JPH08168806A - 板圧延装置とその圧延方法 - Google Patents

板圧延装置とその圧延方法

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JPH08168806A
JPH08168806A JP6314534A JP31453494A JPH08168806A JP H08168806 A JPH08168806 A JP H08168806A JP 6314534 A JP6314534 A JP 6314534A JP 31453494 A JP31453494 A JP 31453494A JP H08168806 A JPH08168806 A JP H08168806A
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JP
Japan
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rolling
plate
roller table
height
amount
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Withdrawn
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JP6314534A
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English (en)
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Yasuhiro Higashida
康宏 東田
Shigeru Ogawa
茂 小川
Kenji Yamada
健二 山田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、反りの無い板を製造するための圧
延装置およびその操業方法を提供する。 【構成】 圧延機の前後に設置された圧延材料を供給、
搬送するローラーテーブルが、高応答性の高さ調整機構
を独立に有することを特徴とする板圧延装置を用いて、
圧延中に上下対称にパスラインを設定、あるいはダイナ
ミックにパスラインを変更して、反りのない板を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反り制御が可能な板圧
延機および該圧延機を用いた板圧延方法に関する。
【0002】
【従来の技術】板材の圧延時に発生する反りは、圧延能
率の低下、設備事故の発生、精整工程の増加など、製品
の生産性に多大な影響を及ぼす。例えば、板先端の反り
がある限度を超えると、次パスの噛込みが不能となり、
圧延能率の低下を招く。さらに大きな反りが発生した場
合、板の衝突によって、圧延設備が破損することもあ
る。この場合、板自体が製品価値を失うばかりでなく、
生産停止、圧延設備の修理など多大の損害をもたらす。
また、精整に関しては、レベラー等による反りの矯正が
必要となり、極端な場合、不良部を切断しなければなら
ないこともある。
【0003】しかしながら、この反りが発生する原因や
メカニズムは必ずしも全て解明されている訳ではなく、
一般に下記の圧延条件が原因であると言われている。 ワークロール径の上下差 ロール周速の上下差 摩擦係数の上下差 変形抵抗(上下温度差等による)の上下差 ピックアップ量 これらの条件の内、ピックアップ量は、入側板厚、出側
板厚が変わる毎に変化する重要な条件であると考えられ
る。このピックアップ量を制御する方法が、特願昭61
−280140号、特願平3−198838号に示され
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の特願昭61−2
80140号で考慮しているのは、ピックアップ量Hの
みである。しかしながら、また後述するように、反りを
制御する際に幾何学条件においては、入側板厚、出側板
厚も考慮する必要があるために、ピックアップ量Hのみ
では十分に反りを制御することはできない。また、その
具体的な手段は開示されていない。特願平3−1988
38号については、ピックアップ量による制御という記
述だけに留まり、具体的な制御方法は全く不明である。
【0005】本発明は、以上の点に鑑み、低コストで効
率よく、反りのない板を製造する装置およびその操業方
法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するため、圧延機の前後に設置された圧延材料を供
給、搬送するローラーテーブルが、ローラーテーブルの
高さを調整する機構をそれぞれに有することを特徴とす
る。すなわち、本発明の要旨とする処は、以下の通りで
ある。
【0007】少なくとも上下にロール系を備えた板圧延
機において、前記圧延機の前後に設置された圧延材料を
供給、搬送するローラーテーブルに、該ローラーテーブ
ルの高さを調整する高さ調整機構をそれぞれに有する板
圧延装置であり、好ましくは、前記ローラーテーブルの
高さ調整を楔機構で行うものであり、さらにまた、前記
ローラーテーブルに荷重センサーを備えるものである。
【0008】また、本発明は、少なくとも上下にロール
系を備えた板圧延機と、該圧延機の前後に設置された圧
延材料を供給、搬送するローラーテーブルとを有する板
圧延装置により板を圧延する方法において、上下ロール
による各圧下量が等しくなるようにテーブル高さを設定
して、被圧延材を圧延する方法であり、また、少なくと
も上下にロール系を備えた板圧延機と、該圧延機の前後
に設置された圧延材料を供給、搬送するローラーテーブ
ルとを有する板圧延装置により板を圧延する方法におい
て、圧延材の反り量に基づいて、上下ロールによる各圧
下量を制御しつつ圧延する板圧延方法であり、好ましく
は、前記ローラーテーブルに荷重センサーを設け、この
センサー出力が予定値を超えた場合に、テーブル高さを
下降させて圧延する板圧延方法である。
【0009】
【作用】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。図1に、本発明の圧延装置の一例を示す。圧延機1
0は、上ロール系が上ワークロール1と上バックアップ
ロール5とから構成され、下ロール系が下ワークロール
2と下バックアップロール6とから構成され、上下ロー
ル系はハウジング11に格納されている。
【0010】圧延機10の前後にはローラーテーブル
4,4′が配置され、圧延機に材料3を供給、搬送す
る。ローラーテーブル4,4′には、このローラーテー
ブルの高さを調整する機構7,7′がそれぞれ独立に設
けられている。この高さ調整機構は、ローラーテーブル
の支持軸12,12′とこれに連結した油圧装置7,
7′からなる調整装置とし、油圧装置によって支持軸1
2,12′を上下に移動させて、ローラーテーブルの高
さを調整することができる。
【0011】また、好ましくは、図7に示すように、ロ
ーラーテーブルをその下面が傾斜面を有する上部傾斜部
材13とこの上部傾斜部材の傾斜面と相補関係にある傾
斜面を有し、上記上部傾斜部材の傾斜面と摺動自在に接
触する下部傾斜部材14により支持し、下部傾斜部材に
油圧装置7を接続した調整装置を構成し、下部傾斜部材
14を油圧装置7により前後移動させて、ローラーテー
ブルを昇降させ、高さ調整する楔機構を用いても良い。
なお、傾斜部材の傾斜面を図9に示すように、移動方向
に断続した複数の傾斜面(鋸歯状)としても良い。
【0012】また、好ましくは、ローラーテーブル13
あるいは4に荷重センサー8を設けることもできる。荷
重センサーとしては、歪ゲージ式荷重計、磁歪式荷重計
等がある。これらの荷重センサー8は、ローラーテーブ
ルの支持軸、あるいは傾斜部材に取り付けられ、ローラ
ーテーブルにかかる荷重を検出し、過大な荷重がかかっ
た場合に、テーブルの高さを調整することができる。
【0013】ローラーテーブル4の上に搬送された圧延
材3は、上ワークロール1と下ワークロール2で所定の
板厚に圧延される。
【0014】発明者らは、多くの実験・工夫を重ねた結
果、ワークロール径、ロール周速、摩擦係数、変形抵抗
を上下対称とした上で、入側板厚h0 、出側板厚h1
対応して、圧延中のピックアップ量Hを下記式(1)の
条件に設定すれば、噛込み時の幾何学条件も上下対称と
なり、反りの無い板を製造することができることを見い
だした。 H=ΔhU =ΔhL =Δh/2=(h0 −h1 )/2 (1) ここで、入側板厚をh0 、出側板厚をh1 、下ワークロ
ール2とローラーテーブル4の上端との高低差Hをピッ
クアップ量、上ロール1での圧下量をΔhU 、下ロール
2での圧下量をΔhL 、全圧下量Δhとする。
【0015】なお、実際に、幾何学的に上下対称圧延す
る際の、テーブル高さの設定方法は以下の通りである。
入側板厚h0 、出側板厚(圧延後の目標板厚)h1 は圧
延時に既知であるので、式(1)よりピックアップ量H
は容易に求まる。ワークロール2の半径とワークロール
2の軸中心の位置は予め測定できるので、ローラーテー
ブル4のローラーの最上面の高さが、ワークロール2の
最上面より、ピックアップ量Hだけ、低くなるように、
ローラーテーブルの上下位置を設定すればよい。ローラ
ーテーブルの上下位置はリニアゲージ等の位置センサー
を用いて設定すれば良い。
【0016】式(1)を満たした場合の圧延の概略を図
2に示す。すなわち、図2は、上下ロールによる各圧下
量が等しくなるようにローラーテーブルの高さ調整をし
て圧延する方法を示すもので、上ロール1による圧下量
ΔhU と下ロール2による圧下量ΔhL が等しいため
に、圧延による長手方向の伸びの上下差は無く、反りの
無い圧延が可能となる。したがって、タンデム圧延、リ
バース圧延に拘らず、式(1)を満たす圧延を行えば、
その圧延において反りが発生することは無い。
【0017】前述したように、特願昭61−28014
0号では、幾何学条件の制御端としてHのみを用い、H
を設定値に制御すれば反りは発生しないと開示している
が、Hの制御だけでは幾何学条件を上下対称にすること
ができない。例えば、同一Hでも図3(a)の場合は上
下対称となるが、図3(b)の場合は上下非対称にな
り、反りの発生原因となる。
【0018】しかしながら、本発明の圧延装置において
は、テーブルローラーの高さを調整して、リバース圧延
の各パス毎に上下対称にパスラインを設定することがで
きる。図4に示すように、1パス目のピックアップ量H
1 は、式(1)に従い、式(1)′のように設定する。
2パス目のピックアップ量H2 は、入側板厚がh1 、出
側板厚がh2 となるので、式(2)で設定する。3パス
目以降は、同様に設定すれば良い。この操業方法を用い
れば、各パス毎に幾何学条件の上下対称性が満たされ、
全てのパスにおいて、反りの無い圧延が可能となる。 ピックアップ量H1 =Δh/2=(h0 −h1 )/2 (1)′ ピックアップ量H2 =Δh/2=(h1 −h2 )/2 (2)
【0019】さて、従来の圧延装置は、圧延中はもとよ
り、1パス毎にローラーテーブルを高さ調整する機構を
有していないので、圧延中に反りが発生した場合、ある
いは反り発生が予測される場合に、パスラインを変更し
て圧延反りを制御することはできない。
【0020】一方、本発明の圧延装置は、圧延中にパス
ラインを変更することもできるので、圧延材の反り量に
基づいて、ローラーテーブルの高さを調整して、反りを
制御することができる。圧延中に反りが発生した場合、
あるいは反り発生が予測される場合には、それに対応し
て、ピックアップ量Hを設定あるいは制御するものであ
る。すなわち、Hと反り方向の関係は、下記の通りであ
る。 H>Δh/2の場合:上反り H<Δh/2の場合:下反り
【0021】H>Δh/2の場合に上反りとなるのは、
図5に示すように、下ワークロール2での圧下量ΔhL
が上ロール1での圧下量ΔhU よりも大きくなるため
に、圧延材3の下面部の材料の伸びが大きくなるからで
ある。H<Δh/2の場合はその逆となる。
【0022】反りを検知する方法としては、ビデオカメ
ラによる撮影および画像処理を用いる方法、あるいは距
離センサー(例えば、光学式距離計)を圧延方向に設置
し、センサーから圧延材までの距離を測定することによ
り求める方法等がある。後者では、センサーの数が多い
ほど正確な反りが求まる(例えば、反りの曲率を求める
には、最低3個のセンサーが必要)。
【0023】また、反りとHとの関係は、例えば、昭和
61年度日本塑性加工学会春季講演会論文集、第235
〜第238頁の山田らの論文「剛塑性有限要素法による
非対称圧延の解析」に開示されているようなオフライン
の解析モデルを用いて、予め求めておけば良い。すなわ
ち、このような解析モデルでは、上下ロール径、入側板
厚、出側板厚、上下ロール速度、上下摩擦係数、圧延材
の変形抵抗を与えて、Hの条件を入力すれば、そのHに
よって発生する曲率がシミュレーションできる。
【0024】さらにまた、H<Δh/2の場合には、ロ
ーラーテーブル4に大きな荷重が負荷されるので、場合
によっては、ローラーテーブル4が破損に至る可能性が
ある。この場合、ローラーテーブルに荷重センサーを設
置し、荷重センサー出力が予め設定した上限値以上にな
った場合、テーブル高さを制御して、パスラインを上昇
させる制御を行うことができる。
【0025】また、図6に示すように、圧延中に板厚が
変化する場合にも、式(1)に基づき、圧延中にパスラ
インを変化させれば良い。
【0026】
【実施例および比較例】ワークロール径900mmの圧延
機を用いて、幅1760mm、長さ4000mmのスラブを
入側板厚を変化させ(80〜110mm)、板厚50mmま
で圧延した。比較例では、ピックアップ量を一定とし
(H=20mm)、実施例では式(1)に基づき、各圧延
毎にピックアップ量を変化させ、パスラインが上下対称
になるように設定した、なお、ロール周速3.0m/s と
し、摩擦係数、変形抵抗については、上下差が発生しな
い様に調整を行った。その結果を図8に示す。比較例で
は、偶然に幾何学条件が上下対称になるh0 =90mm以
外は、大きな反りが発生していることが分かる。一方、
各圧延毎に幾何学条件を上下対称になるようにパスライ
ンを設定した実施例では、反り量は、非常に小さくなっ
ている。
【0027】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、反り
の無い板を効率良く製造できることを可能としたので、
形状の優れた板を量産できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧延機の一例を示す図。
【図2】幾何学条件が上下対称な場合のパスライン設定
を示す図。
【図3】入側板厚が幾何学条件に及ぼす影響を示す図。
【図4】本発明をリバース圧延に適用した例を示す図。
【図5】パスライン設定が反りの方向に及ぼす影響を示
す図。
【図6】板厚が途中で変動する例を示す図。
【図7】ローラーテーブルの高さ調整機構として、楔型
機構を用いた場合の図。
【図8】入側板厚が反り量に及ぼす影響を示す図。
【図9】ローラーテーブルの高さ調整機構として、連続
的に並んだ楔型機構を用いた場合の図。
【符号の説明】
1 上ワークロール 2 下ワークロール 3 圧延材 4 ローラーテーブル 5 上バックアップロール 6 下バックアップロール 7 高さ調整装置 8 荷重センサー 9 楔機構の高さ調整装置 10 圧延機 11 ハウジング 12 ローラーテーブルの支持軸 13 ローラーテーブルの上部傾斜部材 14 ローラーテーブルの下部傾斜部材
───────────────────────────────────────────────────── 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 37/28

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも上下にロール系を備えた板圧
    延機と、圧延機の前後に設置され、圧延材料を前記圧延
    機に供給、搬送するローラーテーブルとを備えた板圧延
    装置において、前記ローラーテーブルに、該ローラーテ
    ーブルの高さを調整する高さ調整機構をそれぞれ設ける
    ことを特徴とする板圧延装置。
  2. 【請求項2】 前記ローラーテーブルの高さ調整機構
    が、楔機構で構成されることを特徴とする請求項1記載
    の板圧延装置。
  3. 【請求項3】 前記ローラーテーブルに荷重センサーを
    備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の板圧延装
    置。
  4. 【請求項4】 少なくとも上下にロール系を備えた板圧
    延機と、圧延機の前後に設置され、圧延材料を供給、搬
    送するローラーテーブルとを備えた板圧延装置により板
    を圧延する方法において、上下ロールによる各圧下量が
    等しくなるように前記ローラーテーブルの高さを調整し
    て、被圧延材を圧延することを特徴とする板圧延方法。
  5. 【請求項5】 少なくとも上下にロール系を備えた板圧
    延機と、圧延機の前後に設置された圧延材料を供給、搬
    送するローラーテーブルとを備えた板圧延装置によって
    板を圧延する方法において、圧延材の反り量に基づいて
    上下ロールによる各圧下量を制御しながら圧延すること
    を特徴とする板圧延方法。
  6. 【請求項6】 前記ローラーテーブルに荷重センサーを
    設け、このセンサー出力が予定値を超えた場合に、テー
    ブル高さを下降させることを特徴とする請求項5記載の
    板圧延方法。
JP6314534A 1994-12-19 1994-12-19 板圧延装置とその圧延方法 Withdrawn JPH08168806A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1462188A2 (en) * 1997-09-16 2004-09-29 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Plate reduction press apparatus and methods
CN1315591C (zh) * 1997-09-16 2007-05-16 石川岛播磨重工业株式会社 板厚的压板装置及其方法
JP2008110355A (ja) * 2006-10-30 2008-05-15 Jfe Steel Kk スラブ幅圧下プレス設備におけるスラブ先端部搬送不良検出方法および幅圧下プレス方法
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JP2018500180A (ja) * 2014-12-24 2018-01-11 ポスコPosco 圧延方法、連続鋳造圧延方法、及び連続鋳造圧延装置

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