(57)【要約】      （修正有）【課題】金属板の可逆式圧延機において下反りを防止する方法及びその設備を提供する。【解決手段】下圧延ロール12に接近して入側と出側の両側に設置されたストリッパガイド21、22を上昇可能とし、下圧延ロール12入側のストリッパガイド21を下降位置とし、下圧延ロール12出側のストリッパガイド22を上昇させた状態で圧延を行う金属板の製造方法。さらに、ストリッパガイド21、22上面にガイドローラ31、32を取り付け、各パスにおいて出側のストリッパガイドを下圧延ロール12の上面の高さまで上昇させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を熱間圧延する可逆式圧延機の下圧延ロールの入側と出側の両側に設置されたストリッパガイドを上昇可能とし、下圧延ロール入側のストリッパガイドを下降位置とし、下圧延ロール出側のストリッパガイドを上昇させた状態で圧延を行なうことを特徴とする金属板の製造方法。
【請求項２】
金属板を熱間圧延する可逆式圧延機の下圧延ロールの入側と出側の両側に設置されたストリッパガイドを上昇可能とし、下反り発生手段を制御することにより金属板に下反りを発生させる圧延を行い、さらに下圧延ロール入側のストリッパガイドを下降位置とし、下圧延ロール出側のストリッパガイドを上昇させた状態で圧延を行なうことを特徴とする金属板の製造方法。
【請求項３】
下反り発生手段が、金属板の上下面温度差制御手段、上下の圧延ロールの周速差制御手段、上下の圧延ロール表面粗さ制御手段のいずれかである請求項２に記載の金属板の製造方法。
【請求項４】
金属板を熱間圧延する可逆式圧延機の下圧延ロール（12）の入側と出側の両側に設置されたストリッパガイド（21、22）を上昇可能としたことを特徴とする金属板の製造設備。
【請求項５】
ストリッパガイド（21、22）の上昇が、ガイド先端が下圧延ロール（12）の外周に沿うものである請求項４に記載の金属板の製造設備。
【請求項６】
ストリッパガイド（21、22）の上面にガイドローラ（31、32）を取り付けた請求項４または５に記載の金属板の製造設備。
【請求項７】
可逆式圧延機に金属板の下反り発生手段（５）を備えたことを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の金属板の製造設備。
【請求項８】
下反り発生手段（５）が、金属板の上下面温度差制御手段、上下の圧延ロールの周速差制御手段、上下の圧延ロール表面粗さ制御手段のいずれかである請求項７に記載の金属板の製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可逆式熱間圧延機による金属板の製造方法およびその設備に関し、特に可逆式熱間圧延機による熱間圧延における下反り防止方法およびその設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
厚板等の金属板の熱間圧延においては、可逆式圧延機による往復圧延により所定の製品厚さになるまで複数回の圧延が行なわれる。このとき、圧延ロールへの噛み込み直後に金属板の先端に反りが発生し、操業ならびに平坦度などの製品品質に悪影響を及ぼしている。先端反りの原因としては、金属板の上下面の温度差、上下圧延ロールの周速差や表面性状の差、下圧延ロールのピックアップ量、電動機インパクトドロップによる上下圧延ロールの速度差、板厚、圧下率などさまざまなものがあり、反りはこれらが複雑に絡み合って発生するため、発生量を一定の許容値以下に抑制することはきわめて困難である。例えば特許文献１には、あるパス後に金属板先端の反りを実測し、形状比が０．８以上１．２以下の場合にはパスライン位置制御を、形状比が０．８未満または１．２を超える場合にはパスライン位置制御と上下ワークロール周速差制御のいずれか一方、または両者の組合せを実施することにより次パスにおける板反りを制御することが記載されている。
【０００３】
図７は金属板の熱間圧延を行なう可逆式の４重圧延機の一例を示す側面図で、11、12は上下の圧延ロール（ワークロール）、41、42は下圧延ロール12の前後に配置されたテーブルローラ、21、22は下圧延ロール12の前後に配置されたテーブルローラ41、42と下圧延ロール12との間に設置されているストリッパガイド、Ｐは圧延される金属板である。圧延ロールの周囲には圧延機のハウジングやロール交換設備等が配置されるため、下圧延ロール12に最も近いテーブルローラ41、42までの距離Ｌは通常、どのように工夫しても１ｍ以上となってしまう。この間で金属板、とくにその先端部を支持、誘導する部材として、下圧延ロール12に接近して入側と出側の両側にストリッパガイド21、22が設置されている。しかし圧延機が可逆式であり、左右方向に往復して圧延が行なわれるので、このストリッパガイド21、22は、下圧延ロール12の上面に対して少なくとも最大圧下量の半分に相当する高さだけ低くしておかないと被圧延材が干渉して圧延作業に支障が生じる。このため通常、ストリッパガイド21、22は、下圧延ロール12の上面に対して例えば80ｍｍ程度低く設置される。その結果、図７に矢印で示したように、今左から右へ圧延が行なわれているとすると、下圧延ロール12入側のストリッパガイド21は金属板Ｐと干渉しないけれども、圧延ロール12出側のストリッパガイド22は圧下されて薄くなった金属板Ｐよりもやや下方に位置することになり、出側での支持効果が弱い状況である。このため、圧延条件によって金属板Ｐが下反りの挙動を示した場合、先ず先端部がストリッパガイド22に接触するまで下反りし、更に進行して出側の最初のテーブルローラ42に接触してその上面に載るまで下反りが続き、結果として金属板には大きな形状不良が残ることになる。
【特許文献１】特許第３２９８４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の板反り防止方法では、あるパス後に反りを実測することが必要であるが、反りを測定するセンサは被圧延材からの輻射熱や周囲の水蒸気の影響により測定誤差が避けられず、信頼性の観点から実用困難な場合が多い。さらに、パスライン位置調整とロール周速差制御によって反りを抑制すること自体は可能であるものの、前記したように反りは種々の要因が絡み合って発生しており、それらをすべて考慮した上で操作量を決定することはきわめて困難であると言わざるを得ない。また、従来のストリッパガイドにも、前記したような下反りを助長する要因がある。製品に大きな反りや目視でもわかるような波打ちが残っている場合、熱間圧延後に冷間で矯正を行なわなくてはならず、製造コストが増大するばかりでなく納期遅延の原因ともなる。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術における問題点を解消し、容易に実施できる下反り防止方法ならびにその設備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】
【０００６】
本発明の金属板の製造方法は、金属板を熱間圧延する可逆式圧延機の下圧延ロールの入側と出側の両側に設置されたストリッパガイドを上昇可能とし、下圧延ロール入側のストリッパガイドを下降位置とし、下圧延ロール出側のストリッパガイドを上昇させた状態で圧延を行なうことを特徴とし、あるいは金属板を熱間圧延する可逆式圧延機の下圧延ロールの入側と出側の両側に設置されたストリッパガイドを上昇可能とし、下反り発生手段を制御することにより金属板に下反りを発生させる圧延を行い、さらに下圧延ロール入側のストリッパガイドを下降位置とし、下圧延ロール出側のストリッパガイドを上昇させた状態で圧延を行なうことを特徴とし、望ましくは下反り発生手段が、金属板の上下面温度差制御手段、上下の圧延ロールの周速差制御手段、上下の圧延ロール表面粗さ制御手段のいずれかである前記の金属板の製造方法である。
【０００７】
また、本発明の金属板の製造設備は、金属板を熱間圧延する可逆式圧延機の下圧延ロールの入側と出側の両側に設置されたストリッパガイドを上昇可能としたことを特徴とし、望ましくはストリッパガイドの上昇が、ガイド先端が下圧延ロールの外周に沿うものであり、また、ストリッパガイドの上面にガイドローラを取り付けたものであり、さらに可逆式圧延機に金属板の下反り発生手段を備えたことを特徴とする金属板の製造設備であって、好ましくは下反り発生手段が、金属板の上下面温度差制御手段、上下の圧延ロールの周速差制御手段、上下の圧延ロール表面粗さ制御手段のいずれかである前記の金属板の製造設備である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属板の先端に発生した、あるいは意図的に発生させた下向きの反りを、圧延ロール出側において高く上昇しているストリッパガイドによって修正し、真っ直ぐな金属板を製造することができるので、事後の矯正工程が軽減され、製造コストが低減されるとともに製品の品質も向上するという、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明においては、下圧延ロールに接近して入側と出側の両側に設置されているストリッパガイドを上昇可能とするとともに、望ましくはその上面にガイドローラを取り付け、圧延方向出側のストリッパガイドを上昇させて直接ストリッパガイドで、あるいはストリッパガイドとガイドローラとで金属板Ｐの先端部を支持させるようにした。入側のものは下降位置のままなので金属板Ｐに干渉することはなく、従来と同様、支障なく圧延作業ができる。一方、出側のストリッパガイドは下圧延ロール上面とほぼ同じ高さまで上昇させるので、金属板Ｐの先端が下反りの挙動を示しても圧延ロールにきわめて近い位置でストリッパガイドやガイドローラによって真っ直ぐに矯正され、圧延条件の如何によらず下反りを効果的に防止することができるようになった。
【００１０】
ただし、反りの方向が下向きの場合は上記の操作によって反りを防止できるが、反りが上向きであるとストリッパガイドを上昇させても反りを抑えることはできない。そこで本発明では可逆式圧延機に下反り発生手段を備えるようにして、金属板に下反りを意図的に発生させ、しかる上でこれを上向きに矯正して金属板を水平に誘導するようにした。
下反り発生手段としては、金属板の上下面温度差制御手段、上下の圧延ロールの周速差制御手段、上下の圧延ロール表面粗さ制御手段などを例示することができる。金属板の上下面温度については、反りは温度の低い面の方向に発生する傾向があることから、金属板を上下面別々に加熱、または冷却できる設備を圧延機近傍に設け、金属板の圧延先端部において上面温度が下面温度よりも高くなるように調整することで、下反りを発生させることができる。
【００１１】
また、上下の圧延ロールの周速差に対する反りの発生傾向は、例えば『塑性と加工』誌第３３巻第３７３号（１９９２年）第１６８〜１７３頁に記載されているとおりであり、ロールと板との接触弧長と平均板厚の比である「形状比」によって反りの方向や大きさが変化することが認められる。そこで圧延前に予め形状比を求めておき、それに基づいて上ロールと下ロールの周速を調整して反りが下向きになるようにすることができる。
【００１２】
上下の圧延ロールの表面粗さと反りの関係としては、表面粗さの大きいロールの側に反りが発生する傾向があることから、例えばオンラインロールグラインダを使用して圧延ロールの表面を研削するに際し、砥石の押し付け力を上下ロールで別々に設定することによって上下ロールに異なる表面粗さを付与することができる。すなわち、下ロールの表面粗さを上ロールよりも粗くすることにより、反りの方向を下向きにすることができる。
【００１３】
さらに、下ロールのピックアップ（テーブルローラに対する下ロールの突き出し量）を調整し、ピックアップ量を大きくすることによって反りを下向きに制御することも可能である。
以上のいずれかの手段を用い、さらにストリッパガイドを上昇させることによって、金属板の先端を真っ直ぐに誘導し、反りを防止することができる。
【実施例】
【００１４】
実施例１
本発明の第１の実施例における下反りを防止する製造設備（以下「下反り防止設備」と略す）の構成を図1に示す。各符号はこれまでに説明したものと同じである。ストリッパガイド21、22は、圧延スケジュールの最大圧下量に対して被圧延材との干渉がないように、下降位置では下圧延ロール12の上面よりも約80ｍｍ低くなるように設定されている。
【００１５】
図２は、図１の下反り防止設備の使用状態を示す説明図で、金属板Ｐが矢印で示したように右方向に圧延されているものとして、圧延ロール入側のストリッパガイド21は下降位置のまま、圧延ロール出側のストリッパガイド22は最高点の高さが下圧延ロール12の上面とほぼ等しい高さと同じになるまで上昇させる。このようにすれば、圧延においてかりに下反りが発生しかけても、金属板Ｐは下圧延ロール12にきわめて近い位置でストリッパガイド22に付き当たって上向きの矯正を受け、そのまま水平に支持されて移動するから、この間で下反りが解消する。ストリッパガイドを下圧延ロール上面の高さまで上昇させられない場合も考えられるが、ストリッパガイドを従来よりも多少でも高い位置にできれば、それに応じて下反り防止の効果が得られる。なお、金属板Ｐが矢印と逆方向に圧延されるパスでは図２の左側のストリッパガイド21を上昇させることは、いうまでもない。
【００１６】
なお、ストリッパガイド21、22の上昇は、単純な垂直方向だと上昇したとき下圧延ロール12との間に隙間が生じ、金属板の巻き込み等の懸念があるので、少ない隙間のまま、下圧延ロール12の外周に沿うように上昇することが望ましい。
ストリッパガイドの上昇機構についてはとくに限定しないが、圧延機内という限定された空間内に収納でき、かつ遠隔操作可能という点から、油圧シリンダ等が好適である。
【００１７】
さらに、ストリッパガイド２の上面にガイドローラを取り付けるようにすると、金属板裏面の疵発生が抑制できるので、より好ましい。ガイドローラは自由に回転するが無駆動で、ストリッパガイド２の内部に、頂部がストリッパガイド上面からわずかに突出するように取り付けるのがよい。図２におけるストリッパガイドにガイドローラを取り付けた状態を図３に、またガイドローラを取り付けたストリッパガイド２の寸法を図４に示す。
【００１８】
圧延ロールの直径が1200ｍｍである可逆式４重熱間厚板圧延機に本発明の下反り防止設備を設置した。上部の最大幅ｗは375ｍｍ、全体高さｈは700ｍｍ、板幅方向の寸法は5500ｍｍである。
下圧延ロールの入側と出側に同じストリッパガイドを設置し、それぞれの両端に油圧式の上昇機構を設けた。下降状態でストリッパガイド上面が下圧延ロール上面から84ｍｍ下がった位置にあることから、上昇機構のストロークを84ｍｍとし、ストリッパガイドが上昇した状態でその上面と下圧延ロール上面とが同じ高さになるように設定した。
【００１９】
この下反り防止設備を設置した上記圧延機で板厚40ｍｍ、板幅3500ｍｍの鋼板を熱間圧延し、下反り防止効果を確認した。各パスにおいて圧延ロール入側のストリッパガイドを下降位置のまま、圧延ロール出側のストリッパガイドを下圧延ロール上面まで上昇させ、往復圧延で厚さ220ｍｍのスラブから11パスで製品板厚まで圧延した。
一方、比較例として従来どおりストリッパガイドの上昇しないものを想定して入出側ともにストリッパガイドを下降位置のまま同じパススケジュールで圧延した。
【００２０】
比較例の製品は、先端が下に反った後に出側テーブルローラに乗り上げた結果、先端から約1200ｍｍの長さにわたって50ｍｍ程度の彎曲が見られ、また先端から約5000ｍｍの長さにわたってテーブルローラの間隔と同じピッチで肉眼でも判別できる波打ち形状が観察された。これに対して実施例の製品は、先端部の彎曲は長さ400ｍｍ程度に短縮され、高さも5ｍｍ以下と大幅に改善されていた。テーブルローラの間隔と同じピッチの波打ちも目視ではほとんど判別できないレベルであった。
【００２１】
実施例２
本発明の第２の実施例における下反り防止設備の構成を図５に示す。上下ロールの回転数（周速）は個別に設定できる。片側のテーブルローラ41の左側に、下反り発生手段５の一例として、金属板の上下面を別個に冷却できる水冷ノズル51、52が設けられている。それ以外の構成は図１に示したものと同じである。なお、水冷ノズル51、52に代えて、オンラインロールグラインダその他、前記した他の下反り発生手段を使用してもよい。また、全パスにおいて水冷を行なう場合は、右側のテーブルローラ42の右側にも水冷ノズルを設置する。
【００２２】
図６は図５の下反り防止設備の使用状態を示す説明図で、金属板Ｐが矢印で示したように右方向に圧延されているものとして、下側の水冷ノズル52から冷却水を噴射して金属板に下反りを発生させる。図示しないが、金属板が水冷ノズル52の冷却範囲を通過する際に冷却水が自動的に噴出するよう、制御装置が設けられている。なお、下反りを発生させるため、通常は下側の水冷ノズル52のみを使用すればよいが、金属板の上面温度が異常に高く、極端に大きい下反りが発生する場合には上面の水冷ノズル51も使用するとよい。圧延ロール入側のストリッパガイド21は下降位置のまま、圧延ロール出側のストリッパガイド22は最高点の高さが下圧延ロール12の上面とほぼ等しい高さになるまで上昇させているのは図２の場合と同じである。
【００２３】
この下反り防止設備を設置した上記圧延機で板厚50ｍｍ、板幅3500ｍｍの鋼板を熱間圧延し、下反り防止効果を確認した。圧延機入側において鋼板の下面を水冷することにより下反りを発生させるとともに、各パスにおいて圧延ロール入側のストリッパガイドを下降位置とし、圧延ロール出側のストリッパガイドを下圧延ロール上面まで上昇させ、往復圧延で厚さ210ｍｍのスラブから13パスで製品板厚まで圧延した。
【００２４】
比較例として、圧延機入側における下面水冷を行い、出側のストリッパガイドを上昇させない場合について、他の圧延条件は同じとして圧延を行なった。この条件では反りの傾向が下向きとなるとともに、鋼板の先端がテーブルローラに乗り上げ、先端から1200ｍｍの長さにわたって高さ50ｍｍ程度の下向きの彎曲が見られるとともに、先端から約5000ｍｍの長さにわたってテーブルローラの間隔と同じピッチで肉眼でも判別できる波打ち形状が観察された。
【００２５】
これに対して実施例の製品は、先端部の彎曲部の長さは先端から400ｍｍ程度に短縮され、更にその高さも５ｍｍ以下と大幅に改善されていた。テーブルローラの間隔と同じピッチの波打ちも目視ではほとんど判別できないレベルまで小さくなっていた。
以上のように、本発明の下反り防止方法および設備を使用すれば、鋼板先端部の反りや波打ちが大幅に低減され、熱間圧延後の製品を冷間で矯正する必要がなくなり工程が短縮され、かりに矯正が必要な場合もきわめて軽度の簡単な矯正でよいので、製造コストの低減、納期遅延の減少など、鋼板等の金属板の製造において有益な効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例の下反り防止設備の構成を示す側面図である。
【図２】図１の下反り防止設備の使用状態を示す説明図である。
【図３】図２の変形例を示す下反り防止設備の使用状態の説明図である。
【図４】本発明実施例のストリッパガイドを示す側面図である。
【図５】本発明の第２の実施例の下反り防止設備の構成を示す側面図である。
【図６】図５の下反り防止設備の使用状態を示す説明図である。
【図７】本発明に係わる熱間４重圧延機の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２７】
11    上圧延ロール
12    下圧延ロール
２、21、22    ストリッパガイド
３、31、32    ガイドローラ
41、42    テーブルローラ
５、51、52    水冷ノズル（下反り発生手段）
Ｐ    金属板
【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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