熱間圧延方法
【課題】本発明は、生産性の高い圧延処理ができ、次パスにおけるワークロールへの金属素材の噛み込みを円滑にできるようにした熱間圧延方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明は、ワークロール３ａから金属素材の後端側が抜け出る際、規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速し、ワークロール前後の一側センサと他側センサを設け、減速点までの金属素材長さをＬ１、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ、減速開始直前の出側金属素材の速度をＶＥ、ワークロールから金属素材後端が出る際の出側の金属素材速度をＶＥ１、減速レートをγ、先進率をαとすると、金属素材長さ３０ｍ未満の際、Ｌ１＝Ｌ−（ＶＥ２−ＶＥ１２）／２γ（１＋α）の式に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことを特徴とする。
【解決手段】本発明は、ワークロール３ａから金属素材の後端側が抜け出る際、規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速し、ワークロール前後の一側センサと他側センサを設け、減速点までの金属素材長さをＬ１、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ、減速開始直前の出側金属素材の速度をＶＥ、ワークロールから金属素材後端が出る際の出側の金属素材速度をＶＥ１、減速レートをγ、先進率をαとすると、金属素材長さ３０ｍ未満の際、Ｌ１＝Ｌ−（ＶＥ２−ＶＥ１２）／２γ（１＋α）の式に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークロールの一側と他側からワークロール間にスラブ等の金属素材を交互に挟み込みながら熱間圧延処理する場合、金属素材端部の形状を制御して圧延処理を容易に行えるようにした熱間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造装置と熱間圧延ラインからなる従来の製造設備においてスラブ等の金属素材を目的の板厚まで圧延加工するために、多数の圧延機を備えて段階的に圧延加工したのでは、圧延ライン全長が極めて長くなる問題がある。
そこで、係る問題を回避するために、特許文献１に記載の如く、正逆転圧延機を用い、圧延機の前後に巻取巻戻装置を設け、圧延機を通過した金属素材を一方の巻取巻戻装置に巻き取った後、再度ギャップを調整した圧延機に供給して圧延し、他方の巻取巻戻装置に巻き取り、再度圧延機に供給して圧延する圧延処理を繰り返し行って目的の板厚まで圧延する圧延装置が開示されている。この圧延装置において、更に、圧延処理の間に圧延材先端部をテーパ状に圧延し、次いでこのテーパ状の部分から圧延機に引き込むことで通常の最大圧下量よりも大きい圧下量を得ることができ、空滑り等を無くして噛み込み圧下量の高い圧延ができる圧延設備が開示されている。
【０００３】
また、熱間圧延設備などのリバースミルの自動切り返し運転における前パスの噛み放しから、次パスの噛み込みまでの切り返し時間を短縮し、生産効率の向上を図る目的で、以下の特許文献２に記載されている如く、各パス毎にロールの圧下位置を変更して数パスの切り返し圧延を行うリバースミルにおいて、現在圧延中の被圧延材のロール噛み放し前に圧延速度Ｖの減速を開始し、この減速中における被圧延材のロール噛み放し時点でロール圧下位置の変更を開始し、ロール圧下位置決め完了タイミングと次パスにおける被圧延材のロール噛み込みタイミングが一致するように被圧延材の切り返しを行うことを特徴とするリバースミルの最短時間圧延方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１８３０４号公報
【特許文献２】特開平１０−２７２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先の金属素材端部をテーパ圧延する技術において金属素材端部にテーパ部を形成するならば、次回の圧延機への噛み込みに有利であり、より高い噛み込み圧下量で圧延することができるが、特許文献１にはテーパ部の先端厚さをロールギャップよりも薄くすれば良いとの記載はなされているが、テーパ部を金属素材の終端側のどの位置からどの程度形成すれば良いのか、具体的な指標は記載されていない。
従って従来、熟練オペレータの経験により決定される金属素材終端側の任意の位置からテーパ部を形成しているが、この熟練オペレータによる作業を自動化することが要望されている。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術によれば、次パスの噛み込みまでの切り返し時間を短縮する技術については開示されているが、ロールを通過する際の金属素材の長さや減速開始位置、減速レートなどの状態を統括的に把握しようとすることは考慮されていない。
また、金属素材の終端部にテーパ部を設けようとする場合、テーパ圧延を開始するポイントも含めて統括的に把握し、制御しようとすることは考慮されていない。
【０００７】
本発明は前記した問題に鑑み創案されたものであり、金属素材後端部がワークロールを通過する前に自動減速できるようにして、生産性の高い熱間圧延処理ができるようにした熱間圧延方法の提供を目的とする。
本発明は前記した問題に鑑み創案されたものであり、必要長さのテーパ部を形成し、次パスにおけるワークロールへの金属素材の噛み込みを円滑にできるようにして、ワークロールに対する噛み込み性の向上をなし得るようにして円滑な熱間圧延処理ができるようにした熱間圧延方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、減速点までの金属素材長さをＬ１（入り側金属素材長さ：ｍ）、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、先進率をα（無次元）とすると、 Ｌ１＝Ｌ−（ＶＲ２−ＶＲ１２）・（１＋α）２／２γ …（１）式
に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するため、上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、金属素材後端部が該当するセンサの位置を通過してからｔａ秒後に減速開始するとして、該当するセンサからワークロールのセンターまでの距離をＬＡ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、金属素材がワークロールを通過する時のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、後進率をβ（無次元）とすると、 ｔａ＝｛ＬＡ−（ＶＲ２−ＶＮ１２）・（１−β）／２γ｝／ＶＲ …（２）式 に従って、金属素材の後端部がセンサを通過してから計算された時間後に減速を開始することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブなどの金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速して金属素材端部にテーパ部を形成するテーパ圧延を行うとともに、テーパ部の長さをＬＴ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、テーパ圧延した時間をＴ（ｍｉｎ）とすると、金属素材を等速で圧延中にテーパ圧延を開始する場合は、ＬＴ＝ＶＲ×｛Ｔ−（ＶＲ−ＶＲ１）／γ｝＋（ＶＲ２−ＶＲ１２）／２γ…（３）式に従い、金属素材を減速途中でテーパ圧延を開始する場合は、ＬＴ＝｛（ＶＲ１＋γＴ）２−ＶＲ１２｝／２γ…（４）式に従い、テーパ圧延開始ポイントを算出してテーパ圧延を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、金属素材の後端部がワークロールを通過する少し前に金属素材を自動的に減速するようにして金属素材後端部の減速を制御しつつ円滑に行うので、生産性を向上できる効果がある。
【００１２】
本発明は、金属素材の後端部がワークロールを通過する少し前に金属素材の端部を強く圧延してテーパ部を形成するので、次のパスの際に間隔を調整したワークロールにテーパ部から金属素材を噛み込ませることができ、噛み込み性が向上する結果として円滑な熱間圧延加工ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明方法を実施するために使用する熱間圧延機を備えた熱間圧延装置の一例を示す構成図。
【図２】図２は図１に示す熱間圧延機の制御装置の接続構成を示すシステム構成図。
【図３】図３は前記制御装置に設けられる設計計算プログラムの一例を示す構成図。
【図４】図４は出口板長さ方式で金属素材の圧延を制御する場合の関係式を説明するための説明図。
【図５】図５はテーパ圧延を行う場合のタイミングを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の圧延方法の一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図１は本実施形態の圧延方法を実施するために使用する熱間圧延装置の一例を示すもので、この例の熱間圧延装置Ａは、スラブ等の金属素材１の搬送路２の途中に熱間圧延機３を備えて構成されている。この例の熱間圧延機３は、シングルミルタイプのリバース式熱間圧延機の１種であり、上下のワークロール３ａ、３ａと上下のバックアップロール３ｂ、３ｂとを具備した４段構造とされ、上方のバックアップロール３ｂの上に圧下スクリュウなどの圧下装置５が設けられ、下方のバックアップロール３ｂの下にロードセル６が設けられていて、圧延時の各パスの圧下量を逐次計測して把握し、調整できるように構成されている。
【００１５】
また、熱間圧延機３の手前側（図１において左側）の搬送路２の上に、入り側水冷装置７が設置され、熱間圧延機３の後方側（図１において右側）の搬送路２の上に、出側水冷装置８と巻取装置９が設置され、各水冷装置７、８の両側と巻取装置９の両側に金属素材位置検出器１０ａ〜１０ｄがそれぞれ設置され、搬送路２の複数の位置に放射温度計１１が設置され、搬送路２の終段側にシャー切断装置１２が設置されている。
金属素材位置検出器１０ａ〜１０ｅにおいて、金属素材位置検出器１０ａは入り側水冷装置７の手前側（金属素材１の搬送路２に沿って水冷装置１の手前側）の搬送路２上に設置され、金属素材位置検出器１０ｂはワークロール３ａの手前側（水冷装置７とワークロール３ａの間）の搬送路２の上方に設置され、金属素材位置検出器１０ｃはワークロール３ａの後方側（ワークロール３ａと水冷装置８との間）の搬送路２の上方に設置され、金属素材位置検出器１０ｄ、１０ｅは巻取装置９の前後の搬送路２の上方に設置されている。これらの金属素材位置検出器１０ａ〜１０ｄは、金属素材１の先端あるいは後端がこれらの下を通過したことを検知できる構成とされている。
【００１６】
図１に示す熱間圧延装置Ａにおいては、図１に示す如く熱間圧延機３の入り側に設置されている金属素材１を所定のギャップに調整したワークロール３ａ、３ａの間に供給して挟み込み、圧延して熱間圧延機３の出側の搬送路２に送る操作を１つのパス（第１のパス）として行うとともに、この出側に移動した圧延後の金属素材を搬送路２に沿って逆進させてギャップを再調整したワークロール３ａ、３ａの間に再び挟み込み、前記圧延後の金属素材を再度圧延する操作を他の１つのパス（第２のパス）として行い、前記の第１のパスと第２のパスを繰り返し必要回数行い、各パス毎にワークロール３ａ、３ａ間のギャップを調整することで、目的とする必要な板厚まで熱間圧延加工を行うタイプのリバース式の熱間圧延装置として備えられている。
図１に示す熱間圧延装置Ａにおいては、搬送路２の終段側に配置されているシャー切断装置１２により必要に応じて加工途中の金属素材１を目的の長さに切断したり、搬送路２の後部側に配置されている巻取装置９により必要厚さとなった製品としての板材を巻き取って収容できるように構成されている。
【００１７】
前記熱間圧延機３の圧下装置５には、メモリを内蔵したコントローラ（ＰＬＡＣ：プログラマブルコントローラ）１５と、メモリ機能と計算機能を備えた制御装置１６と、メモリ機能と計算機能を備えたホスト制御装置１７が接続されている。制御装置１６にはホスト制御装置１７から金属素材の制御情報等が入力され、その金属素材の制御情報に基づいてパススケジュールや圧延速度等の複数の計算を行うことができるように構成され、制御装置１６からの計算結果をコントローラ１５に送ると、コントローラ１５が圧下装置５のシーケンス制御を行うことができるように構成されている。
【００１８】
より詳細には図２に示す如く制御装置１６に別途解析用制御装置１９が接続され、制御装置１６にはコントローラ１５と同等機能を有する他の複数のコントローラ１５ａ、１５ｂが接続されていて、これら複数のコントローラ１５、１５ａ、１５ｂにより分担して、搬送路２の走行制御、巻取装置９の制御、水冷装置７、８の制御、検出器１０ａ〜１０ｅによる金属素材位置の把握や制御、シャー切断装置１２の制御などが統括して制御されるようになっているが、本願明細書では検出器１０ａ〜１０ｅが検出した金属素材１の位置制御と圧下装置５による圧下量の制御について詳述し、他の装置の制御についての詳細説明は略する。なお、ホスト制御装置１７と制御装置１６とコントローラ１５、１５ａ、１５ｂの設置位置が離れている場合は有線接続ではなく、無線接続により情報伝達可能な構成とされるので、これら装置の相互接続形態は有線あるいは無線を問わない。
【００１９】
制御装置１６には、ホスト制御装置１７から、金属素材１の幅、厚み、品質、材料組成、圧延履歴、加工硬化処理の有無、時間毎の金属素材の位置などの情報が入力されるようになっている。
制御装置１６のメモリには、図３に示す如く設定計算プログラム２０が設けられ、この設定計算プログラム２０には変数変換機能、テーブル引き当て機能、パススケジュール計算機能、速度計算機能、荷重、トルク計算機能、各制御測定数計算機能などの熱間圧延機制御機能が収納されており、制御装置１６のメモリ内に別途設けられた参照テーブル２１の各値、例えば、最適圧下量に相当する数値を参照できるように構成されている。なお、参照テーブル２１には最適圧下量に関するデータテーブルの他に、速度条件や水冷条件のデータテーブルが設けられているが、これらのデータテーブルの圧下量以外の条件の詳細については説明を略する。なお、本実施形態では図３の設定計算プログラム２０に対してホスト制御装置１７から無線により情報が伝達されるので、設定計算プログラム２０には通信プログラム２３を介してホスト制御装置１７から情報が伝達される。
【００２０】
「熱間圧延処理時の減速制御」
本実施形態の制御装置１６により、金属素材を圧延する場合の速度制御の一例について説明する。
本実施形態では、ワークロール３ａ、３ｂの間の所定のギャップに挟み込んで金属素材１を圧延した場合、金属素材１の所定の１パスにおける圧延終了間際に、金属素材１を圧延する速度を減速する処理を行う。
まず、金属素材１が特定のパスにおいてワークロール３ａ、３ａにより圧延されてワークロール３ａより後方側の搬送路２に金属素材が移動した際、金属素材の後端部がワークロール３ａから規定の距離離れた位置にて停止できるように、金属素材１がワークロール３ａを完全に通過する前から減速を行うように制御する。
【００２１】
減速開始点の計算方法の説明として以下に、出口板長さ方式による計算方法を第１の例として、センサ方式による計算方法を第２の例として説明する。
第１の例として説明する出口板長さ方式とは、図４に示す如く、ワークロール３ａ、３ａに金属素材１を接近させる場合、金属素材１の移動開始から徐々に速度を上昇させ、速度の上昇途中でワークロール３ａ、３ａに金属素材１を噛み込ませ、その後、一定速度まで達した時点で速度を安定化し、その後、ワークロール３ａ、３ａから金属素材１が抜け出る前に金属素材１の移動速度を減速し、減速途中で金属素材１がワークロール３ａ、３ａから抜け出し（金属素材オフ）、ワークロール３ａ、３ａから所定の距離離れた時点で金属素材１が停止するという場合を想定して減速制御する。
この方式は、残りの金属素材長さが例えば３０ｍ未満のように、比較的短い場合に有効である。残りの金属素材長さが長いと、αの誤差の影響が大きく、減速ポイントがずれるためである。
【００２２】
金属素材１が図４に示す如く移動する場合、図４において、ｔ１：金属素材イン（金属素材１がワークロール３ａ、３ａ間に噛み込まれた時点）〜減速開始までの時間、ｔ２：減速開始〜金属素材オフ（金属素材の後端部がワークロール３ａ、３ａを通過する）までの時間、ｔ３：金属素材オフ〜金属素材停止までの時間、Ｌ１：ｔ１の間の出口側金属素材長さ、Ｌ２：ｔ２の間の出口側金属素材長さ、Ｌ３：ワークロール〜金属素材後端間距離、ＶＥ：減速開始直前の出口側金属素材速度、ＶＥ１：金属素材オフ時の出口側金属素材速度、ＶＲ：減速開始直前のワークロール周速、ＶＲ１：金属素材オフ時のロール周速、α：先進率とすると、
ＶＥ＝ＶＲ（１＋α） …（５）式、
ＶＥ１＝ＶＲ１（１＋α） …（６）式の関係となる。
【００２３】
次に、センサ方式による計算方法を第２の例として以下に説明する。ここでのセンサ方式とは、図１に示す熱間圧延装置Ａに設けた検出器１０ａ〜１０ｅを用いて金属素材１がワークロール３ａ、３ａを抜けたタイミング（メタルアウト）から、金属素材長さを計測することにより減速のタイミングを得る方式を意味する。
ここで、検出器１０ａを配置した位置の直下の搬送路２の位置から、搬送路２におけるワークロール３ａの中心対応位置までの距離を例えば１４ｍ、搬送路２におけるワークロール３ａの中心対応位置から、検出器１０ｅを配置した位置の直下の搬送路２の位置までの距離を１０．５ｍとする。
この方式は、残りの金属素材長さが例えば３０ｍ以上と、比較的長い場合に有効である。金属素材の後端が検出器１０ａを通過した時に、残りの長さをこの例では１４ｍと固定値とすることで、誤差を小さくすることができる。
【００２４】
そして、ワークロール３ａ、３ａの間にスラブ等の金属素材１を該ワークロール３ａ、３ａの一側から挿入して挟み込み、該金属素材１を規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロール３ａ、３ａにて圧延後の金属素材１を再度間隔を調整したワークロール３ａ、３ａの間にワークロール３ａ、３ａの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロール３ａ、３ａの間から前記金属素材１の後端側が抜け出る際、金属素材１の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材１の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロール３ａ、３ａの一側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する１０ｃセンサを設け、前記ワークロール３ａ、３ａの他側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサ１０ｂを設け、
減速点までの金属素材長さをＬ１（入り側金属素材長さ：ｍ）、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、先進率をα（無次元）とすると、
Ｌ１＝Ｌ−（ＶＲ２−ＶＲ１２）・（１＋α）２／２γ …（１）式
に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことができる。
【００２５】
一方、ワークロール３ａ、３ａの間に金属素材１を該ワークロール３ａ、３ａの一側から挿入して挟み込み、該金属素材１を規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロール３ａ、３ａにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロール３ａ、３ａの間にワークロール３ａ、３ａの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロール３ａ、３ａの間から前記金属素材１の後端側が抜け出る際、金属素材１の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材１の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロール３ａ、３ａの一側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサ１０ｃを設け、前記ワークロール３ａ、３ａの他側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサ１０ｂを設け、
金属素材１の後端部が該当するセンサの位置を通過してからｔａ秒後に減速開始するとして、該当するセンサからワークロール３ａ、３ａのセンターまでの距離をＬＡ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、金属素材がワークロール３ａ、３ａを通過する時のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、後進率をβ（無次元）とすると、
ｔａ＝｛ＬＡ−（ＶＲ２−ＶＮ１２）・（１−β）／２γ｝／ＶＲ …（２）式
に従って、金属素材の後端部がセンサを通過してから計算された時間後に減速を開始することができる。
【００２６】
「テーパ圧延の制御」
次に、図１に示す熱間圧延装置Ａを用いてスラブ等の金属素材１を圧延する場合に、金属素材１の後端部分をテーパ圧延する場合について説明する。
図１に示す熱間圧延装置Ａにおいては、図１に示す如く熱間圧延機３の入り側に設置されている金属素材１を所定のギャップに調整したワークロール３ａ、３ａの間に供給して圧延する操作を１つのパス（第１のパス）として行うとともに、出側に移動した圧延後の板材を逆進させてギャップを再調整したワークロール３ａ、３ａの間に再び挟み込み、再度圧延する操作を次のパス（第２のパス）として行い、第１のパスと第２のパスを繰り返し必要回数行うことで目的の板厚まで圧延する装置であるから、所定のパスで圧延後、そのパスでの圧延終端の板材端部を次のパスにおいてワークロール３ａ、３ａ間に挟み込むこととなる。この挟み込み時の通板性を確保するために、本発明では該当パス中において金属素材の後端部分をテーパ状に圧延加工することを行う。
【００２７】
このテーパ圧延を行う場合、図５に示す如くワークロール３ａ、３ａの前後の搬送路に配置されている検出器１０ｂ、１０ｃを利用することができる。
テーパ圧延の場合、検出器１０ｂにて金属素材１の後端部が通過したことを検知すると、ワークロール３ａ、３ａのギャップを狭めるようにロール制御し、金属素材１の後端部を該当パスの圧下量よりも大きくすることでテーパ状に加工する。
但しここで、前述の減速制御を行っているので、金属素材１の後端部は単純な斜面からなるテーパ部となるのではなく、曲面状のテーパ面に加工される。なお、テーパ圧延開始〜金属素材の後端部がワークロール３ａ、３ａ間を通過するまでのテーパ量をａｍｍ（一定）となるように制御することが好ましい。
【００２８】
具体的には、ワークロール３ａ、３ａの間に金属素材１を該ワークロール３ａ、３ａの一側から挿入して挟み込み、該金属素材１を規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロール３ａ、３ａにて圧延後の金属素材を１再度間隔を調整したワークロール３ａ、３ａの間にワークロール３ａ、３ａの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロール３ａ、３ａの間から前記金属素材１の後端側が抜け出る際、金属素材１の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材１の通過速度を減速して金属素材端部にテーパ部を形成するテーパ圧延を行うとともに、
テーパ部の長さをＬＴ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、テーパ圧延した時間をＴ（ｍｉｎ）とすると、
金属素材１を等速で圧延中にテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝ＶＲ×｛Ｔ−（ＶＲ−ＶＲ１）／γ｝＋（ＶＲ２−ＶＲ１２）／２γ…（３）式に従い、
金属素材１を減速途中でテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝｛（ＶＲ１＋γＴ）２−ＶＲ１２｝／２γ…（４）式に従い、
テーパ圧延開始ポイントを算出してテーパ圧延を行うことができる。
【００２９】
なお、前記テーパ圧延した時間Ｔとは、圧下ブレーキ開に要する時間をＳ１（圧延機による固定値）、圧下装置の圧下速度がトップ速度になるまでに要する時間をＳ２（圧延機による設定値）、圧下装置の圧下速度がトップ速度になって、材料が抜けるまでの時間をＳ３とすると、
Ｔ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３で表記することができる。
また、ａ１：圧下装置の圧下速度がトップ速度になるまでに圧下される量（圧延機による設定値）（Ｓ２が決まると、固定になる）
ａ２：圧下装置の圧下速度がトップ速度になって、材料が抜けるまでに圧下される量とすると、後端のテーパ量Ａ１＝ａ１＋ａ２となる。
圧下装置トップ速度後、単位時間に圧下される量：Ｘ（圧延機による固定値）は、Ｘ×Ｓ３＝ａ２の関係となるので、Ｔ＝Ｓ１＋Ｓ２＋（Ａ１−ａ１）／Ｘの関係となる。
以上により、テーパ圧延を加味した状態で金属素材１の圧延工程を制御することができる。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ…熱間圧延装置、１…金属素材（スラブ）、２…搬送路、３…熱間圧延機、３ａ…ワークロール、３ｂ…バックアップロール、７…入り側冷却装置、８…出側冷却装置、９…巻取装置、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ…材料位置検出器、１１…放射温度計、１５、１５ａ、１５ｂ…コントローラ、１６…制御装置、１７…ホスト制御装置、２０…設定計算プログラム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークロールの一側と他側からワークロール間にスラブ等の金属素材を交互に挟み込みながら熱間圧延処理する場合、金属素材端部の形状を制御して圧延処理を容易に行えるようにした熱間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造装置と熱間圧延ラインからなる従来の製造設備においてスラブ等の金属素材を目的の板厚まで圧延加工するために、多数の圧延機を備えて段階的に圧延加工したのでは、圧延ライン全長が極めて長くなる問題がある。
そこで、係る問題を回避するために、特許文献１に記載の如く、正逆転圧延機を用い、圧延機の前後に巻取巻戻装置を設け、圧延機を通過した金属素材を一方の巻取巻戻装置に巻き取った後、再度ギャップを調整した圧延機に供給して圧延し、他方の巻取巻戻装置に巻き取り、再度圧延機に供給して圧延する圧延処理を繰り返し行って目的の板厚まで圧延する圧延装置が開示されている。この圧延装置において、更に、圧延処理の間に圧延材先端部をテーパ状に圧延し、次いでこのテーパ状の部分から圧延機に引き込むことで通常の最大圧下量よりも大きい圧下量を得ることができ、空滑り等を無くして噛み込み圧下量の高い圧延ができる圧延設備が開示されている。
【０００３】
また、熱間圧延設備などのリバースミルの自動切り返し運転における前パスの噛み放しから、次パスの噛み込みまでの切り返し時間を短縮し、生産効率の向上を図る目的で、以下の特許文献２に記載されている如く、各パス毎にロールの圧下位置を変更して数パスの切り返し圧延を行うリバースミルにおいて、現在圧延中の被圧延材のロール噛み放し前に圧延速度Ｖの減速を開始し、この減速中における被圧延材のロール噛み放し時点でロール圧下位置の変更を開始し、ロール圧下位置決め完了タイミングと次パスにおける被圧延材のロール噛み込みタイミングが一致するように被圧延材の切り返しを行うことを特徴とするリバースミルの最短時間圧延方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１８３０４号公報
【特許文献２】特開平１０−２７２５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先の金属素材端部をテーパ圧延する技術において金属素材端部にテーパ部を形成するならば、次回の圧延機への噛み込みに有利であり、より高い噛み込み圧下量で圧延することができるが、特許文献１にはテーパ部の先端厚さをロールギャップよりも薄くすれば良いとの記載はなされているが、テーパ部を金属素材の終端側のどの位置からどの程度形成すれば良いのか、具体的な指標は記載されていない。
従って従来、熟練オペレータの経験により決定される金属素材終端側の任意の位置からテーパ部を形成しているが、この熟練オペレータによる作業を自動化することが要望されている。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術によれば、次パスの噛み込みまでの切り返し時間を短縮する技術については開示されているが、ロールを通過する際の金属素材の長さや減速開始位置、減速レートなどの状態を統括的に把握しようとすることは考慮されていない。
また、金属素材の終端部にテーパ部を設けようとする場合、テーパ圧延を開始するポイントも含めて統括的に把握し、制御しようとすることは考慮されていない。
【０００７】
本発明は前記した問題に鑑み創案されたものであり、金属素材後端部がワークロールを通過する前に自動減速できるようにして、生産性の高い熱間圧延処理ができるようにした熱間圧延方法の提供を目的とする。
本発明は前記した問題に鑑み創案されたものであり、必要長さのテーパ部を形成し、次パスにおけるワークロールへの金属素材の噛み込みを円滑にできるようにして、ワークロールに対する噛み込み性の向上をなし得るようにして円滑な熱間圧延処理ができるようにした熱間圧延方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、減速点までの金属素材長さをＬ１（入り側金属素材長さ：ｍ）、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、先進率をα（無次元）とすると、 Ｌ１＝Ｌ−（ＶＲ２−ＶＲ１２）・（１＋α）２／２γ …（１）式
に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するため、上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、金属素材後端部が該当するセンサの位置を通過してからｔａ秒後に減速開始するとして、該当するセンサからワークロールのセンターまでの距離をＬＡ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、金属素材がワークロールを通過する時のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、後進率をβ（無次元）とすると、 ｔａ＝｛ＬＡ−（ＶＲ２−ＶＮ１２）・（１−β）／２γ｝／ＶＲ …（２）式 に従って、金属素材の後端部がセンサを通過してから計算された時間後に減速を開始することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブなどの金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速して金属素材端部にテーパ部を形成するテーパ圧延を行うとともに、テーパ部の長さをＬＴ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、テーパ圧延した時間をＴ（ｍｉｎ）とすると、金属素材を等速で圧延中にテーパ圧延を開始する場合は、ＬＴ＝ＶＲ×｛Ｔ−（ＶＲ−ＶＲ１）／γ｝＋（ＶＲ２−ＶＲ１２）／２γ…（３）式に従い、金属素材を減速途中でテーパ圧延を開始する場合は、ＬＴ＝｛（ＶＲ１＋γＴ）２−ＶＲ１２｝／２γ…（４）式に従い、テーパ圧延開始ポイントを算出してテーパ圧延を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、金属素材の後端部がワークロールを通過する少し前に金属素材を自動的に減速するようにして金属素材後端部の減速を制御しつつ円滑に行うので、生産性を向上できる効果がある。
【００１２】
本発明は、金属素材の後端部がワークロールを通過する少し前に金属素材の端部を強く圧延してテーパ部を形成するので、次のパスの際に間隔を調整したワークロールにテーパ部から金属素材を噛み込ませることができ、噛み込み性が向上する結果として円滑な熱間圧延加工ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明方法を実施するために使用する熱間圧延機を備えた熱間圧延装置の一例を示す構成図。
【図２】図２は図１に示す熱間圧延機の制御装置の接続構成を示すシステム構成図。
【図３】図３は前記制御装置に設けられる設計計算プログラムの一例を示す構成図。
【図４】図４は出口板長さ方式で金属素材の圧延を制御する場合の関係式を説明するための説明図。
【図５】図５はテーパ圧延を行う場合のタイミングを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の圧延方法の一実施形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
図１は本実施形態の圧延方法を実施するために使用する熱間圧延装置の一例を示すもので、この例の熱間圧延装置Ａは、スラブ等の金属素材１の搬送路２の途中に熱間圧延機３を備えて構成されている。この例の熱間圧延機３は、シングルミルタイプのリバース式熱間圧延機の１種であり、上下のワークロール３ａ、３ａと上下のバックアップロール３ｂ、３ｂとを具備した４段構造とされ、上方のバックアップロール３ｂの上に圧下スクリュウなどの圧下装置５が設けられ、下方のバックアップロール３ｂの下にロードセル６が設けられていて、圧延時の各パスの圧下量を逐次計測して把握し、調整できるように構成されている。
【００１５】
また、熱間圧延機３の手前側（図１において左側）の搬送路２の上に、入り側水冷装置７が設置され、熱間圧延機３の後方側（図１において右側）の搬送路２の上に、出側水冷装置８と巻取装置９が設置され、各水冷装置７、８の両側と巻取装置９の両側に金属素材位置検出器１０ａ〜１０ｄがそれぞれ設置され、搬送路２の複数の位置に放射温度計１１が設置され、搬送路２の終段側にシャー切断装置１２が設置されている。
金属素材位置検出器１０ａ〜１０ｅにおいて、金属素材位置検出器１０ａは入り側水冷装置７の手前側（金属素材１の搬送路２に沿って水冷装置１の手前側）の搬送路２上に設置され、金属素材位置検出器１０ｂはワークロール３ａの手前側（水冷装置７とワークロール３ａの間）の搬送路２の上方に設置され、金属素材位置検出器１０ｃはワークロール３ａの後方側（ワークロール３ａと水冷装置８との間）の搬送路２の上方に設置され、金属素材位置検出器１０ｄ、１０ｅは巻取装置９の前後の搬送路２の上方に設置されている。これらの金属素材位置検出器１０ａ〜１０ｄは、金属素材１の先端あるいは後端がこれらの下を通過したことを検知できる構成とされている。
【００１６】
図１に示す熱間圧延装置Ａにおいては、図１に示す如く熱間圧延機３の入り側に設置されている金属素材１を所定のギャップに調整したワークロール３ａ、３ａの間に供給して挟み込み、圧延して熱間圧延機３の出側の搬送路２に送る操作を１つのパス（第１のパス）として行うとともに、この出側に移動した圧延後の金属素材を搬送路２に沿って逆進させてギャップを再調整したワークロール３ａ、３ａの間に再び挟み込み、前記圧延後の金属素材を再度圧延する操作を他の１つのパス（第２のパス）として行い、前記の第１のパスと第２のパスを繰り返し必要回数行い、各パス毎にワークロール３ａ、３ａ間のギャップを調整することで、目的とする必要な板厚まで熱間圧延加工を行うタイプのリバース式の熱間圧延装置として備えられている。
図１に示す熱間圧延装置Ａにおいては、搬送路２の終段側に配置されているシャー切断装置１２により必要に応じて加工途中の金属素材１を目的の長さに切断したり、搬送路２の後部側に配置されている巻取装置９により必要厚さとなった製品としての板材を巻き取って収容できるように構成されている。
【００１７】
前記熱間圧延機３の圧下装置５には、メモリを内蔵したコントローラ（ＰＬＡＣ：プログラマブルコントローラ）１５と、メモリ機能と計算機能を備えた制御装置１６と、メモリ機能と計算機能を備えたホスト制御装置１７が接続されている。制御装置１６にはホスト制御装置１７から金属素材の制御情報等が入力され、その金属素材の制御情報に基づいてパススケジュールや圧延速度等の複数の計算を行うことができるように構成され、制御装置１６からの計算結果をコントローラ１５に送ると、コントローラ１５が圧下装置５のシーケンス制御を行うことができるように構成されている。
【００１８】
より詳細には図２に示す如く制御装置１６に別途解析用制御装置１９が接続され、制御装置１６にはコントローラ１５と同等機能を有する他の複数のコントローラ１５ａ、１５ｂが接続されていて、これら複数のコントローラ１５、１５ａ、１５ｂにより分担して、搬送路２の走行制御、巻取装置９の制御、水冷装置７、８の制御、検出器１０ａ〜１０ｅによる金属素材位置の把握や制御、シャー切断装置１２の制御などが統括して制御されるようになっているが、本願明細書では検出器１０ａ〜１０ｅが検出した金属素材１の位置制御と圧下装置５による圧下量の制御について詳述し、他の装置の制御についての詳細説明は略する。なお、ホスト制御装置１７と制御装置１６とコントローラ１５、１５ａ、１５ｂの設置位置が離れている場合は有線接続ではなく、無線接続により情報伝達可能な構成とされるので、これら装置の相互接続形態は有線あるいは無線を問わない。
【００１９】
制御装置１６には、ホスト制御装置１７から、金属素材１の幅、厚み、品質、材料組成、圧延履歴、加工硬化処理の有無、時間毎の金属素材の位置などの情報が入力されるようになっている。
制御装置１６のメモリには、図３に示す如く設定計算プログラム２０が設けられ、この設定計算プログラム２０には変数変換機能、テーブル引き当て機能、パススケジュール計算機能、速度計算機能、荷重、トルク計算機能、各制御測定数計算機能などの熱間圧延機制御機能が収納されており、制御装置１６のメモリ内に別途設けられた参照テーブル２１の各値、例えば、最適圧下量に相当する数値を参照できるように構成されている。なお、参照テーブル２１には最適圧下量に関するデータテーブルの他に、速度条件や水冷条件のデータテーブルが設けられているが、これらのデータテーブルの圧下量以外の条件の詳細については説明を略する。なお、本実施形態では図３の設定計算プログラム２０に対してホスト制御装置１７から無線により情報が伝達されるので、設定計算プログラム２０には通信プログラム２３を介してホスト制御装置１７から情報が伝達される。
【００２０】
「熱間圧延処理時の減速制御」
本実施形態の制御装置１６により、金属素材を圧延する場合の速度制御の一例について説明する。
本実施形態では、ワークロール３ａ、３ｂの間の所定のギャップに挟み込んで金属素材１を圧延した場合、金属素材１の所定の１パスにおける圧延終了間際に、金属素材１を圧延する速度を減速する処理を行う。
まず、金属素材１が特定のパスにおいてワークロール３ａ、３ａにより圧延されてワークロール３ａより後方側の搬送路２に金属素材が移動した際、金属素材の後端部がワークロール３ａから規定の距離離れた位置にて停止できるように、金属素材１がワークロール３ａを完全に通過する前から減速を行うように制御する。
【００２１】
減速開始点の計算方法の説明として以下に、出口板長さ方式による計算方法を第１の例として、センサ方式による計算方法を第２の例として説明する。
第１の例として説明する出口板長さ方式とは、図４に示す如く、ワークロール３ａ、３ａに金属素材１を接近させる場合、金属素材１の移動開始から徐々に速度を上昇させ、速度の上昇途中でワークロール３ａ、３ａに金属素材１を噛み込ませ、その後、一定速度まで達した時点で速度を安定化し、その後、ワークロール３ａ、３ａから金属素材１が抜け出る前に金属素材１の移動速度を減速し、減速途中で金属素材１がワークロール３ａ、３ａから抜け出し（金属素材オフ）、ワークロール３ａ、３ａから所定の距離離れた時点で金属素材１が停止するという場合を想定して減速制御する。
この方式は、残りの金属素材長さが例えば３０ｍ未満のように、比較的短い場合に有効である。残りの金属素材長さが長いと、αの誤差の影響が大きく、減速ポイントがずれるためである。
【００２２】
金属素材１が図４に示す如く移動する場合、図４において、ｔ１：金属素材イン（金属素材１がワークロール３ａ、３ａ間に噛み込まれた時点）〜減速開始までの時間、ｔ２：減速開始〜金属素材オフ（金属素材の後端部がワークロール３ａ、３ａを通過する）までの時間、ｔ３：金属素材オフ〜金属素材停止までの時間、Ｌ１：ｔ１の間の出口側金属素材長さ、Ｌ２：ｔ２の間の出口側金属素材長さ、Ｌ３：ワークロール〜金属素材後端間距離、ＶＥ：減速開始直前の出口側金属素材速度、ＶＥ１：金属素材オフ時の出口側金属素材速度、ＶＲ：減速開始直前のワークロール周速、ＶＲ１：金属素材オフ時のロール周速、α：先進率とすると、
ＶＥ＝ＶＲ（１＋α） …（５）式、
ＶＥ１＝ＶＲ１（１＋α） …（６）式の関係となる。
【００２３】
次に、センサ方式による計算方法を第２の例として以下に説明する。ここでのセンサ方式とは、図１に示す熱間圧延装置Ａに設けた検出器１０ａ〜１０ｅを用いて金属素材１がワークロール３ａ、３ａを抜けたタイミング（メタルアウト）から、金属素材長さを計測することにより減速のタイミングを得る方式を意味する。
ここで、検出器１０ａを配置した位置の直下の搬送路２の位置から、搬送路２におけるワークロール３ａの中心対応位置までの距離を例えば１４ｍ、搬送路２におけるワークロール３ａの中心対応位置から、検出器１０ｅを配置した位置の直下の搬送路２の位置までの距離を１０．５ｍとする。
この方式は、残りの金属素材長さが例えば３０ｍ以上と、比較的長い場合に有効である。金属素材の後端が検出器１０ａを通過した時に、残りの長さをこの例では１４ｍと固定値とすることで、誤差を小さくすることができる。
【００２４】
そして、ワークロール３ａ、３ａの間にスラブ等の金属素材１を該ワークロール３ａ、３ａの一側から挿入して挟み込み、該金属素材１を規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロール３ａ、３ａにて圧延後の金属素材１を再度間隔を調整したワークロール３ａ、３ａの間にワークロール３ａ、３ａの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロール３ａ、３ａの間から前記金属素材１の後端側が抜け出る際、金属素材１の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材１の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロール３ａ、３ａの一側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する１０ｃセンサを設け、前記ワークロール３ａ、３ａの他側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサ１０ｂを設け、
減速点までの金属素材長さをＬ１（入り側金属素材長さ：ｍ）、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、先進率をα（無次元）とすると、
Ｌ１＝Ｌ−（ＶＲ２−ＶＲ１２）・（１＋α）２／２γ …（１）式
に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことができる。
【００２５】
一方、ワークロール３ａ、３ａの間に金属素材１を該ワークロール３ａ、３ａの一側から挿入して挟み込み、該金属素材１を規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロール３ａ、３ａにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロール３ａ、３ａの間にワークロール３ａ、３ａの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロール３ａ、３ａの間から前記金属素材１の後端側が抜け出る際、金属素材１の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材１の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロール３ａ、３ａの一側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサ１０ｃを設け、前記ワークロール３ａ、３ａの他側であってワークロール３ａ、３ａのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサ１０ｂを設け、
金属素材１の後端部が該当するセンサの位置を通過してからｔａ秒後に減速開始するとして、該当するセンサからワークロール３ａ、３ａのセンターまでの距離をＬＡ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、金属素材がワークロール３ａ、３ａを通過する時のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、後進率をβ（無次元）とすると、
ｔａ＝｛ＬＡ−（ＶＲ２−ＶＮ１２）・（１−β）／２γ｝／ＶＲ …（２）式
に従って、金属素材の後端部がセンサを通過してから計算された時間後に減速を開始することができる。
【００２６】
「テーパ圧延の制御」
次に、図１に示す熱間圧延装置Ａを用いてスラブ等の金属素材１を圧延する場合に、金属素材１の後端部分をテーパ圧延する場合について説明する。
図１に示す熱間圧延装置Ａにおいては、図１に示す如く熱間圧延機３の入り側に設置されている金属素材１を所定のギャップに調整したワークロール３ａ、３ａの間に供給して圧延する操作を１つのパス（第１のパス）として行うとともに、出側に移動した圧延後の板材を逆進させてギャップを再調整したワークロール３ａ、３ａの間に再び挟み込み、再度圧延する操作を次のパス（第２のパス）として行い、第１のパスと第２のパスを繰り返し必要回数行うことで目的の板厚まで圧延する装置であるから、所定のパスで圧延後、そのパスでの圧延終端の板材端部を次のパスにおいてワークロール３ａ、３ａ間に挟み込むこととなる。この挟み込み時の通板性を確保するために、本発明では該当パス中において金属素材の後端部分をテーパ状に圧延加工することを行う。
【００２７】
このテーパ圧延を行う場合、図５に示す如くワークロール３ａ、３ａの前後の搬送路に配置されている検出器１０ｂ、１０ｃを利用することができる。
テーパ圧延の場合、検出器１０ｂにて金属素材１の後端部が通過したことを検知すると、ワークロール３ａ、３ａのギャップを狭めるようにロール制御し、金属素材１の後端部を該当パスの圧下量よりも大きくすることでテーパ状に加工する。
但しここで、前述の減速制御を行っているので、金属素材１の後端部は単純な斜面からなるテーパ部となるのではなく、曲面状のテーパ面に加工される。なお、テーパ圧延開始〜金属素材の後端部がワークロール３ａ、３ａ間を通過するまでのテーパ量をａｍｍ（一定）となるように制御することが好ましい。
【００２８】
具体的には、ワークロール３ａ、３ａの間に金属素材１を該ワークロール３ａ、３ａの一側から挿入して挟み込み、該金属素材１を規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロール３ａ、３ａにて圧延後の金属素材を１再度間隔を調整したワークロール３ａ、３ａの間にワークロール３ａ、３ａの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロール３ａ、３ａの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロール３ａ、３ａの間から前記金属素材１の後端側が抜け出る際、金属素材１の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材１の通過速度を減速して金属素材端部にテーパ部を形成するテーパ圧延を行うとともに、
テーパ部の長さをＬＴ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、テーパ圧延した時間をＴ（ｍｉｎ）とすると、
金属素材１を等速で圧延中にテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝ＶＲ×｛Ｔ−（ＶＲ−ＶＲ１）／γ｝＋（ＶＲ２−ＶＲ１２）／２γ…（３）式に従い、
金属素材１を減速途中でテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝｛（ＶＲ１＋γＴ）２−ＶＲ１２｝／２γ…（４）式に従い、
テーパ圧延開始ポイントを算出してテーパ圧延を行うことができる。
【００２９】
なお、前記テーパ圧延した時間Ｔとは、圧下ブレーキ開に要する時間をＳ１（圧延機による固定値）、圧下装置の圧下速度がトップ速度になるまでに要する時間をＳ２（圧延機による設定値）、圧下装置の圧下速度がトップ速度になって、材料が抜けるまでの時間をＳ３とすると、
Ｔ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３で表記することができる。
また、ａ１：圧下装置の圧下速度がトップ速度になるまでに圧下される量（圧延機による設定値）（Ｓ２が決まると、固定になる）
ａ２：圧下装置の圧下速度がトップ速度になって、材料が抜けるまでに圧下される量とすると、後端のテーパ量Ａ１＝ａ１＋ａ２となる。
圧下装置トップ速度後、単位時間に圧下される量：Ｘ（圧延機による固定値）は、Ｘ×Ｓ３＝ａ２の関係となるので、Ｔ＝Ｓ１＋Ｓ２＋（Ａ１−ａ１）／Ｘの関係となる。
以上により、テーパ圧延を加味した状態で金属素材１の圧延工程を制御することができる。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ…熱間圧延装置、１…金属素材（スラブ）、２…搬送路、３…熱間圧延機、３ａ…ワークロール、３ｂ…バックアップロール、７…入り側冷却装置、８…出側冷却装置、９…巻取装置、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ…材料位置検出器、１１…放射温度計、１５、１５ａ、１５ｂ…コントローラ、１６…制御装置、１７…ホスト制御装置、２０…設定計算プログラム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、
減速点までの金属素材長さをＬ１（入り側金属素材長さ：ｍ）、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、先進率をα（無次元）とすると、
Ｌ１＝Ｌ−（ＶＲ２−ＶＲ１２）・（１＋α）２／２γ …（１）式
に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項２】
上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、
金属素材後端部が該当するセンサの位置を通過してからｔａ秒後に減速開始するとして、該当するセンサからワークロールのセンターまでの距離をＬＡ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、金属素材がワークロールを通過する時のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、後進率をβ（無次元）とすると、
ｔａ＝｛ＬＡ−（ＶＲ２−ＶＮ１２）・（１−β）／２γ｝／ＶＲ …（２）式
に従って、金属素材の後端部がセンサを通過してから計算された時間後に減速を開始することを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項３】
上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブなどの金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速して金属素材端部にテーパ部を形成するテーパ圧延を行うとともに、
テーパ部の長さをＬＴ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、テーパ圧延した時間をＴ（ｍｉｎ）とすると、
金属素材を等速で圧延中にテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝ＶＲ×｛Ｔ−（ＶＲ−ＶＲ１）／γ｝＋（ＶＲ２−ＶＲ１２）／２γ…（３）式に従い、
金属素材を減速途中でテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝｛（ＶＲ１＋γＴ）２−ＶＲ１２｝／２γ…（４）式に従い、
テーパ圧延開始ポイントを算出してテーパ圧延を行うことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項１】
上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、
減速点までの金属素材長さをＬ１（入り側金属素材長さ：ｍ）、該当圧延処理工程後の金属素材の予測長さをＬ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、先進率をα（無次元）とすると、
Ｌ１＝Ｌ−（ＶＲ２−ＶＲ１２）・（１＋α）２／２γ …（１）式
に従って減速ポイントを算出して自動減速圧延を行うことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項２】
上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブ等の金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速するとともに、
前記ワークロールの一側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する一側センサを設け、前記ワークロールの他側であってワークロールのセンターから所定の距離離れた位置に金属素材端部の通過を検知する他側センサを設け、
金属素材後端部が該当するセンサの位置を通過してからｔａ秒後に減速開始するとして、該当するセンサからワークロールのセンターまでの距離をＬＡ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、金属素材がワークロールを通過する時のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、後進率をβ（無次元）とすると、
ｔａ＝｛ＬＡ−（ＶＲ２−ＶＮ１２）・（１−β）／２γ｝／ＶＲ …（２）式
に従って、金属素材の後端部がセンサを通過してから計算された時間後に減速を開始することを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項３】
上下に所定の間隔をもって配置された対になるワークロールの間にスラブなどの金属素材を該ワークロールの一側から挿入して挟み込み、該金属素材を規定の厚さに圧延してワークロールの他側に出す第１の圧延処理工程と、前記ワークロールにて圧延後の金属素材を再度間隔を調整したワークロールの間にワークロールの他側から挿入して規定の厚さに圧延してワークロールの一側に出す第２の圧延処理工程を必要回数繰り返して目的の板厚まで圧延する熱間圧延方法において、
前記ワークロールの間から前記金属素材の後端側が抜け出る際、金属素材の後端から規定長さの範囲にわたり、金属素材の通過速度を減速して金属素材端部にテーパ部を形成するテーパ圧延を行うとともに、
テーパ部の長さをＬＴ（ｍ）、減速開始直前のロール周速をＶＲ（ｍ／ｍｉｎ）、ワークロールから金属素材後端が出る際のロール周速をＶＲ１（ｍ／ｍｉｎ）、減速レートをγ（ｍ／ｍｉｎ２）、テーパ圧延した時間をＴ（ｍｉｎ）とすると、
金属素材を等速で圧延中にテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝ＶＲ×｛Ｔ−（ＶＲ−ＶＲ１）／γ｝＋（ＶＲ２−ＶＲ１２）／２γ…（３）式に従い、
金属素材を減速途中でテーパ圧延を開始する場合は、
ＬＴ＝｛（ＶＲ１＋γＴ）２−ＶＲ１２｝／２γ…（４）式に従い、
テーパ圧延開始ポイントを算出してテーパ圧延を行うことを特徴とする熱間圧延方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−８１５０７（Ｐ２０１２−８１５０７Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３０６００（Ｐ２０１０−２３０６００）
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（０００１７６７０７）三菱アルミニウム株式会社 (446)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【出願人】（０００１７６７０７）三菱アルミニウム株式会社 (446)
【Ｆターム（参考）】
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