図面 (/)

技術 金属板材の圧延方法

出願人 新日鐵住金株式会社
発明者 星野毅夫空尾謙嗣
出願日 2004年3月26日 (16年3ヶ月経過) 出願番号 2004-092144
公開日 2005年10月6日 (14年8ヶ月経過) 公開番号 2005-271071
状態 特許登録済
技術分野 金属圧延一般 圧延の制御
主要キーワード 塑性変形圧 突出し長 進行量 運転方案 圧延金属板 加速率 助走区間 弾性変形領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年10月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

金属板材の可逆圧延において、ロールマークを生じることのない金属板材の圧延方法を提供する。

解決手段

圧延開始前に先端から所定の長さの圧延材を非圧延状態で下流側に移送し、逆転圧延開始時から徐々に圧下率を増加してテーパ部BCを形成するように圧延材を逆転圧延し、テーパ部BCの圧延に引き続いて先端Dまで所定の圧下率で逆転圧延し、正転圧延時にテーパ部BCの不足圧下率を補うように圧下率を徐々に増加してテーパ部BCを圧延し、テーパ部BCの圧延に引き続いて後端Gまで前記所定の圧下率で正転圧延し、圧延材全長にわたって所定の圧下率となるように圧延する。

概要

背景

金属板材、例えば鋼板圧延において、圧延機の下流側に配置したピンチロール圧延材に下流側に張力を与えながら圧延する場合、圧延機と下流側ピンチロールとの間にある圧延材の先端部分に張力を与えることができない。したがって、先端部分を圧延するために、圧延機の上流側にもピンチロールを配置し、先端部分は上流側ピンチロールで上流側に張力を与えながら逆転圧延し、後端部分は下流側ピンチロールで下流側に張力を与えながら正転圧延して圧延材全長を圧延する(例えば特許文献1参照)。

上記従来の圧延方法では、逆転圧延は圧延材の途中から開始されるので、圧延開始とともに所定の圧下量を与えると圧延開始点ロールマークが残って製品品質を落としてしまう。

また、圧延開始点の上記ロールマークを防ぐために、圧延開始時圧下率をゼロ(弾性変形領域での荷重)として、圧延材を移送しながら所定の圧下率まで徐々に圧下率を増加する方法が考えられる。圧下率を徐々に増加する部分はテーパ状となり、圧下率不足となる。したがって、逆転圧延に続く正転圧延でこの圧下率不足を補なわなければならない。また、圧延材全長にわたって所定の圧下率とするためには、逆転圧延および正転圧延での圧下増加率を正確に維持する必要がある。

さらに、生産性を向上するために、圧延時間を最短とすることが望ましい。
特開2002−35819号公報(第1頁、請求項4)

概要

金属板材の可逆圧延において、ロールマークを生じることのない金属板材の圧延方法を提供する。圧延開始前に先端から所定の長さの圧延材を非圧延状態で下流側に移送し、逆転圧延開始時から徐々に圧下率を増加してテーパ部BCを形成するように圧延材を逆転圧延し、テーパ部BCの圧延に引き続いて先端Dまで所定の圧下率で逆転圧延し、正転圧延時にテーパ部BCの不足圧下率を補うように圧下率を徐々に増加してテーパ部BCを圧延し、テーパ部BCの圧延に引き続いて後端Gまで前記所定の圧下率で正転圧延し、圧延材全長にわたって所定の圧下率となるように圧延する。

目的

この発明の課題は、金属板材の可逆圧延において、ロールマークを生じることのない金属板材の圧延方法を提供することである。
他の課題は、逆転圧延および正転圧延での圧下増加率を正確に維持することができる金属板材の圧延方法を提供することである。
更に他の課題は、圧延時間を最短とする金属板材の圧延方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

圧延機上流側および下流側に圧延材の移動を拘束する拘束装置をそれぞれ配置し、可逆圧延により金属板材圧延する方法において、圧延開始前に前記圧延機のワークロール正転して先端から所定の長さの圧延材を非圧延状態で下流側に移送し、逆転圧延開始時から徐々に圧下率を増加して所定長さのテーパ部を形成するように圧延材を逆転圧延し、テーパ部の圧延に引き続いて先端まで所定の圧下率で逆転圧延し、正転圧延時に前記テーパ部の不足圧下率を補うように圧下率を徐々に増加してテーパ部を圧延し、前記テーパ部の圧延に引き続いて後端まで所定の圧下率で正転圧延し、圧延材全長にわたって所定の圧下率となるように圧延することを特徴とする金属板材の圧延方法

請求項2

前記テーパ部の逆転圧延および正転圧延において、圧延速度を一定とする請求項1記載の金属板材の圧延方法。

請求項3

前記逆転圧延において、圧延開始前に非圧延状態で圧延材の移送速度を所定の速度まで徐々に加速する助走区間を設けた請求項1または請求項2記載の金属板材の圧延方法。

請求項4

逆転圧延時の圧延速度を逆転移送開始から正転圧延によって逆転圧延開始点が再び前記圧延機のワークロール直下に至るまでの時間を最短にする逆転圧延時の一定圧延速度を求め、前記一定圧延速度のもとで逆転圧延を行なう前記請求項1、2または3記載の金属板材の圧延方法。

請求項5

前記最短時間Ttとする逆転圧延時の一定圧延速度Vr、および圧延材の突出し長さ(圧延材先端から逆転開始位置までの長さ)Lrを下記式に基づいて求める請求項4記載の金属板材の圧延方法。ここで、X2:ワークロールと下流側拘束装置との間の距離t8:下流側拘束装置圧下動作時間P0:圧延材荷重α:移送速度加速率β:移送/圧延速度減速率Vf1:正転時移送速度Vf2:正転時圧延速度Wr:逆転時圧下量増加率Wf:正転時圧下量増加率

技術分野

0001

この発明は金属板材圧延方法、特に鋼板アルミニウム板などの金属板材の可逆圧延方法に関する。

背景技術

0002

金属板材、例えば鋼板の圧延において、圧延機の下流側に配置したピンチロール圧延材に下流側に張力を与えながら圧延する場合、圧延機と下流側ピンチロールとの間にある圧延材の先端部分に張力を与えることができない。したがって、先端部分を圧延するために、圧延機の上流側にもピンチロールを配置し、先端部分は上流側ピンチロールで上流側に張力を与えながら逆転圧延し、後端部分は下流側ピンチロールで下流側に張力を与えながら正転圧延して圧延材全長を圧延する(例えば特許文献1参照)。

0003

上記従来の圧延方法では、逆転圧延は圧延材の途中から開始されるので、圧延開始とともに所定の圧下量を与えると圧延開始点ロールマークが残って製品品質を落としてしまう。

0004

また、圧延開始点の上記ロールマークを防ぐために、圧延開始時圧下率をゼロ(弾性変形領域での荷重)として、圧延材を移送しながら所定の圧下率まで徐々に圧下率を増加する方法が考えられる。圧下率を徐々に増加する部分はテーパ状となり、圧下率不足となる。したがって、逆転圧延に続く正転圧延でこの圧下率不足を補なわなければならない。また、圧延材全長にわたって所定の圧下率とするためには、逆転圧延および正転圧延での圧下増加率を正確に維持する必要がある。

0005

さらに、生産性を向上するために、圧延時間を最短とすることが望ましい。
特開2002−35819号公報(第1頁、請求項4)

発明が解決しようとする課題

0006

この発明の課題は、金属板材の可逆圧延において、ロールマークを生じることのない金属板材の圧延方法を提供することである。
他の課題は、逆転圧延および正転圧延での圧下増加率を正確に維持することができる金属板材の圧延方法を提供することである。
更に他の課題は、圧延時間を最短とする金属板材の圧延方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

この発明の金属板材の圧延方法は、圧延機の上流側および下流側に圧延材の移動を拘束する拘束装置をそれぞれ配置し、可逆圧延により金属板材を圧延する方法において、圧延開始前に前記圧延機のワークロール正転して先端から所定の長さの圧延材を非圧延状態で下流側に移送し、逆転圧延開始時から徐々に圧下率を増加して所定長さのテーパ部を形成するように圧延材を逆転圧延し、テーパ部の圧延に引き続いて先端まで所定の圧下率で逆転圧延し、正転圧延時に前記テーパ部の不足圧下率を補うように圧下率を徐々に増加してテーパ部を圧延し、前記テーパ部の圧延に引き続いて後端まで所定の圧下率で正転圧延し、圧延材全長にわたって所定の圧下率となるように圧延することを特徴としている。ここで、非圧延状態とは、ワークロールが圧延材に接触していないか、または圧延材が塑性変形しない圧下力でワークロールにより圧下されている状態をいう。

0008

上記金属板材の圧延方法において、前記テーパ部の逆転圧延および正転圧延における圧延速度を一定とすることが好ましい。
上記金属板材の圧延方法において、前記逆転圧延で圧延開始前に非圧延状態で圧延材の移送速度を所定の速度まで徐々に加速する助走区間を設けたることが好ましい。
上記金属板材の圧延方法において、逆転圧延時の圧延速度を逆転移送開始から正転圧延によって逆転圧延開始点が再び前記圧延機のワークロール直下に至るまでの時間を最短にする逆転圧延時の一定圧延速度を求め、前記一定圧延速度のもとで逆転圧延を行なうことが好ましい。
前記最短時間Ttとする逆転圧延時の一定圧延速度Vr、および圧延材の突出し長さ(圧延材先端から逆転開始位置までの長さ)Lrを下記式に基づいて求めることができる。



ここで、
X2:ワークロールと下流側拘束装置との間の距離
t8:下流側拘束装置圧下動作時間 P0:圧延材荷重
α:移送速度加速率β:移送/圧延速度減速率
Vf1:正転時移送速度 Vf2:正転時移送速度
Wr:逆転時圧下量増加率Wf:正転時圧下量増加率

発明の効果

0009

この発明では、逆転圧延開始時から徐々に圧下率を増加して所定長さのテーパ部を形成し、正転圧延時に前記テーパ部の不足圧下率を補うように圧下率を徐々に増加してテーパ部を圧延する。したがって、金属板材にロールマークを生じないので、良好な品質圧延金属板材を提供することができる。

0010

前記テーパ部の逆転圧延および正転圧延における圧延速度を一定とすることにより、逆転圧延および正転圧延での圧下増加率を正確に維持することが容易となるとともに、金属板材の全長にわたり板厚一定の金属板材が得られる。
また、逆転圧延で圧下開始前に圧延材の移送速度を所定の速度まで徐々に加速する助走区間を設けることにより、所定の圧延速度で逆転圧延を容易に開始することができる。
さらに、圧延時間を最短とする逆転圧延時の一定圧延速度を求め、前記一定圧延速度のもとで逆転圧延することにより、生産性の向上を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0011

この発明の最良の形態では、圧延機の上流側および下流側に圧延材の移動を拘束するピンチロールをそれぞれ配置し、圧延開始前に前記圧延機のワークロールを正転して先端から所定の長さの圧延材を非圧延状態で下流側に移送する。

0012

次いで、ワークロールを逆転して圧延機と下流側ピンチロールとの間で張力を与えながら圧延材を先端まで逆転圧延する。この逆転圧延では、逆転圧延開始時から徐々に圧下率を増加して所定長さのテーパ部を形成するように圧延材を逆転圧延する。

0013

逆転圧延が終了すると、ワークロールを正転して圧延機と下流側ピンチロールとの間で張力を与えながら圧延材を後端まで正転圧延し、圧延材全長にわたって所定の圧下率となるように圧延する。この正転圧延では、前記正転圧延時に前記テーパ部の不足圧下率を補うように圧下率を徐々に増加してテーパ部を圧延し、前記テーパ部の圧延に引き続いて後端まで所定の圧下率で正転圧延する。

0014

上記圧延方法では、逆転圧延を最初に行ない、次いで正転圧延を行なった。しかし、正転圧延を最初に行ない、次いで逆転圧延を行うことも可能である。後者の方法も原理的には前者の方法と同じなので、その説明は省略する。

0015

上記圧延方法について、図面を参照しながら更に詳細に説明する。
図1は、この発明の圧延方法を実施する装置を模式的に示す装置構成図である。圧延機10は、ワークロール11を備えた2重板圧延機である。ピンチロール13、14が、圧延機10の上流側および下流側にそれぞれ設けられている。

0016

図2は、圧延材の長手方向の板厚マップを、圧延材の移送速度および圧下率とともに示している。圧延材は、普通鋼切り板である。
圧延開始前に、圧延機10のワークロール11およびピンチロール13、14のロール間隔を、板厚より広くしておく。この状態で、圧延材を上流側ピンチロール13の入側から供給し、下流側に移送する。圧延材の先端が圧延機10を経て下流側ピンチロール14より突出し長さだけ下流側に突き出た位置に達すると、圧延材の移送を停止する。突出し長さは、後述のようにあらかじめ適切な長さに決めることができる。この停止位置で、圧延材の、ワークロール直下に位置する点を逆転開始点Aとする。

0017

次に、圧延材の先端部を逆転圧延する。圧延材を停止したままワークロールおよび上流側ピンチロールの圧下を下げて圧延材を挟み込み、圧延材の先端部を圧延するために逆転回転を開始する。このとき、圧延材を停止したまま強圧下をかけると局所的に圧延材が変形し、圧延材にロールマークが残ってしまう。したがって、この発明では、初めは圧延材が塑性変形しない程度に軽圧下した状態で逆転を開始し、逆転時の圧延材の移送速度が所定の値になるまで加速し、加速が完了したのち(B点)、所定の圧延速度を一定に保ちながら圧下量(圧下率)を徐々に増加させ、所定の圧下量まで圧延していく。この所定の圧下量に到達する点をC点とする。

0018

BC間(テーパ部)は逆転圧延とその後の正転圧延の2回の圧延により所定の圧下量を達成することが必要である。このために、テーパ部BCの圧延材長さに対する圧下量増加率の制御が重要である。テーパ部BCでは、圧延速度が一定、すなわち単位時間当りの圧延材進行量は一定であるので、単位時間あたりの圧下量増加率だけを制御すれば、圧延材の長さに合わせた圧下量増加率を達成することが容易である。したがって、この発明では逆転開始点Aと塑性変形圧延開始点Bとを意識的に分けている。AB間(助走部)では非圧延状態で圧延材の移送速度を加速しながら圧延し、テーパ部BCでは圧延速度を一定に保持して圧延する。

0019

C点以降は所定の圧下量を保ちながら逆転圧延するので、圧延時間を短縮するために圧延速度を加減速することも可能である。ここでは説明を簡単にするために、圧延速度は一定としている。

0020

上記逆転圧延において、圧延材先端またはクロップ発生点など以降の圧延を要しない限界点Dがワークロール直下に到達する前に圧延速度を減速する。そして、D点がワークロール直下に達したとき、逆転圧延を停止し、ワークロール圧下量を弾性変形しかしない程度以上に軽くする。

0021

逆転圧延が終了すると、正転圧延を開始する。前記C点が再びワークロール直下に来るまでのCD間は、既に所定の圧下量を達成しているため、ワークロールの圧下量は弾性変形しかしない程度以下の軽い圧下またはワークロールを開放した状態である。

0022

C点が再びワークロール直下に来た以降は、正転圧延を行なう。C点が再びワークロール直下に達するまでに下流側ピンチロールで圧延材の先端部を挟み込み、下流側に張力を加える。また、正転圧延時でも逆転圧延時と同様の理由から、テーパ部BCは一定の圧延速度で圧延する。したがって、C点が再びワークロール直下に到達した時点では、圧延材の移送速度は所定の一定速度に到達している必要がある。そこで、圧延材の先端が下流側ピンチロール直下を通過した後の最適なタイミングで正転移送を停止し(E点)、下流側ピンチロールを圧下して圧延材を挟み込み、再度、加速してC点が再びワークロール直下に達するまでに加速を完了する。ここで、E点で圧延材を停止せずにピンチロールを圧下させ、移送中の圧延材にフライングタッチさせてもよい。

0023

次に、C点が再びワークロール直下に到達したと同時に正転圧延を開始する。圧延速度は一定のまま、逆転圧延時の所定の圧下量に対して不足している圧下量を補うように圧下量を徐々に増加してテーパ部BCを所定の圧下量まで圧延する。B点以降は、所定の圧下量一定で正転圧延を継続する。B点以降は、圧延時間を短縮するためなどの理由で加減速することも可能である(例えばBF参照)。圧延材の後端Gがワークロール直下に達するまで圧延して圧延完了となる。図3は、圧延完了後の板厚マップを示している。テーパ部BCの板厚は、一定圧下量の部分CD、BGと等しい板厚となっており、鋼板全長にわたって一様な板厚の鋼板が得られる。

0024

ところで、助走部ABを長くとると、圧延開始時の圧延材の突出し長さが長くなり、逆転圧延時間が長くなる。その反面、助走部ABが短いとテーパ部BCでの圧延速度を充分に加速することができない。この結果、助走部ABでの圧延材の移送速度が低くなり、やはり逆転圧延時間が長くなる。

0025

そこで、逆転移送開始から正転圧延によって逆転圧延開始点が再びワークロール直下に至るまでの最短時間Ttが実現される、逆転圧延時の一定圧延速度Vrを求める。圧延速度Vrが求まれば、圧延材の突出し長さ(圧延材先端から逆転開始位置までの長さ)Lrが決まる。さらに、突出し長さLrにより、逆転開始点Aが決まる。逆転圧延開始前に、圧延材の先端部を上記Lrだけワークロールより突き出し、上記圧延速度Vrのもとで逆転圧延を開始する。

0026

上記最短時間Ttおよび圧延材の突出し長さLrは、下記の式に基づいて求めることができる。



ここで、
X2:ワークロールと下流側ピンチロールとの間の距離[m]
t8:下流側ピンチロール圧下動作時間[s] P0:圧延材荷重[N]
α:移送速度加速率[m/s2] β:移送/圧延速度減速率[m/s2]
Vf1:正転時圧延速度[m/s] Vf2:正転時圧延速度[m/s]
Wr:逆転時圧下量増加率[N/s] Wf:正転時圧下量増加率 [N/s]
である。

0027

上記計算式において、移送速度加速率αおよび移送/圧延速度減速率βは、駆動装置能力などから決定されることが多い。逆転時圧下量増加率Wrおよび正転時圧下量増加率Wfも圧下装置能力などから決定されることが多い。ワークロール—下流側ピンチロール間距離X2も機械制約から決定される。下流側ピンチロール圧下動作時間t8もアクチュエータ性能などから決定される。したがって、運転方案上比較的自由に決定できるのは、逆転時移送速度Vr、正転時移送速度Vf1および正転時圧延速度Vf2である。しかし、逆転時移送速度Vrと正転時圧延速度Vf2は2回圧延で所定の圧下量を確保しなければならないため、逆転時の逆転時圧下量変化率Wrおよび正転時圧下量変化率Wfとともに(2)式が成立していることが必要である。

0028

上記のような条件から、B点が再びワークロール直下に来るまでの逆転圧延時間と正転圧延時間との合計圧延時間Ttと突出し長さLrとは、(1)式および(3)式で求められる。比較的自由に設定できる逆転時移送速度Vrおよび正転時移送速度Vf1をふって上記圧延時間Ttを計算すると、圧延時間Ttを最小にする逆転時移送速度Vrおよび正転時移送速度Vf1が求まる。逆転時移送速度Vrおよび正転時移送速度Vf1が求まれば、これらから突出し長さLrが求めることができる。

0029

この発明は上記実施の形態に限られるものではない。例えば、圧延機は2重式圧延機に代えて4重式圧延機やクラスターロール圧延機などであってもよい。拘束装置は、ピンチロールに代えて圧延機の上流側および下流側に配置した巻戻しまたは巻取りリールを用いることもできる。金属板材は、切り板に代えて帯状板であってもよい。なお、この発明は、例えば調質圧延矯正冷延可逆圧延などに用いられる。

0030

圧延機の能力を考慮して、正転時移送速度Vf1、逆転時圧下量変化率Wrおよび正転時圧下量変化率Wfを適当な値に決める。逆転時圧下量変化率Wrおよび正転時圧下量変化率Wfが決まると、正転時圧延速度Vf2は(2)式で求めることができる。また、(1)式中のX2、t8、α、β、P0等も適当な値に決めることができるので、移送速度間隔を適当にとって逆転時移送速度Vrを変化させると、各逆転時移送速度Vrに応じた圧延時間Ttが(1)式により求まる。得られた圧延時間Ttの中から最短の圧延時間Ttが求めれば、最適の逆転時移送速度Vrが得られる。また、この逆転時移送速度Vrから(3)式により突出し長さLrを求めることができる。

0031

表1は、圧延材各部の圧延時間、圧下速度、移送速度、加速度その他を示している。また、表2は、逆転時移送速度Vrを5.0m/mimから5.0m/min刻みで105m/minまで変化させた場合の計算結果を示している。

0032

0033

0034

計算結果によれば、最短の圧延時間Ttは16.3m/mimであり、そのときの突出し長さLrは5.1mとなった。図4は、計算結果をグラフで示している。

図面の簡単な説明

0035

この発明の圧延方法を実施する装置を模式的に示す装置構成図である。
圧延材の長手方向の板厚マップを、移送速度および圧下率とともに示す線図である。
圧延完了後の板厚マップである。
逆転時移送速度に対する合計圧延時間と突出し長さとの関係を示すグラフである。

符号の説明

0036

10可逆式板圧延機11ワークロール
13上流側ピンチロール14 下流側ピンチロール

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 日本製鉄株式会社の「 鋳片の置き割れ防止方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】780MPa程度以上のハイテン鋼を連続鋳造して製造するに際し、熱間圧延の加熱炉内で発生する置き割れを防止することのできる、鋳片の置き割れ防止方法を提供する。【解決手段】連続鋳造鋳片を連続鋳造機... 詳細

  • 株式会社神戸製鋼所の「 圧延機の蛇行検出装置および圧延機の蛇行検出方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】本発明は、圧延材の蛇行挙動をより適切に検出できる蛇行検出装置および蛇行検出方法を提供する。【解決手段】本発明の圧延機の蛇行検出装置2aは、圧延機の一対のワークロール以前の入側に配置され、前記圧... 詳細

  • 日本製鉄株式会社の「 鋼片の製造方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】ホットチャージ圧延において、再加熱のコストを低位に抑えながら表面割れの少ない鋼片を製造できる鋼片の製造方法を提供する。【解決手段】ホットチャージ圧延プロセスにおいて、鋳型から引き抜かれた鋳片を... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ