JPS6199509A - 多段圧延機のクラウン制御方法 - Google Patents

多段圧延機のクラウン制御方法

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JPS6199509A
JPS6199509A JP59222469A JP22246984A JPS6199509A JP S6199509 A JPS6199509 A JP S6199509A JP 59222469 A JP59222469 A JP 59222469A JP 22246984 A JP22246984 A JP 22246984A JP S6199509 A JPS6199509 A JP S6199509A
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rolling
work roll
mechanical
roll
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酒巻 弘吉
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B21B13/147Cluster mills, e.g. Sendzimir mills, Rohn mills, i.e. each work roll being supported by two rolls only arranged symmetrically with respect to the plane passing through the working rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B2267/19Thermal crown

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多段圧延機のクラウン制御方法に関するもの
である。
(従来の技術) 従来、この種の多段圧延機として、例えば第6図、第7
図に示す12段圧延機が知られている。
すなわち、上部ロール群を支持する上部ロールハウジン
グlが、下部ロール群を支持する下部ロールハウジング
2に立設した4本の支柱3に昇降可能に嵌入され、上部
ロールハウノノズ1上に設けた圧下用電動a14により
、つt−ム5、つす−ムホイール6、軸7、及び図示し
ないウオームを介して、前記支柱3と螺合するウオーム
ホイール8を駆動することにより上部ロール群の圧下が
行なわれるようになっている。上下路a〜ル群は、ワー
クロール9.IOと、これを支持する2組の中間ロール
l 1.+ 2と、これを支持する3組の支持ロール1
3.14より構成されている。圧延機入側及び出側の支
持ロール13Q)の各サドル15と上部ロールハウジン
グ1との間には、各サドル15ごとに一対のウニツノブ
ロック16.17が形成され、各ウニソノブロック17
は上部ロールハウジング1上に設けた複数の駆動手段1
8により駆動軸19を介して昇降可能になっている。そ
して、この各ウニツノブロック17の昇降によって、各
サドルにそれぞれ異なる微少変位が与えられ、ワークロ
ール9.10のクラウンが制御されるようになっている
この12段圧延機において、オペレータは、圧延機出鋼
の板形状を観察しつつ、ワークロールに与えるべきメカ
ニカルクラウン量を判断し、前記ウェッジブロック17
を昇降させる駆動手段18を手動により適宜駆動させる
ことにより、ワークロールのクラウン調整が行なわれて
いた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、近年、製品の形状精度の高度化が要求さ
れる一方、需要増大に伴う高生産性の要−求”ら圧延速
度を高速イけ′るを得4くな・1(リ、従来のような手
動によるクラウン調整では、形状精度の高度化を図るど
ころか精度の維持さえ困難になっている。特に、加減速
時の急峻なサーマルクラウンの変動による板形状の変化
には、事実上対応できなくなっており、このため歩留り
が悪く生産性が悪化するという状況に至っている。
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたもので、圧延速
度に応じてワークロールに与えるべきメカニカルクラウ
ン量を自動的に設定し、サーマルクラウンを補償するこ
とができる多段圧延機におけるクラウン制御方法を提供
することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 前記問題点を解決するため、本発明は、予め、各種圧延
条件に対応するワークロールのサーマルクラウンの形状
と、圧延速度の変化に対するサーマルクラウンの時間的
変化に基づいて決定するワークロールに付与すべき各圧
延速度域ごとのメカニカルクラウンの変化勾配とを設定
し、前記サーマルクラウン形状と、予想された圧延スケ
ジュール及び定常速度時の目標メカニカルクラウン量か
ら決定するワークロールの任意の位置におけるメカニカ
ルクラウン量のvJwI値とから6A算したロールベン
ディング力を初期値としてワークロールに付与した後、
圧延速度を検出してその時の圧延速度域に応じた前記メ
カニカルクラウンの変化勾配を選択しつつ、ワークロー
ルに付与すべきロールベンディング力を調整するように
したものである。
(実施例) 次に、本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。
まず、ワークロールのサーマルクラウンと圧延速度の関
係について説明する。圧延時のロールバイトにおける発
熱は、第3図に示すように、圧延材20の塑性変形によ
る発熱と、ワークロール9゜IOと圧延材20の間の摩
擦による発熱からなり、前者は熱伝導によりワークロー
ル9,10へ流入し、後者はワークロール9.10と圧
延材20に一定の分配率で流入する。ワークロール9,
10に流入する熱を91このうち前記摩擦熱によるもの
をQF、前記塑性変形熱によるものをQFiとすると、
これらは次の関係を有することが知られている。
Q  =QF+QR・・(A) QF(コ【:  ω ・ μ −vs’ts 中 Pi
          ・ (B)qgQ:  λ1・λ
、・πパωバλ、圧+λJD・・(C) ここで、 ω   ;ワークロールの角速度 μ  ;摩擦係数 vs  :圧延材とワークロールの平均相対速度ts:
圧延材とワークロールの接触時間Pl  ;平均圧下刃 λ1.λ、;圧延材、ワークロールの熱伝導率d、 、
d、 ;圧延材、ワークロールの温度伝導率前式から明
らかなように、ワークロールに流入する熱qは、ワーク
ロールの角速度ωすなわち圧延速度に比例する。従って
、ワークロールに流入する熱qによって、ワークロール
はLL度が上昇し膨張するので、ワークロールのサーマ
ルクラウンは圧延速度の変化に類似した挙動を示すこと
になる。
以上の傾向は、実際の圧延においてら、本発明者により
確定されている。例えば、第4a図は、ある圧延条件に
おける第4b図に示す圧延速度の変化に対するワークロ
ールの軸方向のある一点におけるサーマルクラウン量C
Tの変化、及び後記するようにこれに対応するメカニカ
ルクラウンtc、。
クラウン調整後のクラウン量Cの変化を示したものであ
るが、加速時、定常速度時及び減速時の各速度域ごとに
良好な対応関係でサーマルクラウンlc7が変化してい
る。
斯るワークロールのサーマルクラウンは、圧延材の断面
形状に直接影響するので、サーマルクラウンを何らかの
方法で打消すように調整し制御する必要がある。本発明
が適用される多段圧延機のように、ワークロール径が4
0〜100m5という極めて小径であって熱容量が小さ
いもので:1、サーマルクラウンの変化は比較的速く、
メカニカルクラウン(クラウン調整ff1)で補償する
のが適している。
第4a図に、このメカニカルクラウン制御の概念を示す
、訂述の通り、ワークロールのサーマルr2.。ア。0
、□4a[i!OIL:ヤオ。□。。え、オオように圧
延速度の変化と良好な対応関係で変化する。
メカニカルクラウン制御は、機械的手段によりワークロ
ールにペンディング力を加え、サーマルクラウンと逆の
傾向のメカニカルクラウンff1c11を与えることに
より、サーマルクラウンを打ち消し、圧延速度が変化し
てもワークロールのクラウンがほぼ一定に維持されるよ
うにするものである。第4a図において、クラウン調整
後のクラウン量が時間的に減少するようにしているのは
、ワークロール背後の中間ロール、支持ロール、圧延機
ハウジング等の圧延機全体系が、圧延とともに徐々に昇
温する傾向にあるためである。
次に、本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。
第1図は、本発明に係るクラウン制御方法を適用した1
2段圧延機を示し、制御回路を除く多段圧延機の本体部
分は、前記従来のものと実質的に同一であり、対応する
部分には同一番号を付して説明を省略する。
制御回路は、パターン記憶回路21.比率記憶回路22
1合成回路231選択回路24.クラウン似演算回路2
5、電動機駆動制御回路26及び比較回路27からなっ
ている。
パターン記憶回路21は、予め、各種圧延条件に対応し
たサーマルクラウンの形状を数種記憶させておき、圧延
開始前にそのうちの1つを選択して合成回路23に選択
したサーマルクラウンの形状を人力するものである。こ
こで記憶させるサーマルクラウンの形状は、各種圧延条
件に対し計算あるいは実測に基づき得られたサーマルク
ラウンを各圧延条件ごとに第5図に示すように定型化し
たものである。すなわち、各種圧延条件ごとに、前記ウ
ェッジブロックI7の駆動軸19に対応するワークロー
ルの軸方向の各点におけるサーマルクラウン量の比率を
直線的に表すことにより定型化し記憶させる。従って、
ワークロールの軸方向のある点におけるサーマルクラウ
ン量の絶対値が得られれば、この定型化されたサーマル
クラウンの形状よりワークロールの全域にわたってサー
マルクラウン量か決定できることになる。
比率記憶回路22は、圧延速度の変化に対するサーマル
クラウンの変化を打ち消すべく付与するメカニカルクラ
ウンの変化勾配を定型化したしのを記憶させておくらの
であって、選択回路24によって、いずれかが選択され
る。すなわち、高速定常速度域、低速度域、加速域、及
び減速域の各速度域ごとに付与すべきメカニカルクラウ
ンの変化勾配を規定し、それぞれに1.に2.に3及び
に4として記憶させる。例えば、第4a図における、メ
カニカルクラウン量の曲線C11を加速域、高度定常速
度域及び減速域ごとに直線で近似し、その勾配をそれぞ
れに3.KI、に4とする。
合成回路23は、外部からのパターン設定により前記パ
ターン記憶回路21から選択されたサーマルクラウン形
状と、外部より設定するワークロール上の軸方向のある
一点におけるメカニカルクラウン量の初期値とを合成し
て、前記ウェッジブロックI7の各駆動軸19(1,・
・、■軸)に対応するワークロールの各点に付与すべき
メカニカルクラウン量の初期値を演算し、その結果をク
ラウン憶演算回路25に入力するらのである。
ここで、パターン記憶回路21より選択されたサーマル
クラウン形状は、ワークロールの軸方向の各点における
サーマルクラウン量の比率であるから、これにマイナス
1を乗じて付与すべきメカニカルクラウン量の比率に変
換した後、外部より設定するワークロール上の軸方向の
ある一点におけるメカニカルクラウン量の初期値を乗じ
て、各駆動軸19(1、−、IV軸)に対応するワーク
ロールの各点に付与すべきメカニカルクラウンmの初期
値とする。
また、外部より設定するワークロール上の軸方向のある
一点におけるメカニカルクラウン量の初期値は、次のよ
うに決定する。
定常速度時に必要なメカニカルクラウン1は、通常の圧
延作業中に把握することが容易である。
すなわち、定常速度時に付与すべきメカニカルクラウン
量は、経験あるいは計算に基づき設定可能で     
          なものである。そこで、この定常
速度時の付与すべきメカニカルクラウン量を目標メカニ
カルクラウン量として各種圧延条件ごとに設定しておく
また、予め、予想される圧延スケジュールの定常速度時
までの加速要領に基づいて前記付与すべきメカニカルク
ラウンの変化勾配K l 、−、K 4を適宜想定する
。そして、前記定常速度時の目標メカニカルクラウン量
と想定したメカニカルクラウンの変化勾配とから逆算し
て初期値を算定する。
比較回路27は、中間ロール11.12の駆動用電動#
128の回転数より圧延速度を検出するとと乙に、その
圧延速度がどの速度領域にあるかを判断し、その判断結
果を選択回路24に入力するものである。
選択回路24では、前記比較回路27より検出され判断
された圧延速度の速度領域に対応する、付与すべきメカ
ニカルクラウンの変化勾配を前記比率記憶回路22に記
憶されたKl、  、に4より選択しクラウン量演算回
路25に人力する。
クラウン量演算回路25は、前記選択回路24より選択
されたメカニカルクラウンの変化勾配を、前記合成回路
23からのメカニカルクラウン量の初期値あるいは前段
階のメカニカルクラウン量にIL:ることにより、次段
階の各駆動軸19(+、・・。
■軸)に対応するワークロールの各点に付与すべきメカ
ニカルクラウン量を演算する。
電動機駆動制御回路26は、前記クラウン曵演算回12
5にて演算したメカニカルクラウン量をワークロール9
.10に付与するために必要なロールベンディング力を
算出するとともに、そのロールベンディング力をワーク
ロール9.10に加えるために、ウェッジブロック17
を昇降させる駆動手段18を駆動させるものである。
以上述べた本発明に係るクラウン制御方法にて演算され
、ワークロールのある一点に付加されるメカニカルクラ
ウン量の変化の態様を第2図に示す。第2図において、
メカニカルクラウン量の初期値設定の後、圧延か開始さ
れ加速域から低速域。
高速定鬼速度域へと順次圧延速度が変化するにつれ、定
型化されたメカニカルクラウンの変化勾配K1.・、に
4のうちその速度域に対応するものが選択され、その時
のメカニカルクラウンmが決定されてゆく。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、圧延
前に、その圧延条件に対するサーマルクラウン形状と付
与すべきメカニカルクラウン量の初期値を設定しておけ
ば、いかなる圧延速度領域にあってらその圧延速度に応
じたメカニカルクラウン量が自動的に演算され、ワーク
ロールに付与されるので、特に加減速域での急峻なサー
マルクラウンの変化に対してら、圧延材の唇状変化を最
小限に押さえることができる。
そして、従来、オペレータが対処することができなかっ
た加減速域にあたる圧延材を製品とすることができるの
で、歩留りが向上し生産性が増大する。
さらに、形状検出器等のように何ら特種な’875を付
加することがないので、安価な手段によりクラウン制御
が可能となる等の効果を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る方法を適用した12段圧延機の
制御回路を示す図、第2図は、圧延速度の変化に対し制
御されるメカニカルクラウンQの変化の態様を示す図、
第3図は、ロールバイトにおける熱収支を示す図、第4
図は、メカニカルクラウノ制御の概念を示す図、第5図
は、定型化された各種のサーマルクラウン形状を示す図
、第6図は、従来の12段圧延機の一部破断正面図、第
7図は、第6図の1−1線断面図である。 9、IOワークロール。 特 許 出 願 人  株式会社神戸製鋼所代 理 人
 弁理士  青白 葆 ほか2名第1図 第2図 第3図 *lIm 第5図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)予め、各種圧延条件に対応するワークロールのサ
    ーマルクラウンの形状と、圧延速度の変化に対するサー
    マルクラウンの時間的変化に基づいて決定するワークロ
    ールに付与すべき各圧延速度域ごとのメカニカルクラウ
    ンの変化勾配とを設定し、前記サーマルクラウン形状と
    、予想された圧延スケジュール及び定常速度時の目標メ
    カニカルクラウン量から決定するワークロールの任意の
    位置におけるメカニカルクラウン量の初期値とから演算
    したロールベンディング力を初期値としてワークロール
    に付与した後、圧延速度を検出してその時の圧延速度域
    に応じた前記メカニカルクラウンの変化勾配を選択しつ
    つ、ワークロールに付与すべきロールベンディング力を
    調整することを特徴とする多段圧延機のクラウン制御方
    法。
JP59222469A 1984-10-22 1984-10-22 多段圧延機のクラウン制御方法 Granted JPS6199509A (ja)

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JP59222469A JPS6199509A (ja) 1984-10-22 1984-10-22 多段圧延機のクラウン制御方法
US06/785,403 US4656855A (en) 1984-10-22 1985-10-08 Crown control method for a multi-roll rolling mill
KR1019850007754A KR900000729B1 (ko) 1984-10-22 1985-10-21 다단 압연기의 크라운 제어방법

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JPS6349568B2 JPS6349568B2 (ja) 1988-10-05

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ID=16782900

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