JPH03408A - ロール偏心による板厚変動防止方法 - 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〕 本発明は圧延機におけるロール偏心による板厚変局防止
方法に係わり、特に、極めて簡単な手段により低コスト
で実現でき、しがち長さの比較的長い圧延材の非可逆圧
延および高速圧延にも好適なロール偏心による板厚変動
防止方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、圧延材におけるロール偏心による板厚変動防止方
法としては、例えば、ロール偏心によるロールギャップ
変化量を算出して、それを打ち消すように圧下装置を操
作して圧下量を変化させることにより板厚の制御を行う
ようにしたもの（特開昭６４−８７０１０号公報）、あ
るいは、予めキスロール駆動時におけるロール荷重変動
量が最小値を示す上下バックアップロールの位置関係を
検出・記憶し、圧延中の上下バックアップロールの位置
関係を前記記憶されている上下バックアッブロール位置
関係を等しくすべくワークロールの回転数を制御する　
（特公昭６２−１９２４１号公報）等の技術が提供され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来方法における前者にあっては、
圧延圧力および板厚信号が、実際にはバックアップロー
ル偏心以外にも圧下刃、圧延材の硬さ、圧延速度等さま
ざまな影響を受けるために、ロール偏心によるロールギ
ャップ変化を求めることが困難であり満足のいく修正効
果が望めず、特に高速圧延時にあっては、油圧圧下装置
の追従遅れが生じ、正確な修正・制御ができないといっ
た欠点があった。

また、運転中にワークロールの回転を制御する後者のも
のにあっては、ワークロールは被圧延材に直接液するも
のであるため、多少とは言えワークロールと圧延材との
間にスリップが生じ、圧延材およびワークロール表面に
キズを発生するおそれがあることに加え、上下のワーク
ロー・ルがそれぞれ独立した駆動源により駆動される独
立駆動方式の圧延機にしか適用できないといった不都合
があった。

さらには、両者共、運転中において圧下装置ないしはロ
ールの駆動系の制御を行うものであるため−１それら制
御対象となる各機器には高速かつ高精度な応答性が要求
されることに加え機構的にも複雑なものとなり極めて高
価となるとともに、調整が難しくかつ故障も生じ易いと
いった欠点があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ロールの
偏心による板厚変動を、極めて簡単な手段により効果的
に抑制することのできる方法を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るロール偏心による板厚変動防止方法は、上
下ワークロールが同期駆動される圧延機ニオイて、予め
、上下バックアップロールの１をそれら双方のバックア
ップロールの外径差が所要の微少範囲に含まれるように
設定しておくと共に、上下バックアップロールの少なく
とも一方を他方に対して空転させることにより両バック
アップクールの回転方向の相対的な位相を変化□させな
がら各位相状態においてキスロール運転を行ってロール
偏心による荷重変動が最小となる上下バックアップロー
ルの相対位相を検出・記憶しておき、圧延開始前に上下
バ・７クアツプロールの少なくとも一方を他方に対して
空転させることにより両バックアップロールを前記検出
された相対位相を目標とした位置で組み合わせ、然る後
圧延を開始することを特徴とするものである。

〔作用〕

上下のバックアップロールの直径差を微少とすることに
より、上下バックアップロールの偏心により生ずる板厚
変動のうねりを長周期（長波長）のものとすることがで
きる。また一方で、上下バックアップロールは、それら
に偏心がある場合でも、互いの偏心を打ち消し合う位相
となった点では板厚の変動は小さくなる。

そこで、上記２つの条件を重ねて満たすことにより、ロ
ール偏心による板厚変動をほとんど生じさせることな（
長尺圧延が可能となる。

上下バックアップロール相互の最適組合せ位置（最適相
対位相）は、キスロール運転による荷重変動より見出だ
すことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図および第２図は本発明に係る圧延機を概略的に示
したもので、図中符号１ａは上’７−１０−ル、１ｂは
下ワークロール、２ａは上バッファ。

ブロール、２ｂは下バツクアツプロールである。

この場合、この圧延機は、上ワークロール１ａと下ワー
クロール１ｂとが共通の駆動源（モーター等）３によっ
て駆動される上下同期駆動方式のものとなっている。下
バツクアツプロール２ｂの下方には、圧下方向位置検出
器付きの油圧圧下シリンダー４が、また上バツクアップ
ロール２ａの上方には圧延荷重検出器（ロードセル）５
が設けられている。上下ワークロール１　ａ、　１　ｂ
は双方間に介在されたワークロールバランスシリンダー
６により、また、上バツクアップロール２ａと上ワーク
ロール１ａとはそれら双方間に介在された上バツクアッ
プロールバランスシリンダー７により離間可能に構成さ
れている。

また、上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂは、そ
れらの互いのロールの外径差（ペア差）が極めて微少と
なるように設定されており、例えば、これう双方のバッ
クアップロール２　ａ、　２　ｂの外径の誤差はｏ、ｏ
ｏｓ％以内となるように設定されたものとなっている。

なお、ワークロールｌａ、１ｂのペア差は元来、極めて
微少範囲内に設定されたものとなっている。

第３図は、本発明を実現するために上記圧延機に付設さ
れる制御機構および制御回路の一構成例を示したもので
ある。

同図中符号８は上バツクアップロール２ａの回転方向の
位置すなわち軸回りに回転する上バツクアップロール２
ａが基準位置から何度回転した位置にあるか（基準位置
からの位相）を検出する上バツクアップロール用回転位
置検出器、符号９は同じく下バツクアツプロール２ｂの
回転方向の位置を検出する下バツクアツプロール用回転
位置検出器である。これら上バツクアップロール用回転
位置検出器８．下バツクアツプロール用回転位置検出器
９は、これら両回転位置検出器８．９　からの信号に基
づいて上下バックアップロール２ａ、２ｂの回転位置の
初期値を記憶する初期相対位相記憶装置１０に接続され
ている。さらに、この初期相対位相記憶装置１０は、該
初期相対位相記憶装置１０および相対位相変更指令装置
１１からの信号に基づいて演算を行う加算回路１２に接
続され、さらに該加算回路１２は判定回路１３に、該判
定回路１３は駆動源制御装置１４に接続されたている。

そして、該制御装置１４が前記駆動源３に接続されるこ
とにより、駆動源３は該駆動源制御装置１４に基づいた
制御をなされるようになっている。また、前記上バツク
アップロール用回転位置検出器８あるいは下バツクアツ
プロール用回転位置検出器９の何れか一方（図示例では
下バツクアツプロール用回転位置検出器９）は前記判定
回路１３にも接続されており、判定回路１３は、その−
方の回転位置検出器９からの信号と加算回路１２からの
信号とに基づいた判定結果を制御装置１４に送出する構
成となっている。さらに、圧延荷重検出器５からの信号
は信号平均化処理装置１５を介して、上下バックアップ
ロール２　ａ、　２　ｂの相対位相に対応した荷重変動
値を記憶する記憶テーブル１６に接続されている。

次に、上記構成をもとに、本発明に係るロール偏心によ
る板厚変動防止方法について説明する。

まず、本発明の理解を助ける意味で第４図に、本発明を
実施するに当たっての大まかな作業手順をフローチャー
トで示す。

すなわち、ＳＰ（ステップ）−Ａにて上下バックアップ
ロール２　ａ、　２　ｂを、それらの外径の寸法差（ペ
ア差）が所要の微少範囲内となるように設定した後、Ｓ
Ｐ−Ｂにて、前記圧延荷重検出器５によって読み取られ
るキスロールにおける圧延中荷重変動が最小となる上下
バックアップロール２　ａ、　２　ｂの位相を見つけ、
５ｐ−ｃにてその位相に合わせて圧延を実施する。

第５図は第４図におけるＳＰ−’Ｂの内容を詳述したも
のである。すなわち、荷重変動が最小となる上下バック
アップロール２　ａ、　２　ｂの位相を検出するために
は下記の要領によればよい。

（ＳＰ−ＢＩＯ＞ まず、現在（任意）の位相におけるキスロール状態下で
の荷重変動を測定する。

そのためには、前記上バツクアップロール用回転位置検
出器８．下バツクアツプロール用回転位置検出器９によ
り現在における上バツクアップロール２ａおよび下バツ
クアツプロール２ｂの回転方向に係るそれぞれの位相を
検出して、この検出値に基づき上下バックアップロール
２　ａ、　２　ｂの相対位相つまり相対位置関係を算出
し、それを前記初期相対位相記憶装置１０に記憶する。

次に、油圧圧下シリンダー４を作動させることにより上
下ワークロール１　ａ、　１　ｂおよび上下バックアッ
プロール２　ａ、　２　ｂの全てを第６図（ａ）に示す
如く当接させ（キスロール状態）一定量圧着させる。そ
の後、駆動源３を駆動させることにより上下ワークロー
ルｌａ、ｌｂ、上下バックアップロール２　ａ、　２　
ｂを回転させ、圧延荷重検出器５により荷重変動を測定
する。測定した荷重変動値は記憶テーブル１６に格納す
る。なお、この記憶テーブル１６には、図示の如く上下
バックアップロール２　ａ、　２　ｂの相対位相に対応
した圧延荷重変動量が記録されるようになっている。

＜５Ｐ−８２０＞ 次に、上下バックアップロール２ａ、２ｂ間の縁を切る
。それには、油圧圧下シリンダー４を退縮させると共に
、上バツクアップロールシリンダー７を伸長させ、第６
図（ｂ）の如き状態とすればよい。

＜５Ｐ−８３０＞ 上記状態となったならば、第６図（ｃ）に示すように駆
動源３を作動させることにより下バツクアツプロール２
ｂを回転させ、上下バックアップロール２ａ、　２　ｂ
間の相対位相を変更する。

ここにおける位相変更は、下バツクアツプロール２ｂを
円周方向に等分割（例えばπ／４　ずっ８等分）した一
定角度だけ回転させることにより行う。

＜５Ｐ−Ｂ２Ｏ＞ 、位相変更後、第６図（ｄ）に示すように再び各ロール
をキスロール状態とする。

＜５Ｐ−８５０＞ 駆動源３を作動させることにより、その新たに位相を変
更された位置での荷重変動を測定する。

＜５ｐ−８６０＞ 上記ＳＰ−８５０の操作が規定回数、すなわち下バツク
アツプロール２ｂが１周する２π分に満たない場合は上
記ＳＰ−８２０〜ＳＰ７　Ｂ　５０までの操作を繰り返
し、規定回数実行された場合には５Ｐ−８７０に進む。

＜５Ｐ−８７０） 下記の要領により、圧延荷重検出器５による荷重変動が
最小となる上下バックアップロール２ａ。

２ｂの相対位相を見つける。

下バ・ツクアップロール２ｂを第７図の如く例えばπ／
４　ずつに８等分し、各点をＲ、、Ｒ、、Ｒ、、・・・
とする。いまここで、この下バツクアツプロール２ｂの
実際のロール径のプラス側偏心最大点Ｑ。

が点Ｒ３と点Ｒ６との間に存在しているものとする。そ
して前記５Ｐ−８４０，５Ｐ−Ｂ５Ｏの手順により荷重
変動の測定結果を第８図のように前記記憶テーブル１６
に記録（記憶）する。

第８図は、上下バックアップロール２ａ、２ｂ間の相対
的な位相が異なることにより荷重変動量が変化していく
　（″うねり”を生ずる）ことを示したものである。こ
こで、同図に示す荷重変動のグラフと、第９図（ａ）〜
（ｇ）に示す上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂ
間の相対位置関係とは対応して示しである。なお、記号
は代表して同図（ａ）のみに付した。第９図において、
上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂにそれぞれ付
記した黒点は、それぞれのバックアップロール２　ａ、
　２　ｂにおけるプラス側最大偏心点を示すものである
。すなわち、上下バックアップロール２ａ、　２ｂ間に
ペア差が存在すると、両バックアップロール２　ａ、　
２　ｂ間には、回転に伴つて第９図の如く位相差が生じ
てくる。つまり、第９図（ａ）に示す相対位置関係にあ
った上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂの関係は
次第に同図（ｂ）→（Ｃ）→（ｄ）→・・・というよう
にずれていくわけである。

そして、荷重の変動振幅は、同図（ｄ）の状態すなわち
両バックアップロール２　ａ、　２　ｂにおけるそれぞ
れの最大偏心点Ｑ、、Ｑ、の位相差がちょうどπ（３π
、５π、・・・）となったときに最大となり、同図（ｂ
）または（ｆ）の状態すなわち両バックアップロール２
　ａ、　２　ｂにおけるそれぞれの最大偏心点Ｑ、、Ｑ
、の位相差が０　（２π、４π、・・・）となったとき
に最小となる。

よって、一方のバッファ・ノブロール（実施例では下バ
ツクアツプロール２ｂ）を第７図に示したように等分割
するとともに、上バツクアップロール２ａと下バツクア
ツプロール２ｂとの相対位相に対応した荷重変動状態を
例えば第８図の如く記録することにより、荷重変動の最
も小さ（なる上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂ
の位相を見つけられるわけである。

この場合は、上バツクアップロール２ａの最大偏心点Ｑ
１に対して、下バツクアツプロール２ｂの点Ｒ？＋　Ｒ
、間の区間が対向するように上下バックアップロール２
　ａ、　２　ｂの位相を合わせ、その状態で圧延を行え
ば、荷重の変動量が最も小さくなるわけである。

上記のように、上バツクアップロール２ａと下バツクア
ツプロール２ｂとの最適なる相対位相が見つかると、そ
のときの上バツクアップロール２ａと下バツクアツプロ
ール２ｂとの相対的な回転位置が前記上バツクアップロ
ール用回転位置検出器８および下バツクアツプロール用
回転位置検出器９により検出され、初期相対位相記憶装
置１０により記憶される。

以上で第４図における５Ｐ−Ｂが終了し、次に同図の５
ｐ−ｃに移る。

ｓｐ−ｃは、ＳＰ−Ｂにより検出された最適組合せ位相
に上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂの相対位相
をセットして圧延を実施する工程で、第１０図にその内
容を詳述する。

＜５ｐ−ｃｔｏ＞ 上記ＳＰ−Ｂにより上下バックアップロール２ａ。

２ｂが最適位相状態にセットされたならば、第１１図（
ａ）の如く上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂを
それぞれ上下ワークロール１　ａ、　ｌ　ｂに当接させ
る。

＜５Ｐ−０２０＞ 上記の如く上下バックアップロール２ａ、　２　ｂが最
適位相となるようにセットされたならば圧延を開始する
　（第１１図＜ｂ））。

＜５Ｐ−Ｃ３０＞ 次の圧延を行う場合にはＳＰ−Ｃ４０に移る。

＜５Ｐ−Ｃ４０＞ このＳＰ−Ｃ４０および下記のＳＰ−Ｃ５０は前のＳＰ
−Ｃ３０により生じた上下バックアップロール２ａ、　
２ｂ間の相対位相のずれを補正する工程であり、圧延の
行なわれないアイドルタイム中に実施するものである。

ここでは、まず第１１図（ｃ）に示すように上下バック
アップロール２　ａ、　２　ｂ間の縁を切る。この操作
は前記ＳＰ−８２０と同じである。

＜５Ｐ−Ｃ５０＞ 次いで、第１１図（ｄ）に示すようにモーター３を作動
させることにより下バツクアツプロール２ｂを回転（空
転）させ、これにより、上下バックアップロール２　ａ
、　２　ｂの位相を初期状態、すなわち前記ＳＰ−Ｂ　
７０における最適状態となるように空転させる。上下バ
ックアップロール２　ａ、　２　ｂが最適組合せとなる
相対位相は既に検出されて初期相対位相記憶装置１０に
格納されているから、この操作は、その記憶された最適
位相と現時点でずれが生じた位相とに鑑み、前記相対位
相変更指令装置１１からの命令により自動的に実施され
る。

これにより上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂは
再び初期の最適相対位相、すなわちロール偏心による荷
重変動量の最も小さ（なる相対位相で組合せられ回転す
るものとなる。しかも、双方のバックアップロール２ａ
、　２ｂはベア差が極めて小さいものであるから、長時
間（長尺）にわたり板厚変動の少ない最も優れた圧延を
行うことができる。

ここで、上記実施例について実際の数値を当てはめて説
明してみると、いま、上バツクアップロール２ａの実直
径Ｄ１がφ１３００ｍｍ、下バックアップロール２ｂの
実直径り、がφ１３００．０３　（ベア差：０．０３＋
ｎｍ勺０．００２３％）であったとする。

双方のバックアップロール２　ａ、　２　ｂが回転する
ことにより上バツクアップロール２ａと下バツクアツプ
ロール２ｂとの間には回転差（位相差）が生じることと
なる。ここで、双方のバックアップロール２　ａ、　２
　ｂがある位相関係から回転を開始し、再び同じ位相関
係に戻るための上バツクアップロール２ａの回転数Ｎは
、 勺４３３３３　　［回転］ よって、荷重変動のうねり、すなわち板厚変動のうねり
の１波長は、上バツクアップロール２ａが４３３３３回
転する長さである。

このときの、圧延長さＱは、 Ｑ　　＝Ｄ、　　π×Ｎ −１７７０００［ｍ］ したがって、うねりの１周期分の長さ　（波長）は約１
７７０００１１１ということになる。

ところで、いま、被圧延材の板厚０．３ｍｍ、外径φ１
９００ｍｍのフィルを製作しようとした場合、コイル全
長は約８５０Ｏｎ＋であり、これは、うねりの１周期分
の長さの５％に満たない値となる（第１２図参照）。

すなわち、このように、上下バックアップロール２　ａ
、　２ｂのベア差を微少に設定し、かつ、両バックアッ
プロール２ａ、　２ｂを、それらの偏心を打ち消し合う
相対位相となるように組み合わせて圧延を行えば、１コ
イル分の圧延を実施するにあたり、その１コイル全長中
に板厚変動の“うねり”が１波長分も現れないばかりか
、ロール偏重心による板厚変動を無視できる程極めて小
さいものとすることができる。そして、ｌコイル毎に、
上下バックアップロール２　ａ、　２　ｂの相対位相を
初期設定位置に設定することにより、常にロール偏心に
よる板厚変動の極めて小さい圧延を行うことができる。

しかも、その手段は、上下バックアップロール２、ａ２
ｂ間の縁を切り、上下バックアップロール２　ａ、　２
　ｂのうちの一方を僅かに空転させるだけであるから極
めて容易である。さらに、運転中に、圧下装置や駆動装
置を制御するための複雑な装置・機構も必要とすること
がないので確実な効果を低コストで実現することができ
る。

なお、本発明では、上記の如く上下のバックアップロー
ル２　ａ、　２　ｂの外径の誤差すなわちペア差を微少
とすることが必須の要件となる。このベア差は無論全く
存在しないのが理想であるが、効果と加工コストとの双
方に鑑みれば、ペア差の範囲はｏ、ｏｏｓ％（例えばロ
ール外径φ１３００ｎ＋ｍに対して約０．１ｍｍ）以内
とすることが望ましい。

この範囲内であれば通常の圧延長さに対して充分な効果
が発揮され、かつバックアップロールの寸法設定（加工
）は技術的に極めて容易である。

さらに本発明では、圧延運転中に圧下装置を制御するこ
ともないので、従来、圧下装置の追従性の点て難があっ
た高速圧延にも何等の弊害を伴うことなく適用すること
が可能となる上、被圧延材とワークロールとの間にスリ
ップを生じさせることもないので、上下同期駆動方式の
圧延機に適用でき、かつ製品品質を損ねたりワークロー
ルにダメージを与えるおそれも全く無い。また、上下独
立駆動方式の圧延機であっても、上下のワークロールを
完全に同期させて運転することにより本発明は適用可能
である。

なお、実施例においては、上下バックアップロール２　
ａ、　”；２　ｂの最適位相位置から圧延を開始するも
のとして説明したが、実際は、最適位相位置が全圧延長
の中間部にくるように設定することが望ましい。その方
が、全長にわたっての板厚変動をより微少な範囲に抑え
ることができるからである。

そして、予め圧延長が決められていれば、上下バックア
ップロール２ａ、　２ｂをそのようにセットすることは
前記相対位相変更指令装置１１等の設定値の変更により
容易に可能である。したがって本発明では、このように
最適な位相関係が全圧延長の中間部にくるような上下バ
ックアップロール２ａ＋２ｂの初期位置関係を最適初期
位置と称することもできる。

また、実施例では、下バックアップロール２ｂの組合せ
荷重測定点を８箇所（π／４　ずつ８分割）としたが、
分割をさらに細かくして測定点を増しても無論よい。そ
のようにした場合には、上下バックアップロール２　ａ
、　２　ｂの最適相対位相をより精確に求めることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり本発明によれば、極めて簡単な手段
により、ロール偏心による板厚変動を極力微少範囲に止
どめた状態での圧延を長尺にわたり確実に実現すること
が可能となる。しかも、運転中に油圧圧下装置あるいは
駆動系を制御することがなくいため、そのための複雑・
高価な制御装置等を必要とせず、かつ高速圧延にも容易
に適用できるとともに確実なロール偏心による板厚変動
防止効果を得ることができ、しかも、運転中に各ロール
をスリップさせることも全く無いため製品の品質は熱論
、ロール寿命も確保することができる、等の種々の優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明が適用される圧延機の概略
を示すもので第１図はその側面図、第２図はその正面図
、第３図は本発明に係る圧延機の制御手段を示す回路図
、第４図は本発明に係るロール偏心による板厚変動防止
方法の手順概略示すフローチャート、第５図は第４図の
内容の一部を詳記したフローチャート、第６図（ａ）〜
（ｄ）は第５図に示したフローチャートのブロックに対
応させて上下バックアップロールの状態を表したもので
、それぞれ各ロールを概略的に示した側面図、第７図は
下バツクアツプロールの等分割点を説明するもので各ロ
ールを概略的に示した側面図、第８図は上下バックアッ
プロールの位相差による荷重変動の状態を示した線図、
第９図（ａ）〜（ｇ）は上下バックアップロールの組合
せ状態を第８図に対応させて示したものでそれぞれロー
ルを概略的に示した側面図、第１Ｏ図は第４図の内容の
一部を詳記したフローチャート、第１１図（ａ）〜（ｄ
）は第１０図に示したフローチャートのブロックに対応
させて上下バックアップロールの状態を表したもので、
それぞれ各口ｉルを概略的に示した側面図、第１２図は
本発明の詳細な説明するもので本発明における板厚変動
状態を示す線図である。 ｌａ・・・・・・上ワークロール、 Ｉｂ・・・・・・下ワークロール、 ２ａ・・・・・・上バツクアップロール、２ｂ・・・・
・・下バツクアツプロール。 出頼人 スカイアルミニウム株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上下ワークロールが同期駆動される圧延機において、予
   め、上下バックアップロールの外径をそれら双方のバッ
   クアップロールの外径差が所要の微少範囲に含まれるよ
   うに設定しておくと共に、上下バックアップロールの少
   なくとも一方を他方に対して空転させることにより両バ
   ックアップロールの回転方向の相対的な位相を変化させ
   ながら各位相状態においてキスロール運転を行ってロー
   ル偏心による荷重変動が最小となる上下バックアップロ
   ールの相対位相を検出・記憶しておき、圧延開始前に上
   下バックアップロールの少なくとも一方を他方に対して
   空転させることにより両バックアップロールを前記検出
   された相対位相を目標とした位置で組み合わせ、然る後
   圧延を開始することを特徴とするロール偏心による板厚
   変動防止方法。