(57)【要約】  本発明は、ロールチョックを収容し、互いに内方へ突出して下作業ロールに作用する圧延方向力を負担する一対の第１プロジェクトブロックを有し、上作業ロールに作用する圧延方向力を負担するハウジングウィンドウが形成されるハウジングと；前記一対の第１プロジェクトブロックに設けられ、前記上作業ロールにインクリースベンディング力を付与する第１ピストンロッドを有する第１油圧シリンダーと；前記一対の第１プロジェクトブロックに設けられ、前記下作業ロールにインクリースベンディング力を付与する第２ピストンロッドを有する第２油圧シリンダーと；上補強ロールチョックに設けられ、前記上作業ロールにディクリースベンディング力を付与する、又は、前記上作業ロールを上補強ロールに接触させてロールバランス力を発生させる第３ピストンロッドを有する第３油圧シリンダーと；前記下作業ロールにディクリースベンディング力を付与する第４ピストンロッドを有する第４油圧シリンダーと；を備える、金属板材の圧延機を提供する。
2012128019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材を圧延する上作業ロール及び下作業ロールと；
前記上作業ロール及び前記下作業ロールをそれぞれ支持する上補強ロール及び下補強ロールと；
前記上作業ロール及び前記下作業ロールをそれぞれ支持する上作業ロールチョック及び下作業ロールチョックと；
前記上補強ロール及び前記下補強ロールをそれぞれ支持する上補強ロールチョック及び下補強ロールチョックと；
前記上作業ロールチョック、前記下作業ロールチョック、前記上補強ロールチョック、及び前記下補強ロールチョックを収容し、互いに内方へ突出して前記下作業ロールに作用する圧延方向力を負担する一対の第１プロジェクトブロックを有し、前記上作業ロールに作用する圧延方向力を負担するハウジングウィンドウが形成されるハウジングと；
前記一対の第１プロジェクトブロックに設けられ、前記上作業ロールチョックを介して前記上作業ロールにインクリースベンディング力を付与する第１ピストンロッドを有する第１油圧シリンダーと；
前記一対の第１プロジェクトブロックに設けられ、前記下作業ロールチョックを介して前記下作業ロールにインクリースベンディング力を付与する第２ピストンロッドを有する第２油圧シリンダーと；
前記上補強ロールチョックに設けられ、前記上作業ロールにディクリースベンディング力を付与する、又は、前記上作業ロールを前記上補強ロールに接触させてロールバランス力を発生させる第３ピストンロッドを有する第３油圧シリンダーと；
前記下作業ロールにディクリースベンディング力を付与する第４ピストンロッドを有する第４油圧シリンダーと；
を備えることを特徴とする金属板材の圧延機。
【請求項２】
前記第１油圧シリンダーと、前記第２油圧シリンダーとが、前記一対の第１プロジェクトブロック内で平面図上の互いに異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属板材の圧延機。
【請求項３】
前記下補強ロールチョックに、前記第４油圧シリンダーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の金属板材の圧延機。
【請求項４】
前記ハウジングが、前記一対の第１プロジェクトブロックの下方において前記ハウジングから内方へ突出する一対の第２プロジェクトブロックを更に備え、
前記一対の第２プロジェクトブロックに、前記第４油圧シリンダーが設けられることを特徴とする請求項１に記載の金属板材の圧延機。
【請求項５】
前記第３ピストンロッドの先端部に第１の係合部が形成され、
前記上作業ロールチョックに、前記第１の係合部が前記上作業ロールのロール軸方向移動によって係合する第２の係合部が形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の金属板材の圧延機。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載された前記圧延機を用いた金属板材の圧延方法であって、
前記第１油圧シリンダーのストロークを超えるロール開度で圧延を行う際には、前記第３ピストンロッドの引き操作によってロールバランス力を発生させる
ことを特徴とする金属板材の圧延方法。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか１項に記載された前記圧延機を用いた金属板材の圧延方法であって、
前記第１油圧シリンダーのストロークを超えないロール開度で圧延を行う際には、
圧延開始前に、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させることにより、合力としてロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第１工程と、
その後、前記ディクリースベンディング力を圧延中ディクリースベンディング力に相当するディクリースベンディング力に変化させつつ、合力が前記ロールバランス力を維持するように、前記インクリースベンディング力を増加させる第２工程と、
圧延開始時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として圧延中ロールベンディング力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第３工程と、
前記圧延中ロールベンディング力を保持して圧延を行う第４工程と、
圧延終了時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として前記ロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させ、この状態で金属板材の圧延を終了する第５工程と、
その後、前記ロールバランス力を維持するように、前記ディクリースベンディング力と前記インクリースベンディング力とを減少させる第６工程と、
を行うことを特徴とする金属板材の圧延方法。
【請求項８】
前記第３油圧シリンダー内の油圧、前記第３油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧、前記第４油圧シリンダー内の油圧、及び、前記第４油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧の少なくとも一つを連続的に測定し、その測定値に基づき、合力として前記上作業ロールチョック及び前記下作業ロールチョックに作用する前記ロールベンディング力が所定の値になるように前記インクリースベンディング力を制御する
ことを特徴とする請求項７に記載された金属板材の圧延方法。
【請求項９】
請求項１〜５の何れか１項に記載された前記圧延機を用いた金属板材の圧延方法であって、
圧延時に前記第１油圧シリンダーのストロークを超えるロール開度で圧延を行う際には、前記第３ピストンロッドの引き操作によって、前記上作業ロールのロールバランス力を付与し、
その後、前記第１油圧シリンダーのストロークを超えないロール開度で圧延を行う際には、
圧延開始前に、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させることにより、合力としてロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第１工程と、
その後、前記ディクリースベンディング力を圧延中ディクリースベンディング力に相当するディクリースベンディング力に変化させつつ、合力が前記ロールバランス力を維持するように、前記インクリースベンディング力を増加させる第２工程と、
圧延開始時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として圧延中ロールベンディング力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第３工程と、
前記圧延中ロールベンディング力を保持して圧延を行う第４工程と、
圧延終了時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として前記ロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させ、この状態で金属板材の圧延を終了する第５工程と、
その後、前記ロールバランス力を維持するように、前記ディクリースベンディング力と前記インクリースベンディング力とを減少させる第６工程と、
を行うことを特徴とする金属板材の圧延方法。
【請求項１０】
前記第３油圧シリンダー内の油圧、前記第３油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧、前記第４油圧シリンダー内の油圧、及び、前記第４油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧の少なくとも一つを連続的に測定し、その測定値に基づき、合力として前記上作業ロールチョック及び前記下作業ロールチョックに作用する前記ロールベンディング力が所定の値になるように前記インクリースベンディング力を制御する
ことを特徴とする請求項９に記載された金属板材の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属板材の圧延機および圧延方法に関する。本発明は特に、厚板圧延機または薄板熱間圧延の粗圧延機若しくは仕上圧延機に好適な、上下作業ロール間の最大開度を大きく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容易に付与することができ、その結果、高応答かつ強力な板クラウン・形状制御機能を付与できる圧延機、およびこの圧延機を用いた圧延方法に関する。
本願は、２０１１年３月２４日に、日本に出願された特願２０１１−０６６１５３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１２、図１３に示す圧延機１Ａ、１Ｂのように、大きなロール開度をとるために、補強ロールチョックが作業ロールチョックを抱え込んで、保持する形式の圧延機が知られている。しかしながら、補強ロールチョックから伸びる作業ロールチョック保持用のアーム部にインクリースベンディング装置を組み込むため、大容量の油圧シリンダーを組み込むことが困難であった。【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている圧延機形式は、四段圧延機であり、その圧延機形式は図１６に示す構造である。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に作用する上インクリースベンディング装置６−１、６−２を組み込むことで、大きなロール開度を得られるようにしている。【０００４】
しかしながら、この形式の圧延機では以下の問題点がある。
（１）上作業ロールチョック３−１を抱え込む上補強ロールチョック４−１のアーム部に上インクリースベンディング装置６−１、６−２を組み込まざるを得ない。従って、大容量の油圧シリンダーを組み込むことが困難である。【０００５】
（２）強力なインクリースベンディング力を上作業ロール１−１に付与した場合、上補強ロールチョック４−１に繋がるアーム部が外側に開く方向のモーメントを受ける。この場合、アーム部がハウジングウィンドウに押し付けられて、ミルヒステリシスの増大に起因する板厚精度悪化を生じる可能性や、チョック−ウィンドウ間摩擦力の左右非対称性から、圧延中の金属板の蛇行やキャンバー発生による圧延操業不安定性増大等の問題を生じる可能性が高くなる。従って、強力な作業ロールベンダーが実質的に使用不可となるおそれがある。【０００６】
（３）上作業ロールチョック３−１が、上補強ロールチョック４−１のアーム部の内側面に接触し、更に、このアーム部の側面がハウジングウィンドウ内側面に接触する。従って、圧延方向のがたつきが大きくなることによる圧延中の金属板の蛇行・キャンバー発生のおそれが増大する。【０００７】
（４）スペース的な制約が厳しく、特に補強ロール交換の際の補強ロールチョックからの配線取り廻しが複雑となる。従って、ミルスタビライザーおよび圧延方向力測定用ロードセルを配備することが困難である。【０００８】
一方、大きなロール開度をとるために、図１４に示す圧延機１Ｃのように、インクリースベンディング装置６−１、６−２が下作業ロールチョック３−２に組み込まれた圧延機が存在する。
例えば、特許文献２には、作業ロールのインクリースベンディング装置が作業ロールチョックに組み込まれた圧延機が開示されている。
同様に、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。この圧延機においても、インクリースベンディング装置が作業ロールチョックに組み込まれている。【０００９】
この形式の圧延機では以下の問題点がある。
（５）作業ロールを組み替える際に、油圧配管の着脱が必要となる。着脱を容易にしようとすると、フレキシブル配管を採用せざるを得ず、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難しくなる。従って、応答性の高いベンディング装置を構成することが困難となる。【００１０】
また、応答性の高いベンディング装置とするために、インクリースベンディング装置がプロジェクトブロックに配備される圧延機は周知である。【００１１】
例えば、特許文献４には、作業ロールシフト機能を有する圧延機が開示されている。この圧延機では、図１５に示すように、インクリースベンディング装置６−１〜６−４が、ハウジング９と一体のプロジェクトブロック５−１、５−２に組み込まれている。【００１２】
図１５に示す圧延機１Ｄでは、下作業ロール１−２に作用する下インクリースベンディング装置６−３、６−４はハウジング９から内方に突出するプロジェクトブロックに組み込まれている。【００１３】
しかしながら、この形式の圧延機では以下の問題点がある。
（６）プロジェクトブロックと作業ロールチョックとの接触面により、作業ロールに作用する圧延方向力を支持する構造であるため、ロール開度を大きくしていくと、この接触面が小さくなる。従って、作業ロールチョックの適切な支持が不可能となり、大きなロール開度をとることができない。【００１４】
（７）インクリースベンディング装置の油圧シリンダーの容量は、プロジェクトブロックの高さによって制約される。従って、プロジェクトブロックの高さを十分に確保できない圧延機においては、油圧シリンダーのストローク長を十分に確保できず、大きなロール開度をとることができない。【００１５】
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おり、そのアクチュエータである油圧シリンダー及びそのピストンロッドを含む装置の総称である。【００１６】
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及びそのピストンロッドを指すものとする。インクリースベンディング装置によって作業ロールに付与される力をインクリースベンディング力と称する。【００１７】
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と称する。そして、ディクリースベンディング装置によって作業ロールに付与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及びそのピストンロッドを含む装置の総称である。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及びそのピストンロッドを指すものとする。【００１８】
なお、一般的に厚鋼板を製造するための圧延機には、図１２〜１６に示すようにディクリースベンディング装置が配備されていない（特許文献１〜４参照）。
これは、（Ａ）厚板圧延の場合、薄板圧延に比較して、相対的に大径の作業ロールを使用するため、同じベンディング力を付与してもロールクラウン形状の変化が小さいこと、さらには、（Ｂ）薄板圧延機に比較して、相対的に大径の作業ロールチョック周辺の狭隘な部分に小さな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コストパフォーマンス的に不利であること等に起因する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】日本国特開平６−８７０１１号公報
【特許文献２】日本国特開昭６２−２２０２０５号公報
【特許文献３】日本国特開平６−１９８３０７号公報
【特許文献４】日本国特開平４−５２０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
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、強力なロールベンディング装置を組み込むことのできる圧延機形式は、従来技術では存在しない。
本発明の解決すべき課題は、上下作業ロール間の最大開度を大きく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付与することのできる圧延機およびこの圧延機を用いた圧延方法を提供することである。
すなわち、本発明の目的は、広範な厚さの鋼板に対応できる圧延機にするため、薄板圧延機と同様のディクリースベンディング装置を具備することを前提とした上で、上下作業ロール間のロール開度を大きくとることができると共に、強力なロールベンディング力が容易に付与でき、上述した従来の圧延機が有する欠点を克服した圧延機およびこの圧延機を用いた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】
【００２１】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）本発明の第一の態様は、金属板材を圧延する上作業ロール及び下作業ロールと；前記上作業ロール及び前記下作業ロールをそれぞれ支持する上補強ロール及び下補強ロールと；前記上作業ロール及び前記下作業ロールをそれぞれ支持する上作業ロールチョック及び下作業ロールチョックと；前記上補強ロール及び前記下補強ロールをそれぞれ支持する上補強ロールチョック及び下補強ロールチョックと；前記上作業ロールチョック、前記下作業ロールチョック、前記上補強ロールチョック、及び前記下補強ロールチョックを収容し、互いに内方へ突出して前記下作業ロールに作用する圧延方向力を負担する一対の第１プロジェクトブロックを有し、前記上作業ロールに作用する圧延方向力を負担するハウジングウィンドウが形成されるハウジングと；前記一対の第１プロジェクトブロックに設けられ、前記上作業ロールチョックを介して前記上作業ロールにインクリースベンディング力を付与する第１ピストンロッドを有する第１油圧シリンダーと；前記一対の第１プロジェクトブロックに設けられ、前記下作業ロールチョックを介して前記下作業ロールにインクリースベンディング力を付与する第２ピストンロッドを有する第２油圧シリンダーと；前記上補強ロールチョックに設けられ、前記上作業ロールにディクリースベンディング力を付与する、又は、前記上作業ロールを前記上補強ロールに接触させてロールバランス力を発生させる第３ピストンロッドを有する第３油圧シリンダーと；前記下作業ロールにディクリースベンディング力を付与する第４ピストンロッドを有する第４油圧シリンダーと；を備える金属板材の圧延機である。
（２）上記（１）に記載の金属板材の圧延機では、前記第１油圧シリンダーと、前記第２油圧シリンダーとが、前記一対の第１プロジェクトブロック内で平面図上の互いに異なる位置に設けられてもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の金属板材の圧延機では、前記下補強ロールチョックに、前記第４油圧シリンダーが設けられてもよい。
（４）上記（１）又は（２）に記載の金属板材の圧延機では、前記ハウジングが、前記一対の第１プロジェクトブロックの下方において前記ハウジングから内方へ突出する一対の第２プロジェクトブロックを更に備え、前記一対の第２プロジェクトブロックに、前記第４油圧シリンダーが設けられてもよい。
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の金属板材の圧延機では、前記第３ピストンロッドの先端部に第１の係合部が形成され、前記上作業ロールチョックに、前記第１の係合部が前記上作業ロールのロール軸方向移動によって係合する第２の係合部が形成されてもよい。
（６）本発明の第二の態様は、上記（１）〜（５）の何れか１項に記載された前記圧延機を用いた金属板材の圧延方法であって、前記第１油圧シリンダーのストロークを超えるロール開度で圧延を行う際には、前記第３ピストンロッドの引き操作によってロールバランス力を発生させる金属板材の圧延方法である。
（７）本発明の第三の態様は、上記（１）〜（５）の何れか１項に記載された前記圧延機を用いた金属板材の圧延方法であって、前記第１油圧シリンダーのストロークを超えないロール開度で圧延を行う際には、圧延開始前に、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させることにより、合力としてロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第１工程と、その後、前記ディクリースベンディング力を圧延中ディクリースベンディング力に相当するディクリースベンディング力に変化させつつ、合力が前記ロールバランス力を維持するように、前記インクリースベンディング力を増加させる第２工程と、圧延開始時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として圧延中ロールベンディング力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第３工程と、前記圧延中ロールベンディング力を保持して圧延を行う第４工程と、圧延終了時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として前記ロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させ、この状態で金属板材の圧延を終了する第５工程と、その後、前記ロールバランス力を維持するように、前記ディクリースベンディング力と前記インクリースベンディング力とを減少させる第６工程と、を行う金属板材の圧延方法である。
（８）上記（７）に記載の金属板材の圧延方法では、前記第３油圧シリンダー内の油圧、前記第３油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧、前記第４油圧シリンダー内の油圧、及び、前記第４油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧の少なくとも一つを連続的に測定し、その測定値に基づき、合力として前記上作業ロールチョック及び前記下作業ロールチョックに作用する前記ロールベンディング力が所定の値になるように前記インクリースベンディング力を制御してもよい。
（９）本発明の第四の態様は、上記（１）〜（５）の何れか１項に記載された前記圧延機を用いた金属板材の圧延方法であって、圧延時に前記第１油圧シリンダーのストロークを超えるロール開度で圧延を行う際には、前記第３ピストンロッドの引き操作によって、前記上作業ロールのロールバランス力を付与し、その後、前記第１油圧シリンダーのストロークを超えないロール開度で圧延を行う際には、圧延開始前に、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させることにより、合力としてロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第１工程と、その後、前記ディクリースベンディング力を圧延中ディクリースベンディング力に相当するディクリースベンディング力に変化させつつ、合力が前記ロールバランス力を維持するように、前記インクリースベンディング力を増加させる第２工程と、圧延開始時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として圧延中ロールベンディング力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させる第３工程と、
前記圧延中ロールベンディング力を保持して圧延を行う第４工程と、圧延終了時に、前記ディクリースベンディング力を保持しつつ、前記インクリースベンディング力を変化させることで、合力として前記ロールバランス力に相当するロールベンディング力を前記上作業ロール及び前記下作業ロールに作用させ、この状態で金属板材の圧延を終了する第５工程と、その後、前記ロールバランス力を維持するように、前記ディクリースベンディング力と前記インクリースベンディング力とを減少させる第６工程と、を行う金属板材の圧延方法である。
（１０）上記（９）に記載の金属板材の圧延方法では、前記第３油圧シリンダー内の油圧、前記第３油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧、前記第４油圧シリンダー内の油圧、及び、前記第４油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧の少なくとも一つを連続的に測定し、その測定値に基づき、合力として前記上作業ロールチョック及び前記下作業ロールチョックに作用する前記ロールベンディング力が所定の値になるように前記インクリースベンディング力を制御してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
上記（１）〜（１０）に記載の圧延機及び圧延方法によれば、上下作業ロール間の最大開度を大きくとることができるとともに、応答性の低いディクリースベンディング装置を配備せざるを得ない場合であっても、これを、一対の第１プロジェクトブロックに配備した応答性の高いインクリースベンディング装置が補償して、高応答かつ強力な板クラウン・形状制御機能を付与することができる。
したがって、圧延材入側板厚や圧延材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り、製品品質および歩留を大きく改善することができる。
また、上作業ロールにインクリースベンディング力およびディクリースベンディング力を付与して、強力な板クラウン・形状制御機能を実現することができるだけでなく、上作業ロールディクリースベンディング装置に複動式油圧シリンダーを採用してロールバランス力の発生を可能としたので大開度のロール間隙をも実現できる。すなわち、一台で、板厚の大きな分塊圧延から、正確な板クラウン・形状制御を要求される熱延薄板圧延まで、対応することができる。
また、上作業ロールチョックにかかる圧延方向力を常にハウジングウィンドウで負担するため、安定して上作業ロールチョックを支えることができる。
また、一対の第１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実現することができる。
また、インクリースベンディング装置を一対の第１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。
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、応答性の高いインクリースベンディング装置との協働により、高応答のロールベンディング力制御が可能となる。これにより、製品品質、圧延歩留が大きく改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧延機の構造を示す側面図である。
【図２】上作業ロールチョックと上ディクリースベンディング装置との接続構造を示す図である。
【図３Ａ】第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの第１の係合部と上作業ロールチョックの第２の係合部との係合関係の第１の態様を示す断面図である。
【図３Ｂ】第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの第１の係合部と上作業ロールチョックの第２の係合部との係合関係の第２の態様を示す断面図である。
【図３Ｃ】第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの第１の係合部と上作業ロールチョックの第２の係合部との係合関係の第３の態様を示す断面図である。
【図４】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】本発明の一実施形態に係る圧延機の構造の別の一例を示す側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る圧延方法の操作フローの一例を示す図である。
【図８】図７の操作フローに伴うロールベンディング力等の時系列変化を示す図である。
【図９】ディクリースベンディング装置の応答性が極めて低い場合のロールベンディング力等の時系列変化を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る圧延方法の操作フローの別の一例を示す図である。
【図１１】図１０の操作フローに伴うロールベンディング力等の時系列変化を示す図である。
【図１２】従来技術に係る圧延機１Ａの構造を示す側面図である。
【図１３】従来技術に係る圧延機１Ｂの構造を示す側面図である。
【図１４】従来技術に係る圧延機１Ｃの構造を示す側面図である。
【図１５】従来技術に係る圧延機１Ｄの構造を示す側面図である。
【図１６】従来技術に係る圧延機１Ｅの構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、上述の知見に基づく本発明に係る圧延機およびこの圧延機を用いた圧延方法について図１〜１６を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧延機１の構造の一例を示す側面図である。当該図面に示すように、本発明の一実施形態に係る圧延機１は、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と、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と、これらのロールチョックを収容するハウジング９とを備える。ハウジング９には、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２（すなわち、金属板材の入側に設けられる第１プロジェクトブロックと、出側に設けられる第１プロジェクトブロック）が一体に形成され、また、ハウジングウィンドウ１２が形成される。
上作業ロールチョック３−１は、金属板材を圧延する上作業ロール１−１を支持し、下作業ロールチョック３−２は、金属板材を圧延する下作業ロール１−２を支持する。
また、上補強ロールチョック４−１は、上作業ロール１−１の上方に配置される上補強ロール２−１を支持し、下補強ロールチョック４−２は、下作業ロール１−２の下方に配置される下補強ロールを支持する。
【００２５】
一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２は、ハウジング９から互いに内方へ突出するように一体形成される。そして、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２には、上作業ロール１−１に上作業ロールチョック３−１を介してインクリースベンディング力を付与する上インクリースベンディング装置６−１、６−２と、下作業ロール１−２に下作業ロールチョック３−２を介してインクリースベンディング力を付与する下インクリースベンディング装置６−３、６−４とが設けられる。
具体的には、上インクリースベンディング装置６−１、６−２は、そのアクチュエータである第１油圧シリンダー及びそのピストンロッド（第１ピストンロッド）により構成される。第１油圧シリンダーは一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に内蔵され、第１ピストンロッドはその先端部が一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２の上面から突出して上作業ロールチョック３−１に接触するように設けられる。
また、下インクリースベンディング装置６−３、６−４は、そのアクチュエータである第２油圧シリンダー及びそのピストンロッド（第２ピストンロッド）により構成される。第２油圧シリンダーは一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に内蔵され、第２ピストンロッドはその先端部が一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２の下面から突出して下作業ロールチョック３−２に接触するように設けられる。
【００２６】
さらに、本実施形態に係る圧延機１には、上作業ロール１−１に上作業ロールチョック３−１を介してディクリースベンディング力を付与する機能と、上作業ロール１−１を上補強ロール２−１に接触させる引き上げ力（ロールバランス力）を作用させる機能とを有する上ディクリースベンディング装置７−１、７−２とが、上補強ロールチョック４−１内に配備される。
上記２つの機能を有する上ディクリースベンディング装置７−１、７−２は、そのアクチュエータである第３油圧シリンダー及びそのピストンロッド（第３ピストンロッド）により構成される。第３油圧シリンダーは上補強ロールチョック４−１内に配備される。第３ピストンロッドは、その先端部が上作業ロールチョック３−１に係合する形状を有する。
【００２７】
また、本実施形態に係る圧延機１は、下作業ロール１−２に下作業ロールチョック３−２を介してディクリースベンディング力を付与する下ディクリースベンディング装置７−３、７−４を有する。
この下ディクリースベンディング装置７−３、７−４は、そのアクチュエータである第４油圧シリンダー及びそのピストンロッド（第４ピストンロッド）により構成される。第４油圧シリンダーは、下補強ロールチョック４−２に配備、又は、後述する一対の第２プロジェクトブロック５−３、５−４に内蔵される。第４ピストンロッドはその先端部が下作業ロールチョック３−２に接触するように設けられる。
【００２８】
プロジェクトブロックにインクリースベンディング装置を設け、上下補強ロールチョックにディクリースベンディング装置を設置する形式は、熱延仕上圧延機に多い形式である。しかし、この形式では、金属板材の出側に設けられるプロジェクトブロックの上流側面と作業ロールチョックとの当接面で、圧延操業時の圧延方向力を支持しなくてはならない。このため、ロール開度を大きくするにしたがい、上作業ロールの回転モーメントの中心位置が前記接触面から上方へ外れていくとともに、前記圧延方向力を支持する接触面の面積が減少していく。したがって、上作業ロールチョックにおいて、一対のプロジェクトブロックの高さを大きくしても、ロール開度を大きくするにしたがって、プロジェクトブロックの上流側面と作業ロールチョックとの接触面が小さくなるとともに、上作業ロールチョックの姿勢が不安定となり、大きなロール開度をとることができない。
【００２９】
その点を改良するのが、図１６に示した上補強ロールチョック４−１が、上作業ロールチョック３−１を抱え込むアームを具備する形式の、厚板仕上圧延機に多い形式の圧延機１Ｅである。このタイプの圧延機では、上補強ロールチョック４−１が上作業ロールチョック３−１を抱え込んでいるので、上補強ロール２−１の引き上げに伴って、上作業ロール１−１も連れ上がり、大きなロール開度をとることができる。
【００３０】
しかしながら、この圧延機の構造は、上作業ロール１−１のためのインクリースベンディング装置およびディクリースベンディング装置の設置場所を十分にとることができない。このため、図１６に示すように、通常は、上作業ロール１−１については、小容量のインクリースベンディング装置６−１、６−２を上補強ロールチョック４−１と上作業ロールチョック３−１との間に設置するのみで、上作業ロール１−１用のディクリースベンディング装置は配備されない。したがって、形状制御能力が限られる欠点がある。
【００３１】
さらに、上作業ロール１−１に作用する圧延方向力は、上補強ロールチョック４−１と上作業ロールチョック３−１との圧延方向下流側当接面で受ける。そして、この力がさらに、上補強ロールチョック４−１の圧延方向下流側アームの外側面と、ハウジングウィンドウ１２の内側との当接面がなす接触面で、最終的には受け止められる。しかし、上記圧延方向下流側当接面は、スペースが狭く、上作業ロールチョック３−１を十分に支持可能なロードセルを配備することが困難である。また、上記上補強ロールチョック４−１とハウジングウィンドウ１２との接触面にもガタツキが残る他、補強ロールチョックごとにスタビライザーやロードセルを必要とし、これらを作動させる配線取り回しについても、その作業性を著しく低下させている。
【００３２】
そこで、本実施形態に係る圧延機１では、図１に示すとおり、ハウジング９からその内側に突出する一対の第１プロジェクトブロック５−１、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１５に示す従来方式とは異なり、パスラインに対して上下非対称な位置に一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２を配置する。さらに、上作業ロールチョック３−１の形状については、前記一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に挟みこまれる部分の高さを大きくするのではなく、前記一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に挟みこまれる部分に隣接するベース部分、換言すると、ハウジングウィンドウ１２の幅（ハウジングウィンドウ幅）に対応する上側部分の高さを大きくする。
【００３３】
これにより、本実施形態に係る圧延機１では、上作業ロールチョック３−１のハウジングウィンドウ幅に対応する上側部分と、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２の上方に位置するハウジングウィンドウ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、金属板材１０や上補強ロール２−１等から上作業ロール１−１の胴部にかかる圧延方向力を負担する。
【００３４】
このような構造にすれば、圧延機１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とハウジングウィンドウ１２とが接触する面の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、ロール開度にかかわらず常に安定して保持されることになる。
【００３５】
さらに、本実施形態に係る圧延機１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付与する上インクリースベンディング装置６−１、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付与する下インクリースベンディング装置６−３、６−４とを、ハウジング９の内側に突出した一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に配備している。
【００３６】
そのため、作業ロールの組み換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、固定配管とすることで、精密なサーボバルブを用いた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。
【００３７】
また、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を上補強ロールチョック４−１に内蔵した第３油圧シリンダー及びその第３ピストンロッドで構成する。そして、第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの先端を、ロール交換等に伴うロール軸方向移動操作によって、上作業ロールチョック３−１と接続可能として、ロールバランス力の付与を行う形式としている。
【００３８】
これにより、インクリースベンディング装置のストロークに関係なく、ロール開度を大きくできると共に、板厚約１００ｍｍ以下の板クラウン制御が必要な場合等においては、強力なディクリースベンディング力を付与することもできる。これにより、８００ｍｍを超える板厚の圧延材の圧延から、１００ｍｍ厚以下の厚板圧延における精密な板クラウン制御を伴う圧延まで、１台の圧延機１で対処することを可能としている。
【００３９】
以下、上記接続部の構造の一例について、詳述する。この例はあくまでも、実施の一形態であって、本願発明の具体的構造を限定するものではない。
図２は、上作業ロール１−１と上作業ロールチョック３−１の見取り図であり、図中、手前が駆動側、奥が作業側となる。上作業ロール１−１のロールチョック３−１の上面左右には、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を構成する第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの先端が嵌合する断面逆Ｔ字状の溝３１が第１の係合部として形成されており、この溝３１は、駆動側に開口するとともに、チョックの中心近傍まで形成されている。
圧延機１へのロールセットの挿入に際しては、操作側から両端部にロールチョックをセットした作業ロールを圧延機１のハウジング内の所定の位置にレール等を用いて搬入するに際して、上補強ロールチョック４−１内にディクリースベンディング装置である油圧シリンダーのピストンロッドを引き込んでおき、搬入の障害とならないようにしておく。
次いで、上作業ロールチョック３−１の溝３１が係合すべき第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの拡大部（第２の係合部）の直前に位置した際に、このピストンロッドを所定の位置に下降させる。そして、図３Ｃに示すように、溝３１の内面と第３ピストンロッドの外面とが接触しない位置関係を維持しつつ、駆動側の溝開口部から第３ピストンロッドの拡大部を溝３１内に進入させる。これにより、第１の係合部と第２の係合部との係合を実現する。
【００４０】
図３Ａは、上ディクリースベンディング装置７−１，７−２の第３油圧シリンダーの第３ピストンロッドの先端に形成された拡大部が溝３１と係合している状態を示す図である。具体的には、図３Ａは、第３油圧シリンダーの引き動作によって、第３ピストンロッドが上方に引き上げられて、上作業ロールチョック３−１の溝３１上面に当接して上昇力ｆＲＢを付与している状態を示す。
【００４１】
上昇力ｆＲＢは、ロールバランス力として作用する。このため、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に配備された上インクリースベンディング装置６−１、６−２の第１ピストンロッドのストロークに頼らずとも、上作業ロール１−１を上補強ロール２−１とともに上昇させることができる。従って、大きなロール開度を無理なくとることができる。
【００４２】
図３Ｂは、薄板熱間圧延の仕上圧延など、板クラウン・形状制御を行う場合に、上ディクリースベンディング力を付与している状態を示す図である。
すなわち、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２の第３油圧シリンダーにより、その第３ピストンロッドは下方に伸長して、上作業ロールチョック３−１の溝３１の底面に押圧力ｆＤＣを付与することで、ディクリースベンディング力を付与する。
【００４３】
図３Ｃは、既に述べたように、ロール交換時等に、溝３１と第３ピストンロッドとを係合させる場合や、この係合を解除する場合の非接触状態を示す図である。
【００４４】
上述の例においては、溝３１を上作業ロールチョック３−１に形成し、溝３１に係合する拡大部を上ディクリースベンディング装置７−１、７−２に形成しているが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、例えば、溝３１を上ディクリースベンディング装置７−１、７−２に形成し、溝３１に係合する拡大部を上作業ロールチョック３−１に形成してもよい。
【００４５】
なお、本実施形態に係る圧延機１において、下作業ロール１−２の胴部に付与される圧延方向力は、下作業ロールチョック３−２と、出側に設けられるプロジェクトブロック（５−１又は５−２）との接触面によって負担される。このため、図１に示す本実施形態に係る圧延機１は、下作業ロールチョック３−２の一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に挟み込まれる部分の高さを大きくしている。
【００４６】
また、ロール開度は、主に上作業ロールチョック３−１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３−２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１−２の姿勢が不安定になることはない。
【００４７】
図４は、上下のインクリースベンディング装置６−１〜６−４の配置例を示す平面断面図である。つまり、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２のパスライン高さにおける断面図である。
本実施形態に係る圧延機１では、上下のインクリースベンディング装置６−１〜６−４を、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２の平面断面図上で、互いにずらして配備することが望ましい。例えば、図４に示すように、上インクリースベンディング装置６−１、６−２と、下インクリースベンディング装置６−３、６−４とを、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。このようにすれば、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２内のそれぞれにおいて、上下のインクリースベンディング装置６−１〜６−４が互いに干渉しない。
すなわち、第１プロジェクトブロック５−１、５−２のそれぞれに内蔵される第１油圧シリンダーと第２油圧シリンダーとが互いに干渉しない。このため、第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーの容量を大きくし、且つ、第１ピストンロッド及び第２ピストンロッドのストロークを大きくして、インクリースベンディング操作量を大きくすることができる。
【００４８】
なお、図４では、下インクリースベンディング装置６−３、６−４を、入側、出側それぞれ２本の第２油圧シリンダーにより構成している。しかし、第２油圧シリンダーをそれぞれ１本として、第１油圧シリンダー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によっても同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
図５も、上下のインクリースベンディング装置６−１〜６−４の配置例を示す平面断面図である。つまり、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２のパスライン高さにおける断面図である。当該図に示すように第１油圧シリンダーと、第２油圧シリンダーとを、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、第１油圧シリンダーと第２油圧シリンダーとは互いに干渉しない。このため、第１油圧シリンダー及び第２油圧シリンダーの容量を大きくし、且つ、第１ピストンロッド及び第２ピストンロッドのストロークを大きくして、ベンディング操作量を大きくすることができる。
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得る観点から、本実施形態に係る圧延機１の構造について説明してきた。
【００５０】
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することができることを説明する。
図１２、１３はいずれも従来技術に係る圧延機１Ａ、１Ｂであり、何れの圧延機もロール開度を大きくとることができる。
しかしながら、これらの圧延機１Ａ、１Ｂ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。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、上インクリースベンディング装置６−１、６−２を組み込む構造であるため、大容量および大ストロークの上インクリースベンディング装置６−１、６−２を配備することができないからである。また、これらの圧延機１Ａ、１Ｂは、上補強ロールチョック４−１からアーム部を延出するため、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を設置しようとしても、設置スペースがロールの軸心に寄ってしまう。そのため、上補強ロール２−１の軸受けと干渉するので、大容量・大ストロークの上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を配備することができない。
【００５１】
一方、図１に示すように、本実施形態に係る圧延機１では、圧延機１のハウジング９から、その内側方向に突出する一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に、大容量・大ストロークの上インクリースベンディング装置６−１、６−２を配備することができる。
また、本実施形態に係る圧延機１は、上補強ロールチョック４−１には、図１２、１３に示す圧延機１Ａ、１Ｂの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の上補強ロール２−１の軸受けと干渉しない位置に、大容量・大ストロークの上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を配備することができ、これによって上作業ロール１−１に大きなディクリースベンディング力を付与することができる。
【００５２】
すなわち、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２の位置、ならびに上作業ロール１−１の胴部に付与される圧延方向力を、上作業ロールチョック３−１とハウジングウィンドウ１２との接触面によって負担する構造とした本実施形態に係る圧延機１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。
また、作業ロールの組み換え作業の度に、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６−１〜６−４には、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。
【００５３】
図６は、本実施形態の変形例に係る圧延機１’を示す側面図である。図６に示す圧延機１’は、上ロール系は図１と同じ構成であるが、下ロール系が異なる構成となっている。図１に示す圧延機１では、下作業ロール１−２にディクリースベンディング力を付与する下ディクリースベンディング装置７−３、７−４を下補強ロールチョック４−２に配備している。それに対し、図６に示す圧延機１’は、下ディクリースベンディング装置７−３、７−４を、一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２の下方に位置する一対の第２プロジェクトブロック５−３、５−４に配備している。
【００５４】
ところで、図１に示す圧延機１のように、下ディクリースベンディング装置７−３、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。つまり、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。
このために、一般に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困難となる上、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。
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。
【００５５】
これに対し、図６に示す圧延機１’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。一対の第２プロジェクトブロック５−３、５−４に配備する下ディクリースベンディング装置７−３、７−４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することができ、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の組み換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。
【００５６】
次に、本実施形態に係る圧延方法について説明する。
図１、６に示すように、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を上補強ロールチョック４−１に配備した場合、上補強ロール２−１を組み替える際には、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２の油圧配管を着脱しなければならず、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。
このため、一般に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比較的困難となる。また、配管着脱を容易にするために、フレキシブル配管等のように柔構造かつ着脱自在な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。フレキシブル配管等の柔構造かつ着脱自在な油圧配管を採用する場合には、柔構造であるが故に油圧の変動を吸収し、または緩和してしまうこともある。
【００５７】
したがって、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を上補強ロールチョック４−１に配備したような場合には、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。
ところで、ディクリースベンディング力は、圧延荷重が負荷されていないアイドル時に付与することができない。そのため、ディクリースベンディング力を適用する場合は、ロールバランス力をとるアイドル状態から圧延開始までに、迅速にディクリースベンディング力を設定し、さらに圧延終了時には迅速にロールバランス状態に戻す必要がある。
したがって、ロールベンディング力の変更を応答性に劣るディクリースベンディング装置による制御で実施すると、圧延材の先尾端において、所定のディクリースベンディング力が付与されずに、形状不良部が長くなる可能性がある。
【００５８】
本実施形態に係る圧延方法は、上記問題を解決する。
すなわち、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を上補強ロールチョック４−１に配備した本実施形態に係る圧延機１、１’を用いた圧延方法であって、当該圧延機１、１’に生じ得る上記問題を解決する圧延方法である。
前記したように、上ディクリースベンディング装置７−１、７−２を上補強ロールチョック４−１に配備した圧延機１、１’においては、ディクリースベンディング装置の応答性が悪くなる場合がある。
しかし、本実施形態に係る圧延機１、１’では、ハウジング９からその内側方向に突出する一対の第１プロジェクトブロック５−１、５−２に、上インクリースベンディング装置６−１、６−２を配備する構造であるため、大容量・大ストロークの上インクリースベンディング装置とすることができる。
【００５９】
しかもロール組み換え作業の度に、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ので、固定油圧配管やサーボバルブを採用することができ、これにより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。
本実施形態に係る圧延方法は、板クラウン・形状制御の目的で、作業ロールにディクリースベンディング力を作用させる場合に、圧延開始時および圧延終了時のロールベンディング力の変更を、応答性の高いインクリースベンディング装置を用いて行い、ディクリースベンディング装置の応答性を補償する。
【００６０】
図７は、本実施形態に係る圧延方法の操作フローの一例を示す図である。つまり、応答性の高いインクリースベンディング装置と、これに比べてやや応答性の低いディクリースベンディング装置の操作フローを示す図である。
また、図８に、この圧延方法における、一本の圧延材に対するロールベンディング力等の時系列変化を示す。図８は上から、圧延荷重、インクリースベンディング装置の出力、ディクリースベンディング装置の出力、それらの合力である作業ロールベンディング力の時系列変化を示している。以下、図７、８に基づいて説明する。
【００６１】
まずは、圧延開始前に、次に圧延する圧延材に対応する圧延中作業ロールベンディング力の設定値ＦＲを演算して求める。ここではＦＲが負の値、すなわちディクリースベンディング力として演算されたものとする。なお、本実施形態では、インクリースベンディング力（インクリース方向（ロールＲを開く方向）の力）を正の値、ディクリースベンディング力（ディクリース方向（ロールを押し付ける方向）の力）を負の値とする。
【００６２】
（第１工程）
圧延開始前は、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を作用させ、合力としてロールバランス力ＦＢに相当するインクリース側のロールベンディング力が作業ロールチョックに作用するようにする。
すなわち、圧延前のアイドル時には、インクリースベンディング装置出力をＩＢ（＞０）、ディクリースベンディング装置出力をＤＢ（＜０）とし、ＩＢ＋ＤＢがロールバランス力ＦＢ（＞０）として作用する。
【００６３】
ロールバランス力ＦＢは、空転状態においても電動機で駆動される作業ロールと、従動となる補強ロールとがスリップしない力として決められている。このときＤＢは、ディクリースベンディング装置のアクチュエータが作業ロールチョックから離れてしまわない程度の最小の油圧で設定すればよい。
【００６４】
（第２工程）
そして、圧延開始前のあるタイミング（時間軸上のａ点）において、圧延中作業ロールベンディング力ＦＲを作用させるのに十分な所定の圧延中ディクリースベンディング装置出力ＤＳをＤＳ＝ＦＲ−ＩＲによって演算する。そして、ロールバランス力ＦＢが一定となるように、ＤＳおよびＩＳを同時に出力する。ここで、ＩＲは、圧延中のインクリースベンディング装置出力であり、ＤＳの絶対値が過大にならないように、制御可能な最小値に近い値を予め決めておく。ＩＳはＩＳ＋ＤＳ＝Ｆｒとなるインクリースベンディング装置出力である。したがって、設定タイミングにおいては、合力としての作業ロールベンディング力はＦＢのままで、実質的に変化しない。
【００６５】
（第３工程）
次に、圧延開始時に、ディクリースベンディング力は一定値を保持しつつ、インクリースベンディング力を変化（低下）させ、合力として所定の圧延中作業ロールベンディング力ＦＲが作業ロールチョックに作用するようにする。
すなわち、圧延開始時（時間軸上のｂ点）において、インクリースベンディング装置出力をＩＳからＩＲに変更する。このようにすることで、応答の遅いディクリースベンディング装置出力はＤＳのままで、応答の速いインクリースベンディング装置の制御によって、合力としての作業ロールベンディング力をロールバランス力ＦＢ（＞０）から圧延作業中ロールベンディング力ＦＲ（＜０）に、迅速に切り換えることができる。
【００６６】
なお、圧延開始時（ｂ）とは、圧延を開始した時点を指し、その検出は、例えば圧延機１、１’の圧延荷重測定用ロードセルによって検出される荷重が、予想圧延荷重の３０％を超えた時とする方法で決めることができる。
【００６７】
（第４工程）
そして、この圧延中ロールベンディング力を維持して金属板の圧延を行う。
【００６８】
（第５工程）
圧延終了時に、ロールベンディング力を圧延開始前の状態に戻すため、合力として、ロールバランス力ＦＢに相当するロールベンディング力を作業ロールチョックに作用させ、圧延を終了する。
すなわち、圧延終了時（時間軸上のｃ点）において、ディクリースベンディング装置出力はＤＳのままで、応答の速いインクリースベンディング装置出力をＩＲからＩＳに変化させる。このようにすることで、合力としての作業ロールベンディング力を圧延中作業ロールベンディング力（ＦＲ（＜０））からロールバランス力（ＦＳ（＞０））に迅速に切り替えることができる。
【００６９】
なお、圧延終了時（ｃ）とは、圧延終了時点を指し、その検出は、例えば圧延機１、１’の圧延荷重測定用ロードセルによって検出される荷重が、実績圧延荷重平均値の５０％を下回ったタイミングとする方法で決めることができる。
【００７０】
（第６工程）
そして、圧延終了時（ｃ）から、例えば１〜３秒経過した時点を、作業完了タイミング（時間軸上のｄ点）とし、このタイミングで、インクリースベンディング装置出力をＩＢに、ディクリースベンディング装置出力をＤＢに変更する。この変更でも、合力としての作業ロールベンディング力はロールバランス力ＦＢにほぼ維持される。
【００７１】
図７、８に示すように、本実施形態に係る圧延方法では、圧延開始時および圧延終了時のロールベンディング力の変更を、応答性の高いインクリースベンディング装置を用いて行う。このために、比較的応答性の低いディクリースベンディング装置を配備せざるを得ない場合であっても、これを応答性の高いインクリースベンディング装置が補償するので、高応答かつ強力な板クラウン・形状制御機能を付与することができる。
さらに、圧延中に種々の要因（外乱）によって圧延力が変化する場合にあっても、高応答なインクリースベンディング装置で、最適な作業ロールベンディング力を維持するように迅速に制御することが可能である。
【００７２】
すなわち、本実施形態に係る圧延方法によれば、圧延材入側板厚や圧延材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。これにより、製品品質および歩留を大きく改善することができる。
【００７３】
図９は、ディクリースベンディング装置の応答性が極めて低い場合（特に反力が抜けると圧力が下がってしまう油圧特性を持つ場合）のロールベンディング力等の時系列変化を示す図である。図８と同様に、図７に示すインクリースベンディング装置と、ディクリースベンディング装置の操作フローに従い、一本の圧延材に対する圧延操業に伴うロールベンディング力等の時系列変化を示している。すなわち、図７、８の場合に比べて、ディクリースベンディング装置の応答速度が遅い場合の例を示している。
タイミングｂおよびｃにおいて、応答性の高いインクリースベンディング装置の出力が急激に変化するため、応答性の悪いディクリースベンディング装置の出力が変動する。その結果、合力としての作業ロールベンディング力は、タイミングｂでＦＲに到達するのが送れ、タイミングｃでＦＢに到達するのが遅れることになる。図１０に示す圧延方法は、この問題を解決する。
【００７４】
図１０は、応答性の高いインクリースベンディング装置と応答性の低いディクリースベンディング装置とを有する場合の操作フローを示す図である。また、図１１に、この圧延方法における、一本の圧延材に対するロールベンディング力等の時系列変化を示す。図１１は上から、圧延荷重、インクリースベンディング装置の出力、ディクリースベンディング装置の出力、それらの合力である作業ロールベンディング力の時系列変化を示している。以下、図１０、１１に基づいて説明する。
図１０に示す圧延方法では、ディクリースベンディング装置に設置したロードセルでディクリースベンディング力を、あるいはディクリースベンディング装置に繋がる油圧配管内の油圧を常時測定し、この測定値に基づいてインクリースベンディング装置をダイナミック制御する。すなわち、圧延前後は作業ロールベンディング力がロールバランス力ＦＢとなるように、インクリースベンディング装置の出力を、ディクリースベンディング力またはディクリースベンディング装置の油圧に応じて制御する。なお、これ以外の制御は、図７に示す圧延方法と同様であるが、以下に具体的に説明する。
【００７５】
まずは、圧延開始前に、次に圧延する圧延材に対応する圧延中作業ロールベンディング力の設定値ＦＲを演算して求める。
（第１工程）
圧延開始前は、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を作用させ、合力としてロールバランス力ＦＢに相当するインクリース側のロールベンディング力が作業ロールチョックに作用するようにする。
すなわち、圧延前のアイドル時には、インクリースベンディング装置出力をＩＢ（＞０）、ディクリースベンディング装置出力をＤＢ（＜０）とし、ＩＢ＋ＤＢがロールバランス力ＦＢ（＞０）として作用する。
【００７６】
（第２工程）
そして、圧延開始前のあるタイミング（時間軸上のａ点）において、圧延中作業ロールベンディング力ＦＲを作用させるのに十分な所定の圧延中ディクリースベンディング装置出力ＤＳをＤＳ＝ＦＲ−ＩＲによって演算し、ディクリースベンディング力をＤＢからＤＳに変更する。また、ＩＳはＩＳ＋ＤＳ＝Ｆｒにより定まるインクリースベンディング装置出力であり、Ｄｓと同時に出力する。ここで、ディクリースベンディング力を時々刻々と（すなわち、連続的に）測定することにより得られる測定値ＤＭを用いて、微小に変動し得るロールバランス力ＦＢが常に一定となるようにインクリースベンディング装置出力ＩＳを制御する。
【００７７】
（第３工程）
次に、圧延開始時に、ディクリースベンディング力は一定値を保持しつつ、インクリースベンディング力を変化（低下）させ、合力として所定の圧延中作業ロールベンディング力ＦＲが作業ロールチョックに作用するようにする。
すなわち、圧延開始時（時間軸上のｂ点）において、インクリースベンディング装置出力をＩＳからＩＲに変更する。このようにすることで、応答の遅いディクリースベンディング装置出力はＤＳのままで、応答の速いインクリースベンディング装置の制御によって、合力としての作業ロールベンディング力をロールバランス力ＦＢ（＞０）から圧延作業中ロールベンディング力ＦＲ（＜０）に、迅速に切り換えることができる。
【００７８】
（第４工程）
そして、この圧延中ロールベンディング力を維持して圧延を行う。ここで、ディクリースベンディング力を時々刻々と（すなわち、連続的に）に測定することにより得られる測定値ＤＭを用いて、微小に変動し得るロールバランス力ＦＢが常に一定となるようにインクリースベンディング装置出力ＩＲを制御し、ディクリースベンディング装置出力ＤＳと同時に出力する。
【００７９】
（第５工程）
圧延終了時に、ロールベンディング力を圧延開始前の状態に戻すため、合力として、ロールバランス力ＦＢに相当するロールベンディング力を作業ロールチョックに作用させ、圧延を終了する。
すなわち、圧延終了時（時間軸上のｃ点）において、ディクリースベンディング装置出力はＤＳのままで、応答の速いインクリースベンディング装置出力をＩＲからＩＳに変化させる。このようにすることで、合力としての作業ロールベンディング力を圧延中作業ロールベンディング力（ＦＲ（＜０））からロールバランス力（ＦＳ（＞０））に迅速に切り替えることができる。
【００８０】
（第６工程）
そして、圧延終了時（ｃ）から、例えば１〜３秒経過した時点を、作業完了タイミング（時間軸上のｄ点）とし、このタイミングで、インクリースベンディング装置出力をＩＢに、ディクリースベンディング装置出力をＤＢに変更する。ここで、ディクリースベンディング力を時々刻々と（すなわち、連続的に）測定することにより得られる測定値ＤＭを用いて、微小に変動し得るロールバランス力ＦＢが常に一定となるようにインクリースベンディング装置出力ＩＳを制御し、ＤＳと同時に出力する。
【００８１】
図１０に示す圧延方法で圧延することで、図１１に示すように、ディクリースベンディング装置の出力の変動をインクリースベンディング装置が補償して、作業ロールベンディング力を最適に、高応答な制御を実現することができる。
また、圧延中のディクリースベンディング力の測定や、油圧測定によるフィードバック制御をしなくても、ディクリースベンディング装置の出力変動を予め予測し、それを補償するインクリースベンディング装置の出力を設定することでも、同様の効果を得ることができる。
【００８２】
尚、前記第１油圧シリンダーのストロークを超えるロール開度で圧延を行う場合には、前記第３ピストンロッドの引き操作によって、前記上作業ロール１−１のロールバランス力を付与し、その後、前記第１油圧シリンダーのストロークを超えないロール開度で圧延を行う場合には、上述の圧延方法（第１工程から第６工程）を採用することにより、同一圧延機で、板厚の大きな分塊圧延から、正確な板クラウン・形状制御を要求される熱延薄板圧延まで、対応することができる。
【００８３】
本発明は、以下のように表現することもできる。
（１）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する金属板材の圧延機であって、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付与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、下作業ロールに作用する圧延方向力が、該プロジェクトブロックに支持され、上作業ロールに作用する圧延方向力が該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ィンドウによって支持されるとともに、上作業ロールディクリースベンディング力を付与する複動式の油圧シリンダーが上補強ロールチョック内に配備され、そのピストン先端が、上作業ロールチョックに接続し、上補強ロールと上作業ロールとを接触状態に保持するロールバランス出力を有する金属板材の圧延機。
この圧延機では、上作業ロールにインクリースベンディング力を付与する油圧シリンダーと、下作業ロールにインクリースベンディング力を付与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もよい。
この圧延機では、下作業ロールにディクリースベンディング力を付与する油圧シリンダーが、下補強ロールチョックまたは前記プロジェクトブロックの下方に位置する第２のプロジェクトブロックに配備されてもよい。
この圧延機では、上作業ロールディクリースベンディング力を付与する油圧シリンダーのピストン先端断面が拡大部を具備し、上作業ロールチョックには、該拡大部が、上作業ロール交換時のロール軸方向移動によって、係合する凹部が形成されてもよい。
（２）上述の圧延機を用いて、厚板圧延を行う熱間圧延方法。
（３）上述の圧延機を用いて、厚板を製造するに当たり、上作業ロールインクリースベンディング力を付与する油圧シリンダーのストロークを超えるロール開度をとる場合に、上作業ロールディクリースベンディング力を付与する油圧シリンダーの引き操作によって、上作業ロールのロールバランス力を付与する熱間圧延方法。
（４）上述の圧延機を用いて、薄板熱間圧延の粗圧延および／または仕上圧延を行う熱間圧延方法。
（５）上述の熱間圧延方法であって、圧延開始前に、インクリースベンディング力とディクリースベンディング力の双方を作用させ、合力としてロールバランス力に相当するロールベンディング力を作業ロールチョックに作用させ、その後、ディクリースベンディング力を所定の圧延中ディクリースベンディング力となるように変化させつつ、ディクリースベンディング力とインクリースベンディング力の合力がロールバランス力を維持するようにインクリースベンディング力を変化させ、その後、圧延開始時に、ディクリースベンディング力を前記所定の圧延中ディクリースベンディング力を保持する制御を継続しつつ、インクリースベンディング力を変化させ、合力としての所定の圧延中作業ロールベンディング力が作業ロールチョックに作用する状態にし、圧延中は、前記所定の圧延中作業ロールベンディング力を維持するように圧延を行い、その後、圧延終了時に、インクリースベンディング力を変化させ、ディクリースベンディング力との合力としてロールバランス力に相当するロールベンディング力を作業ロールチョックに作用させ、この状態で金属板材の圧延を終了し、その後、前記合力としてのロールバランス力を維持するように、ディクリースベンディング力とインクリースベンディング力を減少させることを特徴とする金属板材の圧延方法。
この金属板材の圧延方法では、ディクリースベンディング力を発生させる油圧シリンダー内あるいは該油圧シリンダーに繋がる油圧配管内の油圧を測定し、その測定値に基づき、合力として作業ロールチョックに作用するロールベンディング力が所定の値になるようにインクリースベンディング力を制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、鋼板の圧延、特に大開度を必要とするリバース圧延機として、また、強力な板クラウン・形状制御を必要とする圧延機として、極厚の板材から薄板に至る領域までの圧延機および圧延方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８５】
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、５−２    一対の第１プロジェクトブロック
５−３、５−４    一対の第２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    ハウジング
１０    金属板材
１１    圧下装置
１２    ハウジングウィンドウ
３１    溝
【図１】
2012128019.tif 000003
【図２】
2012128019.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2012128019.tif 000006
【図３Ｃ】
2012128019.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2012128019.tif 000016
【図１３】
2012128019.tif 000017
【図１４】
2012128019.tif 000018
【図１５】
2012128019.tif 000019
【図１６】
2012128019.tif 000020
【国際調査報告】
2012128019.tif 000021
2012128019.tif 000022
2012128019.tif 000023
2012128019.tif 000024