JPS605374B2 - 圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧延機に関するものであり、詳しくは上下ワー
クロールの周速を変え入側板速度を遅い方のワークロー
ル周速に、又出側板速度を速い方のワークロール周速に
一致させるように制御して圧延する圧延機に関するもの
である。

金属板の圧延においては、圧延荷重を減少させることが
、圧延機の小型化、ロール摩耗の減少、硬い材料の圧延
、エッジドロップの減少、等のために必要であるが、こ
のことは硬い広幅圧延機材料においては特に重要なこと
である。

通常の金属板の圧延には、第１図に示す如く等径、等速
とした２本のワークロールａ，ｂで金属板ｃを圧延する
状態のものがある。

この圧延状態ではワークロールａ，ｂの周速が等しいの
で、板の速度をロールの周速が一致する点、即ち、中立
点Ｎ，とＮ２は同一垂直線上にあり、斜線で示したロー
ルバイト部の板ではワークロールａ，ｂ側から矢印方向
の摩擦力が加わり、このため板ｃは水平方向の圧縮力を
受けることになって垂直方向の圧延荷重は摩擦力がない
場合に比し高くなるという問題がある。又第２図はワー
クロールａ，ｂの周速を変えて圧延する状態を示すもの
で、低速側ワークロールｂの周速Ｖｏ、高速側ワークロ
ールａの周速Ｖ，、板ｃの入側板厚比。

、板ｃの出側板厚ｈ，としたとき、周速比Ｖ，／Ｖｏが
板厚比に対してＶ，／Ｖｏ＞Ｌ／ｈ，の条件で圧延する
方式である。この方式では、中立点Ｎ，とＮ２は上下の
ワークロールａ，ｂで位置が異なり且つ接触弧上にある
ため、圧延される板ｃには、矢印で示す摩擦力の方向が
上下の接触弧において逆方向になり水平方向に圧縮され
ることがない部分ｃ′が生じ、この部分ｃ′の両側に第
１図に示す通常圧延の場合と同じ摩擦力の関係部分があ
るだけであるから、圧延荷重は第１図に示す場合により
も減少される。最近開発されたＲＤ（ＲｏｌｌｉｎｇＤ
ｒａｗｉｎｇ）圧延法によれば、圧延荷重を大幅に減少
できて前記の必要性を満足させるものである。

即ち、このＲＤ圧延法は、第３図に示す如くワークロー
ルａ，ｂの周速を変え、低速側ワークロールｂの周速Ｖ
ｏ、高速側ワークロールａの周速Ｖ，、板ｃの入側板厚
〜、板ｃの出側板厚ｈ，、入側板速度ｖｏ、出側板速度
ｖ，としたとき、ｖｏ＝Ｖｏ、ｖ，＝Ｖ，とし、Ｖ，／
Ｖｏ＝Ｌ／ｈ，となるように圧延するものである。この
場合、中立点Ｎ，とＮ２は上の下ワーク。ールａ，ｂで
位置が異なり、低速側のワークロ−ルｂでは中立点Ｎ，
は圧延入口に、又高速側のワークロールａでは中立点Ｎ
２は圧延出口にあり、摩擦力の方向が上下の接触弧の全
長にわたって逆方向になるため、圧延される板が水平方
向に圧縮されることがなく、従って圧延荷重は摩擦力の
影響を受けることがなく、圧延荷重を大幅に減少させる
ことができ、前記の必要性を満足させることができるも
のである。ところが、上記ＲＤ圧延法は、上記中立点Ｎ
，，Ｎ２を固定することが困難であるため、第４図に示
す如く金属板ｃを上下ワークロールａ，ｂに適宜の巻付
角８で巻き付け、巻付部の金属板ｃと上下ワークロール
ａ，ｂ間に働く摩擦力を利用して上記ｖｏ：Ｖｏ、ｖ，
＝Ｖ，の条件を達成するようにしている。

このように板ｃをワークロールａ，ｂに巻き付かせて圧
延すれば、２段式の圧延機入口張力ｔｏと出口張力らと
が一定でであるとしたとき、ロールバイト部ｘの入口張
力ｔｂと出口張力ｔｆは、らｅ−ム６≦ｔｂ≦ｔｏｅ仏
ａ らｅ‐りａ≦ｔｆ≦ｔ．ｅム８ 但し 仏：ワークロールａ，ｂと金属板ｃとの摩擦係数ｅ：自
然対数の底の範囲で変動し得るため、ロール偏Ｄその他
の各種外乱に対し張力による自動板厚調整が行われて圧
延が安定する。

又上記のように下ワークロールｂの周速Ｖｏ、上ワーク
ロールａの周速Ｖ，、．金属板ｃの下側（入側）の板厚
〜、上側（出側）の板厚ｈ，としたとき、Ｖ，／Ｖｏ＝
〜／ｈ，となるように圧延されるので、ロールバイト部
ｘの上下面に働く摩擦力の方向が上記のように逆になり
、摩擦力の影響がなくなる結果、圧延荷重を低下させ得
られる。しかし、上記ＲＤ圧延法では、上記のように金
属板をロールに巻き付けて圧延するため、板に癖がつく
ことがあること、ロールが摩耗し易いこと、通板の作業
性が悪いこと、等の欠点がある。

本発明は、上記ＲＤ圧延法の如き板をロールに巻き付か
せることなくＲＤ圧延法における如く圧延荷重を大幅に
減少させて圧延する圧延機を得ようとするもので、上下
ワークロールの周速比が圧延される板ののび比はぼ等し
く且つ異なる周速をもつ圧延機において、入側及び出側
の板速度を検出する装置と入側及び出側の板張力制御装
置と低速側及び高速側のワークロール周速を設定速度に
制御する装置とを有し、且つ入側の板速度が低速側ワー
クロール周速に等しくなるよう入側板張力を修正させる
装置と、出側板速度が高速側ワークロール周速に等しく
なるよう出側板張力を修正させる装置を備えたことを特
徴とし、更に入側及び出側板の張力計と張力の制限器を
設けると共に、制限器の制限を越える張力が生じると圧
下量に演算して圧下を修正させる演算器を設けたことを
特徴とするものである。以下、本発明の実施例を図面に
参照しつつ説明する。

第５図において、１はアンコィラ−、２はリコィラー、
３は圧延材、４は上ワ−クロール、５は下ワークロール
、６はピンチロール、７は入側の板速度計、８はデフレ
クターロール、９は出側の板速度計、１川ま入側板張力
計、１１は出側板張力計、１２は図示しない張力設定器
からの張力設定信号と張力計１０からの張力信号とを受
けてアンコィラー１のトルクを制御し入側の板張力を予
め所定の値に制御する張力コントローラ、１３は速度制
御装置と速度計とモータとからなる周速レギュレータで
、図示しない速度設定器からの設定信号と速度計からの
速度信号を速度制御装置で受けてモータを制御し上ワー
クロール４の設定速度をＶｏに制御するようにしてある
。

１４は板速度計７で検出された板速度信号と周速度レギ
ュレータ１３からの速度信号とを比較演算し速度差があ
ると速度差を零にするよう張力コントローラ１２へ張力
修正信号を供給する比較器、１５は図示しない張力設定
器からの張力設定信号と張力計１１からの張力信号を受
けてリコィラー２のトルクを制御し出側板張力を予め所
定の値に制御する張力コントローラ、１６は速度制御装
置と速度計とモータとからなる周速度レギュレータで、
図示しない速度設定器からの設定信号と板ののび比信号
とを掛算して得られた信号と速度計からの速度信号を速
度制御装置で受けてモータを制御し下ワークロール５の
設定速度を上ワークロール４より速いＶ，に制御するよ
うにしてある。

１７は板速度計９で検出された板速度信号と周速度レギ
ュレータ１６からの速度信号とを比較演算して速度差が
あると速度差を零にするよう張力コントローラ１５へ張
力修正信号を供給する比較器、１８は上下ワークロール
４，５間隙を制御する圧下装置、１９は入側板張力のあ
る許容範囲を決める張力リミッター、２０は出側板張力
のある許容範囲を決める張力リミッタ−、２１は張力計
１０からの張力信号が大きすぎて張力リミツタ−１９の
リミットを越えるとき、あるいは張力計１１からの張力
信号が大きすぎて張力リミッター２０のリミットを越え
るときに圧下量に換算して圧下装置１８に圧下修正信号
を供給する演算器である。

圧延材はアンコィラ−１から巻き出されてピンチロール
６を通り、上下ワークロール４，５で圧延され、デフレ
クターロール８を経てリコイラー２に巻き取られる。

この間、入側の板速度は板速度計７により、板張力は張
力計１０により検出され、又出側の板速度は板速度計９
により板張力は張力計１１により検出される。本発明の
圧延機は、上下ワークロール４，５の周速を変化させて
この周速比を圧延材３ののび比に等しく且つ入側板速度
を遅い方のワークロール間遠に等しく、又出側板速度を
遠い方のワークロール周速に等しくする関係に保ち、第
３図に示すＲＤ圧延の中立点の条件と同様に遅い方のワ
ークロール側では中立点が圧延入口に位置し、速い方の
ワークロール側では中立点が圧延出口に位置する条件を
満足させるようにして圧延するものである。

上記の関係を示すと、 Ｖ，／Ｖ。

＝ｖ，／ｖ。＝ｈ。／ｈ，＝入且つＶ，＝ｖ，、Ｖ。

＝ｖｏ但しＶ，：下ワークロール５の周速 Ｖｏ：上ワークロール４の周速 ｖ，：出側板速度 ｖｏ：入側板速度 〜：入側板厚 ｈ，：入側板厚 入：のび比 である。

本発明の圧延機は上記基本関係式を満足させるように、
アンコィラー１より巻き出された板速度ｖｏを検出し、
又、低速ロールである上ワークロール４の周速Ｖ。

を検出し、Ｖｏ＞ｖｏのときは、板の張力を下げてｖｏ
を遠くしＶｏ＝ｖｏとする。このようにできる原理を第
２図で説明すると、入側の張力を下げるということは、
ロールギャップ内の釣合いにより入側方向の水平方向力
を増加させる必要がでて来る。これは、すなわち、中立
点Ｎ，，Ｎ２０がより入側へ移動することを意味する。
圧延ロールの周速は一定であるから中立点Ｎ，が入側に
近づくことは、より入側の板速度が速くなることを意味
する。又、圧延された板の速度ｖ，と、高速ロールであ
夕る下ワークロール５の周速Ｖ，とを検出し、Ｖ，＞ｖ
，のときは、出側のりコィラー２の張力を上げてｖ，を
遅くしＶ．＝ｖ，とする。

逆にＶ，くｖ，のときは張力を下げてｖ，を速くしＶ，
＝ｖ，とする。このようにできる原理は、前記の説明の
場合と同じである。０ このようにして圧延も行えば、
板厚比〜／ｈ，は局遠比Ｖ，／Ｖｏと一致するので、伸
び率一定の圧延ができる。

一方、圧延機の圧下量（ロールギャップの開度）は予め
最適な値を予側して設定し、圧延が開始されるが、設定
誤差や圧延板の板厚誤差、変形抵抗誤差等により最適値
よりずれることがある。そのずれは、結局は予測した張
力の誤差として表われる。板の張力が上がりすぎると板
切れが発生し、又、板の張力が下がりすぎると板がロー
ルに絞り込まれて圧延ができなくなる。このようなこと
を防止するために、本願発明では、板張力を検出し、板
張力が過大になった場合はスタンドの庄下量を増加し（
ロ−ルギャップ開度を狭くし）て圧延力を増大させるこ
とにより板張力をリミット以内に入れるように圧延する
。板張力が過少になった場合は、逆にロールギャップ開
度を広くして圧延力を下げ板張力を上げるようにする。
具体的に説明するに、アンコイラー１は、張力設定器か
らの設定器Ｔｂにより一定の張力に設定されていて張力
計１０からの張力信号の張力コントローラー２への入力
により入側板張力を一定に保つよう制御しており、リコ
ィラー２は張力設定器からの設定信号Ｔｆにより一定の
張力に設定されていて張力計１１からの張力信号の張力
コントロール１５へのフィードバックにより出側板張力
を一定に保つよう制御している。

これにより入側板速度はｖｏに、又出側板速度はｖ，に
夫々制御されている。又上ワークロール４の周速は、速
度をＶｏに設定する信号に基づき周速度レギュレーター
３により設定速度Ｖ。に制御されており、下ワークロー
ル５の周速は、速度Ｖ，に設定する信号に基づき周速度
レギュレーター６により設定速度Ｖ，に制御されている
。上記入側板速度ｖｏが上ワークロール４の周速Ｖｏに
一致し、出側板速度ｖ，が下ワークロール５の周速Ｖ，
に一致していれば、前記の基本関係式を満足したことに
なるため、入側板速度ｖｏを板速度計７で検出し、この
検出した板速度信号が上ワークロール４の周速Ｖｏと一
致しているた否かを比較器１４で比較演算し、速度差が
ある場合にはその速度差が零となるように（比が一定で
もよい）比較器１４より張力コントローラ１２へ張力修
正信号を供給して張力修正を行い、板速度ｖｏを上ワー
クロール周速Ｖｏに一致させるよう制御する。出側板速
度ｖ，も板速度計９で検出し、この出側板速度ｖ，の信
号が下ワークロール５の周速Ｖ，と一致しているか否か
を比較器１７で比較し、速度差があるとその差が零とな
るよう比較器１７より張力コントローラー５へ張力修正
修号を供給し、出側板速度ｖ，を下ワ−クロール周速Ｖ
，に一致させるよう制御する。これにより、Ｖｏ＝ｖｏ
、Ｖ，：ｖ，の関係が満足され、低圧延力で形状のよい
板を圧延することができる。上下ワークロール４，５の
圧下量は、圧下装置ｉ８により予め所定の値が与えられ
ているが、圧下が適当でない場合は張力が変化して入出
側の板速度で各々変って来るため、入出側の板張力が過
大のときは圧下を修正する。

即ち、入側及び出側の板張カー０，１１により各々検出
されて各々張力コントローラー２，１５へ張力制御のた
め、フィードバックされているが、張力計１０，１１で
入出側張力を検出したとき、圧下設定上の誤差や入出側
の板厚変動によって張力信号が張力リミッター１９，２
０のリミットを越える張力変化があると、演算器２１で
圧下量に換算して圧下装置１８に圧下修正信号を供給し
、圧下装置１８によって圧下修正の作動をさせる。これ
により圧下が修正されて張力が補正され、前記の関係式
を満足させることができる。ここで張力リミッターのリ
ミットは相当する張力値とは、前記したように板張力が
上がりすぎれば板切れを生じ、又、張力が下がりすぎる
と板がロールに絞り込まれて圧延ができなくなるので、
この板張力の上限、下限の値も意味するもので、予め設
定されている値である。尚、本発明の圧延機では装置を
入れ替えることなく逆方向に圧延しても同様に前記の関
係式を満足させることができる。以上述べた如く本発明
の圧延機によれば、（ｉ） ＲＤ圧延法の如き板をロー
ルに巻き付けることなく低圧延力で圧延できる。

（ｌｌ） 板をロールに巻き付ける場合に生ずる欠点を
すべて解消できる。

Ｇｉｉ） 張力信号の制限器を設けて張力信号が制限器
の制限を越えたとき圧下量を修正することにより制御が
確実に行える。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は等径、等速としたワークロールによる通常の圧
延状態図、第２図は上下ワークロールの周速比を変化さ
せた場合の圧延状態図、第３図はＲＤ圧延法による圧延
状態図、第４図はＲＤ圧延機の説明図、第５図は本発明
の圧延機の一例を示す概略図である。 １……アソコイラー、２……リコイラー、３…・・・圧
延材、４・・・・・・上ワークロール、５・・・・・・
下ワークロール、６……ピンチロール、７……板速度計
、８…・・・デフレクターロール、９……板速度計、１
０，１１・・・・・・張力計、１２・・・・・・張力コ
ントローラ、１３・・・・・・周速度レギユレータ、１
４・・・・・・比較器、１５・・・・・・張力コントロ
ーラ、１６・・・・・・周速度レギュレータ、１７・・
・・・・比較器、１８・・・・・・圧下装置、１９，２
０・・・・・・張力リミッター、２１・・・・・・演算
器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上下ワークロールの周速比が圧延される板ののび比
   にほぼ等しく且つ異なる周速をもつ圧延機において、入
   側及び出側の板速度を検出する装置と入側及び出側の板
   張力制御装置と低速側及び高速側のワークロール周速を
   設定速度に制御する装置とを有し、且つ入側の板速度が
   低速側ワークロール周速に等しくなるよる入側板張力を
   修正させる装置と、出側板速度が高速側ワークロール周
   速に等しくなるよう出側板張力を修正させる装置を備え
   たことを特徴とする圧延機。 ２ 上下ワークロールの周速比が圧延される板ののび比
   にほぼ等しく且つ異なる周速をもつ圧延機において、入
   側及び出側の板速度を検出する装置と入側及び出側の板
   張力制御装置と低速側及び高速側のワークロール周速を
   設定速度に制御する装置とを有し、且つ入側の板速度が
   低速側ワークロール周速に等しくなるよう入側板張力を
   修正させる装置と、出側板速度が高速側ワークロール周
   速に等しくなるよう出側板張力を修正させる装置を備え
   、更に入側及び出側板の張力計と張力の制限器を設ける
   共に、制限器の制限を越える張力が生じると圧下量に演
   算して圧下を修正させる演算器を設けたことを特徴とす
   る圧延機。