(57)【要約】  各ワークロールがテーパ状の端部を有する形状制御および自由圧延用ワークロールのロールプロファイルを開示する。ロールのテーパ状の端部の開始点を座標の原点とするとき、対応するテーパ状の端部を表す四次曲線は次の数式により表される。ｙ（ｘ）＝ａ０＋ａ１ｘ＋ａ２ｘ２＋ａ３ｘ３＋ａ４ｘ４，ｘ∈［０，Ｌｅ］，ｙ（ｘ）∈［０，Ｈｅ］テーパ状の端部とロール本体の移行部が滑らかであるため、上部ロールと下部ロールとの間の摩耗の差によって生じる非対称な変形は解消される。これによって、ロールの軸方向のシフトにより生じる非対称なストリップの負荷によるストリップの楔形の形状部が減少し、不安定な圧延は低減する。さらに、Ｓｈｉｆｔ  ＝Ｂ／２＋Ｌｅ−Ｓｅ−Ｌｗ／２によって表せるようにワークロールを軸方向にシフトすることによって、従来のロールのボックス形状の摩耗は、開放型の摩耗に変化し、ロールの摩耗は均一となり、「ネコ耳」穴はなくなり、平坦なロール型の圧延を実行でき、自由圧延の装置を実現できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ワークロールがテーパ状の端部を有するロールである、形状制御および自由圧延用ワークロールのロールプロファイルであり、前記ロールのテーパ状の端部の開始点を座標の原点とするとき、対応するテーパ状の端部を表す曲線は以下の数式により表され、
【数１】
2008534281.tif 000009
ここで、Ｌｅは、ワークロールのテーパ状の端部の長さであり、２００〜６００ｍｍの範囲にあり、Ｈｅは、ワークロールのテーパ状の端部の高さであり、２００〜７００μｍの範囲にあり、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４は、ロールプロファイルの係数であり、ａ０＝１００〜５００、ａ１＝−１０〜０、ａ２＝０．０００１〜０．１、ａ３＝Ｅ−１０〜Ｅ−２０、ａ４＝−Ｅ−１４〜−Ｅ−２０、の範囲にある、ロールプロファイル。
【請求項２】
前記ワークロールの軸方向のシフト量は、ストリップの幅、テーパ状の端部の長さ、ワークロール本体の長さ、およびロールの摩耗量に関連し、該軸方向のシフト量が以下の数式により表され、
【数２】
2008534281.tif 000010
ここで、Ｓｈｉｆｔは、ワークロールの軸方向のシフト量であり、Ｂは、ストリップの幅であり、１０００〜２０００ｍｍの範囲にあり、Ｌｅは、ワークロールのテーパ状の端部の長さであり、Ｌｗは、ワークロール本体の長さであり、１０００〜２５００ｍｍの範囲にあり、Ｓｅは、圧延中にテーパ状の端部入るストリップの長さであり、ロールの摩耗量に関連し、ｆがロールプロファイルの関数であるときｆ（Ｓｅ）＝Ｗｃにより算出でき、Ｗｃは、ワークロール本体の中点の摩耗量である、請求項１に記載の形状制御および自由圧延用ワークロールのロールプロファイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は連続熱間圧延における形状制御用ワークロールのロールプロファイルに関し、特に形状制御および自由圧延用ロールプロファイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、効果的な方法がストリップ形状制御に用いられており、これらは、ＣＶＣ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｃｒｏｗｎ：連続可変クラウン）、ＬＶＣ（Ｌｉｎｅｒ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｃｒｏｗｎ：線形可変クラウン）、およびＫ−ＷＲＳ（Ｋａｗａｓａｋｉ−Ｗｏｒｋ  Ｒｏｌｌ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ：片テーパクラウンロールシフト）などの、特殊なプロファイルを有するロールをシフトすることによってストリップ形状を制御する技術である。
【０００３】
（１）ＣＶＣ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｃｒｏｗｎ）は、以下の数式（１）で表される三次曲線のロールプロファイル設計により得られ、上部ロールおよび下部ロールは非対称に位置する。形状制御は、軸方向にシフトさせてロールギャップのクラウンを変化させることにより実現する。無負荷時のロールのロールギャップのクラウンとストリップ幅との関係は二関数の関係にあり、無負荷時のロールのロールギャップのクラウンとロールの軸方向のシフト量との関係は線形の関係にある。
【数３】
2008534281.tif 000003
ここで、ｘは、ロール本体の座標であり、δ０は、ロールの当初シフト量であり、ａ０、ａ１、ａ３は、ロールプロファイルの係数である。
【０００４】
（２）ＬＶＣ（Ｌｉｎｅｒ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｃｒｏｗｎ）は以下の数式（２）で表される特殊な曲線のロールプロファイル設計により得られ、上部ロールおよび下部ロールは非対称に位置する。形状制御は、軸方向にシフトさせてロールギャップのクラウンを変化させることにより実現する。無負荷時のロールのロールギャップのクラウンとストリップ幅との関係はほぼ線形の関係にあり、無負荷時のロールのロールギャップのクラウンとロールの軸方向のシフト量との関係は線形の関係にある。
【数４】
2008534281.tif 000004
ここで、ｘは、ロール本体の座標であり、δ０は、ロールの当初シフト量であり、ａ０、ａ１、ａ３は、ロールプロファイルの係数であり、αは、位相角の制御係数である。
【０００５】
（３）Ｋ−ＷＲＳ（Ｋａｗａｓａｋｉ−Ｗｏｒｋ  Ｒｏｌｌ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ）は、線形テーパ状の端部を有するロールの一種である。ストリップの周縁の形状は、上部ロールおよび下部ロールを軸方向にシフトすることにより制御される。ワークロールのテーパ状の端部の長さは、１００〜２００ｍｍの範囲であり、ワークロールのテーパ状の端部の高さは、３００〜７００μｍの範囲である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
熱間圧延において、従来の上部ロールと下部ロールとの間の摩耗量の差は、上部ロールと下部ロールとの間のロールプロファイルの差異を生じる。圧力下では、ロールが軸方向にシフトすると、ワークロールには非対称に楔形にかかる負荷によるロールギャップが生じる。これによって製造中の運転制御と形状制御は極めて困難になる。上記の３種類のロールプロファイルにおいて、ＣＶＣおよびＬＶＣは幅方向に中央ストリップの形状（クラウンと呼んでもよい）を制御するために用いられる。Ｋ−ＷＲＳはストリップを４０ｍｍ〜７５ｍｍテーパ状の端部に入れることによってエッジドロップを低減するために用いられるが、ストリップの幅方向の周縁形状制御に大きな効果がある。しかしながら、これらの３種類のロールプロファイルでは、製造時に生じるストリップの非対称な形状不良を効果的に制御することができない。さらに、ＣＶＣおよびＬＶＣのシフト量はパスごとおよびフレームワークごとの圧延ストリップの目標形状により決定され、Ｋ−ＷＲＳのシフト量は圧延ストリップの幅により決定されるため、上記の３種類のロールではロール本体の摩耗を均一にすることができない。不均一なロール本体の摩耗は、ボックス形状の摩耗ロールプロファイルおよび「ネコ耳」形状の摩耗ロールプロファイル（図１）の原因となる。これら３種類のロールの摩耗特性は、従来のロールでも同様である。ワークロールの利用を向上するためには、狭−広−漸狭タイプのコフィン圧延スケジュールに従う必要がある。この種類の圧延スケジュールは、柔軟な小ロットの圧延要件を満たすことも、連続鋳造圧延において幅を同一とする要件を満たすこともできず、そのため自由圧延を実現することができない。
【０００７】
したがって、本発明は、柔軟な小ロットの圧延要件のみでなく、連続鋳造圧延において幅を同一とする要件も満たす形状制御および自由延在用ロールプロファイル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】
【０００８】
本発明は、形状制御および自由圧延用ワークロールのロールプロファイルを提供する。各ワークロールはテーパ状の端部を有するロールである。ロールのテーパ状の端部の開始点を座標の原点とするとき、対応するテーパ状の端部を表す四次曲線は以下の数式により表される。
ｙ（ｘ）＝ａ０＋ａ１ｘ＋ａ２ｘ２＋ａ３ｘ３＋ａ４ｘ４ｘ
∈［０，Ｌｅ］、ｙ（ｘ）∈［０，Ｈｅ］
ここで、Ｌｅは、ワークロールのテーパ状の端部の長さであり、２００〜６００ｍｍの範囲にあり、Ｈｅは、ワークロールのテーパ状の端部の高さであり、２００〜７００μｍの範囲にあり、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４は、ロールプロファイルの係数であり、ａ０＝１００〜５００、ａ１＝−１０〜０、ａ２＝０．０００１〜０．１、ａ３＝Ｅ−１０〜Ｅ−２０、ａ４＝−Ｅ−１４〜−Ｅ−２０、の範囲にある。
【０００９】
作動時、ワークロールの軸方向のシフト量は、ストリップの幅の変化とロールの摩耗に応じて、ストリップの端部がテーパ状の端部の距離に入るように決定される。ワークロールの軸方向のシフト量はストリップの幅、ワークロールのテーパ状の端部の長さ、ワークロール本体の長さ、およびロールの摩耗量に関連し、以下の式により表せる。
【数５】
2008534281.tif 000005
ここで、Ｓｈｉｆｔは、ワークロールの軸方向のシフト量であり、Ｂは、ストリップの幅であり、１０００〜２０００ｍｍの範囲にある。Ｌｅは、ワークロールのテーパ状の端部の長さである。Ｌｗは、ワークロール本体の長さであり、１０００〜２５００ｍｍの範囲にある。Ｓｅは、圧延時にテーパ状の端部入るストリップの長さであり、ロールの摩耗量に関連し、ｆをロールプロファイルの関数としてｆ（Ｓｅ）＝Ｗｃにより算出できる。Ｗｃは、ワークロール本体の中点の摩耗量であり、その特定の値はモデルから算出できる。
【００１０】
本発明では、ロールプロファイルは、ワークロールの平坦な端部を四次曲線で表すことのできるテーパ状端部に研削するものとする。上部ロールおよび下部ロールを非対称に配置する。ワークロールの軸方向のシフトは、ストリップの幅とロールの摩耗などの全ての要因の変化に応じて、ストリップの端部がテーパ状の端部の距離に入るように決定される。これによって、幅広ストリップの連続熱間圧延処理において、ストリップのエッジドロップを制御すると同時に、以下の重要な効果を有する。
【００１１】
（１）ロールの端部は四次曲線で表され、元テーパ状の端部とロール本体の移行部が滑らかであるため、上部ロールと下部ロールとの間の摩耗の差によって生じる非対称な変形は解消される。これによって、ロールの軸方向のシフトにより生じる非対称なストリップの負荷によるストリップの楔形の形状部が減少し、不安定な圧延は低減する。
【００１２】
（２）ワークロールの軸方向のシフトをストリップの幅とロールの摩耗などの全ての要因の変化によって決定する。これによって、従来のロールのボックス形状の摩耗はなくなり、従来のロールの閉鎖型の摩耗は開放型の摩耗に変化し、ロールの摩耗は均一となり、「ネコ耳」穴はなくなり、平坦なロール型の圧延を実行でき、自由圧延の装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図３を参照して、形状制御および自由圧延用ワークロールのロールプロファイルを説明する。各ワークロールは、テーパ状の端部を有するロールである。テーパ状のロール端部の開始点を座標の原点とすると、テーパ状の端部を表す曲線は以下の数式によって表される四次曲線となる。
【数６】
2008534281.tif 000006
であるとき、
ｙ（ｘ）＝ａ０＋ａ１ｘ＋ａ２ｘ２＋ａ３ｘ３＋ａ４ｘ４。
ここでＬｅは、ワークロールのテーパ状の端部の長さであり、２００〜６００ｍｍの範囲である。Ｈｅは、ワークロールのテーパ状の端部の高さであり、２００〜７００μｍの範囲である。テーパ状の端部の長さＬｅおよびテーパ状の端部の高さＨｅは、標準的な圧延により決定され、ａ０、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４は、ロールプロファイルの係数であり、ａ０＝１００〜５００ａ１＝−１０〜０ａ２＝０．０００１〜０．１ａ３＝Ｅ−１０〜Ｅ−２０ａ４＝−Ｅ−１４〜−Ｅ−２０、の範囲にある。
【００１４】
ＡＳＰＷロールプロファイル曲線の対応表
【表１】
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【００１５】
図４に示すように、本発明のロールプロファイルは、幅広ストリップの連続熱間圧延におけるある種の形状制御技術である。その基本原理は、ワークロールの平坦な端部を四次曲線で表すことのできるテーパ状端部に研削し、上部ロールおよび下部ロールを非対称に配置することにあり、これを本明細書においてＡＳＰＷ（Ａｎｇａｎｇ  Ｓｔｒｉｐ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｗｏｒｋ  Ｒｏｌｌ）と呼ぶ。作動時、ワークロールの軸方向のシフト量は、ストリップの幅の変化とロールの摩耗に応じて、ストリップの端部がテーパ状の端部の距離に入るように決定される。ワークロールの軸方向のシフト量はストリップの幅、テーパ状の端部の長さ、ワークロール本体の長さ、およびロールの摩耗量に関連し、以下の式により表せる。
【数７】
2008534281.tif 000008
ここで、Ｓｈｉｆｔは、ワークロールの軸方向のシフト量であり、Ｂは、ストリップの幅であり、１０００〜２０００ｍｍの範囲にある。Ｌｅは、ワークロールのテーパ状の端部の長さである。Ｌｗは、ワークロール本体の長さであり、１０００〜２５００ｍｍの範囲にある。Ｓｅは、圧延時にテーパ状の端部入るストリップの長さであり、ロールの摩耗量に関連し、ｆをロールプロファイルの関数としてｆ（Ｓｅ）＝Ｗｃにより算出できる。Ｗｃは、ワークロール本体の中点の摩耗量であり、その特定の値はモデルから算出できる。
【００１６】
本発明は、ストリップのエッジドロップを低減できるだけでなく、非対称な変形を改善し、ロールの摩耗を均一にして、「ネコ耳」穴をなく、自由圧延を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来のロールのボックス形状の磨耗の概略図である。
【図２】本発明のワークロールの磨耗の概略図である。
【図３】本発明のワークロールのロールプロファイルを座標系で示すグラフである。
【図４】本発明のワークロールの動作概要とロールプロファイルを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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