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技術 連続圧延機における圧延材尾端部の蛇行防止装置

出願人 JFEエンジニアリング株式会社
発明者 三宅勝村田早登史升田貞和東祥三
出願日 1997年10月2日 (23年2ヶ月経過) 出願番号 1997-269707
公開日 1999年4月20日 (21年8ヶ月経過) 公開番号 1999-104728
状態 特許登録済
技術分野 ウエブの整合,緊張,案内,ローラ 圧延材の移送 圧延の制御
主要キーワード 陥没状態 入側直近 バレル端 蛇行抑制 回転拘束 ルーパーロール 上反り 下反り
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年4月20日)のものです。
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図面 (8)

課題

複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続的に圧延する際に、圧延材が圧延機から離脱する圧延材尾端部の尻抜け時に生ずる蛇行を防止する。

解決手段

連続圧延機列における最終圧延機4の入側および出側の各々に、圧延材3をその上方および下方から挟持する上部水平ロール1および下部水平ロール2が少なくとも3本設けられており、この水平ロール1、2によって圧延材を2ヵ所以上で挟持することにより、圧延材尾端部の蛇行を防止する。

概要

背景

複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材連続圧延する際、特に、熱間仕上圧延機における鋼帯の連続圧延などにおいて、圧延材の尾端部は、最終圧延機を抜けた瞬間に幅方向拘束力から開放されるため、一方向に大きく蛇行しやすくなる。

圧延材および圧延機の状態によっては、圧延材尾端部の急激な蛇行は、サイドガイド衝突するほど過大になって、圧延材尾端部が二重また三重に折り込まれながら圧延機にかみ込む、いわゆる”絞り込み”現象が生じ、圧延ロールの損傷および製品表面性状の劣化生産性の低下などのトラブルを招いていた。

このような、圧延中における圧延材の蛇行を防止する方法として、一般に、圧延機の操作側駆動側における圧延荷重の差を検出し、圧延機のレベリングを制御する差荷重方式蛇行制御方法(以下、先行技術1という)や、圧延機の入側において圧延材の蛇行挙動センサによって検知し、圧延機のレベリングを制御するセンサ方式蛇行制御方法(以下、先行技術2という)が知られている。

また、特開昭62−40928号公報には、複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続圧延する場合に、図6に示すように、圧延機4の入側にルーパー6およびピンチロール7を設け、ルーパー6の先端に取り付けられたルーパーロール6aとピンチロール7とによって圧延材3を圧接することにより蛇行を防止する方法(以下、先行技術3という)が開示されている。

更に、特開平8−10381号公報には、図7に示すように、圧延機4の入側に少なくとも3本の水平ロール1、2を設け、水平ロール1、2によって圧延材3を少なくとも2ケ所以上で挟持することにより蛇行を防止する方法(以下、先行技術4という)が開示されている。

概要

複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続的に圧延する際に、圧延材が圧延機から離脱する圧延材尾端部の尻抜け時に生ずる蛇行を防止する。

連続圧延機列における最終圧延機4の入側および出側の各々に、圧延材3をその上方および下方から挟持する上部水平ロール1および下部水平ロール2が少なくとも3本設けられており、この水平ロール1、2によって圧延材を2ヵ所以上で挟持することにより、圧延材尾端部の蛇行を防止する。

目的

従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続圧延する際に、圧延材が圧延機から離脱する圧延材尾端部の尻抜け時に生ずる蛇行を適確に防止するための装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

複数の圧延機からなる連続圧延機列における最終圧延機の入側および出側の各々に、圧延材をその上方および下方から挟持するロールが設けられていることを特徴とする、連続圧延機における圧延材尾端部の蛇行防止装置

請求項2

前記圧延材を、その上方および下方から挟持するロールは、少なくとも3本の水平ロールからなっており、前記3本の水平ロールによって、前記圧延材を2ヵ所以上で挟持する請求項1記載の蛇行防止装置。

請求項3

前記圧延材を、その上方および下方から挟持する3本の水平ロールのうち、少なくとも1本の水平ロールのバレル長が前記圧延材の幅よりも短い、請求項2記載の蛇行防止装置。

技術分野

0001

この発明は、複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材連続圧延する際に、圧延材尾端部に生ずる蛇行を防止するための装置に関するものであり、特に、熱間仕上圧延機により鋼帯を熱間仕上圧延する際に、圧延される鋼帯尾端部の尻抜け時に生ずる蛇行を防止するための装置に関するものである。

背景技術

0002

複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続圧延する際、特に、熱間仕上圧延機における鋼帯の連続圧延などにおいて、圧延材の尾端部は、最終圧延機を抜けた瞬間に幅方向拘束力から開放されるため、一方向に大きく蛇行しやすくなる。

0003

圧延材および圧延機の状態によっては、圧延材尾端部の急激な蛇行は、サイドガイド衝突するほど過大になって、圧延材尾端部が二重また三重に折り込まれながら圧延機にかみ込む、いわゆる”絞り込み”現象が生じ、圧延ロールの損傷および製品表面性状の劣化生産性の低下などのトラブルを招いていた。

0004

このような、圧延中における圧延材の蛇行を防止する方法として、一般に、圧延機の操作側駆動側における圧延荷重の差を検出し、圧延機のレベリングを制御する差荷重方式蛇行制御方法(以下、先行技術1という)や、圧延機の入側において圧延材の蛇行挙動センサによって検知し、圧延機のレベリングを制御するセンサ方式蛇行制御方法(以下、先行技術2という)が知られている。

0005

また、特開昭62−40928号公報には、複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続圧延する場合に、図6に示すように、圧延機4の入側にルーパー6およびピンチロール7を設け、ルーパー6の先端に取り付けられたルーパーロール6aとピンチロール7とによって圧延材3を圧接することにより蛇行を防止する方法(以下、先行技術3という)が開示されている。

0006

更に、特開平8−10381号公報には、図7に示すように、圧延機4の入側に少なくとも3本の水平ロール1、2を設け、水平ロール1、2によって圧延材3を少なくとも2ケ所以上で挟持することにより蛇行を防止する方法(以下、先行技術4という)が開示されている。

発明が解決しようとする課題

0007

先行技術1および2には、次のような問題がある。
(1) 複数の圧延機からなる連続熱間仕上圧延機において、鋼帯の尾端部が最終圧延機の前段の圧延機を抜けてから最終圧延機を通過するまでの時間は、圧延材の板厚が1.6mm以下の場合に約0.5秒の短時間であり、このような短時間では制御信号に対し応答することができない。
(2) 圧延材尾端部の平面形状が圧延材の幅方向に対して非対称の場合には、正確な蛇行量を検出することができない。
(3) 積極的にレベリングを変化させるので、自スタンド以降の圧延機における通板性に大きな影響を及ぼす。

0008

先行技術3には、次のような問題がある。
(1)ピンチロールと圧延材とは、1ヵ所で線接触されているだけであるので、圧延材の幅方向の拘束力が弱く、蛇行を完全に防止することはできない。
(2) 装置を圧延機間に設置するための剛性が大きくできず、圧延材後端部分の形状によっては、ピンチロール(押えロール)のレベリングが変化して、圧延材の蛇行を助長することがある。

0009

先行技術4には、次のような問題がある。
(1)最終圧延機以外の圧延機では、圧延機出側における圧延材の回転が次の圧延機によって拘束されているので、蛇行防止効果は大きいが、圧延機出側での幅方向拘束力が小さい最終圧延機では、他の圧延機に比べて蛇行防止効果が小さい。

0010

従って、この発明の目的は、上述した問題を解決し、複数の圧延機からなる連続圧延機列によって圧延材を連続圧延する際に、圧延材が圧延機から離脱する圧延材尾端部の尻抜け時に生ずる蛇行を適確に防止するための装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0011

この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであって、請求項1に記載の発明は、複数の圧延機からなる連続圧延機列における最終圧延機の入側および出側の各々に、圧延材をその上方および下方から挟持するロールが設けられていることに特徴を有するものである。

0012

請求項2に記載の発明は、前記圧延材をその上方および下方から挟持するロールは、少なくとも3本の水平ロールからなっており、前記少なくとも3本の水平ロールによって、前記圧延材を2ヵ所以上で挟持することに特徴を有するものである。

0013

請求項3に記載の発明は、前記圧延材をその上方および下方から挟持するロールのうち、少なくとも1本の水平ロールのバレル長が、前記圧延材の幅よりも短いことに特徴を有するものである。

0014

この発明の装置においては、上述したように、複数の圧延機からなる連続圧延機列における最終圧延機の入側および出側の各々に、圧延材をその上方および下方から挟持するロールが設けられ、圧延材は、このロールによって少なくとも2ヵ所で挟持される。その結果、圧延材と水平ロールとは、少なくとも2ヵ所で面接触する状態になり、圧延材の幅方向拘束力が著しく増大する結果、圧延材の尾端部尻抜け時における急激な蛇行を防止することができる。

0015

連続圧延機列の中間圧延機において、非対称圧延により引き起こされる圧延材の回転は、当該圧延機の前後に配置された圧延機によって拘束され、これによって発生するモーメントにより、当該圧延機のロールバイト入口および出口面に、付加的圧延方向応力分布が生ずる。この付加的圧延方向応力分布は、境界条件として作用し、ロールバイト内部での圧延圧力分布を変化させる結果、圧延材の蛇行を修正する方向に、圧延機の変形を引き起こす。通常、圧延材の先端部および後端部を除く定常部において、圧延材の蛇行が過大にならないのは、前後の圧延機による圧延材拘束効果が大きいためである。

0016

最終圧延機を除く圧延機の入側に、圧延材をその上方および下方から挟持する少なくとも3本の水平ロールからなる蛇行防止装置を配置すれば、圧延材尾端部の蛇行を防止することができる。しかしながら、最終圧延機の出側における圧延材は、下流側遠方ダウンコイラーによって巻き取られるのみであるから、圧延材の回転拘束効果は殆どなく、前述した蛇行修正のための付加的圧延方向応力分布は生じない。

0017

そこで、最終圧延機の入側および出側の各々に、圧延材をその上方および下方から挟持する上部水平ロールと下部水平ロールとからなる蛇行防止装置を配置し、圧延材の先端部が蛇行防止装置を通過した時点、または、当該圧延機より上流の圧延機における圧延荷重切り信号が発生した時点で、圧延材を上部水平ロールおよび下部水平ロールによって挟持させれば、最終圧延機においても蛇行修正のために必要なモーメントを発生させることができる。

0018

蛇行防止装置の上部水平ロールおよび下部水平ロールのうちの少なくとも1本のロールのバレル長を、圧延材の幅よりも狭くすれば、当該ロールによる圧延材の挟持時において、板幅中央部が水平ロールに押し込まれて陥没状態になり、水平ロールのエッジ部が圧延材に引っ掛かる状態になるため、圧延材の幅方向の動きを抑制する効果が大きくなる。

発明を実施するための最良の形態

0019

次に、この発明の連続圧延機における圧延材尾端部の蛇行防止装置を、図面を参照しながら説明する。図1は、この発明の装置の第1実施態様を示す概略側面図、図2はその概略平面図である。図面に示すように、連続圧延機列における最終圧延機4の入側および出側の各々に、この発明の蛇行防止装置A、A′が設けられている。

0020

蛇行防止装置A、A′は、圧延材3の上面側に配置された1本の上部水平ロール1,1′と、上部水平ロール1,1′と対向し、圧延材3を挟むようにその下面側に配置された2本の下部水平ロール2,2′とからなっている。上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′は、駆動機構5、5′によって上下方向に移動可能になっており、各ロールのバレル長は、圧延材3の板幅よりも長い。上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′は、駆動でも無駆動でもよい。6は、上部水平ロール1,1′に取り付けられたロードセルであって、押さえ力の設定を変える場合などに有効である。

0021

次に、この発明の装置の作動について説明する。圧延材3の先端部には、上反りまたは下反りの生じていることがあり、これによって蛇行防止装置に損傷が生ずることを回避するために、圧延材3の先端部が出側蛇行防止装置A′を通過する以前においては、上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′を、圧延材3に対し、それぞれ上下に開いた状態となして圧延材3から退避させておく。

0022

圧延材3の先端部が出側蛇行防止装置A′を通過した時点、または、当該圧延機4よりも上流の圧延機における圧延荷重切り信号が発生した時点で、駆動機構5、5′により、上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′をそれぞれ閉方向に移動させる。その結果、圧延材3と上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′とは2カ所で面接触することになり、圧延材の幅方向拘束力は著しく増大して、圧延材尾端部の蛇行が適確に防止される。

0023

また、圧延機4の入側および出側の各々に配置された蛇行防止装置A,A′により圧延材3が挟持されることによって、付加的圧延方向応力を発生させることができ、これによって、圧延機の変形による圧延材尾端部の急激な蛇行を防止することができる。

0024

なお、各水平ロールの表面粗さは、圧延材に疵をつけない限り粗い方が好ましく、また、圧延材が通過しない水平ロールの端部は、機械加工によって極度摩擦係数を増加させておくことが、より効果的である。

0025

図3は、この発明の第2実施態様の装置を示す概略平面図である。上述した第1実施態様の装置においては、上部水平ロール1、1′および下部水平ロール2、2′のバレル長は、圧延材3の板幅よりも長いが、第2実施態様の装置においては、最終圧延機4の入側および出側の各々に設けられた蛇行防止装置A、A′の上部水平ロール1、1′のバレル長は、圧延材3の板幅よりも短く、下部水平ロール2、2′のバレル長は、圧延材3の板幅よりも長くなっている。各水平ロールが、駆動機構5、5′によって上下方向に移動可能になっていることは、第1実施態様の装置と同様である。

0026

上部水平ロール1、1′のバレル端は、圧延材を挟持するときに圧延材表面に擦り疵が生じないようにするために、R面取り加工を施しておくことが望ましい。また、上部水平ロール1、1′は、蛇行防止の観点からは駆動回転でも無駆動回転でもよいが、圧延材に表面疵を発生させないという観点から、圧延材の移動速度に同期させて駆動回転させることが好ましい。

0027

前述したように、圧延材3の先端部が出側蛇行防止装置A′を通過する以前においては、各水平ロールをそれぞれ上下に開いた状態で圧延材3から退避させておき、圧延材3の先端部が出側蛇行防止装置A′を通過した時点、または、当該圧延機4よりも上流の圧延機の圧延荷重切り信号が発生した時点で、駆動機構5、5′により、各水平ロールをそれぞれ閉方向に移動させる。

0028

その結果、圧延材3の上面に配置された圧延材板幅よりも短いバレル長を有する上部水平ロール1、1′と、圧延材3の下面に配置された2本の下部水平ロール2、2′とによって、圧延材3は2カ所で面接触することになり、且つ、上部水平ロール1、1′は、圧延材3の中央部に陥没する状態になるために、圧延材の幅方向拘束力が著しく増大する。従って、圧延材尾端部の蛇行を適確に防止することができる。

0029

また、圧延機4の入側および出側の各々に配置された蛇行防止装置A,A′によって圧延材3が挟持されていることにより、付加的圧延方向応力を発生させることができ、これによって、圧延機の変形による圧延材尾端部の急激な蛇行を防止することができることは前述した通りである。

0030

図4は、この発明の第3実施態様の装置を示す概略平面図である。この実施態様においては、最終圧延機4の入側および出側の各々に設けられた蛇行防止装置A,A′の上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′のバレル長は、何れも圧延材3の板幅よりも短くなっている。各水平ロールは、駆動機構5、5′によって上下方向に移動可能になっていることは前述した通りである。

0031

なお、上部水平ロール1、1′および下部水平ロール2,2′のバレル端は、圧延材を挟持するときに圧延材表面に擦り疵が発生しないようにするために、R面取り加工を施しておくことが望ましい。また、上部水平ロール1,1′および下部水平ロール2,2′は、蛇行防止の観点から駆動回転でも無駆動回転でもよいが、圧延材に表面疵を発生させないという観点からは、圧延材の移動速度に同期させて駆動回転させることが好ましい。

0032

前述したように、圧延材3の先端部が出側蛇行防止装置A′を通過する以前においては、各水平ロールをそれぞれ上下に開いた状態で圧延材3から退避させておき、圧延材3の先端部が出側蛇行防止装置A′を通過した時点、または、当該圧延機4より上流の圧延機の圧延荷重切り信号が発生した時点で、駆動機構5、5′により、各水平ロールをそれぞれ閉方向に移動させる。

0033

その結果、圧延材3の上面に配置された圧延材板幅よりも短いバレル長を有する上部水平ロール1、1′と、同じく圧延材板幅よりも短いバレル長を有する2本の下部水平ロール2、2′とにより、圧延材3は2カ所で面接触することになり、且つ、上部水平ロール1、1′および下部水平ロール2,2′は、圧延材3の中央部に陥没する状態になるために、圧延材の幅方向拘束力が著しく増大する。従って、圧延材尾端部の蛇行を適確に防止することができる。

0034

また、圧延機4の入側および出側の各々に配置された蛇行防止装置A,A′によって圧延材3が挟持されていることにより、付加的圧延方向応力を発生させることができ、これによって、圧延機の変形による圧延材尾端部の急激な蛇行を防止することができることは前述した通りである。

0035

図5は、最終圧延機における圧延ロールの平行度故意にずらして蛇行発生要因を与え、圧延材である鋼帯の板幅よりも短いバレル長を有する上部水平ロール1、1′および下部水平ロール2,2′からなる本発明の第3実施態様の蛇行防止装置を配置して、鋼帯を熱間仕上圧延したときの蛇行量と、図6および図7に示した従来の蛇行防止装置を配置して、上記と同じ鋼帯を同じ圧延スケジュールで熱間仕上圧延を行ったときの蛇行量とを比較して示したグラフである。

0036

図5から明らかなように、本発明の、圧延材板幅よりも短いパレル長を有する上部水平ロール1、1′および下部水平ロール2,2′からなる蛇行防止装置を配置し、圧延材を挟持した場合には、最終圧延機直前における圧延材の蛇行量は極端に減少してほぼ0に近い状態であり、従来の蛇行防止装置を配置した場合に比べて優れた蛇行防止効果が得られた。

0037

本発明の装置を使用した場合には、圧延材後端部の形状が、圧延機の駆動側に延びた左右非対称の場合においても、折れ込み事故は生せず、この点からも、本発明の装置による蛇行抑制効果の大きいことがわかる。なお、圧延材の尾端部が圧延機の入側に配置された蛇行防止装置を通過した後においては、蛇行抑制効果は働かないが、圧延材の蛇行は、その時点の蛇行量に伴って拡大していく発散系の現象であり、蛇行防止装置によりロールバイト入側直近まで圧延材の蛇行が抑制されていることで、圧延材尾端部が圧延機入側の蛇行拘束装置を抜けた後の蛇行量を非常に小さく抑えることができる。

発明の効果

0038

以上述べたように、この発明によれば、連続圧延機によって圧延材を連続的に圧延する際に、圧延材が圧延機から離脱する圧延材尾端部の尻抜け時に生ずる蛇行を適確に防止することができる、工業上有用な効果がもたらされる。

図面の簡単な説明

0039

図1この発明の装置の第1実施態様を示す概略側面図である。
図2この発明の装置の第1実施態様を示す概略平面図である。
図3この発明の装置の第2実施態様を示す概略平面図である。
図4この発明の装置の第3実施態様を示す概略平面図である。
図5この発明の装置および従来の装置によって圧延材を熱間仕上圧延したときの蛇行量を比較して示したグラフである。
図6従来の蛇行防止装置を示す概略側面図である。
図7従来の他の蛇行防止装置を示す概略側面図である。

--

0040

1上部水平ロール
2下部水平ロール
3圧延材
4圧延機
5駆動機構
6ルーパー
7 ピンチロール

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