(57)【要約】      （修正有）【課題】ロールギャップ測定装置によるロールギャップ測定値を利用し、熱間圧延時のウェッジやキャンバーを低減して良好な寸法精度の熱延鋼帯を得ることができるとともに、圧延中の絞りや疵を防止することができ、これにより優れた品質の熱延鋼帯を高い歩留まりで効率的に製造する。【解決手段】熱間圧延時に、ロールギャップ測定装置Ａにより圧延機ワークロール１ａ，１ｂの操作側と駆動側のロールギャップを測定し、この操作側と駆動側のロールギャップの比率が目標値となるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行う。【選択図】図２
2010279955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延時に、ロールギャップ測定装置により圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップを測定し、この操作側と駆動側のロールギャップの比率が目標値となるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【請求項２】
操作側と駆動側のロールギャップの比率が、当該圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率と同じになるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【請求項３】
操作側と駆動側のロールギャップの比率が、当該圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率よりも小さい目標値となるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱延鋼帯の製造方法であって、ロールギャップ測定装置による圧延機ワークロールのロールギャップ測定値を利用し、熱延鋼帯のウェッジやキャンバーを低減する製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱延鋼帯の製造において、圧延機ワークロールの操作側と駆動側の板厚差であるウェッジや、圧延中のキャンバー（蛇行）およびこれに起因するサイドガイドとの接触で発生する絞りや疵が問題になっている。熱延鋼帯のウェッジやキャンバーは、熱間仕上げ圧延における圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップの相違が原因で生じるだけでなく、仕上げ圧延入側での被圧延材のウェッジなども原因となるため、その被圧延材の熱間粗圧延でのウェッジやキャンバーも問題となる。
このような問題に対して、特許文献１，２には、ロールギャップ測定装置により圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップの差を測定し、このロールギャップ差に基づいて圧延機ワークロールのレベリング制御を行い、ウェッジやキャンバーを制御する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２９７０１３号公報
【特許文献２】特開２００８−２７２８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に記載された技術は、操作側と駆動側のロールギャップの差を０とするか、若しくは操作側と駆動側のロールギャップの差を目標値とするものであるが、このような技術を熱延鋼帯の製造プロセス（熱間粗圧延、熱間仕上げ圧延）に適用しても、熱延鋼帯のウェッジやキャンバーを十分に低減できず、大きな問題となっていた。
例えば、熱間仕上げ圧延において、圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップの差を０にして圧延すると、圧延後の熱延鋼帯のウェッジはほぼ０になるものの、圧延機入側の被圧延材のウェッジが影響してキャンバー（蛇行）が著しく大きくなる。その結果、鋼帯が仕上げ圧延設備内のサイドガイドに接触して鋼帯端面に疵を発生させたり、場合によっては、絞りを発生させて圧延不能になる場合がある。
【０００５】
また、熱間仕上げ圧延において、圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップの差を目標値とすると、圧延機入側でのウェッジが大きく異なる複数の被圧延材を続けて圧延した場合、次のよう問題を生じる。すなわち、目標値に適した被圧延材は圧延後にウェッジやキャンバーが低減するが、他の圧延材は、目標値に適した被圧延材とは圧延機入側でのウェッジが大きく異なるために、圧延中に大きなウェッジやキャンバーが発生する場合があり、鋼帯の寸法不良や疵の発生、場合によっては絞りにより圧延不能になるなどの問題を生じる。
【０００６】
したがって本発明の目的は、熱間圧延機に設けたロールギャップ測定装置によるロールギャップ測定値を利用し、熱間圧延時のウェッジやキャンバーを低減して良好な寸法精度の熱延鋼帯を得ることができるとともに、圧延中の絞りや疵を防止することができ、これにより優れた品質の熱延鋼帯を高い歩留まりで効率的に製造することができる熱延鋼帯の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の要旨は以下のとおりである。
［1］熱間圧延時に、ロールギャップ測定装置により圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップを測定し、この操作側と駆動側のロールギャップの比率が目標値となるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
［2］上記［1］の製造方法において、操作側と駆動側のロールギャップの比率が、当該圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率と同じになるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
［3］上記［1］の製造方法において、操作側と駆動側のロールギャップの比率が、当該圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率よりも小さい目標値となるように、圧延機ワークロールのレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロールギャップ測定装置により圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップを測定し、この操作側と駆動側のロールギャップの比率に基づきレベリング制御を行うようにしたので、熱間圧延時のウェッジやキャンバーを安定して低減し、良好な寸法精度の熱延鋼帯を得ることができるとともに、圧延中の絞りや疵も防止することができる。このため優れた品質の熱延鋼帯を高い歩留まりで効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明で使用するロールギャップ測定装置が設置された圧延スタンドの一実施形態を示す正面図
【図２】図１に示す実施形態の圧延スタンドの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図３】本発明で使用するロールギャップ測定装置が設置された圧延スタンドの他の実施形態を示す正面図
【図４】図３に示す実施形態の圧延スタンドの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図５】本発明で使用するロールギャップ測定装置が設置された圧延スタンドの他の実施形態を示す正面図
【図６】図５に示す実施形態の圧延スタンドの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
さきに述べたように、従来技術として、圧延機ワークロールの操作側と駆動側の板厚差であるウェッジやキャンバー（蛇行）を低減するため、ロールギャップ測定装置を用いて操作側と駆動側のロールギャップの差を測定し、このロールギャップ差に基づきレベリング制御を行う方法があるが、このようなロールギャップ差に基づくレベリング制御では、ウェッジやキャンバーを十分に低減することができない。すなわち、熱間粗圧延や熱間仕上げ圧延において、複数の被圧延材を圧延する場合、ロールギャップ差を目標値として設定し、ウェッジまたはキャンバーを制御しようとすると、被圧延材の鋼種、板厚、板幅などの仕様によりロールギャップ差の目標値が異なるため、各パスまたは各スタンドに応じた表を作成し、被圧延材の仕様毎に目標値を設定してワークロールのレベリング制御を行う必要があり、著しく煩雑である。また、作成した表にない新たな仕様の被圧延材を圧延する場合、ロールギャップ差の目標値を設定するために試行錯誤によりデータを採取する必要がある。
【００１１】
これに対して本発明では、熱間圧延時に、ロールギャップ測定装置により圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップを測定し、この操作側と駆動側のロールギャップの比率が目標値となるようにレベリング制御を行うものである。このような本発明法によれば、以下に述べるような理由により、被圧延材の鋼種、板厚、板幅などに拘わりなく、さらには、各パスまたは各スタンドに拘わりなく、ワークロールのレベリング制御によりウェッジやキャンバーを低減させた熱延鋼帯の製造が可能となる。
ここで、圧延機入側における被圧延材の板厚をＨ、同被圧延材の操作側と駆動側の板厚差をΔＨ、圧延機出側における被圧延材の板厚をｈ、同被圧延材の操作側と駆動側の板厚差をΔｈとする。
【００１２】
例えば、キャンバーを低減するには、被圧延材は圧延によって板厚が減少し、これによって操作側および駆動側の板厚差は変化するが、被圧延材の仕様に拘わりなく、圧延機入側における板厚Ｈと操作側および駆動側の板厚差ΔＨとの比である入側ウェッジ比率ΔＨ／Ｈと、圧延機出側における板厚ｈと操作側および駆動側の板厚差Δｈの比である出側ウェッジ比率Δｈ／ｈとが同一であれば、被圧延材はキャンバーを生じることなく圧延可能である。ここで、圧延機出側の板厚ｈはロールギャップにほぼ相当することから、圧延機出側における被圧延材の操作側および駆動側の板厚の比率は、操作側および駆動側のロールギャップの比率にほぼ相当する。
【００１３】
そこで、ロールギャップ測定装置によるロールギャップ測定値を用いて、圧延機入側と出側のウェッジ比率が同一となるようにするには、圧延機出側における被圧延材の操作側と駆動側の板厚の比率［（ｈ＋Δｈ／２）／（ｈ−Δｈ／２）］にほぼ相当する圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップの比率が、圧延機入側における被圧延材の操作側と駆動側の板厚の比率［（Ｈ＋ΔＨ／２）／（Ｈ−ΔＨ／２）］と同一となるように、当該圧延機のレベリング制御を行えばよいことになる。
【００１４】
一方、ウェッジを低減するには、前記入側ウェッジ比率ΔＨ／Ｈに対して、前記出側ウェッジ比率Δｈ／ｈを低減するとよい。そこで、ロールギャップ測定装置によるロールギャップ測定値を用いて、出側ウェッジ比率Δｈ／ｈを低減するには、圧延機出側における被圧延材の操作側と駆動側の板厚の比率［（ｈ＋Δｈ／２）／（ｈ−Δｈ／２）］にほぼ相当する圧延機ワークロールの操作側と駆動側のロールギャップの比率が、圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率［（Ｈ＋ΔＨ／２）／（Ｈ−ΔＨ／２）］よりも小さい目標値となるように、当該圧延機のレベリング制御を行えばよいことになる。なお、圧延機入側の板厚Ｈ、板厚差ΔＨは、板厚計で求められる。また、一般に板厚Ｈは板幅方向中央位置の板厚である。
【００１５】
以上の理由から本発明では、ロールギャップ測定装置によるロールギャップ測定値を用いてレベリング制御を行うに当たり、操作側と駆動側のロールギャップ差ではなく、操作側と駆動側のロールギャップの比率を求め、このロールギャップの比率が目標値となるようにレベリング制御を行うものである。具体的には、例えば、操作側と駆動側のロールギャップの比率が、圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率と同じになるようにレベリング制御する、或いは、操作側と駆動側のロールギャップの比率が、圧延機入側の操作側と駆動側の板厚の比率よりも小さい目標値となるようにレベリング制御する、などの制御が行われる。
【００１６】
本発明で用いるロールギャップ測定装置に特別な制限はないが、例えば、光学式の測定装置では、圧延中に供給される冷却水やその水蒸気、被圧延材表面から飛散する酸化スケールなどにより光が遮られ、測定精度が低下するおそれがあり、また、上下ワークロールのチョック間距離を測定する機構を有する機械式の測定装置では、圧延時の振動により測定精度が低下するとともに、破損しやすい、などの問題を生じるおそれがあるのに対し、例えば、下記（イ）〜（ハ）に示すようなロールギャップ測定装置は、そのような問題を生じるおそれがないので、特に好ましい。
【００１７】
（イ）  長手方向の一部が、上下ワークロールの対向するロールネック部の外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材と、上下ワークロールの各ロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の各端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与するロールギャップ測定装置（特許文献２の図１〜図６に示される測定装置）。
（ロ）  長手方向の一部が、上下ワークロールの対向するロールネック部の外面周方向の一部に巻き掛けられ、一端が上下ワークロールのうちの一方のワークロールのロールチョックに係止されるロープ部材と、上下ワークロールのうちの他方のワークロールのロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の他端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与するロールギャップ測定装置（特許文献２の図７および図８に示される測定装置）。
（ハ）  一端側が上下ワークロールの対向する一方のロールチョックに固定されるロープ部材と、上下ワークロールの他方のロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の他端側を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与するロールギャップ測定装置。
【００１８】
図１および図２は、上記（イ）のロールギャップ測定装置の一実施形態を示すもので、図１はロールギャップ測定装置Ａが設置された圧延スタンドの正面図、図２は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）である。図において、１ａは上ワークロール、３ａはそのロールチョック、１ｂは下ワークロール、３ｂはそのロールチョック、２ａは上バックアップロール、４ａはそのロールチョック、２ｂは下バックアップロール、４ｂはそのロールチョックである。また、１０ａは上ワークロール１ｂのロールネック部、１０ｂは下ワークロール１ｂのロールネック部、Ｓは被圧延材である。
【００１９】
ロールギャップ測定装置Ａは、上下ワークロール１ａ，１ｂの操作側・駆動側ロール端にそれぞれ設けられている。各ロールギャップ測定装置Ａは、長手方向の一部が、上下ワークロール１ａ，１ｂの対向するロールネック部１０ａ，１０ｂの外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材５と、このロープ部材５の各端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構６ａ，６ｂと、この巻取リール機構６ａ，６ｂのリール回転位置を検出するために、各巻取リール機構６ａ，６ｂに付設されたロータリーエンコーダを有している。
【００２０】
図３および図４は、上記（ロ）のロールギャップ測定装置の一実施形態を示すもので、図３はロールギャップ測定装置Ａが設置された圧延スタンドの正面図、図４は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）である。
ロールギャップ測定装置Ａは、上下ワークロール１ａ，１ｂの操作側・駆動側ロール端にそれぞれ設けられている。ロールギャップ測定装置Ａは、長手方向の一部が、上下ワークロール１ａ，１ｂの対向するロールネック部１０ａ，１０ｂの外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材５を有し、このロープ部材５の一端が上ワークロール１ａのロールチョック３ａに係止８され、他端が下ワークロール１ｂのロールチョック３ｂに設けられた巻取リール機構６に巻き取り可能に保持されている。この巻取リール機構６にはロータリーエンコーダが付設されている。なお、その他の構成は、図１および図２のロールギャップ測定装置と同様である。
【００２１】
図５および図６は、上記（ハ）のロールギャップ測定装置の一実施形態を示すもので、図５はロールギャップ測定装置Ａが設置された圧延スタンドの正面図、図６は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）である。
ロールギャップ測定装置Ａは、上下ワークロール１ａ，１ｂの操作側・駆動側ロール端にそれぞれ設けられている。各ロールギャップ測定装置Ａは、一端側が下ワークロール１ｂのロールチョック３ｂに係止８されたロープ部材５と、上ワークロール１ａのロールチョック３ａに設けられ、前記ロープ部材５の他端側を巻き取り可能に保持する巻取リール機構６と、この巻取リール機構６のリール回転位置を検出するために、各巻取リール機構６に付設されたロータリーエンコーダを有している。なお、その他の構成は、図１および図２のロールギャップ測定装置と同様である。
【００２２】
以上の図１〜図６に示すロールギャップ測定装置Ａでは、巻取リール機構６は、そのリールがロープ部材５を巻き取る方向に付勢されることによりロープ部材５に張力を付与する。また、ロータリーエンコーダは巻取リール機構６に組み込まれ、リール回転位置を検出する。一般的なロータリーエンコーダ構造では、内部に光源〜スリット〜光検出器が配置されており、光源からの信号は巻取リール機構６に伴って回転するスリットを通過してパルス状の信号として光検出器で検出される。このようにして検出されたパルス信号を、ロールギャップの大きさに応じたロープ部材５の巻取り長さと対応させるため、一般的にはパルスカウンタ機器を用いる。具体的には、パルス信号をパルスカウンタ機器に入力することで、回転角度あたり発生するパルス信号数をカウントし、リール回転位置を算出した結果を出力する。
【００２３】
例えば、ロールギャップが無い状態においてロータリーエンコーダの零点調整をしておくことで、図１〜図６のようにロールギャップがδだけ変化したときのパルス信号出力を得ることができる。このパルス信号出力はパルスカウンタ機器によりリール回転位置（ロープ部材５の巻取り長さ）に変換されてロールギャップ測定値が得られる。そして、圧延機ワークロールの操作側と駆動側に配置したロールギャップ測定装置Ａによるロールギャップ測定値δから、操作側と駆動側のロールギャップの比率を求めることができる。
【実施例】
【００２４】
［実施例１］
本発明法により、７スタンドからなる熱間仕上げ圧延設備において、第１スタンドおよび第５スタンドの操作側および駆動側に、図１および図２に示すようなロールギャップ測定装置を設置し、板厚１．８〜６ｍｍ、板幅７００〜１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を１００本続けて圧延した。この際、第１スタンドでは、ロールギャップ測定装置による操作側と駆動側のロールギャップの比率が、同スタンド入側における被圧延材の操作側と駆動側の板厚の比率より小さい目標値となるようにレベリング制御しつつ圧延を行った。また、第５スタンドでは、ロールギャップ測定装置による操作側と駆動側のロールギャップの比率が、同スタンド入側における被圧延材の操作側と駆動側の板厚の比率と同じになるようにレベリング制御しつつ圧延を行った。その結果、ウェッジやキャンバーも低減し、１００本とも圧延中に絞りや疵を発生させることがなく安定して圧延することができ、良好な寸法精度の熱延鋼帯を歩留まり良く効率的に製造することができた。
【００２５】
［実施例２］
比較例の方法として、圧延機の操作側および駆動側のロールギャップ差に基づくレベリング制御を行った。７スタンドからなる熱間仕上げ圧延設備において、第１スタンドおよび第５スタンドの操作側および駆動側に、図１および図２に示すようなロールギャップ測定装置を設置し、板厚１．８〜６ｍｍ、板幅７００〜１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を１００本続けて圧延した。この際、第１スタンドおよび第５スタンドでは、ロールギャップ測定装置による操作側と駆動側のロールギャップの差が、それぞれのスタンド入側の被圧延材の操作側と駆動側の板厚の差と同一になるように制御しつつ圧延を行った。その結果、１００本中の２６本目、５１本目、７５本目、９１本目に、スタンド入側の被圧延材の大きなウェッジを原因としたキャンバーが生じ、絞りが発生した。この絞りが発生した際は、疵の入ったワークロールを交換してから、次材の圧延を行った。その結果、ウェッジやキャンバーを低減した良好な寸法精度の熱延鋼帯は１００本中９６本に止まり、歩留まりが低下し能率も低かった。
【００２６】
［実施例３］
従来例として、７スタンドからなる熱間仕上げ圧延設備において、ロールギャップ測定装置を設置せずに、板厚１．８〜６ｍｍ、板幅７００〜１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を１００本続けて圧延した。その結果、１００本を圧延する途中で、大きなキャンバーを生じて鋼帯に疵や絞りが発生する場合があった。絞りが発生した場合は、疵の入ったワークロールを交換してから、次材の圧延を行った。その結果、ウェッジやキャンバーを低減した良好な寸法精度の熱延鋼帯は１００本中８７本に止まり、歩留まりが低下し能率も低かった。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ，１ｂ  ワークロール
２ａ，２ｂ  バックアップロール
３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ  ロールチョック
５  ロープ部材
６，６ａ，６ｂ  巻取リール機構
８  係止部
１０ａ，１０ｂ  ロールネック部
Ａ  ロールギャップ測定装置
【図１】
2010279955.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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