JPS6233009A - 圧延材のキヤンバ制御方法 - 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〕 本発明は板状圧延材の圧延時に発生する平面的な曲がり
であるキャンバを抑制し、また矯正するキャンバ制御方
法に関するものである。

〔従来技術〕

通常鋼板等の板状圧延材を圧延したとき、第７図に示す
如く圧延材ｌがその幅方向に湾曲する、所謂キャンバが
発生する。このキャンバの程度は同図に示した如く、圧
延材■のトップとティルとのクロップ部分１ａ、　ｌｂ
を除いて、幅方向中央部の２点１ｃ＋　ｌｄを結んだ線
に圧延材の長手方向中央部における幅方向の中点から垂
した足の長さＣ（これをキャンバ量という）で表してい
る。

このようなキャンバの発生原因については従来種々研究
されており、主なものとしては次のようなものが挙げら
れている。

■　圧延機におけるロール両端に対する圧下位置設定誤
差 ■　ミルハウジングの左、右両側ポストの剛性差■　圧
延材の幅方向温度差、板圧差〈変形抵抗のばらつき） ■　圧延機のロール中心に対する圧延材の位置ずれ（オ
フセンターＭ） キャンバの抑制、矯正等の制御方法として従来は次のよ
うな各種の方法が提案されている。

ａ）予め測定したミルハウジングの左、右ミル剛性係数
と圧延時の予測荷重から圧延中の左、右ミルハウジング
の伸びを計算し、この差、即ち圧延材の幅方向板厚不均
一に起因するキャンバを防止する方法（特開昭５４−１
５５９６１号）。

ｂ）エツジング圧延の左、右垂直ロールに加わる圧延荷
重差を検出し、この差が零となるよう圧延材の左、右圧
下位置を制御しようとする方法（特開昭５６−４７２０
６号）。

Ｃ）圧延途中パスで圧延材のキャンバ量を測定し、これ
に基づき圧延材両側の圧延長を求め、ミルハウジングの
伸びとロールたわみとを考慮して圧延材両側の板厚を求
め、これらに基づいて次パスで両側端部の圧延長を等し
くするための板厚偏差を求め、これを実現するための両
側の圧下位置を算出する方法（特開昭５７−２２８１０
号）。

ｄ）圧延途中パスでキャンバ量を測定し、次パスのオフ
センター量を変えて圧延する方法（特開昭５７−１０３
７２０号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

とごろで上述した如き従来方法にあっては、ａ）の方法
では圧延条件に応じてミルハウジングの左、右剛性係数
を正確に予測することが現実的に困難であるため、十分
な精度が期待出来ず、また単にロールギャップの左、右
の差を解消するのみではキャンバの抑制が難しい。

ｂ）の方法では板厚が薄い場合、エツジングミルの左、
右荷重差が小さくキャンバの正確な測定が出来ず、十分
な制御精度が得られない。

Ｃ）の方法ではミルハウジングの左、右の剛性係数を正
確に予測することは難しく、十分な制御精度が得られな
い点では前記ａ）の方法と同じである。

ｄ）の方法ではオフセンター量を変えてもミルハウジン
グポストの伸びとロールのたわみが相殺され十分な制御
精度が得られない。

などの問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はかかる事情に厖み°ζなされたものであって、
その目的とするところはワークロールの左。

右のチョック間隔を直接計測し、ハウジングポストの伸
びによる影響を除去し得、圧延ロールのたわみを考慮す
るだけで制御が可能となり、制御精度の格段の向上を図
り得るようにした圧延材のキャンバ制御方法を提供する
にある。

本発明に係る圧延材のキャンバ制御方法は、圧延ロール
両端の圧下位置を調節して圧延材のキャンバを制御する
方法において、圧延中の途中パス出側のキャンバ量を検
出し、該キャンバ量に基づいて次パス入側の幅方向にお
ける伸びプロフィルを求めると共に、前記途中パスでの
圧延中の左。

右の圧延ロールチョック間隔に基づいて次パス入側の幅
方向における板厚プロフィルを求め、前記伸びプロフィ
ル及び板厚プロフィルに基づいて次パス出側の幅方向に
おける伸びプロフィルを求め、該伸びプロフィルに基づ
いて前記キャンバ量と関連するキャンバ量評価パラメー
タを求め、キャンバ量評価パラメータが所定値となるよ
う次パスでの圧延中ロールチョック間隔を調節すること
を特徴とする。

〔制御過程〕

以下に本発明方法を主要な過程に分けて夫々の内容を具
体的に説明する。

（１１途中パスでのキャンバ量の検出 いま第１図に示す如く、圧延機に圧延材■を通した結果
、圧延機の出側で圧延材２の平均長さｌ（−幅方向中央
部の長さｌ２ｃ）、圧延機のワークロール２ｕのワーク
サイドＷＳ側における圧延材ｌの長さＩＨｓ　　ドライ
ブサイドＤＳ側における圧延材ｌの長さ６ｄとなるキャ
ンバが生じたものとする。キャンバ量は圧延機の出側に
配した光学式、或いは接触式のキャンバ計にて直接又は
間接的に求める。キャンバ量は圧延材ｌの全長について
求めてもよいが一定長く平均長さ２＞毎に求めるのが制
御精度の向上を図るうえで望ましい。

通常、圧延材２の平均長さ７の部分のキャンバ量Ｃ（７
りはキャンバを円弧の一部と仮定すると下記（１）式で
与えられる。

Ｃ（７り　　＝Ｒｃ　　（１−ｃｏｓθ／　２　）　　
　　　　・（ｔｌ但し、ＲＣ：キャンバの曲率半径 θ：キャンハの円弧を含む扇形の頂角 （ｒａｄ　） 通常の圧延ではθく１であり、ｃｏｓθ／２＃１−ｚ（
θ／２）２であるから、（１，１式は次の如くに書き直
せる。

Ｃ（ｊり　　＝Ｉｌｃ−’Ａ　（θ／２　）　２＝　１
／８Ｒｃ　　θ２・（２＋ところでＲｃθは第１図から
明らかな如く、圧延材の幅方向中央部の長さβＣ１換言
すればｌであるから（２）式は（３）式の如く表わせる
。

Ｃ（β）＝□　　　　　　　　　　・・・（３）Ｒｃ また単位当たりの幅方向伸び率差（１／＋ｕ）　　ｒｅ
は下記（４）式で与えられる。

−Ｂ ６ｄ−Ａ−は第１図から明らかなようにＢ・θであるか
ら（４）式は下記（５）式の如く書き直せる。

前記（３１、（５１式からｌ？ｃ）ｃ／Ｉ！ｉ去すると
（６）式の如くになる。

１２　・γＣ Ｃ（１）　＝□　　　　　　　・・・（６）従ってキャ
ンバ計のセンサにて、前記Ｂ、１ｗ。

ｅｄ、Ｉｌｃを求め、（６）式に従ってキャンバ量Ｃ（
ｎ）を算出することもできるが、両端部の位置を検出し
、この両者の中点の軌″１ｈ（ｎｃの軌跡）を求め、こ
れから直接キャンバ量を算出することが望ましい。

（２）途中パス出側の幅方向における伸びプロフィルの
算出 第２図（イ）は第１図に示したキャンバを円弧状と仮定
して圧延材ｌの幅方向における伸びを直線近似して示す
説明図であり、幅方向両端部の伸びをＬｗ、Ｌｄ、中間
部の伸びをり、、Ｌ２・・・■、ｉ・・・Ｌｎとなって
いる。幅方向における伸びプロフィルをＬｗ、Ｌｄ、Ｌ
ｉ　で示すものとすると、次の如くに表わせる。

Ｌｗ、Ｌｄは下記ｆｉ＋、　（８１式の如く表わせる。

Ｌｗ＝＝Ａ−１γｅ−Ｂ β２ Ｌｄｌ！＋％γｅ−Ｂ −４・ｃ　Ｂ） ＝＝　１ｌ−１−□　　　　　　・・・（８）また幅方
向中間部の伸びＬｉは（４）、　（５）式から下記（９
）式の如く表わせる。

Ｌｉ　＝　（ｉ＋！４ｒｅ　−Ｂ−ｒｅ　　・ΔＢ−ｉ
　）　１２　＝−（９１但し ｉ：自然数 （３）途中パスでの圧延中のロールギャップ分布を算出
し、これに基づいて途中パス出側の板厚分布、換言すれ
ば次パス入側の板厚分布求める。

入側の板厚分布、圧延前のロールギャップ分布。

該パス予測圧延過重が与えられた場合の出側板厚分布の
計算方法。

いま入側板厚分布を第２図（ロ）に示す如きものとし、
また圧延前のロールギャップ、即ち第３図（イ）に示す
如くロールバレル方向の中間の、Ｋにおけるロールギヤ
ツブｇ　（Ｋ）は下記（１０）式の如くになる。

但し　ｇ（Ｋ）：０点のロールギャップβ（Ｋ）　　＝
ｄｗ＋　Ｋ・ΔＸ Ｒｃ　（Ｋ）　：０点のロールクラウンなお、圧延中の
ロールギャップは第３図（ハ）に示す如くロールバレル
方向の中間のに点、ｊ点におけるロールギヤツブをｇ（
Ｋ）、圧延荷重をｐ（ｊ）とするとく■０）式は下記（
１１）式の如く書き直せる。

但し　β（ｊ）　　＝ｄｗ＋　ｊ・ΔＸＬ尺　−Ｂ／２
≦β（ｊ）　　≦ＬＲ＋Ｂ／２・・・（１２）Ｚ　（Ｋ
）　：ロールの材料との接触による変位Ｚ（Ｋ）　＝Ｖ
ｏ−ｐ（Ｋ） ｖｏ：　ロールの材料との接触表面変位にかかわる計数 旧ｔｃｈｃｏｃｋの扁平の理論より前記Ｖｏは次の如く
表せる。

π　　　　Ｅ　　、　　　　πＥ 但し　ν：ロールのポアソン比 Ｙ　（Ｋ）　：圧延荷重による０点軸心のたわみ（第３
図（ハ）参照）。

Ｙ（Ｋ）＝Σａｋｊ　　−Ｐ（ｊ）　・ΔＸａｋｊ　　
：０点に単位荷重がかかった場合のに点の軸心のたわみ
は（両端支持梁におい て）次の如く書き表わせる。

（ｉ）　　Ｊ≦β≦ωのとき ＬＲω　　　βコ （ｉｉ　）ω〈β≦（Ｌ、−１）のときｄ：ロールネッ
ク部径 Ｄ：ロールバレル部径 Ｉｄｅａ−ルネック部断面２次モーメント■ｏ：ロール
バレル部断面２次モーメントＥ：ロールの弾性係数 Ｇ：ロールの剪断弾性係数 α：ロールの剛体変位 Ｍ鱒：ワークサイドのミル合成 Ｍｄ：　ドライブサイドのミル合成 Ｐ−：ワークサイドの圧延荷重 Ｐｄ：　ドライブサイドの圧延荷重 Ｐｗ／Ｍ＋１＝Δ５ｗ Ｐｄ　／Ｍｄ　−ΔＳｄ 適合条件 １）　圧延中のロールギャップと出側板厚は等しいから
次の如く表わせる。

ｇ（に）＝％ｈ（Ｋ）　　（ＬＲＢ／２≦β（Ｋ）≦Ｌ
２　＋８／２）２）　圧延荷重分布と板厚分布との関係
は下記（１６）式で表わされる。

・・・（１６） 但し　Ｐ−−ΣＰ（ｊ） ｊ ＝　　■ ｈ＝□Σｈ（Ｄ ｊ Ｐｗ　＋　Ｐ□　＝　Ｐ　　　　　　　　　−（１７）
４）　モーメントのつい合い １’１ｌＬＲ−ΣＰ（ｊ）ΔＸ　ω＝　０　　−（１Ｂ
）５）　何重分布と圧延荷重 ΣＰ（ｊ）Δｘ＝Ｐ　　　　　　　　　・・・（１９）
適合条件ｌ）のｇ　（Ｋ）式並びに（１９）式の２ｎ＋
３個の式より未知数（２ｎ＋３個）が求められる。

Ｐ（Ｋ）　　（ｋ＝ｉ１、−、ｉｌ　：　ｎ個）ｈ（Ｋ
）　　（Ｋ！　ｉ　１　、−・・、　　ｉ　ｎ：　ｎ個
）ｐ　ｄ＊　Ｐ　Ｈ＊αについても同様である。

但し、ｈ、Ｐは入側平均板厚、平均ロールギャップを用
いて計算した値を与えるものとする。

１５１　　次パス出側の幅方向における伸びプロフィル
の算出、この伸びプロフィルは前記（２１，（４１で求
めた次パスの人、出側の幅方向における板厚プロフィル
旧＋ｈｔと次パス入側の幅方向における伸びプロフィル
Ｌｉとに基づき算出する。

第４図（イ）は、次パス出側の幅方向における伸びプロ
フィルの説明図であり、圧延材りの幅方向両端部の伸び
を６ｗ、ｔ！ｄ中間部の伸びを１．．１２゜・・・１１
．・・・Ｉ２ｎとしである。伸びプロフィル（！ｗ、１
．ｄ並びにβｉは次の如くに表わせる。

１！　ｗ　＝　−Ｌ−・・・（２０） ｈ判 ｄ ７！ｄ　＝　−Ｌｄ　　　　　　　　　　・・・（２１
）ｄ 旧 ７！ｉ−□・Ｌｉ　　　　　　　・・・（２２）（６）
　　キャンバ量評価パラメータを求め、キャンバ量を零
とするための目標とするロールギャッププロフィル（ロ
ールギャップ修正量）を笠田、キャンバ量評価パラメー
タとして第４図（イ）に破線で示す如く、伸び量を線形
近似したときの幅方向両端の伸びＩＩｓ　　’、　　ｊ
！ｄ　　’を用いるものとすると、これを用いたキャン
バ量ｃ　＜７！＞は（６）式においてｒｅ、Ａ’を夫々
下記（２３）　、　　（２４）式の如く設定することに
より表わせる。

１！ｗ　　’　　−１４ｄ　　’ キャンバ量を零とするためには（２３）　、　　（２４
）　Ｅを代入した（６）式中Ｃ（ｆ）が零、即ちｌ鍔　
’＝Ｉ！ｄ’となればよいから、このときの幅方向両端
部の板厚（線形近似した状態での）をｈｗに’＋ｈｄｘ
’とすると、下記（２５）　、　　（２６）式が成立す
ればよい。

１ｗ　’　・ｈｗ’　＝Ｊｗｘ’　・ｈｗｘ　’　　　
　−（２５）１１ｄ　’　−ｈｄ’　＝Ｉｌｄｘ’　・
ｈｄｘ　’　　　　−（２６）ｈｗ’＋ｈｄ’：次パス
出側の幅方向板厚プロフィルを線形近似し、そのときの 両側端部の板厚 従って幅方向両端部の板厚Ｉ＋Ｈ’、ｈｄ’をキャンバ
量を零としたときの板厚ｈｗｘ’、ｈｄχ　′、即ち目
標板厚に一致させるための板厚変更量Δｔ＋ｗ’。

Δｈｄ’は夫々　（２７）　、　　（２Ｂ）式で与えら
れる。

この板厚変更量Δｈｗ’、Δｈｄ’を実現するためのロ
ールギャップ修正量は例えば圧延材の幅方向両端部にお
けるロールギャップ修正量をΔＳ＆４．ΔＳｄとすると
、通常の圧延では板厚修正量は板厚Ｇこ比較して十分小
さいからロールギヤ・ノブ修正量ζ板厚修正量と考え“
Ｃよ（、前記（２７）　、　　（２８）式がそのままロ
ールギャッププロフィル（修正量）と認められる。キャ
ンバ量は圧延材の長手方向に一定１％　（ｆｆｉ）毎に
求められるから、書くキャンノ＼′優につい゛ζ夫々所
定値、望ましくは零となるようなロールギャップ修正量
を求めればよい。

（７）　　ロールギヤツブプロフィルから左、右ワーク
ロールチョック間隔を求め、これを目標値として左、右
ツークロールチョック間隔が目標値と一致するよう圧下
系を制御する。

第３図に示した如く圧延材の両端部及び中間ｆｆＩ（の
板厚、即ちロールギャップをＳ、ｌ、Ｓｄｌは次ノイス
出側の目標板厚から予測演算して得たロールギャップを
Ｓｃとすると下記（２９）　、　　（３０）式の如く表
わせる。

Ｓｗ’−３ｃ−ΔＳｗ’　　　　　　　　　　　　・＝
　（２９）Ｓｄ’＝Ｓｃ−ΔＳｄ’　　　　　　　　　
　　　・・・（３０）またこのときのロールギヤ・ノブ
間隔の測定器６賀。

６ｄ取付位置でのロールギヤ・ノブ修正量Δｇ１１．Δ
ｇｄは（３１）　、　　（３２）式の如く表わせる。

ΔＳｗ’−ΔＳｄ’　　　　　　　　ＢΔＳｗ’−ΔＳ
ｄ’　　　　　　Ｂ 従って（３１）　、　　（３２）式からワークロールチ
ョック間隔の修正量Δｇｗ、　Δｇｄは下記（３３）、
　（３４）式％式％ ΔＳｕ’　　＋ΔＳｄ’　　　（２Ｄ賀　＋ＬＢ）（Δ
Ｓｗ’　−ΔＳｄ’）２　　　　　　　　　　　　　２
Ｂ これよりロールギヤツブ修正量の圧延中の測定器取付位
置でのロールギャップをｇＷｃ＋ｇｄＣとすると該パス
でキャンバ量を零とするための測定器取付位置での圧延
中のロールギャップ、ｌ　、、ｄｌはｇｗ””ｇｗｃ−
６Ｂ匈　　　　　・・・（３５）ｇｄ’＝ｇｄｃ−Δｇ
ｄ　　　　　　・（３６）となる。

但し　Ｄ−二ワークサイドにおけるロールバレル端部か
ら計測装置までの距Ｎ（第３ 図参照） Ｏｄニドライブサイドにおけるロールバレル端部から計
測装置までの距離（第 ３図参照） ＬＢ　：ワークロールのバレル長（第３図参照） 左、Ｌロールナ９フ２間隔がｇｗ’、ｇｄ’となるよう
圧下制御装置を通して圧下装置を調節すればよい。なお
、ロールギャップ修正量の計算精度を上げるためにはロ
ールギャップ修正量を求めた後、修正後のロールギャッ
プに基づく出側の幅方向各部の伸びプロフィルを算出し
、（１１〜（４）の過程を繰り返すのがよい。しかし実
用上は反復する必要はない。

またキャンバ量評価パラメータとして、幅方向各部の伸
びプロフィルを線形近似したときの幅方向両側端部の伸
び１ｗ　’、　　１ｄ　　’を用いるたが、何らこれに
限るものではなく、例えば幅方向各部の伸びプロフィル
を左、右中央部で２分し、左。

右の各平均伸びを評価パラメータとしてもよく、幅力向
伸びプロフィルから求めたキャンバ量と対応するもので
あれば何を評価パラメータとしてもよい。

〔実施例〕

以下本発明方法の実施状態を具体的に説明する。

第５図は本発明方法の実施状態を示す模式図であり、図
中１は圧延材、２ｕ、２ｊ！はワークロール、３　ｕ　
＋３１２はバックアップロール、４ｄ、　４−は各ドラ
イブサイド（ＤＳ）側、並びにワークサイド（ＷＳ）側
の各圧下装置、５ｄ、５−は同じ（ＤＳ側、並びにＷＳ
側の各ロードセル、６ｄ、　６ｗはロールチョック間隔
の測定器、７はキャンバ計、８は演算制御装置を示して
いる。

圧延材は可逆式（タンデム式でもよい）であうで、ワー
クロール２ｕ、２ｊ！の両端におけるロールチョック間
にはチョック間隔の測定器６ｗ、６４！が設けられ、ま
たバックアップロール３ｕのロールチョックにはロード
セル５ｗ、　５ｄを隔°ζて圧下装置９％４，９１が設
けられ°ζいる。測定″５６ｗ、６１！としては例えば
マグネスケール等が用いられ、第６図に示す如く、上部
ワークロール２ｕのロールチョックにセンサ部６ａを、
また下部ワークロール２１のロールチョックにスケール
部６ｂを夫々固定し、ロールチョック間隔の変化をセン
サ部６ａによって直接的に検出するようになっている。

なお測定器はロールチョック間に各一対づつ設けである
が、−個だけでもよいことは勿論である。

演算制御装置８は圧延過程の途中パスである最終パスの
一パス前のパスにてキャンバ計７からキャンバ量を直接
読み込み、または圧延材ｌの板幅Ｂ、幅方向両端部の伸
びＬｗ、　Ｌｄを読み込んで（６）式に従ってキャンバ
量Ｃ（Ｔ）を算出し、次いで幅方向各部の伸びプロフィ
ルＬｗ、　Ｌｃｌ＋　Ｌｒを（７）、　＋８１．　（９
１式に従って算出する。

■　入側の板厚分布く旧）、　圧延ｉ；１のロールギャ
ップ分布（これは平均板厚を実現するためのもので予め
計算しである）と予測圧延（ＴＪ重（これも予め計算し
である）とから出側の板厚分布（ｈｉ）を求める。

■　Ｌｉ、ＨＬｈｉから該パスでキャンバを零とするた
めのロールギャップ修正量を計算：ΔＳｗ’。

ΔＳｄ’ ■　これより左右ワークロールチョック間隔を算出する
。　ｇｗ　ｌ　、　ｇｄＩ　（圧延中の間隔検出器取付
部でのロールギャップ） 上述した如き本発明り法により試験を行た結果、従来方
法では平均３０１あったキャンバ量を平均１０鰭に迄低
域し得ることが確認された。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては、ワークロールの左１
石ロールチョック間隔を検出し、これを考慮して途中パ
ス出側の幅方向各部の板厚プロフィルを求め、ロールス
タンドポストの伸びによる影響を除去し、またキャンバ
量と対応し、幅力向伸びプロフィルから求められるキャ
ンバ量評価バラメークを用いることとしているから圧延
後に生じるキャンバ量が精度良く予測でき、圧延後のキ
ャンバの発生を最小限に抑えることができる等本発明ツ
ノ法は優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はキャンバ量の説明図、第２図（イ）。 （ロ）は途中パス出側、換言すれば次パス入側の伸びプ
ロフィル、板厚プロフィルを示す説明図、第３図（イ）
、（ロ）、（ハ）はロールギャッププロフィル、板厚プ
ロフィルの説明図、第４図は（イ）、（ロ）は次パス出
側の伸びプロフィル、板厚プロフィルの説明図、第５図
は本発明方法を実施する装置の模式図、第６図はロール
チョック間隔の測定器の取付態様を示す部分斜視図、第
７図はキャンバ量の説明図である。 １・・・圧延材　２ｕ、２β・・・ワークロール　３ｕ
、３１・・・バックアップロール　５ｗ、５ｊｉ！・・
・ロードセル６ｗ、　６　ｊ！・・・チョック間隔測定
器　７・・・キャンバ計８・・・演算制御装置　９ｕ、
９１・・・圧下制御装置時　許　出願人　　住友金属工
業株式会社代理人　弁理士　　河　　野　　登　　夫喜
　６　目 算　７囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧延ロール両端の圧下位置を調節して圧延材のキャ
   ンバを制御する方法において、圧延中の途中パス出側の
   キャンバ量を検出し、該キャンバ量に基づいて次パス入
   側の幅方向における伸びプロフィルを求めると共に、前
   記途中パスでの圧延中の左、右の圧延ロールチョック間
   隔に基づいて次パス入側の幅方向における板厚プロフィ
   ルを求め、前記伸びプロフィル及び板厚プロフィルに基
   づいて次パス出側の幅方向における伸びプロフィルを求
   め、該伸びプロフィルに基づいて前記キャンバ量と関連
   するキャンバ量評価パラメータを求め、キャンバ量評価
   パラメータが所定値となるよう次パスでの圧延中ロール
   チョック間隔を調節することを特徴とする圧延材のキャ
   ンバ制御方法。