JPH0459110A - 冷間圧延におけるクラウン制御方法 - 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、側部の一端に先細りとなるテーパを付された
ワークロールによって金属帯を冷間圧延するに際し、被
圧延金属帯の板幅方向の板厚分布を均一に制御できると
共にこの制御量を把握できて、板幅方向に関する板厚精
度の高い良好な形状に圧延することのできる冷間圧延に
おけるクラウン制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に冷間圧延用原板である熱間圧延された鋼帯などの
金属帯は、幅方向中央から端縁側に行くに従って板厚が
減少する板厚分布、すなわち凸クラウン状となり、特に
幅方向端縁近傍では板厚が急激に減少している。これは
対向する円柱状のワークロールによって金属帯を圧延す
る従来の冷間圧延方法では、板幅中央部における金属帯
の板厚を一定にするためにワークロールを軸方向におい
て曲げるように外力を作用させてロールベンディングに
より圧延しているために、金属帯の特に幅方向端縁近傍
においてはワークロールが強く当接することになって幅
方向端縁近傍における板厚が急激に減少した形状に圧延
されるからである。

しかるに金属帯の冷間圧延では、このような凸クラウン
状の金属帯を圧延形状が良好で且つ断面が矩形状である
均一な板厚分布となるように圧延することが要求される
。

そこで対向するワークロールのそれぞれ側部の左右反対
側の一端に先細りとなるテーパを付されたテーパ部を形
成すると共にそのテーパ部のテーパ開始点と終点との間
に被圧延金属帯の端縁を位置せしめて冷間圧延すること
によって金属帯の幅方向の端縁近傍における板厚の減少
を抑えて板厚精度を高くする圧延方法が提案さ九ている
。これはこのような圧延方法によって金属帯を冷間圧延
すると、ワークロールのテーパ部における対向するワー
クロールの間隔が増加するためにテーパ部での金属帯の
板厚の減少が金属帯の幅方向中央部に比べて抑制されて
金属帯全体として板厚形状が良好となるからである。

しかしながら、上記した圧延方法を実施するに際し、金
属帯の幅方向端縁からワークロールのテーパ開始点まで
の距離の設定値が適切でない場合には冷間圧延した金属
帯の形状が不良となり金属帯全体として板厚形状が良好
とならない現象が生じる。従って金属帯の幅方向端縁か
らワークロールのテーパ開始点までの距離の設定値を適
切な値に設定しなければならないのであるが、従来は作
業者の感に基づいて金属帯の幅方向端縁からワークロー
ルのテーパ開始点までの距離を設定していたので上記し
た方法によって冷間圧延された金属帯の幅方向端縁の板
厚がどの程度改善されたのかは圧延した後でなければ確
認することができず、目標とする板厚精度を得るべく金
属帯の幅方向端縁からワークロールのテーパ開始点まで
の距離を正確に予め設定することが回置であって歩留が
低下し且つ作業効率が低下するという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来技術の欠点を解消して、側部の一端
に先細りとなるテーパを付されたワークロールのテーパ
開始点から被圧延金属帯の端縁までの距離の設定を、所
望の板厚精度を得ることのできる設定値に予め設定する
ことを可能として。

歩留の向上及び作業効率に優れた冷間圧延におけるクラ
ウン制御する方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはかかる課題を解決するために鋭意研究の結
果、以下に一部推測を交えながら説明する理由により、
被圧延金属帯を円柱状のワークロールによって冷間圧延
したときと側部の一端に先細りとなるテーパを付された
ワークロールによって冷間圧延したときとの金属帯幅方
向の端縁近傍の所定位置における板厚差（以下、テーパ
効果量と言う）が被圧延金属帯の出側板厚、被圧延金属
帯の幅方向端縁からワークロールのテーパ開始点までの
距離（以下、ワークロールのシフト位置と言う）及びワ
ークロールに付されたテーパのテーパ角度にそれぞれ比
例することを見出して本発明を完成したのである。

■　対向するワークロールのそれぞれ側部の左右反対側
の一端に先細りとなるテーパを付されたテーパ部を形成
された圧延機において、無負荷時における被圧延金属帯
の幅方向端縁位置の対向するワークロールの間隔の増加
量は、ワークロールのテーパ角度θの正接ｔａｎθがら
求められる値ＷＲＴ　（テーパ部のロール軸方向の長さ
１００閣当りのワークロールの直径の減少量）Ｗ　ＲＴ
　＝　１００　Ｘ　２　Ｘ　ｔａｎθとワークロールの
シフト位置ＷＲδとの積を１００で除した値によって表
され、被圧延金属帯の幅方向端縁近傍の所定位置におけ
るワークロールの間隔の増加量は（ＷＲＴＸＷＲδ）／
１００の値として近似できる。

■　ワークロールのテーパ部が冷間圧延時においてワー
クロールの弾性変形に及ぼす影響は、テーパ部が被圧延
金属帯の幅方向端縁付近に位置するように局所的に形成
されているものであるからワークロールのロール偏平が
主となり、ロールの軸心のたわみへ影響するところの小
さいものである。従って、ワークロールのテーパ部に位
置する被圧延金属帯の幅方向端縁近傍の所定位置におい
ては、被圧延金属帯の張力の増加により圧延荷重が減少
するのでワークロールの偏平量が減少する。

■　ワークロールの偏平減少量と圧延荷重減少量。

圧延荷重減少量と張力増加量、及び張力増加量と出側板
厚増加量はそれぞれほぼ比例関係にあるので、ワークロ
ールの偏平減少量と出側板厚増加量とがほぼ比例関係に
ある。ここでテーパ部がワークロールの細心のたわみに
与える影響を無視すると、出側板厚増加量は無負荷時に
おける被圧延金属帯の幅方向端縁位置の対向するワーク
ロールの間隔の増加量からワークロールの偏平減少量を
差し引いたものとなり、出側板厚増加量はワークロール
の間隔の増加量にほぼ比例する。

■　ワークロールにテーパが付されていることによって
被圧延金属帯の幅方向端縁近傍の板厚が増加すると、こ
の端縁近傍における金属帯の幅方向中心に対する伸び率
が減少し、この伸び率の減少量は出側板厚の変更によっ
て増減し前記した張力の増加量とほぼ比例関係にあるだ
けで他の圧延条件とはほとんど関係が無い。

以上の０〜０項の知見から、被圧延金属帯の幅方向中央
における出側板厚りと圧延機のロール寸法によって決ま
る定数ａ、ｂとから導き出される値ａ　ｈ＋ｂと前記ワ
ークロールのテーパ角度θの正接ｔａｎθから求められ
る値ＷＲＴと被圧延金属帯の端縁からワークロールのテ
ーパ開始点までの距離を示すワークロールのシフト位置
ＷＲδとの積によってテーパ効果量Δｈ、すなわちΔｈ
　＝　（ａ　ｈ　十ｂ　）　Ｘ　Ｗ　ＲＴ　Ｘ　Ｗ　Ｒ
δを推測することができることを究明して本発明を完成
したのである。

以下１図面により本発明方法について詳細に説明する。

第１図は本発明方法を実施するための好適な圧延機のロ
ール配置の１例を示す側面説明図、第２図は第１１！）
における中央線縦断面説明図、第３図は第２図における
Ａ部拡大説明図、第４図は本発明方法を実施して冷間圧
延された金属帯の幅方向端縁から所定位置におけるテー
パ効果量について測定値と式より求めた値との関係を示
す図、第５図は本発明方法を実施して冷間圧延された金
属帯と円筒状のワークロールによって冷間圧延された金
属帯とについてそれぞれ幅方向中央部に対する板厚偏差
の分布を示す図、第６図は被圧延金属帯を出側板厚及び
ワークロールのテーパ角度を一定にして冷間圧延したと
きのテーパ効果量とワークロールのシフト位置との関係
を示す図、第７図は被圧延金属帯を出側板厚及びワーク
ロールのシフト位置を一定にして冷間圧延したときのテ
ーパ効果量とワークロールのテーパ角度の正接との関係
を示す図、第８図は被圧延金属帯をワークロールのテー
パ角度及びワークロールのシフト位置を一定にして冷間
圧延したときのテーパ効果量と出側板厚との関係を示す
図である。

本発明方法を実施するには、先ず第１図〜第３図に１例
を示す如くそれぞれ側部の一端に先細りとなるテーパを
付されたテーパ部２ａが形成されているワークロール２
が、そのテーパ部２ａを左右反対側に位置して対向せし
められている圧延機を準備するにのワークロール２は、
同一直径の側部２ｂと前記テーパ部２ａとの境界点をな
すテーパ開始点Ｔ、から被圧延金属帯１の幅方向端縁ま
での距踵、すなわちワークロール２のシフト位置ＷＲδ
を所定の値に設定できるように軸方向に移動自在に設置
されている。

このようなワークロール２を設置される圧延機としては
、第１図及び第２図に示す如く被圧延金属帯１を挟んで
両側にワークロール２が、またこのワークロール２の外
側に中間ロール３が、更にその外側にバックアップロー
ル４がそれぞれ１組ずつ設置されている６段圧延機の他
に、クラスタミル、センジミャミル等種々の圧延機を利
用することができる。

〔作　用〕

このような圧延機によって本発明方法を実施するに際し
、ワークロール２を軸方向に移動させ被圧延金属帯１の
幅方向端縁がワークロール２のテーパ部２ａに位置せし
められ且つワークロール２のシフト位ＷＷＲδを以下に
説明する如く設定するのである。

先ず改善すべきテーパ効果量Δｈを決めるのであるが、
テーパ効果量Δｈは前記した如く被圧延金属帯１の幅方
向中央における出側板厚りと圧延機のロール寸法によっ
て決まる定数ａ、ｂとから導き出される値ａ　ｈ　＋　
ｂと、ワークロール２のテーバ角度θの正接ｔａｎθか
ら求められる値ＷＲＴＷＲＴ＝１００Ｘ　２　Ｘｔａｎ
θ と、ワークロール２のシフト位置ＷＲδとの積、すなわ
ち Δｈ　＝　（ａ　ｈ　＋　ｂ　）　Ｘ　Ｗ　ＲＴ　Ｘ　
Ｗ　Ｒδによって推測される。すなわち、成る冷間圧延
機において被圧延金属帯１の幅方向中央における出側板
厚り及びワークロール２のテーパ角度θを一定にして被
圧延金属帯１を冷間圧延したときのテーパ効果量Δｈは
第６図に示す如くワークロール２のシフト位［ＷＲδの
増加に正比例して増加し、被圧延金属帯１の幅方向中央
における出側板厚り及びワークロール２のシフト位置Ｗ
Ｒδを一定にして被圧延金属帯１を圧延したときのテー
パ効果量Δｈは第７図に示す如くワークロール２のテー
バ角度θの正接ｔａｎθの増加に正比例して増加し、更
にワークロール２のテーバ角度θ及びワークロール２の
シフト位ＷＷＲδを一定にして被圧延金属帯１を圧延し
たときのテーパ効果量Δｈは第８図に示す如く被圧延金
属帯１の幅方向中央における出側板厚りの増加に正比例
して増加することが実験によって確認された。更に、被
圧延金属帯ｌの幅方向中央における出側板厚りと圧延機
のロール寸法によって決まる定数ａ、ｂとから導き出さ
れる値ａｈ＋ｂとワークロール２のテーバ角度θの正接
ｔａｎθから求められる値ＷＲＴとワークロール２のシ
フト位置ＷＲδとの積から求めたテーパ効果量Δｈと被
圧延金属帯１を冷間圧延した後に測定した測定値とを比
較した処、第４図に示す如くほぼ一致していることが確
認された。このときの被圧延金属帯１の幅方向端縁近傍
の所定位置におけるワークロール２の間隔の増加量はＷ
ＲＴＸＷＲδ／１００として近似しており、また冷間圧
延された被圧延金属帯１の板厚は金属帯幅方向中央から
端縁に行くに従って緩やかに２次曲線的に減少し端縁か
ら２０ｍｍの位置より端縁側では通常板厚が急激に減少
するので、本実施例においては端縁から２０１１Ｉ１１
の位置におけるテーパ効果量Δｈを設定する。またテー
パ効果量Δｈは、円柱状のワークロールによって冷間圧
延した被圧延金属帯１とテーパ部２ａを形成されたワー
クロール２によって冷間圧延した被圧延金属帯１との幅
方向端縁近傍における板厚差であるから、円柱状のワー
クロールによって圧延した被圧延金属帯１の前記端縁か
ら２０−の位置におけるクラウン量から改善すべきテー
パ効果量Δｈを設定する。このテーパ効果量Δｈは、圧
延率、板厚等によってその設定値を適切な値に設定する
のであり、板端近傍の張力増加による板破断を防止する
ため出側板厚りの１％以下となる値に設定する。

次いで、被圧延金属帯１の幅方向中央における出側板厚
ｈ、すなわち対向するワークロール２の側部２ｂの間隔
と圧延機のロール寸法によって決まる定数ａ、ｂとから
導き出される値ａ　ｈ＋ｂの値を導き出す。この圧延機
のロール寸法によって決まる定数ａ及びｂは、ロール径
、ロール胴長、ロールチョック間距離によって異なるの
であるが、同−圧延機においてはこれらのロール寸法の
変動は小さい。従って、成るロール寸法ではＷＲδ及び
ＷＲＴを一定にして出側板厚りを変化させた実験を行い
、そのときのテーパ効果量Δｈを測定することにより求
めることができ、例えば後述する実施例においてはａは
０．２２５で、ｂは０．０５０として上記値が求められ
た。

以上の如く求めた値からワークロール２のシフト位置Ｗ
Ｒδを前記した関係、すなわちテーパ効果量Δｈは被圧
延金属帯１の出側板厚と圧延機のロール寸法によって決
まる定数ａ、ｂとから導き出される値ａ　ｈ　＋　ｂと
前記ワークロール２のテーパ角度θの正接ｔａｎθから
求められる値ＷＲＴと被圧延金属帯１の端縁からワーク
ロール２のテーパ開始点Ｔ０までの距離を示すワークロ
ール２のシフト位置ＷＲδとの積によって表されるから
ＷＲδ＝Δｈ／（（ａ　ｈ＋ｂ）ｘＷＲＴ）から求めて
設定する。

このとき、被圧延金属帯１の板幅が広い場合やワークロ
ール２の軸方向への移動範囲が小さい場合等の理由によ
ってワークロール２のシフト位置ＷＲδを所定の値に設
定することができない場合には、大きなテーパ角度θを
有するテーパ部２ａの形成されたワークロール２に交換
してワークロール２のテーパ角度θを設定してから上記
した如くワークロール２のシフト位置ＷＲδを設定すれ
ば良い。

〔実施例〕

実施例１ テーパ角度θが８．５　Ｘ　１０−’ｒａｄのテーパを
付され、側部直径１３５ｎｎで側部２ｂの長さが８５０
　、ｒｍを有し且つチョック間距離が１１０７５ｎであ
るワークロール２と。

側部直径３００　ａｍで側部の長さが８５０閣を有し且
つチョック間距離が１６６０ｍｍである中間ロール３と
、側部直径６３０■で側部の長さが８５０園を有し且つ
チョック間距離が１４７５ｍ＋＋であるバックアップロ
ール４とから成り第１図及び第２図に示す如くテーパを
付された側部の一端が左右反対側に位置せしめられてい
る６段圧延機によって、板幅１２２０ｍｍ、板厚１．８
８ｉｎの５ＵＳ３０４のステンレス鋼帯を出側板厚りが
１．１３ｍｍとなるように圧延するに際し、このステン
レス鋼帯の幅方向端縁から中央側への２０ｍｍ位置にお
けるテーパ効果量Δｈを出側板厚りの１％以下となる値
である１０．３４ｐＭとするために、ワークロール２の
直径の１００ｍｍ当りの減少量ＷＲＴが０．１７閣であ
るからワークロール２のシフト位置ＷＲδを２００１に
設定して冷間圧延した結果、第５図に示す如くステンレ
ス鋼帯の幅方向端縁から中央側への２０ｍの位置におけ
る板厚がロール径が１３５Ｉの円柱状のワークロール２
によって上記したステンレス鋼帯を同一の条件で圧延し
た場合より約１１ｐ厚く圧延することができた。この値
は、目標としたテーパ効果量Δｈである１０．３４−と
ほぼ同値であることを示していた。

実施例２ テーパ角度θが１７．００　Ｘ　１０′−４ｒａｄのテ
ーパを付され、側部直径１３５■で側部２ｂの長さが８
５０閣を有し且つチョック間距離が１０７５ｍ＋である
ワークロール２と、側部直径３００■で側部の長さが８
５０■を有し且つチョック間距離が１６６０ｍｍである
中間ロール３と、側部直径６３０画で側部の長さが８５
０ｎｗｎを有し且つチョック間距離が１４７５ｍｍであ
るバックアップロール４とから成り第１図及び第２図に
示す如くテーパを付された側部の一端が左右反対側に位
置せしめられている６段圧延機によって、板幅１２２０
ｍｍ。

板厚１．８８ｍの５ＵＳ４３０ステンレス鋼帯を出側板
厚りが１．１３ｍｍとなるように冷間圧延するに際し、
このステンレス鋼帯の幅方向端縁から中央側への２０Ｑ
Ｉ１１の位置におけるテーパ効果量Δｈを出側板厚りの
１％以下となる値である１０．３４４とするためにワー
クロール２の直径の１００画当りの減少量ＷＲＴが０．
３４ｎｗｎであるからワークロール２のシフト位置ＷＲ
δを１００順に設定して冷間圧延した結果、第５図に示
す如くステンレス鋼帯の幅方向端縁から中央側への２０
閣の位置における板厚がロール径が１３５ｍ＋の円柱状
のワークロール２によって上記したステンレス鋼帯を同
一の条件で圧延した場合より約１１４厚く圧延すること
ができた。この値は、目標としたテーパ効果量Δｈであ
る１０．３４／ｊ１１とほぼ同値であることを示してい
た。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明方法を実施すると、冷間圧延さ
れた被圧延金属帯が良好な形状であることを示すテーパ
効果量は、ワークロールを軸方向に移動させるだけの簡
単な操作によりワークロールのシフト位置を設定するこ
とによって所望の値にすることができて且つワークロー
ルのシフト位置は圧延前に適切に設定することができる
ので板幅の変更、出側板厚の変更等に際してテーパ効果
量を容易に制御することができて作業効率が非常に向上
するのである。また被圧延金属帯の板幅が広い場合やワ
ークロールの軸方向への移動範囲が小さい場合等の理由
によりワークロールのシフト位置を所定の値に設定する
ことができない場合には、テーパ角度の異なるワークロ
ールに交換してワークロールのテーバ角度を設定してか
らワークロールのシフト位置を所定の値に設定すれば、
種々の圧延機に容易に対応することができるのである。

このように板厚精度の優れた金属帯を種々冷間の圧延機
で効率良く圧延することのできる本発明方法は、製鋼分
野に貢献するところの大きなものであり、その工業的価
値の非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための好適な圧延機のロ
ール配置の１例を示す側面説明図、第２図は第１図にお
ける中央線縦断面説明図、第３図は第２図におけるＡ部
拡大説明図、第４図は本発明方法を実施して冷間圧延さ
れた金属帯の幅方向端縁から所定位置におけるテーパ効
果量について測定値と式より求めた値との関係を示す図
、第５図は本発明方法を実施して冷間圧延された金属帯
と円筒状のワークロールによって冷間圧延された金属帯
とについてそれぞれ幅方向中央部に対する板厚偏差の分
布を示す図、第６図は被圧延金属帯を出側板厚及びワー
クロールのテーバ角度を一定にして冷間圧延したときの
テーパ効果量とワークロールのシフト位置との関係を示
す図、第７図は被圧延金属帯を出側板厚及びワークロー
ルのシフト位置を一定にして冷間圧延したときのテーパ
効果量とワークロールのテーバ角度の正接との関係を示
す図、第８図は被圧延金属帯をワークロールのテーバ角
度及びワークロールのシフト位置を一定にして冷間圧延
したときのテーパ効果量と出側板厚との関係を示す図で
ある。 図面中 １・・・・被圧延金属帯 ２・・・・ワークロール ２ａ・・・・テーパ部 ２ｂ・・・・側部 ３・・・・中間ロール ４・・・・バックアップロール Ｔｏ・・・・テーパ開始点 θ・・・・ワークロールのテーバ角度 ＷＲδ・・・・ワークロールのシフト位置ＷＲＴ・・・
・ワークロールのテーパ部の１００＋ｍ当りの直径減少
量 １’１　　図 千２図 Ｔ。 才 図 図 式より求めたテーバ効果量 図 ワークロールのシフト位置 図 ワークロールのテーバ角度の正接 軸方向中央部に対する板厚偏差 オ 図 出側板厚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　それぞれ側部の一端に先細りとなるテーパを付され
   たテーパ部が形成されている一対のワークロールがその
   テーパ部を左右反対側に位置して対向せしめられ且つ軸
   方向に移動自在に設置されている圧延機によつて被圧延
   金属帯の幅方向端縁がワークロールの前記テーパ部に位
   置せしめられた状態で被圧延金属帯を圧延するに際し、
   被圧延金属帯の出側板厚（ｈ）と圧延機のロール寸法に
   よつて決まる定数（ａ，ｂ）とから導き出される値（ａ
   ｈ＋ｂ）と前記ワークロールのテーパ部のテーパ角度（
   θ）の正接（ｔａｎθ）から求められる値（ＷＲＴ）Ｗ
   ＲＴ＝１００×２×ｔａｎθ と被圧延金属帯の端縁からワークロールのテーパ開始点
   までの距離を示すワークロールのシフト位置（ＷＲδ）
   との積で表わされるテーパ効果量（Δｈ） Δｈ＝（ａｈ＋ｂ）×ＷＲＴ×ＷＲδ を出側板厚（ｈ）の１％以下となる値とすべく前記ワー
   クロールのシフト位置（ＷＲδ）をワークロールをその
   軸方向に移動させて設定することを特徴とする冷間圧延
   におけるクラウン制御方法。 ２　ワークロールのシフト位置（ＷＲδ）を設定するに
   際し、ワークロールのテーパ角度（θ）を設定してから
   ワークロールを軸方向に移動させてワークロールのシフ
   ト位置（ＷＲδ）を設定する請求項１に記載の冷間圧延
   におけるクラウン制御方法。