JP6086091B2 - Rolling method of taper steel plate with excellent flatness - Google Patents
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Description
本発明は、良好な平坦度を有するテーパ鋼板の圧延方法に関するものである。 The present invention relates to a method for rolling a tapered steel plate having good flatness.
テーパ鋼板は、鋼板長手方向で板厚の異なる鋼板の総称であり、1つ以上のテーパ部を有し、鋼構造物の重量低減や、溶接箇所の削減を可能とした高機能鋼板である。テーパ鋼板は造船材や橋梁材に多く使用されている。 A tapered steel plate is a general term for steel plates having different plate thicknesses in the longitudinal direction of the steel plate, and is a high-functional steel plate having one or more tapered portions and capable of reducing the weight of the steel structure and the number of welding points. Tapered steel plates are often used for shipbuilding and bridge materials.
テーパ鋼板には図1に示すように様々な板厚形状のものがある。全長で板厚が増加または減少する1方向テーパ鋼板と板厚が凸型に増減する2方向テーパ鋼板がある。2方向テーパ鋼板は厚部で切断することで1方向テーパ鋼板の2枚取りができる。また先端および尾端に平行部が有るか、無いかの2パターンがある。 As shown in FIG. 1, there are various types of taper steel plates having various thicknesses. There are unidirectional taper steel plates in which the plate thickness increases or decreases over the entire length, and bidirectional taper steel plates in which the plate thickness increases or decreases in a convex shape. Two-direction taper steel sheets can be cut into two pieces by cutting the thick-direction steel sheet. There are two patterns, whether there are parallel parts at the tip and tail.
このようなテーパ鋼板のテーパ部では鋼板長手方向に板厚が連続的に変化するので、通常の平板圧延で用いられる各パスでの板厚実績を用いた次パスでのロールギャップの補正は難しい。 Since the thickness of such a tapered steel plate continuously changes in the longitudinal direction of the steel plate, it is difficult to correct the roll gap in the next pass using the actual thickness of each pass used in normal plate rolling. .
一般に長手方向に同一板厚の素材からテーパ鋼板を圧延によって製造すると、板厚に変化を付与するパスで被圧延材に形状不良が生じる場合がある。このような形状不良が著しい場合には、図2(a)に示すような被圧延材の縁部に耳波と称する波が発生し、図2(b)に示すような被圧延材の幅中央部に中波と称する波が発生する。 In general, when a tapered steel plate is manufactured from a material having the same thickness in the longitudinal direction by rolling, a shape defect may occur in the material to be rolled in a pass that changes the thickness. When such a shape defect is remarkable, a wave called an oto wave is generated at the edge of the material to be rolled as shown in FIG. 2A, and the width of the material to be rolled as shown in FIG. A wave called a medium wave is generated at the center.
長さ方向に板厚が変化するテーパ鋼板の圧延方法として、特許文献1には「板長手方向への複数パスによるテーパ圧延において、各パス中の最大板厚と最小板厚を、板厚と圧延反力との形状許容範囲内に、設定することを特徴とするテーパ圧延方法」(請求項1)が開示されている。特許文献1によると図3に示すように、出発圧延材(a)を、テーパ部を有する圧延板(b)に圧延すると、同(c)に示すように板厚が小さくなるほど圧延反力が大きくなる。よって、テーパ部の圧延では薄部/厚部や厚部/薄部への圧延が行われるので、同一圧延板に圧延反力の変動が生じることとなる。従って、図4に示す形状維持許容範囲A外のB領域(耳波発生領域)やC領域(中波発生領域)によって圧延が行われることになる。
As a rolling method of a tapered steel plate in which the plate thickness varies in the length direction,
特許文献2には、「長手方向に同一の厚みの素材を圧延して長手方向に厚みの変化する金属板製品を製造するにおいて、前記金属板製品中の最大厚みを平板製品厚とする平板と同じく最小厚みを平板製品厚とする平板とについて、互いに前記同一厚みの素材から圧延を開始し同一のパス数でそれぞれの目標厚みに仕上げるパススケジュール」が開示されている。
圧延のパススケジュールが特許文献1の形状維持許容範囲にあっても、特許文献2に示すパススケージュール(図5)でAスケジュール(最小厚平板)とBスケージュール(最大厚平板)では最終パスに近づくほど圧延反力の開きが大きくなっている。これは、1パス当たりにおける金属板の最大板厚部と最小板厚部との圧延反力差を考慮していないために、板クラウン比率の変化が大になり、図5に示すパススケジュールとなったもので、最終パスにおける圧延反力の差が大きいと金属板の長さ方向における平坦度を維持することはできなくなる。
Even if the rolling pass schedule is within the shape maintenance allowable range of
テーパ鋼板の圧延では前記AスケジュールとBスケジュールが同一鋼板の同一パス内で起こっており、厚部と薄部との圧延反力差を考慮した圧延を行なおうとすると、無限に圧延パス数を増やす必要があり、圧延温度が低下して圧延が成り立たないという問題がある。 In the taper steel plate rolling, the A schedule and the B schedule occur in the same pass of the same steel plate. When rolling is performed in consideration of the difference in the rolling reaction force between the thick part and the thin part, the number of rolling passes is infinite. There is a problem that it is necessary to increase, rolling temperature is lowered and rolling does not work.
そこで、本発明は長さ方向における平坦度に優れたテーパ鋼板を得ることを目的とする。 Then, an object of this invention is to obtain the taper steel plate excellent in the flatness in a length direction.
本発明の要旨は以下の通りである。 The gist of the present invention is as follows.
[1] ワークロールベンダーを有する熱間可逆圧延機により、鋼板長さ方向に連続的に板厚が変化するテーパ部を有するテーパ鋼板の圧延に際して、ワークロールベンダー荷重と圧延荷重との比を一定とすると共に、薄部/厚部への板厚変化点または厚部/薄部への板厚変更点で、ワークロールベンダー荷重を圧延荷重の変化に合せて変更することを特徴とする平坦度に優れたテーパ鋼板の圧延方法。 [1] The ratio of the work roll bender load to the rolling load is constant when rolling a tapered steel sheet having a taper portion whose thickness changes continuously in the length direction of the steel sheet by a hot reversible rolling mill having a work roll bender. And flatness characterized by changing the work roll bender load in accordance with the change in rolling load at the thickness change point to the thin part / thick part or the thickness change point to the thick part / thin part An excellent method for rolling tapered steel sheets.
ワークロールベンダー荷重を本発明のようにすると平坦度に優れたテーパ鋼板が得られる。 When the work roll bender load is set as in the present invention, a tapered steel plate having excellent flatness can be obtained.
はじめに、本発明の1実施形態である熱間圧延機の制御装置を図5を用いて説明する。可逆式熱間圧延機1は鋼板21を圧延する上下1対のワークロール3と上下一対のバックアップロール2と鋼板21の幅方向の平坦化を図るワ−クロールベンダーとを備え、鋼板21を複数パス熱間圧延を繰り返して目的の形状に圧延する。
First, the control apparatus of the hot rolling mill which is one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. The reversible hot rolling
ワークロールベンダーは、圧延中に圧延反力によりワークロール3が撓み、鋼板21の幅中央部に膨らみが発生するのを防止するため、圧延反力に応じてワークロール3を強制的に曲げて、鋼板21の幅方向の平坦化を図る装置である。
The work roll bender forcibly bends the
圧延機のハウジング内に上下のワークロール3の両方の軸がワークロールチョックに支示されている。そして、ワークロールチョックは鍔部がハウジンブのプロジェクトブロック、およびバックアップロールチョックに内臓されている一対のワークロールバランスシリンダーに支持され、ワークロールチョックの鍔部にベンディング力を付加するようになっている。
Both shafts of the upper and
可逆式熱間圧延機1は制御系の機器として、マグネスケール5、ロードセル6、パルスジェネレータ7、油圧シリンダ4、サーボアンプ11、サーボ弁12、ワークロールベンダーサーボ弁13、AGC制御盤8、コントローラ9を備えており、各機器からの信号はAGC制御盤8、コントローラ9を経てプロセスコンピュータ10に送られる。
The reversible hot rolling
次に可逆式熱間圧延機1の運転方法について説明する。
鋼板21は、上下一対のバックアップロール2、2にバックアップされる上下一対のワークロール3、3で圧延されるが、その圧下量は油圧シリンダ4によって制御される。その際、ワークロール3、3のロール開度Sはマグネスケール5で検出され、また圧延荷重Pはロードセル6で、ワークロール3の回転数Wはパルスジェネレータ7によってそれぞれ検出される。AGC制御盤8より圧延中の圧延荷重P、ロール開度Sが、パルスジェネレータ7よりワークロール回転数Wがコントローラ9を介してプロセスコンピュータ10に送られる。プロセスコンピュータ10において、噛み込み端部の長手方向の各ポイントでのロール開度補正量ΔSを演算してコントローラ9に出力する。さらに、コントローラ9において、パルスジェネレータ7からのワークロール回転数によって、板が噛み込んでからの長手方向の制御ポイントを検出し、ワークロールベンダーサーボ弁13とAGC制御盤8間にて制御すべきベンディング力Fb0、実績ベンディング力Fbを入出力する。AGC制御盤8を介してサーボアンプ11に制御すべきロール開度補正量ΔSを出力し、サーボ弁12を介して油圧シリンダ4を操作するとともに、上下ワークロール3のロール開度Sを所定の値に変更制御する。
Next, the operation method of the reversible hot rolling
The
次に、ワークロールベンダー荷重について説明する。 Next, the work roll bender load will be described.
計算に必要な項目の定義は以下の通りである。 The definition of the items necessary for the calculation is as follows.
ΔCr(P):予測圧延荷重と実績圧延荷重との差によって生じるクラウン量
ΔCr(Pb):予測ワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重と実績ワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重との差によって生じるクラウン量
ΔP:予測圧延荷重と実績圧延荷重との差
ΔPb:予測ワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重と実績ワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重との差
∂Cr/∂P:圧延荷重−クラウン影響係数(圧延荷重が1ton変化したときのクラウン変化量を表す)
∂Cr/∂Pb:ワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重−クラウン影響係数(ワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重が1ton変化したときのクラウン変化量を表す)
とすると、圧延荷重によって生じるクラウンを打消す方向にワークロールヘ゛ンタ゛ー荷重をかけるので、その合計はゼロとなる。
ΔCr (P): Crown amount generated due to difference between predicted rolling load and actual rolling load ΔCr (Pb): Crown amount generated due to difference between predicted work roll vendor load and actual work roll vendor load ΔP: Predicted rolling load and actual rolling Difference from load ΔPb: Difference between predicted work roll vender load and actual work roll vender load ∂Cr / ∂P: Rolling load-Crown influence coefficient (represents the amount of crown change when the rolling load changes by 1 ton)
∂Cr / ∂Pb: Work roll vender load-crown influence coefficient (represents the amount of crown change when the work roll vender load changes by 1 ton)
Then, since the work roll vender load is applied in the direction to cancel the crown generated by the rolling load, the total becomes zero.
ΔCr(P)+ΔCr(Pb)=0・・・・(1)
そして、ΔCr(P)とΔCr(Pb)は下記(2)、(3)式で表される。
ΔCr (P) + ΔCr (Pb) = 0 (1)
ΔCr (P) and ΔCr (Pb) are expressed by the following equations (2) and (3).
ΔCr(P)=ΔP・∂Cr/∂P・・・・(2)
ΔCr(Pb)=ΔPb・∂Cr/∂Pb・・・・(3)
式(2)と式(3)を式(1)に代入すると
ΔPb/ΔP=−(∂Cr/∂P)/(∂Cr/∂Pb)・・・・(4)
と表される。
ΔCr (P) = ΔP · ∂Cr / ∂P (2)
ΔCr (Pb) = ΔPb · ∂Cr / ∂Pb (3)
Substituting Equation (2) and Equation (3) into Equation (1), ΔPb / ΔP = − (∂Cr / ∂P) / (∂Cr / ∂Pb) (4)
It is expressed.
即ち、同一パス内において圧延荷重によって生じるクラウンとワークロールベンダーによって生じるクラウンの比を一定にするには、圧延荷重の変化に対応してワークロールベンダー荷重を変更してその荷重比を一定とする必要がある。クラウン比を一定にすることによりテーパ鋼板内での平坦度を維持することができる。 That is, in order to make the ratio of the crown generated by the rolling load and the crown generated by the work roll bender constant in the same pass, the work roll bender load is changed in accordance with the change of the rolling load and the load ratio is made constant. There is a need. By making the crown ratio constant, the flatness in the tapered steel plate can be maintained.
図7は従来例における薄部と厚部を有するテーパ鋼板の圧延荷重とワークロールベンダー荷重の関係を説明する図である。従来は、ベンディング荷重は圧延部位によらず一定(板内で一定)としていた。この場合、厚部でのベンディング圧力が大きすぎて、厚部はマイナスクラウンの傾向となっていた。一方、図8は本発明での薄部と厚部を有するテーパ鋼板の圧延荷重とベンディング荷重の関係を説明する図である。ワークロールベンダー荷重の圧延荷重に対する比を一定とすると共に、薄部/厚部または厚部/薄部への板厚変更点で圧延荷重の変化に合せてワークロールベンダー荷重を変更するようにした。 FIG. 7 is a view for explaining the relationship between the rolling load and the work roll bender load of a tapered steel plate having a thin part and a thick part in the conventional example. Conventionally, the bending load is constant regardless of the rolling site (constant in the plate). In this case, the bending pressure in the thick part is too large, and the thick part tends to have a minus crown. On the other hand, FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the rolling load and bending load of a tapered steel plate having a thin part and a thick part in the present invention. The ratio of the work roll bender load to the rolling load is made constant, and the work roll bender load is changed according to the change of the rolling load at the point of thickness change to the thin part / thick part or thick part / thin part. .
なお、本実施の形態におけるワークロールベンダー荷重の圧延荷重に対する比はテーパ鋼板の平坦度を考慮すると、1〜10%の範囲が好ましい。また、板厚変更点での薄部/厚部または厚部/薄部への圧延荷重の変化の傾きとワークロールベンダー荷重の変化の傾きは同一であるのが好ましいが、平坦度や板厚精度への影響が軽微である範囲において、その誤差は許容できる。
これにより、クラウン比が一定に保たれるようになり、平坦度が維持されるようになる。
The ratio of the work roll bender load to the rolling load in the present embodiment is preferably in the range of 1 to 10% in consideration of the flatness of the tapered steel plate. Further, it is preferable that the inclination of the change in the rolling load to the thin part / thick part or the thick part / thin part at the change point of the thickness is the same as the inclination of the change in the work roll bender load. In the range where the effect on accuracy is negligible, the error is acceptable.
As a result, the crown ratio is kept constant, and the flatness is maintained.
月間3000tonのテーパ鋼板に、本発明のベンダー荷重の設定方法を適用した結果を図9に示す。コールドレベラー(C/L)にまわった比率を23.2%から20.7%へと2.5%減少することができた。 FIG. 9 shows the result of applying the bender load setting method of the present invention to a monthly 3000 ton taper steel plate. The ratio for the cold leveler (C / L) was reduced by 2.5% from 23.2% to 20.7%.
1 可逆式熱間圧延機
2 バックアップロール
3 ワークロール
4 油圧シリンダ
5 マグネスケール
6 ロードセル
7 パルスジェネレータ
8 AGC制御盤
9 コントローラ
10 プロセスコンピュータ
11 サーボアンプ
12 サーボ弁
13 ワークロールベンダーサーボ弁
14 ワークロールベンダー
21 鋼板
P 圧延荷重
S ロール開度
ΔS ロール開度補正量
W ワークロール回転数
Fb0 予定ベンディング力
Fb 実績ベンディング力
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