JPS58116913A - 圧延板材のクラウン形状制御方法 - 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】 本発明は、圧延板材のクラウン形状制御方法に係り５％
に、ワークロールとバックアップｏ　−ｈからなる４Ｊ
ｉｉｆＥ延機のワークロールを、圧延板材の進行方向ま
たは逆方向にベンディングさせることによって、圧延板
材のクラウン形状を制御するようにした圧延板材のクラ
クン形状制御方法の改良に関する。

近年、圧延製品の品質、特に、クラウン形状稍！１：（
圧延板材の板幅万古の板厚ｎ度）に対する要求は％ます
ます厳しくなってきている。このうち、板材の長手方（
ロ）の板厚稍ｆｉｌｔ、自動板厚制＃により大きな効果
をめげているが、一方、板幅方向の板厚Ｎ１、即ち、ク
ラウン形状精１については、本だ十分な技術が開発され
ていない。このクラウン形状制御の難しさは、圧延荷重
によるロールの撓み、０−ル表面の弾性変形、熱による
ロールクラウンの変化、華耗尋が複雑に関連し合って、
板材の板幅方向の板厚分布が適正な厚さにならないこと
に起因している。通常、圧延作業においてに、ロールの
涜みｔ予め想定し、ロールを鼓形状に形成したものを使
用しているが、圧延荷重によるロールの撓みは必ずしも
一定でなく、種々な条件によって相異するため、ロール
を一定の鼓形状に成形するのみでは、クラウン形状の良
い圧婬板を得ることはできない。従って、圧延板材の板
幅方向に対する板厚分布状７！！ｉを制御する方法とし
て、ワークロールとバックアップロールからなる４段圧
延機のワークロールを、ベンディングせしめる技術が開
発され、ある程度の効果を発揮している。

ｌフ−クロールをベンディングさせる方法としては、ワ
ークロールを圧延板材の進行方向に対して無直方同（即
ち圧下方向）〜に湾曲せしめて、圧力分布の変化等を利
用する方法が、例えば、特公昭５１−２６１４２号で示
される如く提案されているが、これは、バックアンプａ
−ルに抗してワークロールに曲げを与えなければならず
、非常に効率が惑いものであった。又、４段圧延機の代
わりに６段圧延機を用いて、核６段圧延機の中間ロール
會板−力向に移動させて、ワークロールの圧下方向の曲
がり変位を利用する効率的な方法も提案されているが１
通板位置の左右のずれによる非対称性からくる蛇行を制
御する必要があるだけでなく５通常の圧延機は４段圧延
機であるため、６段圧延機にすると、設備費がかかり、
且つ、ハウジングの背丈か高くなる等の不具合がある。

尚、４設圧延債のままで、ワークロールｔ＆一方向に移
ａｌＩすることも考えられるが、６段圧延機のように背
丈は尚＜ｌｉらｆＪ：　１．／″１＆こしても、機構が
複雑で６反ロール移動ミルと類似の問題もある。

一方５本発明に類似°する方法として、４段圧延機のワ
ークロールを、圧延板材の進行方向にベンディングさせ
ることによって、対称性を失わず、且つ、効率的に圧延
板材のクラウン形状を制御するようＶ（シた圧延板材の
クラウン形状制御方法が、例えば、特開昭５４−１４３
７５１号、或いは、特開昭５５−１２８３０３号で示さ
れる如く提案されているが、従来は、いずれも、ワーク
ロールの軸心を上下ハツクアツフ′ロールの軸心線とほ
ぼ一致させていたため、効率が慾いものであった。通常
、ワークロール軸心の上下バックアップロール軸心線に
対する偏位蓋は、例えばストリップミルで６．３５ｕａ
度である。尚、特開昭５５−１２８３０３号の明細畜牛
には、本発明と同様に、ワーク口　ルの軸心ヲ、上下バ
ックアップロールの軸心線から、圧延板材の進行方向に
偏位させることも示唆されているが、具体的な方ぬは何
も提案されていｆ【かった。

本発明ｅよ、前ｄピ従来の欠点を解消するべくなされた
もので、ワークロールの剛性を対象に、圧延板材進行方
向の曲げを効果的に第１」用して、簡単明快な方式によ
り、対称性を失うことなく、９ｊＪ率的ｅこクラウン変
化を与えることができ、しかも、こりクラウン変化に伴
う板厚変化を補償することができる圧延板材のクラウン
形状？ｈｌｌ　＠１方法を提供することを目的とする。

本発明は、ワークロ一ルとバックアンプロールからなる
４段圧祉憬のワークロール金、出廷板材の進行方向また
は逆方向Ｖこベンディングはせることによって、圧延板
材のクラウン形状を制御するよ’５　Ｋ　した圧延板材
のクラウン形状制御方法において、前記ワークロールの
軸心を、上下バックアップロールの軸心線から、ワーー
ークロール半径とバックアップロール半径の和の０，０
３〜０．３５−倍の虻題で圧延板材の進行逆方向または
正方向に偏位させておき、この状態でワークロールを圧
延板材の進行方向または逆方向にベンディングさせるこ
とＶＣよって、ワークロールのクラウンを、前記ワーク
ロール軸心の偏位量、ワークロール半径とバックアップ
ロール半径の和５ワークロールの撓ミ電で決まる第１の
所定蓋だけ変化させると共に、これによって生じる板厚
の変化を防止するべく、ワークロールの圧下１ｔｔ−、
前記ワークロール軸心の一位社、ワークロール半径とバ
ックアップロール半径の和、ワークロールの撓み皺で決
まるＩ！２０所定置だけ変化させるようにして、前記目
的を達成したものである。

又、前記第１の所定ｉｊｋを、前記ワークロール軸心の
一位蓋’ｔｘ、ワークロール半径とバックアップロール
半径の４ａをＲ１圧延板材の板幅をＷ、ソー　りｏ　−
ルの実効胴長をｌ、ワークロールの全撓み量をΔＸｏ、
変換効率をη１とした時、次式の関係を用いて決めるよ
ｊＫＬｆｃものである、。

更に、前記第２の所定量を、変換効率をη、とした時、
次式 の関係を用いて決めるようにしたものでめる。

以下、図面を８照して、不発的の火九例を肝細に読切す
る。

今、４５１図及び組２図ｅこ示すよう１よ、半径Ｒｗの
ワークロール１４と、半径ＲＢのバックアップク−ル１
６からなる４段出廷機１２を用いて、圧延板材ｌＯを圧
延するに賑して、ワークロール１４を圧延板材ｌＯの進
行逆方向（卸も水平方向Ｊに強制的にベンディングさせ
て圧延板材ｌｏの板幅方向の厚さ分布（板クラウン）や
板形状を制（２）することを考える。

このような１合に、ワークロール１４を、バックアップ
クール１６に対して、圧延板材ＩＯの進行方向と逆方向
（又は正方向）にＸだけ、予め偏位させておけば、ワー
クロール１４の曲げがクラウンの変化になる効率が大と
なる。この変換効率は、大きい程良いが、偏位量Ｘが、
ワークロール半径Ｒｗとバックアップロール半径ＲＢの
和Ｒの０．３５倍以上となると、ワークロール１４がバ
ックアップクール１６に当接する点が外側にな９すぎ、
サイドロードの悪影響が無視できな（なるので、偏位量
Ｘは０．３５Ｒ以下である必要がある。

一方、変換効率が小さすぎると本発明の実効が無！ いので、偏位量Ｘは、最大値のほぼ□、即ち、０ ワークロール半径とバックアップロール半ｉの和Ｒの０
．０３倍以上とする必要がある。

このようにして、ワークロール１４の軸心を。

上下バックアップロール１６の軸心線から、偏位ｌｌｘ
だけ圧延板材１０の進行逆方向に偏位させた場合、ワー
クロール１４が圧延板材ｌＯと当接する点は、偏位ｔ　
ｘ　−０の時よりも、板厚方向に一ｙ、だけ離れる。こ
こで、ｙ、は、次式で表わされる。

）’＋＝Ｒｒ 中ＲＩｌ−ＩＴ”Ｔエア）　・・・・・・・・・（３）
従って、偏位量Ｘ＝Ｏの時の圧嬌後の板厚をＦｏとする
と、ワークロール１４の軸心を偏位量Ｘだけ上下対称へ
一位させた時の圧延後の板厚ｙは、次式で示す如くとな
る。

）’＝）’ｏ＋）’＋ 従って、（Ｒ）”　＜＜’　ｌの範囲で、次式の関係が
成立する。

今、ワークロール１４の板幅部分に対する有効撓み量ｔ
ΔＸとすると、クラウンの！化量Δｙ＋ｉｉ、ｄｘミΔ
Ｘの時であるので、次式の関係が成立す乙、７一方、ワ
ークロール１４に、ダブルチョックベンダー等によりほ
ぼ水平方向に曲げモーメン）Ｍを与えた場合に、該ワー
クロール１４が、！！３図に示す如く。

円弧状に撓んだとすると、実効胴長ｌのワークロール１
４の全涛み普△Ｘ＋＋ｓ及び、板幅Ｗ部分に対する有効
撓み量Δｘは１次式に示す如くとなる。

ここで、γに、ワークロール１４の撓み半径、θｌに、
ワークロールの実効胴長ｌの中心角、θＷは、被圧砥材
１０の板幅Ｗの中心角である。

前出（方式と（８）式の比をとると、次式に示す如く近
似できる。

結局、ワークロール１４の全撓み置△Ｘｏと、板幅部分
に対する有効撓み量ΔＸの間には、次式の関係が近似的
に成立する。

従って、前出（６）式にこの（１０式を代入すると１次
式に示す如くとなる。

更に、実際１のｆ換効率η１を用いて、クラウンの変化
量Δｙ１は、前出（１）式でボッ如くとなる。

従って、ダブルチョックベンダー等によりワークロール
１４の軸受部ＶＣ１はぼ水平力１ｈ］に曲はモーメント
Ｍを与え−Ｃ、ワークロール１４ｋｌ：Ｉ：延材１０の
進行逆方向にベンディングさせ　前出（１）式に従って
、ワークロール１４の有効撓み瀘△Ｘと、核有効臆み蓋
△Ｘがクラウンの変化皺Δｙ百こ置換ラクンを変化させ
ればよい。前記の如く、本発明ＶＣふ・いて：・よ、Ａ
位瓜Ｘを０．０３Ｒ〜０．３５Ｈの範囲とじ一〇いるの
−Ｃ，ン１ｊえばストリノ人４−ルで、Ｒｂ＝６５０ｍ
、ＲＷ＝　３００ｍとすると、−位＊ｘは、２７．５〜
３３２．５Ｍ　、クラウンノ賀化ｉｔ　ｘ−ｙ　ｕ、は
ぼ０．０６△Ｘ〜０．７△Ｘとなる。

−・力、＝ｔ＋　ｇｅのよ５１（シてクラウンを叢える
と板厚の絶対値に影−９かでるか、板厚の変化ＶＣ関し
−Ｃ本、同様に］Ｊ出（５）式の関係か成立する。従っ
て、板厚の変化量ムｙ、ｒよ、第１図から明らかなよう
に、ｄｘＨΔＸａ−ムＸの時であり、次式のように表わ
される。

ｘ △）’ｔ＝　　　（ΔＸＵ−△Ｘ） 一へ（ｌ−（ｗ−）・）・△Ｉ。・・・・・・・・・　
（Ｌ２）Ｒ１ 従って、実際上の変換効率η、倉用いることによって、
前出（２）式に示す如く表わされる。

実際の制御に際しては、ワークロール軸受部に。

はぼ水平方向に曲げモーメン）Ｍを与えてワークロール
１４？Ｉ−ベンディングさせ、前出（１）式に従って最
も効果的にクラａ、Ｖｔ変化させると共に、同時に、前
出（２）式から求まる圧下量△ｙ、だけ板厚補償圧下を
行う。なお、圧延機がタンデムミルである場合にｔユ、
この板厚補償圧下を他のスタンドで行ってもよい。

尚、実際の圧延時には、圧延荷重Ｐが作用しており、こ
の圧延荷重Ｐの水平方向分力がワークロール１４に作用
して、ワークロール１４を水平方向に撓ませている。こ
の圧延荷重の水平方向分力による撓み髪△ｘｐは、ワー
クロール１４を羊純〜「面の梁で近（ＪＲすると、次式
で示す如くとなる。

４＃Ｗ３７ △ｘ　ｐ　”−−−−イ（−Ａ！−−８Ｗ）Ｗ２・・・
・・・（１３）３π　Ｅｄ　　　　２ ここで、ＥＦｉ、、ワークｏ　−／Ｉ／　ツヤ７グ率、
ｄｒｉ、同じく直径、ωＷは、ワークロールの曲げ力で
あり、この場合は横曲げ（はぼ水平方向曲げ）力として
作用する力で、圧延荷重（ロール分離力）をＰとすると
、次式で近似できる。

ωＷ中−−Ｐ　　　　・・・・・・・・・・・・　（１
４）よって、圧延荷重の水平方向分力によるワークロー
ルの板幅有効分挟み量△ｘｐは、結局次式で示す如くと
なる。

一方、水平ベンディング装置の曲げモーメントＭによる
ワークロールの板幅有効分撓み輩△ＸＭは。

ワークロール１４の併み曲線を円弧状とすると、次式で
示す如くとなる。

又、ワークロール１４の初期クラウンΔｙ１．と。

前出撓み普△ＸＰと６１Ｍによる板のクラウン△ｙ１の
関ＫＦ′ｉ、次式の関係が成立する。

従って、優位量Ｘを与えたのみで、実際に曲げモーメン
トＭｔ−チツツク部で与えなくとも、ワークロール１４
は横曲りして、クラウンを与えることになる。よって、
ワークロール１４の初期クラウンΔｙｏ管どう与えてお
くかにもよるが、チョック部でワークロール１４に与え
る曲げモーメントを、ワークロール１４ｔ−真直にする
方向に本、又、逆に曲げを追加する方向にも作用させ得
るようにしておくことが望ましい。

このためには、例えば、第４図及び第５図に示ス如く、
ワークロール１４とバックアップロール１６＆：有する
４段圧延機１２において、各ワークロールチヨック１８
とバックアップロールｆ７ＥＩツク２０の間に、各２組
ずつの対向する油圧シリンダ２２を設けておくことが望
ましい。

史に１図示されないｆｉｉｌベンディング装置により与
えられる曲げモーメント■によるワークロール１４のク
ラウン費化量をΔｙｖとすると、板クラウンの変化量△
ｙ１に、結局、次式で示す如くとなる。

ｘ ΔＦ＋＝ΔｙＯ＋−Ｔ（△ＸＰ＋ΔｘＭ）＋△ｙｖ・・
−・・（１６）従って、圧延荷重Ｐの変動等により変動
する板クラウン中外乱な、△ｚＭｘ　２Ｋ又はΔ’／ｖ
により制御すれば良い。

尚、ワークロール１４に垂直方向のペンディングケ与え
る′手段としては、ワークロール１４ｔ−垂直方向に曲
げる従来型のダブルチョックベンダーを用い走り、或い
は、シングルベンダーを別に付加することができる。

以下実施例を説明する。

例えば、ワークロールチョック部で水平方向に曲げモー
メントＭ＝２Ｘ１０’ゆ−ｍｆ与えると、ワークｏ　−
ル１４のヤング率Ｅ　＝　１９６００　ｋｇ／ｕ”の時
、ワークロール１４の全撓み量△ＸＬＩは４８０１１ｒ
ｌＬ　となる。今、ワークロール半径とバックアップロ
ール半径の和Ｒ＝９５０ｍｍ、偏位ｉｔ　ｘ　＝　２０
０騙、ワークロール実効胴長１＝２０００鵡、直径ｄ＝
６００ｍｌｌ、圧延板材１００板幅Ｗ＝１０００１１ｊ
Ｔあるとき、板幅Ｗに対するワークロール１４の有効撓
み量ΔＸは１２０１１罵となり、この時の板クラウンの
変化量ΔｙＦｉｓｏμｍとなる。ワークロール１４１に
単純断面の梁で近似し、ベンディング装量で与える曲げ
モーメン）Ｍによる撓み量δと応力−を概算すると、撓
み蓋δ＝４７０μ風、応力σ−０，９Ｋ９／ｍ’　とな
り、強度的にも、必ｇ！撓み量もこの潅で十分である。

父、この時の板厚変化量Δｙ、は、同様な条件で。

Δ）’ｙ＝１５０ｊ１ｍとなるので、結局、５０μ講の
クラウン変化を与えて、１５０１Ｉｍの板厚補償圧下を
行なえば良い。

以上説明したと５す、本発明によれば、簡単明快な方式
により、対称性を失うことなく、効率的にクラウン変化
を与えることができる。従って１、圧延板材が蛇行する
恐れが少ない。又、前記クラウン変化によって生じる板
厚変化を補償することができる。更に、既設ミルに対す
る適用も極めて容易である等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

１［１図は、本発明に係る圧延板材のクラウン形状制御
方法の原理を説明するための、４段圧延機を示す側面図
、第２図は、同じく平面図、第３図は、同じく、ワーク
ロールの全撓み量と有効撓み量の関係を説明するための
線図、ＩＥ４図は、不発―に係る圧延板材のクラウン形
状制御方法を適用するのに好適な４段圧延機のワークロ
ールチョック周辺を示す側面図、第５図は、四じく底面
図である。 ｌＯ・・・圧延板材、１２・・・４段圧延機、１４・・
・ワークロール、１６・・バックアップｏ　−ル、１８
・・・ワークロールチョック、２０・・・バックアップ
ロールチョック、２２・・・油圧シリンダ。 代理人　　高　矢　　　論 （ほか１名） 第　、３　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ワークロールとバックアップロールからなる
   ４段圧延機のワークロールな、圧延板材の進行方向また
   は逆方向にベンディングさせることによって、圧延板材
   のクラウン形状を制御するようにし急圧延板材のクラウ
   ン形状制御方法において、前記ワークロールの軸心會、
   上下ノ（ツクアップローｋＯ軸心線から、ワークロール
   半径とツクツクアップロール半径の和の０．０３〜０．
   ３５倍の範囲で圧延板材の進行逆方向または正方向に偏
   位させておき、この状態でワークロールを圧延板材の進
   行方向または逆方向にベンディングさせることによって
   、ワークロールのクラウンを、＃配ワークロール軸心の
   偏位置、ワークロール半径と）（ツクアップロール半径
   の和、ワークロールの撓み量で決まる第１の所定量だけ
   変化させると共に、これによって生じる板厚の変化を防
   止するべく、ワークロールの圧下ｔを、前記ワークロー
   ル軸心の偏位量、ワークロール半径とバックアップロー
   ル半径の和、ワークロールの撓み量で決璽る＠２の所定
   量だけ変化させるよ５　ＶＣしたことを特徴とする圧延
   板材のクラウン形状制御方法。
2. （２）前記第１の所定量が、前記ワーク口　ル軸心の偏
   位置ｆｘ、ワークロール半径とバックアップロール半径
   の和ｔ−Ｒ１圧延板材の板幅ｔＷ、ワークロールの実効
   胴長’ｋ１．ワークロールの全撓み量會Δｘ０、変換効
   率をη、とした時、次式６式％ の関係を用いて決められている特許請求の範囲第１項に
   記載の圧延板材のクラウン形状制御方法。
3. （３）前記第２の所定量が、前記ワークロール軸心の偏
   位量１ｔｘ、ワークロール半径とバックアップロール半
   径の和をＲ１圧延板材の板幅１ｋＷ、ワークロールの実
   効胴長ｋｌ、ワークロールの全撓み量を△ｘ０、変換効
   率１ｙｌｙとした時、次式６式％ の関係を用いて決められている特許請求の範囲第１　Ｊ
   ）４　Ｋ１教の圧延板材のクラウン形状制御方法。