(57)【要約】【課題】ワークロールの偏芯やガタなどによって、砥石の研削状態に変化が生じた場合でも、安定して研削を行うことができるワークロールのオンラインロール研削方法を提供する。【解決手段】圧延機のワークロールに回転砥石を押し付けて研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記ワークロールの研削時における回転砥石の押付荷重の振幅に応じて、前記押付荷重および／または砥石回転数を調節することを特徴とするワークロールのオンライン研削方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機のワークロールに回転砥石を押し付けて研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記ワークロールの研削時における回転砥石の押付荷重の振幅の変化に応じて、前記押付荷重および／または砥石回転数を調節することを特徴とするワークロールのオンライン研削方法。
【請求項２】
前記回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より大きい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を減少させ、前記回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より小さい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を増加させることを特徴とする請求項１に記載のワークロールのオンライン研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機の操業中にワークロールを研削するオンライン研削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
＜オンラインロール研削装置の目的＞
圧延機の操業中にワークロールを研削し、圧延によって生じるワークロール表面の磨耗段差をなくすことによって１本のロールによって圧延できる生産量（ロール単位）を増大させるオンラインロール研削装置は、従来から熱延鋼板における仕上げ圧延機などに用いられている。
すなわち、板圧延機のワークロールは、鋼板を圧延すると圧延巾の部分のみが摩耗し、非圧延部分との間に摩耗段差が生じる。この摩耗段差が発生したロールを用いて摩耗幅以上の幅を有する鋼板を圧延すると，板厚精度や平坦度を悪化させるという問題があった。
そこで、広幅の板から狭幅の板の順に圧延するなど圧延スケジュールを制約する必要が生じるため、オンラインロール研削装置により、圧延の進行に伴って増大する摩耗段差を  圧延中に逐次研削・除去することで無害化してロール単位を増大させることができる。
【０００３】
＜オンラインロール研削装置に必要な要素＞
ワークロールの磨耗段差を研削除去するに当たり、実際の研削能力が予定している能力と異なる状態で研削を続ければ研削不足や研削過多になり、ロールのプロフィールが崩れ、圧延材の板厚精度が悪化して不合格が発生したり、製品歩留や生産性が低下する等の問題が発生するため、砥石の研削能力を精度良く把握する必要がある。
＜研削能力測定の問題点＞
砥石の研削能力を把握するためには、使用後の圧延ロールの実測プロフィールをオフラインで測定し、設定した研削能力に基づいて得られる計算上のロールプロフィールと比較し、研削不足や研削過多の状態になっていないか評価する方法がある。この評価を行なうことで研削能力をその都度、最新の値で把握することが可能であるが、この方法では、使用後のロールに対して評価するものであるため、使用中のロールにおいて精度良く研削が行えているかどうかを知ることはできないという問題点があった。
【０００４】
＜従来技術＞
従来のワークロールのオンライン研削方法は、砥石の研削能力をある一定値に固定して、それに基づいてロールプロフィールを維持するように摩耗段差部の研削条件を設定するものであり、研削精度を確保するために、ロールプロフィールの実績値をフィードバックして研削条件に反映する方法が用いられていた。
圧延中のロールプロフィールを実測する方法としては、砥石を一定圧力でロールに接触させてロール全長を横行させ、砥石の押付量変化及び押付荷重変化からプロフィールを算出する方法や、距離センサによりロール表面との距離を測定することでプロフィールを算出する方法である。
しかし、これらの方法で圧延中のロールプロフィールが得られても、砥石の研削能力を正しく把握していなければ、以降の研削によって目標とするロールプロフィールに近づけることは困難であった。
【０００５】
砥石の研削能力はロールへの押付荷重によって変化するため、研削中は、押付荷重を内蔵されたロードセルによって検出し、砥石の押付量を制御して押付荷重をコントロールする必要があり、その研削装置の構造や基本的な制御方法は、例えば、特開平０８−３０９４１１号公報に開示されている。
その方法は、基本的にはロールのプロファイルを維持するために一定の押付荷重で研削し、一定の深さを研削する方法である。
しかし、この従来の方法は、一定の押付荷重で研削するため、ワークロールの偏芯やガタなどによって、砥石の研削状態に変化が生じた場合でも一定の押付荷重で研削するため、予定したロールプロファイルに比べて研削不足や過研削が生じるという問題点があった。
【特許文献１】特開平０８−３０９４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、ワークロールの偏芯やガタなどによって、砥石の研削状態に変化が生じた場合でも、安定して研削を行うことができるワークロールの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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために鋭意検討の結果、回転砥石の押付荷重の振幅に応じて押付荷重および／または回転数を調節することによって、ワークロールの偏芯やガタなどによって、砥石の研削状態に変化が生じた場合でも、安定して研削を行うことができるワークロールのオンラインロール研削方法を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）圧延機のワークロールに回転砥石を押し付けて研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記ワークロールの研削時における回転砥石の押付荷重の振幅に応じて、前記押付荷重および／または砥石回転数を調節することを特徴とするワークロールのオンライン研削方法。
（２）前記回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より大きい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を減少させ、前記回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より小さい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を増加させることを特徴とする（１）に記載のワークロールのオンライン研削方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転砥石の押付荷重の振幅に応じて押付荷重および／または回転数を調節することによって、ワークロールの偏芯やガタなどによって、砥石の研削状態に変化が生じた場合でも過研削または研削不足を抑制して、安定した研削を行うことができ、ワークロールプロファイルを維持することができるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図６を用いて詳細に説明する。
本実施形態においては、被圧延材の代表例として厚鋼板について説明する。
図１は、本発明のオンライン研削方法の実施形態を例示する図である。
図１において、１はワークロール、２はバックアップロール、３はロール研削装置、４はテーブルロール、５は研削ヘッド、６は砥石、７は被圧延材を示す。
本実施形態においては、上下のワークロール１のそれぞれに左右一対、合計４台のロール研削装置３が設けられており、図１に示すように、シリンダを動作させることによって、研削ヘッド５が進退し、砥石６をワークロール１の表面に押し付けながらロール軸方向に移動させることによってワークロール１の表面を研削することができる。
図１に示すように、回転砥石６の押付荷重の変化ΔＦにより、砥石６の押付け量（たわみ量）がΔｈだけ変化する。
【００１０】
被圧延材７は、まずターンされ、複数回往復するリバース圧延によって幅出圧延された後に、再度ターンされて、リバース圧延によって仕上げ圧延される。
本実施形態においては、上記の被圧延材のターン時またはアイドル時にロール研削を行うため、被圧延材がターンする間またはアイドル時に研削ヘッドをワークロールに押し付けながらロール軸方向に移動させて研削する。
ここに、アイドル時とは、被圧延材を噛み込んでいない状態で圧延機を空運転する時間をいう。
【００１１】
＜砥石の研削能力が変化する原因＞
図２乃至図５は、回転砥石の研削能力の変化のメカニズムを模式的に説明する図である。
図２に示すように、回転砥石６の表面には砥石層９が設けられており、この砥石層９は、研削用の砥粒８とこれを結合する結合剤１０で構成されており、この結合剤１０中には気孔が含まれている。
図３は、砥石６がワークロール１を研削する様子を示しており、研削時にワークロール１の切りくず１２だけでなく砥粒１１が脱落している。
図４は、研削過程における砥粒８の脱落の様子を示す図であり、砥石の表面に露出した砥粒８が、研削により脱落することによって、内部の砥粒８が表面に現れて、砥石の表面に砥粒８が露出している状態が保たれるために研削能力が維持できる。
【００１２】
図５は、砥石表面の砥粒８が脱落しない場合を示す図であり、研削時に砥粒８が脱落しないと切りくず１２が表面に固着して表面の砥粒が埋まってしまうため研削能力が低下してしまう。
このように、砥石の研削能力は、砥石のワークロールとの接触面の砥粒状態に大きく作用される。新生面であれば研削能力が高く、研削クズが付着し目詰まりしていれば研削能力は低下する。研削能力を安定させるためには、砥粒が研削負荷によって自然と崩落する自生作用を安定させ、表面性状を一定にする必要がある。
本発明者等は、種々の研削実績データから、砥石の自生作用は研削時の荷重振幅によって変化することを知見した。
すなわち、押付荷重の振幅の大きい状態で研削を続けた場合は研削能力が高く、荷重振幅が小さい場合は研削能力が低くなる傾向にあり、押付荷重の振幅が大きい場合、砥石の表面がワークロールによって叩かれる状態になり、砥粒にかかる負荷が高くなり、崩落しやすくなることがわかった。
ここに、押付荷重の振幅とは、前回の研削における押付荷重のMax値（及びMin値）と基準値との差をいい、押付荷重の基準値とは、ロールセット時の設定押付荷重をいい、その後は、前回押付荷重、砥石回転数を調整した際の押付荷重となる。
押付荷重振幅は、押付荷重、砥石回転数を調整しても変化するとは限らない。
【００１３】
＜押付荷重の振幅が変化する要因＞
ワークロールを所定の回転数で回転させ、砥石を接触させて横行動作させることでワークロールの研削を行う際に、ワークロールを軸芯ブレなく回転させることが可能であれば、回転によってロール表面は変位しないため、研削時の押付荷重の変動は小さい。
しかしながら、実際の圧延機においては設備クリアランスを有した状態で圧延ロールが組み込まれる為、ロール回転時には回転周期に一致した軸芯ブレが発生する。また、圧延ロールを交換後すぐに圧延が再開できるように、通常は圧延ロールおよび軸受箱を数セット保有し、ローテーションさせながら使用している。そのため、ロールや軸受箱の個々の寸法差によって軸芯ブレの大きさが変化する。
常に一定の研削能力を設定して研削する場合、このような都度異なるロールの軸芯ブレに対応できない。
【００１４】
＜研削方案＞
そこで本発明は、圧延機のワークロールに回転砥石を押し付けて研削するワークロールのオンライン研削方法であって、前記ワークロールの研削時における回転砥石の押付荷重の振幅の大きさに応じて、前記押付荷重および／または砥石回転数を調節するものである。
前述のように、ワークロールの研削時における回転砥石の押付荷重の振幅によって、砥石表面の砥粒の脱落状況が変化するため、回転砥石の押付荷重の振幅の大きさに応じて、押付荷重および／または砥石回転数を調節することによって、砥石表面に砥粒が露出した状態を維持し、所定の研削能力を保つことができる。
図６は、ワークロールへの砥石の押付荷重、研削能力と荷重振幅との関係を示す図である。
図６に示すように、荷重振幅が大きくなると研削能力が増加する一方で、荷重振幅が小さくなると研削能力が低下する傾向にある。
【００１５】
そこで、回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より大きい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を減少させ、前記回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より小さい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を増加させることが好ましい。
本発明者等が種々の条件で研削を行ったところ、ワークロールへの押付荷重の振幅が大きい場合には過研削になりやすく、また、ワークロールへの押付荷重の振幅が小さい場合には研削不足になりやすいため、回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より大きい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を減少させ、前記回転砥石のワークロールへの押付荷重の振幅が予め設定した基準値より小さい場合には前記押付荷重および／または砥石回転数を増加させることによって、常に所定の研削能力を維持することができる。
さらに、研削能力は押付荷重によって大きく変化するので、予め、押付荷重と研削能力の関係を荷重振幅の大きさ毎に求め、実際の研削時は、必要な研削能力に対応するように押付荷重を設定して研削を行うことが好ましい。同様に砥石の回転数も押付荷重のように研削能力に大きく影響する。したがって、砥石の押付荷重を変更せず、砥石回転数を変更して研削することも可能である。
押付荷重をコントロールする場合は、研削開始後、測定した荷重振幅をフィードバックし、押付荷重の設定を変更する。砥石回転数で制御する場合は、次回の研削に反映することが好ましい。
【実施例】
【００１６】
本発明のワークロールのオンライン研削方法を下記条件で実施した結果を以下に示す。
＜ワークロールの条件＞
・長さ  5.8m、  直径1.2m、  回転数100rpm
＜回転砥石の条件＞
・図２に示すドーナツ砥石、砥石粒度：＃６０、幅：40mm、バネ剛性:2000N/mm
・設定押付荷重800N  移動速度：35m/s、設定基準幅：±５０N
＜実施例１＞
【表１】
2006198629.tif 000003
＜実施例２＞
【表２】
2006198629.tif 000004
＜実施例３＞
【表３】
2006198629.tif 000005
結果（研削誤差）は５００回研削後の研削誤差（実績−設定）とし、設定は1ｍｍの深さとした。
この実施例により、本発明によれば、回転砥石の押付荷重の振幅に応じて押付荷重および／または回転数を調節することによって、ワークロールの偏芯やガタなどによって、砥石の研削状態に変化が生じた場合でも過研削または研削不足を抑制して、安定した研削を行うことができ、ワークロールプロファイルを維持することができることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のオンラインロール研削方法の実施形態を例示する図であり、圧延機を側面から見た断面図である。
【図２】回転砥石の研削能力の変化のメカニズムを模式的に説明する図である。
【図３】砥石がワークロールを研削する様子を示す図である。
【図４】研削過程における砥粒の脱落の様子を示す図である。
【図５】砥石表面の砥粒が脱落しない場合を示す図である。
【図６】ワークロールへの砥石の押付荷重、研削能力と荷重振幅との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  ワークロール
２  バックアップロール
３  ロール研削装置
４  テーブルロール
５  研削ヘッド
６  砥石
７  被圧延材
８  砥粒
９  砥石層
１０  結合剤
１１  ワークロール（ＷＲ）
１２  切りくず
【図１】
2006198629.tif 000006
【図２】
2006198629.tif 000007
【図３】
2006198629.tif 000008
【図４】
2006198629.tif 000009
【図５】
2006198629.tif 000010
【図６】
2006198629.tif 000011