上
の間での張力が低下するので、ｙが増肉する。この適用
範囲は、概むね0.05mm程度の修正量で張力設定が500kg
以上の場合である。
ｅ段ではＹが上限公差値外の場合、すなわち過大の場合
であり、ｄ段の逆の操作を行う。
であり、ｄ段の逆の操作を行う。
第12、13図にて、軸力（材料張力）制御方式を説明す
る。通常Ｎ＋１番目のスタンドが仕上スタンドである。
対象のスタンド２組よりさらに上流側の条件変動（材料
断面積変動、温度変動等）により、張力ｆ＝Ftか変動す
る。これにより、一般にｙ寸法が変動し、Ｙが公差から
はずれることが生じる。この防止のために、軸力制御を
行う。制御内容は第13図に示すとおりである。定量的に
は軸力検出能力下限が実際には500kg程度であるため、
保証としては1000kg検出による0.1mm保証が実用的であ
る。この制御が、軸力からロール回転数を制御する方法
である。
る。通常Ｎ＋１番目のスタンドが仕上スタンドである。
対象のスタンド２組よりさらに上流側の条件変動（材料
断面積変動、温度変動等）により、張力ｆ＝Ftか変動す
る。これにより、一般にｙ寸法が変動し、Ｙが公差から
はずれることが生じる。この防止のために、軸力制御を
行う。制御内容は第13図に示すとおりである。定量的に
は軸力検出能力下限が実際には500kg程度であるため、
保証としては1000kg検出による0.1mm保証が実用的であ
る。この制御が、軸力からロール回転数を制御する方法
である。
このように単独でも十分に実用性があるが、プロフィ
ル、軸力より圧下量とロール回転数を制御する全体制御
の中に組み込めば、最も高精度の制御が可能となる。
ル、軸力より圧下量とロール回転数を制御する全体制御
の中に組み込めば、最も高精度の制御が可能となる。
以上述べたように、基本はｘとｙとを測定し、所望の範
囲、すなわち Ｄ＋δal1≦Ｘ≦Ｄ＋δal2 …… Ｄ＋δal1≦Ｙ≦Ｄ＋δal2 …… となるように制御することである。ｙの変動は張力変動
によることが過半であるため、g1，g2として独立して制
御することもある。
囲、すなわち Ｄ＋δal1≦Ｘ≦Ｄ＋δal2 …… Ｄ＋δal1≦Ｙ≦Ｄ＋δal2 …… となるように制御することである。ｙの変動は張力変動
によることが過半であるため、g1，g2として独立して制
御することもある。
（ホ）実施例 第１図を参照して、本発明の方法の実施例について説明
する。本発明の方法においては、ビレットから棒材等に
連続的に熱間圧延をするラインにおいて、仕上圧延機群
４を構成する圧延機のうちの下流側の少なくとも２スタ
ンドを三方ロール圧定方法にもとづくプロフィル計６を
設置する。圧延材の断面プロフィルの測定結果が計算機
７に送られる。
する。本発明の方法においては、ビレットから棒材等に
連続的に熱間圧延をするラインにおいて、仕上圧延機群
４を構成する圧延機のうちの下流側の少なくとも２スタ
ンドを三方ロール圧定方法にもとづくプロフィル計６を
設置する。圧延材の断面プロフィルの測定結果が計算機
７に送られる。
三方ロール圧延機40には、前述した圧延材に発生する軸
力測定方法にもとづく軸力検出器８が設けられる。軸力
の測定結果は計算機７に送られる。
力測定方法にもとづく軸力検出器８が設けられる。軸力
の測定結果は計算機７に送られる。
計算機７は、これらの測定結果にもとづいて、後述する
制御信号を三方ロール圧延機40に設けてある圧下制御装
置９および回転制御装置10に送る。圧下制御装置９およ
び回転制御装置10は、制御信号にもとづいて三方ロール
圧延機40の圧下量および回転数を制御する。
制御信号を三方ロール圧延機40に設けてある圧下制御装
置９および回転制御装置10に送る。圧下制御装置９およ
び回転制御装置10は、制御信号にもとづいて三方ロール
圧延機40の圧下量および回転数を制御する。
次に、計算機７において制御信号を演算する考え方につ
いて説明する。
いて説明する。
まず、前述した第６図に示す実験結果をもとにして、次
のようなシミュレーションを行う。第７図は製品の目標
寸法が53.5mmの直径の場合を示す。
のようなシミュレーションを行う。第７図は製品の目標
寸法が53.5mmの直径の場合を示す。
長径と短径との差はスタンド間の圧延材に作用している
張力によるものであるため、張力が緩む方向にモータ回
転数を調整して差をなくす。これにより、直径53.40mm
にそろえる。次に、目標寸法は53.50mmであるため、圧
下装置を調整する。すなわち、ロール軸心間距離を半径
で だけ離反させる。これにより、 となる。
張力によるものであるため、張力が緩む方向にモータ回
転数を調整して差をなくす。これにより、直径53.40mm
にそろえる。次に、目標寸法は53.50mmであるため、圧
下装置を調整する。すなわち、ロール軸心間距離を半径
で だけ離反させる。これにより、 となる。
各ロールの孔型は120°の円弧であるため、第８図のよ
うに、孔型中心Ｏより右上60°の方向に だけ遠去ける。このとき、Ｍ点は中心Ｏより 遠去かるが、A,B点は だけ中心Ｏより遠去かる。
うに、孔型中心Ｏより右上60°の方向に だけ遠去ける。このとき、Ｍ点は中心Ｏより 遠去かるが、A,B点は だけ中心Ｏより遠去かる。
直径を53.4mmから53.5mmになるように孔型を広げると材
料の断面積は、 だけ増大する。したがって理論上はこのスタンドのロー
ル回転数（モータ回転数）は0.4％減少させねばならな
い。
料の断面積は、 だけ増大する。したがって理論上はこのスタンドのロー
ル回転数（モータ回転数）は0.4％減少させねばならな
い。
このロール回転数調整をロール間隙調整と同時に行わな
いと、理論回転数より0.4％速い速度でロールは回転し
ていることになり、スタンド間に再度張力が発生し、ロ
ールとロールとの境目（通常、オーバルという。）部で
欠肉が生じる。この欠肉量は、一般に二方ロール方式に
おいて0.25％、三方ロール方式において0.05％と推定さ
れる。したがって、53.3mm×0.05％＝0.027mm（直径相
当）となる。
いと、理論回転数より0.4％速い速度でロールは回転し
ていることになり、スタンド間に再度張力が発生し、ロ
ールとロールとの境目（通常、オーバルという。）部で
欠肉が生じる。この欠肉量は、一般に二方ロール方式に
おいて0.25％、三方ロール方式において0.05％と推定さ
れる。したがって、53.3mm×0.05％＝0.027mm（直径相
当）となる。
一方、従来型寸法計を使用した場合には、平行２ビーム
で圧延材を挾み、その距離が指示される方式であるた
め、第７図における直径ｌを測定することになる。その
結果、53.4mmから53.5mmにδ＝0.10mmだけロール間隙調
整をした場合、従来型寸法計には、 が表示されることになり、三方ロール圧延機の特性を十
分に生かし切れない。
で圧延材を挾み、その距離が指示される方式であるた
め、第７図における直径ｌを測定することになる。その
結果、53.4mmから53.5mmにδ＝0.10mmだけロール間隙調
整をした場合、従来型寸法計には、 が表示されることになり、三方ロール圧延機の特性を十
分に生かし切れない。
ここで、上式における数値「0.014」を求めた根拠につ
いて説明する。二方ロールの場合を例にとって説明す
る。
いて説明する。二方ロールの場合を例にとって説明す
る。
前記仕上スタンドのロールが理論回転数で回転している
場合53.5mm径のほぼ真円で仕上り製品となる。しかし、
前述の例の場合、結果的に理論回転数より0.4％速い速
度でロールが回転しているために、仕上スタンドのロー
ルは無理に仕上前スタンドと仕上スタンド間にある被圧
延材を引っ張りながら圧延していることになる。すなわ
ち、スタンド間に張力が発生する。
場合53.5mm径のほぼ真円で仕上り製品となる。しかし、
前述の例の場合、結果的に理論回転数より0.4％速い速
度でロールが回転しているために、仕上スタンドのロー
ルは無理に仕上前スタンドと仕上スタンド間にある被圧
延材を引っ張りながら圧延していることになる。すなわ
ち、スタンド間に張力が発生する。
この場合、二方ロールにおいては第15図に示すように上
ロールと下ロールの境目に53.5mm×0.25％＝0.13mm直径
相当 0.13×1/2＝0.065mm 半径相当 の欠肉を生じ長円状になる。
ロールと下ロールの境目に53.5mm×0.25％＝0.13mm直径
相当 0.13×1/2＝0.065mm 半径相当 の欠肉を生じ長円状になる。
三方ロールにおいては、第16図に示すように３つのロー
ルの境目に 53.5mm×0.05％＝0.027mm 直径相当 0.027×1/2＝0.014mm 半径相当 の欠肉を生じ、おむすび状になる。
ルの境目に 53.5mm×0.05％＝0.027mm 直径相当 0.027×1/2＝0.014mm 半径相当 の欠肉を生じ、おむすび状になる。
ここで、二方ロールにおける0.25％、三方ロールにおけ
る0.05％と云う値は実験的に得られたものである。
る0.05％と云う値は実験的に得られたものである。
以上のようにして「0.014」と云う数値を求めたのであ
る。
る。
そこで、この不都合をなくすために前述のプロフィル計
を用いて、第９図におけるM.N.Lの各点の動きを測定し
てδ＝0.10mmを検知し、圧延機の動きを圧延材の実寸法
と一致するようにさせることができる。
を用いて、第９図におけるM.N.Lの各点の動きを測定し
てδ＝0.10mmを検知し、圧延機の動きを圧延材の実寸法
と一致するようにさせることができる。
次に、軸力測定結果にもとづく制御について説明する。
従来、圧延材の軸力を測定し、この値をもとにしてロー
ルの駆動モータ回転数を制御し、無張力または一定軸力
の圧延を実現することにより、寸法精度の向上を図るこ
とは、粗圧延機群の二方ロール圧延機においてすでに行
われてきた。しかし、中間圧延機群および仕上圧延機群
では、軸力測定精度が実際上相対的に高いものが要求さ
れるので、この制御は達成されなかった。すなわち、粗
圧延機群においては、材料断面積が大であるため、比較
的粗い精度でも実用的に役立つ値となるが、中間・仕上
圧延機群では断面積が小となり高い精度でなければ役に
立つ値とならない。
ルの駆動モータ回転数を制御し、無張力または一定軸力
の圧延を実現することにより、寸法精度の向上を図るこ
とは、粗圧延機群の二方ロール圧延機においてすでに行
われてきた。しかし、中間圧延機群および仕上圧延機群
では、軸力測定精度が実際上相対的に高いものが要求さ
れるので、この制御は達成されなかった。すなわち、粗
圧延機群においては、材料断面積が大であるため、比較
的粗い精度でも実用的に役立つ値となるが、中間・仕上
圧延機群では断面積が小となり高い精度でなければ役に
立つ値とならない。
第10図は、二方ロール圧延機における後方張力と製品幅
寸法との関係を示す。図の記号は下記の量を表す。
寸法との関係を示す。図の記号は下記の量を表す。
ΔBN:幅寸法変化 BN:幅寸法 δbN:張力による材料の応力 K:材料の変形抵抗 例えば、粗圧延機群において、直径100mm相当のとき、
張力1000kg、応力0.13kg/mm2、 となる。ただし、変形抵抗Ｋ＝25kg/mm2のとき、ΔBN＝
0.18mmである。すなわち、張力1000kgの測定により直径
100mmの幅寸法0.18mmの調整に役立たせることが可能で
ある。しかし、仕上圧延機群においては、直径30mm相当
のとき、張力1000kg、応力1.17kg/mm2、 となる。ただし、ΔBN＝0.49mm。張力1000kgの測定で
は、0.49mmの調整しかできない。0.1〜0.2mmの調整をす
るには100kgの張力検出を必要とする。これは実用的に
困難である。
張力1000kg、応力0.13kg/mm2、 となる。ただし、変形抵抗Ｋ＝25kg/mm2のとき、ΔBN＝
0.18mmである。すなわち、張力1000kgの測定により直径
100mmの幅寸法0.18mmの調整に役立たせることが可能で
ある。しかし、仕上圧延機群においては、直径30mm相当
のとき、張力1000kg、応力1.17kg/mm2、 となる。ただし、ΔBN＝0.49mm。張力1000kgの測定で
は、0.49mmの調整しかできない。0.1〜0.2mmの調整をす
るには100kgの張力検出を必要とする。これは実用的に
困難である。
三方ロール圧延機においては、ΔBN/BNの値は三方ロー
ル圧延機の場合の数分の１程度となる。したがって、仕
上圧延機群においては、直径30mm相当で張力1000kg、応
力1.17kg/mm2、 となる。ただし、ΔBN＝0.10mm。この場合、1000kgの張
力測定で0.1mmの幅寸法に役立たせることができ、実用
的に十分意味がある。
ル圧延機の場合の数分の１程度となる。したがって、仕
上圧延機群においては、直径30mm相当で張力1000kg、応
力1.17kg/mm2、 となる。ただし、ΔBN＝0.10mm。この場合、1000kgの張
力測定で0.1mmの幅寸法に役立たせることができ、実用
的に十分意味がある。
以上より、三方ロール圧延機を仕上圧延機群に使用する
場合、材料軸力を測定することにより、その特性を生か
して、さらに微細な調整をすることが可能となる。
場合、材料軸力を測定することにより、その特性を生か
して、さらに微細な調整をすることが可能となる。
（へ）効果 本発明の方法によれば、従来の三方ロール圧延機がもつ
優れた機能を十分に発揮させて、形状・寸法精度の高い
棒材等を製造することができる。
優れた機能を十分に発揮させて、形状・寸法精度の高い
棒材等を製造することができる。
第１図は本発明の方法を適用した棒材等の熱間圧延ライ
ンのレイアウト線図。第２図は従来の三方ロール圧延機
の横断面図。第３図は第２図と同様の図面であって軸力
測定器を備えた三方ロール圧延機の正面図。第４図は第
３図の平面図。第５図は従来のプロフィル計の原理説明
図。第６図は従来のプロフィル計を用いて三方ロール圧
延機によって圧延した結果を示すグラフ。第７図から第
９図までは三方ロール圧延機の圧下量調整の説明図。第
10図は従来の二方ロール圧延機による圧延材の後方張力
と幅変化との関係を示すグラフ。第11図はプロフィルを
計測し、ロール圧下量（ロール間隔の離間または圧下）
スタンド回転数の増減を制御するフローチャートであ
り、また、g1，g2として軸力（材料に働く張力）制御を
付加する場合も示す。第12図は仕上圧延機群の中で軸力
（張力）を制御するときの概念図。第13図は軸力（張
力）からスタンドのロール回転数を制御する場合のフロ
ーチャート。第14図は第７図と同様の図面であって、第
７図の補足説明図。 符号の説明 2:粗圧延機群 3:中間圧延機群 4:仕上圧延機群 6:プロフィル計 40:三方ロール圧延機
ンのレイアウト線図。第２図は従来の三方ロール圧延機
の横断面図。第３図は第２図と同様の図面であって軸力
測定器を備えた三方ロール圧延機の正面図。第４図は第
３図の平面図。第５図は従来のプロフィル計の原理説明
図。第６図は従来のプロフィル計を用いて三方ロール圧
延機によって圧延した結果を示すグラフ。第７図から第
９図までは三方ロール圧延機の圧下量調整の説明図。第
10図は従来の二方ロール圧延機による圧延材の後方張力
と幅変化との関係を示すグラフ。第11図はプロフィルを
計測し、ロール圧下量（ロール間隔の離間または圧下）
スタンド回転数の増減を制御するフローチャートであ
り、また、g1，g2として軸力（材料に働く張力）制御を
付加する場合も示す。第12図は仕上圧延機群の中で軸力
（張力）を制御するときの概念図。第13図は軸力（張
力）からスタンドのロール回転数を制御する場合のフロ
ーチャート。第14図は第７図と同様の図面であって、第
７図の補足説明図。 符号の説明 2:粗圧延機群 3:中間圧延機群 4:仕上圧延機群 6:プロフィル計 40:三方ロール圧延機
Claims (1)
- 【請求項１】ビレットから棒材等に熱間圧延をするライ
ンにおいて、仕上圧延機群において下流側の少なくとも
２つのスタンドを三方ロール圧延機で構成すること、前
記三方ロール圧延機間で圧延材に発生する軸力を測定す
ること、前記仕上圧延機群の出側三方向ビーム投影法に
より圧延材の断面プロフィルを測定すること、前記測定
プロフィルおよび軸力のうちの少なくとも一方にもとづ
いて前記三方ロール圧延機の圧下量およびロール回転数
のうちの少なくとも一方を制御することを特徴とした棒
材等の精密圧延方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61073788A JPH074607B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 棒材等の精密圧延方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61073788A JPH074607B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 棒材等の精密圧延方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230413A JPS62230413A (ja) | 1987-10-09 |
| JPH074607B2 true JPH074607B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=13528276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61073788A Expired - Fee Related JPH074607B2 (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 棒材等の精密圧延方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074607B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0613738B1 (en) * | 1990-10-03 | 1999-01-20 | Nippon Steel Corporation | Apparatus for securing a work roll in a rolling mill |
| JPH0813369B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1996-02-14 | 新日本製鐵株式会社 | 棒材の熱間圧延ライン |
| IT1283801B1 (it) * | 1996-08-13 | 1998-04-30 | Innocenti Eng Spa | Laminatoio per la calibratura di tubi o corpi astiformi in genere nell'industria siderurgica |
| CN108994078A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-12-14 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种中棒材控轧控冷方法 |
| CN112974518B (zh) * | 2021-02-20 | 2023-04-07 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 线材c级精度控制方法 |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61073788A patent/JPH074607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62230413A (ja) | 1987-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |