JPH0824932B2 - 幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板の製造方法 - Google Patents

幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板の製造方法

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JPH0824932B2
JPH0824932B2 JP3050189A JP5018991A JPH0824932B2 JP H0824932 B2 JPH0824932 B2 JP H0824932B2 JP 3050189 A JP3050189 A JP 3050189A JP 5018991 A JP5018991 A JP 5018991A JP H0824932 B2 JPH0824932 B2 JP H0824932B2
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特殊用途に対応させて
幅方向に板厚の傾斜(板厚差)を設けることができるよ
うにした鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、船舶や圧力容器の構造体の一部
に用いるための構造材として、必要な強度に応じて板厚
を幅方向に滑らかに変化させた鋼板が要求されている。
このような鋼板の製造方法として、例えば、特公昭52
−1381号公報に示すものがあり、圧延方向に板厚が
傾斜した被圧延材を圧延する第1段階と、ついでロール
軸方向に間隙の差を持たせた圧延ロールにより圧延する
第2段階とを組み合わせて圧延を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、ロール軸方向に間隙の差を持たせた圧
延ロールにより圧延する第2段階で、単に、定圧下率
(または定圧下量)で圧延を行うとされているが、各パ
ス毎に左右の定圧下率を完全に保持しながら圧延するた
めには、 (厚手側厚さ−薄手側厚さ)÷薄手側厚さ=ウェッジ率 を各パスで一定に保つ必要がある。そのために圧延パス
の初期段階では、必要とするロール傾斜が非常に大きく
なる。ところが通常の圧延設備では、必要とするロール
傾斜を確保できない(例えば、油圧圧下装置による上ロ
ール高さの移動は20mm程度が限度で、この移動量に応
じた小さい角度しか設定できない)ため、結果として製
造可能な寸法がごく小さい範囲に限られていた。本発明
の目的は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされたも
のであり、通常の圧延設備によって十分なロール傾斜を
設定できるようにした幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板
の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板を圧延
するに際し、圧延方向に板厚が傾斜した被圧延材を90
°回転してロール幅方向にロール間隙の差を持たせ、そ
の間隙を圧延パス毎に変更させることにより、幅方向に
板厚の傾斜を有する鋼板を圧延する方法において、ウェ
ッジ率及びクラウン率を一定に保持しながら前記被圧延
材を複数パスで圧延するに際し、予め下側のロールに固
定の傾斜を付与するようにしている。
【0005】
【作用】上記した手段によれば、下側ロールが所定の傾
斜をもって固定され、上側のロールがロール幅方向にロ
ール間隙の差を持たせ、その間隙を圧延パス毎に変更さ
せながら幅方向に板厚の傾斜を有した鋼板の圧延が行わ
れる。したがって、上側ロールのロール間隙の変更量を
少なくでき、上側ロールに対する制約が軽減されるの
で、従来の圧延機を用いながら幅方向に板厚の傾斜を有
する鋼板を多様な規格で製造することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1は本発明方法を実現する圧延装置
の概略構成を示す正面図であり、図2は本発明方法を実
施するための制御例を示すフローチャートである。図1
に示すように、被圧延材1の上下には、圧延ワークロー
ル2及び3が所定の傾斜角度をもって配設されている。
この圧延ワークロール2,3の各々には、バックアップ
ロール4,5が圧接している。圧延ワークロール2及び
バックアップロール4はロールチョック6a,6bに保
持され、圧延ワークロール3及びバックアップロール5
はロールチョック7a,7bによって保持されている。
ロールチョック7a,7bの各々は、高さの異なる調整
用台座8a,8bを介して地面に固定されている。ま
た、ロールチョック6a,6bは、油圧圧下装置9a,
9bに固定され、この油圧圧下装置9a,9bを制御す
ることにより、ロールチョック6a,6bの設置高さを
異なるレベルに設定することができる。油圧圧下装置9
a,9bは、その圧下量の制御が不図示のビジネスコン
ピュータをホストとするプロセスコンピュータ10によ
って行われる。このように、本発明においては、調整用
台座8a,8bを用いて圧延ワークロール3及びバック
アップロール5に或る固定の傾斜角を付与し、この傾斜
角に対し開く方向で且つ自由に設定可能な傾斜角をロー
ルチョック6a,6bによって圧延ワークロール2及び
バックアップロール4に付与できるようにしたところに
特徴がある。
【0007】なお、ここで用いられる圧延装置は可逆式
圧延機であり、一基または2基以上からなり、加熱され
た鋳片を長手方向で数パス圧延し、所定の長さにまで圧
延を実施する。この後、圧延機の入り側で90度回転さ
せ、所定の幅及び厚さに幅出圧延を、ついで幅出圧延の
最終パスから数パスで圧延方向に本発明方法に従って板
厚の傾斜を付与する圧延を行う。
【0008】次に、図2〜図4を参照して、板厚の傾斜
を付与するための制御に必要な幅方向テーパー圧延パス
スケジュールの計算処理について説明する。なお、図
中、Sはステップを意味している。まず、図1の処理に
ついて説明する。プロセスコンピュータ10は、ビジネ
スコンピュータから左右のロール間隙値を決定するのに
必要な被圧延材情報を読み込む(S21)。そして、目
標とする左右の最終仕上げ板厚から圧延材の仕上げ温度
を予測する(S22)。ついで、狙いとするプレートク
ラウン量、プレートウエッジ量を計算し(S23)、さ
らに形状制御圧延を必要とする下位圧延パス回数を予め
決定する(S24)。ついで、現在の圧延ロールプロフ
ィールを計算(S25)した上で、狙いとするプレート
クラウン量を得るためのトータル圧延荷重を図3のよう
に予測計算する。プレートクラウン量は圧延荷重による
ロールベンディング量とロール磨耗量、及びロール温度
上昇のための膨張量によって決定される。したがって、
ロールプロフィールと狙いとするプレートクラウン量が
予め決定されていれば、圧延荷重Fは、式(1)で示さ
れる。
【数1】 ただし、F :左右トータル圧延荷重 CR :狙いとする出側プレートクラウン ΣCw :ワークロールクラウン(初期+膨張−磨耗) B :圧延幅 Dw :ワークロール径 Db :バックアップロール径 Ofs :オフセット項 である。
【0009】次に、図3の処理について説明する。実際
に圧延を行っているパス間においては、ガンマ線などの
放射線を利用した厚み計を用いて被圧延材のセンターと
エッジの板厚を実測することにより、式(2)に示すプ
レートクラウン量CRが算出される(S31)。 CR=H2−(H1+H3)/2 …(2) ただし、H1:薄部エッジ厚 H2:センター厚 H3:厚部エッジ厚 である。この式を用いて実績プレートクラウンを評価
し、そのクラウン実測値と実績圧延荷重の関係に応じて
式(1)のOfS 項に自動的に修正を加えることによ
り、式(1)の荷重クラウン予測精度を向上させること
ができる。また、同時に、プレートウェッジ量Wgは式
(3)を用いて評価することができる(S31)。 Wg=H3−H1 …(3) ステップ31の処理を実行するに際し、或る予測値とセ
ンサなどからの実績とを比較し、その誤差を計算し、こ
の誤差分を次回に予測計算させるときにフィードフォワ
ード反映させ、次回の予測精度を自動的に改善できるよ
うにしている(ステップ32)。
【0010】ついで、式(1)によってトータル圧延荷
重を決定(S33)した上で、平均圧下率γを計算す
る。トータル圧延荷重を求めるに際しては、反力(設備
許容限界の耐荷重値)、トルク(設備許容限界のモータ
電流から計算されるトルク値)リミットをフィードバッ
クさせ、また、実績反力の学習(S34)を行いながら
実施する。平均圧下率γは、圧延材の温度、板厚から変
形抵抗及び圧下力関数を取り入れた式(4)を用いて決
定する(S35)。 ln(Ft )=B(aln(γ)+b) …(4) ただし、Ft :トータル圧延荷重 b :圧延幅 γ :平均圧下率 a,b:係数(圧延温度、圧出側板厚の関数) である。ここで、仕上圧延工程において、キャンバーを
生じさせずに圧延するためには、幅方向に均一な圧伸率
を保ちながら圧延する必要があり、左右のエッジ厚にお
いて、平均圧下率γを一定、すなわち、 γ=(ΔHWS/HWS)=(ΔHDS/HDS) …(5) ただし、ΔHWS:操作側圧下量 HWS :操作側出側板厚 ΔHDS:駆動側圧下量 HDS :駆動側出側板厚 である。式(5)より、左右の圧下量(ΔHws,HDS
が決定され、さらに左右の入側板厚が計算される(S3
6)。さらに、仕上圧延工程の左右非平衡の圧延時にお
ける左右それぞれの圧延荷重は、単位幅当たりの圧延荷
重を左右に分配積分することにより、操作側圧延荷重F
ws及び駆動側圧延荷重FDSの予測が可能である。
【数2】 ただし、B :圧延幅 fX :x点における単位幅当たりの圧延荷重 a :圧延機操作側チョックセンタからx点までの距離 b :圧延機駆動側チョックセンタからx点までの距離 L :圧延機チョックセンタ間の距離である。式(6)
で予測された左右の圧延荷重から、左右それぞれについ
てゲージメータ式のセンサを用いて操作側ロール間隙S
WS及び駆動側ロール間隙SDSを次のように計算する(S
36)。 SWS=HWS−(FWS/MWS)+K1 −ΔSBLDS=HDS−(FDS/MDS)+K2 …(7) ただし、SWS :操作側ロール間隙 HWS :操作側出側板厚 FWS :操作側の圧延荷重 MWS :操作側ミル剛性率 K1 :オフセット(修正項) SDS :駆動側ロール間隙 HDS :駆動側出側板厚 FDS :駆動側の圧延荷重 MDS :駆動側ミル剛性率 K2 :オフセット(修正項) ΔSBL:ライナーの厚み偏差 である。そして計算に際しては、逐次実績板厚(不図示
の厚み計測器によって測定された実測エッジ厚)によっ
て予測値の修正が行われ、板厚精度の向上を図っている
(S37)。したがって、操作側出側板厚HWS及び駆動
側出側板厚HDSは、式(8)で表される。 HWS=SWS+(FWS/MWS)+K1 −ΔSBLDS=SDS+(FDS/MDS)+K2 …(8) 式(8)におけるライナーの厚み偏差ΔSBLが、図1に
示した圧延ワークロール3及びバックアップロール5の
両端の高さ偏差すなわち、調整用台座8a,8bの厚み
の差異によるロール傾斜を意味し、{Sws+(Fws/M
ws)+K1 }及び、{SDS+(FDS/MDS)+K2 }が
圧延ワークロール2及びバックアップロール4の傾斜を
意味している。
【0011】ステップ36によって求められた結果は、
ビジネスコンピュータからプロセスコンピュータ10に
伝送され(S38)、電気的信号から圧延機の油圧圧下
装置9a,9bを作動させ、高精度かつ高能率でパス毎
の圧下設定が自動的に行われる(S39)。各ロール間
隙値の計算は、クラウン率一定、ウェッジ率一定を前提
として順次計算が行われ、出側板厚、圧下量から入側板
厚を計算し、それを前パスの出側板厚として全パススケ
ジュールを下から積み上げて計算を行う(S40及び図
4のS41,44)。なお、形状制御圧延を必要としな
い上位圧延パスを除外し、圧延荷重または圧延トルク最
大の全負荷で圧延するようにパススケジュールを決定し
(S42)、以上を移送サイズになるまで繰り返し計算
を行うことにより全処理が終了する(S43)。
【0012】 図5は本発明と従来の幅方向に板厚の傾
斜を有する鋼板の圧延結果を示す比較特性図である。
こでは、板厚差3mmの幅方向差厚鋼板を製造する際の
最大圧延長さの例を示している。従来においては、板厚
10mmではどの板幅に対しても成品を得ることができ
ない。板厚が15mmから5mm増すごとに板幅を40
00mmから1000mmづつ狭くすることが可能にな
る。一方、本発明では、板厚及び板幅の規格を従来と同
一にした場合、板厚10mm〜20mmが板幅1500
mmにおいて成品不可となり、また、板幅2000mm
では板厚10mmのときに成品不可となったが、他の場
合では成品化が可能であった。これを図式化したのが図
5であり、斜線域が従来の製造可能領域であり、縦線域
が本発明による製造可能領域である。図5から明らかな
ように、従来に比べて成品化できる板厚及び板幅寸法が
拡大し、従来成品化できなかった規格に対する成品化が
可能になることがわかる。なお、上記した構成の圧延機
を用いて通常のフラット鋼板を製造する場合には、下側
ロールの傾斜に合わせて上側ロールを平行にさせるのみ
で、そのまま圧延が可能である。
【0013】
【発明の効果】以上より明らかな如く、本発明によれ
ば、幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板を圧延するに際
し、圧延方向に板厚が傾斜した被圧延材を90°回転し
てロール幅方向にロール間隙の差を持たせ、その間隙を
圧延パス毎に変更させることにより、幅方向に板厚の傾
斜を有する鋼板を圧延する方法において、ウェッジ率及
びクラウン率を一定に保持しながら前記被圧延材を複数
パスで圧延するに際し、予め下側のロールに固定の傾斜
を付与するようにしたので、上側ロールに対する制約が
軽減できると共に、幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板を
多様な規格に従って製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実現する圧延装置の概略構成を示
す正面図である。
【図2】本発明方法を実施するに必要な形状パス回数決
定処理を示すフローチャートである。
【図3】図2の処理に続いて実施される圧下制御処理を
示すフローチャートである。
【図4】図3の処理に続いて実施される最終処理を示す
フローチャートである。
【図5】本発明と従来の幅方向に板厚の傾斜を有する鋼
板の圧延結果を示す比較特性図である。
【符号の説明】
1 被圧延材 2,3 圧延ワークロール 4,5 バックアップロール 6a,6b ロールチョック 7a,7b ロールチョック 8a,8b 調整用台座 9a,9b 油圧圧下装置 10 プロセスコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−11202(JP,A) 特開 平2−121703(JP,A) 特開 平2−169104(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板を圧延
    するに際し、圧延方向に板厚が傾斜した被圧延材を90
    °回転してロール幅方向にロール間隙の差を持たせ、そ
    の間隙を圧延パス毎に変更させることにより、幅方向に
    板厚の傾斜を有する鋼板を圧延する方法において、ウェ
    ッジ率及びクラウン率を一定に保持しながら前記被圧延
    材を複数パスで圧延するに際し、予め下側のロールに固
    定の傾斜を付与することを特徴とする幅方向に板厚の傾
    斜を有する鋼板の製造方法。
JP3050189A 1991-02-25 1991-02-25 幅方向に板厚の傾斜を有する鋼板の製造方法 Expired - Fee Related JPH0824932B2 (ja)

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