JPS62173017A - 圧延板のエッジドロツプ抑制方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、板の圧延時に生じる板幅端近傍の板厚減少（
エツジドロップ）を抑制する方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、ユーザの厳しい板厚精度の要求及び歩留りの向上
に対し、薄板圧延時に板幅方向に、より均一な板厚分布
を得る技術が重要となってきている。

通常の圧延機では、第６図に示す如く、材料を圧延ロー
ル１に噛み込ませると圧延板２と接触する領域１′が圧
延板２がらの反力によって扁平変形りを生じる。つまり
、この反力は圧延ロール１の軸心方向（第７図ではＸ部
方向）に作用するものであるから、圧延板２の中央部で
は圧延ロール１の半径方向に圧縮する力として作用する
が、圧延板耳部では板自体が幅方向（第７図のＹ方向）
にも展延されるため、前記Ｘ軸方向の反力が小さくなる
。その結果、圧延板２の耳部では圧延ロール１に対する
半径方向への圧縮力が小さくなり、圧延ロール１の扁平
変形量も減少する。そのため、耳部の板厚が中央部に比
して顕著に減少するという現象（エツジドロップ）が生
じる。この現象のため、板幅中央部板厚より許容差外の
板厚になった板端部の領域を切り落として出荷している
のが現状であり、はなはだ歩留りの低下を来たしている
。

このため、従来、このエツジドロップを抑制する方法と
しては、■圧延反力によるロールの扁平変形を小さくす
るために圧延ロールを小径化する方法、■圧延ロールの
扁平変形量が上記の如く板幅方向に異なっていることを
受は入れ、予め圧延板耳部の当たる部分におけるロール
表面をロール端部方向に向けてテーパ状に小径化する方
法、■板耳部よりも外側に存在する圧延ロールに対する
冷却能力をＡ１とし、圧延板耳部におけるロールに対す
る冷却能力をＡ２とし、圧延板耳部よりやや中央部より
の冷却能力をＡ３とした時、Ａ１＞　Ａ　３　＞　Ａ　
２として冷却制御を行うことにより、板耳部のロールの
膨張パターンをテーパ状にして前記■と同じ効果を得る
方法等が考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記■の方法については、トルク伝達上、速度
制限や形状悪化の問題により、圧延ロールの小径化には
限度があり、また上記■の方法については、圧延ロール
を軸方向に移動可能にすれば板幅変更に対処可能ではあ
るが、板耳部の最適テーパ量は板厚に関係するので、板
厚変更に伴ないロールを替えることは生産量の低下を招
き、更にこの方法を取り入れるには圧延ロールを軸方向
に移動可能にする必要があり、そのための装置及び工事
費が高くなるという欠点を有している。

一方、上記■の方法については、装置費が安価ではある
が、冷却制御のみでは、板耳部のロールは急峻なテーパ
状にならず、ロール内部のロール軸方向の熱伝導により
緩慢な形状となり、圧延後の板形状が悪くなるという欠
点がある。

すなわち、形状悪化を小さくし、エツジドロップの低減
化を図るためには、第８図に示すように、ロール軸中心
と板幅端から少し板幅内へ入った位置とのロール膨張差
ΔＲｅを小さくして板の形状悪化を防ぎ、板幅端から板
幅内へ少し入った位置と板幅端とのロール膨張差ΔＲｅ
を大きくしてエツジドロップ抑制の効果を大ならしめる
ことが望ましい。この理想ロールプロフィル形状は第８
図の破線イのパターンとなる。ここで、ΔＲｅを小さく
するために第８図のＢ領域の冷却能力Ａ２をより以上に
小さくすることが考えられるが、Ａ２をより以上に小さ
くするためには流量をより以上に少なくする必要がある
ため、潤滑性に支障を来たすという問題が生じる。

更に、圧延材の板幅が大きくなった時、すなわち、第８
図の■位置が板幅端であったのが次圧延材の板幅端が■
の位置にきた時には、ΔＲｅが変更初期に非常に大きく
なって形状悪化を招き、板破断を起こす場合がある。つ
まり、冷却制御のみでは応答性が遅いため板幅変更に対
して直には対処できないという欠点を有している。

本発明は、圧延板のエツジドロップ抑制に関する上記従
来技術の欠点を解消し、圧延ロールの熱膨張を冷却、加
熱により精密に制御することにより、設備費が安価で、
かつ形状悪化が少なく、応答性の優れたエツジドロップ
抑制を可能にする方法を提供することを目的とするもの
である。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係るエツジドロップ
制御方法は、まず、種々の板幅の圧延材に対処するため
に、圧延ロールをその軸方向の任意の箇所で加熱、冷却
できる装置と、任意の箇所で単独に加熱能力、冷却能力
を調整することができる装置とを備えた圧延機を前提と
し、圧延板耳部よりも外側に存在する圧延ロールに対す
る冷却能力をＡい圧延板耳部の冷却能力をＡ２、加熱能
力をＢ２、圧延板耳部より中央部の圧延ロールに対する
冷却能力をＡ３、加熱能力をＢ３とした時、Ａ、＞Ａ、
＞Ａ２とし、かつ、Ｂ２＞８３となるように冷却、加熱
制御を行うことにより、板耳部近傍のロール熱膨張分布
を急峻なテーパ状に形成してエツジドロップを抑制せん
とするものである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

前述の如く、圧延板のエツジドロップ抑制を図るための
理想ロールプロフィル形状は、第８図の破線イのパター
ンにすることであり、本発明法を具体的に第８図に沿っ
て説明するならば、次のとうりである。

本発明では、最適なロール熱膨張分布（第８図中のイの
パターン）にできるだけ近づけるために、Ｂの領域では
、低温の冷却媒体で強冷して板幅端近傍のロール熱膨張
分布の勾配を急峻にする。また、Ｃ領域では、ΔＲｅが
できるだけ小さくなるようにクーラントの冷却能力Ａ２
を流量を絞ることなどにより小さくすると共に、ロール
を、電気的或いはロール表面温度より高い流体を噴射す
ることにより、加熱する。これらにより、ロール熱膨張
分布は第８図の最適なパターンイに近づき、形状が良好
でエツジドロップ低減効果を大きくすることができる。

更に、本発明では、具体的態様として、当パスの圧延板
の板幅が前パスの圧延板より大なる時は、圧延初期に当
パスの圧延板耳部の加熱を強力にし、圧延進行と共に加
熱強度を低くすることにより、形状悪化を防止してエツ
ジドロップを抑制することができる。すなわち、板幅が
大に変更した時は、第８図中の■の板幅端が■に変更に
なるとΔＲｅが特に大きくなり形状悪化が著しくなる。

そのためにＣ′領領域加熱をより以上に強力にし、でき
るだけ速く当板幅に最適な分布に近づける。しかし、Ｃ
′領領域加熱を強力にした状態にしておくと、加熱し過
ぎとなり、ロール熱膨張分布が口のようなパターンとな
って支障を来たすために、圧延の進行と共に加熱強度を
徐々に弱くしていくのである。

そして、また本発明では、ロール替え時に最適なロール
熱膨張分布に速く近づけるために、初期にＡ２、Ａ３を
小さく、かつ、Ｂ２、Ｂ３を大′きくし、圧延の進行と
共にＡ２、Ａ３を太きく　Ｂ　２、Ｂ３を小さくするこ
とにより、エツジドロップを抑制することもできる。す
なわち、ロール組替え時にロールの膨張量をできるだけ
速く大きくし、かつ最適なパターンに近づけるために、
Ｄの領域の冷却能力Ａ３、Ｃ領域の冷却能力Ａ２をＡ３
＞　Ａ、を保ちつつ絶対量を小さくし、かつＣ領域の加
熱能力Ｂ２、Ｄ領域の加熱能力Ｂ３をＢ、＞Ｂ３を保ち
つつその絶対量を大きくするのである。

なお、上記冷却、加熱装置は圧延板の板幅変更に対処す
るため、ロール軸方向に多分割にするか或いは軸方向に
移動可能とする。

（実施例） 次に本発明の代表的な実施例を第１図を用いて説明する
。

図中、圧延板２は矢印方向へ進行しており、圧延ロール
１の入側には、該ロール全体を冷却するための冷却噴射
ノズル３を多数設け、ロール軸方向に分割され、分割さ
れた単位で流量制御可能となっている（本実施例では各
単位は４０ｍｍピッチに分割されている）。更に、圧延
板出側には圧延板耳部より外側のロール部分を強力に冷
却するために低温冷却剤を噴射させるノズル４を設ける
と共に、圧延板耳部のロールを加熱する誘導加熱装置５
を設けている。圧延板出側の冷却用ノズル４と該加熱装
置５は圧延板の板幅の変更に対処可能なようにロール軸
方向に移動可能となっている。

このように構成された本実施例を第５図に沿って説明す
る。図の縦軸はロール軸中心と板幅端から４０ｍｍの位
置のロール膨張差の半径分ΔＲｅ（図中○、△）、板幅
端から４０ｍｍの位置と板幅端とのロール膨張差の半径
分ΔＲｅ（図中・、ム）であり、横軸は圧延時間である
。圧延条件としては、入側板厚０．７２ｍｍ、出側板厚
０．５３ｍｍ、入側張力１６ｋｇ／ｎｗｎ’、出側張力
１６　ｋｇ／　ｍｍ２、板幅９６０ｍｍ、ロール径６０
０ｍｍ、圧延材変形抵抗７５　ｋｇ　／　ｍｍ２、圧延
速度１１１．０　ｍ／　ｍｉｎである。

ロールの冷却、加熱については、入側は板幅端から８０
ｍｍまでのノズル４個（第１図の８）を他のノズルより
流量を７０％低下している。この時の熱伝達率は上記ノ
ズルに対して２５００ｋｃａＱ／ボｈ℃、他のノズルに
対しては５０００ｋｃａＱ／ｍ２ｈ’ｃである。また、
入側クーラント温度は５０℃である。出側の板幅外の冷
却用ノズル４の熱伝達率は５０００　ｋｃａ　Ｑ　／ｍ
２ｈ℃、温度は３０℃である。出側の加熱は板幅端より
８０ｍｍの位置をロール組替え及び板幅が大に変更した
初期には１５０．０ＯＯｋｃａＱ／ｍ２ｈ、その後の時
期には１００　、　ＯＯＯｋｃａａ／ｍ２ｈの入熱を与
えている。

ΔＲｅはエツジドロップの低減量の指標であり、ΔＲｅ
は形状の指標を表わす。すなわち、ΔＲｅが大でΔＲｅ
が小なるほど板端近傍で急峻なロール熱膨張分布（第８
図中のイのパターン）となり、エツジドロップ低減効果
が大きく、形状良好な板を得ることができる。

さて、第５図で、加熱手段を使用せず冷却のみによる制
御では、圧延時間５００秒付近でΔＲｅ＝３１μｍ、Δ
Ｒｃ＝２５　μｍとなり、板幅が９６０ｍｍから１０４
０ｍｍに変更された後は３００秒でΔＲｅ＝３４ｐｍ、
ΔＲｃ＝３７μｍ（第５図横軸で８００秒）となってい
る。これに対し、加熱、冷却制御を同時に行うと、圧延
時間５００秒付近でΔＲｅ＝、３８μｍ、ΔＲｃ＝　７
　μｍ、板幅拡大後３００秒でΔＲｅ＝４０ｐｍ、ΔＲ
ｃ＝１９ｐｍとなっている。これらから、加熱と冷却制
御を併わせで行うことにより、エツジドロップが改善で
きると共に形状悪化の少ない板が得られることがわかる
。

またロール替え時には、加熱制御を行うことにより、Δ
Ｒｅの急速な立上がりを示し、冷却制御より応答性が良
いことが第５図かられがる。

第２図及び第３図は他の実施例を示している。

この実施例では、ヘッダ９からは潤滑専用の油濃度の高
い少量のエマルジョンが圧延ロール１と圧延板の接点に
向けて或いは圧延板２に直接噴射されており、ヘッダ７
はロール軸方向に多分割されたノズル群からなり、各分
割単位でクーラントの温度制御流量制御が可能となって
いる。そして、ヘッダ７はロール冷却専用で、各ノズル
から油濃度が非常に低いクーラントが噴射される。本実
施例では、板耳部外のノズル４からは温度の低いクーラ
ントが、また板耳部のノズル６からはロール表面より高
温のクーラントが噴射される。この構成により、板幅拡
大時及びロール組替え時には、板幅内部のノズル群３或
いは６の流量制御、温度制御により対処することができ
る。

また他の実施例を第４図に示す。入側のクーラントは第
１図と同じであるが、出側の加熱装置には高温のクーラ
ントを噴射するノズル６を設けたものである。この構成
によっても、上記各実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、冷却、加熱制御
によって圧延ロールの熱膨張分布を最適なパターンにす
ることができるので、エツジドロップ抑制効果が極めて
大きく、しかも高価な特別な設備を必要としないので経
済的である。また、特に圧延板の板幅を変更する場合或
いはロール組替えの場合においても同様にエツジドロッ
プ抑制を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷却、加熱装置の配
置を示す説明図、 第２図及び第３図は他の実施例における冷却、加熱装置
の配置を示す説明図、 第４図は更に他の実施例における冷却、加熱装置の配置
を示す説明図、 第５図はエツジドロップ、形状への効果について本発明
と従来法を比較して示す図、 第６図は圧延ロールの扁平変形を示す説明図、第７図は
エツジドロップを示す説明図、第８図は圧延ロールのロ
ール熱膨張分布を示す説明図である。 １・・・圧延ロール、１′・・・圧延材とロールの接触
域、２・・・圧延板、　　３・・・入側冷却剤噴射ヘッ
ダ、４・・・低温流体を噴射するノズル、 ５・・・誘導加熱装置、 ６・・・高温流体を噴射するノズル、 ７・・ロール冷却専用クーラントヘッダ、８・・・流量
の小さい噴射ノズル、 ９　・潤滑専用ノズルヘッダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　圧延ロールをその軸方向の任意の箇所で加熱、冷却
   できる装置と、任意の箇所で単独に加熱能力、冷却能力
   を調節することができる装置とを備えた圧延機において
   、圧延板耳部よりも外側に存在する圧延ロールに対する
   冷却能力をＡ＿１とし、圧延板耳部における圧延ロール
   に対する冷却能力をＡ＿２、加熱能力をＢ＿２とし、圧
   延板耳部よりやや中央部寄りの圧延ロールに対する冷却
   能力をＡ＿３、加熱能力をＢ＿３とした時、Ａ＿１＞Ａ
   ＿３＞Ａ＿２とし、かつ、Ｂ＿２＞Ｂ＿３となるように
   圧延ロールの冷却、加熱制御を行うことを特徴とする圧
   延板のエッジドロップ抑制方法。 ２　当パスの圧延板の板幅が前パスの圧延板よりも大な
   る時は、圧延板耳部の前記加熱能力Ｂ＿２を当パス初期
   に大にし、圧延の進行と共に低減させていくことを特徴
   とする特許請求範囲第１項記載のエッジドロップ抑制方
   法。 ３　圧延ロール組替時には、初期に前記Ａ＿２、Ａ＿３
   を小さくし、前記Ｂ＿２、Ｂ＿３を大きくし、圧延の進
   行と共にＡ＿２、Ａ＿３を大きく、Ｂ＿２、Ｂ＿３を小
   さくしていくことを特徴とする特許請求範囲第１項記載
   のエッジドロップ抑制方法。