JPS59225803A - 圧延方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、作業ロールをロールの軸方向に移動し得る圧
延機の圧延方法に係り、特に、・作業ロールの摩耗形状
と圧延材の板クラウンを制御して圧延材を圧延する方法
に関する。

〔発明の背景〕

板厚４〜５０ＩＩＩＩ＋、板幅２０００〜５０ｏｏ−寸
法を有する厚板製品は、一般に、第１図に示すようなＩ
Ｅ延機１において、作業トール２，３を可逆的に運転し
、厚み４０〜２００調程度の素材を各圧延バス毎に減厚
圧延して製造される。すなわち、素材４をテーブルロー
ラ６によって矢印入方向に進行させて圧延し、次にこの
圧延によって延伸された板材５をテーブルローラ７によ
って矢印Ｂ方向に進行させて圧延するという作業を８〜
２０ノくス程度繰り返すことによって、素材４が所定の
板厚になるよう減厚されて製品が製造される。通常、こ
のような厚板製品を製造するための素材の温度は１０５
０〜９０００程度で、製品厚となる時点での製品の仕上
温度は７００〜９０００程度である。

このような熱間圧延では圧延材と接触する作業ロールの
摩耗が激しいため、各種板幅寸法の圧延材をその板幅の
大きさに関係なく圧延しようとすると、ロールの摩耗状
態の悪化によって良好な品質の製品が得られなくなるの
で、一般に、広幅材から順次狭幅材に移っていくという
順序で圧延作業が行われている。

一方、各種板幅寸法の圧延材を、圧延製品の板幅方向の
厚みを精度良く、また各板幅毎にロール交換等をするこ
となし２に能率良く圧延するため、特許等８３６２７０
号のように、作業ロールを軸方向に移動し得るように構
成し、作業ロールの軸方向移動調節とロールベンディン
グ作用との併用によって圧延材の形状制御を行い得るよ
うにした圧延機が開発されている。しかしながらこの圧
延機でも、ある一定の板幅の圧延材を所定の板厚まで繰
り返し圧延するときには作業ロールのシフト量を一定に
保持して圧延する方法が採られているため、圧延材を所
定の板厚まで圧延する場合には、圧延材と接触する作業
ロールの表面に段付の摩耗が発生することになる、この
ため、各種板幅寸法の圧延材をその大きさに関係のない
順序で繰り返し圧延しようとすると品質の良好な製品を
得ることができなくなるので、広幅材から順次狭幅材に
移っていくよう圧延順序を決定する必要がある。

従って、このように圧延順序に制限がおると、必要とす
る製品幅の圧延を即実行することが出来なくなる上に、
圧延素材を上述のような圧延順序に配列する作業のだめ
の多大な労力が必要になる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、圧延材を繰り返し圧延する場合、各種
板幅寸法の圧延材をその板幅の大きさに関係のない順序
で圧延することを可能とするとともに、繰り返し圧延の
際の圧延材の板クラウン制御も可能な圧延方法を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、軸方向に移動可能な作業ロールを備え
た圧延機により圧延材を繰り返し圧延する圧延方法にお
いて、圧延により減厚された圧延材を再度圧延する際に
、前記作業ロールの上作業ロールと下作業ロールの移動
方向が反対になるようにそれぞれロールの軸方向に移動
させると共に、この移動量を制御して前記圧延材を圧延
することにある。

この圧延方法によれば、減厚された圧延材を再度圧延す
るときに、上作業ロールと下作業ロールの移動方向が反
対になるように上下作業ロールをそれぞれ移動させてい
るので、上下作業ロールの圧延材に対する接触面が変化
することになる。この結果、ある板幅の圧延材を所定の
板厚まで圧延するときに生ずる上下作業ロールの摩耗量
は分散し、また、上下作業ロール摩耗形状がなめらかな
放物線状の曲線となる。すなわち、ある板幅の圧延材を
所定の板厚まで圧延するときに生ずるロールの摩耗は従
来のように局部的に発生することがなく、そして、ロー
ルの摩耗状態が良好に制御されるので、各種板幅の圧延
材をその板幅の大きさに関係のない順序で圧延すること
が可能となる。

また、作業ロールを軸方向に移動させる際に、こ厚 の移動量を制御しているので滅相圧延の各バスにおいて
必要な板クラウンを容易に得ることができる。

〔発明の実施例〕

本実施例においては上下作業ロールのロール軸方向への
移動を以下にその詳細を述べる方法で行い、上下作業ロ
ールの摩耗形状を圧延製品の板クラウンと合せて制御す
るようにしている。

すなわち圧延製品の品質としては、第２図に示す板幅Ｂ
の圧延製品２４の板中央の厚みＨｅと板端部の厚みＩ−
Ｉ　、と差である板クラウンｃｈ（＝）ｉ　ｅ−４−Ｉ
。）をできるだけ小さく制御することが歩留り上極めて
重要である。特に、この板クラウンの制御では、製品厚
に近くなったパスでの圧延、すなわち成形パス圧延と呼
ばれる最終パス近傍の数パスでの圧延において下式を満
すよう圧延することが必要である。

ここでＣｈ人は製品厚ＨＡに必要とされる板クラウンを
示し、Ｃｈｎ、Ｃｈｃ、ＣｈＤは最終パスの順次前のパ
スにおける板クラウンを示す。Ｈａ、ＨｃＨｏはそれぞ
れのパスでの板厚を示す。

′）まり、この式を満す圧延は第２図に示す板断面を各
パス毎に相似に圧延することであり、このように圧延す
ることによって板の形状を平坦に保持することが可能と
なる。

一方、本発明者等は第３図に示すような、上下作業ロー
ルを軸方向にそれぞれ相反するように移動することが可
能な圧延機３１（以下、作業ロールシフトミルという）
を用い、上下作業ロール３２．３３を圧延材３４の中心
に対して点対称的にａ、ｂ方向へそれぞれ移動させて圧
延材３４を圧延する場合、作業ロール端と圧延材の板幅
端との距離を・δとすれば、この距離δと圧延材３４に
生ずる板クラウンＣｈとの関係が第４図のように表わさ
れるということを明らかにすることが出来た。

すなわち、第４図は距離δが小さくなるに従って板クラ
ウンが小さくなり、また圧延荷重Ｐが小さくなるに従っ
て板クラウンＣｈが小さくなるということ示すものであ
る。

従って、以上説明した圧延材の板クラウンＣｈを考慮し
て上下作業ロールの摩耗形状を制御するには、成形パス
において、前述した式を満す相似圧延になるように第４
図からδを求め、そして、第３図に示す作業ロール３２
．３３をこの求められたδが得られるように移動させれ
ば良いということが分かる。たとえば、圧延荷重をＰＩ
に固定した状態であれば、各パスで所望の板クラウンＣ
ｈが得られるように、δＥ、δＤ、δＣ９δＢ。

６人と順次、δが減少するよう作業ロールを軸方向に移
動させれば良い。尚、このときもしも第４図におけるＰ
Ｉの線上のδ＝０で得られる板クラウンが、所望の板ク
ラウンよりも大きい場合は、０点以降にて圧延荷重をＰ
ＩからＰ、に減少させ、以下Ｐ２の線上のＢ／　、ＡＩ
となるように作業ロールを移動させれば目標の板クラウ
ンを得ること一方、このように作業ロールをＥ、Ｄ、Ｂ
、Ａへ と、各パスで順次作業ロールを移動することによす、上
述のように所望の板クラウンが得られるのと同時に、作
業ロールの摩耗形状を良好にすることができる。すなわ
ち、第４図のように上下作条ロールをＥ、Ｄ、Ｃ，・・
・・・・と移動することにより、上下作業ロール３２．
３３の摩耗は第５図に示すように、Ｘ−Ｘ線とＹ−Ｙ線
の交点０に対し点対称的に摩耗し、移動に伴って分散さ
れた形となる。

（９） 第６図は、この上下作業ロール３２．３３の摩耗量の合
計６８を示すものである、面、第５図および第６図では
、圧延材を模写するようにして摩耗を図示しているため
、作業ロールの摩耗状態が階段状となっているが、一般
に圧延材を一回圧延するときに作業ロールに生ずる摩耗
の量、すなわち１バス当りの摩耗量は１μ以上であるの
で、実際の摩耗状態はなだらかなカーブとなる。

この第６図に示す摩耗量は圧延材１本に対する摩耗状態
を表わすものであるが、実際には１本の圧延材に対し上
述のような成形パス圧延を行った後、次の圧延材が来る
までの間に作業ロールを元の位置に戻し次の圧延材の成
形パスで再び作業ロールを移動して圧延するという圧延
作業を繰り返すので、作業ロールはそのなだらかな摩耗
カーブを保持したままロール摩耗深さを増大して行くこ
とになる。従って、上述した説明や第６図等から上作業
ロールの摩耗によって、圧延材の板幅端側か薄くなるよ
うに思われるが、実際にはこのロール表面の形状がもう
一つの因子であるロールの熱（１０） 膨張によって、すなわち高温の圧延材の通過時間に応じ
て膨む傾向にあるので、このロールの熱膨張と前述した
ロールの摩耗とによるロール形状の変化は両者が打ち消
すよう作用し合い、ロール形状がほぼ平坦になるよう保
持される。第７図は、作業ロールシフトミルにおけるロ
ールの熱膨張の状態を示すもので、第６図に示されたロ
ール摩耗のカーブと丁度反対のカーブ７８が形成されて
いることが分かる。尚、ロールの摩耗とロールの熱膨張
のロールカーブが完全に一致しないことにより生ずるロ
ール形状の変化は多少存在するが、これは第３図に示す
ロールベンダカ・Ｆの調整や作業ロール端と圧延材の板
幅端との距離δの調整によって補正することができる。

以上説明した実施例によれば、圧延材１本を所定の板厚
まで圧延するときに生ずる作業ロールの摩耗量は分散さ
れるので、作業ロールの表面形状はなだらかな曲線とな
シ、良好な状態になる。この結果、各種板幅の圧延材の
圧延スケジュールを自由に組むことが可能となシ、生産
性が極めて向（１１） 上する。また、ロールの摩耗はロールの熱膨張と相殺す
るようになるので、ロール組替までの圧延本数を多くす
ることができ、この結果、ロール組替の頻度が少なくな
り生産性が向上する。

また、従来の圧延方法では成形パスにおいて、Ｃｈ／Ｈ
を一定に保つために圧延荷重を順次小さくしていく必要
があるが（一般に圧延荷重を大きくすると板クラウンは
大きくなる。）、本実施例においてはその必要がない。

すなわち、本実施例においては、主に作業ロールのシフ
ト量で板クラウン量を制御するようにしているので、圧
延荷重を大きい値に保持することができ、圧下量を大き
い値に設定できる。この結果、圧延パス回数を少なくす
ることが可能に外るので、加熱された圧延材をその温度
をあまり降下させることなく所定の板厚まで圧延すると
とができる。これにより製品の品質の向上が図れる。ま
た、圧延パス回数を少なくできるというととは、圧延材
１本に対するロール摩耗量も少なくなるので、作業ロー
ルの寿命が延び、ロール組替の頻度が少なくなる。従っ
て、（１２） 従って、前述の圧下量を大きく取れるということ、およ
びこのロール組替の頻度が少なくできるということによ
って生産性が向上する。

次に上述の本発明の実施例をさらに具体化したものを図
面の第８図〜第１２図より説明する。

第８図は、本実施例の方法を実施する圧延機の概略図を
示すもので、圧延材８０４を圧延する一対の上下作業ロ
ール８０２，８０３は一対の補強ロール８０９，８１０
で支承されている。補強ロール８０９は軸受箱８１１で
支持され、この軸受箱８１１は荷重計８１３とピボット
軸受８１４を介し、図示されていないモータ等によシ駆
動される圧下スクリュ８１５によってハウジング８１６
内を上下動するようになっている。補強ロール８１０は
下軸受箱８１２に支持され、この下軸受箱８１２はサー
ボバルブ８１７によシ駆動されるジヤツキ８１８によっ
てハウジング８１６内を上下動するようになっている。

このような圧延機において、圧延パススケジュールに従
う板厚の調整は、上下作業ロール８０２゜（１３） ８０３間のロールギャップを前述の圧下スクリュ８１５
を駆動し、」二作業ロール８０２を位置決めすることに
より行われる。また圧延中における板厚の制御は、指令
器８１９からの指令に基づきジヤツキ８１８を駆動する
ことによシ行われる。すなわち、圧延荷重をＰ１予め測
定されている圧延機のバネ定数をに１初期ロール開度を
ＳＯｓ指令目標板厚をｈｏとすれば、次式におけるΔｈ
が零になるように制御される。

Ｐ　／　Ｋ　＋　Ｓ　ｏ　　ｈ　ｏ−Δｈ　　　　　　
−（２）ここでＰ／には、圧延荷重によるロール間開度
増加量を示す。

尚、上記の計算は演算器８２０によって行われ、（２）
式のΔｈが零でないときには、サーボパルプ８１７を作
動して下目−ル群を昇降させ、所定の板厚になるよう制
御している。

また、作業ロールの移動量δとロールペンダカＦは、指
令器８１９からの指令曲令器８１９に予め設定されてい
る圧延各パス毎の板厚と圧延荷重の信号）に基づき制御
器８２１によって計算され、と（１４） の計算結果に基づき作業ロールの移動とロールベンディ
グが行われる。尚、作業ロールの移動はスピンドル８２
２を介して図示しない軸方向移動装置によって行われ、
ロールベンダカＦは、図示しない公知のロールベンディ
ング装置によって作業ロールを支持する軸受箱８１１，
８１２にそれぞれ付与されている。

次に以上説明した圧延機を用い、圧延材を第１図に示す
ように可逆的に圧延した具体例を説明する。

尚、圧延ロールの寸法は、作業ロールが胴径１２００Ｉ
ＤＩ、胴長４６００ｍ、補強ロールが胴径２２０抛１胴
長４６００鰭とする。

具体例１ 板幅３５００　ｒａｍ　、厚さ５０ｍの鋼材を圧延荷重
が同じである７回の圧延パス回数で厚さ１２咽、板クラ
ウン１００μの製品を得る圧延スケジュールの例を表１
に示す。

（１５） 表　　　１ この具体例１の各圧延パスにおいて必要とされる板クラ
ウンは、第９図より求められるδを基に作業ロール８０
２　８０３の移動を調整することによって得られる。図
において、δ□、Ｘの位置とは作業ロール８０２，８０
３が軸方向に移動量零の点である（この場合、δ、□−
（４６００−３５００）／２＝５５０ｍ）。尚、Ａ１の
パスにおいて、表１では、板クラウンが３５０μ必要と
なっているが、第９図では、制御能力の制限によって板
クラウンが（１６） ３１０μとなっており、完全な整合が得られなくなって
いる。従って、前述の（１）式を満さない非相似な板ク
ラウン比率の圧延となるが、一般に、板厚が２０隠以上
では、（１）式を満さない圧延を行っても板形状が悪化
することはなく圧延を実施する上で問題とならない。尚
、この具体例１では、厚さ５０ｍの素材を圧延する例を
示したが、もしも厚さが５０ｗｌ１以上の素材を圧延す
る場合には（厚さ２００ｗ程度の素材を圧延することも
ある。）、厚さが５０ｍ＋になるまで、第９図に示すＡ
１のパスのδの近傍で圧延し、それ以後、すなわち成形
パスにおいて（１）式を満す圧延を行えば良い。また、
ロールの摩耗については、素材がこのように厚い付近で
の板長は短い状態にあるので、摩耗量が少々くロールの
摩耗形状は悪化しない。

具体例２ 次に、板幅３５００ｗ、厚さ５０鰭の素材を、途中のパ
スで圧延荷重を変えて圧延し、厚さ１２隠。

板クラウン１５０μの製品を得る圧延スケジュールの例
を表２に示す。これは、高張力鋼のように（１７） 変形抵抗の高い場合に実施される。

表　　　２ この具体例２の各圧延パスにおいて必要とされる板クラ
ウンは、第１０図より求められるδを基に作業ロール８
０２，８０３の移動を調整することによって得られる。

すなわち、Ａ１〜Ａ５の圧゛延バスでは圧延荷重が７５
００ｔｏｎの線によって、（１８） 扁６〜屋８の圧延パスでは圧延荷重が６０００ｔｏｎの
線によって、Ａ９〜Ａ１０の圧延パスでは圧延荷重が４
５００ｔｏｎの線によって、各々δを求めて作業ロール
の移動を調整する。尚、このように圧延荷重を変更させ
た場合には、第１０図に示すようにパス間途中で作業ロ
ールを逆の方向に移動することもあるが、作業ロールの
位置は、Ａ１の圧延パスから製品厚となるＡＩＯの圧延
パスまでの全体的に見た圧延過程において、δが総体的
に小さくなるよう、すなわち、作業ロール端が板幅端に
総体的に近づくよう移動しており、ロールの摩耗形状は
良好に制御される。

尚、この具体例２では、圧延荷重を表２に示すようにし
て変更させているが、各圧延パス毎に圧延荷重を変更し
、第１０図の点線で示す線上の１→２′→３／→４′→
・・・→１０のように作業ロールを移動して圧延を行っ
てもよい。

また、具体例１で説明したように素材の厚さが犬なると
きには、作業ロールを移動せずに板厚が２０目以下にな
ってから作業ロールを順次移動す（１９） るようにしても良いということは言うまでもない。

具体例３ 次に、板幅３５００ｎｍ、厚さ５０咽の具体例２と同じ
素材を、作業ロールのペンダ力を調整して圧延し、厚さ
１２關、板クラウン１５０μの製品を得る圧延スケジュ
ールの例を表３に示す。

表　　３ 通常、板クラウンを制御する手段としてぺｌダ装置が用
いられるが、この具体例３では、作業口（２０） −ルの移動量δにロールベンダカＦを併用させて板クラ
ウンの制御範囲を拡げるようしている。すなわち、圧延
荷重７５００ｔｏｎの一定条件において、ベンダ力Ｆを
０〜４００ｔｏｎ／軸受箱の範囲で調節するものとすれ
ば、第１１図に示すように、ベンダ力Ｆ＝Ｏの線と最大
ペンダ力Ｆ　ｍａｔ　＝４００　ｔｏｎ／軸受箱の線と
の間の区間がδとＦの組合せによる板クラウンの制御可
能な領域となる。この場合、各パスにおいて必要とされ
る板クラウンは、ペンダ力Ｆと移動量δの組合せを適宜
選定することによシ、すなわち、第１１図のようにして
圧延することにより得られる。

尚、表３および第１１図から分かるようにこの具体例３
では、圧延荷重を７５００ｔｏｎと高い値で一定にして
いるので、先に説明した具体例２の圧延パス回数よりも
少なくなり、圧延作業能率が向上することになる。

次に、以上説明した具体例のように、作業ロールを移動
して圧延した場合のロールの摩耗形状と従来のように作
業ロールを移動しないで圧延した（２１） 場合のロールの摩耗形状を第１２図に示す。この第１２
図は、初め平坦なロール形状の作業ロールで、板幅２０
００〜４３００ｍの各種板幅の圧延材を３００本圧延し
た後のロールの摩耗状況を示すものでおり、上は従来の
方法における摩耗状況を示し、下は本発明の実施例の方
法における摩耗状況を示す。

この第１２図から分かるように、従来の作業ロールを減
厚パス毎に移動しない方法では、各種板幅の圧延材を何
回も繰シ返し圧延することによって高低差の大きい段付
の摩耗形状となり、また、圧延スケジュールが広幅材か
ら狭幅材へ移っていくというようになっているのでロー
ルの摩耗カーブが階段状のカーブとなる。これに対し、
本発明の実施例の方法によれば、３００本もの材料を圧
延したにも拘らず清めらかな摩耗カーブとなる。

また、前述したように、高温の圧延材を圧延することに
よってロール摩耗とは反対方向にロールが熱膨張するの
で、ロールの摩耗とロールの熱膨張による形状の変化は
相殺し、初期のロールの平坦（２２） 度に近い状態に々る。たとえば、３００本の材料をｆｆ
、ｉし／Ｃ時点でのロールの熱膨張の最大点は６５０μ
程度と々るが、−・方、ロールの摩耗針の最大点は第１
２図から分かるように６００μ程度となって訃り、両者
の差が小さく、多数の圧延を行ったのにも拘らず平坦に
近い状態に保持される。

従って、圧延スケジュールをどのように組んでも常に理
想的な圧延をすることが可能となる。

以上説明した実施例では、圧延材が薄くなるに従って、
板幅端方向に上下作業ロールを移動させ杢 る例を示したが、−生の圧延が終了したときに上下作業
ロールを基の位置に戻さ九ずに、次の圧延材に対しては
逆方向に順次移動して圧延するようにしても良い。

また、本実施例では、４段圧延機の例について説明した
が、勿論、６段圧延機等の多段圧延機においても本実施
例のように作業ロールを移動することによって同様の効
果が得られる。

また、本実施例では一台の圧延機によって材料を操り返
し圧延する例を示したが、本発明はこれ（２３） に限定されることはなく、減厚圧延を一台以上の圧延機
によって複数回のバス回数で繰り返し圧延する場合であ
れば本発明を適用することができる。

例えば、２台の圧延機を近接して配置した場合の圧延に
おいても本発明を適用することができる。

また、本実施例では熱間厚板圧延を例に取って説明した
が、本発明は熱間ストリップ用ステツケル圧延、伸銅等
の一方向循環圧延、あるいは冷間ストリップ用可逆圧延
等に対し広く適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ある板幅の圧延材を圧延材を所定の板
厚まで圧延する時に生ずる上下作業ロールの摩耗量が分
散し、ロールの摩耗状態が良好に制御されるので、各種
板幅の圧延材をその板幅の大きさに関係のない順序でＨ
：延することが可能となり、また、作業ロールの軸方向
に移動させる際に、この移動量を制御しているので減厚
圧延の各パスにおいて必要な板クラウンを容易に得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

（２４） 第１図は本発明の一実施例が適用される圧延設備の側面
断面図、第２図は圧延製品の板クラウンの説明図、第３
図は本発明の一実施例が適用される圧延機の正面断面図
、第４図は板クラウンと作業ロール端部と板幅端部との
間の距離δ及び圧延荷重との関係と表わす説明図、第５
図及び第６図は本発明の一実施例を適用した時の作業ロ
ールの摩耗状況を説明する圧延機の部分断面図、第７図
は作業ロールの熱膨張の説明図、第８図は本発明の一実
施例が適用される圧延機の正面断面図、第９図、第１０
図及び第１１図はそれぞれ本発明の一実施例を説明する
板クラウンとδの関係図、第１２図は本発明の一実施例
の圧延方法ど従来の圧延方法におけるロールの摩耗を比
較する説明図である。 ２．３，３２，３３，８０２，８０３−・・作業ロール
、４．２４，３４，８０４・・・圧延材。 （２５）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、軸方向に移動可能な作業ロールを備えた圧延機によ
   り圧延材を繰り返し圧延する圧延方法において、圧延に
   よシ減厚された圧延材を再度圧延する際に、前記作業ロ
   ールの上作業ロールと下作業ロールの移動方向が反対に
   なるようにそれぞれロールの軸方向に移動させると共に
   、この移動量を制御して前記圧延材を圧延することを特
   徴とする圧延方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記作業ロールを
   その作業ロールの端部が圧延材の板幅方向端部に近づく
   方向に移動させることを特徴とする圧延方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、所望の板クラウン
   が得られる位置に前記上下作業ロールを移動させること
   を特徴とする圧延方法。 ４、特許請求の範囲第４項において、所望の板クラウン
   を圧延荷重と前記上下作業ロールの移動量の調節によっ
   て得るようにしたことを特徴とする圧延方法。 ６、特許請求の範囲第４項において、所望の板クラウン
   を前記上下作業ロールに付与するロールペンダ力と前記
   上下作業ロールの移動量の調節によって得るようにした
   ことを特徴とする圧延方法。 ７、特許請求の範囲第４項において、所望の板クラウン
   を圧延荷重と前記上下作業ロールに付与するロールペン
   ダ力と前記上下作業ロールの移動量の調節によって得る
   ようにしたことを特徴とする圧延方法。