JP5807499B2 - 鋼帯の連続冷間圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱延鋼帯などの鋼帯を連続冷間圧延する方法に関し、特に、タンデム圧延機を用いて鋼帯を連続冷間圧延する方法に関する。

鋼帯を連続冷間圧延するときに用いられるタンデム圧延機は、鋼帯の長手方向に配列された複数の圧延スタンドを有し、これらの各圧延スタンドに設けられた上下一対の圧延ロール（ワークロールともいう）で鋼帯を圧延するように構成されている。このようなタンデム圧延機を用いて鋼帯を連続冷間圧延する場合、後行鋼帯の板厚が先行鋼帯と異なる場合には、タンデム圧延機の板厚を後行鋼帯の板厚に合わせて走間変更する必要がある。

タンデム圧延機の板厚を走間変更する方法としては、板厚変更点が１番目の圧延スタンドに到達したときに、当該圧延スタンドのロール圧下位置（圧延ロールが鋼帯を圧下する位置）と１番目の圧延スタンドより上流に位置する圧延スタンドのロール回転速度とを同時に変更する方法が知られている（特許文献１参照）。
しかし、この方法では、板厚を走間変更したときに鋼帯のスタンド間張力が大きく変動し、鋼帯の破断や絞り等の発生原因となるため、スタンド間張力を大きくさせずに板厚の走間変更を行うためには、板厚の変更代に制限を付けざるを得ないという問題がある。そこで、後行鋼帯の先端がタンデム圧延機の各圧延スタンドを通過する前に各圧延スタンドのロール圧下位置を順次変更する方法が提案されている（特許文献２参照）。

特公昭４８−１７１４５号公報 特開昭６０−２２１１０９号公報

しかしながら、タンデム圧延機の各圧延スタンドのうち最も上流に配置された第１圧延スタンドを後行鋼帯の先端が通過する前に第１圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更すると、図６に示すようなテーパ部２が先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部に発生する。このため、特許文献２に記載された方法では、板厚の変更代に制限を付けることなく板厚を走間変更できるものの、後行鋼帯の材質が先行鋼帯より軟質である場合や後行鋼帯の板厚が先行鋼帯よりも厚い場合あるいは後行鋼帯の板幅が先行鋼帯よりも狭い場合には、図７に示すように、テーパ部２が第１圧延スタンドより下流の圧延スタンドを通過したときに材質やサイズ変更による張力低下と相俟って、鋼帯のスタンド間張力が予想を超えて大きく低下し、鋼帯の破断や絞り等がタンデム圧延機で発生する原因となるため、鋼帯の連続冷間圧延を安定して行うことができなくなるという問題があった。

本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、後行鋼帯の材質が先行鋼帯よりも軟質である場合や後行鋼帯の板厚が先行鋼帯よりも厚い場合あるいは後行鋼帯の板幅が先行鋼帯よりも狭い場合でも鋼帯の連続冷間圧延を安定して行うことのできる鋼帯の連続冷間圧延方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、先行鋼帯の尾端に後行鋼帯の先端が溶接された鋼帯を該鋼帯の長手方向に配列された複数の圧延スタンドを有するタンデム圧延機により連続して冷間圧延する鋼帯の連続冷間圧延方法であって、前記複数の圧延スタンドのうち最も上流の第１圧延スタンドを除く各圧延スタンドを前記先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部が通過する前に前記第１圧延スタンドを除く各圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更し、前記後行鋼帯の先端が前記第１圧延スタンドを通過した直後に該第１圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更することを特徴とする。

本発明によれば、後行鋼帯の先端が第１圧延スタンドを通過した直後に第１圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更することで、先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部にテーパ部が発生しなくなり、これにより、先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部が第１圧延スタンドを除いた各圧延スタンドを通過したときに鋼帯のスタンド間張力が大きく低下することを抑制することが可能となるので、後行鋼帯の材質が先行鋼帯よりも軟質である場合や後行鋼帯の板厚が先行鋼帯よりも厚い場合あるいは後行鋼帯の板幅が先行鋼帯よりも狭い場合でも鋼帯の連続冷間圧延を安定して行うことができる。

本発明を実施するときに用いられる冷間圧延設備の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態を説明するためのフローチャートである。 後行鋼帯の先端がタンデム圧延機の第１圧延スタンドを通過した直後に第１圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更した場合の先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部を示す図である。 後行鋼帯の先端が第１圧延スタンドを通過した直後に第１圧延スタンドのロール圧下位置を変更した場合の第１圧延スタンドと第２圧延スタンドとの間の鋼帯の張力変化を示す図である。 本発明方法と従来方法における走間板厚変更の成功率を示す図である。 後行鋼帯の先端がタンデム圧延機の第１圧延スタンドを通過する前に第１圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更した場合の先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部を示す図である。 後行鋼帯の先端が第１圧延スタンドを通過する前に第１圧延スタンドのロール圧下位置を変更した場合の第１圧延スタンドと第２圧延スタンドとの間の鋼帯の張力変化を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明を実施するときに用いられる冷間圧延設備の一例を示す図、図２は本発明の一実施の形態を説明するためのフローチャートであり、図１に示される冷間圧延設備は鋼帯１ａ，１ｂを払い出すペイオフリール３ａ，３ｂと、ペイオフリール３ａから払い出された先行鋼帯１ａの尾端とペイオフリール３ｂから払い出された後行鋼帯１ｂの先端とを溶接する溶接機４と、溶接機４からルーパー５を経て供給された鋼帯１ａ，１ｂを圧延するタンデム圧延機６と、タンデム圧延機６を通過した鋼帯１ａ，１ｂをコイル状に巻き取るテンションリール７とを具備している。

タンデム圧延機６は鋼帯１ａ，１ｂの長手方向に配列された複数（例えば４つ）の圧延スタンド８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを含み、これらの圧延スタンド８ａ〜８ｄは鋼帯１ａ，１ｂを圧延する上下一対の圧延ロール９ａ，９ｂと、圧延ロール９ａ，９ｂをバックアップする上下一対のバックアップロール１０ａ，１０ｂと、バックアップロール１０ａ，１０ｂと圧延ロール９ａ，９ｂとの間に配置された複数の中間ロール１１とをそれぞれ有している。

また、図１に示される冷間圧延設備は鋼帯１ａ，１ｂの溶接部近傍に穿設された貫通孔を光学的に検出する貫通孔検出装置１２と、この貫通孔検出装置１２から出力された信号をトリガー信号として鋼帯溶接部の位置を演算する演算装置１３と、この演算装置１３の演算結果に基づいてタンデム圧延機６の圧延スタンド８ａ〜８ｄを制御する制御装置１４とを具備し、制御装置１４は、後行鋼帯１ｂの材質が先行鋼帯１ａよりも軟質である場合や後行鋼帯１ｂの板厚が先行鋼帯１ａよりも厚い場合あるいは後行鋼帯１ｂの板幅が先行鋼帯１ａよりも狭い場合には、図２に示すフローチャートに従って圧延スタンド８ａ〜８ｄを制御するように構成されている。

すなわち、図２に示すステップＳ１で先行鋼帯１ａの尾端に後行鋼帯１ｂの先端が溶接機４によって溶接されると、制御装置１４は演算装置１３の演算結果を取り込み、鋼帯溶接部の位置情報を取得する（ステップＳ２）。そして、制御装置１４は圧延スタンド８ａ〜８ｄのうち最も上流に配置された第１圧延スタンド８ａに後行鋼帯１ｂの先端が到達したか否かをステップＳ２で取得した鋼帯溶接部の位置情報から判断する（ステップＳ３）。
ここで、後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａに到達したと判断すると、制御装置１４は後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過した直後に第１圧延スタンド８ａのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更する（ステップＳ４）。

後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過したならば、制御装置１４は先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第１圧延スタンド８ａの下流に配置された第２圧延スタンド８ｂの近くに到達したか否かをステップＳ２で取得した鋼帯溶接部の位置情報から判断する（ステップＳ５）。ここで、先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第２圧延スタンド８ｂの近くに到達したと判断すると、制御装置１４は先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第２圧延スタンド８ｂを通過する前に第２圧延スタンド８ｂのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更する（ステップＳ６）。

先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第２圧延スタンド８ｂを通過したならば、制御装置１４は先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第２圧延スタンド８ｂの下流に配置された第３圧延スタンド８ｃの近くに到達したか否かをステップＳ２で取得した鋼帯溶接部の位置情報から判断する（ステップＳ７）。ここで、先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第３圧延スタンド８ｃの近くに到達したと判断すると、制御装置１４は先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第３圧延スタンド８ｃを通過する前に第３圧延スタンド８ｃのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更する（ステップＳ８）。

先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第３圧延スタンド８ｃを通過したならば、制御装置１４は先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第３圧延スタンド８ｃの下流に配置された第４圧延スタンド８ｄの近くに到達したか否かをステップＳ２で取得した鋼帯溶接部の位置情報から判断する（ステップＳ９）。ここで、先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第４圧延スタンド８ｄの近くに到達したと判断すると、制御装置１４は先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第４圧延スタンド８ｄを通過する前に第４圧延スタンド８ｄのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更する（ステップＳ１０）。

後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過した直後に第１圧延スタンド８ａのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更した場合の先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部を図３に示す。
後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過した直後に第１圧延スタンド８ａのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更すると、図３に示すように、テーパ部２が先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部に発生しないことがわかる。

次に、後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過した直後に第１圧延スタンド８ａのロール圧下位置を変更した場合の第１圧延スタンド８ａと第２圧延スタンド８ｂとの間の鋼帯の張力変化を図４に示す。
後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過した直後に第１圧延スタンド８ａのロール圧下位置を変更すると、図４に示すように、先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第２圧延スタンド８ｂを通過するときに鋼帯のスタンド間張力が大きく低下しないことがわかる。

したがって、上述した本発明の一実施形態では、後行鋼帯１ｂの先端が第１圧延スタンド８ａを通過した直後に第１圧延スタンド８ａのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更することで、テーパ部２が先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部に発生しなくなり、これにより、先行鋼帯１ａと後行鋼帯１ｂとの溶接部が第１圧延スタンド８ａより下流の圧延スタンド８ｂ〜８ｄを通過したときに、材質やサイズ変更による張力低下とテーパ部圧延による張力低下のタイミングを異ならせることができ、鋼帯のスタンド間張力が大きく低下することを抑制することが可能となるので、後行鋼帯１ｂの材質が先行鋼帯１ａよりも軟質である場合や後行鋼帯ｂの板厚が先行鋼帯１ａよりも厚い場合あるいは後行鋼帯１ｂの板幅が先行鋼帯１ａよりも狭い場合でも鋼帯１ａ，１ｂの連続冷間圧延を安定して行うことができる。

図５は本発明方法と従来方法における走間板厚変更の成功率を示す図である。図５に示すように、本発明方法のほうが従来方法よりも走間板厚変更の成功率が高くなることがわかり、このことからも明らかなように、本発明方法では、後行鋼帯の材質が先行鋼帯よりも軟質である場合や後行鋼帯の板厚が先行鋼帯よりも厚い場合あるいは後行鋼帯の板幅が先行鋼帯よりも狭い場合でも鋼帯の連続冷間圧延を安定して行うことができる。
上述した本発明の一実施の形態では、タンデム圧延機の圧延スタンドが４台のものを例示したが、圧延スタンドの台数は４台に限られるものではなく、例えば２〜３台であってもよいし、５台以上であってもよい。

また、タンデム圧延機の圧延スタンドとして圧延ロールとバックロールとの間に中間ロールを有するものを例示したが、圧延ロールとバックロールとの間に中間ロールが配置されていないものを用いてもよい。
また、圧延スケジュール変更点近傍にあるノッチャーの幅落ちによる張力低下量を幅落ち長さから算出し、その張力低下量に対してミル定数から圧下変更量の増加分を計算するモデルを組み込んでもよい。

１ａ…先行鋼帯
１ｂ…後行鋼帯
２…テーパ部
３ａ，３ｂ…ペイオフリール
４…溶接機
５…ルーパー
６…タンデム圧延機
７…テンションリール
８ａ…第１圧延スタンド
８ｂ…第２圧延スタンド
８ｃ…第３圧延スタンド
８ｄ…第４圧延スタンド
９ａ，９ｂ…圧延ロール
１０ａ，１０ｂ…バックアップロール
１１…中間ロール
１２…貫通孔検出装置
１３…演算装置
１４…制御装置

Claims (1)

1. 先行鋼帯の尾端に後行鋼帯の先端が溶接された鋼帯を当該鋼帯の長手方向に配列された複数の圧延スタンドを有するタンデム圧延機により連続して冷間圧延する鋼帯の連続冷間圧延方法であって、
   前記複数の圧延スタンドのうち最も上流の第１圧延スタンドを除く各圧延スタンドを前記先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部が通過する前に前記第１圧延スタンドを除く各圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更し、前記後行鋼帯の先端が前記第１圧延スタンドを通過した直後に該第１圧延スタンドのロール圧下位置をロール間隔が拡大する方向に変更することを特徴とする鋼帯の連続冷間圧延方法。

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