JPS5985323A - 圧延材料の幅方向厚み分布の矯正方法 - 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、圧延材料のクラウンおよびエツジ書ドロップ
を矯正する方法に関するものである。

一般に、銅帯等の圧延材料の平坦度とは、材料の長手方
向に部分的に発生する中伸び、耳伸び。

波打ち等の形状および材料の長手方向または幅方同全本
にわたる反りをいい、また、圧延材料のクラウンとは材
料の横断面のプロフィルをいい、特に材料の幅方向エツ
ジ部の減肉傾向をエツジ・ドロップという。材料のクラ
ウンおよびエツジ・ドロップについては後に詳述する。

近年、鋼板等の圧延製品のクラウンおよび平坦度の精度
に対する要求が厳しくなってきた。従来の圧延機では、
圧延材料の長手方向の厚みは自動扉み制御装置によって
比較的精度よく劃−できるが、材料の幅方向の厚みはロ
ール・ベンダによって制御しているので、厚み制御には
限界がある。

そこで、ロールＱベンダに代って材料のクラウンおよび
形状のｎ匿を向上させるものとして、軸方向に移動ＯＴ
能なロールを備えた圧延機や、可変クラウン・ロールを
備えた圧延機等が開発された。

前者の圧延機は、６重に重ねられたロールのうちの中間
ロールを軸方向に互いに逆向きに移動させることによっ
てワーク会ロールのバックアップ力を制御哩するもので
ある。後者の圧延機は、ロールのアーバとスリーブとの
間に受ａＥ室を設け、この受圧室に圧力媒体を供給し、
媒体の圧力を加減することによってロールのクラウン緻
ヲ制呻するものである。

これらの従来技術は、いずれも圧延機を改善しでロール
の撓み制御卸能を同上させ、材料のクラウン（厚みの０
．５〜２％程度の範囲で緻的には小さい。）をできるだ
け小さくする手段であるが、自ずと限度があり、完全矩
形断面とはなしえない。

また、圧延時に材料のクラウンを小さくしてゆくと材料
が蛇行しやすくなり５作業が不安定になるという問題が
ある。さらに、圧延機ではロールの撓みを小さくするの
で材料のクラウンはある程度小さくすることはできるが
、エツジ・ドロップを解消することは不可能である。ま
た、圧延様の改造には大きな設備投資が必要となる。

安価な方法として、軽圧下圧延によって圧延材料の厚み
方向中高部を圧下し、圧延材料の断面を長方形形状に制
Ｈ−することも考えられるが、圧延材料の形状が極端に
悪化し、操業不能となる〇本発明は上記事実に鑑み、圧
延機で発生した材料のクラウンを軽圧下圧延と曲げ引張
り塑性変形により矯正しようというまったく新しい試み
である。

圧延材料の形状不良は、材料の長手方向の伸びの差に起
因するものであり、材料に塑性伸びを付与しないかぎり
、修正できない。

ローラ・レベラは１反り不良（′＃に、長手方向の反り
）の修正と残留応力の低減を図るように設計されている
ので、形状不良の矯正能力は低い。

ローラ・レベラで材料に塑性伸びを与えるためには、積
極的に軸力を付与する必要がある。従来のローラ・レベ
ラでは材料肉残留応力やロールと材料との間に生ずる摩
擦力がわずかに軸力として動くだけで、基本的には塑性
伸びを付与しえず。

形状不良の矯正能力は低い。

圧延材料の形状不良’ｋｆｉＥするために、テンション
・レベラが開発されている。このテンション９レベラは
材料に曲げと引張とを与えて形状不良を矯正している。

圧延機による材料の伸び長さの差は通常０．１重程度で
あり、これにより中伸び、耳波等の形状不良が発生する
。これをテンション・レベラでＬｌ、２〜ｕ５ｓ程度伸
ばしてやれば材料は平坦になる。このため、従来のテン
ション・レベラは最大伸率が１〜１．５％程１蔓にガっ
ている。しかし１通常は必要最小限の小さな伸率で聞用
していルタメ、テンション・レベラによる材料の厚み減
少や幅縮みは非常に小さく、実用上無視されている。結
局、従来法ではテンション・レベラヲ用いて圧延材料の
クラウンを矯正するという発想はなかった。

そこで１本発明の目的は、既存の手法ｒ最大限利用して
安価かつ正確に圧延材料のエツジ・ドロップおよびクラ
ウンを矯正する方法を得ることにある。

本発明の詳細な説明する前に、ここで用いる圧延材料の
クラウン（ＣＲ）　　およびエツジ・ドロン７”（ＥＤ
）　　　　について第１図を診照して１次の−ｅ ように定義する。

（ＣＲ）、＝ｈｏ−ｈ８ （ＥＤ）　８−８＝　ｈ８−　ｈ８ ただし　ｈｃ：幅２Ｃの圧延材料の横断面中央部の厚み ｈ８　：圧゛延材料の横断面のエツジから中央側に距離
Ｓだけ離れた位置に卦 ける厚み ｈｏ　二圧延材料の横断面のエツジから中央側に距離ｅ
だけ離れた位置にお ける厚み 本発明の方法は、千鳥状に配置した複数本のロール列に
圧延材料を通すこと、前記ロール列のうちの前段のａ−
ル群によって該材料に軽圧下圧延を施すこと、＠記ロー
ル列のうちの後段のロール群によって該材料の長手方向
に曲げ引張全加えること、核材料の入側厚み分布に応じ
て前段での圧下率と後段での長手方向の塑性伸びを調整
することからなっている。

前段のロール群による軽圧下圧延では、王として圧延材
料のクラウンとエツジ・ドロップの低減を行う。後段の
ロール群による曲げ引張においては、主として圧延材料
のクラウンおよび残存するエツジ・ドロップを矯正する
。

本発明の方法においては、前段のロール群によって軽圧
下圧延を行うさいに、前記前段のロール群の少なくとも
１幻のロールの軸方向片側に先細りのテーパ部分を形成
し、各ロールのテーパ部分を軸方向に互いに反対側に配
置し、該ロールを軸方向で互いに反対向きに移動させる
ことが好ましい。

さらに１本発明の方法では、後段のロール群によって圧
延材料の長手方向に曲げ引張を加えるさいに、前記後段
のロール群の少なくとも１対のロールの軸方間片側に任
意のクラウン部分を形成し。

各クラウン部分を軸方向に互いに反対側に配置し。

該ロールを軸方向で互いに反対側きに移動させることが
好ましい。

材料の幅方向の曲げを容易にするために、後段のロール
群のロール径を前記前段のロール群のロール径よりも小
さくすること、または後段のロール群のロール・ピッチ
１ｋｌｉｆｉ前記前段のロール群ノロール・ピッチより
も大きくすることが好ましい。

次に１図面を診照して本発明の方法を具体的に説明する
。第２図に示す通常のテンション・レベラ１を用いて圧
延材料２に曲げ引張を８口え、材料２に５％の塑性伸び
を与えた。この５％の塑性伸びは１通常の形状矯正では
０．ノ〜Ｕ、５チ程１斐であるから形状矯正という概念
からは想定できない。

極端に大きな伸びといえる。供試圧延材料２は冷間圧延
鋼帯であり、その寸法は厚み１．０ｓｏｎＸ幅２００ｗ
で６る。テンション・レベラ１のロール１１の直径は５
０＋得でロール本数は７本である。

上記の条件の下で圧延材料２に曲げ引張を加えたときの
材料２の断面プロフィルを渠６図に示す。

＠６図において、実ｆｌｊｍは母材（広幅材からのスリ
ット材料であるから厚みは幅方向均一となっている。゛
）であり、実線ｇはロール・ベンディングを行わなかっ
たもの１点線にはロール・ベンディングを行ったものを
それぞれ示す。

第６図かられかるように、テンション・レベラによって
圧延材料にこれまで加えたことのない極端に大きな塑性
伸び’ｋ　７ＪＯえると、材料の幅方向エツジ部の厚み
がエツジ・ドロップとは逆に厚くなる現尿（以下、エツ
ジアップという。）が生じる。

このエツジアップの発生原因については目下解明中であ
るが１次のように推定できる。

圧延材料に強力な曲げ引張をｌＪＯえているさいに。

材料のエツジ部が長手方向に曲げられると同時に幅方向
にも曲げらノするために材料の幅方向の歪が大きくなり
、エツジ部の厚み減少が小さくなるためであろうと解さ
れる。

換言すれば、一般に材料の塑性変形による本積一定の法
則により１次式が成立する。

（１１長手方向的げのみで幅方向の曲げのない材料幅方
向中央部に関して。

εθ＋εｂ＋εｈ＝。

ただし。

εｅ　：材料中央部の長手方向歪 εｂ　＝材料中央部の幅方向歪 εｈ　：材料中央部の厚み方向歪 （２）長手方向曲げと幅方向曲げが共存した材料の幅方
向エツジ部に関して。

ε′ｅ＋ε′ｂ＋ε′ｈ＝０ ただし。

ε′ｅ：材料エツジ部の長手方向歪 ε′ｂ＝材料エツジ部の幅方向歪 ε′ｈ：材料エツジ部の厚み方向止 木実施例においては、εｅ＝ε′ｅ　であるが、材料の
エツジ部は幅方向曲げが発生することにより幅方向の歪
が大きくなり、１εｂｌ＜ｌε′ｂ１　となる。その結
束、１εｈｌ＞１ε′ｈ１　（エツジアツカが成立する
ことになる。なお、このエツジ部の幅方向曲げは、材料
が長手方向に曲げられているから発生する現象であり２
単純に引張っただけではエツジアップ現象は発生しない
のである。

なお、εｅ＝ε′ｅとなることから、材料の平坦度矯正
も同時に達成されていることに注目されたい。

したがって、エツジ・アップを利用すれば、エツジ・ド
ロップの解消は可能となる。しかし、これは材料のエツ
ジ部に限定されるので、材料の幅中央部までこのエツジ
・アップを発展させれば。

すなわち幅方向曲げを材料のエツジ部だけではなく、材
料の幅中央部まで浸透させれば、材料クラウンの制御も
ＯＴ［となることは容易に推定できる。

第６図点線にはロールに・強力なベンディングを付与し
て曲げ引張り変形を付υ口した嚇合の仮１草分布を示す
が、上記推論のごとく１幅方向曲げを材料の幅中央部ま
で浸透させればクラウン制御Ｉ４１が可能なことが実証
された。さらに、ロール・ベンディング法の代りにクラ
ウン付与、ロールｋｉ史用しでも同様の効果が得られる
ことも確認できた。このクラウンの付与形状が凸形であ
るか凹形である力）。

または榎雑な波形であるかによって、厚み分布は大幅に
変比し、一般の凸クラウン、凹クラウンのみならず複雑
な幅方向厚み分布が平坦度矯正と同時に達成できること
も確認できた。

このａ−ルクラウン付与方法を材料の幅に応じて適応可
能なようにするには、第９図に例示するように少なくと
も１対のロールの軸方間片開に目的に応じたロール・ク
ラウンを付与し、軸方向で互いに反対側に配置し、被矯
旧材寸法にあわせて軸方向に互いに逆向きに移動させれ
ばよいわけである。なお１曲げ引張り変形による材料の
幅変化をできるだけ小さくするには１曲げ引張り変形酸
をある程度小さくすることが望まれる。そこで。

前段のロール群にて軽圧下圧延′ｌｊ！：施し１幅方向
厚み分布をできるだけ小さくしておくことが一つの方策
となる。

以下、ローラ・レベラ１の前段のロール群によって圧延
材料２に軽圧下圧延を施す工程について説明する。第４
図および第５図に示すように、ローラ・レベラ１の前段
のロールｐ１．１ａのロールｔ１４段のロール群１１３
のロール径よりも大きくシ（第４図）、また、後段のロ
ー１１群１１存のａ−ル・ピッチｆ　前Ｂのロール＃１
１　ａのロール・ピッチよりも大きくする（第５図）。

厚み１．２７■×幅１５０１１１１１１の熱間圧延材料
の横断面プロフィル′ｆ、！６図の曲線（ａ）に示す。

この材料に軽圧下圧延を施したときの材料の断面プロフ
ィルを第６図の曲線←）〜（ｆ）に示す。第６図におい
て記号γは圧下率（＠ヲ示す。このときの各曲線（６）
〜（ｆ）についての材料のクラウン（ＣＲ）ｓｏおよび
エツジ・ドロップ（Ｅｌ））１０−、、　’ｅｉ７図に
示す。

第７図から明らかなように、Ｅ下車γを変えることによ
って材料クラウン（ＣＲ）　　は零にすることはできる
が（ただしこのときの材料の形状は極端に悪化するので
、この方法にも限度はある。）。

材料エツジ・ドロップ（ＥＤ）ｅ零にすること畦できな
い。

そこで、まず前段のロール群においてはエツジ・ドロッ
プ（ＥＤ）　　が最小になる圧下率γｍｋ求め（形状悪
化の許される範囲内で）２この圧下率ｒｍで軽圧下を行
う。このときに、エツジ・ドロップの改善を行うために
、第８図に示すように。

前段のロール群１１ａの少なくとも１対のロールの軸方
向片側に先細りのテーパ部分を形成し、各ロールのデー
、Ｃ部分を軸方向に互いに反対側に配置ｔＬ、コれらロ
ールを油圧シリンダ等（図示せず）によって軸方向で互
いに反対向きに移動させる。

なお、このときのロール配列は通常圧延機のように垂直
面内に上下に設置しても同じ効果が得られる。

以上の工程によってもなお残存するエツジ−ドロップお
よびクラウンを矯正するために、後段のロール群１１存
によって圧延材料２に強力な曲げ引張を８口える。この
曲げ引張によって前述したように、材料にエツジアップ
（Ｉ＠６図）を発生させる。

エツジアップ効果ヲ比延材料の幅方向中央部にまで浸透
嘔せるために、第９図に示すように、後段ロール群１１
喜の少なくとも１対のロール軸方向片側に先太りのクラ
ウン部分を形成し、各ロールのクラウン部５＋を軸方向
に互いに反対１１４１１に配置シ、コれらロールを油圧
シリンダ等（図示せず）によって軸方向で互いに反対向
きに移動させる。

第８図のテーパ部分を有するロールと第９図のクラウン
部分を有するロールとを組み合せることによって、より
有効な璃旧効果が得られる。

以上は、圧延材料が冷１…圧延鋼帯である揚台について
主として説明してきたが、材料が高温になるほど材料は
低張力で大きな塑性伸びが得られるはずであるから、熱
間圧延材に対しても本発明の方法は十分適用できる。例
えば、熱間圧延ライン。

直読焼鈍ライン、亜鉛メツキライン等の高温部に本発明
の方法を有効に適用できる。

圧延材料に張力を付与する方法として（は１ｇ１０図に
示すように１本発明の方法を適用したレベラ１の出入口
側にプライドル・ロール６囚、ピンチ・ロール４　（Ｂ
）、または圧延１幾５（Ｃ）またはこれらの組合せ装置
を設けることができる。

なお１本発明では圧延と曲げ引張りと全連続的に行う方
式を述べたが、当然のことながら両者を個別に行う方式
（例えば、圧延後一度巻収り、再び巻き戻して曲げ引張
りを行う）も吉まれる。

さらに、上記説明は主として長方形断面プロフィルを得
ることを念頭に述べたが１本方法により特殊断面プロフ
ィル（大りラウン阪、一部の仮、厚かうすい仮、一部の
板厚が厚い板、板幅方向で凹凸のあるプロフィルの仮等
）の板を得る揚台には。

前段の圧延段階にて特殊クラウン・ロールを用いること
が有幼な手段となり得る。

【図面の簡単な説明】

＠１図は圧延材料の横断面図。第２図は通常のテンショ
ン拳しベラの説明図。第６図は圧延材料に大きな塑性伸
びを与えたときの材料横断面プロフィルを示すグラフ。 ＠４図および第５図Ｖま本発明の方法を適用したローラ
・レベラの説明図。帛６図は圧下率と材料断面プロフィ
ルとの関係を示すグラフ。第７図は圧下率と材料クラウ
ンおよびエツジ・ドロップとの関係を示すグラフ。第８
図および第７図は本発明の方法を適用したローラ・レベ
ラの平面図。第１０図は圧延材料に張力を付与−する方
法を示す説明図。 １：ローラ・レベラ　　　２：圧延材料１１ａ：前段の
ロール群　　　１１６：後段のロー！し群ｔｏｏ　　　
　　　ｓｏ　　　　　　　ｏ　　　　　　ｓｏ　　　　
　　ｔｏ。 □　　　　　　中　　　　　　□ ｌじ・　　　　　オヤｌｆ’４ｓ　　ｔｍｍノ第５図 ／ 第２図 ＡＴ−筆Ｙ（ｔ、） ／Ａノ １ （Ｂ） （Ｃ） 手　　続　　補　　正　　書 昭和５８年夕月」を日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第　１９６５８１号 ２、発明の名称 圧延材料の矯正方法 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名称（２１１）住友金属工業株式会社 ４、代理人 ６、補正の内容 （１）　　明細書第８５−ジ第６〜７行の「主として・
・・・・矯正する。」を「圧延材料の平坦度および残存
するエツジ・ドロップとクラウンを矯正する。 に補正する。 （２）明細書の下記の箇所に記載されてＩ／）る「ロー
ラ・レベラＪをｒテンション・レベラ」に補正スる。 頁　　　　行 １３１４．１６〜１７ １７１２．１６〜１７．１９ 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉｌ　　千鳥状に配置した複数本のロール列に圧延材
   料を通すこと、前記ロール列のうちの前段のロール群に
   よって該材料に軽圧下圧延を施すこと、前記ロール列の
   うちの後段のロール群によって該材料の長手方向に曲げ
   引張を加えること、核材料の人開厚み分布に応じて前段
   での圧下率と後段での長手方向の塑性伸びを調整するこ
   とからなる圧延材料の矯正方法。 （２）前記後段のロール群のロール径を前記前段のロー
   ル群のロール径よりも小さくすることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の方法。 （３）前記後段のロール群のロール・ピッチを前記前段
   のロール群のロール・ピッチよりも大きくすることを特
   徴とする特許請求の範囲第＋１１項記載の方法。 （４）前記前段のロール群の少なくとも１対のロールの
   軸方向片側に先ａ３シのテーパ部分を形成し。 各ロールのテーパ部分を軸方向に互いに反対側に配置し
   、該ロールを軸方向で互いに反対向きに移動させること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （５）前記後段のロール群の少なくとも１対のロールの
   軸方向片側に任意のクラウン部分を形成し。 各クラウン部分を軸方向に互いに反対側に配置し。 該ロール全ｌｌ１１４１方向で互いに反対向きに移動さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲１＠（１１項記載
   の方法。 （６）前記前段のロール群の少なくとも１対のロールの
   軸方向片側に先１萌りのテーバ部分を形成し。 前記後段のロール群の少なくとも１対のロール軸方向片
   側に任意のクラウン部分を形成し、前記の各ロールのテ
   ーバ部分およびクラウン部分ヲ軸方向に互いに反対側に
   配置し、前記の各ロールを軸方向で互いに反対向きに移
   動させることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の方法。