JPS645963B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS645963B2 JPS645963B2 JP58001550A JP155083A JPS645963B2 JP S645963 B2 JPS645963 B2 JP S645963B2 JP 58001550 A JP58001550 A JP 58001550A JP 155083 A JP155083 A JP 155083A JP S645963 B2 JPS645963 B2 JP S645963B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape
- rolled material
- width direction
- coil
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧延材の形状制御方法に関する。更に
詳細には、本発明は、冷間圧延後に巻取られた金
属材料のコイルクラウンに起因する板歪のうちの
塑性歪分を算出し、該塑性歪分を補償するように
圧延材の張力分布を制御して平坦度の高い金属板
を提供する方法に関する。
詳細には、本発明は、冷間圧延後に巻取られた金
属材料のコイルクラウンに起因する板歪のうちの
塑性歪分を算出し、該塑性歪分を補償するように
圧延材の張力分布を制御して平坦度の高い金属板
を提供する方法に関する。
従来より金属材料の圧延に於いては形状制御の
ために、形状検出手段としてメジヤリングロール
を用い、制御手段としてはワークロールのベンデ
イング位置、圧下シリンダによる圧下位置の変
更、或いはクーラントの板幅方向噴出量の調整が
行われてていた。
ために、形状検出手段としてメジヤリングロール
を用い、制御手段としてはワークロールのベンデ
イング位置、圧下シリンダによる圧下位置の変
更、或いはクーラントの板幅方向噴出量の調整が
行われてていた。
公知の如く、メジヤリングロールとは板幅方向
に分割された複数のトランスデユーサ内臓ロール
で構成され、板幅方向の各ゾーン毎の応力を測定
する。これらの検出された応力分布に基づいて、
ロールベンデイング、或いはクーラントの板幅方
向噴出量分布又は圧下位置を修正する等して制御
目標値に対して板幅方向の応力分布、すなわち歪
分布を制御していた。
に分割された複数のトランスデユーサ内臓ロール
で構成され、板幅方向の各ゾーン毎の応力を測定
する。これらの検出された応力分布に基づいて、
ロールベンデイング、或いはクーラントの板幅方
向噴出量分布又は圧下位置を修正する等して制御
目標値に対して板幅方向の応力分布、すなわち歪
分布を制御していた。
しかしながら、上述の従来方法では単に圧延
後、すなわち巻取り前の圧延材の板幅方向の歪分
布を一定にするよう制御するものであつて、圧延
材の最終使用状態、すなわちコイルに巻取り、さ
らに巻戻した状態での歪分布を制御するものでは
ない。
後、すなわち巻取り前の圧延材の板幅方向の歪分
布を一定にするよう制御するものであつて、圧延
材の最終使用状態、すなわちコイルに巻取り、さ
らに巻戻した状態での歪分布を制御するものでは
ない。
本発明者らは純Al材（A1050）の冷間圧延直後
及び巻取後の応力分布を測定して板幅方向の形状
変化を調査し、これを第１図ａ及び第１図ｂに示
す。
及び巻取後の応力分布を測定して板幅方向の形状
変化を調査し、これを第１図ａ及び第１図ｂに示
す。
第１図ａは巻取コイルの内巻部の部分の圧延材
の板幅方向の応力偏差値の分布を示すものであ
る。第１図ａに示す如く、コイル内巻部の板材で
は板幅方向の応力偏差は小さく、許容範囲内であ
る。
の板幅方向の応力偏差値の分布を示すものであ
る。第１図ａに示す如く、コイル内巻部の板材で
は板幅方向の応力偏差は小さく、許容範囲内であ
る。
これに対して、第１図ｂに示すコイル外巻部の
板材では圧延直後の状態ではほとんど応力偏差が
みられないにもかかわらず、巻取後の板材では板
幅方向に大きな応力分布が観察された。すなわ
ち、外巻部の板材では板幅中心部が板幅縁部に対
して伸びた状態であつて、いわゆる中伸びの状態
であることが解かる。
板材では圧延直後の状態ではほとんど応力偏差が
みられないにもかかわらず、巻取後の板材では板
幅方向に大きな応力分布が観察された。すなわ
ち、外巻部の板材では板幅中心部が板幅縁部に対
して伸びた状態であつて、いわゆる中伸びの状態
であることが解かる。
本発明者らは、こうした巻取後のコイルの板幅
方向の形状変化はコイル巻取により発生するもの
と推定し、コイル径及び巻取張力が板幅方向の形
状変化に及ぼす影響を調査し、その結果を第２図
及び第３図に示す。
方向の形状変化はコイル巻取により発生するもの
と推定し、コイル径及び巻取張力が板幅方向の形
状変化に及ぼす影響を調査し、その結果を第２図
及び第３図に示す。
第２図及び第３図は、巻取コイル径に対する外
巻部の板材の板幅方向の形状変化を図示したもの
であり、第２図は巻取機の前方張力が4.36Kg／mm2
で、第３図は2.50Kg／mm2で巻取つたコイルの場合
を示す。
巻部の板材の板幅方向の形状変化を図示したもの
であり、第２図は巻取機の前方張力が4.36Kg／mm2
で、第３図は2.50Kg／mm2で巻取つたコイルの場合
を示す。
第２図及び第３図に示すように、圧延直後、す
なわち巻取前の圧延材では板幅方向の形状変化は
ほとんどみられないにもかかわらず、巻取後では
コイル径が900mmを越えるとコイル径に比例して
中伸びに圧延材の板幅方向の形状変化が観察され
る。更に第２図と第３図を比較すると、第３図に
示す弱張力で巻取つた場合には形状変化率が小さ
く、巻取張力が形状変化に大きく影響しているこ
とが解かる。
なわち巻取前の圧延材では板幅方向の形状変化は
ほとんどみられないにもかかわらず、巻取後では
コイル径が900mmを越えるとコイル径に比例して
中伸びに圧延材の板幅方向の形状変化が観察され
る。更に第２図と第３図を比較すると、第３図に
示す弱張力で巻取つた場合には形状変化率が小さ
く、巻取張力が形状変化に大きく影響しているこ
とが解かる。
本発明者らは、巻取後の形状変化について圧延
材の板クラウンの重ね合せによるコイルクラウン
（コイルが太鼓型を示す）の影響が考えられるた
め、板クラウン及びコイルクラウンの相互関係を
調査した。その結果を第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄに示
す。供試材は純Al（A1050）材料であり、いずれ
の場合も約1.1％程度の板クラウンに対して約1.2
mm中高の太鼓状を示している。圧延材がこのよう
な太鼓状のコイルに巻取られる際に、板幅方向の
張力分布は板幅中央で特に大きな値を示し、これ
に起因する形状変化が考えられる。
材の板クラウンの重ね合せによるコイルクラウン
（コイルが太鼓型を示す）の影響が考えられるた
め、板クラウン及びコイルクラウンの相互関係を
調査した。その結果を第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄに示
す。供試材は純Al（A1050）材料であり、いずれ
の場合も約1.1％程度の板クラウンに対して約1.2
mm中高の太鼓状を示している。圧延材がこのよう
な太鼓状のコイルに巻取られる際に、板幅方向の
張力分布は板幅中央で特に大きな値を示し、これ
に起因する形状変化が考えられる。
従つて、コイルクラウンによる影響を考慮しな
い従来の形状制御方法では、上述の如き圧延材の
板幅方向歪を解消することができない。
い従来の形状制御方法では、上述の如き圧延材の
板幅方向歪を解消することができない。
従つて、本発明は上述の従来技術の問題を解決
することを目的とする。
することを目的とする。
更に詳細には、本発明は巻取後でも板幅方向の
形状変化の少ない圧延材を得ることのできる形状
制御方法を提供するものである。
形状変化の少ない圧延材を得ることのできる形状
制御方法を提供するものである。
本発明に従い、所定の張力下で圧延され、巻取
られる金属材料の形状を形状検出器で検出し、該
検出値に基づいて圧延材の幅方向張力を調整して
形状を制御する方法に於いて； 圧延材の板クラウンから巻取コイルのコイルク
ラウンを求め、 該コイルクラウンに起因する巻取後の板歪を算
出し、 上記圧延板の応力−歪線図より上記歪のうちの
塑性歪を求めて該塑性歪に対応する応力を計算
し、 形状検出器で検出される張力分布が前記応力を
補正した張力分布となるように板幅方向の張力を
制御して、巻取後平坦な板を得ることを特徴とす
る圧延材の形状制御方法が提供される。
られる金属材料の形状を形状検出器で検出し、該
検出値に基づいて圧延材の幅方向張力を調整して
形状を制御する方法に於いて； 圧延材の板クラウンから巻取コイルのコイルク
ラウンを求め、 該コイルクラウンに起因する巻取後の板歪を算
出し、 上記圧延板の応力−歪線図より上記歪のうちの
塑性歪を求めて該塑性歪に対応する応力を計算
し、 形状検出器で検出される張力分布が前記応力を
補正した張力分布となるように板幅方向の張力を
制御して、巻取後平坦な板を得ることを特徴とす
る圧延材の形状制御方法が提供される。
張力分布の調整手段としては、ロールベンデイ
ング位置又は圧下シリンダ位置の変更、更にクー
ラントの板幅方向噴出量の調整等がある。
ング位置又は圧下シリンダ位置の変更、更にクー
ラントの板幅方向噴出量の調整等がある。
以下、添付の図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。
に説明する。
本発明者らの研究によると、圧延材の板幅方向
の歪分布は、圧延による歪分布、巻取コイルとそ
の直前のデフレクタロールとの間の板幅方向の圧
延材の軌跡長差による歪分布、圧延材のクリープ
による歪分布、及び上述した巻取コイルクラウン
による歪分布がある。
の歪分布は、圧延による歪分布、巻取コイルとそ
の直前のデフレクタロールとの間の板幅方向の圧
延材の軌跡長差による歪分布、圧延材のクリープ
による歪分布、及び上述した巻取コイルクラウン
による歪分布がある。
これらのうち、圧延による歪分布は従来より形
状検出器により検出し、ロールベンデイング及び
圧下シリンダの調整或いはクーラントの板幅方向
での噴出量調整によつて従来より行われていたも
のである。
状検出器により検出し、ロールベンデイング及び
圧下シリンダの調整或いはクーラントの板幅方向
での噴出量調整によつて従来より行われていたも
のである。
更に軌跡長差による歪分布は、巻取ロール及び
デフレクタロールの現状のクラウンを考慮しても
せいぜい0.00025％程度のものであり、形状検出
器の測定精度よりはるかに小さいものであるので
本発明は無視する。
デフレクタロールの現状のクラウンを考慮しても
せいぜい0.00025％程度のものであり、形状検出
器の測定精度よりはるかに小さいものであるので
本発明は無視する。
また、圧延材のクリープによる歪分布について
は、圧延温度、材質によつては巻取後のクリープ
の影響を無視できない場合もあるが、本発明の方
法では一応考慮しない。
は、圧延温度、材質によつては巻取後のクリープ
の影響を無視できない場合もあるが、本発明の方
法では一応考慮しない。
従つて、本発明では巻取コイルクラウンによる
圧延材の板幅方向の歪分布を考虜して、この歪分
布を解消する形状制御方法を提供する。
圧延材の板幅方向の歪分布を考虜して、この歪分
布を解消する形状制御方法を提供する。
第５図ａ及びｂはそれぞれ巻取コイル及び圧延
材の断面を示す。
材の断面を示す。
圧延材のクラウンScは断面の幾何学的形状よ
り次式で表される。
り次式で表される。
Sc＝hc−he／hc (1)
ただし、hcは板幅中央部の厚み、
heは板幅端部の厚み、
巻取コイルは圧延材をＮ回巻取つて形成される
ので次式が成立する。
ので次式が成立する。
Ｄ＝2Nhe＋ｄ (2)
Ｄ＋２△＝2Nhc＋ｄ (3)
ただし、Ｄはコイル端部の外径
ｄはコイル内径
△Ｒはコイルクラウン量
上式(1)、(2)、(3)より下式が求められる。
△Ｒ＝（Ｄ−ｄ）Sc／２（１−Sc） (4)
(4)式は圧延材のクラウンScがＮ回積み重なつ
て巻取コイルクラウン△Ｒになるとの仮定である
が、圧延材の剛性のため端部が厳密に重なり合う
ことはない。従つて、材質毎に巻取クラウン量を
実測して上記理論値に対する補正係数αを求めて
補正する必要がある。式(4)は補正係数αによつて
次のように補正される。
て巻取コイルクラウン△Ｒになるとの仮定である
が、圧延材の剛性のため端部が厳密に重なり合う
ことはない。従つて、材質毎に巻取クラウン量を
実測して上記理論値に対する補正係数αを求めて
補正する必要がある。式(4)は補正係数αによつて
次のように補正される。
△Ｒ＝（Ｄ−ｄ）Sc／２（１−Sc）・α (5)
これにより圧延材の巻取時に発生する歪は次式
(6)によつて求められる ε2＝２△Ｒ／Ｄ＝（Ｄ−ｄ）Sc／Ｄ（１−Sc）
・α(6) ここで、圧延材の最終使用時に問題となるのは
上記の歪ε2のうちの塑性歪ε2pである。従つて、
圧延後の材料の応力−歪線図より、塑性歪ε2Pを
求める。塑性歪ε2Pは、第６図に示すように応力
−歪曲線でε2の点より材料の弾性率に相当する傾
きで直線を描き、その歪量方向の軸との交点に該
当する。
(6)によつて求められる ε2＝２△Ｒ／Ｄ＝（Ｄ−ｄ）Sc／Ｄ（１−Sc）
・α(6) ここで、圧延材の最終使用時に問題となるのは
上記の歪ε2のうちの塑性歪ε2pである。従つて、
圧延後の材料の応力−歪線図より、塑性歪ε2Pを
求める。塑性歪ε2Pは、第６図に示すように応力
−歪曲線でε2の点より材料の弾性率に相当する傾
きで直線を描き、その歪量方向の軸との交点に該
当する。
第７図を参照してコイルクラウンによる歪を補
償するための形状制御方法を説明する。
償するための形状制御方法を説明する。
まず圧延材のクラウン率Sc、クラウン形状及
びコイルクラウン係数αを、前回の類似する圧延
材についての実測値又は仮定によつて決定する。
びコイルクラウン係数αを、前回の類似する圧延
材についての実測値又は仮定によつて決定する。
次いで形状検出ロール回転数及び圧延材の板厚
によりコイル径を計算する。
によりコイル径を計算する。
これらの値に基づき、圧延材の幅方向の所定の
区分ｉ毎にコイルクラウン分布△Ri、巻取後の
歪分布ε2i、巻取後の応力分布σ2i＝σ（ε2i）及び
塑性歪分布ε2piを求める。ここで、塑性歪ε2piは
上述の如く応力−歪曲線より応力分布σ2iを得て、
これより次式により求まる。
区分ｉ毎にコイルクラウン分布△Ri、巻取後の
歪分布ε2i、巻取後の応力分布σ2i＝σ（ε2i）及び
塑性歪分布ε2piを求める。ここで、塑性歪ε2piは
上述の如く応力−歪曲線より応力分布σ2iを得て、
これより次式により求まる。
ε2pi＝ε2i−σ2i／Ｅ (6)
ここでＥは圧延された材料の弾性係数を示す。
次いで塑性歪ε2piに対応する応力分布σ2siを応
力−歪曲線より求めて次式に従い、形状検出器の
張力分布目標値を修正する。
力−歪曲線より求めて次式に従い、形状検出器の
張力分布目標値を修正する。
ｉ＊＝σi＊＋σ0−σ2pi (7)
ここで、ｉ＊は形状検出器の張力分布目標
値、 σi＊はｉ番目の区域の圧延材の応力、 σ0は平均応力を示す。
値、 σi＊はｉ番目の区域の圧延材の応力、 σ0は平均応力を示す。
第８図は本発明の方法をロールベンデイング位
置とクーラントの噴出量の調整により実施する装
置の概略図である。
置とクーラントの噴出量の調整により実施する装
置の概略図である。
圧延材１は仕上圧延スタンド２で圧延された
後、巻取機（図示せず）で巻取られる直前に形状
検出ロール（デフレクタロールとしても作動す
る）３を通過する。検出ロール３で検出された幅
方向の応力分布σi＊はCPU４に入力される。
CPUでは第７図に示す手順でσ2piを計算し、ｉ
＊を制御装置５に出力する。
後、巻取機（図示せず）で巻取られる直前に形状
検出ロール（デフレクタロールとしても作動す
る）３を通過する。検出ロール３で検出された幅
方向の応力分布σi＊はCPU４に入力される。
CPUでは第７図に示す手順でσ2piを計算し、ｉ
＊を制御装置５に出力する。
制御装置５はロールベンデイング作動装置６及
びクーラント作動装置７を操作し、目標応力分布
σｉ＊が達成されるようにロールベンデイング量
及びクーラントの圧延材幅方向の分布を調整す
る。
びクーラント作動装置７を操作し、目標応力分布
σｉ＊が達成されるようにロールベンデイング量
及びクーラントの圧延材幅方向の分布を調整す
る。
実施例
純Al材（A1050）を厚さ1.13mmから0.65mmに圧
下し、コイルに巻取る圧延方法に本発明の方法を
適用した。
下し、コイルに巻取る圧延方法に本発明の方法を
適用した。
圧延材のクラウン率は１％であり、板幅方向の
クラウン分布を２次曲線とし、クラウン補正係数
をα＝0.48と仮定した。
クラウン分布を２次曲線とし、クラウン補正係数
をα＝0.48と仮定した。
更に、応力−歪曲線を以下の式で近似した。
σ（ε）＝7000×ε／100 （ε≦0.144％）
σ（ε）＝10.08＋233.03−191.62＋54.77
ただし＝ε−0.144（0.144％ε0.48％）
σ（ε）＝70.9／100（ε−0.48）＋15.69（３0.48％
） ただし、εはパーセントで示す。
） ただし、εはパーセントで示す。
以上のデータをもとに板幅を20等分して、第７
図に示す手順で板幅方向の塑性歪分布を計算し、
その結果を第９図に示す。
図に示す手順で板幅方向の塑性歪分布を計算し、
その結果を第９図に示す。
圧延材の断面形状が平坦になるように（すなわ
ちσi＊＝０）、目標値＊を巻取コイル径毎に計
算し、その結果を第１０図に示す。
ちσi＊＝０）、目標値＊を巻取コイル径毎に計
算し、その結果を第１０図に示す。
以上のようにして求めた＊でロールベンデイ
ング位置及びクーラント量を調整し結果、極めて
平坦な断面形状の圧延材コイルが得られた。
ング位置及びクーラント量を調整し結果、極めて
平坦な断面形状の圧延材コイルが得られた。
第１図ａ及びｂはそれぞれ圧延材巻取コイルの
内巻部及び外巻部の幅方向の応力分布を巻取前及
び巻取後の状態で示す。第２図は圧延材の巻取前
及び巻取後の状態の幅方向の伸び率の変化とコイ
ル径との関係を示す。第３図は巻取機の前方張力
を低下して巻取つた場合の第２図と類似のグラフ
である。第４図ａ，ｂ，ｃ及びｄは圧延材クラウ
ンと巻取コイルクラウンを比較して示す。第５図
ａは巻取コイル断面を、第５図ｂは圧延材断面を
それぞれ示す。第６図は圧延材の応力−歪曲線を
示す。第７図は本発明に従い張力分布目標値を求
める方法のフローチヤートである。第８図は本発
明の方法を実施するための装置の概略図である。
第９図は本発明に従い、圧延材の巻取コイルの幅
方向の塑性歪分布をコイル径毎に求めた結果を示
す。第１０図は第８図に示す塑性歪分布を補償す
るための応力分布目標値をコイル径毎に求めた結
果を示す。
内巻部及び外巻部の幅方向の応力分布を巻取前及
び巻取後の状態で示す。第２図は圧延材の巻取前
及び巻取後の状態の幅方向の伸び率の変化とコイ
ル径との関係を示す。第３図は巻取機の前方張力
を低下して巻取つた場合の第２図と類似のグラフ
である。第４図ａ，ｂ，ｃ及びｄは圧延材クラウ
ンと巻取コイルクラウンを比較して示す。第５図
ａは巻取コイル断面を、第５図ｂは圧延材断面を
それぞれ示す。第６図は圧延材の応力−歪曲線を
示す。第７図は本発明に従い張力分布目標値を求
める方法のフローチヤートである。第８図は本発
明の方法を実施するための装置の概略図である。
第９図は本発明に従い、圧延材の巻取コイルの幅
方向の塑性歪分布をコイル径毎に求めた結果を示
す。第１０図は第８図に示す塑性歪分布を補償す
るための応力分布目標値をコイル径毎に求めた結
果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定の張力下で圧延され、巻取られる金属材
料の形状を形状検出器で検出し、該検出値に基づ
いて圧延材の幅方向張力を調整して形状を制御す
る方法に於いて； 圧延材の板クラウンから巻取コイルのコイルク
ラウンを求め、 該コイルクラウンに起因する巻取後の板歪を算
出し、 上記圧延板の応力−歪線図より上記歪のうちの
塑性歪を求めて該塑性歪に対応する応力を計算
し、 形状検出器で検出される張力分布が前記応力を
補正した張力分布となるように板幅方向の張力を
制御して、巻取後平坦な板を得ることを特徴とす
る圧延材の形状制御方法。 ２ 圧延機のロールベンデイング位置を変更する
ことによつて板幅方向の張力分布を制御すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の圧延
材の形状制御方法。 ３ 圧延機に付設されたクーラント噴出手段の板
幅方向の噴出量を変更することによつて板幅方向
の張力分布を制御することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の圧延材の形状制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58001550A JPS59127914A (ja) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | 圧延材の形状制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58001550A JPS59127914A (ja) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | 圧延材の形状制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59127914A JPS59127914A (ja) | 1984-07-23 |
| JPS645963B2 true JPS645963B2 (ja) | 1989-02-01 |
Family
ID=11504630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58001550A Granted JPS59127914A (ja) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | 圧延材の形状制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59127914A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59144508A (ja) * | 1983-02-04 | 1984-08-18 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 金属板材の圧延方法 |
| JP2693495B2 (ja) * | 1988-07-07 | 1997-12-24 | 石川島播磨重工業株式会社 | 圧延方法及び圧延設備 |
| JP7620197B2 (ja) * | 2021-03-22 | 2025-01-23 | 日本製鉄株式会社 | 熱延コイルの製造方法 |
-
1983
- 1983-01-08 JP JP58001550A patent/JPS59127914A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59127914A (ja) | 1984-07-23 |
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