JPS6029564B2 - 連続式圧延機における板クラウン制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱間連続圧延機、冷間連続圧延機等の連続式圧
延機において板材を圧延する際に板幅方向の厚み分布（
板クラウン）の制御、板の平坦度（板形状）の制御を行
う分野で用いる板クラウン制御方法及び装置に関するも
のである。

従来、連続式圧延機において板クラウンや形状を制御す
る方法として、各スタンドのロール自体に予めイニシャ
ルクラウンや段付き部をつけ所望の板クラウンを得よう
とする方法がある。

しかし、これは板幅あるいは圧延条件によって最適なイ
ニシャルクラウンあるいは段付き長さが要求され、その
都度ロールを交換して使用せねばならず、頻繁なロール
交換が必要で、稼動率の低下をもたらす欠点がある。し
かも圧延過定でロール摩耗、熱膨脹は避けられず、安定
した板クラウン、形状を得るには何らかの装置でこれを
補正する制御が必要である。このための装置として、従
来ではロールペンディング装置が使用されて来た。しか
し、従来のロールペンディング装置では、ワークロール
軸端を１個のチョックで受けた構成で使用されていたた
め、チョックの強度、ペンディングの負荷容量の制約に
よって大きなペンディング荷重を加えることができず、
これらの補正に要する制御量に限界があった。そこで、
板クラウン、板形状を制御する手段として、圧延機の圧
下調整により各スタンドの圧延負荷配分を調整する方法
が考えられている。

この方法は、板のクラウンを調整するには有効であるが
、圧延負荷変更は板厚精度、板温度に影響を及ぼし、圧
延条件によって夫々スケジュールの割り出しを行う必要
があり、最適値の調整を行うには相当厄介である。又板
クラウンを制御するために板クラウンを変化させること
、これに伴い板形状が悪化し、連続式圧延機においては
、スタンド間の形状が乱れると、板の通板が不可能とな
り、操業時のトラブルの原因となる。

又最終スタンドで圧延された板においては、板の形状を
平坦に保つ必要があり、仕上最終スタンドのみでは板ク
ラウンの制御はほとんど得られない。従来、板クラウン
変化と板形状の関係を示す特性を充分に把握されておら
ず、連続式圧延機においての板クラウン制御は効果的に
行われてし、なかつた。

又従来、連続熱間圧延機で板クラウンを制御する場合、
仕上最終スタンドで板クラウンを大きく変化させると、
板の形状を悪化させるため、粗圧延機あるいは前段スタ
ンドで板クラウンを変化させ、最終スタンドでは形状を
制御することが知られている。

しかし、前段スタンドのロールペンディング装置で板ク
ラウンを制御する場合、単スタンドあるいは各スタンド
ばらばらに夫々制御しても、制御された板クラウンは、
その制御するスタンドより後段のスタンドの影響により
打ち消され、最終スタンド出側での制御量がほとんどな
くなることが理論解析及び実験的に確かめられた。又上
記の如きばらばらに制御することは制御系を増大しなけ
ればならない問題もあった。本発明は、板クラウン変化
と板形状の関係を示す特性を実験的に詳細に求め、これ
によって各スタンドで板形状を悪化させずに板クラウン
を変化させ得る量を把握し、この板クラウン制御量を増
大させて、しかも比較的単純な制御系で効果的な板クラ
ウン制御を行うことを目的としてなしたもので、連続式
圧延機において、複数のスタンドのロールペンディング
装置へ供Ｖ給する圧力を一定比率を保つたまま同一方向
に圧力制御を行うことを特徴とする連続式圧延機におけ
る板クラウン制御方法及び装置に係るものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明は、基本的には連続式圧延機の中間あるいは最終
スタンドよりも前段の複数スタンドに、板クラウン制御
装置としてのダブルチョックワークロールペンディング
装置を設け、該ペンディング装置を連動させて複数スタ
ンドを同一方向に制御し、板形状を悪化させるこなく制
御できる板クラウン制御範囲を増大させることである。

第１図は板クラウン変化と板形状の関係を示す概念図で
、機軸は板クラウンＣｒを板厚ｈで除して百分率で表わ
した比率クラウン％を示し、縦軸は板形状を示す急峻度
であり、（十）側が板の耳伸び、（一）側が板の中伸び
を示す。板クラウンの変化と板形状とは、第１図の如く
板クラウンが変化すると板形状が乱れて来る関係にある
が、或る範囲では形状の乱れが生じない領域がある。

ここで、比率クラウン％（板クラウン）が変化しても板
形状が変化しない領域（今壬）を、形状絶対不惑帯領域
と定義し・又板形状の乱れに許容値Ｃ及びＤを設けた場
合に、板クラウンの許容最大変化量は、△Ｃｑ＋△害２
十△Ｃｒ２′から求まり、この領域を形状実用不惑帯領
域と定義すると、上読経対不感帯領域は、第１図におけ
るＡＢの領域であり、又実用不感帯領域は、第１図にお
けるＣ′〇の領域である。

又上記両不惑帯領域を合せて形状不感帯領域という。本
発明はこの形状不感帯領域を拡大させて板クラウン制御
量を増大させようとするものである。

第２図は板クラウンを制御する装置としてのダブルチョ
ックワークロールペンディング装置を示すもので、該ダ
ブルチョツクワークロールペンディング装置７は、上ワ
ークロールー及び下ワークロール２の各軸端に夫々２個
のワークロールチョック３，４を配置し、内側チョツク
３には内側ベアリング５を介して、又外側チョック４に
は外側ベアリング６を介して夫々支承せしめ、内側チョ
ック３と外側チョック４に油圧又は水圧により荷重をか
け得るようにして内側チョツク３にかける荷重と外側チ
ョツク４にかける荷重の増減によりロールペンディング
モーメントを変更でき、大きな板クラウン制御量が得ら
れるようになっている。第３図は本発明の装置の一例を
示すもので、中間あるいは最終スタンドよりも上流の２
つ以上のスタンドーこ、上記ダブルチョツクワークロー
ルペンディング装置７を設置し、これら各ダブルチョッ
クワークロールペンディング装置７を同一方向に且つ各
スタンド毎に一定の比率で圧力制御させて連動させるよ
うにする。

即ち、各ダブルチョックワークロールペンディング装置
７に、油圧源から圧油を供給するためのライン８を接続
し、該ライン８の途中に圧力調整器９を各々設けると共
に、ライン圧力調整器１０及び電磁弁１１を設け、又上
記各圧力調整器９を作動して各ダブルチョツクワーク。
ールベンディング装置７への圧力を調整する圧力設定器
１２を夫々設け、且つ制御情報（例えば、板幅、板厚及
び板の変形抵抗）１４から形状不感帯領域で板クラウン
制御が行えるよう圧力を演算する制御器（演算器）１３
を設け「該制御器１３からの指令に基づき上記各圧力設
定器１２にスタンド毎の圧力比率が設定され、この設定
された比率に基づき圧力設定器１２により圧力調整器９
を作動させ、かつ、上記制御器１３からの指令に基づき
電磁弁１１を作動させて、複数スタンドのロールペンデ
ィング装置７の圧力を一定比率を保つたまま同一方向に
作動させるようにする。ここで、「複数スタンドのロ−
ルベンディング装置７の圧力を一定比率を保つたまま」
とは、各スタンドのワークロールペンディング荷重を、
たとえば、５０トンずっというように比率を１に設定し
た場合とか、或るスタンドではワークロールペンディン
グ荷重を１００トン、他のスタンドではワークロールペ
ンディング荷重を５０トンというような比率で設定した
場合に、その設定した比率を変えないで一定に保つたま
まという意味であり、又、「同一方向」とは、板クラウ
ンを大きくするワークロールペンディング荷重あるいは
板クラウンを小さくするワークロールペンディング荷重
のいずれかを各スタンドで統一することをいう。したが
って、本発明では、複数スタンドにおいてワークロール
ペンディング荷重が設定されると、この複数スタン日こ
おけるペンディング荷重の比率を変えないで、且つ各ス
タンドで板クラウンを大きくするのか小さくするのかを
統一させて圧延を行うようにする。尚、Ｓ，〜Ｓ６は第
１〜第６スタンドである。本発明の方法の原理は第４図
及び第５図の如くである。

単スタンド‘こダブルチョツクワークロールペンディン
グ装置を設けて板クラウン制御を行う場合には、形状不
感帯領域内で板クラウンを制御しなければ板形状に乱れ
が生ずることから、第４図の如く例えばｉスタンドでイ
ンクリースペンディング１及びデクリースベンディング
Ｄを行い板クラウンを制御させると、ｉスタンドでの板
クラウン制御能力は比率クラウン三害三となり、形状を
乱さないで制御できる板クラウン制御量の最大値■ｏ御
範囲）は形状不感帯領域である三害三となり、ｊスタン
ド単体で板クラウンを制御する場合には上記形状不感帯
領域を超えることができないので、必然的に板クラウン
制御量も決って来る。この点、複数スタンド‘こダブル
チョックワークロールペンディング装置を設けて該ロー
ルペンディング装置を連動させて板クラウン制御を行う
と、板クラウン制御能力、制御範囲が拡大し、見かけ上
の形状不惑帯領域も増加する。即ち、ｉ−１スタンドと
ｉスタンドを同一ペンディングモード、即ち、ペンディ
ング荷重の大きさに応じてワークロールペンディングシ
リンダの圧力を順次変えて行くモードを複数スタンドで
同一にすることによって制御すること、ｉ−１スタンド
でインクリースペンディング１を行い、ｉスタンドでも
連動でインクリースペンディング１を行い、又ｉ−１ス
タンドでデクリースベンデイングＤを行い「ｊスタンド
でもデクリースベンデイングＤを行うと、第５図イの如
くｉスタンド‘こおける板クラウン制御能力は今亭主だ
け単スタンドの場合に比較して拡大し・制御能力を今；
に拡大できる。−方、形状不感帯領域、即ち、板クラウ
ン最大制御範囲も第５図口の如く単スタンドでの制御に
比較して見かけ上大幅に拡大できる。これは第５図口に
示すようにｉ−１スタンドの板クラウン制御量から形状
不感帯領域の基準が始まるからである。第５図中○印は
ダブルチョックワーク。ールベンディング装置による板
クラウン制御範囲、×印は形状不感帯である。本発明は
、上記原理に基づき第３図で複数スタンドを一定の比率
で同一方向に連動させて板クラウンを制御させる。

制御器（演算器）１３にて制御情報１４から制御したい
板クラウン制御量に応じた圧力を演算し、各スタンドの
比率を設定する。

次に、設定された比率に基づきスタンド毎の圧力設定器
１２により圧力調整弁９を作動し、電磁弁１１による制
御を行なうことにより複数スタンドーこ設けられている
ダブルチョツクワークロールペンディング装置７は一定
比率を保ったままで圧力制御されて連動し、各スタンド
で同一方向の板クラウン制御が行われる。即ち、前記し
たように、複数スタンドのダブルチョックワークロール
ペンディング装置７に設定されたペンディング荷重の比
率を固定して各スタンドのペンディング荷重を同時に制
御する状態において、各スタンドで板クラウンを大きく
するペンディング荷重か、あるいは板クラウンを小すく
するペンディング荷重にいずれかに統一して板クラウン
制御が行われる。この板クラウン制御の状態の一例を第
６図に示す。第６図は、例えば、第１スタンドＳ，から
第４スタンドＳ４において、第２スタンドＳ２、第３ス
タンドＳ３、第４スタンドＳ４にダブルチヨツクワーク
ロールペンディング装置を設置して連動させ、第１スタ
ンドＳ，でペンディング荷重５山ｆに対して、第２スタ
ンド以降の３スタンドで−６比ｆの場合、帆の場合、５
瓜ｆの場合、１０仇ｆの場合の各場合でそれぞれ比率を
１として連動させたときのダブルチョックワークロール
ベンディング装置の運動制御による板クラウン変化を示
すもので、板幅１２３５豚の軟鋼について、表１に示す
条件で行なったものである。表１上記第６図における各
実線は、第２〜第４の３スタンドＳ２，Ｓ３，Ｓ４にお
けるペンディング荷重を一定にした場合の板クラウンの
変化を示すものであり、破線は、スタンド毎にペンディ
ング荷重を変えたときの板クラウン変化を示すものであ
る。

第６図からわかるように、たとえば、第２〜第４の３ス
タンドＳ２，Ｓ３，Ｓ４のペンディング荷重を１０皿と
したの制御場合と−６血のペンディング荷重で制御する
場合に第２スタンドＳ２でｌｏｗｆのペンディング荷重
をかけて板クラウン制御を行った場合、入側板クラウン
変化の影響が第３スタンドＳ３では△Ｃて３という値で
出側板クラウン変化として現われ、一６肌のペンディン
グ荷重による制御において第３スタンドＳ３で１０血の
ペンディング荷重をかけて制御を行った場合はｔ入側板
クラウン変化の影響が△Ｃｒ４という値で出側板クラウ
ン変化として現われる。この増加分と単スタンドで得ら
れる制御範囲が加算されて、第５図口に示すと同様に複
数スタンドのダブルチョックワークロールペンディング
装置の連動による板クラウン制御範囲が拡大する効果が
あらわれる。この意味から、板クラウン制御範囲を拡大
させるためには、ダブルチョツクワークロールペンディ
ング装置の連動制御が有力な手段である。制御器１３で
は、上記した第５図口のようなロジックの演算が行われ
る。この際、第５図の原理で説明した如く、第２スタン
ドＳ２の出側板クラウンが、第３スタンドＳ３での圧延
時にダブルチョックワークロールペンディング装置７で
制御され、更に連動制御されている第４スタンドＳ４の
ダブルチョツクワークロールペンディング装置７により
板クラウン制御が行われる。このようにして複数スタン
ドのダブルチョックワークロールベンディング装置７を
一定比率で連動して制御させて行うことにより、最終ス
タンドよりも前段のスタンドで形状を乱すことなく多く
の板クラウン制御量を得ることができる。即ち、‐複数
スタンドでワークロールペンディングを連動させると、
前スタンドで制御した板クラウンが次のスタンド‘こ履
歴として残る効果を利用するため、次スタンドの板クラ
ウンを大きく制御できる。本発明は、これらの効果を簡
単なロジックで行うため、複数スタンドのペンディング
を同一方向、一定比率で制御することを狙いとするもの
である。一方、形状を乱さないで板クラウンを制御する
ためにも、第４図に比較して第５図口の方が板クラウン
制御量を拡大できて有効であることが示されている如く
、複数スタンドで連動制御することが有効である。尚、
板クラウン制御を行う複数スタンドで一定比率で圧力制
御させる場合には、板クラウン制御スタンドを予め選定
して圧力制御の比率を一定にしておいてもよいし、各板
クラウン制御スタンドの圧力の比率を圧延条件等によっ
て変えてもよく、又複数スタンドへの給油ラインの圧力
調整を行なってもよく複数スタンドのダブルチョックワ
−クロールペンディング装置７を同一方向に一定比率を
保って圧力制御させる方法には種々の方法が考えられる
。

以上述べた如く本発明によれば、連続式圧延機の複数ス
タンドに設けたダブルチョックワークロールペンディン
グ装置を連動させて同一方向に一定比率を保つたまま圧
力制御を行うので見かけの形状不惑帯領域が拡大して形
状を乱すことなく板クラウン制御量を増大でき、又制御
が簡単であり、更に同一板形状での板クラウン制御がで
きることから、品質の向上、歩留りの向上、稼動率の向
上も図ることができる、等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は板クラウン変化と板形状の関係を示す図、第２
図は本発明で採用するダブルチョックワークロールペン
ディング装置の説明図、第３図は本発明の装置の一例を
示す概略図、第４図は単スタンドで形状を乱さないで板
クラウン制御を行うときの原理図、第５図イ，口は本発
明の原理図、第６図は３スタンドダブルチョックワーク
ロールペンディング装置連動制御による板クラウン変化
を示す例図である。 １……上ワークロール、２……下ワークロール、３，４
……ワークロールチヨツク、７……ダブルチョックワー
クロールペンディング装置、９・・・・・・圧力調整器
、１０・・・・・・ライン圧力調整器、１１・・…・電
磁弁、１２・・・・・・圧力設定器、１３・・・・・・
制御器。 第１図 第４図 第２図 第３図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続式圧延機において、複数のスタンドのロールベ
   ンデイング装置へ供給する圧力を一定比率を保つたまま
   同一方向に圧力制御を行い連動させることを特徴とする
   連続式圧延機における板クラウン制御方法。 ２ 連続式圧延機において、最終スタンドよりも上流側
   の複数スタンドにロールベンデイング装置を設置し、該
   各ベンデイング装置を連動させて同一方向へ作動するよ
   う各ベンデイング装置へ圧力供給ラインを連続してベン
   デイング装置へ供給する圧力を一定比率を保つたまま同
   一方向へ制御する圧力制御装置を備え、且つ板形状を乱
   さない領域で板クラウン制御が行えるよう圧力を演算し
   て上記圧力制御装置に制御指令を与える制御装置を備え
   てなることを特徴とする連続式圧延機における板クラウ
   ン制御装置。