JPS5828005B2 - キンゾクバンノアツエンニオケル ケイジヨウセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、圧延金属板、特に薄板の形状を圧延段階で
正常化制御するための金属板の圧延に釦げる形状制御装
置に関するものである。

一般に金属板、特に薄板は圧延ロールを用いた圧延によ
って製造されているが、この場合前記板は圧延されるこ
とによって圧延方向に伸びを生じより板厚の薄いものへ
と圧延される。

この伸びは圧下率〔（入側板厚−山側板厚）／入側板厚
〕に依存し、前記伸びの板幅方向の分布は、入側板厚の
幅方向分布かよひ圧延後板厚の幅方向分布によって決ま
るが、前記圧延後板厚分布は、■ 圧延ロールの弾性変
形、 ■ 圧延板から圧延ロールへの入熱による前記圧延ロー
ルの熱膨張、 ■ 圧延板と圧延ロール間の摩擦による前記圧延ロール
の摩耗 などの圧延ロールの変形に影響される。

このように圧延板の圧延方向の伸びに対して伸びの板幅
方向分布が生ずると、圧延板内には、その圧延方向に圧
縮（圧下重大）および引張り（圧下率小）の残留応力が
生じるようになる。

すなわち圧下率が大きい場合には板厚は薄くなり、逆に
圧下率が小さい場合には板厚は比較的厚くなっているこ
とになるから、圧延板において、板厚が薄い部分には圧
縮応力が、板厚が厚い部分には引張り応力が残菌するこ
とになる。

この圧縮応力がある限度以上になると圧延板は面外変形
を起し、バンクリングと呼ばれる現象が現われる。

これが一般に形状不良と云われるもので、入側板厚一定
の時の圧延後板厚分布と前記板厚分布によって起る圧延
板の形状不良態様との関係が第１〜３図に示寧れている
。

第１〜３図にむいて、ａは形状不良圧延板の斜視図、ｂ
は前記圧延板の幅方向断面図、Ｃは前記圧延板の幅方向
の張力分布、およびｄは前記圧延板の幅方向の板厚態様
をそれぞれ示す。

第１図に示す形状不良態様を中伸びまたはセンターバン
クリングと呼び、第２図に示す状態をクォーターバンク
リング、第３図に示す状態を耳波またはクエービーエソ
ヂと呼んで釦り、これらの形状不良は後工程における装
置の故障や品質の低下の原因となっている。

従来、上述のような圧延板の形状不良の発生を防止する
ために、第４図に示すように、ワークロール１ち−よび
バックアンプロール２のそれぞれのロールネック端部１
／、 ２／に油圧シリンダーなどの加圧装置（矢印で示
す）を設け、前記ワークロール１釦よひ／またはバンク
アンプロール２に強制的な曲げを与えて見かげ上のロー
ルプロフィルを変えることによって圧延板Ｓの形状を制
御することからなるが、ロール径の巨大化にともなって
前記ロールに曲げを加えることが容易でなく、特にバン
クアンプロール２に対しては、その径が大きいことから
曲げ装置だけで相当に大きな装置が必要となり、しかも
ワークロール１だげの曲げでは圧延板端部付近にしか効
果が及ばず、中延びに対しては効果が及ばないなどの問
題点がある。

本発明者は、上述のような従来の問題点を解決すべく研
究を行なうに際しては、 （ａ） Ｂ １ａｎｄとＦ ｏｒｄが提唱するところ
の、＼Ｐ・・・・・・圧延荷重 Ｐ＋・・・中立点からロールバイト出口までの圧延圧力 Ｐ−・・・中立点からロールバイト入口までの圧延圧力 ｋｍ・・予約変形抵抗 ｑｆ・・・前方張力 ｑｂ・・・後方張力 ｈ・・・・・・板 厚 ｈｌ ・・・入口板厚 ｈ２・・・出口板厚 Ｈ＝２１ ｊａｎ ’ ７” １３ ２ｈ２ θ・・・・・・ロールバイト出口からの用度φ・・・・
・・ロールバイト出口からの中立点の角度ａ・・・・・
・ロールバイト間の角度 Ｒ／、・・・・・偏平後のロール半径 μ・・・・・・板とロール間の摩擦係数 とした場合、上記各要因間には、 ｐ ＝ ｎＪ”、；φｐ＋ｄθ＋Ｒｊ／ｊａｐ ｉＰ
＋＝ｋｍ （１−”−’ ） ”。

□■ｍ ｈ２ ｑｂ ｈ Ｐ ＝ｋｍ（１−−）−ｅμ（Ｈｌ−Ｈ）ｋｍ ｈ
ｌ の関係があること、むよび （ｂ） Ａ−Ｊ −Ｆ 、 Ｍａｃ Ｑｕｅｅｎが提
唱するところの Ｐｏ・・・張力無しの場合の圧下刃 ＴＦ・・・前方張力 ＴＲ・・・後方張力 とした場合、これらの２要因間には、実験的に、Ｐ−Ｐ
ｏ−ＰＴ ＰＴ二０．１６ＴＦ＋０．３２ＴＢ の関係が成り立つこと、 以上（ａ）および（ｂ）Ｋ示す関係式に注目し、これら
の関係式に関しては、圧延板に張力が加わると圧延板の
変形抵抗が減少したと同様に圧延ロールの圧下刃が減少
し、前記ロールの圧下刃が減少するとミルセツティング
が変らなげれば圧延機の弾性によって圧延板の板厚が減
少し、これらの関係は薄板などの圧延板の板厚制御に適
用できることが判明しており、これらのことは、また板
幅方向に張力が異る場合にも云えることで、板幅の一部
に張力が加わると、第５図にも示されるように、その部
分の板の変形抵抗が減少したと同様な効果が得られ、そ
の部分の圧下率が増加する。

このようなことから現行の薄板の冷間タンデムミルでは
一般に前方、後方張力を付加しであるので、前スタンド
で形状が乱れた場合でも自然に板幅にわたって張力に差
が生じることになり、この結果自然にある程度の形状補
正がなされるという公知事項に着目し研究を行った結果
、圧延板の形状の乱れに応じて生ずる張力差に相乗する
ような張力分布を積極的に付加すると、圧延板の形状が
極めて満足に制御できることを実証したものである。

したがって本発明は、これらの実証にもとづいてなされ
たもので、構成が極めて簡単で圧延板の形状の乱れに即
応して形状を自動的に制御し得る極めて有効適切な金属
板の圧延における形状制御装置を提供することを目的と
するものである。

以下図面にもとづいて本発明の実施の態様を説明する。

第６図に示す本形状制御装置Ｅは、圧延機 の１方側に
配置した左右制御ロール３，３と、中央制御ロール３′
とから構成されている。

前記左右制御ロール３，３は、前記圧延機Ａの入側にお
ける前記薄板Ｓの下面の両端部に配設され、薄板Ｓの形
状不良が中伸び（第１図（ａ）〜（ｂ）参照）状態の場
合には、前記各左右制御ロール３゜３を適宜作動するこ
とによって、薄板Ｓ両端部近辺の幅方向の張力を増大せ
しめ、これによって圧延後の薄板の延伸率の幅方向分布
を均一にし、薄板Ｓの中伸びを防止するよう制御するも
のである。

上述の左右制御ロール３，３を作動する態様を第８図（
ａＬ （ｂ）及び（ｃ）を参照して具体的に説明すると
次の通りである。

先づ第８図（ａ）ＶＣ示したのは、各左右制御ロール３
．３を単に上下することによって圧延前後の薄板Ｓ両端
部の幅方向の張力を変化せしめるようにした例で、図示
のように各ロールの内端面の薄板に接する部分には適宜
丸味を付は圧延中の薄板面に疵を付げないようになって
いる。

次に第８図１）Ｋ示す例は、前記各左右制御ロール３，
３の長手方向の中央部を中心として、それぞれ時計方向
によび反時計方向に各左右制御ロール３，３を傾斜動せ
しめ、この傾斜動によって圧延前後の薄板Ｓの両端部の
張力を変化するようにしたものである。

更に第８図Ｃに示す例は、前記各左右制御ロール３，３
をあらかじめ相互に傾斜せしめてそれぞれ配設し、この
各ロールを傾斜状態のまま圧延方向と直角方向に左右に
移動し得るようにし、この移動によって圧延前後の薄板
Ｓの両端の張力を変化するようにしたものである。

尚前記左右制御ロール３，３は、前記実施例にかいては
薄板Ｓの下部に位置して配設されているが、これは薄板
Ｓの上部に配設してもよいのは勿論、その作動に際し、
前述の機構を２つ以上組合せてもよい。

前記中央制御ロール３′は、前記各左右制御ロール３，
３の中間部に位置せしめて配設され、薄板Ｓの形状不良
が耳波（第３図（ａ）−（ｂ）参照）状態の場合には、
この中央制御ロール３′を適宜上下作動することによっ
て、薄板Ｓ中央部近辺の幅方向の張力を増大せしめ、こ
れによって圧延後の薄板の延伸率の幅方向分布を均一に
し、薄板Ｓの耳波な防止するよう制御するものである。

又耳波と中伸びとを同時に制御する場合は、第８図（ｄ
）、 （ｅ）及び（ｆ）に示す通り、前述の中伸び制御
用の左右制御ロール３，３と、この中央制御ロール３′
とを同時に作動することによって制御するものである。

同前記中伸び制御用の左右制御ロール３，３及び耳波制
御用の中央制御ロール３′は、それぞれ油圧駆動装置等
適宜駆動装置（図示しない）により自動的に作動するよ
う構成されている。

４は、前記各制御ロール３及び３′により薄板Ｓに垂直
変位を付加した時に、わずかな変位置で十分な張力分布
を得るための補助ロールを示すが、この補助ロール４の
形状は直ロールに限定されるものではなく、種々の形状
のものを必要に応じて使用すればよく、又変位付加点が
圧延ロールに十分近接していれば、前記補助ロールは使
用しなくてもよい。

第７図は、前記中伸び制御用の左右制御ロール３．３に
よって薄板Ｓの両端を持ち上げた時に圧延前の板に発生
する張力分布を示すものである。

図示のように幅９ＱＱｍｍの板を持ち上げた場合、板端
部ＶＣ釦いて約１０ ｋｙ／ｍｖｔ２の張力が発生しこ
の張力は板中央に向って減少する。

このように明らかに板端部と板中央部に大きな張力差が
生じているが、この張力差は制御ロールからの距離にし
たがって減すいする。

この例では距離８００ｍｍに釦いて張力分布は略均−で
ある。

従ってロールが板を圧延している位置（Ｏ−ルバイト）
でこの張力不均一分布の影響を与えるには、これ以下の
距離に加工部を置かなげればならない。

第９図は本形状制御装置Ｅを更に具体的に示す説明図で
、前記中伸び制御用の左右制御ロール３゜３および耳波
制御用の中央制御ロール３′は、ワークロール１，１等
圧延係ロールの中心より入側に４００ｍｖｔ離れた所に
設置されている。

又補助ロール４は前記各制御ロール３及び３′中心より
図示の通り３００關離れた所に装着されている。

前記各制御ロール３及び３′のロール径は両方共それぞ
れ１５０ｍ７ｒＬψであって、この実施例ではこれら各
制御ロール３及び３′は適宜油圧機構で昇降作動するよ
う構成されているが、これは電動又は空気圧機構によっ
て昇降作動してもよいのは勿論であり、各制御ロールの
昇降作動距離は、作動油の送り込み量又は差動トランス
等の直接的な計測手段によって計測され、移動量は通常
１０〜２０關の範囲であるが最大５０ｍｍまで可能であ
る。

又これら制御ロールは通常薄板など被圧延板Ｓと同期し
た速度で回転し得るよう中空構造に形成されているが、
場合によってはスリツプを回避するため駆動するように
してもよい。

更に薄板など被圧延板Ｓの形状検出器（図示しない）を
前記圧延機Ａの出口側の所要位置に設置し、この形状検
出器の検出信号によって前記各制御ロールを必要に応じ
て自動的に作動するようにすることによって、極めて迅
速に被圧延板の形状修正を行なうことが可能で、例えば
秒速２０ｍの圧延に釦いて１秒以内で制御することが可
能である。

上述のように、この発明によれば、速い応答で被圧延板
の複雑な形状不良を矯正することができるので、その品
質向上に寄与するところが極めて大きく、しかも冷間圧
延のみならず熱間圧延、レベラー、トよびスキンパス圧
延などにも適用できるなど工業上有用な効果がもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は形状不良圧延板を示す説明図で、ａは斜視
図、ｂは幅方向断面図、Ｃは幅方向張力分布図、ｄは幅
方向板厚態様図、第４図は従来形状不良を制御するため
の方法を説明する説明図、第５図は圧延中の板に働らく
張力が圧延圧力に及ぼす影響を説明する説明図、第６図
はこの発明に係る形状制御装置の要部を示す斜視図、第
７図は板に発生する張力の分布図、第８図ａ ” ｆは
各制御ロールの作動態様を示す説明図、第９図は前記形
状制御装置の具体的な説明図である０図面ＶＣ釦いて、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧延機の圧延ロー）Ｌ４）入側および出側の少なく
   とも一方側に設けられた２つの左右制御ロール釦よび１
   つの中央制御ロールとから構成され、前記左右制御ロー
   ルは、それぞれ水平方向にトいて圧延中の金属板の側端
   部分の上面および下面の少なくとも一面に極めて近接し
   て、前記金属板の板肉方向に対称的に位置してお・す、
   前記左右制御ロールは、前記金属板の側端部分に所望の
   垂直方向の変位を与えることによって、前記金属板の板
   肉方向の張力分布を変化させ、もって、圧延中の前記金
   属板の前記部分の圧下率を増大させ、一方、前記中央制
   御ロールは、前記金属板の上面釦よび下面の少なくとも
   一面の、板肉方向の中央部に極めて近接して、前記２つ
   の左右制御ロールの中間に位置してかり、前記中央制御
   ロールの軸方向は、前記金属板の圧延方向と直角かつ水
   平であり、前記中央制御ロールは、垂直方向に移動でき
   、前記中央制御ロールは、前記金属板の板肉方向の中央
   部分に所望の垂直方向の変位を与えることによって、前
   記金属板の板肉方向の張力分布を変化させ、もって、圧
   延中の前記金属板の前記部分の圧下率を増大させること
   を特徴とする、金属板の圧延に釦ける形状制御装置。