JP2694018B2 - 板材圧延方法及び板材圧延用ワークロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワークロール移動式圧延機による板材の圧延
方法に関する。

（従来の技術） 板材の圧延において、同一幅の材料の圧延本数が増加
すると、一般に、第９図に示すように、上下ワークロー
ル表面の板道部が他の部分に比較して大きく摩耗する。
（図中Ｗは圧延材の板幅を示す。）また、板幅端部に当
接する位置30,30では、エッジ摩耗と呼ばれる現象によ
り、板幅中央部よりも10〜20％大きく摩耗する。この様
なワークロールで、継続して同一幅あるいは広幅の材料
を圧延すると、圧延材の断面にハイスポットと称される
異常突起が形成されるようになり、製品の品質欠陥とな
る。

そこで、上記のワークロール表面の局部的な摩耗を防
止するために、米国特許第2047833号や特公昭59−38842
号公報等に開示されているように、上下のワークロール
を圧延材に一本毎あるいは複数本毎にロール軸方向に沿
って移動させて、ワークロールの摩耗の分散を図ること
によって、局部的な摩耗の発生が防止されるようになっ
た。

一方、近年、歩留り向上のために圧延材の板幅方向板
厚精度の向上が要求されるようになり、上述のワークロ
ールを軸方向に沿って移動させる圧延方法によっても、
ロールベンディング効果を増大させることにより板クラ
ウンの制御能力を大きくできることから、板クラウン制
御方法として多くのミルで同方法が採用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、ワークロールの摩耗を分散させるためにワー
クロールを圧延材毎にロール軸方向に沿って規則的に移
動させて圧延した場合には、板クラウンの制御能力がワ
ークロールの移動位置によって大きく変動するという問
題がある。

すなわち、第10図に示したように、ワークロールの中
心がミル中心から離れた位置にある場合には、ロールベ
ンディング装置によってワークロールに与えられる弾性
曲げ変形に対するバックアップロールの拘束が小さいた
め、ワークロールの板クラウン制御能力が大きく、小さ
いクラウンの板を圧延できる。一方、ワークロールの中
心がミル中心に近づくにつれてバックアップロールの拘
束が増大するため、ワークロールの板クラウン制御能力
も減少し、ワークロールの中心がミル中心位置にある場
合には通常の四段圧延機と同程度の板クラウン制御能力
しか有しなくなり、小さなクラウンの板を圧延すること
ができない。尚、第10図はワークロール胴長2180mmのミ
ルにおいて、ロールベンディング力変更量を60^ton/
_chockとしたときのワークロール移動位置と板クラウン
の制御量を示しており、このときの板材の板幅は1200mm
である。

このため、操業面での対策として、例えば、特開昭55
−77903号公報や特開昭61−14002号公報に開示されてい
るように、ワークロールをミル中心から離れた位置に限
定して圧延する方法が提案されている。しかし、これら
の方法では板クラウンの低減要求が厳しい材料（以下、
低クラウン材という）。を圧延する場合に、ワークロー
ルの摩耗を十分に分散して平滑化できないため、１セッ
トのワークロールで圧延する圧延材の本数（所謂、ロー
ル単位）を少なくする必要があるうえ、低クラウン材に
対する圧延チャンスの制約も大きいという欠点がある。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、ワー
クロールが軸方向に沿って移動可能な圧延機の機能を有
効に活かし、ワークロール摩耗の平滑化による圧延チャ
ンス制約の緩和と板クラウンの制御能力の確保を両立さ
せ得る板材の圧延方法を提供することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために本発明は、上下一対のワ
ークロールをベンディング可能とすると共に圧延材一本
毎あるいは複数本毎に該ワークロールをロール軸方向に
沿って互いに逆方向に移動して圧延する板材圧延方法に
おいて、 前記ワークロール11,12の胴部中央から胴端に向って
形成したイニシャルクラウンの一方側を他方側よりも大
きく形成し、前記大きなイニシャルクラウン14と小さな
イニシャルクラウンとが上下に重なるようにワークロー
ル11,12を配置し、ワークロールの中心がミル中心に対
して大きなイニシャルクラウン14が形成された側の位置
で圧延する。

また、本発明の板材圧延用ワークロールの特徴とする
ところは、ワークロールの胴片側に、反対側よりも大き
なイニシャルクラウンが胴部中央から胴端に向かって形
成されている点にある。

（作 用） 本発明のワークロールでは、ワークロールの中心がミ
ル中心位置にある場合には、ワークロールの大きなイニ
シャルクラウンが形成された部分が被圧延材と広い範囲
にわたって当接するので、該クラウンにより板クラウン
の低減効果が最も大きく、大きな板クラウン制御能力を
得ることができる。

一方、ワークロールの中心がミル中心から前記大きな
イニシャルクラウンが形成された側に移動した場合に
は、ワークロールの大きなイニシャルクラウンが形成さ
れた部分が被圧延材と当接する範囲は狭くなり、該クラ
ウンによる板クラウンの低減効果は減少するが、ワーク
ロールベンディングに対するバックアップロールの拘束
が小さくなるため、ロールベンディングによる板クラウ
ンの低減効果が増大し、大きな板クラウン制御能力を得
ることができる。

従って、本発明では、ワークロールの中心位置が既述
するロール移動範囲内であれば、いずれの位置にあって
も大きな板クラウン制御能力を確保することができる。

このため、ワークロールの軸方向移動パターンに対す
る制約が無くなり、ロール摩耗の平滑化が可能となるの
で、低クラウン材に対する圧延チャンスの緩和を図るこ
とができる。

（実施例） 以下に図面を参照して本発明について説明する。

第１図はホットストリップミル仕上げスタンドの配置
を示す図で、第１スタンド１から第７スタンド７までの
各スタンドで構成されている。第１スタンド１、第２ス
タンド２および第３スタンド３はワークロールが軸方向
に沿って移動しないタイプの四段圧延機である。また、
第４スタンド４から第７スタンド７までの各スタンド
は、ワークロール11,12が軸方向に沿って移動するタイ
プの圧延機である。尚、前記第１〜第７各スタンドには
いずれも胴長2180mmのワークロールが配置されている。
図中８は矢印方向に圧延される被圧延材（板材）、13は
板クラウン計である。

第２図は第１図の第４〜第６スタンドの適宜のスタン
ドにおけるワークロール11,12の形状および配置を示し
たものである。ワークロール11,12は胴部中央の直径に
対し、一方の胴端の直径は前記直径と同一寸法のフラッ
ト形状とされているが、他方の胴端の直径は中央の直径
に対し0.4mmφ小さく形成され、胴部中央から胴端に向
って、一方より大きな放物線形状のイニシャルクラウン
14,14が形成されている。該イニシャルクラウン14,14
は、既述の通り、ワークロールの中心がミル中心近傍に
ある場合にロールベンディング効果の低下を補い板クラ
ウン制御能力を確保するためのものであるから、胴端か
らロール中央近傍まで形成するのが望ましく、少なくと
も胴端からロール中央に向って、ロール胴長の1/4以上
形成するのが好ましい。

尚、第７スタンドもワークロールが軸方向に移動可能
な圧延機であるが、該スタンドは圧延荷重があまり高く
なく、板クラウン制御能力はそれほど要求されないため
フラットなワークロールを使用している。

上述のイニシャルクラウンが形成された上・下ワーク
ロール11,12を、大きなイニシャルクラウン14,14とフラ
ット形状の部分とが上下に重なるように、バックアップ
ロール9,9の間に配置する。尚、各スタンドにおける上
・下ワークロールの配置は、大きなイニシャルクラウン
の位置が各スタンドで同一方向（たとえば、第２図のよ
うに、各スタンドの上ワークロールの大きなイニシャル
クラウンが圧延方向から見て全て胴部の右側となる配
置）でも、手前のスタンドと反対方向となる配置でもよ
い。

第２図はワークロール11,12の中心がミル中心にある
状態を示しており、本発明では、この位置からワークロ
ールの中心がミル中心に対して大きなイニシャルクラウ
ンが形成された側となる様にワークロールを移動する。
第３図はワークロールの中心がミル中心から最も離れた
位置にある状態を示しており、図中ｌはワークロールの
移動可能なストロークを示し、矢印は移動方向を示して
いる。尚、本実施例ではワークロール11,12の軸方向へ
の移動可能ストロークは各スタンドのワークロール共60
0mmである。

本実施例では上記の移動範囲内で、ロールを下記の要
領で移動させて板材を圧延した。すなわち、ミル中心か
ら圧延材一本毎に上下のワークロールを40mmづつロール
軸方向に沿って互いに逆方向に移動させ、板幅端がワー
クロールの胴端から一定距離（本実施例では50mm）以内
になる場合は、該ワークロールの移動方向を反転させミ
ル中心の方向に移動させた。さらに、ワークロールの中
心がミル中心に到達した場合も同様にして該ワークロー
ルの移動方向を反転させた。

尚、圧延材一本毎に上下のワークロールを40mmづつロ
ール軸方向に沿って互いに逆方向に移動させるに当って
は、特開昭64−66001号公報に開示した様に、先行材と
後続材の板幅が異なり先行材の板幅端部がワークロール
に当接した位置と、後続材の板幅端部がワークロールに
当接する位置が15mm以内となる場合には、先行材と後続
材の板幅端部のワークロールに当接する位置が、一定距
離以上となるようにワークロールの移動量を修正し、圧
延材の板端部がワークロールの同一位置近傍で連続して
圧延されない様にした。

第４図は既述のイニシャルクラウンが形成されたワー
クロールを用い、上述の移動パターンを繰返すことによ
り100本の圧延材を圧延した際の、ワークロール中心の
ミル中心からの移動量と圧延可能最小板クラウン（ワー
クロールに最大のベンディング力を作用させて圧延した
際に得られる板クラウン量をいう）。の推移とを示した
ものである。図中実線で示した本実施例では、ワークロ
ールの中心がミル中心に対してどの位置にあっても圧延
可能最小板クラウンの変動は極めて小さく、ワークロー
ルに形成したイニシャルクラウンによる圧延材の板クラ
ウン低減効果が認められる。

一方、図中一点鎖線は従来のフラットな形状のクラウ
ンを備えたワークロールを用いた場合を示しており、既
述の通り、ワークロールのミル中心からの移動位置によ
り圧延可能最小板クラウンが大きく変動している。ワー
クロールの中心がミル中心から最も離れた位置では、ほ
ぼ本実施例と同等の圧延可能最小板クラウンが得られ
る。

尚、図中の点線は従来のワークロールの摩耗とサーマ
ルクラウンの成長によるロールプロフィルの変化に伴う
圧延可能最小板クラウンの変化である。

第５図は上述の方法によって圧延した際のロール単位
の圧延材の板幅構成を示したものであり、図中斜線を施
した範囲の圧延材が低クラウン材である。

第６図は上述の圧延後のワークロールの摩耗プロフィ
ルの例を示す。規則的なワークロールの移動パターンに
より、摩耗段差の無い滑らかな摩耗プロフィルが得られ
ている。

第７図および第８図は上述の圧延で得た圧延材の板断
面プロフィルの例を示す。第７図は目標板クラウン（板
幅中央と板幅端から25mm位置との板厚の差。）が20μｍ
の低クラウン材の例であり、第８図は目標板クラウンが
50μｍの一般材の例である。本実施例では、いずれのワ
ークロールの移動位置においても、低クラウン材および
一般材共、目標板クラウンに対して±15μｍ以内の精度
で圧延されている。

尚、本実施例ではワークロールに形成する大きなイニ
シャルクランウンとして放物線形状を用いたが、これに
限るものではなく、円弧やサイン曲線の一部などの滑ら
かな凸形状、あるいは、テーパ形状などを用いてもよ
い。

（発明の効果） 本発明では、ワークロールの胴部中央から胴端に向っ
て形成したイニシャルクラウンの一方側を他方側よりも
大きく形成し、前記大きなイニシャルクラウンと小さな
イニシャルクラウンとが上下に重なるようにワークロー
ルを配置し、ワークロールの中心がミル中心に対して大
きなイニシャルクラウンが形成された側の位置で圧延す
るので、ワークロール摩耗平滑化のためのワークロール
の移動パターンに制約を加えることなく、ワークロール
中心のミル中心からの移動位置にかかわらず、大きな板
クラウン制御能力を確保することができる。

従って圧延チャンス制約の緩和による生産性の向上や
板クラウン低減による歩留りの向上に寄与するところが
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はワークロール移動式圧延機を備えたホットスト
リップミル仕上げスタンドの配置図、第２図はワークロ
ール移動式圧延機における実施例に係るワークロールの
形状および配置を示す説明図、第３図はワークロール移
動式圧延機におけるワークロール移動位置と圧延材の関
係を示す説明図、第４図はワークロールのミル中心から
の移動量と圧延可能最小板クラウンの推移との関係を示
す説明図、第５図は本発明の実施例に係る圧延方法によ
って圧延された圧延材の板幅構成を示す説明図、第６図
は第５図の圧延に使用したワークロールの摩耗プロフィ
ルを示す説明図、第７図は第５図の圧延材のうち低クラ
ウン材の板断面のプロフィルを示す説明図、第８図は第
５図の圧延材のうち一般材の板断面のプロフィルを示す
説明図、第９図はワークロールが軸方向に沿って移動し
ないタイプの四段圧延機におけるワークロール摩耗プロ
フィルの概略図、第10図はワークロールが軸方向に沿っ
て移動可能な四段圧延機においてフラットなクラウン形
状のワークロールを使用して圧延した場合のワークロー
ル移動位置と板クラウンの制御量の関係を示す説明図で
ある。 １〜３……従来の四段圧延機、４〜７……ワークロール
移動式圧延機、８……被圧延材、9,9……バックアップ
ロール、11……ワークロール移動式圧延機の本実施例に
係るイニシャルクラウンが形成された上ワークロール、
12……ワークロール移動式圧延機の本実施例に係るイニ
シャルクラウンが形成された下ワークロール、13……板
クラウン計、14……大きなイニシャルクラウン。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下一対のワークロールをベンディング可
   能とすると共に圧延材一本毎あるいは複数本毎に該ワー
   クロールをオール軸方向に沿って互いに逆方向に移動し
   て圧延する板材圧延方法において、 前記ワークロール（11），（12）の胴部中央から胴端に
   向かって形成したイニシャルクラウンの一方を他方より
   も大きく形成し、前記大きなイニシャルクラウン（14）
   と小さなイニシャルクラウンとが上下に重なるようにワ
   ークロール（11），（12）を配置し、ワークロールの中
   心がミル中心に対して大きなイニシャルクラウン（14）
   が形成された側の位置で圧延することを特徴とする板材
   圧延方法。
2. 【請求項２】ワークロールの胴片側に、反対側よりも大
   きなイニシャルクラウンが胴部中央から胴端に向かって
   形成されていることを特徴とする板材圧延用ワークロー
   ル。