JPS6018497B2 - 圧延機の板クラウン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延機における被圧延板材の板クラウン制御
装置に関する。

圧延機で板圧延するとその圧延された板材には周知のよ
うにクラウンがつく。

これは、例えば２〜３側の厚みの鋼板の熱間圧延では１
００仏ｍ程度の値となる。つまり板の中方向中央部の厚
みと端緑部での厚みでは１００必ｍの差があり、そして
板厚が最小値保証となっている場合は、板クラウンに対
応する体積分だけ余分なものとなる。加えて、一般には
鋼板厚みは各部一定であるのが望ましく、例えば多数の
電磁鋼板を積層して使用するモータ、トランスなどの電
気機器用の場合には厚み差があると組立作業および電気
的特性などに悪影響が出るので特にそうである。ところ
でクラウンを所望値例えば零つまり中方向で平坦にする
制御には、４段圧延機における作業ロールのロールペン
ディング法が開発され、一応の成果を得ているが、これ
は板クラウン修正能力に限度があり、特に板中が大中に
変化する場合には十分な効果を期待することができない
。

例えば鋼板の熱間圧延では被圧延板材の板中は一般にコ
フインスケジュールと呼ばれているスケジュールに従っ
て行なわれ初めは中位幅、次に広中、最後に細中にされ
るが板材が細中になるとロールベンダーはクラウン制御
に殆んど利かない。そこで本出願人は先に支持ロールの
有効胴長を短かくしかつその周面に凸型クラウンを付与
した４段圧延機を案出し、出願した。この圧延機によれ
ば板中が変っても板クラウンを効果的に制御することが
でき、良質の板材を歩留りよく提供できる。本発明はこ
れを更に改善し、ロールベンダーを併用して適切な制御
を行なうことにより板中変動その他に対しても良好なク
ラウン制御ができるようにするものである。本発明の圧
延機における板クラウン制御装置は作業ロールに接する
有効胴部が、作業ロール胴長よりも短かし、一種類の長
さを有しかつ、該有効８同部にロール直径で１．仇舷以
上の凸状大クラウンを付した補強ロールを備えさらに、
前記作業ロールにロールペンディング装置を設けた圧延
機と、鋼種，板幅，板厚，圧下率，張力，ロール径，板
形状の限界値など板クラウン制御に必要な諸データおよ
び入側板クラウン実測値を入力され、適正出側板クラウ
ン値、板中、圧延荷重、および最適ロールペンディング
力を出力する演算器と、出側クラウン実測値と前記適正
出側板クラウン値との差からロールペンディング力修正
量を求める装置と、前記最適ロールペンディング力をロ
ールペンディング力修正量で修正した値がロールペンデ
ィング力実測値と一致するように前記ロールペンディン
グ装置を制御する装置とを有することを特徴とするが、
次に図面を参照しながら詳細に説明する。第１図は本出
願人が先に提案した圧延機の基本形を示す。

この図で１は被圧延板材であり、２ａ，２ｂは作業ロー
ル、３ａ，３ｂは補強または支持ロールである。この圧
延機が既知の４段圧延機と特に異なる点は補強ロール３
ａ，３ｂで、このロールは図示の如くロール胴端より一
定長１の間は径が小になっており、長さＬの中間部は径
が大きく従って作業ロール２ａ，２ｂと接触する有効胴
部となり、しかもこの部分の周面には凸状のクラウンを
付してある。従来の４段圧延機の補強ロールにもロ−ル
の摩耗などを考慮して凸状のクラウンを付与しているが
、その大きさはロール直径で高々０．２側程度である。

これに対してこの補強ロール３ａ，３ｂでは少なくとも
ロール直径で１．仇松以上、好ましくは２．物肌程度の
凸状のロールクラウンを付与する。ロールクラウンの形
状には第２図ａ〜ｅに例示するように、台型ａ、折れ線
型ｂ、正弦曲線ｃ、放物線ｄ、前記ａの台部にクラウン
を付した形状のｅなど種々の形状が考えられるが、好ま
しくはｅのように被圧延材の最大板中の圧延条件におい
て中伸び限界及びスポーリング限界のいずれかで規制さ
れる有効ロール胴長Ｌ（例えば胴長約８フィートの熱間
鋼帯圧延の仕上圧延において、材料板中が３フィートか
ら７フィート範囲を圧延するときの有効ロール胴長Ｌは
５フィート）の位置にロールクラウン（例えば△Ｒ＝１
側）を付与するのが、圧延中での接触長さ朗ち実質有効
ロール胴長ならびに板クラウン特性から最も効果的であ
る。

有効胴長Ｌについては、いずれの板中の場合もこれは短
い方が板クラウンは減少する。

しかし余り小さくすると被圧延板材に中伸びが発生した
り、作業ロールと補強ロールとの接触応力が増大してス
ポーリングぎ発生しやすくなる。従って最小の有効ロー
ル胴長Ｌ‘ま中伸び限界およびスポーリング限界などに
よって規制される。この第１図に示す圧延機では圧延荷
重により作業ロール２ａ，２ｂが上方、下方へ榛もうと
すると補強ロール３ａ，３ｂがこれを抑え、そして操み
量は中心部で最も大きいが、補強ロール３ａ，３ｂは中
心部で径が最大であるからよくこの孫みを押えることが
できる。

また榛み量は圧延荷重の増大と共に増大するが、このと
き補強ロール３ａ，３ｂはその弾性変形により、より広
い接触面積で作業ロール２ａ，２ｂと接触するようにな
り、結局圧延荷重に従って自動的に胴長を増減する可変
胴長ロールとなる。圧延荷重は板中に対応しているので
、上記のことは板中が変った場合に対しても言える。こ
れらの結果この圧延機によれば圧下率、板中などが変っ
ても被圧延板材の板クラウンを減少させ、制御すること
ができる。更に補強ロール３ａ，３ｂが作業ロール２ａ
，２ｂにその両端部所定範囲１では接触していない点も
重要で、この結果ロールペンディング力が作業ロール端
部で支持ロールにより拘束されないので該作業ロールに
よく利き、ロールベンダーによるクラウン制御が効果的
に行なわれる。ロールベンダーによるクラウン制御は、
それがよく利く範囲では途応性もあり、可成り効果的で
ある。従ってこれが各種の板中に対して有効になるとい
うことは、大きな利点である。なお４段圧延機に更に中
間ロールを付加して６段型にしこの中間ロールを左右に
シフトさせる形式のものも提案されているが、この型の
圧延機では中間ロールおよび該ロールのシフト機構が必
要になって、大型、複雑化が避けられない。ところでク
ラウン量を決定する因子は圧延荷重の外に、作業ロール
のィニシヤル ブ。

フィル、熱膨張および摩耗などによるその変化等種々あ
る。これらの諸因子に適切に対処し、常に所望の板クラ
ウンを得るには第１図の圧延機のみではなお不充分で、
その然るべき制御、調整が必要である。本発明はか）る
点に鑑み、第１図の圧延機にロールベンダーを併用して
極めて、有効確実なクラウン制御を行なおうとするもの
である。次に本発明を実施例につきこれを詳細に説明す
る。第３図はロールペンディング力Ｆと板クラウンＣｒ
との関係を示す。この図に示すようにＦとＣｒとは板中
Ｂ、圧延荷重Ｐとパラメータとした直線関係にある。ま
た第４図は板クラウン制御と形状との関係を示すグラフ
である。

横軸は出側のクラウン比〇ｉ／ｈｉと入側のクラウン比
Ｃｒｉ‐，／ｈｉ−，との差△どけを示し、従って原点
△どけ＝０はクラウン比一定の圧延を示し、このとき形
状は良好で、△ごｓ：０である。ここで△ごＳは板形状
から求めた板中央部と板端部の長手方向伸び差であり形
状パラメータである。差△そばが正であるとこれはクラ
ウン比が増大したつまり端伸び加減の圧延が行なわれた
ことを意味し、また差△ご０が負であるとこれはクラウ
ン比が減少したつまり中延び加減の圧延が行なわれたこ
とを意味する。なおこ）でＣｒｉ、Ｃｒｉ−，は出側、
入側の各板クラウン制御、ｈｉ、ｈｊ‐，は出側、入側
の各板厚を示す。この図に示すように端伸びまたは中伸
び加減の圧延つまり△ｆｃｒ＞０または△ｚはく０の圧
延が行なわれても、それがそのま）端伸びまたは中伸び
つまり形状不良△ごＳになるのではなく、これは板厚ｈ
および中Ｂというパラメータを通して△ごｓに反映され
る。即ち図示の如く板厚蛇＝３側の場合はｈｉ＝６側の
場合よりも大きな△ごｓが発生し、また同じ板厚でも板
中Ｂが広い方が狭い方より大きな△ごｓになる。本発明
はか）る関係を利用して第１図の圧延機で更に有効適切
な板クラウン制御を行なおうとするものであり、その実
施例を第５図に示す。第５図で１，２ａと２ｂ、および
３ａと３ｂは第１図に示した圧延機の被圧延板材、作業
ロール、および補強ロールである。

４はロールペンディング装置であり、図示しないが作業
ロール２ａ，２ｂの他側にも設ける。

５は入力の、そして６は出側の各板クラウンＣｒｉ−．
、Ｃｒｉの検出器、７，９は演算器、８，１１は加算器
、１２はロールペンディング力制御装置、１３はロール
ペンディング力検出器、そして１４は圧延中閉成される
スイッチである。

次にこの装置の動作を説明する。

演算器７には鋼種、板中、板厚、圧下率、張力、ロール
径、板形状の限界値など板クラウン制御に必要な諸デー
タ○が入力され、また検出器５から入側板クラウンの実
測値Ｃｒｉ−，が入力され、これら（特にｈ，Ｂ，Ｃｒ
ｉ‐，の△ｒｓの限界値など）および第４図の関係を用
いて適正出側板クラウンＣｒｉｏを決定し、加算器８へ
これを出力し、また第３図の関係を用いて最適ロールペ
ンディング力の初期設定値Ｆｏを決定してこれを加算器
１１へ出力し、さらにロールペンディング装置装置１２
へ出力され、この初期値にロールペンディング力が設定
される。更に演算器７は板幅Ｂを直接および圧延荷重Ｐ
を周知の式Ｐ＝ｋ・Ｂ・Ｗ・Ｑ（ｋは変抵抗、Ｗは接触
長さ、Ｑは係数）などから算出してこれらを演算器９へ
出力する。圧延作業中は加算器８は検出器６からの出側
実測板クラウンＣｒｉを入力され、差△Ｃｒ＝Ｃｒｊｏ
−Ｃｒｉを演算器９へ出力する。演算器９では差△Ｃｒ
から第３図の関係を用いてロールペンディング力修正量
△Ｆを算出し、スイッチ１４を通してこれを加算器１１
へ出力する。加算器１１では最適ロールペンディング力
Ｆｏを修正量△Ｆで修正したものを、ロールペンディン
グ制御装置１２に出力し、その値にロールペンディング
力が作用するが検出器１３からのロールペンディング力
実測値Ｆとその値とを比較し、その差ＥＲをロールペン
ディング力制御装置１２へ出力する。制御装置１２はこ
の差ＥＲが零になるようにロールペンディング装置４に
ロールペンディング力を発生させ、板クラウンを所望値
Ｃｒｉｏに制御させる。適正出側板クラウンＣｒｉｏは
各圧延パスで異なる。

例えば最終圧延パスではその出側板クラウンは製品の板
クラウンになるから製品に要求される板クラウンに等し
くする必要があり、中間パスでは後パスでの修正が可能
であるから板クラウンは大きな値にしてもよく、この方
が圧延能率を高めることができる。勿論余り大きな板ク
ラウンがついてしまい、製品にはフラットつまり板クラ
ウン零が要求される場合には急激にこのフラットまで板
のクラウンを修正すると第４図から明らかなように著し
く形状を悪化させ、甚だしい場合は圧延不能になってし
まう。そこで演算器７でこれらの事情を考慮し、適正な
板クラウンＣｒｉｏを決定する。以上詳細に説明したよ
うに本発明によれば、それ自体良好なクラウン制御能力
を持つ圧延機を用い、そしてロールベンダを利用して適
正板クラウンに対する閉ループ自動制御を行なうので、
極めて合理的なクラウン制御を迅速、適確に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は既提案の圧延機の構造を示す概略側面図、第２
図ａ〜ｅはロールクラウンの各種形状を示す説明図、第
３図および第４図は特性図、第５図は本発明の実施例を
示すブロック図である。 図面で２ａ，２ｂは作業ロール、３ａ．３ｂは補強ロー
ル、４はロールペンディング装置、７は演算器、６は出
側板クラウン検出器、７は入側板クラウンおよび諸デー
タを用いて適正ロールペンディング力Ｆｏ、適正板クラ
ウンおよび圧延荷重を算出する演算器、８は出側板クラ
ウン実測値と適正板クラウン値とを比較し偏差を出力す
る比較器、９は圧延中に△Ｃｒと板幅Ｂ、圧延荷重Ｐを
用いてロールペンディング力の変更量△Ｆを算出する演
算器、１１は適正ロールペンディング力Ｆｏに、ロール
ペンディング力変更△Ｆを加算し、その値とロールペン
ディング力実測値Ｆとを比較し、偏差量ＥＲを出力する
加算比較器、１２はロールペンディング力制御装置、１
３は。ールベンディング力検出装置、１４は圧延中にオ
ンして帰還制御ができるループを形成するスイッチであ
る。第１図 第２図 第５図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 作業ロールに接する有効胴部が、作業ロール胴長よ
   りも短かい一種類の長さを有しかつ、該有効胴部にロー
   ル直径で１．０ｍｍ以上の凸状大クラウンを付した補強
   ロールを備えさらに、前記作業ロールにロールベンデイ
   ング装置を設けた圧延機と、 鋼種，板幅，板厚，圧下
   率，張力，ロール径，板形状の限界値など板クラウン制
   御に必要な諸データおよび入側板クラウン実測値を入力
   され、適正出側板クラウン値、板幅、圧延荷重、および
   最適ロールベンデイング力を出力する演算器と、 出側
   クラウン実測値と前記適正出側板クラウン値との差から
   ロールベンデイング力修正量を求める装置と、 前記最
   適ロールベンデイング力をロールベンデイング力修正量
   で修正した値がロールベンデイング力実測値と一致する
   ように前記ロールベンデイング装置を制御する装置とを
   有することを特徴とする圧延機の板クラウン制御装置。