(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中のワークロールの表面に砥石を押し付けて該表面を研削するオンラインロール研削方法であって、
オンラインロール研削開始時の被圧延材以降、次のロール交換までの予定圧延順序の中に含まれる最大幅に実質的に一致するロール表面を、該最大幅の内側について、摩耗段差のみ、通板部のロール表面まで研削することを特徴とするオンラインロール研削方法。
【請求項２】
前記摩耗段差を、前記オンラインロール研削開始時の被圧延材の圧延中に研削することを特徴とする請求項１に記載のオンラインロール研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、オンラインロール研削方法、特に熱間仕上圧延機が有するワークロールの表面を研削する際に適用して好適なオンラインロール研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、一般的な熱間圧延ラインの概略構成を示し、このような圧延ラインでは加熱炉で予め加熱された被圧延材（スラブ）ＢをＲ１〜Ｒ３で示す粗圧延機群で粗圧延して板状の被圧延材Ｓにした後、Ｆ１〜Ｆ７で示す仕上圧延機群で所定寸法のストリップに圧延し、該ストリップをＤＣ１又はＤＣ２で示す巻取装置（ダウンコイラ）により巻き取ることが行われている。
【０００３】
従来、この図に示すように、熱間圧延ラインにおいては、被圧延材を何本も断続的に圧延するのに伴って、仕上圧延機のワークロールが摩耗するため、その摩耗がある程度進展すると、予め表面を研磨した他のワークロールと交換するという操業形態を採っている。このような圧延操業では、研磨したワークロールに交換した後、次にまた研磨したワークロールに交換するまでの間に圧延する被圧延材群を、圧延順に並べた構成単位を圧延サイクルと呼んでおり、その数は通常数十本から多くても百本以内である。
【０００４】
この圧延サイクルを構成する被圧延材をイメージで描くと図６のようになるが、後述するオンラインロールグラインダが登場する以前は、圧延サイクルの１本目から最終本目まで順に見ていったときに、圧延サイクルの前半中程に圧延サイクル中の最大幅の被圧延材Ｓｍがくるようにし、最大幅の被圧延材Ｓｍよりも前は次第に広い幅になるようにし、最大幅の被圧延材Ｓｍよりも後は次第に狭い幅になっていくような圧延順とする、いわゆるコフィンスケジュールと呼ばれる圧延順幅構成とすることが通常行われていた。なお、この明細書で被圧延材の幅は、圧延後の幅、即ち圧延幅を意味する。
【０００５】
このように圧延サイクル前半に次第に被圧延材の幅を広げていく理由は、ロールが未だ十分に昇温しない圧延サイクル序盤の段階では、徐々にロールの熱膨張が幅方向（ロールにとっては軸方向）に進展していくようにするためである。又、最大幅より後は次第に狭い幅にする理由は、先のロール替以降何本かの被圧延材の履歴により、ロールの摩耗が進展してくる最大幅の被圧延材よりも後は、図７に上下ワークロールとこれにより圧延される被圧延材の断面形状と共に、幅方向板厚分布（プロフィル）との関係のイメージを示すように、ロールの摩耗底ＲＢのコーナーに被圧延材の幅方向エッジがかかって、エッジビルドアップＥＢと呼ばれる被圧延材の肉厚部分が生じて、巻き取った後に行う焼鈍時にエッジ部に圧着といった品質不良が生じないようにすることにある。
【０００６】
ところで、圧延サイクルを上述したようなコフィンスケジュールの圧延順幅構成になるように実際に組もうとすると、熱間圧延ラインの加熱炉に挿入するのに先立って、被圧延材が未だスラブ段階にあるうちにその順番になるように、予め配列しておかなければならないが、この作業には非常に時間と労力がかかる。
【０００７】
又、上記のような順番に被圧延材スラブを予め配列することは、何十本もの被圧延材スラブを、何日もの間貯蔵しておかなければならないことにつながり、置場スペースの不足、鋳造後のスラブの完全冷却に伴う熱エネルギーのロスや、納期の遅延といった問題と共に、在庫資産の増加という問題を引き起こしていた。
【０００８】
そこで、前述したような被圧延材に対する圧延順の制約を緩和乃至は撤廃し、前述した諸々の問題を解決するためにオンラインロールグラインダが開発されている。図８には、このオンラインロールグラインダ１０の一例の概略を示し、２つのグラインダ１０は、それぞれ一対の回転砥石１２を有しており、この回転砥石１２をワークロールＲの表面に押し付けて、ロール軸方向にオシレートするという原理により、オシレートした範囲のロール表面を研磨する装置である。なお、ここでは、往復動作のみならず、一方向に１パスだけトラバースする場合も含めてオシレートと称する。
【０００９】
この装置の開発によって、例えば図９にイメージを示すような広幅と狭幅が混在する圧延順に圧延サイクルを命令組しても被圧延材製品が、前記エッジビルドアップのような品質不良を発生することもなく、前述した在庫資産に対する課税額の増加といった問題等をも解決することができるようになっている。
【００１０】
このような利点があるオンラインロールグラインダを有効に利用する研削方法については、各社共研究開発中であり、より良い方法を模索している。例えば、その１つとして、特開平５−４２３１０の公報には、板幅が同じ被圧延材を繰り返して圧延する場合、もしくは広幅から狭幅の被圧延材に移行して圧延する場合、被圧延材の通板部のみの圧延ロールもしくは被圧延材の非通板部を含む圧延ロールの全面を研削する方法が提案されている。
【００１１】
図１０には、この公報に提案されている研削方法のイメージを回転砥石１２とワークロールＲとの関係を用いて示した。この方法では、同図（Ａ）に示すように、自材Ｓ以降は次第に狭幅になる圧延順の場合には、自材Ｓの相当幅について斜線を付して示したように、摩耗底に当る被圧延材の通板部のみ又は同図（Ｂ）に斜線を付して示した非通板部（段差）を含めた全面を研削し、圧延幅が増減するケースの間は、段差研削と全面研削とを併用して同図（Ｂ）に斜線を付して示した非通板部（段差）を含めた全面を研削している。但し、提出図面では、入力の関係で斜線部は黒く潰れている。
【００１２】
ところで、前記オンラインロールグラインダ１０が有する回転砥石１２に用いられる研削用砥石は特殊な材質であるために高価であり、その減り方を少なくすることは、砥石原単位の改善につながることから極めて重要である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に提案されている従来のオンラインロール研削方法では、常に段差研削と全面研削を併用する場合に比べると改善されているものの、通板部全体のロール面又はロール全面を研削する必要があることから、必ずしも十分な砥石原単位の改善につながらないという問題があった。
【００１４】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、ワークロールをオンライン研削する際の砥石原単位を大幅に改善することができるオンラインロール研削方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転中のワークロールの表面に砥石を押し付けて該表面を研削するオンラインロール研削方法であって、オンラインロール研削開始時の被圧延材（以下、自材と称する）以降、次のロール交換までの予定圧延順序の中に含まれる最大幅に実質的に一致するロール表面を、該最大幅の内側について、摩耗段差のみ、通板部のロール表面まで研削することにより、前記課題を解決したものである。
【００１６】
本発明者等は、ロールを研削する量に比例して砥石が減ることに着目し、更にロールの研削量を減らしても、被圧延材にエッジビルドアップのような品質不良を発生させなくてすむ研削方法を開発するべく鋭意検討した結果、本発明に想到したものである。
【００１７】
即ち、本発明においては、前記公報（特開平５−４２３１０）の場合の前記図１０と対比させながら、これに相当する図１を参照して説明すると、圧延対象の自材Ｓ以降、次のロール替（ロール交換）までの圧延順序の中に最大幅の被圧延材Ｓｍがある場合は、該最大幅Ａに実質的に一致する通板部に相当するロール表面であって、該最大幅の内側に発生した磨耗段差Ｒｇを研磨する。この図１に示されるように、最大幅の被圧延材Ｓｍが自材Ｓの直後の場合は、自材Ｓの幅Ｂに実質的に一致する通板部に相当するロール表面と、最大幅Ａの被圧延材の上記通板部に相当するロール表面の幅差に相当する、Ａ−Ｂの斜線部で示す摩耗段差Ｒｇだけを研削する。換言すると、オンラインロール研削開始時の被圧延材（自材）以降、次のロール交換までの予定圧延順序の中に含まれる最大幅の被圧延材の通板部に相当するロール表面を、該最大幅の内側について、摩耗段差のみ、通板部のロール表面まで研削することになる。
【００１８】
本発明によるロールの研削量と、前記公報の研削方法の場合の図１０とを比較すると、最大幅の被圧延材Ｓｍの通板部に相当するロール表面（以下、単に通板部Ａともいう）より外側のロール表面の段差部分Ｒｏについては研削する必要がないので、研削量を少なくすることができ、砥石原単位を大幅に改善することができた。因に、図２に示すように、圧延本数が進み、自材Ｓをも含めたロール替えまでの最大幅が次第に狭くなる場合であれば、それに合わせてその最大幅内の段差（斜線部）を研削するようにすればよい。
【００１９】
なお、本発明の場合は、自材以降、次のロール替えまでの最大幅の被圧延材の通板部Ａよりも外側の上記ロール両端の段差部分Ｒｏは、ロール替えが行われるまで全くオンラインロールグラインダ１０による研削が行われないことになるため、ロール間隙を狭めた場合には、その段差部分Ｒｏが上下ロールで接触してしまい、所望の被圧延材の板厚に仕上がらないのではないかという危惧を抱くかもしれないが、本発明者等が詳細に検討した結果、実際にはそうではないことが明らかになった。即ち、被圧延材の板厚は、最も薄い最終スタンドでも１ｍｍ程度の厚さがあるのに対し、圧延サイクル中におけるワークロールの摩耗は、最大の摩耗底でも上又は下の片側当り０．３ｍｍ程度しかないため、上下両側を合わせても０．６ｍｍにしかならず、従って最も薄い１ｍｍ程度の被圧延材をロールの摩耗底で圧延したとしても、上下ロールの段差部分Ｒｏが接触してしまうことはない。
【００２０】
以上の説明中、図１においては、自材Ｓの直後に最大幅の被圧延材Ｓｍが位置しているが、本発明はこのようなケースに限るものではなく、ＳとＳｍの間には、Ｓｍよりも狭い幅の他の被圧延材が１本以上間挿されていてもよく、この場合でも以上述べたような研削方法を全く同様に適用する、即ち、常に自材Ｓの幅Ｂと最大幅Ａとの差に相当する磨耗段差Ｒｇを研削することにより、エッジビルドアップの発生を防止できる、という効果を実現できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
図３には、本発明に係る一実施形態のオンラインロール研削方法が適用される熱間圧延ラインを示す。この図に示されるように、本実施形態は、前記図５に示した熱間圧延ラインが備えている仕上圧延機群のうち、Ｆ４〜Ｆ７に相当する後方４スタンドに、前記図８に示したようなオンラインロールグラインダ１０が設置されたラインに適用される。
【００２３】
図４には、本実施形態の研削方法を実施するのに好適なロール研削システムの構成例を示す。このロール研削システムでは、上位計算機２０から、被圧延材の圧延順データ（圧延サイクル）が下位計算機２２に伝送されると、該下位計算機２２はそのデータに基づいて制御装置２４を介して前記回転砥石１２を制御することにより、該回転砥石１２が所定の範囲だけオシレートしてワークロールＲの目標とする摩耗段差Ｒｇのみを研削するようになっている。
【００２４】
又、上位計算機２０には、社内ＬＡＮを介して需要家からのオーダーに基づいてそのオーダーに関するデータを入力し、管理するオーダーエントリーコンピュータ２６が接続されており、ここから被圧延材の幅等の需要家オーダー値が受信されるようになっている。
【００２５】
この上位計算機２０は、更に、受信された被圧延材の幅データを基に、多数の被圧延材を圧延順に並べる機能を有している。具体的には、オペレータが画面を見ながら、被圧延材を圧延順に並べると、上位計算機２０がその順番をチェックロジックにかけて良否を判定するようになっており、駄目と判定された場合は、画面表示を通してオペレータに被圧延材の圧延順を修正するように促すようになっている。その際に使用するチェックロジックとしては、例えば隣り合う２本の被圧延材の幅差が何ｍｍ以内であるか否か、あるいは幅の他に板厚や仕上温度等も同様に所定範囲内にあるか否か等により判定するものを挙げることができる。
【００２６】
上位計算機２０から、前記下位計算機２２が被圧延材データを圧延順データと共に各被圧延材毎に受信すると、この下位計算機２２には、更にオペレータによりロール替え位置（最終の被圧延材の順番）が入力される。その結果、この下位計算機２２は、これらデータに基づいて、圧延の進捗により自材が更新されるごとに、自材（次に仕上圧延しようとしている材料）以降、次のロール替えまでの最大幅の被圧延材がどれかということと、その最大幅（寸法）を判断する。下位計算機２２は、その判断を基に、次のロール替えまで（圧延サイクル中）の最大幅、自材の幅と共に、被圧延材毎に砥石１２をロールに押し付ける際の押付力の指令値を前記制御装置２４に対して併せて出力する。
【００２７】
この制御装置２４がこれらの情報を受信すると、該制御装置２４は、前記図１の場合であれば、その最大幅に対応する通板部Ａと自材の幅に対応する通板部Ｂの差に相当するロール表面部分（摩耗段差）Ｒｇを研削するようにオンラインロールグラインダ１０の機械装置に指令を送信する。この研削指令を受信したオンラインロールグラインダ１０の機械装置が、図示しない押付機構によりロールに押し付けられ、前記図１に示したように最大幅の被圧延材Ｓｍと自材Ｓの幅の差に相当するロール表面部分である摩擦段差Ｒｇを研削するようにオシレートする。この研削動作は、自材Ｓの仕上圧延中に行われる。その理由は、被圧延材先端の噛込み時、尾端の尻抜け時は、オンラインロールグラインダ１０の機械装置本体がロールに押し付けられていると、衝撃が伝わって該機械装置が破損する恐れがあるからである。
【００２８】
以上詳述した本実施形態の研削方法により低炭素鋼１００本からなる圧延サイクルを１サイクル分圧延したところ、砥石原単位は、従来の０．０１１ｃｃ／ｔｏｎから０．００８ｃｃ／ｔｏｎまで改善できた。
【００２９】
このように、本実施形態によれば、熱間仕上圧延機のワークロールをオンライン研削する際に、ロールグラインダが有する回転砥石の原単位について大幅な改善を図ることができた。
【００３０】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３１】
例えば、本発明のオンラインロール研削方法を適用可能な圧延ラインの具体的な構成は、前記実施形態に示した熱間圧延ラインに限定されない。
【００３２】
又、ロール表面の磨耗段差Ｒｇの研削は、自材圧延中に限らず、自材圧延後に行うようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、ワークロールをオンライン研削する際の砥石原単位を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研削方法の原理を示すイメージ図
【図２】自材以降の最大幅が漸減する場合の研削方法の一例を示すイメージ図
【図３】本発明に係る一実施形態の研削方法が適用可能な熱間圧延ラインを示すイメージ図
【図４】実施形態に適用されるロール研削システムの概要を示すブロック図
【図５】従来の熱間圧延ラインの概要を示すイメージ図
【図６】従来のコフィンスケジュールの圧延順を示すイメージ図
【図７】被圧延材に生じるエッジビルドアップの不良を示す説明図
【図８】オンラインロールグラインダの全体構成を示す概略斜視図
【図９】オンラインロールグラインダの使用により対応可能な圧延順を示すイメージ図
【図１０】従来のオンラインロール研削方法の特徴を示すイメージ図
【符号の説明】
Ｒ…ワークロール
Ｒｇ…磨耗段差
１０…オンラインロールグラインダ
１２…回転砥石
２０…上位計算機
２２…下位計算機
２４…制御装置
２６…オーダーエントリーコンピュータ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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