JP3248476B2 - 連続冷間圧延機による連続圧延方法 - Google Patents

連続冷間圧延機による連続圧延方法

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JP3248476B2 JP32616297A JP32616297A JP3248476B2 JP 3248476 B2 JP3248476 B2 JP 3248476B2 JP 32616297 A JP32616297 A JP 32616297A JP 32616297 A JP32616297 A JP 32616297A JP 3248476 B2 JP3248476 B2 JP 3248476B2
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B21B37/26—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme for obtaining one strip having successive lengths of different constant thickness

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、連続冷間圧延機に
よる連続圧延方法に関し、より具体的には、先行金属帯
と後行金属帯とが接合されたストリップに対して連続冷
間圧延機を用いて走間変更を行いながら連続して圧延す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ストリップの連続圧延による生産性向上
やオフゲージの減少による歩留まり向上等を図るため、
先行金属帯の後端と後行金属帯の先端とを、連続冷間圧
延機の入側に配置された溶接機により溶接してストリッ
プとし、このストリップに対して、連続冷間圧延機を用
いて走間変更を行いながら連続して圧延する方法が広く
知られている。なお、以降の説明は、金属帯が鋼帯であ
る場合を例にとって、行う。
【０００３】このような連続冷間圧延機による連続圧延
方法は、鋼帯の単なる冷間圧延にとどまらず、最近で
は、酸洗ラインや連続焼鈍ラインに直結したラインに配
置される冷間圧延機 (例えば調質圧延機) による冷間圧
延についても拡大されて行われている。
【０００４】この連続冷間圧延による生産性向上効果を
最大のものとするためには、先行鋼帯および後行鋼帯の
溶接部が連続冷間圧延機を通過する際に行われる走間変
更時に発生する板破断を如何に抑制するかが極めて重要
である。
【０００５】例えば、特開平６−79326 号公報には、硬
質材からなる先行鋼帯と軟質材からなる後行鋼帯との溶
接部が連続冷間圧延機を通過する際に、ゲージメータAG
C によるロールギャップ変更タイミングを変更し、かつ
走間変更時にはフィードフォワードAGC やゲージメータ
AGC の板厚制御を中止することによって後行鋼帯の板厚
を確保することにより、溶接部直後で生じるジャンピン
グ現象に起因した板薄による板破断を抑制する発明が提
案されている。
【０００６】また、特開平９−94605 号公報には、ワー
クロールベンディングによって鋼帯の板幅方向形状を制
御して鋼帯に冷間圧延を行う際に、ワークロールの連続
使用時間の増大にともなってロールベンディング力を低
減するように制御し、常に鋼帯に耳伸び圧延を行うこと
により、ヒートクラウンによる中伸び形状による板端部
の張力を低減させ、これにより板破断を抑制する発明が
提案されている。
【０００７】さらに、特開平２−127904号公報には、先
行鋼帯および後行鋼帯の溶接部の位置をリアルタイムで
把握し、溶接部が冷間圧延機を通過する際の板厚制御を
中止して、溶接部を基準板厚よりも厚くすることによ
り、圧延工程に後続する連続焼鈍工程における板破断を
抑制する発明が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の経験によれ
ば、走間変更時における板破断は、殆どの場合、先行鋼
帯と後行鋼帯との溶接部、あるいは、後行鋼帯の溶接部
近傍において発生し、また、先行鋼帯が硬質材であって
後行鋼帯が軟質材である場合以外の場合であっても発生
する。
【０００９】特開平６−79326 号公報により提案された
発明では、先行鋼帯が硬質材であり後行鋼帯が軟質材で
あることを前提とするため、少なくとも、この前提に反
する場合 (例えば、先行鋼帯：軟質材、後行鋼帯：硬質
材) における板破断を抑制することができない。
【００１０】また、特開平９−94605 号公報により提案
された発明では、熱間圧延の場合に比較すると、ヒート
クラウンの発生は冷間圧延の場合には小さく、その予測
が難しい。また、走間変更時には、張力変動が発生し易
く、平坦度も崩れ易い。そのため、ロールベンディング
力の低減だけでは、板破断を確実に抑制することはでき
ない。
【００１１】さらに、特開平２−127904号公報により提
案された発明は、溶接部を基準板厚よりも大きくするた
め、溶接部の破断に関しては有効であると考えられるも
のの、板に発生する張力について何ら考慮していないた
め、張力の大きさによっては、発生頻度が最も高い、後
行鋼帯の溶接部近傍における板破断を抑制することがで
きない。また、圧延工程に後続する連続焼鈍工程におけ
る板破断を防止するものであり、圧延中の走間変更時に
おける板破断を抑制することはできない。
【００１２】このように、これらの従来の技術によって
も、連続冷間圧延機による連続圧延の際の走間変更時に
おける板破断を確実に抑制することはできなかった。
【００１３】ここに、本発明の目的は、連続冷間圧延機
による連続圧延の際の走間変更時における板破断を確実
に抑制することができる連続冷間圧延機による連続圧延
方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、５基の圧延スタンドを備える連続冷間
圧延機による連続圧延について、多くの操業解析を行っ
た。その結果、この連続冷間圧延における板破断は、先
行鋼帯および後行鋼帯それぞれの張力の差がある臨界値
を超えた場合に発生することがわかった。
【００１５】図１は、先行鋼帯と後行鋼帯とが溶接され
たストリップに対して連続冷間圧延機による連続圧延を
行った場合の板破断の有無を、先行鋼帯張力／後行鋼帯
張力と後行鋼帯張力／後行鋼帯変形抵抗 (％) とについ
て示すグラフである。図１に示すグラフから、板破断
は、後行鋼帯張力に対する先行鋼帯張力の比が1.5 超で
ある場合に、極めて発生し易いことが分かる。
【００１６】そこで、本発明者は、先行鋼帯と後行鋼帯
とが溶接されたストリップに対して、先行鋼帯および後
行鋼帯それぞれの圧延スケジュールを予め定めて走間変
更を行いながら連続冷間圧延機により連続して圧延する
際に、後行鋼帯張力に対する先行鋼帯張力の比が1.5 以
下となるように、後行鋼帯の板厚を、後行鋼帯の先端部
から一定の長さ範囲だけ、圧延スケジュールにより決定
される基準板厚よりも大きくすることにより、走間変更
時における板破断を解消できることを知見して、本発明
を完成した。
【００１７】ここに、本発明の要旨とするところは、先
行金属帯と後行金属帯とが接合されたストリップに対し
て１または２以上の圧延スタンドを備える連続冷間圧延
機を用いて走間変更を行いながら連続して圧延する方法
であって、後行金属帯の先端から所定の長さ範囲につい
て、圧延スタンドそれぞれにより、後行金属帯の板厚が
圧延スケジュールにより決定される基準板厚よりも大き
くなるように圧延を行って、この圧延を行われた後にお
ける、後行金属帯の張力に対する先行金属帯の張力の比
を1.5 以下とすることを特徴とする。
【００１８】上記の本発明において、「先行金属帯の張
力」、「後行金属帯の張力」とは、複数配置される圧延
スタンド毎に、この圧延スタンドを通過した後における
張力の値を意味する。例えば、５基の圧延スタンドを備
える連続冷間圧延機を模式的に示す図２において、圧延
スタンドｉ (ただしｉ＝１〜５) を通過した後における
張力が、先行金属帯ａおよび後行金属帯ｂ毎に、Tai 、
Tbi として決定される。したがって、「後行金属帯の張
力に対する先行金属帯の張力の比」とは、各圧延スタン
ド毎に、Tai / Tbi (ただしｉ＝１〜５) として求めら
れる。
【００１９】また、この張力Tai 、Tbi は、その圧延ス
タンドｉにおける先行金属帯ａおよび後行金属帯ｂそれ
ぞれの変形抵抗Kmi を算出し、この変形抵抗Kmi に係数
λ i (各圧延スタンドにおける張力/ 変形抵抗) を乗じて
ユニット張力を求め、求めたユニット張力にこの圧延ス
タンドにおける板厚ｈi および板幅Ｂを乗じることによ
り、先行金属帯ａおよび後行金属帯ｂ毎に、Tai (T
bi ) ＝λ i Kmi ｈi Ｂとして、算出される。
【００２０】また、この変形抵抗Kmi は、各材質につい
て圧延スタンドｉ毎に、図３に一例を示す変形抵抗曲線
として予め登録されており、この値を用いる。上記の本
発明にかかる連続冷間圧延機による連続圧延方法におい
ては、後行金属帯の圧延母材に疵がある場合、またはこ
の圧延母材がスラブ境界材である場合には、前記の比を
1.3 以下とすることが、板破断を確実に防止するために
望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる連続冷間圧
延機による連続圧延方法の実施形態を、添付図面を参照
しながら、詳細に説明する。図４は、本実施形態で用い
る５基の圧延スタンド１〜圧延スタンド５を備える連続
冷間圧延機６の構成を模式的に示す説明図である。
【００２２】この連続冷間圧延機６では、ホストコンピ
ュータ７から、先行鋼帯10a および後行鋼帯10b それぞ
れの板厚、材質、スラブ情報 (スラブ境界材であるか否
か)および疵情報 (ヘゲやガウジ等の有無) が上位計算
機８に送られ、上位計算機８ではこれらの情報に基づい
て、各圧延スタンド１〜５の圧延スケジュールが設定計
算される。上位計算機８により設定計算された圧延スケ
ジュールは電気制御部９に送られ、電気制御部９からの
制御信号により、各圧延スタンド１〜５のロール圧下量
およびロール周速度の一方または双方が変更される。こ
のようにして、圧延スタンド１〜５を備える連続冷間圧
延機６を用いて、溶接部10c により溶接された先行鋼帯
10a および後行鋼帯10b からなるストリップ10に対し
て、走間変更が行われながら、連続して圧延が行われ
る。
【００２３】本実施形態の連続冷間圧延機６では、上位
計算機８により、各圧延スタンド１〜５それぞれについ
て、後行鋼帯10b の板厚が圧延スケジュールにより決定
される基準板厚よりも大きくなるように圧延スケジュー
ルが再設定されて、圧延が行われる。図５は、上位計算
機８による圧延スケジュールの再設定ロジックの一例を
示すフロー図である。
【００２４】ステップ（以下、単に「Ｓ」と記す。）１
において、先行鋼帯10a 、後行鋼帯10b それぞれの張力
Tai 、Tbi が算出され、Ｓ２へ移行する。ここで、前述
したように、先行鋼帯10a の張力、後行鋼帯10b の張力
とは、各圧延スタンド１〜５毎に、これらの圧延スタン
ド１〜５を通過した後における張力の値を意味し、先行
鋼帯10a および後行鋼帯10b 毎に、Tai 、Tbi として決
定される。この張力Tai 、Tbi は、前述したように、そ
の圧延スタンドｉにおける先行鋼帯10a および後行鋼帯
10b の変形抵抗Kmi を算出し、この変形抵抗Kmi に係数
λ i (各圧延スタンドにおける張力/ 変形抵抗) と圧延
スタンドｉにおける板厚ｈi および板幅Ｂを乗じること
により、先行鋼帯10a および後行鋼帯10b 毎に、Tai
(Tbi ) ＝λ i Kmi ｈi Ｂとして、算出される。図３に
例示するように、変形抵抗Kmi は、各材質について圧延
スタンドｉ毎に変形抵抗曲線として上位計算機８に予め
登録されており、この値を用いる。
【００２５】Ｓ２において、先行鋼帯10a および後行鋼
帯10b それぞれの張力比 (先行鋼帯10a の張力／後行鋼
帯10b の張力) であるTai ／Tbi を求める。張力比Tai
／Tbi ≦1.5 である場合にはＳ５へ移行する。一方、張
力比Tai ／Tbi ＞1.5 である場合にはＳ３へ移行する。
【００２６】Ｓ３において、板破断を防止するために、
圧延スケジュールにより決定される後行鋼帯10b の基準
板厚hai を、板厚増加分αi だけ増加して、基準板厚
(hai＋αi ) に変更設定し、Ｓ４へ移行する。
【００２７】Ｓ４において、Ｓ３で設定変更した基準板
厚 (hai ＋αi ) に基づいて、張力比Tai ／Tbi を計算
し、張力比Tai ／Tbi ≦1.5 となった場合にはＳ５へ移
行する。張力比Tai ／Tbi ＞1.5 の場合には、Ｓ３へ戻
り再度基準板厚を (hai ＋α' i ) としてＳ４において
張力比Tai ／Tbi を計算する。このループは、張力比Ta
i ／Tbi ≦1.5 となるまで繰り返して行い、張力比Tai
／Tbi ≦1.5 を与える板厚増加分αを決定する。
【００２８】例えば、先行鋼帯10a (40 キロ級高張力
鋼、板幅1158mm) を3.8mm から0.991mm の板厚に圧延す
るとともに後行鋼帯10b(極低炭素鋼、板幅1239mm) を4.
0mm から0.738mm の板厚に圧延する場合、先行鋼帯10a
の張力は23.3トンであり、後行鋼帯10b の張力は12.8ト
ンであることから、張力比は1.82となる。ここで、Ｓ３
において、後行鋼帯10b の先端から５m の範囲につい
て、板厚増加分α＝160 μm を設定すると、Ｓ４におい
て計算される張力比は1.50以下に低下される。
【００２９】Ｓ５において、後行鋼帯10b の圧延母材に
疵があるか否かと、この圧延母材がスラブ境界材である
か否かとを、ホストコンピュータ７から入力された情報
に基づいて判断する。圧延母材に疵がある場合、または
スラブ境界材である場合にはＳ６へ移行し、そうでない
場合には板破断のおそれがないため、Ｓ９へ移行して設
定を完了する。
【００３０】Ｓ６において、Ｓ４において計算した張力
比Tai ／Tbi が1.3 以下である場合には、板破断のおそ
れがないため、Ｓ９へ移行して設定を完了する。一方、
張力比Tai ／Tbi が1.3 超である場合には、Ｓ７へ移行
する。
【００３１】Ｓ７において、Ｓ４により決定された基準
板厚 (hai ＋αi ) を、板厚増加分βi だけ増加して、
基準板厚 (hai ＋αi ＋βi ) に変更設定し、Ｓ８へ移
行する。
【００３２】Ｓ８において、設定変更した基準板厚 (ha
i ＋αi ＋βi ) に基づいて、張力比Tai ／Tbi を計算
し、張力比Tai ／Tbi ≦1.3 となった場合にはＳ９へ移
行して設定完了する。張力比Tai ／Tbi ＞1.3 の場合に
は、Ｓ７へ戻り再度基準板厚を (hai ＋αi ＋β' i )
として、Ｓ７において張力比Tai ／Tbi を計算する。こ
のループは、張力比Tai ／Tbi ≦1.3 となるまで繰り返
して行い、張力比Tai／Tbi ≦1.3 を与える板厚増加分
βi を決定し、設定完了する。
【００３３】このように、本実施形態の連続冷間圧延機
６では、走間変更時に、上位計算機８により、各圧延ス
タンド１〜５それぞれにより、後行鋼帯10b の板厚が圧
延スケジュールにより決定される基準板厚よりも大きく
なるように、圧延スケジュールがさらに変更されて圧延
が行われる。これにより、各圧延スタンド１〜５により
圧延を行われた後において、後行鋼帯10b の張力に対す
る先行鋼帯10a の張力比は1.5 以下に、特に後行鋼帯10
b の圧延母材に疵がある場合やこの圧延母材がスラブ境
界材である場合には張力比は1.3 以下に、低減される。
【００３４】そのため、前述した図１にグラフで示す関
係より、本実施形態では、走間変更時における板破断の
著しい抑制ないしは解消が行われる。本実施形態におい
て、基準板厚の変更を行う範囲は、後行鋼帯10b の先端
から所定の長さ範囲とすればよい。例えば、図４におい
て、圧延スタンド４と圧延スタンド５との間を溶接部10
c が通過する際に、その距離より長くなる程度とすれば
よく、圧延スタンド４と圧延スタンド５との間の距離が
５ｍである場合には、５ｍ以上とすればよい。
【００３５】以上のように、本実施形態によれば、走間
変更時の板破断を著しく抑制または解消することがで
き、歩留りおよび操業能率をともに顕著に向上すること
ができた。
【００３６】なお、本実施形態では、後行鋼帯10b の板
厚を先端から５ｍ程度の範囲について大きく設定するた
め、一見オフゲージの増加が懸念される。しかし、この
範囲は、最終ラインを通過して最終製品となるまでにハ
ンドリングによる疵等により切り落とさなければならな
い範囲である。したがって、本実施形態による歩留り低
下は発生しない。
【００３７】
【実施例】さらに、本発明にかかる連続冷間圧延機によ
る連続圧延方法を、実施例を参照しながら、詳細に説明
する。
【００３８】(実施例１)図６は、図４により示した連続
冷間圧延機６により、先行鋼帯10a と後行鋼帯10b とが
接合されたストリップ10に対して走間変更を行いながら
連続圧延した際の基準板厚と、先行鋼帯10a および後行
鋼帯10b それぞれの張力比とをあわせて示すグラフであ
り、図６(a) は圧延スケジュールにより決定された基準
板厚により圧延を行う従来例による場合であり、図６
(b) はこの基準板厚をさらに変更して張力比を1.5 以下
とした本実施例による場合である。
【００３９】本実施例では、溶接部10c(走間変更点) の
到達にともなって、後行鋼帯10b の基準板厚を、160 μ
m 増加し、後行鋼帯10b の先端から５m の長さ範囲を過
ぎた時に、リニアに当初の基準板厚に低減した。これに
より、板破断が発生し易い溶接部およびその近傍５m の
範囲における張力比を約1.4 に低減することができた。
これにより、溶接部の強度に関係なく、板破断を確実に
防止することができた。
【００４０】これに対し、従来例では、板破断が発生し
易い溶接部およびその近傍５m の範囲における張力比は
1.8 と高く、溶接部の強度によっては、この溶接部また
はその近傍において板破断が発生するおそれが高いこと
がわかる。
【００４１】(実施例２)本発明にかかる連続冷間圧延機
による連続圧延方法を、図４により示した連続冷間圧延
機６を用いたストリップの圧延に適用し、総圧延量が10
万トンの圧延を行った。そして、この圧延における板破
断発生率を測定し、圧延スケジュールにより決定された
基準板厚により圧延を行う従来法による板破断発生率を
１として、比較した。結果を図７にグラフで示す。同図
に示すように、本実施例により、板破断の発生率は半減
し、これにより冷間圧延ラインの稼働率も向上した。
【００４２】[変形形態]実施形態および実施例の説明で
は、鋼帯を例にとったが、本発明にかかる連続冷間圧延
機による連続圧延方法はこのような態様に限定されるも
のではなく、例えばステンレス鋼帯、さらにはアルミニ
ウム合金帯等の他の金属帯についても等しく適用するこ
とができる。
【００４３】また、実施形態および実施例の説明では、
圧延スタンドが５基である場合を例にとったが、本発明
にかかる連続冷間圧延機による連続圧延方法はこのよう
な態様に限定されるものではなく、１または２以上の圧
延スタンドを備える連続冷間圧延機を用いた連続圧延に
等しく適用することができる。
【００４４】また、前述した特開平２−127904号公報に
より提案された発明では、先行金属帯を硬質材とすると
ともに後行金属帯を軟質材とすることを前提としていた
が、本発明にかかる連続冷間圧延機による連続圧延方法
では、このような限定は不要であり、後行金属帯の板厚
を増加することにより後行金属帯の張力に対する先行金
属帯の張力の比を1.5 以下とすることができる場合には
等しく適用される。
【００４５】例えば、先行金属帯および後行金属帯が、
ともに、同材質、同圧下率および同板厚の条件で連続圧
延を行われる場合であっても、板幅が異なる場合 (例え
ば、ともに板厚を4.0mm から1.0mm に圧下するが、板幅
が先行金属帯：1500mm、後行金属：1000mmである場合)
についても、本発明を適用することができる。さらに、
条件によっては、先行金属帯が軟質材であって後行金属
帯が硬質材である場合にも、本発明を適用することがで
きる。
【００４６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる連続冷間圧延機による連続圧延方法により、連続冷
間圧延機による連続圧延の際の走間変更時における板破
断を確実に抑制することが可能となった。
【００４７】本発明は、先行金属帯および後行金属材そ
れぞれの溶接条件には何らの制約を設けずに、板破断抑
制を図ることができるため、多様化する製造品種に関す
る圧延スケジュールを簡単に組み立てることができ、操
業への適用性も極めて高い実用性に富んだ発明である。
かかる効果を有する本発明の意義は、極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行鋼帯と後行鋼帯とが溶接されたストリップ
に対して連続冷間圧延機による連続圧延を行った場合の
板破断の有無を、先行鋼帯張力／後行鋼帯張力と後行鋼
帯張力／後行鋼帯変形抵抗とについて示すグラフであ
る。
【図２】５基の圧延スタンドを備える連続圧延機を模式
的に示す説明図である。
【図３】変形抵抗曲線の一例を示すグラフである。
【図４】実施形態で用いる５基の圧延スタンドを備える
連続冷間圧延機の構成を模式的に示す説明図である。
【図５】上位計算機による圧延スケジュールの再設定ロ
ジックの一例を示すフロー図である。
【図６】図４により示した連続冷間圧延機により、先行
鋼帯と後行鋼帯とが接合されたストリップに対して走間
変更を行いながら連続圧延した際の基準板厚と、先行鋼
帯および後行鋼帯それぞれの張力比とをあわせて示すグ
ラフであり、図６(a) は圧延スケジュールにより決定さ
れた基準板厚により圧延を行う従来例による場合であ
り、図６(b) はこの基準板厚をさらに変更して張力比を
1.5 以下とした本実施例による場合である。
【図７】実施例２の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１〜５ 圧延スタンド ６ 連続冷間圧延機 10 ストリップ 10a 先行鋼帯 10b 後行鋼帯

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 先行金属帯と後行金属帯とが接合された
    ストリップに対して１または２以上の圧延スタンドを備
    える連続冷間圧延機を用いて走間変更を行いながら連続
    して圧延する方法であって、 前記後行金属帯の先端から所定の長さ範囲について、前
    記圧延スタンドそれぞれにより、前記後行金属帯の板厚
    が圧延スケジュールにより決定される基準板厚よりも大
    きくなるように圧延を行って、当該圧延を行われた後に
    おける、前記後行金属帯の張力に対する前記先行金属帯
    の張力の比を1.5 以下とすることを特徴とする連続冷間
    圧延機による連続圧延方法。
JP32616297A 1997-11-27 1997-11-27 連続冷間圧延機による連続圧延方法 Expired - Fee Related JP3248476B2 (ja)

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