JPS61126904A

JPS61126904A - 帯板の圧延方法

Info

Publication number: JPS61126904A
Application number: JP24700884A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kataoka; 健二片岡; Tadashi Naito; 内藤　粛; Toshinaga Nakanishi; 中西　敏修
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1984-11-24
Filing date: 1984-11-24
Publication date: 1986-06-14

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】［産業上の利用分野］本発明は、上下のワークロールをそれぞれ有してなる複
数基の圧延機によって金属板材を圧延する帯板の圧延方
法に関する。

［従来の技術］帯板を熱間または冷間で圧延する場合には、板材の幅方
向における板厚分布（プロフィル）が均一であるととも
に、平坦度（形状）も良好であることが要求される。そ
こで、従来、たとえば。

特公昭５１−７８３５　、特開昭５５−７７９０３に示
されるように、上下のワークロールの片側端部にテーパ
部を設けるとともに、それらのワークロールをロール軸
方向に移動可能とし、各ワークロールのテーパ部を被圧
延材としての板材の側端部に設定することにより、板材
のプロフィルと形状の制御を図ることを可能とする圧延
機が提案されている。この技術は、片テーパ・ワークロ
ール・シフトと呼ばれるもので、４段圧延機、６段圧延
機に組込み、利用可能である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記従来の圧延方法においては、板材の
幅方向に対するワークロールの位置設定を圧延前に固定
化しており、圧延中における板材のプロフィル、形状制
御については、ロールベンディング装置の使用のみによ
って行う必要があり、高精度のプロフィル、形状制御の
達成に困難がある。

また、帯板の圧延設備、特に冷間タンデム圧延設備では
、近年、生産性の向上、品質歩留りの向上および省力化
を図るべく、母板先行コイルの後端部と後続コイルの先
端部を次々に接続して圧延を停止することなくエンドレ
スに圧延する゛エンドレス圧延方法が導入されている。

このエンドレス圧延においては、先行板材と後続板材の
それぞれにおける材質、板厚、板幅が変更する場合にも
、圧延を停止することなく、それら板材のプロフィル、
形状制御の高精度化を達成可能とすることが望まれる。

本発明は、高精度に、板材のプロフィル、形、状を制御
可能とすることを目的とする。

また、本発明は、エンドレス圧延を中断することなく、
高精度に、板材のプロフィル、形状を制御可能とするこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明の第１は、上下のワークロールをそれぞれ有して
なる複数基の圧延機によって金属板材を圧延する帯板の
圧延方法において、少なくとも１基の圧延機の上下のワ
ークロールを、板材の圧延中に、相互にロール軸方向に
沿う反対方向に移動させながら圧延するようにしたもの
である。

また、本発明の第２は、上下のワークロールをそれぞれ
有してなる複数基の圧延機によって金属板材を圧延する
帯板の圧延方法において、先行する板材の後端部と後続
する板材の先端部を接合して、それらの板材を連続して
圧延するとともに、少なくとも１基の圧延機の上下のワ
ークロールを、それら板材の圧延中に、相互にロール軸
方向に沿う反対方向に移動させながら圧延するようにし
たものである。

［作　用］本発明の第１によれば、板材の幅方向に対するワークロ
ールの位置設定を圧延中に調整することにより、板材の
プロフィル、形状をその圧延中にフィードバック制御す
ることが可能となり、また、圧延中にワークロールの摩
耗、サーマルクラウンの分散化を行うことが可能となり
、高精度に、板材のプロフィＩし、形状を制御すること
が可能となる。

また、本発明の第２によれば、エンドレス圧延の先行板
材と後続板材の接合部において、両板材の幅方向に対す
るワークロールの位置設定を圧延中に調整することによ
り１両板材の材質、板厚。

板幅等に適合する最適ワークロール・シフト状態を得る
ことが回部となり、エンドレス圧延を中断することなく
、高精度に、板材のプロフィル、形状を制御することが
可能となる。

［実施例］まず、板材の圧延中に上下のワークロールを相互にロー
ル軸方向に沿う反対方向に移動する場合、該ワークロー
ルの移動に要する軸力がどの程度か、板材がどう動くか
、板材の表面およびロールの表面に疵を生ずることがな
いか等について検討すれば以下の通りである。

すなわち、ワークロール移動時の圧延荷重をＰ、上下の
各ワークロールを移動させるに貢する軸力をＦＵ、ＦＬ
、上下の各ワークロールが板材から受ける軸力をＦＵＳ
、ＦＬＳ、上下の各ワークロールが上下の各補強ロール
から受ける軸力をＦＵＲ，ＦＬＲ１上下の各ワークロー
ルと板材との間の摩擦係数をルＵＳ、＝ｉ、ｓ、上下の
各ワークロールと上下の各補強ロールの間の摩擦係数を
ルＵＲ，ルＬＲとすれば、下記（１）弐〜（６）式が成
立する。

ＦＵ＝ＦＵＳ＋ＦＵＲ・・・（１）ＦＵＳ＝ルＵＳ−Ｐ　　　　　　　　・・・（２）ＦＵ
Ｒ＝ルＵＲ−Ｐ　　　　　　　　・・・（３）ＦＬ＝Ｆ
ＬＳ＋ＦＬＲ・・・（４）ＦＬＳ＝−ＪＬＬｓ　ｌＩＰ　　　　　　　、−（５）
ＦＬＲ＝　　−牌ＬＲ・　Ｐ　　　　　　　　　　・・
・（６）板材の表裏面には相互に反対方向の軸力ＦＵＳ
、ＦＬＳが作用することとなり、板材に作用する合力は
下記（７）式の通りである。

−（ＦＵＳ＋ＦＬＳ）＝　−（鉢ＵＳ−用ＬＳ）拳Ｐ・
・・（７）上記（７）式より、ワークロールの移動時に、板材がそ
の幅方向に移動しないためには１．ＵＳ＝ｇＬｓでなけ
ればならない。一般に、潤滑条件の相違からｐＵｓと川
ＬＳは同等でなく、通常μＬＳの方がルＵＳより大であ
る。このため、ワークロールの移動とともに、板材の移
動を生ずるが、ｇＵｓ＝壓ＬＳに制御することは摩擦係
数の測定上から困難である。そこで、本発明の実施にお
いては、ルＵＳと、ＬＳの差を可能な限り小さくするた
めに、ワークロールの移動時におけるワークロールと板
材との間の潤滑能を強化する必要がある。これにより、
上下の各ワークロールが板材から受ける軸力ＦＵＳ、Ｆ
ＬＳとも小となり、ワークロール移動装置の駆動力を低
減することも０丁能となる。

また、タンデム圧延では、ワークロールを移動しようと
するスタンドに対する上流側スタンドと下流側スタンド
で板材を拘束しておけば、板材の幅方向への移動が起こ
りにくい。したがって、隣接する圧延機それぞれの上下
ワークロールを圧延中に移動する場合には、（ａ）隣接する圧延機におけるワークロールのシフト時
期が相互に重なることのないようにずらすか、（ｂ）隣接する圧延機における上ワークミールと上ワー
クロールのシフト方向、および下ワークロールと下ワー
クロールのシフト方向をそれぞれ相互に反対方向に設定
するのが良い。

次に、板材とワークロールの表面疵の発生理由は以下の
ように考えられる。すなりち、圧延中。

板材とワークロールの表面は、ワークロールの表面の微
細な凹凸に沿って接触している。ワークロールの表面の
凹凸は、通常、ロール研削時の砥粒によるいわゆる研削
スクラッチであり、ロール周方向に続いている。この研
削スクラッチは、圧延中、板材のオイルピットと称され
る油膜の厚い部分を除いて、板材の表面に部分的に転写
される。この状態でロールが軸方向に移動すると、研削
スクラッチは、圧延方向の速度成分ＶＲと軸方向の速度
成分ＶＳのベクトル和の方向（圧延方向に対してなす角
度φ）において板材に転写されることとなる。

ｔａｎφ＝　ｖ　Ｓ　／Ｖ　Ｒ・（８）ここで、エンド
レス圧延において圧延速度が遅くなる先行板材と後続板
材の溶接点通過時におけるワークロール・シフトを考え
ると、ＶＲ＝５０ｍ／分、Ｖ　Ｓ　＝　ｌ　ｍｍ／秒で
あるから、上記角度φは、φ−ｔａｎ　　ｌ　／　　（
５０，０００／８０）＝　０．０７度　・（９）となり
、ワークロール移動中における表面スフランチの変化は
全く問題にならないことが認められる。Ｌ記ＶＲがより
速い定常圧延状態においてはなおざらに問題にならない
。

なお、板材のエンシトロツブ制御等において、圧延中、
ワークロールの片側端部に設けたテーパ部を板幅の内側
に入れて幅を広げる方向にブークロールを移動すると、
テーパ部でストリップの盛上り部を押して移動すること
となり、ストリップ上にテーパ開始点の痕跡を生ずるお
それがあるが、テーパ開始点は通常シャープなエツジで
はなく、適当な丸みがあり、また特に丸みを付けなくて
も、圧延開始初期に板材との接触摩耗で丸みを形成され
°、ストリップ上に目視で判別できるような痕跡を生ず
ることはない。

すなわち、本発明によれば、片テーパ−ワークロール・
シフトを備えてなる圧延機を少なくとも１基有している
帯板のタンデム圧延設備において、板材の圧延中に、ワ
ークロールを移動することにより、エツジドロップの自
動制御を行うことが回部となり、またエンドレス圧延の
圧延を停止することなく、プロフィル、形状制御または
ロール摩耗の分散化を行うことが回部である。

第２図は、本発明を４スタンドタンデム圧延機のエンド
レス圧延設備に適用した一実施例を示す配置図である。

母板先行コイルＩＩＡはルーパ１２に蓄えられた後、テ
ンシゴンブライドルロール１３を通って、タンデム圧延
ｆｉ１４の各スタン　、ドで低速圧延され、巻取機１５
のリール１６Ａに巻取られる。先行コイルＩＩＡの先端
部がリール１６Ａに巻着くと、増速され、定常圧延速度
で圧延される。先行コイルＩＩＡの後端部が現れると、
ルーパ１２への送り込みが停止され、後続コイルＩＩＢ
の先端部と先行コイルＩＩＡの後端部が溶接機１７で接
続され、再びルーパ１２への送り込みが開始される。溶
接中は、ルーパ１２に蓄えられたストリップが定常圧延
速度で圧延される。先行コイルＩＩＡと後続コイルｌｌ
Ｂの溶接点が圧延機１４に入る前に、圧延＠１４は減速
され、この間に必要に応じて設定変更が行われる。

また、コイルの途中で減速して製品板厚を変更すること
（走間板厚変更）もある、製品板厚が変ったり、材質が
変わる場合には、低速運転中に、剪断機１８によって剪
断分割する０巻取機は、２つのリール１６Ａ、１６Ｂを
備えており、上記板材分割時には、巻取りを完了したリ
ール１６Ａを待機位置に移動するとともに、リール１６
Ｂを使用位１１′１に移動し、分割されて後行する板材
をリール１６Ｂに巻付かせる。上記分割から後行する板
材の巻付き完了時までの間は、圧延を低速で続行する。

なお、第２図において、１９Ａ〜１９０は、タンデム圧
延機１４の各スタンドの上下のワークロールであり、２
０Ａ〜２０Ｄは、圧延機１４の各スタンドの上下の補強
ロールである。

第２図の圧延機はすべて４段圧延機が例示されているが
、６段圧延機または他の型の圧延機を用いるものであっ
てもよい。

上記のようなエンドレス圧延設備において、圧に４ｔ１
４にワークロール番シフト装置が組込まれている場合に
は、以上のように、圧延は中断することなく常に続行さ
れているので、ワークロールに必要な設定変更はすべて
板材の圧延中に行わなければならない、ここで、たとえ
ば上記タンデム圧延機１４は、４スタンドの内、上流３
スタンドのワークロール１９Ａ〜１９Ｃを、それぞれ片
側端部にテーパ部２１Ａ〜２ＬＣを備えた状態でロール
軸方向に移動可能とし、また、最終スタンドのワークロ
ール１９Ｄを、片側端部にテーパ部２１Ｄを備え、もし
くは全体を真直状とする状態でロール軸方向に移動可能
としている。

上記のようなタンデム圧延機１４においてエツジドロッ
プ制御を行う場合には、上流３スタンドのワークロール
１９Ａ〜１９Ｃは、第４図に示すようにテーパ開始点２
２Ａ〜２２Ｃを板側端部より内側に設定し、また最終ス
タンドのワークロール１９０はテーパ開始点２２Ｄまた
はロールの側端部を板側端部近傍の外側に設定して使用
する（第４図において、１０は板材、１９はワークロー
ル、２０は補強ロール、２１はテーパ部、２２はテーパ
開始点である）。圧延の岐初は、板材がないから、ワー
クロールを所定位置に自由に設定できるものの、板材を
通板して圧延を開始すると、それ以後は常に圧延中とな
る。圧延は、通常板幅の広いものから順次狭いものへと
行われるのでワークロールＱシフトは、ワークコールの
テーパ部が板幅の中心側に向かう方向にシフトされる。

今、先行コイル１１Ａと後続コイルＬＩＢの溶接点で広
幅材から狭幅材に変更を生ずる場合には、溶接点が第１
スタンドを通過した直後から第１スタンドのワークロー
ル慟シフトを開始する。溶接点が第２スタンドを通過し
た後で、第１スタンドのワークロール・シフトが終了し
てから、第２スタンドのワークロール書シフトを開始す
る。第３スタンド、第４スタンドについても、以下同様
に、溶接点の通過後、すぐ上流のスタンドのワークロー
ル・シフトが終了してから、そのスタンドのワークロー
ル・シフトを開始する。このように１スタンドずつワー
クロール会シフトを行うことにより、上流スタンドおよ
び下流スタンドの板材に対する拘束作用を得て、ワーク
ロール・シフトに伴なう板材の幅方向移動を防止するこ
とが可能となる。

また、上記タンデム圧延機１４においては、以下の方法
により、ワークロール・シフトに伴なう板材の幅方向移
動を防止可能としても良い。すなわち、冷間圧延機にお
いては、通常上ワークロールと板材表面の間の間滑の方
が、下ワークロールと板材表面の間の潤滑より良好であ
る。したがって、上ワークロールと板材との間の摩擦係
数より、下ワークロールと板材との間の摩擦係数の方が
大であり、このままでワークロール・シフトを行えば、
板材は下ワークロールの移動方向にずれやすい。そこで
、隣接するスタンドの上下のワークロール中シフト方向
をスタンドごとに反対になるように設定すれば、シフト
による板のずれ方向がスタンドごとに反対方向となり、
結果として板材のずれ発生を抑制することとなる。ただ
し、この方法は、隣接する２つまたは４つのスタンドを
同時にシフトさせる必要がある。第１図に示すように、
１スタンドから４スタンドまで、上下のワークロール１
９Ａ〜１９０のテーバ部２１Ａ〜２１０を隣接するスタ
ンド間で左右反対側に設定し、かつ幅変更に伴なう上下
ワークロール１９Ａ−１９Ｄのシフト方向をスタンドご
とに左右反対方向になるように構成する。第１図のワー
クロールネンク部に記入した矢印は、図に示す板材ロー
ルネック部に記入した矢印は、図に示す板材１０Ａ〜Ｉ
ＯＤより幅の狭いストリップに対する移動の方向を示す
、板材１０Ａ〜ＩＯＤより幅の広いストリップに対する
移動方向は、図中の矢印と反対方向に設定すればよい。

なお、上記タンデム圧延機１４において、ワークロール
φシフトの際、シフト力を減少させ、板材の幅方向移動
を抑制するために、潤滑を強化し、摩擦係数を減少させ
るものとしても良い。

第２図において、ワークロール・シフトを設置したスタ
ンドの入側に、潤滑強化ヘッダとノズル２３Ａ〜２３Ｄ
を設け、流量制御弁２４Ａ〜２４Ｄを介して、圧延油を
含んだロールクーラントまたは適当な濃度の圧延油を供
給可能としている。

たとえば、第１スタンドのワークロール拳シフト開始と
ともに、流量制御弁２４Ａを開いて、潤滑強化分の圧延
油をワークロール１９Ａもしくはロールバイト入側に向
けて供給し、その潤滑強化分の圧延油を通常のリサーキ
ュレーション方式で供給されている圧延油に付加する。

なお、第２図の第１スタンドにおいて、直径５４０ｍｍ
のワークロールを用いて、低炭素鋼の板材を、板幅１．
０００ａ＋ｍ　、第１スタンド入側板厚２．３ｍｍ　、
第１スタンド出側板厚１．８１ａｍとする圧延時に、ワ
ークロール・シフトに及ぼす潤滑能の影響を調査した結
果、表１を得た０表１に示すように、３．５％エマルジ
ョンのりサーキュレーション方式の潤滑では、１スタン
ドに１，４００１７分の圧延油を供給し、圧延荷重は１
，０００トン、ワークロールの移動時に板材に作用する
軸力は上ロール側で約ＢＯトン、下ロール側で約６５ト
ンとなり、板材に作用する合力はそれらの差である５ト
ンであった。これに対し、上記リサーキュレーション方
式の潤滑に加えて、板材の表裏面均等にダイレクトに７
％エマルジョンの圧延油を１３Ｊｌ／分ずつ付加したと
ころ、（ケース１）、圧延荷重は１．０００　　）ンか
ら６１０トンに低下し、これに伴なってワークロールの
移動時に板材に働く軸力は４Ｏ−３７＝　３　）ンに低
減した。これらの例から明らかなように、下ワークロー
ルと板材との間の庁擦力が大きいので、潤滑強化分の７
％エマルジョン圧延油の供給量を上ワークロールに対し
て１２ｆＬ／分、下ワークロールに対して１４ｆＬ／分
なるように、下ワークロールへの供給量をふやしたとこ
ろ（ケース２）、ワークロールの移動時に板材に作用す
る力は３８．８−３８．２＝０．Ｉ３　ｈンとさらに低
減し、通常のリサーキュレーション方式のみの場合に比
して板材に作用する軸力を約１７８とし、板材のずれ発
生の可能性がより確実に抑制可能となった。

なお、上記圧延の潤滑強化により、ワークロールφシフ
トに伴なう板材の幅方向移動を抑制できれば、ワークロ
ール・シフトは、１スタンドごとでなく、２つ以上のス
タンドを同時に実施しても良いこととなる。

なお、エンドレス圧延時に、場合によっては、狭幅材か
ら広幅材に幅戻りする場合がある。この場合は、狭幅材
のテーパ開始点位置では不適当（たとえばエツジが盛り
上りすぎる。エツジドロップは安全側であるが、エツジ
アップは危険側である。）になることがある、この場合
は、溶接点が侵入してくる前に、広幅材に適した位置に
ワークロールを移動させる必要がある。・また、この場
合は、第４図の盛上り部２５を押しつぶす方向に動かす
ことになり、テーパの角度が大きく、摩擦係数が大きい
場合は、板材が裂けることもあるので、ワークミールと
板材の間、特に、テーパ部付近の潤滑を強化する必要が
ある。ここで、ワークロールの移動の開始時点は、先行
板材と後続板材の幅が変わる溶接点が、謁該スタンドに
噛込む前に該移動が終了可能となるように選ぶことにな
り、２つ以上のスタンドが同時にワークロール・シフト
を行う場合もあるので、板材移動の抑制から潤滑強化を
必ず行う必要がある。

また、ワークロール摩耗の分散化にワークロール・シフ
トを使用する場合には、ワークロール端部またはそのテ
ーパ開始点が、板側端部より外側にあるので、シフトの
方向がどちらでも、１つのスタンドごとに行うのが良い
、ただし、幅戻りがあり、ワークロール端部またはテー
パ開始点が、板側端部の内側に入ってしまう場合は、事
前に、ワークロールをシフトしておく必要があることは
言うまでもない。

なお、本発明は、エンドレス圧延ばかりでなく、各コイ
ルごとに圧延を完了する通常の圧延にも適用可能である
。

［発明の効果］以上のように、本発明の第１は、上下のワークロールを
それぞれ有してなる複数基の圧延機によって金属板材を
圧延する帯板の圧延方法において、少なくとも１基の圧
延機の上下のワークロールを、板材の圧延中に、相互に
ロール軸方向に沿う反対方向に移動させながら圧延する
ようにしたものである。したがって、高精度に、板材の
プロフィル、形状を制御することが可能となる。

また１本発明の第２は、上下のワークロールをそれぞれ
有してなる複数基の圧延機によって金属板材を圧延する
帯板の圧延方法において、先行する板材の後端部と後続
する板材の先端部を接合して、それらの板材を連続して
黒地するとともに、少なくとも１基の圧延機の上下の７
−クロールを、それら板材の圧延中に、相互にロール軸
方向に沿う反対方向に移動させながら圧延するようにし
たものである。したがって、エンドレス圧延を中断する
ことなく、高精度に、板材のプロフィル、形状を制御す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施状態を示す要部正
面図、第２図は本発明の実施に用いられる圧延設備を示
す配置図、第３図は本発明が適用される圧延設備の要部
を示す正面図、第４図は板材の盛上り部を示す正面図で
ある。１０・・・板材、ＩＩＡ・・・先行コイル、１１Ｂ・・
・後続コイル、１４・・・タンデム圧延機、１７・・・
溶接機、１９Ａ〜１９０・・・ワークロール、２３Ａ〜
２３Ｄ・・・潤滑強化ヘッダとノズル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上下のワークロールをそれぞれ有してなる複数基
の圧延機によって金属板材を圧延する帯板の圧延方法に
おいて、少なくとも１基の圧延機の上下のワークロール
を、板材の圧延中に、相互にロール軸方向に沿う反対方
向に移動させながら圧延することを特徴とする帯板の圧
延方法。
（２）上下のワークロールをそれぞれ有してなる複数基
の圧延機によって金属板材を圧延する帯板の圧延方法に
おいて、先行する板材の後端部と後続する板材の先端部
を接合して、それらの板材を連続して圧延するとともに
、少なくとも１基の圧延機の上下のワークロールを、そ
れら板材の圧延中に、相互にロール軸方向に沿う反対方
向に移動させながら圧延することを特徴とする帯板の圧
延方法。
（３）前記先行する板材の板幅と、後続する板材の板幅
とが相互に異なる特許請求の範囲第２項に記載の帯板の
圧延方法。