JPS6326219A - テンシヨンレベラの運転条件決定方法 - 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］ この発明は、複数のロールユニットを存し、ストリップ
に張力を加えながら繰り返し曲げを行うことによってス
トリップの平坦度不良を矯正するテンションレベラの運
転条件を決定する運転条件決定方法に関する。

〔従来の技術］ 一般に、圧延等によって加工されたストリップは、その
加工の際に生じる内部ひずみによって平坦度不良を生じ
ている。この平坦度不良は、第８図及び第９図に示すよ
うに、形状不良と反り不良とに分けられる。形状不良は
、また、第８図（ａ）に示す両側の耳部が中心部に比較
して伸びている耳伸びと第８図（′ｂ）に示す耳部に比
較して中心部が伸びている腹伸びとに分けられ、反り不
良については、第９図ｆａ）に示す長手方向の反り、第
９図（′ｂ）に示す幅方向の反り及び第９図（Ｃ）に示
す長手方向及び幅方向の双方の反りとに分けられる。

そして、平坦度不良を評価する値として、形状不良につ
いては、第１０図に示すように凹凸のピッチを２、波高
さをｈとすると、ｈ／１で表される急峻度λを用い、反
り不良については、第１１図（ａ）に示す長手方向の撓
み−ｉＬ及び第１１図ｆｔ）ｌに示す幅方向の撓み量Ｃ
を用いている。

前記形状不良は、伸び率ε％を下記（１）式を満足させ
ることによって矯正可能である。

ここで、σｔはユニットテンション（Ｋｇｆ／ｕｍ２）
、Ｅは縦弾性係数（Ｋｇｆ／ｍｍ２）である。

この形状不良の矯正装置としてストリップに所定の張力
を付加し、所定数のロールユニットを通過させることに
よって曲げ及び曲げ戻しを繰り返して行うテンションレ
ベラが知られている。このテンションレベラでは、形状
矯正を行うことは比較的容易であるが、高張力下で且つ
小さな曲率で繰り返し曲げを行うため、矯正後のストリ
ップに反りが発生し易く、反りの発生しない操業条件を
設定することが重要である。ここで、操業条件とは、ス
トリップを形状矯正するときに設定する条件であり、（
１）使用ロール径、（２）ロール間ピッチ、（３）使用
ロール数、（４）張力、（５）各ロールユニットのイン
タメッシュ量等の項目を有する。

ところで、従来のテンションレベラの操業条件決定方法
としては、第１２図に示すように、ある操業条件を基準
として設定し、次いで、前記（１）式に基づき形状矯正
を行い、これによってストリップに反りが発生すると、
その反り量を実測してこれが基準範囲内であるか否かを
判定し、基準範囲外であるときには、上記５つの操業条
件を独立に変化させて、再度上記処理を繰り返し、テン
ションレベラ処理後のストリップの反りが基準範囲内と
なった時の条件を操業条件として採用するようにしてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のテンションレベラの操業条件
決定方法にあっては、反り基準を満足するまで、試行錯
誤して操業条件を決定する方法であるため、操業条件の
決定が煩雑であり、また再現性がなく操業条件の標準化
が困難である問題点があった。

そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、定量的に操業条件を決定することが
可能で、再現性のあるテンションレベラの操業条件決定
方法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明は、複数のロール
ユニットを有するテンションレペラでストリップを矯正
するにあたり、前記ロールユニットの各インタメツシュ
量とストリップに付加させる張力とを変化させた場合の
矯正後における前記ストリップの幅方向反り量ｃ３及び
長手方向反り量Ｌｓをシミュレーションによって算出し
、該算出結果からΦ＝　ｆ　（Ｌｓ、　Ｃｓ　）で表さ
れる評価関数Φを算出し、該評価関数Φが小さい値とな
る前記インタメツシュ量及び張力を運転条件として決定
することを特徴としている。

〔作用］ この発明においては、まずテンションレベラのロールユ
ニットのインクメソシュ量とストリップに付加した張力
とを変化させた場合の矯正後におけるストリップの幅方
向反りｉｃｓ及び長手方向反り量Ｌ８をシミュレーショ
ンによって算出する。

この場合の算出結果は、実測した反り量では、長手方向
の反りの影響で幅方向の反りが消失してしまうため一致
しないのが普通である。その理由は、幅方向の反りが弾
性変形的に長手方向の反りに転化されているためである
と考えられる。

そこで、このシミュレーション結果をそのまま適用する
ことができないので、シミュレーション結果を用いて下
記の評価関数Φを定義し、Φ＝　ｆ　（Ｌ３　、Ｃｓ） この評価関数Φが小さい値となるインタメッシュ量及び
張力をテンションレベラの操業条件として決定すること
により、この操業条件で矯正後に実測したストリップの
長手方向反りを小さくして基準範囲内に収めることがで
きる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明を適用し得るテンションレベラの一
例を示す正面図、第２図はそのロールユニットの配列状
態を示す説明図である。

第１図において、１はレベリングミルであって、内部に
複数例えば５つのロールユニットＵ　Ｉ”　Ｕｓを備え
ている。このレベリングミルｌの入側及び出側には、そ
れぞれ入側プライドル装置２及び出側プライドル装置３
が配設され、これらプライドル装置２．３によってスト
リップ４に高張力を付加する。

レベリングミル１の各ロールユニットＵ、−ＵＳは、第
２図に示すように、主として入側のロールユニットＵ１
から出側のロールユニットＵ５に向かうに従い大径とな
るワークロール５と、これを支持するバックアップロー
ル６と、ワークロール５とストリップ４を挟んで対向す
るデフレフクロール７とを備えており、小径のワークロ
ール５を有するロールユニットＵＩ及びＵｔについては
、ワークロール５とバックアップロール６との間に中間
ロール８が介挿され、同様に、小径のデフレフクロール
７を有するロールユニットＵ、についてはこのデフレフ
クロール７を支持するバックアップロール９が設けられ
ている。

そして、奇数番目のロールユニｙ　ｈ　ＵＩ、　　ＴＪ
３、Ｕ５と偶数番目のロールユニットＵ２．Ｕ４とはワ
ークロール５とデフレフクロール７との配置関係が逆関
係となるように選定されている。

ここで、第３図に示すように、各ロールユニットＵ＋−
Ｕｓのデフレフクロール７のストリップ４との接触点を
結ぶ線と、ワークロール５のストリップ４との接触頂点
との距離即ちワークロール５の押込み量をインタメッシ
ュ量（ＩＭ）と定義し、このインタメッシュＩＩＭは、
各ロールユニットＵ１〜Ｕ５の下ロール部を昇降させる
ことにより調整される。

そして、ストリップ４の平坦度に影響する因子としては
、ｆｌ）使用ロール径、（２）ロール間ピンチ、（３）
使用ロール数、（４）各ロールユニットＵ、〜Ｕ。

のインタメツシュＲＩＭ、〜ＩＭｓｌｓ）ストリップ張
力等があるが、（１）及び（２）については設備上固定
され、また材料の硬度が高いため大径ワークロールは平
坦度に影響しないことを考慮すると、変化させる因子と
して、ロールユニットＵ１〜Ｕ３の各インクメソシュ量
ＩＭ、−ＩＭ３　とストリップ張力との４因子となる。

各因子について、可変範囲を設定し、それぞれの刻み幅
を選定して、これらについて各々変化させながらシミュ
レーションを行って、長手力向反り量Ｌｓ及び幅方向反
り量Ｃ８を算出する。

このシミュレーションは、ひずみ増分理論をモデルとし
ており、第４図に示すように、ステップ■で、ストリッ
プ４の材質についての板厚ｔ１板幅す及び降伏応力σ７
と、ストリップ４に付加する張力Ｔと、ワークロール径
及びインタメッシュ量ＴＭ、〜Ｉ　Ｍ　３との各データ
を入力する。

次いで、ステップ■に移行して、各ロールユニットＵ、
−Ｕ、の曲率Ｘ、（ｉ　＝　１　、　２　、−　・・・
５　）を算出する。

次いで、ステップ■〜［相］の曲げ過程の応力状態算出
処理に移行する。この処理は、まずステップ■で、各ロ
ールユニットＵ　＋　−Ｕ　ｓにおける幅方向の所定設
定位置の板厚中心歪ε、を仮定する。

このように、板厚中心歪ε。を仮定することにより、曲
げ過程における応力分布を算出することが可能となる。

次いで、ステップ■に移行して、板厚中心歪ε。

に基づき板厚方向（Ｚ方向）における長手方向（Ｘ方向
）及び幅方向（Ｙ方向）の応力分布σバＺ）σ、　（Ｚ
）及びひずみ分布を算出する。

次いで、ステップ■に移行して、厚み方向の全ての応力
計算を終了したか否かを判定し、これが未終了であると
きにはステップ■に戻り、終了であるときには、ステッ
プ■に移行する。

このステップ■では、予め設定したストリップ張力Ｔと
前記ステップ■で算出した長手方向応力分布σ、　（Ｚ
）の積分値でなる張力とが等しいか否かを判定する。こ
のとき、両者が不一致であるときには、ステップ■に移
行して、板厚中心歪ε、を修正してからステップ■に戻
り、両者が一致しているときには、ステップ■に移行し
てストリップ４の幅方向の全ての設定位置について前記
応力及びひずみ分布の算出が終了したか否かを判定し、
未終了であるときには、ステップ■に戻り、終了である
ときには、ステップ■に移行して所定の曲率分割数に応
じた全ての曲率増加分について応力及びひずみ分布の算
出が終了したか否かを判定し、未終了であるときには、
ステップ■に戻り、終了であるときには、ステップ［相
］に移行して第ｉロールユニッ）Ｕｉの曲げ後における
応力及び歪分布状態を出力する。

次いで、ステップ■〜［相］の曲げ戻し過程の応力状態
算出処理に移行する。この処理は、まずステップ■で、
各ロールユニットＵ１〜Ｕ、における板厚中心歪ε、を
仮定する。このように、板厚中心歪ε、を仮定すること
により、曲げ戻し過程における応力分布を算出すること
が可能となる。

その後、前記曲げ過程の応力状態算出処理となるステッ
プ■〜［相］に対応するステップ＠〜［相］の処理を行
って、曲げ戻し後における応力及び歪分布を算出し、こ
れを出力する。

次いで、ステップ［相］に移行して、全てのロールユニ
ッ）　Ｕ　＋〜Ｕ、について曲げ及び曲げ戻し過程の応
力状態の算出を終了したか否か判定し、未終了であると
きには、ステップ■に戻り、終了したときには、ステッ
プ［相］に移行して、ストリップ４に対する張力と曲げ
モーメントを除荷したときの長手方向及び幅方向の反り
ＩＬｓ及びＣ５を算出し、次いでステップ■に移行して
、これらを出力する。

このように、ひずみ増分理論をモデルとしたシミュレー
ションによって算出した長手方向反り量り、及び幅方向
Ｃ５は、通常実測した反り量ＬＲ、ＣＩとは異なる値と
なる。これは、実測した反りは、長手方向の反りの影響
で幅方向の反りが弾性変形的に転化しているためだと考
えられる。

そこで、シミュレーションで算出た長手方向反りし、及
び幅方向反りＣ８を用いて下記（２）式の評価関数Φを
定義し、この評価関数・Φにより実際の長手方向反りし
、Ｉを評価できるものと推測した。

Φ＝　ｆ　（Ｌｓ　、　　Ｃｓ　）　　・・・・・・・
・・・・・（２）かかる推測に基づき、種々の操業条件
でシミュレーションと実験を行って、同一操業条件にお
けるシミュレーションで算出した反り量と実測した反り
量とを比較検討した結果、シミュレーションで算出した
長手方向反り量り、及び幅方向反り量Ｃｓの平方和か小
さく、且つ両者が異符号つまり長手方向反りが下反りで
幅方向反りが上反りの場合或いはその逆の場合に、実測
した長手方向反り量り、の絶対値が小さくなるという関
係があることを見出した。第５図に（Ｌ　、２＋、Ｃ，
り　ｌ／２と実測した長手方向反り量り、の絶対値との
関係を示す。

そこで、反りの評価関数Φを下記（３）式のように定義
する。

Φ−ｓｉｇｎ（Ｌｓ　・Ｃ５）（Ｌｓ”＋　Ｃｓ”）”
”　−−（３１したがって、ストリップ４の反りに影曾
する因子の量をそれぞれ使用範囲内であるきざみ幅をも
って変化させ、評価関数Φが正で且つ小さい順に操業条
件を選択することにより、実測した長手方向反りし、ｌ
が小さくなる最適操業条件を定性的に決定することがで
きる。

この場合の最適操業条件を決定するための処理手順を第
６図に示す。

すなわち、まずステップ［相］で、カウンタのカウント
内容を零に設定し、次いでステップ＠に移行して、カウ
ンタのカウント内容を“１”だけインクリメントし、次
いでステップ＠に移行して、操業条件を設定する。この
場合の操業条件は、前述した、反りに影響する因子即ち
ロールユニットＵ１〜Ｕ３のインタメッシュ量Ｉ　Ｍ　
＋””　Ｉ　Ｍ　３　と、ストリップ張力Ｔであり、こ
れらをその可変範囲内で所定の刻み幅をもって順次変更
する。

次いで、ステップ［相］に移行して、前記第４図のシミ
ュレーションを行って、上記インタメッシュ９１Ｍ、〜
ＩＭ、とストリップ張力Ｔとの一つの組み合わせに対す
る長手方向反り量り、及び幅方向反り量Ｃ８を算出する
。

次いでステップ［相］に移行して、上記ステップ［相］
で算出した長手方向反りＩＡＬｓ及び幅方向反り量Ｃ８
に基づき前記（３）式の演算を行って評価関数Φを算出
し、これを所定の記憶装置に記憶する。

次いで、ステップ［相］に移行して、予め設定されたイ
ンタメソシュ量ＩＭ、〜ＩＭ２　とストリップ張力Ｔと
の全ての組み合わせに対する評価関数Φを算出したか否
かを判定する。この判定は、インタメッシュｉｔ　ＩＭ
＋〜ＩＭ３とストリップ張力Ｔとの組み合わせ数が予め
分かっているので、この組み合わせ数Ｃ，４ＡＸにカウ
ンタのカウント値Ｃが一致するか否かで判定し、Ｃ＜　
ＣＭＡＸであるときには評価関数Φの算出が未終了であ
ると判断して、ステップ＠に戻り、Ｃ＝ＣＭＡＸである
ときには評価関数Φの算出が終了したものと判断してス
テップＯに移行する。

このステップ■では、前記ステップ＠で算出して記憶さ
れている各評価関数Φｉ（ｉ・１，２・・・・・・ＣＭ
ＡＸ）の値が小さい順にソーティングする。

次いで、ステップ［相］に移行して、前記ソーティング
結果から例えば上位ｎ個の評価関数Φを最適操業条件と
して決定してから処理を終了する。

したがって、今、板厚ｔを０．１７ｆｌ、板幅９３０．
０龍、降伏応力σ７を６０．０　ｋｇｆ／ｍｍ２とし、
ロールユニットＵ１〜Ｕ３のインクメソシュｉＩＭ＋　
、　　Ｉ　Ｍ２　、　　Ｉ　Ｍ＊及びストリップ張力Ｔ
の可変範囲をそれぞれ２〜５璽麿、３〜６ｍ（６〜１０
鶴及び２５００〜３４００ｋｇｆとし、これらの刻み幅
をそれぞれＩＮ、１酊、２龍及び１００　ｋｇｆとした
ときに、上記第６図の演算処理を行って評価関数Φが正
で且つ小さい順に８個の操業条件を決定した場合の結果
を次表に示す。

第　　１　　表 さらに、実験で反りが小さくならない場合を考慮してロ
ールユニットＵ３のインタメッシュｆｉ１Ｍ３のみ上記
第１表の数値を中心値として±２１１変化させた条件（
他の条件は第１表と同一）でも実験を行い、その実験結
果を第７図に示す。ここで、ロールユニットＵ３のイン
タメッシュＩＩＭ３を変動させる理由は、入側のロール
ユニットＵ１及びＵ２では形状変化に対する影響が大き
く、出側のロールユニ７トＵ４及びＵ、では逆に影響が
小さいからである。

この第７図で、縦軸は実測した長手方向反り量ＬＲを示
し、横軸はロールユニットＵ３のインタメッシュ量ＩＭ
３を示し、実線で結ばれた３点は、インターメツシュ量
ＩＭ３を、第１表の数値を中心として±２覆虜変化させ
たことを意味し、さらに、−点鎖線は、長手方向反り量
り、Ｉの下限値−２０１１及び上限値＋２０１１を示す
。

この第７図から明らかなように、第１表に示されている
評価関数Φが正で且つ小さい順の８個の操業条件の全て
において、ロールユニットＵ３のインクメソシュ量Ｉ　
Ｍ、を±２顛変化させることにより、長手方向反り量り
、Ｉを下限値及び上限値で挟まれた基準範囲内に収める
ことができ、ロールユニットＵ３の微調整で反り基準を
満足させることができた。

さらに、第７図で実線で結ばれた３条件の中で、長手方
向反り量が最小となる条件をそれぞれ選び、それらの８
操業条件で十分矯正可能な急峻度を求めると、下記第２
表のようになる。

第２表 この第２表から明らかなように、例えば最上段の操業条
件では、急峻度が１．０％以下のストリップ４であれば
、長手方向反りＬＪｌを少なくシ、て十分矯正が可能で
あることが理解できる。また、上記第２表より伸び指数
を考慮した操業条件の決定が可能である。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、複数のロールユニッ
トを有するテンションレベラでストリップを矯正するに
あたり、前記ロールユニットの各インタメッシュ量とス
トリップに付加させる張力とを変化させた場合の矯正後
における前記ストリップの幅方向反り量Ｃｓ及び長手方
向反り量Ｌｓをシミュレーションによって算出し、該算
出結果からΦ＝　ｆ　（Ｌｓ、　Ｃｓ　）で表される評
価関数Φを算出し、該評価関数Φが小さい値となる前記
インタメツシュ量及び張力を運転条件として決定するよ
うにしているので、従来例のように煩雑な操業条件の決
定を定量的に行うことができ、矯正を行う原板の急峻度
を考慮した最適操業条件の標準化を行うことができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用し得るテンションレベラの一例
を示す正面図、第２図はロールユニットの配列状態を示
す説明図、第３図はインタメッシュ量の説明図、第４図
はこの発明に適用し得るシミュレーション処理の一例を
示すフローチャート、第５図はシミュレーション結果の
反りＮＬｓ及びＣＳの（Ｌ　ｓ”　十Ｃｓ”）　””と
実測長手方向反り量り、の絶対値との関係を示すグラフ
、第６図はこの発明に適用し得る操業条件決定処理の一
例を示すフローチャート、第７図は実測した長手方向反
りＪ］ＬＲとロールユニットＵ３のインタメッシュ量Ｉ
Ｍ、との関係を示すグラフ、第８図（ａｌ及び（ｂ）は
それぞれ形状不良の耳伸び及び腹伸びを示す説明図、第
９図（ａ）、　（ｂ）及び（ｅ）はそれぞれ反り不良の
長手方向反り１幅方向反り及び長手及び幅方向反りを示
す説明図、第１０図は形状不良の評価基準となる急峻度
の説明に供する説明図、第１１１１１（ａ）及び（ｉは
それぞれ反り不良の評価基準となる長手方向反り及び幅
方向反りの説明に供する説明図、第１２図は従来例の操
業条件決定処理手順を示すフローチャートである。 図中、１はレベリングミル、２，３はプライドル装置、
４はストリップ、Ｕ、〜Ｕ、はロールユニット、５はワ
ークロール、６はバックアップロール、７はデフレフク
ロールである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のロールユニットを有するテンションレベラでスト
   リップを矯正するにあたり、前記ロールユニットの各イ
   ンタメッシュ量とストリップに付加させる張力とを変化
   させた場合の矯正後における前記ストリップの幅方向反
   り量Ｃ＿ｓ及び長手方向反り量Ｌ＿ｓをシミュレーショ
   ンによって算出し、該算出結果からΦ＝ｆ（Ｌ＿ｓ、Ｃ
   ＿ｓ）で表される評価関数Φを算出し、該評価関数Φが
   小さい値となる前記インタメッシュ量及び張力を運転条
   件として決定することを特徴とするテンションレベラの
   運転条件決定方法。