(57)【要約】【課題】金属帯表面に付着している圧延油や異物を十分ワイピングすることができるうえ、板厚精度および形状が共に良好な金属帯製品を得ることのできる金属帯の圧延設備を提供する。【解決手段】金属帯をパッドで挟み、金属帯とパッド間に摩擦力を発生させることができるワイパー装置と、金属帯とパッド間に作用する摩擦力を算出する手段を備え、ワイパー装置が金属帯を圧延するワークロールと、金属帯に張力を付与する張力付与手段との間に設置されてなる金属帯の圧延設備。【選択図】        図１
2004290996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力が付与された状態で圧延油を供給しつつ冷間圧延を行う金属帯の圧延設備であって、前記金属帯をパッドで挟み、前記金属帯とパッド間に摩擦力を発生させることができるワイパー装置と、前記金属帯とパッド間に作用する摩擦力を算出する手段を備え、前記ワイパー装置が前記金属帯を圧延するワークロールと、前記金属帯に張力を付与する張力付与手段との間に設置されてなることを特徴とする金属帯の圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属帯の圧延設備に関し、特に金属箔帯の冷間圧延を好適に行うことができる金属帯の圧延設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属帯の冷間圧延は、前方および後方張力を付与しつつワークロールにより圧延している。その際にワークロールを冷却したり、金属帯とワークロール間を潤滑したりするための圧延油を供給して行うのが普通である。この圧延油は、そのままの状態では金属帯表面に乗って、ワークロールを有する圧延機外へ流出し、圧延油原単位を圧下させ、あるいは金属帯表面に付着したまま巻き取られて金属帯が横滑りし、巻不良が生じるので問題となる。そこで、これらを防止するためにワークロールに対して金属帯が出ていく方の前方側と後方側のいずれか一方、もしくは両方にワイパー装置を設置した圧延設備が用いられる。
【０００３】
例えば、金属箔帯の冷間圧延を行うリバース圧延機では、圧延機の両側にワイパー装置がワークロールと巻取装置間に設置されており、冷間圧延時にワイパー装置の把持部材に取り付けたパッドを金属帯に押し付けて前方側の巻取装置に金属帯が巻き取られてしまう前に圧延油をワイピングする一方、後方側の巻取装置の方に圧延油が流れ込まないようにしている。ゴムやスポンジなどの材料からなるパッドで金属帯を挟圧するパッド挟圧方式のワイパー装置には、金属帯に付着している異物を除去するワイピング効果もある。
【０００４】
なお、ワークロールにより金属帯の冷間圧延を行う圧延設備では、金属帯に付与する前方張力、後方張力は、制御装置により包括的に制御されて、例えば冷間圧延後の製品の形状不良を防止している（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１７９３０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の金属帯の圧延設備においては、特に板厚の薄い金属帯の冷間圧延を行うに当たりワイパー装置の把持部材に取り付けたパッドで金属帯を挟圧することにより、板厚精度が悪化するという問題があった。その場合、金属箔帯の冷間圧延などでは板厚精度を向上させようとして、圧延荷重を制御したのでは、圧延荷重が大きく変化して得られる製品の形状が悪化してしまうので圧延荷重制御も実施することが困難である。
【０００７】
また、金属帯表面に付着している圧延油や異物をワイパー装置で除去しない場合には、圧延油の原単位や製品表面の表面疵が増えてしまう問題が生じる。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、金属帯表面に付着している圧延油や異物を十分ワイピングすることができるうえ、板厚精度および形状が共に良好な金属帯製品を得ることのできる金属帯の圧延設備を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、金属帯の冷間圧延において、板厚精度が悪化する原因を鋭意検討し、特に板厚が薄い場合には圧延張力設定値に対する、金属帯とパッド間に作用する摩擦力の割合が大きくなっていたことが主原因であるという知見を得て、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明は、張力が付与された状態で圧延油を供給しつつ冷間圧延を行う金属帯の圧延設備であって、前記金属帯をパッドで挟み、前記金属帯とパッド間に摩擦力を発生させるワイパー装置と、前記金属帯とパッド間に作用する摩擦力を算出する手段を備え、前記ワイパー装置が前記金属帯を圧延するワークロールと、前記金属帯に張力を付与する張力付与手段との間に設置されてなることを特徴とする金属帯の圧延設備である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、金属箔帯の冷間圧延を行う圧延設備の制御ブロック図を含む概略図である。図１に示す実施の形態に係る金属帯の圧延設備は、ワークロール１を有し、金属帯Ｓをリバース圧延する圧延機と、ワイパー装置２Ｌ、２Ｒと、張力計を有するデフレクタロール３Ｌ、３Ｒと巻取装置４Ｌ、４Ｒを備え、張力が付与された状態で圧延油を供給しつつ金属帯の冷間圧延を行うことができるように構成されている。
【００１１】
ワイパー装置２Ｌ、２Ｒは、ワークロール１と、巻取装置４Ｌ、４Ｒ間にそれぞれ設置され、ゴムやスポンジなどの材料からなる上、下のパッドで金属帯を挟圧するパッド挟圧方式の装置であって、圧延油をワイピングする機能を有し、また金属帯表面に付着している異物を除去するワイピング機能もある。
なお、ワイパー圧下荷重Ｐ１  、Ｐ２  は、ワイピング効果を十分発揮させるためにパッドに起因する表面疵が発生せず、また、圧延油の巻取機側への流出や金属帯の横滑りによる巻不良も同時に防止できる適宜な値にワイパー圧下装置５によって設定される。ワイパー圧下装置５としては、例えば流体圧シリンダなどを用いることができ、パッドを把持する把持部材の一方側、図面で上方側の把持部材を他方側へ向けて前進させて金属帯Ｓをパッドで挟み込んでいる。ワイパー圧下荷重センサー６は、下側の把持部材の下部に設置され、ワイパー圧下装置５の働きにより生じるワイパー圧下荷重Ｐ１  、Ｐ２  を検知するセンサーであり、パッド押圧力センサー６としては、例えば、圧縮力を検知するロードセルを用いることができる。
【００１２】
この圧延設備に備えられた巻取装置４Ｌ、４Ｒは、金属帯Ｓを払い出し、巻き取る機能の他に、金属帯Ｓに張力を付与する張力付与手段としての機能も有する。また、この圧延設備は、巻取装置４Ｌ、４Ｒのそれぞれのモータ４１、４２の駆動を制御する制御装置９を具備し、制御装置９には、圧延張力設定値Ｔ１  、Ｔ２  およびパッドと金属帯Ｓ間に作用する摩擦力である圧延張力設定値の補正量ΔＴ１  、ΔＴ２  が入力されるようになっている。張力補正量演算器９４、９１には、それぞれ押し付け力Ｐ１  、Ｐ２  が入力され、ΔＴ１  、ΔＴ２  が出力される。
【００１３】
ΔＴ１  、ΔＴ２  は、圧延張力設定値Ｔ１  、Ｔ２  の補正量であって、例えば、ΔＴ１  ＝Ｐ１  ×μ１  、ΔＴ２  ＝Ｐ２  ×μ２  により算出することができる。但し、μ１  ：ワイパー装置２Ｌ側のパッドと金属帯Ｓ間の摩擦係数、μ２  ：ワイパー装置２Ｒ側のパッドと金属帯Ｓ間の摩擦係数である。
加減算器９５では、送られたΔＴ１  と、圧延張力設定値Ｔ１  とから補正後の圧延張力設定値ＮＴ１  を算出し、得られた補正後の圧延張力設定値ＮＴ１  が張力指令値Ａ１  として速度制御器９３に出力する。一方、加減算器９２では、送られたΔＴ２  と圧延張力設定値Ｔ２  とから補正後の圧延張力設定値ＮＴ２  を算出し、得られた補正後の圧延張力設定値ＮＴ２  が張力指令値Ａ２  として速度制御器９３に出力する。
【００１４】
この速度制御器９３は、圧延張力を張力指令値Ａ１  、Ａ２  とするための電流指令値Ｉ１  、Ｉ２  を対応するモータ４１、４２へそれぞれ出力している。
ここで、補正後の圧延張力設定値ＮＴ１  、ＮＴ２  は、圧延方向が矢印７方向である場合には、式（１）、（２）により求め、圧延方向が矢印８方向である場合には、式（３）、（４）により求める。
（圧延方向が矢印７方向の場合）
ＮＴ１  ＝Ｔ１  −ΔＴ１      ・・・・（１）
ＮＴ２  ＝Ｔ２  ＋ΔＴ２      ・・・・（２）
（圧延方向が矢印８方向の場合）
ＮＴ１  ＝Ｔ１  ＋ΔＴ１      ・・・・（３）
ＮＴ２  ＝Ｔ２  −ΔＴ２      ・・・・（４）
これにより、圧延方向が矢印７方向である場合には、巻き取る側の巻取装置４Ｒにおける張力制御の目標としての圧延張力設定値がＴ２  ＋ΔＴ２  に補正され、金属帯Ｓの前方張力Ｔｆ、すなわち、ワークロール１とワイパー装置２Ｒ間の金属帯Ｓの圧延張力は、図２（ａ）に示すようにワイパー装置２Ｒのパッドと金属帯Ｓ間に摩擦力ΔＴ２  が生じるためにＴ２  となる。一方、払い出し側の巻取装置４Ｌにおける張力制御の目標としての圧延張力設定値がＴ１  −ΔＴ１  に補正され、金属帯Ｓの後方張力Ｔｂ、すなわち、ワークロール１とワイパー装置２Ｌ間の金属帯Ｓの圧延張力は、図２（ｂ）に示すようにワイパー装置２Ｌのパッドと金属帯Ｓ間に摩擦力ΔＴ１  が生じるのでＴ１  となる。
【００１５】
圧延方向が上記と反対の矢印８方向である場合には、図３（ａ）に示すようにワイパー装置２Ｒのパッドと金属帯Ｓ間に作用する摩擦力ΔＴ２  の方向が図２（ａ）に示す摩擦力ΔＴ２  の方向と逆になり、また、図３（ｂ）に示すようにワイパー装置２Ｌのパッドと金属帯Ｓ間に生じる摩擦力ΔＴ１  の方向が図２（ｂ）に示す摩擦力ΔＴ１  と逆になる。
【００１６】
したがって、払い出し側の巻取装置４Ｒにおける張力制御の目標としての圧延張力設定値をＴ２  −ΔＴ２  と補正することにより、金属帯Ｓの後方張力Ｔｂに相当する、ワークロール１とワイパー装置２Ｒ間の金属帯Ｓの圧延張力をＴ２  に一致させることができ、一方、巻き取る側の巻取装置４Ｌにおける張力制御の目標としての圧延張力設定値をＴ１  ＋ΔＴ１  と補正することにより、金属帯Ｓの前方張力Ｔｆに相当する、ワークロール１とワイパー装置２Ｌ間の金属帯Ｓの圧延張力をＴ１  に一致させることができる。
【００１７】
このように、上述した実施の形態に係る金属箔帯の冷間圧延を行う圧延設備では、パッド挟圧方式のワイパー装置と、金属帯Ｓとパッド間に作用する摩擦力を検知する手段を備え、冷間圧延時に金属帯Ｓに張力を付与する巻取装置の圧延張力設定値をパッドと金属帯間に生じる摩擦力の分だけ速度制御器９３により補正することができるようになったので、摩擦力によって生じる板厚変動を打ち消すように圧延荷重を制御する必要がなく、形状と板厚精度共に良好な金属帯製品を得ることができる。
【００１８】
また、パッド挟圧方式のワイパー装置が金属帯Ｓを圧延するワークロール１と、金属帯Ｓに張力を付与する張力付与手段である巻取装置との間に設置されてなる圧延設備としたので、金属帯Ｓをパッドで挟み、金属帯Ｓとパッド間に摩擦力を生じさせて、金属帯Ｓ表面に付着している圧延油や異物を十分ワイピングすることができる。
【００１９】
ところで、デフレクタロール３Ｌ、３Ｒを張力計を備えたロールとし、該デフレクタロール３Ｌ、３Ｒでそれぞれ測定した張力をワークロール１直近の金属帯に作用している前方張力Ｔｆ、後方張力Ｔｂとしている圧延設備においても、圧延張力設定値Ｔ１  、Ｔ２  に対して摩擦力ΔＴ１  、ΔＴ２  の分だけの張力誤差が生じていることになるので、上述したようにして圧延張力設定値Ｔ１  、Ｔ２  を補正してから冷間圧延を行うことで同様な効果が得られる。また、板厚が３０μｍ  程度のステンレス鋼箔帯の冷間圧延を行う圧延設備では、ワイパー装置によるワイパー圧下荷重を９８００Ｎとすると、圧延張力設定値に対する、パッドと金属帯間に作用する摩擦力（９８０Ｎ：摩擦係数０．１のとき）の割合が約１０％にも達する場合があり、特にこのような場合は、上述したようにして圧延張力設定値を補正してから冷間圧延を行うことにより特に顕著な効果を発揮できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、金属帯の冷間圧延を行う際にワークロール直近の金属帯に作用している前方張力、後方張力を正確に設定することができ、板厚精度および形状が共に良好な金属帯製品を得ることができる。しかも、パッド挟圧方式のワイパー装置が金属帯を圧延するワークロールと、金属帯に張力を付与する張力付与手段との間に設置されてなる圧延設備としたので、金属帯の冷間圧延を行う際に圧延機外への圧延油の持ち出しおよび金属帯製品の表面疵を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る圧延設備の制御ブロック図を含む概略図である。
【図２】実施の形態に係る圧延設備の作用を説明する模式図である。
【図３】実施の形態に係る圧延設備の他の作用を説明する模式図である。
【符号の説明】
Ｓ  金属帯
１  ワークロール
２Ｌ、２Ｒ  ワイパー装置
３Ｌ、３Ｒ  デフレクタロール
４Ｌ、４Ｒ  巻取装置
４１、４２  モータ
５  ワイパー圧下装置
６  ワイパー圧下荷重センサー
７、８  圧延方向
９  制御装置
９１、９４  張力補正量演算器
９２、９５  加減算器
９３  速度制御器
Ｐ１  、Ｐ２    ワイパー圧下荷重
Ｔ１  、Ｔ２    圧延張力設定値
ＮＴ１  、ＮＴ２    補正後の圧延張力設定値
ΔＴ１  、ΔＴ２    パッドと金属帯間に作用する摩擦力（圧延張力設定値の補正量）
Ａ１  、Ａ２    張力指令値
Ｉ１  、Ｉ２    電流指令値
【図１】
2004290996.tif 000003
【図２】
2004290996.tif 000004
【図３】
2004290996.tif 000005