JPS5973119A - 圧延材料のクラウンおよび平坦度の矯正方法 - Google Patents

圧延材料のクラウンおよび平坦度の矯正方法

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JPS5973119A
JPS5973119A JP57185271A JP18527182A JPS5973119A JP S5973119 A JPS5973119 A JP S5973119A JP 57185271 A JP57185271 A JP 57185271A JP 18527182 A JP18527182 A JP 18527182A JP S5973119 A JPS5973119 A JP S5973119A
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crown
rolled material
rolls
bending
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Takeshi Masui
益居 健
Junsuke Nakano
淳介 中野
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/05Stretching combined with rolling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧延材料のクラウンおよび平坦度の矯正方法
に関するものである1つ 一般に、圧延材料の平坦度とは、中伸び、耳伸び、波打
ち等の形状および長手方向または幅方向全体にわたる反
りをいい、また、圧延利料のクラランとは材料の横断面
のプロフィルをいう。
近年、鋼板等の圧延製品のクラウンおよび平坦度の精度
に対する要求が厳しくなってきた。従来の圧延機では、
圧延材料の長手方向の厚みは自動厚み制御装置によって
比較的精度よく制御できるが、材料の幅方向の厚みはロ
ール・ベンダによって制御しているので、厚み制御には
限界がある。
そこで、ロール・ベンダに代って材料のクラウンおよび
形状の精度を向上させるものとして、軸方向に移動可能
なロールを備えた圧延機や、可変クラウン・ロールを備
えた圧延機等が開発された。
前者の圧延機は、6重に重ねられたロールのうちの中間
ロールを軸方向に互いに逆向きに移動させることによっ
てワーク・ロールのバソクアップカを制御するものであ
る。後者の圧延機は、ロールのアースとスリーブとの間
に受圧室を設け、この受圧室に圧力媒体を供給し、媒体
の圧力を加減することによってロールのクラウン量を制
御するものである。
これらの従来技術は、いずれも圧延機を改善してロール
の撓み制御能を向上させ、材料のクラウン(厚みの0.
5〜2%程度の範囲で量的には小さい。)をできるだけ
小さくする手段であるが、自ずと限度があり、完全矩形
断面とはなしえない。また、圧延時に材料のクラウンを
小さくしてゆくと材料が蛇行しやすくなり、作業が不安
定になるという問題がある。さらに、圧延機ではロール
の撓みを小さくするので材料のクラウンはある程度小さ
くすることはできるが、エツジ・ドロップを解消するこ
とは不可能である。また、圧延機の改造には大きな設備
投資が必要となる。
安価な方法として、軽圧丁圧延によって圧延材料の厚み
方向中高部を圧下し、圧延材料の断面を長方形形状に制
御することも考えられるが、圧延材料の形状が極端に悪
化し、操業不能となる。
本発明は上記事実に鑑み、圧延機で発生した材料のクラ
ウンを曲げ引張り塑性変形により矯正しようというまっ
たく新しい試みである。
圧延材料の形状不良は、材料の長手方向の伸びの差に起
因するものであり、材料に塑性伸びを付与しないかぎり
、修正できない。
ローラ・レベラは、反り不良(特に、長手方向の反り)
の修正と残留応力の低減を図るように設計されているの
で、形状不良の矯正能力は低い。
ローラ・し又うで材料に塑性伸びを与えるためには、積
極的に軸力を伺与する必要がある。従来のローラ・レベ
ラでは材料肉残留応力やロールと材料との間に生ずる摩
擦力がわずかに軸力として働くだけで、基本的には塑性
伸びを付与しえず、形状不良の矯正能力は低い。
圧延材料の形状不良を矯正するために、テンション、レ
ベラが開発されている。このテンショ/・レベラは利料
に曲げと引張とを与えて形状不良を矯正している。圧延
機による材料の伸び長さの差は通常0.1%程度であり
、これにより中伸び、耳波等の形状不良が発生する。こ
れをテンション・レベラで0.2〜O15%程度伸ばし
てやれば材料は平坦になる。このため、従来のテンショ
ン・レベラは最大伸率が1〜1.5%程度になっている
しかし、通常は必要最小限の小さな伸率で使用している
ため、テンション・レベラによる材料の厚み減少や幅縮
みは非常に小さく、実用上無視されている。結局、従来
法ではテンション・しばうを用いて圧延材料のクラウン
を矯正するという発想はなかった。
そこで、本発明の目的は、既存の手法を最大限利用して
安価かつ正確に圧延材料のクラウンおよび平坦度を矯正
する方法を得ることにある。
本発明の詳細な説明する前に、ここで用いる圧延材料の
クラウン(OR)Sおよびエツジ・トゝロツプ(ED)
s−eについて第1図を参照して、次のように定義する
(OR)s=ho−hs (ED)s−e=bs−he ただし h。:幅2Gの圧延利料の横断面中央部の厚み 11S:圧延材料の横断面のエツジから中央側に距離S
だけ離れた位置における 厚み ho:圧延材料の横断面のエツジから中央側に距離eだ
け離れた位置における 厚み 本発明の方法は、千鳥状に配置した複数本のロール列に
圧延材料を通すこと、該材料の長手方向に曲げ引張を加
えること、前記ロール列のうちの一部のロール群によっ
て該材料の幅方向に曲げを加えること、該材料の入側厚
み分布に応じて幅方向曲げと長手方向の塑性伸びを調整
することからできている。
圧延材料の幅方向に曲げを加える具体的方法としては、
次の6つがある。
まず、第1の方法は、前記ロール列のうちの一部のロー
ル群の水平方向のロール間隔を広げ、ロール軸をたわま
せるかロールにクラウンを付与することである。
第2の方法は、前記ロール列のうちの一部のロール群の
水平方向のロール間隔を広げ、該ロール群のうちの少な
くとも1対のロールの片側にクラウンを形成し、該クラ
ウンを互いに反対側に設け、該対をなすロールを軸方向
で互いに逆向きに移動させることである。この方法は材
料の幅変化に対応してどの寸法に対しても大きな効果を
上げることができる。
第6の方法は、第1の方法と第2の方法とを組み合せた
ものであって、前記の対をなすロールを軸方向に移動さ
せるとともに該対をなすロールを除いて少なくとも1本
のロール軸をたわませるかまたはクラウン付きロールと
なすことである。
次に、図面を参照して本発明の方法を具体的に説明する
。第2図に示す通常のテンション・レベラ1を用いて圧
延材料2に曲げ引張を加え、材料2に5%の塑性伸びを
与えた。この5%の塑性伸びは、通常の形状矯正では0
.2〜0.5%程度であるから形状矯正という概念から
は想定できない、極端に大きな伸びといえる。供試圧延
材料2は冷間圧延鋼帯であり、その寸法は厚み1. O
film X幅200Mでアル。テンション・レベラ1
のロール11の直径は50咽でロール本数は8本である
上記の争件の下で圧延材料2に曲げ引張を加えたときの
材料2の断面プロフィルを第6図に示す。
第6図において、実線?7Zは母料(広幅材からのスリ
ット材料であるから厚みは幅方向均一となっている。)
であり、実線fはロール・ベンディングを行わなかった
もの、点線にはロール・ベンディングを行ったものをそ
れぞれ示す。
第6図かられかるように、テンション・レベラによって
圧延材料にこれまで加えたことのない極端に大きな塑性
伸びを加えると、材料の幅方向エツジ部の厚みが逆に厚
くなる現象(以下、エツジアップという。)が生じる。
このエツジアップの発生原因については目下解明中であ
るが、次のように推定できる。
圧延材料に強力な曲げ引張を加えているさいに、材料の
エツジ部が長手方向に曲げられると同時に幅方向にも曲
げられるために材料の幅方向の歪が大きくなり、エツジ
部の厚み減少が小さくなるためであろうと解される。
換言すれば、一般に材料の塑性変形による体積一定の法
則により、次式が成立する。
(1)長手方向曲げのみで幅方向の曲げのない材料幅方
向中央部に関して、 εθ+εb十εh=。
ただし、 εe :材料中央部の長手方向歪 εb :材料中央部の幅方向歪 εh :材料中央部の厚み方向歪 (2)長手方向曲げと幅方向曲げが共存した材料の幅方
向エツジ部に関して、 ε′e+ε′b+ε′h−O ただし、 ε′o:材料エツジ部の長手方向歪 ε′b:材料エツジ部の幅方向歪 ε′h:材料エツジ部の厚み方向歪 本実施例においては、εe−εイeであるが、材料のエ
ツジ部は幅方向曲げ力、′−発生することにより幅方向
の歪が大きくなり、εb〈ε′b となる。その結果、
εh〉ε′h (エツジアップ)が成立スることになる
。なお、このエツジ部の幅方向曲げは、材料が長手方向
に曲げられているから発生する現象であり、単純に引張
っただけではエツジアップ現象は発生しないのである。
なお、ε。=ε/eとなることがら、材料の平坦度矯正
も同時に達成さJキていることに注目されたい。
したがって、エツジ・アップを利用すれば、エツジ・ド
ロップの解消ぼ虹能となる。しかし、これは利料のエツ
ジ部に限定されるので、利料の幅中央部までこのエツジ
・アップを発展させれば、すなわち幅方向曲げを材料の
エツジ部だけではなく、材料の幅中央部まで浸透させれ
ば、材料クラウンの制御も可能となることは容易に推定
できる。
材料の幅方向曲げを材料のエツジ部から材料の幅中央部
まで浸透させる方法として、第4図から第6図までに示
すように、レベレ1の上流側のロール1つの水平方向の
ロ、−ル間隔を広げ、かつロール軸をたわませる。第4
図に示すようにロール間隔を広げることは、材料の幅方
向の曲げを容易にさせるためである。ロール軸をたわま
せる方法は油圧シリンダによるか(第5図)、分割バッ
クアップ・ロール12ICよるか(第6図)、またはア
ー、パとスリーブとの間に形成された圧力室に流体を供
給してロールのクラウンを変える可変クラウン・ロール
(図示せず)によることができる。
通常のクラウン+d与ロールを用いてもよい。
ロール11をたわませた状態で、材料に曲げ引張を加え
た場合には、材料の幅方向の厚み分布は、前述したよう
に第6図の点線で示す曲線にのようになり、幅方向曲げ
が厳しいほど凹りラウン大の厚み分布となる。
ロール軸をたわませる代りに、第7図および第8図に示
すように、レベレ1の上流側のロール11の水平方向の
ロール間隔を広げ、少なくとも1対のロール110片側
にクラウンを形成し、このクラウンを互いに反対側に設
け、この対をなすロールを軸方向に互いに逆向きに移動
させてもよい。
このようなりラウン・ロールを用いたときの材料の幅方
向の厚み分布は、前述したように第6図の点線で示す曲
線にのようになる。
以上は、圧延材料が冷間圧延鋼帯である場合について主
として説明してきたが、材料が高温になるほど材料は低
張力で大きな塑性伸びが得られるはずであるから、熱間
圧延材に対しても本発明の方法は十分適用できる。例え
ば、熱間圧延ライン、連続焼鈍ライン、亜鉛メツキライ
ン等に本発明の方法を有効に適用できる。
圧延材料に張力を付与する方法としては、第9図に示す
韮うに、本発明の方法を適用したレベレ1の出入口側に
プライトゝル・ロールろ(A)、ピンチ・ロール4(B
)、または圧延機5(C)またはこれらの組合せ装置を
設けることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は圧延材料の横断面図。第2図は通常のテンショ
ン・しはうの説明図。第6図は圧延材料に大きな塑性伸
びを与えたときの材料横断面プロフィルを示すグラフ。 第4図は本発明の方法を適用したテンション・レベレの
説明図。第5図は第4図の■−V線がらみだ正面図。第
6図は第5図の変更例を示す。第7図は第4図の変更例
を示す。 第8図は第7図の■−Vl線からみた平面図。第9図は
圧延材料に張力を付与する方法を示す説明図。 1:ローラ・レベレ   2:圧延材料11ニレベラ・
ロール 手  続  補  正  書 昭和58年4 月2を日 1、事件の表示 昭和57年特許願第185271  号2、発明の名称 圧延材料のクラウンおよび平坦度の矯正方法3、補正を
する者 事件との関係  特許出願人 住所 名 称 (211)  住友金属工業株式会社4、代理
人 6、補正の内容 (1)明細書第12−<−ジ第16行の「・・・のよう
になる。」を次のように補正する。 「・・・・・のようになる。 なお、ロールのたわみ形状またはクラウン形状が凸形で
あるか凹形であるかまたは複雑な波形であるかによって
、厚み分布は大幅に変化し、一般の凸クラウン、凹クラ
ウンのみならず複雑な幅方向厚み分布が平坦度矯正と同
時に達成できることも確認できた。」 (2)明細書第16R−ジ第8行の「・・・・ことがで
きる。」を次のように補正する。 「・・・・・ことができる。 張力小、広幅、ロールのたわみ量大、ロールのクラウン
量大の場合には、圧延材料が全幅にわたってロールに密
着せず、一部で浮きを生じて幅方向曲げが小さくなる場
合がある。このような場合には、第10図に示すような
方法により密着化を図れば本発明の効果は増大する。す
なわち、レベラ・ロール11の逆側から押えロール16
によりストリップに圧力を加える方法や、しはう・ロー
ル11の前(後)に設置した張力分布変更用ロール14
を圧下する方法により、密着度を増大させることができ
る。押えロール16による圧力の代りに、流体を吹き付
けて押付ける方法も有効である。レベラ・ロールと圧延
材料の密着が完全な場合においても、張力分布変更用ロ
ール14を用いて幅方向張力分布を変えることにより幅
方向厚み分布を変化させることも可能である。 なお、本発明では曲げ引張を千鳥状に配置したロールに
より行う方式を述べたが、ロール以外の固定された工具
を用いる方式の曲げ引張加工についても同様であり、本
発明には固定工具方式も含まれる。」 (3)明細書簡16は−ジ第18〜20行の「・・・・
・・を示す説明図。 ・・・・・・・・。・11ニレベ
ラ・ロール」を次のように補正する。 「・・・・・・を示す説、明図。第10図はロールと圧
延材料との密着不良を軽減する方法を示す説明図。 1:テンション・しはラ  2:圧延材料16:押えロ
ール  14:張力分布変更用ロール (4)添附第10図を追加する。 以    上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)千鳥状に配置した複数本のロール列に圧延材料を
    通すこと、該材料の長手方向に曲げ引張を加えること、
    前記ロール列のうちの一部のロール群によって該材料の
    幅方向に曲げを加えること、該材料の入側厚み分布に応
    じて幅方向曲げと長手方向塑性伸びとを調整することか
    らなる圧延材料のクラウンおよび平坦度の矯正方法。
  2. (2)前記ロール列のうちの一部のロール群の水平方向
    のロール間隔を広げ、かつロール軸をたわませること、
    またはロールにクラウンを付与することによって前記圧
    延材料の幅方向に曲げを加えることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の方法。
  3. (3)前記ロール列のうちの一部のロール群の水平方向
    のロール間隔を広げ、該ロール群のうちの少な(とも1
    対のロールの片側にクラウンを形成し、該クラウンを互
    いに反対側に設け、該対をなすロールを軸方向に互いに
    逆向きに移動させることによって前記圧延材料の幅方向
    に曲げを加えることを特徴とする特許請求の範囲第(1
    )項記載の方法。
  4. (4)前記ロール列のうちの一部のロール群の水平方向
    のロール間隔を広げ、該ロール群のうちの少’l’x 
    < トモ1対のロールの片側にクラウンを形成し、該ク
    ラウンを互いに反対111]に設け、該対をなすロール
    を軸方向に互いに移動させかつ前記ロール群の5ち該対
    をなすロールを除いて少/ヨくとも1本のロール軸をた
    わませるかまたはロー/L[クラウンを付与することに
    よって前記圧延材料の幅方向に曲げを加えることを特徴
    とする特許請求の範囲第(1)項記載の方法。
JP57185271A 1982-06-30 1982-10-21 圧延材料のクラウンおよび平坦度の矯正方法 Granted JPS5973119A (ja)

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