(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却水等の外乱の影響を受けることなくロールギャップを高精度に測定することができ、しかも、クロスロール圧延機などのようなクラウン制御ミルにも適用可能なロールギャップ測定装置を提供する。【解決手段】長手方向の一部が、上下ワークロール１ａ，１ｂの対向するロールネック部１０ａ，１０ｂの外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材５と、上下ワークロール１ａ，１ｂの各ロールチョック３ａ，３ｂに設けられ、前記ロープ部材５の各端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構６ａ，６ｂと、該巻取リール機構６ａ，６ｂのリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構６ａ，６ｂによりロープ部材５に張力を付与する。リール回転位置は、ロールギャップの大きさに応じたロープ部材５の巻取り長さと対応しているため、リール回転位置のエンコーダ出力からロールギャップ量が得られる。【選択図】図２
2008272824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の一部が、上下ワークロールの対向するロールネック部の外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材と、上下ワークロールの各ロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の各端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与することを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項２】
長手方向の一部が、上下ワークロールの対向するロールネック部の外面周方向の一部に巻き掛けられ、一端が上下ワークロールのうちの一方のワークロールのロールチョックに係止されるロープ部材と、上下ワークロールのうちの他方のワークロールのロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の他端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与することを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項３】
上ワークロールのロールネック部および／または下ワークロールのロールネック部の外面周方向に環状ガイド溝が形成され、該環状ガイド溝にロープ部材が係合することでガイドされることを特徴とする請求項１または２に記載の圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項４】
ロールネック部の外周にカラー部材が外嵌固定され、該カラー部材に環状ガイド溝が形成されることを特徴とする請求項３に記載の圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項５】
ロールネック部の外周に、ロープ部材が巻き掛けられるリング体が固定され、少なくともロープ部材が接触するリング体部分とロープ部材との動摩擦係数が０．１０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項６】
リング体に環状ガイド溝が形成され、該環状ガイド溝にロープ部材が係合することでガイドされることを特徴とする請求項５に記載の圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項７】
ロープ部材が、上下ワークロールの被圧延材入側において、上下ワークロールの対向するロールネック部間に掛け渡されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【請求項８】
ワークロールの左右ロール端に請求項１〜７のいずれかに記載のロールギャップ測定装置を有することを特徴とする圧延機。
【請求項９】
クロスロール圧延機であることを特徴とする請求項８に記載の圧延機。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の圧延機で被圧延材を熱間仕上圧延し、熱延鋼帯を製造する方法であって、圧延中、ロールギャップ測定装置によりワークロールの左右ロールギャップを測定し、左右ロールギャップ差が目標値となるようにレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置と、この装置を利用した圧延機および熱延鋼帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱間連続圧延等の分野においては、ペアクロスロール圧延機など各種のクラウン制御ミルが実用化された結果、板クラウンのない平坦な鋼帯を安定して製造できるようになってきた。しかしながら、板クラウンが小さくなった分だけ圧延中に鋼帯が蛇行しやすくなり、特に被圧延材（以下、便宜上「熱延鋼帯」という）の尾端部が尻抜けする際に、熱延鋼帯がサイドガイドに衝突して倒れ込んで圧延される、いわゆる絞り込みが発生するという新たな問題が生じている。熱延仕上圧延機における熱延鋼帯の尾端部通板性向上は、稼動率向上およびロール原単位向上のために、非常に重要な課題である。
【０００３】
圧延機における熱延鋼帯の蛇行現象は、一般的に２階積分特性を持つと言われている。図２３はその物理的解釈を示したもので、図２３（Ａ）は、鋼帯の尾端がワークロールを抜ける瞬間を上方から見た図である。例えば、熱延鋼帯が蛇行した場合、図２３（Ｂ）に示すように鋼帯が寄った側の圧延荷重が一方よりも高くなるため、ロール開度が一方よりも広くなる。当然、ロールギャップの狭い側は他方よりも薄く圧延されるため、圧延方向に長く伸ばされ、通板速度は他方よりも遅くなる。このため、鋼帯は図２３（Ａ）に示すように圧延部を境界にくの字型に折れ曲がることになる。一旦、鋼帯が曲がると、そこから後方の蛇行量は時間とともに増大する。これにより、図２３（Ｂ）に示すように、板道がロールセンタから外れると、鋼帯が曲がった方向（図２３（Ｂ）では右方向）のミル伸びが増大してロールギャップが開き、図２３（Ｃ）に示すように、さらにたわみを助長することで、時間の２乗に比例した蛇行量が発生する。
【０００４】
こうした問題を回避するための代表的な熱延鋼帯の蛇行制御技術は、図２４に示すように圧延機の圧延荷重の左右差Pdfにより発生する左右ロール開度差Sdfを打ち消すように、比例制御でレベリング修正量SLを動かす蛇行制御（平行剛性制御）である。図２４において、αは制御ゲイン（０〜１）、Ｍは平行剛性である。この蛇行制御技術は、圧延機の圧下装置（スクリュー、油圧シリンダ等）のレベリング修正量SLを、下記の（i）式に従い蛇行を抑制する方向に制御する方法（一般にレベリング操作と呼ぶ）である。なお、下記（i）〜（iii）式において、αは制御ゲイン、Pdfは圧延荷重の左右差（以下、「差荷重Pdf」という）、Sdfは左右ロールの開度差、Ｍは平行剛性または左右剛性、Ｌは左右圧下装置間距離、ｙｃは熱間圧延ラインの幅方向中心に対する熱延鋼帯の幅中央のずれ量（以下、単に「蛇行量ｙｃ」という）を示す。
【０００５】
平行剛性または左右剛性Ｍは、下記（ii）式に示すように、差荷重Pdfと圧下装置位置での左右ロール開度差Sdfの比で表される。また、蛇行量ｙｃと差荷重Pdfとの関係は、下記（iii）式のように表される。つまり、平行剛性Ｍが高い圧延機では、差荷重Pdfによる左右ロール開度差Sdfが生じにくいこと、また、下記（iii）式に示す関係から、被圧延材の蛇行量ｙｃによって発生する差荷重Pdfに起因した左右ロール開度差Sdfも生じにくいことになる。
SL＝−α（Pdf／Ｍ）    …（i）
Ｍ＝Pdf／Sdf    …（ii）
ｙｃ＝（Pdf・Ｌ）／２Ｐ＝（Sdf・Ｌ）／（２Ｐ・Ｍ）    …（iii）
【０００６】
上記（iii）式に示すように被圧延材の蛇行量ｙｃと差荷重Pdfとは比例関係にあるが、実際の圧延においては、差荷重を発生させる要因が他にも多数存在する。例えば、被圧延材の左右板厚差、左右温度差（≒左右塑性定数差）、圧延機の腐食および磨耗劣化に伴う左右バネ定数差、ワークロールとバックアップロールの平行度ズレによるロール間スラスト力等がそれにあたる。全ての差荷重の要因をモニタするためには、各要因に対応して複数のセンサが必要となり、これに伴う多額の導入コスト、メンテナンスコストが発生する。また、上記（iii）式に示す蛇行量ｙｃは上下ワークロールに挟まれた被圧延領域におけるものであり、例えば、蛇行センサを設ける場合には、必然的にワークロールとの干渉を避けるために、被圧延領域から数ｍ退避した位置に設置することが必要となるため、被圧延領域における蛇行量ｙｃを直接測定することは困難である。
【０００７】
以上の理由により、複数の差荷重要因の中から蛇行量ｙｃによる差荷重のみを抽出することは事実上困難であり、全ての要因の総和である差荷重Pdfに基づく圧下位置制御を行う必要があった。したがって、圧延時に発生する差荷重Pdfが全て蛇行量ｙｃに起因するものと仮定して蛇行制御を行った場合、他要因による差荷重変動によって圧下位置制御が過制御となり、逆に絞り込みトラブルを助長させてしまうケースが発生するため、現状の制御ゲインαは圧延条件に応じて低めに設定せざるを得ず、このため、尾端蛇行による絞り込みトラブルを完全に解消できないという問題があった。
【０００８】
これを解決する手段として、差荷重Pdfに基づく蛇行制御ではなく、上下ワークロールのロールギャップを直接測定し、このロールギャップの左右差が零となるようにレベリング制御を実施する提案がなされている（特許文献１）。この考え方はごく自然な発想であるが、問題はその測定が極めて困難ということにある。これまで多くのロールギャップ測定手段が提案されており、その代表的な方式として、光学式（例えば、特許文献２〜４）と機械式（例えば、特許文献５〜８）がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２９７０１３号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９８７０５号公報
【特許文献３】特開平６−１４７８４３号公報
【特許文献４】特開昭５７−１３２００９号公報
【特許文献５】特開昭６４−３１５０８号公報
【特許文献６】特開昭５８−１９９６１０号公報
【特許文献７】特開昭５７−１３７０１２号公報
【特許文献８】特開昭６４−７８６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
光学式のロールギャップ測定手段は、ロールギャップの入側・出側のどちらか一方に光源を配置し、ロールギャップを通過して他方に設置した受光装置に入力される信号に基づきロールギャップを測定するものである。しかし、熱間圧延機の周囲は蒸気や冷却水が充満しており、このような環境下で測定のために投受光を行っても、蒸気による光量低下や水飛沫による受光信号ノイズにより高精度の測定は困難であり、光路をクリアに確保するために蒸気や冷却水のシール対策が必要となる。
【００１１】
一方、機械式のロールギャップ測定手段は、上下ワークロールのロールネック部間またはロールチョック間に、その間隔距離を測定する機構を介在させるものであり、蒸気や冷却水による測定精度への影響はほとんどないが、上下ロールネック部またはロールチョック間の最短距離を測定する必要上、上下ワークロールの軸心が同一鉛直線上になくてはならないという制約がある。これに対し、近年、実用化されているクラウン制御ミルの一つであるクロスロール圧延機は、図９に示すように右上および左下のロールチョック若しくは右下および左上のロールチョックを圧延方向に変位させることで上下ワークロールをクロスさせ、必要となる製品鋼帯クラウン形状に応じてクロス角度を制御する方式であるため、上記制約条件を満足できない。したがって、近年の主要方式であるクラウン制御ミルには、従来の機械式のロールギャップ測定手段は適用できない。
【００１２】
したがって本発明の目的は、上記のような従来技術の課題を解決し、蒸気や冷却水等の外乱の影響を受けることなくロールギャップを高精度に測定することができ、しかも、クロスロール圧延機などのようなクラウン制御ミルにも適用可能なロールギャップ測定装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのようなロールギャップ測定装置を利用して安定した圧延を行うことができる圧延機を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、そのような圧延機を用いて、良好な形状の熱延鋼帯を製造できるとともに、安定した蛇行制御を行うことで、絞りトラブルを生じることなく熱延鋼帯を安定して製造することができる熱延鋼帯の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の特徴は、以下のとおりである。
［1］長手方向の一部が、上下ワークロールの対向するロールネック部の外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材と、上下ワークロールの各ロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の各端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与することを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【００１４】
［2］長手方向の一部が、上下ワークロールの対向するロールネック部の外面周方向の一部に巻き掛けられ、一端が上下ワークロールのうちの一方のワークロールのロールチョックに係止されるロープ部材と、上下ワークロールのうちの他方のワークロールのロールチョックに設けられ、前記ロープ部材の他端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構と、該巻取リール機構のリール回転位置を検出するためのロータリーエンコーダとを有し、前記巻取リール機構によりロープ部材に張力を付与することを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【００１５】
［3］上記［1］または［2］のロールギャップ測定装置において、上ワークロールのロールネック部および／または下ワークロールのロールネック部の外面周方向に環状ガイド溝が形成され、該環状ガイド溝にロープ部材が係合することでガイドされることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
［4］上記［3］のロールギャップ測定装置において、ロールネック部の外周にカラー部材が外嵌固定され、該カラー部材に環状ガイド溝が形成されることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【００１６】
［5］上記［1］または［2］のロールギャップ測定装置において、ロールネック部の外周に、ロープ部材が巻き掛けられるリング体が固定され、少なくともロープ部材が接触するリング体部分とロープ部材との動摩擦係数が０．１０以下であることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
［6］上記［5］のロールギャップ測定装置において、リング体に環状ガイド溝が形成され、該環状ガイド溝にロープ部材が係合することでガイドされることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
［7］上記［1］〜［6］のいずれかのロールギャップ測定装置において、ロープ部材が、上下ワークロールの被圧延材入側において、上下ワークロールの対向するロールネック部間に掛け渡されていることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
【００１７】
［8］上記［1］〜［7］のいずれかのロールギャップ測定装置を有することを特徴とする圧延機。
［9］上記［8］の圧延機において、クロスロール圧延機であることを特徴とする圧延機。
［10］上記［8］または［9］の圧延機で被圧延材を熱間仕上圧延し、熱延鋼帯を製造する方法であって、圧延中、ロールギャップ測定装置によりワークロールの左右ロールギャップを測定し、左右ロールギャップ差が目標値となるようにレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のロールギャップ測定装置によれば、蒸気や冷却水等の外乱の影響を受けることなくロールギャップを高精度に測定することができ、しかも、クロスロール圧延機などのようなクラウン制御ミルにも問題なく適用することができる。
また、このようなロールギャップ測定装置を利用した本発明の圧延機およびこれを用いた熱延鋼帯の製造方法によれば、左右ロールギャップ差をモニタした高精度のレベリング制御を容易に実施することができため、差荷重Ｐｄｆに基づく現状の圧下位置制御の問題点を解消し、良好な熱延鋼帯形状を得ることができるとともに、安定した蛇行制御を行うことで、絞りトラブルを生じることなく熱延鋼帯を安定して製造することができる。このため薄物の熱延鋼帯の製造においても、良好な鋼帯形状の確保と安定通板を実現することができ、絞りトラブル抑制によるライン稼動率向上およびロール原単位向上を達成しつつ、優れた品質の熱延鋼帯を安定して製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図６は、本発明のロールギャップ測定装置を熱間仕上圧延機に適用した場合の一実施形態を示すもので、図１はロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図２は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）、図３はロールギャップδの場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図４は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）、図５はロールギャップ測定装置の巻取リール機構等を部分的に示す側面図、図６は図５のVI−VI線に沿う断面図である。なお、図２および図４において、被圧延材進行方向（圧延方向）は紙面に向かって左方向である。
図において、１ａは上ワークロール、３ａはそのロールチョック、１ｂは下ワークロール、３ｂはそのロールチョック、２ａは上バックアップロール、４ａはそのロールチョック、２ｂは下バックアップロール、４ｂはそのロールチョックである。また、１０ａは上ワークロール１ｂのロールネック部、１０ｂは下ワークロール１ｂのロールネック部、Ｓは被圧延材である。
【００２０】
ロールギャップ測定装置Ａは、上下ワークロール１ａ，１ｂの左右ロール端にそれぞれ設けられている。各ロールギャップ測定装置Ａは、長手方向の一部が、上下ワークロール１ａ，１ｂの対向するロールネック部１０ａ，１０ｂの外面周方向の一部に巻き掛けられるロープ部材５と、このロープ部材５の各端を巻き取り可能に保持する巻取リール機構６ａ，６ｂと、この巻取リール機構６ａ，６ｂのリール回転位置を検出するために、各巻取リール機構６ａ，６ｂに付設されたロータリーエンコーダ７を有している。
なお、図１および図２において、ロープ部材５のワークロール背面側の部分の図示は省略してある。
【００２１】
前記ロープ部材５は、長手方向の一端側の部分が上ワークロール１ａのロールネック部１０ａの上側外周部に、また、他端側の部分が下ワークロール１ｂのロールネック部１０ｂの下側外周部に、それぞれ巻き掛けられる。
ロープ部材５の径は任意であり、したがって、本発明で使用するロープ部材５には紐のように小径のものも含まれる。また、ロープ部材５は、ロールネック部に接触しない長手方向の一部については、ロープではない剛体（例えば、金属ロッドなど）で構成し、この剛体とロープ材を接続したようなものであってもよい。本発明で使用するロープ部材５には、このような構造のものも含むものとする。
【００２２】
ロープ部材５の材質に特別な制限はなく、ワイヤロープなどの金属製ロープ、炭素繊維ロープ、有機繊維ロープ、金属繊維、炭素繊維、有機繊維などの２種以上の素材からなる複合繊維ロープなどを用いることができるが、ロープ部材５は圧延中に高速で回転しているロールネック部と直接接触する部材であるため、強度、耐熱性、耐摩耗性に優れ、またロールネック部に摩耗や傷付き生じさせないものであることが好ましく、このような観点からは、ロープ部材全体または少なくともロールネック部と接触するロープ部分は高強度で耐熱性、耐摩耗性に優れた有機繊維ロープを用いることが好ましい。このような有機繊維ロープとしては、例えば、ザイロン、ケブラー（いずれも登録商標）などの有機繊維からなるロープが挙げられる。
【００２３】
前記巻取リール機構６ａ，６ｂは、それぞれロールチョック３ａ，３ｂに固定され、ロープ部材５の各端を巻き取り可能に保持している。これら巻取リール機構６ａ，６ｂは、そのリールがロープ部材５を巻き取る方向に付勢されることによりロープ部材５に張力を付与する。このリールの付勢手段（図示せず）は、バネ機構による機械的手段でもよいし、モータ等のような電磁力を利用したものでもよい。
【００２４】
前記ロータリーエンコーダ７は巻取リール機構６に組み込まれ、リール回転位置を検出する。一般的なロータリーエンコーダ構造では、内部に光源〜スリット〜光検出器が配置されており、光源からの信号は巻取リール機構６に伴って回転するスリットを通過してパルス状の信号として光検出器で検出される。このようにして検出されたパルス信号を、ロールギャップの大きさに応じたロープ部材５の巻取り長さと対応させるため、一般的にはパルスカウンタ機器を用いる。具体的には、パルス信号をパルスカウンタ機器に入力することで、回転角度あたり発生するパルス信号数をカウントし、リール回転位置を算出した結果を出力する。
【００２５】
例えば、図１および図２のようにロールギャップが無い状態においてロータリーエンコーダ７の零点調整をしておくことで、図３および図４のようにロールギャップがδだけ変化したときのパルス信号出力を得ることができる。このパルス信号出力はパルスカウンタ機器によりリール回転位置（ロープ部材５の巻取り長さ）に変換されてロールギャップ測定値が得られる。また、圧延機の左右に配置したロールギャップ測定装置Ａによるロールギャップ測定値δの演算差により、左右ロールギャップ差を得ることができる。
本実施形態では、各々がロータリーエンコーダ７を備えた上下２つの巻取リール機構６ａ，６ｂを用いているため、２つのエンコーダ出力の和演算値をロールギャップ信号値として用いる。
【００２６】
本発明のロールギャップ測定装置は、ロープ部材５の一端が上下ワークロール１ａ，１ｂのうちの一方のワークロールのロールチョックに係止され、他端が上下ワークロール１ａ，１ｂのうちの他方のワークロールのロールチョックに設けられた巻取リール機構６に巻き取り可能に保持されるようにしてもよい。図７および図８は、そのような本発明のロールギャップ測定装置を熱間仕上圧延機に適用した場合の一実施形態を示すもので、図７は圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図２は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）である。
なお、図８において、被圧延材進行方向（圧延方向）は紙面に向かって左方向である。また、図７において、ロープ部材５のワークロール背面側の部分の図示は省略してある。
【００２７】
本実施形態では、ロープ部材５は、上ワークロール１ａのロールネック部１０ａの上側外周部に巻き掛けられたロープ部分の端部が、ロールチョック３ａに係止用部材８を介して係止されている。一方、ロープ部材５の他端、すなわち、下ワークロール１ｂのロールネック部１０ｂの下側外周部に巻き掛けられたロープ部分の端部は、ロールチョック３ｂに固定された巻取リール機構６に巻き取り可能に保持されている。したがって、この実施形態では、巻取リール機構６のリールがロープ部材５を巻き取る方向に付勢されることにより、ロープ部材５に張力が付与される。
本実施形態では、ロータリーエンコーダ７は１つだけであるので、１つのエンコーダ出力をそのままロールギャップ信号値として用いる。
なお、その他の構成および機能は、図１〜図６に示す実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図９にクロスロール圧延機の概略を示すが、さきに述べたように、従来の機械式によるロールギャップ測定装置は、上下ワークロール軸心が同じ鉛直線上にある必要があり、したがって、このようなクロスロール圧延機には事実上適用することができない。これに対して本発明のロールギャップ測定装置は、ギャップ計測手段として、上下ワークロール１ａ，１ｂのロールネック部間に架け渡されたロープ部材５と、これを巻き取り可能に保持する巻取リール機構６を用いるため、ロールチョックの圧延方向位置の変位に対応でき、したがって、クロスロール圧延機に対しても問題なく適用できる。
【００２９】
図１０〜図１３は、本発明のロールギャップ測定装置をクロスロール圧延機（熱間仕上圧延機）に適用した場合の一実施形態を示すもので、図１０はロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図１１は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）、図１２はロールギャップがある場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図１３は同じく側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）である。
なお、図１１および図１３において、被圧延材進行方向（圧延方向）は紙面に向かって左方向である。また、図１０および図１２において、ロープ部材５のワークロール背面側の部分の図示は省略してある。
【００３０】
さきに述べたようにこのクロスロール圧延機は、上下ワークロール１ａ，１ｂが平面的にみてクロスしているため、上下ワークロール１ａ，１ｂの軸心が同じ鉛直線上にないが、本発明のロールギャップ測定装置Ａの構成および機能は、図１〜図６に示す実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
このようなクロスロール圧延機に本発明のロールギャップ測定装置を適用した場合、ロープ部材５はロール軸線方向の任意の位置でロールネック部１０ａ，１０ｂと接触できるので、上下ワークロール１ａ，１ｂの軸心が同じ鉛直線上になくても、その機能が阻害されることはない。
【００３１】
本発明のロールギャップ測定装置では、ロープ部材５をワークロールのロールネック部に対して安定的に同じ位置で接触させるために、ロールネック部の外面周方向に環状ガイド溝を形成し、この環状ガイド溝にロープ部材がガイドされるようにすることが好ましい。また、ワークロールには圧延による荷重をはじめとして大きな負荷が作用しているため、溝加工により応力集中によるロール折損などの懸念がある場合には、ロールネック部の外周にカラー部材を外嵌固定し、そのカラー部材に環状ガイド溝を形成することが好ましい。
図１４は、その一実施形態を示すもので、ロールネック部１０の外周にカラー部材９を外嵌固定し、このカラー部材９に環状ガイド溝１１を形成している。そして、この環状ガイド溝１１にロープ部材５が係合し、ガイドされる。このような環状ガイド溝１１は、上ワークロール１ａのロールネック部１０ａおよび／または下ワークロール１ｂのロールネック部１０ｂに形成することができる。
【００３２】
また、上記のようにワークロールのロールネック部にロープ部材ガイド用の環状ガイド溝１１を設ける構造は、特に、クロスロール圧延機の場合に有用である。
図１５は、クロスロール圧延機のクロス角を設けたワークロール１ａ，１ｂを真上からみた模式図であり、図１６は図１５のXVI−XVI線に沿う断面図である。上下ワークロール１ａ，１ｂのロール軸を真上から平面的に見ると、クロス角付与によって、上下ワークロール１ａ，１ｂのロール軸は逆方向の角度で傾斜し、ライン中心で交差している。この場合、上下ワークロール１ａ，１ｂのロールネック部１０ａ，１０ｂどうしも逆方向の角度で傾斜するために、これらのロールネック部１０ａ，１０ｂに巻き掛けられたロープ部材５は、ロールクロス中心であるライン中心に向けてずれるように動こうとする。
【００３３】
図１７は、このときのロープ部材５の挙動を真上からみた模式図（ロールネック部１０に環状ガイド溝１１を設けない場合）であり、ロープ部材５の巻き掛け位置がライン中心方向に向かってずれ、このずれ分に応じてロータリーエンコーダ７でロールギャップ測定値δにずれが生じる可能性がある。したがって、ロールギャップ測定値δの精度確保のためには、このクロス角によるロープ部材５の巻き掛け位置のずれを防止する手段を設けることが望ましい。そのような手段として、ロールネック部１０に図１４に示すような環状ガイド溝１１を設けると、ロープ部材５は環状ガイド溝１１内に拘束されるため、クロス角付与に起因した巻き掛け位置のずれが生じることがなく、このためロールギャップ測定値δを高精度に測定することができる。
【００３４】
ワークロール１ａ，１ｂが回転している状況では、ロープ部材５とロールネック部側の部材（例えば、上記環状ガイド溝１１）は接触しながらスリップする状態となるので、ロープ部材の耐久性の観点からは、さきに述べたようにロープ部材５には高強度で耐熱性、耐摩擦性に優れた有機繊維ロープを用いることが好ましい。
また、ロープ部材５とロールネック部側の部材とのスリップによる大きな影響として、ロープ部材５に作用する動摩擦力がある。巻取リール機構６のリールが巻き取り方向に付勢されることにより、ロープ部材５には張力が付与されるが、この張力が小さく変化した場合にはロープ部材５が弛む側に、また、張力が大きく変化した場合にはロープ部材５が伸びる側にそれぞれ変形し、ロータリーエンコーダ７による角度検出結果が変動するという問題が生じる。この場合、ロープ部材５に作用する動摩擦力が大きくなるほど、巻取リール機構６による張力を大きく変動させる方向となるため、ロールギャップ測定値δの測定誤差が大きくなる。
【００３５】
このような問題に対しては、ロールネック部１０の外周に、ロープ部材５が巻き掛けられるリング体を固定し、少なくともロープ部材５が接触するリング体部分とロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下とすることで、スリップを円滑化させることが有効である。
図１８は、その一実施形態を示すもので、ロールネック部１０の外周にリング体１２ｘを固定し、このリング体１２ｘにロープ部材５が巻き掛けられている。リング体１２ｘは、その表面とロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下にできるようなものであれば、任意の部材により構成することができるが、本実施形態ではロールネック部１０の外周に巻き付けられた樹脂シートにより構成されている。この樹脂シートとしては任意の樹脂種を用いることができるが、特にフッ素樹脂がロープ部材５との動摩擦係数を小さくできるので好ましい。樹脂シートとしてフッ素樹脂を用い、ロープ部材５として先に挙げたザイロン（登録商標）を用いれば、動摩擦係数が０．０５程度になるので特に好ましい。また、リング体１２ｘを樹脂で構成することにより、ロープ部材５の摩耗なども抑えることができる。
【００３６】
前記樹脂シート（好ましくは、フッ素樹脂シート）からなるリング体１２ｘの幅方向両端の周方向には、位置ずれ防止用の１対のバンド部材１３が取り付られ、リング体１２ｘをロールネック部１０に対して締め付け固定している。このバンド部材１３としては、例えば、配管固定用に市販されているステンレス製バンドなどを利用してもよい。
ロープ部材５は、１対のバンド部材１３間のリング体１２ｘの部分に巻き掛けられており、１対のバンド部材１３はロープ部材５を両側からガイドする役目も果たしている。
前記リング体１２ｘは、上ワークロール１ａのロールネック部１０ａおよび／または下ワークロール１ｂのロールネック部１０ｂに設けることができる。
なお、図１８の実施形態において、ロープ部材５が接触するリング体部分だけを、ロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下にできるような部材、例えば、樹脂材（好ましくは、フッ素樹脂材）で構成してもよい。
【００３７】
また、リング体に、少なくとも溝底面とロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下にできるような環状ガイド溝を形成し、この環状ガイド溝にロープ部材が係合することでガイドされるようにしてもよい。図１９は、その一実施形態を示すもので、ロールネック部１０の外周にリング体１２ｙを固定し、このリング体１２ｙの外周に環状ガイド溝１４を形成している。そして、この環状ガイド溝１４にロープ部材５が係合し、ガイドされる。
前記リング体１２ｙも、その表面とロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下にできるようなものであれば、任意の部材により構成することができるが、本実施形態ではロールネック部１０に外嵌固定された樹脂リングにより構成されている。この樹脂リングとしても任意の樹脂種を用いることができるが、図１８の実施形態と同様に、特にフッ素樹脂がロープ部材５との動摩擦係数を小さくできるので好ましい。また、リング体１２ｙを樹脂で構成することにより、ロープ部材５の摩耗なども抑えることができる。
前記リング体１２ｙは、上ワークロール１ａのロールネック部１０ａおよび／または下ワークロール１ｂのロールネック部１０ｂに設けることができる。
なお、図１９の実施形態においても、ロープ部材５が接触するリング体部分だけを、ロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下にできるような部材、例えば、樹脂材（好ましくは、フッ素樹脂材）で構成してもよい。
【００３８】
また、本発明装置の巻取リール機構６は、通常、ロープ部材の巻取リールがバネ機構による機械的手段やモータ等のような電磁力を利用した手段で付勢されるものであるため、ロープ部材５に対してその巻き取り方向に付与される張力が、巻取リール速度変化に対応できる最大加速度となる。このため、巻取方向に大きなストローク変化を生じた場合には、巻取リール機構６がストローク変化速度に追従できず、ロープ部材５に弛みが発生してロールギャップ測定値δの測定誤差となる。例えば、圧延完了時のタイミングにおいて、被圧延材の尾端が上下ワークロール間から抜ける際の急激なロールギャップ変化がこの場合に相当する。
【００３９】
このような問題に対しては、ロープ部材５に作用する動摩擦力の方向が、巻取リール機構６が付与する張力と逆方向となるよう、ロールギャップ測定装置を配置することが有効である。すなわち、上述した各実施形態のように、ロープ部材５が、上下ワークロール１ａ，１ｂの被圧延材入側において、上下ワークロール１ａ，１ｂの対向するロールネック部１０ａ，１０ｂ間に掛け渡されるように、ロールギャップ測定装置を配置するものである。これにより、動摩擦力はロープ部材５が巻取リール機構６から引き出す側に作用するため、動摩擦力作用点と巻取リール機構６間においてロープ部材５に作用する張力を安定化させ、急激なストローク変化が発生した場合にもロープ部材５の弛み発生を防止し、ロールギャップ測定値δの測定誤差を低減させることができる。
【００４０】
本発明装置では、以上述べたような、（i）ロールネック部１０の外周に、ロープ部材５が巻き掛けられるリング体１２を固定し、少なくともロープ部材５が接触するリング体部分とロープ部材５との動摩擦係数を０．１０以下とする、（ii）ロープ部材５を、上下ワークロール１ａ，１ｂの被圧延材入側において、上下ワークロール１ａ，１ｂの対向するロールネック部１０ａ，１０ｂ間に掛け渡す、という２つの構造を採ることにより、ロープ部材５の張力変動に起因したロールギャップの検出誤差を殆んど零とすることができる。
【００４１】
本発明の圧延機は、以上述べた実施形態のように上下ワークロール１ａ，１ｂの左右ロール端にロールギャップ測定装置Ａを有するものである。
また、本発明の熱延鋼帯の製造方法では、そのような圧延機で被圧延材を圧延し、熱延鋼板を製造するに際し、圧延中、ロールギャップ測定装置Ａによりワークロール１ａ，１ｂの左右ロールギャップを測定し、左右ロールギャップ差が目標値となるようにレベリング制御を行う。具体的には、圧延材の左右板厚差（板ウェッジ）が零となるように、つまりは左右ロールギャップ差が零となるようにレベリング制御を行う。
【実施例】
【００４２】
熱延仕上圧延機の最終スタンドに本発明のロールギャップ測定装置を設置し、圧延中のロールギャップを測定した。図２０にデータ測定時の圧延機周辺の機器配置図を示す。実操業においては、ワークロールは２〜３時間おきに使用済みのロールと研磨済みの新品ロールとの組み替えを実施する必要があるため、ロール組み替えの度にロールギャップ測定装置の取り付け作業によって操業ラインを停止させることのないように配慮する必要がある。そこで、ロールギャップ測定装置は、ロール組み替え待ち状態の研磨済み新品ロールに事前に取り付けておき、ロール組み替えの際に共に圧延機内に組み込む方式とした。
【００４３】
また、ロールギャップ測定装置のデータ信号及び電源の配線が必要となるが、図２０に示すようにドライブ側のワークロール周辺には主機モータからの動力元をワークロールに伝達するためのスピンドルが配置されており、配線作業のためのアクセスが難しく、上記配線作業をする場合には足場の設置が必要となり、大きなライン停止時間が発生することが予想される。これらの問題を解決するため、ロールギャップ測定装置の電源は小型バッテリーとし、データ信号は無線ユニットを活用したデータ送信を行うことで、通常必要となるロールギャップ測定装置のデータ信号及び電源の配線作業を無くすことができた。
【００４４】
図２１に電源及びデータ信号の流れを示す概略図を示す。圧延機側に設置するロールギャップ測定装置、バッテリー、送信側無線ユニットからなる機器一式を蒸気、冷却水、周辺温度から保護するため、樹脂製のセンサボックスに収納した。送信側無線ユニットからの信号はライン外の安全通路上に設置した受信側無線ユニットへ伝達され、Ａ，Ｂ相エンコーダ信号をカウンタにてロールギャップ測定値δに換算するとともに、データロガーに記録した。
続いてロールギャップ測定装置からの出力信号を確認した後、通常ロール組み替え後に実施されているレベリング零調を実施した。これは、図１および図２に示すように上下ワークロールを接触させた状態で左右圧下位置バランスを調整するレベリング零調を実施した。
このレベリング零調時に上下ワークロールの左右ロールギャップ差が０になったと考え、左右ロールギャップ測定装置の零調を行った。
【００４５】
熱延鋼帯の圧延において、同一操業条件（入側板厚ｈ１＝２．８ｍｍ、出側板厚ｈ０＝２．０ｍｍ、板巾ｂ＝１２００ｍｍ）での計８本の圧延について、圧延機出側に設置された蛇行計出力に基づく蛇行量ｙｃのデータおよびロールギャップ測定装置からのロールギャップデータδを採取した。図２２に測定結果より求めた圧延完了時における蛇行量ｙｃと左右ロールギャップ差との関係を示す。±２０μｍ程度のばらつきが見られるものの、両者にはほぼ線形な相関が見られ、本発明によって信頼性の高いロールギャップ測定が可能であることが確認できた。
さらに、同一操業条件での計８本の圧延について、左右ロールギャップ差が零となるようにレベリング制御をおこなった結果、圧延機出側蛇行量ｙｃは制御なしの場合に比べて１／３以下に低減し、蛇行制御に効果的であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のロールギャップ測定装置を熱間仕上圧延機に適用した場合の一実施形態を示すもので、ロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図
【図２】図１の実施形態において、ロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図３】図１の実施形態において、ロールギャップδの場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図
【図４】図１の実施形態において、ロールギャップδの場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図５】図１の実施形態において、ロールギャップ測定装置の巻取リール機構等を部分的に示す側面図
【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図
【図７】本発明のロールギャップ測定装置を熱間仕上圧延機に適用した場合の他の実施形態を示すもので、圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図
【図８】図７の実施形態において、圧延機ワークロールおよびバックアップロールの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図９】クロスロール圧延機の概略斜視図
【図１０】本発明のロールギャップ測定装置をクロスロール圧延機（熱間仕上圧延機）に適用した場合の一実施形態を示すもので、ロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図
【図１１】図１０の実施形態において、ロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図１２】図１０の実施形態において、ロールギャップがある場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図
【図１３】図１０の実施形態において、ロールギャップがある場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの側面図（本図では、ロールギャップ測定装置Ａは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している）
【図１４】ロールネック部の外面周方向に環状ガイド溝を形成した本発明のロールギャップ測定装置の一実施形態を部分的に示すもので、カラー部材を断面した状態で示す正面図
【図１５】クロスロール圧延機のクロス角を設けた上下ワークロールを真上から見た模式説明図
【図１６】図１５のXVI−XVIに沿う断面図
【図１７】クロスロール圧延機において、ロールネック部に環状ガイド溝を設けない場合のロープ部材の挙動を真上から見た模式図
【図１８】ロールネック部の外周にリング体を固定した本発明のロールギャップ測定装置の一実施形態を部分的に示す正面図
【図１９】ロールネック部の外周に、環状ガイド溝付のリング体を固定した本発明のロールギャップ測定装置の一実施形態を部分的に示す正面図
【図２０】実施例における本発明装置及び測定機器の配置を示す説明図
【図２１】実施例における電源及びデータ信号の流れを示す説明図
【図２２】実施例における圧延機出側の蛇行量ｙｃと本発明による左右ロールギャップ差との関係を示すグラフ
【図２３】蛇行現象の物理的解釈を示す説明図
【図２４】蛇行に対する従来の平行剛性制御の考え方を説明するための説明図
【符号の説明】
【００４７】
１ａ，１ｂ  ワークロール
２ａ，２ｂ  バックアップロール
３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ  ロールチョック
５  ロープ部材
６，６ａ，６ｂ  巻取リール機構
７  ロータリーエンコーダ
８  係止用部材
９  カラー部材
１０ａ，１０ｂ  ロールネック部
１１  環状ガイド溝
１２ｘ，１２ｙ  リング体
１３  バンド部材
１４  環状ガイド溝
Ｓ  被圧延材
Ａ  ロールギャップ測定装置
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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