JPH10235405A - Method for controlling dimension of steel shape - Google Patents
Method for controlling dimension of steel shapeInfo
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- JPH10235405A JPH10235405A JP9044453A JP4445397A JPH10235405A JP H10235405 A JPH10235405 A JP H10235405A JP 9044453 A JP9044453 A JP 9044453A JP 4445397 A JP4445397 A JP 4445397A JP H10235405 A JPH10235405 A JP H10235405A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、H形鋼、I形
鋼、レールその他の形鋼の寸法制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling dimensions of H-section steel, I-section steel, rails and other sections.
【0002】[0002]
【従来の技術】H形鋼などの形鋼の圧延に、ユニバーサ
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールと垂直ロールとのロール間隙を調整すること
により、多種類の製品を製造することができる。製品の
寸法精度を向上するためには、圧延条件の変化に応じて
ロール間隙を精度高く設定する必要がある。2. Description of the Related Art Universal rolling is widely used for rolling section steel such as H-section steel. In universal rolling,
By adjusting the roll gap between the horizontal roll and the vertical roll, various types of products can be manufactured. In order to improve the dimensional accuracy of the product, it is necessary to set the roll gap with high accuracy in accordance with changes in rolling conditions.
【0003】形鋼のユニバーサル圧延において、製品厚
さの長手方向のばらつきを、AGC(自動寸法制御)に
より低減することが知られている。たとえば、特公昭6
1−24083号公報で開示された形鋼の自動寸法制御
方法がある。この方法は、ユニバーサル圧延機の水平ロ
ールと垂直ロールとの相対的位置関係と圧延機の弾性変
形とを考慮して、圧延中の荷重の実測値からウエブ厚さ
およびフランジ厚さを推定し、各厚さの変動を除去する
ように、各ロールのロール間隙を独立に制御する。形鋼
のユニバーサル圧延にAGCを適用することによって、
製品厚みの長手方向のばらつきが低減する。[0003] It is known that, in universal rolling of a section steel, variation in the product thickness in the longitudinal direction is reduced by AGC (Automatic Dimension Control). For example,
There is an automatic size control method for a section steel disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-24083. This method considers the relative positional relationship between the horizontal roll and the vertical roll of the universal rolling mill and the elastic deformation of the rolling mill, and estimates the web thickness and the flange thickness from the actually measured values of the load during rolling, The roll nip of each roll is independently controlled to eliminate variations in each thickness. By applying AGC to universal rolling of section steel,
Longitudinal variations in product thickness are reduced.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来、レールのユニバ
ーサル圧延で、図1に示すように、垂直ロールを孔型ロ
ールとすることによって一方の垂直ロールと水平ロール
側面とを接触(メタルタッチ)させて圧延する場合があ
る。この方法においては、圧延荷重の変動による、垂直
ロールの移動が、水平ロールによって拘束されるので、
従来のユニバーサル圧延による形鋼の圧延では、厚み精
度を向上することができる。しかし、垂直ロールと水平
ロール側面とをメタルタッチさせて圧延する場合は、ロ
ール保護のためメタルタッチしない垂直ロールにしか寸
法制御を適用できず、制御の効果つまり寸法精度の向上
は1/2程度になる。Conventionally, in a universal rolling of a rail, as shown in FIG. 1, a vertical roll is made into a hole type roll so that one vertical roll and a horizontal roll side face are brought into contact (metal touch). Rolling. In this method, the movement of the vertical roll due to the fluctuation of the rolling load is restricted by the horizontal roll,
In the rolling of a section steel by conventional universal rolling, the thickness accuracy can be improved. However, in the case of rolling with a metal touch between the vertical roll and the horizontal roll, dimension control can be applied only to a vertical roll that does not have a metal touch to protect the roll, and the effect of control, that is, an improvement in dimensional accuracy, is about 1/2. become.
【0005】この発明は、片側の垂直ロールのみにしか
寸法制御を適用できない場合であっても、製品のフラン
ジ厚みの長手方向のばらつきを低減することができる形
鋼の寸法制御方法を提供することを課題としている。[0005] The present invention provides a method for controlling the dimension of a section steel, which can reduce the variation in the flange thickness of a product in the longitudinal direction even when the dimension control can be applied to only one vertical roll. Is an issue.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明の形鋼の寸法制
御方法は、ユニバーサル圧延機により、一方の垂直ロー
ルを水平ロール側面に接触させ、他方の垂直ロールを水
平ロールと非接触として、形鋼を圧延する方法におい
て、非接触垂直ロールの圧延荷重を計測し、水平ロール
側面と非接触垂直ロールとのロール間隙を前記計測圧延
荷重および下式に基づいて制御することを特徴としてい
る。 ΔsFS=αΔPFS/MCOM ・・・・・・(1) ただし、ΔsFS:ロール間隙変更量、α:定数 ΔPFS:基準条件からの圧延荷重偏差 MCOM =MFS(MMS+2MT )/(MFS+MMS+2MT )…(2) M:ミル剛性、 添字FS:非接触垂直ロール側、MS:接触垂直ロール側 T :水平ロールスラスト方向According to a method of controlling the size of a section steel according to the present invention, one vertical roll is brought into contact with the side of a horizontal roll and the other vertical roll is brought into non-contact with the horizontal roll by a universal rolling mill. In the method of rolling steel, the rolling load of the non-contact vertical roll is measured, and the roll gap between the horizontal roll side surface and the non-contact vertical roll is controlled based on the measured rolling load and the following formula. Δs FS = αΔP FS / M COM (1) where Δs FS is the roll gap change amount, α is a constant ΔP FS is the rolling load deviation from the reference condition M COM = M FS (M MS + 2M T ) / (M FS + M MS + 2M T ) ... (2) M: Mill rigidity, Subscript FS: Non-contact vertical roll side, MS: Contact vertical roll side T: Horizontal roll thrust direction
【0007】ここで、この発明の圧延の制御則を示す上
記式(1)について説明する。非接触垂直ロール側で荷
重変動ΔPFSが発生した場合、力の釣り合いから次の式
(3)が成り立つ(図3参照)。 ΔPFS=ΔPMS+2ΔPT ・・・・・・(3) このときの非接触垂直ロール側のフランジ厚み変動Δh
は次の式(4)で表される。 Δh=ΔPFS/MFS+ΔPMS/MMS ・・・・・・(4) また、接触側垂直ロールと水平ロールとは一体となって
移動するので、 ΔPMS/MMS=ΔPT /MT …(5) ΔPT =ΔPMS×MT /MMS …(6) 式(3)に式(6)を代入して、 ΔPFS=ΔPMS(1+2MT /MMS) ・・・・・・(7) 式(7)を式(4)に代入して、 Δh=ΔPFS{1/MFS+1/(MMS+2MT )} ・・・・・・(8) 式(8)の{1/MFS+1/(MMS+2MT )}を前記
式(2)に示す合成ミル剛性MCOM として導入すれば、
非接触垂直ロール側のフランジ厚み変動Δh、つまり形
鋼の高さ変動は、非接触垂直ロール側の荷重変動ΔPFS
のみの関数となる。したがって、前記式(1)の示す制
御則に従い、非接触垂直ロール側のみのロール間隙を制
御することによって、両側の垂直ロールについてロール
間隙を制御した場合と同様の制御効果が得られる。つま
り、片側の垂直ロールのみのAGCでもフランジ厚み精
度を向上することができる。形鋼(特に非対称形鋼)に
おいて、片側の垂直ロールのみにしか、AGCを適用で
きない場合にも、製品のフランジ厚みの長手方向ばらつ
きを低減することができる。Here, the above equation (1) showing the control law of rolling according to the present invention will be described. When the load variation ΔP FS occurs on the non-contact vertical roll side, the following equation (3) is established from the balance of the forces (see FIG. 3). ΔP FS = ΔP MS + 2ΔP T (3) Flange thickness variation Δh on the non-contact vertical roll side at this time
Is represented by the following equation (4). Δh = ΔP FS / M FS + ΔP MS / M MS (4) Since the contact side vertical roll and the horizontal roll move integrally, ΔP MS / M MS = ΔP T / M T (5) ΔP T = ΔP MS × M T / M MS (6) Substituting equation (6) into equation (3), ΔP FS = ΔP MS (1 + 2M T / M MS ) .. (7) Substituting equation (7) into equation (4), and Δh = ΔP FS {1 / M FS + 1 / (M MS + 2M T )} (8) Equation (8) {1 / M FS + 1 / (M MS + 2M T )} is introduced as the composite mill rigidity M COM shown in the above equation (2).
Flange thickness variation Δh on the non-contact vertical roll side, that is, height variation of the section steel, is the load variation ΔP FS
Only function. Therefore, by controlling the roll gap only on the non-contact vertical roll side in accordance with the control rule shown in the above equation (1), the same control effect as when the roll gap is controlled for the vertical rolls on both sides can be obtained. In other words, the AGC with only one vertical roll can improve the flange thickness accuracy. Even in the case where AGC can be applied to only one side of the vertical roll in a shaped steel (especially asymmetric shaped steel), it is possible to reduce the longitudinal variation of the flange thickness of the product.
【0008】図2(a)は従来の技術を示しており、非
接触側垂直ロールの位置を一定に制御する。このため
に、目標フランジ厚みh0 に対し水平ロールの移動量Δ
に相当する誤差を生じる。図2(b)はこの発明を示し
ており、水平ロールの移動量Δに対応して非接触側垂直
ロールの位置、つまり水平ロールと非接触側垂直ロール
とのロール間隙を制御するので、フランジ厚みhに誤差
は発生しない。FIG. 2A shows a conventional technique, in which the position of the non-contact-side vertical roll is controlled to be constant. For this reason, the movement amount Δ of the horizontal roll with respect to the target flange thickness h 0.
Produces an error corresponding to FIG. 2B shows the present invention, in which the position of the non-contact-side vertical roll, that is, the roll gap between the horizontal roll and the non-contact-side vertical roll is controlled in accordance with the movement amount Δ of the horizontal roll. No error occurs in the thickness h.
【0009】上記形鋼の寸法制御方法において、水平ロ
ールの側面に接触させる垂直ロールは孔型をもったロー
ルであり、圧延機の作業側あるいは駆動側のいずれの側
の垂直ロールであってもよい。また、定数αは過補償を
防止するための制御ゲインであり、通常0.1〜1.0
の範囲である。また、垂直ロールを接触させて圧延する
のは、ユニバーサル圧延の全パスとする必要はなく、必
要なパスについてのみ接触させて圧延し、本発明の制御
を適用してもよい。[0009] In the above method for controlling the dimension of a shaped steel, the vertical roll contacting the side surface of the horizontal roll is a roll having a hole shape, and the vertical roll on either the working side or the drive side of the rolling mill can be used. Good. The constant α is a control gain for preventing overcompensation, and is usually 0.1 to 1.0.
Range. The rolling by contacting the vertical rolls does not need to be performed in all the passes of the universal rolling, but the rolling may be performed by contacting only necessary passes, and the control of the present invention may be applied.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】形鋼がレールである場合を例にし
て、この発明の実施の態様を説明する。レールの寸法に
対する要求は高さが最も厳しいので、垂直ロールのみロ
ール間隙を制御するとして説明する。なお、レールの場
合、レールの脚部および頭部がフランジに相当する。レ
ールのウエブ幅は水平ロールの幅で決まるので、レール
の高さは脚部および頭部(フランジ)の厚みで決まる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described by taking as an example a case where a section steel is a rail. Since the demands on the rail dimensions are the strictest in height, only the vertical roll controls the roll gap. In the case of a rail, the legs and the head of the rail correspond to the flange. Since the web width of the rail is determined by the width of the horizontal roll, the height of the rail is determined by the thickness of the legs and the head (flange).
【0011】図3は、レールの圧延工程を示している。
パス1〜14は粗圧延、パス15〜17は中間圧延、パ
ス17′〜19は仕上圧延である。パス15′〜17′
は、エッジャー圧延である。パス19は、形状を整える
パスであり、圧下量が小さく実質的な成形は行わない。
この発明の寸法制御方法は、パス18の仕上圧延に適用
される。パス1〜14は2重式粗圧延機列により、パス
15以降はユニバーサル圧延機およびエッジヤーにより
圧延が行われる。FIG. 3 shows a rail rolling process.
Passes 1 to 14 are for rough rolling, passes 15 to 17 are for intermediate rolling, and passes 17 'to 19 are for finish rolling. Path 15'-17 '
Is edger rolling. The pass 19 is a pass for adjusting the shape, and has a small amount of reduction and does not perform substantial molding.
The dimensional control method of the present invention is applied to the finish rolling of the pass 18. Passes 1 to 14 are rolled by a double rough rolling mill row, and after pass 15, rolling is performed by a universal rolling mill and an edger.
【0012】上記圧延パスにおいて、ここの例では中間
圧延パス15、16、17および仕上圧延パス18でロ
ール間隙を制御する。図4は、上記中間圧延パス16〜
17の、および仕上圧延パス18のに用いられるユニバ
ーサル圧延機を模式的に示している。In the above-mentioned rolling pass, in this example, the intermediate rolls 15, 16, 17 and the finish rolling pass 18 control the roll gap. FIG. 4 shows the intermediate rolling passes 16 to
17 schematically shows a universal rolling mill used for the finishing rolling pass 17 and the finishing rolling pass 18.
【0013】上記パス18の圧延工程において、図4に
示すユニバーサル圧延機に材料がかみ込み、一定時間が
経過したのち、駆動側垂直ロール2MSおよび作業側垂直
ロール2FSの圧延荷重を荷重計3MS、3FSでそれぞれ計
測する。圧延荷重の計測結果は、ロックオン値として演
算装置4に記憶される。以後、駆動側垂直ロール2MSお
よび作業側垂直ロール2FSの圧延荷重を荷重計3MS、3
FSでそれぞれ連続的に計測する。計測結果は演算装置3
に入力され、両垂直ロール2MS、2FSのそれぞれについ
てロックオン値との差、つまり圧延荷重偏差ΔPが求め
られる。荷重偏差ΔPが求められると、式(1)により
水平ロール1と垂直ロール2FSとの間のロール間隔制御
量が演算装置4で求められ、その結果は圧下制御装置5
FSに出力される。圧下制御装置5FSは圧下モータ6FSに
操作信号を出力し、ロール間隔を制御する。上記一連の
制御動作は圧延材の後端部が仕上ユニバーサル圧延機に
到達するまで繰り返される。In the rolling step of the pass 18, the material enters the universal rolling mill shown in FIG. 4 and after a certain period of time, the rolling loads of the driving-side vertical roll 2MS and the working-side vertical roll 2FS are measured by a load meter. Measure at 3 MS and 3 FS , respectively. The measurement result of the rolling load is stored in the arithmetic unit 4 as a lock-on value. Thereafter, the rolling loads of the drive-side vertical roll 2 MS and the work-side vertical roll 2 FS are measured by a load meter 3 MS , 3
Measure continuously with FS . The measurement result is the arithmetic unit 3
, And the difference from the lock-on value for each of the two vertical rolls 2 MS and 2 FS , that is, the rolling load deviation ΔP is obtained. When the load deviation ΔP is obtained, the roll interval control amount between the horizontal roll 1 and the vertical roll 2 FS is obtained by the arithmetic unit 4 according to the equation (1), and the result is obtained by the reduction control unit 5.
Output to FS . Reduction controller 5 FS outputs an operation signal to the pressing motor 6 FS, controls the roll gap. The above series of control operations is repeated until the rear end of the rolled material reaches the finishing universal rolling mill.
【0014】以上の説明では、仕上圧延パスでロール間
隙を制御するようにしていたが、中間圧延パス15、1
6、17でロール間隙を制御してもよい。水平ロールの
ロール間隙を制御する場合でも同様である。また、レー
ルを例として発明の形態を説明したが、この発明はH形
鋼、I形鋼、T形鋼などの形鋼についても適用できる。In the above description, the roll gap is controlled in the finishing rolling pass.
Roll gaps may be controlled in 6 and 17. The same applies to the case where the roll gap between the horizontal rolls is controlled. Further, the embodiment of the invention has been described by taking the rail as an example, but the present invention is also applicable to a section steel such as an H section steel, an I section steel, and a T section steel.
【0015】[0015]
【実施例】レール(JIS 60 kg 級、高さ174 m
m 、頭幅65 mm 、脚幅145 mm )を図3に示す圧延
工程で圧延した。この発明によるロール間隙制御、ロー
ル間隙制御なし、接触、非接触側両垂直ロールのロール
間隙制御、接触側垂直ロールのみのロール間隙制御の場
合をそれぞれ比較して、圧延結果を図5に示す。[Example] Rail (JIS 60 kg class, height 174 m)
m, head width 65 mm, leg width 145 mm) were rolled in the rolling process shown in FIG. Rolling results are shown in FIG. 5 by comparing the roll gap control according to the present invention, the roll gap control without the roll gap control, the roll gap control of the contact and non-contact side vertical rolls, and the roll gap control of the contact side vertical roll only.
【0016】ロール間隙制御なしの場合は、高さの標準
偏差は0.07mmであった。接触、非接触側両垂直ロー
ルのロール間隙を制御した場合は、高さの標準偏差は
0.02mmに低減されたが、圧延後水平ロール側面にク
ラックが発生した。接触側垂直ロールのみのロール間隙
を制御した場合(従来法)は、高さの標準偏差は0.0
4mmであった。この発明の場合では、高さの標準偏差は
0.02mmであり、両側の垂直ロールのロール間隙を制
御した場合と同等の寸法精度が得られ、ロール損傷も発
生しなかった。Without roll gap control, the standard deviation of the height was 0.07 mm. When the roll gap between the contact and non-contact side vertical rolls was controlled, the standard deviation of the height was reduced to 0.02 mm, but cracks occurred on the horizontal roll side surfaces after rolling. When the roll gap of only the contact side vertical roll is controlled (conventional method), the standard deviation of the height is 0.0
4 mm. In the case of the present invention, the standard deviation of the height was 0.02 mm, the same dimensional accuracy as when the gap between the vertical rolls on both sides was controlled was obtained, and no roll damage occurred.
【0017】[0017]
【発明の効果】この発明では、片側の垂直ロールのみに
しか形状寸法制御を適用できない場合であっても、製品
のフランジ厚みの長手方向ばらつきを低減することがで
きる。また、水平ロール側面にクラックが発生すること
はない。According to the present invention, even when the shape and size control can be applied to only one of the vertical rolls, it is possible to reduce variations in the flange thickness of the product in the longitudinal direction. Further, no crack is generated on the side surface of the horizontal roll.
【図1】この発明においてロール間隙を制御する方法の
一例を説明する図面である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a method for controlling a roll gap in the present invention.
【図2】フランジ厚みの誤差発生理由を説明する模式図
である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the reason why an error in flange thickness occurs.
【図3】この発明が適用されるレールの圧延工程図であ
る。FIG. 3 is a rolling process diagram of a rail to which the present invention is applied.
【図4】形鋼圧延に用いられるユニバーサル圧延機を模
式的に示す図面である。FIG. 4 is a drawing schematically showing a universal rolling mill used for section steel rolling.
【図5】従来法とこの発明の寸法制御方法とを比較し
て、レールの高さ変動の一例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of rail height variation, comparing a conventional method and a dimension control method of the present invention.
1 水平ロール 2 垂直ロール 3 荷重計 4 演算装置 5 圧下制御装置 6 圧下モータ R 圧延材 添字FSは非接触垂直ロール側、添字MSは接触垂直ロール
側をそれぞれ示している。REFERENCE SIGNS LIST 1 horizontal roll 2 vertical roll 3 load cell 4 arithmetic unit 5 reduction control device 6 reduction motor R rolling material Subscript FS indicates non-contact vertical roll side, and subscript MS indicates contact vertical roll side.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 普康 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 佐伯 和彦 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 久保 誠太郎 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 川端 都紀生 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 服部 義孝 福岡県北九州市戸畑区飛幡町1番1号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Fuyasu Yamamoto 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Kazuhiko Saeki No. 1 Tobata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka No. 1 Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Seitaro Kubo 1-1, Tobata-cho, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Tokio Kawabata Fukuoka Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works, 1-1, Tobata-ku, Kitakyushu-shi, Japan (72) Inventor Yoshitaka Hattori Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works, 1-1, Toba-ku, Tobata-ku, Kitakyushu, Fukuoka Prefecture
Claims (1)
ロールを水平ロール側面に接触させ、他方の垂直ロール
を水平ロールと非接触として、形鋼を圧延する方法にお
いて、非接触垂直ロールの圧延荷重を計測し、水平ロー
ル側面と非接触垂直ロールとのロール間隙を前記計測圧
延荷重および下式に基づいて制御することを特徴とする
形鋼の寸法制御方法。 ΔsFS=αΔPFS/MCOM ただし、ΔsFS:ロール間隙変更量、α:定数、 ΔPFS:基準条件からの圧延荷重偏差 MCOM =MFS(MMS+2MT )/(MFS+MMS+2
MT ) M:ミル剛性、 添字FS:垂直ロール非接触側、MS:垂直ロール接触側、 T :水平ロールスラスト方向In a method of rolling a section steel by using a universal rolling mill, one vertical roll is brought into contact with a horizontal roll side face and the other vertical roll is not in contact with the horizontal roll, the rolling load of the non-contact vertical roll is reduced. A dimension control method for a shaped steel, comprising measuring and controlling a roll gap between a horizontal roll side surface and a non-contact vertical roll based on the measured rolling load and the following formula. Δs FS = αΔP FS / M COM where Δs FS : roll gap change amount, α: constant, ΔP FS : rolling load deviation from standard conditions M COM = M FS (M MS + 2M T ) / (M FS + M MS +2)
M T ) M: Mill rigidity, Subscript FS: Vertical roll non-contact side, MS: Vertical roll contact side, T: Horizontal roll thrust direction
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