JPH08132104A - 圧延方法および圧延機群 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延方法及び圧延機群において、アスペクト
比の大きい広幅薄板材でも最少の圧延回数で大きな拡幅
量を得ることができ、かつ板幅調整の自由度を高く、ロ
ールの維持管理を容易にできるようにする。 【構成】 まず最初に、軸方向に複数の溝部２ａが形成
された凹凸断面形状のロール２と平坦なロール３とによ
る第１工程の圧延により、複数の圧延部１ａ及び未圧延
部１ｂが板幅方向に混在された板材１Ｘを得る。次に、
上下ともに平坦なロール４，５による第２段階の圧延に
より、第１段階での圧延における未圧延部１ｂのみを圧
延し板材１Ｙを得る。次に、上下ともに平坦なロール
６，７による第３段階の圧延により、板材１Ｙの板幅方
向のすべての部分を圧延し平板１Ｚを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は平坦な板を得る圧延方法
および圧延機群に係り、特に薄板材の板幅を拡げるのに
好適な圧延方法および圧延機群に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延製品に要求される寸法精度は年々厳
しくなってきており、それにともなって各種制御手段が
開発されている。板厚については、自動板厚制御装置
（ＡＧＣ）の発達により十分満足できる精度が得られて
いる。また、板幅方向の板厚精度すなわち板クラウンや
形状（平坦度）についても、ロールベンダ、ロールシフ
ト機構などを始めとする様々な制御手段が実用化され、
これらの精度もほぼ満足しうるレベルに達している。

【０００３】一方、もう一つの要素である板幅について
も、要求寸法に応じてきめ細かく調整することは歩留ま
り向上のために重要である。これについては、従来次の
ような手段が実用化されている。まず、連続鋳造などに
よって得られたスラブ材を対象とした幅方向プレスによ
る板幅縮小技術の開発により、一種類の板幅の材料から
任意の範囲の板幅に作り分けできるようになった。これ
により、連鋳の鋳型寸法を少ない種類に集約化でき、鋳
型交換の回数が減り、時間ロスが減少して生産性が向上
した。ただし、このためには幅プレス装置を製作するた
めの大きな費用が必要となる。

【０００４】また、粗圧延や仕上圧延の前段における板
厚の大きい段階では、エッジャロールによる幅圧延が行
われているが、板端部付近の局部的変形（ドッグボー
ン）が起きるため、調整しろは大きくない。すなわち、
幅圧延による変形はドッグボーン部に集中し、その後の
水平圧延においてこの部分が再び幅拡がりを起こすた
め、最終的な幅圧延効率はよくない。また、仕上圧延の
後段における板厚の小さい段階では、ドッグボーンの発
生とともに座屈による限界が生じ、調整しろはさらに小
さく１０ｍｍ以下となる。これは板幅の１％以下であ
り、コイル内のわずかな板幅変動を修正することしかで
きない。さらに板厚の小さい冷間圧延では、板端部をト
リミングする以外に板幅調整手段はなかった。

【０００５】そこで、板材の板幅調整を行うための数々
の方法が開発されてきている。例えば特公昭５７−１
５９６１号公報では、まず局部圧下型水平ロールにより
板幅方向で圧下率を変えて板幅全体を圧延して断面が凹
凸状の板とし、ついで水平ロールの圧延により凹凸状の
板を平坦な板にすることにより板幅を拡げる方法が開示
されている。

【０００６】また、特開平３−２５８４０４号公報で
は、まず上下互いにかみあう波形のロールによる圧延に
より波板状の板とし、ついでダイスを有する鍛造機によ
る幅方向中央部から端部への押し拡げ加工により波板状
の板を平坦な板にすることにより板幅を拡げる方法が開
示されている。

【０００７】さらに、特開昭６０−６４７０８号公報
では、上下の少なくとも一方に溝を有しその溝幅が異な
る複数組の溝付きロール及び複数組の水平ロールを用意
し、まず最も溝幅の広い溝付きロールにより板材の幅方
向両側を圧延して板材中央部を溝内へ座屈変形させ、つ
いで水平ロールによる圧延により座屈変形した部分を平
坦にし、以下溝幅の広い溝付きロールから順番に板材の
幅方向両側を圧延していき板材中央部の座屈変形した部
分の幅を徐々に減少させ、最終的に平坦な板を得ること
により板幅を拡げる方法が開示されている。

【０００８】また、特開昭６０−６４７０１号公報で
は、まず上下少なくとも一方に溝を有する溝付きロール
により板材の幅方向両側を圧延してその板材を溝内へ座
屈変形させ、ついで水平ロールによる圧延により座屈変
形した部分を平坦にし、ついで他の溝付きロールにより
板幅全体を圧延して所定の断面寸法に仕上げることによ
り板幅を拡げる方法が開示されている。

【０００９】また、特開昭６０−８３７０２号公報で
は、まず上下両方に溝を有するロールまたは堅ロール群
による圧延によりＨ形鋼のウェブの高さを所定値に調整
し、ついでＨ形鋼のウェブの断面寸法に応じて２分割水
平ロールの間隔を調整して仕上圧延することにより板幅
を拡げる方法が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、以下の問題点が存在する。従来技術
は、熱間圧延におけるスラブ等板厚の大きい材料の圧
延に適するものであり、冷間圧延における板厚の小さい
領域では、局部圧下型水平ロールによる圧延により得ら
れる凹凸状の板の凹凸の段差が小さくならざるを得な
い。このため、水平ロールによる圧延により最終的に得
られる平坦な板の拡幅量も極めて小さくなり、板幅調整
の自由度としては不十分である。

【００１１】従来技術においては、上下互いにかみあ
う波形のロールは、その波形の形状が上下で少しでもず
れると最終的に得られる平坦な板の板厚分布は不均一に
なるが、互いにかみあう形状に正しくロールを研磨する
ことは極めて難しく、ロールの管理に手間がかかる。

【００１２】従来技術においては、複数組の溝付きロ
ール及び複数組の水平ロールを用い、数多い圧延回数に
より拡幅された平坦な板を得ているため、圧延機群全体
として装置が大規模化し、コスト的にも高価になる。

【００１３】従来技術においては、発明の主旨は板材
の板幅を拡げることではなく、異形断面板を製造するこ
とであり、結果として最終的に得られる異形断面板の板
幅が拡がるに過ぎない。したがって、従来技術では拡
幅された平坦な板を得ることはできない。

【００１４】従来技術においても、発明の主旨は板材
の板幅を拡げることではなく、Ｈ形鋼のウェブを製造す
ることであり、結果として最終的に得られるＨ形鋼のウ
ェブの幅が拡がるに過ぎない。したがって、従来技術
では拡幅された平坦な板を得ることはできない。

【００１５】本発明の目的は、アスペクト比の大きい広
幅薄板材でも最少の圧延回数で大きな拡幅量を得ること
ができ、かつ板幅調整の自由度が高く、ロールの維持管
理が容易な圧延方法及び圧延機群を提供することにあ
る。

【００１６】

【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、本発明は、板材の板幅を拡げる圧延方法におい
て、前記板材に複数の圧延部分及び未圧延部分が板幅方
向に混在するよう板材を部分圧下圧延する第１工程と、
前記第１工程における未圧延部分のみを圧延する第２工
程と、前記第２工程で圧延された板材の板幅方向のすべ
ての部分を圧延する第３工程とを含む。

【００１７】上記圧延方法において、好ましくは、前記
第１工程及び第２工程の少なくとも一工程にて圧下率を
変えることにより前記板材の拡幅量を調整する。

【００１８】また、好ましくは、前記第１工程にて前記
圧延部分の領域幅を変えることにより前記板材の拡幅量
を調整する。

【００１９】さらに、好ましくは、前記第１工程での圧
延前及び前記第３工程での圧延後の少なくとも一方にお
ける前記板材の板幅を測定し、その測定値を基に前記第
１工程及び第２工程の少なくとも一工程にて圧下率を制
御することにより前記板材の拡幅量を調整する。

【００２０】また、好ましくは、前記第１工程での圧延
前及び前記第３工程での圧延後の少なくとも一方におけ
る前記板材の板幅を測定し、その測定値を基に前記第１
工程にて前記圧延部分の領域幅を制御することにより前
記板材の拡幅量を調整する。

【００２１】また、好ましくは、前記圧延部分の領域幅
の変更は、上下ともに軸方向に複数の凹凸が形成されか
つ少なくとも一方が軸方向に移動可能な一対のロールを
用いて、これらロールの一方に対する他方の軸方向移動
量を調整することにより行う。

【００２２】また、上記の目的を達成するために、本発
明は、板材を圧延する一対の作業ロールを含む複数台の
圧延機を用いて前記板材の板幅を拡げる圧延機群におい
て、一対の作業ロールが少なくとも一方に軸方向に複数
の凹凸が形成されたロールである第１圧延機と、前記第
１圧延機より後段に配置され、一対の作業ロールが上下
ともに平坦なロールである少なくとも１台の第２圧延機
とを有する。

【００２３】上記圧延機群において、好ましくは、前記
複数の凹凸が形成されたロールは、軸方向に所定のピッ
チで形成された円周方向の溝部を有する。

【００２４】また、好ましくは、前記第１圧延機の作業
ロールは、上下ともに軸方向に複数の凹凸が形成されか
つ少なくとも一方が軸方向移動可能である。

【００２５】さらに、好ましくは、前記第１圧延機の入
側及び前記第２圧延機の出側のうち少なくとも一方にお
ける前記板材の板幅を計測する板幅計測手段と、前記板
幅計測手段により検出された板幅検出値とあらかじめ設
定された目標板幅値との差を計算する計算手段と、前記
板幅検出値と目標板幅値との差が所定値よりも大きくな
った場合に前記板材の拡幅量を制御する制御手段とを有
する。

【００２６】好ましくは、前記制御手段は、前記第１圧
延機及び第２圧延機の少なくとも一方の圧下率を変更す
る手段である。

【００２７】また、好ましくは、前記第１圧延機は前記
一対の作業ロールとして上下ともに軸方向に複数の凹凸
が形成されかつ少なくとも一方が軸方向移動可能なロー
ルを有し、前記制御手段は、これら作業ロールの一方に
対する他方の軸方向移動量を変更する手段である。

【００２８】

【作用】以上のように構成した本発明の圧延方法におい
ては、まず第１工程において、板材に複数の圧延部分及
び未圧延部分が板幅方向に混在するよう板材を部分圧下
圧延することにより、板材の圧延部分は未圧延部分に長
手方向の伸びを拘束されつつ幅方向に拡がり、かつ板材
の未圧延部分は圧延部分の幅拡がりにより幅方向に圧縮
を受け座屈する。次に第２工程において、第１工程にお
ける未圧延部分のみを圧延することにより、板材の圧延
部分（第１工程における未圧延部分）は未圧延部分（第
１工程における圧延部分）に長手方向の伸びを拘束され
つつ幅方向に拡がると共に、第１工程における未圧延部
分の座屈が修正される。次に第３工程において、第２工
程で圧延された板材の板幅方向のすべての部分を圧延す
ることにより、第２工程における圧延部分と未圧延部分
とのわずかな板厚差が修正される。以上のように、第１
工程で複数の圧延部分及び未圧延部分が板幅方向に混在
するよう板材を部分圧下圧延し、第２及び第３工程を実
施することにより、薄板材でも３回という最少の圧延回
数で大きな拡幅量を得ることができる。また、後述する
ように、第１工程及び第２工程の少なくとも一工程での
圧下率や第１工程での圧延部分の領域の占める割合を変
化させることにより、拡幅量を自由に調整することがで
き、高い自由度で板幅調整を行うことができる。また、
板材を長手方向のみならずそれと直角方向の幅方向にも
伸ばすことにより、材料特性の異方性は減少し、２次加
工であるプレス成形性が向上する。さらに、ロールを再
研磨する際、通常のロールと同様の研磨機により板材を
圧延する部分のみを研削すればよく、特に複雑な装置や
管理を必要としないため、ロールの維持管理が容易にな
る。

【００２９】また、第１工程及び第２工程の少なくとも
一方での圧下率を変えることにより、板材の拡幅量が変
化する。また、第１工程での圧延部分の領域幅を変える
ことによっても、圧延部分の領域の占める割合が変わ
り、板材の拡幅量が変化する。したがって、板材の板幅
調整を行うには、第１工程及び第２工程の少なくとも一
工程での圧下率もしくは第１工程での圧延部分の領域幅
を制御すればよい。

【００３０】また、第１工程での圧延前及び第３工程で
の圧延後の少なくとも一方における板材の板幅値を基
に、第１工程及び第２工程の少なくとも一工程にて圧下
率を制御したり、第１工程にて圧延部分の領域幅を制御
することにより板材の拡幅量を調整することにより、板
幅の小さい部分の拡幅量を大きく、板幅の大きい部分の
拡幅量を小さく制御することができ、これにより長手方
向に板幅の均一な板材が得られる。

【００３１】また、圧延部分の領域幅の変更は、上下と
もに軸方向に複数の凹凸が形成されかつ少なくとも一方
が軸方向に移動可能な一対のロールを用いて、これらロ
ールの一方に対する他方の軸方向移動量を調整すること
により行うことにより、上下の凸部が合わさる部分すな
わち圧延部分の長さを変化させることができる。

【００３２】また、以上のように構成した本発明の圧延
機群においては、まず第１圧延機により上記圧延方法第
１工程の圧延を行い、板材の圧延部分を幅方向に拡げ
る。このとき、一対の作業ロールが少なくとも一方に軸
方向に複数の凹凸が形成されたロールであることによ
り、ロール凸部でのみ圧延が行われるため、部分圧下圧
延を行う作用があり、ロール凹部は未圧延部分の幅方向
への座屈を逃がし、自由に座屈できるようにする作用が
ある。次に、一対の作業ロールが上下ともに平坦なロー
ルである第２圧延機により上記圧延方法の第２工程の圧
延を行い、板材の圧延部分（第１工程における未圧延部
分）を幅方向に拡げると共に、第１工程における未圧延
部分の座屈を修正する。次に、上記圧延方法の第３工程
の圧延において、これまでの圧延部分と未圧延部分との
わずかな板厚差を修正する。このとき、タンデム圧延機
を用いるとすると一対の作業ロールが上下ともに平坦な
ロールである第３圧延機を追加設置することにより第３
工程の圧延が行える。また、レバース圧延機を用いると
すると第２圧延機により第３工程の圧延が行える。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明の圧延方法の第１の実施例を図１〜
図３により説明する。

【００３４】本実施例の圧延方法では、まず図１（ａ）
に示すように、軸方向に規則的に複数の円周方向の溝部
２ａが形成されたすなわち複数の凹部２ａ及び凸部２ｂ
からなる凹凸断面形状のロール２と、通常の平坦なロー
ル３とにより第１工程の圧延が行われる。この第１工程
では、圧延材料１は凹凸断面形状のロール２と平坦なロ
ール３に挟まれ、凹凸断面形状のロール２の凸部２ｂの
みでの部分圧下圧延が行われる。もちろんこの場合、凹
凸断面形状のロール２及び平坦なロール３はどちらが上
でもかまわない。この第１工程の圧延により、圧延材料
１は凹凸断面形状のロール２の凸部２ｂにより圧延され
た圧延部分１ａ及び圧延されていない未圧延部分１ｂが
それぞれ板幅方向に複数混在する板材１Ｘとなる。この
とき、板材１Ｘの圧延部分１ａは未圧延部分１ｂに長手
方向の伸びを拘束されるため幅方向に拡がり、未圧延部
分１ｂは圧延部分１ａの幅拡がりにより幅方向の圧縮を
受け凹凸断面形状のロール２の凹部２ａ内で座屈する。
凹凸断面形状のロール２の凹部２ａは板材１Ｘの未圧延
部分１ｂの幅方向への座屈を逃がし自由に座屈できるよ
うにする。ちなみにこの座屈が拘束されると圧延部分１
ａの幅広がりが拘束されることになり、板材１Ｘに十分
な拡幅が得られない。

【００３５】次に図１（ｂ）に示すように、上下ともに
平坦なロール４，５により第２工程の圧延が行われる。
この第２工程の圧延により、図１（ａ）に示す板材１Ｘ
の未圧延部分１ｂの座屈が修正されると共に、この部分
のみが圧延され板材１Ｙが得られる。このとき、板材１
Ｙの圧延部分１ｃ（第１工程の圧延における未圧延部分
１ｂ）は板材１Ｙの未圧延部分１ｄ（第１工程の圧延に
おける圧延部分１ａ）に長手方向の伸びを拘束されるた
め幅方向に拡がる。

【００３６】最後に図１（ｃ）に示すように、上下とも
に平坦なロール６，７により第３工程の圧延が行われ
る。この第３工程の圧延により、図１（ｂ）に示す板材
１Ｙの板幅全体が圧延され、第２工程の圧延における圧
延部分１ｃ及び未圧延部分１ｄのわずかな板厚差が修正
され、板厚が一定でありかつ十分に拡幅された平板１Ｚ
が得られる。

【００３７】次に、本実施例の圧延方法による実験結果
を説明する。本実験では凹凸断面形状のロール２として
図２に示すロールＡ及びロールＢの２種類を用意した。
ロールＡ及びロールＢはともに直径１００ｍｍの軸方向
に規則的に複数の凹部２ａ及び凸部２ｂを有し、ロール
Ａは凸部２ｂの幅が５ｍｍであるのに対して凹部２ａの
幅が１０ｍｍであり、ロールＢは凸部２ｂの幅が５ｍｍ
であるのに対して凹部２ａの幅が１５ｍｍである。すな
わち、ロール幅全体に占める凸部２ｂの割合はロールＢ
よりもロールＡの方が高い。また、圧延材料１のモデル
材としてはプラスティシン（油粘土）で作られた板幅１
００ｍｍ、板厚１．０ｍｍの薄板材を用いた。また、各
工程での圧下率は図３に示すように、いずれも１０％，
２０％，３０％の３パターンとした。

【００３８】上記圧延方法により圧延した時の第１〜第
３圧延工程におけるそれぞれの拡幅率（拡幅量／板幅）
を図３に示す。これにより、次のことが明らかとなっ
た。まず、最終的な拡幅率は各ロールの圧下率により決
定される。例えばロールＢを用い、各工程の圧下率を３
０％とした時の最終的な拡幅率として５％（図中Ｂ３）
という大きな値が得られた。

【００３９】また、全体の拡幅に最も寄与するのは第１
工程の圧延で、ついで第２工程の圧延となる。第３工程
の圧延は板を平坦にすることが主な目的のため、拡幅に
はほとんど寄与しない。したがって、第１及び第２工程
での圧下率を変化させることにより、最終的な拡幅率を
調整することができる。

【００４０】また、ロールの断面形状については、ロー
ルＡよりもロールＢの方が拡幅率が大きかった。この原
因としては、ロール幅全体に占める凸部２ｂの割合はロ
ールＢよりもロールＡの方が高いため、ロールＡでは板
材１Ｘの板幅全体に占める圧延部分１ａの割合が高く、
幅拡がりの小さい平圧延に近づいたためと考えられる。
このように、板材１Ｘの圧延部分１ａの領域の占める割
合を変化させることによっても、拡幅率を調整すること
ができる。

【００４１】以上のように本実施例によれば、第１工程
で板材１Ｘに複数の圧延部分１ａ及び未圧延部分１ｂが
板幅方向に混在するよう部分圧下圧延を行い、第２工程
で板材１Ｘの第１工程における未圧延部分１ｂのみを圧
延するので、最終的な平板１Ｚを５％以上（例えば１０
００ｍｍ幅の板で５０ｍｍ以上）も拡幅することが可能
となり、３回という最少の圧延回数で大きな拡幅量を得
ることができる。また、圧下率や圧延部分の領域の占め
る割合を変化させることにより拡幅量を自由に調整する
ことができ、自由度の高い板幅調整を行うことができ
る。さらに、拡幅量を大きく変えられるので素材の寸法
を集約化でき、上工程での生産性を向上させることがで
きる。すなわち、幅変更によるスケジュール変更などに
要する時間が短縮できる。また、従来最終工程で行って
いたトリミング量を減少させることができ、歩留まりを
向上させることができる。

【００４２】また、圧延材料１を長手方向以外に幅方向
にも伸ばすことができるため、材料の異方性が従来製品
に比べて小さくなり、２次加工におけるプレス成形性が
向上するという効果も得られる。また、凹凸断面形状の
ロール２を再研磨する場合、通常の平坦なロールと同様
の研磨機により凹凸断面形状のロール２の凸部２ｂのみ
研削すればよく、特に複雑な装置や管理を必要としない
ため、ロールの維持管理が容易になるという効果も得ら
れる。

【００４３】図３の実験結果からも明かなように、圧延
材料１の拡幅量を制御するには、第１及び第２工程での
圧下率を調整する方法と、圧延部分の領域の占める割合
を変化させる方法がある。圧下率の調整は特別な装置を
必要とせず、容易に行える。すなわち、拡幅量を大きく
したいときは第１及び第２工程での圧下率を大きくし、
拡幅量を小さくしたいときは第１及び第２工程での圧下
率を小さくする。もちろん最終的な板厚は一定にする必
要があるため、第１及び第２工程での圧下率調整に伴う
板厚変化は、第３工程で修正する。

【００４４】次に、本発明の圧延方法の第２の実施例と
して、圧延部分の領域幅を変化させることで圧延部分の
領域の占める割合を変化させ拡幅量を調整する実施例を
図４及び図５により説明する。図中、図１に示す部材と
同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
本実施例は第１の実施例において、第１工程の圧延に用
いる下ロールを平坦なロール３の代わりに、図４に示す
ように、軸方向に規則的に複数の円周方向の溝部８ａが
形成されたすなわち複数の凹部８ａ及び凸部８ｂとから
なる凹凸断面形状のロール８としたものである。ここ
で、凹凸断面形状のロール２，８は、図示しないロール
移動手段により軸方向に移動可能とする。図４におい
て、凹凸断面形状のロール２，８の凸部２ｂ，８ｂの位
置が一致しているときの板材１Ｘの圧延部分１ａの幅は
凹凸断面形状のロール２，８の凸部２ｂ，８ｂの幅と等
しくＷ１となる。この状態から図５に示すように、凹凸
断面形状のロール２，８をＳ方向すなわちそれぞれ反対
方向に軸方向移動させると、板材１Ｘの圧延部分１ａの
幅はＷ２へと変化する。このように、図示しないロール
移動手段により凹凸断面形状のロール２，８の軸方向移
動量を変更することにより、板材１Ｘの圧延部分１ａの
幅を変化させ、板材１Ｘの拡幅量を調整することができ
る。

【００４５】なお、本実施例では、凹凸断面形状のロー
ル２，８は上下ともに軸方向に移動可能としたが、上下
の少なくとも一方を軸方向に移動可能とすればよい。

【００４６】次に、上記方法を実施する圧延機群の基本
的な実施例を図６により説明する。図中、図１に示す部
材と同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略す
る。図６において、本実施例の圧延機群は２段の圧延機
９，１０，１１を備え、まず圧延機９により第１工程の
圧延を行い、次に圧延機１０により第２工程の圧延を行
い、最後に圧延機１１により第３工程の圧延を行う。圧
延材料１はこれら３台の圧延機９〜１１を通過すること
により拡幅される。圧延機９は図１（ａ）に示す一対の
作業ロール２，３を有し、圧延機１０は図１（ｂ）に示
す一対の作業ロール４，５を有し、圧延機１１は図１
（ｃ）に示す一対の作業ロール６，７を有している。

【００４７】本実施例によれば、前述した圧延方法によ
り、圧延材料１は３回という最少の圧延回数で大きな拡
幅量を得ることができかつ板幅調整の自由度の高い圧延
が可能となる。また、凹凸断面形状のロール２の凸部２
ｂのみ研削すればよく、特に複雑な装置や管理を必要と
しないため、ロールの維持管理が容易になる。

【００４８】なお、ここで示した圧延機はすべて２段圧
延機であるが、もちろんこれに限らず、補強ロールを有
する４段圧延機でも、その他の形式でも構わない。

【００４９】次に、通常のタンデム圧延機に本発明を適
用した圧延機群の実施例を図７により説明する。図中、
図１及び図６に示す部材と同等の部材には同じ符号を付
し、その説明を省略する。本実施例の圧延機群は４段の
圧延機１２，１３，１４，１５，１６を備えた既存の５
スタンドのタンデム圧延機の前段に図６の圧延機９が追
加設置されている。また、圧延機１２の作業ロール４，
５及び圧延機１３の作業ロール６，７は全て平坦なロー
ルである。本実施例では、まず圧延機９により第１工程
の圧延を行い、次にタンデム圧延機の第１スタンドであ
る圧延機１２により第２工程の圧延を行い、最後にタン
デム圧延機の第２スタンドである圧延機１３により第３
工程の圧延を行う。

【００５０】本実施例においては、既存のタンデム圧延
機の第１スタンドである圧延機１２の前段に凹凸断面形
状のロールを有する圧延機９を増設したので、圧延機１
２〜１６での圧延によるそれぞれの減厚能力を損なうこ
となく拡幅を行うことができ、全スタンドの能力をフル
に必要とする薄物製品の圧延にも十分適用可能となる。

【００５１】また、図示はしないが、凹凸断面形状のロ
ールを有する圧延機９を増設せずに、タンデム圧延機の
第１〜第３スタンドの圧延機１２〜１４をそのまま各第
１〜第３工程の圧延機として使用してもよい。このと
き、第１スタンドである圧延機１２の作業ロール４，５
の少なくとも一方を軸方向に複数の溝部を有する凹凸断
面形状のロールとする。この場合には、圧延機の増設に
要する設備費を節約できるという利点があるが、比較的
厚い製品の圧延にしか適用できないという弱点もある。
すなわち、通常１回の圧延で行う減厚を本発明では第１
及び第２工程の２回の圧延で行うことになるため、圧延
機を増設しないと１スタンド不足することになる。した
がって、圧下率が大きく、全スタンドの能力をフルに必
要とする薄物製品の圧延には適さない。

【００５２】次に、通常のレバース圧延機に本発明を適
用した圧延機群の実施例を図８により説明する。図中、
図１及び図６に示す部材と同等の部材には同じ符号を付
し、その説明を省略する。本実施例の圧延機群は既存の
レバース圧延機１７の入側に図６の圧延機９が設置され
ている。レバース圧延機１７の作業ロール１８，１９は
どちらも平坦なロールである。また、圧延機９の入側に
はローラーテーブル２０が設置され、圧延機９とレバー
ス圧延機１７との間にはローラーテーブル２１が設置さ
れ、レバース圧延機１７のローラーテーブル２１と反対
側にはローラーテーブル２２が設置されている。本実施
例では、まず圧延機９により第１工程の圧延を行い、圧
延材料１はローラーテーブル２１によりレバース圧延機
１７に送られる。次にレバース圧延機１７により第２及
び第３工程の往復圧延を行う。本実施例においても、本
発明の圧延方法を実施できる。

【００５３】また、図示はしないが、凹凸断面形状のロ
ールを有する圧延機９を増設せずに、レバース圧延機１
７のみをそのまま各第１〜第３工程の圧延機として使用
してもよい。このとき、レバース圧延機１７の作業ロー
ル１８，１９の少なくとも一方を軸方向に複数個の溝部
を有する凹凸断面形状のロールとし、第１工程の圧延を
行った後に凹凸断面形状のロールを平坦なロールに交換
し、第２及び第３工程の圧延を行う。この場合には、ロ
ール交換を必要とするため、その分時間がかかるが、圧
延機の増設が不要なため、設備費が節約できるという利
点がある。

【００５４】次に、本発明の板幅制御する方法を実施す
る圧延機群の実施例を図９により説明する。図中、図１
及び図６に示す部材と同等の部材には同じ符号を付し、
その説明を省略する。本実施例の圧延機群は図６の圧延
機群と同様の２段の圧延機である。図９において、上作
業ロール２の上方には圧延機９の圧下率を調整する圧下
ネジ２９が取り付けられ、この圧下ネジ２９は圧下モー
タ２７の回転により駆動され、圧下モータ２７は圧下制
御装置２５により制御される。このとき、圧下制御装置
２５は圧下率を大きくするときは圧下ネジ２９を締め込
むよう圧下モータ２７を制御する。また、上作業ロール
４の上方には圧延機１０の圧下率を調整する圧下ネジ３
０が取り付けられ、この圧下ネジ３０は圧下モータ２８
の回転により駆動され、圧下モータ２８は圧下制御装置
２６により制御される。このとき、圧下制御装置２６は
圧下率を大きくするときは圧下ネジ３０を締め込むよう
圧下モータ２８を制御する。

【００５５】圧延機９の入側には圧延材料１の移動速度
を測定するローラ４０ａ付きの速度計４０と、圧延材料
１の板幅を測定する板幅計２３が設置されている。速度
計４０及び板幅計２３により測定された速度値及び板幅
値は計算機２４に入力される。計算機２４は入力した速
度値と、速度計４０と圧延機９との間の距離Ｌ１及び速
度計４０と圧延機１０との間の距離Ｌ２とから圧延材料
１が圧延機９，１０に到達する時間を計算すると共に、
入力した板幅値とあらかじめ設定された圧延機９の入側
での目標値との差を計算する。すなわち、計算機２４は
入力した板幅値を目標値と比較して圧下率の調整量を前
述の関係図（図３）より求め、圧延材料１が圧延機９に
到達する時に圧下制御装置２５に第１工程の圧延時の圧
下率指令信号Ｓａ１を出力し、圧延材料１が圧延機１０
に到達する時に圧下制御装置２６に第２工程の圧延時の
圧下率指令信号Ｓａ２を出力する。圧下制御装置２５，
２６は計算機２４により算出された板幅値と目標値との
差が所定値よりも大きくなった場合にそれぞれ圧延機
９，１０の圧下率を変更する。

【００５６】以上において、圧延機９の入側における圧
延材料１の板幅値が目標値よりも小さい場合には、第１
及び第２工程の圧延時の圧下率を大きくし、板材１Ｘ，
１Ｙの拡幅率を大きくする。すなわち、計算機２４は圧
延機９，１０の圧下率を大きくするよう圧下率指令信号
Ｓａ１，Ｓａ２をそれぞれ圧下制御装置２５，２６に出
力し、圧下制御装置２５，２６は圧下ネジ２９，３０を
締め込むよう圧下モータ２７，２８を制御する。

【００５７】一方、圧延機９の入側における圧延材料１
の板幅値が目標値よりも大きい場合には、第１及び第２
工程の圧延時の圧下率を小さくし、板材１Ｘ，１Ｙの拡
幅率を小さくする。すなわち、計算機２４は圧延機９，
１０の圧下率を小さくするよう圧下率指令信号Ｓａ１，
Ｓａ２をそれぞれ圧下制御装置２５，２６に出力し、圧
下制御装置２５，２６は圧下ネジ２９，３０を緩めるよ
う圧下モータ２７，２８を制御する。

【００５８】本実施例によれば、圧延機９の入側に配置
された板幅計２３により圧延材料１の板幅を測定し、そ
の測定値を基に第１及び第２工程での圧下率を制御する
ので、板幅の小さい部分の拡幅量を大きく、板幅の大き
い部分の拡幅量を小さくすることができ、これにより長
手方向に板幅の均一な平板１Ｚが得られる。

【００５９】この実施例の変形を図１０により説明す
る。この変形実施例は上記実施例において、圧延機９の
入側に板幅計２３及び速度計４０を設置する代わりに、
圧延機１１の出側に板幅計２３を設置し、計算機２４は
入力した板幅値とあらかじめ設定された最終的な平板１
Ｚの目標値との差を計算し、その差を基に圧下制御装置
２５，２６にそれぞれ圧下率指令信号Ｓａ１，Ｓａ２を
出力するフィードバック制御を行う。すなわち、圧延機
１１の出側における平板１Ｚの板幅値が目標値よりも小
さい場合には、第１及び第２工程の圧延時の圧下率を大
きくし、板材１Ｘ，１Ｙの拡幅率を大きくする。一方、
圧延機１１の出側における平板１Ｚの板幅値が目標値よ
りも大きい場合には、第１及び第２段階の圧延時の圧下
率を小さくし、板材１Ｘ，１Ｙの拡幅率を小さくする。

【００６０】また、図示はしないが、圧延機９の入側に
板幅計２３及び速度計４０を設置し、かつ圧延機１１の
出側に板幅計２３を設置してもよい。この場合には、ま
ず圧延機９の入側における圧延材料１の板幅値を基に板
材１Ｘ，１Ｙの拡幅量を制御し、次に圧延機１１の出側
における板材１Ｚの板幅値を基に板材１Ｘ，１Ｙの拡幅
量を制御するフィードバック制御を行う。この実施例に
おいては、圧延機１１の出側におけるフィードバック制
御により、圧延機９の入側における圧延材料１の板幅値
から決定された拡幅量が補正されるため、より長手方向
に板幅の均一な平板１Ｚが得られる。

【００６１】なお、上記実施例では、圧延機９，１０の
両方の圧下率を制御することにより圧延材料１の拡幅量
を調整するものとしたが、圧延機９，１０のいずれか一
方の圧下率を制御すればよい。

【００６２】次に、本発明の板幅制御する方法を実施す
る圧延機群の他の実施例を図１１により説明する。図
中、図１及び図６に示す部材と同等の部材には同じ符号
を付し、その説明を省略する。本実施例は本発明の圧延
方法の第２の実施例を実施するものである。図１１にお
いて、本実施例の圧延機群は２段の圧延機９，１０，１
１を備え、圧延機９は図４に示す一対の作業ロール２，
８を有し、圧延機１０は図１（ｂ）に示す一対の作業ロ
ール４，５を有し、圧延機１１は図１（ｃ）に示す一対
の作業ロール６，７を有している。

【００６３】圧延機９は作業ロール２，８を軸方向に移
動可能とするロール移動装置３１，３２を有している。
計算機２４は速度計４０からの速度値と、速度計４０と
圧延機９との間の距離Ｌ１とから圧延材料１が圧延機９
に到達する時間を計算すると共に、板幅計２３からの板
幅値とあらかじめ設定された圧延機９の入側での目標値
との差を計算する。すなわち、計算機２４は入力した板
幅値を目標値と比較して作業ロール２，８の軸方向移動
量を求め、圧延材料１が圧延機９に到達する時にロール
移動装置３１，３２にそれぞれロール移動指令信号Ｓｉ
１，Ｓｉ２を出力する。ロール移動装置３１，３２は計
算機２４により算出された板幅値と目標値との差が所定
値よりも大きくなった場合に作業ロール２，８の軸方向
移動量を変更する。

【００６４】以上において、圧延機９の入側における圧
延材料１の板幅値が目標値よりも小さい場合には、計算
機２４は図４に示すように、板材１Ｘの圧延部分１ａの
領域幅が大きくなるようロール移動指令信号Ｓｉ１，Ｓ
ｉ２をそれぞれロール移動装置３１，３２に出力し、板
材１Ｘの拡幅率を大きくする。

【００６５】一方、圧延機９の入側における圧延材料１
の板幅値が所定幅よりも大きい場合には、計算機２４は
図５に示すように、板材１Ｘの圧延部分１ａの領域幅が
小さくなるようロール移動指令信号Ｓｉ１，Ｓｉ２をそ
れぞれロール移動装置３１，３２に出力し、板材１Ｘの
拡幅率を小さくする。

【００６６】本実施例によれば、圧延機９の入側に配置
された板幅計２３により圧延材料１の板幅を測定し、そ
の測定値を基に作業ロール２，８の軸方向移動量を制御
することにより板材１Ｘの圧延部分１ａの領域幅を変更
するので、板幅の小さい部分の拡幅量を大きく、板幅の
大きい部分の拡幅量を小さくすることができ、これによ
り長手方向に板幅の均一な平板１Ｚが得られる。

【００６７】なお、本実施例では、圧延機９の作業ロー
ル２，８は上下ともに軸方向に移動可能としたが、作業
ロール２，８の少なくとも一方を軸方向に移動可能とし
てもよい。

【００６８】また、板幅計２３を圧延機９の入側に配置
するものとしたが、圧延機１１の出側に配置し、圧延機
１１の出側における平板１Ｚの板幅値を基に板材１Ｘの
拡幅量を制御するフィードバック制御を行ってもよい。
また、圧延機９の入側及び圧延機１１の出側の各々に配
置し、まず圧延機９の入側における圧延材料１の板幅値
を基に板材１Ｘの拡幅量を制御し、次に圧延機１１の出
側における板材１Ｚの板幅値を基に板材１Ｘの拡幅量を
制御するフィードバック制御を行ってもよい。

【００６９】以上のように本発明のいくつかの実施例を
説明したが、これら実施例は本発明の精神の範囲内で種
々変更可能である。例えば、軸方向に複数個の溝部を有
する凹凸断面形状のロールについて様々な形状が考えら
れる。すなわち、凹凸断面形状は図１（ａ）に示すよう
な規則正しい台形状の溝とは限らず、角にＲを付けた
り、曲線的な波形でもよい。また、溝のピッチも図１
（ａ）に示すような均等でなく、例えば中央部と端部で
変化させてもよい。

【００７０】また、上記凹凸断面形状のロールを組み込
む圧延機の形式も、上記実施例の圧延機には限らず、ど
のような機種にも適用できる。さらに、レイアウトに関
しても、例えばタンデム圧延機の中段スタンドに凹凸断
面形状のロールを組み込むことなどが考えられる。この
ように、本発明はその基本を逸脱することなく種々の変
形が可能である。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、３回という最少の圧延
回数で薄板材を十分に拡幅することができると共に、板
幅調整の自由度の高い圧延が可能となる。また、素材の
寸法を集約化でき、上工程での生産性を向上させること
ができ、かつ従来最終段階で行っていたトリミング量を
減少させることができ、歩留まりを向上させることがで
きる。また、材料の異方性が従来製品に比べて小さくな
り、２次加工におけるプレス成形性が向上する。さら
に、複雑な装置や管理を必要とせず、ロールの維持管理
が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による圧延方法を示す図
である。

【図２】図１に示す圧延方法による実験に使用したロー
ルの軸方向の凹凸断面形状を示す図である。

【図３】図１に示す圧延方法による実験によって得られ
た各工程での拡幅率の特性を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例による圧延方法を示す図
である。

【図５】図４に示す圧延方法においてロールを軸方向に
移動させることにより圧延部分の幅を変更したときの図
である。

【図６】本発明の圧延方法を実施する基本的な実施例に
よる圧延機群の構成図である。

【図７】本発明をタンデム圧延機に適用した実施例によ
る圧延機群の構成図である。

【図８】本発明をレバース圧延機に適用した実施例によ
る圧延機群の構成図である。

【図９】本発明の板幅を制御する方法を実施する実施例
による圧延機群の構成図である。

【図１０】図９に示す実施例の変形による圧延機群の構
成図である。

【図１１】本発明の板幅を制御する方法を実施する他の
実施例による圧延機群の構成図である。

【符号の説明】

１ 圧延材料 １ａ 圧延部分 １ｂ 未圧延部分 ２ 凹凸断面形状のロール ２ａ 凹部 ２ｂ 凸部 ３，４，５，６，７ 平坦なロール ８ 凹凸断面形状のロール ８ａ 凹部 ８ｂ 凸部 ９，１０，１１ 圧延機 １２，１３，１４，１５，１６ タンデム圧延機 １７ レバース圧延機 ２３ 板幅検出器 ２４ 計算機 ２５，２６ 圧下制御装置 ２７，２８ 圧下モータ ２９，３０ 圧下ネジ ３１，３２ ロール移動装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/00 ＢＢＬ 37/22 (72)発明者 安田 健一 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

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材の板幅を拡げる圧延方法において、 前記板材に複数の圧延部分及び未圧延部分が板幅方向に
   混在するよう板材を部分圧下圧延する第１工程と、前記
   第１工程における未圧延部分のみを圧延する第２工程
   と、前記第２工程で圧延された板材の板幅方向のすべて
   の部分を圧延する第３工程とを含むことを特徴とする圧
   延方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の圧延方法において、前記
   第１工程及び第２工程の少なくとも一工程にて圧下率を
   変えることにより前記板材の拡幅量を調整することを特
   徴とする圧延方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の圧延方法において、前記
   第１工程にて前記圧延部分の領域幅を変えることにより
   前記板材の拡幅量を調整することを特徴とする圧延方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の圧延方法において、前記
   第１工程での圧延前及び前記第３工程での圧延後の少な
   くとも一方における前記板材の板幅を測定し、その測定
   値を基に前記第１工程及び第２工程の少なくとも一工程
   にて圧下率を制御することにより前記板材の拡幅量を調
   整することを特徴とする圧延方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の圧延方法において、前記
   第１工程での圧延前及び前記第３工程での圧延後の少な
   くとも一方における前記板材の板幅を測定し、その測定
   値を基に前記第１工程にて前記圧延部分の領域幅を制御
   することにより前記板材の拡幅量を調整することを特徴
   とする圧延方法。
6. 【請求項６】 請求項３または５記載の圧延方法におい
   て、前記圧延部分の領域幅の変更は、上下ともに軸方向
   に複数の凹凸が形成されかつ少なくとも一方が軸方向に
   移動可能な一対のロールを用いて、これらロールの一方
   に対する他方の軸方向移動量を調整することにより行う
   ことを特徴とする圧延方法。
7. 【請求項７】 板材を圧延する一対の作業ロールを含む
   複数台の圧延機を用いて前記板材の板幅を拡げる圧延機
   群において、 一対の作業ロールが少なくとも一方に軸方向に複数の凹
   凸が形成されたロールである第１圧延機と、 前記第１圧延機より後段に配置され、一対の作業ロール
   が上下ともに平坦なロールである少なくとも１台の第２
   圧延機とを有することを特徴とする圧延機群。
8. 【請求項８】 請求項７記載の圧延機群において、前記
   複数の凹凸が形成されたロールは、軸方向に所定のピッ
   チで形成された円周方向の溝部を有することを特徴とす
   る圧延機群。
9. 【請求項９】 請求項７記載の圧延機群において、前記
   第１圧延機の作業ロールは、上下ともに軸方向に複数の
   凹凸が形成されかつ少なくとも一方が軸方向移動可能で
   あることを特徴とする圧延機群。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の圧延機群において、前
    記第１圧延機の入側及び前記第２圧延機の出側のうち少
    なくとも一方における前記板材の板幅を計測する板幅計
    測手段と、前記板幅計測手段により検出された板幅検出
    値とあらかじめ設定された目標板幅値との差を計算する
    計算手段と、前記板幅検出値と目標板幅値との差が所定
    値よりも大きくなった場合に前記板材の拡幅量を制御す
    る制御手段とを有することを特徴とする圧延機群。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の圧延機群において、
    前記制御手段は、前記第１圧延機及び第２圧延機の少な
    くとも一方の圧下率を変更する手段であることを特徴と
    する圧延機群。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の圧延機群において、
    前記第１圧延機は前記一対の作業ロールとして上下とも
    に軸方向に複数の凹凸が形成されかつ少なくとも一方が
    軸方向移動可能なロールを有し、前記制御手段は、これ
    ら作業ロールの一方に対する他方の軸方向移動量を変更
    する手段であることを特徴とする圧延機群。