JPH0985319A - 多段式圧延機における形状制御アクチュエータの初期設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークロールのサーマルクラウン量を考慮し
たモデル式により、形状制御アクチュエータを適切に設
定して、ワークロールのサーマルクラウンによる形状悪
化を未然に防ぐ。 【解決手段】 前パスの圧延でのワークロールの熱膨脹
によるサーマルクラウンをモデル計算により予測し、各
分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置の該ワーク
ロールのヒートクラウン量をモデル式の因子として取り
込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等の圧延材を
圧延する圧延機のうち、特に、リバース式の多段圧延機
に用いるのに好適な、圧延材の形状（平坦度、急峻度）
を制御する形状制御アクチュエータの初期設定方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧延機における形状制御は、圧延工程の
生産性、安定性、品質に大きな影響を与える重要な制御
である。圧延中に板形状を悪化させる要因として、ワー
クロールの熱膨脹によるサーマルクラウンがある。

【０００３】圧延中のサーマルクラウンの変動による板
形状の変化に対処するため、特公昭６３−４９５６８に
は、機械的手段によりワークロールにベンディング力を
加え、サーマルクラウンとは逆の傾向のメカニカルクラ
ウン量を与えることにより、サーマルクラウンを打ち消
し、サーマルクラウンによる形状悪化を防止する制御方
法が開示されている。この方法において、形状制御アク
チュエータであるロールベンダーの初期設定は、予め各
種圧延条件に対し、計算あるいは実測に基づき得られた
サーマルクラウンを定形化して数種記憶させておき、そ
のサーマルクラウン量と定常圧延時の目標メカニカルク
ラウン量から、ロールベンディング力の初期値を演算
し、設定するようにされている。

【０００４】又、形状制御アクチュエータの初期設定と
して、特公平６−５９４９０には、被圧延板の板幅に基
づき、バックアップロールのクラウンパターンを設定
し、予測される圧延条件に基づき、該クラウンパターン
の振幅量を設定する方法が開示されている。

【０００５】この方法では、５分割されたバックアップ
ロールの各分割ベアリングのうち、中央をセンター部と
して、その両隣のクォータ部、両端のエッジ部が、対称
に押し出し位置を設定可能とされ、クォータ部の押し出
し量をＹｑ、エッジ部の押し出し量をＹｅとしたとき、
クラウンパターンＲｑｅを、 Ｒｑｅ＝Ｙｑ／Ｙｅ …（１） と定義し、このＲｑｅを板幅の関数として与える。次
に、クラウンパターンの振幅量であるクォータ部の押し
出し量Ｙｑとエッジ部の押し出し量Ｙｅの値は、次式に
よって表わされる。

【０００６】Ｙｅ＝ｋ１・Ｐ＋ｋ2 …（２） Ｙｑ＝Ｒｑｅ・Ｙｅ …（３） ここで、Ｐ：圧下力、ｋ１，ｋ２：定数 このように本方法では、圧延前に、板幅及び圧下力（予
測圧延荷重）に基づき、５分割バックアップロールのク
ラウンパターン及び振幅量の初期設定（セットアップ）
を可能としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実圧延
においては、母材厚、製品目標厚、板幅、鋼種等の様々
な圧延仕様があり、この圧延仕様に応じて板形状に影響
を与える圧延荷重や張力等の圧延条件も変わってくる。
又、リバース圧延では、２パス目以降、前パスの圧延速
度や圧延距離（コイル長）、パス間の非圧延時間等によ
って、サーマルクラウン量が変わってくる。又、連続圧
延では、２コイル目からサーマルクラウン量が変わって
くる。

【０００８】従って、良好な板形状を得るためには、ロ
ールのサーマルクラウンを考慮して、圧延材の圧延条件
に応じた形状アクチュエータの初期設定を適切に行う必
要があるが、多段圧延機のような構造が複雑な圧延機に
おいては、ロールのサーマルクラウンを、各パスの圧延
前に直接測定することは不可能である。

【０００９】一方、上記の特公昭６３−４９５６８で開
示された制御方法においては、サーマルクラウンによる
形状悪化を防止するため、サーマルクラウンを打ち消す
ように、サーマルクラウンとは逆の傾向のメカニカルク
ラウン量を与えるようにしているが、圧延材の圧延条件
に応じて適切な形状制御アクチュエータを設定する方法
に関する具体的な記載は全くない。

【００１０】又、初期設定においては、予め各種圧延条
件に対し、計算あるいは実測に基づき得られたサーマル
クラウンを定形化して数種記憶させている。しかしなが
ら、ロールのサーマルクラウン量は、ロール径や比熱、
熱伝導率等のロール条件や、前パスでの圧延速度、圧延
距離（コイル長）、パス間の非圧延時間等のロールの加
熱冷却条件によって大きく変化するため、予め定形化し
て記憶されたサーマルクラウンと、実際のサーマルクラ
ウンとは大きく異なったものとなる。

【００１１】更に、多段圧延機では、テーパを付与した
ワークロールや中間ロールを、ロール幅方向に移動させ
るロールシフトにより形状を改善することが行われるこ
とがあるが、この方法では、このようなロールシフトに
ついて全く考慮されていなかった。

【００１２】又、特公平６−５９４９０に開示された形
状制御方法における形状制御アクチュエータの初期設定
では、５分割バックアップロールのクラウンパターン及
び振幅量を決めるための圧延条件として、板幅及び圧下
力（圧延荷重）しか用いておらず、ワークロールのサー
マルクラウンは全く考慮されていない。ところが、本発
明が適用される多段圧延機のようなワークロール径が小
さいものでは、ロールの熱容量が小さく、サーマルクラ
ウンが大きく変化するため、圧延材の形状へ及ぼすサー
マルクラウンの影響が大きい。そのため、形状制御アク
チュエータの初期設定においても、前パスまでの圧延に
よって生じたワークロールのサーマルクラウンを考慮し
なければ、適切な初期設定は行えない。

【００１３】形状制御アクチュエータの初期設定が適切
に行えないと、圧延材の先端部に製品仕様が満足されな
い部分が生じて歩留りが低下したり、圧延作業員による
アクチュエータ量の手動修正量が大きくなり、生産性が
低下したり、あるいは、著しい場合には圧延機への通板
ができなくなったり、圧延材の破断が生じたりして、圧
延不能になるという問題がある。

【００１４】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、ワークロールのサーマルクラウンに
よる形状悪化を未然に防げるように、ワークロールのサ
ーマルクラウン量を考慮したモデル式により形状制御ア
クチュエータを適切に設定するための初期設定方法を提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、バックアップ
ロールが、軸方向に分割された複数の分割ベアリングに
よって構成され、各分割ベアリングの押し出し量を変え
ることによって、バックアップロールのクラウン調整が
可能とされた多段式圧延機を用いた圧延で、荷重等の圧
延因子から、モデル式によってバックアップロールの各
分割ベアリングの押し出し量の設定値を算出し、設定す
る形状制御アクチュエータの初期設定方法において、ワ
ークロールの熱膨脹によるサーマルクラウンについて、
各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置の該ロー
ルのサーマルクラウン量を因子として、該モデル式に取
り込むようにして、前記目的を達成したものである。

【００１６】又、同様な形状制御アクチュエータの初期
設定方法において、各分割ベアリングの押し出し量の設
定値を、それぞれ独立なモデル式によって算出し、ワー
クロールの熱膨脹によるサーマルクラウンについて、各
分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置の該ロール
のサーマルクラウン量に、予め定めた係数を乗じること
によって、該モデル式に取り込むようにして、同じく前
記目的を達成したものである。

【００１７】又、同様な形状制御アクチュエータの初期
設定方法において、ワークロールの熱膨脹によるサーマ
ルクラウンと、ワークロールや中間ロールのメカニカル
クラウンとについて、各分割ベアリングの幅方向位置と
一致する位置のワークロールのサーマルクラウン量と、
前記ロールのメカニカルクラウン量とを因子として、該
モデル式に取り込むようにして、同じく前記目的を達成
したものである。

【００１８】又、同様な形状制御アクチュエータの初期
設定方法において、各分割ベアリングの押し出し量の設
定値を、それぞれ独立なモデル式によって算出し、ワー
クロールの熱膨脹によるサーマルクラウンと、ワークロ
ールや中間ロールのメカニカルクラウンとについて、各
分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置のワークロ
ールのサーマルクラウン量と、前記ロールのメカニカル
クラウン量とに、予め定めた係数を乗じることによっ
て、該モデル式に取り込むようにして、同じく前記目的
を達成したものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１、図２は、本発明の適用対象
の一例である１２段式クラスター型圧延機の構成の概略
説明図である。

【００２０】図１に示すように、１２段のロールは、圧
延材１０を圧延するための上下１組からなるワークロー
ル１２、上下２組からなる中間ロール１４、上下１組か
らなる小型バックアップロール１６、上側２対の上バッ
クアップロール１８、下側２対の下バックアップロール
２０から構成されている。

【００２１】前記上バックアップロール１８は、例えば
図２に示すように、軸方向に７分割されており、中心か
らセンター１８ｃ、クォータイン１８ｉ、クォータアウ
ト１８ｏ、エッジ１８ｅの各分割ベアリングが、それぞ
れ対称性を保ちながら押し出しを行うことで、ロールク
ラウン調整が可能となる。

【００２２】又、前記下バックアップロール２０は、例
えば図２に示すように、軸方向に６分割されており、中
心からセンター２０ｃ、クォータ２０ｑ、エッジ２０ｅ
の各分割ベアリングが、それぞれ対称性を保ちながら押
し出しを行うことで、ロールクラウン調整が可能とな
る。

【００２３】形状制御アクチュエータとしては、この上
下のバックアップロール１８、２０のロールクラウン調
整機構に、中間ロール１４を曲げるための中間ロールベ
ンダー装置２１を加えても良く、無くてもよい。

【００２４】本説明では、下バックアップロール２０
は、過去の圧延実績やシミュレーション計算により、予
め鋼種、板幅毎に定めた最適なクラウンに設定するもの
とし、中間ロールベンダー装置２１を備えていれば、例
えば圧延中のダイナミック制御に備えて、制御範囲の中
央を基準値として設定するものとする。従って、上バッ
クアップロール１８の各分割ベアリング１８ｃ、１８
ｉ、１８ｏ、１８ｅの押し出し量の設定値を、圧延材の
圧延条件に応じてモデル式により算出する。本説明で
は、圧延条件を、板幅、予測圧延荷重、ワークロール径
としているが、他に圧延条件として、入側板厚、出側板
厚、張力、温度等を加えることも可能である。

【００２５】ロールのサーマルクラウンの計算は、例え
ば、差分法による伝熱計算により行う。即ち、例えば図
３に示すように、初めに、ロールのサイズ、比熱、熱伝
導率等のロール条件と、前パスでの圧延速度、圧延距離
（コイル長）、パス間の非圧延時間等のロールの加熱冷
却条件を読み込み（ステップ１００及び１１０）、次
に、ロールと圧延材間の摩擦発熱、圧延材の塑性加工発
熱量を計算し、ロールの軸方向、半径方向の温度分布を
算出する（ステップ１２０）。最後に、ロールの温度分
布から、線膨脹係数を用いてサーマルクラウン量を算出
する（ステップ１３０）。

【００２６】次に、このように計算されたワークロール
のサーマルクラウンを考慮した形状制御アクチュエータ
の初期設定のためのモデル式について説明する。例え
ば、ワークロールに２次曲線やテーパ等のメカニカルク
ラウンが付与されていない、いわゆるフラットなロール
を使用したときに、前述のロールのサーマルクラウンの
計算により、凸クラウン状のサーマルクラウンが発生し
たものとして、模式的に示した図４で説明する。

【００２７】ここで、各分割ベアリング１８ｃ、１８
ｅ、１８ｏ、１８ｉの圧延材幅方向位置におけるワーク
ロール１２のサーマルクラウン量ＣＷＴ０、ＣＷＴ１、
ＣＷＴ２、ＣＷＴ３は、図４に示すように与えられる。
即ち、上バックアップロール１８のエッジベアリング１
８ｅの中央位置に相当するワークロール１２のサーマル
クラウン量をＣＷＴ１、クォータアウトベアリング１８
ｏの中央位置に相当するワークロール１２のサーマルク
ラウン量をＣＷＴ２、クォータインベアリング１８ｉの
中央位置に相当するワークロール１２のサーマルクラウ
ン量をＣＷＴ３とする。ここで、各位置でのサーマルク
ラウン量は、センターベアリング１８ｃの中央位置に相
当するワークロール１２のサーマルクラウン量ＣＷＴ０
を基準としている。

【００２８】ところで、実機圧延において、ワークロー
ルのサーマルクラウン量を種々変えて実験した際に、良
好な形状が得られたときの、各分割ベアリングの押し出
し量と、その位置におけるワークロールのサーマルクラ
ウン量との関係について、実績データを解析すると、図
５に、その一例としてエッジの例を示すが、上バックア
ップロール１８のエッジベアリングの押し出し量と、そ
の位置に相当する位置でのワークロール１２のサーマル
クラウン量との間には相関関係が見られる。図５の横軸
は、ロールセンターを「０」とした時のエッジ位置での
サーマルクラウン量を「−（マイナス）」の数値（単
位：ｍｍ）で表わしたものである。従って、この相関関
係に従って、各分割ベアリングの幅方向位置に相当する
ワークロール１２のサーマルクラウン量を因子としてモ
デル式に取り込むことが可能となる。例えば、この相関
関係を直線近似したときの上バックアップロール１８の
センターを基準としたときのエッジベアリング、クォー
タアウトベアリング、クォータインベアリングの押し出
し量を求めるためのモデル式の一例を以下に示す。

【００２９】 ＵＥＧ＝ｋ11＋ｋ12・Ｐ＋ｋ13・Ｂ＋ｋ14・Ｄ＋ｋ15・ＣＷＴ１ …（４） ＵＱＯ＝ｋ21＋ｋ22・Ｐ＋ｋ23・Ｂ＋ｋ24・Ｄ＋ｋ25・ＣＷＴ２ …（５） ＵＱＩ＝ｋ31＋ｋ32・Ｐ＋ｋ33・Ｂ＋ｋ34・Ｄ＋ｋ35・ＣＷＴ３ …（６） ここで、 ＵＥＧ：上バックアップロールのエッジベアリング押し
出し量 ＵＱＯ：上バックアップロールのクォータアウトベアリ
ング押し出し量 ＵＱＩ：上バックアップロールのクォータインベアリン
グ押し出し量 Ｐ：圧延荷重 Ｂ：板幅 Ｄ：ワークロール径 ＣＷＴ１：エッジベアリングの位置に相当するワークロ
ールのサーマルクラウン量 ＣＷＴ２：クォータアウトベアリングの位置に相当する
ワークロールのサーマルクラウン量 ＣＷＴ３：クォータインベアリングの位置に相当するワ
ークロールのサーマルクラウン量 ｋ11，…，ｋ35：定数

【００３０】上記モデル式において、定数ｋ11，…，ｋ
35は、実機圧延の実績データを基に定めてもよいし、公
知の圧延機のロール変形計算を基に定めてもよい。又、
前記の両者の結果を基に定めてもよい。

【００３１】次に、ワークロールの片側端部にテーパ状
のメカニカルクラウンを付与し、且つ、そのワークロー
ルをシフト（ロール軸方向に移動）した場合に説明す
る。このとき、上下のワークロールにおいて、テーパ
は、ミルセンターに対して点対称に付与されているもの
とする。

【００３２】このとき、各分割ベアリングの幅方向位置
と一致する位置のワークロールのクラウン量ＣＷは、予
めロール研磨によって付与されたメカニカルクラウンＣ
ＷＭと、ロールの熱膨脹によるサーマルクラウンＣＷＴ
（計算によって算出されたもの）の和として、次式に示
すように与えられる。

【００３３】 ＣＷｉ＝ＣＷＭｉ＋ＣＷＴｉ …（７）

【００３４】ここで、ｉ＝１，２，３はそれぞれエッジ
ベアリング、クォータアウトベアリング、クォータイン
ベアリングに相当する値を指す。

【００３５】このとき、各分割ベアリングの幅方向位置
と一致する位置のワークロールのメカニカルクラウン量
は、図６に示すように与えられる。即ち、上バックアッ
プロールのエッジベアリング１８ｅの中央位置に相当す
るワークロール１２の上下ワークロールの平均メカニカ
ルクラウン量をＣＷＭ１、クォータアウトベアリング１
８ｏの中央位置に相当するワークロール１２の上下ワー
クロールの平均メカニカルクラウン量をＣＷＭ２、クォ
ータインベアリング１８ｉの中央位置に相当するワーク
ロール１２の上下ワークロールの平均メカニカルクラウ
ン量をＣＷＭ３とする。ここで、各位置でのメカニカル
クラウン量は、センターベアリング１８ｃの中央位置に
相当するワークロール１２のメカニカルクラウン量ＣＷ
Ｍ０を基準としている。

【００３６】このときも、前述のサーマルクラウンのみ
の場合と同様に、実機圧延において種々ワークロール１
２のクラウン量ＣＷを変えて実験し、良好な形状が得ら
れたときの実験データを解析すると、各分割ベアリング
の押し出し量と、その位置におけるワークロールのクラ
ウン量ＣＷのとの関係に、良好な相関関係が見られた。
そこで、この相関関係に基づき、各分割ベアリングの幅
方向位置と一致する位置のワークロールのロールクラウ
ン量ＣＷを因子としてモデル式に取り込むことが可能と
なる。

【００３７】上バックアップロール１８のセンターを基
準としたときのエッジベアリング、クォータアウトベア
リング、クォータインベアリングの押し出し量を求める
ためのモデル式の一例として、次の（８）、（９）、
（１０）式を用いることができる。

【００３８】 ＵＥＧ＝ｋ11＋ｋ12・Ｐ＋ｋ13・Ｂ＋ｋ14・Ｄ＋ｋ15・ＣＷ１ …（８） ＵＱＯ＝ｋ21＋ｋ22・Ｐ＋ｋ23・Ｂ＋ｋ24・Ｄ＋ｋ25・ＣＷ２ …（９） ＵＱＩ＝ｋ31＋ｋ32・Ｐ＋ｋ33・Ｂ＋ｋ34・Ｄ＋ｋ35・ＣＷ３ …（１０） ここで、 ＵＥＧ：上バックアップロールのエッジベアリング押し
出し量 ＵＱＯ：上バックアップロールのクォータアウトベアリ
ング押し出し量 ＵＱＩ：上バックアップロールのクォータインベアリン
グ押し出し量 Ｐ：圧延荷重 Ｂ：板幅 Ｄ：ワークロール径 ＣＷ１：エッジベアリングの位置に相当するワークロー
ルのクラウン量（ＣＷ１＝ＣＷＭ１＋ＣＷＴ１） ＣＷ２：クォータアウトベアリングの位置に相当するワ
ークロールのクラウン量（ＣＷ２＝ＣＷＭ２＋ＣＷＴ
２） ＣＷ３：クォータインベアリングの位置に相当するワー
クロールのクラウン量（ＣＷ３＝ＣＷＭ３＋ＣＷＴ３） ｋ11，…，ｋ35：定数

【００３９】上記モデル式において、定数ｋ11、・・・
ｋ35は、実機圧延の実績データを基に定めてもよいし、
公知の圧延機のロール変形計算を基に定めてもよい。
又、前記の両者の結果を基に定めてもよい。

【００４０】以上の説明では、１２段式圧延機のワーク
ロールにサーマルクラウンを考慮した際の、圧延機の形
状を良好とするための各分割ベアリングの押し出し量の
初期設定値の求め方について説明した。

【００４１】本発明は、上記１２段式圧延機に限らず、
２０段式圧延機（例えば２０段ゼンジミア圧延機）や、
分割されたバックアップロールのクラウン調整が可能な
他の圧延機のクラウンの初期設定に適用できる。

【００４２】更に、ワークロールに付与するメカニカル
クラウンは、２次式、テーパ状、正弦曲線等に限定され
ず、任意の形状であってもよい。

【００４３】以上説明したように、本発明では、形状制
御アクチュエータの初期設定として、荷重、板幅、ワー
クロール径等の圧延因子から、モデル式によってバック
アップロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値
を算出する際に、ワークロールのサーマルクラウンを考
慮するようにしている。モデル式の中で、ワークロール
のサーマルクラウンの量を表わす方法として、分割バッ
クアップロールの各分割ベアリングの幅方向位置に対応
する位置でのサーマルクラウン量（例えばロール中央位
置を基準としたときの、その位置でのクラウン量）を用
いることができる。

【００４４】

【実施例】図７は、本発明の第１実施例における１２段
式クラスター型圧延機の構成の概要を示す側面図であ
る。

【００４５】図７において、１２段のロールは、上下１
組からなるワークロール１２、上下２組からなる中間ロ
ール１４、上下１組からなる小型バックアップロール１
６、上側２対の上バックアップロール１８、下側２対の
下バックアップロール２０から構成されている。圧延材
１０は、ペイオフリール３０、あるいは右テンションリ
ール３２、あるいは左テンションリール３４から供給さ
れて圧延され、反対側のテンションリールに巻き取られ
る。形状検出器３６は、圧延材の幅方向の形状を検出す
る。

【００４６】なお、本実施例では、中間ロールベンダー
を備えている場合を示したが、備えていなくとも良い。
ワークロールは、軸方向にシフトしない場合を示した
が、シフト機構を付けてシフトできるようにしても良
い。中間ロールも、軸方向にシフトしない場合を示した
が、シフト機構を付けてシフトできるようにしても良
い。

【００４７】本実施例では、例えば下バックアップロー
ルは、過去の圧延実績やシミュレーション計算により、
予め鋼種、板幅毎に定めた最適なクラウンを用いるもの
とし、中間ロールベンダーは、例えば圧延中のダイナミ
ック制御に備えて制御範囲の中央を基準値として設定す
るものとする。そして、本発明により、上バックアップ
ロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値を、圧
延材の圧延条件に応じてモデル式により算出する。本説
明では、圧延条件を、板幅、予測圧延荷重、ワークロー
ル径としているが、他に圧延条件として、入側板厚、出
側板厚、張力、温度等を加えることも可能である。

【００４８】本実施例では、胴長１７００ｍｍ、直径８
０ｍｍのワークロールに対して、メカニカルクラウンは
付与せず、フラットなワークロールとした。ワークロー
ルのサーマルクラウンについては、今、第ｎパス目の圧
延が終わり、第ｎ＋１パス目の圧延のセットアップを行
う場合を考えると、第ｎパスまでの圧延によって、ワー
クロールにサーマルクラウンが発生している。このサー
マルクラウン量を、差分法による伝熱計算によって算出
する。このとき、各分割バックアップロールのエッジベ
アリングの位置に相当するワークロールのサーマルクラ
ウンをＣＷＴ１、クォータアウトベアリングの位置に相
当するワークロールのサーマルクラウン量をＣＷＴ２、
クォータインの位置に相当するワークロールのサーマル
クラウン量をＣＷＴ３とする。

【００４９】形状制御アクチュエータである上バックア
ップロールのエッジベアリング、クォータアウトベアリ
ング、クォータインベアリングの押し出し量を求めるた
めのモデル式として、前述（４）〜（６）式を用いる。
このモデル式（４）〜（６）において、定数ｋ11、・・
・ｋ35は、実験圧延の実績データを基に定めた。

【００５０】以上の形状制御アクチュエータの初期設定
を、第１パスから最終パスまで行う。

【００５１】本モデル式により形状制御アクチュエータ
を初期設定した場合と、従来の初期設定方法による場合
を比較するため、板厚２．０ｍｍのＳＵＳ３０４鋼板を
板厚１．７ｍｍまで圧延したときの、圧延開始直後の急
峻度の比較を行った結果を図８に示す。図から明らかな
如く、本発明により圧延開始直後の形状が従来法に比べ
て改善されていることがわかる。

【００５２】次に、本発明の第２実施例として、図１の
ようなロール構成の１２段クラスター型ミルへ本発明を
適用した結果を説明する。

【００５３】本実施例では、ワークロールへはテーパが
付与され、且つ、そのワークロールをシフトすることが
可能である。ワークロールのシフト位置は、予め鋼種、
板幅に応じて決定されている。但し、上下のワークロー
ルにおいて、テーパはミルセンターに対して点対称に付
与され、胴長１７００ｍｍ、直径８０ｍｍのワークロー
ルに対して付与したテーパの量は、ロール胴長あたり端
部で直径当り０．１ｍｍ小さく、テーパの長さは７５０
ｍｍとされている。

【００５４】本実施例では、例えば下バックアップロー
ルは、過去の圧延実績やシミュレーション計算により、
予め鋼種、板幅毎に定めた最適なクラウンを用いるもの
とし、中間ロールベンダーは、例えば圧延中のダイナミ
ック制御に備えて、制御範囲の中央を基準値として設定
するものとする。そして、本発明により上バックアップ
ロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値を、圧
延材の圧延条件に応じてモデル式により算出する。ここ
で、圧延条件として、入側板厚、出側板厚、張力、温度
等を加えることも可能である。

【００５５】このとき、各分割バックアップロールのエ
ッジベアリングの位置に相当するワークロールのメカニ
カルクラウン量をＣＷＭ１、クォーターアウトベアリン
グの位置に相当するワークロールのメカニカルクラウン
量をＣＷＭ２、クォーターインの位置に相当するワーク
ロールのメカニカルクラウン量をＣＷＭ３とする。ここ
で、各位置でのメカニカルクラウン量は、センターのメ
カニカルクラウン量ＣＷＭ０を基準としている。

【００５６】今、第ｎパス目の圧延が終わり、第ｎ＋１
パス目の圧延のセットアップを行う場合を考える。この
とき、第ｎパスまでの圧延によって、ワークロールにサ
ーマルクラウンが発生しているので、このサーマルクラ
ウン量を、差分法による伝熱計算によって算出する。こ
のとき、各分割バックアップロールのエッジベアリング
の位置に相当するワークロールのサーマルクラウン量を
ＣＷＴ１、クォータアウトベアリングの位置に相当する
ワークロールのサーマルクラウン量をＣＷＴ２、クォー
タインの位置に相当するワークロールのサーマルクラウ
ン量をＣＷＴ３とする。

【００５７】ワークロールのクラウンＣＷは、メカニカ
ルクラウンＣＷＭとサーマルクラウンＣＷＴの和とな
り、各分割バックアップロールのエッジベアリングの位
置に相当するワークロールのクラウン量はＣＷ１、クォ
ータアウトベアリングの位置な相当するワークロールの
クラウン量はＣＷ２、クォータインベアリングの位置な
相当するワークロールのクラウン量はＣＷ３となる。こ
こで、次式の関係が成立する。

【００５８】 ＣＷ１＝ＣＷＭ１＋ＣＷＴ１ …（１１） ＣＷ２＝ＣＷＭ２＋ＣＷＴ２ …（１２） ＣＷ３＝ＣＷＭ３＋ＣＷＴ３ …（１３）

【００５９】形状制御アクチュエータである上バックア
ップロールのエッジベアリング、クォータアウトベアリ
ング、クォータインベアリングの押し出し量を求めるた
めのモデル式として、前出（８）〜（１０）式を用い
る。上記モデル式（８）〜（１０）において、定数ｋ1
1、・・・ｋ35は、実機圧延の実績データを基に定め
た。

【００６０】以上の形状制御アクチュエータの初期設定
を、第１パスから最終パスまで行う。

【００６１】本モデル式により形状制御アクチュエータ
を初期設定した場合と、従来の初期設定方法による場合
を比較するため、板厚２．０ｍｍのＳＵＳ３０４鋼板を
板厚１．７ｍｍまで圧延したときの、圧延開始直後の急
峻度の比較を行った結果を、図９に示す。図から明らか
なように、本発明により、圧延開始直後の形状が、従来
法に比べて改善されていることがわかる。

【００６２】次に、本発明の第３実施例として、図１
０、図１１に示すような、（第１）中間ロール１４に加
えて、第２中間ロール１５が追加されたロール構成から
なる２０段ゼンジミアミルを備えたリバース圧延機への
適用結果を説明する。

【００６３】本実施例における２０段ゼンジミアミルに
おいて、形状制御アクチュエータは、Ａｓ−Ｕロールと
呼ばれる、６分割されたバックアップロール２２と、片
側端部にテーパを付与した第１中間ロール１４のロール
シフトである。

【００６４】第１中間ロール１４には、上側２本、下側
２本のロールに、片側端部がテーパ状となるメカニカル
クラウンを付与し、その量は、胴長１４３９ｍｍ、直径
１００ｍｍに対して、ロール端部で直径が０．２ｍｍ小
さく、テーパの長さは５００ｍｍである。

【００６５】分割されたバックアップロール２２のエッ
ジ２２ｅ、クォータ２２ｑ、センター２２ｃの各ベアリ
ングの押し出し量の設定は、各分割ベアリング間のサド
ル（図示省略）の押し出しによって行われる。ワークロ
ール１２及び第２中間ロール１５へは、メカニカルクラ
ウンは付与されていない。

【００６６】今、第ｎパス目の圧延が終わり、第ｎ＋１
パス目の圧延のセットアップを行う場合を考えると、第
ｎパスまでの圧延によって、ワークロールにサーマルク
ラウンが発生しており、このサーマルクラウン量を、差
分法による伝熱計算によって算出する。このとき、各分
割バックアップロールのエッジベアリングの位置に相当
するワークロールのサーマルクラウンをＣＷＴ１、クォ
ータアウトベアリングの位置に相当するワークロールの
サーマルクラウン量をＣＷＴ２、クォターインベアリン
グの位置に相当するワークロールのサーマルクラウン量
をＣＷＴ３とする。

【００６７】形状制御アクチュエータの初期設定として
は、第１中間ロール１４のテーパ量とシフト量は、鋼
種、板幅に応じて予め決定された値に設定し、各サドル
Ｓ１，…，Ｓ４の押し出し量を、圧延材の圧延条件に応
じて次式（１４）〜（１７）により算出し、その値に各
サドルを押し出すことにより、各分割ベアリングの押し
出し量の設定を行った。本説明では、圧延条件を、板
幅、予測圧延荷重、ワークロール径としているが、他に
圧延条件として、入側板厚、出側板厚、張力、温度等を
加えることも可能である。

【００６８】 Ｓ１＝ｋ11＋ｋ12・Ｐ＋ｋ13・Ｂ＋ｋ14・Ｄ＋ｋ16・ＣＩＭ１ ＋ｋ17・ＣＷＴ１ …（１４） Ｓ２＝ｋ21＋ｋ22・Ｐ＋ｋ23・Ｂ＋ｋ24・Ｄ＋ｋ26・ＣＩＭ２ ＋ｋ27・ＣＷＴ２ …（１５） Ｓ３＝ｋ31＋ｋ32・Ｐ＋ｋ33・Ｂ＋ｋ34・Ｄ＋ｋ36・ＣＩＭ３ ＋ｋ37・ＣＷＴ３ …（１６） Ｓ４＝ｋ41＋ｋ42・Ｐ＋ｋ43・Ｂ＋ｋ44・Ｄ＋ｋ46・ＣＩＭ４ ＋ｋ47・ＣＷＴ４ …（１７） ここで、 Ｓ１：Ａｓ−Ｕロール・エッジベアリングの外側のサド
ルの押し出し量 Ｓ２：Ａｓ−Ｕロール・エッジベアリングとクォータベ
アリング間のサドルの押し出し量 Ｓ３：Ａｓ−Ｕロール・クォータベアリングとセンター
ベアリング間のサドルの押し出し量 Ｓ４：Ａｓ−Ｕロール・センターベアリング間のサドル
の押し出し量 Ｐ：圧延荷重 Ｂ：板幅 Ｄ：ワークロール径 ＣＩＭ１：サドルＳ１の位置に相当する第１中間ロール
のメカニカルクラウン量 ＣＩＭ２：サドルＳ２の位置に相当する第１中間ロール
のメカニカルクラウン量 ＣＩＭ３：サドルＳ３の位置に相当する第１中間ロール
のメカニカルクラウン量 ＣＩＭ４：サドルＳ４の位置に相当する第１中間ロール
のメカニカルクラウン量 ＣＷＴ１：サドルＳ１の位置に相当するワークロールの
サーマルクラウン量 ＣＷＴ２：サドルＳ２の位置に相当するワークロールの
サーマルクラウン量 ＣＷＴ３：サドルＳ３の位置に相当するワークロールの
サーマルクラウン量 ＣＷＴ４：サドルＳ４の位置に相当するワークロールの
サーマルクラウン量 ｋ11，…，ｋ46：定数

【００６９】以上の形状制御アクチュエータの初期設定
を、第１パスから最終パスまで行う。

【００７０】本モデル式により形状制御アクチュエータ
を初期設定した場合と、従来の初期設定方法による場合
を比較するため、板厚２．０ｍｍのＳＵＳ３０４鋼板を
板厚１．７ｍｍまで圧延したときの、圧延開始直後の急
峻度の比較を行った結果を、図１２に示す。図から明ら
かな如く、本発明により、圧延開始直後の形状が従来法
に比べて改善されていることがわかる。

【００７１】本発明の適用対称は、リバース圧延に限ら
れるものではなく、図１０、図１１に示すような、第１
中間ロール１４に加えて、第２中間ロール１５が追加さ
れたロール構成からなる２０段ゼンジミアミルを３基備
えた連続式圧延機へも適用可能である。このようなタン
デム圧延においても、先行コイルの圧延が終って、次コ
イルの圧延のセットアップを行う際に、先に圧延したコ
イルの圧延によって、ロールにサーマルクラウンが発生
しているので、このサーマルクラウン量を、差分法によ
る伝熱計算によって算出する。このとき、各分割バック
アップロールのエッジベアリングの位置に相当するワー
クロールのサーマルクラウン量をＣＷＴ１、クォーター
アウトベアリングの位置に相当するワークロールのサー
マルクラウン量をＣＷＴ２、クォーターインベアリング
の位置に相当するワークロールのサーマルクラウン量を
ＣＷＴ３とし、形状制御アクチュエータの初期設定とし
ては、第１中間ロール１４のテーパ量とシフト量を、鋼
種、板幅に応じて予め決定された値に設定し、各サドル
Ｓ１、・・・Ｓ４の押し出し量を、圧延材の圧延条件に
応じて前出（１４）〜（１７）式により算出し、その値
に各サドルを押し出すことにより、各分割ベアリングの
押し出し量の設定を行えばよい。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
形状制御アクチュエータの初期設定として、荷重等の圧
延因子から、モデル式によってバックアップロールの各
分割ベアリングの押し出し量の設定値を算出する際に、
ワークロールのサーマルクラウンを考慮するようにした
ので、形状制御アクチュエータの初期設定を適切に行え
るようになる。

【００７３】これによって、圧延材の先端部に製品仕様
が満足されない部分が生じて歩留りが低下したり、圧延
作業員によるアクチュエータ量の手動修正を行うため、
生産性が低下したり、あるいは著しい場合には、圧延機
への通板ができなくなったり、圧延材の破断が生じたり
して圧延不能になるという問題を解決することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用対象の一例である１２段クラスタ
ー型ミルの構成を示す側面図

【図２】同じく正面図

【図３】サーマルクラウン量の計算手順を示す流れ図

【図４】各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置
のワークロールのサーマルクラウン量を示す拡大正面図

【図５】各バックアップロール・エッジベアリングの押
し出し量と、その位置に相当する位置でのワークロール
のサーマルクラウン量との間の相関関係を示す線図

【図６】各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置
のテーパ付きワークロールのメカニカルクラウン量を示
す拡大正面図

【図７】本発明の第１実施例の適用対象である１２段型
クラスター型ミルの構成を示す側面図

【図８】第１実施例による初期設定と従来の初期設定方
法による場合の圧延開始直後の急峻度を比較して示す線
図

【図９】本発明の第２実施例による初期設定と従来の初
期設定方法による場合の圧延開始直後の急峻度を比較し
て示す線図

【図１０】本発明の第３実施例の適用対象である２０段
ゼンジミアミルの構成を示す側面図

【図１１】同じく正面図

【図１２】第３実施例による初期設定と従来の初期設定
方法による場合の圧延開始直後の急峻度を比較して示す
線図

【符号の説明】

１０…圧延材 １２…ワークロール １４…（第１）中間ロール １５…第２中間ロール １６…小型バックアップロール １８…上バックアップロール １８ｃ、１８ｉ、１８ｏ、１８ｅ…分割ベアリング ２０…下バックアップロール ２０ｃ、２０ｑ、２０ｅ…分割ベアリング ２２…バックアップロール ２２ｃ、２２ｑ、２２ｅ…分割ベアリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バックアップロールが、軸方向に分割され
   た複数の分割ベアリングによって構成され、各分割ベア
   リングの押し出し量を変えることによって、バックアッ
   プロールのクラウン調整が可能とされた多段式圧延機を
   用いた圧延で、 荷重等の圧延因子から、モデル式によってバックアップ
   ロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値を算出
   し、設定する形状制御アクチュエータの初期設定方法に
   おいて、 ワークロールの熱膨脹によるサーマルクラウンについ
   て、各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置の該
   ロールのサーマルクラウン量を因子として、 該モデル式に取り込むことを特徴とする多段式圧延機に
   おける形状制御アクチュエータの初期設定方法。
2. 【請求項２】バックアップロールが、軸方向に分割され
   た複数の分割ベアリングによって構成され、各分割ベア
   リングの押し出し量を変えることによって、バックアッ
   プロールのクラウン調整が可能とされた多段式圧延機を
   用いた圧延で、 荷重等の圧延因子から、モデル式によってバックアップ
   ロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値を算出
   し、設定する形状制御アクチュエータの初期設定方法に
   おいて、 各分割ベアリングの押し出し量の設定値を、それぞれ独
   立なモデル式によって算出し、 ワークロールの熱膨脹によるサーマルクラウンについ
   て、各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置の該
   ロールのサーマルクラウン量に、予め定めた係数を乗じ
   ることによって、 該モデル式に取り込むことを特徴とする多段式圧延機に
   おける形状制御アクチュエータの初期設定方法。
3. 【請求項３】バックアップロールが、軸方向に分割され
   た複数の分割ベアリングによって構成され、各分割ベア
   リングの押し出し量を変えることによって、バックアッ
   プロールのクラウン調整が可能とされた多段式圧延機を
   用いた圧延で、 荷重等の圧延因子から、モデル式によってバックアップ
   ロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値を算出
   し、設定する形状制御アクチュエータの初期設定方法に
   おいて、 ワークロールの熱膨脹によるサーマルクラウンと、ワー
   クロールや中間ロールのメカニカルクラウンとについ
   て、 各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置のワーク
   ロールのサーマルクラウン量と、前記ロールのメカニカ
   ルクラウン量とを因子として、 該モデル式に取り込むことを特徴とする多段式圧延機に
   おける形状制御アクチュエータの初期設定方法。
4. 【請求項４】バックアップロールが、軸方向に分割され
   た複数の分割ベアリングによって構成され、各分割ベア
   リングの押し出し量を変えることによって、バックアッ
   プロールのクラウン調整が可能とされた多段式圧延機を
   用いた圧延で、 荷重等の圧延因子から、モデル式によってバックアップ
   ロールの各分割ベアリングの押し出し量の設定値を算出
   し、設定する形状制御アクチュエータの初期設定方法に
   おいて、 各分割ベアリングの押し出し量の設定値を、それぞれ独
   立なモデル式によって算出し、 ワークロールの熱膨脹によるサーマルクラウンと、ワー
   クロールや中間ロールのメカニカルクラウンとについ
   て、 各分割ベアリングの幅方向位置と一致する位置のワーク
   ロールのサーマルクラウン量と、前記ロールのメカニカ
   ルクラウン量とに、予め定めた係数を乗じることによっ
   て、 該モデル式に取り込むことを特徴とする多段式圧延機に
   おける形状制御アクチュエータの初期設定方法。