JPH10137828A - 冷間タンデム圧延方法および冷間タンデム圧延機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高生産性の実現、製造コストおよび寸法精度
の向上を可能とする圧延機および圧延方法を提供する。 【解決手段】 ４スタンド以上の冷間圧延機を有する冷
間タンデム圧延機で、タンデム圧延機入側および出側に
板幅測定装置を有し、好ましくはさらに圧延機間の１ヶ
所に板幅測定装置を有し、また好ましくは出側コイラー
１基の出力または出側コイラー１基と出側ブライドルロ
ールの出力の合計が、最終スタンドの圧延機の主電動機
の出力の３５％あるいは５０％以上あることを特徴とす
る冷間タンデム圧延機であり、圧延を行う際、板幅を観
測し、板幅が縮小した場合、その上流側の圧延機形状制
御装置をディスクリース側すなわち端伸び側に調整し、
かつ少なくとも最終スタンドにおいて圧延材の変形抵抗
の３０〜４０％以上の圧延張力を負荷して圧延すること
を特徴とする冷間タンデム圧延方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４スタンド以上の
冷間圧延機を有する冷間タンデム圧延機において、高生
産性の実現、製造コストの低減および寸法精度の向上を
可能とする圧延設備およびその圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】既存の冷間タンデム圧延機において生産
性を高めるために、または、その製造コストを減少させ
るために、冷間タンデム圧延機の圧延速度を増大させた
り、圧延スケジュールを最適化する方法等が考えられて
いた。圧延速度を増大すると、ヒートスクラッチが発生
する。ヒートスクラッチとはロールバイト内の界面温度
が上昇し、ロールバイト内で油膜破断が生じた結果発生
するワークロールと圧延材との金属接触による焼付き疵
のことである。ヒートスクラッチが発生すると製品の表
面欠陥が生じるので製品歩留が低下するばかりか、ヒー
トスクラッチの生じた圧延スタンドのワークロール組み
替えが必要なため、生産性が著しく低下するという問題
があった。

【０００３】このようなヒートスクラッチ防止ための従
来技術として、例えば特開平５−９８２８３号公報に開
示されているように耐焼付き性に優れた圧延潤滑油を使
用する方法や、特開昭５６−１１１５０５号公報に開示
されているようにクーラント量を制御して板やワークロ
ールの温度を低下させる方法や、特開平６−６３６２４
号公報に開示されているように圧延速度を低減する方法
などが一般的である。

【０００４】さらに、上述のように特殊な圧延油の使用
や圧延速度の低減など、製造コストの上昇および生産性
の低下を招かずにヒートスクラッチを防止する方法とし
て、特開昭５５−１１１９６１号公報に開示されている
ように、タンデム圧延機の圧延で消費する全圧延電力が
最小になる圧下パターンの設定方法や、特開昭６０−４
９８０２号公報に開示されているように、スタンド間張
力を高め、圧延圧力が低下させ、摩擦発熱を軽減される
ことによってヒートスクラッチを防止する方法等があ
る。

【０００５】また、従来、冷延における板幅の変動は、
熱間圧延に比べて小さいことから、熱間圧延のように圧
延機入側・出側に幅計を設け、その幅計の出力結果に基
づいて張力等を変化させて、積極的に板幅制御を行うこ
とはほとんどされていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来法の圧下パターンを変更する方法の場合、板精度
が一時的に悪化するという問題があること、また、スタ
ンド間張力を高める方法の場合、張力増加に伴いヒート
スクラッチの防止効果は向上するが、その反面、張力レ
ベルが高いため、張力分布の変化によって板エッジ部な
どの板局部に加わる張力も高くなるので、板破断が生じ
やすくなること、あるいは、高張力化では板幅変動が大
きくなるため板幅精度が悪化するなどの問題があること
から、従来法では、ヒートスクラッチの防止効果と、経
済性および生産性のメリットを両立させるには限界があ
った。

【０００７】先に本発明者らは、前記従来法の中でスタ
ンド間張力を高める方法として、出側コイラー１基の出
力または出側コイラー１基と出側ブライドルロールの出
力の合計を、最終スタンドの圧延機の主電動機の出力の
３５％以上あるいは５０％以上にすることによって、最
終スタンドにおいて圧延材の変形抵抗の３０％以上、好
ましくは４０％以上の圧延張力を負荷する高張力圧延を
実現可能とし、それにより、ヒートスクラッチの発生防
止を図り、かつ、板破断せずに安定した高張力圧延を実
現する、冷間タンデム圧延設備およびその圧延方法を提
案した。

【０００８】すなわち、冷間圧延におけるヒートスクラ
ッチ発生の主な原因は、ロールバイト内のロールと圧延
材の界面の温度上昇であり、この温度上昇は、加工発熱
に起因するものと摩擦発熱に起因するものとがある。摩
擦発熱量は、圧延荷重が減少すると摩擦せん断力も小さ
くなり減少する。圧延荷重は、張力を増加させることに
よって低減可能であるので、張力を増加させることは、
ロールバイト内の界面温度を低下させることとなり、ヒ
ートスクラッチ防止に対して有効な手段となる。

【０００９】ここで、圧延スタンドの入側および出側に
おける張力のレベルを表す指標である張力負荷比κ（張
力／圧延材の変形抵抗）を定義する。即ち、圧延スタン
ドの入側および出側の張力負荷比をκ_b およびκ_f とす
ると、当該圧延スタンドにおける入側張力σ_b および出
側張力σ_f は、圧延材の引張試験から得られる圧延スタ
ンド入側および出側の圧延材の０．２％耐力σ_yiおよび
σ_yoに前述の張力負荷比を乗じた値、即ち、σ_b ＝κ_b
σ_yi、σ_f ＝κ_f σ_yoとなる。なお、以降の説明におい
ては、張力負荷比あるいはκと記した場合、この張力負
荷比あるいはκは圧延スタンドの入側および出側の張力
負荷比κ_b およびκ_f の双方を含むものとする。

【００１０】図７は張力負荷比を変化させた場合の実験
から求めた圧延荷重比［無張力圧延時（κ＝０）の圧延
荷重を１とする］に及ぼす張力負荷比κの影響を示すも
のである。また、図８は図７に示したのと同じ圧延条件
でワークロールの摩耗量（荷重と滑りを加えた状態で、
１０万回ほど回転させた後のワークロールの重量を実験
前のワークロール重量から減じた重量）に及ぼす張力負
荷比κの影響［無張力圧延時（κ＝０）の摩耗量を耐摩
耗性１とする］を示すものである。

【００１１】図７および図８より、張力負荷比κが大き
ければ大きいほどロールバイト内の圧力および接触弧長
が減少するので、圧延荷重比および耐摩耗性に及ぼす張
力負荷比の効果は大きいことが明らかになった。図９は
ヒートスクラッチ等が生じた場合に生じる製品の表面欠
陥発生比率に及ぼす張力負荷比κの影響［無張力圧延時
（κ＝０）の表面欠陥発生率を１とする］を示す。図９
により、張力負荷比κが大きくなるにつれて表面欠陥発
生率は減少し、張力負荷比κ＝０．３程度を境にして、
表面欠陥が発生しなくなることが明らかになった。

【００１２】以上のことから、張力負荷比κを０．３以
上、好ましくは０．４以上、即ち、張力を当該圧延スタ
ンド入側および出側の圧延材の変形抵抗の３０％以上、
好ましくは４０％以上の入側および出側張力を負荷する
ものである。これによって、ヒートスクラッチ等の発生
しない圧延が可能となるとともに、圧延荷重を低減で
き、ワークロール表面の粗度を長期に維持できる耐摩耗
性を確保した圧延が可能となる。

【００１３】張力負荷比は各スタンドとも、上記のよう
に設定しても良いが、ヒートスクラッチ等の発生し易い
圧延スタンドのみ設定しても良い。特に、圧延速度が最
も速くなる最終圧延スタンドでは、ヒートスクラッチ等
が発生し易いため、少なくとも最終圧延スタンドにおい
ては、張力負荷比κを０．３以上、好ましくは０．４以
上に設定することが望ましい。

【００１４】次に、上述した圧延方法を実現するための
冷間タンデム圧延機について説明する。既存のタンデム
圧延機では通常操業レベルの圧延速度（１０００〜２０
００ｍ・min ^-1）では、最終スタンド出側にあるコイラ
ー１基の主電動機の出力が小さいため最終スタンド出側
の張力レベルを大きく取ることはできない。現状では、
出側コイラー１基の出力または出側コイラー１基と出側
ブライドルロールの主電動機の合計は、製品板厚が０．
６mm以上の製品が全生産量の５０％以上を占める厚手系
の冷間タンデム圧延機では最終スタンドの圧延機の主電
動機の出力の４７％以下であり、また、製品板厚が０．
６mm未満の薄手系の製品が全生産量の５０％以上を占め
る冷間タンデム圧延機では最終スタンドの圧延機の主電
動機の出力の３２％以下である。従って、低炭素鋼の圧
延の場合、最終スタンドの出側の張力レベルは通常５〜
１０kgf ・mm^-2程度である。低炭素鋼の場合、最終スタ
ンド近傍では加工硬化により変形抵抗は６０〜７０kgf
・mm^-2程度であるので、上記張力レベルは変形抵抗の７
〜１７％程度の低い値になっている。

【００１５】従って、最終圧延スタンドにおいて張力負
荷比κを０．３以上、好ましくは０．４以上にするため
には、最終スタンドの主電動機の出力とコイラー系の主
電動機の出力またはコイラー系とブライドルロールの主
電動機の出力の合計を最適化する必要がある。そのため
には、先ず、圧延機が成す仕事とコイラー系即ちコイラ
ー単独あるいはコイラーとブライドルロールが成す仕事
を求める必要がある。

【００１６】そこで、コイラー系が成す仕事Ｗ_c と圧延
機が単位時間に成す仕事Ｗ_M の比を比較する。圧延機が
単位時間に成す仕事Ｗ_M は（１）で表される。 Ｗ_M ＝ＴＶ₀ ／｛Ｒ（１＋ｆ_S ）｝ （１） ここで、Ｒはロール半径、Ｖ₀ は圧延スタンドの出側板
速度、Ｔは、圧延トルク（上下のロール２本分）で、例
えばＨｉｌｌの式より算出し、ｆ_S は先進率で、例えば
Ｂｌａｎｄ＆Ｆｏｒｄの式を用いて算出する。

【００１７】また、コイラー系即ちコイラー単独あるい
はコイラーとブライドルロールが成す仕事Ｗ_c は式
（２）で表される。 Ｗ_c ＝Ｖ₀ κσ_y ｈ′ｂ （２） ここで、ｈ′は出側板厚、ｂは板幅、σ_y は０．２％耐
力で、下式（３）のひずみεを０．００２として求めら
れる。 σ_y （ε）＝ａ（ε＋ε₀ ）ⁿ （３） ここで、ａ，ε₀ ，ｎは定数で、予め行われた引張試験
の実験結果によって求められる。

【００１８】表１にコイラー系が成す仕事Ｗ_c と圧延機
が単位時間に成す仕事Ｗ_M を計算し比較した代表的な計
算結果を示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１では製品板厚を０．６mm未満に圧延す
る薄手系および製品板厚を０．６mm以上に圧延する厚手
系の最終スタンドの圧延条件を想定した。但し、変形抵
抗を表す式（３）の定数は、予め引張試験によって得ら
れた値、ａ＝６７kgf ・mm^-2、ε₀ ＝０．０３、ｎ＝
０．２とし、摩擦係数は冷間圧延の最終スタンドにおけ
る通常の圧延条件において得られた代表的な摩擦係数μ
＝０．０５を用いた。なお、表１中のロール半径Ｒは通
常の冷間タンデム圧延機の最終スタンドに使用されてい
る代表的なロール半径とし、圧下率ｒ、圧延荷重Ｐ、ワ
ークロール速度Ｖ _R 、素材板厚Ｈ₃ は通常の冷間タンデ
ム圧延における代表的な圧延条件の範囲の値を用いてい
る。

【００２１】前述したように安定した冷間タンデム圧延
を行うためには張力負加比κは０．３以上必要である。
そのためには、表１（コイラー系が単位時間になす仕事
Ｗ_Oと最終スタンド圧延機が単位時間になす仕事Ｗ_M の
比を表したもの。）から分かるように、コイラー系の仕
事は、製品板厚が０．６mmの製品を製造する冷間タンデ
ム圧延機では最終スタンドの圧延機の仕事の５０％以
上、また、製品板厚が０．２mmの薄手系の製品を製造す
る冷間タンデム圧延機では最終スタンドの圧延機の仕事
の３５％以上必要であることが分かる。即ち、コイラー
系の主電動機の出力は、製品板厚が０．６mmの製品を製
造する冷間タンデム圧延機では最終スタンドの圧延機の
主電動機の５０％以上、また、製品板厚が０．２mmの薄
手系の製品を製造する冷間タンデム圧延機では最終スタ
ンドの圧延機の主電動機の出力の３５％以上必要であ
る。

【００２２】なお、出側コイラーのみで大きな張力を発
生させる代わりに、コイラー切り替え時も考慮して最終
スタンドと出側コイラーの間に張力負荷用のブライドル
ロールを設置しても良い。この場合は、出側コイラー１
基と出側ブライドルロールの出力の合計が上記条件を満
足すればよい。以上のことをパラメータ平均板厚ｈを用
いて整理すると、出側コイラー１基の主電動機の出力ま
たは出側コイラー１基の出側ブライドルロールの主電動
機の出力の合計をＷ_c 、最終スタンドの圧延機の主電動
機の出力をＷ_M した場合、Ｗ_c ≧（０．３７５ｈ＋０．
２７５）Ｗ_M である冷間タンデム圧延機が必要であるこ
とが分かる。

【００２３】なお、その際前述したように全圧延張力
（圧延張力に板厚と板幅を乗じた値）は圧延機入側と出
側で同じ値にすることによって、圧延機には過剰な負荷
（メカロスも含む）はかからなくなり電力原単位も向上
することから、圧延機入・出側で全圧延張力を等しくす
る方が好ましい。以上のように、出側コイラー１基の出
力または出側コイラー１基と出側ブライドルロールの出
力の合計を、最終スタンドの圧延機の主電動機の出力の
３５％以上あるいは５０％以上にすることによって、最
終スタンドにおいて圧延材の変形抵抗の３０％以上、好
ましくは４０％以上の圧延張力を負荷する高張力圧延を
実現可能とし、それにより、ヒートスクラッチの発生防
止を図ることができる。

【００２４】しかしながら、張力を変形抵抗の３０％〜
４０％以上にした場合、板端部の張力応力レベルが上昇
するので板破断が生じやすくなる。特にノートリム材を
圧延するような場合には、板端部に微少なクラックが入
りやすく、そのため板破断は一層生じやすくなる。した
がって、ヒートスクラッチおよび板破断を同時に防止す
るためには、張力が変形抵抗の３０％〜４０％以上の高
張力圧延を行うと共に、板端部の過大な張力が加わるこ
とが原因で生じるような板破断を防止するための張力分
布の制御が必要である。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
従来法の問題点を解決するためのものであり、本発明の
請求項１は、形状制御装置を備えた冷間圧延機を４スタ
ンド以上有する冷間タンデム圧延機において、タンデム
圧延機の入側および出側において圧延材の板幅を測定
し、この板幅測定値から、タンデム圧延機入側と出側の
板幅変化量を算出し、この板幅変化量が所定の予め定め
た板幅変化量の許容値を超えないよう形状制御装置を制
御すると共に、少なくとも最終スタンドにおいて圧延材
の変形抵抗の３０％以上の圧延張力を負荷して圧延する
ことを特徴とする冷間タンデム圧延方法である。

【００２６】請求項２は、形状制御装置を備えた冷間圧
延機を４スタンド以上有する冷間タンデム圧延機におい
て、タンデム圧延機の入側、出側およびタンデム圧延機
間の少なくとも１スタンド以上の圧延機の出側において
圧延材の板幅を測定し、タンデム圧延機の第１スタンド
とタンデム圧延機間で出側板幅を測定したより上流側に
あるスタンドとの間と、出側板幅を測定したより上流側
にあるスタンドの下流に隣接するスタンドと出側板幅を
測定したより上流側にあるスタンドより下流で且つより
上流側にある出側板幅を測定したスタンドとの間、およ
び出側板幅を測定した最下流側にあるスタンドの下流に
隣接するスタンドと最終スタンドとの間とにより逐次ス
タンド区間を構成し、上記測定結果から、各スタンド区
間毎に、板幅変化量を算出し、このスタンド区間の板幅
変化量が、予め各スタンド区間毎に定めた板幅変化量許
容値を超えないように、形状制御装置を制御すると共
に、少なくとも圧延材の変形抵抗の３０％以上の圧延張
力を負荷して圧延する圧延方法である。

【００２７】請求項３は、形状制御装置を備えた冷間圧
延機を４スタンド以上有する冷間タンデム圧延機におい
て、タンデム圧延機の入側、およびタンデム圧延機の各
圧延機出側において圧延材の板幅を測定し、この板幅測
定値から、タンデム圧延機の各圧延機の入側と出側の板
幅変化量を算出し、これらの板幅変化量が、タンデム圧
延機の各圧延機の入側と出側においてそれぞれ予め定め
た板幅変化量の許容値を超えないよう形状制御装置を制
御すると共に、少なくとも最終スタンドにおいて圧延材
の変形抵抗の３０％以上の張力を付加して圧延すること
を特徴とする冷間タンデム圧延方法である。

【００２８】請求項４は、各スタンドに形状制御装置を
備えた４スタンド以上の冷間圧延機を有する冷間タンデ
ム圧延機であって、このタンデム圧延機の少なくとも入
側および出側に板幅測定装置を有することを特徴とする
冷間タンデム圧延機である。請求項５は、冷間タンデム
圧延機の圧延機間の少なくとも１箇所に、板幅測定装置
を有することを特徴とする請求項４に記載の冷間タンデ
ム圧延機である。

【００２９】請求項６は、冷間タンデム圧延機の出側
に、コイラー、またはコイラーとブライドルロールを有
し、このコイラー１基の主電動機の出力、またはコイラ
ー１基の主電動機の出力とブライドルロールの主電動機
の出力との合計出力と、冷間タンデム圧延機の最終スタ
ンドの主電動機の出力と、この冷間タンデム圧延機によ
って圧延する製品の平均板厚とが、下記の関係を満たす
ことを特徴とする請求項４または５に記載の冷間タンデ
ム圧延機である。

【００３０】Ｗ_c ≧（０．３７５ｈ＋０．２７５）Ｗ_M 但し、Ｗ_c ：コイラー１基の主電動機の出力、またはコ
イラー１基の主電動機の出力とブライドルロールの主電
動機の出力との合計出力 Ｗ_M ：冷間タンデム圧延機の最終スタンドの主電動機の
出力 ｈ：冷間タンデム圧延機によって圧延する製品の平均板
厚

【００３１】

【発明の実施の形態】そこで、次に、本発明は板幅の測
定・制御することによって張力分布の制御を行い板破断
を防止するものである。以下、本発明の方法について説
明を行う。先ず、本発明の基本的な原理となっている板
幅変化のメカニズムについて、板圧延解析システム（３
次元剛塑性ＦＥＭによる板変形解析と分割モデルによる
汎用のロール変形解析を連成させた解析システム）を用
いて解析した結果から得られた知見に基づいて説明す
る。

【００３２】図４，５に、圧延機形状制御装置（ここで
はワークロールベンディング装置を備えており、ロール
ベンディング力を変化させている）を変化させて計算し
た場合のロールバイト入口近傍、ロールバイト内、ロー
ルバイト出口近傍における板幅の変化およびロールバイ
ト出口における幅方向の張力の変化を示す。なお、ここ
では、ロールバイト入口近傍、ロールバイト内、ロール
バイト出口近傍の３つの領域を簡単にロールバイト近傍
と表現することにする。これらの図より、ディクリース
側（形状が端伸び側：Ｆ＜０）へベンディング力を作用
させた場合、ロールバイト近傍での幅広がり量が増加
し、張力分布に関しては、板端から、１００mm程度の領
域の張力が減少しているのがわかる。これに対して、イ
ンクリース側（形状が中伸び側：Ｆ＞０）へベンディン
グ力を作用させた場合、ロールバイト近傍で板幅減少を
示すようになり、張力分布に関しては、板端部から１０
０mm程度の領域の張力が増加しているのがわかる。この
ように、ロールバイト近傍における板幅変化は、板端の
張力が高くなるほど板幅が減少（幅縮み）し、板端の張
力が低くなるほど板幅が増加（幅広がり）する傾向にあ
る。板端からｌ_e ＝５０mmの範囲の板端部の平均張力を
σ′とし、ロールバイト近傍での板幅変化量をΔＷとす
ると、σ′とΔＷの関係は図６に示すような関係で表わ
せ、圧延条件（接触弧長ｌ_d ）により変化することがわ
かる。したがって、ロールバイト近傍の板幅変化量ΔＷ
は、σ′，ｌ_d の関数として次式のように表わすことが
できる。 ΔＷ＝ΔＷ（σ′，ｌ_d ） （４） また、板端部の平均張力σ′は、圧延条件、すなわち、
ロールベンディング力Ｆ、スタンド入側・出側の単位断
面積あたりの平均張力σ_b ，σ_f 、出側板厚ｈ′、板幅
Ｗ、接触弧長ｌ_d によって変化し、これらの関数として
次式のように表すことができる。 σ′＝σ′（Ｆ，σ_b ，σ_f ，ｈ′，Ｗ，ｌ_d ） （５） このように、板幅変化、板端部の張力および圧延条件
（ロールベンディング力、平均張力等）には式（４）、
（５）のような関係があることから、本発明では、板幅
を検出端として、張力の変動を板幅変動に置き換えて、
板幅制御を行うことによって、ヒートスクラッチを防止
し且つ板破断を防止しようとするものである。すなわ
ち、板破断を起こさない限界の板端部の平均張力σ′＝
σ′_lim とすると、σ′_lim に基づき、式（４）から許
容の板幅変化ΔＷ_lim を定め、板幅の変化を観測し許容
の板幅変化ΔＷ_lim を超えるような板幅減少を生じない
ように板幅制御量を定め、この板幅制御量に基づき式
（５）より形状制御装置の操作量としてロールベンディ
ング力Ｆまたは入側・出側平均張力σ_b ，σ_f を求め、
これに基づいて制御することにより、板端部に過大な張
力が加わることが原因で生じるような板破断を防止する
ことができる。なお、限界の板端部の平均張力σ′_{li m}
は予め引張試験で求めた圧延材の破断応力より小さい
（５〜１０kgf ・mm^-2小さい）値を設定することが好ま
しい。また、この制御においては、入側・出側張力を低
減するよりも、ロールベンディング力等を操作して幅方
向張力分布を変化させる方が高生産性を維持するために
は好ましい。

【００３３】なお、式（５）では説明を簡単にするため
に、形状制御装置としてはロールベンディング装置にお
けるベンディング力のみを考慮したが、ロールクロス装
置、ロール軸方向シフト装置、ロールプロフィル制御装
置の操作量と板幅変化量との関係を求めておき、所定の
張力以下となる板幅変化量を求め、この幅変化量以下と
なるように張力分布を含めて張力を制御することができ
る。また、これらの形状制御装置をいくつか併用して張
力を制御することや、これらの形状制御装置をロールベ
ンディング力の代わりに用いることができることは言う
までもない。

【００３４】次に、本発明を実施例である図１を用いて
詳細に説明する。図１は４スタンドからなる冷間タンデ
ム圧延機であり、圧延材１を圧延している。各スタンド
の圧延機は４段圧延機であり、ワークロール２ａ〜２
ｄ、バックアップロール３ａ〜３ｄおよび形状制御装置
４ａ〜４ｄを備えた４段圧延機と、演算処理装置８とを
有している。タンデム圧延機の入側と出側には、入側コ
イラー５ａ、出側コイラー５ｂ、入側板幅測定装置６ａ
および出側板幅測定装置６ｂが設置されている。

【００３５】本発明の冷間タンデム圧延機においては、
図１に示すようにこのタンデム冷間圧延機の少なくとも
入側および出側に設ければ良いが、後述するように、タ
ンデム圧延機の任意のスタンド間にも設けることが好ま
しい。また、この例では、出側コイラー５ｂの主電動機
は、最終スタンドの圧延機の主電動機の出力の５０％以
上の出力を有しており、各スタンド間の張力は圧延材の
変形抵抗の３０％〜４０％以上の圧延張力を付与して圧
延可能である。

【００３６】このような冷間タンデム圧延機において、
圧延材１が、圧延材の変形抵抗の３０％〜４０％以上の
張力を付与して圧延され、タンデム圧延機の入側および
出側においては、板幅測定装置６ａ，６ｅより、圧延材
１の板幅Ｗ⁽⁰⁾ ，Ｗ⁽⁴⁾ が検出されている（但し、
（０）はタンデム圧延機入側、（４）は圧延スタンドの
番号を示す）。演算処理装置８内では、検出されたタン
デム圧延機の入側・出側における板幅Ｗ⁽⁰⁾ ，Ｗ⁽⁴⁾ か
ら、第１〜４（１；４と表わす。以下同じ）スタンドの
圧延機での板幅変化の累積値、すなわち、タンデム圧延
機全体での板幅変化量をΔＷ^(1;4) とすると、ΔＷ
^(1;4) は次式から計算される。 ΔＷ^(1;4) ＝Ｗ⁽⁴⁾ −Ｗ⁽⁰⁾ （＋：板幅増加、−：板幅減少） （６） また、これを一般的に第ｎ〜Ｎ（ｎ；Ｎと表わす。以下
同じ）スタンドの圧延機の場合として表すと次式で表さ
れる。 ΔＷ^(n;N) ＝Ｗ^(N) −Ｗ^(n-1) （６′） ただし、ΔＷ^(n;N) ：第ｎ〜Ｎスタンドの圧延機間の累
積板幅変化、Ｗ^(n-1) ：第ｎスタンド入側の板幅、Ｗ
^(N) ：第Ｎスタンド出側の板幅 この板幅変化量ΔＷ^(1;4) が、タンデム圧延機内で板破
断が生じる可能性がある負側（板幅減少側）の許容値Δ
Ｗ_lim ^(1;4) を超えた場合、タンデム圧延機内で修正す
べき板幅修正量ΔＷ_c ^(1;4) （板幅増加側への修正量）
が例えば、次式のように計算される。 ΔＷ_c ^(1;4) ＝ΔＷ^(1;4) −ΔＷ_lim ^(1;4) （７） また、これを一般的に第ｎ〜Ｎスタンドの圧延機の場合
として表すと次式で表される。 ΔＷ_c ^(n;N) ＝ΔＷ^(n;N) −ΔＷ_lim ^(n;N) （７′） ただし、ΔＷ_c ^(n;N) ：第ｎ〜Ｎスタンドの圧延機での
板幅修正量、ΔＷ_lim ^{(n ;N)} ：第ｎ〜Ｎスタンドの圧延
機での板幅変化の許容値 また、タンデム圧延機での許容値ΔＷ_lim ^(1;4) は、例
えば、式（４）から求まる第ｉスタンドの板幅変化量の
許容値ΔＷ_lim ⁽ⁱ⁾ （ｉ＝１〜４）、第ｉスタンドの板
幅変化ΔＷ⁽ⁱ⁾ （ｉ＝１〜４）とすると、図１０に示す
ように、タンデム圧延機内のいずれかのスタンドでΔＷ
⁽ⁱ⁾ −ΔＷ_lim ⁽ⁱ⁾ だけ変化した場合、板破断を起こす
可能性があので、ΔＷ⁽ⁱ⁾ −ΔＷ_lim ⁽ⁱ⁾ の最小値を基
準にして、タンデム圧延機全体としての許容値ΔＷ_lim
^(1;4) は、次式のように計算される。 ΔＷ_lim ^(1;4) ＝ΔＷ^(1;4) −min （ΔＷ⁽ⁱ⁾ −ΔＷ_lim ⁽ⁱ⁾ ）（ｉ＝１〜４） （８） ただし、min( )は、第ｉ＝１〜４スタンド内での最小値
を表す。また、これを一般的に第ｎ〜Ｎスタンドの圧延
機の場合として表すと次式で表される。 ΔＷ_lim ^(n;N) ＝ΔＷ^(n;N) −min （ΔＷ⁽ⁱ⁾ −ΔＷ_lim ⁽ⁱ⁾ ）（ｉ＝ｎ〜Ｎ） （８′） この板幅修正量ΔＷ_c ^(1;4) に基づき、第１〜４スタン
ド内で板破断が生じる可能性があるスタンドを特定し、
そのスタンドの形状制御装置によってベンディング力あ
るいはシフト量などを調整し優先的に板幅を制御するこ
とによって板破断防止制御が実現できる。なお、形状制
御装置のベンディング力、シフト量などの制御量は、板
幅修正量ΔＷ_c ^(1;4) に応じて式（４）、式（５）より
演算する。ところで、この例の場合、タンデム圧延機内
のスタンド間に板幅測定装置を有していないので、形状
制御装置を制御すべきスタンドを例えば、以下のような
方法によって、特定し制御する。

【００３７】すなわち、第ｉ＝１〜４スタンドのロール
ベンディング力Ｆ⁽ⁱ⁾ 、スタンド入側・出側の単位断面
積あたりの平均張力σ_b ⁽ⁱ⁾ ，σ_f ⁽ⁱ⁾ 、出側板厚ｈ′
⁽ⁱ⁾、接触弧長ｌ_d ⁽ⁱ⁾ を現状の圧延条件の設定値およ
び測定値より求め、式（５）より、第ｉスタンドの板端
部の平均張力をσ′⁽ⁱ⁾ （ｉ＝１〜４）を推定する。
σ′⁽ⁱ⁾ が最も高いスタンドが板破断の可能性が高いの
で、このスタンドを第ｊスタンドとして制御を行うスタ
ンドとして特定する。なお、この場合、式（５）におい
て各スタンド出側の板幅の絶対値Ｗ⁽ⁱ⁾ が必要となる
が、各スタンドの板幅変化ΔＷ⁽ⁱ⁾ は、板幅Ｗ⁽ⁱ⁾ に比
べ微小であるので、板幅Ｗ⁽ⁱ⁾ は各スタンドで一定であ
ると近似する。第ｊスタンドの板幅修正量ΔＷ_c ⁽ⁱ⁾ を
ΔＷ_c ⁽ⁱ⁾ ＝ΔＷ_c ^(1;4) とし、式（４）、式（５）よ
り、第ｊスタンドの形状制御装置の操作量Ｆ_c ⁽ⁱ⁾ を算
出する。この操作量Ｆ_c ⁽ⁱ⁾ に基づき、第ｊスタンドの
形状制御装置を操作する。操作後、同様に、第ｉ＝１〜
４スタンドの板端部の平均張力をσ′⁽ⁱ⁾ （ｉ＝１〜
４）を求め、次に制御を行うべき第ｊスタンドを特定
し、第ｊスタンドの形状制御装置の操作量を設定し、板
幅変化量ΔＷ^(1;4) が負側の許容値ΔＷ_lim ^(1;4) 以下
になるまで、形状制御装置４ａ〜４ｄによる制御を繰り
返し実施する。

【００３８】また、上述のように、タンデム圧延機の入
側・出側の板幅測定装置に加え、タンデム圧延機内の第
ｋ〜第ｋ＋１スタンド間（１≦ｋ＜４）に板幅測定装置
を設けることによって、第ｉ＝１〜ｋスタンド間および
第ｉ＝ｋ＋１〜４スタンド間の板幅変化ΔＷ^(1;k) およ
びΔＷ^((k+1);4) をそれぞれ求めることができ、また、
第８′式より、第ｉ＝１〜ｋスタンド間の板幅変化の許
容値ΔＷ_lim ^(1;k) 、第ｉ＝ｋ＋１〜４スタンド間の板
幅変化の許容値ΔＷ_lim ^((k+1);4) を求め、上記と同様
の方法で、ｉ＝１〜ｋスタンド間および第ｉ＝ｋ＋１〜
４スタンド間のそれぞれで、板破断の可能性が大きく形
状制御装置４ａ〜４ｄを操作すべきスタンドそれぞれ特
定し、各許容値ΔＷ_lim ^(1;k) 、ΔＷ_lim ^((k+1);4) を
超えないように形状制御装置４ａ〜４ｄを制御する。こ
の場合、上述の場合に比べ、板幅測定装置が増えること
によって板幅変化の不明なスタンド数が減ることによっ
て、より高精度に板幅制御することが可能となる。

【００３９】さらに、これをタンデム圧延機の第１圧延
機の入側、およびタンデム圧延機の最終圧延機の出側ほ
か、タンデム圧延機間の任意の１以上の圧延機、例えば
上流側からｋスタンド、ｋスタンドより下流側のｊスタ
ンドおよび更にこれより下流側のｍスタンドの出側にお
いて板幅を測定する例により説明すると、出側板幅を測
定したタンデム圧延機間の圧延スタンドについて、上流
側から下流側に向かって次のように逐次スタンド区間を
構成する。

【００４０】すなわち、タンデム圧延機の第１スタンド
とタンデム圧延機間で出側板幅を測定したより上流側に
あるＫスタンドとの間と、出側板幅を測定したより上流
側にあるＫスタンドの下流に隣接するＫ＋１スタンドと
出側板幅を測定したより上流側にあるｋスタンドより下
流にあり、かつより上流側の出側板幅を測定したスタン
ドＪとの間、出側板幅を測定したより下流側にあり、か
つ出側板幅を測定したＪスタンドの下流に隣接するＪ＋
１スタンドとより下流側にある出側板厚を測定したｍス
タンドとの間、およびより下流側にある出側板厚を測定
したｍスタンドの下流に隣接するｍ＋１スタンドと最終
スタンドとの間により、それぞれスタンド区間が構成さ
れる。なお、この例では、ｍスタンドが最下流側の測定
スタンドとなる。

【００４１】この各スタンド区間の板幅変化量は、それ
ぞれ、第１スタンド入側板幅と第Ｋスタンド出側板幅と
の差、第Ｋ＋１スタンド入側板幅すなわち第Ｋスタンド
出側板幅と第Ｊスタンド出側板幅との差、第Ｊ＋１スタ
ンドの入側板幅すなわち第Ｊスタンド出側板幅と第ｍス
タンド出側板幅との差、第ｍ＋１スタンドと最終スタン
ド出側板幅との差、によって求められる。

【００４２】このように、板幅を測定した圧延スタンド
について、その上流スタンドから下流側スタンドに向か
って、逐次構成された各スタンド区間毎に上記測定結果
から板幅変化量を算出することができる。一方、これら
の測定スタンド間毎に板幅変化許容値を上述のように
（８′）式により予め求めておくことができる。したが
って、各スタンド間毎に板破断の可能性が大きく形状制
御装置を操作すべきスタンドを特定し、各測定スタンド
間毎に定めた位置幅変化許容値を超えないように、形状
制御装置を制御する。

【００４３】この説明においては、タンデム圧延機入側
（第１圧延機入側）およびタンデム圧延機出側（最終圧
延機出側）の他にタンデム圧延機間の３つのスタンドの
出側において測定した例を示したが、これより少ないス
タンド又は多いスタンドにおいて測定した場合も、上記
の説明に準じて上流側から下流側に逐次スタンド間を構
成し、形状制御装置を制御することができる。

【００４４】なお、好ましくはたとえば４スタンドから
なるタンデム圧延機の全スタンド間に板幅測定装置を設
ければ、各スタンドの入側および出側の板幅変化の測定
結果から第１〜４スタンドの板幅変化ΔＷ_lim （ｉ＝１
〜４）が検出可能となり、第１〜４の各スタンド毎に設
定した負側の許容値ΔＷ_lim ⁽¹⁾ 〜ΔＷ_lim ⁽⁴⁾ を超え
ないように形状制御装置４ａ〜４ｄを制御することによ
って、より高精度な板破断の防止制御が実現可能である
ことは言うまでもない。

【００４５】また、タンデム圧延機のスタンド間に板幅
測定装置がない場合でも、スタンド間に形状検出装置を
有し、現状の各スタンドの板形状を計測あるいは推定で
きるような場合には、この形状検出値による板幅制御も
実施可能である。すなわち、最も中伸び形状側となって
いるスタンドが板破断を生じる可能性が高いスタンドで
あるから、このスタンドから優先的に形状制御装置を操
作する、例えば端伸び側に机上を変更することによっ
て、板破断を防止することも可能である。

【００４６】このように、タンデム圧延機の入・出側の
板幅測定装置あるいは更に、スタンド間に備えた、板幅
測定装置あるいは、形状測定装置に基づく板幅制御を併
用することによって、板端部の張力が高く破断が生じや
すいスタンドをより高精度に特定することが可能で、そ
の特定したスタンドに対して板幅広がりを増大させる方
向、すなわち端伸び側の圧延を行うことによって、板端
に生じる過大張力を低減でき、全スタンドに渡って板破
断の生じない圧延が可能となる。

【００４７】なお、一般的に冷間タンデム圧延における
板幅変化は、上記で述べたロールバイト近傍での変化が
ほとんどであり、この板幅変化量に基づき制御を行え
ば、実用的に十分な精度で板幅制御が実現可能である
が、圧延材の種類によっては、圧延機のスタンド間で板
幅変化が生じる場合がある。その場合には、スタンド間
での板幅変化量を測定あるいはその変化の要因であるス
タンド間張力、温度、時間の変化から予測し求め、この
スタンド間の板幅変化量を考慮に入れ、上述の板幅制御
を行う必要がある。

【００４８】また、板幅変化が板幅変化の許容値を超え
ない範囲では、出側板幅測定装置による板幅実測値を用
いて、出側板幅が所定の目標板幅に一致するように、ロ
ールベンダー制御あるいは張力制御を実施することがで
きる。このように、本発明を実施することによって、高
い生産性を実現しながら、圧延材のヒートスクラッチと
板破断の発生を同時に防止すると共に、製品板幅を一定
にすることにより寸法精度の向上が期待できる。

【００４９】

【実施例】

〔実施例１〕図１に示すようなそれぞれに形状制御装置
を備えた第１〜第４スタンドを有し、かつ出側コイラー
の出力が最終スタンドの主電動機の出力の５０％以上の
出力を有し、圧延材の変形抵抗の３０％以上の張力を付
加できる冷間タンデム圧延機において、これによって牛
脂系の圧延潤滑油（４％エマルジョン）によるリサーキ
ュレーション潤滑を行ないながら、厚み３mm、幅９００
mmで材質が低炭素鋼の圧延材１を冷間圧延し、厚み０．
８mmの鋼板ストリップを製造（圧延条件は冷間４スタン
ドタンデム圧延機の圧延条件として表２に示す）し、得
られた鋼板ストリップにおいてヒートスクラッチの発生
状況、板破断状況および板幅精度を調査した。

【００５０】

【表２】

【００５１】なお、表２に示した従来例の張力条件の場
合、第４スタンド出側でヒートスクラッチが発生しやす
い状況にある。本発明の実施例１では、第１スタンド入
側および第４スタンド出側には板幅測定装置６ａ，６ｅ
を設置し、第１〜４スタンド圧延機の形状制御装置４ａ
〜４ｄを用いて、板幅制御ができるようにした。先ず、
第１スタンド入側および第４スタンド出側に板幅測定装
置を有しない冷間タンデム圧延機による従来の場合、定
常圧延状態に入ってから約１分後に、第１〜４スタンド
の出側での非接触式の温度計（図示省略）を用いて板温
度を測定した結果、第４スタンド出側の板温度が１８０
℃になり、板破断は生じなかったが、ヒートスクラッチ
が第４スタンドで発生した。

【００５２】また、上記の従来例において、第４スタン
ド出側の張力が変形抵抗値の４０％になるように張力条
件だけを変更した場合では、第４スタンドでのヒートス
クラッチの発生はなかったが、定常圧延状態に入ってか
ら約２分後に第４スタンドで板破断が生じた。これは、
張力条件だけの変更だけでは、ヒートスクラッチおよび
板破断を同時に防止できないことを示している。また、
この時の出側の板幅変動量をオフラインで測定した結
果、±１〜３mmの変動があることがわかった。

【００５３】一方、第１スタンド入側および第４スタン
ド出側に板幅測定装置６ａ，６ｅを設置した冷間タンデ
ム圧延機による本発明の例では、検出板幅変化量ΔＷ
^(1;4)が、式（８′）より求まるタンデム圧延機での許
容値ΔＷ_lim ^(1;4) ＝ ２．５mmより板幅が減少したた
め、演算処理装置８内で、第ｉ＝１〜４スタンドの板端
部の平均張力σ′⁽ⁱ⁾ を求め、その結果から、第４スタ
ンド出側が最も板破断が生じやすいスタンドであること
を特定し、第４スタンド出側の板幅を優先的に調整する
ように形状制御装置４ｄの操作量を設定し制御した。次
いで上記と同じ方法で次に操作すべきスタンドを特定し
て制御する操作を繰り返し、板幅変化量ΔＷ^(1;4) が許
容値ΔＷ_lim ^(1;4) より幅広がり側へ板幅が変化するま
で、形状制御装置４ａ〜４ｄによる板幅制御を繰り返し
実施した。

【００５４】その結果、定常圧延状態に入ってから、第
１〜４スタンドの出側で板温度計（図示省略）を用いて
板温度を測定した結果、板温度は１６２℃〜１７５℃の
範囲を維持されており、特に問題となった第４スタンド
においてもヒートスクラッチ、板破断ともに発生しなか
った。また、第４スタンド出側幅測定装置６ｅによる板
幅の測定結果から、第４スタンド出側の板幅変動量は±
１．０mm以下と減少していることがわかった。

【００５５】このように、本発明を冷間タンデム圧延機
に適用して、タンデム圧延機の入・出側に板幅測定装置
６ａ，６ｅを配設して、形状制御装置４ａ〜４ｄで板幅
制御することにより、特に問題となった第４スタンドで
の摩擦発熱が減少し、ヒートスクラッチおよび板破断を
防止することができると共に、製品板幅を一定にできる
ことにより寸法精度の向上が図れることが検証された。

【００５６】〔実施例２〕次に、図２のような６スタン
ドから成る冷間タンデム圧延機に本発明を適用した場合
について説明を行う。図２の冷間タンデム圧延機は、４
段圧延機であり、ワークロール２ａ〜２ｆ、バックアッ
プロール３ａ〜３ｆ、形状制御装置４ａ〜４ｆおよび演
算処理装置８から構成されていて、タンデム圧延機の入
側・出側には、入側・出側コイラー５ａ，５ｂが設置さ
れている。出側コイラー５ｂは、最終スタンドの圧延機
の主電動機の出力の３５％以上の出力があり、各スタン
ド間の張力は圧延材の変形抵抗の３０％〜４０％以上の
圧延張力を付与可能である。また、タンデム圧延機の入
側である第１スタンド入側、タンデム圧延機の出側であ
る第６スタンド出側、およびタンデム圧延機の圧延機間
として第３圧延機の出側の合計３箇所に、板幅測定装置
６ａ，６ｇ，６ｄが設置され、また、第６スタンド出側
には形状測定装置９が設置されている。表３に冷間６ス
タンドタンデム圧延機の圧延条件を示した。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３に示したように、第６スタンド出側の
張力が変形抵抗値の４４％になるような圧延条件を設定
し、牛脂系の圧延潤滑油（４％エマルジョン）によるリ
サーキュレーション潤滑を行いながら、厚み３mm、幅９
００mmで材質が低炭素鋼の圧延材１を冷間圧延し、厚み
０．４mmの薄手の鋼板ストリップを製造し、得られた鋼
板ストリップにおいてヒートスクラッチの発生状況、板
破断状況および板幅精度を調査した。

【００５９】先ず、第１スタンド入側および第６スタン
ド出側に板幅測定装置６ａ，６ｇのみを用いて、実施例
１と同様に、タンデム圧延機の入・出側の板幅測定値に
基づく板幅制御を形状制御装置４ａ〜４ｆにおいて実施
した場合、各スタンド出側のヒートスクラッチの発生は
なく、正常に圧延が行われたが、板幅変動が±０．８〜
１．４mmであることがわった。

【００６０】次に、本発明の実施例２では、板幅測定装
置６ａ，６ｄから第１〜３スタンド間の板幅変化量ΔＷ
^(1;3) を、板幅測定装置６ｄ，６ｇから検出される第４
〜６スタンド間の板幅変化量ΔＷ^(4;6) を求め、式
（８′）より、第ｉ＝１〜３スタンド間の板幅変化の許
容値ΔＷ_lim ^(1;3) ＝１．８mm、第ｉ＝４〜６スタンド
間の板幅変化の許容値ΔＷ_lim ^(4;6) ＝−０．２mmを求
め、実施例１と同様の方法で第ｉ＝１〜３スタンド間お
よび第ｉ＝４〜６スタンド間のそれぞれで、板破断の可
能性が大きく形状制御装置４ａ〜４ｆを操作すべきスタ
ンドそれぞれ特定し、各許容値ΔＷ_lim ^(1;3) 、ΔＷ
_lim ^(4;6) より板幅減少側へ板幅が変化しないように形
状制御装置４ａ〜４ｆを板幅制御を実施した。

【００６１】その結果、定常圧延状態に入ってから、第
１〜６スタンドの出側で板温度計（図示省略）を用いて
板温度を測定した結果、板温度は１６０℃〜１７４℃の
範囲に維持されており、第１〜６スタンドでヒートスク
ラッチ、板破断ともに発生しなかった。また、この時の
板幅変動量を、第６スタンド出側の出側幅測定装置６ｇ
によって測定した結果、±０．６mm以下であり、板幅精
度は、実施例１の場合に比べて向上することがわかっ
た。

【００６２】この実施例２のように、タンデム圧延機の
入側および出側の板幅測定値に加え、圧延機間の板幅測
定が可能となり、入側および出側の板幅測定装置のみを
用いた実施例１の場合に比べ、板幅変化の不明なスタン
ド数が減ることによって、より高精度な板幅制御が可能
で、全スタンドに渡って、ヒートスクラッチおよび板破
断の生じない圧延が可能となり、さらに、板幅精度も向
上することが検証された。

【００６３】なお、この実施例２の圧延機設備の場合、
第６スタンド出側に形状測定装置９を有するので、この
形状測定装置９による板形状検出値に基づき、第６スタ
ンドにおいて形状制御装置４ｆによって、直接、張力分
布を制御を実施することが可能だったので、この形状測
定装置による制御と上述の板幅制御を併用することによ
って、より確実なヒートスクラッチおよび板破断防止制
御が可能となった。

【００６４】〔実施例３〕本発明の有効性をさらに調査
するために、実施例３では、図３に示すように実施例２
と同様の６スタンドの冷間タンデム圧延機において、タ
ンデム圧延機の各スタンドの前後に板幅測定装置６ａ〜
６ｇ、第６スタンド出側に形状検出装置９を設置し、第
１〜６の各スタンドで前後の板幅測定値に基づく板幅制
御を実施した結果について説明する。なお、出側コイラ
ー５ｂは、最終スタンドの圧延機の主電動機の出力の５
０％以上の出力があり、実施例２の場合より、高張力圧
延が実施可能となっている。

【００６５】実施例２と同様に、牛脂系の圧延潤滑油
（４％エマルジョン）によるリサーキュレーション潤滑
を行いながら、厚み３mm、幅９００mmで材質が低炭素鋼
の圧延材１を冷間圧延し、厚み０．４mmの薄手の鋼板ス
トリップを製造し、得られた鋼板ストリップにおいてヒ
ートスクラッチの発生状況、板破断状況および板幅精度
を調査した。なお、圧延条件は冷間６スタンドタンデム
に圧延機の圧延条件（高速・高張力の場合）として表４
に示した。表４に示したように、実施例２の条件より高
速化・高張力化（第６スタンド出側の張力は変形抵抗値
の５０％）している。

【００６６】

【表４】

【００６７】本発明の実施例３では、各スタンドの前後
の板幅測定装置６ａ〜６ｇから検出される第１〜６の各
スタンドの板幅変化量ΔＷ⁽¹⁾ 〜ΔＷ⁽⁶⁾ のそれぞれ
が、第１〜６の各スタンド毎に設定した許容値ΔＷ_lim
⁽¹⁾ ＝０．５mm、ΔＷ_lim ⁽²⁾＝−０．２mm、ΔＷ_lim
⁽³⁾ ＝−０．５mm、ΔＷ_lim ⁽⁴⁾ ＝−０．５mm、ΔＷ_li
m ⁽⁵⁾ ＝−０．７mm、ΔＷ_lim ⁽⁶⁾ ＝−０．８mmより板
幅減少側に板幅が変化しないように、第１〜６の各スタ
ンドの形状制御装置４ａ〜４ｆで繰り返し操作する板幅
制御を実施した。

【００６８】その結果、定常圧延状態に入ってから、第
１〜６スタンドの出側で板温度計（図示省略）を、用い
て板温度を測定した結果、板温度は、１６０℃〜１７０
℃の範囲に維持されており、第１〜６の各スタンドでヒ
ートスクラッチ、板破断ともに発生しなかった。また、
この時の出側の板幅変動量を測定した結果、±０．５mm
以下であることがわかった。

【００６９】このように、タンデム圧延機の全てのスタ
ンドの前後に板幅測定装置を設置することによって、全
スタンドの板幅変化量の測定が可能で、確実に板端部の
張力が推定可能となることから、高精度な板幅制御が実
現でき、より高速化・高張力化した場合においても、全
スタンドにおいて摩擦発熱が低減でき、ヒートスクラッ
チおよび板破断を防止することができると共に、製品板
幅を一定にできることにより寸法精度の向上が図れるこ
とが検証された。

【００７０】なお、上記実施例のように、板幅測定装置
あるいは形状測定装置を増設する場合には、設備コスト
増大が伴うので、効果とコストのバランスを考慮してス
タンドを選択する。ただし、ヒートスクラッチと板破断
の発生を同時に防止するためには、少なくとも最終スタ
ンドでの適用は不可欠である。

【００７１】

【発明の効果】本発明においては、４スタンド以上の圧
延スタンドからなる冷間タンデム圧延機による鋼板の圧
延に際して、従来例のようなコスト増、生産性低下を伴
わずヒートスクラッチおよび板破断の発生を同時に防止
することができ、板幅精度など品質の良好な鋼板を製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の冷間タンデム圧延機設備を
示す側面説明図。

【図２】本発明の実施例２の冷間タンデム圧延機設備を
示す側面説明図。

【図３】本発明の実施例３の冷間タンデム圧延機設備を
示す側面説明図。

【図４】形状制御装置の操作量の変化させて計算した場
合のロールバイト前後の板幅変化を示す説明図。

【図５】形状制御装置の操作量の変化させて計算した場
合のロールバイト出口における張力分布の変化を示す説
明図。

【図６】板幅変化量と板端部の平均張力との関係を示す
説明図。

【図７】圧延荷重比に及ぼす張力負荷比の影響を示す
図。

【図８】耐摩耗性に及ぼす張力負荷比の影響を示す図。

【図９】表面欠陥発生率に及ぼす張力負荷比の影響を示
す図。

【図１０】第１〜４スタンドの板幅変化の許容値を求め
る方法を示す図。

【符号の説明】

１…圧延材 ２ａ〜２ｆ…第１〜６スタンドのワークロール ３ａ〜３ｆ…第１〜６スタンドのバックアップロール ４ａ〜４ｆ…第１〜６スタンドの形状制御装置 ５ａ…入側コイラー ５ｂ…出側コイラー ６ａ…第１スタンド入側の板幅測定装置 ６ｂ〜６ｇ…第１〜６スタンド出側の板幅測定装置 ７ａ…入側ブライドルロール ７ｂ…出側ブライドルロール ８…演算処理装置 ９…形状測定装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｈ０２Ｐ 7/67 Ｂ２１Ｂ 37/00 １２８Ｚ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 形状制御装置を備えた冷間圧延機を４ス
   タンド以上有する冷間タンデム圧延機において、タンデ
   ム圧延機の入側および出側において圧延材の板幅を測定
   し、この板幅測定値から、タンデム圧延機入側と出側の
   板幅変化量を算出し、この板幅変化量が所定の予め定め
   た板幅変化量の許容値を超えないよう形状制御装置を制
   御すると共に、少なくとも最終スタンドにおいて圧延材
   の変形抵抗の３０％以上の圧延張力を負荷して圧延する
   ことを特徴とする冷間タンデム圧延方法。
2. 【請求項２】 形状制御装置を備えた冷間圧延機を４ス
   タンド以上有する冷間タンデム圧延機において、タンデ
   ム圧延機の入側、出側およびタンデム圧延機間の少なく
   とも１スタンド以上の圧延機の出側において圧延材の板
   幅を測定し、 タンデム圧延機の第１スタンドとタンデム圧延機間で出
   側板幅を測定したより上流側にあるスタンドとの間と、
   出側板幅を測定したより上流側にあるスタンドの下流に
   隣接するスタンドと出側板幅を測定したより上流側にあ
   るスタンドより下流で且つより上流側にある出側板幅を
   測定したスタンドとの間、および出側板幅を測定した最
   下流側にあるスタンドの下流に隣接するスタンドと最終
   スタンドとの間とにより逐次スタンド区間を構成し、 上記測定結果から、各スタンド区間毎に、板幅変化量を
   算出し、このスタンド区間の板幅変化量が、予め各スタ
   ンド区間毎に定めた板幅変化量許容値を超えないよう
   に、形状制御装置を制御すると共に、少なくとも圧延材
   の変形抵抗の３０％以上の圧延張力を負荷して圧延する
   ことを特徴とする冷間タンデム圧延方法。
3. 【請求項３】 形状制御装置を備えた冷間圧延機を４ス
   タンド以上有する冷間タンデム圧延機において、 タンデム圧延機の入側、およびタンデム圧延機の各圧延
   機出側において圧延材の板幅を測定し、この板幅測定値
   から、タンデム圧延機の各圧延機の入側と出側の板幅変
   化量を算出し、これらの板幅変化量が、タンデム圧延機
   の各圧延機の入側と出側においてそれぞれ予め定めた板
   幅変化量の許容値を超えないよう形状制御装置を制御す
   ると共に、少なくとも最終スタンドにおいて圧延材の変
   形抵抗の３０％以上の張力を付加して圧延することを特
   徴とする冷間タンデム圧延方法。
4. 【請求項４】 各スタンドに形状制御装置を備えた４ス
   タンド以上の冷間圧延機を有する冷間タンデム圧延機で
   あって、このタンデム圧延機の少なくとも入側および出
   側に板幅測定装置を有することを特徴とする冷間タンデ
   ム圧延機。
5. 【請求項５】 冷間タンデム圧延機の圧延機間の少なく
   とも１箇所に、板幅測定装置を有することを特徴とする
   請求項４に記載の冷間タンデム圧延機。
6. 【請求項６】 冷間タンデム圧延機の出側に、コイラ
   ー、またはコイラーとブライドルロールを有し、このコ
   イラー１基の主電動機の出力、またはコイラー１基の主
   電動機の出力とブライドルロールの主電動機の出力との
   合計出力と、冷間タンデム圧延機の最終スタンドの主電
   動機の出力と、この冷間タンデム圧延機によって圧延す
   る製品の平均板厚とが、下記の関係を満たすことを特徴
   とする請求項４または５に記載の冷間タンデム圧延機。 Ｗ_c ≧（０．３７５ｈ＋０．２７５）Ｗ_M 但し、Ｗ_c ：コイラー１基の主電動機の出力、またはコ
   イラー１基の主電動機の出力とブライドルロールの主電
   動機の出力との合計出力 Ｗ_M ：冷間タンデム圧延機の最終スタンドの主電動機の
   出力 ｈ：冷間タンデム圧延機によって圧延する製品の平均板
   厚