JPS6364253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、厚板圧延において圧延機出側で発生
する板反り現象を効果的に防止し得る板反り制御
方法に関する。

厚板圧延では、板材の噛出側において板反り現
象（上反り、下反り）が往々発生し、そのため、
圧延機及びその前後設備が破損することによつて
操業停止するに至つたり、あるいは、次パスでの
噛込性が阻害されて板反り矯正に時間を費やし生
産性を低下させたり、また板材自身に反り歪が残
留するため品質劣化を招き、極端な場合、その有
効端部まで切り捨てなければならなくなつて歩留
りを低下せしめる等々、非常に大きな実害をもた
らしている。しかし、有効な板反り制御技術が未
だ実用化されていないのが実情である。

その理由は、板反りを発生させている原因やメ
カニズムが、現状では、必ずしも全て把握されて
いるわけではなく、しかも、現在判明している原
因としても、せいぜい、材料の上下面の温度差
またはそれによる変形抵抗差、材料の上下面の
表面性状の差（たとえば、スケール付着状況差）、
材料と上下作業ロール接触面の潤滑状態の差、
上下作業ロールの粗度差、径差および周速差、
材料噛込時の上下作業ロールの回転数のインパ
クトドロツプ量および差、圧下量、板厚および
板幅と上下作業ロールの周速差との関係、その
他、材料自重、クリープ、下作業ロールピツクア
ツプ、等々があげられているにすぎず、かつ、実
圧延ではこれらの各要因が複雑に同時に複合して
作用している。そのため、個々の要因毎に板反り
への影響の定量的解明は勿論のこと、定性的解明
すら殆んどなされていないといつてもよい状態で
ある。また、これは、従来、板反り現象自体がオ
ンラインで定量的に把握されていないことも１つ
の原因となつており、かつ、これらの各要因のう
ちには、オンラインでは把握が殆んど不可能なも
のが多いということにもよる。

したがつて、現実には、オペレーターの目視に
よる上下作業ロールの周速差制御を行なつている
くらいが実情であつて、その効果も不明確で、全
く効果がない場合もある。

本発明者は、このような現況を踏まえて、板反
り現象の発生の解明とその防止策について鋭意研
究の結果、厚板圧延における板の噛出側反り現象
は、圧延機前後面テーブルローラーと下作業ロー
ルとのレベル差に基づく圧延材のロールバイトへ
の噛込の幾何学的な上下非対称性に起因する要素
が特に大きいとの知見を得、また、下作業ロール
のピツクアツプ（下作業ロール天面レベルと圧延
機前後面テーブルローラー天面レベルとの差）と
板反りとの関係については、厚板圧延において、
圧延中（メタルイン中）に下作業ロールを昇降さ
せる過程で、下作業ロールの上昇時には明らかに
材料が下反りして、逆に下作業ロールピツクアツ
プを極端に下げて０〜負にした場合を想定する
と、材料は下作業ロールとテーブルローラーによ
つて上方へ８点曲げを受けて上反りすることも容
易に推定できるから、下作業ロールピツクアツプ
を制御することが板反り制御に有効であるとの知
見を得て、本発明を完成したものである。

本発明は、前記各要因のうち、比較的制御しや
すく、ロジカルに、かつ、定量的に取扱うことが
でき、しかも板反りへの影響が大きいと考えられ
る下作業ロールピツクアツプを、積極的に制御す
る新規な板反り制御方法を提供することを目的と
するものであつて、その要旨とするところは、一
対の上下作業ロールを有し、入側及び出側に各々
独立に昇降可能なテーブルローラーを設けた圧延
機によつて厚板を圧延するに際し、各パスにおい
て決定されるパススケジユール、圧下量及び入側
板寸法に基づいて、前記下作業ロール天面と前記
前面テーブルローラー天面との距離Xi 入及び前
記後面テーブルローラー天面との距離Xi 出が下
記式(1)及び(2)を満足する値となるように、前記各
前面及び後面テーブルローラー天面を位置制御す
ることを特徴とする厚板圧延における板反り制御
方法。

Xi 入＝−１／２ΔHi＋α (1) Xi 出＝０ (2) ただし、ΔHi：当該パス圧下量 α：付加調整量（初期パス時はα＝０
とし、その後は前パスの板反りに応
じて、上反りの場合には負、下反り
の場合には正の値とする。） の点にある。

以下、本発明について実施例に基づき詳細に説
明する。実施例は４段圧延機に適用した場合の一
例である。

第１図は、一対の上下作業ロール３，４及びバ
ツクアツプロール１，２を有し、入側及び出側に
各々テーブルローラー６，７を設けた４段厚板圧
延機によつて圧延材５が板反りなしの状態で圧延
されている状況を概略的に示している。なお、図
中、８は前面テーブルローラー６の天面を示し、
９は後面テーブルローラー７の天面を示し、Ｈ 入
及びＨ 出は各々圧延材５の入側板厚及び出側板厚
を示し、矢印の圧延方向に圧延中であることを示
している。また、下作業ロール４の天面〔すなわ
ち、下作業ロール４における圧延材５の噛出点
（板反りなしの状態で圧延している図示の場合に
は、上下作業ロール中心線との交点０）〕を基準
とした場合、Ｘ 入は前面テーブルローラー６の天
面との距離をあらわし、Ｘ 出は後面テーブルロー
ラー７の天面との距離をあらわしていて、Ｘ 入，
Ｘ 出が所謂下作業ロールピツクアツプに相当して
いる。ここで、下作業ロール天面より低い位置で
のテーブルローラー天面の調整の場合をＸ 入＜
０，Ｘ 出＜０とする。

この板反りなしの圧延状態において、圧延材５
が圧延機の噛出側で下反りを呈する場合（第２
図）と上反り傾向を呈する場合（第３図）とがあ
る。第２図に示す下反り傾向は、下作業ロールピ
ツクアツプ以外の要因による外乱を無視するとす
れば、ピツクアツプＸ 入がＸ 入＜−１／２ΔH（ただ し、Ｈ 入−Ｈ 出＝ΔH）の関係にある場合に生
じ、逆にＸ 入＞−１／２ΔHの関係にあるときは第 ３図に示す上反り傾向が生ずる。

下作業ロールピツクアツプＸ 入の如何によつて
板反りが発生するメカニズムを、第２図に示す下
反りの場合について、第４図で説明する。なお、
図中、Ａ及びＢはそれぞれ圧延材５の上下作業ロ
ール３，４との噛込側接触開始点、Ｃ及びＤはそ
れぞれ圧延材５が上下作業ロール３，４から噛み
出される点を示す。（第２図におけるＡ，Ｂも同
様である。） これらのＡ，Ｂ，Ｃ及びＤで囲まれた部分が上
下作業ロール３，４により圧延加工を受けている
部分であり、図示の如く、圧延材５の上作業ロー
ル側と下作業ロール側にはそれぞれ圧縮応力σ_U、
σ_Lが生じ、その結果、σ_L−σ_U＝Δσの圧縮応力差
によつて上作業ロール３の下作業ロール４の間の
圧延材５に曲げモーメントが生ずる。

また、Ａ，Ｂの圧延方向の位置をｌとすると、
付加調整量α、すなわちＸ 入＋１／２ΔH＝αとの 関係は第５図に示すような関係にある。

さて、第４図に示すように、入側圧延材５の自
重をＰとすると、圧延材５における内部応力分布
の状態は、第６図の模式図のように仮定すること
ができる。なお、図中、Ｈは板厚を示す。ここで
内部応力分布をｙ＝axと仮定し、曲げモーメン
トＭとの釣合をとると、下式 Ｍ＝Pl (3) よりａ＝12Pl／H³となり、一方、板幅をＷとすると、 Δσ・Ｗ＝ａ・Ｈであるから、単位幅当たりの内
部応力差ΔσはΔσ＝ａ・Ｈ／Ｗ＝12Pl／H²Wとなる。
した がつて、Δσ＝０となるようにｌを制御する。す
なわち、第５図に示すｌとαとの関係から、Ｘ 入
を制御することによつて、板反り現象が発生しな
い板反り制御が可能となる。

また、熱間圧延中でＸ 出＞０の場合、圧延機出
側の圧延材は自重またはクリープ現象によつて下
に垂れ下る傾向を有しているため、圧延材出側先
端が後面テーブルローラーに突当り状態となるこ
とが想定される。そのような場合、圧延材には出
側でピツチの小さな急峻な波打状形状が生じ、熱
間矯正でも修正不可能となるケースが多く、この
意味で、出側はＸ 出＝０としておくことが重要な
要件でもある。

次に、本発明の実施例について説明する。

まず、実施例の本発明方法に使用する装置例を
第７図に示す。同図は前面テーブルローラー６及
び後面テーブルローラー７の昇降機構の一例を示
すものであつて、アイドルローラー１０，１４を
介して楔機構によるものである。各アイドルロー
ラーはテーブルローラー６，７或いは楔状の中間
架台１１，１５のいずれか一方に軸受ベースを介
して固定されており、各中間架台は上面が水平で
下面が水平に対して一定量の勾配をもつ形状を有
していて、絶対ベースに設置した軸受フレームを
介して回転自在に支持されている固定アイドルロ
ーラー１２，１６上に、その下面を接触しつつ載
置されている。また、各中間架台にはシリンダー
１３，１７が連結されており、これらのシリンダ
ーによつて、図中の矢印方向に適宜移動せしめら
れ、従つて、アイドルローラー１０，１４を介し
て各テーブルローラー６，７が昇降する。テーブ
ルローラー６，７の上昇または下降の位置は、例
えば、サーボ弁とシリンダー位置検出によりシリ
ンダー１３，１７の位置を制御する閉ループ制御
によつて、十分高精度に制御可能であり、容易で
ある。

なお、かゝる機構は一例であつて、この他にリ
ンク機構または偏心輪を用いて油圧シリンダーも
しくは電動モーターで作動させる方式も採用で
き、いずれも本発明の範囲を逸脱するものではな
い。

以上、説明した装置を用い、実際に他のいくつ
かの外乱要因によつて上反り傾向を呈した場合に
板反り制御を行う例について説明する。

まず、第７図に示すように、前後各テーブルロ
ーラーの天面レベルをＸ 入＝−１／２ΔH＋α（α＝ ０）、Ｘ 出＝０の関係となるように制御して板反
りが全く生じない状態で厚板圧延を行つている場
合であつても、下作業ロールピツクアツプ以外の
外乱により、第８図イに示す如く、上反りが発生
するケースは十分あり得る。そのような場合、同
図ロの如く、圧延機出側に設けた板反り検出装置
１８（例えば、光学式センサー等）の検出信号に
基づき、当該パスまたはパスにおいて、Ｘ 入＝−
１／２ΔH＋α（α＜０）、Ｘ 出＝０としてαを適当 に選んで前面テーブルローラー天面を制御すれ
ば、板反りなしの圧延が行われる。なお、その場
合、αは前述の如くΔσ＝０（第５図、第６図参
照）となるような数値を求め、決定すればよい。

以上、説明したところから明らかなように、従
来、作業ロール組替時に操業を停止してバツチ的
に下作業ロールを電動スクリユー等で昇降し、圧
延中はそのピツクアツプ量を一定値に固定してい
たものに対して、本発明では、操業中、適宜各パ
スの圧延条件に応じて制御し板反り制御が可能と
なり、また、後面テーブルローラー天面レベルを
下作業ロール天面レベルと一致させて出側材料の
自重による垂れを防止し、かつ、各パスでの板反
り実積をフイードバツクして次パスでピツクアツ
プ量を補正することも可能であるから、前述の従
来技術における諸問題を一挙に解決し、板反り現
象の生じない厚板圧延を高能率で行なうことがで
き、高品質の厚板製品を高歩留りで製造すること
が可能となる等々の顕著な効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、４段厚板圧延機による圧延状態を示
す概略説明図、第２図は、第１図の圧延機におい
て、圧延材が下反り傾向を呈する場合の概略説明
図、第３図は、第１図の圧延機において、逆に、
圧延材が上反り傾向を呈する場合の概略説明図、
第４図は、第２図に示す下反りの場合の板反り発
生メカニズムについての説明図、第５図は、上下
作業ロール噛込開始位置差ｌと下作業ロールピツ
クアツプαとの関係を示す図面、第６図は、圧延
材における内部応力分布の状態を説明する模式
図、第７図は、板反りが発生することなく正常な
圧延状態で厚板圧延が行われている場合を示す概
略説明図、第８図は、本発明による板反り制御の
一例を示す概略説明図であつて、同図イは上反り
が発生した場合を示す図面、同図ロはその場合に
当該パスまたは次パスで下作業ロールのピツクア
ツプ制御を行う状態を示す図面である。 １……上バツクアツプロール、２……下バツク
アツプロール、３……上作業ロール、４……下作
業ロール、５……圧延材、６……前面テーブルロ
ーラー、７……後面テーブルローラー、８……前
面テーブルローラー天面、９……後面テーブルロ
ーラー天面、１０，１４……アイドルローラー、
１１，１５……中間架台、１２，１６……固定テ
ーブルローラー、１３，１７……シリンダー、１
８……板反り検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の上下作業ロールを有し、入側及び出側
   に各々独立に昇降可能なテーブルローラーを設け
   た圧延機によつて厚板を圧延するに際し、各パス
   において決定されるパススケジユール、圧下量及
   び入側板寸法に基づいて、前記下作業ロール天面
   と前記前面テーブルローラー天面との距離Xi 入
   及び前記後面テーブルローラー天面との距離Xi
   出が下記式(1)及び(2)を満足する値となるように、
   前記各前面及び後面テーブルローラー天面を位置
   制御することを特徴とする厚板圧延における板反
   り制御方法。 Xi 入＝−１／２ΔHi＋α (1) Xi 出＝０ (2) ただし、ΔHi：当該パス圧下量 α：付加調整量（初期パス時はα＝０
   とし、その後は前パスの板反りに応
   じて、上反りの場合には負、下反り
   の場合には正の値とする）