JP2000051914A - 板材圧延における板幅制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、鋼板等の板材を熱間圧延または冷
間圧延するに際し、所望の板幅を得るための板材圧延に
おける板幅制御方法に関する。 【解決手段】 反対側の片側端部にそれぞれテーパ部を
設けた上下ワークロールを軸方向にシフトするロールシ
フト機構と、前記上下ワークロールのロール軸をクロス
するロールクロス機構を備えた少なくとも１基の圧延機
を用い、予め定めておいたロールシフト位置とロールク
ロス角度と板幅変化量との関係に基づき、所望の板幅が
得られるようにロールシフト位置とロールクロス角を制
御して圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等の板材を熱
間圧延または冷間圧延するに際し、所望の板幅を得るた
めの板材圧延における板幅制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】板材、特に鋼板の熱間圧延においては、
まず粗圧延で板厚250mm 程度のスラブを板厚40mm程度の
シートバーとする。そして、そのシートバーを仕上げ圧
延によって１〜20mm程度の板厚に圧延する。従来、この
ような熱間圧延における板幅制御は、例えば、特公平6-
18653 号公報、特公平6-36928 号公報等に開示されてい
るように、各粗圧延機の入側あるいは仕上げ圧延機群入
側にエッジャーロールを設置し、板の幅出しを行うこと
で実施している。

【０００３】一方、冷間圧延においては、実際上、板幅
を制御する手段はなく、製品板幅に比べて十分幅の広い
母材を使用して圧延を行い、圧延後に板端部をトリミン
グし所望の板幅としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱間圧延に
おけるエッジャーロールによる板幅制御では、粗圧延機
群内あるいは仕上げ圧延機群入側に大がかりな設備であ
るエッジャーロールを設置する必要があり、設備的に非
常に複雑な構成となり、多大な建設費用を必要とする。

【０００５】また、エッジャーロール駆動のために動力
が必要であり、エッジャーロールのロール研磨、ロール
交換なども必要となり、生産コスト増大の大きな要因で
あった。さらに、エッジャーロールと接する板材の端面
部分に接触きずなどが発生するという品質上の問題もあ
る。

【０００６】一方、冷間圧延においても、圧延後に板端
部をトリミングするため、製品歩留まりが大幅に低下す
るという問題がある。本発明は、上記の問題点を解決す
るべくなされたものであり、熱間圧延においてエッジャ
ーロールを使用することなく、また冷間圧延においては
板端部をスリットすることなく、所望の板幅を得るため
の板幅制御方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに反対側
の片側端部にそれぞれテーパ部を設けた上下ワークロー
ルを軸方向にシフトするロールシフト機構と、前記上下
ワークロールのロール軸をクロスするロールクロス機構
を備えた少なくとも１基の圧延機を用い、予め定めてお
いたロールシフト位置とロールクロス角と板幅変化量と
の関係に基づき、所望の板幅が得られるようにロールシ
フト位置とロールクロス角を制御して圧延することで前
記課題を解決したのである。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、本発明で適用するロールシ
フトとロールクロスの概念を、図３と図４を用いて説明
する。図３は、ロールシフトの概念を説明した模式図で
あり、圧延機を正面から見た状態を概念的に示してい
る。上下ワークロール2a、2bは、それぞれのロール端の
片側端部にテーパ部12が設けられている。ここで、ワー
クロールをその軸方向に上下で逆方向となるように移動
させる操作を行う。この移動量、すなわちシフト量は、
具体的には被圧延材１の板端からテーパ部12の始端部ま
での距離ELと定義される。また、ロールのテーパ部12の
テーパ量をＨ／Ｌと定義する。

【０００９】次に、図４は、ロールクロスの概念を説明
した模式図であり、圧延機を上から見た状態を概念的に
示している。ロールクロスは、上下ワークロール2a、2b
を互いに交差させる操作であり、そのクロス角θは、両
ワークロールの軸のなす角度の１／２と定義する。本発
明者らは、ロール端部にテーパ部を設けたワークロール
を用いてのロールシフトとロールクロスを併用する圧延
について、鋭意検討を行い、実験を重ねた結果、シフト
量およびクロス角と圧延後の板幅との関係が、以下のよ
うに表されるという知見を得た。

【００１０】ここで、本知見を得るにあたり、７スタン
ドからなる熱間仕上げ圧延機で圧延を実施した。ただ
し、その最終スタンド（７スタンド目）のワークロール
は、図３で示したテーパが施されている。そのテーパ量
（Ｈ／Ｌ）は１／400 としている。また、下記データ
は、ある圧下率で板厚４mm、板幅950mm の低炭素鋼を圧
延した結果に基づくものである。

【００１１】図５は、クロスなし（θ＝０゜）にて、ワ
ークロールシフト圧延を行ったときの、シフト量ELと圧
延前後の板幅変化量との関係を示している。シフト量EL
が、ゼロに近いときは、板端部での材料の幅方向流れの
ため、板の幅広がりが発生し、圧延後の板幅は大きくな
っている。シフト量ELが大きくなるにしたがって圧延後
の板幅は小さくなっていくことがわかる。

【００１２】このことは、ワークロールのテーパによる
上下ワークロール間のロールギャップ部に材料が充満
し、板端部の板厚が厚くなるため板幅が全体的に縮むこ
とを示している。図６は、ある圧下率でクロス角をθ＝
０、0.3 、0.6 ゜と変えたときの、シフト量ELと圧延前
後の板幅変化量との関係を示している。

【００１３】ここで、図６の関係は次式のように表すこ
とができる。すなわち、板幅変化量をΔｗとすると、 Δｗ＝ａ・f(θ) ・EL＋ｂ ・・・ （１） （ここで、ａ、ｂは定数である。）となる。つまり、板
幅変化量Δｗは、シフト量ELとほぼ線形関係にある。f
(θ)は、図６においてクロス角θのときの直線の傾きを
補正する項であり、あらかじめ実験的に定まるものであ
る。

【００１４】クロス角θが大きくなると、シフト量ELに
対する圧延前後の板幅変化量は大きくなる。これは、ク
ロス角が大きくなると、板端部での上下ワークロール間
のロールギャップが大きくなるとともに、板端部に大き
な張力が作用して幅縮みをより増進させるためであると
考えられる。以上の知見に基づき、本発明を熱間仕上げ
圧延機と冷間圧延機に適用した。

【００１５】以下、図面を参照して、本発明の実施形態
の例について詳細に説明する。まず、本発明に係る第１
の実施の形態である熱間仕上げ圧延機への適用について
説明する。図１は、熱間仕上げ圧延機３の概略構成を示
す、制御ブロック図を含む側面図である。本実施形態に
おける熱間仕上げ圧延機では、第７スタンドにおいてテ
ーパ部を設けた上下ワークロール2a、2bを適用してい
る。そして、その上下ワークロール2a、2bを軸方向にシ
フトするロールシフト機構とクロスさせるロールクロス
機構が備えられており、７スタンドのタンデム構造の熱
間仕上げ圧延機３を構成している。

【００１６】上記熱間仕上げ圧延機３では、第７スタン
ドの上下ワークロール2a、2bがシフトクロス操作装置７
により操作される。第７スタンド出側には、板幅を測定
するための板幅計４が設置されている。板幅制御装置６
は、前記板幅計４により測定された実績板幅と目標板幅
設定器５で設定された目標板幅に基づいて、シフト量と
クロス角を算出し、前記シフトクロス操作装置７に出力
し、ワークロールを制御するようになっている。ここ
で、シフトクロス制御装置７では、予め定めたシフト量
とクロス角と板幅変化量との関係に基づいて、実績板幅
と目標板幅が一致するように板幅を制御するようになっ
ている。

【００１７】すなわち、実績板幅と目標板幅との偏差分
に相当する板幅変化量を得るために必要なシフト量、ク
ロス角を図６に示すようなシフト量、クロス角と板幅変
化量との関係から求めるものである。ここで、ある板幅
変化量を得るためのシフト量とクロス角として複数の組
み合わせが存在する場合があるが、シフト量とクロス角
の操作による板厚プロフィルや板形状への影響を考慮し
て最適な値を決めることが望ましい。

【００１８】本実施の形態では、第７スタンドのワーク
ロールシフト圧延機はワークロールおよびバックアップ
ロールからなる４段圧延機である。そして、そのワーク
ロール径は650mm であり、ワークロールのテーパ量は１
／400 である。次に、本発明に係る第２の実施の形態で
ある冷間圧延機への適用について説明する。図７は、冷
間圧延機８の概略構成を示す、制御ブロック図を含む側
面図である。

【００１９】本実施の形態で用いられる冷間圧延機８
は、第１スタンドにおいてテーパが設けられたワークロ
ールを用い、その上下ワークロール2a、2bを軸方向にシ
フトするロールシフト機構とクロスさせるロールクロス
機構を備え、全体で６スタンドからなる冷間タンデム圧
延機である。上記冷間圧延機８では、第１スタンドの上
下ワークロール2a、2bがロールを所定位置にシフトおよ
びクロスするシフトクロス操作装置７で操作される。第
６スタンド出側には、板幅を測定するための板幅計４が
設置されている。板幅制御装置６は、前記板幅計４によ
り測定された実績板幅と目標板幅設定器５で設定された
目標板幅に基づいて、シフト量とクロス角を算出し、前
記シフトクロス操作装置７に出力し、ワークロールを制
御するようになっている。

【００２０】そして、シフトクロス制御装置７では、予
め定めたシフト量とクロス角と板幅変化量との関係に基
づいて、実績板幅と目標板幅が一致するように板幅を制
御するするようになっている。本実施の形態では、第１
スタンドのワークロールシフトクロス圧延機がワークロ
ールおよびバックアップロールからなる４段圧延機であ
り、第１スタンドのワークロール径は570mm であり、ワ
ークロールのテーパ量は１／300 である。

【００２１】このように、本発明によって、冷間圧延に
おいても、所望の板幅を得るための板幅制御を行うこと
が可能となったのである。以上、本発明について具体的
に説明したが、本発明は、前記の実施の形態に限られる
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能である。本発明に適用できる圧延設備の具体的構成
は、前記実施例に示したものに限定されないのはもちろ
んである。

【００２２】例えば、圧延機は４段のものに限定され
ず、６段、２段の圧延機等でもよい。また、圧延スタン
ド数も実施形態に示したスタンド数に限定されず、４ス
タンドや５スタンド、あるいは単スタンドでもよく、全
く任意である。また、テーパ部を設け、シフト・クロス
を可能としたワークロールを備えたスタンドは、第１ス
タンド、第７スタンドに限られるものではなく、いずれ
のスタンドであってもよい。また、単スタンドとするだ
けでなく、複数スタンドに備えるようにしてもよい。

【００２３】また、ワークロールのクロスは単独でクロ
スしてもよく、バックアップロールと対になってクロス
するペアクロス圧延機としてもよい。そして、ワークロ
ールの端部に設けるテーパ部は単純な傾斜とするだけで
はなく、sin カーブとか、複数の直線や曲線を組み合わ
せた傾きを持つようにしてもよい。

【００２４】ここで、本実施の形態では、板材を鋼板と
して説明したが、これに限定されるものではなく、圧延
対象とする板材は、鋼板に限らず、アルミニウム板、銅
板等であってもよいのは当然である。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例として、上記の実施の形態と
して説明した熱間仕上げ圧延機と冷間圧延機のそれぞれ
に本発明を適用した例を説明する。まず、実施例１とし
て、図１の熱間仕上げ圧延機の第７スタンドに本発明を
適用した例を、従来例と比較して説明する。

【００２６】本実施例では、低炭素鋼を粗圧延機により
板厚250mm のスラブから板厚40mmまで圧延したのち、本
発明を適用した熱間仕上げ圧延機で板厚２mm、板幅900m
m の製品を製造した。ここで、従来例１は、本発明の板
幅制御を行わない従来からの圧延の場合である。従来例
２は、仕上げ圧延機入側にエッジャーロールを設置して
板幅制御を行った場合である。本発明例１は、本発明に
よる板幅制御を行った場合である。

【００２７】以上の場合について、それぞれ50コイル圧
延したときの板幅精度を比較した。その結果を図２に示
す。図２は、従来例１、従来例２、そして、本発明例１
のそれぞれの場合について、板幅目標と実績板幅の偏差
を平均して示したグラフである。板幅制御を行わない従
来例１に比べて、エッジャーロールによる板幅制御を行
う従来例２の偏差が小さくなっており、更に、本発明例
１の偏差が小さくなっていることが分かる。つまり、本
発明例１の板幅精度が最もよいことがわかる。

【００２８】このことから、本発明を熱間圧延ラインに
適用することによって、熱間圧延ラインにおいて板幅を
制御するために不可欠であったエッジャーロールを不要
とすることができたのである。次に、実施例２として、
図７の冷間圧延機の第１スタンドに本発明を適用した例
を、従来例と比較して説明する。

【００２９】本実施例では、板厚２mmの低炭素鋼母板か
ら、板厚0.3mm 、板幅800mm の製品を製造した。ここ
で、板幅制御を行わない従来例３と本発明を冷間圧延機
に適用して板幅制御を行った本発明例２について、それ
ぞれ50コイルの圧延を行い、板幅精度を比較した。図８
は、従来例３と本発明例２における板幅の目標と実績板
幅の偏差の平均を示したグラフである。図８において、
板幅制御を行わない従来例３に比べて、本発明例２の方
が目標と実績板幅の偏差が大幅に小さくなっており、良
好な板幅精度で板幅制御が行えることが確認できた。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、熱間圧延においてエッ
ジャーロールを使用することなく、また冷間圧延におい
ては板端部をスリットすることなく、所望の板幅を得る
ための板幅制御を精度良く行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱間仕上げ圧延機に本発明を適用した例を示す
模式図である。

【図２】本発明例と従来例の比較を示すグラフである。

【図３】ワークロールシフトを説明する模式図である。

【図４】ロールクロス方式を説明する模式図である。

【図５】ワークロールシフト量（EL）と板幅変化量の関
係を示すグラフである。

【図６】ロールクロス角（θ）と板幅変化量の関係を示
すグラフである。

【図７】冷間圧延機に本発明を適用した例を示す模式図
である。

【図８】本発明例と従来例の比較を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 被圧延材（板材） 2a 上ワークロール 2b 下ワークロール ３ 熱間仕上げ圧延機 ４ 板幅計 ５ 目標板幅設定器 ６ 板幅制御装置 ７ シフトクロス操作装置 ８ 冷間圧延機 12 テーパ部

フロントページの続き (72)発明者 鑓田 征雄 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4E024 AA08 DD05 DD08 DD20

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに反対側の片側端部にそれぞれテー
   パ部を設けた上下ワークロールを軸方向にシフトするロ
   ールシフト機構と、前記上下ワークロールのロール軸を
   クロスするロールクロス機構を備えた少なくとも１基の
   圧延機を用い、予め定めておいたロールシフト位置とロ
   ールクロス角と板幅変化量との関係に基づき、所望の板
   幅が得られるようにロールシフト位置とロールクロス角
   を制御して圧延することを特徴とする板材圧延における
   板幅制御方法。