JPH10166020A - 帯板の圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 先行材・後続材を接合してなる帯板を片テ
ーパワークロールシフト圧延機を用いて随時エッジドロ
ップ制御を行いつつ連続圧延する際に、シフト動作に伴
うオフエッジドロップ長さを短縮でき、かつ溶接点近傍
における板の絞り込みや破断等のトラブルを生じない帯
板の圧延方法を提供する。 【解決手段】 先行材10の圧延中、好ましくは高速圧延
中に、シフト位置を先行材10に対応して設定されている
第１の位置51から該第１の位置と後続材11に対応して設
定される第３の位置53との間に定めた第２の位置52に変
更し、次いで先行材10と後続材11との境界（溶接点）30
付近で前記第２の位置から前記第３の位置に変更する
か、または、第２の位置を第３の位置に一致させて設
け、前記境界付近での第２の位置から第３の位置へのシ
フト位置変更を省略する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯板の圧延方法に
関し、特に、先行コイルと後続コイルを順次接合した被
圧延材を片テーパワークロールシフト圧延機を用いて連
続的に圧延する場合にエッジドロップ制御を好適に行い
得る帯板の圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯板の圧延、特に鋼帯板に代表される金
属帯板の冷間圧延においては、被圧延材（板材）が板幅
端部を過剰に圧延されて該板幅端部板厚が目標値より薄
くなる現象（エッジドロップと称する）の発生を抑止す
るために、従来、例えば特公昭51-7635 号公報、特開昭
57-77903号公報に示されるように、上下のワークロール
がロール軸方向に移動（シフトという）できるように圧
延機を構成し、ワークロールの片側端部にはテーパ部を
設け、そのテーパ部が上下で互いに反対側にくるように
ワークロールを圧延機にセットし、ロール軸方向に上下
で逆向きに適切な距離シフトしてテーパ部を板材の幅端
部に位置設定することにより、被圧延材の幅方向板厚分
布（プロフィル）を制御可能にした圧延機が提案されて
いる。

【０００３】このように、片側端部にテーパ部をもたせ
たワークロールを圧延機内でロール軸方向にシフトさせ
ることを本明細書では「片テーパワークロールシフト」
といい、また、かかる機能を備えた圧延機を「片テーパ
ワークロールシフト圧延機」という。図２は、片テーパ
ワークロールシフト圧延機の例を示す概略正面図であ
る。図２において、１は被圧延材（板材）、２はワーク
ロール、３はバックアップロール、21はテーパ部、22は
テーパ肩部、５はライン幅中心位置、100 はワークロー
ルのシフト動作方向（ロール軸方向）を示す矢印、Ｘ，
Ｙは夫々ライン幅中心位置からテーパ肩部，板幅端まで
の距離、Ｌは板幅端からテーパ肩部までの距離であり、
添字のＡ，Ｂ，ＷＥは上，下，板幅端を意味する。同図
に示すように、上下のワークロール２Ａ，２Ｂは片側端
部にテーパ部21Ａ，21Ｂを有し、上下で左右逆向きに配
置され、図示しないアクチュエータによって上下独立に
矢印100 の方向に移動できるようになっている。この圧
延機を用いて、テーパ部21Ａ，21Ｂが被圧延材１の相対
する板幅端１ＷＥ，１ＷＥから所定距離（図２に示した
距離Ｌ＝｜Ｘ−Ｙ｜、但し後述のように本発明ではＬ＝
Ｘ−Ｙとする）内部側の部分に夫々対面するようワーク
ロール２Ａ，２Ｂを移動させた状態でロールギャップを
適切にセットして圧延を実行することで、エッジドロッ
プを制御できる。

【０００４】一方、生産性向上の観点から、材質・寸法
（板厚，板幅，エッジドロップ公差等）の異なるものを
含む複数のコイルを長手方向端部で順次接合して連続的
に圧延することも従来行われている。前記片テーパワー
クロールシフト圧延機を用いてこういった連続圧延を行
うとき、特に先行コイル（先行材）と後続コイル（後続
材）の材質・寸法が異なる場合には、先行材と後続材で
ワークロールのシフト位置を変更する必要がある。ここ
に「シフト位置」とは、ライン幅方向で特定される位置
のことであり、ワークロールに固定した代表点を、ライ
ンに固定した基準点を原点としライン幅方向に延長して
設けた座標軸上の一点に対応させることにより記述され
る。例えば図１において、前記基準点をライン幅中心位
置５、前記代表点をテーパ肩部22に対応させているとす
れば、このときのシフト位置はＸで表される。

【０００５】このシフト位置の変更は、例えば、特開昭
61-126904 号公報にも記載されるように、ラインを停止
させることなく、圧延中の走間板材に対し、先行材・後
続材の継ぎ目（＝境界、長手方向の一点で代表して「溶
接点」と呼ばれる）近傍にて行われるのが一般的であ
る。図３は、かかる従来のシフト位置変更方法の説明図
であり、10は先行材、11は後続材、30は継ぎ目（境界、
溶接点）、220 はテーパ肩部の板面上での軌跡、Ｓはシ
フト位置の変更代（シフト量）で、図２と同一または相
当部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。同
図に示すように、従来は、ワークロール２のシフト位置
をシフト量Ｓだけ変更する動作を、溶接点30の前後近傍
の先行材10側で開始し後続材11側で終了するようにして
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧延中
の走間板材の溶接点近傍にてワークロールのシフト位置
を変更するという前記従来の帯板の圧延方法には、以下
に述べるような問題がある。すなわち、圧延作業中のワ
ークロールは被圧延材とバックアップロールとによって
強く挟圧されているから、そのシフト位置変更動作（シ
フト動作という）中には夫々の挟圧接触面での摩擦力に
よりワークロールのチョックにロール軸方向のスラスト
荷重がかかる。

【０００７】このスラスト荷重は、シフト動作が速いほ
ど、また、圧延速度（ラインスピード）が遅いほど大き
くなるため、チョックの耐スラスト荷重限界を超えない
ようにするために、シフト動作速度には自ずと制限があ
る。また、安定圧延を実現する上からもシフト動作速度
には制限を設ける必要がある。特に、溶接点は圧延機出
側で板材をコイリングする際のシヤーカット点であるこ
とが多く、シヤーカット時にはラインスピードを極端に
落として圧延されることがほとんどであるため、かかる
制限はさらに厳しくなり、溶接点近傍でのシフト動作速
度は高々0.5 〜１mm/s程度までしかとりえない。

【０００８】そのため、例えば先行コイルと後続コイル
とで板幅が大きく変更されている等の状況下で、シフト
量が大きい場合には、必然的にシフト動作開始から終了
までの所要時間（この間はエッジドロップ量を制御でき
ない）が長くなる結果、被圧延材中のエッジドロップ公
差を外れる長さ（オフエッジドロップ長さ）が大きくな
って、歩留が低下することになる。

【０００９】なお、連続圧延では溶接点の先後で板厚が
変わるとき走間板厚変更が実施されるが、その際のロー
ルギャップ変更速度には前記シフト動作速度に課される
ような制限はないので、ロールギャップ変更動作に伴う
オフゲージ長さ（被圧延材中の板厚公差を外れる長さ）
は高々数ｍ程度に抑制可能であって歩留にはほとんど影
響しない。

【００１０】また、溶接点は、板厚・プロフィル・平面
形状等に係る変動が先端部および尾端部において通常そ
こ以外の定常部より格段に大きいホットコイルの当該先
端部・尾端部の継ぎ目に該当するから、冷間圧延中に被
圧延材の状態が急変するポイントであることに加え、上
記のように走間板厚変更が随時実施されるポイントでも
あることから、ワークロールがロール圧下方向とロール
軸方向とに同時に移動する非常に不安定な圧延領域であ
る。

【００１１】このように不安定圧延領域であってしかも
低速で圧延されている溶接点近傍においてシフト量が大
きいと、不安定さがますます高じて溶接点近傍の部位に
板の絞り込みや破断を誘発する場合もある。前記従来技
術の問題に鑑み、本発明は、シフト動作に伴うオフエッ
ジドロップ長さを短縮でき、かつ溶接点近傍における板
の絞り込みや破断等のトラブルを生じない帯板の圧延方
法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、先行材の後端
と後続材の先端を接合してなる帯板を片テーパワークロ
ールシフト圧延機を用いて連続圧延する帯板の圧延方法
において、先行材の圧延中にワークロールのシフト位置
を先行材に対応して設定されている第１の位置から該第
１の位置と後続材に対応して設定される第３の位置との
間に定めた第２の位置に変更し、次いで先行材と後続材
との境界付近で前記第２の位置から前記第３の位置に変
更することを特徴とする帯板の圧延方法である。

【００１３】本発明では、第１の位置から第２の位置へ
の変更を、ラインスピードが高速である間に行うことが
好ましい。また、本発明では、第２の位置を第３の位置
に一致させて設け、前記境界付近での第２の位置から第
３の位置への変更は省略してもよい。また、前記第２の
位置は、ワークロールのテーパ肩部を先行材の板幅端か
ら所定の距離にある適正範囲内に位置させるように定め
る、あるいは、第２の位置に変更後の先行材のエッジド
ロップ量を予測し該予測値が所定の許容差内に収まるよ
うに定めるのが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、ワークロールのシフト
位置を第１の位置（先行材対応位置）から第３の位置
（後続材対応位置）への変更する際に、従来は先行材と
後続材との境界付近（溶接点近傍）で一挙に変更してい
たのに対し、第１の位置と第３の位置との間に第２の位
置を定め、ワークロールを溶接点近傍に先行する先行材
の圧延中に第１の位置から第２の位置に一旦変更してお
き、後続の溶接点近傍では第２の位置から第３の位置に
変更するようにしたものである。なお、第２の位置は必
要に応じて複数設け、適当な順序で段階的にその中の各
位置に変更するようにしてもよい。

【００１５】これにより、溶接点近傍でのワークロール
のシフト量を小さくできるので、オフエッジドロップ長
さが短縮するとともに、溶接点近傍での板の絞り込みや
破断が誘発されることがなくなる。前記第１の位置から
第２の位置へのシフト位置変更は、ラインスピードが定
常部圧延に対して設定される高速の状態にある間に行う
のが好ましい。溶接点近傍が圧延機に接近しラインスピ
ードがシヤーカット時に設定される低速に減速されてか
らでは上記効果が得にくくなる。

【００１６】なお、「高速の状態」とは、ラインスピー
ド（当該圧延スタンドのロール周速）が100mpm以上の状
態をいう。また、本発明では、前記第２の位置を第３の
位置に一致させて定め、先行材の圧延中に既に第３の位
置までのシフト位置変更を完了し、溶接点近傍の圧延時
にはシフト位置変更を行わないようにしてもよい。この
方法は、先行材のエッジドロップ公差がかなり緩い等の
場合に限って実施されるべきであるが、溶接点近傍での
板の絞り込みや破断の抑止には極めて有効である。

【００１７】また、前記第２の位置は、ワークロールの
テーパ肩部を先行材の板幅端から所定の距離にある適正
範囲内に位置させるように定めるのがよい。この距離は
図２のＬで表されるが、本発明ではＬをＬ＝Ｘ−Ｙとし
て再定義する。この定義によれば、Ｌはテーパ肩部が板
の外側にあれば正、内側にあれば負である。この適正範
囲は、第１の位置（先行材に対する最適位置に相当）か
ら第２の位置（先行材に対する次善位置に相当）へのシ
フト動作に伴うエッジドロップ公差からの逸脱を最小限
に抑える観点から、Ｌ＝−15mm〜＋30mmにとるのが好適
であり、この範囲内で最も設備特性に適した値を選択
し、その値に対応するシフト位置を第２の位置として採
用すればよい。例えばＸをそのままシフト位置座標とし
て採用している場合には、板幅端１ＷＥの位置Ｙは通常
既知であるので、前記選択した値がＬs であるとすれ
ば、第２の位置はＸ＝Ｙ＋Ｌs から直ちに定まる。な
お、第２の位置を複数定める場合にはそれに応じてテー
パ肩部位置を前記適正範囲から複数選択する。

【００１８】テーパ肩部位置の適正範囲を−15mm〜＋30
mmとしたのは、−15mmよりも負の側（板のより内側）に
あると先行材の形状への悪影響が大きくなることが懸念
され、＋30mmよりも正の側（板のより外側）にあると溶
接点近傍での第２の位置から第３の位置への変更時のシ
フト量を十分低減できないケースが生じることが懸念さ
れるためである。なお、以下に述べるようなエッジドロ
ップ量予測を行わない場合には、上記適正範囲を＋10mm
〜＋20mmにとるのが望ましい。この場合の範囲の下限は
操業安定性を確保するために、また上限は溶接点近傍で
のシフト量をさらに低減するために夫々設けられる。

【００１９】第２の位置は、上記のように定める代わり
に、ワークロールが第２の位置に変更された場合の先行
材のエッジドロップ量を予測し、該予測値が所定の許容
差内に収まるように定めてもよい。この方法は特に第３
の位置が第１の位置よりも板幅中心に寄る場合に適用さ
れるのが好ましい。この方法によれば、前記方法、例え
ばテーパ肩部位置を板幅端から正の側（外側）＋10mm〜
＋20mmの範囲に収める方法に比較して、テーパ肩部が板
幅端部に当たったままでシフト動作が行われるので、操
業安定性の面ではやや不利であるが、溶接点近傍でのシ
フト量はより小さくて済む。なお、前記所定の許容差
は、エッジドロップ公差を基準として随意に設定してよ
い。また、エッジドロップ量の予測は、シフト位置とエ
ッジドロップ量との相関関係を、種々の諸元のワークロ
ールと各種材質・寸法・形状の被圧延材との組み合わせ
毎に、実績あるいは各種モデル式から予め求めておくこ
とで容易に行うことができる。

【００２０】

【実施例】図２に示した４重式の片テーパワークロール
シフト圧延機を用いた鋼帯板の連続圧延操業に本発明を
実施した。なお、６重式あるいはそれ以上の多重式の圧
延機でも本発明を適用できることは自明である。図１
は、ワークロールの各種シフト動作をラインスピードに
対応させて示したタイムチャートであり、（ａ）は従来
例、（ｂ）〜（ｅ）は本発明実施例に関する。図１にお
いて、９は先々行材、51は第１の位置、52は第２の位
置、53は第３の位置であり、図２、図３と同一または相
当部分に対応する範囲にはこれと同じ符号を付し、説明
を省略する。なお、この例は、Ｘをシフト位置座標に採
用し、先々行材９と先行材10との板幅差（Ｙの変化量）
が小さくてそれらの間でシフト動作を必要とせず（Ｘは
一定）、また、先行材10が特にエッジドロップの厳密な
管理を要求されない材料である（但し、形状への悪影響
の観点からＬ≧−10mmとされる）ケースについてのもの
である。

【００２１】従来例（ａ）は、第１の位置51から第３の
位置53へのシフト位置変更を、ラインスピードが落とさ
れるためにシフト動作速度を速くできない（Ｘの傾き
小）長手方向範囲である溶接点30近傍でのみ実施してい
たから、変更所要時間が長くなり、オフエッジドロップ
長さが長くなって歩留の低下を招いていた。実施例
（ｂ）〜（ｃ）は、本発明に従い、第１の位置51と第３
の位置53との間に第２の位置52を定め、シフト動作速度
を速くできる（Ｘの傾き大）期間である先行材10の高速
圧延中（ラインスピード大の時間範囲；なお、このとき
のラインスピードは300mpm）に第１の位置51から第２の
位置52までのシフト動作を終えておき、溶接点30近傍で
は第２の位置52から第３の位置53へのシフト動作のみを
行うようにしたものである。このうち、実施例（ｂ）
は、第１の位置51から第２の位置52へのシフト量を前記
Ｌの範囲（Ｌ≧−10mm）内の＋15mmとした例、実施例
（ｃ）は、前記Ｌの範囲下限の−10mmとした例である。
実施例（ｃ）では溶接点30近傍でのシフト量が最小限と
なる。

【００２２】このように、第２の位置52は先行材10の形
状を乱さない範囲および圧延に支障をきたさない範囲で
自由に選択できる。なお、実操業においては、種々の諸
元のワークロールと各種材質・寸法・プロフィルの被圧
延材との組み合わせ毎に、計算と実績とからシフト位置
と形状安定性・圧延安定性・エッジドロップ量との相関
関係を求めてモデル式化し、該モデル式を使って第２の
位置52を定めるようにしている。

【００２３】これにより、例えば実施例（ｃ）では従来
例（ａ）に対比して、オフエッジドロップ長さが80％、
シフト動作に伴う溶接点近傍での絞り込み・破断等のト
ラブル発生率が70％低減するという顕著な効果が得られ
た。実施例（ｄ）〜（ｅ）は、本発明に従い、第２の位
置52を第３の位置53に一致させ、先行材10の高速圧延中
に第１の位置51から第３の位置53までのシフト動作を完
了し、溶接点30近傍ではシフト動作を行わないようにし
た例である。この場合には当然ながら溶接点近傍での絞
り込み・破断等のトラブルは皆無となる。

【００２４】このうち実施例（ｄ）は、後続材11の先行
材10に対する幅戻り（幅拡大）が小さく、後続材11のエ
ッジドロップ公差に余裕があって先行材10でＬが負の側
になる（テーパ肩部が板内部に位置する）ようにシフト
動作を行っても後続材11には問題を生じないケースに対
して本発明を好適に実施できる例を示している。また、
実施例（ｅ）は、後続材11の先行材10に対する幅戻りが
大きく、しかも後続材11に係る適正シフト位置が板の外
部にある（すなわちＸ＞Ｙ）ケースに対して本発明を好
適に実施できる例を示している。従来は、このような場
合にシフト動作速度をラインスピード低速条件下でとり
うる最大に上げても、溶接点30近傍でのシフト動作が予
定通り完遂せずテーパ部が後続材11の内部に入った（Ｘ
＜Ｙの）状態となり、この部位の元々の形状不良等の悪
条件と重なって絞り込み・破断等のトラブルが発生しが
ちであったが、本発明によれば、実施例（ｅ）に示すよ
うなシフト動作が可能となるので、かかるトラブルは回
避できるのである。

【００２５】なお、実際の圧延操業では、エッジドロッ
プを厳密に管理する必要のある材料（Ａ材と略記）と、
その必要のない材料（Ｂ材と略記）が混在して処理され
ることが多々ある。本実施例では主として先行材がＢ
材、後続材がＡ材である場合を例に挙げて説明したが、
この逆の場合、あるいは先行材・後続材がともにＡ材ま
たはＢ材の場合にも本発明が適用できることはいうまで
もない。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
先行材・後続材を接合してなる帯板を片テーパワークロ
ールシフト圧延機を用いて随時エッジドロップ制御を行
いつつ連続圧延する際に、シフト動作の一部または全部
を溶接点近傍ではなく先行材の圧延中に実行するように
したから、シフト動作に伴うオフエッジドロップ長さを
短縮でき、かつ溶接点近傍における板の絞り込みや破断
等のトラブルを生じないという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワークロールの各種シフト動作をラインスピー
ドに対応させて示したタイムチャートであり、（ａ）は
従来例、（ｂ）〜（ｅ）は本発明実施例に関する。

【図２】片テーパワークロールシフト圧延機の例を示す
概略正面図である。

【図３】従来のシフト位置変更方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 被圧延材（板材） ２ ワークロール ３ バックアップロール ５ ライン幅中心位置 ９ 先々行材 10 先行材 11 後続材 21 テーパ部 22 テーパ肩部 30 継ぎ目（境界、溶接点） 51 第１の位置 52 第２の位置 53 第３の位置 100 ワークロールのシフト動作方向（ロール軸方向）
を示す矢印 220 テーパ肩部の板面上での軌跡 Ｌ 板幅端からテーパ肩部までの距離 Ｓ シフト位置の変更代（シフト量） Ｘ，Ｙ ライン幅中心位置からテーパ肩部，板幅端まで
の距離 添字Ａ，Ｂ，ＷＥ：上，下，板幅端

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行材の後端と後続材の先端を接合して
   なる帯板を片テーパワークロールシフト圧延機を用いて
   連続圧延する帯板の圧延方法において、先行材の圧延中
   にワークロールのシフト位置を先行材に対応して設定さ
   れている第１の位置から該第１の位置と後続材に対応し
   て設定される第３の位置との間に定めた第２の位置に変
   更し、次いで先行材と後続材との境界付近で前記第２の
   位置から前記第３の位置に変更することを特徴とする帯
   板の圧延方法。
2. 【請求項２】 前記第１の位置から前記第２の位置への
   変更を、ラインスピードが高速である間に行う請求項１
   記載の帯板の圧延方法。
3. 【請求項３】 前記第２の位置を前記第３の位置に一致
   させて設け、前記境界付近での第２の位置から第３の位
   置への変更を省略する請求項１または２に記載の帯板の
   圧延方法。
4. 【請求項４】 前記第２の位置を、ワークロールのテー
   パ肩部が先行材の板幅端から所定の距離にある適正範囲
   内に位置するように定める請求項１または２に記載の帯
   板の圧延方法。
5. 【請求項５】 前記第２の位置を、該第２の位置に変更
   後の先行材のエッジドロップ量を予測し該予測値が所定
   の許容差内に収まるように定める請求項１または２に記
   載の帯板の圧延方法。