JPS605373B2

JPS605373B2 - 圧延機

Info

Publication number: JPS605373B2
Application number: JP52062666A
Authority: JP
Inventors: 功今井; 宏行塩崎
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1985-02-09
Also published as: US4145902A; JPS53146954A; DE2809881A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は圧延機に関するものであり、詳しくは上下ワー
クロールの周速を変え入側板速度を遅い方のワークロー
ル周速に、又出側板速度を遠い方のワークロール周速度
に一致させるように制御して圧延を行う圧延機に関する
ものである。

金属板の圧延においては、圧延荷重を減少させることが
、圧延機の小型化、ロール摩耗の減少、硬い材料の圧延
、エッジドロップの減少、等のために必要であるが、こ
のことは硬い広幅圧延材料においては特に重要なことで
ある。

通常の金属板の圧延には、第１図に示す如く等径、等速
とした２本のワークロールａ，ｂで金属板ｃを圧延する
状態のものがある。

この圧延状態はワークロールａ，ｂの周速が等しいので
、板の速度とロールの周速が一致する点、即ち、中立点
Ｎ，とＮ２は同一垂直線上にあり、斜線で示しロールバ
イト部の板ではワークロールａ，ｂ側から矢印方向の摩
擦力が加わり、このため板ｃは水平方タ向の圧縮力を受
けることになって垂直方向の圧延荷重は摩擦力がない場
合に比し高くなるという問題がある。又第２図は「ワー
クロールａ，ｂの周速を変て圧延する状態を示すもので
、低速側ワークロールｂの周速Ｖｏ、高速側ワークロー
ルａの周速Ｖ，、板ｃの入側板厚比。

、板ｃの出側板厚ｈ，としたとき、周速度比Ｖ，／Ｖｏ
が板厚比に対してＶ．／Ｖｏ〉〜／ｈ，の条件で圧延す
る方式である。この方式では、中立点Ｎ．とＮ２は上下
のワークロールａ，ｂで位置が異なり且つ接触弧上にあ
るため、圧延される板ｃには、矢印で示す摩擦力の方向
が上下の接触弧において逆方向になり水平方向に圧縮さ
れることがない部分ｃ′が生じ、この部分ｃ′の両側に
第１図に示す通常圧延の場合と同じ摩擦力の関係部分が
あるだけであるから、圧延荷重は第１図に示す場合より
減少される。最近開発されたＲＤ（ＲｏｌｌｉｎｇＤｒ
ａｗｉｎｇ）圧延法によれば、圧延荷重を大幅に減少で
きて前記の必要性を満足させものである。

即ち、このＲＤ圧延法は、第３図に示す如くヮ−クロー
ルａ，ｂの周速を変え「低速側ワークロールｂの周速Ｖ
ｏ、高速側ワークロールａの周速Ｖ，「板ｃの入側板厚
〜、板ｃの出側板厚ｈ，、入口板速度ｖｏ、出口板速度
ｖ，としたときｖｏ＝Ｖｏ、ｖ，＝Ｖ，とし、Ｖ，／Ｖ
ｏ＝〜／ｈ，となるように圧延するものである。この場
合、中立点Ｎ，とＮ２は上下のワークロールａ，ｂで位
置が異なり、低速側のワークロールｂでは中立点Ｎ，は
圧延入口に、又高速側のワークロールａでは中立点Ｎ２
は圧延出口にあり、摩擦力の方向が上下の接触弧の全長
にわたって逆方向になるため、圧延される板が水平方向
に圧縮されることがなく、従って圧延荷重は摩擦力の影
響を受けることがなく、圧延荷重を大幅に減少させるこ
とができ、前記の必要性を満足させることができるもの
である。ところが、上記ＲＤ圧延法は、上記中立点Ｎ，
，Ｎ２を固定することが困難であるため、第４図に示す
如く金属板ｃを上下ワークロールａ，ｂに適宜の巻付角
８で巻き付け、巻付部の金属板ｃと上下ワークロールａ
，ｂ間に働く摩擦力を利用して上記ｖｏ＝Ｖｏ、ｖ，＝
Ｖ，の条件を達成するようにしている。

このように板ｃをワークロールａ，ｂに巻き付かせて圧
延すれば、２段式の圧延機入口張力ｔｏと出口張力ｔ，
とが一定であるとしたとき、ロールバィト部ｘの入口張
力ｔｂと出口張力ｔｆは、らｅ−仏８≦ｔｂ≦ｔに仏８
ちｅ‐ｒａ≦ｔｆ≦ｔ，ｅｒａ但し仏：ワークロールａ，ｂと金属板ｃとの摩擦係数ｅ
：自然対数の底の範囲で変動し得るため、ロール偏心その他の各種外乱
に対し張力による自動板厚調整が行われて圧延が安定す
る。

又上記のように下ワークロールｂの周速Ｖｏ、上ワーク
ロールａの周速Ｖ，、金属板ｃの下側（入側）の板厚〜
、上側（出側）の板厚ｈ，としたとき、Ｖ，／Ｖｏ＝〜
／ｈ，となるように圧延されるので、ロールバイト部ｘ
の上下面に働く摩擦力の方向が上記のように逆になり、
摩擦力の影響がなくなる結果、圧延荷重を低下させ得ら
れる。しかし、上記ＲＤ圧延法では、上記のように金属
板をロールに巻き付けて圧延するため、（ィ）通板が困
難、｛ロー圧延機の構造が複雑になる、し一ロールが摩耗し易い、０広幅圧延機では控ロールがないためロールが操み易
い、等の欠点がある。

本発明は、上記ＲＤ圧延法の如き板をロールに巻き付か
せることなくＲＤ圧延法における如く圧延荷重を大幅に
減少させて圧延する圧延機を得ようとするもので、上下
ワークロール周速比が圧延される板ののび比に等しく且
つ異なる周速をもつ圧延機において、入側及び出側の板
速度を検出する装置と、入側及び出側の板張力制御装置
と、低速側及び高速側のワークロール周速を設定速度に
制御する装置とを備えると共に、上記低速側のワークｏ
−ル周速を制御する装置からの信号と入側板速度検出装
置からの信号とを比較して速度差が零となるように板張
力を調節する装置、及び上記高速側のワークロール周速
を制御する装置からの信号と出側板速度検出器からの信
号とを比較して速度差が零となるよう圧下を修正させる
装置を備えたことを特徴とし、更に張力検出器と該張力
検出器からの張力信号の制限器とを備え、張力信号が制
限器の制限を越えたとき張力設定を修正可能に構成した
ことを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

１はアンコイラー、２はリコイラー、３は圧延材、４は
上ワークロール、５は下ワークロール、６はピンチロー
ル、７は入側の板速度計、８はデフレクターロール、９
は出側の板速度計、１川ま上ワークロール４の周速度レ
ギュレータで、速度制御装置１１と速度計１２によりモ
ータ１３を制御して上ワークロール４の設定速度をＶｏ
に制御するよにしてある。

１４は下ワークロール５の周速度レギュレータで、速度
制御装置１５と速度計１６によりモータ１７を制御して
下ワークロール５の設定速度を上ワークロール４より速
いＶ，に制御するようにしてある。

１８は入側板の張力計、１９は長力設定器２０からの張
力設定信号と張力計１８からの検出信号とを受けてモー
タ２１のトルクを制御し入側板の張力が予め所定の値に
なるよう制御する張力制御装置、２２は周速度レギュレ
ーター０の速度計１２からの上ワークロール周速度信号
と板速度計７からの板速度信号とを比較する比較器、２
３は比較器２２で比較されて速度差があるとこれを張力
に変換して張力制御装置１９へ供給する演算器、２４は
出側板の張力計、２５は張力設定器２６からの張力設定
信号と張力計２４からの検出信号を受けてモー夕２７の
トルクを制御し出口板速度を張力に見合って制御する張
力制御装置、２８は周速度レギュレーター４の速度計１
６からの周速度信号と板速度計９からの板速度信号とを
比較する比較器、２９は上下ワークロール間隙をモータ
で制御するよう圧下制御装置（図示せず）を有してる圧
下装置、３川ま上記比較器２８で比較されて速度差があ
ると圧下量に変換して圧下装置へ供給する演算器、３１
は上ワークロール４の周速をＶｏに設定するため速度制
御装置１１へ信号を送る速度設定器、３２はのび比設定
器、３３は速度設定器３１からの信号とのび比設定器３
２からの信号を掛算して下ワークロール５の周速を設定
する雛算器、３４は張力リミッターで、入側板の張力計
１８からの張力信号が張力リミッター３４のリミットを
越えるとき張力設定器２６に修正信号を供給して張力設
定を修正するようにしてある。

圧延材３はアンコイラー１から巻き出され、ピンチロー
ル６を経て上下ワークロール４，５で圧延され、デフレ
クターロール８を経てリコィラー２に巻き取られる。

こ間、アンコイラー１は、張力設定器２０からの設定信
号Ｔｂと張力計１８で検出された張力信号を張力制御
装置１９が受けてモータ２１のトルクを制御することに
より、板速度を張力に見合った値ｖｏに制御する。上ワ
ークロール４の周速は、周速度レギュレータ１川こより
、即ち、速度制御装置１１が速度設定器．３１からの
信号と速度計１２からの信号を受けてモータ１３を制御
することにより、設定速度Ｖｏに制御され、又下ワーク
ロール５の周速は、周速度レギュレー夕１４により、即
ち、速度制御装置１５が速度設定器３１とのび比設定器
３２からの設定信号の積を鶏算器３３より受け且つ速度
計１６からの信号を受けてモーター７を制御することに
より、設定速度Ｖ，に制御される。又リコィラー２は、
張力設定器２６からの信号と張力計２４からの信号を張
力制御装置２５が受けてモータ２７のトルクを制御する
ことにより出側の板速度を張力に見合った値ｖ，に制御
する。更にピンチロール６には板速度計７があって入側
板の速度ｖｏを検出し、デフレクターロール８にも板速
度計９があって出側板の速度ｖ，を検出する。本発明の
圧延機は、基本的には上下ワークロール４，５の周速比
を板ののび比に等しくし、且つ入側板速度を遅い方のワ
ークロール周速度に等しく、又出側板速度を速い方のワ
ークロール周速度に等しくする関係に保つことにより第
３図に示すＲＤ圧延の中立点の条件と同様に遅い方のワ
ークロール側では中立点が圧延入口に位置し遠い方のワ
ークロール側では中立点が圧延出口に位置する条件を満
足させるようにして圧延するものである。

上記の関係を示すと、Ｖ，／Ｖ。

芋ｖ，／ｖ。ニｈｏ／ｈ，ニ＾且つＶ，＝ｖ，、Ｖ。

＝ｖ。Ｖ，：下ワークロール５の周速Ｖｏ：上ワークロール４の周速ｖ，：出側板速度ｖｏ：入側板速度〜：入側板厚ｈ，：出側板厚入：のび比である。

本発明の圧延機は、上記関係を保つように、上ワークロ
ール４の周速は速度設定器３１からの信号に基づく周速
度レギュレータ１川こより設定し、又下ワークロール５
の周速は速度設定器３１とのび比＾の設定器３２からの
値を掛算した信号に基づく周速度レギュレーター４によ
り設定して上下ワークロール４，５の周速比を設定し、
一方周速比に応じた張力の設定値を夫々アンコィラ−１
とＩＪコィラー２のトルクとして設定し、入、出側の板
速度を検出して上下ワークロールの周速度と比較し、そ
の差が零（あるいは比が一定）となるように、入側で張
力を、出側で圧下を調節するようにし、上記の関係を成
立させるものである。

具体的に説明すると、上下ワークロールの圧下が適当で
ないと、板はたるんだり張り過ぎたりすることになるた
め、入出側板速度と上下ワークロール周速とが一致しな
くなる。そのため圧下は予めのび比に見合った量は設定
してあるが、正確に設定することには困難があり、この
誤差を速度差で検出して修正する。即ち、今、圧下が適
当でない場合は、入側では入側板速度ｖｏを板速度計７
で検出し、低速側の上ワークロール４の周速度レギュレ
ーター０からの速度ｖｏの信号と上記板速度ｖｏの信号
とを比較器２２で比較し、速度差があると、その速度差
を演算器２３で張力に変換して張力制御装置１９に供給
し、アンコィラー１のトルクを修正して入側板張力設定
を修正し、上記入側板速度と上ワークロール周速との差
が零（又は速度比が一定）となるようにする。ロール周
速Ｖｏと入側板速度ｖｏがＶｏ＞ｖｏのときは、入側板
張力を下げてｖｏを遠くしＶｏ＝ｖｏとする。又Ｖｏ＜
ｖｏのときは入側板張力を上げてｖｏを遅くしＶｏ＝ｖ
ｏとする。このようにできる原理を第２図を参照して説
明する。入側板張力を下げるためには、ロールギャップ
内の力の釣合し、により入側方向の水平方向力（第２図
のロールと板との闇に発生する摩擦力の水平分力）を増
加させる必要が出てくる。それはすなわち中立点Ｎ，，
Ｎ２がより入側（第２図の左側）へ移動することを意味
する。圧延ロールの周速は一定であるから中立点Ｎ，が
入側に近付くことは、より入側の板速度が速くなること
を意味する。ァンコィラー１は張力設定信号Ｔｂと張力
計１８からの張力信号を受けている張力制御装置１９に
より予め張力が所定の値になるよう制御されているため
、上試演算器２３からの張力修正信号の付与により上記
速度差が零となるよう入側板張力が調節され、Ｖｏ＝ｖ
ｏとなるよう制御される。一方出側では、基本的には板
の張力は一定の状態で圧延される。圧延機の庄下量（ロ
ールギャップ開度）は予め最適値に設定して圧延が開始
される。しかし、圧下量の設定誤差、圧延材の板厚誤差
や変形抵抗誤差によりロールギャップ関度が開きすぎに
なっていた場合、板の伸びが少なくなるので、Ｖ，＞ｖ
，となる。逆に、関度が狭ますぎた場合板は伸びすぎと
なるのでＶ．＜ｖ，となる。これらをロール周速Ｖ，と
出側板速度ｖ，を測定し等しくするのが本発明の原理で
ある。本発明の制御が達成されているぎりＶ，／Ｖｏ＝
ｖ，／ｖｏ＝〜／ｈ，が成立するので板厚の伸び比が一
定に保たれる。具体的な制御方式としては、出側板速度
ｖ，を板速度計９で検出し、高速側の下ワークロール５
の周速度レギュレーター４からの速度Ｖ，の信号と上記
板速度ｖ，の信号とを比較器２８で比較し、速度差があ
るとその速度差を演算器３０で演算して圧下に変換し、
圧下装置２９に対する圧下修正を行い、上記出側板速度
ｖ，と下ワークロール５の周速Ｖ，との差が零、即ち、
Ｖ，＝ｖ，となるように修正する。圧下が不適当で板が
たるんだり張りすぎたりすることを防止するために、ワ
ークロールと板との速度差が生じたとき、たとえばワー
クロール周速Ｖ，と板速度ｖ，との間でＶ，＞ｖ，であ
れば板のたるみがあるので圧下量を大に修正してＶ，＝
ｖ，となるようにし、Ｖ．＜ｖ，のときは上記の逆の修
正を行う。これにより上記の基本式を完全に満足するこ
とができ、入側の板厚ののび比が一定の圧延を行うこと
ができる。上記入側における張力設定の際、上下ワーク
ロールとアンコィラーー間に適当な張力の範囲を与える
張力リミツター３４が設けてあるため、張力計１８から
の張力信号が大きすぎて張力リミツターのリミットを越
えると、出側の張力設定を修正するよう張力設定器２６
を通して張力制御装置２５へ張力修正信号が供給され、
これにより張力計１８からの張力信号が張力ュミット内
に入るように修正される。

上記張力リミツター３４は、板の張力が高すぎると板破
断につながり、また低すぎると板がロールギャップ間に
絞り込みを起こし圧延できなくなるため、予め板の張力
値に上限値と下限値とを設け、板の破断や絞り込みを防
止するためのものである。尚、上記張力リミツター３４
の量は適正な張力わ与える範囲である。

又本発明の圧延機は、上記した実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば入側と出側の機器の配置は逆にな
ってもよい。即ち、逆方向へ圧延しても同等の効果を得
ることができる。以上述べたように本発明の圧延機によ
れば、（ｉ）ＲＤ圧延法の如き板をロールに巻き付ける
ことなくしてＲＤ圧延法と同様に圧延力が少なく且つ板
形状のよい圧延を行うことができる。

（ｉｉ）上記（ｉにより板をロールに巻き付けるときの
諸欠点をすべて解消できる。（ｉｉｉ）張力信号の制
限器を設けて張力信号が制限を越えたとき張力設定を修
正することにより確実な制御が可能である。

等の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は等蓬、等速としたワークロールによる通常の圧
延状態図、第２図は上下ワークロールの周速比を変化さ
せた場合の圧延状態図、第３図はＲＤ圧延法による圧延
状態図、第４図はＲＤ圧延機の説明図、第５図は本発明
の圧延機の一例を示す概略図である。１……アンコイラ−、２……リコイラー、３…・・・圧
延材、４・・・・・・上ワークロール、５・・・・・・
下ワークロール、７，９・・・・・・板速度計、１０・
・・・・・周速度レギュレ−夕、１１・・・…速度制御
装置、１２・・・・・・速度計、１４・・・・・・周速
度レギュレータ、１５・・・・・・速度制御装置、１６
・…・・速度計、１８・・・・・・張力計、１９・・・
・・・張力制御装置、２２・・…・比較器、２３・・・
・・・演算器、２４・・・・・・張力計、２５・・・・
・・張力制御装置、２８・・・・・・比較器、２９・・
・・・・圧下装置、３０・・・・・・演算器。第１図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１上下ワークロールの周速比が圧延される板ののび比
にほぼ等しく且つ異なる周速をもつ圧延機において、入
側及び出側の板速度を検出する装置と、入側及び出側の
板張力制御装置と、低速側及び高速側のワークロール周
速を設定速度に制御する装置とを備えると共に、上記低
速側のワークロール周速を制御する装置からの信号と入
側板速度検出装置からの信号とを比較して速度差が零と
なるように板張力を調節する装置、及び上記高速側のワ
ークロール周速を制御する装置からの信号と出側板速度
検出器からの信号とを比較して速度差が零となるよう圧
下を修正させる装置を備えてなることを特徴とする圧延
機。２上下ワークロールの周速比が圧延される板ののび比
にほぼ等しく且つ異なる周速をもつ圧延機において、入
側及び出側の板速度を検出する装置と、入側及び出側の
板張力制御装置と、低速側及び高速側のワークロール周
速を設定速度に制御する装置とを備えると共に、上記低
速側のワークロール周速を制御する装置からの信号と入
側板速度検出装置からの信号とを比較して速度差が零と
なるように板張力を調節する装置、及び上記高速側のワ
ークロール周速を制御する装置からの信号と出側板速度
検出器からの信号とを比較して速度差が零となるよう圧
下を修正させる装置を備え、更に板張力検出器と該検出
器からの張力信号の制限器とを備え、張力信号が制限器
の制限を越えたとき張力設定を修正可能に構成したこと
を特徴とする圧延機。