JPH02255207A - 熱間仕上圧延における圧延ロール表面性状の監視方法 - 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、熱間仕上圧延における圧延ロール表面性状の
監視方法に関する。

〈従来の技術〉 −Ｘに、ホットストリップミルなどを用いた熱間圧延の
板厚制御において、圧延ロールの摩耗などの表面性状は
、圧延材と圧延ロールとの間の潤滑条件を決定する上で
大きい影響を与えることから、重要な因子の一つである
０例えば、単位内における圧延のべ本数とロール径変化
の関係の一例を第３図（第３版鉄鋼便覧１［１（＋）Ｐ
、３８９参照）に示すが、ロール組替後２０本近くまで
ロール径は増加していき、それ以降摩耗の影響できわめ
て徐々にではあるが、径が小さくなっていくことがわか
る。

通常の板厚制御においては、圧延の実績値に基づいて数
式モデルによる計算値に補正を加えることにより、次回
の予測計算の精度向上をはかる適応制御が採用されてい
るのであるが、現伏では上記のような圧延ロールの摩耗
状況をオンラインで検出することができないから、予測
計算に必要な摩擦係数μについては、例えば圧延理論式
より逆算して平均摩擦係数として与えるなどの手段が用
いられている。

この摩擦係数μの求め方については、例えば特開昭６０
−１５０１０号公報に記載されているように、−ｍ的な
数式モデルＰ０を下記（１）式で表し、Ｐ、−Ｂ−に−
ｊ！４　　・Ｑ、−−−−（１）ここで、Ｂ：圧延材の
幅、に：拘束変形抵抗。

Ｅ、：接触弧長、Ｑ、：圧下力関数 さらに圧下力関数Ｑ、を圧延ロールと材料間の摩擦係数
μ、偏平ロール半径Ｒ′１人側材料厚Ｈ２圧下率ｒおよ
び前・後方張力１．．１．の関数（２）式で表し、 Ｑｐ＝Ｑｓ（＃、Ｒ’、Ｈ，ｒ、　　Ｌｔ、　　ｔ、）
−・−・・・・・・・・・・（２） 不確定要素である摩擦係数μおよび拘束変形抵抗Ｋを圧
延前ＭＰと先進率ｒとの測定結果に基づいて分離・学習
して演算算出される。

ここで、圧延荷重Ｐはロードセルなどで測定され、先進
率ｆは圧延材の出側速廣ｖｓ、ロール周速度■、とすれ
ば、下記（３）式で求められる。

ｆ＝　（Ｖｓ　　Ｖｍ　）／Ｖｍ・−・・・−・−・・
・・−・・−・・・−・・（３）この先進率ｆをＯｒｏ
ｗａｎの圧延理論式から、下記（４）式で数値計算され
る。

一−−−−　　　　　　−・・−・−・・−（４）なお
、（４）式のＲ′は下記（５）式で表される。

−一−−・−・−−−−−−−・−一−−・−−−−−
−−−−（５）このようにして、摩擦係数μが求められ
ていることから、実際のロール摩耗状態は測定されてい
なかったのである。それ故、前出の第３図のようなデー
タを鋼種側あるいは寸法別に整理しておき、経験的に決
められた圧延トン数に達した場合や圧延中における圧延
材の表面状態を目視で観察してスケールの成長が不均一
になったと判断された場合、あるいは製品表面性状が特
別に厳しい場合などに、ロールを交換しているのが実情
であった。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、実際のロール摩耗は、圧延材の材質・や
圧延温度あるいは製品寸法などの条件の影響によって時
々刻々変化するものと推定されるから、上記のような従
来の方法では、圧延ロールの的確な交換周期を設定する
ことは非常に困難である。

本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであ
って、オンラインでロール摩耗を検出することの可能な
熱間仕上圧延におけるロール表面性状の監視方法を提供
することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 熱間仕上圧延機のスタンドの入側に板速度計を配置し、
またその出側に板速度計と板厚計を配置し、さらに当該
スタンドとその前段スタンドの圧延ロールにそれぞれロ
ール周速度計を取付けて、下記の工程、すなわち、 （ａ）　　当該スタンドの入側および出側における圧延
材の板速度と、前段スタンドおよび当該スタンドのロー
ル周速度とを測定して、それらの測定値から前段スタン
ドおよび当該スタンドの先進率を求める工程、 ら）前記先進率と当該スタンドの出側板厚とから、マス
フロー一定則によって当該スタンドの入側板厚を演算し
て圧下率を求める工程、 （ｃ）　　前記先進率と圧下率を用いて摩擦係数を演算
する工程、 に従って圧延ロールの摩擦係数を検出することにより、
上記目的を達成しようとするものである。

く作　用〉 以下に、本発明の原理について説明する。

第１図に示すように、熱間仕上圧延機のｉスタンドの圧
延ロール２１の入側に例えばレーザドツプラ式などの非
接触式の板速度計３を、その出側に板速度計４と板厚計
５をそれぞれ配置し、また、圧延ロール２１にロール周
速度計６を取付け、また、その前段の（ｉ−１）スタン
ドの圧延ロール２１−１にロール周速度計７を取付けて
、圧延される圧延材ｌの圧延しているときｌスタンドに
おけるその入側および出側の板速度ｖ３１−１＋　　Ｌ
！＋　出側板厚ｈＩ、　　ロール周速度ｖ■、また（＋
−１）スタンドのロール周速度■□、をそれぞれ測定し
て、演算装置８に入力する。

そして、これらの測定値は、演算装置８において以下の
ような手順で演算処理が施される。

■　まず、１スタンドの板速度針３．４．ロール周速度
計６．（ｉ−１）スタンドのロール周速度計７を用いて
、ｌスタンドにおけるその入側および出側の板速度■１
１−１　＋　　Ｖ　Ｍ　！　＋　ロール周速度Ｖｌｉ、
また（ｉ−１）スタンドのロール周速度Ｖｌｌｉ−１を
一定のサンプリングタイムΔＬ　（例えばＯ，ｉｓ）で
測定して、（ｉ−１）スタンドの先進率ｆ　ｌ−＋およ
びｌスタンドの先進率【直を下記式でそれぞれ求める。

ｒ　ｓ−＋　−（ＶＳＩ−Ｉ　　Ｖｌｌト１）　／　Ｖ
□−＋”’−４６）ｆＩ−（Ｖｓ＋　　Ｖｌｌ）／Ｖｌ
！　　−−−−（６）’これら先進率ｒ＋−＋、ｆｉを
所定の時間（例えば５秒間）測定して、スキッドマーク
やルーバ制御による過渡的なマスフローアンバランスな
どの影響を除去するため、一定時間（例えば５秒間）の
量測定を継続して、それぞれ得られた例えばｎ個の計算
値ｆｌ−１＋ｆＩについて１次回帰を実施して、それぞ
れの回帰値ｆｌ−１ｒ＋　　ｆｉｒを求め、下記式を満
足するかどうかを統計的に処理する。

ｆ　Ｉ−＋　　　ｆ　（！−１１ｒ＜ε１−１　”−・
・−一−−−−−・−−一−−・−（７）ｆ　ｉ　　　
ｆ　ｉｒ＜ε１　　　　・・・−・・・・・・−・・・
・−・・・・・・−・（７）　’ここで、６ｉ−１＋　
　ε轟は管理限界値であり、例えば回帰値ｒ　ｉ−＋□
　ｆｉｒの３σ（ここで、σ；標準偏差値）とする。

そして、上記の（７）、　（７）’式を満足しない計算
値ｒｉ−Ｉ、ｆＩ　（例えば、ｍ個とする）を除去して
、回帰値ｒ　（ｉ−１１＋Ｐ＋　　ｆ　ｌｒとそれぞれ
置換して、さらに、この統計的処理によって残った（ｎ
−ｍ）個の計算値ｆ１−１．ｆｌ　と置換されたｍ個の
回帰値ｒ　＋ｉ−＋＞ｒ＋　　ｆ　ｔｒとに対して、再
度回帰を施し再回帰値Ｅ　（！−１１ｒ、ｆ１ｒ′を求
め、さらに平均して信幀性のすぐれた先進率ｒｌ−＋　
　ｔｒｉｏを求める。

■　ついで、上記のステップ■で得られた先進率ｆ＋−
＋　　＋　　Ｉｔｏと、測定されたｌスタンドの出側板
厚り、を用いて、下記（８）１式によりｌスタンドの入
側板厚すなわち（ｉ−１）スタンドの出側板厚り、−１
を求める。

・−・・・・・・・・−一−（８） ■　上記ステップ■で得られたｌスタンドの入側板厚ｈ
　ｌ−１を用いて、下記（８）式によりｌスタンドの圧
下率ｒｌを演算する。

■　そして、ステップ■で得られた圧下率「轟と既に求
められている先進率ｒ（”ｒ入側板厚ｈｔ−＋を用いて
、例えば前出（４）式で示したＯ　ｒｏｖａｎの圧延理
論式を下記（１０）式で衷すことにより、摩擦係数μを
求めることができる。

・・・・・・・・・・・・−・−・・・・−・−−−−
−−−・−Ｏｌ上記の処理手順を圧延中に例えば５秒間
隔で繰り返して行い、摩擦係数μの変動状況を例えばグ
ラフィック表示の表示装置９に表示させることにより、
ロール摩耗状況を把握して管理することが可能になる。

〈実施例〉 ホットストリップミルの７段仕上圧延機の第７スタンド
の入側および出側にレーザドツプラ式の板速度針を、ま
たその出側にＸ線厚さ計をそれぞれ取付けて、材質ＳＡ
Ｅ　１００８で厚さ＝２．３鑓りの圧延材を材質がハイ
クロームの材質の圧延ロールを用いて圧延する際に、本
発明法を適用して、ロール寿命の初期、中期、末期の３
段階に分けて摩擦係数の変化状況を観察した。

なお、先進率はサンプリングタイムがＯ，Ｉｓで５秒間
測定して５０個の測定データを得、前記した手順に従っ
て統計的処理を施して先進率を求めた。

このときの管理限界値εは３σとした。

第２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）にそれらの結果を示
した。

まず、圧延初期においては、第２図（ａ）かられかるよ
うに、摩擦係数の絶対値もバラツキも比較的小さいが、
第２図（ロ）の圧延中期では絶対値がやや上昇している
。さらに、圧延末期では、第２図（ｃ）に示すように、
絶対値およびバラツキともに明らかに増加しているのが
わかる。

これら３段階のケースについて、圧延ロールの表面を調
査したところ、圧延中期においては小さな黒皮は＜＊Ｃ
線状はく離）が認められた。また、圧延末期においては
、バンディング状の幅広い黒皮は←離（帯伏は＜ＩＩり
が急激に進んでおり、この部分が製品表面に生じていた
大きな凸凹とよく対応していることもｔｉ認することが
できた。

この試行結果から明らかなように、本発明法によるオン
ラインの摩擦係数測定値は、実際のロール表面性状によ
く対応しており、例えば操業効率向上を目的としてＳｉ
鋼や高Ｃｒ鋼を−ＩＱｇｉｉと同一ロット内で圧延する
スケジュールフリー圧延において、ロール交換のタイミ
ングを適切に推定することが可能である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、圧延中において
圧延ロールの摩耗状況を把握することができるから、ロ
ール交換のタイミングを適切に行うことができ、したが
って、製品の品質９歩留りの向上に大いに寄与する。

また、ロールの交換周期を可能な限り延長することがで
きるから、ロール原単位の削減やダウンタイムの減少に
よる圧延処理量の増加が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る実施例の一例を模式的に示す構
成図、第２図は、本発明法を適用して圧延ロールの摩擦
係数を測定した例を示す（ａ）圧延初期、（ロ）圧延中
期、（ｃ）圧延末期のそれぞれの特性図、第３図は、圧
延のべ本数とロール径変化の関係を例示する特性図であ
る。 ｌ・・・圧延材、　　　　　２・・・圧延ロール。 ３．４・・・板速度針、　　５・・・板厚計。 ６．７・・・ロール回転数計。 ８・・・演算装置、　　　　９・・・表示装置。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱間仕上圧延機のスタンドの入側に板速度計を配置し、
   またその出側に板速度計と板厚計を配置し、さらに当該
   スタンドとその前段スタンドの圧延ロールにそれぞれロ
   ール周速度計を取付けて、下記の工程に従って圧延ロー
   ルの摩擦係数を検出することを特徴とする熱間仕上圧延
   における圧延ロール表面性状の監視方法。 （ａ）当該スタンドの入側および出側における圧延材の
   板速度と、前段スタンドおよび当該スタンドのロール周
   速度とを測定して、それらの測定値から前段スタンドお
   よび当該スタンドの先進率を求める工程、 （ｂ）前記先進率と当該スタンドの出側板厚とから、マ
   スフロー一定則によって当該スタンドの入側板厚を演算
   して圧下率を求める工程、 （ｃ）前記先進率と圧下率を用いて摩擦係数を演算する
   工程。