JPH0910821A - 金属ストリップの圧延方法及び圧延装置 - Google Patents

金属ストリップの圧延方法及び圧延装置

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JPH0910821A
JPH0910821A JP7162076A JP16207695A JPH0910821A JP H0910821 A JPH0910821 A JP H0910821A JP 7162076 A JP7162076 A JP 7162076A JP 16207695 A JP16207695 A JP 16207695A JP H0910821 A JPH0910821 A JP H0910821A
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work roll
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正樹 平井
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豊 成瀬
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Abstract

(57)【要約】 【目的】圧延速度が変化しても所定範囲内の温度で金属
ストリップを巻き取ることができる金属ストリップの圧
延方法を提供する。 【構成】ワークロール14で圧延された金属ストリップ
10が所定範囲内の温度で巻き取られるように、圧延速
度に応じて、金属ストリップ10の長手方向における液
溜り22の長さを変える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ストリップの圧延
方法及び圧延装置に関し、例えば冷延鋼板を冷間圧延す
るに当たって好適な金属ストリップの圧延方法及び圧延
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に、従来のリバース圧延装置を使っ
て金属ストリップをリバース圧延している状態を模式的
に示す。金属ストリップ10は右リール12から払い出
され、矢印12aで示される方向に搬送され、デフレク
ターロール13aを経由し、ワークロール14で圧延さ
れ、デフレクターロール13bを経由して左リール16
に巻き取られる。圧延時には、ワークロール14と金属
ストリップ10との間の潤滑や冷却を目的として、入側
のノズル18からクーラント20をワークロール14に
吹き付ける。この吹き付けにより、ワークロール14で
圧延されている金属ストリップ10の表面のうち入側の
表面10aがクーラントで覆われた状態の液溜り22が
形成される。この液溜り22は、クーラント20の流入
量等に応じて金属ストリップ10の長手方向に延び、金
属ストリップ10の両側部から流出する。尚、通常、出
側のノズル24からもワークロール14にクーラントを
吹き付ける。また、クーラント20が金属ストリップ1
0の表面10aに溜る長さ(液溜り22の長さ)が一定
になるのは、ノズル18からのクーラント20の流入量
Qと金属ストリップ10の両側部からの流出量Q’が等
しくなるときである。
【0003】上記のようにしてリバース圧延された金属
ストリップを巻き取る際、例えば、電磁鋼板等の圧延に
おいては、材料特性の改善のために、所定範囲内の温度
で巻き取ることを要求されることがある。入側のノズル
18からのクーラントによって金属ストリップ10が十
分に冷却されることがあり、この場合、所定範囲内の温
度で巻き取るために、出側のノズル24からはクーラン
トを吹き付けずに、圧延時の加工発熱による温度上昇を
利用して巻き取り温度を確保する方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、入側のノズル18からのクーラントによって金属ス
トリップ10が冷却される時間が圧延速度に応じて変化
し、このため、圧延速度の変化に伴って巻取り応じて変
化し、所定範囲内の温度で安定して金属ストリップを巻
き取ることができないという問題がある。
【0005】本発明は、上記事情に鑑み、圧延速度が変
化しても所定範囲内の温度で金属ストリップを巻き取る
ことができる金属ストリップの圧延方法及び圧延装置を
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】上記目的を達成するため
の本発明の金属ストリップの圧延方法は、入側からワー
クロールに向けてクーラントを吐出することにより、こ
のワークロールで圧延されている金属ストリップの表面
のうち上記入側の表面が上記クーラントで覆われた状態
の液溜りを形成して上記ワークロールと金属ストリップ
とを冷却しながら、金属ストリップを圧延すると共に圧
延された金属ストリップを巻き取る金属ストリップの圧
延方法において、上記ワークロールで圧延された金属ス
トリップが所定範囲内の温度で巻き取られるように、圧
延速度に応じて、金属ストリップの長手方向における上
記液溜りの長さを変えることを特徴とするものである。
【0007】ここで、上記液溜りの長さを変えるに当た
り、上記圧延速度に応じて風量を変えながら上記液溜り
に向けて風を吹き出すことが好ましい。また、上記目的
を達成するための本発明の金属ストリップの圧延装置
は、 (1)金属ストリップを圧延するワークロール (2)入側からこのワークロールに向けてクーラントを
吐出することにより、このワークロールで圧延されてい
る金属ストリップの表面のうち上記入側の表面が上記ク
ーラントで覆われた状態の液溜りを形成するクーラント
吐出手段 (3)上記液溜りに向けて風を吹き出すことにより金属
ストリップの長手方向における上記液溜りの長さを変え
る吹出し手段 (4)上記液溜りによって冷却される以前の金属ストリ
ップの温度、上記液溜りにより冷却された金属ストリッ
プの温度、及び圧延された際の加工発熱により上昇した
金属ストリップ温度に基づいて得られる、圧延速度と巻
取り温度との関係を予め記憶しておき、上記ワークロー
ルで圧延された金属ストリップが所定範囲内の温度で巻
き取られる上記液溜りの長さを前記関係に基づいて演算
する演算手段 (5)上記演算手段で演算された液溜り長さになるよう
に、上記吹出し手段から吹き出される風の量を制御する
風量制御手段 を備えたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明の金属ストリップの圧延方法によれば、
金属ストリップの長手方向における液溜りの長さを圧延
速度に応じて変え、これにより、入側からワークロール
に向けて吐出されたクーラントによる金属ストリップの
冷却時間を調節し、金属ストリップの温度を調節する。
従って、圧延速度が変わっても、ワークロールで圧延さ
れた金属ストリップを所定範囲内の温度で巻き取ること
ができる。
【0009】ここで、液溜りの長さを変えるに当たり、
圧延速度に応じて風量を変えながら液溜りに向けて風を
吹き出す場合は、液溜りの長さを容易に変えることがで
きる。また、本発明の金属ストリップの圧延装置によれ
ば、クーラント吐出手段から吐出したクーラントによっ
て形成された液溜りの長さが、演算手段で演算された液
溜り長さになるように、吹出し手段から吹き出る風の量
が風量制御手段により制御される。演算手段では、ワー
クロールで圧延された金属ストリップが所定範囲内の温
度で巻き取られるように液溜りの長さが圧延速度に応じ
て演算されており、この結果、圧延された金属ストリッ
プが所定範囲内の温度で巻き取られる。
【0010】ここで、図1を参照して、出側のノズル2
4(図5参照)を停止した場合における巻取り温度に影
響を与える要因について説明する。図1は、図5に示さ
れる従来の圧延装置によって圧延されている金属ストリ
ップの温度変化を示すグラフであり、図5と同じ要素は
同じ符号で示す。また、図1の縦軸は金属ストリップの
温度、横軸は左リール16からの距離を示す。
【0011】図1に示されるように、出側のノズル24
を停止した場合における巻取り温度を大別すると、 (A)液溜り22によって冷却される以前の金属ストリ
ップ10の温度T1 (B)液溜り22によって冷却された後の金属ストリッ
プ10の温度T2 (C)ロールバイト内の加工発熱によって上昇した金属
ストリップ温度T3 により決定されることがわかる。
【0012】ここでは、ストリップ内の欠陥等により圧
延速度が低下した場合における巻取り温度を検討するた
めに、上記(A)〜(C)の変化を考える。 (A)液溜り22によって冷却される以前の金属ストリ
ップ10の温度T1 右リール12(図5参照)に巻かれた状態のコイルの温
度が均一であると仮定すると、温度T1 は一定であり、
この温度T1 は圧延速度に無関係である。
【0013】(B)液溜り22によって冷却された後の
金属ストリップの温度T2 液溜り22の冷却による金属ストリップの温度変化は、
図2のグラフに示されるように、ニュートンの冷却式を
展開して得られる下記の(1)式で表される。 θ2 =θa +(θ1 −θa )e-At ……(1) A=2α/ρch ……(2) ここで、t:冷却時間 θ2 :冷却時間tにおける金属ストリップ温度 θa :クーラント温度 θ1 :液溜りによって冷却される以前の金属ストリップ
の温度 α:クーラントと金属ストリップとの間の熱伝達率 ρ:金属ストリップの密度 c:金属ストリップの比熱 h:金属ストリップの板厚 冷却時間tは、 t=L/v ……(3) ここで、L:金属ストリップの長手方向における液溜り
の長さ v:圧延速度 (1)〜(3)式から、圧延速度が低下すると(すなわ
ち、vが小さくなると)冷却時間tが長くなり、図2に
示されるように、金属ストリップの温度は低下し、クー
ラント温度θa に近づくことがわかる。
【0014】また、クーラント長さL(図1参照)も圧
延速度により変化する。圧延速度が低下するとクーラン
ト長さLが大きくなり、圧延速度低下による冷却時間t
の長さをさらに増長する。このため、金属ストリップの
温度は、圧延速度が低下すると、クーラント長さLが長
くなることも加わって冷却時間tが長くなり、金属スト
リップの温度はいっそう低下することになる。
【0015】(C)ロールバイト内の加工発熱 ロールバイト内の加工発熱量dθは、下記の(4)式に
示すように圧延時のエネルギに比例する。 dθ=(δ×Wp +η×Wf )/Cρ ……(4) ここで、Wp :変形エネルギ Wf :摩擦エネルギ δ:熱として消費される割合 η:金属ストリップの入熱割合 C:金属ストリップの比熱 ρ:金属ストリップの密度 (4)式中、変形エネルギWp は材料の変形抵抗として
圧下率で決まるものであり、冷間圧延においては圧延速
度の影響はほとんどないといえる。一方、摩擦エネルギ
f は、金属ストリップとロールとの間の摩擦係数、圧
力、及び相対速度で決まるものであり、圧延速度におお
よそ比例するものである。ところが、冷間圧延において
変形エネルギによる温度上昇(δ×Wp /Cρ)と摩擦
エネルギによる温度上昇(η×Wf /Cρ)の比は、お
およそ9:1であり、摩擦エネルギによる割合が小さ
い。したがって、圧延速度が低下しても加工発熱量の変
化は小さいといえる。つまり、加工発熱量に対する圧延
速度の影響は小さいといえる。
【0016】以上説明したように、例えばストリップ内
の欠陥等により圧延速度が低下したすると、液溜りでの
冷却時間が長くなり、巻取り温度が低下する。したがっ
て、上記(1)〜(4)式を用いた巻取り温度予測モデ
ルにより、圧延速度が変化した場合の巻取り温度を計算
し、目標とする巻取り温度となるように液溜り長さLを
制御することにより、圧延速度の低下に起因する巻取り
温度の低下を防止できる。
【0017】この液溜り長さLを調節する方法として
は、例えば、エアーを吹き出すエアーワイパーを入側し
て設置し、そこから吹き出すエアーにより調節する。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の金属ストリッ
プの圧延方法及び圧延装置の一実施例について説明す
る。図3は、本発明の金属ストリップの圧延装置の一実
施例を示す模式図であり、図5の圧延装置と同じ要素は
同じ符号で示す。
【0019】圧延装置30には、金属ストリップ10を
圧延するワークロール14と、入側からワークロール1
4に向けてクーラントを吐出するクーラントスプレノズ
ル32(本発明にいうクーラント吐出手段の一例)が備
えられており、クーラントスプレノズル32から吐出し
たクーラントにより、金属ストリップ10の表面のうち
入側の表面10aがクーラントで覆われた状態の液溜り
22が形成される。また、圧延装置30には、矢印34
aで示すように、液溜り22に向けて風を吹き出すエア
ーワイパノズル34(本発明にいう吹出し手段の一例)
が備えられており、このエアーワイパノズル34から吹
き出す風の量を変えることにより、金属ストリップ10
の長手方向における液溜り22の長さL(図1参照)を
変えることができる。ワークロール14は主電動機36
によって回転させられ、ワークロール14の回転数を表
す信号はプログラマブルコントローラ38(本発明にい
う演算手段の一例)に入力され、ここで圧延速度が演算
される。このプログラマブルコントローラ38では、液
溜り22によって冷却される以前の金属ストリップ10
の温度、液溜り22により冷却された金属ストリップ1
0の温度、及び圧延された際の加工発熱により上昇した
金属ストリップ温度に基づいて得られる、圧延速度及び
巻取り温度の関係が予め記憶されている。さらに、プロ
グラマブルコントローラ38では、この圧延速度及び巻
取り温度の関係と演算された圧延速度とから、ワークロ
ール14で圧延された金属ストリップ10が所定範囲内
の温度で巻き取られる液溜り22の長さが圧延速度及び
巻取り温度の関係に基づいて演算される。プログラマブ
ルコントローラ38で演算された液溜り22の長さを表
す信号は風量制御器40に入力され、この風量制御器4
0は、プログラマブルコントローラ38で演算された液
溜り22の長さになるように、エアーワイパノズル34
に圧縮空気を送るコンプレッサ42を制御する。
【0020】図4を参照して、上記の圧延装置30を用
いて巻取り温度を一定にする実験を行った結果を示す。
図4の縦軸は巻取り温度を示し、横軸は圧延時間を示
す。この実験では、板厚0.7mm、板幅1200mm
の電磁鋼板用中間素材を用い、入側板温200℃、圧延
速度800mpm(m/分)、仕上目標板厚0.23m
m、クーラント温度40℃とした。エアーワイパノズル
34(図3参照)からエアーを吹き出さない状態で圧延
しているときの巻取温度は300℃あった。圧延速度を
100mpmに下げた状態で、エアーワイパノズル34
からエアーを吹き出さないと、破線46で示すように巻
取り温度は160℃まで低下する。一方、エアーワイパ
ノズル34から圧延速度に応じた流量のエアーを吹き出
して液溜り22の長さを短くすることにより、圧延速度
が低下しても、実線48で示すように出側の電磁鋼板製
品をほぼ一定の巻取り温度で巻き取ることができた。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の金属ストリ
ップの圧延方法によれば、液溜りの長さを圧延速度に応
じて変え、金属ストリップの温度を調節する。従って、
圧延速度が変わっても、圧延された金属ストリップを所
定範囲内の温度で巻き取ることができる。
【0022】また、本発明の金属ストリップの圧延装置
によれば、クーラント吐出手段から吐出されたクーラン
トによって形成された液溜りが、演算手段で演算された
液溜り長さになるように制御される。演算手段では、金
属ストリップが所定範囲内の温度で巻き取られるように
液溜りの長さが圧延速度に応じて演算されており、この
結果、圧延された金属ストリップが所定範囲内の温度で
巻き取られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧延装置によって圧延されている金属ストリッ
プの温度の変化を示すグラフである。
【図2】液溜りによる冷却によって金属ストリップの温
度が変化する様子を示すグラフである。
【図3】本発明の金属ストリップの圧延装置の一実施例
を示す模式図である。
【図4】図3に示す圧延装置を用いて巻取り温度を一定
にする実験をした結果を示すグラフである。
【図5】従来のリバース圧延装置を使って金属ストリッ
プをリバース圧延している状態を示す模式図である。
【符号の説明】
10 金属ストリップ 10a 入側の表面 14 ワークロール 22 液溜り 30 圧延装置 32 クーラントスプレノズル 34 エアーワイパノズル 38 プログラマブルコントローラ 40 風量制御器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入側からワークロールに向けてクーラン
    トを吐出することにより、該ワークロールで圧延されて
    いる金属ストリップの表面のうち前記入側の表面が前記
    クーラントで覆われた状態の液溜りを形成して前記ワー
    クロールと金属ストリップとを冷却しながら、金属スト
    リップを圧延すると共に圧延された金属ストリップを巻
    き取る金属ストリップの圧延方法において、 前記ワークロールで圧延された金属ストリップが所定範
    囲内の温度で巻き取られるように、圧延速度に応じて、
    金属ストリップの長手方向における前記液溜りの長さを
    変えることを特徴とする金属ストリップの圧延方法。
  2. 【請求項2】 前記液溜りの長さを変えるに当たり、前
    記圧延速度に応じて風量を変えながら前記液溜りに向け
    て風を吹き出すことを特徴とする請求項1記載の金属ス
    トリップの圧延方法。
  3. 【請求項3】 金属ストリップを圧延するワークロール
    と、 入側から該ワークロールに向けてクーラントを吐出する
    ことにより、該ワークロールで圧延されている金属スト
    リップの表面のうち前記入側の表面が前記クーラントで
    覆われた状態の液溜りを形成するクーラント吐出手段
    と、 前記液溜りに向けて風を吹き出すことにより金属ストリ
    ップの長手方向における前記液溜りの長さを変える吹出
    し手段と、 前記液溜りによって冷却される以前の金属ストリップの
    温度、前記液溜りにより冷却された金属ストリップの温
    度、及び圧延された際の加工発熱により上昇した金属ス
    トリップ温度に基づいて得られる、圧延速度と巻取り温
    度との関係を予め記憶しておき、前記ワークロールで圧
    延された金属ストリップが所定範囲内の温度で巻き取ら
    れる前記液溜りの長さを前記関係に基づいて演算する演
    算手段と、 前記演算手段で演算された液溜り長さになるように、前
    記吹出し手段から吹き出される風の量を制御する風量制
    御手段とを備えたことを特徴とする金属ストリップの圧
    延装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008221273A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Nisshin Steel Co Ltd 被圧延材の温度予測方法および圧延方法ならびに被圧延材の温度予測システムおよび圧延システム
JP2010089096A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Sumitomo Metal Ind Ltd オーステナイト系ステンレス鋼帯の製造方法
EP2204450A1 (en) 2000-11-22 2010-07-07 Kao Corporation Alkaline proteases
JP2012148310A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Jfe Steel Corp 鋼板エッジ部の加熱方法

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