JP2795551B2

JP2795551B2 - 熱間圧延機におけるキャンバー制御方法

Info

Publication number: JP2795551B2
Application number: JP3091242A
Authority: JP
Inventors: 寛楢原; 謙一松本; 幸成志賀
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1998-09-10
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JPH04305304A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延機におけるキ
ャンバー制御方法に関し、特にエッジャーロール（圧延
材の幅を修正する堅型ロールをいう。）によって圧延材
を幅方向に移動させることによってキャンバーを修正す
る制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に熱間圧延ラインでの粗圧延
設備は、圧延荷重計やロールギャップ調節装置を設けた
粗圧延機と、前記粗圧延機の入側に設けた一対のエッジ
ャーロールによって構成され、該粗圧延機によって厚み
２５０mmのスラブを２０〜４０mmの帯鋼に圧延してい
る。この粗圧延機に設けられているロールギャップ調整
装置は、圧延材が所定の板厚になるよう上下ロールのギ
ャップ調整や、上下ロールのレベルを調整（レベリング
ともいう。）する機能がある。また、一対のエッジャー
ロールはロール間隔を調整して圧延材の幅をコントロー
ルするために設けられている。粗圧延機で圧延されるス
ラブは加熱炉によって所定温度に加熱されるが、そのス
ラブは幅方向に均一に加熱されたものや、加熱条件やス
ラブの装入状態等によって幅方向に温度偏差が生じたも
のなどがある。

【０００３】上述のようなスラブは圧延機とエッジャー
ロールによって所定厚み・幅に圧延されるが、スラブの
形状・温度または圧延条件等によって、その鋼帯（以下
圧延材という。）にはキャンバー（曲がり）やウェッジ
等をが生じるときがある。従来は、このように発生した
キャンバーは、ロールのレベルを調整（レベリング）す
ることによって修正している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように発生するキャンバーやウェッジはレベリングだけ
では全ての形状を修正することは困難であり、次のよう
な課題が存在していた。例えば、 (1) 幅方向に温度差があるスラブを圧延した場合、図
２に示すように、幅方向に温度差があるスラブを圧延す
る場合、ＷＳ（ワークサイド）とＤＳ（ドライブサイ
ド）とのロールレベルを調整することによってある程
度、キャンバーや蛇行を修正することが可能であって
も、この温度差が長手方向に均一とは限らず、加熱炉で
のスラブ装入状態等によって、スラブ内で高温部がＷＳ
側やＤＳ側に変化することもあり、単にレベリング調整
だけで修正することは不可能である。 (2) キャンバーがある圧延材を圧延する場合、前段の
圧延機でキャンバーが生じた圧延材を後段の圧延機で圧
延する場合、ロールに噛み込まれる前記圧延材の進入角
度は変わるので、これによってキャンバーが益々助長さ
れ、従来のレベリング調整だけでは対応できなくなる。 (3) 板厚偏差（ウェッジ）がある圧延材を圧延する場
合、レベリング調整でウェッジ率を変えずに出側キャン
バーを修正することは理論的に可能であるが、コイル内
でウェッジ率やその偏差方向が変わると、応答性の遅い
電動圧下装置では対応できず、応答性の優れた油圧圧下
装置を設けた圧延機が必要となる。 (4) 圧延機のセンターと圧延材の幅センターとにズレ
（オフセンターという。）が生じた場合、このようにオ
フセンターがあると左右の圧下率に差が生じキャンバー
が発生する場合がある。この様なとき、従来のエッジャ
ロールの機能（従来は、幅を調整するためのみにエッジ
ャロールを設け、単にロール間隔を調整する機能だけで
あって、圧延材全体を幅方向に移動さす機能はない。）
では圧延材を幅方向に移動さすことによってオフセンタ
ーを修正することは不可能であった。又、レベリング調
整だけでキャンバーを修正することもできない。 (5) ワークロールの摩擦係数の差がＷＳ側とＤＳ側と
で生じた場合、ロールの摩擦係数が長手方向に差がある
と、圧延材は横ずれしキャンバーが発生する。このよう
なときはロール替えを行うことによって対応していた。
以上のような条件でキャンバーが発生するのであるが、
この現象を示す一般理論式を、図２の温度偏差の場合に
基づき説明する。すなわち、出側キャンバーρ₀は、次
の

【数１】の(1)式で表すことができる。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、前述の(1)式に示した現象
理論に基づき、従来のレベリング調整によってキャンバ
ーを修正する方法以外に、キャンバー率等を演算しつつ
圧延材を幅方向に移動させることにより、キャンバーを
修正するようにした熱間圧延機におけるキャンバー制御
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による熱間圧延機
におけるキャンバー制御方法は、少なくとも圧延荷重測
定手段とロールギャップ調節手段とを設けた第１スタン
ドと、該第１スタンドの入側に設けられた圧延材の温度
計測手段と板厚計測手段と、該第１スタンドの入出側に
圧延材の幅方向の位置を検出する位置検出手段とを設け
た第１圧延設備と、少なくとも圧延荷重測定手段とロー
ルギャップ調節手段とを設けた第ｎスタンドの入側に圧
延材を板幅方向に移動するエッジャーロールを設け、か
つ、該第ｎスタンドの入出側に圧延材の幅方向の位置を
検出する位置検出手段とを設けた第ｎ圧延設備とを配設
した圧延ラインにおいて、第１圧延設備で計測した圧延
材の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重、ロ
ールギャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバー率
及び幅方向の温度差を演算し、これらの値によって圧延
材のキャンバーを修正するよう圧延材の幅方向のセンタ
ーと圧延機のセンターとの位置関係を前記エッジャーロ
ールによって調整するフィードフォアード制御と、第ｎ
スタンドの入出側の圧延材の幅方向の位置によってキャ
ンバーを演算し、この値からキャンバーを修正するよう
前記エッジャーロールの位置を調整するフィードバック
制御とを含む方法である。

【０００７】さらに詳細には、前記第１圧延設備で計測
した圧延材の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延
荷重、ロールギャップとから圧延材のウェッジ率やキャ
ンバー率及び幅方向の温度差を演算し、これらの値によ
って圧延材のキャンバーを修正するよう第１スタンドの
ロールレベルを調整すると共に圧延材の幅方向のセンタ
ーと第ｎスタンドのセンターとの位置関係を第ｎ圧延設
備のエッジャーロールによって調整するフィードフォア
ード制御と、第ｎスタンドの入出側の圧延材の幅方向の
位置によってキャンバーを演算し、この値からキャンバ
ーを修正するように前記エッジャーロールの位置を調整
するフィードバック制御と共に第ｎスタンドのロールレ
ベルを調整する方法である。

【０００８】

【作用】本発明による熱間圧延機におけるキャンバー制
御方法においては、第１圧延設備で計測した圧延材の厚
みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重、ロールギ
ャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバー率及び幅
方向の温度差を演算し、これらの値から圧延材のキャン
バーを修正するよう圧延材の幅方向のセンターと圧延機
のセンターとの位置関係をフィードフォアード制御を介
して前記エッジャーロールによって調整すると共に、第
ｎスタンドの入出側の圧延材の幅方向の位置によってキ
ャンバーを演算し、この値からキャンバーを修正するよ
うに前記エッジャーロールの位置をフィードバック制御
によって調整することにより、キャンバーを制御するこ
とができる。なお、前述のエッジャーロールを制御する
手段と従来のレベリングによる調整方法とを併用するこ
とによって、より効果的にキャンバーを修正することが
できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面と共に本発明による熱間圧延機に
おけるキャンバー制御方法の好適な実施例について詳細
に説明する。図１から図１４迄は本発明による熱間圧延
機におけるキャンバー制御方法を示すもので、図１は熱
間圧延機を示す構成図、図２，５，８，１１，１３は圧
延状態を示す平面構成図、図３，４，６，７，９，１
０，１２，１４，１５は圧延材（板）を示す断面図であ
る。

【００１０】図１において、符号１で示されるものは第
１圧延設備５０をなす第１スタンドであり、この第１ス
タンド１は、圧延材２を圧延する一対の第１水平ミル
３、一対の中間ロール４、圧延荷重測定手段であるロー
ドセル５、ロールギャップ調節手段である第１スクリュ
６、第１圧下７から構成され、前記第１圧下７の第１レ
ベリング検出器８からの第１レベリング検出信号８ａは
第１スタンドウェッジ率・キャンバー率制御装置１０に
入力されている。

【００１１】前記第１ロードセル５からの第１荷重信号
５ａ、前記第１スタンド１の両側に設けられた第１入側
横ズレ計１１及び出側横ズレ計１２（圧延材２の幅方向
の位置を検出する位置検出手段をなす）からの第１入側
横ズレ信号１１ａ及び第１出側横ズレ信号１２ａは前記
第１スタンドウェッジ率・キャンバー率制御装置１０に
入力されている。

【００１２】また、前記第１入側横ズレ計１１の上流側
に設けられた板厚計測手段であるウェッジ計１３及び温
度計測手段である測温計１４からのウェッジ信号１３ａ
及び測温信号１４ａは、前記第１スタンドウェッジ率・
キャンバー率制御装置１０に入力されていると共に、こ
の制御装置１０からの第１スタンドレベリング修正信号
１０ａが前記第１圧下７に入力されている。

【００１３】前記制御装置１０からの入側ウェッジ率１
０ｂ、入側キャンバー率１０ｃ、入側幅方向温度差１０
ｄは、第ｎスタンドキャンバー率制御装置１５に入力さ
れており、この制御装置１５からのレベリング信号１５
ａ及び第ｎキャンバー制御信号１５ｂは、レベリング装
置１６及び油圧ジャッキ制御部１７に各々入力されてい
る。

【００１４】次に、符号２０で示されるものは、第ｎ圧
延設備５１をなす第ｎスタンドであり、この第ｎスタン
ド２０は、圧延材２を圧延する一対の第２水平ミル２
１、一対の中間ロール２２、第ｎロードセル２３、第ｎ
スクリュ２４及び第ｎ圧下２５とから構成され、この第
ｎスタンド２０の上流側には、垂直ミル油圧ジャッキ２
６により作動するエッジャーロールとしての一対の垂直
ミル２７（図では１個のみ開示）が配設され、この垂直
ミル油圧ジャッキ２６には前記油圧ジャッキ制御部１７
からのジャッキ制御信号１７ａが供給されている。

【００１５】前記第ｎ圧下２５には、前記レベリング装
置１６からのレベル制御信号１６ａが入力され、この第
ｎ圧下２５に接続された第ｎレベリング検出器２８から
の第ｎレベリング検出信号２８ａが第ｎスタンドキャン
バー率制御装置１５に入力され、前記第ｎスタンド水平
ミル２０の両側位置には、入側横ズレ計２９及び出側横
ズレ計３０（幅方向の位置を検出する位置検出装置をな
す）が配設されている。

【００１６】前記各横ズレ計２９，３０の入側横ズレ信
号２９ａ及び出側横ズレ信号３０ａは、第ｎスタンドキ
ャンバー演算器３１に入力され、この第ｎスタンドキャ
ンバー演算器３１の演算信号３１ａは、前記第ｎスタン
ドキャンバー率制御装置１５に入力されていると共に、
前記ロードセル２３からの第２荷重信号２３ａも前記第
ｎスタンドキャンバー率制御装置１５に入力されてい
る。

【００１７】次に、前述の構成の熱間圧延機を用いてキ
ャンバー制御を行う場合について説明する。

【００１８】（実施例１）まず、幅方向に温度差がある
スラブよりなる圧延材２を圧延する場合、図２に示すよ
うに、高温側（ＤＳ）が低温側（ＷＳ）より伸び、低温
側（ＷＳ）に曲がりキャンバーが生じる。しかし、エッ
ジャーロールである垂直ミル２７によって圧延材２を幅
方向に移動させることにより、次のような作用でキャン
バーを修正することができる。前記低温側（ＷＳ）と高
温側（ＤＳ）の先進率ｆw，ｆd、後進率ｇw，ｇd、入側
・出側のキャンバー、角速度、バー速度を各々ρi，
ρ₀，ωi，ω₀，Ｖi，Ｖ₀とし、入側の低温側（ＷＳ）
と高温側（ＤＳ）の後方長力をＴｗ，Ｔｄ、板幅をＷと
すると、周知のごとく、入出側のキャンバーと角速度の
間に数１の(1)式の関係が成立する。

【００１９】

【数１】

【００２０】また、次の数２の(2)式が得られる。

【数２】

【００２１】今、次の圧延状態を考えると入側ウェッジゼロ⇒hidf＝０，ω₀＝０入側キャンバーゼロ⇒ρi＝０Ｔｗ＝Ｔｄ幅方向温度差ＷＳ＜ＤＳ前述の(1)式より次の数３の(4)式を得る。

【００２２】

【数３】

【００２３】また、同上圧延状態で前述の(2)式より、
次の数４の(5)式を得る。

【００２４】

【数４】

【００２５】ここで、(5)式を(4)式に代入すると、次の
数５の(6)式を得る。

【００２６】

【数５】

【００２７】従って、前述の(6)式より、幅方向温度差
による変形抵抗の差より発生する出側ウェッジｈ₀dfに
比例したキャンバーρ₀が発生する。ここでｈ₀w＞ｈ₀d
のため、圧下率γはγw＜γd 先進率ｆw＜ｆd 後進率ｇw＜ｇd となり、キャンバーはＷＳ側へ曲がり、入側もＷＳ側へ
傾き、ＷＳ側へΔｘの蛇行を生じる。

【００２８】このキャンバーを零とする方法として、入
側エッジャーによりミルセンターと圧延材２の板センタ
ーを変える方法につてい述べる。まず、エッジャーをミ
ルセンターに対し、ΔｘだけＤＳ側へオフセンター状態
とする。この時、前述のＴｗは引張り、Ｔｄは圧縮張力
となり、次の数６の(7)式が成り立つΔｘが存在し、こ
れにより出側キャンバーをゼロとすることができる。

【００２９】

【数６】

【００３０】また、エッジャーによる入側オフセンター
を保ち、定常状態において、ロールバイト部のオフセン
ターがΔｘとなる。この時、 h₀df＝ＡＳdf＋ＢΔx＋ＣＰdf ・・・(8) 但し、ＳdfはＷＳ，ＤＳのスクリュー位置差，次に、(8)式のＳdf＝０よりｈ₀df＝ＢΔｘ＋ＣＰdf＝０となる。即ち、Δｘ＝(Ｃ／Ｂ)Ｐdfの状態を作り出すことによ
り、(7)式の∂g／∂h₀・ｈ₀df＝０、∂g／∂hi・hidf＝
０、∂f／∂Ｔ・Ｔdf＝０となり、ρ₀＝０の状態での圧
延が可能となる。すなわち、エッジャーによるオフセン
ター制御により、過渡期（図５）、定常域（図８）共
に、ＷＳ，ＤＳの幅方向温度差によるキャンバー及び蛇
行を防止することができる。

【００３１】（実施例２）キャンバーがある圧延材を圧
延する場合。圧延材がすでにキャンバーが生じている
と、ロールに噛み込まれる圧延材の進入角が変化し、出
側ではキャンバーが益々助長される。しかし、エッジャ
ーロールによって圧延材を幅方向に移動さすと、次の様
な作用でキャンバー修正することができる。

【００３２】数１の(1)式の中のρi／λ²で決まるρ₀が
発生する。この場合従来のアクチュエータでは進入角を
制御することは困難であったが、上流で検出されたキャ
ンバーのバー長手方向の値を記憶し、ρiの変化による
進入角変化分エッジャーのオフセンター量をフィードフ
ォワード制御する。当該スタンド横ズレ計によりロール
バイト位置が一定となるようにエッジャーオフセンター
量のフィードバック制御を行う。前述の各方法で入側キ
ャンバーの出側キャンバーへの影響を除去することがで
きる。

【００３３】（実施例３）板厚偏差（ウェッジ）が生じ
ている圧延材を圧延する場合。図１１のように入側のウ
ェッジがＤＳ側の厚大のときは、圧延材ＷＳ側に曲がり
キャンバーが生じる。圧下率 γw＜γd 先進率ｆw＜ｆd 後進率ｇw＜ｇd となり、板はＷＳ側に曲がり又、ＷＳ側に蛇行する又、
出側のウェッジはＤＳ厚大となる。しかし、図１３のよ
うにエッジャーロールをＤＳ側幅方向に移動さすと、次
の様な作用でキャンバーを修正することができる。エッ
ジャーアジロスト幅方向の制御によりオフセンターΔｘ
たげズラしてｆw＝ｆd、ｇw＝ｇd状態で制御することが
できる又、バー内でのウェッジの変化においてもそれに
応じてΔｘの量を制御することにより、上記制御が可能
である。この場合、出側の素材ウェッジを修正すること
はできないが、ウェッジは許容して最も圧延の障害とな
るキャンバー防止を優先して制御することができる。

【００３４】（実施例４）圧延機のセンターと圧延材の
幅センターとにズレ（オフセンターという。）が生じて
いる場合。オフセンターを持った状態で、圧延材をロー
ルに噛み込ませると、左右の圧下率（レベル）に差が生
じ、キャンバーが発生する。しかし、エッジャーロール
を幅方向に移動さすと、次の様な作用でキャンバーを修
正することができる。 h₀df＝ＡＳdf＋ＢΔｘ＋ＣＰdf ・・・(9) (9)式のΔｘ分h₀dfを生じ先進率、後進率変化分キャン
バー、蛇行が発生する。この場合、従来のアクチュエー
ターでは制御困難であったが、入側の横ズレ計２９によ
り最先端よりオフセンターΔｘ＝０とするようにエッジ
ャーアジャストのオフセンター量の制御を行うことによ
り出側キャンバー、蛇行を防止することができる。但
し、前述のＰdfは数７の(10)式となる。

【００３５】

【数７】

【００３６】（実施例５）ワークロールのＷＳとＤＳに
摩擦係数が生じた場合。摩擦係数に差が生じると、キャ
ンバーが発生しロール替えを行っていた。しかし、エッ
ジャーロールを幅方向に移動さすと、次の数８の(11)式
の様な作用でキャンバーを修正することができる。

【００３７】

【数８】 μdfの変化分h₀dfが発生、出側にキャンバーが発生す
る。入出側に設けた横ズレ計２９，３０により出側のキ
ャンバーを実測し、ρ₀が零となるようにエッジャーア
ジャストの幅方向の制御を行う。以上のように数種の例
について説明したが、実操業においては、これらの異な
った現象が複合して発生する。従って、最も効果的な制
御方法としては、温度、キャンバー、ウェッジ等を検出
し、演算（予測）しながら、従来のレベリング調整と共
に、新たにエッジャーロールをフィードフォアード制御
とフィードバック制御によって移動させキャンバーを修
正することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明による熱間圧延ラインにおけるキ
ャンバー制御方法は、以上のように構成されているた
め、次のような効果を得ることができる。すなわち、キ
ャンバー率やウェッジ率等を演算し、エッジャーロール
を幅方向に移動させてオフセンター量を調整するので、
圧延材のキャンバーを効果的に修正することができる。
これによって、圧延材の安定通板が可能になり、キャン
バーによるミスロールがなくなり、歩留まり向上や操業
率向上等が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による熱間圧延機を示すブロック構成図
である。

【図２】非制御状態を示す平面図である。

【図３】図２のＡ部の板の断面図である。

【図４】図２のＢ部の板の断面図である。

【図５】制御開始状態を示す平面図である。

【図６】図５のＡ部の板の断面図である。

【図７】図５のＢ部の板の断面図である。

【図８】定常状態を示す平面図である。

【図９】図８のＡ部の断面図である。

【図１０】図８のＢ部の断面図である。

【図１１】制御状態を示す平面図である。

【図１２】図１１のＢ部の断面図である。

【図１３】制御状態を示す平面図である。

【図１４】図１３のＡ部の断面図である。

【図１５】図１３のＢ部の断面図である。

【符号の説明】１第１スタンド５ロードセル（圧延荷重測定手段）６第１スクリュ（ロールギャップ調節手段）１１横ズレ計（位置検出手段）１２横ズレ計（位置検出手段）１３ウェッジ計（板厚計測手段）１４測温計（温度計測手段）２０第ｎスタンド２７垂直ミル（エッジャーロール）５０第１圧延設備５１第ｎ圧延設備

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−212418（ＪＰ，Ａ) 特公昭59−51362（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭62−55441（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭63−54444（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 37/68 B21B 37/72

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも圧延荷重測定手段(5)とロー
ルギャップ調節手段(6)とを設けた第１スタンド(1)と、
該第１スタンド(1)の入側に設けられた圧延材の温度計
測手段(14)と板厚計測手段(13)と、該第１スタンド(1)
の入出側に圧延材の幅方向の位置を検出する位置検出手
段(11,12)とを設けた第１圧延設備(50)と、少なくとも圧延荷重測定手段とロールギャップ調節手段
とを設けた第ｎスタンド(20)の入側に圧延材を板幅方向
に移動するエッジャーロール(27)を設け、かつ、該第ｎ
スタンド(20)の入出側に圧延材の幅方向の位置を検出す
る位置検出手段(29,30)とを設けた第ｎ圧延設備(51)と
を配設した圧延ラインにおいて、第１圧延設備で計測した圧延材の厚みや温度、圧延材の
幅方向の位置、圧延荷重、ロールギャップとから圧延材
のウェッジ率やキャンバー率及び幅方向の温度差を演算
し、これらの値によって圧延材のキャンバーを修正する
よう圧延材の幅方向のセンターと圧延機のセンターとの
位置関係を前記エッジャーロールによって調整するフィ
ードフォアード制御と、第ｎスタンドの入出側の圧延材
の幅方向の位置によってキャンバーを演算し、この値か
らキャンバーを修正するよう前記エッジャーロールの位
置を調整するフィードバック制御とを含むことを特徴と
する熱間圧延機におけるキャンバー制御方法。
【請求項２】前記第１圧延設備(50)で計測した圧延材
の厚みや温度、圧延材の幅方向の位置、圧延荷重、ロー
ルギャップとから圧延材のウェッジ率やキャンバー率及
び幅方向の温度差を演算し、これらの値によって圧延材
のキャンバーを修正するよう第１スタンド(1)のロール
レベルを調整すると共に圧延材の幅方向のセンターと第
ｎスタンド(20)のセンターとの位置関係を第ｎ圧延設備
のエッジャーロールによって調整するフィードフォアー
ド制御と、第ｎスタンド(20)の入出側の圧延材の幅方向
の位置によってキャンバーを演算し、この値からキャン
バーを修正するように前記エッジャーロールの位置を調
整するフィードバック制御と共に第ｎスタンド(20)のロ
ールレベルを調整することを特徴とする請求項１記載の
熱間圧延機におけるキャンバー制御方法。