JPS6146309A - 圧延ロ−ルのクラウン制御方法 - Google Patents
圧延ロ−ルのクラウン制御方法Info
- Publication number
- JPS6146309A JPS6146309A JP59166602A JP16660284A JPS6146309A JP S6146309 A JPS6146309 A JP S6146309A JP 59166602 A JP59166602 A JP 59166602A JP 16660284 A JP16660284 A JP 16660284A JP S6146309 A JPS6146309 A JP S6146309A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- amount
- temperature
- crown
- thermal expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/12—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring roll camber
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属板材等の冷間圧延機や熱間圧延機等の圧延
機におけるロールのヒートクラウン制御方法に関する。
機におけるロールのヒートクラウン制御方法に関する。
一般に、圧延機においては圧延作朶の進行と共に圧延材
に接するワークロールの温度が上昇し、この温度上昇は
ロールの長手方向に不均一な温度分布とな〕、ロールの
外径が長手方向で不均一に膨張する。このロールの長手
方向°に不均一に変形したロール形状（グロフィル）が
ヒートクラウンであシ、このため圧延材を所定の形状（
平坦度等）に圧延することができなくなる。従って、圧
延中にとのヒートクラウンを適正値に制御しつつ圧延を
行うことが重要であり。
に接するワークロールの温度が上昇し、この温度上昇は
ロールの長手方向に不均一な温度分布とな〕、ロールの
外径が長手方向で不均一に膨張する。このロールの長手
方向°に不均一に変形したロール形状（グロフィル）が
ヒートクラウンであシ、このため圧延材を所定の形状（
平坦度等）に圧延することができなくなる。従って、圧
延中にとのヒートクラウンを適正値に制御しつつ圧延を
行うことが重要であり。
例えばロールの長手方向く可変的な冷却又は加熱手段に
よってロールを冷却又は加熱してヒートクラウンを適正
値く維持することが行われている。このヒートクラウン
制御のためには、圧延中適宜ヒートクラウンを適正且つ
迅速に２握することが一必要であるが、この目的のため
の従来のヒートクラウン計測方法は精度の面或いはコス
ト的な面等において問題があり、実用的に満足し得る方
法が開発されていないのが実状であった。
よってロールを冷却又は加熱してヒートクラウンを適正
値く維持することが行われている。このヒートクラウン
制御のためには、圧延中適宜ヒートクラウンを適正且つ
迅速に２握することが一必要であるが、この目的のため
の従来のヒートクラウン計測方法は精度の面或いはコス
ト的な面等において問題があり、実用的に満足し得る方
法が開発されていないのが実状であった。
第１図（ａ）は金属板材用圧延機の概念図で、金属板材
の圧延は１通常図示のような圧延機全複数台直列に配置
して行われる。第１図Φ）はワークロールの正面図であ
〕、圧延材（金属板材）ｌは上下のワークロール２間に
噛み込まｆＬ、所要の圧下金与えらｎる。ワークロール
２はそれぞれ上下のバックアップロール３によって補強
す几ておシ、又ワークロール２の近傍には圧延による発
熱を除去するためのクーラント（冷却剤）をスプレーす
るノズル４が配設ざｎている。
の圧延は１通常図示のような圧延機全複数台直列に配置
して行われる。第１図Φ）はワークロールの正面図であ
〕、圧延材（金属板材）ｌは上下のワークロール２間に
噛み込まｆＬ、所要の圧下金与えらｎる。ワークロール
２はそれぞれ上下のバックアップロール３によって補強
す几ておシ、又ワークロール２の近傍には圧延による発
熱を除去するためのクーラント（冷却剤）をスプレーす
るノズル４が配設ざｎている。
ばて、圧延作業の開始と共にワークロール２の温度が上
昇し始め、一定時間経過後に定常値に達するが、その温
度はロールの径方向並びに長手方向に不均一な温度分布
含有するものとなる。途中で圧延材ｌの寸法や圧延条件
が変われば、温度分布もそれに応じて変化して行く。第
２図（ａｉ、 （ｂ）に圧延開始後の成る時点における
ワークロール２の過渡的な温度分布を示す。同図伽）は
圧延材ｌｔ−ワークロール２．２間＜ｅみ込んだ部分の
成る長手方向位置におけるその半径方向の温度分布を表
す。又、同図６）は半径方向位置を固定した場合の長手
方向の温度分布を表す。ロール幅よシも短かい幅の圧延
材ｌを圧延することに起因して、第２図（ｂ）の如く長
手方向に温度の不均一分布が生ずると、これに伴って第
３図に示すように半径方向の熱膨張量の長手方向の不均
一（ヒートクラウン）が生ずる。この熱膨張量は、概ね
長手方向位置における半径方向温度の積裕値に関与し、
簡略的には次式で表わすことができる。熱膨張１ｋｔｃ
ｒ＜ｚ＞とすると、 こ仁で％ｒｏ：ワークロールの半径 Ｖ ：ワークロールのポアツンン比 θ（ｒ、ｚ）：ワークロールの成る点の温度α：ワーク
ロールの線膨張係数 θ。：ワークロールの初期均一温度 上記熱膨張量の長手方向の不均一（ヒートクラウン）は
、圧延材ｌの幅方向の板厚分布を生じさせて製品の品質
を左右するので、このヒートクラウンを制御することが
圧延作業上極めて “重要な問題となる。このヒ
ートクラウン制御は。
昇し始め、一定時間経過後に定常値に達するが、その温
度はロールの径方向並びに長手方向に不均一な温度分布
含有するものとなる。途中で圧延材ｌの寸法や圧延条件
が変われば、温度分布もそれに応じて変化して行く。第
２図（ａｉ、 （ｂ）に圧延開始後の成る時点における
ワークロール２の過渡的な温度分布を示す。同図伽）は
圧延材ｌｔ−ワークロール２．２間＜ｅみ込んだ部分の
成る長手方向位置におけるその半径方向の温度分布を表
す。又、同図６）は半径方向位置を固定した場合の長手
方向の温度分布を表す。ロール幅よシも短かい幅の圧延
材ｌを圧延することに起因して、第２図（ｂ）の如く長
手方向に温度の不均一分布が生ずると、これに伴って第
３図に示すように半径方向の熱膨張量の長手方向の不均
一（ヒートクラウン）が生ずる。この熱膨張量は、概ね
長手方向位置における半径方向温度の積裕値に関与し、
簡略的には次式で表わすことができる。熱膨張１ｋｔｃ
ｒ＜ｚ＞とすると、 こ仁で％ｒｏ：ワークロールの半径 Ｖ ：ワークロールのポアツンン比 θ（ｒ、ｚ）：ワークロールの成る点の温度α：ワーク
ロールの線膨張係数 θ。：ワークロールの初期均一温度 上記熱膨張量の長手方向の不均一（ヒートクラウン）は
、圧延材ｌの幅方向の板厚分布を生じさせて製品の品質
を左右するので、このヒートクラウンを制御することが
圧延作業上極めて “重要な問題となる。このヒ
ートクラウン制御は。
まずヒートクラウンの量を知シ、その量に応じた制御出
力をロールに与えることによってなされるから、ヒート
クラウン量を適確に把握する′ことが必要である。
力をロールに与えることによってなされるから、ヒート
クラウン量を適確に把握する′ことが必要である。
圧延中の時々刻々のヒートクラウン量を把握する方法と
しては、従来下記のような方法が用いられてきた。
しては、従来下記のような方法が用いられてきた。
（ａ） 熱膨張量の分布を変位計等の手段によシ直接
計測する。
計測する。
伽） ワークロール内部の各部の温度を埋設熱電対等に
よシ計測し、前記（１）弐に従って数値、！Ｒ分して熱
膨張量を求める。
よシ計測し、前記（１）弐に従って数値、！Ｒ分して熱
膨張量を求める。
（Ｃ） ワークロールへの伝熱条件（熱流ｉ−）全境
界条件として下記熱伝導方程式を実運転に併行させて解
き、その時々の温度分布を求めて（１）式によシ算出す
る。
界条件として下記熱伝導方程式を実運転に併行させて解
き、その時々の温度分布を求めて（１）式によシ算出す
る。
ａθ
境界条件：ｚ；±ｚｏでλ−＝ＱｆＺ、（ｔ、ｒ）Ｚ
ａθ
ｒ＝ｒ・で λ−＝ｑ（ｔ、ｚ） ・・・（３）
ｒ ｒ＝ｏで−ＭＲＯ ｒ 初期条件： ｔ＝ｏでθ＝θｏ（ｒ、ｚ）
・・＝（４）ここで；ｒ：ワークロールの中心から半径
方向の成る位置 に：温度伝導車 ２：ワークロールの中央から長手方向の成る位置 λ：熱伝導藁。
ｒ ｒ＝ｏで−ＭＲＯ ｒ 初期条件： ｔ＝ｏでθ＝θｏ（ｒ、ｚ）
・・＝（４）ここで；ｒ：ワークロールの中心から半径
方向の成る位置 に：温度伝導車 ２：ワークロールの中央から長手方向の成る位置 λ：熱伝導藁。
ｔ：時間
しかしながら、こ九らの方法には次のような欠点がある
。すなわち、（ａ）の方法では回転体の微小変位分布（
例えばナマイクロメートル以下）を正確に計測すること
が至難である。又、 （ｂ）の方法では熱電対等の温度
センナをワークロールに多数個埋設することが技術的に
困難であシ。
。すなわち、（ａ）の方法では回転体の微小変位分布（
例えばナマイクロメートル以下）を正確に計測すること
が至難である。又、 （ｂ）の方法では熱電対等の温度
センナをワークロールに多数個埋設することが技術的に
困難であシ。
強度的にも問題がある。更に、（Ｃ）の方法では境界条
件の直接計測が一般に至難であって、定式化するために
はモデル化と実際の圧延状態に対応した多くの要素試験
とが必要とな）、費用や精度等の点で問題が多い。
件の直接計測が一般に至難であって、定式化するために
はモデル化と実際の圧延状態に対応した多くの要素試験
とが必要とな）、費用や精度等の点で問題が多い。
本発明は上記のような従来方法の欠点を克服する新たな
ヒートクラウンの把握方法に基づいた圧延ロールのクラ
ウン制御方法を提供すること金目的とする。
ヒートクラウンの把握方法に基づいた圧延ロールのクラ
ウン制御方法を提供すること金目的とする。
本発明方法は、ヒートクラウンの把握に関して前記（ａ
）、（ｂ）の如く全面的に実測に依存する方法及び（Ｃ
）の如く解析に多く依存する方法の双方の組み合わせに
よシ現実的な方法を見いだしたことに基づいてなざｎた
ものである。すなわち。
）、（ｂ）の如く全面的に実測に依存する方法及び（Ｃ
）の如く解析に多く依存する方法の双方の組み合わせに
よシ現実的な方法を見いだしたことに基づいてなざｎた
ものである。すなわち。
本発ＢＡは実際の運転に併行して前記式（２）を解く際
の境界条件が実測温度となるようにし、こｎによって実
測法を容易にすると共に実測点数を極度に少なくシ、解
析結果を実測結果から得ることによってヒートクラウン
の推定精度の向上ｔ−達成したものである。つｔシ１本
発明の圧延ロールのクラウン制御方法は、ロールの表面
温度の計測値を境界条件とした非定常熱伝導方程式を解
いて前記圧延ロールの全体の温度分布を求め、こｔによ
シ傅らｎた温度分布の値を熱膨張分く換算してクラウン
量を把握し、該クラウン量に基づいてヒートクラウンの
制御を行うものである。
の境界条件が実測温度となるようにし、こｎによって実
測法を容易にすると共に実測点数を極度に少なくシ、解
析結果を実測結果から得ることによってヒートクラウン
の推定精度の向上ｔ−達成したものである。つｔシ１本
発明の圧延ロールのクラウン制御方法は、ロールの表面
温度の計測値を境界条件とした非定常熱伝導方程式を解
いて前記圧延ロールの全体の温度分布を求め、こｔによ
シ傅らｎた温度分布の値を熱膨張分く換算してクラウン
量を把握し、該クラウン量に基づいてヒートクラウンの
制御を行うものである。
例えば、ワークロール２０表面或いは表面近傍の長手方
向温度計測値をθｏｂ’ （ｒｏ、 ｚ ） ａ （ｚ
＝−Ｚｏ〜＋２・）、ロール端面の表面或いは表面近傍
の半径方向温度計測値をθｏｂｓ（ｒ、±ｇｏ）ｓ （
ｒ＝：０〜ｒ・）とする。なお、温度の計測は非接触表
面温度計或いは埋め込み温度センナによシ時々刻、々に
行う。こむで、前記基礎方程式（２）を次の境界条件で
前記初期条件（４）の下に実運転に併行して解く。
向温度計測値をθｏｂ’ （ｒｏ、 ｚ ） ａ （ｚ
＝−Ｚｏ〜＋２・）、ロール端面の表面或いは表面近傍
の半径方向温度計測値をθｏｂｓ（ｒ、±ｇｏ）ｓ （
ｒ＝：０〜ｒ・）とする。なお、温度の計測は非接触表
面温度計或いは埋め込み温度センナによシ時々刻、々に
行う。こむで、前記基礎方程式（２）を次の境界条件で
前記初期条件（４）の下に実運転に併行して解く。
境界条件：
２＝±ｚ・で θミθｏｂｓ（ｒ：ｌ：ｚｏ）ｒ＝ｆ＠
で θミθｏｂ８ （ｒａ ＊ ” ） ・・・
（５）ａθ ｒ ＝ ０で −＝Ｏ ｒ 前記方程式の解はオンラインコンピュータに □
よるが、その時間ステップに関する解析スピードは実時
間の進行よ）も早いことが必要である。
で θミθｏｂ８ （ｒａ ＊ ” ） ・・・
（５）ａθ ｒ ＝ ０で −＝Ｏ ｒ 前記方程式の解はオンラインコンピュータに □
よるが、その時間ステップに関する解析スピードは実時
間の進行よ）も早いことが必要である。
なお、前記境界条件（５）に用いらｎる実測温度は実際
よルも数ステップ以前の時刻の値が使用ざ几ることにな
シ、こｎが推定誤差要因の一つとなるが、コンピュータ
計算スピードの高速化によって精度向上を望むことがで
きる。かくして求めら几た時々刻々の温度分布’（ｒ、
ｚ） ’Ｊ’ｓ ｆ’１えば前記（１）式によシ積分
して半径方向熱膨張量（ヒートクラウン量） Ｃｒ＜ｚ
）に換算し、その量に応じた制御出力を発信してヒート
クラウンの制御を行えば良い。
よルも数ステップ以前の時刻の値が使用ざ几ることにな
シ、こｎが推定誤差要因の一つとなるが、コンピュータ
計算スピードの高速化によって精度向上を望むことがで
きる。かくして求めら几た時々刻々の温度分布’（ｒ、
ｚ） ’Ｊ’ｓ ｆ’１えば前記（１）式によシ積分
して半径方向熱膨張量（ヒートクラウン量） Ｃｒ＜ｚ
）に換算し、その量に応じた制御出力を発信してヒート
クラウンの制御を行えば良い。
以上の説明ｅｇ明らかな通シ本発明方法によると、温度
計測点がロール表面近傍に限定さｎるから計測技術が極
めて現実的なものとなシ。
計測点がロール表面近傍に限定さｎるから計測技術が極
めて現実的なものとなシ。
ロール内部全体の計測温度からヒートクラウン量を把握
する方法に比して、同一精度を確保す方法に比して推定
精度が大幅に向上する。
する方法に比して、同一精度を確保す方法に比して推定
精度が大幅に向上する。
第１図（ａ）、Φ）は全域板材用圧延機の概念図。
第２図（ａ）、（ｂ）はワークロールの温度分布を示す
グラフ、第３図は第２図伽）に対応したワークロールの
ヒートクラウンを表すグラフである。又。 図中の符号で 。 ｌは圧延材、 ２はワークロール。 ３はバックアップロール。 ４はノズルである。
グラフ、第３図は第２図伽）に対応したワークロールの
ヒートクラウンを表すグラフである。又。 図中の符号で 。 ｌは圧延材、 ２はワークロール。 ３はバックアップロール。 ４はノズルである。
Claims (1)
- 圧延ロールの表面温度の計測値を境界条件とした非定常
熱伝導方程式を解いて前記圧延ロールの全体の温度分布
を求め、これにより得られた温度分布の値を熱膨張量に
換算してクラウン量を把握し、該クラウン量に基いてヒ
ートクラウンの制御を行うことを特徴とする圧延ロール
のクラウン制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166602A JPS6146309A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 圧延ロ−ルのクラウン制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59166602A JPS6146309A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 圧延ロ−ルのクラウン制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6146309A true JPS6146309A (ja) | 1986-03-06 |
Family
ID=15834333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59166602A Pending JPS6146309A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 圧延ロ−ルのクラウン制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6146309A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433342A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-03 | Railway Technical Res Inst | Precast concrete block bonded composite member and its production |
| KR100432967B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2004-05-27 | 주식회사 포스코 | 열간 압연롤의 열 크라운 제어방법 |
| DE102009036379A1 (de) | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Sms Siemag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Oberflächentemperatur einer Arbeitswalze |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5099949A (ja) * | 1974-01-09 | 1975-08-08 |
-
1984
- 1984-08-10 JP JP59166602A patent/JPS6146309A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5099949A (ja) * | 1974-01-09 | 1975-08-08 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433342A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-03 | Railway Technical Res Inst | Precast concrete block bonded composite member and its production |
| KR100432967B1 (ko) * | 1999-12-23 | 2004-05-27 | 주식회사 포스코 | 열간 압연롤의 열 크라운 제어방법 |
| DE102009036379A1 (de) | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Sms Siemag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Oberflächentemperatur einer Arbeitswalze |
| WO2010099937A1 (de) | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Sms Siemag Ag | Verfahren und vorrichtung zur messung der oberflächentemperatur einer arbeitswalze |
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