JPS59229206A - 厚板の圧延方法 - 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】 本発明は厚板の圧延方法に関する。

連続鋳造又は分塊圧延機によって製造されたスラブを素
材とし、可逆圧延機を用いて厚板成品を製造する場合は
、一般に第１図に示す如き３つの工程を経て行われる。

まず第１の工程は幅出し前圧延工程（スラブ成形バス）
Ｘであって、スラブを板長子方向（スラブ又は仕上板の
長手方向を言い、双方向矢符で示す。以下同じ）に圧延
して表面の平坦化を図った幅出し前圧延完了材ＳＢを得
る。次にこれを９０°水平回転して第２の工程である幅
出し圧延工程Ｙに入り、幅出し前圧延完了材ＳＢを板幅
方向に圧延して所要の仕上幅を確保した幅出し圧延完了
材ＳＷを得る。次いでこれを９０゜水平回転して第３の
工程である仕上圧延工程Ｚに入り、幅出し圧延完了材Ｓ
Ｗを板長子方向に圧延して所要寸法の仕上板ｃｐを得る
。

而して成品たる仕上板ｃｐＯ板幅寸法を目標値通りに仕
上げ、且つその長手方向に関する板幅偏差を極力抑制す
ることは、後の精整工程における側縁部切捨量を低減し
て歩留を向上させる意味で工業上極めて有用なことであ
る。しかしながらこの板幅偏差を効果的に抑制するのは
実際上極めて困難であり、従来から種々の方法が摸索さ
れてきたものの未だ有効な抑制方法が開発されていない
のが実情であった。

例えば幅出し圧延中のロール間隔を変えることによって
、幅出し圧延した厚板の長手方向の断面形状を制御し、
これによって仕上圧延後の厚板の平面形状を制御するこ
とを特徴とする厚板の形状制御法が提案されている（特
願昭５０−１３２４６１号）が、被圧延材にはスキッド
マークが不可避的に存在するので、以下に詳述するよう
に幅出し前圧延工程にてスキッドマークの影響があられ
れ、この影響が及んだ被圧延材、即ち幅出し前圧延完了
材ＳＢに対して上述の技術を適用したとしても到底望ま
しい形状の仕上板ＣＰは得られない。

而して前述の板幅偏差が生成される原因の一つはスキッ
ドマークの存在である。第２図（イ）はスラブＳＬの平
面図及び側面図（板長平方向が現れる図面をいう。以下
同じ）であって、連続式の加熱炉において加熱されると
、スキントレールに接触する部分が低温となるために黒
化したスキッドマーク（斜線で図示）が現れることにな
る。このようなスラブＳＬを幅出し前圧延工程Ｘにより
圧延すると、スキッドマークの存在部と不在部とで温度
、従ってまた変形抵抗が異なるためにスキッドマーク部
分の板厚が厚くなった第２図（ロ）に示す如き幅出し前
圧延完了材ＳＢが得られる。

次にこれを９０°水平回転して幅出し圧延工程Ｙを経さ
せると、スキッドマークの存在部とそれ以外の部分との
全圧下量の相違により、第２図（ハ）に示す如き平面形
状ひょうたん形の幅出し圧延完了材ＳＷを得る。従って
これを９０°水平回転して仕上圧延工程Ｚを経させた場
合も第２図（ニ）に示す如く第２図（ハ）の形状を伸ば
した如きひょうたん形の、大きな板幅偏差を有する仕上
板ｃｐとなる。

板幅偏差が生成される今一つの大きな原因としては、被
圧延材料の拡幅量が材料の中央部と端部とで相異なるこ
とが挙げられる。即ち中央部と端部とでは周囲の材料か
らの拘束力が異なり、圧延時の材料の挙動が中央部と端
部で異なるために板幅偏差が生じる。この原因による板
幅偏差は材料が厚い程、また材料幅／材料厚比が小さい
程顕著である。

第３図（イ）−（ニ）は上述の原因により仕上板に板幅
偏差が現れる様子を模式的に示している。

まず第３図（イ）に示すスラブＳＬが幅出し前圧延工程
Ｘで圧延されると板長平方向の両端縁において板幅が局
部的に大となり、且つ板幅方向中央部が前後に広がった
、第３図（ロ）に示す如き幅出し前圧延完了材ＳＢが得
られ、これを幅出し圧延（Ｙ）するとやや肉厚であった
板幅方向中央部が伸びた形状の第３図（ハ）に示す如き
幅出し圧延完了材ＳＷが得られ、９れを仕上圧延（Ｚ）
すると板長平方向の両端部及び中央部が拡幅された、板
幅偏差の大きい第３図（ニ）に示す如き鼓形の仕上板Ｃ
Ｐが得られることになる。

さて前述したスキッドマークに因る板幅偏差の発生を回
避するには、平坦な幅出し前圧延完了材ＳＢを得ればよ
いのであるが、上述した如く材料の中央部と端部との圧
延メカニズムが異なるために幅出し圧延工程Ｘにおいて
板幅偏差を生ぜしめる現象が発生する。すなわち、第３
図【口）に破線で示す如き平面形状矩形の平坦な幅出し
前圧延完了材ＳＢ’を幅出し圧延（Ｙ）すると、第３図
（イ）、（ロ）に実線で示した過程と同様にして、圧延
長手方向（板幅方向）の両端縁において板長さが局部的
に大となり、且つ圧延幅方向（板長平方向）中央部が前
後に広がった第３図（ハ）に破線で示す如き幅出し圧延
完了材ＳＷ′が得られ、これが仕上圧延されるとこの圧
延完了材ＳＷ′の形状に倣う板幅偏差が現れることにな
る。

このような理由から本発明者は板幅偏差を可及的に小な
らしめるには幅出し前圧延工程Ｘにおいて圧下位置調節
を行い、これによって厚板長手方向の板厚分布が所要の
分布となった、平面視で矩形の幅出し前圧延完了材を得
、続く幅出し圧延工程Ｙにおいて圧延長手方向（板幅方
向）の長さ分布が均一な幅出し圧延完了材を得るのが板
幅偏差のない又は小さい仕上板を得るさめに最も効果的
であるとの知見を得た。

本発明は斯かる知見に基づいてなされたものであって、
幅出し前圧延工程及び幅出し圧延工程を含む厚板圧延に
おいて、幅出し圧延完了後における板幅偏差を小ならし
めるべく、幅出し前圧延工程の少くとも１パス中にて、
厚板の変形抵抗及び入口厚の厚板長手方向分布に応じて
圧下位置を変更調節することを基本的特徴とし、更に幅
出し圧延完了後におりる板幅偏差を小ならしめるべく、
前記幅出し前圧延工程の少くとも１バス中にて、前記変
形抵抗及び入口厚の厚板長手方向分布に併せて、幅出し
圧延工程以後における厚板幅寸法の推定厚板長手方向分
布にも応じて圧下位置を変更調節することを特徴とする
。

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第４図において１は４型式粗圧延機であって、ミルモ
ータｌａの軸に直結され、被圧延物が圧延につれて移動
する距離に関する情報を検出するための距離計２、圧延
荷重を検出するロードセル３、圧下位置（ロールギャッ
プ）を検出する圧下位置検出器４、油圧圧下機構５、及
び後述する如き演算及び制御を行う演算器６を備えてい
る。

そして板幅制御のための情報の流れは図面に矢符で示す
如く距離計２、ロードセル３、圧下位置検出器４から演
算器６へ夫々の検出情報が入力され、逆に演算器６から
油圧圧下機構５へ駆動制御情報が出力されるようにして
いる。

而してスラブＳＬに対する幅出し前圧延が開始され、こ
の工程における最終パスの圧延に先立って、幅出し前圧
延工程Ｘの最終パスにおける板長手方向各部の目標板厚
ｈｅ、すなわち幅出し前圧延完了材ＳＢの板長手方向各
部の目標板厚ｈｅを演算器６により求めておく。この目
標板厚ｈｅは板長手方向の各部における値として求めら
れ、換言すれば幅出し前圧延完了材ＳＢの板長手方向に
関する板厚分布ということになる。而して各部の目標板
厚ｈｅ又は板厚分布は幅出し圧延完了材Ｓ、Ｗ（又は仕
上板ＣＰ）の板幅偏差２ΔＢ（２ΔＢ’）〔第３図に示
すように板長手方向端部（実際には端縁より１ｍ程度中
央部寄りの位置）の板幅と板長手方向中央部の板幅との
差〕を可及的に小ならしめるに最適の値又は分布として
求められ、その演算方法については後述する。

さて圧延開始と共に圧下位置検出器４の圧下位置Ｓに関
する情報と、ロードセル３の圧延荷重Ｐに関する出力情
報とに基き、いわゆるゲージメーク厚ｈ　ａが下記（１
）式の如く演算器６によって逐次求められる。

ｈ　ａ　＝　Ｓ　十Ｐ／Ｍ　　　　　　　＝（１１但し
Ｍ：ミル剛性 この演算が行われると同時に板長βに関する情報が距離
計２によって演算器６へ入力され、これにより演算器６
ば逐次変化する板長ｌに関する情報から、現在圧延して
いる部分の目標板厚ｈｅに関する情報を選択参照し、こ
のときのｈａを当該ｈｅに等しくすべく油圧圧下機構５
へ圧下量変更情報が出力され、このようなシーケンスが
スラブＳ　Ｌが粗圧延機１を抜ける迄続けられ、所定の
板長平方向板厚分布を有する幅出し前圧延完了材ＳＢが
（層られる。

すなわち上述の制御過程にあっては、主としてスキンド
マークの存在に起因する厚板の変形抵抗及び入口厚の厚
板長手方向分布、換言すれば厚板長手方向における変形
抵抗及び入口厚の変化が距離計２及びロードセル３夫々
から得られる板長手方向位置情報及び圧延荷重情報の関
連で演算器６によって認識され、これが厚板長手方向分
布位におけるゲージメータ厚ｈａとして用いられること
により幅出し前圧延工程Ｘにおける圧下位置制御に反映
されることになる。

さて幅出し前圧延工程Ｘにおける最終パスの板長手方向
各部の目標板厚ｈｅ、換言すれば板長手方向に関する目
標板厚分布は次のようにして求められる。すなわちこの
目標板厚ｈｅを求めるに際しては幅出し圧延工程以後に
おける厚板の、即ら幅出し圧延完了材ＳＷ又は仕上板Ｃ
Ｐの幅寸法の推定厚板長手方向分布を演算することが基
本となっている。ここでは仕」二板ＣＰの推定厚板長手
方向分布を所定部位相互間での板幅差で代表させる場合
について述べる。

（Ｉ）まず仕上板ｃｐの端部の板幅と中央部の板幅との
差ΔＷ（端部の板幅−中央部の板幅。

第３図において一２ΔＢ’）を下記（２）式で示される
実験式にて推定算出する。

イｊ−］し、 α、β、Ｔ：係数（スラブをバッチ式加熱炉で十分に過
均熱してスキン ドマ−りを皆無とした材料を 圧延することにより求めた値） α、γ〉０、β〈０ Δｈｘ二幅出し前圧延工程Ｘにおける全圧下量（平均値
） Δｈｙ二幅出し圧延工程Ｙにおける全圧下量（平均値） ＷＦ　　：仕上板ＣＰの平均板幅 ＷＳ　　ニスラブＳＬの平均板幅 （旧次にスラブＳＬの板幅は全長に亘って均一であると
の仮定の基に、幅出し前圧延工程Ｘの最終パスにおける
板長手方向端部の目標板厚と、中央部の目標板厚との差
（目標板厚差）ΔＩ−１、ずなわら幅出し圧延完了材Ｓ
Ｗ又は仕上板ＣＰの板幅偏差を小ならしめる幅出し前圧
延完了材ＳＢの端部板厚と中央部板厚との差ΔＨ（端部
板厚−中央部板厚、第５図参照）を下記（３）式により
求める。

但しｈｗ：幅出し圧延完了材ＳＷの板 厚（平均値） （ＩＩＩ）次に下記（４）式により幅出し前圧延完了材
ＳＢの板長βＸ（第５図参照）を予測演算する。

但しｈｓニスラブＳＬの平均板厚 ｌｓニスラブＳＬの板長 ｈｘ：＠出し前圧延完了材ＳＢの 平均板厚 （ＩＶ）さて幅出し前圧延完了材ＳＢの目標形状として
は第５図に示す如く平面形状矩形であり板長手方向端部
が厚肉となったものが望ましい。すなわち板長手方向中
央部を平坦としたことによりスキッドマークの影響が回
避され、また端部の厚肉部が幅出し圧延工程Ｙにおける
圧延幅方向端部（板長手方向端部）における圧延長手方
向寸法の減少分を補填するので板幅偏差のない幅出し圧
延完了材ＳＷ又は仕上板ＣＰが得られるごとになる。而
して端部の厚肉部の板厚分布は端縁寄りが厚く、中央部
寄りか薄くなるように定めるが図示の実施例では端縁か
ら中央部側にかげて直線的に減少するようにしている。

勿論、これに替えて放物線状又は双曲線状の分布になる
ようにしてもよい。このような厚肉部の長さｌ′Ｘは下
記（５）式によって求められる。

ＷＳ 　ｘ ＋ｄ）　　・　□ 但しａ、ｂ、ｃ、ｄ：定数 ７！Ｆ：仕上板ｃｐの板長 （Ｖ）以上要するにＩｌｘ、　　ｊ！’ｘ、　　ｈｘ、
　ΔＨが求められたことによって、幅出し圧延完了材Ｓ
Ｗ又は仕上板ｃ−ｐの板幅偏差を可及的に小ならしめ得
る、幅出し前圧延完了材ＳＢの板長手方向に関する目標
板厚分布、すなわち板長手方向各部の目標板厚ｈｅが定
まることになる。そして演算器６はこのｈｅと、幅出し
前圧延工程Ｘの最終パスにおいて逐次入力される板長β
に関する情報をインデックスとして行う、同じく逐次入
力されるｈａとの対比処理に備えるようにする。

このようにして前述の如く最終パスにおけるスラブＳＬ
の各部のｈａをこれに対応するｈｅに等り、　＜すべく
油圧圧下機構５を演算器６により制御させると、所望の
板厚分布が実現された幅出し前圧延完了材ＳＢが得られ
、続く幅出し圧延工程Ｙ及び仕上圧延工程Ｚによって板
幅偏差の小さな仕上板ｃｐが得られる。

第６図は成品寸法が２０．２　ｍｍ　　（板厚）　Ｘ　
３５１０ｍｍ（板幅）　２１，２００　ｍｍ　　（板長
）の材料にツイテ、本発明方法を実施した一場合と無制
御の場合とについての成品板幅の偏差（ΔＷ）を実測し
た結果を夫々実線と破線とによって示している。この結
果から明らかな如く、本発明による場合は板幅偏差が激
減し、本発明方法の有効性が証明された。

なお上述の実施例では制御の応答速度が速い油圧川下機
構により圧下位置調節を行うこととし、たが、電動圧下
機構により圧下位置調節を行うこととしてもよい。ただ
この場合には圧下位置調節の応答遅れを補償するために
フィードフォワード制御を採択するのが適当である。斯
かるフィードフォワード制御の１例として次のような方
法が挙げられる。すなわち幅出し前圧延工程において、
先行パス、（例えば最終バスの直前のバス）において圧
下位置、圧延荷重を厚板の予め定められた板長子方向の
複数の区分ごとに測定する。そしてこの測定値と、予め
定められたパススケジュールあるいは厚板の種類等の圧
延条件及びこの先行パス圧延開始時における厚板温度に
より、この厚板の前記各区分の変形抵抗及び板厚を計算
により求める。そしてこの計算値より次のバス（っまり
最終パス）圧延後の厚板の各区分の板厚をそれぞれの目
標板厚番ニ一致さ廿る圧下位置を求め、このバス（最終
バス）圧延中に上記区分に対応する区分毎に圧下位置を
制御する。

このよう、に本発明の圧延制御を適用すべきバス　　□
（例えば最終バス）の先行バスでの圧下位置、圧延荷重
等に基づき板長子方向の変形抵抗及び入口厚の分布を求
め、これを次バス（最終バス）へフィードフォワードす
るのである。このようなフィードフォワード制御による
場合には電動圧下機構を用いることとしても本発明方法
を十分に適用できる。

以上詳述したように本発明による場合は幅出し圧延完了
材ＳＷ、更には仕上板ｃｐの板長子方向に関する板１＠
偏差が大幅に抑制され、精整工程におひる側縁部切捨量
を低減し得ることになり、大幅な歩留向上が可能となり
、本発明がこの種圧延技術の向上に寄与する所多大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は厚板圧延の説明図、第２図、第３図は板幅偏差
の生成過程説明図、第４図は本発明方法の実施状態を示
すブロック図、第５図は本発明方法を説明するための幅
出し前圧延完了材の平面図と側面図、第６図は本発明方
法を実施した結果の幼果を示すグラフである。 １・・・相圧延機　２・・・距離計　３・・・ロードセ
ル４・・・圧−［位置検出器　５・・・油圧圧下機構　
６・・・演算器 特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁理
士　　河　　野　　登　　夫芥　２　図 ＣＰ （ニ） 第　３ （ハ）　　　　　　　　　　　（ニ） 図 第４図 第　　５　図 ８６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、幅出し前圧延工程及び幅出し圧延工程を含む厚板圧
   延において、幅出し圧延完了後における板幅偏差を小な
   らしめるべく、幅出し前圧延工程の少くとも１パス中に
   て、厚板の変形抵抗及び入口厚の厚板長手方向分布に応
   じて圧下位置を変更調節することを特徴とする厚板の圧
   延方法。 ２、幅出し前圧延工程、幅出し圧延工程を含む厚板圧延
   において、幅出し圧延完了後における板幅偏差を小なら
   しめるべく、幅出し前圧延工程の少くとも１パス中にて
   、厚板の変形抵抗及び入口厚の厚板長手方向分布と、幅
   出し圧延工程以後における厚板幅寸法の推定厚板長手方
   向分布とに応じて圧下位置を変更調節することを特徴と
   する厚板の圧延方法。