JPS6240085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトライスターロール圧延機の自動板厚
制御方法に関するものである。なお、本発明にお
いてトライスターロール圧延機とは、非駆動中心
作業ロール（小径）の外周に３本の駆動作業ロー
ルを放射状にほぼ等間隔（120度の等角度位置）
に配置し、前記中心作業ロールおよび３本の外周
作業ロール間で３個の同時圧下点が形成されるよ
うに被圧延材を中心作業ロールのほぼ2/3円周に
巻付けて通板する圧延機を言い、これを用いて行
う圧延をトライスターロール圧延法と称する。

本件出願人は従来の４段又は６段圧延機に代わ
る新規な圧延機として、先にトライスターロール
圧延機および圧延法を提案した（特開昭54―
134058号、特開昭55―94706号公報）。このトライ
スターロール圧延機の基本的なロール配置および
通板方法を第１図に示すが、小径の中心作業ロー
ル１の外周に、それぞれ３個の外周作業ロール
２，３，４の各中心と中心作業ロール１の中心を
結ぶ線のなす角度がほぼ120度をなすように配置
されている。被圧延材（ストリツプ）５は、第１
の入側外周作業ロール２と中心作業ロール１間の
第１圧下点Ａにかみ込まれ、次に第２の中間作業
ロール３と中心作業ロール１間の第２圧下点Ｂを
経て、第３の出側外周作業ロール４と中心作業ロ
ール１間の第３圧下点Ｃを通るように通板され
る。したがつて、ストリツプ５は中心作業ロール
１のほぼ2/3円周にわたつて巻付けられ、３個の
圧下点Ａ，Ｂ，Ｃによつて同時圧下されることに
なる。

また、トライスターロール圧延機では、中心作
業ロール１は非駆動であつて例えば第１外周作業
ロール２と第３外周作業ロール４間を通つて昇降
する支持体によつて保持され、圧延に際してはス
トリツプを通板させてから上方に待機していた中
心作業ロール１を支持体によつて所定位置に押し
込む如く構成している。他方の外周作業ロール
２，３，４はそれぞれ別個の周速で駆動される。
さらに圧下機構は、これら外周作業ロール２，
３，４が中心作業ロール１に対して等角度位置に
配置されている関係上、任意の１個の外周作業ロ
ールに設置すれば足りる。なお、実際の圧延機で
は各外周作業ロールにはそれぞれバツクアツプロ
ールが配置される。

このようなトライスターロール圧延機によれ
ば、中心作業ロールは幾何学的に考えて外周作業
ロール径の1/6.46まで径小にでき、全体の作業ロ
ールの等価ロール径を小さくできること、１回の
パスで同時に３回の圧下が行えること、等の理由
により、通常の圧延機に比較して大幅に圧延荷重
を軽減でき高能率かつ高圧下の圧延が可能となる
と共に、圧延機設備のコンパクト化が達成されし
かも圧延スタンド数の減少が計れ、したがつて変
形抵抗の高い硬質材料あるいは板厚の薄い材料の
圧延を容易にするという多くの優れた利点が期待
できる。

さらに、トライスターロール圧延の特性につい
て本発明者等の実験によれば、次のようなことが
確認された。

すなわち、第２図はトライスターロール圧延機
によつてストリツプを圧延した場合の圧下力およ
び冷延率の関係を、異速率ｘ（第１の入側外周作
業ロール周速をv₁、第３の出側外周作業ロール周
速をv₃とすると、ｘ＝ｖ_３−ｖ_１／ｖ_３で表わされる）
を変 化させて示した図表である。第２図からトライス
ターロール圧延において最も顕著な点は、圧延荷
重―圧下率曲線にほぼ平担に近い部分が現われる
ことである。また、この平坦部分は異速率に対応
した圧下率の線に沿つていることが認められる。
しかも、重要なことはこの平坦部分に対応する圧
下力範囲で圧延を継続すれば、安定した圧延が行
われ、この部分から外れるとストリツプと中心ロ
ールのすべりでストリツプの表面性状が劣化する
ことがわかつた。そのうえ、この安定した圧延を
行うためには、第２外周作業ロール３と中心作業
ロール１間の第２圧下点Ｂの圧下率は約15％以下
に抑えることが必要であることも知見として得ら
れている。

以上の点からトライスターロール圧延では、第
２図に斜線で示す安定圧延領域で圧延を行うこと
が好ましく、この領域内では圧下力の変動は圧下
率にほとんど影響を与えない。換言すれば、トラ
イスターロール圧延の安定圧延領域内では、圧下
率は第１および第３外周作業ロールの異速率によ
つてほぼ支配されることが明らかである。つま
り、入側外周作業ロール周速をv₁、出側外周作業
ロール周速をv₃、入側板厚をh₁、出側板厚をh₃と
するとｖ_３／ｖ_１＝ｈ_１／ｈ_３となる。

本発明は上述のようなトライスターロール圧延
の特色を前提にし、出側板厚を一定に制御するこ
とを目的とするもので、その特徴とするところは
トライスターロール圧延法において、出側外周作
業ロール周速を一定に設定し、入側板厚もしくは
出側板厚を測定して設定板厚との偏差を求め、こ
れより所要の圧下率が得られるように前記出側外
周作業ロールに対する入側外周作業ロールの異速
率を演算し、入側外周作業ロールの速度を制御す
ることにある。

本発明においては入側板厚あるいは出側板厚を
測定して設定板厚と比較してその偏差を得ること
を基本としているが、入側板厚を測定する場合に
はその板厚偏差に基づいて入側外周作業ロールの
周速を制御する（このとき圧下点までのストリツ
プ送り時間を考慮する遅延回路が必要）ので、フ
イードフオワード制御となり、また出側板厚偏差
によつては入側外周作業ロールの周速を制御する
場合はフイードバツク制御となる。

以下本発明の制御方法を図面に示す制御装置例
にしたがつて説明する。

第３図は本発明の一実施例を示すもので、１１
は巻戻リール、１２は該巻戻リール１１から巻戻
されたストリツプ１３を圧延する３点同時圧下の
トライスターロール圧延機で、中心作業ロール１
２ａ、入側外周作業ロール１２ｂ、中間外周作業
ロール１２ｃ、出側外周作業ロール１２ｄからな
るロール配置となつている。１４は圧延後のスト
リツプを巻取る巻取リール、１５，１６は入側お
よび出側デフレクタロールである。入側張力およ
び出側張力は公知の機構によつて適宜付加されて
いる。

また、１７は入側板厚測定器、１８は入側板速
測定器（例えば入側デフレクターロール１５に設
けておけばよい）、１９は入側外周作業ロール１
２ｂの駆動装置、２０は該ロール１２ｂの周速測
定器、２１および２２は出側外周作業ロール１２
ｄの駆動装置および周速測定器である。さらに、
２３は前記入側板厚測定器１７で検出された実際
の板厚信号と板厚設定器２４からの設定信号とを
比較演算する比較器、２５は入側外周作業ロール
１２ｂの駆動装置１９を制御し該ロール１２ｂの
周速を調整するための速度調節装置、２６は前記
比較器２３からの板厚偏差信号を入側板速度に応
じて遅延させる遅延回路、２７は該遅延回路２６
からの偏差信号を速度偏差に変換し前記速度調節
装置２５に入力する速度変換器である。

上記において、巻戻リール１１から巻戻された
ストリツプ１３は、板厚測定器１７で板厚を測定
されデフレクターロール１５を経てトライスター
ロール圧延機１２の第１圧下点へ送られる。この
ときストリツプ１３の速度は測定器１８によつて
計測される。入側外周作業ロール１２ｂ、中間外
周作業ロール１２ｃおよび出側外周作業ロール１
２ｄはそれぞれ独立した周速で駆動され、これら
周速をそれぞれv₁，v₂，v₃とするとv₁＜v₂＜v₃の
関係となる。ストリツプ１３は中心作業ロール１
２ａおよび３個の外周作業ロール間の第１、第
２、第３圧下点を通つて所望の圧下率で圧延さ
れ、デフレクターロール１６を経て巻取リール１
４によつて巻取られる。

トライスターロール圧延機では安定した圧延状
態が得られるためには、入側板速は入側外周作業
ロール１２ｂの周速に対し±10％の範囲におさめ
ることが必要であり、しかも第２圧下点での圧下
率は15％以下に制御すべきである。また、この条
件のもとでは圧下力をある一定の範囲に維持すれ
ば、圧下率は入側外周作業ロール１２ｂおよび出
側外周作業ロール１２ｄの異速率によつてほぼ決
まる。したがつて、入側板厚が一定ならば出側板
厚も全く変動しない。しかし、例えば、入側板厚
h₁がh₁＋Δh₁と変化すると、出側板厚h₃もh₃＋Δ
h₃と変化する。この関係は次のようになる。

（h₁＋Δh₁）v₁＝（h₃＋Δh₃）v₃ ただし、Δh₁：入側板厚変化 Δh₃：出側板厚変化 v₁ ：入側外周作業ロール周速 v₃ ：出側外周作業ロール周速 しかして、入側板厚変化Δh₁が生じた場合、出
側外周作業ロール周速を一定（＝v₃）にして所望
出側板厚h₃を得るには入側外周作業ロール周速を
減速することが必要とされる。

（h₁＋Δh₁）（v₁−Δv₁） ＝h₃v₃＝h₁v₁ Δv₁＝v₁−ｈ_１／ｈ_１＋Δｈ_１・v₁ Δｖ_１／ｖ_１＝Δｈ_１／ｈ_１＋Δｈ_１ 上記の点から本発明では出側外周作業ロール周
速を一定にした場合、板厚測定器１７からの板厚
信号と設定器２４からの設定板厚信号とを比較器
２３で比較演算し、偏差があれば偏差信号
（Δｈ_１／ｈ_１＋Δｈ_１）を、入側板速測定器１８から
の板速 に応じて遅延回路２６で遅らせ、第１圧下点に到
達した時点でこの偏差信号を速度変換器２７で速
度に変換し速度修正信号Δv₁／v₁として速度調節
装置２５に入力する。これにより入側外周作業ロ
ールの周速が修正され、出側板厚は変動のない一
定のの板厚となる。なお、このとき入側外周作業
ロールの周速が変わつて入側板速が±10％の範囲
を外れたときには、入側板速を範囲内におさまる
ように別にある圧下装置によつて圧下力を調整し
修正する。

次に、本発明では入側板厚に基づく入側外周作
業ロールの周速制御によつて板厚制御を行う例に
代えて、出側板厚に基づいて板厚制御を行うこと
もできる。その例を第４図に示す。

第４図において、第３図と同じ符号は同一の装
置を示しその説明は省略する。３１は圧延後の出
側板厚を測る出側板厚測定器、３２は該測定器３
２で検出された出側板厚信号と出側板厚設定器３
３からの基準出側板厚信号とを比較する比較器、
３４は該比較器３２から板厚偏差信号が出された
ときこれに応じた速度偏差に演算するための演算
器、３５は入側板厚を演算器３４へ入力する入側
板厚設定器、３６は駆動装置１９を制御して入側
外周作業ロール１２ｂの周速を調節するための速
度調節装置である。

上記において通常は所定の圧下率に対応して入
側外周作業ロール１２ｂと出側外周作業ロール１
２ｄとの異速率を決め圧延する。出側板厚測定器
３１によつて検出される板厚が測定器３３の基準
板厚と一致する場合は、制御の必要はないが、検
出板厚と基準板厚に偏差を生じた場合には直ちに
その偏差に応じて入側外周作業ロール１２ｂの周
速を制御することになる。

すなわち、比較器３２で検出された板厚と基準
板厚との間で板厚偏差が得られると、板厚偏差信
号Δh₃／h₃を入側板厚設定器３５からの入側設定
板厚と共に演算器３４で演算して板厚偏差に応じ
た速度偏差を求め、速度調節装置３６に入側外周
作業ロール１２ｂの速度修正信号Δv₁／v₁として
与え自動的にその周速を調整し、出側板厚を一定
に維持する。この例では （h₁＋Δh₁）（v₁−Δv₁）＝h₃v₃ （h₁＋Δh₁）v₁−Δv₁h₁ ≒（h₁＋Δh₁）v₁−v₃Δh₃＝h₃v₃ ∴ Δv₁／v₁＝Δh₃／h₃ となり、入側外周作業ロールの速度調節装置３６
に速度修正信号Δv₁／v₁を与えることができる。

以上説明したように本発明の自動板厚制御方法
によれば、トライスターロール圧延に際し単に外
周作業ロール（特に入側外周作業ロール）の周速
を入側又は出側板厚変動に基づいて調節すること
により、出側板厚を一定にすることができる。つ
まりある範囲で圧下力は板厚制御に影響を及ぼさ
ないので敏感な圧下装置の作動を不要にでき、ロ
ール偏心等の影響を受けない等の種々の利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はトライスターロール圧延機の基本ロー
ル配置を示す説明図、第２図はトライスターロー
ル圧延の特性を示す図表、第３図および第４図は
本発明方法を実施するための制御態様を示すブロ
ツク図である。 １１…巻戻リール、１２…トライスターロール
圧延機、１３…ストリツプ、１４…巻取リール、
１７…入側板厚測定器、１８…入側板速測定器、
１９，２１…駆動装置、２０，２２…周速測定
器、２３…比較器、２４…板厚設定器、２５…速
度調節装置、２６…遅延回路、２７…速度変換
器、３１…出側板厚測定器、３２…比較器、３４
…演算器、３５…入側板厚設定器、３６…速度調
節装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非駆動中心作業ロールの外周に３本の作業ロ
   ールを放射状にほぼ等間隔に配置し、前記中心作
   業ロールおよび３本の外周作業ロール間で３個の
   圧延点が得られるように前記中心作業ロールのほ
   ぼ2/3円周に被圧延材を巻き付けて圧延するトラ
   イスターロール圧延法において、 外周作業ロールの第３の出側ロール周速を一定
   に設定し、入側板厚もしくは出側板厚を測定して
   設定板厚との偏差信号を得、これに基づいて所要
   の出側板厚が得られるように前記第３の出側外周
   作業ロールに対する第１の入側外周作業ロールと
   の異速率を演算し、入側外周作業ロールの速度を
   調節することを特徴とするトライスターロール圧
   延機の板厚制御方法。