JPS6018498B2

JPS6018498B2 - 圧延機の板クラウン制御装置

Info

Publication number: JPS6018498B2
Application number: JP51123318A
Authority: JP
Inventors: 敏夫菊間; 一郎増田; 浩衛中島
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1976-10-14
Publication date: 1985-05-10
Also published as: JPS5348064A

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
００Ａｍ程度の値となる。つまり板の中方向中央部の厚
みと端綾部での厚みでは１０叫机の差があり、そして板
厚は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、たとえば多数の電
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ソダ−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
夕ができ、良質の板材を歩蟹りよく提供できる。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．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、板中、出側板厚、目標形状値を入力されて板クラ
ウン変化量を求める第１の演算器と、板中、入側クラウ
ン、入側板厚、出側板厚を入力されて出側板クラウン値
を算出する第２の演算器と、板中、圧延荷重実測値、お
よび前記出側板クラウン値を入力されて最適ロールペン
ディング力を求める第３の演算器と、実際のロールペン
ディング力が前記最適ロールペンディング力に等しくな
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
定鋼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と接触する有効且
同部となり、しかもこの部分の周囲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。

−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柳程度であ
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．仇岬以上、好ましくは２．仇舷程
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ボーリング限界のいずれかで規
制される有効胴長Ｌ（例えば胴長約８フィートの熱間帯
板圧延機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（例々ば△Ｒ＝１
肋）を付与するのが、圧延中での接触長さ即ち実質有効
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４・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
ロールとの接舷応力が増大してスポーリングが発生しや
すくなる。従って最小の有効ロール胴長Ｌは中伸び限界
およびスボ−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、下方へ残もうとすると補強ロール３ａ，
３ｂがこれを抑え、そして榛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
らよくこの榛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、板中などが変つ
ても被圧延板材の板クラウンを減少させ、制御できる。
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
利く範囲では遠応性もあり、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、作業ロールのイニシ
ャルプロフィル、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と〇
とは板中Ｂ、圧延荷重Ｐを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Ｃｒｉ／ｈｉと入側のクラウン
比Ｃｒｉ‐，／ｈＨとの差△ごｃｒを示し、従って原点
△どｑ＝０はクラウン比−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−夕である。差△どけ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ｃｒ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、ｈｉ，ｈｉ−・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△どけ＞０または△どけ＜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△どｓに反映される
。即ち図示の如く板厚地＝３脚の場合はｈｊ＝６肌の場
合より大きな△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。本発明にか
）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３
ａ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
菱瞳あり、図示しないが作業ロール２ａ，２ｂの池側に
も設ける。

５は板幅検出器、６は入側板クラウンの検出器、７〜９
は演算器または計算機、１０は比較器、１１１まロール
ペンディング力制御装置、１２は圧延荷重検出器、そし
て１３はロールペンディング力検出器である。

動作を説明すると、演算器７には検出器５からの板中実
測値Ｂの外に出側板厚ｈｉ、目標形状△ごｓが入力され
、第４図を用いて板クラウン変化量Ａ‘ｑを求めてこれ
を演算器８へ出力する。

演算器８はその△ごｃｒと、検出器６からの入側クラウ
ン実測値Ｃｒｉ‐，の外に入側板厚ｈｉ‐，および出側
板厚ｈｉが入力され、出側板クラウンＣｒｉを次式によ
り求めてこれを演算器９へ出力する。Ｃｒｉ＝ｈｉ｛△
ごＣｒ（・‐浩）十Ｃ浩｝演算器９では出側板クラウンＣｒｉ、板中Ｂ、圧延荷重
Ｐから第３図の関係により最適ロールペンディング力Ｆ
ｏを求め、これを比較器１０へ出力する。

比較器１０ではこのＦｏと検出器１３からの実測ロール
ペンディング力との差を求めこの差ＥＲを制御装置１１
へ出力し、該制御装置はロールペンディング装置４が発
生するロールペンディング力を調整して差ＥＲが０にな
るようにする。この装置によれば、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
ーを利用してクラウン制御を補強するので板中その他の
変動に対しても更に適切にかつ目標値に一致するように
クラウン制御を行なうとができる。またこの装置はクラ
ウンの閉ループ制御は行なわないので制御系が簡単にな
り、しかも板中、圧延荷重は実施値を用いるので制御系
が簡単な割には精度が高い利点を有する。

【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。図面では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は第４図に示す
△ごｓと△どけとの関係の数式モデル（ｈｉ，Ｂｉがパ
ラメータ）を用いて△どｓからクラウン比率変化量△・
ｃｒを演算し出力する装置、８は入側クラウン実測値Ｃ
ｒｉ−，、入側板厚ｈ，‐，および必要なクラウン比率
変化量△ごｃｒから出側目標板クラウンＣｒｉを演算出
力する装置、９は目標板クラウンＣｒｉ、板幅Ｂ、圧延
荷重Ｐを用いてロールペンディング力Ｆｏを演算出力す
る装置、１０はロールペンディング力の実測値Ｆと、目
標ペンディング力Ｆｏとを比較して偏差量Ｅａを出力す
る装置、１１はロールペンディング力の偏差量ＥＲによ
りロールペンディング力を制御して偏差量ＥＲを零にせ
しめるように作動する制御装置、１３はロールペンディ
ング力検出器である。第１図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

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、板幅、出側板厚、目標形
状値を入力されて板クラウン変化量を求める第１の演算
器と、板幅、入側クラウン、入側板厚、出側板厚を入
力されて出側板クラウン値を算出する第２の演算器と、
板幅、圧延荷重実測値、および前記出側板クラウン値
を入力されて最適ロールベンデイング力を求める第３の
演算器と、実際のロールベンデイング力が前記最適ロ
ールベンデイング力に等しくな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。