JPH10225708A - 形鋼圧延における反り制御方法 - Google Patents
形鋼圧延における反り制御方法Info
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- JPH10225708A JPH10225708A JP9030804A JP3080497A JPH10225708A JP H10225708 A JPH10225708 A JP H10225708A JP 9030804 A JP9030804 A JP 9030804A JP 3080497 A JP3080497 A JP 3080497A JP H10225708 A JPH10225708 A JP H10225708A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧延中に反りを矯正し、反りによる圧延作業
の中断を防止し、後工程での矯正作業の省略または軽減
を図ることができる形鋼圧延における反り制御方法を提
供する。 【解決手段】 形鋼の反りを矯正する方法において、圧
延中にユニバーサル圧延機出側で形鋼高さ方向の反り量
ｂを圧延材長さ方向に沿って計測し、計測反り量ｂに基
づいてユニバーサル圧延機の相対する垂直ロール１、１
ａの相互間のパスライン方向のロールオフセット量Ｓを
調整する。
の中断を防止し、後工程での矯正作業の省略または軽減
を図ることができる形鋼圧延における反り制御方法を提
供する。 【解決手段】 形鋼の反りを矯正する方法において、圧
延中にユニバーサル圧延機出側で形鋼高さ方向の反り量
ｂを圧延材長さ方向に沿って計測し、計測反り量ｂに基
づいてユニバーサル圧延機の相対する垂直ロール１、１
ａの相互間のパスライン方向のロールオフセット量Ｓを
調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レール、Ｈ形、
Ｉ形、溝形鋼等の形鋼のユニバーサル圧延において、形
鋼の反りを制御する方法に関する。
Ｉ形、溝形鋼等の形鋼のユニバーサル圧延において、形
鋼の反りを制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｈ形鋼などの形鋼の圧延に、ユニバーサ
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙を調整するこ
とにより、多種類の製品を製造することができる。ま
た、圧延条件の変化に応じてロール間隙を調整し、製品
の寸法精度の向上を図っている。
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙を調整するこ
とにより、多種類の製品を製造することができる。ま
た、圧延条件の変化に応じてロール間隙を調整し、製品
の寸法精度の向上を図っている。
【０００３】形鋼の圧延では腹部（ウエブ）面が水平と
なった状態で圧延される。形鋼圧延中に、パスラインに
沿って水平面内で反りが生じることがある。たとえば図
１に示すように、圧下条件の差により形鋼圧延材３の頭
部３H が底部３L より圧延材長手方向に大きく伸びる
と、圧延材３は底部側に湾曲する反りｂを生じる。特に
不等形鋼の場合、頭部と底部とでは圧延条件および寸法
が異なるために、反りが生じやすい。従来では圧延後
に、引張りねじり矯正法、プレス矯正法、ローラ矯正法
などにより反りを矯正していた（日本塑性加工学会編
「矯正加工」（コロナ社１９９２年１月発行）４．５
「形材の矯正」参照）。
なった状態で圧延される。形鋼圧延中に、パスラインに
沿って水平面内で反りが生じることがある。たとえば図
１に示すように、圧下条件の差により形鋼圧延材３の頭
部３H が底部３L より圧延材長手方向に大きく伸びる
と、圧延材３は底部側に湾曲する反りｂを生じる。特に
不等形鋼の場合、頭部と底部とでは圧延条件および寸法
が異なるために、反りが生じやすい。従来では圧延後
に、引張りねじり矯正法、プレス矯正法、ローラ矯正法
などにより反りを矯正していた（日本塑性加工学会編
「矯正加工」（コロナ社１９９２年１月発行）４．５
「形材の矯正」参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、圧延中に形鋼圧
延材の反りを矯正することはなかった。反りが大きくな
ると、反りが発生した圧延機の次段の圧延機、たとえば
エッジャー圧延機に圧延材を通すことが困難となり、圧
延作業を中断しなければならない場合があった。また、
圧延作業の中断までに至らなくても、矯正量が大きい
と、圧延終了後に反りを矯正する場合、矯正に多大の動
力を要するとともに、矯正設備が大型となっていた。
延材の反りを矯正することはなかった。反りが大きくな
ると、反りが発生した圧延機の次段の圧延機、たとえば
エッジャー圧延機に圧延材を通すことが困難となり、圧
延作業を中断しなければならない場合があった。また、
圧延作業の中断までに至らなくても、矯正量が大きい
と、圧延終了後に反りを矯正する場合、矯正に多大の動
力を要するとともに、矯正設備が大型となっていた。
【０００５】この発明は、圧延中に反りを矯正し、反り
による圧延作業の中断を防止し、後工程での矯正作業の
省略または軽減を図ることができる形鋼圧延における反
り制御方法を提供することを課題としている。
による圧延作業の中断を防止し、後工程での矯正作業の
省略または軽減を図ることができる形鋼圧延における反
り制御方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の形鋼圧延にお
ける反り制御方法は、圧延中にユニバーサル圧延機出側
で圧延材の形鋼高さ方向の反り量を圧延材長さ方向に沿
って計測し、計測反り量に基づいてユニバーサル圧延機
の相対する垂直ロールの相互間のパスライン方向のオフ
セット量を調整する。
ける反り制御方法は、圧延中にユニバーサル圧延機出側
で圧延材の形鋼高さ方向の反り量を圧延材長さ方向に沿
って計測し、計測反り量に基づいてユニバーサル圧延機
の相対する垂直ロールの相互間のパスライン方向のオフ
セット量を調整する。
【０００７】図１に示すように、相対する垂直ロール
１、１ａの位置がパスラインに沿って互いに間にずれて
いれば、圧延材３に曲げモーメントＭが作用する。垂直
ロール１、１ａのずれの量、つまりオフセット量Ｓを調
整することにより、曲げモーメントＭが変化し、反り量
を調整することができる。
１、１ａの位置がパスラインに沿って互いに間にずれて
いれば、圧延材３に曲げモーメントＭが作用する。垂直
ロール１、１ａのずれの量、つまりオフセット量Ｓを調
整することにより、曲げモーメントＭが変化し、反り量
を調整することができる。
【０００８】上記反り制御方法において、あらかじめ反
り量と前記垂直ロールのオフセット量との関係を表すモ
デル式を求め、前記計測反り量とモデル式とにより垂直
ロールのオフセット修正量を演算し、演算結果に基づい
てロールオフセット量を調整するようにしてもよい。モ
デル式を求めておくことにより、高い寸法精度で反りを
制御することができる。
り量と前記垂直ロールのオフセット量との関係を表すモ
デル式を求め、前記計測反り量とモデル式とにより垂直
ロールのオフセット修正量を演算し、演算結果に基づい
てロールオフセット量を調整するようにしてもよい。モ
デル式を求めておくことにより、高い寸法精度で反りを
制御することができる。
【０００９】ユニバーサル圧延機入側で、圧延材の形鋼
高さ方向の変位をガイドロールで制限し、圧延材をユニ
バーサル圧延機に導くことが好ましい。圧延材をガイド
ロールで案内することにより、ユニバーサル圧延機入側
で圧延材が形鋼高さ方向に移動しないので、垂直ロール
のオフセットにより所要の曲げモーメントを圧延材に正
確に与えることができる。
高さ方向の変位をガイドロールで制限し、圧延材をユニ
バーサル圧延機に導くことが好ましい。圧延材をガイド
ロールで案内することにより、ユニバーサル圧延機入側
で圧延材が形鋼高さ方向に移動しないので、垂直ロール
のオフセットにより所要の曲げモーメントを圧延材に正
確に与えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】上記反り制御方法において、反り
量の計測はたとえばストロボ光、レーザ光などの光を形
鋼に側方より投射し、１次元または２次元イメージセン
サでこれら光を検出して反り量を求める。また、垂直ロ
ールのオフセット量を調整するには、垂直ロールを支持
するロールチョックを、テーパープレート（くさび）あ
るいはねじ機構などによりパスラインに沿って変位させ
る。ロールチョックに圧下装置を接触させて圧延力を伝
達する必要があるため、ロールチョックと圧下装置との
間の摺動抵抗を下げる機構（たとえばコロ接触）を両者
の間に設ける。
量の計測はたとえばストロボ光、レーザ光などの光を形
鋼に側方より投射し、１次元または２次元イメージセン
サでこれら光を検出して反り量を求める。また、垂直ロ
ールのオフセット量を調整するには、垂直ロールを支持
するロールチョックを、テーパープレート（くさび）あ
るいはねじ機構などによりパスラインに沿って変位させ
る。ロールチョックに圧下装置を接触させて圧延力を伝
達する必要があるため、ロールチョックと圧下装置との
間の摺動抵抗を下げる機構（たとえばコロ接触）を両者
の間に設ける。
【００１１】前記反り量と垂直ロールのオフセット修正
量との関係を表すモデル式は次のようにして求める。
量との関係を表すモデル式は次のようにして求める。
【００１２】ロールオフセット量Ｓと圧延材の反り量ｂ
との関係を次式で表す。 ｂ＝Ｃ1 Ｓ＋Ｃ2 ……（１） Ｃ1 ，Ｃ2 ：定数 定数Ｃ1 ，Ｃ2 は、モデル実験などで求める。図２は、
ロールオフセット量Ｓと圧延材の反り量ｂとの関係を示
している。
との関係を次式で表す。 ｂ＝Ｃ1 Ｓ＋Ｃ2 ……（１） Ｃ1 ，Ｃ2 ：定数 定数Ｃ1 ，Ｃ2 は、モデル実験などで求める。図２は、
ロールオフセット量Ｓと圧延材の反り量ｂとの関係を示
している。
【００１３】式（１）の増分式は、 Δｂ＝Ｃ1 ΔＳ ……（２） となる。したがって、反り量実測値をｂとすると、反り
量を０にするためのロールオフセット修正量ΔＳC は、
式（２）式より ΔＳC ＝−（η／Ｃ1 ）・ｂm ……（３） η：チューニング率 となる。上記式（３）がモデル式となる。モデル式は、
制御コンピュータや演算装置などの記憶部にあらかじめ
格納しておく。
量を０にするためのロールオフセット修正量ΔＳC は、
式（２）式より ΔＳC ＝−（η／Ｃ1 ）・ｂm ……（３） η：チューニング率 となる。上記式（３）がモデル式となる。モデル式は、
制御コンピュータや演算装置などの記憶部にあらかじめ
格納しておく。
【００１４】図３はこの発明を実施するユニバーサル圧
延機および制御装置の構成の一例を模式的に示してい
る。
延機および制御装置の構成の一例を模式的に示してい
る。
【００１５】ユニバーサル圧延機のロール構成は、図４
に示すように垂直ロール１、１ａおよび水平ロール２か
らなっている。底部側垂直ロール１および水平ロール２
は平ロールであるが、頭部側垂直ロール１ａは孔型ロー
ルとなっている。垂直ロールを支持するロールチョック
４とハウジング５との間に、テーパープレート６が挿入
されている。テーパープレート６がパスラインに対し直
角方向に出入することにより、ロールチョック４がパス
ラインに沿って移動し、垂直ロール１、１ａのロールオ
フセット量Ｓが変化する。相対する垂直ロール１、１ａ
を同時に逆方向にオフセットさせてもよいし、また垂直
ロール１、１ａの一方のみをオフセットさせてもよい。
なお、ロールチョック４の移動をスムーズに行うために
は、ロールチョック４の両側に設けられた２個のテーパ
ープレート６を同期させて逆方向に移動させることが重
要である。
に示すように垂直ロール１、１ａおよび水平ロール２か
らなっている。底部側垂直ロール１および水平ロール２
は平ロールであるが、頭部側垂直ロール１ａは孔型ロー
ルとなっている。垂直ロールを支持するロールチョック
４とハウジング５との間に、テーパープレート６が挿入
されている。テーパープレート６がパスラインに対し直
角方向に出入することにより、ロールチョック４がパス
ラインに沿って移動し、垂直ロール１、１ａのロールオ
フセット量Ｓが変化する。相対する垂直ロール１、１ａ
を同時に逆方向にオフセットさせてもよいし、また垂直
ロール１、１ａの一方のみをオフセットさせてもよい。
なお、ロールチョック４の移動をスムーズに行うために
は、ロールチョック４の両側に設けられた２個のテーパ
ープレート６を同期させて逆方向に移動させることが重
要である。
【００１６】ユニバーサル圧延機出側で、反り計測器７
により圧延材３の反りを計測する。反り計測器７は、光
源と光源からの光を検出するリニアイメージセンサ（い
ずれも図示しない）とを備えており、反り信号を演算装
置８に出力する。演算装置８は、計測値と前記モデル式
（３）とによりロールオフセット修正量ΔＳC を演算
し、演算結果はコントローラ９に出力される。コントロ
ーラ９は油圧シリンダ１０に制御信号を出力し、油圧シ
リンダ１０に連結したテーパープレート６が変位する。
により圧延材３の反りを計測する。反り計測器７は、光
源と光源からの光を検出するリニアイメージセンサ（い
ずれも図示しない）とを備えており、反り信号を演算装
置８に出力する。演算装置８は、計測値と前記モデル式
（３）とによりロールオフセット修正量ΔＳC を演算
し、演算結果はコントローラ９に出力される。コントロ
ーラ９は油圧シリンダ１０に制御信号を出力し、油圧シ
リンダ１０に連結したテーパープレート６が変位する。
【００１７】テーパープレート６の変位により、垂直ロ
ール１、１ａを支持するロールチョック４がパスライン
方向に移動し、垂直ロール１、１ａのロールオフセット
量Ｓが変化する。ロールオフセット量Ｓの調整により、
曲げモーメントＭが変化し、反り量が０となる。ロール
オフセット量Ｓは、所要の制御周期ｔでフィードバック
制御される。圧延機入側近くに配置されたガイドロール
１１は、圧延材３の高さ方向の変位を制限する。この結
果、反りを矯正するための曲げモーメントが圧延材３に
正確に作用する。
ール１、１ａを支持するロールチョック４がパスライン
方向に移動し、垂直ロール１、１ａのロールオフセット
量Ｓが変化する。ロールオフセット量Ｓの調整により、
曲げモーメントＭが変化し、反り量が０となる。ロール
オフセット量Ｓは、所要の制御周期ｔでフィードバック
制御される。圧延機入側近くに配置されたガイドロール
１１は、圧延材３の高さ方向の変位を制限する。この結
果、反りを矯正するための曲げモーメントが圧延材３に
正確に作用する。
【００１８】
【実施例】次の圧延条件でガイドレール用不等形鋼を仕
上ユニバーサル圧延した。 （１）自動反り制御システムを組み込んだ圧延機とロー
ル： ユニバーサル圧延機の垂直ロール 垂直ロール：（φ）２５０mm×２００mm（ｌ） （２）反り計測器：イメージセンサー方式 ロール中心からイメージセンサーの距離：Ｌ＝１．５ m （３）材料：普通鋼 （４）圧延入側材料寸法（形鋼の寸法記号は図５参照） Ｈ＝１４７．８mm（総高さ） ＨH ＝ ４３．９mm ＢH ＝ ６３．９mm ＨW ＝ ７３．６mm ＢW ＝ １７．７mm ＨL ＝ ３０．４mm ＢL ＝１２１．５mm （５）入側材料温度（設定値）：１０００℃ （６）垂直ロール圧下率 ｒ＝（１−ｈ／Ｈ）×１００
＝５．８％ 但し、ｈ：圧延出側材料の総高さ （７）制御周期：２sec. （８）圧延速度：２００m/min 従来法の場合、左右の垂直ロールのオフセット量Ｓ＝０
の状態で圧延すると、Ｌ＝１．５m 位置で、ｂ＝１３mm
の反り（曲率ＫC ＝１．２×１０-5 l/mm ）が発生し
た。これに対して、この発明の場合、反り発生のない良
好な不等形鋼の圧延ができた。
上ユニバーサル圧延した。 （１）自動反り制御システムを組み込んだ圧延機とロー
ル： ユニバーサル圧延機の垂直ロール 垂直ロール：（φ）２５０mm×２００mm（ｌ） （２）反り計測器：イメージセンサー方式 ロール中心からイメージセンサーの距離：Ｌ＝１．５ m （３）材料：普通鋼 （４）圧延入側材料寸法（形鋼の寸法記号は図５参照） Ｈ＝１４７．８mm（総高さ） ＨH ＝ ４３．９mm ＢH ＝ ６３．９mm ＨW ＝ ７３．６mm ＢW ＝ １７．７mm ＨL ＝ ３０．４mm ＢL ＝１２１．５mm （５）入側材料温度（設定値）：１０００℃ （６）垂直ロール圧下率 ｒ＝（１−ｈ／Ｈ）×１００
＝５．８％ 但し、ｈ：圧延出側材料の総高さ （７）制御周期：２sec. （８）圧延速度：２００m/min 従来法の場合、左右の垂直ロールのオフセット量Ｓ＝０
の状態で圧延すると、Ｌ＝１．５m 位置で、ｂ＝１３mm
の反り（曲率ＫC ＝１．２×１０-5 l/mm ）が発生し
た。これに対して、この発明の場合、反り発生のない良
好な不等形鋼の圧延ができた。
【００１９】
【発明の効果】この発明では、ユニバーサル圧延機出側
で反り量を計測し、反りをフィードバック制御するの
で、反り量を０または小さくすることができる。したが
って、次段の圧延機で圧延材のパスに支障を生じること
はない。また、反り量が残ったとしても、後工程で反り
を矯正する場合、反り量が小さいので矯正が容易とな
り、また反り量をほとんどなくすことができる。この結
果、生産性および製品歩留の向上を図ることができる。
で反り量を計測し、反りをフィードバック制御するの
で、反り量を０または小さくすることができる。したが
って、次段の圧延機で圧延材のパスに支障を生じること
はない。また、反り量が残ったとしても、後工程で反り
を矯正する場合、反り量が小さいので矯正が容易とな
り、また反り量をほとんどなくすことができる。この結
果、生産性および製品歩留の向上を図ることができる。
【図１】この発明の反り量を調整する原理を説明する図
面である。
面である。
【図２】ロールオフセット量Ｓと圧延材の反り量ｂとの
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図３】この発明を実施するユニバーサル圧延機および
制御装置の構成の一例を模式的に示す図面である。
制御装置の構成の一例を模式的に示す図面である。
【図４】図３に示すユニバーサル圧延機のロール構成の
一例を示す図面である。
一例を示す図面である。
【図５】形鋼各部寸法の記号を示す図面である。
１、１ａ 垂直ロール ２ 水平ロール ３ 圧延材 ４ ロールチョック ５ ハウジング ６ テーパープレート ７ 反り計測器 ８ 演算器 ９ コントローラ １０ 油圧シリンダ １１ ガイドロール Ｓ ロールオフセット量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 幸雄 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項１】 形鋼の反りを矯正する方法において、圧
延中にユニバーサル圧延機出側で圧延材の形鋼高さ方向
の反り量を圧延材長さ方向に沿って計測し、計測反り量
に基づいてユニバーサル圧延機の相対する垂直ロールの
相互間のパスライン方向のオフセット量を調整すること
を特徴とする形鋼圧延における反り制御方法。 - 【請求項２】 あらかじめ反り量と前記垂直ロールのオ
フセット量との関係を表すモデル式を求め、前記計測反
り量とモデル式とにより垂直ロールのオフセット修正量
を演算し、演算結果に基づいてロールオフセット量を調
整する請求項１記載の形鋼圧延における反り制御方法。 - 【請求項３】 ユニバーサル圧延機入側で、圧延材の形
鋼高さ方向の変位をガイドロールで制限し、圧延材をユ
ニバーサル圧延機に導く請求項１記載の形鋼圧延におけ
る反り制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030804A JPH10225708A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 形鋼圧延における反り制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030804A JPH10225708A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 形鋼圧延における反り制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225708A true JPH10225708A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12313879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9030804A Ceased JPH10225708A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 形鋼圧延における反り制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225708A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039107A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-12 | Nippon Steel Corp | 非対称形鋼圧延時の圧延ロールおよびガイドの最適位置設定・制御方法および装置 |
| JP2008161883A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Jfe Steel Kk | 厚鋼板の反り制御方法 |
| KR101184938B1 (ko) | 2010-03-30 | 2012-10-02 | 현대제철 주식회사 | 소재변형 제어장치 |
| CN109078987A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-25 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 万能连轧中减轻钢轨尾部高点的方法 |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP9030804A patent/JPH10225708A/ja not_active Ceased
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003039107A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-12 | Nippon Steel Corp | 非対称形鋼圧延時の圧延ロールおよびガイドの最適位置設定・制御方法および装置 |
| JP4705275B2 (ja) * | 2001-07-30 | 2011-06-22 | 新日本製鐵株式会社 | 非対称形鋼圧延時の圧延ロールおよびガイドの最適位置設定・制御方法 |
| JP2008161883A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Jfe Steel Kk | 厚鋼板の反り制御方法 |
| KR101184938B1 (ko) | 2010-03-30 | 2012-10-02 | 현대제철 주식회사 | 소재변형 제어장치 |
| CN109078987A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-25 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | 万能连轧中减轻钢轨尾部高点的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040127 |
|
| A045 | Written measure of dismissal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20040525 |