JPS5829162B2 - 熱間圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属材料の熱間圧延に際し、板クラウンを適正
に制御すると共に良好な板形状を得る方法に係るもので
ある。

例えば、ホットストリップの圧延に於いては、大きな圧
延荷重による圧延ロールの撓み等の弾性変形のために、
圧延された板材の幅方向に板厚偏差が生じ、中央部が厚
く、エツジ部に近づくにつれて薄くなる傾向ば生じる。

この中央とエツジの板厚差が板クラウンであり、板クラ
ウンは材料の変形抵抗、サイスロールの熱膨張、摩耗等
によって変動する。

ホットストリップの板クラウンが大きすぎることは、成
品の品質、歩留の点から好１しくないたみ、板クラウン
およびその変動の減少に関して努力が積重ねられ、板ク
ラウンを制御する装置としてロールベンディング装置や
６Ｈｉ圧延機で中間ロールを軸方向にシフトする圧延機
（％公昭５０−１９５１０号公報）が開発されている。

しかし、これらの装置の開発にも拘わらず、板クラウン
を自由に制御するレベルに至って（八ないのが実情であ
る。

この原因は次による。

■ 薄板の性質として、クラウンを変化すると形状が変
化する。

■ 前述のクラウン制御装置をホットストリップミルの
仕上圧延機群にどのように適用したら最適クラウン制御
ができるか十分に解明されていない。

本発明は良好な形状を確保しつつ、クラウンを自由に制
御する方法に於いて、クラウン制御能力を増大すること
を目的とする。

本発明者等は、クラウン制御方法を研究する目的で実機
仕上圧延機群に於いて、ダブルチョックロールベンダー
（以下ＤＣＢと称する）を使用して実験を行ない、次の
知見を得た。

（１）クラウン制御は形状許容値以内で行なう必要があ
る。

形状許容値は仕上圧延機の通板性、板の品質から決めら
れる。

（２）単スタンドでのクラウン変化による形状変化は、
そのスタンドの出側クラウン比率（クラウン値Ｃｒｏ／
板厚り。

）と入側クラウン比率（クラウン値Ｃｒｉ／板厚ｈｉ）
の差で表わされるクラウン比率変化△Ｃｒ／ｈによって
決昔る。

第１図にクラウン比率変化と形状（烏峻度λで表わされ
、通常ス） ＩＪツブ長手方向にできる中伸び及び耳波
の波の高さに対する波のピッチの比で表わす。

）の関係を示す。この第１図において、λ二±２．５優
の線が形状許容限界（次のスタンドに噛み込１ぞること
ができるストリップ形状の限界）を示し、ｂは形状許容
限界によって制約されるクラウン比率変化量を示してい
る。

（３）第２図にｂと板厚の関係を示す。

ｂは板厚によって変化し、板厚が小さいほど小さい。

（４）単スタンドのクラウン制御能力は第３ｂ図に示す
ように板厚に対して反比例する関係にある。

ここで、用語等を説明する。

上記の如く単スタンドの入側の板厚ｈｉとクラウンＣｒ
ｉが単スタンドで任意の圧延条件にて圧延することによ
って、出側の板厚り。

とクラウンＣｒ□になった場合の比率クラウン変化は、
単スタンドの制御能力を示すものではない。

すなわち、圧延による比率クラウン変化量と形状の変化
量の指標となる。

比率クラウンは、クラウン比率と同義である。

上記の如く、単スタンドの入側の板厚ｈｉ とクラウン
Ｃｒｉ が一定の場合に、単スタンドのクラウン制御手
段にてクラウンを増す方向に制御系の限度一杯寸で制御
をしたときに出側の板ｉｈ。

とクラウンＣｒｏ１を得、クラウンを減らす方向に制御
系の限度一杯オで制御をしたときに出側の板厚り。

とクラウンＣｒｏ２を得た場合に、そのときの比率クラ
ウン変化の差分な比率クラウン制御能力という。

クラウンを減らす方向の限度＝インクＩＪ −４大クラ
ウンを増やす方向の限度＝ディグＩＪ −１”ｌ”ｌ役
人インクリーズとは、ロールカーブの見かけの増、ディ
フリーズとは、ロールカーブの見かけ上の減クラウン履
歴係数 制御手段を固定の状態で圧延した場合に、出側のクラウ
ン変化分（Ｃｒｏ１→Ｃｒ０２）が得られたとき、板厚
を考慮した変化の比 Ｃ（Ｃｒｏ＋ Ｃｒｏ２）／ｈｏｌ／［（Ｃｒｉ。

Ｃｒｉ ２ ）／ ｈ ｉ ：］ をクラウン履歴係数又は影響係数という。

圧下率を固定した場合には、板厚の厚い程、圧延し易い
（板幅方向の塑性流動が容易である）ため、クラウン制
御範囲 （ｌ Ｃｒ −＝Ｃｒ□ 、 −Ｃｒｏ ２で計算）も
板厚の薄いものよりクラウン制御範囲が第３ａ図に示す
如く微増傾向にある。

ただし、それを比率クラウン変化＝（Ｃｒ ／ ｈで表
わすと、板厚りの影響が効いて第３ｂ図の如き反比例曲
線となる。

すなわち、第３ｂ図は、単スタンドの板厚の違いに釦け
る、ロールベンダーの効きの程度（比率クラウン制御能
力の違い）を表わしている。

（４）第４図に、圧下率と単スタンドクラウン制御能力
を示す。

圧下率が２０％以下のときクラウン制御能力は急激に低
下する。

圧下率がある程度（第４図では２０％）以上では、比率
クラウン制御能力は、はぼ横這い状態になるが、それ（
２０％）以下では、圧延荷重の減少により、クラウン制
御能力が出にくくなる。

最終的には、圧下率０％になって、圧延荷重Ｏ１板厚変
化Ｏ、クラウン制御能力Ｏとなる。

一般的には、熱間圧延機の仕上スタンドでは、最終スタ
ンド（例えばＦ６）は、主体的に形状を良くするために
、低圧下率（スキンパス）圧延を行なっている。

この場合、クラウン制御能力は、非常に小さくなるが、
クラウン比率の若干の変化でも、板厚が薄いため、はと
んど形状変化として現われるため、形状制御上は問題な
い。

（６）第２図１よび第３ｂ図の関係から、第５図に示す
関係を得る。

第５図は形状許容限界釦よびクラウン制御装置能力から
決するクラウン変化量を各板厚に対して示すものである
。

この第５図から、仕上圧延機群のクラウン制御能力は、
板厚大の前段スタンドでは制御装置能力により、板厚小
の後段スタンドでは形状限界により決することか判る。

（７）第６図は、各板厚に対し圧延スタンド入側のクラ
ウン量を変化すせた時の出側のクラウン変化を、入側の
クラウン変化に対する比率で示したもので、前スタンド
昔での制御で得られたクラウン変化量Ｊ Ｃｒ １／
ｈｔは、後続スタンドで圧延することによりその影響が
α×△Ｃｒ１／ｈ１゜（α二０．１〜０．５）Ｌか残ら
ないことが判る。

このことから、ストリップのクラウン制御量への寄与率
は、板厚の厚い前段スタンドはど小さいこと、昔た最終
スタンドまで連続してクラウン制御を行なうのがクラウ
ン制御には有効であることが判る。

第６図は、クラウン制御を効果的に行なうためには、最
終スタンドまで連続してクラウン制御しなければならな
いこと、および、ストリップのクラウン制御量への寄与
率は前段スタンドはど小さいことを示す。

以上の知見により、仕上圧延機群の各圧延機でクラウン
制御する場合に於けるストリップのクラウン制御量が予
測できる。

結果の一例を第７図に示す。

第７図は、Ｆ１〜Ｆ６の６スタンドから成る仕上圧延機
群のＦ２〜Ｆ６にＤＣＢを設置し、インクリーズ最大〜
デイクリーズ最大の範囲でクラウン制御する場合得られ
るクラウン比率の変化量を示す。

この第１図において、各点の内容は次の通りである。

点■：Ｆ２人側ク人中クラウン比率Ｆ２人側クラウンＣ
ｒ１ｚ）／（Ｆ２人側板厚ｈｉ２）〕を基準とする。

すなわち、クラウン比率変化ばＯである。点■：Ｆ２出
側のクラウン比率変化。

クラウン比率変化■−■（■ばＦ２スタンドでクラウン
制脚能カ一杯に制御した場合における出側クラウン比率
変化値を示し、点■マイナス点■がＦ２スタンドのクラ
ウン制御能力を示す。

）は、Ｆ２スタンドのクラウン制御量で、Ｆ２出側板厚
より第３ｂ図の関係で求筐る。

点■：Ｆ２出側のクラウン比率変化、点■一点■がＦ３
の圧延により、点■一点■となる。

この比率変化■→■は、Ｆ２出側のクラウン比率変化■
−■とＦ３の出側板厚より第６図から求められたαとの
積から木芽る。

点■：Ｆ３出側のクラウン比率変化、クラウン比率変化
■−■は、Ｆ３のクラウン制御量で、Ｆ３出側板厚より
第３ｂ図に示す関係で決する。

これは、点■一点■が、Ｆ２ Ｆ３スタンドをいずれ
も制御能力一杯に制御して連動したときの累積クラウン
比率変化を示している。

点■〜点■は司様にして決する。

点０：Ｆ６出側に於ける累積クラウン比率変化。

クラウン比率変化［Ｆ］−■ば、第３ｂ図および第４図
に示す関係により木芽るＦ６のクラウン制御量で、Ｆ６
の圧下率が小のため小さい。

Ｆ５出側以降から形状許容値の影響を受ける。

点■ばＦ５出側板厚より第２図の関係で求昔るｂｌの領
域（点■を中心としてｂｌの領域がＦ５出側板厚に対す
る形状許容クラウン比率変化領域）Ｋ入らなければなら
ない。

同様に点■はｂ２の領域に入る必要がある。

成品の平担度確保のため、ｂ２（通常形状不感体と呼ば
れる領域：クラウンを変えても形状（平担度）変化とし
て表われない領域）は、第２図のλ＝±Ｏの線で求める
。

実線のケースばＦ５，６出側形状が形状許容値を外れる
ため、修正を要する。

これは、点■の結果に対して点■がｂｌの範囲より外れ
、また、点■の結果に対して、点＠がｂ２の範囲より外
れていることによる。

点０−＠）は、クラウン比率変化が形状許容領域内に入
るようＦ’４．Ｆ５のクラウン制御をＦ６のクラウン制
御能力に適合する範囲に抑えたときの値である。

第１図に示す如く、点■は点０を中心とするす、の領域
内に、点［相］は点［相］を中心とするｂ２の領域内に
あり、形状は確保できている。

以上から、本例に於ける板クラウン比率制御能力は点［
相］で示される値となる。

本発明者等は、板クラウン制御能力がＦ６のクラウン制
御能力で抑えられていることに着目し、その原因がＦ６
の圧下率が小なることにあることから、Ｆ６の圧下率を
増大して、クラウン制御能力を飛躍的に向上する方法を
発明した。

一般にホットストリップ□ルに於ける仕上最終スタンド
の圧下率は数係が常識である。

これは、最終スタンドが板厚を薄くするという圧延本来
の目的より、むしろ、成品の形状を良好にする目的に使
われることによる。

第８図は圧延荷重とロールの撓み量の関係を圧下率をパ
ラメータにして示すものである。

同一圧延ロット中にて、板幅もしくは変形抵抗の変化に
より圧延荷重が第８図の１から２に変化したときのロー
ルの撓み量変化は、圧下率３０係時ばＪδ１、圧下率５
係時ばＡδ２で示され、Ａδ２／１１δ１−４ｏ、３で
ある。

つ筐り、圧下率が小はど、圧延材の板幅や変形抵抗の変
化によるロール撓み量の変化が小さくなり、それだけ形
状が安定することになる。

本発明による方法では、最終スタンドの圧下率をクラウ
ン制御量増加のため増大することになるが、クラウン制
御と同時に形状制御も実施し、最終スタンド出側クラウ
ン比率Ｃ８と最終スタンド入側クラウン比率Ｃ□の関係
が Ｉｃｏ ｃｈｉ≦（１／２）Ｘ形状許容クラウン比率
変化となるよう、最終スタンドのクラウン制御装置を制
御する。

次に第９図を参照して本発明の詳細な説明する。

第７図に示す従来法との相違は、圧下スケジュールにあ
り、本発明の方法でばＦ５，６の圧下率が大きい。

従って、第９図の点Ｏの位置が第７図の点０の位置に比
して高い。

こればＦ６のクラウン制御量０−■が圧下率が大きい分
だけ大きくなったことによる。

第９図の点０ば、Ｆ５出側のクラウン比率点■を中心と
した形状許容領域から外れている。

このため、Ｆ６のクラウン制御能力を点０に抑えて制御
する必要があり、点０が本発明によるクラウン制御量を
示すことになる。

従来法のクラウン制御量が第７図の点［相］で示され、
植が１．１であるのに対して、第９図で示されるクラウ
ン制御量点０の値は２４となり、クラウン制御量が倍増
することになる。

本発明の効果として、最終スタンドの上下率を大きくす
ることから、仕上圧延機のスタンド数を節減できること
、釦よび、圧延中の板厚が最終スタンド入側１で厚くな
るため板の温度降下（サーマルランダウン）が減少でき
、燃料原単位を節減できることが挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクラウン比率変化と形状の関係を示すグラフ、
第２図は板厚と形状許容限界の関係を示すグラフ、第３
ａ図は数種の圧下率における板厚とクラウン制御範囲と
の関係を示すグラフ、第３ｂ図は板厚とクラウン制御能
力の関係を示すグラフ、第４図は圧下率とクラウン制御
能力の関係を示すグラフ、第５図は板厚に対する許容ク
ラウン変化量を示すグラフ、第６図は板厚に対する各ス
タンド間のクラウン比率変化量の比を示すグラフ、第７
図は各スタンドにおけるクラウン比率変化量を示すグラ
フ、第８図は圧延荷重に対するロール撓み量を示すグラ
フ、第９図は本発明の一実施例に督けるクラウン比率変
化量を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧延機の最終スタンドおよびそれより前段の所要ス
   タンドにロールベンディング機構を設置し、このロール
   ベンディング機構によりクラウン制御をか己なうととも
   に、上記最終スタンド１Ｆ３−いては２０％以上の大圧
   下をかけつつ上記ロールベンディング機構を操作して形
   状制御を行なうことを特徴とする熱間圧延方法。