金属板材のタンデム圧延設備及び熱間圧延方法
【課題】厚板圧延機、及び熱延粗圧延機において、強力なロールベンディング力を付与することにより板クラウン・形状を十分に制御し、さらに、蛇行、キャンバー、反りの発生を抑制したタンデム圧延設備、及び、それを用いた安定かつ高効率な圧延方法の提供する。
【解決手段】上作業ロールを支持する、上作業ロール内側チョック及び上作業ロール外側チョックを備え、下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウインドウと上作業ロール内側チョックとの接触面によって支持され、上作業ロールチョックは、油圧シリンダーからインクリースベンディング力を受ける、複数台の圧延機から構成されることを特徴とする金属板材のタンデム圧延設備。
【解決手段】上作業ロールを支持する、上作業ロール内側チョック及び上作業ロール外側チョックを備え、下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウインドウと上作業ロール内側チョックとの接触面によって支持され、上作業ロールチョックは、油圧シリンダーからインクリースベンディング力を受ける、複数台の圧延機から構成されることを特徴とする金属板材のタンデム圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板材の圧延機であって、高応答性を有し、強力なロールベンディング力を付与できる圧延機に関する。特に、厚板圧延機あるいは薄板熱間圧延の粗圧延機に好適な上下作業ロール間の最大開度を大きく取ることができるとともに、強力なロールベンディング力の付与についても容易に達成できるタンデム圧延設備、及びこれを用いた圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板材の圧延作業においては、圧延板のクラウン及び形状が重要な品質指標となっており、板クラウン・形状制御に関する技術が数多く開示されている。しかしながら、例えば、厚板圧延機あるいは薄板熱間圧延の粗圧延機のように板厚の厚い製品を多パスのリバース圧延で製造する圧延機では、上下作業ロール間の間隙（以下「ロール開度」という）を圧延素材の板厚よりも大きくとる必要があり、このため、板クラウン・形状制御装置には圧延機設備設計上の制約が課せられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数パスで所定の板厚に圧延する厚板圧延において、形状制御装置として作業ロールベンディング装置を用い、前パスでの圧延実績値を基にロールベンディング力を制御する圧延方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されている圧延機は４段圧延機であり、その圧延機形式は、例えば、図７に示す構造である。図７の圧延機にディクリースベンディング装置を配置したのが、図１１に示す圧延機である。両圧延機は、基本的には同じ構造である。すなわち、上作業ロールチョック３−１を上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が保持する形式である。このアーム部に上作業ロール１−１の入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を組み込まれている。このような形式とすることで、大きなロール開度をとることができる。
【０００５】
図７や図１１の圧延機では、下作業ロール１−２の入側下インクリースベンディング装置６−３、及び出側下インクリースベンディング装置６−４は圧延機ハウジング９に繋がるプロジェクトブロックに組み込まれている。これ以外に、同様に大きなロール開度をとることができる圧延機形式として、図８に示すように、上補強ロールチョック４−１、及び下補強ロールチョック４−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、及び下作業ロールチョック３−２を保持する圧延機が存在する。
【０００６】
なお、インクリースベンディング装置とは、ロール開度を大きくする方向の力を作業ロールチョックに与える油圧装置を意味している。インクリースベンディング装置とは、そのアクチュエータである油圧シリンダーを含む装置の総称である。
【０００７】
しかし、本発明では、説明を簡単にするため、インクリースベンディング装置とは、特に断りのない限り、そのアクチュエータである油圧シリンダーを指すものとする。インクリースベンディング装置によって作業ロールに負荷される力をインクリースベンディング力と称する。
【０００８】
一方、ロール開度を小さくする方向の力を作業ロールチョックに与える油圧装置をディクリースベンディング装置、そして、これによって作業ロールに負荷される力をディクリースベンディング力と称する。また、ディクリースベンディング装置とは、そのアクチュエータである油圧シリンダーを含む装置の総称である。
【０００９】
しかし、本発明では、説明を簡単にするため、ディクリースベンディング装置とは、特に断りのない限り、そのアクチュエータである油圧シリンダーを指すものとする。
【００１０】
特許文献２には、例えば、図９に示すような、作業ロールの入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、下作業ロールチョック３−２に組み込まれた薄板圧延用の圧延機が開示されている。
【００１１】
特許文献３には、ロールクロス方式の圧延機が開示されている。この圧延機も、例えば、図９に示すように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、及び下作業ロールチョック３−２に組み込まれている。
【００１２】
特許文献４には、例えば、図１０に示すような、作業ロールシフト機能を有する薄板圧延用の圧延機が開示されている。この圧延機は、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が圧延機ハウジング９と一体の入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に組み込まれている。
【００１３】
なお、特許文献４に開示されている圧延機では、インクリースベンディング装置の油圧シリンダーがロール軸方向に複数個配備され、作業ロールシフト時に偏荷重がかからないように工夫されている。
【００１４】
なお、一般的に厚鋼板の圧延機は、図７、８に示すように、ディクリースベンディング装置がない（例えば、特許文献１参照）。これは、ロール開度が大きいので、ディクリースベンディング装置を設置しても制御範囲が狭く、機械構造を複雑化するだけであるためである。
【００１５】
しかし、本発明に係る圧延機は、広範な厚さの鋼板のクラウン制御に対応できる圧延機にするため、ディクリースベンディング装置を有することを前提としている。図９〜１１は、ディクリースベンディング装置を有する圧延機を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−８７０１１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２０２０５号公報
【特許文献３】特開平６−１９８３０７号公報
【特許文献４】特開平４−５２０１４号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２００４／０８２８６０号明細書
【特許文献６】国際公開ＷＯ２００９／０５７８２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
圧延の生産性を上げるひとつの方法として、圧延機をタンデム式にする方法がある。熱間圧延の仕上圧延においては、タンデム圧延設備は、よく用いられる設備である。
【００１８】
仕上圧延の場合、被圧延材の板厚が薄いので、被圧延材の剛性が低い。そのため、１台目の圧延機を通過した被圧延材は、ガイドやテーブルの誘導に従って通板されやすく、十分な板クラウン・形状制御装置が備わっているので、２台目の圧延機で咬みこむことができ、２台目の圧延機でも圧延することができる。
【００１９】
厚板圧延、及び熱間圧延の粗圧延（以下「熱延粗圧延」という）は、通常、単スタンドのリバース圧延である。これらの圧延をタンデム化した場合、被圧延材をリバースさせる時のロスを低減できるので、生産性を向上させることが可能である。しかしながら、被圧延材は圧延当初、厚いことにより剛性が高いので、蛇行・キャンバーや反り等の通板トラブルが発生するとガイド等による矯正が困難であるため、２台目の圧延機に咬みこむことができない。さらに前記に加え、板厚が薄い領域では、板クラウンを板厚で割ったクラウン比率が圧延前後で一定で圧延されない場合、すなわち、板クラウン・形状制御が十分でない場合、その影響が圧延後の板形状の不良として現れる。このような形状不良が発生した場合は、２台目の圧延機に咬み込み時に被圧延材が折り込まれた状態で圧延される、所謂、絞りと呼ばれる、通板トラブルが生じる。
圧延設備のタンデム化のメリットしては、リバース回数の低減による生産性の向上と、圧延範囲の拡大（板厚の厚いものから薄いものまでの圧延）による前後工程の負荷低減等が挙げられるが、従来の厚板圧延や熱延粗圧延では、上記で述べたような形状不良，蛇行・キャンバーや反りによるトラブルに対する制御能力が十分ではなかったため、圧延機のタンデム化の実現は困難であった。
【００２０】
特許文献１に開示されているような典型的な厚板圧延機（図７）は、ロール開度を大きくとることを最優先として設計されている。すなわち、圧下装置１１によって上下位置が設定・制御される上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が上作業ロールチョック３−１を保持する構造となっている。そして、構造上大きさに制約のある当該アーム部に入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を組み込むため、大容量の油圧シリンダーを組み込むことが困難だからである。このため、強力なロールベンディング力を付与することができない。
【００２１】
例えば、作業ロール直径が８００ｍｍ程度のホットストリップミル仕上圧延機でも２００ｔｆ／ｃｈｏｃｋを超える能力の作業ロールベンディング装置が実用化されている。これに対して、作業ロール直径が１０００ｍｍ程度の厚板圧延機では２００ｔｆ／ｃｈｏｃｋ程度の作業ロールベンディング装置しか実用化されていない。ロール直径の対比から、より大容量のロールベンディング力が必要なことは明白である。
【００２２】
ここで、ロールベンディング効果の指標となるロールたわみは、負荷された曲げモーメントが同じであればロールの断面二次モーメントに反比例する。したがって、作業ロール直径が１０００ｍｍの厚板圧延機のロールベンディング効果は、作業ロール直径が８００ｍｍのホットストリップミル仕上圧延機に比べて約６０％も劣ることになる。
【００２３】
このため、厚板圧延機の板クラウン・形状制御装置としては、ロールクロス機能やロールシフト機能が実用化され活用されている。作業ロールベンディング装置が使用されることはあまりない。しかしながら、ロールクロス機能やロールシフト機能は、圧延中に迅速に設定変更することが困難である。したがって、圧延中の外乱因子を取り除くことが不可能で、タンデム圧延を行うための形状制御としては、不完全と言わざるを得ない。
【００２４】
一方、特許文献２及び３に開示されているような圧延機（図９）のように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、及び下作業ロールチョック３−２に組み込まれている場合は、油圧シリンダーのストロークを長くとることができる。これによって大きなロール開度を実現できる。さらに、大容量の油圧シリンダーを組み込むことも可能となるので、厚板圧延機でも実用的な作業ロールベンディング効果を期待できる。
【００２５】
一方、上作業ロール１−１、及び下作業ロール１−２は圧延操業による損耗が激しいために定期的なロール組み替えが必要である。そして、組み替え作業の度に、インクリースベンディング装置の油圧配管を着脱しなければならない。これによって、ロール組み替え時間が長くなるだけでなく、配管着脱時には油圧配管内に微小な異物が混入する可能性が高くなる。
【００２６】
このため、この圧延機（図９）では、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができない。また、配管の着脱を容易にするために、柔構造かつ着脱自在な、フレキシブル配管などの油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続しなければならない。また、フレキシブル配管を採用すると、柔構造であるために油圧の変動を吸収緩和することがある。したがって、タンデム圧延を行うために十分な応答性の高いロールベンディング装置とすることが困難となる。
【００２７】
他方、特許文献４に開示されているような圧延機（図１０）では、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、圧延機ハウジング９に繋がる入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に組み込まれている。このため、ロール組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。したがって、この圧延機は、応答性の高いロールベンディング装置とすることができる。そのため、ホットストリップミル仕上圧延機に多用されている。
【００２８】
しかしながら、この形式では、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力を支持するのは、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２との接触面である。そのため、圧下装置１１を操作してロール開度を大きくすると、作業ロールの回転中心が該接触面の外側となって上作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となる。その結果、大きなロール開度をとることができない。このため、大きなロール開度が必要な厚板圧延機では、この圧延機が採用されることはほとんどない。
【００２９】
上記のように、ロール開度を大きくとることのできる圧延機において、応答性が高く強力な作業ロールベンディング装置を組み込むことのでき、十分な板クラウン・形状制御ができる圧延機は従来技術では存在しない。
【００３０】
そのため、圧延機を単に２台並べただけではタンデム圧延設備とはなり得ず、厚板圧延や熱延粗圧延に対応できるタンデム圧延設備は、実現できなかった。
【００３１】
本発明は、上記の事情に鑑み、強力なロールベンディング力を付与することにより板クラウン・形状を十分に制御することにより、厚板圧延や熱延粗圧延に対応できるタンデム圧延設備の提供を課題とする。さらには、蛇行、キャンバー、反りの発生を抑制したタンデム圧延設備の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、圧延機ハウジングからその内側方向に突出するプロジェクトブロックを、パスラインに対して下側にシフトし、パスラインに対して上下非対称にするように設置することにより、以下のことが可能となることを見出した。
【００３３】
（ａ）上作業ロールチョックにかかる圧延方向力を常に圧延機ハウジングで受ける構造とできること。これにより、安定して作業ロールチョックを支えることができる。
【００３４】
（ｂ）上記プロジェクトブロックに、上下インクリースベンディング装置を組み込むことができること。これにより、大容量・大ストロークの強力ベンディング装置を備えることができる。
【００３５】
（ｃ）また、インクリースベンディング装置をプロジェクトブロックに組み込むことで、油圧配管を固定化でき、サーボバルブを適用することができること。これにより高応答のインクリースベンディング力の制御が可能となる。また、これらの装置上の発明により、以下の圧延機操業方法が可能となることも見出した。
【００３６】
（ｄ）応答性の低いディクリースベンディング装置であっても、応答性の速いインクリースベンディング装置との協働により、高応答のベンディング力制御が可能となること。これにより、製品品質、圧延歩留が大きく改善される。
【００３７】
（ｅ）これらの結果、厚板圧延、及び熱延粗圧延において、圧延機を２台以上並べたタンデム圧延設備としても、形状不良起因の絞り等の咬みこみトラブルの発生を抑えられるほどの、十分な形状制御が可能となること。その結果、圧延機を２台以上並べたタンデム圧延設備としても、咬みこみ不良等のトラブルの発生を抑えられ、従来適用できなかった厚板圧延、及び熱延粗圧延にもタンデム圧延が適用できるようになること。
【００３８】
（ｆ）さらに、上ロールチョックに作用する圧延方向力がハウジングウインドウで、下ロールチョックに作用する圧延方向力がプロジェクトブロックで、それぞれしっかり支持されるとともに、ロードセルを配備することが容易であるので、圧延方向力の左右差によるキャンバー制御がしやすく、この制御を用いる場合、１スタンド目出側のキャンバーが抑えられるので、キャンバーによる咬みこみ不良を防止することができること。
（ｇ）上記に加え，一方を回転速度制御，他方を圧延トルク制御とする反り制御機能を付与することにより反りの発生が抑制でき、この制御を用いる場合、１スタンド目出側の反りが抑えられるので、反りによる咬みこみ不良を防止することができること。
【００３９】
本発明は、これら知見を基に成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
【００４０】
（１）金属板材の圧延機を２台以上連続に配置したタンデム圧延設備において、
前記圧延機は、上下一対の作業ロールとこれらをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを有し、
上下作業ロールにそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロックに配備され、
下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、
上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウインドウと上作業ロールチョックとの接触面によって支持されることを特徴とする金属板材のタンデム圧延設備。
【００４１】
（２）作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に、
該作業ロールチョックを前記圧延機のハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置と、
前記作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に、該作業ロールチョックに作用する圧延方向の力を測定するための荷重検出装置と、
前記荷重検出装置による測定値に基づいて前記作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置と、
該圧延方向力の作業側と駆動側の差異の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、
該ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度を制御する制御装置
を有することを特徴とする前記（１）の金属板材のタンデム圧延設備。
【００４２】
（３）前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、
一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、
他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから被圧延材に加えられる圧延トルクがほぼ一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する
制御手段を備えたことを特徴とする前記（１）又は（２）の金属板材のタンデム圧延設備。
【００４３】
（４）前記上作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーと、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーとが、前記プロジェクトブロック内において平面図上で異なる位置に配備されていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかの金属板材のタンデム圧延設備。
【００４４】
（５）前記上作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、上補強ロールの上補強ロールチョックに配備されていることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかの金属板材のタンデム圧延設備。
【００４５】
（６）前記下作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記下補強ロールの下補強ロールチョック又は前記プロジェクトブロックの下方に設置する第２のプロジェクトブロックに配備されていることを特徴とする前記（５）の金属板材のタンデム圧延設備。
【００４６】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかのタンデム圧延設備を用いてリバース圧延することを特徴とする熱間圧延方法。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係るタンデム圧延設備に用いる圧延機は、図４に示すように、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２より上方の圧延機ハウジングウインドウ１２との接触面によって支持する構造である。そのため、大きなロール開度をとることができるとともに、強力なロールベンディング力を得ることができる。
【００４８】
そして、上作業ロール１−１、及び下作業ロール１−２にそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出した出側プロジェクトブロック５−２にそれぞれ配備された構造である。そのため、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。このために、インクリースベンディング装置に、固定油圧配管を介してそれぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができ、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。
【００４９】
したがって、被圧延材の入側板厚や被圧延材の温度等の、圧延中に変動する外乱に対しても良好な板クラウン・形状を造り込むことが可能であるので、圧延機を２台以上並べた場合であっても、２台目以降で咬みこみ不良が生じることが無く、厚板圧延、及び熱延粗圧延に対応したタンデム圧延設備とすることができる。
【００５０】
さらに、作業ロールチョックのサポートが十分なので、圧延方向に作用するロードセルを配備することが容易であり、圧延方向の左右差に基づく蛇行、キャンバー制御機能を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るタンデム圧延設備の構造を示す図である。
【図２】本発明に係るタンデム圧延設備の構造の他の例を示す図である。
【図３】本発明に係るタンデム圧延設備の構造の他の例を示す図である。
【図４】本発明に係るタンデム圧延設備に用いる圧延機の構造を示す図である。
【図５】上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。
【図６】上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。
【図７】従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図８】従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図９】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図１０】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図１１】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図１２】本発明に係るタンデム圧延設備に用いる圧延機の構造の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００５３】
図１は、本発明に係るタンデム圧延設備の構造を示す図である。図４は、このタンデム圧延設備に用いる圧延機の構造を示す図である。本発明に係る圧延機は、上作業ロールチョック３−１を介して上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１及び出側上インクリースベンディング装置６−２、並びに、下作業ロールチョック３−２を介して下作業ロール１−２にインクリースベンディング力を負荷する、入側下インクリースベンディング装置６−３及び出側下インクリースベンディング装置６−４が、圧延機ハウジング９の内側に突出した入側プロジェクトブロック５−１及び出側プロジェクトブロック５−２に配備されている。
【００５４】
本発明に係る圧延機では、圧延機の構造設計上の観点、特にロール開度を大きくとるための観点から、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２の位置、及び上作業ロールチョック３−１の形状などについて抜本的に見直し、以下に説明するとおり、図１０に示す従来の圧延機の問題点を解決している。
【００５５】
すなわち、図１０に示す従来形式では、板クラウン・形状制御が必要な領域で大きなロール開度をとることができない。この圧延機は、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２を、被圧延材１０の通過する位置（以下「パスライン」ともいう）に対して、ほぼ上下対称になるように配置している。このため、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２との接触面によって、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力、すなわち、被圧延材１０や上補強ロール２−１等から、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を支持する構造だからである。
【００５６】
この構造では、ロール開度を大きくするにしたがい、上作業ロール１−１の回転中心位置、すなわち、圧延方向力の作用点と上作業ロールチョック３−１が上方に移動し、前記圧延方向力を支持する出側プロジェクトブロック５−２との接触面積が減少する。したがって、ロール開度を大きくするにしたがって、上作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となるので、大きなロール開度をとることができない。
【００５７】
本発明に係る圧延機は、上記の問題点を解決する。本発明に係る圧延機は、図４に示すように、圧延機ハウジング９からその内側方向に突出する入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２を、パスラインに対して下側にシフトした位置に配置する。すなわち、図１０に示す従来の圧延機とは異なり、パスラインに対して上下非対称になるように入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２を配置する。さらに、上作業ロールチョック３−１は、出側プロジェクトブロック５−２と接触して圧延力を支えるのではなく、圧延機ハウジングウインドウ１２に接触して圧延力を支えるようにした。
【００５８】
これにより、本発明に係る圧延機では、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２の上方の圧延機ハウジングウインドウ１２との接触面によって、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力、すなわち、被圧延材１０や上補強ロール２−１等から上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を支持する。
【００５９】
このような構造にすれば、圧延機上側の圧下装置１１を操作してロール開度を大きくしても、上作業ロールチョック３−１と圧延機ハウジングウインドウ１２とが接触する面積は一切変化しない。したがって、上作業ロールチョック３−１の姿勢は、ロール開度の値にかかわらず常に安定して保持されることになる。
【００６０】
図１０に示すように、上下のインクリースベンディング装置をプロジェクトブロックに配備した圧延機は周知ではある。しかし、図４に示す本発明に係る圧延機は、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２の位置、並びに上作業ロールチョック３−１の形状について抜本的な見直しを行って、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２の上方の圧延機ハウジングウインドウ１２とが接触する接触面で支持する構造としたので、板クラウン・形状制御が必要な領域で大きなロール開度をとることができる。
【００６１】
さらに、本発明に係る圧延機では、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と、下作業ロール１−２にインクリースベンディング力を負荷する入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディング装置６−４を、圧延機ハウジング９の内側に突出した入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に配備している。
【００６２】
そのため、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がなく、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。これは、インクリースベンディング装置を入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に固定された油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができるからである。
【００６３】
被圧延材の板厚が、おおむね１００ｍｍ以下のときは、板クラウン・形状制御が必要である。この場合は、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を使用してロールバランスをとる。
【００６４】
なお、本発明に係る圧延機において、下作業ロール１−２の胴部に負荷される圧延方向力については、下作業ロールチョック３−２と出側プロジェクトブロック５−２の接触面によって支持される。このため、図４に示す圧延機では、下作業ロールチョック３−２の入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に挟み込まれる部分の高さを大きくしている。
【００６５】
また、ロール開度は、主に上作業ロールチョックを上下に移動させることにより調整するので、下作業ロールチョックの上下の移動量は少ない。そのため、ロール開度が大きくなるにしたがい、下作業ロールの姿勢が不安定になることはない。
【００６６】
図５は、上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す断面平面図である。つまり、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２のパスライン高さの断面図である。
【００６７】
本発明に係る圧延機では、上下のインクリースベンディング装置を、プロジェクトブロックの断面平面図上で互いにずらして配備することが望ましい。例えば、図５に示すように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と、入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディングとを、下作業ロール１−２の軸方向にシフトした位置関係となるように配備することが望ましい。
【００６８】
このようにすれば、上下のインクリースベンディング装置が互いに干渉しない。その結果、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２のストロークを大きくして、板クラウン・形状制御が必要な領域においてさらに大きなロール開度をとることができる。
【００６９】
なお、図５では入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディング装置６−４は入側、出側それぞれ油圧シリンダーを２本としているが、油圧シリンダーを１本として入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と干渉しないように下作業ロール１−２の軸方向に異なる位置に配置することでも同様の効果を得ることができる。
【００７０】
図６も上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。つまり、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２のパスライン高さの断面図である。図５に示すように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と、入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディングとを、圧延方向にシフトした位置関係としてもよい。このような配置でも、上下のインクリースベンディング装置は互いに干渉しない。その結果、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２のストロークを大きくして、さらに大きなロール開度をとることができる。
【００７１】
ここまでは、主に解決課題の一つである大きなロール開度を獲得する観点から、本発明に係る圧延機の構造について説明してきた。次に、この構造によれば、もう一つの解決課題である強力なロールベンディング力の付与についても容易に達成できることを説明する。
【００７２】
図７、図８はいずれも従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す側面図であり、いずれの圧延機もロール開度を大きくとることができる圧延機である。これらの従来の圧延機では、強力なロールベンディング力を付与することができない。
【００７３】
これは、上補強ロールチョック４−１から下方に突出したアーム部に、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を組み込む構造であるため、大容量及び大ストロークの入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を配備することができないからである。
【００７４】
また、これらの圧延機は、上補強ロールチョックからアーム部を出すため、上ディクリースベンディング装置の設置スペースがロールの軸心に寄る。そのため、上補強ロールチョック４−１の軸受けと干渉するので、大容量・大ストロークの入側上ディクリースベンディング装置７−１、及び出側上ディクリースベンディング装置７−２を配備することができない。
【００７５】
一方、図４に示すように本発明に係る圧延機では、圧延機ハウジング９からその内側方向に突出する入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に、大容量・大ストロークの入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を配備することができる。
【００７６】
また、本発明に係る圧延機は、上補強ロールチョック４−１には図７、図８、図１１に示すようなアーム部を備えない。このため、上補強ロールチョック４−１の軸受けと干渉しない位置に、大容量・大ストロークの入側上ディクリースベンディング装置７−１、及び出側上ディクリースベンディング装置７−２を配備することができる。これにより、上作業ロール１−１に大きなディクリースベンディング力を負荷することが可能となる。
【００７７】
すなわち、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２の位置、並びに上作業ロールチョック３−１の形状について抜本的な見直しを行って、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２との接触面によって支持する構造とした本発明に係る圧延機によれば、大きなロール開度をとることができるとともに、強力なロールベンディング力の付与もできる。
【００７８】
また、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。このために、それぞれのインクリースベンディング装置は、固定油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができる。したがって、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。
【００７９】
ところで、図１１に示す圧延機のように、入側下ディクリースベンディング装置７−３、及び出側下ディクリースベンディング装置７−４を、下補強ロールチョック４−２に配備すると、下補強ロール２−２を組み替える際には、ディクリースベンディング装置の油圧配管を着脱しなければならない。
【００８０】
このため、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することは困難であり、油圧配管の着脱を容易にするために、フレキシブル配管を一部に採用しなければならない場合もある。
【００８１】
したがって、固定配管やサーボバルブを採用した場合と比較すると、ロールベンディング装置の応答性は低くならざるを得ない。さらに、着脱時には、油圧配管内に微小な異物が混入する可能性が高い。
【００８２】
これに対し、図１２に示す圧延機によれば、下補強ロール２−２を組み替える際に生じる上記問題を解決することができる。専用のプロジェクトブロックに配備する下ディクリースベンディング装置の油圧配管には高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用でき、フレキシブル配管を使用せずに済むからである。このために、下補強ロール２−２の組み替えが容易になるとともに応答性の高いロールベンディング装置とすることができる。
【００８３】
以上説明した圧延機を用いれば、厚板圧延、及び熱延粗圧延においても十分な形状制御が可能となる。したがって、圧延機を２台以上並べたタンデム圧延設備としても、２台目以降での咬みこみ不良による問題は発生しない。
【００８４】
本発明のタンデム圧延設備は、上ロールチョックに作用する圧延方向力をハウジングウインドウで、下ロールチョックに作用する圧延方向力をプロジェクトブロックで、それぞれしっかり支持するので、さらに、被圧延材の蛇行及びキャンバーを高精度に抑制するための構成を備えることもできる。
【００８５】
一般に、板材の圧延によってキャンバーが生じる原因としては、ロールギャップ設定不良、被圧延材の入側板厚の左右差あるいは変形抵抗の左右差等が挙げられる。いずれの原因の場合でも、最終的には、圧延によって生じる圧延方向の伸び歪に左右差を生じることで、先進率及び後進率が板幅方向に変化し、被圧延材の出側速度及び入側速度に左右差を生じ、キャンバーを生じる。
【００８６】
このとき、例えばキャンバーを生じやすい被圧延材先端部の圧延時は、既に圧延が終了した出側の被圧延材長さは短いので比較的自由な状態で出側速度に左右差を生じるが、入側速度に左右差を生じるためには、入側に存在する被圧延材の全体が水平面内で剛体回転する必要がある。しかし、先端部圧延時は、一般に入側に長い未圧延材が残っているので、被圧延材自身の重量とテーブルローラーとの摩擦によって、上記剛体回転に抗するモーメントが発生する。このモーメントは、圧延機の作業ロールに反力として伝わることになるので、作業ロールチョック部に作用する圧延方向力に左右差を生じることで、最終的には支持されることになる。
【００８７】
被圧延材の蛇行及びキャンバーを抑制するための構成としては、例えば、作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に作業ロールチョックを、圧延機ハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置を備えることができる。
【００８８】
図２に、作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に作業ロールチョックを、圧延機ハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置として、上作業ロール押し付け装置１４−１、及び下作業ロール押し付け装置１４−２を備えたタンデム圧延設備の例を示す。
【００８９】
作業ロールチョックを圧延方向に押しつけた状態で圧延すると、前記したように伸び歪の左右差によって被圧延材から作業ロールにモーメントが作用しても、作業ロールチョックに押さえつける力が作用するので、モーメントが押さえつける力によって減殺される。つまり、作業ロールチョックの圧延方向位置を安定させることができる。その結果、実質的にキャンバー発生のない、あるいは極めてキャンバーの軽微な圧延が実現可能となる。
【００９０】
図２の作業ロール押し付け装置を備えた圧延機の装置構成では、上作業ロール押し付け装置１４−１によって、上作業ロールチョック３−１はハウジングブロックとの接触面に押しつけられ、上作業ロールチョック３−１と圧延機ハウジングウインドウ１２との間に間隙は存在しない。下作業ロールについても同様である。
【００９１】
また、ロール開度を大きくしても、作業ロール押し付け装置と作業ロールとの接触面は十分に確保されている。したがって、被圧延材が作業ロールを通過する時に作業ロールチョックとハウジングウインドウ間のガタつきを生じるという問題、上作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となるという問題が解決され、より安定した通板がもたらされる。ひいては、実質的にキャンバー発生のない、あるいは極めてキャンバーの軽微な圧延が実現可能となる。
【００９２】
作業ロールチョックを、圧延機ハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置には、例えば、油圧装置を用いることができる。
【００９３】
さらに、作業ロールチョックの圧延方向入側と出側のうち、補強ロールを基準として作業ロールをオフセットしている側とは反対側に、作業ロールチョックを圧延方向に押しつけるための装置を備えてもよい。
【００９４】
本発明に用いる圧延機は、作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に荷重検出装置を備えることもできる。入・出側双方の荷重測定値の方向性を考慮して合力を演算することで、入・出側いずれの方向に力が作用していても作業側及び駆動側それぞれのロールチョックに作用する圧延方向力を正確に求めることができる。
【００９５】
図２に示す例では、荷重検出装置として、上ロードセル１３−１、及び下ロードセル１３−２を備えている。
【００９６】
また、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置を備えることにより、キャンバーの原因となる圧延方向の伸び歪の左右差に起因して被圧延材より作業ロールに作用するモーメントを検出することができる。
【００９７】
このモーメントは、キャンバー発生の原因となる伸び歪の左右差が生じたときにのみ発生し、しかも伸び歪差の発生とほぼ同時にモーメントも発生する。よって、圧延方向力の左右差を小さくする方向に、圧延機のロール開度の左右非対称成分、すなわち圧下レベリングを操作することで、キャンバーの発生を未然に防止することができる。
【００９８】
また、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差に基づいて、伸び歪を左右均等化するための圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて圧延機のロール開度を制御する制御装置を配備することにより、伸び歪の左右差の発生を未然に防ぎ、キャンバーのない、あるいは極めてキャンバーの軽微な金属板材を圧延することが可能となる。
【００９９】
この原理は、被圧延材先端部圧延時の次にキャンバーが発生しやすい、被圧延材尾端部の圧延時も同様である。尾端部圧延時は、既に圧延が終了した出側の被圧延材長さが長いので、伸び歪そして先進率の左右差を生じようとしたときに主として出側の被圧延材からこれに抗するモーメントが発生し、これが作業ロールに反力として伝達される。したがって、この場合も作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差を測定・演算することで伸び歪の左右差の発生を検知することができる。このとき、圧延方向力左右差を小さくする方向に圧延機のロール開度の左右非対称成分すなわち圧下レベリングを操作することで、尾端部におけるキャンバーの発生も未然に防止することが可能となる。
【０１００】
下作業ロールチョックに作用する圧延方向力の検出装置及び演算装置は省略してもよい。一般に、伸び歪の左右差に起因して被圧延材から作業ロールに作用するモーメントは、必ずしも上下作業ロールに均等に作用するとは限らない。しかし、その時系列変化挙動については、上下作業ロールで傾向が逆転することはない。したがって、ロール開度を制御する制御装置において適正な制御ゲインを設定することによって、上下どちらか一方の作業ロールに作用する圧延方向力の左右差に基づく良好なキャンバー制御を実現することができる。
【０１０１】
また、ロール開度の左右非対称成分を直接的な制御パラメータとしているが、調質圧延のような極軽圧下圧延の場合には、圧延荷重を目標値として圧延操業を実行することもできる。そのような場合には、制御目標値として圧延荷重の左右差を演算して与えてもよい。すなわち、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差に基づき、これを解消する方向に圧延荷重の左右差の制御量を演算し、これを目標値として圧延荷重制御を実施することで結果的にロール開度の左右非対称成分を制御することになる。
【０１０２】
作業ロールチョックを圧延方向に押しつけた状態で圧延すると、伸び歪の左右差によって被圧延材から作業ロールにモーメントが作用した際、直ちに作業ロールチョックに作用する圧延方向力左右差として検出できる。その結果、応答性及び精度がさらに優れたキャンバー制御システムとすることができる。
【０１０３】
作業ロールチョックを圧延機ハウジングウインドウ１２又はプロジェクトブロックとの接触面に、圧延方向に押しつけるための装置に、荷重検出装置としての機能をもたせてもよい。これにより上作業ロールチョック３−１に作用する圧延方向力の測定の応答性及び精度が高くなる。
【０１０４】
作業ロール押し付け装置は、圧延機入側に配備しても、出側に配備してもよい。
【０１０５】
本発明に用いる圧延機は、さらに、被圧延材のキャンバーを測定する、キャンバー測定装置と、キャンバー測定値に基づいて、圧延方向力の作業側と駆動側の差異の制御目標値を学習する演算装置とを備えてもよい。
【０１０６】
これにより、ロール摩耗等が起因で作業ロールチョックに作用する圧延方向力の差異がシフトした場合でも、このシフトした量をキャンバー実績値に基づく学習により修正し、適切な制御目標値を演算することができる。
【０１０７】
さらに、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の差異、及び制御目標値に基づいて、伸び歪を左右均等化するための圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて圧延機のロール開度を制御する制御装置を配備すれば、伸び歪の左右差の発生を未然に防ぎ、キャンバーのない、あるいは極めてキャンバーの軽微な圧延を行うことが可能となる。
【０１０８】
圧延方向力の作業側と駆動側の差異の制御目標値を学習する演算装置での演算方法は、例えば、特許文献５に開示された方法を用いることができる。
【０１０９】
下作業ロールチョックに作用する圧延方向力の検出装置及び演算装置は省略することもできる。一般に伸び歪の左右差に起因して被圧延材から作業ロールに作用するモーメントは、必ずしも上下作業ロールに均等に作用するとは限らない。しかし、その時系列変化挙動については、上下作業ロールで傾向が逆転することはなく、圧延方向力左右差の零点がシフトする可能性がある。
【０１１０】
この場合も、圧延中又は圧延後の被圧延材のキャンバーを測定し、このキャンバー実績値に基づき、学習した制御目標値を当該パス、次パス、又は次材の圧延に設定することで、圧延方向力左右差のずれを修正できる。その結果、上下どちらか一方の作業ロールに作用する圧延方向力の左右差に基づく良好なキャンバー制御を実現することができる。
【０１１１】
また、１台目のスタンドでもキャンバー発生を抑制することができるので、キャンバー発生による咬みこみ不良を防止することができる。
【０１１２】
本発明に用いる圧延機は、さらに被圧延材の反り、及び、板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を抑制するための構成を備えることができる。
【０１１３】
具体的には、上作業ロール１−１及び下作業ロール１−２を、それぞれ独立の駆動用電動機によって駆動するようにすることができる。以下、図３を用いて説明する。
【０１１４】
上駆動用電動機２１は、上駆動トルク測定値Ｖ２があらかじめ与えられた上駆動トルク目標値Ｖ１となるように計算した上駆動トルク制御量Ｖ３が与えられて制御され、上作業ロール１−１を駆動する。
【０１１５】
下駆動用電動機２２は、下作業ロール回転速度測定値Ｖ５があらかじめ与えられた下作業ロール回転速度目標値Ｖ４となるように計算した下作業ロール回転速度制御量Ｖ６が与えられて制御され、下作業ロール１−２を駆動する。
【０１１６】
すなわち、一方の作業ロールを駆動する電動機はロール回転速度のみを制御して、駆動トルクは制御しない。他方の作業ロールを駆動する電動機は駆動トルクのみを制御して、ロール回転速度は制御しない。
【０１１７】
本発明で用いる圧延機は、このような制御を行う場合でも、従来技術である上作業ロール及びした作業ロールをともにロール回転数制御とする制御と同様の性能を発揮でき、さらに、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を防止することもできる。
【０１１８】
これは、通常の圧延は、圧下率がほぼ一定の状態で圧延するので上下作業ロールの圧延トルクを合計したトルクはほぼ一定となるので、一方の作業ロールの圧延トルクを制御すれば他方の圧延トルクも制御でき、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を防止できるからである。
【０１１９】
すなわち、ロール回転速度のみを制御している他方の作業ロールの圧延トルクもほぼ一定となり、作業ロールと被圧延材とのスリップが０となる中立点の位置もほぼ一定に保たれる。その結果、被圧延材の速度もほぼ一定に保たれる。
【０１２０】
したがって、この制御方法によれば、上下作業ロールの圧延トルクバランスの急激な変化を抑制することができ、被圧延材の反り、うねり、あるいは、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状の発生を抑制することができる。
【０１２１】
この制御方法の一例は、特許文献６に示されている。
【０１２２】
以上説明したように、本発明のタンデム圧延設備に用いる圧延機は、大きなロール開度を取ることができるとともに強力なロールベンディング力が得ることができ、高応答かつ高速な板クラウン・形状制御機能を有する。
【０１２３】
その結果、従来は１台目の圧延機で鋼板形状が乱れることに起因して、２台面の圧延機で咬みこみ不良などが発生することよって実現が困難であった、厚板圧延、及び熱延粗圧延におけるタンデム圧延を可能としたものである。
【０１２４】
また、被圧延材の蛇行及びキャンバーを抑制することも可能であり、さらに、反り、うねり、あるいは、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状の発生を抑制することもできる。
【０１２５】
さらに、１台目のスタンドでも反り、うねり、前波、小波、等の発生を抑制することができるので、反り、うねり、前波、小波、等の発生による、２台目のスタンドでの咬みこみ不良を防止することができる。
【０１２６】
本発明の圧延設備では、高応答かつ高速な板クラウン・形状制御機能を有するので、リバース圧延に用いることも可能である。
【０１２７】
さらに、本発明の圧延設備は、幅広い板厚に対応できるので、熱延粗圧延から仕上圧延まで、本発明のタンデム圧延設備１機で行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明によれば、鋼板の圧延において、幅広い板厚に対応できるタンデム圧延設備を提供できる。よって、鉄鋼産業における鋼板の製造に広く適用でき、産業上の利用可能性は大きい。
【符号の説明】
【０１２９】
１−１ 上作業ロール
１−２ 下作業ロール
２−１ 上補強ロール
２−２ 下補強ロール
３−１ 上作業ロールチョック
３−２ 下作業ロールチョック
４−１ 上補強ロールチョック
４−２ 下補強ロールチョック
５−１ 入側プロジェクトブロック
５−２ 出側プロジェクトブロック
６−１ 入側上インクリースベンディング装置
６−２ 出側上インクリースベンディング装置
６−３ 入側下インクリースベンディング装置
６−４ 出側下インクリースベンディング装置
７−１ 入側上ディクリースベンディング装置
７−２ 出側上ディクリースベンディング装置
７−３ 入側下ディクリースベンディング装置
７−４ 出側下ディクリースベンディング装置
８−１ 入側補強ロールバランス装置
８−２ 出側補強ロールバランス装置
９ 圧延機ハウジング
１０ 被圧延材
１１ 圧下装置
１２ 圧延機ハウジングウインドウ
１３−１ 上ロードセル
１３−２ 下ロードセル
１４−１ 上作業ロール押し付け装置
１４−２ 下作業ロール押し付け装置
２１ 上駆動用電動機
２２ 下駆動用電動機
Ｖ１ 上駆動トルク目標値
Ｖ２ 上駆動トルク測定値
Ｖ３ 上駆動トルク制御量
Ｖ４ 下作業ロール回転速度目標値
Ｖ５ 下作業ロール回転速度測定値
Ｖ６ 下作業ロール回転速度制御量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板材の圧延機であって、高応答性を有し、強力なロールベンディング力を付与できる圧延機に関する。特に、厚板圧延機あるいは薄板熱間圧延の粗圧延機に好適な上下作業ロール間の最大開度を大きく取ることができるとともに、強力なロールベンディング力の付与についても容易に達成できるタンデム圧延設備、及びこれを用いた圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板材の圧延作業においては、圧延板のクラウン及び形状が重要な品質指標となっており、板クラウン・形状制御に関する技術が数多く開示されている。しかしながら、例えば、厚板圧延機あるいは薄板熱間圧延の粗圧延機のように板厚の厚い製品を多パスのリバース圧延で製造する圧延機では、上下作業ロール間の間隙（以下「ロール開度」という）を圧延素材の板厚よりも大きくとる必要があり、このため、板クラウン・形状制御装置には圧延機設備設計上の制約が課せられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数パスで所定の板厚に圧延する厚板圧延において、形状制御装置として作業ロールベンディング装置を用い、前パスでの圧延実績値を基にロールベンディング力を制御する圧延方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されている圧延機は４段圧延機であり、その圧延機形式は、例えば、図７に示す構造である。図７の圧延機にディクリースベンディング装置を配置したのが、図１１に示す圧延機である。両圧延機は、基本的には同じ構造である。すなわち、上作業ロールチョック３−１を上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が保持する形式である。このアーム部に上作業ロール１−１の入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を組み込まれている。このような形式とすることで、大きなロール開度をとることができる。
【０００５】
図７や図１１の圧延機では、下作業ロール１−２の入側下インクリースベンディング装置６−３、及び出側下インクリースベンディング装置６−４は圧延機ハウジング９に繋がるプロジェクトブロックに組み込まれている。これ以外に、同様に大きなロール開度をとることができる圧延機形式として、図８に示すように、上補強ロールチョック４−１、及び下補強ロールチョック４−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、及び下作業ロールチョック３−２を保持する圧延機が存在する。
【０００６】
なお、インクリースベンディング装置とは、ロール開度を大きくする方向の力を作業ロールチョックに与える油圧装置を意味している。インクリースベンディング装置とは、そのアクチュエータである油圧シリンダーを含む装置の総称である。
【０００７】
しかし、本発明では、説明を簡単にするため、インクリースベンディング装置とは、特に断りのない限り、そのアクチュエータである油圧シリンダーを指すものとする。インクリースベンディング装置によって作業ロールに負荷される力をインクリースベンディング力と称する。
【０００８】
一方、ロール開度を小さくする方向の力を作業ロールチョックに与える油圧装置をディクリースベンディング装置、そして、これによって作業ロールに負荷される力をディクリースベンディング力と称する。また、ディクリースベンディング装置とは、そのアクチュエータである油圧シリンダーを含む装置の総称である。
【０００９】
しかし、本発明では、説明を簡単にするため、ディクリースベンディング装置とは、特に断りのない限り、そのアクチュエータである油圧シリンダーを指すものとする。
【００１０】
特許文献２には、例えば、図９に示すような、作業ロールの入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、下作業ロールチョック３−２に組み込まれた薄板圧延用の圧延機が開示されている。
【００１１】
特許文献３には、ロールクロス方式の圧延機が開示されている。この圧延機も、例えば、図９に示すように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、及び下作業ロールチョック３−２に組み込まれている。
【００１２】
特許文献４には、例えば、図１０に示すような、作業ロールシフト機能を有する薄板圧延用の圧延機が開示されている。この圧延機は、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が圧延機ハウジング９と一体の入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に組み込まれている。
【００１３】
なお、特許文献４に開示されている圧延機では、インクリースベンディング装置の油圧シリンダーがロール軸方向に複数個配備され、作業ロールシフト時に偏荷重がかからないように工夫されている。
【００１４】
なお、一般的に厚鋼板の圧延機は、図７、８に示すように、ディクリースベンディング装置がない（例えば、特許文献１参照）。これは、ロール開度が大きいので、ディクリースベンディング装置を設置しても制御範囲が狭く、機械構造を複雑化するだけであるためである。
【００１５】
しかし、本発明に係る圧延機は、広範な厚さの鋼板のクラウン制御に対応できる圧延機にするため、ディクリースベンディング装置を有することを前提としている。図９〜１１は、ディクリースベンディング装置を有する圧延機を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平６−８７０１１号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２０２０５号公報
【特許文献３】特開平６−１９８３０７号公報
【特許文献４】特開平４−５２０１４号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２００４／０８２８６０号明細書
【特許文献６】国際公開ＷＯ２００９／０５７８２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
圧延の生産性を上げるひとつの方法として、圧延機をタンデム式にする方法がある。熱間圧延の仕上圧延においては、タンデム圧延設備は、よく用いられる設備である。
【００１８】
仕上圧延の場合、被圧延材の板厚が薄いので、被圧延材の剛性が低い。そのため、１台目の圧延機を通過した被圧延材は、ガイドやテーブルの誘導に従って通板されやすく、十分な板クラウン・形状制御装置が備わっているので、２台目の圧延機で咬みこむことができ、２台目の圧延機でも圧延することができる。
【００１９】
厚板圧延、及び熱間圧延の粗圧延（以下「熱延粗圧延」という）は、通常、単スタンドのリバース圧延である。これらの圧延をタンデム化した場合、被圧延材をリバースさせる時のロスを低減できるので、生産性を向上させることが可能である。しかしながら、被圧延材は圧延当初、厚いことにより剛性が高いので、蛇行・キャンバーや反り等の通板トラブルが発生するとガイド等による矯正が困難であるため、２台目の圧延機に咬みこむことができない。さらに前記に加え、板厚が薄い領域では、板クラウンを板厚で割ったクラウン比率が圧延前後で一定で圧延されない場合、すなわち、板クラウン・形状制御が十分でない場合、その影響が圧延後の板形状の不良として現れる。このような形状不良が発生した場合は、２台目の圧延機に咬み込み時に被圧延材が折り込まれた状態で圧延される、所謂、絞りと呼ばれる、通板トラブルが生じる。
圧延設備のタンデム化のメリットしては、リバース回数の低減による生産性の向上と、圧延範囲の拡大（板厚の厚いものから薄いものまでの圧延）による前後工程の負荷低減等が挙げられるが、従来の厚板圧延や熱延粗圧延では、上記で述べたような形状不良，蛇行・キャンバーや反りによるトラブルに対する制御能力が十分ではなかったため、圧延機のタンデム化の実現は困難であった。
【００２０】
特許文献１に開示されているような典型的な厚板圧延機（図７）は、ロール開度を大きくとることを最優先として設計されている。すなわち、圧下装置１１によって上下位置が設定・制御される上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が上作業ロールチョック３−１を保持する構造となっている。そして、構造上大きさに制約のある当該アーム部に入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を組み込むため、大容量の油圧シリンダーを組み込むことが困難だからである。このため、強力なロールベンディング力を付与することができない。
【００２１】
例えば、作業ロール直径が８００ｍｍ程度のホットストリップミル仕上圧延機でも２００ｔｆ／ｃｈｏｃｋを超える能力の作業ロールベンディング装置が実用化されている。これに対して、作業ロール直径が１０００ｍｍ程度の厚板圧延機では２００ｔｆ／ｃｈｏｃｋ程度の作業ロールベンディング装置しか実用化されていない。ロール直径の対比から、より大容量のロールベンディング力が必要なことは明白である。
【００２２】
ここで、ロールベンディング効果の指標となるロールたわみは、負荷された曲げモーメントが同じであればロールの断面二次モーメントに反比例する。したがって、作業ロール直径が１０００ｍｍの厚板圧延機のロールベンディング効果は、作業ロール直径が８００ｍｍのホットストリップミル仕上圧延機に比べて約６０％も劣ることになる。
【００２３】
このため、厚板圧延機の板クラウン・形状制御装置としては、ロールクロス機能やロールシフト機能が実用化され活用されている。作業ロールベンディング装置が使用されることはあまりない。しかしながら、ロールクロス機能やロールシフト機能は、圧延中に迅速に設定変更することが困難である。したがって、圧延中の外乱因子を取り除くことが不可能で、タンデム圧延を行うための形状制御としては、不完全と言わざるを得ない。
【００２４】
一方、特許文献２及び３に開示されているような圧延機（図９）のように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、上作業ロールチョック３−１、及び下作業ロールチョック３−２に組み込まれている場合は、油圧シリンダーのストロークを長くとることができる。これによって大きなロール開度を実現できる。さらに、大容量の油圧シリンダーを組み込むことも可能となるので、厚板圧延機でも実用的な作業ロールベンディング効果を期待できる。
【００２５】
一方、上作業ロール１−１、及び下作業ロール１−２は圧延操業による損耗が激しいために定期的なロール組み替えが必要である。そして、組み替え作業の度に、インクリースベンディング装置の油圧配管を着脱しなければならない。これによって、ロール組み替え時間が長くなるだけでなく、配管着脱時には油圧配管内に微小な異物が混入する可能性が高くなる。
【００２６】
このため、この圧延機（図９）では、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができない。また、配管の着脱を容易にするために、柔構造かつ着脱自在な、フレキシブル配管などの油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続しなければならない。また、フレキシブル配管を採用すると、柔構造であるために油圧の変動を吸収緩和することがある。したがって、タンデム圧延を行うために十分な応答性の高いロールベンディング装置とすることが困難となる。
【００２７】
他方、特許文献４に開示されているような圧延機（図１０）では、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２が、それぞれ、圧延機ハウジング９に繋がる入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に組み込まれている。このため、ロール組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。したがって、この圧延機は、応答性の高いロールベンディング装置とすることができる。そのため、ホットストリップミル仕上圧延機に多用されている。
【００２８】
しかしながら、この形式では、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力を支持するのは、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２との接触面である。そのため、圧下装置１１を操作してロール開度を大きくすると、作業ロールの回転中心が該接触面の外側となって上作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となる。その結果、大きなロール開度をとることができない。このため、大きなロール開度が必要な厚板圧延機では、この圧延機が採用されることはほとんどない。
【００２９】
上記のように、ロール開度を大きくとることのできる圧延機において、応答性が高く強力な作業ロールベンディング装置を組み込むことのでき、十分な板クラウン・形状制御ができる圧延機は従来技術では存在しない。
【００３０】
そのため、圧延機を単に２台並べただけではタンデム圧延設備とはなり得ず、厚板圧延や熱延粗圧延に対応できるタンデム圧延設備は、実現できなかった。
【００３１】
本発明は、上記の事情に鑑み、強力なロールベンディング力を付与することにより板クラウン・形状を十分に制御することにより、厚板圧延や熱延粗圧延に対応できるタンデム圧延設備の提供を課題とする。さらには、蛇行、キャンバー、反りの発生を抑制したタンデム圧延設備の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、圧延機ハウジングからその内側方向に突出するプロジェクトブロックを、パスラインに対して下側にシフトし、パスラインに対して上下非対称にするように設置することにより、以下のことが可能となることを見出した。
【００３３】
（ａ）上作業ロールチョックにかかる圧延方向力を常に圧延機ハウジングで受ける構造とできること。これにより、安定して作業ロールチョックを支えることができる。
【００３４】
（ｂ）上記プロジェクトブロックに、上下インクリースベンディング装置を組み込むことができること。これにより、大容量・大ストロークの強力ベンディング装置を備えることができる。
【００３５】
（ｃ）また、インクリースベンディング装置をプロジェクトブロックに組み込むことで、油圧配管を固定化でき、サーボバルブを適用することができること。これにより高応答のインクリースベンディング力の制御が可能となる。また、これらの装置上の発明により、以下の圧延機操業方法が可能となることも見出した。
【００３６】
（ｄ）応答性の低いディクリースベンディング装置であっても、応答性の速いインクリースベンディング装置との協働により、高応答のベンディング力制御が可能となること。これにより、製品品質、圧延歩留が大きく改善される。
【００３７】
（ｅ）これらの結果、厚板圧延、及び熱延粗圧延において、圧延機を２台以上並べたタンデム圧延設備としても、形状不良起因の絞り等の咬みこみトラブルの発生を抑えられるほどの、十分な形状制御が可能となること。その結果、圧延機を２台以上並べたタンデム圧延設備としても、咬みこみ不良等のトラブルの発生を抑えられ、従来適用できなかった厚板圧延、及び熱延粗圧延にもタンデム圧延が適用できるようになること。
【００３８】
（ｆ）さらに、上ロールチョックに作用する圧延方向力がハウジングウインドウで、下ロールチョックに作用する圧延方向力がプロジェクトブロックで、それぞれしっかり支持されるとともに、ロードセルを配備することが容易であるので、圧延方向力の左右差によるキャンバー制御がしやすく、この制御を用いる場合、１スタンド目出側のキャンバーが抑えられるので、キャンバーによる咬みこみ不良を防止することができること。
（ｇ）上記に加え，一方を回転速度制御，他方を圧延トルク制御とする反り制御機能を付与することにより反りの発生が抑制でき、この制御を用いる場合、１スタンド目出側の反りが抑えられるので、反りによる咬みこみ不良を防止することができること。
【００３９】
本発明は、これら知見を基に成されたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
【００４０】
（１）金属板材の圧延機を２台以上連続に配置したタンデム圧延設備において、
前記圧延機は、上下一対の作業ロールとこれらをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを有し、
上下作業ロールにそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロックに配備され、
下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、
上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウインドウと上作業ロールチョックとの接触面によって支持されることを特徴とする金属板材のタンデム圧延設備。
【００４１】
（２）作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に、
該作業ロールチョックを前記圧延機のハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置と、
前記作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に、該作業ロールチョックに作用する圧延方向の力を測定するための荷重検出装置と、
前記荷重検出装置による測定値に基づいて前記作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置と、
該圧延方向力の作業側と駆動側の差異の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、
該ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度を制御する制御装置
を有することを特徴とする前記（１）の金属板材のタンデム圧延設備。
【００４２】
（３）前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、
一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、
他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから被圧延材に加えられる圧延トルクがほぼ一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する
制御手段を備えたことを特徴とする前記（１）又は（２）の金属板材のタンデム圧延設備。
【００４３】
（４）前記上作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーと、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーとが、前記プロジェクトブロック内において平面図上で異なる位置に配備されていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかの金属板材のタンデム圧延設備。
【００４４】
（５）前記上作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、上補強ロールの上補強ロールチョックに配備されていることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかの金属板材のタンデム圧延設備。
【００４５】
（６）前記下作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記下補強ロールの下補強ロールチョック又は前記プロジェクトブロックの下方に設置する第２のプロジェクトブロックに配備されていることを特徴とする前記（５）の金属板材のタンデム圧延設備。
【００４６】
（７）前記（１）〜（６）のいずれかのタンデム圧延設備を用いてリバース圧延することを特徴とする熱間圧延方法。
【発明の効果】
【００４７】
本発明に係るタンデム圧延設備に用いる圧延機は、図４に示すように、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２より上方の圧延機ハウジングウインドウ１２との接触面によって支持する構造である。そのため、大きなロール開度をとることができるとともに、強力なロールベンディング力を得ることができる。
【００４８】
そして、上作業ロール１−１、及び下作業ロール１−２にそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出した出側プロジェクトブロック５−２にそれぞれ配備された構造である。そのため、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。このために、インクリースベンディング装置に、固定油圧配管を介してそれぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができ、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。
【００４９】
したがって、被圧延材の入側板厚や被圧延材の温度等の、圧延中に変動する外乱に対しても良好な板クラウン・形状を造り込むことが可能であるので、圧延機を２台以上並べた場合であっても、２台目以降で咬みこみ不良が生じることが無く、厚板圧延、及び熱延粗圧延に対応したタンデム圧延設備とすることができる。
【００５０】
さらに、作業ロールチョックのサポートが十分なので、圧延方向に作用するロードセルを配備することが容易であり、圧延方向の左右差に基づく蛇行、キャンバー制御機能を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るタンデム圧延設備の構造を示す図である。
【図２】本発明に係るタンデム圧延設備の構造の他の例を示す図である。
【図３】本発明に係るタンデム圧延設備の構造の他の例を示す図である。
【図４】本発明に係るタンデム圧延設備に用いる圧延機の構造を示す図である。
【図５】上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。
【図６】上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。
【図７】従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図８】従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図９】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図１０】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図１１】従来技術に係る薄板圧延用の圧延機の構造を示す図である。
【図１２】本発明に係るタンデム圧延設備に用いる圧延機の構造の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００５３】
図１は、本発明に係るタンデム圧延設備の構造を示す図である。図４は、このタンデム圧延設備に用いる圧延機の構造を示す図である。本発明に係る圧延機は、上作業ロールチョック３−１を介して上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１及び出側上インクリースベンディング装置６−２、並びに、下作業ロールチョック３−２を介して下作業ロール１−２にインクリースベンディング力を負荷する、入側下インクリースベンディング装置６−３及び出側下インクリースベンディング装置６−４が、圧延機ハウジング９の内側に突出した入側プロジェクトブロック５−１及び出側プロジェクトブロック５−２に配備されている。
【００５４】
本発明に係る圧延機では、圧延機の構造設計上の観点、特にロール開度を大きくとるための観点から、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２の位置、及び上作業ロールチョック３−１の形状などについて抜本的に見直し、以下に説明するとおり、図１０に示す従来の圧延機の問題点を解決している。
【００５５】
すなわち、図１０に示す従来形式では、板クラウン・形状制御が必要な領域で大きなロール開度をとることができない。この圧延機は、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２を、被圧延材１０の通過する位置（以下「パスライン」ともいう）に対して、ほぼ上下対称になるように配置している。このため、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２との接触面によって、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力、すなわち、被圧延材１０や上補強ロール２−１等から、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を支持する構造だからである。
【００５６】
この構造では、ロール開度を大きくするにしたがい、上作業ロール１−１の回転中心位置、すなわち、圧延方向力の作用点と上作業ロールチョック３−１が上方に移動し、前記圧延方向力を支持する出側プロジェクトブロック５−２との接触面積が減少する。したがって、ロール開度を大きくするにしたがって、上作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となるので、大きなロール開度をとることができない。
【００５７】
本発明に係る圧延機は、上記の問題点を解決する。本発明に係る圧延機は、図４に示すように、圧延機ハウジング９からその内側方向に突出する入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２を、パスラインに対して下側にシフトした位置に配置する。すなわち、図１０に示す従来の圧延機とは異なり、パスラインに対して上下非対称になるように入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２を配置する。さらに、上作業ロールチョック３−１は、出側プロジェクトブロック５−２と接触して圧延力を支えるのではなく、圧延機ハウジングウインドウ１２に接触して圧延力を支えるようにした。
【００５８】
これにより、本発明に係る圧延機では、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２の上方の圧延機ハウジングウインドウ１２との接触面によって、上作業ロール１−１に作用するオフセット分力等の圧延方向力、すなわち、被圧延材１０や上補強ロール２−１等から上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を支持する。
【００５９】
このような構造にすれば、圧延機上側の圧下装置１１を操作してロール開度を大きくしても、上作業ロールチョック３−１と圧延機ハウジングウインドウ１２とが接触する面積は一切変化しない。したがって、上作業ロールチョック３−１の姿勢は、ロール開度の値にかかわらず常に安定して保持されることになる。
【００６０】
図１０に示すように、上下のインクリースベンディング装置をプロジェクトブロックに配備した圧延機は周知ではある。しかし、図４に示す本発明に係る圧延機は、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２の位置、並びに上作業ロールチョック３−１の形状について抜本的な見直しを行って、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２の上方の圧延機ハウジングウインドウ１２とが接触する接触面で支持する構造としたので、板クラウン・形状制御が必要な領域で大きなロール開度をとることができる。
【００６１】
さらに、本発明に係る圧延機では、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と、下作業ロール１−２にインクリースベンディング力を負荷する入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディング装置６−４を、圧延機ハウジング９の内側に突出した入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に配備している。
【００６２】
そのため、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がなく、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。これは、インクリースベンディング装置を入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に固定された油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができるからである。
【００６３】
被圧延材の板厚が、おおむね１００ｍｍ以下のときは、板クラウン・形状制御が必要である。この場合は、上作業ロール１−１にインクリースベンディング力を負荷する入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を使用してロールバランスをとる。
【００６４】
なお、本発明に係る圧延機において、下作業ロール１−２の胴部に負荷される圧延方向力については、下作業ロールチョック３−２と出側プロジェクトブロック５−２の接触面によって支持される。このため、図４に示す圧延機では、下作業ロールチョック３−２の入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に挟み込まれる部分の高さを大きくしている。
【００６５】
また、ロール開度は、主に上作業ロールチョックを上下に移動させることにより調整するので、下作業ロールチョックの上下の移動量は少ない。そのため、ロール開度が大きくなるにしたがい、下作業ロールの姿勢が不安定になることはない。
【００６６】
図５は、上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す断面平面図である。つまり、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２のパスライン高さの断面図である。
【００６７】
本発明に係る圧延機では、上下のインクリースベンディング装置を、プロジェクトブロックの断面平面図上で互いにずらして配備することが望ましい。例えば、図５に示すように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と、入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディングとを、下作業ロール１−２の軸方向にシフトした位置関係となるように配備することが望ましい。
【００６８】
このようにすれば、上下のインクリースベンディング装置が互いに干渉しない。その結果、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２のストロークを大きくして、板クラウン・形状制御が必要な領域においてさらに大きなロール開度をとることができる。
【００６９】
なお、図５では入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディング装置６−４は入側、出側それぞれ油圧シリンダーを２本としているが、油圧シリンダーを１本として入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と干渉しないように下作業ロール１−２の軸方向に異なる位置に配置することでも同様の効果を得ることができる。
【００７０】
図６も上下のインクリースベンディング装置の配置例を示す透視平面図である。つまり、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２のパスライン高さの断面図である。図５に示すように、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２と、入側下インクリースベンディング装置６−３、出側下インクリースベンディングとを、圧延方向にシフトした位置関係としてもよい。このような配置でも、上下のインクリースベンディング装置は互いに干渉しない。その結果、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２のストロークを大きくして、さらに大きなロール開度をとることができる。
【００７１】
ここまでは、主に解決課題の一つである大きなロール開度を獲得する観点から、本発明に係る圧延機の構造について説明してきた。次に、この構造によれば、もう一つの解決課題である強力なロールベンディング力の付与についても容易に達成できることを説明する。
【００７２】
図７、図８はいずれも従来技術に係る厚板圧延用の圧延機の構造を示す側面図であり、いずれの圧延機もロール開度を大きくとることができる圧延機である。これらの従来の圧延機では、強力なロールベンディング力を付与することができない。
【００７３】
これは、上補強ロールチョック４−１から下方に突出したアーム部に、入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を組み込む構造であるため、大容量及び大ストロークの入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を配備することができないからである。
【００７４】
また、これらの圧延機は、上補強ロールチョックからアーム部を出すため、上ディクリースベンディング装置の設置スペースがロールの軸心に寄る。そのため、上補強ロールチョック４−１の軸受けと干渉するので、大容量・大ストロークの入側上ディクリースベンディング装置７−１、及び出側上ディクリースベンディング装置７−２を配備することができない。
【００７５】
一方、図４に示すように本発明に係る圧延機では、圧延機ハウジング９からその内側方向に突出する入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２に、大容量・大ストロークの入側上インクリースベンディング装置６−１、及び出側上インクリースベンディング装置６−２を配備することができる。
【００７６】
また、本発明に係る圧延機は、上補強ロールチョック４−１には図７、図８、図１１に示すようなアーム部を備えない。このため、上補強ロールチョック４−１の軸受けと干渉しない位置に、大容量・大ストロークの入側上ディクリースベンディング装置７−１、及び出側上ディクリースベンディング装置７−２を配備することができる。これにより、上作業ロール１−１に大きなディクリースベンディング力を負荷することが可能となる。
【００７７】
すなわち、入側プロジェクトブロック５−１、及び出側プロジェクトブロック５−２の位置、並びに上作業ロールチョック３−１の形状について抜本的な見直しを行って、上作業ロール１−１の胴部に負荷される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１と出側プロジェクトブロック５−２との接触面によって支持する構造とした本発明に係る圧延機によれば、大きなロール開度をとることができるとともに、強力なロールベンディング力の付与もできる。
【００７８】
また、作業ロールの組み替え作業の度にインクリースベンディング装置の油圧配管を着脱する必要がない。このために、それぞれのインクリースベンディング装置は、固定油圧配管を介して、それぞれの油圧制御弁に接続することができ、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することができる。したがって、応答性の高いインクリースベンディング装置とすることができる。
【００７９】
ところで、図１１に示す圧延機のように、入側下ディクリースベンディング装置７−３、及び出側下ディクリースベンディング装置７−４を、下補強ロールチョック４−２に配備すると、下補強ロール２−２を組み替える際には、ディクリースベンディング装置の油圧配管を着脱しなければならない。
【００８０】
このため、高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用することは困難であり、油圧配管の着脱を容易にするために、フレキシブル配管を一部に採用しなければならない場合もある。
【００８１】
したがって、固定配管やサーボバルブを採用した場合と比較すると、ロールベンディング装置の応答性は低くならざるを得ない。さらに、着脱時には、油圧配管内に微小な異物が混入する可能性が高い。
【００８２】
これに対し、図１２に示す圧延機によれば、下補強ロール２−２を組み替える際に生じる上記問題を解決することができる。専用のプロジェクトブロックに配備する下ディクリースベンディング装置の油圧配管には高応答油圧制御のためのサーボバルブを採用でき、フレキシブル配管を使用せずに済むからである。このために、下補強ロール２−２の組み替えが容易になるとともに応答性の高いロールベンディング装置とすることができる。
【００８３】
以上説明した圧延機を用いれば、厚板圧延、及び熱延粗圧延においても十分な形状制御が可能となる。したがって、圧延機を２台以上並べたタンデム圧延設備としても、２台目以降での咬みこみ不良による問題は発生しない。
【００８４】
本発明のタンデム圧延設備は、上ロールチョックに作用する圧延方向力をハウジングウインドウで、下ロールチョックに作用する圧延方向力をプロジェクトブロックで、それぞれしっかり支持するので、さらに、被圧延材の蛇行及びキャンバーを高精度に抑制するための構成を備えることもできる。
【００８５】
一般に、板材の圧延によってキャンバーが生じる原因としては、ロールギャップ設定不良、被圧延材の入側板厚の左右差あるいは変形抵抗の左右差等が挙げられる。いずれの原因の場合でも、最終的には、圧延によって生じる圧延方向の伸び歪に左右差を生じることで、先進率及び後進率が板幅方向に変化し、被圧延材の出側速度及び入側速度に左右差を生じ、キャンバーを生じる。
【００８６】
このとき、例えばキャンバーを生じやすい被圧延材先端部の圧延時は、既に圧延が終了した出側の被圧延材長さは短いので比較的自由な状態で出側速度に左右差を生じるが、入側速度に左右差を生じるためには、入側に存在する被圧延材の全体が水平面内で剛体回転する必要がある。しかし、先端部圧延時は、一般に入側に長い未圧延材が残っているので、被圧延材自身の重量とテーブルローラーとの摩擦によって、上記剛体回転に抗するモーメントが発生する。このモーメントは、圧延機の作業ロールに反力として伝わることになるので、作業ロールチョック部に作用する圧延方向力に左右差を生じることで、最終的には支持されることになる。
【００８７】
被圧延材の蛇行及びキャンバーを抑制するための構成としては、例えば、作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に作業ロールチョックを、圧延機ハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置を備えることができる。
【００８８】
図２に、作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に作業ロールチョックを、圧延機ハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置として、上作業ロール押し付け装置１４−１、及び下作業ロール押し付け装置１４−２を備えたタンデム圧延設備の例を示す。
【００８９】
作業ロールチョックを圧延方向に押しつけた状態で圧延すると、前記したように伸び歪の左右差によって被圧延材から作業ロールにモーメントが作用しても、作業ロールチョックに押さえつける力が作用するので、モーメントが押さえつける力によって減殺される。つまり、作業ロールチョックの圧延方向位置を安定させることができる。その結果、実質的にキャンバー発生のない、あるいは極めてキャンバーの軽微な圧延が実現可能となる。
【００９０】
図２の作業ロール押し付け装置を備えた圧延機の装置構成では、上作業ロール押し付け装置１４−１によって、上作業ロールチョック３−１はハウジングブロックとの接触面に押しつけられ、上作業ロールチョック３−１と圧延機ハウジングウインドウ１２との間に間隙は存在しない。下作業ロールについても同様である。
【００９１】
また、ロール開度を大きくしても、作業ロール押し付け装置と作業ロールとの接触面は十分に確保されている。したがって、被圧延材が作業ロールを通過する時に作業ロールチョックとハウジングウインドウ間のガタつきを生じるという問題、上作業ロールチョック３−１の姿勢が不安定となるという問題が解決され、より安定した通板がもたらされる。ひいては、実質的にキャンバー発生のない、あるいは極めてキャンバーの軽微な圧延が実現可能となる。
【００９２】
作業ロールチョックを、圧延機ハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置には、例えば、油圧装置を用いることができる。
【００９３】
さらに、作業ロールチョックの圧延方向入側と出側のうち、補強ロールを基準として作業ロールをオフセットしている側とは反対側に、作業ロールチョックを圧延方向に押しつけるための装置を備えてもよい。
【００９４】
本発明に用いる圧延機は、作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に荷重検出装置を備えることもできる。入・出側双方の荷重測定値の方向性を考慮して合力を演算することで、入・出側いずれの方向に力が作用していても作業側及び駆動側それぞれのロールチョックに作用する圧延方向力を正確に求めることができる。
【００９５】
図２に示す例では、荷重検出装置として、上ロードセル１３−１、及び下ロードセル１３−２を備えている。
【００９６】
また、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置を備えることにより、キャンバーの原因となる圧延方向の伸び歪の左右差に起因して被圧延材より作業ロールに作用するモーメントを検出することができる。
【００９７】
このモーメントは、キャンバー発生の原因となる伸び歪の左右差が生じたときにのみ発生し、しかも伸び歪差の発生とほぼ同時にモーメントも発生する。よって、圧延方向力の左右差を小さくする方向に、圧延機のロール開度の左右非対称成分、すなわち圧下レベリングを操作することで、キャンバーの発生を未然に防止することができる。
【００９８】
また、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差に基づいて、伸び歪を左右均等化するための圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて圧延機のロール開度を制御する制御装置を配備することにより、伸び歪の左右差の発生を未然に防ぎ、キャンバーのない、あるいは極めてキャンバーの軽微な金属板材を圧延することが可能となる。
【００９９】
この原理は、被圧延材先端部圧延時の次にキャンバーが発生しやすい、被圧延材尾端部の圧延時も同様である。尾端部圧延時は、既に圧延が終了した出側の被圧延材長さが長いので、伸び歪そして先進率の左右差を生じようとしたときに主として出側の被圧延材からこれに抗するモーメントが発生し、これが作業ロールに反力として伝達される。したがって、この場合も作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差を測定・演算することで伸び歪の左右差の発生を検知することができる。このとき、圧延方向力左右差を小さくする方向に圧延機のロール開度の左右非対称成分すなわち圧下レベリングを操作することで、尾端部におけるキャンバーの発生も未然に防止することが可能となる。
【０１００】
下作業ロールチョックに作用する圧延方向力の検出装置及び演算装置は省略してもよい。一般に、伸び歪の左右差に起因して被圧延材から作業ロールに作用するモーメントは、必ずしも上下作業ロールに均等に作用するとは限らない。しかし、その時系列変化挙動については、上下作業ロールで傾向が逆転することはない。したがって、ロール開度を制御する制御装置において適正な制御ゲインを設定することによって、上下どちらか一方の作業ロールに作用する圧延方向力の左右差に基づく良好なキャンバー制御を実現することができる。
【０１０１】
また、ロール開度の左右非対称成分を直接的な制御パラメータとしているが、調質圧延のような極軽圧下圧延の場合には、圧延荷重を目標値として圧延操業を実行することもできる。そのような場合には、制御目標値として圧延荷重の左右差を演算して与えてもよい。すなわち、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差に基づき、これを解消する方向に圧延荷重の左右差の制御量を演算し、これを目標値として圧延荷重制御を実施することで結果的にロール開度の左右非対称成分を制御することになる。
【０１０２】
作業ロールチョックを圧延方向に押しつけた状態で圧延すると、伸び歪の左右差によって被圧延材から作業ロールにモーメントが作用した際、直ちに作業ロールチョックに作用する圧延方向力左右差として検出できる。その結果、応答性及び精度がさらに優れたキャンバー制御システムとすることができる。
【０１０３】
作業ロールチョックを圧延機ハウジングウインドウ１２又はプロジェクトブロックとの接触面に、圧延方向に押しつけるための装置に、荷重検出装置としての機能をもたせてもよい。これにより上作業ロールチョック３−１に作用する圧延方向力の測定の応答性及び精度が高くなる。
【０１０４】
作業ロール押し付け装置は、圧延機入側に配備しても、出側に配備してもよい。
【０１０５】
本発明に用いる圧延機は、さらに、被圧延材のキャンバーを測定する、キャンバー測定装置と、キャンバー測定値に基づいて、圧延方向力の作業側と駆動側の差異の制御目標値を学習する演算装置とを備えてもよい。
【０１０６】
これにより、ロール摩耗等が起因で作業ロールチョックに作用する圧延方向力の差異がシフトした場合でも、このシフトした量をキャンバー実績値に基づく学習により修正し、適切な制御目標値を演算することができる。
【０１０７】
さらに、作業ロールチョックに作用する圧延方向力の差異、及び制御目標値に基づいて、伸び歪を左右均等化するための圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて圧延機のロール開度を制御する制御装置を配備すれば、伸び歪の左右差の発生を未然に防ぎ、キャンバーのない、あるいは極めてキャンバーの軽微な圧延を行うことが可能となる。
【０１０８】
圧延方向力の作業側と駆動側の差異の制御目標値を学習する演算装置での演算方法は、例えば、特許文献５に開示された方法を用いることができる。
【０１０９】
下作業ロールチョックに作用する圧延方向力の検出装置及び演算装置は省略することもできる。一般に伸び歪の左右差に起因して被圧延材から作業ロールに作用するモーメントは、必ずしも上下作業ロールに均等に作用するとは限らない。しかし、その時系列変化挙動については、上下作業ロールで傾向が逆転することはなく、圧延方向力左右差の零点がシフトする可能性がある。
【０１１０】
この場合も、圧延中又は圧延後の被圧延材のキャンバーを測定し、このキャンバー実績値に基づき、学習した制御目標値を当該パス、次パス、又は次材の圧延に設定することで、圧延方向力左右差のずれを修正できる。その結果、上下どちらか一方の作業ロールに作用する圧延方向力の左右差に基づく良好なキャンバー制御を実現することができる。
【０１１１】
また、１台目のスタンドでもキャンバー発生を抑制することができるので、キャンバー発生による咬みこみ不良を防止することができる。
【０１１２】
本発明に用いる圧延機は、さらに被圧延材の反り、及び、板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を抑制するための構成を備えることができる。
【０１１３】
具体的には、上作業ロール１−１及び下作業ロール１−２を、それぞれ独立の駆動用電動機によって駆動するようにすることができる。以下、図３を用いて説明する。
【０１１４】
上駆動用電動機２１は、上駆動トルク測定値Ｖ２があらかじめ与えられた上駆動トルク目標値Ｖ１となるように計算した上駆動トルク制御量Ｖ３が与えられて制御され、上作業ロール１−１を駆動する。
【０１１５】
下駆動用電動機２２は、下作業ロール回転速度測定値Ｖ５があらかじめ与えられた下作業ロール回転速度目標値Ｖ４となるように計算した下作業ロール回転速度制御量Ｖ６が与えられて制御され、下作業ロール１−２を駆動する。
【０１１６】
すなわち、一方の作業ロールを駆動する電動機はロール回転速度のみを制御して、駆動トルクは制御しない。他方の作業ロールを駆動する電動機は駆動トルクのみを制御して、ロール回転速度は制御しない。
【０１１７】
本発明で用いる圧延機は、このような制御を行う場合でも、従来技術である上作業ロール及びした作業ロールをともにロール回転数制御とする制御と同様の性能を発揮でき、さらに、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を防止することもできる。
【０１１８】
これは、通常の圧延は、圧下率がほぼ一定の状態で圧延するので上下作業ロールの圧延トルクを合計したトルクはほぼ一定となるので、一方の作業ロールの圧延トルクを制御すれば他方の圧延トルクも制御でき、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を防止できるからである。
【０１１９】
すなわち、ロール回転速度のみを制御している他方の作業ロールの圧延トルクもほぼ一定となり、作業ロールと被圧延材とのスリップが０となる中立点の位置もほぼ一定に保たれる。その結果、被圧延材の速度もほぼ一定に保たれる。
【０１２０】
したがって、この制御方法によれば、上下作業ロールの圧延トルクバランスの急激な変化を抑制することができ、被圧延材の反り、うねり、あるいは、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状の発生を抑制することができる。
【０１２１】
この制御方法の一例は、特許文献６に示されている。
【０１２２】
以上説明したように、本発明のタンデム圧延設備に用いる圧延機は、大きなロール開度を取ることができるとともに強力なロールベンディング力が得ることができ、高応答かつ高速な板クラウン・形状制御機能を有する。
【０１２３】
その結果、従来は１台目の圧延機で鋼板形状が乱れることに起因して、２台面の圧延機で咬みこみ不良などが発生することよって実現が困難であった、厚板圧延、及び熱延粗圧延におけるタンデム圧延を可能としたものである。
【０１２４】
また、被圧延材の蛇行及びキャンバーを抑制することも可能であり、さらに、反り、うねり、あるいは、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状の発生を抑制することもできる。
【０１２５】
さらに、１台目のスタンドでも反り、うねり、前波、小波、等の発生を抑制することができるので、反り、うねり、前波、小波、等の発生による、２台目のスタンドでの咬みこみ不良を防止することができる。
【０１２６】
本発明の圧延設備では、高応答かつ高速な板クラウン・形状制御機能を有するので、リバース圧延に用いることも可能である。
【０１２７】
さらに、本発明の圧延設備は、幅広い板厚に対応できるので、熱延粗圧延から仕上圧延まで、本発明のタンデム圧延設備１機で行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明によれば、鋼板の圧延において、幅広い板厚に対応できるタンデム圧延設備を提供できる。よって、鉄鋼産業における鋼板の製造に広く適用でき、産業上の利用可能性は大きい。
【符号の説明】
【０１２９】
１−１ 上作業ロール
１−２ 下作業ロール
２−１ 上補強ロール
２−２ 下補強ロール
３−１ 上作業ロールチョック
３−２ 下作業ロールチョック
４−１ 上補強ロールチョック
４−２ 下補強ロールチョック
５−１ 入側プロジェクトブロック
５−２ 出側プロジェクトブロック
６−１ 入側上インクリースベンディング装置
６−２ 出側上インクリースベンディング装置
６−３ 入側下インクリースベンディング装置
６−４ 出側下インクリースベンディング装置
７−１ 入側上ディクリースベンディング装置
７−２ 出側上ディクリースベンディング装置
７−３ 入側下ディクリースベンディング装置
７−４ 出側下ディクリースベンディング装置
８−１ 入側補強ロールバランス装置
８−２ 出側補強ロールバランス装置
９ 圧延機ハウジング
１０ 被圧延材
１１ 圧下装置
１２ 圧延機ハウジングウインドウ
１３−１ 上ロードセル
１３−２ 下ロードセル
１４−１ 上作業ロール押し付け装置
１４−２ 下作業ロール押し付け装置
２１ 上駆動用電動機
２２ 下駆動用電動機
Ｖ１ 上駆動トルク目標値
Ｖ２ 上駆動トルク測定値
Ｖ３ 上駆動トルク制御量
Ｖ４ 下作業ロール回転速度目標値
Ｖ５ 下作業ロール回転速度測定値
Ｖ６ 下作業ロール回転速度制御量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材の圧延機を２台以上連続に配置したタンデム圧延設備において、
前記圧延機は、上下一対の作業ロールとこれらをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを有し、
上下作業ロールにそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロックに配備され、
下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、
上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウインドウと上作業ロールチョックとの接触面によって支持される
ことを特徴とする金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項２】
作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に、
該作業ロールチョックを前記圧延機のハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置と、
前記作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に、該作業ロールチョックに作用する圧延方向の力を測定するための荷重検出装置と、
前記荷重検出装置による測定値に基づいて前記作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置と、
該圧延方向力の作業側と駆動側の差異の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、
該ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度を制御する制御装置
を有することを特徴とする請求項１に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項３】
前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、
一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、
他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから被圧延材に加えられる圧延トルクがほぼ一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する
制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項４】
前記上作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーと、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーとが、前記プロジェクトブロック内において平面図上で異なる位置に配備されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項５】
前記上作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記上補強ロールの上補強ロールチョックに配備されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項６】
前記下作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記下補強ロールの下補強ロールチョック又は前記プロジェクトブロックの下方に設置する第２のプロジェクトブロックに配備されていることを特徴とする請求項５に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のタンデム圧延設備を用いてリバース圧延することを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項１】
金属板材の圧延機を２台以上連続に配置したタンデム圧延設備において、
前記圧延機は、上下一対の作業ロールとこれらをそれぞれ支持する上下一対の補強ロールを有し、
上下作業ロールにそれぞれインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、圧延機ハウジングの内側に突出したプロジェクトブロックに配備され、
下作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックと下作業ロールチョックとの接触面によって支持され、
上作業ロールの胴部に負荷される圧延方向力が、前記プロジェクトブロックの上方に位置する圧延機ハウジングウインドウと上作業ロールチョックとの接触面によって支持される
ことを特徴とする金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項２】
作業ロールチョックの圧延方向入側、出側のいずれか一方に、
該作業ロールチョックを前記圧延機のハウジングウインドウ又はプロジェクトブロックとの接触面に圧延方向に押しつけるための装置と、
前記作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に、該作業ロールチョックに作用する圧延方向の力を測定するための荷重検出装置と、
前記荷重検出装置による測定値に基づいて前記作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置と、
該圧延方向力の作業側と駆動側の差異の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度の左右非対称成分制御量を演算する演算装置と、
該ロール開度の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて前記圧延機のロール開度を制御する制御装置
を有することを特徴とする請求項１に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項３】
前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、
一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、
他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから被圧延材に加えられる圧延トルクがほぼ一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する
制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項４】
前記上作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーと、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーとが、前記プロジェクトブロック内において平面図上で異なる位置に配備されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項５】
前記上作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記上補強ロールの上補強ロールチョックに配備されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項６】
前記下作業ロールにディクリースベンディング力を負荷する油圧シリンダーが、前記下補強ロールの下補強ロールチョック又は前記プロジェクトブロックの下方に設置する第２のプロジェクトブロックに配備されていることを特徴とする請求項５に記載の金属板材のタンデム圧延設備。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のタンデム圧延設備を用いてリバース圧延する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６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２００７６３（Ｐ２０１２−２００７６３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６７７９３（Ｐ２０１１−６７７９３）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
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