JPH04305304A - 熱間圧延機におけるキャンバー制御方法 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延機におけるキ
ャンバー制御方法に関し、特にエッジャーロール（圧延
材の幅を修正する堅型ロールをいう。）によって圧延材
を幅方向に移動させることによってキャンバーを修正す
る制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に熱間圧延ラインでの粗圧延
設備は、圧延荷重計やロールギャップ調節装置を設けた
粗圧延機と、前記粗圧延機の入側に設けた一対のエッジ
ャーロールによって構成され、該粗圧延機によって厚み
２５０ｍｍのスラブを２０〜４０ｍｍの帯鋼に圧延して
いる。この粗圧延機に設けられているロールギャップ調
整装置は、圧延材が所定の板厚になるよう上下ロールの
ギャップ調整や、上下ロールのレベルを調整（レベリン
グともいう。）する機能がある。また、一対のエッジャ
ーロールはロール間隔を調整して圧延材の幅をコントロ
ールするために設けられている。粗圧延機で圧延される
スラブは加熱炉によって所定温度に加熱されるが、その
スラブは幅方向に均一に加熱されたものや、加熱条件や
スラブの装入状態等によって幅方向に温度偏差が生じた
ものなどがある。

【０００３】上述のようなスラブは圧延機とエッジャー
ロールによって所定厚み・幅に圧延されるが、スラブの
形状・温度または圧延条件等によって、その鋼帯（以下
圧延材という。）にはキャンバー（曲がり）やウェッジ
等をが生じるときがある。従来は、このように発生した
キャンバーは、ロールのレベルを調整（レベリング）す
ることによって修正している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように発生するキャンバーやウェッジはレベリングだけ
では全ての形状を修正することは困難であり、次のよう
な課題が存在していた。例えば、 （１）　　幅方向に温度差があるスラブを圧延した場合
、図２に示すように、幅方向に温度差があるスラブを圧
延する場合、ＷＳ（ワークサイド）とＤＳ（ドライブサ
イド）とのロールレベルを調整することによってある程
度、キャンバーや蛇行を修正することが可能であっても
、この温度差が長手方向に均一とは限らず、加熱炉での
スラブ装入状態等によって、スラブ内で高温部がＷＳ側
やＤＳ側に変化することもあり、単にレベリング調整だ
けで修正することは不可能である。 （２）　　キャンバーがある圧延材を圧延する場合、前
段の圧延機でキャンバーが生じた圧延材を後段の圧延機
で圧延する場合、ロールに噛み込まれる前記圧延材の進
入角度は変わるので、これによってキャンバーが益々助
長され、従来のレベリング調整だけでは対応できなくな
る。 （３）　　板厚偏差（ウェッジ）がある圧延材を圧延す
る場合、レベリング調整でウェッジ率を変えずに出側キ
ャンバーを修正することは理論的に可能であるが、コイ
ル内でウェッジ率やその偏差方向が変わると、応答性の
遅い電動圧下装置では対応できず、応答性の優れた油圧
圧下装置を設けた圧延機が必要となる。 （４）　　圧延機のセンターと圧延材の幅センターとに
ズレ（オフセンターという。）が生じた場合、このよう
にオフセンターがあると左右の圧下率に差が生じキャン
バーが発生する場合がある。この様なとき、従来のエッ
ジャロールの機能（従来は、幅を調整するためのみにエ
ッジャロールを設け、単にロール間隔を調整する機能だ
けであって、圧延材全体を幅方向に移動さす機能はない
。）では圧延材を幅方向に移動さすことによってオフセ
ンターを修正することは不可能であった。又、レベリン
グ調整だけでキャンバーを修正することもできない。 （５）　　ワークロールの摩擦係数の差がＷＳ側とＤＳ
側とで生じた場合、ロールの摩擦係数が長手方向に差が
あると、圧延材は横ずれしキャンバーが発生する。この
ようなときはロール替えを行うことによって対応してい
た。 以上のような条件でキャンバーが発生するのであるが、
この現象を示す一般理論式を、図２の温度偏差の場合に
基づき説明する。すなわち、出側キャンバーρ０は、次
の

【数１】 の（１）式で表すことができる。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、前述の（１）式に示した現
象理論に基づき、従来のレベリング調整によってキャン
バーを修正する方法以外に、キャンバー率等を演算しつ
つ圧延材を幅方向に移動させることにより、キャンバー
を修正するようにした熱間圧延機におけるキャンバー制
御方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による熱間圧延機
におけるキャンバー制御方法は、少なくとも圧延荷重測
定手段とロールギャップ調節手段とを設けた第１スタン
ドと、該第１スタンドの入側に設けられた圧延材の温度
計測手段と板厚計測手段と、該第ｎ−１スタンドの入出
側に圧延材の幅方向の位置を検出する位置検出手段とを
設けた第１圧延設備と、少なくとも圧延荷重測定手段と
ロールギャップ調節手段とを設けた第ｎスタンドの入側
に圧延材を板幅方向に移動するエッジャーロールを設け
、かつ、該第ｎスタンドの入出側に圧延材の幅方向の位
置を検出する位置検出手段とを設けた第ｎ圧延設備とを
配設した圧延ラインにおいて、第１圧延設備で計測した
圧延材の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重
、ロールギャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバ
ー率及び幅方向の温度差を演算し、これらの値によって
圧延材のキャンバーを修正するよう圧延材の幅方向のセ
ンターと圧延機のセンターとの位置関係を前記エッジャ
ーロールによって調整するフィードフォアード制御と第
ｎ圧延機の入出側の圧延材の幅方向の位置によってキャ
ンバーを演算し、この値からキャンバーを修正するよう
前記エッジャーロールの位置を調整するフィードバック
制御とを含む方法である。

【０００７】さらに詳細には、前記第１圧延設備で計測
した圧延材の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延
荷重、ロールギャップとから圧延材のウェッジ率やキャ
ンバー率及び幅方向の温度差を演算し、これらの値によ
って圧延材のキャンバーを修正するよう第１圧延機のロ
ールレベルを調整すると共に圧延材の幅方向のセンター
と第ｎ圧延機のセンターとの位置関係を第ｎ圧延設備の
エッジャーロールによって調整するフィードフォアード
制御と、第ｎ圧延機の入出側の圧延材の幅方向の位置に
よってキャンバーを演算し、この値からキャンバーを修
正するように前記エッジャーロールの位置を調整するフ
ィードバック制御と共に第ｎ圧延機のロールレベルを調
整する方法である。

【０００８】

【作用】本発明による熱間圧延機におけるキャンバー制
御方法においては、第ｎ−１圧延設備で計測した圧延材
の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重、ロー
ルギャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバー率及
び幅方向の温度差を演算し、これらの値から圧延材のキ
ャンバーを修正するよう圧延材の幅方向のセンターと圧
延機のセンターとの位置関係をフィードフォアード制御
を介して前記エッジャーロールによって調整すると共に
、第ｎ圧延機の入出側の圧延材の幅方向の位置によって
キャンバーを演算し、この値からキャンバーを修正する
ように前記エッジャーロールの位置をフィードバック制
御によって調整することにより、キャンバーを制御する
ことができる。なお、前述のエッジャーロールを制御す
る手段と従来のレベリングによる調整方法とを併用する
ことによって、より効果的にキャンバーを修正すること
ができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面と共に本発明による熱間圧延機に
おけるキャンバー制御方法の好適な実施例について詳細
に説明する。図１から図１４迄は本発明による熱間圧延
機におけるキャンバー制御方法を示すもので、図１は熱
間圧延機を示す構成図、図２，５，８，１１，１３は圧
延状態を示す平面構成図、図３，４，６，７，９，１０
，１２，１４，１５は圧延材（板）を示す断面図である
。

【００１０】図１において、符号１で示されるものは第
１圧延設備５０をなす第１スタンドであり、この第１ス
タンド１は、圧延材２を圧延する一対の第１水平ミル３
、一対の中間ロール４、圧延荷重測定手段であるロード
セル５、ロールギャップ調節手段である第１スクリュ６
、第１圧下７から構成され、前記第１圧下７の第１レベ
リング検出器８からの第１レベリング検出信号８ａは第
１スタンドウェッジ率・キャンバー率制御装置１０に入
力されている。

【００１１】前記第１ロードセル５からの第１荷重信号
５ａ、前記第１スタンド１の両側に設けられた第１入側
横ズレ計１１及び出側横ズレ計１２（圧延材２の幅方向
の位置を検出する位置検出手段をなす）からの第１入側
横ズレ信号１１ａ及び第１出側横ズレ信号１２ａは前記
第１スタンドウェッジ率・キャンバー率制御装置１０に
入力されている。

【００１２】また、前記第１入側横ズレ計１１の上流側
に設けられた板厚計測手段であるウェッジ計１３及び温
度計測手段である測温計１４からのウェッジ信号１３ａ
及び測温信号１４ａは、前記第１スタンドウェッジ率・
キャンバー率制御装置１０に入力されていると共に、こ
の制御装置１０からの第１スタンドレベリング修正信号
１０ａが前記第１圧下７に入力されている。

【００１３】前記制御装置１０からの入側ウェッジ率１
０ｂ、入側キャンバー率１０ｃ、入側幅方向温度差１０
ｄは、第ｎスタンドキャンバー率制御装置１５に入力さ
れており、この制御装置１５からのレベリング信号１５
ａ及び第ｎキャンバー制御信号１５ｂは、レベリング装
置１６及び油圧ジャッキ制御部１７に各々入力されてい
る。

【００１４】次に、符号２０で示されるものは、第ｎ圧
延設備５１をなす第ｎスタンドであり、この第ｎスタン
ド２０は、圧延材２を圧延する一対の第２水平ミル２１
、一対の中間ロール２２、第ｎロードセル２３、第ｎス
クリュ２４及び第ｎ圧下２５とから構成され、この第ｎ
スタンド２０の上流側には、垂直ミル油圧ジャッキ２６
により作動するエッジャーロールとしての一対の垂直ミ
ル２７（図では１個のみ開示）が配設され、この垂直ミ
ル油圧ジャッキ２６には前記油圧ジャッキ制御部１７か
らのジャッキ制御信号１７ａが供給されている。

【００１５】前記第ｎ圧下２５には、前記レベリング装
置１６からのレベル制御信号１６ａが入力され、この第
ｎ圧下２５に接続された第ｎレベリング検出器２８から
の第ｎレベリング検出信号２８ａが第ｎスタンドキャン
バー率制御装置１５に入力され、前記第ｎスタンド水平
ミル２０の両側位置には、入側横ズレ計２９及び出側横
ズレ計３０（幅方向の位置を検出する位置検出装置をな
す）が配設されている。

【００１６】前記各横ズレ計２９，３０の入側横ズレ信
号２９ａ及び出側横ズレ信号３０ａは、第ｎスタンドキ
ャンバー演算器３１に入力され、この第ｎスタンドキャ
ンバー演算器３１の演算信号３１ａは、前記第ｎスタン
ドキャンバー率制御装置１５に入力されていると共に、
前記ロードセル２３からの第２荷重信号２３ａも前記第
ｎスタンドキャンバー率制御装置１５に入力されている
。

【００１７】次に、前述の構成の熱間圧延機を用いてキ
ャンバー制御を行う場合について説明する。

【００１８】（実施例１）まず、幅方向に温度差がある
スラブよりなる圧延材２を圧延する場合、図２に示すよ
うに、高温側（ＤＳ）が低温側（ＷＳ）より伸び、低温
側（ＷＳ）に曲がりキャンバーが生じる。しかし、エッ
ジャーロールである垂直ミル２７によって圧延材２を幅
方向に移動させることにより、次のような作用でキャン
バーを修正することができる。前記低温側（ＷＳ）と高
温側（ＤＳ）の先進率ｆｗ，ｆｄ、後進率ｇｗ，ｇｄ、
入側・出側のキャンバー、角速度、バー速度を各々ρｉ
，ρ０，ωｉ，ω０，Ｖｉ，Ｖ０とし、入側の低温側（
ＷＳ）と高温側（ＤＳ）の後方長力をＴｗ，Ｔｄ、板幅
をＷとすると、周知のごとく、入出側のキャンバーと角
速度の間に数１の（１）式の関係が成立する。

【００１９】

【数１】

【００２０】また、次の数２の（２）式が得られる。

【数２】

【００２１】今、次の圧延状態を考えると入側ウェッジ
ゼロ⇒ｈｉｄｆ＝０，ω０＝０入側キャンバーゼロ⇒ρ
ｉ＝０ Ｔｗ＝Ｔｄ 幅方向温度差　　ＷＳ＜ＤＳ 前述の（１）式より次の数３の（４）式を得る。

【００２２】

【数３】

【００２３】また、同上圧延状態で前述の（２）式より
、次の数４の（５）式を得る。

【００２４】

【数４】

【００２５】ここで、（５）式を（４）式に代入すると
、次の数５の（６）式を得る。

【００２６】

【数５】

【００２７】従って、前述の（６）式より、幅方向温度
差による変形抵抗の差より発生する出側ウェッジｈ０ｄ
ｆに比例したキャンバーρ０が発生する。ここでｈ０ｗ
＞ｈ０ｄのため、 圧下率γはγｗ＜γｄ 先進率ｆｗ＜ｆｄ 後進率ｇｗ＜ｇｄ となり、キャンバーはＷＳ側へ曲がり、入側もＷＳ側へ
傾き、ＷＳ側へΔｘの蛇行を生じる。

【００２８】このキャンバーを零とする方法として、入
側エッジャーによりミルセンターと圧延材２の板センタ
ーを変える方法につてい述べる。まず、エッジャーをミ
ルセンターに対し、ΔｘだけＤＳ側へオフセンター状態
とする。この時、前述のＴｗは引張り、Ｔｄは圧縮張力
となり、次の数６の（７）式が成り立つΔｘが存在し、
これにより出側キャンバーをゼロとすることができる。

【００２９】

【数６】

【００３０】また、エッジャーによる入側オフセンター
を保ち、定常状態において、ロールバイト部のオフセン
ターがΔｘとなる。この時、 ｈ０ｄｆ＝ＡＳｄｆ＋ＢΔｘ＋ＣＰｄｆ　　・・・（８
）但し、ＳｄｆはＷＳ，ＤＳのスクリュー位置差，次に
、（８）式のＳｄｆ＝０より ｈ０ｄｆ＝ＢΔｘ＋ＣＰｄｆ＝０となる。 即ち、Δｘ＝（Ｃ／Ｂ）Ｐｄｆの状態を作り出すことに
より、（７）式の∂ｇ／∂ｈ０・ｈ０ｄｆ＝０、∂ｇ／
∂ｈｉ・ｈｉｄｆ＝０、∂ｆ／∂Ｔ・Ｔｄｆ＝０となり
、ρ０＝０の状態での圧延が可能となる。すなわち、エ
ッジャーによるオフセンター制御により、過渡期（図５
）、定常域（図８）共に、ＷＳ，ＤＳの幅方向温度差に
よるキャンバー及び蛇行を防止することができる。

【００３１】（実施例２）キャンバーがある圧延材を圧
延する場合。圧延材がすでにキャンバーが生じていると
、ロールに噛み込まれる圧延材の進入角が変化し、出側
ではキャンバーが益々助長される。しかし、エッジャー
ロールによって圧延材を幅方向に移動さすと、次の様な
作用でキャンバー修正することができる。

【００３２】数１の（１）式の中のρｉ／λ２で決まる
ρ０が発生する。この場合従来のアクチュエータでは進
入角を制御することは困難であったが、上流で検出され
たキャンバーのバー長手方向の値を記憶し、ρｉの変化
による進入角変化分エッジャーのオフセンター量をフィ
ードフォワード制御する。当該スタンド横ズレ計により
ロールバイト位置が一定となるようにエッジャーオフセ
ンター量のフィードバック制御を行う。前述の各方法で
入側キャンバーの出側キャンバーへの影響を除去するこ
とができる。

【００３３】（実施例３）板厚偏差（ウェッジ）が生じ
ている圧延材を圧延する場合。図１１のように入側のウ
ェッジがＤＳ側の厚大のときは、圧延材ＷＳ側に曲がり
キャンバーが生じる。 圧下率　　　　γｗ＜γｄ 先進率　　　　ｆｗ＜ｆｄ 後進率　　　　ｇｗ＜ｇｄ となり、板はＷＳ側に曲がり又、ＷＳ側に蛇行する又、
出側のウェッジはＤＳ厚大となる。しかし、図１３のよ
うにエッジャーロールをＤＳ側幅方向に移動さすと、次
の様な作用でキャンバーを修正することができる。エッ
ジャーアジロスト幅方向の制御によりオフセンターΔｘ
たげズラしてｆｗ＝ｆｄ、ｇｗ＝ｇｄ状態で制御するこ
とができる又、バー内でのウェッジの変化においてもそ
れに応じてΔｘの量を制御することにより、上記制御が
可能である。この場合、出側の素材ウェッジを修正する
ことはできないが、ウェッジは許容して最も圧延の障害
となるキャンバー防止を優先して制御することができる
。

【００３４】（実施例４）圧延機のセンターと圧延材の
幅センターとにズレ（オフセンターという。）が生じて
いる場合。オフセンターを持った状態で、圧延材をロー
ルに噛み込ませると、左右の圧下率（レベル）に差が生
じ、キャンバーが発生する。しかし、エッジャーロール
を幅方向に移動さすと、次の様な作用でキャンバーを修
正することができる。 ｈ０ｄｆ＝ＡＳｄｆ＋ＢΔｘ＋ＣＰｄｆ　　　　　　・
・・（９）（９）式のΔｘ分ｈ０ｄｆを生じ先進率、後
進率変化分キャンバー、蛇行が発生する。この場合、従
来のアクチュエーターでは制御困難であったが、入側の
横ズレ計２９により最先端よりオフセンターΔｘ＝０と
するようにエッジャーアジャストのオフセンター量の制
御を行うことにより出側キャンバー、蛇行を防止するこ
とができる。但し、前述のＰｄｆは数７の（１０）式と
なる。

【００３５】

【数７】

【００３６】（実施例５）ワークロールのＷＳとＤＳに
摩擦係数が生じた場合。摩擦係数に差が生じると、キャ
ンバーが発生しロール替えを行っていた。しかし、エッ
ジャーロールを幅方向に移動さすと、次の数８の（１１
）式の様な作用でキャンバーを修正することができる。

【００３７】

【数８】 μｄｆの変化分ｈ０ｄｆが発生、出側にキャンバーが発
生する。入出側に設けた横ズレ計２９，３０により出側
のキャンバーを実測し、ρ０が零となるようにエッジャ
ーアジャストの幅方向の制御を行う。以上のように数種
の例について説明したが、実操業においては、これらの
異なった現象が複合して発生する。従って、最も効果的
な制御方法としては、温度、キャンバー、ウェッジ等を
検出し、演算（予測）しながら、従来のレベリング調整
と共に、新たにエッジャーロールをフィードフォアード
制御とフィードバック制御によって移動させキャンバー
を修正することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明による熱間圧延ラインにおけるキ
ャンバー制御方法は、以上のように構成されているため
、次のような効果を得ることができる。すなわち、キャ
ンバー率やウェッジ率等を演算し、エッジャーロールを
幅方向に移動させてオフセンター量を調整するので、圧
延材のキャンバーを効果的に修正することができる。 これによって、圧延材の安定通板が可能になり、キャン
バーによるミスロールがなくなり、歩留まり向上や操業
率向上等が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱間圧延機を示すブロック構成図
である。

【図２】非制御状態を示す平面図である。

【図３】図２のＡ部の板の断面図である。

【図４】図２のＢ部の板の断面図である。

【図５】制御開始状態を示す平面図である。

【図６】図５のＡ部の板の断面図である。

【図７】図５のＢ部の板の断面図である。

【図８】定常状態を示す平面図である。

【図９】図８のＡ部の断面図である。

【図１０】図８のＢ部の断面図である。

【図１１】制御状態を示す平面図である。

【図１２】図１１のＢ部の断面図である。

【図１３】制御状態を示す平面図である。

【図１４】図１３のＡ部の断面図である。

【図１５】図１３のＢ部の断面図である。

【符号の説明】

１　　　　第１スタンド ５　　　　ロードセル（圧延荷重測定手段）６　　　　
第１スクリュ（ロールギャップ調節手段）１１　　　　
横ズレ計（位置検出手段）１２　　　　横ズレ計（位置
検出手段）１３　　　　ウェッジ計（板厚計測手段）１
４　　　　測温計（温度計測手段） ２０　　　　第ｎスタンド ２７　　　　垂直ミル（エッジャーロール）５０　　　
　第１圧延設備 ５１　　　　第ｎ圧延設備

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも圧延荷重測定手段（５）と
   ロールギャップ調節手段（６）とを設けた第１スタンド
   （１）と、該第１スタンド（１）の入側に設けられた圧
   延材の温度計測手段（１４）と板厚計測手段（１３）と
   、該第ｎ−１スタンド（１）の入出側に圧延材の幅方向
   の位置を検出する位置検出手段（１１，１２）とを設け
   た第１圧延設備（５０）と、少なくとも圧延荷重測定手
   段とロールギャップ調節手段とを設けた第ｎスタンド（
   ２０）の入側に圧延材を板幅方向に移動するエッジャー
   ロール（２７）を設け、かつ、該第ｎスタンド（２０）
   の入出側に圧延材の幅方向の位置を検出する位置検出手
   段（２９，３０）とを設けた第ｎ圧延設備（５１）とを
   配設した圧延ラインにおいて、第１圧延設備で計測した
   圧延材の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重
   、ロールギャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバ
   ー率及び幅方向の温度差を演算し、これらの値によって
   圧延材のキャンバーを修正するよう圧延材の幅方向のセ
   ンターと圧延機のセンターとの位置関係を前記エッジャ
   ーロールによって調整するフィードフォアード制御と第
   ｎ圧延機の入出側の圧延材の幅方向の位置によってキャ
   ンバーを演算し、この値からキャンバーを修正するよう
   前記エッジャーロールの位置を調整するフィードバック
   制御とを含むことを特徴とする熱間圧延機におけるキャ
   ンバー制御方法。
2. 【請求項２】　　前記第１圧延設備で計測した圧延材の
   厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重、ロール
   ギャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバー率及び
   幅方向の温度差を演算し、これらの値によって圧延材の
   キャンバーを修正するよう第１圧延機のロールレベルを
   調整すると共に圧延材の幅方向のセンターと第ｎ圧延機
   のセンターとの位置関係を第ｎ圧延設備のエッジャーロ
   ールによって調整するフィードフォアード制御と、第ｎ
   圧延機の入出側の圧延材の幅方向の位置によってキャン
   バーを演算し、この値からキャンバーを修正するように
   前記エッジャーロールの位置を調整するフィードバック
   制御と共に第ｎ圧延機のロールレベルを調整することを
   特徴とする請求項１記載の熱間圧延機におけるキャンバ
   ー制御方法。