JPS642441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は可逆ミルにおけるロール軸方向移動法
に係り、特に作業ロールが軸方向に移動すると共
にパス方向を可逆切換して板材を減厚圧延するよ
うにした圧延機において、ロール移動寺間の短縮
を図つた可逆ミルにおけるロール軸方向移動法に
関する。

〔発明の背景〕

近時、１つの圧延機で板材のパス方向を正逆切
換しながら減厚圧延するいわゆる可逆圧延では、
板材の横断面形状を制御する手段として、ロール
を圧延機中心に対し移動する多段型式のロールシ
フトミルを適用するようになつてきている。この
ようなロールシフトミルには、作業ロールが移動
する４段式作業ロールシフトミル、中間ロールが
移動する６段ミル、及び作業ロールと中間ロール
とが共に移動する６段ミル等がある。

このようなロールシフトミルでのロール移動は
以下の理由から正逆のパス間に行う必要がある。
即ち、板材の断面をみると、第１図に示すよう
に、一般に板幅中央での厚みHcが板幅端部での
厚みHeよりも厚い。この厚み差ch＝Hc−Heは
板クラウンと呼ばれる。

この板クラウンは各圧延パスにおいて次式を満
すように圧延すれば相似圧延となり、平坦な形状
の板に圧延することができる。

ch_o／H_eo＝ch_o-1／H_co-1＝ch_o-2／H_eo-2 …(1) ここでH_co、ch_oは最終パス、即ち製品の板厚、
板クラウン、ｎ−１は最終パスより１つ前のパ
ス、ｎ−２は更に前のパスの状態を示す。

板厚は圧延と共に薄くなるから、板クラウン
chは圧延と共に小さくする必要がある。

これに対応するためのロール移動法について、
第２図に示す作業ロールシフトミルを参照して説
明する。

作業ロールシフトミルでは一対の作業ロール
１，２が圧延機中心に対して点対称的に、即ち矢
印Ｂ，B′方向に動くようになつている。作業ロ
ール１，２は、夫々補強ロール３，４によつて支
持され、また作業ロール１，２のネツク軸１Ａ，
１Ｂ，２Ａ，２Ｂにはベンデイング力Ｆが加えら
れる。このベンデイング力Ｆと、作業ロール１，
２の端部及び板幅端の間隔δとの関係によつて、
圧延される板材５の板クラウンchが定まる。

第３図にベンデイング力Ｆとロール移動に関す
るδとによる板のクラウン制御の一般特性を示
す。

δmax、即ち作業ロール１，２を軸方向に移動
しないで、板材５の横断面形状を修正しない状態
においては、板クラウンchが大きく、δが０と
なるように作業ロール１，２を移動すれば板クラ
ウンchが小さくなる。

一方、ベンデイング力Ｆを大きくすれば、最大
ベンデイング力F_naxの線の側に板クラウンchは小
さくなり、Ｆを小さくすれば、最小ベンデイング
力F_nioの側に板クラウンchは大きくなる。

従つて第３図に示す作業ロールをシフトミルの
板クラウン制御範囲は、δ＝０〜δ_naxとF_nio〜
F_naxで囲まれた領域となる。

この制御領域内で、前述の(1)式を満すように各
パス間（…、ｎ−４、ｎ−３、ｎ−２、ｎ−１、
ｎ）でロールの移動（…、δ_o-4、δ_o-3、δ_o-2、
δ_o-1、δ_o）及びベンデイング力の調整が行われ
る。ロールの移動量は一般に各パス当り約100mm
程度必要とされる。なお、ロールの移動は上部の
板クラウン制御の他に、圧延によるロール摩耗の
分散化の役目を果たすことにもなる。

従来では、正逆のパス間における作業ロールの
軸方向移動を板材がロールから噛放された後、即
ち一つの圧延パスが終つた後、ロール周速が零か
ら所定の逆回転になるタイミングを検出し、作業
ロールの逆転加速が終了したのちに行つており、
その軸方向の軸方向移動速度はほぼ一定してい
る。これはロール周速が零まで急激に変化する間
において、作業ロールを軸方向にほぼ一定速度で
移動すると、作業ロールの移動抵抗が増加してそ
の表面の軸方向に疵が発生するためである。しか
しながら、このような従来の方法では例えば熱間
圧延材を圧延する場合は、パス間の作業ロールの
移動を逆転加速終了後に行うため、最終製品まで
の圧延時間が長くなつて板材の温度低下が大きく
なるとともに生産性が低くなつている。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、圧延パス間におけるロール移動時間を短縮
し、生産性の向上及び熱間圧延材の場合の温度低
下が図れる可逆ミルにおけるロール軸方向移動法
を提供するものである。

〔発明の概要〕

まず、本発明の原理について述べる。

正逆圧延におけるパス間内の圧延ロール周速
V_Rの変化状況を第４図に示す。

即ち、時間t₀より始まつた正方向パスの圧延は
ロール周速V_R0で行われ、時間t₁で終了する。そ
の後t₂の時間後に圧延ロールの制動を行い、t₃時
間でロール周速V_R＝０、これより直ちに逆転が
行われ、時間t₄において逆方向ロール周速−V_R0
になる。

従来は、このt₄の−V_R0になるタイミングを検
出し、ロール移動を行つていた。即ち、ロール周
速が零まで急激に変化する間において、ロールを
軸方向に移動するとロール表面の軸方向に疵が発
生するからである。この軸方向疵発生の原因を検
討した結果は以下の通りである。

第５図にロール周速V_Rとロール軸方向移動速
度V_Sの比V_S／V_Rに対するロール移動抵抗係数μ
を求めた結果を示す。V_R＞０のとき速度比V_S／
V_Rが小さい場合ロール移動抵抗係数μは小さく、
v_R→０に近づくに従いV_S／V_Rは大になるか、こ
れと共にμは大となる。且つV_S／V_Rが更に大き
くなるとロール間摩擦係数は静止摩擦係数μ₀に近
くなりほぼ一定となることが判明した。

従つてV_R＝０近傍でロールを軸方向に移動す
る場合には、静止状態に近い状況においてロール
を軸方向に移動することになるから、ロール表面
の軸方向にすり疵が発生することになる。

即ち、V_Rが小さくなるにも拘らず、無理やり
ロールを軸方向に移動することはロール表面に疵
を発生することから、このような状態でロールを
軸方向に移動しては不可なることがわかる。

しかしながら、第５図においてV_S／V_Rをほぼ
一定になるように、ロールを軸方向に移動できれ
ば、ロール間摩擦係数μは一定であることが分
る。

第５図において、V_S／V_R＝0.6×10^-2とするな
らば、V_R＞０のときは、この一定値の摩擦係数
μ₁＝0.23である。更にこの状態からV_R→０に近づ
くに従い、摩擦係数μ₁は図中点線１の矢印で示す
ように増加しV_R＝０で静止摩擦係数μ₀に上昇す
ることが判明した。

一方ロール軸方向移動に必要な移動力F_Sは次式
で求め得る。

F_S＝μP …(2) Ｐはロール間に作用している力である。

パス間におけるロール間に作用する力Ｐは、正
逆転時ロール間でスリツプが生ぜぬように作業ロ
ールを補強ロールに押し付けているバランス力で
ある。

このバランス力Ｐは通常一定に設定してよいか
ら、シフトロールを軸方向に移動する力F_Sを一定
にすれば、μは一定値でロールが移動できること
がわかる。

従つてパス間におけるロール周速V_Rが第４図
のように変動する場合にはF_S／Ｐを一定になるよ
うに、移動力F_Sを制御してロールを移動すれば、
ロールはV_S／V_Rが一定となり得る。即ち、F_S／
Ｐを一定に制御すれば、ロール軸方向移動速度は
V_Rの増減に比例して動き得る。また、ロール周
速がV_R→０に近づくに従つて、ロール間摩擦係
数μは第５図に破線で示す矢印１のように静止摩
擦係数μ0に接近して増大するので、V_R→０と共
にロールの軸方向移動は、移動力F_Sが一定に制御
されているから自然に停止し、ロール間のすべり
を生じ、ロールに擦疵を付けることはない。

v_R＝０後、逆転側にロールが回転し始めると、
第５図の破線で示す矢印２の方向に摩擦係数が減
少するので、再びロールの軸方向移動が可能にな
る。

そこで、本発明に係る可逆ミルにおけるロール
軸方向移動法では、正転圧延終了後F_S／Ｐが一定
になるように制御されたｎパス間のロールの移動
力F_Soより、ロール移動を開始するようにしてい
る。

このような方法により、パス間のロール周速の
正逆切換え作業中にロールの移動を行うことがで
き、ロール移動に必要とされる時間が短縮でき
る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第６図〜第１０図を
参照して説明する。まず、本発明を実施するため
の可逆圧延機を第６図によつて説明する。本実施
例に係る圧延機は、作業ロール１１，１２が移動
する４段ロール式圧延機とされており、作業ロー
ル１１，１２は補強ロール１３，１４によつて支
持されている。上補強ロール１３は、軸受箱１５
に支承され、この軸受箱１５はシリンダ１６及び
ピストン１７によつて構成される油圧圧下装置を
介し、スクリユ１８及びナツト１９からなる昇降
機によりスタンド２０に対して上下動するように
なつている。なお、ナツト１９の上部には圧延荷
重計２１が設けられている。また、スクリユ１８
は回転後手動を介して図示しないウオームホイー
ルによつて回転されて昇降動作する。以上の昇降
機構により作業ロール１１，１２のロール間ギヤ
ツプが設定される。下補強ロール１４は軸受箱２
２に支承されてスタンド２０に内蔵されている。

このような圧延機に対し、前方に設けられたテ
ーブルローラ２３によつて圧延材２４が正方向
（矢印Ｃ方向）に送られ、１パス目の圧延が行わ
れる。次いで圧延材２４は後方のテーブルローラ
２５から逆方向（矢印Ｄ方向）に送られて第２の
パス目の圧延が行われる。このような正逆の圧延
パスが10数回繰返される。

代表的な板圧延の例では、圧延材の素材寸法は
板厚80mm、板幅4000mmのものが15パスの正逆圧延
により、板厚10mm程度に減厚圧延される。ロール
寸法は作業ロール径がφ1200mm、補強ロール径が
φ2200mm、各々の面長は4500mm程度である。

作業ロール１１，１２の正逆周速の変化状況は
前述の第４図に示すように行われ、ロール周速
V_R0は約3000mm/sec程度が普通である。

次に作業ロール１１，１２の支持及び移動法の
一例を第７図及び第８図によつて説明する。

第７図は作業ロール１１，１２の支持状況を示
す。図において、作業ロール１１，１２は夫々軸
受箱２６，２７により支持され、これらはビーム
２８，２９，３０，３１に設けられた各シリンダ
３２のピストン３３により補強ロール１３，１４
に対して押圧される。これにより、作業ロール１
１，１２と補強ロール１３，１４との間の正逆回
転時におけるスリツプが防止される。

この押圧力は作業ロール１１，１２の１本当り
320〜400トン程度必要とされる。

次に作業ロール１１，１２の軸方向移動につい
ての一例を第８図によつて説明する。

前述の作業ロール１１，１２を支承する軸受箱
２６は、ビーム２８，２９にプレート３４、ワツ
シヤ３５、ナツト３６及びアーム３７によつて取
り付けられている。このビーム２８，２９は、ス
タンド２０に取り付けられた操作側のプロジエク
トブロツク４０，４１によつて案内される。駆動
側のプロジエクトブロツク４０，４１には、シリ
ンダ４２が押え金具４３によつてビーム２８，２
９に取り付けられ、このシリンダ４２がピン４４
によつて前記ブロツク４０，４１に連結されてい
る。このシリンダ４２に供給される油圧はポンプ
４５より与えられ、バルブ４６により配管４７あ
るいは配管４８のいずれかに高圧油が供給され
る。いずれの配管４７，４８系にも圧力調整弁４
９，５０が設けられシリンダの押し引き動作力を
所定の大きさとなるように設定することができ
る。

なお、第８図では、シリンダ４２によつて作業
ロール１１，１２の押し引きを行う例を示した
が、電動モータ等の他の手段によつて上記ロール
の押し引きを行つてもよいことは勿論である。こ
の場合には、モータに与える電流を制御してロー
ルの押し引きに与える移動力を所定の大きさに設
定すればよい。

また、第７図に示すように、パス間におけるロ
ール間に作用させる前述のバランス力Ｐは、通
常、シリンダ３２に与える油圧を一定に保持する
ように制御されることから一定となる。従つて、
パス間におけるロール移動を実施するには、第８
図に示す圧力調整弁４９，５０の圧力を所定の値
になるように一定に制御すればよい。

勿論、第６図において、作業ロール１１，１２
間に働くバランス力Ｐは、圧延荷重計２１により
測定できるので、前記(2)式に従い、F_S／Ｐが一定
となるように、F_Sを第８図の圧力調整弁４９，５
０によつて制御することも可能である。

いずれにおいても、第５図におけるロール移動
抵抗係数μが一定となるように、F_S／Ｐが設定さ
れているので、V_S／V_Rを一定の関係に保持して
作業ロール１１，１２は軸方向にV_Sで移動する。
F_S／Ｐを0.23に設定制御すれば、V_S／V_Rは0.06と
なる。

第４図において、V_R0＝3000mm/secとすれば、
これに対応するロール移動速度はV_S0＝0.06×
3000＝180mm/secとなる。

従つて本発明の場合のロール移動速度の変化は
第４図に相似的な第１０図に示すような状況とな
る。即ち、 t₁からt₂間が0.25sec t₂からt₃間が1sec t₃からt₄間が1sec であるから、t₄からt₄間にロールが移動する量S4
はS4＝225mmとなる。

パス間にロールを移動すべき量は、大きくとも
150mm程度、通常はこれ以下であるから、作業ロ
ールの逆転完了前にロールシフトを完了できる。
ロール移動機構には、上下の作業ロール１１，１
２ともに第８図に示す移動量検出器５１が取り付
けられており、所定の位置に移動したところで、
バルブ４６を締切り、作業ロール１１，１２の移
動を停止せしめるようにしてある。

なお、前記実施例では、作業ロール移動式４段
ミルについてのパス間ロール移動法について示し
たが、第９図に示すような６段式圧延機について
も適用できる。この場合は、中間ロール５２，５
３及び作業ロール１１，１２の２組のロール又は
いずれか１組のロールをロール軸方向に移動させ
ることができる。

また、第４図においてロール周速V_Rが零にな
る近傍では、ロール間摩擦係数μが不安定になる
から、t₃の近傍ではロール移動を自動的に停止さ
せることも可能である。この場合には、第１１図
に示すように、t₃′で停止させ、再びロールが回
転して所定の速度になつた後の時間t₃″からロー
ルが回転して所定の速度になつた後の時間t₃″か
らロール移動を開始すればよい。

また、作業時間に余裕がある場合には、第１１
図のt₁からt₃′までは動かさず、t₃″の時間からロー
ル移動を開始してもよい。

第１１図のt₃′及びt₃″の時間は、対応する第４
図のロール周速V_RがV_R0の１／10になつた時点等
とする。このロール周速V_Rはロール回転数の検
出値より容易に求めることが可能である。

以上のような実施例の方法によれば、従来の可
逆ミルでのパス間におけるロール軸方向移動に比
して高速化が図れる。即ち、従来ではロール疵付
の面から、第４図におけるt₄の時間、つまりロー
ルの逆転加速から終了した後に行われており、本
発明のロール移動法に比較して少なくともロール
を移動する時間だけ約1sec程度余分の時間が必要
であつた。実際には材料の搬送の面から次のよう
な複数制御を行う必要があつた。

即ち、第６図において、圧延ロール１１，１２
とテーブル２３，２５の速度は同期制御されて運
転される。従つて第６図に実線で示す材料２４が
圧延ロールの反対側の破線で示す材料２４Ａに圧
延される場合、従来は作業ロールから材料が噛放
されたところでテーブル２５の搬送を停止させる
必要がある。然るのちに作業ロールのみを逆転さ
せ、然るのち作業ロールを軸方向に移動し、この
移動から終了した後、テーブル２５を逆転して作
業ロール速度と同期させ材料をＤ方向圧延、即ち
逆転圧延が行われる。

このように圧延ロールとテーブルの速度制御を
常時同期して行うことができず複雑な制御系とな
る。更に、テーブルを逆転加速する時間数1.5sec
が必要となり、ロスタイムは2.5sec程度余分にな
る。製品にするまでの全パス数を10パスとすれば
25secのロスタイムとなり、特に熱間材では材料
の温度低下及び生産性低下が大となる。

これに対し前記実施例の場合は圧延ロールの可
逆時間内にロール移動が終了できるから、テーブ
ルローラと圧延ロールの可逆速制御は同時に行う
ことが可能となり、制御系が簡便であり、且つ温
度低下の防止及び生産性の面で多大の改善が可能
になつた。

〔発明の効果〕

以上の実施例で詳述したように、本発明に係る
可逆ミルにおけるロール軸方向移動法によれば、
圧延パス間のロール正逆のいずれか、又は両方に
おけるロールの加減速が行なわれる時間帯を含む
期間内に、ロールを軸方向に移動するようにした
ので、圧延ロールの可逆時間内にロール移動が終
了でき、したがつてロール移動時間を短縮でき、
生産性の向上が図れると共に、熱間圧延材の場合
の温度低下が防止できる等の優れた効果が奏され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は従来例を示すもので、第１図
は板クラウンの説明図、第２図は作業ロール移動
式４段ミルを示す概略図、第３図は減圧圧延の板
クラウンの状況を示す特性図、第４図はパス間に
おけるロール周速を示す特性図、第５図は速度比
とロール移動摩擦係数との関係を示す特性図、第
６図〜第１０図は本発明の一実施例を示すもの
で、第６図は可逆ミルの構成を示す部分断面図、
第７図はロールバランス機構部を示す拡大断面
図、第８図はロール移動機構部を示す拡大平面
図、第９図はロール移動式６段ミルを示す概略構
成図、第１０図はロール移動速度の関係を示す特
性図、第１１図は本発明の他の実施例を示す第１
０図に対応する特性図である。 １１，１２…作業ロール、１３，１４…補強ロ
ール、５２，５３…中間ロール、２０…スタン
ド、２３，２５…テーブル、２４…板材（圧延
材）、２８，２９…ビーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロールの軸方向に移動可能かつ正逆転可能と
   した可逆ミルを用いて材料をパス方向を正逆切換
   して減厚圧延する場合の可逆ミルにおけるロール
   軸方向移動法において、前記可逆ミルのロール間
   に少くとも圧延パス間中一定のバランス力を作用
   させておき、パス間中のロール軸方向の移動は、
   その移動力と前記バランス力との比がほぼ一定と
   なる移動力で行うとともに、パス方向を正逆変化
   させる間のロール周速が零近傍になる区間を除い
   たロール周速の加減速期間のうち、ロール周速が
   大なる区間で行うことを特徴とする可逆ミルにお
   けるロール軸方向移動法。