JPH11129010A - ロールプロフィル制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延スケジュールの全般にわたって、既設の
板クラウン・形状制御端を使用して、所望の板クラウン
・形状を得るために、圧延用ロールのサーマルクラウン
を制御する。 【解決手段】 ワークロールに対する冷却水量を、ロー
ルの圧延部においては圧延材中央部から圧延材端部に向
けて増加させると共に、ロールの非圧延部においてはロ
ール冷却水の少なくとも一部を遮断または冷却水量を極
端に減少させて、ロールプロフィルを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延単位初期の段
階で急激に成長する圧延材端部近傍の熱膨張の勾配を減
少させ、かつ圧延スケジュール全般にわたり、圧延材の
板幅変化によらず、圧延材の板クラウン・形状を制御す
るためのロールプロフィル制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延中にワークロールにおいて成長する
サーマルクラウンの制御方法としては、一般的には、ロ
ール胴長方向全体にわたって、ロール冷却水の水量を均
一として制御する従来技術が知られている。この従来技
術によりサーマルクラウンを制御した場合、図６に示す
ように、サーマルクラウン挙動は、特に、圧延初期の段
階で圧延材と接する領域内（以降、板道内と称する）で
急激に成長し、その結果、該圧延材端部近傍のロール熱
膨張の勾配が急峻となる。次に、前圧延材よりも板幅が
大きい圧延材を圧延した場合、次圧延材の板クラウン
は、上述したサーマルクラウン挙動の影響を受け、前圧
延材板端近傍で急激に板クラウンが小さくなり、当該圧
延機で所望の板クラウンを得ることができないことが問
題であった。また、圧延本数が増加した時点でも、たと
えば同一幅の圧延を連続して数本行った後、前圧延材よ
りも板幅が大きい圧延材を圧延した場合、上述したよう
に当該圧延機で所望の板クラウンを得ることができな
い、すなわち、板幅スケジュールフリーが行えないこと
が問題であった。

【０００３】また、上記サーマルクラウンおよびロール
摩耗をロール胴長方向に均一化する別の従来技術とし
て、たとえば特開昭６１−９２７０２号公報で開示され
ている熱間圧延方法が知られている。この従来技術で
は、圧延スケジュール中に、たとえばミルセンターを基
準として、一定数本毎にワークロールのシフト量を段階
的に図８に示すように変化させ、ロール軸方向のサーマ
ルクラウンおよび摩耗量を均一化することとなる。この
従来技術による場合、ワークロールシフトの有効範囲で
は、サーマルクラウンおよび摩耗分散は可能であるが、
このときのワークロールのシフト量は±１００mm程度
（ミルセンター基準）であることから、圧延材狭幅を連
続して圧延した後、広幅の圧延を行った場合、上述した
問題を解消することができなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点を解決し、かつ圧延スケジュール全般に
わたって、既設の板クラウン・形状制御端を使用して、
所望の板クラウン・形状を得るため、圧延用ロールのサ
ーマルクラウン制御技術を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨とするところは、 （１）ワークロールのサーマルクラウンを制御する方法
において、ワークロールの胴長方向に配備されたロール
冷却装置の冷却水量を、ロールの圧延部においては、圧
延材中央と接するロール位置から圧延材端部と接するロ
ール位置に近づくに従い増加するように制御し、かつロ
ールの非圧延部においては、ロール冷却水の少なくとも
１部を遮断、または冷却水量を極端に減少させることを
特徴とするロールプロフィル制御方法。 （２）上下一対のワークロールをロール胴長方向に対し
て、左右対称にワークロールをシフトする機構を有する
圧延機におけるワークロールのサーマルクラウンを制御
する方法において、ワークロールの胴長方向に配備され
たロール冷却装置の冷却水量を、ロールの圧延部におい
ては、圧延材中央と接するロール位置から圧延材端部と
接するロール位置に近づくに従い増加するように制御
し、かつロールの非圧延部においては、ロール冷却水の
少なくとも１部を遮断、または冷却水量を極端に減少さ
せ、さらに、前記上下一対のワークロールを圧延材の幅
方向中心に対して、圧延材１本毎、あるいは数本毎に、
左右に反転シフトさせることを特徴とするロールプロフ
ィル制御方法。である。

【０００６】

【発明の実施の形態】発明者らは、先ずサーマルクラウ
ンの成長形態を詳細に把握するために、熱間圧延機のワ
ークロールプロフィルをオンラインで測定することがで
きるロールプロフィルメータを該圧延機に設置し、圧延
単位初期段階からワークロールのサーマルクラウン挙動
を調査した。その結果、圧延単位初期段階でのサーマル
クラウン挙動は、図６に示すように、圧延材の端部近傍
５０mm程度を除けば、板道内（圧延材とロールが接触し
ている領域）では、ほぼロール軸方向に均一に熱膨張が
増加し、それよりもロール軸方向端部側で急激な熱膨張
の勾配が存在することを発見した。さらに、上記サーマ
ルクラウン挙動が存在し、かつ次圧延材の板幅が当該圧
延よりも大きい圧延材を圧延した場合、次圧延材の板ク
ラウンは、図７に示すように、ロールプロフィルの影響
を受け、前圧延材の板端近傍位置で板クラウンが急激に
小さくなることが分かった。さらに、このような局部的
かつ急激な板クラウン変動は、既存のクラウン・形状制
御端の操作量を駆使しても修正不可能であることが分か
った。

【０００７】そこで、既存のクラウン・形状制御端で制
御可能なロールプロフィルを得るために、ワークロール
のロール冷却水の幅方向水量分布を変更する数多くの実
機実験を行い、その時のロールプロフィルをオンライン
で測定した。その結果、図１に示すように、ワークロー
ルのロール冷却水の幅方向水量分布を、ロールの板道内
においては、圧延材中央と接するロール位置から圧延材
端部と接するロール位置に近づくに従い増加するように
制御し、かつロールの板道外においては、ロール冷却水
を遮断すれば、所望のロールプロフィルを得られること
ができることを見いだした。

【０００８】図５には、本発明によるロール冷却方法と
従来技術とのサーマルクラウン挙動の比較結果を示す。
すなわち、上述したロール冷却制御を行えば、坂道内で
は、図５に示すように、サーマルクラウン挙動は、圧延
材中央と接するロール位置から圧延材端部と接するロー
ル位置へ向けて緩やかに減少し、さらに、板道外では、
ロール冷却水を遮断することにより、板道外での抜熱を
抑制し、かつ輻射熱による熱膨張を促進できることか
ら、圧延材端部近傍でのワークロールの急激な熱膨張の
勾配を解消できることが分かった。

【０００９】本発明を実機の熱延ラインに適用した場
合、圧延単位初期の段階から後半まで、サーマルクラウ
ン変動に対して、たとえば、ワークロールベンディング
力、クロス角等の既存のクラウン・形状制御端の制御量
の変更を行えば、所望の板クラウン・形状に制御可能で
あることが分かった。

【００１０】なお、本発明では、上述したように板道外
でロール冷却水を遮断するとしたが、冷却水量を極端に
減少させることでも、上記効果が得られることが実験的
に確認された。

【００１１】本発明に適用したワークロール胴長方向に
配備する流体噴出装置は、ロール胴長方向で冷却水量制
御および遮断を行うため、胴長方向に存在する個々のノ
ズル毎に流量制御装置および開閉装置が取り付けられ、
独立制御可能な装置を配備している。

【００１２】また、別の本発明では、上述したロール冷
却方法によるサーマルクラウン制御方法と上下一対のワ
ークロールを圧延材の幅方向中心に対して、圧延材１本
毎、あるいは数本毎に左右に反転シフトさせる技術とを
組み合わせて実機圧延を行った結果、さらにサーマルク
ラウンがロール胴長方向で均一化できることを見い出し
た。上記ワークロールのシフト方法としては、図８に示
した方法の他、たとえば特開昭６１−９２７０２号公報
で開示されている方法でも上記本発明と同程度のサーマ
ルクラウンの均一化が図れることが分かった。

【００１３】また、本発明は上述した熱間圧延機のみな
らず、冷間圧延機にも適用することもできる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）本発明を熱間圧延に適用した具体的な実施
例を図１、２を用いて説明する。本発明では、圧延初期
の段階から、ワークロール２の胴長方向に配備されたロ
ール冷却装置１の冷却水量を、図１に示すように、板道
内では、圧延材中央と接するロール位置から圧延材４の
端部と接するロール位置に近づくに従い増加するように
し、かつ板道外では、ロール冷却水を閉鎖してサーマル
クラウンの制御を行った。また、ワークロールには、ロ
ール摩耗が極端に少ないハイスロールを使用し、ロール
プロフィル計測には、オンラインロールプロフィルメー
タを使用した。本発明と従来技術によるワークロールサ
ーマルクラウン挙動の比較結果を図２に示す。

【００１５】本発明による場合、従来技術では解消する
ことができなかった圧延初期の段階に生じる圧延材端部
近傍でのワークロールの急激な熱膨張の勾配を解消する
ことができ、さらに、圧延本数が増加した場合でも、従
来技術に比べて、ロール胴長方向全体にわたりサーマル
クラウンをなだらかに制御することができた。すなわ
ち、本発明を適用した場合、圧延スケジュール全般にわ
たりサーマルクラウン挙動をなだらかに制御することが
でき、大きな板幅スケジュールの変動、つまり板幅スケ
ジュールフリー圧延に対しても、既存の板クラウン・形
状制御端の制御量を変更することで、所望の板クラウン
・形状を得ることができた。

【００１６】（実施例２）上記実施例１で示したロール
冷却方法と、たとえば圧延本数３本毎に図４で示したよ
うに、左右に反転シフトさせる方法を組み合わせて熱間
圧延を行った。その結果、図３に示すように、さらにサ
ーマルクラウンをロール胴長方向で均一化することがで
きた。

【００１７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、圧延単位初期の段階から圧延材端部近傍でのワーク
ロールの急激な熱膨張の勾配を解消でき、板幅スケジュ
ールの大幅な変更に対しても、所望の板クラウン・形状
を得ることができ、かつ圧延スケジュール全般にわたっ
て板クラウン・形状制御端の制御能力範囲にサーマルク
ラウンを制御することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したときのロール冷却水の幅方向
分布を示す図。

【図２】本発明と従来技術によるロール熱膨張量の比較
を示す図。

【図３】本発明の別の実施形態の効果を示す図。

【図４】本発明を熱間圧延に適用する際のワークロール
シフト方法を示す図。

【図５】圧延初期段階での本発明と従来技術の比較結果
を示す図。

【図６】従来技術におけるサーマルクラウンの成長の問
題点を指摘した図。

【図７】従来技術によるサーマルクラウン制御が起因で
生じた板クラウンを示す図。

【図８】従来技術によるサーマルクラウンのロール胴長
方向均一化のために行われるワークロールのシフト方法
を示す図。

【符号の説明】

１ スプレー冷却装置 ２ ワークロール ３ バックアップロール ４ 圧延材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークロールのサーマルクラウンを制御
   する方法において、ワークロールの胴長方向に配備され
   たロール冷却装置の冷却水量を、ロールの圧延部におい
   ては、圧延材中央と接するロール位置から圧延材端部と
   接するロール位置に近づくに従い増加するように制御
   し、かつロールの非圧延部においては、ロール冷却水の
   少なくとも１部を遮断、または冷却水量を極端に減少さ
   せることを特徴とするロールプロフィル制御方法。
2. 【請求項２】 上下一対のワークロールをロール胴長方
   向に対して、左右対称にシフトする機構を有する圧延機
   におけるワークロールのサーマルクラウンを制御する方
   法において、ワークロールの胴長方向に配備されたロー
   ル冷却装置の冷却水量を、ロールの圧延部においては、
   圧延材中央と接するロール位置から圧延材端部と接する
   ロール位置に近づくに従い増加するように制御し、かつ
   ロールの非圧延部においては、ロール冷却水の少なくと
   も１部を遮断、または冷却水量を極端に減少させ、さら
   に、前記上下一対のワークロールを圧延材の幅方向中心
   に対して、圧延材１本毎、あるいは数本毎に、左右に反
   転シフトさせることを特徴とするロールプロフィル制御
   方法。