JPS5937123B2 - 圧延方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延方法に関するものである。

従来、圧延材に張力をかけコイル状に巻取る薄板の圧延
機では、圧延機と巻取機との間に、１本あるいは２本の
デフレクタ−ローラーまたはプライドルローラーを設け
ている場合が多い。

このような圧延機で圧延される薄板の平坦度を圧延中に
判断するための基準として、板巾方向の張力分布状態を
観察することが最も一般的である。

圧延材の板厚が、たとえば、０．２〜０．３ｍｍ以上の
場合、圧延機の張力が小さい部分と張力が大きい部分と
の判断は、形状検出器によって行なうこともできる。

一方、板厚が上記寸法より薄い圧延材の場合には、熟練
したオペレーターの目視で、ある程度の判断ができるの
で、殆んどの圧延機には上記形状検出器が設けられてい
ない。

オペレーターは、目視で圧延材の張力分布を判断し、そ
の判断結果によって圧延材の板巾方向の張力分布を均一
にすべく、各種の圧延操作を行なっている。

ところで、圧延機出側圧延材の板巾方向の張力分布を均
一にすれば圧延材の平坦度が出るという従来の考え方に
は問題があった。

いま、第１図に示すごとく、従来のものでは圧延機１と
巻取機３との間に、デフレクタ−ローラー５が設けられ
、圧延ロール２を出た圧延材６は上記デフレクタ−ロー
ラー５を経て巻取機３で巻取コイル４に巻取られるよう
になっている。

この状態で、上記圧延材６の板巾方向の張力分布が均一
になっているものとする。

一般に、圧延ロール２および巻取機３軸は、デフレクタ
−ローラー５に比べて剛性が犬であるので、剛性体とみ
なされる。

一方、デフレクタ−ローラー５は、中空ローラーから構
成され剛性が小で、張力により中央部５ａが、図中点線
で示すように、たわまされるものである。

デフレクタ−ローラー５のたわみ量は、たとえば、圧延
材６の板巾、張力等の諸元を選定することによって、ロ
ーラー表面に圧延材６の張力による非軸対称荷重を受け
た場合、公知の式で計算することができる。

この計算結果によりデフレクタ−ローラー５の中央部５
ａは、第２図に示すように、断面形状がａからｂのよう
に変形させられることがわかる。

したがって、圧延材６の流れ方向縦断面で板巾中央部６
ａと板縁部６ｂとに分けると、圧延材６の板巾中央部６
ａは、第１図中点線で示すようになっている。

第１図から幾何学的に明確なことは、圧延ロール２出口
と巻取機３の巻取コイル４間にある圧延材６は、中央部
６ａより縁部６ｂの方が長いということである。

この状態で板巾方向の張力分布が均一になっているとい
うことは、圧延材６が明らかに平坦でなく、端伸び状態
になっているということである。

このことから明らかなように、従来の方法では、単純に
板巾方向の張力分布を均一にすることによってオペレー
タは、平坦な圧延材６を圧延していると思っているが、
現実には圧延製品は端のびになっているものである。

この場合に発生する端のびはわずかであるので、板厚が
０．２ｍｙｎ以上の場合には殆んど問題とならない。

このようなわずかの端のみが最も問題とされるのは、２
枚重ね合わせを行なう箔の場合である。

端のび率のわずかの差が重ね合わせ時にしわを誘発し、
このしわをそのまま圧延すると、しわの部分で製品に割
れが発生する。

現実の操業において、重ね合せに使う箔は、ごくわずか
中のび傾向のものがよいと言われている。

このことは、実際には中のびではなく、前述した圧延作
業中に、板巾方向の張力分布を中央部に弱（、縁部に強
くすることによって機械の欠点をカバーして平坦な圧延
材を圧延した結果であると見る方が妥当である。

このように、故意に張力分布の均一性をくずして圧延す
ることは、高度な熟練技術を要するものである。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、従
来のように高度な熟練技術を要せず、板巾方向の張力分
布を均一にして平坦な薄板を圧延することができるよう
にした圧延方法を提供しようとするものである。

まず、上記第１図において、デフレクタ−ローラー５表
面に適宜な正のクラウンを設け、張力が一定で、板巾方
向の張力分布が均一である条件で、巻取コイル４のコイ
ル径７を変えた場合、圧延材６の形状（端のび、中のび
）が変化する状態を理論的に求めてみた。

その際の圧延材の形状の変化は、第３図の曲線８のよう
な特性を示した。

この曲線８によると、コイル径７が最小である巻始点９
ａでは圧延材６は端のびであるが、コイル径７が大きく
なるにつれて端のびが減少し、さらに、コイル径７が最
大である巻終点９ｂでは、圧延材６は中のびになる。

これは、コイル径７の変化によって圧延材６のデフレク
タ−ローラー５への巻付角度が変化し、この変化によっ
てデフレクタ−ローラー５のたわみ量が変化するためで
あると考えられる。

また、デフレクタ−ローラー５の一つのクラウン量は、
コイル径７のある一点、すなわち、第３図中の曲線８と
コイル径線９との交点９ｃに対して適合し、このとき圧
延材６が平坦な状態になることが判明した。

上記の点に着目して本発明はなされたものである。

つぎに、本発明を一実施例である添付図面にしたがって
説明する。

第４図において、１０は圧延機で、１２は巻取機である
。

圧延機１０と巻取機１２との間には、位置が固定された
回転自在な１本の固定ローラー１６と、図示しない旋回
アームまたはリンクによって位置が変動される回転自在
な１本の可動ローラー１７とからなるプライドル装置１
５が設けられている。

上記固定ローラー１６および可動ローラー１７の少なく
ともいずれか一方には、所定寸法の正のクラウンが設け
られている。

そして、圧延機１０の圧延ロール１１を出た圧延材１８
は、プライドル装置１５の固定ローラー１６および可動
ローラー１７を経て巻取機１２で巻取コイル１３に巻取
られるようになっている。

なお、図中のαは可動ローラー１７の旋回角度を示すも
のである。

次に、上記構成からなる圧延機で平坦な薄板を圧延する
方法を説明する。

まず、第４図において、旋回角度αが一定で可動ローラ
ー１７が定位置に固定され、圧延材１８の張力が一定で
、板巾方向の張力分布が均一である条件で、圧延材１８
が圧延された場合、巻取コイル１３の各コイル径１４に
対応する圧延材１８の形状変化、すなわち、端のび、中
のびは、第５図に示され、図中の曲線１９になる。

この曲線１９によると、固定ローラー１６の巻付角が一
定で、可動ローラー１７０巻付角が変化するので、第３
図に示す曲線８と反対に、コイル径１４が最小である巻
始め点２０ａでは中のびが発生し、コイル径１４が最大
である巻終り点２０ｂでは端のびが発生する。

また、図中の曲線１９とコイル径線２０との交点２０ｃ
に、コイル径１４が対応したとき、圧延材１８の形状変
化、端のびおよび中のびが零で、圧延材１８が平坦な状
態にあることが知られる。

いま、端のび率εを圧延材１８の流れ方向の単位長さ当
りの圧延材縁部と中央部との長さの差であると定義する
と、端のび状態ではεはプラスで、中のび状態ではεは
マイナスで表わされる。

いま、第４図において、プライドル装置１５の固定ロー
ラー１６に所定のクラウンを与え、可動ローラー１７の
旋回角度αが一定で可動ローラー１７が定位置に固定さ
れ、圧延材１８の張力が一定で、板巾方向の張力分布が
均一である条件で、可動ローラー１７のクラウン量に対
応する圧延材１８の形状、すなわち、端のび率εを、巻
取コイル１３のコイル径１４の値ごとに示すと、第６図
のようになる。

図中の直線２１はコイル径１４が最小である巻始めを示
し、直線２２はコイル径１４が最大である巻終りを示す
ものである。

第６図において、直線２１または２２と可動ローラーク
ラウン線２３との交点を２３ａまたは２３ｂとすると、
交点２３ａまたは２３ｂに対応するクラウン量を可動ロ
ーラー１７に与えたとき、巻取コイル１３０巻始め、ま
たは、巻終りに圧延材１８の端のび率εが零になること
を示している。

また、直線２１と２２との交点を２４とすると、この交
点２４で与えられる点２３ｃに相当したクラウン量を可
動ローラー１７に与えたとき、コイル径１４の巻始めか
ら巻終りまで、圧延材１８は端のび率εが、上記交点２
４で与えられる点２５に相当した値で一定に圧延される
ことが知られる。

このことは、上記交点２４（以下、定のび重点という）
をある条件で、端のび率εが零である横軸線の可動ロー
ラークラウン線２３上に移すことができれば、１本の圧
延材１８を圧延する過程で、可動ローラー１７のクラウ
ン量を変化させることなく、端のび率εが零で、平坦な
圧延材１８の板巾方向張力分布を均一に維持することが
できるということである。

すなわち、上記第５図に示した曲線１９が水平になり、
かつ端のびが零であるコイル径線２０上に一致すること
である。

次に、上記同称、圧延材１８の張力が一定で、かつ板巾
方向の張力分布が均一で、プライドル装置１５の可動ロ
ーラー１７を、第６図に示した定のび重点（交点）２４
に相当する旋回角度αの位置に固定した条件で、固定ロ
ーラー１６のクラウンを変化（増加）させた場合、上記
定のび重点２４は、第７図に示すように、図中の軌跡線
２６に沿って移動し、端のび率εが零である横軸線の可
動ローラークラウン線２３に近づくことがわかる。

図中の定のび重点２４は、固定ローラー１６のクラウン
がＯｍｙｎ、点２６ａは固定ローラークラウンが０．０
２ｍｍ、点２６ｂは固定ローラークラウンが０．０３ｍ
ｍである一例を示すものである。

第７図において、図中の軌跡線２６と端のび率εが零ノ
である横軸線２３との交点を２７とすると、この交点
２７に対応する固定ローラー１６のクラウン量及び可動
ローラークラウン量を求め、該クラウン量をそれぞれ固
定ローラー１６及び可動ローラー１７に与えることによ
って、端のび率εが零の１ 圧延材１８、すなわち平坦
な圧延材１８を板巾方向の張力分布が均一な状態で巻取
コイル１３０巻始めから巻終りまで圧延することができ
る。

以上のことは、圧延材１８の材質、板厚、板中等が同一
なものについて述べたが、次に、上記第ン ４図に示し
た圧延機１０で種々な圧延材１８を圧延する場合につい
て説明する。

まず、圧延機１０で圧延される圧延材１８のうち、最も
代表的な圧延材１８につき、上述した手順方法にしたが
って、プライドル装置１５の固定、ローラー１６および
可動ローラー１７に所定のクラウンを与える一方、可動
ローラー１７を適正な旋回角度α位置に固定し、上記定
のび重点２４が、端のび率εが零である横軸線２３上の
点Ａに移動した状態を、第８図に示している。

図中の直線２８．２９は代表的な圧延材１８で、直線２
８が巻取コイル１３の巻始め、直線２９が巻終りを示す
ものである。

上記プライドル装置１５の状態で、単位張力が上記と同
一で、板厚が犬である他の圧延材１８を圧延する場合、
板厚が増加した分だけ圧延材１８の張力が増大し、第８
図中の定のび重点は点ＡがらＢに移動する。

図中の点線３０．３１は板厚が犬な他の圧延材１８で、
点線３０が巻取コイル１３０巻始め、点線３１が巻終り
を示すものである。

上記状態で、プライドル装置１５の固定ローラー１６お
よび可動ローラー１７のクラウンを変えずに、板巾方向
の張力分布を均一にして圧延を行なえば、他の圧延材１
８の端のび率εは、第８図中に示す点ＸおよびＹにて与
えられる値の間に分布し、全体的に端のびの製品ができ
る。

一方、プライドル装置１５の可動ローラー１７に、上記
点Ｂで与えられる点３２に相当するクラウン量を与えれ
ば、定のび重点Ｂでの圧延が可能になるが、上記点Ｂで
与えられる端のび率εが発生する。

いま、プライドル装置１５の固定ローラー１６のクラウ
ンを増加すると、上記第７図に示したように、第８図中
の定のび重点Ｂは、端のび率εが零である横軸線２３に
近づき、横軸線２３上の点Ｃに移動する。

移動した点Ｃに対応する固定ローラークラウン及び可動
ローラークラウンを求める。

該クラウンをそれぞれ固定ローラー１６及び可動ローラ
ー１７に与えることによって、板巾方向の張力分布が均
一な状態で、板厚が犬なる他の平坦な圧延材１８を圧延
することができる。

なお、上記実施例では、プライドル装置１５の可動ロー
ラー１７を旋回させるものを示したが、これに限定する
ものでなく、上記可動ローラー１７を上下方向に適宜移
動させるようにしてもよいことは勿論である。

以上の説明から明らかなように本発明は、圧延機と巻取
機との間に設けられた１本の固定ローラーと１本の可動
ローラーとからなるプライドル装置の可動ローラーを適
宜な位置に固定し、固定ローラーに成るクラウン量を与
え可動ローラークラウンを変化させて圧延材の定のび重
点を求め、次に上記固定ローラーのクラウンを変化させ
て上記定のび重点が零になる可動ローラークラウン量及
び固定ローラークラウン量を求め、このクラウン 。

量をそれぞれ可動ローラー及び固定ローラーに与えて圧
延するようにしたため従来のように高度な熟練技術を要
せず、巻取コイルの巻始めから巻終りまで、板巾方向の
張力分布が均一な状態で、平坦な薄板を圧延することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧延機と巻取機との間に設けられた従来のデフ
レクタ−ローラーを示す側面図、第２図は第１図におけ
るテフレクターローラー中央部のたわみ状態を示する断
面図、第３図は第１図のテフレクターローラーにクラウ
ンを与え、板巾方向の張力分布を均一にして圧延した場
合のコイル径に対応する圧延材の端のび、中のびを示す
図面、第４図は本発明にかかる方法を適用した圧延設備
を示す側面図、第５図は第４図におけるプライドル装置
の固定ローラーあるいは可動ローラーの少なくともいず
れか一方にクラウンを与え、可動ローラーを定位置に固
定し、板巾方向の張力分布を均一にして圧延した場合の
コイル径に対する圧延材の端のび、中のびを示す図面、
第６図は第４図におけるプライドル装置の固定ローラー
に所定クラウンを与え、適宜な定位置に固定した可動ロ
ーラーのクラウンを変化させて各コイル径に対応する圧
延材の端のび率εの変化を示す図面、第７図は第６図で
求めた圧延材の定のび重点が固定ローラーのクラウン量
の変化によって移動する状態を示す図面で、第８図は代
表的な圧延材を端のび率が零の定のび重点で圧延する場
合（Ａ点）と、代表的な圧延材よりも高い張力を必要と
する圧延材を可動ローラーのクラウンだけを変えて固定
ローラーのクラウンを前記と同じままで、成る一定の端
のび率の定のび重点で圧延する場合（Ｂ点）と、代表的
な圧延材よりも高い張力を必要とする圧延材を可動ロー
ラーのクラウンと固定ローラーのクラウンの両方を変え
て、端のび率が零の定のび重点で圧延する場合（０点）
との関係を示す図面である。 １０・・・・・・圧延機、１２・・・・・・巻取機、１
３・・・・・・巻取コイル、１４・・・・・・コイル径
、１５・・・・・・プライドル装置、１６・・・・・・
固定ローラー、１７・・・・・・可動ローラー、１８・
・・・・・圧延材（薄板）、２３・・・・・・可動ロー
ラークラウン線（端のび率が零である横軸線）、２４・
・・・・・交点（定のび重点）、α・・・・・・旋回角
度、ε・・・・・・端のび率、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・・
定のび重点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧延機と巻取機との間に設けられた１本の固定ロー
   ラーと１本の可動ローラーとからなるプライドル装置を
   介して圧延材に張力をかけてコイル状に巻取る薄板の圧
   延方法において、あらかじめ上記可動ローラーを適宜な
   位置に固定し、端のび重塔の線上に圧延材の定のび重点
   がくるような可動ローラー及び固定ローラーのクラウン
   を求め、上記のそれぞれのローラーに求められたクラウ
   ンを与えて圧延することを特徴とする平坦な薄板の圧延
   方法。