JPH10216811A - ロール摩耗の少ない圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 ロールクロス、ロールシフト圧延機を用い
た圧延方法においてロール粗度低下を最小限に抑えつ
つ、ワークロールのスリップも防止する最適な潤滑油供
給制御下で圧延する方法を提案する。 【解決手段】 ロールクロス機構７またはロールシフト
機構６の少なくともいずれかを有する圧延機を用いた圧
延方法であって、ロールの潤滑状態（好ましくは圧延油
の濃度および圧力）を、ロールクロス角、ロールシフト
速度の少なくともいずれかおよび圧延処理量に応じて変
更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール摩耗の少な
い圧延方法に関し、とくに冷延鋼板・ステンレス鋼板等
の冷間圧延に用いて好適なロール摩耗の少ない圧延方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧延中の板材に生じる板幅方向の板厚偏
差のうち、特に板幅方向両端部における急激な板厚減少
はエッジドロップと呼ばれ、板幅方向の板厚分布を良好
にするためには、このエッジドロップ量を低減させる必
要がある。このエッジドロップを改善するために、一対
のワークロールのそれぞれに、少なくとも片側端部に先
細り研削を施したテーパ部を設け、このテーパ部を圧延
材の両側端部に位置させ、ワークロールを圧延材幅方向
にシフトして、ロールギャップの幾何学的な形状を改良
することによってエッジドロップの低減に成果を得る方
法が提案されている（たとえば特公平2-4364号公報）。
このようにロールを軸方向に移動する圧延法を一般にロ
ールシフト法と呼び、上記の実施形態についてはとくに
ワークロールシフト法とも呼ぶ。

【０００３】一方、上下のワークロールをクロスするこ
とによって、上下のワークロール間に、板幅中央部から
板端に向かう放射線状のロールギャップを生じさせるこ
とも、幅方向板厚分布の改善に効果的であることが近年
報告されている（たとえば第45回塑性加工連合講演会予
稿集（1994）403 〜406 頁）。これは一般にロールクロ
ス法と呼ばれており、バックアップロールと共にクロス
する方法をペアクロス法と呼び、また、ワークロールの
みをクロスし、バックアップロールはクロス動作に追随
しない方法はそれに対する意味で特にワークロールクロ
ス法と呼ばれることがある。

【０００４】さらに、ロールクロスとロールシフトを組
合せた方法も提案されており、板厚分布制御およびロー
ルクロス・ロールシフトの操作性の向上に有効とされて
いる（たとえば特公昭63-65404号公報、特開昭61-27930
5 号公報など）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの圧延方法は、
圧延材の形状制御の機能が優れる反面、実施してみると
ロールの摩耗によるロール粗度の低下が著しいという欠
点を有する。すなわち、ロールクロス法においては、ロ
ールの回転方向と鋼帯の流れる方向にずれを有するため
鋼帯との接触面において余分な摺動が生じ、ロールの摩
耗が加速される。とりわけ、冷延鋼帯の圧延機において
は、鋼板が硬い上に薄いため強圧下となるので問題は顕
著である。さらに、冷延鋼帯では設備の簡素化等の理由
によりワークロールクロス法も採用されるが、ワークロ
ールクロス法ではバックアップロールとの間にもクロス
角による余分な摩耗が加わるため問題は深刻さを増す。

【０００６】一方、ロールシフト法では摩耗、粗度低下
はシフト位置変更に伴う付加的摩耗のため増大する。な
お、熱間圧延においては、ロール摩耗を均一化してロー
ル寿命を延ばす提案がなされているが、冷間圧延におい
て問題となる粗度低下についてはこのような効果は期待
できない。摩耗によってロール粗度が低下すると、圧延
に際して鋼帯がスリップして蛇行や傷の原因となり、ま
たワークロールとの間のスリップによりトルク伝達が不
良となり、最悪の場合鋼帯の破断に到るトラブルを生じ
る。このため粗度の低下したロールは速やかに交換せざ
るを得ず、結果的にロール寿命が短くなるのである。

【０００７】摩耗防止には油潤滑が有効であるが、一方
でスリップは油潤滑により逆に発生しやくなるため、む
やみに潤滑油を供給するわけにはいかない。このような
課題を解決するためには、上記摩耗防止とスリップ防止
とを両立するような潤滑条件の制御が望ましいと思われ
るが、そのような解決策は従来知られていない。わずか
に、操業条件に応じた潤滑油供給の制御方法の例とし
て、ロールの摩耗ではなくスラスト力の低減を目的とし
て、ワークロールクロス圧延においてロールクロス角に
応じて潤滑油の濃度や供給（噴射）圧力を変える方法が
特開平8-1208号公報に開示されている程度であるが、こ
の方法ではロール摩耗の観点からは最適の制御とは言え
ず、またロールシフト法を採用した場合には全く不十分
なものである。

【０００８】そこで本発明は、ロールクロス、ロールシ
フト圧延機を用いた圧延方法においてロール粗度低下を
最小限に抑えつつ、ワークロールのスリップも防止する
最適な潤滑油供給制御下で圧延する方法を提案すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロールクロス
機構またはロールシフト機構の少なくともいずれかを有
する圧延機を用いた圧延方法であって、ロールの潤滑状
態を、ロールクロス角、ロールシフト速度の少なくとも
いずれかおよび圧延処理量に応じて変更することを特徴
とするロール摩耗の少ない圧延方法である。

【００１０】本発明では、前記圧延機が、ワークロール
クロス機構とワークロールシフト機構を兼ね備える圧延
機であり、前記潤滑状態をロールクロス角、ロールシフ
ト速度、および圧延処理量に応じて変更することが好ま
しい。前記ロールの潤滑状態の変更は、ロール表面に噴
射する圧延油の濃度および圧力を制御して行うのがよ
い。

【００１１】前記圧延油の濃度ｖおよび圧力ｐの制御
は、下記式を用いて行うのが好ましい。 記 ｖ＝｛（ｆθ×ｆｓ）／２｝×ｆｍ×ｖ０ ｐ＝｛（ｇθ×ｇｓ）／２｝×ｇｍ×ｐ０ ただし、ｖ０ ：圧延油最大濃度 ｐ０ ：圧延油最大噴射圧 ｆθ、ｇθ：クロス角θによる係数（≦１） ｆｓ、ｇｓ：シフト速度ｓによる係数（≦１） ｆｍ、ｇｍ：圧延処理量ｍによる係数（≦１）

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、ロールの潤滑状態の変
更に関して、潤滑油の種類を変える方式でも実施可能で
あるが、設備簡素化の観点から潤滑油の濃度および噴射
圧力を変更する方式によるのが好適である。かかる好適
形態の実施手順は以下〜の通りである。 ロール表面に噴射する圧延油（潤滑油）の圧力および
濃度を初期設定する。この初期設定値には最大噴射圧、
最大濃度を採用するのがよい。 さらに上下ワークロールクロス角を検出し、検出した
該クロス角に応じた潤滑油の圧力および濃度の係数を与
える。また上下ワークロールシフト速度を検出し、検出
したシフト速度に応じた潤滑油の圧力、濃度の係数を与
える。同様に使用中のワークロールの圧延処理量を計算
し、この圧延処理量に応じた潤滑油の濃度および圧力の
係数を与える。

【００１３】なお、クロス角、シフト速度、圧延処理量
に応じた各係数は予めモデル実験や操業解析等から定め
ておく。 そこで、潤滑油の圧力、濃度の初期設定値に各係数を
乗じた値を求め、潤滑油の噴射圧力、濃度をこの値に設
定し、ロール表面に噴射を行う。ロールクロス、ロール
シフトの際にロールの潤滑状態を上記要領で変更するこ
とにより、バックアップロールとワークロール間の摩擦
を低減することが可能となり、同時に、ワークロールの
粗度低下とともに生ずるワークロールとバックアップロ
ール間のスリップを抑え、鋼帯の破断を防止することが
できるようになる。

【００１４】本発明は、ロールクロス法、ロールシフト
法およびそれらを組み合わせた圧延方法において有効で
あるが、ロール摩耗が進行しやすくスリップも発生しや
すいワークロールクロス・ワークロールシフト併用式の
圧延方法に適用すればとくに効果が大きい。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明実施例に用いたロールクロ
ス、シフト、潤滑機構を備えた冷間圧延機の模式図
（（ａ）は正面視、（ｂ）は側面視）である。図１にお
いて、１は上バックアップロール、２は下バックアップ
ロール、３は上ワークロール、４は下ワークロール、５
は潤滑装置（ヘッダ）、６、７はそれぞれワークロール
に係るロールシフト機構、ロールクロス機構である。ま
た、図２はロールクロス角を示す平面図であり、θはワ
ークロールクロス角である。

【００１６】図１に示すように、この圧延機のロール潤
滑システムは、潤滑油原液と温水とを別々にポンプＰで
上下のヘッダ５に圧送し、ヘッダ５内で混合しエマルジ
ョンとしてロール（この例では上下のバックアップロー
ル１、２）に噴射する方式である。各ポンプの吐出量・
送給圧力は潤滑油制御装置により調節される。この潤滑
油制御装置は、圧延中に、ワークロールクロス角および
ワークロールシフト量を調節するロールクロスシフト制
御装置からクロス角およびシフト速度を、かつ、操業管
理計算機から圧延処理量をそれぞれ検出するとともに、
予め設定された関係に従い係数をそれぞれの検出値に応
じた値に変更し、前記式により潤滑油の濃度と噴射圧と
を計算し、ヘッダ５においてこの濃度、噴射圧が得られ
るように各ポンプの吐出量・送給圧力を調節する。

【００１７】図３は、本発明実施例で設定した（ａ）は
ロールクロス角、（ｂ）はロールシフト速度、（ｃ）は
圧延処理量に応じた各係数を示すグラフである。ロール
クロス角に応じた係数は、ロールクロス角の増加ととも
にワークロールとバックアップロール間のすべりが大き
くなるため、このすべり摩耗によるワークロールの粗度
低下を低減すべく、図３（ａ）に示すように設定する。

【００１８】ロールシフト速度に応じた係数は、ワーク
ロールシフト動作による粗度の低下と、ワークロールシ
フト速度が大きくなることによる摩擦力の増加とを共に
抑止するため図３（ｂ）のように設定する。一方、通
常、圧延の進行に伴いワークロールの粗度は、圧延初期
の段階では急激に、それ以降は徐々に低下する傾向があ
る。そのためワークロール粗度が低下した段階のロール
に対して圧延初期の段階と同じ程度に潤滑を施すと、過
度の潤滑状態となってワークロールとバックアップロー
ルとのスリップ現象を引き起こし、鋼帯の破断に到る。
そのため潤滑油の圧力、濃度の係数は、図３（ｃ）のよ
うに圧延処理量の増加とともに小さくするように設定す
る。

【００１９】図４は、本発明実施例でのロール粗度の経
時変化を、潤滑なしの場合（従来例）およびロールクロ
ス角のみに応じて潤滑油供給量を変更した場合（比較
例）と対比して示すグラフである。なお、図４におい
て、ロール粗度は中心線平均粗さＲａで評価し、粗度デ
ータは、低炭素鋼を該当スタンドの圧下率30％程度とし
て圧延し、圧延処理量20ton おきにワークロールシフト
動作を30mm行い、常にワークロールクロス角を0.3 °与
える操業条件下で採取した。

【００２０】図４より明らかなように、潤滑なしの従来
例では、圧延処理量が1000ton 程度の段階でロール粗度
が1.2 μｍ程度低下し、これ以上の圧延続行は不能であ
った。一方、ロールクロス角のみに応じて潤滑油供給量
を変更した比較例では、約1500ton 程度まで圧延するこ
とはできたが、ワークロールとバックアップロールとの
間でスリップ現象が発生し、圧延を続行することは不能
であった。これらに対し、本発明実施例ではスリップを
招くこともなく、ワークロールの粗度低下が最小限に抑
えられ、約2000ton もの圧延を続行することが可能であ
った。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、ロールクロス角、ロー
ルシフト速度、圧延処理量に応じてロールへの潤滑油噴
射供給量を変更するようにしたから、ロールクロス圧
延、ロールシフト圧延あるいはロールクロスシフト圧延
におけるワークロール粗度低下と、ワークロールとバッ
クアップロール間のスリップとを共に抑止できるように
なり、またロールシフト速度が大きいときのベアリング
にかかるスラスト力も低減できるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例に用いたロールクロス、シフト、
潤滑機構を備えた冷間圧延機の模式図（（ａ）は正面
視、（ｂ）は側面視）である。

【図２】ロールクロス角を示す平面図である。

【図３】本発明実施例で設定した（ａ）はロールクロス
角、（ｂ）はロールシフト速度、（ｃ）は圧延処理量に
応じた各係数を示すグラフである。

【図４】本発明実施例でのロール粗度の経時変化を、潤
滑なしの場合（従来例）およびロールクロス角のみに応
じて潤滑油供給量を変更した場合（比較例）と対比して
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 上バックアップロール ２ 下バックアップロール ３ 上ワークロール ４ 下ワークロール ５ 潤滑装置（ヘッダ） ６ ロールシフト機構 ７ ロールクロス機構 θ ワークロールクロス角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 輝弘 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 山田 恭裕 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 小川 満 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロールクロス機構またはロールシフト機
   構の少なくともいずれかを有する圧延機を用いた圧延方
   法であって、ロールの潤滑状態を、ロールクロス角、ロ
   ールシフト速度の少なくともいずれかおよび圧延処理量
   に応じて変更することを特徴とするロール摩耗の少ない
   圧延方法。
2. 【請求項２】 前記圧延機が、ワークロールクロス機構
   とワークロールシフト機構を兼ね備える圧延機であり、
   前記潤滑状態をロールクロス角、ロールシフト速度、お
   よび圧延処理量に応じて変更する請求項１記載の圧延方
   法。
3. 【請求項３】 前記ロールの潤滑状態の変更は、ロール
   表面に噴射する圧延油の濃度および圧力を制御して行う
   請求項１または２に記載の圧延方法。
4. 【請求項４】 前記圧延油の濃度ｖおよび圧力ｐの制御
   は、下記式を用いて行う請求項３記載の圧延方法。 記 ｖ＝｛（ｆθ×ｆｓ）／２｝×ｆｍ×ｖ０ ｐ＝｛（ｇθ×ｇｓ）／２｝×ｇｍ×ｐ０ ただし、ｖ０ ：圧延油最大濃度 ｐ０ ：圧延油最大噴射圧 ｆθ、ｇθ：クロス角θによる係数（≦１） ｆｓ、ｇｓ：シフト速度ｓによる係数（≦１） ｆｍ、ｇｍ：圧延処理量ｍによる係数（≦１）