(57)【要約】【課題】圧下力が大きく変化する場合にもメカニカルクラウンをつねに平坦に保ち、もってストリップの形状を適正に制御することのできるスキンパスミルとその制御方法とを提供する。【解決手段】スキンパスミル１０におけるワークロール１１・１２を、圧下手段１５によって圧下するとともにベンディング手段２０にてベンディングするにあたり、ベンディング力を、圧下手段１５による圧下力（圧延荷重）の変化に連動させて変化させる。【選択図】　　　図１
2004034101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキンパスミルにおけるワークロールを、圧下手段にて圧下するとともにベンディング手段にてベンディングするにあたり、
ベンディング力を、圧下手段による圧下力の変化に連動させて変化させることを特徴とするスキンパスミルの制御方法。
【請求項２】
使用するワークロールにおける圧下力およびベンディング力とメカニカルクラウンとの関係をあらかじめ把握しておき、圧下手段による圧下力が変化した際、把握した上記の関係に基づいて、メカニカルクラウンが平坦になるようベンディング力を変化させることを特徴とする請求項１に記載したスキンパスミルの制御方法。
【請求項３】
連続ラインにおいて溶接部分を含むストリップを圧延するスキンパスミルにおけるワークロールのベンディング力を、上記のとおり変化させることを特徴とする請求項１または２に記載したスキンパスミルの制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載した制御方法にしたがってベンディング力を変化させる制御手段を備えていて、ワークロールの直径が５００ｍｍ以下であることを特徴とするスキンパスミル。
【請求項５】
ワークロールとすべてのバックアップロールとについての直径の合計が２８００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載したスキンパスミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に係る発明は、板の平坦度や表面性状を高めるために使用されるスキンパスミル（調質圧延機）に関するもので、とくに、メカニカルクラウンを一定に保って板の形状を良好に保つことができる制御方法、ならびにそのような制御ができる好ましいスキンパスミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スキンパスミルは、熱間圧延機（ホットストリップミル）等で圧延された金属板（ストリップと呼ばれる帯状に長いものを含む）に対し、常温において圧下率が０．１〜３．０％程度の軽圧下をかけ、その板を一様に延ばすことによって平坦度や表面性状を向上させたり材質の調整を行ったりする圧延機である。
【０００３】
ロール（直接に板と接触するワークロールを含む）を使用して板を延ばすものである以上、スキンパスミルにおいても、圧延中には多少でもロールがたわみがちである。ロールがたわむと、そのメカニカルクラウン（ワークロールのうち板に接する部分の表面形状であって実際の圧延時のもの。板クラウンに相当する）が平坦でなくなって、板幅方向に板厚が不均一になることがある。そのため、熱間または冷間の通常の圧延機におけるのと同様に、ワークロールには、あらかじめ適切なロールクラウン（直径の分布）を形成するほか、圧下力（圧延荷重）をかけるとき、その圧下によるたわみを打ち消す向きにロールを曲げるロールベンディング力をも付与するのが一般的である。すなわち、通常の圧延機における板クラウンの制御を示す特公平２−６１８４５号公報の技術と同じように、スキンパスミルにおいても、圧延中はロールベンディングが実施されてメカニカルクラウンが平坦に保たれている。ただし、スキンパスミルの場合、圧下力が小さいことから通常の圧延機ほどには精度の要求がなく、したがって従来はロールベンディング力は一定で、その力の大きさがコントロールされることはなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、圧下力が大きく変化する場合、従来のようにロールベンディング力を一定にしていては好ましくない場合がある。圧下力の変化が大きいケースとしては、板の伸び率制御を広い範囲で行う場合のほか、ストリップを溶接にてつないで送るいわゆる連続ラインの中にスキンパスミルが設けられた場合などがある。連続ラインには、熱間または冷間で圧延した板をさらに精整するライン（平坦にしたり所定幅に切り揃えたりするもの）や、焼鈍またはメッキを施すライン等がある。そのような連続ラインでは、ストリップを、各端部同士の溶接により接続したうえで送るため、その溶接部分（溶接点）が通過するたびにスキンパスミルの圧下力を大幅に下げる（小さくする）必要がある。溶接点が通過するときに圧下力を下げるのは、溶接点での破断を防止するためである。上記の各場合において、圧下力を大きく変化させるにもかかわらずロールベンディング力を変えないとすれば、ベンディングによるたわみとのバランスがくずれてメカニカルクラウンが変化し、溶接点前後での板の形状（板厚分布）が不適当になるのである。
【０００５】
また最近は、設備のコンパクト化等のためにスキンパスミルにおけるロール径を小さく設計する傾向があるので、上記のように圧下力のみが大きく変化した場合、メカニカルクラウンの変化は大きくなりがちである。つまり、ロール径が小さいとそのワークロールはたわみやすいので、圧下力とロールベンディング力とのバランスが変化したときには、メカニカルクラウンの変化が従来よりも大きくなってしまう。
【０００６】
請求項の発明は、メカニカルクラウンをつねに平坦に保つことによりストリップの形状を好ましく制御することのできる手段を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載したスキンパスミルの制御方法は、スキンパスミルにおけるワークロールを、圧下手段にて圧下するとともにベンディング手段にてベンディングするにあたり、ベンディング力を、圧下手段による圧下力（圧延荷重）の変化に連動させて変化させることを特徴とする。
【０００８】
圧下力が大幅に変化してもベンディング力を一定にしておく従来の方法では、前記したように圧下力によるたわみとベンディング力によるたわみとのバランスがくずれてメカニカルクラウンが変化してしまう。しかし、この制御方法のように圧下力の変化に連動させてベンディング力を変化させるなら、そのような不都合を避けることが可能である。たとえば圧下力を小さくする場合、その変化に対応する好ましい大きさだけベンディング力を小さくし、逆に圧下力を増す場合には、それに合う適当値だけベンディング力を増大させる。そのようにすれば、ワークロールにおいて、圧下による曲げとベンディングによる曲げとが相殺し合う結果、メカニカルクラウンが平坦になって板の形状が適切に保たれる。
【０００９】
またこの方法によれば、ベンディング力を速やかに変化させることになり、製品の歩留まりを向上させることができる。ベンディング力の変化が速やかであるのは、製品である板の形状（厚さの分布）が不適切になったことを検知したのちに形状修正をすべくベンディング力を変化させるのではなく、圧下力が変化したときそれに連動して、つまり板の形状変化が検知されるまでにベンディング力を変化させるからである。なお、製品の歩留まりが向上し得るのは、ベンディング力の速やかな変化によって、板のうちに好ましい形状制御を行う長さ範囲を増やすことができるからである。
【００１０】
請求項２に記載したスキンパスミルの制御方法は、とくに、使用するワークロールにおける圧下力およびベンディング力とメカニカルクラウンとの関係（特定のロールクラウンをもつそのロールに固有の関係）をあらかじめ把握しておき、圧下手段による圧下力が変化した際、把握した上記の関係に基づいて、メカニカルクラウンが平坦になるようベンディング力を変化させることを特徴とする。上記の関係は計算や実測によって把握し、当該スキンパスミルの制御手段等にそのデータを入力し記憶させておく。
【００１１】
この方法によれば、請求項１の方法にしたがって変化させるベンディング力について、迅速かつ的確にその適正値を把握して短時間のうちに好ましい大きさにすることができる。圧下力が変化した場合、それに適合するベンディング力の大きさ（適正値）は、圧下力の増減値等から基礎理論に基づく力学的演算等をそのつど行って求めてもよいが、そのためには、演算機能にすぐれた制御手段を使用しても相当の時間がかかる。しかしこの請求項２の制御方法にしたがえば、事前に把握した上記の関係を一つの関数または一覧データ等として記憶しておき、それらによるデータの置き換えや対応づけのみによってベンディング力の適正値を知ることができる。そのようにすれば、複雑な演算を行うことなく容易に適正値を知り、圧下力の変化後のベンディング力制御に関する応答性を高めることが可能である。こうして制御の応答性を高めれば、好ましい形状制御を行える範囲を増やして製品の歩留まりを向上させることができる。
【００１２】
請求項３に記載したスキンパスミルの制御方法はとくに、連続ラインにおいて溶接部分（溶接点）を含むストリップを圧延するスキンパスミルにおけるワークロールのベンディング力を、上記各請求項に記載のとおり変化させることを特徴とする。連続ラインとは、端部同士を接続した２以上のストリップ（つまり２以上のコイル分のストリップ）を、精整や焼鈍、メッキ等のために連続して送るラインである。また、上記のスキンパスミルは、溶接部分を含むストリップを圧延するものであるから、その連続ラインにおける溶接機の下流側に設置され、または、別のラインにて溶接されたストリップを送り出す連続ラインに設置されるものをさしている。
【００１３】
上記のように連続ラインに設置されるスキンパスミルでは、ストリップの圧延中、溶接点が必ず通過する。溶接点でストリップが破断するのを防止するため、前述したように、溶接点が通過するたびにその前後の範囲でスキンパスミルの圧下力を減少させてやる必要がある。この請求項に記載の制御方法は、このように溶接点の通過に合わせて圧下力を変化させる際、その変化に連動させてベンディング力を適切に変化させるものである。溶接点が通過する際のスキンパスミルでの圧下力の変化はかなり大きいのでそのままではメカニカルクラウンが不適切になりやすいが、この制御方法によれば、メカニカルクラウンを平坦に維持することができ、形状精度のすぐれたストリップを生産できる。なお、スキンパスミルは板の製造過程において最後に圧延を行うものであるから、上記のような制御によって板の形状精度をよくすることには重要な意義があるといえる。
【００１４】
請求項４に記載したスキンパスミルは、上記いずれかの制御方法にしたがってベンディング力を変化させる制御手段を備えるとともに、ワークロールの直径（板に接する胴部における直径）が５００ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】
このスキンパスミルでは、ワークロールが直径５００ｍｍ以下と細いため、制御手段によって上記制御方法のとおりにベンディング力を変化させることによって、板の形状制御を効果的に行うことができる。すなわち、もし上記のようにはベンディング力を変化させないとしたら、不適切なベンディング力によって細いワークロールが適正範囲外へと大きくたわみ、板の形状に強く影響が及ぶ。しかし、上記にしたがって適切にベンディング力を変化させれば、たわみやすい細めのワークロールにはその作用が顕著に表れて板の形状精度がきわめて向上する。そのほか、ワークロールが上記のように小径であってたわみやすいことから、ベンディング手段として比較的低出力の小型のものを使用でき、したがってコストや設置スペースに関する利点もある。
【００１６】
請求項５に記載のスキンパスミルは、さらに、ワークロールとすべてのバックアップロールとについての直径（板や他のロールに接する胴部における直径）の合計が２８００ｍｍ以下であることを特徴とする。たとえば図１に示すスキンパスミル１０の例では、ワークロール１１・１２の直径（それぞ４８０ｍｍ以下）とバックアップロール１３・１４の直径（それぞれ９００ｍｍ以下）の四つの合計が最大で２７６０ｍｍであって、上記のとおり２８００ｍｍ以下である。
【００１７】
このスキンパスミルでは、上記（請求項４）のとおりワークロールの直径が５００ｍｍ以下であるとともに、ワークロールおよびバックアップロールの各直径の合計が２８００ｍｍ以下である。したがってこのスキンパスミルには、上記に加えてさらに、スキンパスミルの全体に係る設備寸法がコンパクトであるという利点がある。各ロールの直径の合計が上記のように小さければ、当然ながら全ロールが占めるスペースが小さくなるからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
発明の実施に関する一形態を図１〜図３に紹介する。図１は、スキンパスミル１０の構成を示す正面図（図１（ａ））および側面図（同（ｂ））であり、図２は、図１におけるＩＩ部を拡大した（一部を破断して示した）スキンパスミル１０の要部詳細図である。また、図３は、スキンパスミル１０を含むスキンパスラインの全体を示すレイアウト図である。図１および図２に示すスキンパスミル１０は図３のラインの中に配置し、熱間圧延機（図示せず）にて圧延されたストリップ（帯状鋼板）ｘを軽圧下することによって、その板の平坦度や表面性状の向上および材質調整を行う。
【００１９】
スキンパスミル１０の概略構造は図１（ａ）・（ｂ）に示すとおりである。一対のワークロール１１・１２を水平に配置し、それらを、上下のバックアップロール１３・１４および圧下手段（油圧シリンダ）１５等とともにハウジング１７内に組み込んでいる。ハウジング１７は、ストリップｘの通過するラインをはさむ左右（すなわちオペレーションサイドとドライブサイド）のそれぞれに概ね同形状の枠型ハウジング１７ｏｐ・１７ｄｒを備えるものとし、圧下手段１５としても左右下部に同様の構造の圧下手段１５ｏｐ・１５ｄｒを設け、それぞれをハウジング１７ｏｐ・１７ｄｒの内側に配置している。圧下手段１５ｏｐ・１５ｄｒのストローク（シリンダがした伸縮変位の量）を増して下部のバックアップロール１３やワークロール１１を押し上げれば、ハウジング１７ｏｐ・１７ｄｒ等にて拘束されたバックアップロール１４およびワークロール１２との間に圧延荷重（圧下力）をかけ、ストリップｘを圧下することができる。そして、そのとき作用する圧延荷重の大きさは、上部のバックアップロール１４（の左右の各軸受部）と左右の各ハウジング１７ｏｐ・１７ｄｒとの間に取り付けた荷重計（ロードセル）１６ｏｐ・１６ｄｒによって知ることができる。モータ等を含む駆動源をロール１１〜１４のうちいずれかのドライブサイドに連結して動力伝達をすれば、ストリップｘを連続的にスキンパス圧延することができる。なお、スキンパスミルとしては、図１のものとはロールの数が異なる（もしくはバックアップロールがない）もの、または圧下手段が下部ではなく上部にあるものを使用することも可能である。
【００２０】
図示のスキンパスミル１０は、設備のコンパクト化等のためにワークロール１１・１２等を小径にしたものである。具体的には、ワークロール１１・１２として胴部の直径が４３０〜４８０ｍｍのものを使用し、バックアップロール１３・１４としては、胴部の直径が８３０〜９００ｍｍのものを使用する。使用する４本のロール１１〜１４の上記直径の合計が最大でも２７６０ｍｍと小さいため、ハウジング１７の背が低くて足りるなど設備全体を相当小型に構成できている。
【００２１】
スキンパスミル１０を含む図３のスキンパスラインは、いわゆる精整ラインの一種であって、ラインの中に溶接機４を含み、溶接によって複数のストリップｘをつないで送る連続ラインでもある。このスキンパスラインでは、ペイオフリール１に取り付けたコイルからストリップｘを巻き出してスキンパスミル１０に通し、そこでスキンパス圧延を施したストリップｘをテンションリール９によって巻き取る。ペイオフリール１とスキンパスミル１０との間には、ストリップｘを案内するサイドガイド２や切断用のシャー３、溶接機４などを設け、スキンパスミル１０とテンションリール９との間には、ストリップｘの厚さ計測手段５と幅計測手段６、表面性状検査台７およびサイドガイド８を配置している。
【００２２】
図３のラインには、上記のほか、つぎのような部分も設けている。まず、スキンパスミル１０に対して左右（幅方向）の中央付近に正しくストリップｘを送り込むことができるよう、ペイオフリール１に、コイルとともにリール本体を左右（ストリップｘの幅の方向）に位置調整するシフト手段（図示せず）を付設し、スキンパスミル１０の前方（上流側）に、ストリップｘの左右への位置ずれを検出する光学センサー４１を配置している。また、スキンパスミル１０における圧延荷重が左右不釣り合いになることに基づくストリップｘの蛇行を防止すべく、上記と同様の光学センサー４２をスキンパスミル１０の直前（または直後）の位置に設け、それが検知した蛇行状態に関する信号に応じて左右双方の圧下手段１５ｏｐ・１５ｄｒ（図１）のストロークを自動操作する。さらに、テンションリール９においても、巻きずれのない状態にストリップｘを巻き取れるよう、リール本体を左右に位置調整するシフト手段（図示せず）を付設し、その手前（上流側）に上記と同様の光学センサー４３を配置している。
【００２３】
図１のスキンパスミル１０では、ワークロール１１・１２のメカニカルクラウンを平坦に保ってストリップｘの形状を適正にするよう、各ワークロール１１・１２について、幅中央部の付近をやや太くしたロールクラウンを形成したほか、圧延中にロールベンディングを実施している。ワークロール１１・１２のうち中ほどの胴部（太くした部分）にはストリップｘからの圧延反力やバックアップロール１３・１４からの支持力が作用するのに対し、胴部よりも左右外側の各部分に、通常はロール１１・１２間を押し広げる向き（逆もあり得る）に力（ロールベンディング力）をかけ、それによって圧延反力によるロール１１・１２の曲げ等を相殺し、メカニカルクラウンを平坦にするのである。
【００２４】
ワークロール１１・１２に対するロールベンディング力の付与は、図２に示すベンディング手段２０により行っている。ベンディング手段２０は、油圧（流体圧）シリンダとして内部に油圧（流体圧）室を有する第１ブロック２１と、第１ブロック２１の油圧室内に上下移動自在に配置されていてロッド２２ａとつながったピストン２２と、ロッド２２ａの先端部が連結された第２ブロック２３等とから構成している。図示のように、第１ブロック２１の一部をワークロール１１のチョック（軸受箱）１１ａの一部に結合させるとともに、第２ブロック２３の一部をワークロール１２のチョック１２ａの一部に結合させ、各ブロック２１・２３をハウジング１７の内側に沿って上下移動が自在なように配置する。なお、図２中の符号１３ａ・１４ａは、それぞれバックアップロール１３・１４のチョックであって、やはりハウジング１７の内側で上下移動が自在である。
【００２５】
スキンパスミル１０では、ベンディング手段２０の流体（油圧）圧力を調整する圧力制御弁３１と、圧下手段１５の流体（油圧）圧力を検知する圧力センサー３２とを、図２のように制御手段３０および信号線３０ａにより接続している。ベンディング手段２０の出力であるワークロール１１・１２へのベンディング力を、圧下手段１５の出力である圧延荷重（圧下力）に連動させるためである。すなわち、ストリップｘの伸び率を制御する場合や溶接機４（図３）による溶接点がスキンパスミル１０を通る際などには圧延荷重を増減させるのが一般であるため、そのような場合にもメカニカルクラウンを平坦に保ってストリップｘの形状を適正にするには、圧延荷重の変化に応じてベンディング力を変化させるのが望ましい。とくに、このスキンパスミル１０のようにワークロール１１・１２が小径である場合は、ベンディング力が不適切だとその影響がストリップｘの形状に表れやすい。そこで、たとえば、圧延荷重を減少させるべく圧下手段１５の設定圧力を下げた場合、そのことがセンサー３２にて検知されると、制御手段３０がその信号を受けて圧力制御弁３１の設定圧力を下げ、ベンディング手段２０によるベンディング力（ワークロール１１・１２間を押し広げる向きのもの）を適当値だけ小さくする。逆に、圧延荷重を大きくする場合には、制御手段３０を介した同様の信号のやりとりによって適当値だけベンディング力も増大させる。
【００２６】
制御手段３０等を用いたスキンパスミル１０の具体的な運転方法は、下記▲１▼〜▲４▼のとおりである。
▲１▼　ワークロール１１・１２におけるメカニカルクラウンが、スキンパスミル１０での実際の使用においてどのように発生するかを、事前の理論計算および実測によって調査する。すなわち、固有のロールクラウンが付されたワークロール１１・１２における、圧下力およびベンディング力とメカニカルクラウンとの関係を、スキンパスミル１０の使用前に把握しておく。
【００２７】
▲２▼　上記▲１▼によって把握した関係を、一定の関数（演算式）またはテーブル（一覧データ）に整理し、制御手段３０に入力し記憶させる。
【００２８】
▲３▼　スキンパスミル１０を運転する場合、スキンパス圧延の実施中に圧延荷重の変動が生じたときには、センサー３２の信号を受けて制御手段３０は、上記▲２▼で記憶した関数またはテーブルを利用して適切なベンディング力を知り、それに相当する圧力（流体圧）を圧力制御弁３１に出力する。つまり、圧延荷重の変化に連動させてベンディング力を変化させる。圧延荷重が変動するのは、一般的には、スキンパスミル１０においてストリップｘの伸び率を制御する場合や、図３のラインにおいて溶接機４で溶接したストリップｘ間の溶接点がスキンパスミル１０を通過する場合である。なお、ストリップｘの溶接点の通過は、溶接点センサー（図示せず）によってスキンパスミル１０の直前で検知し、その検知信号を受けてスキンパスミル１０ではその溶接点付近で自動的に圧延荷重を低下させている。
【００２９】
▲４▼　スキンパスミル１０では、特定のストリップｘにおいて形状（厚さ分布）の精度が低い場合など、原板性状等に起因してベンディング力をオペレータが手動調整する場合もある。そのような場合には、そのストリップｘの全長が圧延し終わるまで（つまりそのストリップｘにおける始端の溶接点から末端の溶接点までがスキンパスミル１０を通過し終わるまで）、その調整分のベンディング力を上記▲４▼のようにして決定するベンディング力に上乗せしてスキンパス圧延を続ける。
【００３０】
なお、上記の例では、図３のように溶接機４に続けて設置されるスキンパスミル１０について説明したが、溶接機を含まない連続ライン、たとえば上流側工程をなす別のラインで溶接され連続化されたストリップｘが通されるラインにおいても、スキンパスミル１０におけるベンディング力の制御は上記と同様に行うのがよい。スキンパスミル１０の上流側であってたとえば溶接機４の下流側に焼鈍手段やメッキ手段などを含む連続ラインにおいても、スキンパスミル１０のベンディング制御は同様に行える。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載したスキンパスミルの制御方法によれば、圧下力が大幅に変化し他場合にもメカニカルクラウンを平坦にして板の形状を適切に保つことができる。また、ベンディング力を速やかに変化させ得るので、製品である板の歩留まりを向上させることができる。
【００３２】
請求項２に記載したスキンパスミルの制御方法なら、とくに、ベンディング力について迅速かつ的確に適正値を把握して短時間内に適切な制御をすることができ、したがって製品歩留まりを向上させることにもなる。制御手段に高度な演算機能が必要でなくなるので、構成上のコストを抑制できるメリットもある。
【００３３】
請求項３に記載したスキンパスミルの制御方法では、ストリップの溶接点が通過するたびに圧下力が大きく変化するにもかかわらず、メカニカルクラウンを平坦に保つことができ、溶接点の前後でも形状精度のすぐれたストリップを生産できる。溶接点でのストリップの破断を防止できることももちろんである。
【００３４】
請求項４に記載のスキンパスミルでは、ワークロールが細めであるため、ベンディング力を適切に変化させることによって板の形状制御を効果的に行うことができる。ベンディング手段のコストや設置スペースに関する利点もある。
【００３５】
請求項５に記載のスキンパスミルならさらに、スキンパスミルの全体に係る設備寸法がコンパクトであるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施に関する一形態であるスキンパスミル１０の構成を示す図であり、図１（ａ）は正面図、同（ｂ）は側面図である。
【図２】スキンパスミル１０の要部の詳細を示す図であって、図１におけるＩＩ部の拡大図（一部を破断して示す）である。
【図３】スキンパスミル１０を含むラインの全体を示す概念的なレイアウト図である。
【符号の説明】
４　溶接機
１０　スキンパスミル
１１・１２　ワークロール
１５　圧下手段
２０　ベンディング手段
３０　制御手段
ｘ　ストリップ
【図１】
2004034101.tif 000003
【図２】
2004034101.tif 000004
【図３】
2004034101.tif 000005