JP6056549B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method of differential steel plate - Google Patents

Description

本発明は、ワークロールを有する圧延機を用いて長手方向に板厚差を有する差厚鋼板を製造する製造装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a manufacturing apparatus for manufacturing a differential steel sheet having a thickness difference in the longitudinal direction using a rolling mill having a work roll, and a manufacturing method thereof.

近年、自動車の燃費を向上させるために、その軽量化が推進されている。このような軽量化の方法の一つとして、自動車のボディを構成する金属材料を改良することが挙げられる。具体的には、自動車のボディの構成部材の鋼材を薄手且つ高強度な鋼材に変更する方法や、構成部材の材料を鋼よりも比重の軽いアルミニウム合金やマグネシウム合金に変更する方法に加え、許容される性能が確保できる限界まで構成部材の板厚を薄くすべく構成部材に板厚分布を付ける方法などが挙げられる。   In recent years, weight reduction has been promoted in order to improve the fuel efficiency of automobiles. One way to reduce the weight is to improve the metal material constituting the body of the automobile. Specifically, in addition to the method of changing the steel material of the automobile body component to a thin and high strength steel material, or the method of changing the material of the component member to an aluminum alloy or magnesium alloy having a lighter specific gravity than steel, For example, there may be mentioned a method of imparting a thickness distribution to the constituent members so as to reduce the thickness of the constituent members to the limit that can ensure the performance.

このうち構成部材に板厚分布を付ける方法に関して、板厚分布が付けられた鋼板は一般に差厚鋼板と呼ばれている。差厚鋼板には用途に応じて様々な種類がある。例えば、長さ２０００ｍｍ程度、幅５００ｍｍ程度の材料に長手方向両端から３００ｍｍまでは板厚２ｍｍ、中央部は板厚１．６ｍｍの凹型のもの（板厚２水準対称型）や、逆に長手方向両端から３００ｍｍまでは板厚１．８ｍｍ、中央部は板厚２．０ｍｍの凸型のもの（板厚２水準対称型）等が挙げられる。その他にも、板厚が長手方向にテーパ状に変化したものや、板厚多水準の対称型又は非対称型のもの等が挙げられる。   Among these, regarding the method of attaching the plate thickness distribution to the constituent members, the steel plate provided with the plate thickness distribution is generally called a differential thickness steel plate. There are various types of differential thickness steel plates depending on the application. For example, a material having a length of about 2000 mm and a width of about 500 mm, a plate thickness of 2 mm from both ends in the longitudinal direction to 300 mm, and a central portion having a plate thickness of 1.6 mm (plate thickness 2 level symmetrical type), or conversely in the longitudinal direction From the both ends to 300 mm, a plate type with a plate thickness of 1.8 mm and a central portion with a plate thickness of 2.0 mm (plate thickness 2 level symmetrical type) can be mentioned. Other examples include those in which the plate thickness is changed in a taper shape in the longitudinal direction, and those having a multi-level thickness or a symmetric or asymmetric type.

このような差厚鋼板の製造方法としては、例えば、圧延機を用いて、圧延中にワークロールの圧下位置（ロールギャップ）を操作する方法が考えられる（例えば、特許文献１）。特に、特許文献１に記載の圧延方法では、圧延荷重を検出するロードセルが設けられると共に、ロードセルによって検出される圧延荷重が、要求される板厚に基づいて算出された要求荷重となるように圧下装置が制御される。なお、差厚鋼板の製造方法としては、圧延機を用いた方法の他にプレスによる方法等も考えられることから、本明細書では圧延機を用いて差厚鋼板を製造する方法を、特に、圧延法による差厚鋼板の製造方法と称する。   As a method for producing such a differential thickness steel sheet, for example, a method of operating a rolling position (roll gap) of a work roll during rolling using a rolling mill is conceivable (for example, Patent Document 1). In particular, in the rolling method described in Patent Document 1, a load cell for detecting a rolling load is provided, and the rolling load detected by the load cell is reduced so as to be a required load calculated based on a required plate thickness. The device is controlled. In addition, as a manufacturing method of the differential thickness steel plate, in addition to a method using a rolling mill, a method by a press, etc. can be considered, so in this specification, in particular, a method of manufacturing the differential thickness steel plate using a rolling mill, This is referred to as a method of manufacturing a differential thickness steel plate by a rolling method.

ところで、圧延法による差厚鋼板の製造方法としては、圧延機出側に設けられた板厚検出装置により圧延機出側における被圧延材の板厚を検出し、その検出値に基づいて圧下位置を制御することが考えられる。しかしながら、差厚鋼板では板厚が一定な部分の圧延方向の長さは一般に短い。このため、ロールバイト出口から板厚検出装置までに或る程度の距離があることから無駄時間が生じるので、この方法では適切な板厚制御を行うことができない。   By the way, as a manufacturing method of the differential thickness steel plate by the rolling method, the plate thickness detecting device provided on the rolling mill delivery side detects the thickness of the material to be rolled on the rolling mill delivery side, and the reduction position based on the detected value. It is conceivable to control. However, in the differential thickness steel plate, the length in the rolling direction of the portion where the plate thickness is constant is generally short. For this reason, since there is a certain distance from the roll bite outlet to the plate thickness detection device, a dead time occurs, and this method cannot perform appropriate plate thickness control.

また、圧延法による差厚鋼板の別の製造方法としては、圧延機入側における被圧延材の板厚および速度と圧延機出側における被圧延材の速度とを検出し、マスフロー一定則を用いて圧延機出側における被圧延材の板厚を推定し、その推定値に基づいて圧下位置を制御することも考えられる。しかしながら、マスフロー一定則を用いた方法でも圧延機出側における被圧延材の速度を検出する装置をロールバイト出口の直近に設置することは困難であるため無駄時間が生じることと、被圧延材に幅広がりが生じること等によって被圧延材の板厚に推定誤差が生じることから、この方法によっても適切な板厚制御を行うことができない。その上、この方法では、複数の速度検出装置及び板厚検出装置が必要になることから、設備コストも上昇してしまう。   In addition, another method for producing a differential thickness steel sheet by rolling is to detect the thickness and speed of the material to be rolled on the entry side of the rolling mill and the speed of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill, and use a constant mass flow rule. It is also conceivable to estimate the thickness of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill and to control the reduction position based on the estimated value. However, even in the method using the constant mass flow rule, it is difficult to install a device for detecting the speed of the material to be rolled on the exit side of the rolling mill in the immediate vicinity of the roll bite outlet, resulting in wasted time, Since an estimation error occurs in the thickness of the material to be rolled due to the widening of the width, appropriate thickness control cannot be performed even by this method. In addition, this method requires a plurality of speed detection devices and plate thickness detection devices, which increases the equipment cost.

このような状況を考慮して、圧延法による差厚鋼板の製造方法としては、プリセット圧延法及び絶対値圧延法が提案されている。プリセット圧延方法では、圧延機の圧下位置とこの圧延機によって圧延された被圧延材の板厚との関係が予め実験や数値計算等により求められる。圧延中には、圧延機によって圧延されている被圧延材のうち圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長がワークロールの回転速度に基づいて算出されると共に、予め求められた圧下位置と圧延後の板厚との関係と、算出された圧延長とに基づいて被圧延材の板厚の分布が目標板厚パターンとなるように圧下位置が制御される。   In consideration of such a situation, a preset rolling method and an absolute value rolling method have been proposed as methods for producing a differential thickness steel plate by a rolling method. In the preset rolling method, the relationship between the rolling position of the rolling mill and the thickness of the material to be rolled that has been rolled by the rolling mill is obtained in advance by experiments or numerical calculations. During rolling, the rolling length, which is the length in the rolling direction of the part already rolled by the rolling mill, of the material being rolled by the rolling mill is calculated based on the rotation speed of the work roll, and in advance Based on the relationship between the obtained reduction position and the thickness after rolling, and the calculated rolling length, the reduction position is controlled so that the thickness distribution of the material to be rolled becomes a target thickness pattern.

また、絶対値圧延法では、圧延荷重と圧延機の変形との関係（圧延機の変形特性）が予め実験や数値計算等により求められる。圧延中には、圧延長がワークロールの回転速度に基づいて算出されると共に、圧延荷重を検出して予め求められた圧延機の変形特性と検出された圧延荷重とに基づいてロールバイト出口における被圧延材の板厚が推定される。そして、算出された圧延長に基づいてこのようにして推定された板厚が目標板厚となるように圧下位置が制御される。   In the absolute value rolling method, the relationship between the rolling load and the deformation of the rolling mill (deformation characteristics of the rolling mill) is obtained in advance by experiments, numerical calculations, and the like. During rolling, the rolling length is calculated based on the rotation speed of the work roll, and the rolling load is detected at the roll bite outlet on the basis of the deformation characteristics of the rolling mill determined in advance and the detected rolling load. The thickness of the material to be rolled is estimated. Then, the reduction position is controlled so that the thickness estimated in this way becomes the target thickness based on the calculated rolling length.

特開平３−２８１０１０号公報JP-A-3-281010

ところで、上述したように、圧延法による差厚鋼板の製造方法では、基本的に、圧延機の圧下位置を変化させることで被圧延材の板厚を変化させるようにしている。このような方法を用いた場合、差厚鋼板の製造速度（生産性）を速めるためには、圧下位置の制御速度を高めることが必要になる。一般に、油圧圧下装置は応答性が高いことから、圧下位置の制御速度を高めるためには油圧圧下装置の設置が必須となる。ところが、油圧圧下装置は高価であるため、設備コストが高くなり、結果として差厚鋼板の製造コストの上昇を招く。   By the way, as described above, in the manufacturing method of the differential thickness steel plate by the rolling method, the plate thickness of the material to be rolled is basically changed by changing the rolling position of the rolling mill. When such a method is used, it is necessary to increase the control speed of the reduction position in order to increase the production speed (productivity) of the differential thickness steel sheet. In general, since the hydraulic pressure reduction device has high responsiveness, it is essential to install the hydraulic pressure reduction device in order to increase the control speed of the reduction position. However, since the hydraulic reduction device is expensive, the equipment cost increases, and as a result, the manufacturing cost of the differential thickness steel sheet increases.

一方、圧下装置としては、油圧圧下装置の他に電動圧下装置も存在する。電動圧下装置は油圧圧下装置に比べて安価であるため、圧下装置として電動圧下装置を用いれば設備コストを低く抑えることができる。ところが、電動圧下装置の圧下位置に関する応答性は低いため、電動圧下装置を用いた場合には圧延速度（被圧延材が圧延機から送出される速度）を遅くしなければならず、その結果、製造速度が遅くなってしまう。   On the other hand, as the reduction device, there is an electric reduction device in addition to the hydraulic reduction device. Since the electric reduction device is less expensive than the hydraulic reduction device, the use of the electric reduction device as the reduction device can reduce the equipment cost. However, since the responsiveness related to the reduction position of the electric reduction device is low, when using the electric reduction device, the rolling speed (speed at which the material to be rolled is fed from the rolling mill) must be slowed down. Production speed will be slow.

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、設備コストを低く抑えつつ製造速度を高めることができる、差厚鋼板の製造装置及び製造方法を提供することにある。   Then, in view of the said subject, the objective of this invention is providing the manufacturing apparatus and manufacturing method of a difference thickness steel plate which can raise a manufacturing speed, restraining equipment cost low.

上記課題を解決するため、本発明者らは、鋭意研究を行い、圧下位置をほとんど操作しなくても、圧延機入側で被圧延材を加熱して被圧延材の長手方向に温度分布を生じさせた状態で圧延機により圧延を行うことで、差厚鋼板を比較的速い製造速度で製造することができること、及びこの場合には圧下位置をほとんど操作しなくて良いことから、このとき使用する圧下装置は応答性の高い油圧圧下装置でなくてもよいことを見出した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive research and heated the material to be rolled on the rolling mill entrance side without almost operating the reduction position, and thus the temperature distribution in the longitudinal direction of the material to be rolled. It is used at this time because it is possible to produce a differential thickness steel sheet at a relatively high production speed by rolling with a rolling mill in the state in which it is generated, and in this case, it is almost unnecessary to operate the reduction position. It has been found that the reduction device that does not need to be a highly responsive hydraulic reduction device.

また、被圧延材の長手方向に温度分布を生じさせた状態で圧延機により圧延を行うと、温度に応じて圧延機による圧延後に被圧延材の板幅が変化する。例えば、板厚３ｍｍ程度、板幅４００ｍｍ程度の材料を圧下率４０％程度圧延した場合、常温の冷間圧延では、０．５〜１．０ｍｍ程度の板幅の増大しか生じないのに対して、８００℃の熱間圧延では、２〜５ｍｍ程度の板幅の増大が生じる。   Further, when rolling is performed by a rolling mill in a state where a temperature distribution is generated in the longitudinal direction of the material to be rolled, the plate width of the material to be rolled changes after rolling by the rolling mill according to the temperature. For example, when a material having a plate thickness of about 3 mm and a plate width of about 400 mm is rolled by about 40%, the cold rolling at room temperature only increases the plate width by about 0.5 to 1.0 mm. In hot rolling at 800 ° C., the plate width increases by about 2 to 5 mm.

このように被圧延材の板幅が変化して板幅にバラツキが生じると、例えば、その後にプレスを行う際に押さえ部分において圧力分布が生じ、その結果、均一な仕上がりの加工が困難になる場合もある。加えて、板幅にバラツキが生じると、プレス時に位置合わせが困難になる場合もある。さらに、板幅が局所的に増大すると、それによって歩留まりの低下が生じる場合もある。   When the plate width of the material to be rolled changes and the plate width varies as described above, for example, a pressure distribution is generated in the holding portion during subsequent pressing, and as a result, it is difficult to process a uniform finish. In some cases. In addition, if the plate width varies, alignment may be difficult during pressing. Furthermore, when the plate width is locally increased, the yield may be reduced.

これに対して、本発明者らは、鋭意研究を行い、圧延機入側と圧延機出側とで被圧延材に加わる張力を変化させることで、この板幅の変化を制御することができることも見出した。   On the other hand, the present inventors have conducted earnest research and can control the change in the sheet width by changing the tension applied to the material to be rolled on the rolling mill entry side and the rolling mill exit side. I also found.

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１）電動圧下装置を有する圧延機と、前記圧延機の入側に設けられて前記圧延機に進入する被圧延材を加熱する加熱装置と、前記加熱装置における加熱量を制御する加熱量制御装置と、前記圧延機の入側および出側において被圧延材に張力を負荷する入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールと、前記入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールによって被圧延材に負荷する張力を制御する張力制御装置と、前記圧延機によって圧延されている被圧延材のうち前記圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長を検出又は算出する圧延長推定装置とを具備し、前記圧延機における圧下位置は、一つの被圧延材の圧延期間全体に亘って一定に維持され、前記加熱量制御装置および前記張力制御装置は、前記被圧延材の圧延中において、当該製造装置によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記圧延長推定装置によって検出又は算出された圧延長に基づいて、
前記加熱装置の加熱量は、式（１）の被圧延材の入側板温度Ｔに基づいて変化させ、
ｒ＝（ａＴ ^２ ＋ｂＴ＋ｃ）Ｐ＋ｄ …（１）
ｒ：圧下率、Ｐ：圧延荷重、Ｔ：入側板温度、ａ、ｂ、ｃ、ｄ：係数
前記入側ブライドルロールによって負荷する張力は、予め求めておいた入側板温度と入側張力と板幅広がり量との関係から、被圧延材が目標厚さパターンとなったときに板幅広がり量がほぼ一定となるように、入側張力を変化させる、差厚鋼板の製造装置。
（２）前記目標厚さパターンを入力するためのパターン入力装置を更に具備する、上記（１）に記載の差厚鋼板の製造装置。
（３）前記圧延機から送出された被圧延材の冷却を行う圧延材冷却装置を更に具備し、前記圧延材冷却装置は当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚に応じて冷却条件を変更する、上記（１）〜（２）のいずれか１つに記載の差厚鋼板の製造装置。
（４）前記圧延材冷却装置は、当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚が薄くなるほど強く冷却を行う、上記（３）に記載の差厚鋼板の製造装置。
（５）前記圧延機は被圧延材の圧延を行う一対のワークロールを具備し、当該差厚鋼板の製造装置は、前記一対のワークロールの冷却を行うワークロール冷却装置を更に具備し、前記ワークロール冷却装置は、前記ワークロールの回転に伴って冷却条件を変更する、上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の差厚鋼板の製造装置。
（６）前記圧延機は被圧延材の圧延を行う一対のワークロールを具備し、これらワークロールはその表面に焼結層を有する、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の差厚鋼板の製造装置。
（７）電動圧下装置を有する圧延機と、前記圧延機の入側に設けられて前記圧延機に侵入する被圧延材を加熱する加熱装置と、前記圧延機の入側および出側において被圧延材に張力を負荷する入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールと、前記入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールによって被圧延材に負荷する張力を制御する張力制御装置と、前記圧延機によって圧延されている被圧延材のうち前記圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長を検出又は算出する圧延長推定装置とを具備する差厚鋼板の製造装置による差厚鋼板の製造方法において、前記圧延機における圧下位置は、一つの被圧延材の圧延期間全体に亘って一定に維持され、当該製造方法によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記加熱装置によって被圧延材を加熱する加熱量は、式（１）の被圧延材の入側板温度Ｔに基づいて変化させ、
ｒ＝（ａＴ ^２ ＋ｂＴ＋ｃ）Ｐ＋ｄ …（１）
ｒ：圧下率、Ｐ：圧延荷重、Ｔ：入側板温度、ａ、ｂ、ｃ、ｄ：係数
、且つ前記入側ブライドルロールによって被圧延材に負荷する張力は、予め求めておいた入側板温度と入側張力と板幅広がり量との関係から、被圧延材が目標厚さパターンとなったときに板幅広がり量がほぼ一定となるように、入側張力を変化させる、差厚鋼板の製造方法。 This invention was made | formed based on the said knowledge, and the summary is as follows.
(1) and rolling mill having an electric rolling device, a heating device for heating an object to be rolled material enters the rolling mill provided the entry side of the rolling mill, heating amount control for controlling the heating amount of the heating device devices and the the entry side bridle roll and the exit-side bridle roll loading the tension to Oite the material being rolled on the inlet side and the outlet side of the rolling mill, the load on the material to be rolled by the entering-side bridle roll and the exit-side bridle roll a tension control device for controlling the tension you, rolling length of detecting or calculating the rolling length is already long in the rolling direction of the rolled portion by the rolling mill of the material to be rolled which is rolled by said rolling mill ; and a estimation device, pressing position in the rolling mill, constant be maintained throughout the rolling period of one material to be rolled, the heating amount control device and the tension control device, the target pressure During rolling of the material, according to the target thickness pattern which is the thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel sheet to be manufactured by the manufacturing apparatus, based on the rolling length detected or calculated by the rolling length estimation apparatus ,
The heating amount of the heating device is changed based on the entry side plate temperature T of the material to be rolled of formula (1),
r = (aT ² + bT + c) P + d (1)
r: reduction ratio, P: rolling load, T: entrance side temperature, a, b, c, d: tension load by a factor the entry side bridle roll, previously obtained was allowed entry side temperature and the entry side tension and the plate An apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet, wherein the entry side tension is changed so that the sheet width spread amount becomes substantially constant when the material to be rolled has a target thickness pattern based on the relationship with the width spread amount.
( 2 ) The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to (1 ) , further comprising a pattern input device for inputting the target thickness pattern.
( 3 ) It further comprises a rolled material cooling device that cools the rolled material sent from the rolling mill, and the rolled material cooling device is in accordance with the thickness of the rolled material cooled by the rolled material cooling device. The apparatus for manufacturing a differential steel sheet according to any one of (1) to ( 2 ), wherein the cooling condition is changed.
( 4 ) The apparatus for producing a differential thickness steel sheet according to ( 3 ), wherein the rolled material cooling device performs cooling more strongly as the thickness of the material to be rolled cooled by the rolled material cooling device becomes thinner.
(5) The rolling mill comprises a pair of work rolls performing the rolling of the rolled material manufacturing apparatus of the tailor welded blank further comprises a work roll cooling device for cooling said pair of work rolls, the The work roll cooling device is the apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to any one of (1) to ( 4 ), wherein the cooling condition is changed with the rotation of the work roll.
( 6 ) The rolling mill includes a pair of work rolls for rolling the material to be rolled, and the work rolls have a sintered layer on the surface thereof, as described in any one of (1) to ( 5 ) above. Difference thickness steel plate manufacturing equipment.
(7) Oite the rolling machine having an electric rolling apparatus, a heating apparatus for heating a material to be rolled to break into the rolling mill provided the entry side of the rolling mill, the entry side and the delivery side of the rolling mill Rolled by the rolling mill , an entry side bridle roll and an exit side bridle roll that apply tension to the material to be rolled, a tension control device that controls the tension applied to the material to be rolled by the entry side bridle roll and the exit side bridle roll, and A difference-thickness steel plate produced by a difference-thickness steel plate manufacturing apparatus comprising a rolling length estimation device that detects or calculates a rolling length that is a length in a rolling direction of a portion that has already been rolled by the rolling mill. in the method of manufacturing, pressing position in the rolling mill is kept constant throughout the rolling period of one material to be rolled, Contact to the rolling direction of the tailor welded blank to be produced by the production method That depending on the target thickness pattern is the thickness of the distribution, the heating amount for heating the material to be rolled, is varied based on the entrance side temperature T of the material to be rolled of the formula (1) by the heating device,
r = (aT ² + bT + c) P + d (1)
r: reduction ratio, P: rolling load, T: entrance side temperature, a, b, c, d: coefficients, and tension load to the material to be rolled by the entry-side bridle roll is entrance side temperature previously obtained From the relationship between the entry side tension and the sheet width spread amount, the difference in thickness steel plate is used to change the entry side tension so that the sheet width spread amount becomes substantially constant when the material to be rolled has a target thickness pattern . Manufacturing method .

本発明の差厚鋼板の製造装置および製造方法によれば、設備コストを低く抑えつつ製造速度を高めることができるようになる。   According to the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the differential thickness steel sheet of the present invention, the manufacturing speed can be increased while keeping the equipment cost low.

図１は、本発明の差厚鋼板の製造装置を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an apparatus for producing a differential thickness steel sheet according to the present invention. 図２は、板厚３．０６ｍｍ、板幅４００ｍｍの６０キロハイテンを入側張力１０ＭＰａ、出側張力１６ＭＰａで圧延した場合の入側板温度と圧下率と圧延荷重との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the inlet side plate temperature, the rolling reduction, and the rolling load when a 60-kilometer with a plate thickness of 3.06 mm and a plate width of 400 mm is rolled at an inlet side tension of 10 MPa and an outlet side tension of 16 MPa. 図３は、圧延長に対する目標厚さと加熱量との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the target thickness with respect to the rolling length and the heating amount. 図４は、製造装置で製造する差厚鋼板の一例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the differential thickness steel plate manufactured by the manufacturing apparatus. 図５は、板厚３．０６ｍｍ、板幅４００ｍｍの６０キロハイテンにおける入側板温度と入側張力と幅広がり量との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship among the inlet side plate temperature, the inlet side tension, and the width spread amount in a 60-kilometer with a plate thickness of 3.06 mm and a plate width of 400 mm. 図６は、２０℃及び７００℃の圧延時に幅広がり量が同じになる場合の圧下率と圧延荷重との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the rolling reduction and the rolling load when the width spread amount is the same during rolling at 20 ° C. and 700 ° C. FIG. 図７は、第二実施形態で用いられる加熱装置を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a heating device used in the second embodiment. 図８は、実施例で製造した差厚鋼板の寸法を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing dimensions of the differential thickness steel plate manufactured in the example.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.

図１は本発明の差厚鋼板の製造装置１の一つの実施形態を概略的に示す図である。図１に示すように、製造装置１は、圧延機１０の入側において、被圧延材である金属ストリップＳが巻出されるペイオフリール１１と、被圧延材である金属ストリップＳが巻出されるペイオフリール１１と、金属ストリップＳの進行方向（図１に矢印で示した方向）を変更する入側デフレクターロール１２と、圧延機１０に進入する金属ストリップＳに加わる張力（すなわち、圧延機１０の入側において金属ストリップＳに加わる張力。以下、「入側張力」という）を制御する入側ブライドルロール（入側張力負荷装置）１３と、入側張力を検出する入側テンションロール１４と、圧延機１０に進入する金属ストリップＳを加熱する加熱装置１５と、加熱装置１５と圧延機１０との間に配置されて加熱装置１５から送出された金属ストリップＳの温度を検出する温度センサ１６とを具備する。   FIG. 1 is a diagram schematically showing one embodiment of a differential thickness steel plate manufacturing apparatus 1 according to the present invention. As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 includes a payoff reel 11 on which a metal strip S as a material to be rolled is unwound and a payoff on which a metal strip S as a material to be rolled is unwound on the entry side of the rolling mill 10. The reel 11, the entrance-side deflector roll 12 that changes the traveling direction of the metal strip S (the direction indicated by the arrow in FIG. 1), and the tension applied to the metal strip S entering the rolling mill 10 (that is, the entrance of the rolling mill 10 Tension on the metal strip S on the side (hereinafter referred to as “entrance on the input side”) 13, an entry side bridle roll (entrance side tension load device) 13, an entry side tension roll 14 that detects the entry side tension, and a rolling mill Heating device 15 for heating metal strip S entering 10, and metal strip disposed between heating device 15 and rolling mill 10 and delivered from heating device 15 It includes a temperature sensor 16 for detecting the temperature of the.

加えて、製造装置１は、圧延機１０の出側において、圧延機１０で圧延された金属ストリップＳを冷却する圧延材冷却装置２５と、金属ストリップＳの進行方向において圧延材冷却装置２５の下流側に設けられて圧延材冷却装置２５から送出された金属ストリップＳの温度を検出する温度センサ２６と、圧延機１０から送出された金属ストリップＳに加わる張力（すなわち、圧延機１０の出側において金属ストリップＳに加わる張力。以下、「出側張力」という）を検出する出側テンションロール２７と、出側張力を制御する出側ブライドルロール２８と、金属ストリップＳの進行方向を変更する出側デフレクターロール２９と、金属ストリップＳを巻き取る巻取リール３０とを具備する。   In addition, the manufacturing apparatus 1 includes a rolling material cooling device 25 that cools the metal strip S rolled by the rolling mill 10 on the exit side of the rolling mill 10, and a downstream side of the rolling material cooling device 25 in the traveling direction of the metal strip S. A temperature sensor 26 that is provided on the side and detects the temperature of the metal strip S delivered from the rolling material cooling device 25, and tension applied to the metal strip S delivered from the rolling mill 10 (that is, on the exit side of the rolling mill 10). Tension applied to the metal strip S (hereinafter referred to as “exit tension”), an output side bridle roll 28 for controlling the output side tension, and an output side for changing the traveling direction of the metal strip S A deflector roll 29 and a take-up reel 30 for winding the metal strip S are provided.

このように構成された製造装置１では、被圧延材である金属ストリップＳがペイオフリール１１に巻回された状態で製造装置１にセットされる。金属ストリップＳの進行方向においてペイオフリール１１の下流側には入側デフレクターロール１２を介して、入側ブライドルロール１３が設けられる。入側デフレクターロール１２は駆動装置等によって駆動されていない回転自在なロールである。一方、入側ブライドルロール１３はモータ等の駆動装置（図示せず）によって駆動され、入側張力を制御する。   In the manufacturing apparatus 1 configured as described above, the metal strip S that is a material to be rolled is set in the manufacturing apparatus 1 in a state of being wound around the payoff reel 11. An entry-side bridle roll 13 is provided on the downstream side of the payoff reel 11 in the traveling direction of the metal strip S via an entry-side deflector roll 12. The entrance side deflector roll 12 is a rotatable roll that is not driven by a driving device or the like. On the other hand, the entry side bridle roll 13 is driven by a drive device (not shown) such as a motor to control the entry side tension.

金属ストリップＳの進行方向において入側ブライドルロール１３の下流側には、入側テンションロール１４が設けられる。入側テンションロール１４は、入側テンションロール１４上を水平に進行する金属ストリップＳを僅かに鉛直上方に付勢して、その反力に基づいて入側張力を検出している。 An entry side tension roll 14 is provided downstream of the entry side bridle roll 13 in the traveling direction of the metal strip S. The entry-side tension roll 14 urges the metal strip S traveling horizontally on the entry-side tension roll 14 slightly vertically upward, and detects the entry-side tension based on the reaction force .

図１に示したように、金属ストリップＳの進行方向において入側テンションロール１４の下流側であって圧延機１０の直ぐ上流には加熱装置１５が設けられる。本実施形態では、加熱装置１５は、金属ストリップＳの上方及び下方に配置された誘導加熱コイルを具備し、これら誘導加熱コイルに電流を流すことで金属ストリップＳを誘導加熱する。なお、加熱装置１５は、必ずしも誘導加熱コイルを用いたものである必要はない。例えば、金属ストリップＳに接触して金属ストリップＳに通電することで金属ストリップＳの加熱を行う通電加熱ロールであってもよい。   As shown in FIG. 1, a heating device 15 is provided on the downstream side of the entrance side tension roll 14 in the traveling direction of the metal strip S and immediately upstream of the rolling mill 10. In the present embodiment, the heating device 15 includes induction heating coils disposed above and below the metal strip S, and the metal strip S is induction-heated by passing an electric current through the induction heating coils. The heating device 15 does not necessarily have to use an induction heating coil. For example, an energization heating roll that heats the metal strip S by energizing the metal strip S in contact with the metal strip S may be used.

再び図１に戻ると、金属ストリップＳの進行方向において加熱装置１５の直ぐ下流には金属ストリップＳの温度を検出する温度センサ１６が配置される。加熱装置１５および温度センサ１６は共に制御装置２０に接続される。加熱装置１５は、圧延機１０に進入する金属ストリップＳの温度が目標温度になるように、温度センサ１６によって検出された温度に基づいてフィードバック制御される。なお、加熱装置１５は必ずしも温度センサ１６によって検出される温度に基づいてフィードバック制御されなくてもよく、目標温度に基づいたフィードフォーワード制御等、様々な方法で制御可能である。   Returning to FIG. 1 again, a temperature sensor 16 for detecting the temperature of the metal strip S is arranged immediately downstream of the heating device 15 in the traveling direction of the metal strip S. Both the heating device 15 and the temperature sensor 16 are connected to the control device 20. The heating device 15 is feedback-controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 16 so that the temperature of the metal strip S entering the rolling mill 10 becomes the target temperature. Note that the heating device 15 does not necessarily need to be feedback-controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 16, and can be controlled by various methods such as feed-forward control based on the target temperature.

本実施形態において、圧延機１０は４段圧延機であり、一対のワークロール１７と一対のバックアップロール１８とを具備する。各ワークロール１７はその表面に焼結層を有するように形成されている。上バックアップロール１８のロールチョック（図示せず）上部には、ワークロール１７の圧下位置（すなわち、ワークロール１７間のロールギャップ）を制御する電動圧下装置１９が設けられる。また、上バックアップロール１８のロールチョック上部には圧延荷重を検出するためのロードセル（図示せず）が設けられる。これら電動圧下装置１９およびロードセルは制御装置２０に接続される。したがって、ロードセルによって検出された圧延荷重は制御装置２０に入力されると共に、電動圧下装置１９は制御装置２０によって制御される。   In the present embodiment, the rolling mill 10 is a four-high rolling mill and includes a pair of work rolls 17 and a pair of backup rolls 18. Each work roll 17 is formed to have a sintered layer on its surface. On the upper portion of the upper chock (not shown) of the upper backup roll 18, an electric reduction device 19 that controls the reduction position of the work roll 17 (that is, the roll gap between the work rolls 17) is provided. Further, a load cell (not shown) for detecting a rolling load is provided on the upper portion of the upper backup roll 18. The electric reduction device 19 and the load cell are connected to the control device 20. Therefore, the rolling load detected by the load cell is input to the control device 20, and the electric reduction device 19 is controlled by the control device 20.

また、本実施形態では、ワークロール１７にはワークロール１７の回転速度を検出するための速度検出装置（図示せず）が設けられる。速度検出装置は制御装置２０に接続されると共に、制御装置２０では速度検出装置によって検出されたワークロール１７の回転速度に基づいて、圧延機１０によって圧延されている金属ストリップＳのうち圧延機１０によって既に圧延された部分の圧延方向の長さ（以下、「圧延長」という）が算出される。なお、圧延長の検出又は算出（推定）は他の方法によって行われてもよい。例えば、圧延長の推定は、圧延機１０から送出された金属ストリップＳの速度を検出する装置の出力に基づいて行われてもよい。   In the present embodiment, the work roll 17 is provided with a speed detection device (not shown) for detecting the rotation speed of the work roll 17. The speed detection device is connected to the control device 20, and the rolling mill 10 among the metal strips S rolled by the rolling mill 10 based on the rotation speed of the work roll 17 detected by the speed detection device. The length in the rolling direction of the portion that has already been rolled (hereinafter referred to as “rolling length”) is calculated. The detection or calculation (estimation) of the rolling length may be performed by other methods. For example, the estimation of the rolling length may be performed based on the output of a device that detects the speed of the metal strip S sent from the rolling mill 10.

加えて、ワークロール１７近傍には、ワークロール１７の冷却を行うワークロール冷却装置２１が設けられる。なお、図１に示した例では、ワークロール冷却装置２１は、上ワークロール１７の近傍のみに配置されて上ワークロール１７を冷却するように構成されているが、下ワークロール１７の近傍に配置して下ワークロール１７を冷却するように、或いは上下ワークロール１７の近傍に配置して上下ワークロールを冷却するように構成されてもよい。   In addition, a work roll cooling device 21 that cools the work roll 17 is provided in the vicinity of the work roll 17. In the example shown in FIG. 1, the work roll cooling device 21 is arranged only in the vicinity of the upper work roll 17 to cool the upper work roll 17, but in the vicinity of the lower work roll 17. The lower work roll 17 may be arranged and cooled, or may be arranged near the upper and lower work rolls 17 to cool the upper and lower work rolls.

本実施形態では、圧延材冷却装置２５ではワークロール１７に対して常温の冷却媒体（例えば、エマルション潤滑油）を吹き付けることにより冷却が行われる。このため、ワークロール１７に吹き付けられる冷却媒体の量が多くなるほど、冷却媒体が吹き付けられたワークロール１７の部分が強く冷却される。なお、ワークロール１７を冷却するワークロール冷却装置２１としては、ワークロール１７を局所的に冷却することができれば如何なる冷却装置を用いてもよい。   In the present embodiment, the rolling material cooling device 25 performs cooling by spraying a cooling medium (for example, emulsion lubricant) to the work roll 17 at room temperature. For this reason, the part of the work roll 17 sprayed with the cooling medium is strongly cooled as the amount of the cooling medium sprayed onto the work roll 17 increases. In addition, as the work roll cooling device 21 for cooling the work roll 17, any cooling device may be used as long as the work roll 17 can be locally cooled.

金属ストリップＳの進行方向において圧延機１０の直ぐ下流側には圧延材冷却装置２５が設けられる。本実施形態では、圧延材冷却装置２５では金属ストリップＳに対して常温の冷却媒体を吹き付けることにより冷却が行われる。このため、金属ストリップＳに吹き付けられる冷却媒体の量が多くなるほど、冷却媒体が吹き付けられた金属ストリップＳの部分が強く冷却される。なお、圧延機１０から送出された金属ストリップＳを冷却する圧延材冷却装置２５としては、金属ストリップＳを局所的に冷却することができれば如何なる冷却装置を用いてもよい。   A rolling material cooling device 25 is provided immediately downstream of the rolling mill 10 in the traveling direction of the metal strip S. In the present embodiment, the rolling material cooling device 25 performs cooling by spraying a cooling medium at normal temperature onto the metal strip S. For this reason, as the amount of the cooling medium sprayed on the metal strip S increases, the portion of the metal strip S on which the cooling medium is sprayed is strongly cooled. As the rolling material cooling device 25 for cooling the metal strip S delivered from the rolling mill 10, any cooling device may be used as long as the metal strip S can be locally cooled.

金属ストリップＳの進行方向において圧延材冷却装置２５の直ぐ下流には金属ストリップＳの温度を検出する温度センサ２６が配置される。圧延材冷却装置２５および温度センサ２６は共に制御装置２０に接続される。圧延材冷却装置２５は、圧延材冷却装置２５によって冷却された金属ストリップＳの温度が目標温度となるように、温度センサ２６によって検出された温度に基づいてフィードバック制御される。なお、圧延材冷却装置２５は必ずしも温度センサ２６によって検出される温度に基づいてフィードバック制御されなくてもよく、後述するように圧延機１０から送出された金属ストリップＳの板厚に基づいて制御されてもよい。   A temperature sensor 26 for detecting the temperature of the metal strip S is disposed immediately downstream of the rolling material cooling device 25 in the traveling direction of the metal strip S. Both the rolling material cooling device 25 and the temperature sensor 26 are connected to the control device 20. The rolled material cooling device 25 is feedback-controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 26 so that the temperature of the metal strip S cooled by the rolled material cooling device 25 becomes the target temperature. The rolled material cooling device 25 does not necessarily need to be feedback-controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 26, and is controlled based on the thickness of the metal strip S sent from the rolling mill 10 as will be described later. May be.

金属ストリップＳの進行方向において温度センサ２６の下流側には出側テンションロール２７が設けられる。出側テンションロール２７も、出側テンションロール２７上を水平に進行する金属ストリップＳを僅かに鉛直上方に付勢して、その反力に基づいて出側張力を検出している。   An exit side tension roll 27 is provided downstream of the temperature sensor 26 in the traveling direction of the metal strip S. The exit side tension roll 27 also urges the metal strip S that travels horizontally on the exit side tension roll 27 slightly upward in the vertical direction, and detects the exit side tension based on the reaction force.

金属ストリップＳの進行方向において出側テンションロール２７の下流側には、出側ブライドルロール（出側張力負荷装置）２８が設けられる。出側ブライドルロール２８はモータ等の駆動装置（図示せず）によって駆動され、出側張力を制御する。 On the downstream side of the exit side tension roll 27 in the traveling direction of the metal strip S, an exit side bridle roll (exit side tension load device) 28 is provided. The exit side bridle roll 28 is driven by a drive device (not shown) such as a motor to control the exit side tension .

金属ストリップＳの進行方向において出側ブライドルロール２８の下流側には、駆動装置等によって駆動されていない回転自在なロールである出側デフレクターロール２９を介して、巻取リール３０が設けられる。この巻取リール３０によって金属ストリップＳが巻き取られる。   A take-up reel 30 is provided on the downstream side of the exit-side bridle roll 28 in the traveling direction of the metal strip S via an exit-side deflector roll 29 that is a rotatable roll that is not driven by a driving device or the like. The metal strip S is taken up by the take-up reel 30.

なお、本実施形態では、金属ストリップＳの進行方向において圧延機１０の上流側には、金属ストリップＳの進行方向とは垂直な水平方向の位置を固定するために、複数のローラガイド（図示せず）が設けられる。   In the present embodiment, a plurality of roller guides (not shown) are provided on the upstream side of the rolling mill 10 in the traveling direction of the metal strip S in order to fix a horizontal position perpendicular to the traveling direction of the metal strip S. Is provided.

また、本実施形態では、圧延機１０のロールバイト入口に圧延潤滑のための圧延潤滑油（例えば、エマルション潤滑油）を供給するための潤滑油供給装置（図示せず）が設けられる。特に、潤滑油供給装置で用いられる潤滑油とワークロール冷却装置２１で用いられる冷却媒体とを同じ潤滑油とされる。このため、潤滑油供給装置およびワークロール冷却装置２１へは共通の潤滑油タンクから潤滑油が供給されると共に、圧延機１０の下部に設けられた潤滑油回収槽（図示せず）を介して潤滑油タンクに回収される。また、制御装置２０は、製造装置１によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布（以下、「目標厚さパターン」という）を入力する入力装置（図示せず）を有していてもよい。   In the present embodiment, a lubricating oil supply device (not shown) for supplying rolling lubricating oil (for example, emulsion lubricating oil) for rolling lubrication to the roll bite inlet of the rolling mill 10 is provided. In particular, the lubricating oil used in the lubricating oil supply device and the cooling medium used in the work roll cooling device 21 are the same lubricating oil. For this reason, the lubricating oil is supplied from the common lubricating oil tank to the lubricating oil supply device and the work roll cooling device 21, and via a lubricating oil recovery tank (not shown) provided at the lower portion of the rolling mill 10. Collected in the lubricating oil tank. Further, the control device 20 has an input device (not shown) for inputting a thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel sheet to be manufactured by the manufacturing device 1 (hereinafter referred to as “target thickness pattern”). May be.

また、上記実施形態では、差厚鋼板の圧延は連続的な金属ストリップＳを用いて連続的に行われている。しかしながら、例えば、圧延機１０に所定長さの金属ストリップＳを供給するようにしてもよい。この場合、ペイオフリール１１および巻取リール３０の替わりに所定長さの金属ストリップＳを積層式に貯留する貯留装置等が用いられる。   Moreover, in the said embodiment, the rolling of a difference thickness steel plate is continuously performed using the continuous metal strip S. FIG. However, for example, a metal strip S having a predetermined length may be supplied to the rolling mill 10. In this case, instead of the payoff reel 11 and the take-up reel 30, a storage device or the like that stores a predetermined length of the metal strip S in a stacked manner is used.

ところで、本願の発明者は、図１に示したような装置を用いて、圧延機１０に進入する金属ストリップＳの温度（以下、「入側板温度」という）を変化させたときの、圧下率と圧延荷重との関係を調査した。具体的な実験条件は以下のとおりである。   By the way, the inventor of the present application changes the temperature of the metal strip S entering the rolling mill 10 (hereinafter referred to as “entrance side plate temperature”) using the apparatus as shown in FIG. And the relationship between rolling load was investigated. Specific experimental conditions are as follows.

まず、金属ストリップＳとしては、６０キロハイテンと呼ばれる引っ張り強さが６００ＭＰaの材料を用いた。金属ストリップＳは、板厚が３．０６ｍｍ、板幅が４００ｍｍの熱延スリット材（黒皮材とよばれる表面に酸化スケールがついたコイル）とした。圧延機１０のワークロール１７は直径３００ｍｍ、胴長５００ｍｍであり、バックアップロール１８は直径１２００ｍｍ、胴長５００ｍｍである。   First, as the metal strip S, a material having a tensile strength of 600 MPa called 60 kg high tensile strength was used. The metal strip S was a hot-rolled slit material having a plate thickness of 3.06 mm and a plate width of 400 mm (coil having an oxide scale on the surface called a black skin material). The work roll 17 of the rolling mill 10 has a diameter of 300 mm and a trunk length of 500 mm, and the backup roll 18 has a diameter of 1200 mm and a trunk length of 500 mm.

このような金属ストリップＳおよび圧延機１０を用いて実験を行った結果、図２に示したような結果を得た。図２から、入側板温度が高くなるにつれて圧延荷重が低下し、また、圧下率が増大するにつれて圧延荷重が増大することが分かる。図２において例えば、圧延時の圧延荷重を１ＭＮにした場合、入側材料の温度が常温では圧下率２％程度、５００℃では圧下率８％程度、７００℃では圧下率１８％程度、９００℃では圧下率４０％の圧延となる。すなわち、圧延荷重を１ＭＮで圧延した場合、圧下位置を操作しなくても、入側板温度を調整することにより、出側板厚を変えることができることが分かる。   As a result of experiment using such a metal strip S and the rolling mill 10, the result as shown in FIG. 2 was obtained. From FIG. 2, it can be seen that the rolling load decreases as the entry side plate temperature increases, and the rolling load increases as the rolling reduction increases. In FIG. 2, for example, when the rolling load at the time of rolling is 1 MN, the entry material temperature is about 2% reduction at room temperature, about 8% reduction at 500 ° C., about 18% reduction at 700 ° C., 900 ° C. Then, rolling is performed at a rolling reduction of 40%. That is, when rolling with a rolling load of 1 MN, it can be seen that the outlet side plate thickness can be changed by adjusting the inlet side plate temperature without operating the reduction position.

そこで、本発明では、製造装置１によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布（目標厚さパターン）に応じて、圧延中に入側板温度を変化させるようにしている。また、入側板温度は、加熱装置１５の加熱量によって変化することから、本発明では、目標厚さパターンに応じて圧延中に加熱装置１５による金属ストリップＳの加熱量を変化させているといえる。   Therefore, in the present invention, the entry side plate temperature is changed during rolling according to the thickness distribution (target thickness pattern) in the rolling direction of the differential thickness steel plate to be produced by the production apparatus 1. In addition, since the entry side plate temperature varies depending on the heating amount of the heating device 15, in the present invention, it can be said that the heating amount of the metal strip S by the heating device 15 is changed during rolling according to the target thickness pattern. .

より具体的には、圧延機１０によってこれから圧延される金属ストリップＳの部分の板厚を直前に圧延された金属ストリップＳの部分の板厚よりも薄くするときには加熱量を大きくし、圧延機１０によってこれから圧延される金属ストリップＳの部分の板厚を直前に圧延された金属ストリップＳの部分の板厚よりも厚くするときには加熱量を小さくする。   More specifically, when the thickness of the portion of the metal strip S to be rolled by the rolling mill 10 is made thinner than the thickness of the portion of the metal strip S rolled immediately before, the heating amount is increased. Therefore, when the plate thickness of the portion of the metal strip S to be rolled is made thicker than the plate thickness of the portion of the metal strip S rolled immediately before, the heating amount is reduced.

また、本実施形態では、一つの金属ストリップＳの圧延期間全体に亘って、圧延機における圧下位置又は圧延荷重を変化させることなく一定に維持した状態で圧延が行われる。   Moreover, in this embodiment, rolling is performed in the state maintained constant, without changing the reduction position or rolling load in a rolling mill over the whole rolling period of one metal strip S.

図３は、例えば図４のような差厚鋼板を製造する場合における圧延長に対する目標厚さと加熱量との関係を示している。図から分かるように、目標厚さは、圧延長が長さａ〜ｂとなっている箇所において薄くなるように変化し、圧延長が長さｃ〜ｄとなっている箇所において更に薄くなるように変化する。そして、目標厚さは、圧延長が長さｅ〜ｆとなっている箇所において厚くなるように変化し、圧延長がｇ〜ｈとなっている箇所において更に厚くなるように変化して、圧延長が０〜ａまでの目標厚さと同じ目標厚さに戻る。   FIG. 3 shows the relationship between the target thickness with respect to the rolling length and the heating amount when, for example, a differential thickness steel plate as shown in FIG. 4 is manufactured. As can be seen from the figure, the target thickness is changed so as to be thinner at the portion where the rolling length is the length ab, and is further reduced at the portion where the rolling length is the length c-d. To change. The target thickness is changed so as to be thicker at the place where the rolling length is the length ef, and is changed so as to be thicker further at the place where the rolling length is gh. The extension returns to the same target thickness as the target thickness from 0 to a.

このような目標厚さのパターンに対して、加熱装置１５における加熱量は、圧延長が長さａ〜ｂとなっているときに徐々に増大し、これに伴って、圧延機１０によって圧延された金属ストリップＳの板厚が徐々に薄くなる。その後、圧延長が長さｃとなるまで一定の加熱量に維持され、その間、圧延機１０によって圧延された金属ストリップＳの板厚も一定に維持される。その後、圧延長が長さｃ〜ｄとなっているときに、加熱装置１５における加熱量が再び増大し、これに伴って、圧延機１０によって圧延された金属ストリップＳの板厚が徐々に薄くなる。その後、圧延長が長さｅ〜ｆとなっているときおよびｇ〜ｈとなっているときには加熱装置１５における加熱量が減少し、これに伴って、圧延機１０によって圧延された金属ストリップＳの板厚が徐々に厚くなる。   With respect to such a target thickness pattern, the heating amount in the heating device 15 gradually increases when the rolling length becomes the lengths a to b, and is accordingly rolled by the rolling mill 10. The thickness of the metal strip S gradually decreases. Thereafter, a constant heating amount is maintained until the rolling length reaches the length c, and during that time, the thickness of the metal strip S rolled by the rolling mill 10 is also maintained constant. Thereafter, when the rolling length becomes the length c to d, the heating amount in the heating device 15 increases again, and accordingly, the thickness of the metal strip S rolled by the rolling mill 10 is gradually reduced. Become. Thereafter, when the rolling length becomes the lengths ef and gh, the heating amount in the heating device 15 decreases, and accordingly, the metal strip S rolled by the rolling mill 10 is reduced. The plate thickness gradually increases.

また、具体的な加熱量は、下記式（１）に基づいて算出される。
ｒ＝（ａＴ^２＋ｂＴ＋ｃ）Ｐ＋ｄ …（１）
式（１）において、ｒは圧下率、Ｐは圧延荷重、Ｔは温度である。また、係数ａ、ｂ、ｃ、ｄは、例えば、図２に示したような実験結果に基づいて算出される値である。なお、式（１）では２次近似を行っているが、３次近似等、他の近似式を用いてもよい。 Further, the specific heating amount is calculated based on the following formula (1).
r = (aT ² + bT + c) P + d (1)
In equation (1), r is the rolling reduction, P is the rolling load, and T is the temperature. The coefficients a, b, c, and d are values calculated based on the experimental results as shown in FIG. 2, for example. In addition, although the quadratic approximation is performed in the expression (1), other approximate expressions such as a cubic approximation may be used.

上記式（１）を用いることにより、目標厚さのパターンから算出された目標圧下率と、圧延荷重の設定値に基づいて、目標入側板温度を算出することができ、この目標入側板温度に基づいて加熱装置１５による加熱量が算出される。したがって、本実施形態では、上記式（１）又は同様なマップが制御装置２０に保持されると共に、実際に圧延を行う際には、圧延機１０の圧延によって金属ストリップＳが目標厚さパターンとなるように、制御装置２０に保持された圧下率とおよび圧延荷重と入側鋼板温度との関係に基づいて制御装置２０において算出された圧延長を用いて加熱装置１５による加熱量が変化せしめられる。   By using the above equation (1), the target entry side plate temperature can be calculated based on the target reduction rate calculated from the target thickness pattern and the set value of the rolling load. Based on this, the heating amount by the heating device 15 is calculated. Therefore, in the present embodiment, the above equation (1) or a similar map is held in the control device 20, and when the rolling is actually performed, the metal strip S becomes the target thickness pattern by rolling of the rolling mill 10. As described above, the heating amount by the heating device 15 is changed using the rolling length calculated in the control device 20 based on the reduction ratio held in the control device 20 and the relationship between the rolling load and the entry side steel plate temperature. .

本発明によれば、このようにして、入側板温度を変化させることによって、圧延機１０の圧下位置を全く又はほとんど変化させることなく差厚鋼板を圧延・製造することができる。このため、圧下位置の変更に関する応答速度の低い電動圧下装置を用いたとしても、比較的高い製造速度で差厚鋼板の製造を行うことができる。   According to the present invention, by changing the entry side plate temperature in this manner, the differential thickness steel sheet can be rolled and manufactured without changing the rolling position of the rolling mill 10 at all or almost. For this reason, even if it uses the electric reduction device with a low response speed regarding the change of the reduction position, the differential thickness steel plate can be manufactured at a relatively high manufacturing speed.

ところで、一般に圧延時の圧下率や温度が異なると、圧延後の差厚鋼板の品質（例えば強度）に差が生じる。差厚鋼板は、圧延後、プレスまたはホットプレス成形され、最終的な構造材が作製されるが、圧延後の差厚鋼板の品質にバラツキがあるとスプリングバックなどのバラツキを生じさせる。このため、一般的に差厚鋼板は圧延後に熱処理される場合が多い。   By the way, generally, when the rolling reduction and temperature at the time of rolling differ, a difference occurs in the quality (for example, strength) of the differential thickness steel sheet after rolling. The differential thickness steel sheet is pressed or hot press-molded after rolling to produce a final structural material. If the quality of the differential thickness steel sheet after rolling varies, variations such as springback are caused. For this reason, generally, a difference thickness steel plate is often heat-treated after rolling.

ここで、上述したように入側板温度を変化させることによって差厚鋼板のサンプルを圧延により製造した（素材や圧延機の条件等は上記実験に用いた条件と同じである）。このサンプルは、１ＭＮの圧延荷重をかけて温度２０℃と９００℃で圧延して得られたものであり、板厚が３ｍｍの部分と板厚が１．８７ｍｍの部分とを有する差厚鋼板である。この差厚鋼板のサンプルの製造時には、差厚鋼板の全ての領域において同一の条件で冷却を行った。   Here, as described above, a sample of the differential thickness steel plate was produced by rolling by changing the inlet side plate temperature (the conditions of the material, the rolling mill, and the like are the same as the conditions used in the experiment). This sample was obtained by rolling at a temperature of 20 ° C. and 900 ° C. with a rolling load of 1MN, and is a differential thickness steel plate having a portion with a plate thickness of 3 mm and a portion with a plate thickness of 1.87 mm. is there. During the production of the differential thickness steel plate sample, cooling was performed under the same conditions in all regions of the differential thickness steel plate.

その結果、冷却なしの場合、この差厚鋼板のサンプルでは、板厚が３ｍｍの部分における耐力が４００ＭＰａであり、板厚が１．８７ｍｍの部分における耐力が３５０ＭＰａであった。この材料でＲ１０ｍｍのＶ曲げ試験を行ったところ、板厚が３ｍｍの部分と板厚が１．８７ｍｍの部分との間でスプリングバックの差により曲げ角度に３度の差が生じた。   As a result, in the case of no cooling, in the sample of the differential thickness steel plate, the yield strength in the portion with the plate thickness of 3 mm was 400 MPa, and the yield strength in the portion with the plate thickness of 1.87 mm was 350 MPa. When a V-bending test of R10 mm was performed on this material, a difference of 3 degrees in the bending angle was caused by the difference in springback between the portion having a plate thickness of 3 mm and the portion having a plate thickness of 1.87 mm.

そこで、本実施形態では、圧延材冷却装置２５は、圧延材冷却装置２５によって冷却される金属ストリップＳの板厚に応じて冷却条件を変更するように構成される。特に、本実施形態では、圧延材冷却装置２５によって冷却される金属ストリップＳの板厚が薄くなるほど強く冷却を行うようにしている。上述したように、本実施形態では、冷却媒体を吹き付けることにより冷却が行われることから、金属ストリップＳの板厚が薄くなるほど金属ストリップＳに吹き付けられる冷却媒体の量が多くされる。   Therefore, in the present embodiment, the rolled material cooling device 25 is configured to change the cooling condition according to the plate thickness of the metal strip S cooled by the rolled material cooling device 25. In particular, in the present embodiment, cooling is performed more strongly as the plate thickness of the metal strip S cooled by the rolling material cooling device 25 becomes thinner. As described above, in the present embodiment, the cooling is performed by spraying the cooling medium, so that the amount of the cooling medium sprayed onto the metal strip S increases as the thickness of the metal strip S decreases.

ここで、金属ストリップＳの板厚は、入側板温度および圧延機１０における圧下率に応じて変化する。入側板温度が高いほど圧延機１０における圧下率が大きくなり、結果的に金属ストリップＳの板厚が薄くなる。しかも薄い板厚部分の耐力は大きくなる。したがって、本実施形態では、入側板温度が高くなるほど、および圧下率が高くなるほど金属ストリップＳは強く冷却される。   Here, the plate thickness of the metal strip S changes according to the inlet side plate temperature and the rolling reduction in the rolling mill 10. The higher the entry side plate temperature, the higher the rolling reduction in the rolling mill 10, and as a result, the thickness of the metal strip S becomes thinner. In addition, the yield strength of the thin plate thickness portion is increased. Therefore, in this embodiment, the metal strip S is cooled more strongly as the entrance side plate temperature becomes higher and the reduction ratio becomes higher.

これにより、金属ストリップＳの耐力を板厚の異なる領域において同様な値とすることができる。その結果、材質のバラツキがほとんどない差厚鋼板を製造することができ、これにより、従来、差厚鋼板は圧延後に熱処理されていたがこの工程を省略でき、よって製造コストを低減することができる。   Thereby, the proof stress of the metal strip S can be made into the same value in the area | region where plate | board thickness differs. As a result, it is possible to manufacture a differential thickness steel plate with almost no material variation, and thus, the differential thickness steel plate is conventionally heat-treated after rolling, but this step can be omitted, and thus the manufacturing cost can be reduced. .

また、具体的な冷却媒体の供給量は、下記式（２）に基づいて算出される。
σ_ｙ＝ｅＱ^２ｈ＋ｆＱｈ＋ｇ …（２）
式（２）において、σ_ｙは耐力、Ｑは冷却媒体の供給流量、ｈは圧延後の金属ストリップＳ（すなわち、圧延材冷却装置２５に進入する金属ストリップＳ）の板厚である。また、係数ｅ、ｆ、ｇは、予め実験や数値計算等を行って算出される値である。なお、式（２）では２次近似を行っているが、３次近似等、他の近似式を用いてもよい。 The specific supply amount of the cooling medium is calculated based on the following formula (2).
σ _y = eQ ² h + fQh + g (2)
In Equation (2), σ _y is the yield strength, Q is the supply flow rate of the cooling medium, and h is the thickness of the rolled metal strip S (that is, the metal strip S entering the rolling material cooling device 25). The coefficients e, f, and g are values that are calculated in advance through experiments and numerical calculations. In addition, although the quadratic approximation is performed in Expression (2), other approximate expressions such as a cubic approximation may be used.

上記式（２）を用いることにより、圧延材冷却装置２５に進入する金属ストリップＳの板厚ｈと目標とする耐力（例えば一つの金属ストリップＳの圧延期間全体に亘って一定）σ_ｙとに基づいて、冷却条件である冷却媒体の流量Ｑを算出することができる。 By using the above formula (2), the thickness h of the metal strip S entering the rolling material cooling device 25 and the target yield strength (for example, constant over the entire rolling period of one metal strip S) σ _y Based on this, the flow rate Q of the cooling medium, which is the cooling condition, can be calculated.

この知見を用いて、上記差厚鋼板のサンプル製造時の冷却条件を板厚に応じて変化させた結果、板厚が３ｍｍの部分における耐力を４００ＭＰａ、板厚が１．８７ｍｍの部分における耐力を４０５ＭＰａとすることができた。この材料でＲ１０ｍｍのＶ曲げ試験を行ったところ、板厚が３ｍｍの部分と板厚が１．８７ｍｍの部分との間で曲げ角度に０．１度の差しか生じなかった。   Using this knowledge, as a result of changing the cooling conditions at the time of sample production of the above-mentioned differential thickness steel plate according to the plate thickness, the proof stress in the portion where the plate thickness is 3 mm is 400 MPa, the proof strength in the portion where the plate thickness is 1.87 mm. The pressure could be 405 MPa. When this material was subjected to an R 10 mm V-bending test, a bending angle of only 0.1 degree was generated between a portion having a plate thickness of 3 mm and a portion having a plate thickness of 1.87 mm.

ところで、ワークロール１７は圧延中に温度の変化する金属ストリップＳに接触する。このため、金属ストリップＳに接触したワークロール１７は、その周方向において温度分布が形成されてしまう。このように、ワークロール１７に周方向の温度分布が生じると、ワークロール１７の周方向において熱膨張の程度が変化し、結果的に、圧延機１０によって圧延される金属ストリップＳの板厚を低減させ且つその表面の平坦度を低下させてしまう可能性がある。   By the way, the work roll 17 contacts the metal strip S whose temperature changes during rolling. For this reason, a temperature distribution is formed in the circumferential direction of the work roll 17 in contact with the metal strip S. Thus, when the circumferential temperature distribution occurs in the work roll 17, the degree of thermal expansion changes in the circumferential direction of the work roll 17, and as a result, the thickness of the metal strip S rolled by the rolling mill 10 is reduced. And the flatness of the surface may be reduced.

そこで、本実施形態では、ワークロール冷却装置２１によってワークロール１７の冷却を行った際に、高温の金属ストリップＳと接触したワークロール１７の部分については冷却媒体の吹付け量を多くして強く冷却し、低温の金属ストリップＳと接触したワークロール１７の部分については冷却媒体の吹付け量を少なくして弱く冷却するようにしている。これにより、ワークロール１７の表面温度をその周方向に亘ってほぼ一定に維持することができ、その結果、ワークロール１７が熱膨張により周方向において変形してしまうことが抑制される。   Therefore, in the present embodiment, when the work roll 17 is cooled by the work roll cooling device 21, the cooling medium spraying amount is increased and strongly applied to the part of the work roll 17 that is in contact with the high-temperature metal strip S. The part of the work roll 17 that is cooled and comes into contact with the low-temperature metal strip S is cooled weakly by reducing the spray amount of the cooling medium. Thereby, the surface temperature of the work roll 17 can be maintained substantially constant over the circumferential direction, and as a result, the work roll 17 is suppressed from being deformed in the circumferential direction due to thermal expansion.

また、本実施形態では、ワークロール１７の表面に焼結層が設けられる。このようにして設けられた焼結層は熱膨張しにくいことから、このようにワークロール１７の表面に焼結層を設けるとワークロール１７が熱膨張により周方向に変形することが抑制される。   In the present embodiment, a sintered layer is provided on the surface of the work roll 17. Since the sintered layer thus provided is difficult to thermally expand, when the sintered layer is provided on the surface of the work roll 17 as described above, the work roll 17 is suppressed from being deformed in the circumferential direction due to the thermal expansion. .

ところで、本実施形態では、上述したように、目標厚さのパターンに応じて、加熱装置１５による加熱量を変化させ、その結果、入側板温度を変化させている。このように金属ストリップＳの入側板温度を変化させて圧延を行うと、圧延された金属ストリップＳの板幅は入側板温度に応じて変化する。すなわち、金属ストリップＳの入側板温度が高くなるほど、圧延による板幅広がり量が大きくなる。このため、入側板温度の低い箇所では圧延後の金属ストリップＳの板幅は狭くなり、入側板温度の高い箇所では圧延後の金属ストリップＳの板幅は広くなる。   By the way, in this embodiment, as above-mentioned, according to the pattern of target thickness, the heating amount by the heating apparatus 15 is changed, As a result, the entrance side board temperature is changed. When rolling is performed while changing the entry side plate temperature of the metal strip S in this way, the plate width of the rolled metal strip S changes according to the entry side plate temperature. That is, the higher the entry side plate temperature of the metal strip S, the larger the plate width spread amount due to rolling. For this reason, the plate width of the metal strip S after rolling becomes narrow at a location where the entry side plate temperature is low, and the plate width of the metal strip S after rolling becomes wide at a location where the entry side plate temperature is high.

ここで、金属ストリップＳの入側板温度を２０℃とし、出側板厚３ｍｍとしたときの圧延を行った場合と、金属ストリップＳの入側板温度を９００℃とし、出側板厚１．８７ｍｍとしたときの圧延を行った場合とにおいて、板幅広がり量と張力との関係を調査した（なお、入側板厚は一定としている）。なお、具体的な素材や圧延機の条件等は上記実験に用いた条件と同じである。   Here, when rolling was performed when the inlet side plate temperature of the metal strip S was 20 ° C. and the outlet side plate thickness was 3 mm, and the inlet side plate temperature of the metal strip S was 900 ° C. and the outlet side plate thickness was 1.87 mm. When the rolling was performed, the relationship between the plate width spread amount and the tension was investigated (note that the entry side plate thickness is constant). In addition, the concrete raw material, the conditions of a rolling mill, etc. are the same as the conditions used for the said experiment.

なお、一般に入側張力よりも出側張力を大きくする方が、スリップ等が発生しないことにより、圧延が安定する。そこで、実験においては、単位面積当たりの張力について、入側張力σ_ｆを出側張力σ_ｂの１．６倍とした。 In general, when the outlet side tension is made larger than the inlet side tension, slipping or the like does not occur, so that rolling is stabilized. Therefore, in the experiment, with respect to the tension per unit area, the entry side tension σ _f was 1.6 times the exit side tension σ _b .

上述したように、図３から、圧延荷重を１ＭＮとし、入側張力を１０ＭＰａ、出側張力を１６ＭＰａとした場合、入側温度を２０℃、７００℃、９００℃とすると、圧下率はそれぞれ２％、１８％、４０％である。図５に、入側温度が２０℃で圧下率が２％である場合、及び入側温度が７００℃で圧下率が１８％である場合における入側張力と幅広がり量との関係を示す。   As described above, from FIG. 3, when the rolling load is 1MN, the inlet side tension is 10 MPa, and the outlet side tension is 16 MPa, when the inlet side temperatures are 20 ° C., 700 ° C., and 900 ° C., the rolling reduction is 2 respectively. %, 18% and 40%. FIG. 5 shows the relationship between the inlet side tension and the width spread amount when the inlet side temperature is 20 ° C. and the rolling reduction is 2%, and when the inlet side temperature is 700 ° C. and the rolling reduction is 18%.

図５からわかるように、張力が増大するにつれて板幅広がり量は減少することがわかる。また、入側板温度が高くなるほど入側張力σ_ｆの変化量に対する板幅広がり量の変化量が大きいことがわかる。そして、図５に示した圧延条件においては、入側張力σ_ｆを４０ＭＰａ程度とすると、入側板厚の温度が変化しても板幅広がり量は共に０．５ｍｍ程度となって変化しないこと、すなわち圧延後の金属ストリップＳの板幅が変化しないことがわかる。 As can be seen from FIG. 5, the amount of spread of the plate width decreases as the tension increases. It can also be seen that the amount of change in the plate width spread amount with respect to the amount of change in the entry side tension σ _f increases as the entry side plate temperature increases. And, in the rolling conditions shown in FIG. 5, if the entry side tension σ _f is about 40 MPa, even if the temperature of the entry side plate thickness changes, both the plate width spread amount is about 0.5 mm and does not change, That is, it can be seen that the plate width of the metal strip S after rolling does not change.

したがって、図５に示した例では、入側張力σ_ｆを４０ＭＰａ程度として、図２に示したような入側板温度と圧延荷重と圧下率との関係を求め、この関係に基づいて目標厚さパターンに応じて入側板温度を設定すれば、板幅広がり量をほぼ一定としつつ、目標厚さパターンに対応した差厚鋼板を得ることができる。 Therefore, in the example shown in FIG. 5, the entry side tension σ _{f is set} to about 40 MPa, and the relationship between the entry side plate temperature, the rolling load and the reduction ratio as shown in FIG. 2 is obtained, and the target thickness is determined based on this relationship. If the entry side plate temperature is set according to the pattern, a difference thickness steel plate corresponding to the target thickness pattern can be obtained while the plate width spread amount is made substantially constant.

具体的な例として、図６に、入側温度を２０℃、入側張力を１０ＭＰａ、出側張力を１６ＭＰａとした場合、入側温度を７００℃、入側張力を１０ＭＰａ、出側張力を１６ＭＰａとした場合、入側温度を７００℃、入側張力を４０ＭＰａ、出側張力を６４ＭＰａとした場合、それぞれについて圧下率と圧延荷重との関係を示す。図６から、圧延荷重が１ＭＮであるときには、入側温度２０℃（圧下率２％）において入側張力を１０ＭＰａとし、入側温度７００℃（圧下率４０％）において入側張力を４０ＭＰａとすることにより、圧下率２％の場合と圧下率４０％の場合のいずれにおいても幅広がり量がほぼ同一である鋼板を製造可能であることがわかる。   As a specific example, FIG. 6 shows that when the inlet temperature is 20 ° C., the inlet tension is 10 MPa, and the outlet tension is 16 MPa, the inlet temperature is 700 ° C., the inlet tension is 10 MPa, and the outlet tension is 16 MPa. When the inlet side temperature is 700 ° C., the inlet side tension is 40 MPa, and the outlet side tension is 64 MPa, the relationship between the rolling reduction and rolling load is shown for each. From FIG. 6, when the rolling load is 1MN, the inlet tension is 10 MPa at an inlet temperature of 20 ° C. (rolling rate of 2%), and the inlet tension is 40 MPa at an inlet temperature of 700 ° C. (rolling rate of 40%). Thus, it can be seen that it is possible to manufacture a steel sheet having substantially the same width expansion amount in both cases of a rolling reduction rate of 2% and a rolling reduction rate of 40%.

また、図５及び図６に示した例では、入側板温度が２０℃と７００℃の場合についてのみ入側張力σ_ｆと幅広がりとの関係を示している。したがって、入側板温度がこれら温度とは異なる温度の場合、入側張力σ_ｆを４０ＭＰａ程度としても板幅広がり量が０．５ｍｍ程度とはならない可能性もある。したがって、このような場合には、板幅広がり量が一定となるように入側板温度に応じて入側張力σ_ｆを変化させることが必要になる。 In the example shown in FIGS. 5 and 6, the relationship between the incoming side tension σ _f and the width spread is shown only when the incoming side plate temperature is 20 ° C. and 700 ° C. Therefore, when the inlet side plate temperature is different from these temperatures, the plate width spread amount may not be about 0.5 mm even if the inlet side tension σ _f is about 40 MPa. Therefore, in such a case, it is necessary to change the entry side tension σ _f according to the entry side plate temperature so that the amount of spread of the sheet width becomes constant.

そこで、本実施形態では、入側板温度と入側張力σ_ｆと板幅広がり量との関係を予め実験や計算等によって求めると共に、求めた関係がマップとして或いは計算式として制御装置２０に保持される。そして、実際に圧延を行う際には、圧延機１０の圧延によって金属ストリップＳが目標厚さパターンとなったときに板幅広がり量がほぼ一定となるように、制御装置２０に保持された入側板温度と入側張力σ_ｆと板幅広がり量との関係に基づいて、制御装置２０において算出された圧延長を用いて入側ブライドルロール（入側張力負荷装置）１３によって負荷される入側張力が変化せしめられる。 Therefore, in the present embodiment, the relationship between the inlet side plate temperature, the inlet side tension σ _f, and the plate width spread amount is obtained in advance by experiments or calculations, and the obtained relationship is held in the control device 20 as a map or a calculation formula. The When actually rolling, when the metal strip S becomes the target thickness pattern by rolling of the rolling mill 10, the input width held by the control device 20 is set so that the amount of spread of the plate width becomes almost constant. The inlet side loaded by the inlet side bridle roll (input side tension load device) 13 using the rolling length calculated in the control device 20 based on the relationship between the side plate temperature, the inlet side tension σ _f and the plate width spread amount. The tension is changed.

なお、上述したように、図２に示した例では、入側張力σ_ｆを出側張力σ_ｂの１．６倍とされているため、入側張力σ_ｆを変化させると、これに伴って出側張力σ_ｂも変化せしめられる。しかしながら、必ずしも入側張力および出側張力の両方を同一の割合で変化させる必要はなく、また必ずしも入側張力および出側張力の両方を変化させる必要もない。 As described above, in the example shown in FIG. 2, the entry side tension σ _f is 1.6 times the exit side tension σ _b , and therefore, when the entry side tension σ _f is changed, this is accompanied. Thus, the exit side tension σ _b is also changed. However, it is not always necessary to change both the entry side tension and the exit side tension at the same rate, and it is not always necessary to change both the entry side tension and the exit side tension.

したがって、本発明によれば、入側張力および出側張力の少なくとも一方を入側板温度と張力と板幅広がり量との関係に基づいて設定することにより、板幅広がり量をほぼ一定に維持しながら差厚鋼板を圧延・製造することができる。   Therefore, according to the present invention, by setting at least one of the inlet side tension and the outlet side tension based on the relationship between the inlet side plate temperature, the tension, and the plate width extension amount, the plate width extension amount is maintained substantially constant. However, it is possible to roll and manufacture a differential thickness steel plate.

また、図５は特定の圧延荷重における入側板温度、張力および幅広がり量の関係を示している。しかしながら、斯かる関係は、圧延荷重を変化させると変わる場合もあることから、実際には、圧延荷重によってもこれらの関係は変化する。したがって、入側板温度と入側張力σ_ｆと板幅広がり量と圧延荷重との関係を予め実験や計算等によって求めると共に、求めた関係がマップとして或いは計算式として制御装置２０に保持するようにしてもよい。そして、実際に圧延を行う際には、圧延機１０の圧延によって金属ストリップＳが目標厚さパターンとなったときに板幅広がり量がほぼ一定となるように、制御装置２０に保持された入側板温度と入側張力σ_ｆと板幅広がり量と圧延荷重との関係に基づいて、制御装置２０において算出された圧延長を用いて入側ブライドルロール（入側張力負荷装置）１３によって負荷される入側張力を変化させるようにしてもよい。 FIG. 5 shows the relationship between the inlet side plate temperature, tension, and width spread amount at a specific rolling load. However, since such a relationship may change when the rolling load is changed, actually, these relationships also change depending on the rolling load. Accordingly, the determined in advance by experiments or calculations and the like the relationship between the rolling load and the entry side temperature and the entry side tension sigma _f and the plate wide rising amount, calculated relationship is to hold the control device 20 or as equation as a map May be. When actually rolling, when the metal strip S becomes the target thickness pattern by rolling of the rolling mill 10, the input width held by the control device 20 is set so that the amount of spread of the plate width becomes almost constant. Based on the relationship between the side plate temperature, the entry side tension σ _f , the plate width spread amount, and the rolling load, it is loaded by the entry side bridle roll (input side tension load device) 13 using the rolling length calculated in the control device 20. The entry side tension may be changed.

加えて、製造装置１によって製造すべき差厚鋼板の目標厚さパターンに応じて金属ストリップＳの加熱量が変化せしめられ、よって入側板温度が変化せしめられる。したがって、本発明では、目標厚さパターンに応じて、圧延機１０によって圧延された被圧延材の板幅が一定となるように、入側張力を変化させているということができる。   In addition, the heating amount of the metal strip S is changed according to the target thickness pattern of the differential thickness steel plate to be manufactured by the manufacturing apparatus 1, and thus the entry side plate temperature is changed. Therefore, in the present invention, it can be said that the entry side tension is changed according to the target thickness pattern so that the plate width of the material to be rolled rolled by the rolling mill 10 is constant.

次に、図７を参照して、本発明の第二実施形態に係る差厚鋼板の製造装置ついて説明する。第二実施形態の差厚鋼板の構成は、基本的に第一実施形態の差厚鋼板と同様である。しかしながら、第二実施形態では、第一実施形態とは異なる加熱装置が用いられている。   Next, with reference to FIG. 7, the manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate which concerns on 2nd embodiment of this invention is demonstrated. The configuration of the differential thickness steel plate of the second embodiment is basically the same as that of the differential thickness steel plate of the first embodiment. However, in the second embodiment, a heating device different from that in the first embodiment is used.

図７は、加熱装置１５’の一つの例を概略的に示す図であり、図中の矢印は金属ストリップＳの進行方向を示している。図７に示したように、加熱装置１５’は、加熱制御装置３１、加熱トランス３２、通電ロール３３、ターンダウンロール３４、シンクロール３５、溶融金属浴３６が貯留されたポット３７、および導電線３８を具備する。   FIG. 7 is a diagram schematically showing one example of the heating device 15 ′, and the arrows in the drawing indicate the traveling direction of the metal strip S. As shown in FIG. 7, the heating device 15 ′ includes a heating control device 31, a heating transformer 32, an energizing roll 33, a turn-down roll 34, a sink roll 35, a pot 37 in which a molten metal bath 36 is stored, and a conductive wire. 38.

加熱制御装置３１は、金属ストリップＳの目標温度に基づいて加熱トランス３２（１次巻線）に交流電力を供給する。金属ストリップＳの目標温度が高いとき、すなわち金属ストリップＳの必要な加熱量が多い時には加熱トランス３２に供給する交流電力を大きくし、金属ストリップＳの目標温度が低いとき、すなわち金属ストリップＳの必要な加熱量が少ないときには加熱トランス３２に供給する交流電力を小さくする。   The heating control device 31 supplies AC power to the heating transformer 32 (primary winding) based on the target temperature of the metal strip S. When the target temperature of the metal strip S is high, that is, when the required heating amount of the metal strip S is large, the AC power supplied to the heating transformer 32 is increased, and when the target temperature of the metal strip S is low, that is, the necessity of the metal strip S When the amount of heating is small, the AC power supplied to the heating transformer 32 is reduced.

加熱トランス３２はいわゆるリングトランスであり、鉄心と、この鉄心に巻回された１次巻線とを具備する。本実施形態では、１次巻線に複数のタップが設けられており、加熱制御装置３１から供給される交流電力の出力先を複数のタップ間で切り替えることにより加熱トランス３２の１次巻線の数を変更することができる。   The heating transformer 32 is a so-called ring transformer, and includes an iron core and a primary winding wound around the iron core. In the present embodiment, the primary winding is provided with a plurality of taps, and the output destination of the AC power supplied from the heating control device 31 is switched between the plurality of taps to change the primary winding of the heating transformer 32. The number can be changed.

通電ロール３３は、金属ストリップＳの進行方向において上流側から搬送された金属ストリップＳに通電するためのロールであり、少なくともその表面が導電性の材料で形成されている。通電ロール３３は、加熱トランス３２の２次側の電極の一つになる。通電ロール３３を通過した金属ストリップＳは、加熱トランス３２内を、より詳細には加熱トランス３２の鉄心の中空部内を通る。   The energizing roll 33 is a roll for energizing the metal strip S conveyed from the upstream side in the traveling direction of the metal strip S, and at least the surface thereof is formed of a conductive material. The energizing roll 33 becomes one of the electrodes on the secondary side of the heating transformer 32. The metal strip S that has passed through the energizing roll 33 passes through the heating transformer 32, more specifically, through the hollow portion of the iron core of the heating transformer 32.

ターンダウンロール３４は、通電ロール３３から水平方向に搬送された金属ストリップＳの進行方向をポット３７内のシンクロール３５に向かう方向（斜め下方）に変更するロールである。ターンダウンロール３４を通った金属ストリップＳはポット３７内の溶融金属浴３６に進入し、その表面にメッキが施される。溶融金属浴３６は、例えば、溶融亜鉛浴や溶融亜鉛系合金浴であり、加熱トランス３２の２次側の電極の一つになる。導電線３８は、その一端が通電ロール３３に接続され、その他端が溶融金属浴３６に浸されている。   The turn-down roll 34 is a roll that changes the traveling direction of the metal strip S conveyed in the horizontal direction from the energizing roll 33 to a direction (diagonally downward) toward the sink roll 35 in the pot 37. The metal strip S that has passed through the turn-down roll 34 enters the molten metal bath 36 in the pot 37, and the surface thereof is plated. The molten metal bath 36 is, for example, a molten zinc bath or a molten zinc-based alloy bath, and becomes one of the electrodes on the secondary side of the heating transformer 32. One end of the conductive wire 38 is connected to the energizing roll 33, and the other end is immersed in the molten metal bath 36.

図７に示したように、本実施形態では、通電ロール３３と、通電ロール３３、溶融金属浴３６の間にある金属ストリップＳと、溶融金属浴３６と、導電線３８とにより、加熱トランス３２の２次回路（２次巻線）が形成される。この加熱トランス３２の２次巻線は１巻であるのに対して、加熱トランス３２が有する１次巻線の巻数は例えば５０〜１００巻（タップを切り替えることにより変更可能）である。このように１次巻線の巻数を２次巻線の巻数よりも格段に多くすることにより、加熱トランス３２の１次巻線に供給される交流電力が小さくても、２次巻線に大きな電流を流すことができる。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the heating transformer 32 includes the energizing roll 33, the metal strip S between the energizing roll 33 and the molten metal bath 36, the molten metal bath 36, and the conductive wires 38. Secondary circuit (secondary winding) is formed. The secondary winding of the heating transformer 32 is one turn, whereas the number of turns of the primary winding included in the heating transformer 32 is, for example, 50 to 100 turns (changeable by switching taps). In this way, by making the number of turns of the primary winding much larger than the number of turns of the secondary winding, even if the AC power supplied to the primary winding of the heating transformer 32 is small, the secondary winding is large. Current can flow.

図１に示した装置を用いて長手方向に板厚差を有する差厚鋼板を製造した。素材等は上述した差厚鋼板のサンプルと同一である。図８に本実施例で製造した差厚鋼板の寸法を示す。図８は、製造した差厚鋼板を長手方向に切断した断面図である。また、テーパ部（板厚の異なる部分間の傾斜部）の長さは１０〜４０ｍｍとした。   Using the apparatus shown in FIG. 1, a differential steel plate having a thickness difference in the longitudinal direction was produced. The material and the like are the same as the above-described sample of the differential thickness steel plate. FIG. 8 shows the dimensions of the differential thickness steel plate manufactured in this example. FIG. 8 is a cross-sectional view of the manufactured differential thickness steel plate cut in the longitudinal direction. Moreover, the length of the taper part (inclination part between the parts from which plate | board thickness differs) was 10-40 mm.

本実施例では、電動圧下圧延機を用い、圧延荷重が１ＭＮになるように常温圧延時の圧下位置を設定した。圧延時には、ワークロールの回転速度から圧延長を推定し、その推定値に基づいて差厚鋼板の板厚の目標値を与え、その板厚の目標値になるよう入側板温度の目標値を算出し、その板温度の目標値になるよう加熱装置の加熱量を制御した。さらに、幅広がり量が同一になるように張力も併せて制御した。
また、圧延後の板厚に基づいて材質のバラツキが無いように圧延材冷却装置における冷却条件（流量）を制御した。具体的には、圧延荷重を約１ＫＮ、入側板温度を常温とし入側張力を１０ＭＰａとした状態と、及び入側板温度を約７０８℃とし入側張力を４０ＭＰａとした状態との２段階に変化させた。冷却条件の目標値は入側板温度が常温の領域（板厚が最も厚い領域）では４０００ｃｃ/ｍｉｎ、約７０８℃の領域では６６８０cc/minとした。この値は上記式（２）と同様な式を作成し、その式を用いて求めた。 In this example, an electric reduction rolling mill was used, and the reduction position during normal temperature rolling was set so that the rolling load was 1 MN. During rolling, the rolling length is estimated from the rotation speed of the work roll, the target value for the thickness of the differential thickness steel plate is given based on the estimated value, and the target value for the inlet side plate temperature is calculated so as to be the target value for the thickness. Then, the heating amount of the heating device was controlled so as to reach the target value of the plate temperature. Furthermore, the tension was also controlled so that the width spread amount was the same.
Moreover, the cooling conditions (flow rate) in the rolling material cooling device were controlled based on the thickness after rolling so that there was no material variation. Specifically, it changes in two stages: a state where the rolling load is about 1 KN, the inlet side plate temperature is room temperature and the inlet side tension is 10 MPa, and the inlet side plate temperature is about 708 ° C. and the inlet side tension is 40 MPa. I let you. The target value of the cooling condition was 4000 cc / min in the region where the inlet side plate temperature is room temperature (the region where the plate thickness is the thickest), and 6680 cc / min in the region of about 708 ° C. This value was calculated using the same formula as formula (2) above.

比較例として、電動圧下圧延機を用い、予め実験によって求めた圧下位置（圧延荷重）と板厚の関係を用いて圧延機の圧下位置の制御を行った。圧延時には、ワークロールの回転速度から圧延長を推定し、その推定値に基づいて差厚鋼板の板厚の目標値を算出し、その板厚の目標値になるように圧延機の圧下位置を制御した。このとき、加熱装置による金属ストリップの加熱および圧延材冷却装置による冷却は行わなかった。   As a comparative example, an electric rolling mill was used to control the rolling position of the rolling mill using the relationship between the rolling position (rolling load) and the plate thickness obtained in advance by experiments. During rolling, the rolling length is estimated from the rotation speed of the work roll, the target thickness value of the differential thickness steel sheet is calculated based on the estimated value, and the reduction position of the rolling mill is set so that the target thickness value is obtained. Controlled. At this time, heating of the metal strip by the heating device and cooling by the rolling material cooling device were not performed.

本実施例では図８に示した差厚鋼板を、圧延速度５０ｍ／ｍｉｎで板厚精度±１０％内で製造することができた。比較例においても、図８に示した差厚鋼板を、板厚精度±１０％内で製造することができた。ただし、電動圧下の圧下速度が３００μｍ／ｓｅｃであることから、上述したテーパ部の長さを１０〜４０ｍｍの間に収めるためには、圧延速度が約０．３〜１．５ｍ／ｍｉｎに制限された。本比較例では圧延速度は１ｍ／ｍｉｎとした。   In this example, the differential thickness steel plate shown in FIG. 8 was able to be manufactured at a rolling speed of 50 m / min within a plate thickness accuracy of ± 10%. Also in the comparative example, the differential thickness steel plate shown in FIG. 8 was able to be manufactured within a thickness accuracy of ± 10%. However, since the reduction speed under electric reduction is 300 μm / sec, the rolling speed is limited to about 0.3 to 1.5 m / min in order to keep the length of the tapered portion between 10 and 40 mm. It was done. In this comparative example, the rolling speed was 1 m / min.

また、圧延後の長手方向の材質バラツキ（耐力）は本実施例の場合５％内（最大板厚基準）であったが、比較例の場合＋４０％（最大板厚基準）内であった。なお、比較例におけるバラツキは別工程で熱処理することにより、本実施例とほぼ同じ程度にまで改善された。   Further, the material variation (proof strength) in the longitudinal direction after rolling was within 5% (maximum sheet thickness standard) in the present example, but within + 40% (maximum sheet thickness standard) in the comparative example. Note that the variation in the comparative example was improved to almost the same extent as in the present example by heat treatment in a separate process.

１ 製造装置
１０ 圧延機
１１ ペイオフリール
１２ 入側デフレクターロール
１３ 入側ブライドルロール
１４ 入側テンションロール
１５ 加熱装置
１６ 温度センサ
１７ ワークロール
１８ バックアップロール
１９ 電動圧下装置
２０ 制御装置
２１ ワークロール冷却装置
２５ 圧延材冷却装置
２６ 温度センサ
２７ 出側テンションロール
２８ 出側ブライドルロール
２９ 出側デフレクターロール
３０ 巻取リール
Ｓ 金属ストリップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 10 Rolling machine 11 Payoff reel 12 Entrance side deflector roll 13 Entrance side bridle roll 14 Entrance side tension roll 15 Heating device 16 Temperature sensor 17 Work roll 18 Backup roll 19 Electric reduction device 20 Controller 21 Work roll cooling device 25 Rolling Material cooling device 26 Temperature sensor 27 Delivery side tension roll 28 Delivery side bridle roll 29 Delivery side deflector roll 30 Winding reel S Metal strip

Claims (7)

電動圧下装置を有する圧延機と、前記圧延機の入側に設けられて前記圧延機に進入する被圧延材を加熱する加熱装置と、前記加熱装置における加熱量を制御する加熱量制御装置と、前記圧延機の入側および出側において被圧延材に張力を負荷する入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールと、前記入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールによって被圧延材に負荷する張力を制御する張力制御装置と、前記圧延機によって圧延されている被圧延材のうち前記圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長を検出又は算出する圧延長推定装置とを具備し、
前記圧延機における圧下位置は、一つの被圧延材の圧延期間全体に亘って一定に維持され、
前記加熱量制御装置および前記張力制御装置は、前記被圧延材の圧延中において、当該製造装置によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記圧延長推定装置によって検出又は算出された圧延長に基づいて、
前記加熱装置の加熱量は、式（１）の被圧延材の入側板温度Ｔに基づいて変化させ、
ｒ＝（ａＴ ^２ ＋ｂＴ＋ｃ）Ｐ＋ｄ …（１）
ｒ：圧下率、Ｐ：圧延荷重、Ｔ：入側板温度、ａ、ｂ、ｃ、ｄ：係数
前記入側ブライドルロールによって負荷する張力は、
予め求めておいた入側板温度と入側張力と板幅広がり量との関係から、
被圧延材が目標厚さパターンとなったときに板幅広がり量がほぼ一定となるように、
入側張力を変化させる、
差厚鋼板の製造装置。 A rolling mill having a power reduction apparatus, a heating apparatus for heating a material to be rolled which enters into the rolling mill provided the entry side of the rolling mill, a heating amount control device for controlling the heating amount in the heating device, wherein the entry side bridle roll and the exit-side bridle roll loading the tension to Oite the material being rolled on the inlet side and the outlet side of the rolling mill, load the material to be rolled by the entering-side bridle roll and the exit-side bridle roll tension a tension controller for controlling a rolling length estimation device for detecting or calculating a rolling length is already long in the rolling direction of the rolled portion by the rolling mill of the material to be rolled which is rolled by said rolling mill Comprising
The rolling position in the rolling mill is maintained constant over the entire rolling period of one rolled material,
The heating amount control device and the tension control device, according to a target thickness pattern that is a thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel plate to be manufactured by the manufacturing apparatus during rolling of the material to be rolled, Based on the rolling length detected or calculated by the rolling length estimation device,
The heating amount of the heating device is changed based on the entry side plate temperature T of the material to be rolled of formula (1),
r = (aT ² + bT + c) P + d (1)
r: reduction ratio, P: rolling load, T: entrance side temperature, a, b, c, d: tension load by a factor the entry side bridle roll is
From the relationship between the inlet side plate temperature, the inlet side tension, and the plate width spread obtained in advance,
When the material to be rolled has a target thickness pattern, the amount of plate width spread is almost constant.
Changing the entry side tension,
Differential thickness steel plate manufacturing equipment. 前記目標厚さパターンを入力するためのパターン入力装置を更に具備する、請求項１に記載の差厚鋼板の製造装置。 The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to claim 1, further comprising a pattern input device for inputting the target thickness pattern. 前記圧延機から送出された被圧延材の冷却を行う圧延材冷却装置を更に具備し、前記圧延材冷却装置は当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚に応じて冷却条件を変更する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の差厚鋼板の製造装置。 Wherein it comprises a rolled material cooling device for cooling the material to be rolled which is sent from the rolling mill further cooling conditions according to the thickness of the rolled material above rolled material cooling device is cooled by the rolled material cooling device The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to any one of claims 1 to 2 , which is changed. 前記圧延材冷却装置は、当該圧延材冷却装置によって冷却される被圧延材の板厚が薄くなるほど強く冷却を行う、請求項３に記載の差厚鋼板の製造装置。 The said rolled material cooling device is a manufacturing apparatus of the differential thickness steel plate of Claim 3 which cools strongly, so that the plate | board thickness of the to-be-rolled material cooled by the said rolled material cooling device becomes thin. 前記圧延機は被圧延材の圧延を行う一対のワークロールを具備し、
当該差厚鋼板の製造装置は、前記一対のワークロールの冷却を行うワークロール冷却装置を更に具備し、前記ワークロール冷却装置は、前記ワークロールの回転に伴って冷却条件を変更する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の差厚鋼板の製造装置。 The rolling mill includes a pair of work rolls for rolling the material to be rolled,
Apparatus for manufacturing the tailor welded blank, said pair of further comprising a work roll cooling device for cooling the work rolls, the work rolls cooling device, changes the cooling conditions in accordance with the rotation of the work roll, claim The apparatus for manufacturing a differential thickness steel sheet according to any one of 1 to 4 . 前記圧延機は被圧延材の圧延を行う一対のワークロールを具備し、これらワークロールはその表面に焼結層を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の差厚鋼板の製造装置。 The said rolling mill comprises a pair of work rolls for rolling the material to be rolled, and these work rolls have a sintered layer on the surface thereof. The production of the differential thickness steel sheet according to any one of claims 1 to 5. apparatus. 電動圧下装置を有する圧延機と、前記圧延機の入側に設けられて前記圧延機に侵入する被圧延材を加熱する加熱装置と、前記圧延機の入側および出側において被圧延材に張力を負荷する入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールと、前記入側ブライドルロール及び出側ブライドルロールによって被圧延材に負荷する張力を制御する張力制御装置と、前記圧延機によって圧延されている被圧延材のうち前記圧延機によって既に圧延された部分の圧延方向の長さである圧延長を検出又は算出する圧延長推定装置とを具備する差厚鋼板の製造装置による差厚鋼板の製造方法において、
前記圧延機における圧下位置は、一つの被圧延材の圧延期間全体に亘って一定に維持され、
当該製造方法によって製造すべき差厚鋼板の圧延方向における厚さの分布である目標厚さパターンに応じて、前記圧延長推定装置によって検出又は算出された圧延長に基づいて、
前記加熱装置によって被圧延材を加熱する加熱量は、式（１）の被圧延材の入側板温度Ｔに基づいて変化させ、
ｒ＝（ａＴ ^２ ＋ｂＴ＋ｃ）Ｐ＋ｄ …（１）
ｒ：圧下率、Ｐ：圧延荷重、Ｔ：入側板温度、ａ、ｂ、ｃ、ｄ：係数
且つ前記入側ブライドルロールによって被圧延材に負荷する張力は、予め求めておいた入側板温度と入側張力と板幅広がり量との関係から、被圧延材が目標厚さパターンとなったときに板幅広がり量がほぼ一定となるように、入側張力を変化させる、差厚鋼板の製造方法。 A rolling mill having a power reduction apparatus, the heating apparatus for heating a material to be rolled which is provided on the entry side of the rolling mill from entering the rolling mill, the rolling mill inlet side and Oite material to be rolled on the exit side of the The entrance side bridle roll and the exit side bridle roll that apply tension to the roll, the tension control device that controls the tension applied to the material to be rolled by the entry side bridle roll and the exit side bridle roll, and the rolling mill. A method for producing a differential thickness steel sheet by a production apparatus for a differential thickness steel sheet, comprising: a rolling length estimation device that detects or calculates a rolling length that is a length in a rolling direction of a portion of the material that has already been rolled by the rolling mill. In
The rolling position in the rolling mill is maintained constant over the entire rolling period of one rolled material,
According to the target thickness pattern which is the thickness distribution in the rolling direction of the differential thickness steel sheet to be manufactured by the manufacturing method , based on the rolling length detected or calculated by the rolling length estimation device,
The heating amount for heating the material to be rolled by the heating device is changed based on the entry side plate temperature T of the material to be rolled of formula (1),
r = (aT ² + bT + c) P + d (1)
r: reduction ratio, P: rolling load, T: entrance side temperature, a, b, c, d: tension load to the material to be rolled by a factor and the entry side bridle roll is provided with entrance side temperature previously obtained Manufacture of differential thickness steel plates that change the entry side tension so that the sheet width spread amount is almost constant when the material to be rolled has a target thickness pattern based on the relationship between the entry side tension and the sheet width spread amount. Method.

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