JP2719210B2 - 板圧延における形状操作端の同調制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は鋼板その他の金属板の圧延における形状操
作端の同調制御方法に関する。

［従来の技術］ 車両、家電製品などに使用される鋼板その他の金属圧
延板の品質の一つに板形状、板クラウンおよびエッジド
ロップがある。

最近、板形状などに対するユーザーの要求は一層厳し
くなり、そのために板形状、板クラウンあるいはエッジ
ドロップが制御可能な圧延方法または圧延機が種々開発
されている。それらの一つとして、小径ワークロールに
オフセットおよび水平方向のたわみを与える圧延機が知
られている。（「日本の塑性加工II」日本塑性加工学
会，昭和61年８月14日参照）。この圧延機は、垂直およ
び水平ロールベンディング力を調節してワークロールを
所要の形状に弾性変形し、目的の板形状、板クラウンあ
るいはエッジドロップを得ようとするものである。な
お、ワークロールにオフセットを与えることにより、水
平方向のロールたわみが発生しやすくなる。

［発明が解決しようとする課題］ オフセットしたワークロールに水平方向のたわみを与
える上記圧延機では、圧延中に圧延条件あるいは板形状
の変動によって、ロールの水平ロールベンディング力
（水平ロールたわみ量）あるいはロールオフセット量の
大きさが圧延機中央に対して左右非対称となることがあ
る。このような場合、ロールにスラスト力が発生し、ス
ラスト力によりスラスト軸受の摩耗が早まる。さらに、
スラスト力が増大して軸受強度を越えると、軸受が破損
し、圧延機の故障となる。

そこで、この発明は水平方向にオフセットしたロール
に水平方向のロールベンディング力を与えて形状制御す
る板圧延において、ロールスラスト力の発生を防止する
ことができる形状操作端の同調制御方法を提供しようと
するものである。

［課題を解決するための手段］ この発明の同調制御方法は、水平方向にオフセットし
た少くとも１本のロールに水平方向のロールベンディン
グ力を与えて板形状を制御する板圧延において、ワーク
サイドおよびドライブサイドにおいて水平ロールベンデ
ィング力およびロールオフセット量をそれぞれ検出す
る。そして、上記検出結果に基づいて両サイドの水平ロ
ールベンディング力およびロールオフセット量が等しく
なるように水平ロールベンディング力およびロールオフ
セット量を調整する。

水平ロールベンダーとしては、たとえばロール軸部に
連結された油圧シリンダーにより水平ロールベンディン
グ力を与える公知のロールベンダーが用いられる。水平
ロールベンディング力の大きさを検出するには、油圧シ
リンダーの油圧力またはロール軸もしくはシリンダーロ
ッドに設けられたロードセルなどを用いる。また、ロー
ルオフセット調整装置として、たとえばハウジングと軸
受箱との間に摺動可能に挿入されたウエッジとウエッジ
を出し入れする油圧シリンダーとからなる装置が用いら
れる。ロールオフセット調整装置は、圧延中であっても
ロールオフセット量の調整が可能である。ロールオフセ
ット量の大きさを検出するには、ロール、上記ウエッジ
またはシリンダーロッドの変位を作動変圧器、ポテンシ
ョメータあるいは磁気スケールなどにより検出する。

なお、形状制御操作端には上記水平ロールベンダーお
よびロールオフセット調整装置の外に、垂直ロールベン
ダー、ワークロールシフト装置などが併用される。ま
た、水平ロールベンダーおよびロールオフセット調整装
置はワークロールおよび中間ロールのいずれに設けても
よいが、ワークロールの２本ともにまた中間ロールの２
本ともに設けることが好ましい。

［作用］ ワークサイドおよびドライブサイドにおいて水平ロー
ルベンディング力およびロールオフセット量の両者が等
しいので、ロールの水平方向のたわみは圧延機中心に対
してほぼ左右対称となる。この結果、ロールに作用する
圧延反力の板幅方向の成分は左右で打ち消しあい、スラ
スト力はほとんど零となる。

［実施例］ 第１図および第２図はこの発明の実施例を示すもの
で、第１図は制御系のブロック図を含む６重圧延機の平
面図および第２図は上記圧延機の側面図である。

上下のワークロール３はロール軸部において軸受箱４
に支持されている。垂直ロールベンダー５の油圧シリン
ダー６が、軸受箱４に連結されている。垂直ロールベン
ダー５は、ワークロール３に垂直方向のベンディング力
を与える。

中間ロール７は軸受箱11に支持されている。軸受箱11
は、凸球面状の内輪12と凹球面状の座13とからなる自動
調心型軸受である。ロール軸部８を自動調心軸受で支持
することにより、中間ロール７にベンディング力が加え
られた際、ロール軸部８が自由に変形して応力の集中が
避けられる。中間ロール７のロール軸部８の軸端寄りに
は、水平ロールベンダー15の油圧シリンダー16が連結さ
れている。また、ハウジング１と中間ロール７の軸受箱
11との間にロールオフセット調整装置18のウエッジ19が
摺動可能に挿入されており、ウエッジ19の端部にはロー
ルオフセット調整装置18の油圧シリンダー20が連結され
ている。一方のウエッジ19が前進するときには他方のウ
エッジ19が同じ距離だけ後退するように、油圧シリンダ
ー20は連係して作動する。中間ロール７はバックアップ
ロール９によって支持されている。

水平ロールベンディング力の制御装置は、ワークサイ
ドおよびドライブサイドにそれぞれ配置された水平ロー
ルベンディング力検出器24を備えている。水平ロールベ
ンディング力検出器24は、水平ロールベンダー15の油圧
シリンダー16に設けられた圧力センサーよりなってい
る。水平ロールベンディング力検出器24からの信号は、
信号処理回路23において増幅およびA/D変換され、同調
制御演算回路21に入力される。同調制御演算回路21に
は、目標値があらかじめ設定回路22から入力され、設定
されている。同調制御演算回路22からの信号によって、
コントローラ25は水平ロールベンダー15に操作信号を出
力する。

同様に、ロールオフセット量の制御装置は、ワークサ
イドおよびドライブサイド、ならびに圧延機入側および
出側にれぞれ配置されたロールオフセット量検出器34を
備えている。ロールオフセット量検出器34は、ロールオ
フセット量調整装置18の油圧シリンダー20のロッドに連
結された変位センサーよりなっている。ロールオフセッ
ト量検出器34からの信号は、信号処理回路33を経て同調
制御演算回路31に入力される。同調制御演算回路31に
は、設定回路32からの目標値があらかじめ設定されてい
る。同調制御演算回路31からの制御偏差に基づき、コン
トローラ35は操作信号をロールオフセット量調整装置18
に出力する。

上記のように構成された６重圧延機において、ワーク
ロール３に作用する垂直ベンディング力の大きさ、中間
ロール７に作用する水平ベンディング力の大きさおよび
ロールオフセット量と、板形状、板クラウンおよびエッ
ジドロップ量との関係はあらかじめ実機について実験的
に求めらており、圧延制御用コンピュータ（図示しな
い）に演算テーブルとして保存されている。板寸法、圧
下量その他の圧延条件、目標の板形状および板クラウン
を圧延制御用コンピュータに入力すると、ワークロール
３に垂直ベンディング力が加えられる。また、中間ロー
ル７は圧延機出側に向って凸に湾曲するように水平ロー
ルベンディング力が加えられるとともに、圧延機出側に
オフセットされる。圧延中、圧延機の出側で圧延された
板の板形状および板クラウンが検出される。検出結果に
基づいてワークロール３の垂直ベンディング力ならびに
中間ロール７の水平ベンディング力の大きさおよびロー
ルオフセット量が調整され、板形状および板クラウンが
フィードバック制御される。

また、圧延中にワークサイドおよびドライブサイドに
おいて水平ロールベンディング力およびロールオフセッ
ト量がそれぞれ検出される。そして、検出結果は同調制
御演算回路21,31に入力され、ここで制御偏差が演算さ
れる。制御偏差はコントローラ25,35に出力され、コン
トローラ25,35からの操作信号により水平ロールベンダ
ー15およいロールオフセット調整装置18が制御される。
目標値はワークサイドおよびドライブサイドともに同一
値に設定されているので、制御偏差を零とすることによ
り、両サイドの水平ロールベンディング力およびロール
オフセット量は互いに等しくなる。

ここで、上記６重圧延機により鋼板を圧延した具体例
について説明する。

圧延機構成 ワークロール：ロール径550mm, ロール銅長1820mm 中間ロール：ロール径400mm, ロール銅長1820mm ロールオフセット量０〜40mm, 水平ベンディング力±40TON ロールクラウン0.16mmの放物線クラウン バックアップロール：ロール径1420mm, ロール銅長1820mm 圧延板 材質：普通鋼 板厚:2.7mm 0.6mm 板幅:1500mm 圧延条件 圧下率:30％ 圧延速度:1500m/min 上記圧延機により、ワークロールの垂直ベンディング
力、ならびに中間ロールの水平ベンディング力およびロ
ールオフセット量を制御した結果、板形状を中伸びおよ
び端伸び変化Δλ（急峻度変化）で約４％変化させるこ
とができ、良好な板形状を得ることができた。また、圧
延中にワークサイドおよびドライブサイドにおいて水平
ロールベンディング力およびロールオフセット量が等し
くなるようにこれらの大きさを制御した。その結果、圧
延操業上問題にならない程度のスラスト力しか発生しな
かった。これに対して、水平ロールベンディング力およ
びロールオフセット量が等しくなるように調整しなかっ
た場合、数ton〜十数ton程度のスラスト力がロールに発
生した。

この発明は上記実施例に限られるものではない。たと
えば、圧延機が４重圧延機であって、ワークロールに水
平ロールベンダーおよびロールオフセット調整装置を備
えたものであってもよい。

［発明の効果］ この発明は、圧延中にワークサイドおよびドライブサ
イドにおいて水平ロールベンディング力およびロールオ
フセット量が等しくなるようにこれらの大きさを制御す
るので、ロールスライトがほとんど発生しない。この結
果、スラスト軸受の摩耗および破損が防止され、安定し
て圧延を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はおよび第２図はこの発明の実施例を示すもの
で、第１図は制御系のブロック図を含む６重圧延機の平
面図、および第２図は上記圧延機の側面図である。 １……ハウジング、３……ワークロール、７……中間ロ
ール、９……バックアップロール、11……軸受箱、15…
…水平ロールベンダー、16……油圧シリンダー、18……
ロールオフセット調整装置、19……ウエッジ、20……油
圧シリンダー、21,31……同調制御演算回路、22,32……
設定回路、23,33……信号処理回路、24……水平ロール
ベンディング力検出器、25,35……コントローラ、34…
…ロールオフセット量検出器。

フロントページの続き (72)発明者 阿高 松男 福岡県北九州市八幡東区枝光１―１―１ 新日本製鐵株式会社第３技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−116916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103610（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238014（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平方向にオフセットした少くとも１本の
   ロールに水平方向のロールベンディング力を与えて板形
   状を制御する板圧延において、ワークサイドおよびドラ
   イブサイドにおいて水平ロールベンディング力およびロ
   ールオフセット量をそれぞれ検出し、前記検出結果に基
   づいて両サイドの水平ロールベンディング力およびロー
   ルオフセット量が等しくなるように水平ロールベンディ
   ング力およびロールオフセット量を調整することを特徴
   とする板圧延における形状操作端の同調制御方法。