JPH09239426A - サイドガイド装置およびその開度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の曲り形状測定やそれによる複雑な制御
等をすることなく、確実に圧延材の曲り、特に圧延材先
端の鼻曲り形状を矯正する方法を提供する。 【解決手段】 圧延機出側に配置されるサイドガイド装
置において、対向する２本のサイドガイド１の間隔が圧
延機からの距離が離れるに伴い狭くなり、双方のサイド
ガイドの端部に竪ロール２が配置されていることを特徴
とするサイドガイド装置。更に、２本のサイドガイド１
の間隔を、長手方向に沿って変化させるサイドガイド位
置調節機構３ａを有することを特徴とするサイドガイド
装置。また、これらのサイドガイド装置において、２本
のサイドガイド１の間隔または竪ロール２の位置を調整
するサイドガイドの開度調整方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延機出側に配置
されるサイドガイド装置に関するものであり、特に熱間
圧延等で生じるキャンバと呼ばれる材料曲りを矯正する
機能を有するサイドガイド装置とその開度調整方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延等の圧延機には、通板性の安定
のため、圧延機の入側のみ、あるいは圧延機の入側と出
側の両方に対向したサイドガイド装置が配置されいる。
しかし、これらのサイドガイド装置は、圧延材の極端な
パスラインからの逸脱を防ぐことを主眼としており、一
般的には圧延材幅に所定の余代（＋５０ｍｍ以上）を考
慮して設定されている。また、圧延材とサイドガイドの
接触による擦過疵の発生を防ぐためにも、サイドガイド
装置の設置幅は圧延材幅に比べてかなり広めに設定され
ている。

【０００３】圧延のトラブルとしては、圧延材のパスラ
インからの逸脱の他に、キャンバと呼ばれる圧延材の曲
りの発生がある。圧延材のキャンバは、圧延材のウェッ
ジ形状、圧延ロールのレベリング不良、圧延材の偏熱等
により発生する。特に熱間圧延では、粗圧延における非
対称エッジング等が原因で、材料の先後端部に鼻曲り、
尻曲りと呼ばれる急峻な曲りを生ずる。

【０００４】このキャンバを矯正する点に関して、圧延
材幅に比べてかなり広めに設定されているサイドガイド
装置は、実質的にはあまり意味がないものである。そこ
で、このサイドガイド装置を使用し、キャンバと呼ばれ
る圧延材の曲りを矯正する提案が幾つかなされている。

【０００５】特開平７−９６３１６号公報には、この様
な材料の非定常部曲りの矯正方法が提案されている。こ
の方法では、まず、圧延機入側で材料曲りを測定し、そ
の曲り形状に応じて出側のサイドガイドの設定幅を極力
小さい値に設置する。次いで、圧延材先端部がサイドガ
イドに進入したタイミングで、圧延機出側のサイドガイ
ドをオンラインで高速に締め込む（板幅＋１０〜２０ｍ
ｍ）という方法である。

【０００６】しかし、このままではサイドガイドの設定
幅の余裕が小さいので、圧延材に曲りが生じた場合、圧
延材先端がサイドガイド端部に激突することがある。こ
れを防ぐため、この技術では、サイドガイド先端に圧延
機ハウジングの内部にまで伸びる治具（補助ガイド）を
取り付けている。

【０００７】また、特開平６−３３９７１９号公報で
は、圧延時にドライブ側、フリー側各々のロードセルで
検知した荷重の差（差荷重）から圧延材の曲り形状を推
定し、曲り量に応じて圧延機出側サイドガイドを逐次調
整する方法が提案されている。この方法では、圧延材の
オフセンター量と差荷重に相関が有ることを利用してい
る。また、この時サイドガイド開閉調整量に応じて水平
圧延機の片圧下調整を行い、キャンバを低減する方法も
提案している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では各々特別な曲り測定装置、制御手段が必要で
設備的に高価なものであり、かつ以下に述べる理由によ
り鼻曲りを完全に矯正することは不可能である。

【０００９】圧延機入側の圧延材の曲り形状に応じてサ
イドガイドの幅設定を行う特開平７−９６３１６号公報
記載の方法では、圧延材の形状を測定するために特別な
手段を別途用意する必要がある。さらに、この形状測定
結果を用いてサイドガイドの幅設定を行うためには、複
雑な制御をする必要がある。

【００１０】更に、サイドガイドの締め込み後も、圧延
材とサイドガイドの接触による擦過疵の発生を防ぐため
に、板幅に対して多少の余裕を付けた位置にサイドガイ
ドを設定する必要があり、鼻曲りを完全に矯正すること
は不可能である。そして、サイドガイドを高速で移動さ
せるため、非常に強力な動力を持つ締め込み機構が必要
である。

【００１１】また、サイドガイド端部に取り付けた治具
（補助ガイド）については、剛性が大きいことが必要で
ある。一般に梁の曲げの問題では、曲げ変形は曲げモー
メントに比例するので、ある曲げ変形に必要な力は力の
作用点との距離に反比例する。圧延材を一種の梁と考え
ると、圧延の際の曲げ矯正では、力の作用点（圧延材と
サイドガイドや治具との接触点）がロールバイトに近い
ほど、矯正に必要な力は大きくなる。この第一の方法で
用いる治具（補助ガイド）は、ロールバイトとサイドガ
イドの間に設置されており、サイドガイドよりロールバ
イトに近い分、大きな力を受けることになる。

【００１２】圧延材の曲り形状を圧延時の差荷重から推
定する特開平６−３３９７１９号公報記載の方法では、
圧延材の板幅方向の断面プロフィルあるいは圧延ロール
のレベリングが正常であることを前提としている。これ
らの前提が成り立たない場合、即ち材料ウェッジあるい
は圧延ロールのレベリング不良等により曲りが発生する
場合は、差荷重からこれらの曲りを推定することはでき
ない。

【００１３】また、水平圧延機の片圧下量の調整により
材料曲りを低減する方法を併用しているが、片圧下によ
り圧延材にウェッジが発生する。これは、次の圧延にお
いて圧延材の曲り発生の原因となる。従って、熱間圧延
の粗圧延工程においてこの方法を用いた場合、仕上圧延
工程での曲りを誘発し、通板性を著しく害する。また、
この技術では、圧延材の側面にサイドガイドの平面部を
押し付けて矯正するため、圧延材側面に擦過疵が生じる
ことも大きな問題である。

【００１４】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、材料の曲り形状測定やそれによる
複雑な制御等をすることなく、確実に圧延材の曲り、特
に圧延材先端の鼻曲り形状を矯正する方法を提供する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、圧延
機出側に配置されるサイドガイド装置において、対向す
る２本のサイドガイドの間隔が圧延機からの距離が離れ
るに伴い狭くなり、双方のサイドガイドの端部に竪ロー
ルが配置されていることを特徴とするサイドガイド装置
である。

【００１６】本発明のサイドガイド装置は、ロールバイ
ト出口から近い位置でのサイドガイド幅を広げることに
より、ロールバイト出口と力の作用点（圧延材先端部と
サイドガイドの接触点）の距離が短い状態での接触を防
止している。

【００１７】圧延材の進行に伴いサイドガイド幅が狭く
なり、圧延材はサイドガイドと接触するようになる。し
かし、ロールバイト出口と力の作用点との距離が長くな
っているので、圧延材との接触の際にサイドガイドに作
用する力は小さくなる。このサイドガイドに作用する力
は、圧延材に対しては圧延材の曲りに対する矯正力とな
る。従って、このようにサイドガイドに傾斜角を持たせ
ることにより、矯正力が小さくて済むことになる。

【００１８】また、圧延材進行方向のサイドガイド端に
圧延材挟持用の一組の竪ロールを配置することにより、
板幅に対して同一の幅にて材料を挟持することができ
る。その結果、圧延材の曲がりをより正確に矯正でき
る。

【００１９】本発明によるサイドガイド装置は、多軸応
力下の降伏現象を利用している。これは降伏状態にある
材料の変形は、応力の静水圧成分には依らず偏差応力成
分のみに依存するという塑性力学の原理を応用したもの
である。多軸応力下で降伏状態、即ち塑性変形の状態に
ある材料に、他方向から力を加えると、その力はそのま
ま偏差応力の増加となる。前記の原理により、材料は偏
差応力により変形するので、材料は他方向からの力によ
り容易に変形する。

【００２０】この現象は、圧延中の圧延材に力を加えた
場合、圧延していない場合に比べてはるかに低い荷重で
曲げ得ることとして知られている。圧延時のロールバイ
ト内の材料は、降伏状態、即ち塑性変形状態にある。従
って、ロールバイト内では、圧延材は圧延方向に垂直な
方向の僅かな負荷で曲がりを生じる。このことは、逆に
軽荷重にて圧延材の曲りを矯正できると言うことができ
る。

【００２１】本発明では、サイドガイドの端部に設けら
れた竪ロールにより加えられた矯正用の荷重は、圧延機
から出た部分の材料の塑性変形を起こすには小さ過ぎ
る。しかし、ロールバイト内の材料には前述の多軸応力
下の偏差応力成分として作用するので、変形（圧延材の
矯正）を行うことができるのである。なお、竪ロールの
設定位置は、パスラインのセンターに対して対称な位置
で、できるだけ圧延材幅と同幅とすることが望ましい。

【００２２】また、圧延材の鼻曲り、とりわけ熱間圧延
の粗圧延工程で発生する曲りの形状は、先端から数メー
トル離れた部分で直線的に（くの時型に）折れ曲がるい
わゆる鼻曲りがほとんどである。この様な形状の鼻曲り
を矯正する場合、折れ曲がっている変曲点において曲げ
戻しを行うことが理想的である。

【００２３】この変曲点の位置は、圧延条件により様々
であるが、先端から数メートルの位置であることがほと
んどである。つまり、鼻曲り形状を矯正するためには、
ロールバイト出口から力の作用点までの距離を数メート
ルとするのがよく、この発明の矯正方法が効果的である
ことがわかる。

【００２４】請求項２の発明は、２本のサイドガイドの
間隔を、長手方向に沿って変化させるサイドガイド位置
調節機構を有することを特徴とする請求項１記載のサイ
ドガイド装置である。

【００２５】本発明のサイドガイド装置では、サイドガ
イド位置調節機構を用いることにより、任意の圧延材幅
に応じてサイドガイドの長手方向の対向幅を調整するこ
とができる。その結果、圧延方向に対するサイドガイド
の傾斜角を任意に設定することができる。

【００２６】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
記載のサイドガイド装置において、圧延材の先端部がサ
イドガイドから出た後、圧延材のエッジ部をサイドガイ
ド端に配置された竪ロールにより挟持し、その後、２本
のサイドガイドの間隔を板幅に対して僅か開いた位置ま
で締め込むことを特徴とするサイドガイドの開度調整方
法である。

【００２７】本発明により、圧延材先端部がロールバイ
ト出口から近い位置でサイドガイドに接触することが避
けられ、サイドガイドに作用する力を軽減できる。ま
た、圧延材が竪ロールにより挟持された後、サイドガイ
ド開度を板幅に対して僅か開いた位置まで締め込むこと
により、定常部のキャンバも矯正することが可能とな
る。

【００２８】請求項４の発明は、竪ロールに掛かる荷重
が予め求めてある設定範囲の上限値を超えた場合竪ロー
ルの位置を後退させ、設定範囲の下限値を下回った場合
竪ロールの位置を前進させることを特徴とする請求項３
記載のサイドガイドの開度調整方法である。

【００２９】この発明では、竪ロールに掛かる荷重が設
定範囲内に入るようにオンラインにて竪ロールの位置調
整を行う。その結果、板幅推定値が実際より大きいこと
による竪ロールへの片当たり状態や、板幅推定値が実際
より小さいことによる竪ロールによる板幅方向の圧下が
防止される。このようにして、圧延材は常に回転可能な
竪ロールにより挟持されることになるため、圧延材側面
の擦過疵の発生を最小限に抑えることができる。

【００３０】

【実施の形態】図１は、本発明のサイドガイド装置の実
施の形態の一例を示す図である。図中、１はサイドガイ
ド、２は竪ロール、３ａはサイドガイド位置調節機構、
３ｂは竪ロール位置調節機構をそれぞれ示す。

【００３１】この図は、圧延材先端が水平ロールにより
圧延された直後の状態を示しており、圧延材５の先端部
が圧延ロール４を出た後、鼻曲り先端の角部がサイドガ
イド１と衝突し、圧延材が進行するにつれてロールバイ
ト内で変形を受けながら曲りが矯正され、圧延材先端部
が板幅推定値に設定された竪ロール２で挟持される。竪
ロール２の対向距離Ｗ２は、圧延時の幅広がり量を考慮
した板幅推定値Ｗに設定されている。

【００３２】図２は、圧延材のエッジ部を竪ロールによ
り挟持し、２本のサイドガイドの間隔を板幅に対して僅
か開いた位置まで締め込んだ状態を示す図である。

【００３３】この時、圧延材側面の擦過疵を防止するた
めに竪ロールを圧延速度と同速度にて駆動することが望
ましいが、キャンバ矯正作用の点からは無駆動でもよ
い。また、サイドガイド１はパスラインセンターに対し
て線対称の位置に配置されている。この時、サイドガイ
ドの圧延機側端の開度Ｗ１は圧延材先端部がサイドガイ
ド端に衝突しない程度に設定すればよく、例えば板幅Ｗ
＋（５０〜１００ｍｍ）程度に設定し、操業経験により
任意に変更することが可能である。

【００３４】図３は、制御装置を含む本発明の実施例を
示す平面図である。図中、６は演算装置を示し、他の符
号は図１に同じである。サイドガイドおよび竪ロールの
位置調節の方法を説明する。まず、圧延材が竪ロール２
に挟持された直後、演算装置６にて板幅修正値を記憶す
る。次いで、演算装置６からの制御信号により、サイド
ガイド位置調節機構３ａを板幅より僅か開いた位置、例
えば板幅＋１０ｍｍ程度に設定する。

【００３５】この時、板幅推定値が誤差を有し、竪ロー
ル２に掛かる荷重が圧延材寸法、圧延材硬さから予め求
められているドッグボーン形成限界値以上、あるいは片
当たり状態の場合、図３に示す演算装置６からの制御信
号により竪ロール２の位置の調整を行う。

【００３６】なお、サイドガイド位置調節機構３ａ、竪
ロール位置調節機構３ｂは、油圧シリンダ等を駆動装置
に用いることで、容易に実現できる。

【００３７】図４は、これらサイドガイド開度設定のフ
ローチャートである。

【００３８】

【実施例】図５は、本発明によるサイドガイド装置の効
果を示す実施例である。ここでは、熱間圧延の粗圧延最
終パスに本発明によるサイドガイド装置を適用し、圧延
材先端が竪ロールに挟持された後、サイドガイド開度を
板幅＋１０ｍｍ程度の位置（圧延材進行方向と平行）に
開度修正した。

【００３９】図を見ると、サイドガイドによる曲り矯正
を行わない場合、最大曲りは最大５０ｍｍを超えてい
る。一般に、曲りは圧延材先端部の位置に集中し、圧延
材の板幅にもよるが５０ｍｍ前後である。これに対し、
本発明によるサイドガイド装置を適用した場合、最大曲
り位置は特定の位置には集中せず、その量も最大１０ｍ
ｍ程度に抑えられている。このように、本発明によるサ
イドガイド装置が圧延材のキャンバー低減に大きな効果
があることがわかる。

【００４０】

【発明の効果】以上、本発明によるサイドガイド装置で
は、圧延材のキャンバー、特に鼻曲りとよばれる先端部
の急峻な曲り形状を矯正することにより、材料曲り量の
低減が可能となり、次圧延での通板性向上やトリム代低
減による歩留り向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサイドガイド装置の実施の形態の一例
を示す図である。

【図２】２本のサイドガイドの間隔を板幅に対して僅か
開いた位置まで締め込んだ状態を示す図である。

【図３】制御装置を含む本発明の実施例を示す平面図で
ある。

【図４】サイドガイド開度設定のフローチャートであ
る。

【図５】本発明によるサイドガイド装置の効果を示す実
施例である。

【符号の説明】

１ サイドガイド ２ 竪ロール ３ａ サイドガイド位置調節機構 ３ｂ 竪ロール位置調節機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延機出側に配置されるサイドガイド装置
   において、対向する２本のサイドガイドの間隔が圧延機
   からの距離が離れるに伴い狭くなり、双方のサイドガイ
   ドの端部に竪ロールが配置されていることを特徴とする
   サイドガイド装置。
2. 【請求項２】２本のサイドガイドの間隔を、長手方向に
   沿って変化させるサイドガイド位置調節機構を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のサイドガイド装置。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２記載のサイドガイド
   装置において、圧延材の先端部がサイドガイドから出た
   後、圧延材のエッジ部をサイドガイド端に配置された竪
   ロールにより挟持し、その後、２本のサイドガイドの間
   隔を板幅に対して僅か開いた位置まで締め込むことを特
   徴とするサイドガイドの開度調整方法。
4. 【請求項４】竪ロールに掛かる荷重が予め求めてある設
   定範囲の上限値を超えた場合竪ロールの位置を後退さ
   せ、設定範囲の下限値を下回った場合竪ロールの位置を
   前進させることを特徴とする請求項３記載のサイドガイ
   ドの開度調整方法。