(57)【要約】【課題】ロール間のスラスト力を低減し、被圧延材の蛇行及びキャンバーの発生を抑制する。【解決手段】一対の作業ロールと一対の補強ロールとを含む４段以上の圧延機であって、いずれか１つのロールを基準ロールとし、上下いずれか一方のロール系に設けられ、圧下支点位置において圧下方向荷重を検出する荷重検出装置と、荷重検出装置が設けられているロール系と反対側のロールに設けられたスラスト反力測定装置と、少なくとも基準ロール以外のロールチョックに対して被圧延材の圧延方向入側または出側のいずれか一方に設けられ、ロールチョックを圧延方向に押圧する押圧装置と、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を固定し、荷重検出装置による検出結果とスラスト反力測定装置による測定結果とに基づき押圧装置を動作させて、基準ロール以外のロールチョックの圧延方向における位置を制御する位置制御装置とを備える。【選択図】図２
2020040096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の作業ロールと前記作業ロールを支持する一対の補強ロールとを含む、複数のロールを備える４段以上の圧延機であって、
圧下方向に配列された各ロールのうちいずれか１つのロールを基準ロールとして、
上下いずれか一方のロール系に設けられ、前記補強ロールの作業側及び駆動側の圧下支点位置において、前記ロールの圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する荷重検出装置と、
前記荷重検出装置が設けられているロール系とは反対側のロール系を構成する前記ロールのうち少なくとも前記補強ロール以外のロールに設けられ、前記ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定するスラスト反力測定装置と、
少なくとも前記基準ロール以外の前記ロールのロールチョックに対し、被圧延材の圧延方向入側または出側のいずれか一方に設けられ、前記ロールチョックを前記圧延方向に押圧する押圧装置と、
前記基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、前記荷重検出装置による検出結果と前記スラスト反力測定装置による測定結果とに基づき前記押圧装置を動作させて、前記基準ロール以外の前記ロールの前記ロールチョックの前記圧延方向における位置を制御する位置制御装置と、
を備える、圧延機。
【請求項２】
前記位置制御装置は、
作業側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を算出し、
前記圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように、位置調整対象とする前記ロールを支持する前記ロールチョックの前記圧延方向における位置を調整するとともに、
各前記ロールのスラスト反力が許容範囲内の値となるように、位置調整対象とする前記ロールを支持する前記ロールチョックの圧延方向における位置を調整する、請求項１に記載の圧延機。
【請求項３】
前記ロールに対してベンディング力を付加するベンディング装置を備え、
前記位置制御装置は、前記作業ロール間のロールギャップを開状態にし、前記位置調整対象の前記ロール側の前記ロールチョックに対して、前記ベンディング装置によりベンディング力を負荷させる、請求項２に記載の圧延機。
【請求項４】
前記押圧装置は、ロールチョック位置検出装置を備えた油圧シリンダである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧延機。
【請求項５】
圧延機の設定方法であって、
前記圧延機は、
圧下方向に配列された各ロールのうちいずれか１つのロールを基準ロールとして、
少なくとも一対の作業ロールと一対の補強ロールとを含む複数のロールと、
上下いずれか一方のロール系に設けられ、前記補強ロールの作業側及び駆動側の圧下支点位置において、前記ロールの圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する荷重検出装置と、
少なくとも前記荷重検出装置が設けられているロール系とは反対側のロール系を構成するロールに設けられ、前記ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定するスラスト反力測定装置と、
少なくとも前記基準ロール以外の前記ロールのロールチョックに対し、被圧延材の圧延方向入側または出側のいずれか一方に設けられ、前記ロールチョックを前記圧延方向に押圧する押圧装置と、
を備える４段以上の圧延機であり、
圧下位置零点調整前または圧延開始前に、
前記基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、前記荷重検出装置により検出された作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差と前記スラスト反力測定装置による測定結果とに基づき前記押圧装置を動作させて、前記基準ロール以外の前記ロールの前記ロールチョックの前記圧延方向における位置を制御する、圧延機の設定方法。
【請求項６】
前記複数のロールのうち圧下方向において最下部または最上部に位置するロールを前記基準ロールとする、請求項５に記載の圧延機の設定方法。
【請求項７】
最下部または最上部に位置する前記ロールのうち、前記荷重検出装置が設けられているロール系のロールを基準ロールとして、
前記基準ロール以外のロールについては、前記基準ロールと反対側のロールから順に、
前記ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定し、
隣接する前記ロールに発生するスラスト反力が許容範囲内となるように、前記ロールのロールチョックを被圧延材の圧延方向に移動させて前記ロールチョックの位置を調整し、
このとき、すでに前記ロールチョックの位置が調整された前記ロールの前記ロールチョックを、調整中の前記ロールの前記ロールチョックとの相対位置を保持しながら、同時かつ同方向に制御する、スラスト反力に基づく調整を行い、
前記基準ロールについては、
作業側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を算出し、
前記圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように、前記基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、かつ、前記基準ロール以外の前記ロールのロールチョックを調整中の前記ロールの前記ロールチョックとの相対位置を保持しながら同時かつ同方向に被圧延材の圧延方向に移動させることにより、前記ロールチョックの位置を調整する、圧下方向荷重に基づく調整を行う、請求項６に記載の圧延機の設定方法。
【請求項８】
最下部または最上部に位置する前記ロールのうち、前記荷重検出装置が設けられているロール系と反対側のロールを基準ロールとして、
前記荷重検出装置が設けられているロール以外のロールについては、前記基準ロールから順に、
前記ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定し、
隣接する前記ロールに発生するスラスト反力が許容範囲内となるように、前記ロールのロールチョックを被圧延材の圧延方向に移動させて前記ロールチョックの位置を調整し、
このとき、すでに前記ロールチョックの位置が調整された前記ロールの前記ロールチョックを、調整中の前記ロールの前記ロールチョックとの相対位置を保持しながら、同時かつ同方向に制御する、スラスト反力に基づく調整を行い、
前記荷重検出装置が設けられているロール系については、
作業側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を算出し、
前記圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように、前記基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、かつ、前記基準ロール以外の前記ロールのロールチョックを調整中の前記ロールの前記ロールチョックとの相対位置を保持しながら同時かつ同方向に被圧延材の圧延方向に移動させることにより、前記ロールチョックの位置を調整する、圧下方向荷重に基づく調整を行う、請求項６に記載の圧延機の設定方法。
【請求項９】
被圧延材に対して圧下方向上側に設けられた複数のロールを上ロール系、前記被圧延材に対して圧下方向下側に設けられた複数のロールを下ロール系として、
前記作業ロールのロールギャップを開状態とし、前記作業ロールのロールチョックに対してベンディング装置によりベンディング力を負荷させた状態で、前記上ロール系及び前記下ロール系それぞれについて、前記作業ロールの前記ロールチョックと前記補強ロールの前記ロールチョックとの位置を調整する第１調整と、
前記第１調整の後、前記作業ロールをキスロール状態にして、前記基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、前記基準ロールと反対側のロール系のロールチョックの位置を、当該ロールチョックとの相対位置を保持しながら同時かつ同方向に被圧延材の圧延方向に移動させることにより調整する第２調整と、
を実施し、
前記第１調整では、
前記荷重検出装置が設けられているロール系については、作業側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の前記荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように前記ロールチョックの位置を調整する圧下方向荷重に基づく調整を行い、
前記荷重検出装置が設けられているロール系と反対側のロール系については、前記ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定し、隣接する前記ロールに発生するスラスト反力が許容範囲内となるように前記ロールチョックの位置を調整する、スラスト反力に基づく調整を行い、
前記第２調整では、前記圧下方向荷重に基づく調整、または、前記作業ロール間に発生するスラスト反力に基づく調整を行う、請求項６に記載の圧延機の設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧延材を圧延する圧延機及び当該圧延機の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延プロセスにおいて通板トラブルの起因となる現象として、例えば鋼板の蛇行がある。鋼板が蛇行する要因の１つに圧延装置のロール間の微小クロス（ロールスキューともいう。）で発生するスラスト力があるが、スラスト力を直接測定することは困難である。そこで、従来からロール間で発生するスラスト力の合計値の反力として検出されるスラスト反力を測定し、あるいは、スラスト力の発生原因となるロール間クロス角を測定し、当該スラスト反力あるいは当該クロス角に基づきロール間で発生するスラスト力を同定して、鋼板の蛇行制御を行うことが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ロール軸方向のスラスト反力と圧下方向の荷重を測定し、圧下位置零点と圧延機の変形特性のいずれか一方または双方を求め、圧延実行時の圧下位置設定し圧延制御する板圧延方法が開示されている。また、特許文献２には、圧延機の内部に設けられた距離センサを用いて測定されたロール間微小クロス（スキュー角）に基づきロールに発生するスラスト力を算出し、当該スラスト力に基づき圧下方向の荷重測定値から蛇行起因の差荷重成分を演算して圧下レベリング制御する、蛇行制御方法が開示されている。さらに、特許文献３には、ペアクロス圧延機において上下のロールの中心軸が水平方向で交差する点（クロスポイント）のずれを修正するクロスポイント修正装置が開示されている。かかる装置は、クロスヘッドとロールチョックとの間に発生する遊びを吸収するアクチュエータと、ロールチョック位置を検出する検出器とを備え、ロールチョック位置に基づきクロスポイントのずれを修正している。
【０００４】
また、特許文献４には、駆動側と操作側の荷重差を検出し、検出した荷重差に基づいて駆動側と操作側の圧下位置を独立操作することにより圧延材の蛇行を制御する際に、圧延中のスラストに起因する差荷重を推定することによって、圧延中の差荷重を圧延材の蛇行に起因するものとスラストに起因するものとに分離し、これら分離した差荷重に基づいて駆動側と操作側の圧下位置を操作する圧延機の制御方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４９９１０７号公報
【特許文献２】特開２０１４−４５９９号公報
【特許文献３】特開平８−２９４７１３号公報
【特許文献４】特許第４９６２３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の技術では、補強ロール以外のロールのスラスト反力の測定が圧下位置零調時と圧延中に必要であるが、圧延中にスラスト反力を測定する場合、圧延荷重等の圧延条件の変化によっては、スラスト反力の作用点等の特性が変化し、スラスト力に伴う非対称変形を正しく特定できない場合がある。このため、圧下レベリング制御を正確に実施できない可能性がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の技術では、渦流式等の距離センサにより測定されたロールの水平方向距離からロールスキュー角を求めている。しかし、ロール胴長部分の偏芯あるいは円筒度等機械加工精度によりロールが水平方向に振動し、また、圧延開始時の咬み込み時の衝撃等により水平方向のチョック位置が変動するため、スラスト力によるロールの水平変位を正確に測定することは困難である。また、ロールの摩擦係数は、圧延本数が増えるにつれてロールの粗度が経時的に変化することから、時々刻々変化する。このため、摩擦係数の同定なしにスラスト力の演算をロールスキュー角測定のみから正確に行うことはできない。
【０００８】
さらに、上記特許文献３に記載の技術では、ロール間クロス角はロール間の相対的なクロスによって生じ、ロールベアリング等にもガタがあるため、各ロールチョック位置を個々に圧延方向に位置制御をしてもロール自体の相対的な位置関係のずれは解消されない。このため、ロール間クロス角により発生するスラスト力を無くすことはできない。
【０００９】
さらに、上記特許文献４に記載の技術では、圧延に先立ち、上下ロールが接触しない状態にてロールを駆動しつつベンディング力を付与し、その際に発生する駆動側と作業側の荷重差から求めたスラスト係数あるいはスキュー量からスラストに起因する差荷重を推定している。特許文献４では上下ロールの１つの回転状態での測定値のみからスラスト係数またはスキュー量を同定している。このため、荷重検出装置の零点のずれ、あるいは、ハウジングとロールチョックとの摩擦抵抗の影響が左右で異なる場合、駆動側の測定値と作業側の測定値とに左右非対称な誤差が生じる可能性がある。特に、ベンディング力の負荷のように荷重レベルが小さい場合には、かかる誤差は、スラスト係数あるいはスキュー量の同定において致命的な誤差になり得る。
【００１０】
また、特許文献４では、ロール間摩擦係数を与えなければスラスト係数またはスキュー量を同定することができない。さらに、特許文献４では、バックアップロールのスラスト反力はロール軸心位置に作用するとしており、スラスト反力の作用点位置の変化を考慮していない。通常、バックアップロールのチョックは圧下装置等に支持されるため、スラスト反力の作用点位置はロール軸心に位置するとは限らない。このため、駆動側の圧下方向荷重と作業側の圧下方向荷重との荷重差から求めるロール間スラスト力に誤差が生し、当該ロール間スラスト力に基づき算出されるスラスト係数あるいはスキュー量にも誤差が生じる。このようにスラスト係数あるいはスキュー量に誤差が生じると、その誤差の影響を受けて被圧延材の蛇行制御の精度が低下する。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ロール間で発生するスラスト力を低減して、被圧延材の蛇行及びキャンバーの発生を抑制することが可能な、新規かつ改良された圧延機及び圧延機の設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも一対の作業ロールと作業ロールを支持する一対の補強ロールとを含む、複数のロールを備える４段以上の圧延機であって、圧下方向に配列された各ロールのうちいずれか１つのロールを基準ロールとして、上下いずれか一方のロール系に設けられ、補強ロールの作業側及び駆動側の圧下支点位置において、ロールの圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する荷重検出装置と、荷重検出装置が設けられているロール系とは反対側のロール系を構成するロールのうち少なくとも補強ロール以外のロールに設けられ、ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定するスラスト反力測定装置と、少なくとも基準ロール以外のロールのロールチョックに対し、被圧延材の圧延方向入側または出側のいずれか一方に設けられ、ロールチョックを圧延方向に押圧する押圧装置と、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、荷重検出装置による検出結果とスラスト反力測定装置による測定結果とに基づき押圧装置を動作させて、基準ロール以外のロールのロールチョックの圧延方向における位置を制御する位置制御装置と、を備える、圧延機が提供される。
【００１３】
位置制御装置は、作業側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を算出し、圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように、位置調整対象とするロールを支持するロールチョックの圧延方向における位置を調整するとともに、各ロールのスラスト反力が許容範囲内の値となるように、位置調整対象とするロールを支持するロールチョックの圧延方向における位置を調整してもよい。
【００１４】
ロールに対してベンディング力を付加するベンディング装置を備え、位置制御装置は、作業ロール間のロールギャップを開状態にし、位置調整対象のロール側のロールチョックに対して、ベンディング装置によりベンディング力を負荷させるようにしてもよい。
【００１５】
押圧装置は、ロールチョック位置検出装置を備えた油圧シリンダであってもよい。
【００１６】
また、本発明の別の観点によれば、圧延機の設定方法であって、圧延機は、圧下方向に配列された各ロールのうちいずれか１つのロールを基準ロールとして、少なくとも一対の作業ロールと一対の補強ロールとを含む複数のロールと、上下いずれか一方のロール系に設けられ、補強ロールの作業側及び駆動側の圧下支点位置において、ロールの圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する荷重検出装置と、少なくとも荷重検出装置が設けられているロール系とは反対側のロール系を構成するロールに設けられ、ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定するスラスト反力測定装置と、少なくとも基準ロール以外のロールのロールチョックに対し、被圧延材の圧延方向入側または出側のいずれか一方に設けられ、ロールチョックを圧延方向に押圧する押圧装置と、を備える４段以上の圧延機であり、圧下位置零点調整前または圧延開始前に、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、荷重検出装置により検出された作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差とスラスト反力測定装置による測定結果とに基づき押圧装置を動作させて、基準ロール以外のロールのロールチョックの圧延方向における位置を制御する、圧延機の設定方法が提供される。
【００１７】
上記圧延機の設定方法においては、複数のロールのうち圧下方向において最下部または最上部に位置するロールを基準ロールとしてもよい。
【００１８】
この際、最下部または最上部に位置するロールのうち、荷重検出装置が設けられているロール系のロールを基準ロールとして、基準ロール以外のロールについては、基準ロールと反対側のロールから順に、ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定し、隣接するロールに発生するスラスト反力が許容範囲内となるように、ロールのロールチョックを被圧延材の圧延方向に移動させてロールチョックの位置を調整し、このとき、すでにロールチョックの位置が調整されたロールのロールチョックを、調整中のロールのロールチョックとの相対位置を保持しながら、同時かつ同方向に制御する、スラスト反力に基づく調整を行い、基準ロールについては、作業側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を算出し、圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、かつ、基準ロール以外のロールのロールチョックを調整中のロールのロールチョックとの相対位置を保持しながら同時かつ同方向に被圧延材の圧延方向に移動させることにより、ロールチョックの位置を調整する、圧下方向荷重に基づく調整を行ってもよい。
【００１９】
また、最下部または最上部に位置するロールのうち、荷重検出装置が設けられているロール系と反対側のロールを基準ロールとして、荷重検出装置が設けられているロール以外のロールについては、基準ロールから順に、ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定し、隣接するロールに発生するスラスト反力が許容範囲内となるように、ロールのロールチョックを被圧延材の圧延方向に移動させてロールチョックの位置を調整し、このとき、すでにロールチョックの位置が調整されたロールのロールチョックを、調整中のロールのロールチョックとの相対位置を保持しながら、同時かつ同方向に制御する、スラスト反力に基づく調整を行い、荷重検出装置が設けられているロール系については、作業側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を算出し、圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるように、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、かつ、基準ロール以外のロールのロールチョックを調整中のロールのロールチョックとの相対位置を保持しながら同時かつ同方向に被圧延材の圧延方向に移動させることにより、ロールチョックの位置を調整する、圧下方向荷重に基づく調整を行ってもよい。
【００２０】
あるいは、被圧延材に対して圧下方向上側に設けられた複数のロールを上ロール系、被圧延材に対して圧下方向下側に設けられた複数のロールを下ロール系として、作業ロールのロールギャップを開状態とし、作業ロールのロールチョックに対してベンディング装置によりベンディング力を負荷させた状態で、上ロール系及び下ロール系それぞれについて、作業ロールのロールチョックと補強ロールのロールチョックとの位置を調整する第１調整と、第１調整の後、作業ロールをキスロール状態にして、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置を基準位置として固定し、基準ロールと反対側のロール系のロールチョックの位置を、当該ロールチョックとの相対位置を保持しながら同時かつ同方向に被圧延材の圧延方向に移動させることにより調整する第２調整と、を実施し、第１調整では、荷重検出装置が設けられているロール系については、作業側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重と、駆動側の荷重検出装置により検出された圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が許容範囲内の値となるようにロールチョックの位置を調整する圧下方向荷重に基づく調整を行い、荷重検出装置が設けられているロール系と反対側のロール系については、ロールに作用するロール胴長方向におけるスラスト反力を測定し、隣接するロールに発生するスラスト反力が許容範囲内となるようにロールチョックの位置を調整する、スラスト反力に基づく調整を行い、第２調整では、圧下方向荷重に基づく調整、または、作業ロール間に発生するスラスト反力に基づく調整を行ってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、ロール間で発生するスラスト力を低減して、被圧延材の蛇行及びキャンバーの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】圧延時において圧延機のロール間に発生するスラスト力及びスラスト反力を説明するための、圧延機の概略側面図及び概略正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る圧延機と、当該圧延機を制御するための装置との構成を示す説明図である。
【図３Ａ】同実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートであって、基準ロールと反対側のロールから位置調整を行う場合の例を示す。
【図３Ｂ】同実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートであって、基準ロールと反対側のロールから位置調整を行う場合の例を示す。
【図４Ａ】同実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、第１調整を示す。
【図４Ｂ】同実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、第２調整を示す。
【図４Ｃ】同実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、第３調整を示す。
【図５Ａ】同実施形態に係る他の圧延機の設定方法を説明するフローチャートであって、基準ロール側から位置調整を行う場合の例を示す。
【図５Ｂ】同実施形態に係る他の圧延機の設定方法を説明するフローチャートであって、基準ロール側から位置調整を行う場合の例を示す。
【図６Ａ】図５Ａに示す圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、第１調整を示す。
【図６Ｂ】図５Ａに示す圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、第２調整を示す。
【図６Ｃ】図５Ｂに示す圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、第３調整を示す。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る圧延機と、当該圧延機を制御するための装置との構成を示す説明図である。
【図８Ａ】同実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートである。
【図８Ｂ】同実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートである。
【図８Ｃ】同実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートである。
【図９Ａ】同実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、ロールギャップ開状態での位置調整（第１調整）を示す。
【図９Ｂ】同実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、キスロール状態での位置調整（第２調整（Ａ））を示す。
【図９Ｃ】同実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図であって、キスロール状態での他の位置調整（第２調整（Ｂ））を示す。
【図１０】ロール間クロス角変更時の圧延機のロール間スラスト力の発生状態の一例を示す概略側面図及び概略正面図である。
【図１１】図１０の状態の圧延機において、下側のロールを正転させた場合と逆転させた場合とで取得された圧下方向荷重の差を示す説明図である。
【図１２】図１０の状態の圧延機において、下側のロールを停止させた場合と回転させた場合とで取得された圧下方向荷重の差を示す説明図である。
【図１３】ロールギャップが開状態である圧延機の作業ロール及び補強ロールの配置を示す説明図である。
【図１４】ロール間クロス角の定義を示す説明図である。
【図１５】図１３に示すロールギャップ開状態での補強ロールクロス角と圧下方向荷重差との一関係を示すグラフである。
【図１６】ロールギャップ開状態での、補強ロールクロス角と、補強ロールスラスト反力、作業ロールスラスト反力、及び、圧下方向荷重差との一関係を示すグラフである。
【図１７】キスロール状態にされた圧延機の作業ロール及び補強ロールの配置を示す説明図であって、ペアクロス有の状態を示す。
【図１８】図１７に示すキスロール状態での補強ロールクロス角と圧下方向荷重差との一関係を示すグラフである。
【図１９】図１７に示すキスロール状態での、作業ロールと補強ロールとのペアクロス角と作業ロールスラスト反力との一関係を示すグラフである。
【図２０】キスロール状態にされた圧延機の、作業ロール及び補強ロールの配置を示す説明図であって、ペアクロス無の状態を示す。
【図２１】図２０に示すキスロール状態での、補強ロールクロス角と、補強ロールスラスト反力、及び、作業ロールスラスト反力との一関係を示すグラフである。
【図２２】ロールチョック位置検出装置を備える油圧シリンダの代わりに、回転角検出機能付サーボモータを適用する例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。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。
【００２４】
＜１．目的＞
本発明の実施形態に係る圧延機と当該圧延機の圧延機の設定方法では、ロール間に発生するスラスト力をなくし、蛇行及びキャンバーのない、あるいは蛇行及びキャンバーが極めて軽微な製品を安定して製造することを目的とする。図１に、被圧延材Ｓの圧延時において圧延機のロール間に発生するスラスト力及びスラスト反力を説明するための、圧延機の概略側面図及び概略正面図を示す。以下では、図１に示すように、ロール胴長方向の作業側をＷＳ（Ｗｏｒｋ  Ｓｉｄｅ）、駆動側をＤＳ（Ｄｒｉｖｅ  Ｓｉｄｅ）と表す。
【００２５】
図１に示す圧延機は、上作業ロール１及び下作業ロール２とからなる一対の作業ロールと、圧下方向（Ｚ方向）において上作業ロール１を支持する上補強ロール３及び下作業ロール２を支持する下補強ロール４とからなる一対の補強ロールとを有する。作業ロール間に被圧延材Ｓを通し圧延することで、被圧延材Ｓの板厚を所定の厚さにする。圧延機には、圧下方向（Ｚ方向）において、被圧延材Ｓの上面側に配置された上作業ロール１及び上補強ロール３からなる上ロール系に係る圧下方向荷重を検出する上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂと、被圧延材Ｓの下面側に配置された下作業ロール２及び下補強ロール４からなる下ロール系に係る圧下方向荷重を検出する下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂとが設けられている。上圧下方向荷重検出装置２８ａ及び下圧下方向荷重検出装置２９ａは、作業側における圧下方向荷重を検出する。上圧下方向荷重検出装置２８ｂ及び下圧下方向荷重検出装置２９ｂは、駆動側における圧下方向荷重を検出する。
【００２６】
上作業ロール１、下作業ロール２、上補強ロール３及び下補強ロール４は、被圧延材Ｓの搬送方向に直交するように、各ロールの胴長方向を平行にして配置される。しかし、圧下方向に平行な軸（Ｚ軸）まわりにロールが僅かに回転し、上作業ロール１と上補強ロール３との胴長方向のずれ、あるいは、下作業ロール２と下補強ロール４との胴長方向のずれが生じると、作業ロールと補強ロールとの間に、ロールの胴長方向に作用するスラスト力が発生する。ロール間スラスト力は、ロールに余分なモーメントを発生させ、非対称なロール変形が起因となり圧延を不安定な状態にする一因であり、例えば蛇行あるいはキャンバーを引き起こす。このロール間スラスト力は、作業ロールと補強ロールとのロール胴長方向にずれが生じ、ロール間クロス角が発生することにより生じる。例えば、下作業ロール２と下補強ロール４との間にロール間クロス角が発生していると、下作業ロール２と下補強ロール４との間にスラスト力が発生する。このとき、被圧延材Ｓと下作業ロール２との間にも僅かであるがスラスト力が発生し、これらの合力の反力として下作業ロールチョック６にスラスト反力が作用する。その結果、下補強ロール４にモーメントが発生し、このモーメントにバランスするようにロール間の荷重分布が変化し、非対称なロール変形が生じる。このような非対称なロール変形によって蛇行あるいはキャンバーを引き起こす等、圧延が不安定となる。
【００２７】
そこで、本発明では、圧延機による被圧延材の圧延において、ロール間に発生するロール間スラスト力がなくなるように各ロールのロールチョック位置を調整することで、蛇行及びキャンバーのない、あるいは蛇行及びキャンバーが極めて軽微な製品を安定して製造することを目的とする。特に、本発明では、ロールにかかるスラスト反力が測定できない場合にもロール間に発生するロール間スラスト力がなくなるように各ロールのロールチョック位置を調整する手法を提案する。
【００２８】
＜２．第１の実施形態＞
図２〜図４Ｃに基づいて、本発明の第１の実施形態に係る圧延機及び当該圧延機を制御するための装置の構成と、圧延機の設定方法について説明する。第１の実施形態は、圧下位置零点調整前または圧延開始前に、基準とするロールと他のロールとのロール間クロス角をゼロにするように調整し、スラスト力の発生しない圧延を実現するものである。本実施形態に係る圧延機は、上ロール系または下ロール系のうちいずれか一方の補強ロールの作業側及び駆動側の圧下支点位置において、ロールの圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する荷重検出装置を備えている。また、当該圧延機は、少なくとも荷重検出装置が設けられているロール系とは反対側のロール系を構成するロールに、スラスト反力を測定するスラスト反力測定装置が設けられている。すなわち、圧延機に上ロール系または下ロール系のうちいずれか一方にしか荷重検出装置が設けられていない場合であっても、ロール間クロスの調整が可能である。
【００２９】
［２−１．圧延機の構成］
まず、図２に基づいて、本実施形態に係る圧延機と、当該圧延機を制御するための装置とを説明する。図２は、本実施形態に係る圧延機と、当該圧延機を制御するための装置との構成を示す説明図である。なお、図２に示す圧延機は、ロール胴長方向の作業側から見た状態を示しており、圧延方向は紙面左から右に向かっているとする。また、図２では、下補強ロールを基準ロールとした場合の構成を示す。なお、基準ロールは、ロールチョックとハウジングとの接触面積が大きく、位置が安定する最下部または最上部に位置するロールが好ましい。
【００３０】
図２に示す圧延機は、一対の作業ロール１、２と、これを支持する一対の補強ロール３、４とを有する４段の圧延機である。上作業ロール１は上作業ロールチョック５により支持されており、下作業ロール２は下作業ロールチョック６により支持されている。なお、上作業ロールチョック５及び下作業ロールチョック６は、図２紙面奥側（駆動側）にも同様に設けられており、それぞれ上作業ロール１、下作業ロール２を支持している。上作業ロール１及び下作業ロール２は、駆動用電動機２１により回転駆動される。また、上補強ロール３は上補強ロールチョック７により支持されており、下補強ロール４は下補強ロールチョック８により支持されている。上補強ロールチョック７及び下補強ロールチョック８は、図２紙面奥側（駆動側）にも同様に設けられており、それぞれ上補強ロール３、下補強ロール４を支持している。上作業ロールチョック５、下作業ロールチョック６、上補強ロールチョック７、及び下補強ロールチョック８は、ハウジング３０により保持されている。
【００３１】
上作業ロールチョック５には、圧延方向入側に設けられ、上作業ロールチョック５を圧延方向に押圧する上作業ロールチョック押圧装置９と、圧延方向出側に設けられ、圧延方向の位置を検出して上作業ロールチョック５を圧延方向に駆動する上作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１１とが設けられている。また、上作業ロール１には、当該上作業ロール１にかかるスラスト反力を測定する上作業ロールスラスト反力測定装置１７が設けられている。
【００３２】
同様に、下作業ロールチョック６には、圧延方向入側に設けられ、下作業ロールチョック６を圧延方向に押圧する下作業ロールチョック押圧装置１０と、圧延方向出側に設けられ、圧延方向の位置を検出して下作業ロールチョック６を圧延方向に駆動する下作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１２とが設けられている。上作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１１、下作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１２、上作業ロールチョック押圧装置９の駆動機構、及び下作業ロールチョック押圧装置１０の駆動機構には、例えば油圧シリンダが用いられる。また、上補強ロール３には、当該上補強ロール３にかかるスラスト反力を測定する上補強ロールスラスト反力測定装置１９が設けられている。なお、図２において、上下の作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１１、１２と上下の作業ロールチョック押圧装置９、１０とは、作業側のみを表示しているが、紙面奥側（駆動側）にも同様に設けられている。
【００３３】
上補強ロールチョック７には、圧延方向出側に設けられ、上補強ロールチョック７を圧延方向に押圧する上補強ロールチョック押圧装置１３と、圧延方向入側に設けられ、圧延方向の位置を検出して上補強ロールチョック７を圧延方向に駆動する上補強ロールチョック位置検出機能付駆動装置１４とが設けられている。上補強ロールチョック位置検出機能付駆動装置１４、及び、上補強ロールチョック押圧装置１３の駆動機構には、例えば油圧シリンダが用いられる。なお、図２において、上補強ロールチョック位置検出機能付駆動装置１４と上補強ロールチョック押圧装置１３は、作業側のみを表示しているが、紙面奥側（駆動側）にも同様に設けられている。
【００３４】
一方、下補強ロールチョック８は、本実施形態においては下補強ロール４を基準ロールとしているため、基準補強ロールチョックとなる。したがって、下補強ロールチョック８を駆動させて位置調整を行うことはないので、上補強ロールチョック７のように、必ずしも駆動装置及び位置検出装置を備えていなくともよい。ただし、位置調整の基準とする基準補強ロールチョックの位置が変化しないように、圧延方向の入側または出側に、例えば下補強ロールチョック押圧装置４０等を設け、下補強ロールチョック８のガタツキを押さえるようにしてもよい。なお、図２において、下補強ロールチョック押圧装置４０は、作業側のみを表示しているが、紙面奥側（駆動側）にも同様に設けられている。
【００３５】
また、圧延機を制御するための装置としては、例えば図２に示すように、ロールチョック圧延方向力制御装置１５と、ロールチョック位置制御装置１６と、駆動用電動機制御装置２２と、ロール間クロス制御装置２３とを有する。
【００３６】
ロールチョック圧延方向力制御装置１５は、上作業ロールチョック押圧装置９、下作業ロールチョック押圧装置１０、上補強ロールチョック押圧装置１３、及び下補強ロールチョック押圧装置４０の圧延方向の押圧力を制御する。ロールチョック圧延方向力制御装置１５は、後述するロール間クロス制御装置２３の制御指示に基づき、チョック位置の制御対象である上作業ロールチョック押圧装置９、下作業ロールチョック押圧装置１０、及び、上補強ロールチョック押圧装置１３を駆動させ、所定の押圧力を与えることによってチョック位置を制御可能な状態を形成する。
【００３７】
ロールチョック位置制御装置１６は、上作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１１、下作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１２、及び、上補強ロールチョック位置検出機能付駆動装置１４の駆動制御を行う。ロールチョック位置制御装置１６は、ロール間クロス制御装置２３の制御指示に基づき、ロールの作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差、及び、各ロールのスラスト反力が所定範囲内となるように、上作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１１、下作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１２、及び、上補強ロールチョック位置検出機能付駆動装置１４を駆動させる。位置検出機能付駆動装置１１、１２、１４は、作業側及び駆動側の両側に配置されており、作業側及び駆動側の圧延方向の位置について、同量を作業側及び駆動側で逆方向に制御することにより、作業側及び駆動側の平均的な圧延方向位置を変更することなく、ロールクロス角のみを変更することができる。
【００３８】
駆動用電動機制御装置２２は、上作業ロール１及び下作業ロール２を回転駆動する駆動用電動機２１を制御する。本実施形態に係る駆動用電動機制御装置２２は、ロール間クロス制御装置２３からの指示に基づき、上作業ロール１または下作業ロール２の駆動を制御する。
【００３９】
ロール間クロス制御装置２３は、圧延機を構成する上作業ロール１、下作業ロール２、上補強ロール３、及び、下補強ロール４について、ロール間クロス角がゼロとなるように、各ロールの位置を調整する。ロール間クロス制御装置２３は、ロールの作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が所定範囲内となるようにするとともに、スラスト反力が所定範囲内となるように、ロールチョックの位置を動かして、各ロールの位置を調整する。スラスト反力については、上作業ロールスラスト反力測定装置１７及び上補強ロールスラスト反力測定装置１９により測定されたスラスト反力がそれぞれ所定範囲内となるように、ロールチョックの位置が制御される。ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６、及び、駆動用電動機制御装置２２に対して制御指示を行い、ロール間に生じていたクロスがなくなるようにする。なお、当該圧延機の設定方法の詳細については後述する。
【００４０】
また、圧延機には圧下装置２７が設けられている。圧下装置２７は、最上部のロール（図２では上補強ロール３）上方に設置され、ロールを下方に向かって押圧する装置である。圧下装置２７によりロールを上方から下方に圧下することで、各ロールの圧下方向における位置を調整することができる。例えば、上作業ロール１と下作業ロール２とをキスロール状態とする際、圧下装置２７により上作業ロール１及び下作業ロール２に対して所定の負荷を与えることで、これらの位置が調整される。
【００４１】
圧下方向において、下補強ロールチョック８とハウジング３０との間の圧下支点位置３０ｂには、下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂが設けられている。なお、図２には、作業側の下圧下方向荷重検出装置２９ａのみが図示されているが、図１に示したように、図２紙面奥側の駆動側には、下圧下方向荷重検出装置２９ｂが設けられている。下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂは、下補強ロールチョック８の圧下支点位置に配置され圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する装置であり、最下部のロール（すなわち、図２では下補強ロール４）に係る圧下方向荷重を検出する。
【００４２】
下圧下方向荷重差演算部３３は、下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂにより検出された作業側の圧下方向荷重（ＰＷＢ）と駆動側の圧下方向荷重（ＰＤＢ）との差である圧下方向荷重差を演算する。下圧下方向荷重差演算部３３により演算された圧下方向荷重差（ＰＷＢ−ＰＤＢ）は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。ロール間クロス制御装置２３は、入力された圧下方向荷重差に基づき、ロール間クロスの状態を認識する。
【００４３】
なお、上述の例では、作業ロールチョック５、６については、圧延機の出側に位置検出機能付駆動装置１１、１２、入側に押圧装置９、１０、上補強ロールチョック７については、圧延機の入側に位置検出機能付駆動装置１４、出側に押圧装置１３、下補強ロールチョック８については、圧延機の出側に押圧装置４０を配備する例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、これらの配置を圧延機の入側と出側とで逆に設置してもよく、あるいは、作業ロール及び補強ロールで同方向に設置してもよい。
【００４４】
さらに、位置検出機能付駆動装置１１、１２、１４については、作業側及び駆動側の両側に配置し、それぞれを位置制御する例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。これらの装置を作業側及び駆動側の片側のみに配置、あるいは、片側のみを動作させ、その反対側を回転の支点として、位置制御を行うことによってロールクロス角を制御することが可能であり、ロール間クロスを低減するという同様の効果が得られることは、言うまでもない。
【００４５】
また、図２では、基準ロールである下補強ロール４の下補強ロールチョック８には押圧装置４０のみを設ける例を示したが、本発明はかかる例に限定されず、下補強ロールチョック８の入側に位置検出機能付駆動装置を設け、ロールチョック位置制御装置１６により制御可能に構成してもよい。これにより、例えばライナー等摩耗により基準ロール軸と圧延方向との直角関係が極端にずれている場合に、ロールチョック位置制御装置１６によって基準補強ロールチョックを駆動させ、基準ロールの位置を微調整することが可能となる。また、位置検出機能付駆動装置を全ロールに配置することにより、状況に応じて基準ロールを変更し、その変更した基準ロールに基づいて制御を行ってもよい。
【００４６】
すなわち、基準ロールは、上述したように、ロールチョックとハウジングとの接触面積が大きく、位置が安定する最下部または最上部に位置する補強ロールが好ましい。しかし、位置検出機能付駆動装置１１、１２、１４あるいは押圧装置９、１０、１３、４０等をハウジングあるいはプロジェクトブロックへ配置する際にスペース上の課題がある場合は、設備配置の制約等に応じて、基準ロールを上作業ロール１または下作業ロール２としても、以下に説明する本実施形態に係る圧延機の設定方法を同様に実施することは可能である。また、６段以上の圧延機であっても、上作業ロール１、下作業ロール２、上中間ロール群（上ロール系に設置されている１または複数の中間ロール）、下中間ロール群（下ロール系に設置されている１または複数の中間ロール）のいずれか１つのロールを基準ロールとして、以下に説明する本実施形態に係る圧延機の設定方法を同様に実施することは可能である。
【００４７】
［２−２．圧延機の設定方法］
（１）基準ロールと反対側のロールから位置調整する場合
以下、図３Ａ〜図４Ｃに基づいて、本実施形態に係る圧延機の設定方法について説明する。以下の説明では、圧延機の基準ロールは最下部のロール（すなわち下補強ロール４）とし、圧延機は、上側のロール系にスラスト反力測定装置が設けられ、下側のロール系に圧下方向荷重測定装置が設けられているものとする。図３Ａ及び図３Ｂは、本実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートであって、基準ロールと反対側のロールから位置調整を行う場合の例を示す。図４Ａ〜図４Ｃは、本実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロール位置調整の手順を示す説明図である。なお、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、ロール間に作用する荷重分布の記載を省略し、スラスト力及びスラスト反力については、対象とするロール間スラスト力のみがスラスト反力の測定値として現れる場合のみを記載している。
【００４８】
本例では、下補強ロール４を基準ロールとして説明するが、上補強ロール３が基準ロールとなる場合もある。なお、基準ロールとしては圧延機を構成するロールのいずれか１つを設定すればよく、圧下方向において最上部又は最下部にあるロールのいずれか一方を基準ロールとするのが好ましい。例えば、上補強ロール３を基準ロールとする場合には、以下の同様の手順で、基準ロール（上補強ロール３）から最も遠いロール（下補強ロール４）と２番目に遠いロール（下作業ロール２）との位置調整、これら２つのロールと３番目に遠いロール（上作業ロール１）との位置調整、そして、これら３つのロールと基準ロールとの位置調整、のように、基準ロールと反対側のロール系から順にロールの位置調整を行えばよい。
【００４９】
また、本実施形態に係る圧延機の設定方法は、圧延機を稼働させた際にロール間スラスト力を発生させないために、圧延機に組み込まれたロール間に生じているロール間クロス角がゼロとなるようにロールチョックの位置を調整してロールの相対位置を調整する方法である。この圧延機の設定は、例えばロール組み替え時に、圧下位置の零点調整よりも前に実施される。このように、本実施形態に係る圧延機の設定方法は、圧延機を稼働して発生したロール間スラスト力を考慮して蛇行あるいはキャンバーを抑制するために圧延機を制御する方法とは異なる。
【００５０】
（初期設定：Ｓ１００）
圧延を開始するにあたり、図３Ａに示すように、まず、ロール間クロス制御装置２３は、圧下装置２７に対して、上作業ロール１と下作業ロール２とが所定のキスロール状態となるように、圧下方向におけるロール位置を調整させる（Ｓ１００）。圧下装置２７は、当該指示に基づきロールに対して所定の負荷を与え、作業ロール１、２をキスロール状態とする。
【００５１】
次いで、各ロールの位置調整が段階的に行われる。このとき、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置は基準位置として固定し、基準ロール以外のロールのロールチョックの圧延方向における位置を移動して、ロールチョックの位置が調整される。
【００５２】
（第１調整：Ｓ１０２〜Ｓ１０６）
第１調整では、図４Ａに示すように、基準ロールである下補強ロール４と反対側のロール系にある上補強ロール３に対して作用する上補強ロールスラスト反力がゼロとなるように調整する。そこで、まず、ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、各ロールを回転させる。そして、上補強ロール３に作用するスラスト反力を、上補強ロールスラスト反力測定装置１９により測定する（Ｓ１０２）。上補強ロールスラスト反力測定装置１９により測定された上補強ロール３に作用するスラスト反力は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。
【００５３】
次いで、ロール間クロス制御装置２３は、測定された上補強ロール３に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、上補強ロールチョック７の位置を制御する（Ｓ１０４）。スラスト反力の許容範囲内の値の上下限値は、キスロール条件におけるロール変形解析を行い、非対称変形分を圧下レベリング量に換算した上で求めてもよい。例えば、ロールクロス角の許容範囲内の上下限値は、製品に要求されるキャンバーの限界値または絞りが発生するキャンバーの限界値を基準として、既存の圧延モデルに基づき計算すればよい。また、スラスト反力測定装置の数が少なく、対象とするロール間以外のスラスト力がスラスト反力の測定値に含まれる場合は、ロールチョック位置あるいはクロス角とスラスト反力の相対的な変化から最大あるいは最小となる値に基づき許容範囲を求めてもよい。
【００５４】
ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６に対して、上補強ロールチョック７の位置を調整するよう指示する。ロールチョック位置制御装置１６により上補強ロールチョック７の位置を検出しつつ、ロールチョック圧延方向力制御装置１５により、上補強ロール３に作用するスラスト反力が許容範囲内となるまで上補強ロールチョック７の位置が調整される（Ｓ１０６）。
【００５５】
そして、ステップＳ１０６にて、上補強ロール３に作用するスラスト反力が許容範囲内となったと判定されると、上補強ロールチョック７の位置調整が終了する。第１調整により、上補強ロール３と上作業ロール１とのロール間クロスが許容範囲内に調整される。
【００５６】
（第２調整：Ｓ１０８〜Ｓ１１２）
次いで、第２調整では、図４Ｂに示すように、基準ロールである下補強ロール４と反対側のロール系にある上作業ロール１に対して作用する上作業ロールスラスト反力がゼロとなるように調整する。ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機２１により各ロールが回転されている状態で、上作業ロール１に作用するスラスト反力を、上作業ロールスラスト反力測定装置１７により測定する（Ｓ１０８）。上作業ロールスラスト反力測定装置１７により測定された上作業ロール１に作用するスラスト反力は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。
【００５７】
次いで、ロール間クロス制御装置２３は、測定された上作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、上作業ロールチョック５の位置を制御する（Ｓ１１０）。ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６に対して、上作業ロールチョック５の位置を調整するよう指示する。ロールチョック位置制御装置１６により上作業ロールチョック５の位置を検出しつつ、ロールチョック圧延方向力制御装置１５により、上作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となるまで上作業ロールチョック５の位置が調整される（Ｓ１１２）。このとき、既に上作業ロール１とのロール間クロスが調整された上補強ロール３も、上作業ロール１に対するロールチョック間の相対位置を保持しながら、上作業ロール１と同時にかつ同方向に動くように、上補強ロールチョック７の位置制御が行われる。これにより、上補強ロール３、上作業ロール１及び下作業ロール２のロール間クロスの調整を行うことができる。
【００５８】
そして、ステップＳ１１２にて、上作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となったと判定されると、上作業ロールチョック５の位置調整が終了する。第２調整により、上補強ロール３、上作業ロール１及び下作業ロール２のロール間クロスが許容範囲内に調整される。
【００５９】
（第３調整：Ｓ１１４〜Ｓ１２６）
そして、第３調整では、図３Ｂ及び図４Ｃに示すように、基準ロールである下補強ロール４と同じ側のロール系にある下作業ロール２または下補強ロール４に対して作用するスラスト反力がゼロとなるように調整する。既に下作業ロール２から上方のロール系のロール間クロスが調整されていることから、ロール間クロスは下作業ロール２と下補強ロール４との間のみ存在し、それによりスラスト反力が発生する。このとき、同じ大きさで符号の異なるスラスト反力が下作業ロール２と下補強ロール４とに生じる。したがって、いずれかのスラスト反力をゼロにするようにチョック位置を調整することによって、ロール間クロスをゼロにすることができる。
【００６０】
本実施形態では、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、下ロール系にはスラスト反力測定装置が設けられていないため、スラスト反力の測定結果に基づきスラスト反力をゼロにするようにチョック位置を調整することができない。そこで、本実施形態では、下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂにより検出された作業側の圧下方向荷重（ＰＷＢ）と駆動側の圧下方向荷重（ＰＤＢ）との差である圧下方向荷重差（ＰＷＢ−ＰＤＢ）に基づき、ロールチョックの位置調整を行う。このとき、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置は基準位置として固定し、基準ロール以外のロールのロールチョックの圧延方向における位置を移動して、ロールチョックの位置が調整される。
【００６１】
ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、所定の回転速度及び所定の回転方向で作業ロールを回転させる（Ｓ１１４）。ロール回転条件である回転速度及び回転方向は予め設定されており、駆動用電動機制御装置２２は、設定されたロール回転条件で上作業ロール１及び下作業ロール２を回転させる。ここで、ステップＳ１１４における各作業ロール１、２の回転方向を、正転方向とする。作業ロール１、２が回転されると、下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、下圧下方向荷重差演算部３３へ出力される。
【００６２】
下圧下方向荷重差演算部３３は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算する。演算されたロール正転時の圧下方向荷重差は、ロール間クロス制御装置２３へ入力され、圧下方向荷重差の基準値とされる（Ｓ１１６）。
【００６３】
なお、ステップＳ１１４では、作業ロール１、２を回転させて下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重をそれぞれ検出したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば図４Ｃ右側に示すように、作業ロール１、２を停止させた状態で下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重をそれぞれ検出してもよい。この場合も、ステップＳ１１６では、ステップＳ１１４にて検出された作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が算出される。演算されたロール停止時の圧下方向荷重差は、ロール間クロス制御装置２３へ入力され、ロール回転時と同様に圧下方向荷重差の基準値とされる。
【００６４】
圧下方向荷重差の基準値が演算されると、次に、作業ロールの回転方向を逆転させ、ロール逆転時の処理が開始される。ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、所定の回転速度及び所定の回転方向で作業ロールを回転させる（Ｓ１１８）。作業ロールが回転されると、ロール正転時と同様に、下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、下圧下方向荷重差演算部３３へ出力される。ステップＳ１１８における各作業ロール１、２の回転方向を、逆転方向とする。
【００６５】
下圧下方向荷重差演算部３３は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ１１６にて演算された基準値との偏差に基づき、制御目標値を演算する（Ｓ１１９）。制御目標値は、例えば基準値の偏差の半分の値としてもよい。なお、制御目標値の演算方法及びその値を設定する理由については、後述する。
【００６６】
下圧下方向荷重差演算部３３は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する（Ｓ１２０）。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差が、ステップＳ１１９にて演算された制御目標値となるように、下作業ロールチョック６、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置を、同時かつ同方向に制御する（Ｓ１２２）。
【００６７】
そして、ロール間クロス制御装置２３は、ステップＳ１２０にて演算されたロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ１１９にて演算された制御目標値とを比較し、これらが一致するか否かを判定する（Ｓ１２４）。なお、ステップＳ１２４の判定においては、ロール逆転時の圧下方向荷重差と制御目標値とが完全に一致する場合だけでなく、ロール逆転時の圧下方向荷重差の制御目標値からのずれが所定の範囲内である場合も含むものとする。ステップＳ１２４にてロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致しない、または、その許容範囲内にないと判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック位置制御装置１６に対して、下作業ロールチョック６、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置を調整するよう指示する。そして、これらのロールチョックの位置が調整されると、ステップＳ１２０からの処理が再度実行される。
【００６８】
ステップＳ１２４にて、ロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致する、または、その許容範囲内にあると判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、上補強ロール３、上作業ロール１、下作業ロール２及び下補強ロール４のロール間クロスが許容範囲内に調整されたとして、圧下装置２７に対して上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップが所定の大きさとなるように調整する（Ｓ１２６）。その後、当該圧延機による被圧延材の圧延が開始される。
【００６９】
（２）基準ロール側のロールから位置調整する場合
次に、図５Ａ〜図６Ｃに基づいて、本実施形態に係る圧延機の設定方法の他の例として、基準ロール側のロールから位置調整する場合について説明する。以下の説明では、圧延機の基準ロールは最下部のロール（すなわち下補強ロール４）とし、圧延機は、上側のロール系に圧下方向荷重測定装置が設けられ、下側のロール系にスラスト反力測定装置が設けられているものとする。図５Ａ及び図５Ｂは、本実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートであって、基準ロール側のロールから位置調整を行う場合の例を示す。図６Ａ〜図６Ｃは、本実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロール位置調整の手順を示す説明図である。なお、図６Ａ〜図６Ｃにおいては、ロール間に作用する荷重分布の記載を省略し、スラスト力及びスラスト反力については、対象とするロール間スラスト力のみがスラスト反力の測定値として現れる場合のみを記載している。
【００７０】
本例においても下補強ロール４を基準ロールとして説明するが、上補強ロール３が基準ロールとなる場合もある。なお、基準ロールとしては圧延機を構成するロールのいずれか１つを設定すればよく、基準ロールは圧下方向において最上部又は最下部にあるロールのいずれか一方とするのが好ましい。この場合も以下の同様の手順で各ロールの位置調整を行えばよい。
【００７１】
（初期設定：Ｓ２００）
圧延を開始するにあたり、図５Ａに示すように、まず、ロール間クロス制御装置２３は、圧下装置２７に対して、上作業ロール１と下作業ロール２とが所定のキスロール状態となるように、圧下方向におけるロール位置を調整させる（Ｓ２００）。圧下装置２７は、当該指示に基づきロールに対して所定の負荷を与え、作業ロール１、２をキスロール状態とする。
【００７２】
次いで、各ロールの位置調整が段階的に行われる。このとき、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置は基準位置として固定し、基準ロール以外のロールのロールチョックの圧延方向における位置を移動して、ロールチョックの位置が調整される。
【００７３】
（第１調整：Ｓ２０２〜Ｓ２０６）
第１調整では、図６Ａに示すように、基準ロールである下補強ロール４に対して作用する下補強ロールスラスト反力がゼロとなるように調整する。そこで、まず、ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、各ロールを回転させる。そして、下補強ロール４に作用するスラスト反力を、図６Ａ左側に示すように、下補強ロールスラスト反力測定装置２０により測定する（Ｓ２０２）。下補強ロールスラスト反力測定装置２０により測定された下補強ロール４に作用するスラスト反力は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。
【００７４】
次いで、ロール間クロス制御装置２３は、測定された下補強ロール４に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、下作業ロールチョック６の位置を制御する（Ｓ２０４）。ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６に対して、下作業ロールチョック６の位置を調整するよう指示する。ロールチョック位置制御装置１６により下作業ロールチョック６の位置を検出しつつ、ロールチョック圧延方向力制御装置１５により、下補強ロール４に作用するスラスト反力が許容範囲内となるまで下作業ロールチョック６の位置が調整される（Ｓ２０６）。このとき、上作業ロール１及び上補強ロール３も、ロールチョック間の相対位置を保持しながら下作業ロール２と同時にかつ同方向に動くように、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置制御が行われる。これにより、上補強ロール３及び上作業ロール１と下作業ロール２とのロール間クロスの状態を維持したまま、下作業ロール２と下補強ロール４とのロール間クロスの調整を行うことができる。
【００７５】
そして、ステップＳ２０６にて、下補強ロール４に作用するスラスト反力が許容範囲内となったと判定されると、下作業ロールチョック６の位置調整が終了する。第１調整により、下補強ロール４と下作業ロール２とのロール間クロスが許容範囲内に調整される。
【００７６】
なお、ステップＳ２０２において、下補強ロール４に作用するスラスト反力は、図６Ａ右側に示すように、下作業ロール２と下補強ロール４との間に作用するスラスト力の反力として検出されるので、下補強ロール４のスラスト反力に基づき下作業ロールチョック６のみを制御してもよい。そして、ステップＳ２０４において、測定された下補強ロール４に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、下作業ロールチョック６の位置が制御される。この場合には、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置は動かさなくてもよく、下作業ロールチョック６のみ制御すればよい。
【００７７】
（第２調整：Ｓ２０８〜Ｓ２１２）
次いで、第２調整では、図６Ｂに示すように、基準ロールである下補強ロール４側のロール系にある下作業ロール２に対して作用する下作業ロールスラスト反力がゼロとなるように調整する。ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機２１により各ロールが回転されている状態で、下作業ロール２に作用するスラスト反力を、下作業ロールスラスト反力測定装置１８により測定する（Ｓ２０８）。下作業ロールスラスト反力測定装置１８により測定された下作業ロール２に作用するスラスト反力は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。
【００７８】
次いで、ロール間クロス制御装置２３は、測定された下作業ロール２に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、上作業ロールチョック５の位置を制御する（Ｓ２１０）。ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６に対して、上作業ロールチョック５の位置を調整するよう指示する。ロールチョック位置制御装置１６により上作業ロールチョック５の位置を検出しつつ、ロールチョック圧延方向力制御装置１５により、上作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となるまで上作業ロールチョック５の位置が調整される（Ｓ２１２）。このとき、上補強ロール３も、ロールチョック間の相対位置を保持しながら上作業ロール１と同時にかつ同方向に動くように、上補強ロールチョック７の位置制御が行われる。これにより、上補強ロール３と上作業ロール１とのロール間クロスの状態を維持したまま、上作業ロール１と、下作業ロール２及び下補強ロール４とのロール間クロスの調整を行うことができる。
【００７９】
そして、ステップＳ２１２にて、上作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となったと判定されると、上作業ロールチョック５の位置調整が終了する。第２調整により、上作業ロール１、下作業ロール２、及び下補強ロール４のロール間クロスが許容範囲内に調整される。
【００８０】
（第３調整：Ｓ２１４〜Ｓ２２６）
そして、第３調整では、図５Ｂ及び図６Ｃに示すように、基準ロールである下補強ロール４と反対側のロール系にある上作業ロール１に対して作用するスラスト反力がゼロとなるように調整する。本実施形態では、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、上ロール系にはスラスト反力測定装置が設けられていないため、スラスト反力の測定結果に基づきスラスト反力をゼロにするようにチョック位置を調整することができない。そこで、本実施形態では、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより検出された作業側の圧下方向荷重（ＰＷＴ）と駆動側の圧下方向荷重（ＰＤＴ）との差である圧下方向荷重差（ＰＷＴ−ＰＤＴ）に基づき、ロールチョックの位置調整を行う。このとき、基準ロールのロールチョックの圧延方向位置は基準位置として固定されるため、基準ロールと反対側の上補強ロール３の上補強ロールチョック７の圧延方向における位置を移動することにより調整が行われる。
【００８１】
ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、所定の回転速度及び所定の回転方向で作業ロールを回転させる（Ｓ２１４）。ロール回転条件である回転速度及び回転方向は予め設定されており、駆動用電動機制御装置２２は、設定されたロール回転条件で上作業ロール１及び下作業ロール２を回転させる。ここで、ステップＳ２１４における各作業ロール１、２の回転方向を、正転方向とする。作業ロール１、２が回転されると、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、上圧下方向荷重差演算部（図７の上圧下方向荷重差演算部３２）へ出力される。
【００８２】
上圧下方向荷重差演算部は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算する。演算されたロール正転時の圧下方向荷重差は、ロール間クロス制御装置２３へ入力され、圧下方向荷重差の基準値とされる（Ｓ２１６）。
【００８３】
なお、ステップＳ２１４では、作業ロール１、２を回転させて上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重をそれぞれ検出したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば図６Ｃ右側に示すように、作業ロール１、２を停止させた状態で上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重をそれぞれ検出してもよい。この場合も、ステップＳ２１６では、ステップＳ２１４にて検出された作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が算出される。演算されたロール停止時の圧下方向荷重差は、ロール間クロス制御装置２３へ入力され、ロール回転時と同様に圧下方向荷重差の基準値とされる。
【００８４】
圧下方向荷重差の基準値が演算されると、次に、作業ロールの回転方向を逆転させ、ロール逆転時の処理が開始される。ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、所定の回転速度及び所定の回転方向で作業ロールを回転させる（Ｓ２１８）。作業ロールが回転されると、ロール正転時と同様に、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、上圧下方向荷重差演算部へ出力される。ステップＳ２１８における各作業ロール１、２の回転方向を、逆転方向とする。
【００８５】
上圧下方向荷重差演算部は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ２１６にて演算された基準値との偏差に基づき、制御目標値を演算する（Ｓ２１９）。制御目標値は、例えば基準値の偏差の半分の値としてもよい。なお、制御目標値の演算方法及びその値を設定する理由については、後述する。
【００８６】
上圧下方向荷重差演算部は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する（Ｓ２２０）。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差が、ステップＳ２１９にて演算された制御目標値となるように、上補強ロールチョック７の位置を制御する（Ｓ２２２）。
【００８７】
そして、ロール間クロス制御装置２３は、ステップＳ２２０にて演算されたロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ２１９にて演算された制御目標値とを比較し、これらが一致するか否かを判定する（Ｓ２２４）。なお、ステップＳ２２４の判定においては、ロール逆転時の圧下方向荷重差と制御目標値とが完全に一致する場合だけでなく、ロール逆転時の圧下方向荷重差の制御目標値からのずれが所定の範囲内である場合も含むものとする。ステップＳ２２４にてロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致しない、または、その許容範囲内にないと判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック位置制御装置１６に対して上補強ロールチョック７の位置を調整するよう指示する。そして、上補強ロールチョック７の位置が調整されると、ステップＳ２２０からの処理が再度実行される。
【００８８】
ステップＳ２２４にて、ロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致する、または、その許容範囲内にあると判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、上補強ロール３、上作業ロール１、下作業ロール２及び下補強ロール４のロール間クロスが許容範囲内に調整されたとして、圧下装置２７に対して上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップが所定の大きさとなるように調整させる（Ｓ２２６）。その後、当該圧延機による被圧延材の圧延が開始される。
【００８９】
以上、本発明の第１の実施形態に係る圧延装置と圧延機の設定方法について説明した。なお、上述の説明では、基準ロールを圧下方向において最下部にあるロールとしていたが、基準ロールを圧下方向において最上部にあるロールとした場合にも、基準ロールに対して圧下方向荷重測定装置及びスラスト反力測定装置を同様に配置することによって同様に適用できることは言うまでもない。また、スラスト反力測定装置については、例えば、ロールチョックのキーパープレートに作用する力を測定可能な装置で、スラスト反力を一方向のみしか測定できない場合は、ロールの回転を正転及び逆転させて、測定可能な方向にスラスト力が発生した場合のみにロールチョックの位置調整を行えばよい。
【００９０】
［２−３．まとめ］
以上、本発明の第１の実施形態に係る圧延機と当該圧延機の設定方法について説明した。本実施形態によれば、圧延機に上ロール系または下ロール系のうちいずれか一方にしか荷重検出装置が設けられていない場合であっても、スラスト反力測定装置と組み合わせることで、ロール間クロス角をゼロとするための調整を行うことができる。荷重検出装置による荷重を用いる場合には、ロール正転時とロール逆転時とでは圧下方向荷重の圧下方向荷重差の大きさは略同一であるがその向きが反対となることを利用して、あるいは、ロール停止時には発生しないがロール回転時に現れる圧下方向荷重の圧下方向荷重差に基づいて、ロール間クロス角をゼロとするための制御目標値を設定する。このような圧延機の調整を圧下位置零点調整前または圧延開始前に行うことにより、ロール間クロス角をなくした状態で被圧延材の圧延が行われるため、被圧延材の蛇行及びキャンバーの発生を抑制することができる。
【００９１】
＜３．第２の実施形態＞
次に、図７〜図９Ｃに基づいて、本発明の第２の実施形態に係る圧延機の設定方法について説明する。本実施形態は、第１の実施形態と同様、圧下位置零点調整前または圧延開始前に、基準とする補強ロールと他のロールとのロール間クロス角をゼロにするように調整し、スラスト力の発生しない圧延を実現するものである。本実施形態に係る圧延機も、第１の実施形態と同様、圧延機に上ロール系または下ロール系のうちいずれか一方にしか荷重検出装置が設けられていない場合にもロール間クロスの調整が可能である。
【００９２】
［３−１．圧延機の構成］
まず、図７に基づいて、本実施形態に係る圧延機と、当該圧延機を制御するための装置とを説明する。図７は、本実施形態に係る圧延機と、当該圧延機を制御するための装置との構成を示す説明図である。図７に示す圧延機は、図２と同様、ロール胴長方向の作業側から見た状態を示しており、圧延方向は紙面左から右に向かっているとする。また、図７においても、下補強ロールを基準ロールとした場合の構成を示す。本実施形態に係る圧延機は、図２の圧延機と比較して、下圧下方向荷重検出装置２９ａ、２９ｂの代わりに上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂを有するとともに、インクリースベンディング装置２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂを有する点で相違する。また、制御装置として、インクリースベンディング制御装置２６を備えている。以下では、図２に示した第１の実施形態に係る圧延機及びその制御装置との相違点について主に説明し、同様に構成についての詳細な説明は省略する。
【００９３】
本実施形態に係る圧延機は、図７に示すように、上作業ロールチョック５とハウジング３０との間のプロジェクトブロックに入側上インクリースベンディング装置２４ａ及び出側上インクリースベンディング装置２４ｂを備えている。また、圧延機は、下作業ロールチョック６とハウジング３０との間のプロジェクトブロックに入側下インクリースベンディング装置２５ａ及び出側下インクリースベンディング装置２５ｂを備えている。入側上インクリースベンディング装置２４ａ、出側上インクリースベンディング装置２４ｂ、入側下インクリースベンディング装置２５ａ、及び出側下インクリースベンディング装置２５ｂは、図２紙面奥側（駆動側）にも同様に設けられている。各インクリースベンディング装置は、上作業ロール１と上補強ロール３、下作業ロール２と下補強ロール４に荷重を負荷するためのインクリースベンディング力を作業ロールチョックに付与する。
【００９４】
インクリースベンディング制御装置２６は、入側上インクリースベンディング装置２４ａ、出側上インクリースベンディング装置２４ｂ、入側下インクリースベンディング装置２５ａ、及び出側下インクリースベンディング装置２５ｂを制御する装置である。インクリースベンディング制御装置２６は、ロール間クロス制御装置２３からの指示に基づき、作業ロールチョックに対してインクリースベンディング力を与えるように、インクリースベンディング装置を制御する。なお、インクリースベンディング制御装置２６は、本実施形態に係るロール間クロスの調整を行う場合以外においても、例えば被圧延材のクラウン制御あるいは形状制御を行う際にも、インクリースベンディング装置の制御を行ってもよい。
【００９５】
また、本実施形態に係る圧延機には、圧下方向において、上補強ロールチョック７とハウジング３０との間の圧下支点位置３０ａに、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂ及び圧下装置２７が設けられている。なお、図７には、作業側の上圧下方向荷重検出装置２８ａのみが図示されているが、図１に示したように、図７紙面奥側の駆動側には、上圧下方向荷重検出装置２８ｂが設けられている。上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂは、上補強ロールチョック７の圧下支点位置に配置され圧下方向に作用する圧下方向荷重を検出する装置であり、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂは最上部のロールに係る圧下方向荷重を検出する。
【００９６】
上圧下方向荷重差演算部３２は、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより検出された作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算する。上圧下方向荷重差演算部３２により演算された圧下方向荷重差は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。ロール間クロス制御装置２３は、入力された圧下方向荷重差に基づき、ロール間クロスの状態を認識する。
【００９７】
［３−２．圧延機の設定方法］
以下、図８Ａ〜図９Ｃに基づいて、本実施形態に係る圧延機の設定方法について説明する。図８Ａ〜図８Ｃは、本実施形態に係る圧延機の設定方法を説明するフローチャートである。図９Ａ〜図９Ｃは、本実施形態に係る圧延機の設定方法におけるロールチョック位置調整の手順を示す説明図である。なお、図９Ａ〜図９Ｃにおいては、ロール間に作用する荷重分布の記載を省略している。また、本例では、下補強ロール４を基準ロールとして説明するが、基準ロールは圧下方向において最上部又は最下部にあるロールのいずれか一方とすればよく、上補強ロール３が基準ロールとなる場合もある。
【００９８】
すなわち、基準ロールは、上述したように、ロールチョックとハウジングとの接触面積が大きく、位置が安定する最下部または最上部に位置する補強ロールが好ましい。しかし、位置検出機能付駆動装置１１、１２、１４あるいは押圧装置９、１０、１３、４０等をハウジングあるいはプロジェクトブロックへ配置する際にスペース上の課題がある場合は、設備配置の制約等に応じて、基準ロールを上作業ロール１または下作業ロール２としても、以下に説明する本実施形態に係る圧延機の設定方法を同様に実施することは可能である。また、６段以上の圧延機であっても、上作業ロール１、下作業ロール２、上中間ロール群（上ロール系に設置されている１または複数の中間ロール）、下中間ロール群（下ロール系に設置されている１または複数の中間ロール）のいずれか１つのロールを基準ロールとして、以下に説明する本実施形態に係る圧延機の設定方法を同様に実施することは可能である。
【００９９】
本実施形態に係る圧延機の設定方法では、上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップを開状態にした場合とキスロール状態にした場合とについて、作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差、及び、スラスト反力に基づき、ロールチョックの位置調整を行う。以下、詳細に説明していく。
【０１００】
なお、本実施形態に係る圧延機の設定方法も、第１の実施形態と同様、圧延機を稼働させた際にロール間スラスト力を発生させないために、圧延機に組み込まれたロール間に生じているロール間クロス角がゼロとなるようにロールチョックの位置を調整してロールの相対位置を調整する方法である。この圧延機の設定は、例えばロール組み替え時に、圧下位置の零点調整よりも前に実施される。このように、本実施形態に係る圧延機の設定方法は、圧延機を稼働して発生したロール間スラスト力を考慮して蛇行あるいはキャンバーを抑制するために圧延機を制御する方法とは異なる。
【０１０１】
（１）第１調整：ロールギャップ開状態での位置調整（Ｓ３００〜Ｓ３２０）
ロールギャップ開状態での位置調整を行う第１調整では、上作業ロール１と下作業ロール２とを開状態にしてインクリースベンディング力を負荷し、その状態での作業ロール−補強ロール間のスラスト力がゼロとなるように上下の作業ロールチョック位置を制御する。まず、図８Ａに示すように、ロール間クロス制御装置２３は、圧下装置２７に対して、上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップが所定の間隙を有する開状態となるように、圧下方向におけるロール位置を調整させる（Ｓ３００）。圧下装置２７は、当該指示に基づきロールに対して所定の負荷を与え、作業ロール１、２のロールギャップを開状態とする。
【０１０２】
また、ロール間クロス制御装置２３は、インクリースベンディング制御装置２６に対して、インクリースベンディング装置２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂにより所定のインクリースベンディング力を作業ロールチョック５、６に負荷するように指示する（Ｓ３０２）。インクリースベンディング制御装置２６は、当該指示に基づき各インクリースベンディング装置２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂを制御し、所定のインクリースベンディング力を作業ロールチョック５、６に負荷する。これにより、作業ロール間のロールギャップを開状態とする。なお、ステップＳ３００とステップＳ３０２とは、どちらを先に実行してもよい。
【０１０３】
次いで、ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、所定の回転速度及び所定の回転方向で作業ロール１、２を回転させるか、作業ロール１、２を回転停止させた状態にする（Ｓ３０４）。
【０１０４】
図９Ａ左上に示すように、作業ロール１、２を回転させる場合、ロール回転条件である回転速度及び回転方向は予め設定されており、駆動用電動機制御装置２２は、設定されたロール回転条件で上作業ロール１及び下作業ロール２を回転させる。ここで、ステップＳ３０４における各作業ロール１、２の回転方向を、正転方向とする。作業ロール１、２が回転されると、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、上圧下方向荷重差演算部３２へ出力される。
【０１０５】
上圧下方向荷重差演算部３２は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算する。演算されたロール正転時の圧下方向荷重差は、ロール間クロス制御装置２３へ入力され、圧下方向荷重差の基準値とされる（Ｓ３０６）。
【０１０６】
また、図９Ａ右上に示すように、ステップＳ３０４にて作業ロール１、２が停止状態とされる場合、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、上圧下方向荷重差演算部３２へ出力される。上圧下方向荷重差演算部３２は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算する。演算されたロール停止時の圧下方向荷重差は、ステップＳ３０６にてロール間クロス制御装置２３へ入力されて圧下方向荷重差の基準値とされる。
【０１０７】
圧下方向荷重差の基準値が演算されると、次に、作業ロール１、２の回転方向を逆転させ、ロール逆転時の処理が開始される。ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機制御装置２２により駆動用電動機２１を駆動させて、所定の回転速度及び所定の回転方向で作業ロールを回転させる（Ｓ３０８）。ステップＳ３０８における各作業ロール１、２の回転方向を、逆転方向とする。
【０１０８】
上圧下方向荷重差演算部３２は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ３０６にて演算された基準値との偏差に基づき、制御目標値を演算する（Ｓ３０９）。制御目標値は、例えば基準値の偏差の半分の値としてもよい。なお、制御目標値の演算方法及びその値を設定する理由については、後述する。
【０１０９】
作業ロール１、２が回転されると、荷重検出装置が設けられている上ロール系については、ロール正転時またはロール停止時と同様に、上圧下方向荷重検出装置２８ａ、２８ｂにより作業側及び駆動側の圧下方向荷重がそれぞれ検出され、上圧下方向荷重差演算部３２へ出力される。上圧下方向荷重差演算部３２は、圧下方向荷重の入力を受けると、図８Ｂに示すように、作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する（Ｓ３１０）。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差が、ステップＳ３０９にて演算された制御目標値となるように、上作業ロールチョック５または上補強ロールチョック７の位置を制御する（Ｓ３１２）。
【０１１０】
そして、ロール間クロス制御装置２３は、ステップＳ３１０にて演算されたロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ３０９にて演算された制御目標値とを比較し、これらが一致するか否かを判定する（Ｓ３１４）。なお、ステップＳ３１４の判定においては、ロール逆転時の圧下方向荷重差と制御目標値とが完全に一致する場合だけでなく、ロール逆転時の圧下方向荷重差の制御目標値からのずれが所定の範囲内である場合も含むものとする。ステップＳ３１４にてロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致しない、または、その許容範囲内にないと判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック位置制御装置１６に対して、上作業ロールチョック５または上補強ロールチョック７の位置を調整するよう指示する。そして、これらのロールチョックの位置が調整されると、ステップＳ３１０からの処理が再度実行される。
【０１１１】
ステップＳ３１４にて、ロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致する、または、その許容範囲内にあると判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、上補強ロール３と上作業ロール１とのロール間クロスが許容範囲内に調整されたとして、ステップＳ３２２の処理に進む。
【０１１２】
一方、荷重検出装置が設けられていないロール系と反対側のロール系（図９Ａでは下ロール系）については、スラスト反力に基づき、下作業ロールチョック６の位置を調整する。下補強ロール４が基準ロールであるため、下補強ロールチョック８の位置は動かさない。
【０１１３】
すなわち、図９Ａ下側に示すように、ロール間クロス制御装置２３は、駆動用電動機２１により作業ロール１、２が回転されている状態で、下作業ロール２に作用するスラスト反力を、下作業ロールスラスト反力測定装置１８により測定する（Ｓ３１８）。下作業ロールスラスト反力測定装置１８により測定された下作業ロール２に作用するスラスト反力は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。
【０１１４】
次いで、ロール間クロス制御装置２３は、測定された下作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、下作業ロールチョック６の位置を制御する（Ｓ３１８）。ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６に対して、下作業ロールチョック６の位置を調整するよう指示する。ロールチョック位置制御装置１６により上作業ロールチョック５の位置を検出しつつ、ロールチョック圧延方向力制御装置１５により、下作業ロール２に作用するスラスト反力が許容範囲内となるまで下作業ロールチョック６の位置が調整される（Ｓ３２０）。
【０１１５】
そして、ステップＳ３２０にて、下作業ロール２に作用するスラスト反力が許容範囲内となったと判定されると、下作業ロールチョック６の位置調整が終了する。そして、下補強ロール４と下作業ロール２とのロール間クロスが許容範囲内に調整されたとして、ステップＳ３２２の処理に進む。
【０１１６】
（２）第２調整：キスロール状態での位置調整（Ｓ３２２〜Ｓ３３６）
フローチャートの説明に戻り、図８Ａ〜図８Ｂに示したロールギャップが開状態における位置調整を終了すると、次に、ロール間クロス制御装置２３は、図８Ｂに示すように、圧下装置２７に対して、上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップが所定のキスロール状態となるように、圧下方向におけるロール位置を調整させる（Ｓ３２２）。圧下装置２７は、当該指示に基づきロールに対して所定の負荷を与え、作業ロール１、２を接触させ、キスロール状態とする。
【０１１７】
キスロール状態での位置調整は、図９Ｂに示すように圧下方向荷重に基づき調整する方法と、図９Ｃに示すように、スラスト反力に基づき調整する方法とが考えられる。
【０１１８】
（Ａ．圧下方向荷重に基づく調整）
まず、図９Ｂに基づいて、圧下方向荷重に基づき調整する方法について説明する。なお、図８Ｃのフローチャートは、図９Ｂに対応している。圧下方向荷重に基づく調整では、まずキスロール状態において、上作業ロール１と上補強ロール３とからなる上ロール系と、下作業ロール２と下補強ロール４とからなる下ロール系とで、それぞれロールを正転させる。そして、上ロール系の作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重が測定される。これらの測定値より、上ロール系の作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が算出される（Ｓ３２６）。ステップＳ３２６にて算出された圧下方向荷重差は、圧下方向荷重の基準値とされる。
【０１１９】
なお、ステップＳ３２４では、作業ロール１、２を回転させたが、本発明はかかる例に限定されず、図９Ｂ右側に示すように、作業ロール１、２を回転停止させた状態にしてもよい。このとき、ステップＳ３２６では、ロール停止時の上ロール系の作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差が算出される。
【０１２０】
次に、図９Ｂ下側に示すように、キスロール状態で作業ロール１、２の回転が逆転される（Ｓ３２８）。上圧下方向荷重差演算部３２は、圧下方向荷重の入力を受けると、それぞれ作業側と駆動側との差である圧下方向荷重差を演算し、演算したロール逆転時の圧下方向荷重差をロール間クロス制御装置２３へ出力する。そして、ロール間クロス制御装置２３は、ロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ３２６にて演算された基準値との偏差に基づき、制御目標値を演算する（Ｓ３２９）。そして、ロール逆転時における上ロール系の作業側と駆動側の圧下方向荷重が測定され、これらの差が算出される（Ｓ３３０）。
【０１２１】
ロール間クロス制御装置２３は、ステップＳ３３０にて演算されたロール逆転時の圧下方向荷重差と、ステップＳ３２９にて演算された制御目標値とを比較し、これらが一致するか否かを判定する（Ｓ３３４）。なお、ステップＳ３３４の判定においては、ロール逆転時の圧下方向荷重差と制御目標値とが完全に一致する場合だけでなく、ロール逆転時の圧下方向荷重差の圧下方向荷重差の制御目標値からのずれが所定の範囲内である場合も含むものとする。ステップＳ３３４にてロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致しない、または、その許容範囲内にないと判定されると、ステップＳ３３０からの処理が再度実行されと、ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック位置制御装置１６に対して、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置を調整するよう指示し（Ｓ３３２）、調整を繰り返す。
【０１２２】
ステップＳ３３４にて、ロール逆転時の圧下方向荷重差が制御目標値と一致する、または、その許容範囲内にあると判定されると、ロール間クロス制御装置２３は、上補強ロール３、上作業ロール１、下作業ロール２及び下補強ロール４のロール間クロスが許容範囲内に調整されたとして、圧下装置２７に対して上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップが所定の大きさとなるように調整させる（Ｓ３３６）。その後、当該圧延機による被圧延材の圧延が開始される。
【０１２３】
（Ｂ．スラスト反力に基づく調整）
スラスト反力に基づき調整を行う場合には、図９Ｃに示すように、キスロール状態において、上作業ロール１と上補強ロール３とからなる上ロール系と、下作業ロール２と下補強ロール４とからなる下ロール系とで、それぞれロールを正転させる。このとき、下作業ロール２に作用するスラスト反力を、下作業ロールスラスト反力測定装置１８により測定する。下作業ロールスラスト反力測定装置１８により測定された下作業ロール２に作用するスラスト反力は、ロール間クロス制御装置２３へ出力される。
【０１２４】
ロール間クロス制御装置２３は、測定された下作業ロール１に作用するスラスト反力が許容範囲内となるように、下作業ロールチョック６の位置を制御する。ロール間クロス制御装置２３は、ロールチョック圧延方向力制御装置１５、ロールチョック位置制御装置１６に対して、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置を調整するよう指示する。ロールチョック位置制御装置１６により上作業ロールチョック５の位置を検出しつつ、ロールチョック圧延方向力制御装置１５により、下作業ロール２に作用するスラスト反力が許容範囲内となるまで上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７の位置が調整される。このとき、上作業ロールチョック５及び上補強ロールチョック７は、同時かつ同方向に制御される。
【０１２５】
そして、下作業ロール２に作用するスラスト反力が許容範囲内となったと判定されると、上補強ロール３、上作業ロール１、下作業ロール２及び下補強ロール４のロール間クロスが許容範囲内に調整されたとして、圧下装置２７は、上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップが所定の大きさとなるように調整する。その後、当該圧延機による被圧延材の圧延が開始される。このように、スラスト反力に基づく調整では、１回で調整を行うことが可能となる。
【０１２６】
［３−３．まとめ］
以上、本発明の第２の実施形態に係る圧延機の設定方法について説明した。本実施形態によれば、圧延機に上ロール系または下ロール系のうちいずれか一方にしか荷重検出装置が設けられていない場合であっても、スラスト反力測定装置と組み合わせることで、ロール間クロス角をゼロとするための調整を行うことができる。荷重検出装置による荷重を用いる場合には、ロール正転時とロール逆転時とでは圧下方向荷重差の大きさは略同一であるがその向きが反対となることを利用して、あるいは、ロール停止時には発生しないがロール回転時に現れる圧下方向荷重差に基づいて、ロール間クロス角をゼロとするための制御目標値を設定する。このような圧延機の調整を圧下位置零点調整前または圧延開始前に行うことにより、ロール間クロス角をなくした状態で被圧延材の圧延が行われるため、被圧延材の蛇行及びキャンバーの発生を抑制することができる。
【０１２７】
＜４．ロール間クロス角、圧下方向荷重差とスラスト反力との関係＞
上述の第１及び第２の実施形態に係る圧延機の設定方法では、ロール間クロスをなくすために、スラスト反力または圧下方向荷重差がゼロまたは許容範囲内の値となるように、ロールチョックの位置制御を行っている。これは、圧延方向荷重差、スラスト反力とロール間クロス角との間に、以下に示すような相関があるという知見に基づいている。以下、図１０〜図２１に基づいて、ロール間クロス角と圧下方向荷重差との関係について説明する。
【０１２８】
［４−１．ロール正転時及び逆転時の圧下方向荷重差の挙動と制御目標値の演算方法］
上述の第１及び第２の実施形態において、圧下方向荷重差に基づく調整に際して、ロールの正転時と逆転時とにおける作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差の関係を調べた。かかる検討においては、例えば図１０に示すように、一対の作業ロール１、２と、これを支持する一対の補強ロール３、４とを有する圧延機において、上作業ロール１と下作業ロール２とを離隔して、作業ロール１、２間のロールギャップを開状態とした。
【０１２９】
なお、上作業ロール１は、作業側が上作業ロールチョック５ａ、駆動側が上作業ロールチョック５ｂにより支持されている。また、下作業ロール２は、作業側が下作業ロールチョック６ａ、駆動側が下作業ロールチョック６ｂにより支持されている。また、上補強ロール３は、作業側が上補強ロールチョック７ａ、駆動側が上補強ロールチョック７ｂにより支持されている。また、下補強ロール４は、作業側が下補強ロールチョック８ａ、駆動側が下補強ロールチョック８ｂにより支持されている。上作業ロールチョック５ａ、５ｂ及び下作業ロールチョック６ａ、６ｂには、作業ロール１、２が互いに離隔された状態で、インクリースベンディング装置（図示せず。）によりインクリースベンディング力が付与される。
【０１３０】
図１０に示すように、下作業ロール２と下補強ロール４との間にロール間クロス角が発生している状態で各ロールを回転させると、下作業ロール２と下補強ロール４との間にはスラスト力が発生し、下補強ロール４にモーメントが発生する。このような状態で、本検証ではロールを正転させた場合と逆転させた場合とについて圧下方向荷重を検出した。例えば図１１に示すように、ロール正転時及びロール逆転時それぞれにおいて、所定のクロス角変更区間だけ下作業ロールを圧下方向に平行な軸（Ｚ軸）まわりに回転させ、ロール間クロス角を変化させたときの圧下方向荷重を検出した。図１１は、作業ロール径８０ｍｍの小型圧延機において、下作業ロールのロール間クロス角を駆動側の出側に向くように０．１゜変更したときのロール正転時とロール逆転時との圧下方向荷重差の変化を検出した一測定結果である。各作業ロールチョックに負荷するインクリースベンディング力は０．５ｔｏｎｆ／ｃｈｏｃｋとした。
【０１３１】
その検出結果をみると、ロール正転時に取得された圧下方向荷重差は、ロール間クロス角変更前と比較して、負の方向に大きくなる。一方、ロール逆転時に取得された圧下方向荷重差は、ロール間クロス角変更前と比較して、正の方向に大きくなる。このように、ロール正転時とロール逆転時とでは圧下方向荷重差の大きさは略同一であるがその向きが反対となる。
【０１３２】
そこで、上記の関係に基づき、ロール正転状態を基準として、ロール逆転状態における基準からの偏差の１／２を、上下の作業ロール−補強ロール間のスラスト力がゼロとなる圧下方向荷重差の制御目標値とする。制御目標値は、下記式（１）により表すことができる。
【０１３３】
【数１】
2020040096.tif 000003
【０１３４】
ここで、Ｐ’ｄｆＴＴは上ロール系の制御目標値、Ｐ’ｄｆＴＢは下ロール系の制御目標値である。また、ＰｄｆＴ及びＰ’ｄｆＴは、ロール正転時及び逆転状態における上ロール系の圧下方向荷重測定値の作業側と駆動側の差であり、ＰｄｆＢ及びＰ’ｄｆＢは、ロール正転及びロール逆転状態における下ロール系の圧下方向荷重測定値の作業側と駆動側の圧下方向荷重差である。このようにして、上ロール系及び下ロール系の制御目標値を算出することができる。
【０１３５】
そこで、上記の関係に基づき、例えばロール正転状態を基準（すなわち、圧下方向荷重差の基準値）として制御目標値を算出し、ロール逆転状態での圧下方向荷重差が制御目標値に一致するようにすることで、ロール間スラスト力をゼロとすることができる。
【０１３６】
［４−２．ロール停止及び回転時の圧下方向荷重差の挙動と制御目標値の演算方法］
また、図１２に、ロール停止時とロール回転時とにおける、作業側の圧下方向荷重と駆動側の圧下方向荷重との差である圧下方向荷重差の変化を示す。ここでは、下作業ロール２と下補強ロール４との間に所定のロール間クロス角を設け、ロールを停止させた状態での圧下方向荷重を検出し、その後ロールを回転させて圧下方向荷重を検出したときの圧下方向荷重差を示している。なお、図１２は、作業ロール径８０ｍｍの小型圧延機において、下作業ロールのロール間クロス角を駆動側の出側に向くように０．１゜変更したときのロール正転時とロール逆転時との圧下方向荷重差の変化を検出した一測定結果である。各作業ロールチョックに負荷するインクリースベンディング力は０．５ｔｏｎｆ／ｃｈｏｃｋとした。
【０１３７】
図１２に示すように、ロールを回転させたときの圧下方向荷重差は、ロール停止時の圧下方向荷重差よりも負の方向に大きくなる。このように、ロール停止時とロール回転時とでは圧下方向荷重差が相違する。これは、ロール停止状態において現れている圧下方向荷重差はスラスト力以外の原因によって生じていると考えられるためである。
【０１３８】
以上より、ロール停止状態において現れている圧下方向荷重差はスラスト力以外の原因によって生じていると考えられる。これより、ロール停止状態の圧下方向荷重差を基準として制御目標値を設定し、ロールチョック位置を制御することで、上下の作業ロール−補強ロール間のスラスト力をゼロにすることができる。すなわち、制御目標値は、下記式（２）により表わされる。
【０１３９】
【数２】
2020040096.tif 000004
【０１４０】
ここで、ＰｒｄｆＴＴは上ロール系の制御目標値、ＰｒｄｆＴＢは下ロール系の制御目標値である。Ｐ0ｄｆＴは、ロール回転停止状態における上ロール系の圧下方向荷重測定値の作業側と駆動側との圧下方向荷重差であり、Ｐ0ｄｆＢは、ロール回転停止状態における下ロール系の圧下方向荷重測定値の作業側と駆動側との圧下方向荷重差である。なお、ここでいうロール回転状態とは、回転の方向は特に規定しておらず、ロールの回転は正転または逆転のどちらでも構わない。このようにして、上ロール系及び下ロール系の制御目標値を算出することができる。
【０１４１】
そこで、上記の関係に基づき、ロール停止時の圧下方向荷重差を制御目標値として、ロール回転時（例えば、ロール逆転時）のロールチョック位置を制御し、ロール逆転状態での圧下方向荷重差が制御目標値に一致するようにすることで、ロール間のスラスト力をゼロとすることができる。
【０１４２】
なお、上述の実験結果及び制御目標値の算出方法は、ロールギャップを開状態とした場合に作業ロールと補強ロールとの間に作用するスラスト力が圧下方向荷重差へ及ぼす影響を現したものである。キスロール状態においても、作業ロールと補強ロールとの間のロール間クロス角が調整された状態であれば、上下の作業ロール間に作用するスラスト力が圧下方向荷重差へ及ぼす影響は開状態の場合と同様であり、制御目標値の算出方法も同様に適用できる。
【０１４３】
［４−３．ロールギャップ開状態でのロール間クロス角、圧下方向荷重差とスラスト反力との関係］
次に、図１３〜図１６に基づいて、作業ロールのロールギャップが開状態である場合での、ロール間クロス角、圧下方向荷重差とスラスト反力との関係について説明する。図１３は、ロールギャップが開状態である圧延機の、作業ロール１、２及び補強ロール３、４の配置を示す説明図である。図１４は、ロール間クロス角の定義を示す説明図である。図１５は、作業ロール径８０ｍｍの小型圧延機において行った実験結果であり、ロールギャップ開状態での、補強ロールクロス角と圧下方向荷重差との一関係を示すグラフである。
【０１４４】
なお、図１５では、上下の補強ロールの圧下方向荷重差は、補強ロールクロス角を増加方向に設定した場合と減少方向に設定した場合とについてそれぞれ測定し、増加方向での測定値と減少方向での測定値とを平均化した値を表示している。さらに、図１６は、作業ロール径８０ｍｍの小型圧延機において行った実験結果であり、ロールギャップ開状態での、補強ロールクロス角と、上下の補強ロールスラスト反力、及び、上下の作業ロールスラスト反力との一関係を示すグラフである。なお、図１６において、上下の補強ロールスラスト反力、及び、上下の作業ロールスラスト反力は、補強ロールクロス角を増加方向に設定した場合と減少方向に設定した場合とについてそれぞれ測定し、増加方向での測定値と減少方向での測定値とを平均化した値を表示している。
【０１４５】
図１３に示すように、上作業ロール１と下作業ロール２とのロールギャップを開状態として、作業ロールチョックに対してインクリースベンディング装置によりインクリースベンディング力を負荷した状態を形成した。そして、上補強ロール３及び下補強ロール４のクロス角をそれぞれ変化させたときの圧下方向荷重差の変化を調べた。補強ロールのクロス角は、図１４に示すように、ロール胴長方向に延びるロール軸Ａｒｏｌｌの作業側が、幅方向（Ｘ方向）から出側に向く方向を正として表す。また、インクリースベンディング力は、１ロールチョック当たり０．５ｔｏｎｆ負荷した。
【０１４６】
その結果、図１５に示すように、上補強ロール３及び下補強ロール４のクロス角を、負の角度から、角度ゼロ、正の角度、と次第に大きくしていくと、圧下方向荷重差は次第に値が小さくなるという関係があることがわかった。この際、圧下方向荷重差は、補強ロールのクロス角がゼロであるとき、当該値もゼロとなることが確認された。したがって、ロールギャップを開状態にしてインクリースベンディング力を負荷した状態では、圧下方向荷重差から、各ロール系の補強ロールと作業ロールとのロール間クロス角に起因するスラスト力の影響を把握することが可能である。そして、これらの値がゼロとなるようにロールチョックの位置を制御することで、ロール間スラスト力を低減することが可能であることがわかる。
【０１４７】
また、図１６に示すように、上補強ロール３及び下補強ロール４のクロス角を、負の角度から、角度ゼロ、正の角度、と次第に大きくしていくと、補強ロールスラスト反力についてはクロス角と同様に値が大きくなり、作業ロールスラスト反力については次第に値が小さくなるという関係があることがわかった。そして、補強ロールスラスト反力、及び、作業ロールスラスト反力のいずれについても、補強ロールのクロス角がゼロであるとき、これらの値もゼロとなることが確認された。
【０１４８】
したがって、ロールギャップを開状態にしてインクリースベンディング力を負荷した状態では、補強ロールスラスト反力、または、作業ロールスラスト反力のいずれかの値から、各ロール系の補強ロールと作業ロールとのロール間クロス角に起因するスラスト力の影響を把握することが可能である。そして、これらの値がゼロとなるようにロールチョックの位置を制御することで、ロール間スラスト力を低減することが可能であることがわかる。
【０１４９】
［４−４．キスロール状態でのロール間クロス角、圧下方向荷重差とスラスト反力との関係（ペアクロス有）］
次に、図１７〜図１９に基づいて、作業ロールがキスロール状態である場合での、ロールペアクロス角、圧下方向荷重差とスラスト反力との関係について説明する。図１７は、キスロール状態にされた圧延機の、作業ロール１、２及び補強ロール３、４の配置を示す説明図である。図１８は、キスロール状態での、作業ロールと補強ロールとのペアクロス角と圧下方向荷重差との一関係を示すグラフである。
【０１５０】
なお、図１８は上下の補強ロールの圧下方向荷重差は、作業ロールと補強ロールとのペアクロス角を増加方向に設定した場合と減少方向に設定した場合とについてそれぞれ測定し、増加方向での測定値と減少方向での測定値とを平均化した値を表示している。さらに、図１９は、キスロール状態での、作業ロールと補強ロールとのペアクロス角、上下の補強ロールスラスト反力、及び、上下の作業ロールスラスト反力の一関係を示すグラフである。なお、図１９において、上下の補強ロールスラスト反力、及び、上下の作業ロールスラスト反力は、ペアクロス角を増加方向に設定した場合と減少方向に設定した場合とについてそれぞれ測定し、増加方向での測定値と減少方向での測定値とを平均化した値を表示している。
【０１５１】
ここでは、図１７に示すように、上作業ロール１と下作業ロール２とをキスロール状態として、作業ロールと補強ロールとのペアクロス角をそれぞれ変化させたときの圧下方向荷重差の変化を調べた。このとき、キスロール締め込み荷重は６．０ｔｏｎｆとした。
【０１５２】
その結果、図１８に示すように、圧下方向荷重差は、ペアクロス角を、負の角度から、角度ゼロ、正の角度、と次第に大きくしていくと、ペアクロス角の変化に対応し変化し、ペアクロス角がゼロのとき、圧下方向荷重差もゼロとなることがわかった。これより、キスロール締め込み荷重を付与した状態では、圧下方向荷重差から上下作業ロール間のクロスに起因するスラスト力の影響を検出することが可能である。そして、これらの値がゼロとなるように上下それぞれの作業ロールと補強ロールとを一体としてロールチョック位置を制御することによって、上下作業ロール間スラスト力を低減できる可能性があることが確認された。
【０１５３】
また、図１９に示すように、作業ロールスラスト反力については、ペアクロス角を、負の角度から、角度ゼロ、正の角度、と次第に大きくしていくと、ペアクロス角の変化に対応し変化し、ペアクロス角がゼロのとき、これらの測定値もゼロとなることがわかった。これより、キスロール締め込み荷重を付与した状態では、作業ロールスラスト反力から、上下作業ロール間のクロスに起因するスラスト力の影響を検出することが可能である。そして、これらの値がゼロとなるように上下それぞれの作業ロールと補強ロールとを一体としてロールチョック位置を制御することによって、上下作業ロール間スラスト力を低減できる可能性があることが確認された。
【０１５４】
［４−５．キスロール状態でのロール間クロス角とスラスト反力との関係（ペアクロス無）］
次に、図２０及び図２１に基づいて、作業ロールがキスロール状態である場合での、ロール間クロスとスラスト反力との関係について説明する。図２０は、キスロール状態にされた圧延機の、作業ロール１、２及び補強ロール３、４の配置を示す説明図である。図２１は、キスロール状態での、補強ロールクロス角と、上下の補強ロールスラスト反力、及び、上下の作業ロールスラスト反力との一関係を示すグラフである。なお、図２１において、上下の補強ロールスラスト反力、及び、上下の作業ロールスラスト反力は、補強ロールクロス角を増加方向に設定した場合と減少方向に設定した場合とについてそれぞれ測定し、増加方向での測定値と減少方向での測定値とを平均化した値を表示している。
【０１５５】
ここでは、図２０に示すように、上作業ロール１と下作業ロール２とをキスロール状態として、上補強ロール３及び下補強ロール４のクロス角をそれぞれ変化させたときの、補強ロールスラスト反力、及び、作業ロールスラスト反力の変化を調べた。このとき、キスロール締め込み荷重は１．０ｔｏｎｆとした。
【０１５６】
その結果、図２１に示すように、上補強ロール３及び下補強ロール４のクロス角を、負の角度から、角度ゼロ、正の角度、と次第に大きくしていくと、補強ロールスラスト反力についてはクロス角と同様に値が大きくなり、作業ロールスラスト反力については次第に値が小さくなるという関係があることがわかった。そして、補強ロールスラスト反力、及び、作業ロールスラスト反力のいずれについても、補強ロールのクロス角がゼロであるとき、これらの値もゼロとなることが確認された。
【０１５７】
したがって、キスロール状態において締め込んだ状態では、補強ロールスラスト反力、または、作業ロールスラスト反力のいずれかの値から、各ロール系の補強ロールと作業ロールとのロール間クロス角に起因するスラスト力の影響を把握することが可能である。そして、これらの値がゼロとなるようにロールチョックの位置を制御することで、ロール間スラスト力を低減することが可能であることがわかる。
【実施例】
【０１５８】
図２に示す構成の熱間仕上圧延機の第５〜第７スタンドについて、ロール間クロスによるロール間スラスト力の影響を考慮した圧下レベリング設定に関して、従来法と本発明の方法との比較を行った。
【０１５９】
まず、従来法では、本発明のロール間クロス制御装置の機能は用いずに、定期的にハウジングライナー及びチョックライナーの交換を行い、ロール間クロスが生じないように設備管理を行った。その結果、ハウジングライナーの交換直前の時期において、仕上出側板厚１．２ｍｍ、幅１７００ｍｍの薄物広幅材を圧延したときに、第６スタンドにおいて１００ｍｍ以上の蛇行が生じ、これによる絞り込みが発生した。
【０１６０】
一方、本発明の方法では、上記第１の実施形態に係るロール間クロス制御装置の機能を用いて、キスロール締め込み状態で、上ロール系のスラスト反力を測定するとともに、下ロール系の作業側及び駆動側の圧下方向荷重を測定した。そして、図３Ａ及び図３Ｂに示す処理フローに従い、圧延開始前にスラスト反力及び圧下方向荷重差が予め設定した許容範囲内に入るように各ロールのロールチョック位置を制御した。その結果、ハウジングライナーの交換直前の時期においても、従来法で絞り込みが生じた仕上出側板厚１．２ｍｍ、幅１７００ｍｍの薄物広幅材を圧延した場合でも、２０ｍｍ以下の蛇行の発生に留まり、被圧延材に絞りを発生させることなく圧延ラインを通板させることができた。
【０１６１】
以上のように、本発明の方法では、圧延機に上ロール系または下ロール系のうちいずれか一方にしか圧下方向荷重検出装置が設けられていない場合であっても、スラスト反力測定装置と組み合わせ、適正なロジックに基づきスラスト反力及び圧下方向荷重差が許容範囲内に入るように、基準ロールに対して各ロールのロールチョック位置を制御する。これにより、ロール間クロス自体を無くし、ロール間クロスに起因するスラスト力によって生じる被圧延材の左右非対称変形が排除できる。したがって、蛇行及びキャンバーのない、あるいは蛇行及びキャンバーの極めて軽微な金属板材を、安定して製造することができる。
【０１６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１６３】
例えば、上記実施形態では、例えば図２に示すように、作業ロールチョックの圧延方向における位置を検出するロールチョック位置検出機能付の駆動装置を用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ロールチョック位置検出装置の代わりに、回転角検出機能付サーボモータを用いても、作業ロールチョックの圧延方向における位置を測定することができる。すなわち、図２２に示す上作業ロール１及び上作業ロールチョック５のように、上作業ロールチョック５の圧延方向において、上作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置１１と対向するように、回転角検出機能付サーボモータ３４を設けてもよい。また、ベンディング装置についても、圧下方向に力を作用させる装置であればよく、例えば油圧ジャッキでもよい。
【０１６４】
また、上記実施形態では、一対の作業ロールと、一対の補強ロールとを備える４段の圧延機について説明したが、本発明は、４段以上の圧延機に対して適用可能である。この場合にも、圧延機を構成するロールのいずれか１つを基準ロールとして設定すればよい。例えば、６段圧延機の場合、作業ロール、中間ロールまたは補強ロールのいずれかを基準ロールとして設定し得る。このとき、４段圧延機の場合と同様、圧下方向に配列された各ロールのうち、最下部または最上部に位置するロールを基準ロールとするのが好ましい。
【符号の説明】
【０１６５】
１                上作業ロール
２                下作業ロール
３                上補強ロール
４                下補強ロール
５ａ              上作業ロールチョック（作業側）
５ｂ              上作業ロールチョック（駆動側）
６ａ              下作業ロールチョック（作業側）
６ｂ              下作業ロールチョック（駆動側）
７ａ              上補強ロールチョック（作業側）
７ｂ              上補強ロールチョック（駆動側）
８ａ              下補強ロールチョック（作業側）
８ｂ              下補強ロールチョック（駆動側）
９                上作業ロールチョック押圧装置
１０              下作業ロールチョック押圧装置
１１              上作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置
１２              下作業ロールチョック位置検出機能付駆動装置
１３              上補強ロールチョック押圧装置
１４              上補強ロールチョック位置検出機能付駆動装置
１５              ロールチョック圧延方向力制御装置
１６              ロールチョック位置制御装置
１７              上作業ロールスラスト反力測定装置
１８              下作業ロールスラスト反力測定装置
１９              上補強ロールスラスト反力測定装置
２０              下補強ロールスラスト反力測定装置
２１              駆動用電動機
２２              駆動用電動機制御装置
２３              ロール間クロス制御装置
２４ａ            入側上インクリースベンディング装置
２４ｂ            出側上インクリースベンディング装置
２５ａ            入側下インクリースベンディング装置
２５ｂ            出側下インクリースベンディング装置
２６              インクリースベンディング制御装置
２７              圧下装置
２８ａ            上圧下方向荷重検出装置（作業側）
２８ｂ            上圧下方向荷重検出装置（駆動側）
２９ａ            下圧下方向荷重検出装置（作業側）
２９ｂ            下圧下方向荷重検出装置（駆動側）
３０              ハウジング
３０ａ、３０ｂ    圧下支点位置
３２              上圧下方向荷重差演算部［減算器］
３３              下圧下方向荷重差演算部［減算器］
３４              回転角検出機能付サーボモータ
４０              下補強ロールチョック押圧装置
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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