JPS61212416A - 作業ロ−ルの摩耗プロフイル調整方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、板材の圧延において、摩耗によって生じる作
業ロールのプロフィルを調整する方法に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

板材の圧延においては、第７図に示すような幅サイズ構
成で、同一幅のフィルを数多く連続圧延していくと、第
８図に示すように、作業ロールの表面は、第８図Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄに示される圧延材の端部と接している部分では
、中央領域に比べて、よシ大きく摩耗し、突起を生じる
ようになる。この突起のため、圧延材の板厚分布にも異
常な突起を生じ、品質低下を招くので、均一な品質で同
一幅サイズのコイルを連続圧延可能な数には限界があっ
た。また、狭幅から広幅に向っての圧延は、作業ロール
の摩耗部分（板幅に相当する領域）と非摩耗部分との境
界付近では段差状態となシ、板厚分布を著しく不均一に
させる。このような理由で、第９図に示すように、圧延
するコイルの順序は幅が広いものから狭いものへと、階
段状に圧延していくことが余儀なくされ、第１０図に示
すような摩耗プロフィルが形成された。板の横ずれや幅
変動があるため、板幅換えは５０ｍｍピッチ程度となシ
、その圧延機での最小板幅製品で打ち切ることをしなけ
ればならなかった。このような圧延では、工程管理を煩
雑するばかシでなく、上流工程の加熱炉における操業も
規制し、省エネルギ対策上、大きな障害となっていた。

さらに、最小板幅に到達するまでの期間内に、同一作業
ロールで圧延し得るコイル本数に限界があり、非常に大
きな問題となっていた。

そこで、前記した板幅規制（広幅から狭幅へ向っての圧
延）を取シ除くため、作業ロールを軸方向に移動させた
シ、逆に、圧延材を軸方向にずらしたりするなど、板幅
中心と作業ロール胴中心とをずらした圧延（オフセンタ
圧延と称す）法が提案されている。この方法において、
目標とする作業ロールの摩耗プロフィルあるいは熱膨張
プロフィル及びこのプロフィルを得るための方法（％開
昭５７−１５６８０４　）が提案されている。この発明
は、目標とする作業ロールプロフィルを一義的に放物線
としている。この曲線を選んだ理由として、圧延機が機
械的に変更し得る作業ロールカーブが２次的になると言
う考え方に基いたものであった。しかし、この考え方で
は後述するように高次の曲線で表わされる熱膨張プロフ
ィルを打消して、ロール表面を滑らかにするのに充分で
はなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は同一幅サイズのコイルを連続して、数多
くの圧延することのできる作業ロールの摩耗プロフィル
調整方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、作業ロールの最初のカーブを維持することに
ある。すなわち、熱膨張によって生じる作業ロールのプ
ロフィルを打ち消すような摩耗プｉフィルが形成される
ように、作業ロールの軸方向移動を行うものである。具
体的には、作業ロールの熱膨張プロフィルが４次曲線で
表わすことが可能であることに着眼し、従って、これを
打消すための摩耗プロフィルも４次曲線となるように、
作業ロールの軸方向移動を行うものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を用いて、本発明を詳述する。

第１図は、摩耗によって作業ロールを使用できなくなる
までに圧延するコイル本数の初期（１１本目）及び後期
（７５本目）における同ロールの熱膨張プロフィルを示
したものである。図中の・印が実測値で、実線がこの実
測値を表現した４次曲線である。熱膨張プロフィル、た
とえば、代表として板幅中心位置での熱膨張量は圧延が
進むにつれて、指数函数的に増大し、やがては熱的バラ
ンスがとれて、増加度合が減少する。

圧延の進行度に係シなく、熱膨張プロフィルを精度良く
表現するためには４次以上の曲線であることが必要であ
る。

すなわち、熱膨張量をＣ１？とすれば、Ｃａｔは次式で
表わすことができる。

Ｃｍｔ＝　ａｔｏ＋ａｔｌ　ｘ”＋　８９１Ｘ’　　　
　　　　ｅ−＊・ｌ１ｍ（ｔ）ここに、Ｘは板幅中心か
らの距離、ａ９Ｑ−Ｊｌｙｚは圧延温度、冷却条件、圧
延材の寸法などの圧延諸因子によって決まる係数である
。なお、（１）式は実測値を用いて求めても良いし、一
般的に使われている円柱の熱伝導論理論を適用しても得
られる。

次に、本発明の骨子となる（１）式で表現される熱膨張
プロフィルを相殺する摩耗プロフィルが作業ロールに与
えられるようにするための同ロール軸方向移動方法につ
いて述べる。

作置ロールの軸雪面飽齢を行らとシシ曲總シｌているか
ら、同ロール位置が同じ状態で連続圧延するコイル本数
は少ない。従って、板端での局部的な摩耗量は少ない。

そこで第２図に示すように、コイル１本あたりの圧延で
生じる摩耗プロフィルＷＪ（Ｘ）をロール軸方向で均一
とすると、作業ロールを軸方向に移動させながら、ｉ本
まで圧延した時の半径あたシの摩耗プロフィルＷ＋　（
ｘ）は、第３図に示すように、次式で表わされる。

ここに、Ａは定数、Ｐは平均圧延圧力、Ｌはコイル長さ
、Ｒは作業ロール半径、δ（Ｘ）は摩耗プロフィル関数
である。ただし、第１添字Ｕは上作業ロール、Ｌは下作
業ロールであることを示す。

（２）式のδｊ（→を摩耗プロフィル関数と称し、圧延
材が作業ロールに接して摩耗する部分とそうでない部分
とを区別するためのものである。δ１（Ｘ）は次式で示
される。

・・・・・・・・・（８） ここに、Ｓは第３図に示すように、作業ロール位置を示
し、上・作業ロール胴中心と板幅中心とが一致した状態
を零とし、この状態より上作業ロール胴中心が操作側に
ある状態を正１反対側にある状態を負で表わす。

従って、第３図で示した作業ロールの軸方向移動による
上・下方を合成した摩耗プロフィルＣａｗ（Ｗｕ　ｒ　
＋　Ｗｔ、　ｔ　）は、＠４図のようになり、これを数
式表現すると（２）式により、 ・・・・・・・・・（４） 作業ロールの摩耗プロフィルを決定する因子は１本あた
シの摩耗量を支配する圧延圧力、同一作業ロール位置で
の圧延本数及び作業ロール位置である。

この合成摩耗プロフィルＣ１ｗが、（１）式で示した熱
膨張プロフィルＣａｔを打ち消すような、Ｃａｒと同形
な関数 Ｃｍｗ＝　８ｗ６　＋ａｗｌ　Ｘ”　＋８ｗ２　Ｘ’　
　　　−・−＝−（５）となるように選び、且つＣｍテ
とＣａｗとの差ΔＣ虱　（＝Ｃ鳳ｔ　−Ｃ凰Ｗ） ＝（ａｔ６　　ａｗｏ）＋（ａｔｌ　　ａｗｌ　）　ｘ
”＋（ａｔｘ　　ａｗｓ）ｘ’　　　　　　−”＝”（
６）の摩耗領域（第４図参照）での積分値ａが最小とな
るように、すなわち、 となるように、作業ロールの軸方向移動を行う。

（５）式の係数のうち、ａｊ（１はｘ＝Ｑ、すなわち板
幅中央位置での摩耗量を表わし、（ａ式によって決定さ
れる。残りのａ町及びａｌｙｌは、■式と摩耗プロフィ
ル曲線とＸ軸とで囲まれた面積大を表わす次式 ％式％（８） とから決定される。

このようにして（５）式の各係数が定まると、（菊式と
（５）式とから、熱膨張プロフィルを相殺する摩耗プロ
フィルを得るための作業ロールの軸方向移動パターンが
求められる。

なお、熱膨張プロフィルは、第１図に示したように、所
定の領域では、比較的滑らかな変化を示し、実用的には
ほぼフラットとして取シ扱える。

従って、熱膨張プロフィルを相殺するための摩耗プロフ
ィルを作業ロールに形成させるのに必要な同ロールの軸
方向移動量は、移動しない基準状態（第３図の２点鎖線
の状態、５＝０）から操作側及び駆動側へ所定幅あれば
、十分な摩耗プロフィル制御が可能である。

第５図は前述した一連の式（（１）〜（８）式）を用い
て、作業ロールの摩耗プロフィルが、同ロールの熱膨張
プロフィルを打消し、初期のプロフィル状態を維持する
ようにした場合の作業ロールの軸方向移動パターンを求
めた代表例を示したものである。この例では、作業ロー
ル胴中心と板幅中心とが一致した付近での領域、すなわ
ちＳ；０近傍で摩耗量が大きくなるように、同じロール
位置での圧延本数多くシ、両サイド寄シ領域では摩耗量
が小さくなるように、圧延本数を少なくする作業ロール
軸方向移動。

第６図は作業ロールの軸方向移動可能な４を圧延機に本
発明を適用した場合の代表的な実施例を示したものであ
る。計算機１では、圧延材材質。

圧延温度、パススケジュールなどの圧延情報を用いて、
前記した（１）〜（η式に至る一連の式により、熱膨張
プロフィルを相殺するような摩耗プロフィルが作業ロー
ルに付与されるように同ロールを軸方向に移動させるパ
ターン（前出の第６図）を決定し、作業ロール位置Ｓを
演算器２，２′へ出力する。演算器２，２′では、作業
ロール位置検出器３，３′による検出値Ｓｔｒ、Ｓｔ、
と計算機１からの出力値Ｓを受けて、両者の偏差量Δ８
ｖ（＝Ｓｔｒ−８）、ΔＳｂ（冨Ｓｔ、　　Ｓ）を求め
、この偏差量を作業ロール位置制御装置５．５′に出力
する。

作業ロール位置制御装置５．５′は、Δ９ａ。

Δ８１．だけ作業ロール位置を修正し、摩耗プロフィル
により熱膨張プロフィルが打ち消されるように、作業ロ
ールを軸方向に移動させることを特徴とする作業ロール
の摩耗プロフィル調整方法である。

前出の圧延情報は次のようなものである。

■　摩耗プロフィルを決定するのに必要な圧延情報（１
）作業ロール半径、（ＩＩ）圧延材質、（ＩＩＩ　）圧
延材温度、（１■）圧延速度、（■）圧延材寸法（板幅
、入・出側板厚） ■　熱膨張プロフィルを決定するのに必要な圧延（１）
作業ロール半径、（ＩＩ）圧延材質、（ｌｉｌ）圧延材
温度、（１ｖ）冷却量 本発明の実施例によれば、常に目標とする摩耗プロフィ
ルを得ることができ、作業ロールのプロフィルが滑らか
であった初期状態に維持できる効果がある。

本発明の代表的実施例として、圧延材の中心（板幅中心
位置）を圧延機中心に固定して、作業ロールを軸方向に
移動させる場合を取シ上げたが、逆に作業ロールを固定
して、圧延材の中心を圧延機の中心よりずらす場合につ
いても、本発明は適用され、同等な効果を得ることがで
きる。

また、中間ロールの軸方向移動も同時に行う６重圧延機
及び多重ロールから成る圧延機に対しても本発明は適用
される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の効果がある。

（１）作業ロールのプロフィルを滑らかにで−きるので
、板厚分布に異常突起を生じさせることなく、同一幅サ
イズのコイルを連続して数多く圧延できる。

（２）　　コイルの圧延順序に関し、コイル幅サイズの
規制が解消されるので、作業能率及び操業効率が向上す
る。

（３）加熱炉において、スラブ（素材）の加熱贋序も解
消されるので、消エネルギ効果が大きくなる。

（荀　作業ロールの摩耗プロフィル平滑化により、従来
よシも摩耗量を大きくとれることから、ロールの原単位
が上昇する。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱膨張によって作業ロールに生じ九プロフィル
、第２図は１本あた）のコイル圧延で生じた作業ロール
の摩耗プロフィル、第３図は作業ロールの軸方向移動に
より同ロールに付与される摩耗プロフィル、第４図は第
３図に示した上・下作業ロールの摩耗プロフィルを合成
したプロフィル、第５図は熱膨張プロフィルを相殺する
摩耗プロフィルを得るための作業ロールの軸方向移動の
パターン例を示す図、第６図は本発明の代表的な実施例
を示す作業ロールの摩耗プロフィル調整装置を示す図、
第７図はロール組替内において同一幅サイズのコイルを
圧延した場合の板幅構成を示した図、第８図は第７図に
示した板幅構成の圧延で作業ロールに生じる摩耗プロフ
ィル、第９図は広幅から狭幅のコイルに向って階段状に
圧延していく場合の板幅構成を示した図、第１０図は第
９図に示した板幅構成の圧延で作業ロールに生じる摩耗
プロフィルである。 １・・・計算機、２．２’・・・演算器、３．３’・・
・作業ロール位置検出器、４．４’・・・作業ロール位
置制御装置、５．５’・・・作業ロール移動装置、６．
６’・・・作業ロール、７．７’・・・補強ロール、訃
・・圧延材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、作業ロールの軸方向移動により同ロールの摩耗プロ
   フィルを調整する方法において、作業ロールに生じる熱
   膨張プロフィルを相殺する摩耗プロフィルとなるように
   、作業ロールの軸方向移動を行うことを特徴とする作業
   ロールの摩耗プロフィル調整方法。