(57)【要約】【課題】金属板の板幅を効率良く制御できるテンションレベラと、そのテンションレベラを用いて金属板の板幅を変更することにより、前工程までに生じた板幅変動を吸収して可及的に一定の板幅に近づくように制御できるようにすることで、トリミング代を低減し、歩留まりを向上できる金属板の板幅制御方法を提供する。【解決手段】テンションレベラのワークロール１０が、内部に中空部１５を有する筒状のロールとなっており、ネック部１２には、中空部１５に水や潤滑油等の液体を供給するための液体供給口１４が設けられているとともに、ロール胴部１１の外周面１１ａには、中空部１５から延びた多数の液体噴出孔１３が千鳥状に配置されている。これによって、ネック部１２の液体供給口１４から供給された液体が、中空部１５を経由して液体噴出孔１３に送られ、ロール胴部１１の外周面１１ａから噴射されるようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板に張力下でワークロールによって繰返し曲げ・曲げ戻し加工を施すテンションレベラであって、ワークロールに金属板に向けて流体を噴出するための流体噴出孔を設けたことを特徴とするテンションレベラ。
【請求項２】
請求項１に記載のテンションレベラを用いて金属板の板幅を制御することを特徴とする金属板の板幅制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板に張力下で繰返し曲げ・曲げ戻し加工を施して金属板を矯正するテンションレベラと、そのテンションレベラを用いて金属板の板幅を制御する金属板の板幅制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属板、例えば、冷延鋼板（以下、単に鋼板とも称す）を製造する場合には、冷間圧延以前の製造工程に起因する場合も含め、鋼板の長手方向の特性のばらつきや操業条件の不可避的な変動から鋼板の幅が変動することがある。特に、冷延鋼板の製造においては、その一つ前の製造工程である熱間圧延の段階で既に生じている板幅変動の影響が大きい。一般に、鋼板を出荷するに際しては、板幅は可及的に一定であるのが好ましいことから、冷間圧延以降の工程で鋼板の両幅端部をトリミングして板幅を一定に揃える場合も多い。しかし、板幅の変動による最も板幅の狭い部分が、出荷する際の目標板幅より狭くなっていることは許されないので、最も板幅の狭い部分であってもトリミング代としての最低限の余裕代は必要であり、トリミング後の一定に揃った板幅が目標板幅より狭くならないように各種製造条件が決定される。したがって、板幅の変動による最も板幅の広い部分でのトリミング代は非常に大きな値になり、その分、歩留まりの低下につながっていた。それゆえ、トリミング可能な最低限の余裕代をもった板幅を確保しつつ、板幅の変動を極力低減することが望ましい。
【０００３】
これに対し、例えば、熱間圧延後、酸洗の前に、鋼板に張力下で繰返し曲げ・曲げ戻し加工を施すことにより、鋼板に一様伸びを発生させるテンションレベラを用いて、鋼板の板幅を可及的に一定に制御する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−０５９２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の方法では、ブライドルロールによって鋼板に張力を付与しながらテンションレベラのワークロールによって鋼板に繰返し曲げ・曲げ戻し加工を施すことにより、鋼板に一様伸びを発生させ、それにより、鋼板が長手方向に長くなった分、板幅が狭くなる作用を利用して、板幅を可及的に一定に制御するようにしている。
【０００５】
しかしながら、この方法では、ワークロールの表面に鋼板を直接沿わせながら曲げ加工を施すので、ワークロール表面と鋼板表面との接触による摩擦が抵抗となって、鋼板の板幅方向の変形が拘束され、鋼板が長手方向に長くなった分板幅が狭くなるよりも、板厚が薄くなるように作用してしまう。そのため、曲げ・曲げ戻し加工による鋼板の変形量を低減させるとともに、ブライドルロールによって、より大きな張力を付与することで、必要な伸び率を確保するようにしなければならない。したがって、ブライドルロールの機械設備仕様を大きくする必要が生じ、設備費が嵩む問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決すべくなされたものであり、金属板の板幅を効率良く制御することができるテンションレベラと、そのテンションレベラを用いて金属板の板幅を制御することにより、前工程までに生じた大きな板幅変動を吸収してトリミング代を低減し、歩留まりを向上できる金属板の板幅制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【０００８】
［１］金属板に張力下でワークロールによって繰返し曲げ・曲げ戻し加工を施すテンションレベラであって、ワークロールに金属板に向けて流体を噴出するための流体噴出孔を設けたことを特徴とするテンションレベラ。
【０００９】
［２］前記［１］に記載のテンションレベラを用いて金属板の板幅を制御することを特徴とする金属板の板幅制御方法。
【００１０】
発明者らは、テンションレベラによる金属板の一様伸びを利用して板幅を制御するには、テンションレベラのワークロールと金属板との接触による摩擦を極力低減することが効果的であると考えた。しかしながら、ワークロールと金属板との接触を少なくしようとして、曲げ・曲げ戻し加工による鋼板の変形量を低減させると、必要な伸び率を確保するために、その分大きな張力を付与する必要が生じてくる。
【００１１】
そこで、発明者らは、テンションレベラのワークロールに金属板に向けて流体を噴出するための流体噴出孔を設け、ワークロール内部からこの噴出孔を通して流体を金属板に向けて噴出させるようにした。これにより、金属板は、ワークロールに直接接触する作用が著しく低減された状態でワークロールに沿って曲げ変形を受けながら一様伸びを生じるようになるので、板幅方向の変形がほとんど拘束されずに、伸びの分がほぼそのまま板幅の変化となって現れ、比較的小さな張力で、金属板の板幅を効率良く制御することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ワークロールと金属板との接触による摩擦を著しく低減させたので、従来のテンションレベラに比べて小さな張力で板幅の制御が可能になる。したがって、前工程までに生じた大きな板幅変動を吸収して可及的に一定の板幅に近づくように制御することが可能となり、冷間圧延以降の工程で金属板の両幅端部のトリミング代を小さくすることができ、歩留まりを向上できる。
【００１３】
また、金属板に付与する張力を比較的低くできるので、ブライドルロールの機械設備仕様も小さくすることができ、設備費も安く抑えられる効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、この実施形態の設備全体の構成図であり、図２は、この実施形態において用いるテンションレベラのワークロールの斜視図である。図３は、図２のワークロールの詳細説明図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【００１５】
図１において、２がテンションレベラであり、ワークロール１０を備えている。ここでは、上ワークロール１０ａが２本、下ワークロール１０ｂが３本の計５本のワークロール１０を備えている。
【００１６】
また、テンションレベラ２の入側には、入側ブライドルロール３が配置されており、テンションレベラ２の出側には、出側ブライドルロール４が配置されている。
【００１７】
そして、この実施形態においては、テンションレベラ２のワークロール１０が、図３に示すように、内部に中空部１５を有する筒状のロールとなっており、チョック（図示せず）に挿入されるロール軸端のネック部１２には、中空部１５に水や潤滑油等の液体を供給するための液体供給口１４が設けられているとともに、ロール胴部１１の外周面１１ａには、中空部１５から延びた多数の液体噴出孔１３が千鳥状に配置されている。
【００１８】
これによって、ネック部１２の液体供給口１４から供給された液体が、中空部１５を経由して液体噴出孔１３に送られ、ロール胴部１１の外周面１１ａから噴射されるようになっている。
【００１９】
なお、千鳥状に配置されている液体噴出孔１３の胴長方向の間隔ａ、円周方向の間隔ｂ、及び液体噴出孔１３の直径ｄは、それぞれ以下のような範囲内の値とするのが好適である。
【００２０】
間隔ｂ  ：ロール直径の１／３〜１／２０
間隔ａ  ：間隔ｂの１／２〜２倍
孔直径ｄ：間隔ｂの１／１０〜１／３
上記のように構成されたテンションレベラ２を用いる場合、通常のテンションレベラ同様、パスライン上側に配置された２本の上ワークロール１０ａを下方に押し込むことより、インターメッシュを変更することができ、それによって、曲げ・曲げ戻し加工による鋼板１の変形量を調整することができる。ちなみに、インターメッシュとは、下ワークロール１０ｂ（ここでは３本）のロール上端を結んだラインに対し、上ワークロール１０ａ（ここでは２本）の下端を結んだラインが下方に押し込まれた分の深さである。
【００２１】
一方、入側ブライドルロール３と出側ブライドルロール４によって、鋼板１に与える張力（通板張力）を調整することができる。
【００２２】
このようにして、通板張力とインターメッシュを適宜変更することにより、鋼板１に伸びが付与される。
【００２３】
その際に、液体噴出孔１３から液体が鋼板１に向けて噴出されることにより、鋼板１はワークロール１０に直接接触する作用が著しく低減された状態でワークロール１０に沿って曲げ変形を受けながら一様伸びを生じるようになるので、板幅方向の変形がほとんど拘束されずに、伸びの分がほぼそのまま板幅の変化（幅が縮む方向にしか元来変化しない性質のものであるが）となって現れ、比較的小さな張力で、金属板の板幅を効率良く制御することが可能になっている。
【００２４】
このようなテンションレベラ２を用いて鋼板１の板幅を制御する場合には、例えば、前記特許文献１に記載されている従来技術と同様、図１に示すように、入側に板幅計５を設け、その検出値に基づいてインターメッシュと通板張力を調整して鋼板１の伸び率を調整することにより、板幅を制御する点は同じであるが、この実施形態では、ワークロール１０に設けられた液体噴出孔１３から液体を噴射しつつ板幅の制御を行う。これにより、鋼板１に同一の伸び率で伸びを与えた場合の板幅変化量が、従来技術に比べて大きくなるので、板幅の局所的に広い個所で張力を強めて鋼板１の板幅を可及的に一定に近づくように制御したり、長手方向全般にわたり板幅を全体的に狭めたりするのがより容易になるのである。
【００２５】
なお、ワークロール１０に設けられた液体噴出孔１３から液体を噴射する際の噴出圧力、流量及び液体の温度は、以下のような値とするのが好適である。
【００２６】
噴出圧力：５〜６０ＭＰａ
流量    ：５０〜２００ｌ／分（ワークロール一本あたり）
温度    ：２０〜１００℃
そして、鋼板１に付与する通板張力は、従来技術では、１５０ＭＰａ以上の高張力で引張っても充分な幅変化量を得られない場合があったのに対して、この実施形態では、４０ 〜１２０ＭＰａと低い値で充分な幅変化量が得られる。
【００２７】
さらに、発明者らは、上記の実施形態における鋼板１の通板状態を詳細に観察したところ、鋼板１とワークロール１０がほとんど接触していないことに気付いた。したがって、本発明のテンションレベラでは、ワークロールが回転している必要はなく、固定式ワークロールとすることもできる。そこで、本発明の他の実施形態として、ワークロールを固定式ワークロールとしたものを考えた。この実施形態では、固定式ワークロール２０は円筒状のロールである必要はなくなり、図４（ａ）に斜視図、図４（ｂ）に図４（ａ）のＡ−Ａ矢視図を示すように、鋼板と接触する可能性のある部分のみ円弧状をなしたものとすればよく、その円弧状をなした胴部２１のみに液体噴出孔２３を設ければよいので、液体噴出孔２３から噴出する液体の供給量を大幅に低減させることができる。また、ワークロール２０が回転しないので、ワークロール２０に液体を供給する部分の構造も簡便なものとすることができる。なお、胴部２１の内部には、中空部２５が設けられているとともに、チョックに挿入されるネック部２２には、中空部２５に液体を供給するための液体供給口２４が設けられており、液体供給口２４からワークロールの胴長方向に向けて供給された液体は中空部２５を経由して液体噴出孔２３に送られるようになっている。このように胴長方向に向けて供給される構造にした方が、下方から供給される構造にした場合に比べ、機械設備としての構造が簡単になり、設備費も安く抑えられる。そして、この固定式ワークロール２０の場合には、胴部２１が回転して液体噴出孔２３の鋼板に対する位置が変動してしまわないように、図示しないハウジングなどに強固に固定されていることが望ましい。
【実施例】
【００２８】
本発明の実施例として、図１に示したような、ワークロールの本数が５本のテンションレベラを用いた場合を例に説明する。このワークロールは、直径が８０ｍｍ、胴長が１２００ｍｍのものである。また、通板する鋼板は板厚２．０ｍｍの熱延鋼帯であり、テンションレベラでの板幅変化量が明確になるように、予めスリッタラインで板幅Ｗを１０００±０．１ｍｍの範囲にトリミングしたものである。
【００２９】
そして、本発明例１として、図２及び図３に示したような、筒状のワークロール１０を用意した。筒の厚みは１０ｍｍで、ロール外周面１１ａ全体に、直径１ｍｍの液体噴出孔１３が５ｍｍピッチで千鳥配置（図２でいうところのａ、ｂとも５ｍｍ）されており、液体噴出孔１３から噴射する液体としては水を用い、その噴射圧は４９ＭＰａで、流量は ワークロール１本あたり１００ｌ／分とした。
【００３０】
また、本発明例２として、図４に示したような、固定式ワークロール２０を用意した。四半円状の外周面をなす胴部２１に、直径１ｍｍの液体噴出孔２３が５ｍｍピッチで千鳥配置（図２でいうところのａ、ｂとも５ｍｍ）されており、本発明例１と同様に、液体噴出孔２３から噴射する液体としては水を用い、その噴射圧は４９ＭＰａで、流量は１００ｌ／分とした。なお、ネック部２２は、筒状のワークロール１０のネック部１２と同様に形成してあり、ワークロール１０のチョックをそのまま利用できるようにしたが、固定式ワークロール２０の下部は図示しないハウジングに固定して回転してしまうのを防止した。
【００３１】
なお、比較のために、従来例として、通常の中実のワークロールを用意した。
【００３２】
そして、本発明例１と本発明例２では、通板張力を８０ＭＰａとし、インターメッシュを適宜変更して鋼板に各種の伸び率εの伸びを付与し、各伸び率εに対する板幅の変化量ΔＷを測定した。
【００３３】
また、従来例１として、通板張力を８０ＭＰａとし、従来例２として、同４０ＭＰａとし、それぞれについて、インターメッシュを適宜変更して鋼板に各種の伸び率εの伸びを付与し、各伸び率εに対する板幅の変化量ΔＷを測定した。
【００３４】
なお、伸び率εは、テンションレベラ入出側のブライドルロールの回転数比から求めた。板幅は、テンションレベラ出側でノギスにより測定した。
【００３５】
図５に、伸び率ε（％）と板幅変化量の入側板幅に対する比（便宜上、これを板幅変化量と称す）ΔＷ／Ｗ（％）の関係を示す。
【００３６】
従来例１と従来例２では、通板張力により多少の変化はあるが、伸び率εに対して概ね１割ほどが板幅変化量ΔＷ／Ｗとして得られている。
【００３７】
一方、本発明例１では、伸び率εに対してほぼ３割ほどが板幅変化量ΔＷ／Ｗとして得られている。すなわち、同一の伸び率に対して、本発明例では、従来例の３倍以上の板幅変化量となっている。これにより、本発明によれば、より大きな板幅制御能力が得られることが確認された。
【００３８】
また、本発明例２でも、不可避的な実験条件のばらつきと測定誤差の範囲内で、本発明例１とほぼ同じ結果が得られている。
【００３９】
そして、本発明のテンションレベラを用いて、例えば、前記特許文献１に開示の板幅制御方法を実施した場合、より大きな板幅変動でも同等の一定幅レベルに制御することができた。すなわち、通常の板幅変動を有する熱延鋼帯１００コイルについて、冷間圧延以降の工程で鋼板の両幅端部をトリミングした際の歩留まり低下を調査したところ、従来は０．５%であったものが、本発明のテンションレベラを用いた場合、筒状のワークロールであるか固定式ワークロールであるかを問わず、０．１％まで抑制するることができた。
【００４０】
なお、ワークロールの直径、ロール本数、液体噴射孔の形状、液体噴射孔の配置、液体の種類（条件によっては気体も可能）、液体の噴射圧等は、これまで述べた条件には限られず、操業条件に合わせて適宜変更することにより、本発明の効果をさらに有効なものとすることができる。
【００４１】
そして、本発明は鋼板のみならず、あらゆる種類の金属板の製造に適用可能なことはいうまでもない。
【００４２】
最後に、本発明にいう鋼板、金属板は、それぞれ鋼帯、金属帯をも含む意味とする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態の設備全体の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態において用いるワークロールの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態において用いるワークロールの説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態において用いるワークロールの説明図である。
【図５】本発明の効果を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  鋼板
２  テンションレベラ
３  入側ブライドルロール
４  出側ブライドルロール
５  板幅計
１０  ワークロール
１０ａ  上ワークロール
１０ｂ  下ワークロール
１１  ロール胴部
１１ａ  ロール胴部の外周面
１２  ネック部
１３  液体噴出孔
１４  液体供給口
１５  中空部
２０  固定式ワークロール
２１  胴部
２２  ネック部
２３  液体噴出孔
２４  液体供給口
２５  中空部
【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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