JPS59185515A - 異速圧延方法及び圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は異周速で駆動される上下作業ロールのうち、高
速側作業ロールにのみ圧延材を巻き付けて圧延する形式
の真速圧延において、圧延材の蛇行を防止することによ
って低張力でも安定した圧延が実現できるようにした真
速圧延方法及び圧延機に関するものである。

２本の作業ロールの周速に差をつけ、圧延材の上下面に
反対方向の摩擦力を生じさせて圧延荷重を減少させるこ
とができる真速圧延方法は、知られている。この真速圧
延のうち、圧延材を高速側作業ロールに巻き付ける巻付
真速圧延方式は、第１図に示す如く、高速側中立点（Ｎ
ｌ）を上下作業ロール（α）（ｂ）の間隙の出口に一致
させることがてきるので、圧延荷重減少効果が安定に得
られるほかに、板幅方向で出側板速度は高速側である上
作業ロール（ＬＬ）の周速度に一致し２、板形状は良好
となる特徴を宿している。板形状良好なることを体積速
度２定の原理から説明すると、片方の板端での入側板厚
をＨｌ、出側板厚をヘト入側基準長さをＬｈ出側長さを
ｔ、とし、又、もう一方の板端では上記に対応させてそ
れぞれＨ２・Ａ２°、Ｌ２．４とすると、 ＬＩＨｌ、　＝　ｔ１’ＡＩ Ｌ２　Ｈ２＝　４〜 が成立する。出側板速度は、高速側作業ロール周速（Ｖ
Ｈ）に等しいので、 ｔ、−ｚ、、　−ｖＨｔ　　　　　（ｔ　：時間）とな
シ、圧延後板長さが板幅方向で一定なので板形状は良好
となる。

ところが、左右板端での板厚は、それぞれ’＋　＝　Ｌ
ｔ’　Ｈ１／　（ＶＨｔ　）／Ｌ２　＝　Ｌ２　Ｈ２／
　（Ｖ耐） となり・侵入体積速度Ｌ＋　Ｈ＋／ｌ、　Ｌ２Ｈ２／’
　ｉ’ｌ：それぞれ一定であるから、ロール間隙がそれ
ぞれ／Ｌ１、ｈ２になっていないと広いロール間隙の方
にのみ板は引き込まれて板は蛇行してしまう。すなわち
、板形状を良好にできる代りに、体積速度が板幅方向に
一定になるようにロール間隙を制御するか、速く引き込
まれる板部分に大きな後方張力をかける必要があり、巻
付圧延を行う際のネックになっていた。冷間圧延の前工
程では、板厚が厚いので、張力をかけるとすると非常に
大きなパワーを必要とする。試算によると、板とロール
の不平行度が６０μｍあると、５Ｙｓ７７’ｍｙｊ、程
度の後方張力を必要とし、板厚４ｍ、板幅１０００綱、
板速度５００ｍｐｍであれは、１０ＤＤＫＷものパワー
を必要とする。

一方、ロール間隙を制菌するにしても、板幅方向の体積
速度分布をオノラインで検出することは困難である。

本発明は、かかる実状に鑑み、板の蛇行量を直接検出し
てロール間隙を制御し、大きな張力発生装置を必要とせ
ずに巻付圧延の効果を遺感なく上げようとするものであ
る。

圧延材の蛇行を制御する従来の対策の１つとして、圧延
機の作業側と駆動側に各々設置しであるロードセルの出
力信号の差により間接的に圧延材の蛇行量を検°出し、
その信号をもとにして作業側、駆動側圧下系の圧下量を
調整することによって蛇行を制御するようにしたものが
あった。

しかし、この従来の方式では、圧延材の蛇行によシ生ず
る左右荷重の変化が非常に小さいこと（圧延機によって
も異なるが、１トン以下の左右差を問題としなければな
らない）、蛇行制御に圧延による外乱が介在すること、
等にょ９理論的には実現可能であっても実用化は極めて
困難であった。

巻付異速圧延機で圧延材を圧延する場合、材料の幅方向
の硬度差、幅方向のテーバ等、圧延材自体に起因する要
因、又、圧延材の中心がロール中心とずれて進入する（
オフセンター）等の操作上の要因が既述したように通常
圧延より厳しい影響力をもつこと、により、圧延機の作
業側、駆動側にかかる圧延荷重に不釣合いが生じ、その
結果、作業側と駆動のギャップに差が生じる。このため
、ミルの入側における材料の引き込み速度はギャップの
拡大した側の方が速くなり、その結果、圧延材は入側で
第２図に示す如く進行方向（矢印方向）に対してギャッ
プの広い側へ尻を振るよう々格好で傾く。傾いた圧延材
（８）は、作業ロール（α）（ｂ）の軸に直角方向に進
むため、圧延１’（’ｌはロールギャップの拡大してい
る方向へ横ずれを起こし、ます捷ずギャップは拡大しｊ
て行く。このときのギャップの状態を第６図に示す。

このように圧延材が一度蛇行を起こすと、蛇行した側の
ギャップが拡がり、その結果まず寸す蛇行が進行すると
いうように、安定な状態に　　　　−回復することがで
きなくなる。

以上のように圧延機の作業側と駆動側（以下、左右とい
う）とでロールギャップに差が生じると、圧延材は蛇行
し始めるので、蛇行を防止するためには、圧延材の寄っ
た側のロールギャップを狭めるような制御を行えばよい
ことがわがる０ この考え方から、圧延材の蛇行を防止するようにした一
方法として、前記したロードセルの出力信号の差によシ
間接的に圧延材の蛇行量を検出してロールギャップを調
整する第４図に例示するものが既に知られている。

すなわち、左右の油圧シリンダ（ｃ）（ｃｌのピストン
位置を検出するシリンダ位置検出器（ｄ）（易によりロ
ール圧下用のシリンダ（ｃ）（ｃｌ内のピストン位置を
検出し、その値を加算増幅器（−）（ｇ’）へそれぞれ
フィードバックし、加算増幅器（−）（−’）の出力に
よりサーボ弁（力（Ａを駆動して左右のロール位置を制
御するように構成されている。更に、これだけでは、圧
延材（ｓ）が左右のいずれの方向へ寄ったことから生ず
る左右のロールの曲りや変形の差に起因するロールギャ
ップの左右の差を補正することができず、圧延材（ｓ）
の横ずれ・すなわち、蛇行を防止できないことがら、左
右に設置しであるロードセル（ｙ）　（，４で得られる
荷重検出信号の左右の差を加算器（Ａ）で求め、係数器
（ｚ）によシフイードバック量を調整して荷重の増した
側のロールギャップを狭めるよう−に前記加算増幅器ｔ
ｇ＋（ｇｉへ信号を与えるようにし、係数器（♂）を適
正に調節することによシ、圧延材（８）の幅方向の位置
をロール中央方向へ戻すようにロールギャップを制御で
きるようにし−Ｃある。（力は上下の控ロールである。

と−ころが、上記第４図の方式は、実現可能なように考
えられるが、前記した如き圧延材の蛇行により生ずる左
右荷重の変化が非常に小さいこと、蛇行制御に圧延によ
る外乱が介在すること、という問題があるほか、原理的
にも以下に述べるような難点かあり、実用化されなかっ
た。

その難点を第５図により説明する。第５図（〜は、圧延
相（”）が−蛇行し荷重ＰＬ、工）Ｒが発生した様子を
示している。ここで荷重の増した後の圧下刃Ｐ□をさら
に増し、ＰＬをさらに減らすように圧下制御を行えば、
ＰＲ側のロールギャップは狭なり、蛇行は修正できるこ
とになる。しかし、このときに荷重差の増大量が不足す
ると、第５図（Ｉｌ）に示すよう（ｌこロールギャップ
の幅方向の差は少なくなり、蛇行の進行を弱めることは
できるが、蛇行を防止する℃に十分なギャップ差をつく
ることができない。逆に、もし、荷重差を過大につけて
しまうと、第５図（ｃ）に示すように圧延材（ε）の位
置をロール中央へ戻すようにロールギャップ差はつけら
れるが、このため圧延材（ｓ）は急激にＰＬ側へ近付く
ため、制御装置が十分に早く応答できないと、そのま１
０一ル中央部から行き過ぎてＰＬ側へ行き過ぎてし−ま
い、又、次には、逆にＰＲ側へ行き過きてしまうという
ように振動的に蛇行してしまう。したがって、この場合
には、あまシ急激に圧延材（ｓ）の蛇行を修正しないよ
うに適尚なロールギャップの左右差を与えなければなら
ない。

つ−ま９、荷重差からロールギャップノ左右差を演算し
、ギャップの左右差を補正するというような制御では、
補正量が不足すると効果がなく、過大になると制御が不
安定になるため、成る限られた適切な量を補正しなけれ
ばならない。

ところが、この適切な量は、板幅、厚さ、材質、圧延速
度等の条件で変化してしまう４゜しかもこれらの影響を
直接にとらえる方法がないため、すべての条件に対して
適切となるような補正量を設定することは実用上非常に
困難である。

このように上記の方法は、条件を一定に設定できる実験
圧延では効果を実証できても実用化できなかったのであ
る。

本発明は、巻付真速圧延において低張力でも圧延材の蛇
行による圧延相エツジ部の損傷、更には板破断等の不具
合による圧延作業停止等を防止し、圧延の安定化を実現
し、生産の高能率化、製品の歩留りの向上を意図してな
芒れたもので、圧延材の蛇行量を直接検出し、その量が
零となるまで左右の宙下量を調整することによって蛇行
を防止するものである。本発明によれば、第４図に示す
方式の難点、すなわち、前述した原理的な難点や蛇行に
よる荷重変化が小さい等の実用上の困難を克服すること
ができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第６図は本発明の装置の一実施例を示すもので、上下の
作業ロール（１）（２）、上下の控ロール（３）（４）
、下控ロール（４）の両軸端を支持している下控ロール
チョック（５）（６）、各下控ロールチョック（５）（
６）に圧下刃を作用させる油圧シリンダ（７）　（８）
を備え、圧延材（９）は出側で高速ロールに巻き付けら
れるようにした油圧圧下式圧延機（その他のロールチョ
ック、ハウジングは図示せず）において、左右の油圧シ
リンダ（７）　（８）へ流入、流出する圧油の量をサー
ボ弁Ｑｌ）（６）によって制御するようにすると共に、
油圧シリンダ（７バ８）のピストンの動きを検出する変
位検出器α３０荀を油圧シリンダ（７）　（８）に取り
付け、該変位検出器α３Ｑ４）からの信号と設定信号と
を比較する加算アンプα［有］（１０を設け、左右のロ
ールギャップは、サーボ弁ａυ（イ）にょシ油圧シリン
ダ（７）　（８）に流入、流出する圧油の量を制御する
ことによって設定するように構成しである０又、上記圧
延機０旬の入側又は出側のいずれか一方（図では入側）
に、圧延材（９）の蛇行を検出する検出器α力を設置し
、該蛇行検出器α力からの信号を、記憶回路（ハ）、リ
レーαりで構成される目標値設定回路の出力と加算アン
プ■で比較するようにし、比較によシ得られた蛇行量偏
差信号に）を蛇行制御調節器Ｑ］）で処理し、左右の圧
下修正信号＠（ハ）として取り出し、前記加算アンプα
＄◇・に加えるようにする。

圧延開始の初期、適当なタイミングでリレーαつヲ切る
と、その瞬間の値が記憶回路（へ）へ与えられ、その出
力が蛇行制御の目標値として加算アンプ（イ）へ加えら
れる。

圧延材（９）が蛇行すると、その量は蛇行検出器（１７
）で検出され、加算アンプ（４）で目標値と比較され、
その結果、蛇行量偏差信号が発生する。この信号（イ）
は、蛇行制御調節器Ｑυで処理される。

この調節器Ｑυは、たとえば、雫なる増幅回路、すなわ
ち、比例ゲイン回路を使う場合もあるし、あるいは比例
及び微分回路又は比例、微分及び積分回路を使うことも
あり、蛇行検出器ａカの設定位置、圧延外乱の種類に応
じて適宜使い分けるようにする。上記調節器■υの出力
は、左右の圧下修正係号＠（財）として圧下制御系の加
算アンプ（へ）（至）に加えられるが、たとえば、圧延
材（９）が作業側へ寄った場合には作業側のロールギャ
ップを締めて駆動側のロールギャップを開ける方向に圧
下修正係号が加えられ、又、圧延材（９）が駆動側へ寄
った場合は上記とは逆にロールギャップの制御が行われ
るように方向が定められて圧下修正信号が加えられる。

したがって、加算アンプα機ａＱでは、実際の油圧シリ
ンダ（７）（８）のピストンの変位信号と圧下修正係号
との比較が行われて、差イ＝号にょシサーボ弁Ｏυ（６
）は油圧シリンダ（７）　（８）への圧油の流入、流出
量を制御し、その結果、左右のロールギャップが変更さ
れ、前記したメカニズムで蛇行のそれ以上の進行は喰い
止められ、圧延材（９）は記憶回路（至）で与えられて
いる目標値まで戻される。

以上本発明について説明し、四段圧延機への適用例を示
したが、本発明は蛇行が問題となるすべての形式の圧延
機へ適用できること、制御回路はハードウェアではなく
コンピユータラ使ったソフトウェアでも構成できること
、その他、蛇行検出器を圧延機の入側、出側の両方に付
設し、両者の信号をもとに本発明の制御装置を構成する
等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え
得ることは勿論である。又、第６図では油圧圧下式圧延
機の左右の位置制御系のみを示しているが、実際には、
位置制御系以外に、ロードセルで圧延荷重を測り、ミル
の伸びを演算してそれを補正するミル定数制御回路等が
設けられるが、不発明の要旨ではないので省略している
。

以上述べた如く、本発明によれば、圧延材の蛇行量を直
接検出し、その差が零となるまで左右のギャップを変更
するよう制御するので、従来の方法に見られた前述の難
点は起こらす、圧延材の蛇行を防止して低張力でも安定
した巻付真速圧延を実現できる。その結果、圧延材の形
状が良好になるうえ、デスケーリングに用いれば安定し
たデスケーリング率が得られる。又、圧延材の蛇行によ
る事故を防止できることにより稼動率が向上し、又、ク
ラウンの少ないストリップの圧延が可能になるので、こ
れによる歩留りの向上を図ることができる、等の効果を
奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻包真速圧延の中立点の関係を示す図、第２図
は左右のロールギャップに差があるときの圧延材の傾き
を示す平面図、第５図は第２図のロール軸における垂直
断面図、第４図は従来の制御方法の一例図、第５図１　
（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）は圧延材の蛇行と圧下刃の関係
を示づ正面図、第６１スは本発明の圧延機に組み込んだ
蛇行防止装置の実施例図である。 （１１（２）・上下作業ロール、（７）　（８）・°油
圧シリンダ、（９）・・・圧延材、θυ（２）　サーボ
弁、θ３ａ４Ｊ・・・変位検出器、００針・・加算アン
プ、αη・・蛇行検出器、（□□□・記憶回路、（ホ）
・・・加算゛アンプ、ｅυ・・・蛇行制御調節器０ 特許出願人　新日本製鐵株式會社 第４図 第５図 第６図 二工場内 ■出　願　人　石川島播磨重工業株式会社東京都千代田
区大手町２丁目２ 番１号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）圧延作業ロールの高速側のみに圧延材を巻き付けて
   真速圧延を行う圧延作業中に、圧延材の蛇行量を直接検
   出し、その検出値に・もとづき作業側と駆動側のロール
   ギャップを変更することによって圧延Ａ２の蛇行を防止
   することを特徴とする真速圧延方法。 ２）圧延作業ロールの高速側のみに圧延材を、巻き付け
   て真速圧延する圧延機において、上記圧延材の蛇行量を
   検出する検出器と、該検出器で検出した蛇行量の信号を
   目標値と比較演算する装置と、該比較演算する装置で得
   られた信号を処理して作業側と駆動側の圧下修正信号と
   して出力する装置とを備え、該圧下修正信号で作業側、
   駆動側のロールギャップを変更させるようにしてなる圧
   延材蛇行防止装置を組み込んでなることを特徴とする異
   速圧延機。