(57)【要約】【課題】  初期の設備コストが安く、被圧延材８の幅に応じて出力を可変制御する必要がなく、制御も簡単な、サーマルクラウン制御装置、それを用いた圧延機、およびその圧延機を用いた金属帯の製造方法を提供する。【解決手段】  ロールバイトＦの出側であってかつ、ワークロール１９の表面を冷却水ｗにて最初に冷却する領域ＧよりもロールバイトＦに近い側または遠い側の領域に、ワークロール１９の胴長方向について、圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、あるいは、ワークロール１９の胴長方向全域の表面を蒸気にて加熱する加熱装置３を設置する。【選択図】  図１
2006255763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機のワークロールのロールバイトの出側にて、
該ワークロールの表面を冷却水にて冷却する、
圧延機のワークロールのサーマルクラウン制御装置において、
前記ロールバイトの出側であってかつ、
前記ワークロールの表面を冷却水にて最初に冷却する領域よりもロールバイトに近い側の領域に、
前記ワークロールの胴長方向について、
圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、
あるいは、
前記ワークロールの胴長方向全域
の表面を蒸気にて加熱する
加熱装置
を設置したことを特徴とするサーマルクラウン制御装置。
【請求項２】
圧延機のワークロールのロールバイトの出側にて、
該ワークロールの表面を冷却水にて冷却する、
圧延機のワークロールのサーマルクラウン制御装置において、
前記ロールバイトの出側であってかつ、
前記ワークロールの表面を冷却水にて最初に冷却する領域よりもロールバイトから遠い側の領域に、
前記ワークロールの胴長方向について、
圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、
あるいは、
前記ワークロールの胴長方向全域
の表面を蒸気にて加熱する
加熱装置
を設置したことを特徴とするサーマルクラウン制御装置。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載のサーマルクラウン制御装置を備えたことを特徴とする圧延機。
【請求項４】
前記請求項３に記載の圧延機を用いて、
被圧延材を圧延することを特徴とする金属帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーマルクラウン制御装置、圧延機およびその圧延機を用いた金属帯の製造方法に関する。製造の対象とする金属帯は帯鋼を主とするが、これに限るものではなく、銅、アルミほかの材質であってもよい。
ちなみに帯鋼は、ＪＩＳ  Ｇ  ３１３１、ＪＩＳ  Ｇ  ３１４１などに規定される通り、一般的に、厚さ０．１０ｍｍ以上１３．０ｍｍ以下、幅が６００ｍｍ以上２３００ｍｍ以下の帯状に長い薄板状の鋼材のことを指すが、平鋼（幅５００ｍｍ以下）なども本発明の適用対象にできる。
なお、本発明は、熱間圧延ラインのほか、冷間圧延ラインにも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
以下、熱間圧延の場合を例にまず説明する。熱間圧延とは、被圧延金属材料（以下、被圧延材）を数百〜千数百℃に加熱した後、熱間圧延ライン上に抽出し、一対または複数対のロールで挟圧しつつそのロールを回転させることで、薄く延ばすことをいう。図１１は、従来から多くある熱間圧延ライン１００の一例を示す。加熱炉１０により数百〜千数百℃に加熱された厚み１５０〜３００ｍｍの金属材料である被圧延材８は、粗圧延機１２、仕上圧延機１８により厚み１〜２５ｍｍまで圧延されて薄く延ばされる。
【０００３】
粗圧延機１２は、図１１に示す熱間圧延ライン１００の場合、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の３基であるが、必ずしも基数はこれに限らない。粗圧延機１２は、往復圧延あるいは一方向圧延あるいは両者により、一般的に合計で６回あるいは７回の粗圧延を行なって、粗圧延後の被圧延材８を、それにつづく仕上圧延機１８に向け供給する。
仕上圧延機１８は、数百〜千数百℃の高温の被圧延材８を複数の圧延機で同時に圧延する熱間タンデム圧延機の形式をとるが、略して単に「仕上圧延機」と称されることが多い。
【０００４】
粗圧延機１２、仕上圧延機１８とも、被圧延材８を挟んで上下から直接圧延するロールのことをワークロール１９と称し、上ワークロールをさらにその上側から支え、圧延反力で上ワークロールが撓むのを抑えるロールと、下ワークロールをさらにその下側から支え、圧延反力で下ワークロールが撓むのを抑えるロールのことを、バックアップロール２０と称する。
【０００５】
このほか、熱間圧延ライン１００には、被圧延材８を幅方向に圧延するためのエッジャーロール１３が、各圧延機の入側に設置されているほか、仕上圧延機１８の各圧延機間を除いて、その他の圧延機間には図示しない多数（例えば、合計で百以上）のテーブルローラが設置されており、被圧延材８を搬送する。
また、被圧延材８には、加熱炉１０での加熱中、あるいは、圧延され薄く延ばされる過程で、その表裏面に酸化物の層（以下、スケール）が生成するため、粗圧延機１２の中の各圧延機の入側と仕上圧延機１８の入側には、ポンプからの供給圧にして１０〜３０ＭＰａ内外の高圧水を被圧延材８の表裏面に吹き付けてスケールを除去するデスケーリング装置１６が設置され、スケールを除去している。
【０００６】
さらに、図１１において、１４はクロップシャーであり、仕上圧延前に被圧延材８の先後端のクロップ（被圧延材８の先後端の、いびつな平面形状の部分）を切断除去し、仕上圧延機１８にスムーズに噛み込みやすい略矩形の平面形状に整形する。
２２は冷却ゾーンであり、仕上圧延後の被圧延材８を水冷する。２３は冷却ゾーンのテーブルローラ群であり、ランナウトテーブルと呼ばれる。２４はコイラーであり、冷却後の被圧延材８を巻き取る。
【０００７】
５０は制御装置、７０はプロセスコンピュータ、９０はビジネスコンピュータである。
１５は仕上入側温度計であり、仕上圧延前の被圧延材８の温度を測定し、仕上圧延機１８に被圧延材８が噛み込む際の、ロール間隙その他の各種の設定（セットアップ）を、プロセスコンピュータ７０内での計算により設定値の決定を行なった結果に基づいて行なうための、その計算の起動の役割と、温度データの制御装置５０とプロセスコンピュータ７０への提供の役割と、を兼ねて果たす。
【０００８】
２１は仕上出側温度計を示し、温度データを制御装置５０とプロセスコンピュータ７０に提供する役割を果たす。
粗圧延機１２、仕上圧延機１８では、どの一つの圧延機をとっても、８００〜１２００℃という非常に高温の被圧延材８を圧延するため、図１２に示すように、ワークロール１９は、被圧延材８からの入熱により加熱されて熱膨張する。
【０００９】
このとき、ワークロール１９の被圧延材８よりも外側に相当する部位（いわゆる板道外）Ｂは、被圧延材８と接触しなくて比較的低温であることから、被圧延材８と接触するワークロール１９の胴長方向中央部Ｃのうちの、板道外Ｂに近いＣ’の領域から、板道外Ｂに向かって、ワークロール１９の胴長方向に熱が逃げるため、ワークロール１９の胴長方向中央域の一部（Ｃ-Ｃ´）では、熱膨張が大きく、ワークロール１９の胴長方向中央域Ｃのうちの、板道外Ｂに近いＣ’の領域では、熱膨張が小さい、という略台形の形状をしたロールプロフィルを形成する（以下サーマルクラウンと呼ぶ）。
【００１０】
仕上圧延後の被圧延材８の板厚、それに、形状としては、品質上、均一なもの、平坦なものが求められるが、ワークロール１９の略台形状に突出したサーマルクラウンＤの部分は、ワークロール１９でまさに被圧延材８を圧延する際に、被圧延材８側に転写される結果、図１２中に示すごとく、被圧延材８は、幅中央域では薄く、両幅端部に近づくと厚くなる、という幅方向に不均一な板厚分布をもつに至るとともに、仕上圧延後の被圧延材８の形状は、図１３に示すごとく、幅方向中央部が局部的に長手方向によく伸びる、腹伸びと呼ばれる態様になる。
【００１１】
この腹伸びは、仕上圧延機１８のうちの中間の圧延機で起こった場合でかつ、その程度がひどくなると、搬送方向に一つ下流側の圧延機で圧延した際、図１４（ａ）に示すように、腹伸びした部分が３枚重ねの状態で圧延され、終には図１４（ｂ）に示すように穴があいて、さらにもう一つ下流側の圧延機がある場合も多いことから、それら圧延機間にて被圧延材８にはたらく張力により、多くの場合、被圧延材８の破断に至る。
【００１２】
サーマルクラウンＤの成長を制御する技術が、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４などが提案されている。特許文献１では、熱間圧延において、図１５（ａ）に示すごとく、圧延機のワークロール１９のロールバイトの出側にて、ワークロール１９の表面を冷却装置４から噴射される冷却水ｗにて冷却するとともに、図１５（ｂ）に示すごとく、ワークロール１９の胴長方向に列設されたバルブＶのうち、一番端からいくつ目までを閉じるか、を被圧延材８の幅に応じて変化させることで、ワークロール１９の表面に噴射する冷却水の流量を、ワークロール１９の胴長方向に変化させるようにして、被圧延材８からの入熱による熱膨張を制御する方法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献１に示す方法では、実際にサーマルクラウンＤを制御できる量が小さく、均一な板厚で形状の平坦な被圧延材８の製造は困難である、という問題があった。また、サーマルクラウンＤは、元来、被圧延材８からの入熱が大きいのに比し、冷却水による冷却では十分に抜熱しきれないために形成されるものであるから、ワークロール１９の表面に噴射する冷却水の流量をワークロール１９の胴長方向に変化させるようにしたところで、十分な効果が得られないのも、無理はないところがある。
【００１４】
そこで、ワークロール１９の被圧延材８よりも外側に相当する部位（板道外）Ｂを加熱することによるサーマルクラウンの制御方法が、特許文献２、特許文献３、特許文献４で提案されている。これらの方法は、サーマルクラウンＤの制御能力が非常に高く有効な方法であるが、図１６に示すごとく、誘導加熱装置による加熱でサーマルクラウンＤを制御する特許文献２では、初期の設備コストが甚大であり、かつ被圧延材８の幅に応じて、列設した誘導加熱装置１０ａの出力をワークロール１９の胴長方向に変化させる必要があるため、制御が複雑かつ高度となる問題があった。ちなみに、ワイパ５とストリッパ６ならびにそれらにつながるフレーム５ａ、６ａは、図示しない、ワークロール１９の表面に冷却水を噴射する冷却装置から出た冷却水が、被圧延材８上に乗るのを極力抑制するために設置されている。
【００１５】
また、ワークロール１９の被圧延材８よりも外側に相当する部位Ｂを蒸気で加熱することにより、サーマルクラウンＤを制御する特許文献３、特許文献４に示す方法も、初期の設備コストは比較的少額なものの、被圧延材８の板幅に応じて、図１７に示すごとく、列設した蒸気加熱装置１０ｂの開口部Ｅのうち、一番端からいくつ目までを閉じるか、を被圧延材８の幅に応じて変化させる必要があり、あるいはさらに、蒸気の流量も可変にする必要がある場合も出てくるなど、制御が複雑かつ高度となる問題があった。
【特許文献１】特開昭５８−１３５７０９号公報
【特許文献２】特開平１０−１９２９１７号公報
【特許文献３】特開平１１−２６７７１９号公報
【特許文献４】特開２０００−２７１６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、従来技術のかかる問題を解決するためになされたものであり、初期の設備コストが安く、被圧延材８の幅に応じて出力を可変制御する必要がなく、制御も簡単な、サーマルクラウン制御装置、それを用いた圧延機、およびその圧延機を用いた金属帯の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
斯かる目的を達成するための本発明は、以下の通りである。すなわち、
（１）  圧延機のワークロールのロールバイトの出側にて、該ワークロールの表面を冷却水にて冷却する、圧延機のワークロールのサーマルクラウン制御装置において、前記ロールバイトの出側であってかつ、前記ワークロールの表面を冷却水にて最初に冷却する領域よりもロールバイトに近い側の領域に、前記ワークロールの胴長方向について、圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、あるいは、前記ワークロールの胴長方向全域の表面を蒸気にて加熱する加熱装置を設置したことを特徴とするサーマルクラウン制御装置。
【００１８】
（２）  圧延機のワークロールのロールバイトの出側にて、該ワークロールの表面を冷却水にて冷却する、圧延機のワークロールのサーマルクラウン制御装置において、前記ロールバイトの出側であってかつ、前記ワークロールの表面を冷却水にて最初に冷却する領域よりもロールバイトから遠い側の領域に、前記ワークロールの胴長方向について、圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、あるいは、前記ワークロールの胴長方向全域の表面を蒸気にて加熱する加熱装置を設置したことを特徴とするサーマルクラウン制御装置。
（３）  前記（１）または（２）に記載のサーマルクラウン制御装置を備えたことを特徴とする圧延機。
（４）  前記（３）に記載の圧延機を用いて、被圧延材を圧延することを特徴とする金属帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、初期の設備コストが安く、制御も簡単な、サーマルクラウン制御装置を提供できるようになった。そして、このサーマルクラウン制御装置を用いた圧延機にて被圧延材を圧延することにより、板厚が均一で、品質上、好ましい製品が得られるとともに、腹伸びにより被圧延材が破断するようなトラブルも抑制できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態の一例である、サーマルクラウン制御装置の概略配置図である。図１（ａ）は側面図である。
３が、本発明のサーマルクラウン制御装置である。４が冷却装置であり、冷却装置４から噴射される冷却水ｗにてワークロール１９の表面を冷却する。
【００２１】
Ａは、被圧延材８の搬送方向である。以下、搬送方向Ａに向かう側を、下流側とか出側と称し、その反対側を、上流側とか入側と称する。
なお、図１（ａ）中、Ｆで示した、ワークロール１９と被圧延材８が圧延の際に実際に接触している部分のことを、ロールバイトという。
θは、ロールバイトＦの出側端を基準としたときに、ワークロール１９の回転方向Ａ’にみた角度である。
【００２２】
冷却装置４は、ワークロール１９の回転方向Ａ’にみた場合のロールバイトＦの出側だけでなく、入側や回転方向Ａ’にみた場合のその他の位置に設置してもよい。
ワークロール１９の表面に冷却水を噴射する冷却装置から出た冷却水が、被圧延材８上に乗るのを極力抑制するために、ワイパ５とストリッパ６ならびにそれらにつながるフレーム５ａ、６ａが設置されている。
【００２３】
本実施の形態では、サーマルクラウン制御装置３は、ロールバイトＦの出側であってかつ、ワークロール１９の表面を冷却水にて最初に冷却する領域ＧよりもロールバイトＦに近い側の領域であって、ストリッパ６ならびにそれにつながるフレーム６ａよりもロールバイトＦからみて出側寄りに設置されている。
１が、これら各機器を備えた圧延機である。
図１（ｂ）は、ワークロール１９の出側から、ワークロール１９の胴長方向にみた場合の、上述の各機器４〜６および被圧延材８の取り合いを示した正面図である。
【００２４】
本発明のサーマルクラウン制御装置３は、図１（ｂ）に３で示した通り、ワークロール１９の胴長方向について、圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、あるいは、ワークロール１９の胴長方向全域の表面を蒸気にて加熱するように設置される。
サーマルクラウン制御装置３への蒸気の供給は配管を通じて行い、バルブＶの開閉を図示しない制御装置からの切替の指令により行うことで、蒸気と冷却水の供給を切替える。あるいは蒸気単独の配管とし、バルブＶを開閉することにより行ってもよい。
【００２５】
サーマルクラウン制御装置３のワークロール１９に対向する面には、図１（ｃ）に示すごとく、開口部Ｅが備えられ、（ｉ）全体的に開口する形態のほか、（ｉｉ）格子状に開口する形態、（ｉｉｉ）多列孔を穿設する形態など、各種の形態をとるようにすることができる。（ｉｉｉ）の場合、孔のピッチは２０〜１００ｍｍとするのが好ましい。
別な実施の形態では、図２に示すごとく、ワークロール１９の表面を冷却水にて最初に冷却する領域Ｇと、サーマルクラウン制御装置３との間に、別なストリッパ６ｂとそれにつながるフレーム６ｃを介挿し、冷却水が、サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気がワークロール１９の表面に当るのを、極力妨げないようにしている。
【００２６】
さらに別な実施の形態では、図３に示すごとく、ストリッパ６のかわりに、フレーム６ａの先端に、サーマルクラウン制御装置３が設置されている。
さらにまた別な実施の形態では、図４に示すごとく、被圧延材８の先端が反って衝突した場合でも破損しない強度を確保した上で、サーマルクラウン制御装置３が、ロールバイトＦの出側であってかつ、ストリッパ６ならびにそれにつながるフレーム６ａよりもロールバイトＦ寄りに設置されている。
【００２７】
あるいはまた別な実施の形態では、図５に示すごとく、ワークロールの表面を冷却水にて最初に冷却する領域ＧよりもロールバイトＦから遠い側の領域に、サーマルクラウン制御装置３が設置されている。その場合は、冷却装置４は、ワークロール１９の回転方向Ａ’にみた場合のロールバイトＦの出側だけでなく、入側や回転方向Ａ’にみた場合のその他の位置にも設置される。
【００２８】
図６は、本発明を適用した場合の、ワークロール１９の表面の温度履歴の概要を示した図であり、横軸にθをとっている。図６中で、実線は、ワークロール１９の胴長方向中央域Ｃ、破線は、板道外Ｂのある位置の温度履歴を示している。
本発明では、列設した蒸気加熱装置の開口部のうち、一番端からいくつ目までを閉じるか、を被圧延材８の幅に応じて変化させる、というような複雑な制御を行うことなく、サーマルクラウンＤを制御可能である。その本発明の考え方を、以下に述べる。
【００２９】
図１〜５において、ワークロール１９で被圧延材８を実際に圧延している、ロールバイトＦの出側であってかつ、ワークロール１９の表面を、冷却装置４から噴射される冷却水にて最初に冷却する領域ＧよりもロールバイトＦに近い側または遠い側の領域に、サーマルクラウン制御装置３は設置されている。このときのワークロール１９の胴長方向の加熱、冷却範囲は、図１（ｂ）に示す通り、その熱間圧延ラインで圧延されることのある、最大幅の被圧延材（圧延すべき最大幅の被圧延材）８の幅以上の幅（ワークロール１９の胴長方向の長さ）をカバーする、最大でワークロール１９の胴長方向全域をカバーする領域を、冷却装置４にて冷却し、サーマルクラウン制御装置３で加熱する。
被圧延材８との接触によるワークロール１９の表面の加熱、冷却装置４から噴射される冷却水によるワークロール１９の表面の冷却、それぞれにおける伝熱による熱流束は、ワークロール１９の胴長方向単位長さあたり、（１）式で示される。
【００３０】
【数１】
2006255763.tif 000003
【００３１】
ここで、ｑは、ワークロール１９の胴長方向単位長さあたりの、伝熱による熱流束、Ｌは、被圧延材８との接触や、冷却水による冷却により、ワークロール１９の表面が加熱されたり冷却されたりする際の、ワークロール１９の回転方向の、加熱、冷却範囲の長さ、αは、熱伝達係数、Ｔは、被圧延材８の表面または冷却水あるいはサーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気の温度、ＴRは、ワークロール１９の表面の温度である。
ワークロール１９への伝熱による熱流束は、被圧延材８との接触による入熱ｑ1、サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気により加熱される分の入熱ｑ2、冷却装置４により冷却される分の入熱ｑ3の合計となる。
【００３２】
被圧延材８の胴長方向中央域Ｃに相当するワークロール１９の位置の入熱をｑaとすると、
ｑa＝ｑ1a＋ｑ2a＋ｑ3a    ・・・・・（２）
圧延すべき最大幅の被圧延材８と接触する領域よりも、ワークロール１９の胴長方向にみて、さらに外側すなわち胴長端寄りの領域（板道外Ｂ）におけるある位置の入熱をｑbとすると、
ｑb＝ｑ2b    ・・・・・（３）
となる。サーマルクラウンＤは、被圧延材８の胴長方向中央域Ｃおよび板道外Ｂにおけるワークロールの入熱を同じにすれば、理論上、ゼロにできる。この条件から（２）、（３）より、
ｑ1a＋ｑ2a＋ｑ3a＝ｑ2b    ・・・・・（４）
となるように、ｑ1a、ｑ2a、ｑ3a、ｑ2bを決めることにより、列設した蒸気加熱装置の開口部のうち、一番端からいくつ目までを閉じるか、を被圧延材８の幅に応じて変化させる、というような複雑な制御を行うことなく、サーマルクラウンＤを制御可能となる。
【００３３】
実際には、ｑ1a、ｑ3aは、ワークロール１９の材質や寸法それに回転速度や、被圧延材８の圧延時の温度や圧下率から決まるロールバイトＦの回転方向長さ（いわゆる接触弧長）などの操業条件が、個々の被圧延材８ごとに異なるとともに、冷却装置４の寸法や冷却能力も、冷却水の温度により変動するが、それらの代表値や平均値に固定して考え、本発明のサーマルクラウン制御装置の仕様を決めても実用上差し支えない。
いずれにせよ、それら代表値あるいは平均値によりｑ1a、ｑ3aは決定されるので、ｑ2a、ｑ2bを決定するサーマルクラウン制御装置３の仕様は、Ｇのワークロール１９の回転方向の長さＬ’、熱伝達係数α、サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気の温度Ｔを調整することにより行われる。
【００３４】
しかしながら、ここで、図１〜図５に示した本発明の各種の実施の形態のいずれの場合も、被圧延材８と接触する、胴長方向中央域Ｃに該当するワークロール１９上の位置では、被圧延材８との接触により加熱される分と、加熱された後に、ほどなく、冷却装置４で冷却される分と、が熱流束の大半を占めるため、ワークロール１９の径方向中心に向かって入熱する分と、冷却水により抜熱される分と、が平衡し、ワークロール１９の表面温度は６０℃内外でサチュレートし、その結果として、同程度（といっても数十度の違いはありえるが）の温度の蒸気がサーマルクラウン制御装置３から噴射されても、被圧延材８と接触する胴長方向中央域Ｃに該当するワークロール１９上の位置では、それによる影響はほとんど受けず、結局のところ、蒸気によって加熱も冷却もほとんどされない。すなわち、蒸気の温度が多少高くて加熱され昇温する分が多少大きいとしても、次に冷却装置４から噴射される冷却水との温度差も大きくて、冷却され降温する分も大きくなるから、蒸気とワークロール１９の表面との温度差の実用上の誤差である、数十度程度の誤差によっては、ワークロール１９が蒸気によって加熱も冷却もほとんどされない、ということに、さほど変わりはないのである。
【００３５】
そのため、サーマルクラウン制御装置３がないとした場合に、被圧延材８と接触する胴長方向中央域Ｃに該当するワークロール１９上の位置にて、下記（５）式のごとく、入熱ｑa≒（ｑ1a＋ｑ3a）と近似して考え、それがｑ2bと等しくなるように、サーマルクラウン制御装置３の仕様を調整すればよい。
ｑ1a＋ｑ3a＝ｑ2b    ・・・・・（５）
【００３６】
（実施例）
以下、本発明の実施例を説明する。図７は、蒸気流量と熱伝達係数の関係、図８は、蒸気の流量密度と飽和蒸気温度の関係、図９は、本発明を適用した場合（実施例）とそうでない場合（比較例）のサーマルクラウンの変化のようすを示した図である。ちなみに、仕上圧延機１８のうちのＦ４にて、平均的なワークロール１９の材質はハイス、同直径７６０ｍｍ、周速２００ｍｐｍ（３．３ｍ／ｓｅｃ）、被圧延材幅１０００ｍｍ、温度９５０℃、圧延荷重１５０００ｋＮの条件下に適用した場合であり、蒸気の流量密度は、ワークロール１９の回転方向１５０ｍｍ、胴長方向１００ｍｍ当りの蒸気流量を示している。
蒸気によるワークロール１９の加熱は、蒸気がワークロール１９に接触したときに、蒸気の潜熱が熱流束となってワークロール１９側に伝熱するものであるが、この伝熱による熱流束が、前述の（５）式で表される関係を満たすように、サーマルクラウン制御装置３の仕様を決定すればよい。
【００３７】
胴長方向中央域Ｃに該当するワークロール１９上の位置で、被圧延材８との接触により加熱される分ｑ1aと、加熱された後に、ほどなく、冷却装置４で冷却される分ｑ3aと、の合計分ｑ1a＋ｑ3aは、先述の、ワークロール１９の材質や寸法それに回転速度や、被圧延材８の圧延時の温度や圧下率から決まるロールバイトＦの回転方向長さ（いわゆる接触弧長）などの操業条件、あるいは、冷却水の温度を、それぞれ代表値あるいは平均値に固定して考えると、計算により求められる（その計算の課程は非常に煩雑であるため省略する）が、平均値に固定した場合で、１０本の被圧延材８を熱間圧延後にワークロール１９の表面温度を測定したときに、経験的に６０℃、という条件とあわせると、被圧延材８との接触により加熱される分ｑ1aと、加熱された後に、ほどなく、冷却装置４で冷却される分ｑ3aと、は、両者をトータルして平均化してみた場合に、熱伝達係数に換算して、大体、５００００ｋｃａｌ／（ｍ2Ｈｒ℃）（５８．３ｋＷ／（ｍ2℃））であることがわかった。
【００３８】
ここで、サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気によって、ワークロール１９の表面が加熱される際の熱伝達係数であるが、これは、実験により求める。図５に示した実施の形態の場合における実験結果を図７、図８に示す。
サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気によって、ワークロール１９の表面が加熱される際の熱伝達係数を５００００ｋｃａｌ／ｍ2Ｈｒ℃（５８．３ｋＷ／（ｍ2℃））とするためには、サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気により、ワークロール１９の表面が加熱される際の、ワークロール１９の回転方向の、加熱範囲の長さＨを、１５０ｍｍと仮に設定した場合、本実験結果より、蒸気の流量密度は、４０ｋｇ／Ｈｒ／（１５０ｍｍ×１００ｍｍ）とするとちょうどよく、また、そうするためには、飽和蒸気温度Ｔを、１０５℃とするとちょうどよいことになる。これらの値は、帯鋼の熱間圧延ライン１００などでごく通常用いられている蒸気の仕様に近い。ところで、最初に仮にＨを１５０ｍｍと設定したのは図５中に図示していない他の機器との取り合い上、最大でそれだけしか設置スペースがとれなかったからである。
【００３９】
本発明のサーマルクラウン制御装置を、図１１に示した熱間圧延ライン１００での実操業に適用し、幅１２００ｍｍ、仕上圧延後の被圧延材８の厚み１．２ｍｍ、の被圧延材を１本圧延した場合（実施例）、および、同条件で本発明のサーマルクラウン制御装置を適用しなかった場合（比較例）、それぞれについて、圧延直後にワークロール１９を圧延機から抜き出し、サーマルクラウンＤの高さを測定した結果を図９に示す。図から明らかなように、本発明のサーマルクラウン制御装置を適用しなかった場合の比較例に対し、本発明のサーマルクラウン制御装置を適用した実施例では、大幅にサーマルクラウンＤが低減していることが分かる。
本発明のサーマルクラウン装置を、図11に示した熱間圧延ライン１００での実操業に1ヶ月間適用したところ、腹伸びにより被圧延材が破断するトラブルは皆無となり、従来月２回程度発生していたのに比べ、大幅に改善された。
【００４０】
以上の通りであるが、本発明は、以上述べた実施の形態に限るものではない。例えば、サーマルクラウン制御装置３から噴射される蒸気の仕様は、上記説明中の温度や流量密度の値に一意に決まるものではなく、ワークロール１９の材質、寸法、回転速度、被圧延材８の圧延時の温度、圧延荷重から決まる接触弧長などの操業条件、冷却水の温度などの代表値あるいは平均値による、ワークロール１９が被圧延材８との接触により加熱される分ｑ1aと、加熱された後に、ほどなく、冷却装置４で冷却される分ｑ3aと、の両者をトータルして平均化してみた場合の、換算熱伝達係数に達すれば、いかようにも調整でき、その意味からすると、ワークロール１９の回転方向の、加熱範囲の長さＨも、必ずしも１５０ｍｍとする必要はなく、適宜に調整しうる。
【００４１】
もちろん、サーマルクラウン制御装置３の実施の形態も、図５のものに限る必要はなく、図１〜４のものはもとより、ロールバイトＦの出側であってかつ、ワークロール１９の胴長方向について、圧延すべき最大幅の被圧延材の幅以上の幅をカバーする領域、あるいは、ワークロール１９の胴長方向全域の表面を蒸気にて加熱する加熱装置を設置したものであれば、いかなるものでもよい。
【００４２】
また、本発明のサーマルクラウン制御装置は、熱間圧延ラインの仕上圧延機だけでなく、粗圧延機に適用したとしても、何らこれを妨げる理由はなく、また、熱間圧延ラインのみならず、図９に示すような、冷間圧延ライン２００に設置したとしても、何らこれを妨げる理由はない（冷間圧延に伴う加工発熱によりワークロール表面がやはり５０〜６０℃内外に昇温することが知られている）。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態の一例である、サーマルクラウン制御装置の概略配置図である。
【図２】本発明の別の実施の形態の、サーマルクラウン制御装置およびそれを用いた圧延機の側面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施の形態の、サーマルクラウン制御装置およびそれを用いた圧延機の側面図である。
【図４】本発明のさらにまた別の実施の形態の、サーマルクラウン制御装置およびそれを用いた圧延機の側面図である。
【図５】本発明のあるいはまた別の実施の形態の、サーマルクラウン制御装置およびそれを用いた圧延機の側面図である。
【図６】本発明を適用した場合の、ワークロール１９の表面の温度履歴の概要を示した図である。
【図７】蒸気の流量密度と熱伝達係数の関係を示した図である。
【図８】蒸気の流量密度と飽和蒸気温度の関係を示した図である。
【図９】本発明を適用した場合（実施例）とそうでない場合（比較例）のサーマルクラウンの変化のようすを示した図である。
【図１０】冷間圧延ラインの例を示した図である。
【図１１】熱間圧延ラインの例を示した図である。
【図１２】サーマルクラウンのようすを示した図である。
【図１３】腹伸びのようすを示した図である。
【図１４】腹伸びにより被圧延材に穴があくようすを示した図である。
【図１５】従来技術を示した図である。
【図１６】従来技術を示した図である。
【図１７】従来技術を示した図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    圧延機
３    サーマルクラウン制御装置
４    冷却装置
５    ワイパ
５ａ    フレーム
６、６ｂ    ストリッパ
６ａ、６ｃ    フレーム
８    被圧延材
９    幅プレス
１０    加熱炉
１２    粗圧延機
１３    エッジャーロール
１４    クロップシャー
１５    仕上入側温度計
１６    デスケーリング装置
１８    仕上圧延機
１９    ワークロール
２０    バックアップロール
２１    仕上出側温度計
２２    冷却ゾーン
２３    ランナウトテーブル
２４    コイラー
２５    コイラー入側幅計
２６    巻出リール
２７    接合機
２８    ループ設備
２９    切断機
３０    巻取リール
５０    制御装置
７０    プロセスコンピュータ
９０    ビジネスコンピュータ
１００    熱間圧延ライン
２００    冷間圧延ライン
Ａ    搬送方向
Ａ’    ワークロール１９の回転方向
Ｂ    板道外
Ｃ    ワークロール１９の胴長方向中央域
Ｃ’    被圧延材８と接触するワークロール１９の胴長方向中央域Ｃのうちの、板道外Ｂに近い領域
Ｄ    サーマルクラウン
Ｅ    開口部
Ｆ    ロールバイト
Ｇ    ワークロール１９の表面を冷却水にて最初に冷却する領域
Ｈ    加熱範囲の長さ
Ｌ    被圧延材８との接触や、冷却水による冷却により、ワークロール１９の表面が加熱されたり冷却されたりする際の、ワークロール１９の回転方向の、加熱、冷却範囲の長さ
Ｌ’    Ｇのワークロール１９の回転方向の長さ
Ｖ    バルブ
θ    ロールバイトＦの出側端を基準としたときに、ワークロール１９の回転方向Ａ’にみた角度
【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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【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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