(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークロールのブラッシング時間と摩擦係数比率１（μｂ／μ0）の関係Ｂより、ブラッシング時間ｂ後のワークロールと被圧延材との摩擦係数μｂを予測し、前記μｂを下記（イ）式に代入してθｍａｘを求め、前記θｍａｘを（ロ）式に代入して被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度θを求め、前記角度θを（ハ）式に代入して噛み込み可能な上限圧下量Δｈを求め、前記Δｈに基づいて圧下量を決めることを特徴とする圧延パススケジュールの決定方法。但し、前記μ0はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値である。
μｂ＝ｔａｎθｍａｘ…………………（イ）
θ＝θｍａｘ−Ｈ・φ／（２・Ｒ）…（ロ）
Δｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）…（ハ）
ここで、θｍａｘは被圧延材の挿入角度０（水平挿入）における噛み込み角度（ｒａｄ）、θは被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度（ｒａｄ）、Ｈは被圧延板の厚さ（ｍｍ）、Ｒはワークロール半径（ｍｍ）である。
【請求項２】
ブラッシング後のワークロールの累積圧延長さと摩擦係数比率２（（μc−μｂ）／（μ０−μｂ））の関係Ｃより、累積圧延長さＣにおけるワークロールと被圧延材との摩擦係数μｃを予測し、前記μcを下記（ニ）式に代入してθｍａｘを求め、前記θｍａｘを（ホ）式に代入して被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度θを求め、前記角度θを（へ）式に代入して噛み込み上限圧下量Δｈを求め、前記Δｈに基づいて圧下量を決めることを特徴とする圧延パススケジュールの決定方法。但し、前記μ０はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値、μｂはブラッシング直後のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値である。
μｃ＝ｔａｎθｍａｘ…………………（ニ）
θ＝θｍａｘ−Ｈ・φ／（２・Ｒ）…（ホ）
Δｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）…（へ）
ここで、θｍａｘは被圧延板の挿入角度０（水平挿入）における噛み込み角度（ｒａｄ）、θは被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度（ｒａｄ）、Ｈは被圧延材の厚さ、Ｒはワークロール半径（ｍｍ）である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、噛み込み不良などを起こさずにパス回数を少なくできる圧延パススケジュールの決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可逆式圧延機では、図１に示すように、被圧延板（アルミニウム板など）１をテーブルローラー２上に載せて移動させ、対をなす上下ワークロール３、１３間で、上下ワークロール３、１３の回転方向を正逆交互に代えて圧延パスを数回〜数十回繰り返して圧延される。図１で４はバックアップロール、５はブラシロール、６はブラシ押付具である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記各圧延パスでの圧下量が上限を超えて設定されると被圧延板をワークロール間にうまく噛み込ませることができず、ワークロールを傷めたり、再度噛み込ませるための操作が必要になったりする。このため圧延オペレーターは圧下量を必要以上に小さく設定しようとし、その結果、圧延パス回数が増加して生産性が低下するという問題がある。
【０００４】
このようなことから、本発明者等は圧延パス回数の低減に向けて鋭意検討し、被圧延板はワークロール表面に金属粉がコーティング（所謂、ロールコーティング）されると噛み込み易くなること、前記ロールコーティングが厚くなり不均一になると被圧延板の表面品質が悪化すること、このコーティングをブラッシングして薄くすると上限圧下量Δｈが減少することなどを知見した。この知見を基に上限圧下量Δｈとブラッシング時間または上限圧下量Δｈと圧延長さの関係を実測し、この関係を用いて圧延パス回数を決めることにより、噛み込み不良を起こさずに圧延パス回数を少なくできることを見いだし、さらに研究を進めて本発明を完成させるに至った。
本発明の目的は、噛み込み不良を起こさずにパス回数を少なくできる圧延パススケジュールの決定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ワークロールのブラッシング時間と摩擦係数比率１（μb ／μ0 ）の関係式Ｂより、ブラッシング時間ｂ後のワークロールと被圧延材との摩擦係数μb を予測し、前記μb を下記（イ）式に代入してθmax を求め、前記θmax を（ロ）式に代入して被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度θを求め、前記角度θを（ハ）式に代入して噛み込み可能な上限圧下量Δｈを求め、前記Δｈに基づいて圧下量を決めることを特徴とする圧延パススケジュールの決定方法である。但し、前記μ0 はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値である。
μb ＝ｔａｎθmax …………………（イ）
θ＝θmax −Ｈ・φ／（２・Ｒ）…（ロ）
Δｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）…（ハ）
ここで、θmax は被圧延材の挿入角度０（水平挿入）における噛み込み角度（ｒａｄ）、θは被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度（ｒａｄ）、Ｈは被圧延板の厚さ（ｍｍ）、Ｒはワークロール半径（ｍｍ）である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、ブラッシング後のワークロールの累積圧延長さと摩擦係数比率２（（μc −μb ）／（μ0 −μb ））の関係式Ｃより、累積圧延長さｃのワークロールと被圧延材との摩擦係数μc を予測し、前記μc を下記（ニ）式に代入してθmax を求め、前記θmax を（ホ）式に代入して被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度θを求め、前記角度θを（ヘ）式に代入して噛み込み上限圧下量Δｈを求め、前記Δｈに基づいて圧下量を決めることを特徴とする圧延パススケジュールの決定方法である。但し、前記μ0 はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値、μb はブラッシング直後のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値である。
μｃ＝ｔａｎθmax …………………（ニ）
θ＝θmax −Ｈ・φ／（２・Ｒ）…（ホ）
Δｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）…（ヘ）
ここで、θmax は被圧延板の挿入角度０（水平挿入）における噛み込み角度（ｒａｄ）、θは被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度（ｒａｄ）、Ｈは被圧延材の厚さ、Ｒはワークロール半径（ｍｍ）である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の圧延パススケジュールの決定方法を具体的に説明する。
請求項１記載の発明は、Ａｌ合金スラブを圧延しコーティングが厚く形成されたワークロールを種々の時間ブラッシングして噛み込み実験を行い、ブラッシング時間と上限圧下量Δｈの関係Ｂ（図４の点線）を求め、前記関係Ｂから用いるワークロールのｂ時間ブラッシング後の上限圧下量Δｈを求め、ｂ時間ブラッシング後の第１パスの圧下量Ｒ1 を前記上限圧下量Δｈに基づいて決める方法を、摩擦係数比率１を用いて一般化したものである。
なお、図４に示した関係Ｂは、表１に示す条件下で求めたものであり、前記上限圧下量Δｈは、噛み込みが良好に行えた圧下量（○）の最大値を結ぶ曲線で示される。噛み込み不良の圧下量は△で示してある。
【０００８】
【表１】
0004443729.tif 000002
【０００９】
図４より明らかなように、上限圧下量Δｈは、ブラッシング時間が長くなるにつれて小さくなる。これはブラッシングによりワークロールと被圧延材との摩擦係数が小さくなるためである。上限圧下量Δｈはブラッシング時間が３分を超えたあたりから殆ど変化しなくなる。
【００１０】
請求項１記載の発明において、ブラッシングは、コーティングが厚く付きすぎた場合や狭い板幅から広い板幅に変更される場合に、圧延前のアイドリング（空運転）中に行う。ロールコーティングは、図１に示したように、ブラシロール５を上下ワークロール３、１３にそれぞれ一定トルクで押付けつつ定速でモーター回転させることにより均一に薄くできる。図４の関係Ｂはブラシロール５の回転数および回転トルクを一定にして求めたものである。
【００１１】
なお、請求項１記載の発明において、摩擦係数比率１（μｂ／μ０）のμｂは、図４の実験により得られた点線上の噛み込み可能圧下量Δｈを、Δｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）の（ハ）式に代入してθを求め、このθを、θ＝θｍａｘ−Ｈ・φ／（２・Ｒ）の（ロ）式に代入してθｍａｘを求め、このθｍａｘを、μｂ＝ｔａｎθｍａｘの（イ）式に代入して求める。ここで、μ０はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値で被圧延材の種類や圧延温度毎に決められる従来値である。このようにして求めたμｂ、μ０を用いて、摩擦係数比率１（μｂ／μ０）とブラシング時間の関係を示す図６が得られる。
【００１２】
図６は、上限圧下量Δｈが得られる場合における摩擦係数比率１（μｂ／μ０）とブラッシング時間の関係（関係Ｂ）を示す図である。請求項１においては、この関係図から、所定時間ブラッシング後のμｂを予測し、このμｂを前記（イ）式に代入してθｍａｘを求め、このθｍａｘを前記（ロ）式に代入してθを求め、このθを前記（ハ）式に代入してΔｈを求める。このようにすれば、ブラシング時間に応じて、摩擦係数比率１の値が求められ、このブラシング時間に応じた摩擦係数比１を用いてμｂを求めて、μｂから計算により噛み込み可能な上限圧下量を予測し、圧延可能な圧延パススケジュールを決定することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、Ａｌ合金スラブを圧延してコーティングが厚く形成されたワークロールを、例えば３分間ブラッシングしたのち、Ａｌスラブを可逆圧延し各パスの上限圧下量Δｈを測定し、累積圧延長さと上限圧下量Δｈの関係Ｃを求めて圧延パススケジュールを決定する方法を、摩擦係数比率２を用いて一般化したものである。
前記上限圧下量Δｈは、図５に点線で示すように、圧延長さが増すにつれ増加する。これは圧延長さに応じてロールコーティングが厚くなり、ワークロールと被圧延材との摩擦係数が大きくなるためである。累積圧延長さが８０ｍを超えたあたりから上限圧下量Δｈはほぼ一定になっている。上限圧下量Δｈは噛み込みが良好に行えた圧下量（○）の最大値を結ぶ曲線で示される。噛み込み不良の圧下量は△で示してある。
【００１４】
以下に、図５を用いて圧下量を決める手順を説明する。
（１）前記３分間ブラッシング後の第１パスの圧下量は前記関係Ｂを用いて決める。次に（２）前記第１パスの圧下量Ｒ1 とＡｌスラブの長さＬ0 から、前記第１パスでの圧延長さＬ1 を求め、圧延長さＬ1 のワークロールの上限圧下量Δｈを関係Ｃから求め、第２パスの圧下量Ｒ2 を前記上限圧下量Δｈに基づいて決める。（３）前記圧下量Ｒ2 と第１パス後のＡｌ圧延板の長さＬ1 から、第２パスでの圧延長さＬ2 を求め、累積圧延長さＬ1 ＋Ｌ2 のワークロールの上限圧下量Δｈを関係Ｃから求め、第３パスの圧下量Ｒ3 を前記上限圧下量Δｈに基づいて決める。（４）このようにして、ｎ−１パス目までの累積圧延長さ（Ｌ1 ＋……＋Ｌn-1 ）を関係Ｃに代入して第ｎパスの上限圧下量Δｈを求め、第ｎパスの圧下量Ｒn を前記上限圧下量Δｈに基づいて決める。
請求項２記載の発明において、コーティングし易い被圧延板を圧延する場合は圧延中もブラッシングする。この場合は、圧延中にブラッシングする条件で関係Ｃを求めておく。
【００１５】
請求項２記載の発明において、摩擦係数比率２（（μｃ−μｂ）／（μ０−μｂ））のμcは、図５の実験により得られた点線上の噛み込み可能圧下量Δｈを、Δｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）の（へ）式に代入してθを求め、このθを、θ＝θｍａｘ−Ｈ・φ／（２・Ｒ）の（ホ）式に代入してθｍａｘを求め、このθｍａｘを、μｃ＝ｔａｎθｍａｘの（ニ）式に代入して求める。前記μｂはブラッシング直後のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値、μ０はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値で被圧延材の種類や圧延温度毎に決められる従来値である。このようにして求めたμｃとμｂ、μ0を用いて、摩擦係数比率２（（μc−μｂ）／（μ０−μｂ））と累積圧延長さの関係を示す図７が得られる。
【００１６】
図７は、摩擦係数比２（（μc−μｂ）／（μ０−μｂ））とブラッシング時間の関係図である。この関係図から、所定時間ブラッシング後の累積圧延長さｍｍにおけるワークロールと被圧延材との摩擦係数μcを予測し、このμｃを前記（ニ）式に代入してθｍａｘを求め、このθｍａｘを前記（ホ）式に代入してθを求め、このθを前記（へ）式に代入してΔｈを求める。このようにすれば、累積圧延長さに応じて、摩擦係数比２の値が求められ、所定範囲内の任意の累積圧延長さに応じて噛み込み可能な上限圧下量を予測し、圧延可能な圧延パススケジュールを決定することができる。
【００１７】
本発明において、各パスの圧下量は、それぞれの上限圧下量Δｈに基づいて、つまりΔｈを越えない範囲で、できるだけ大きく決めるのが望ましい。
【００１８】
本発明において、前記（ハ）式または（ヘ）式の（θ＝θmax −（Ｈ・φ／２Ｒ））は次のようにして導かれる。
即ち、テーブル上を移動してくる被圧延板は、通常、図２に示すように、上下ワークロール３、１３間へ持ち上がって挿入され（φ≠０）、この場合は、被圧延板１の上ワークロール３に対する噛み込み角度θ1 と下ワークロール１３に対する噛み込み角度θ2 との間には幾何学的に下記（ト）式が成り立つ。
ｓｉｎθ1 −ｓｉｎθ2 ＝Ｈ・ｓｉｎφ／Ｒ……（ト）
但し、Ｈは噛み込み前の被圧延板の厚さ（ｍｍ）、φは挿入角度（ｒａｄ）、Ｒはロール半径（ｍｍ）である。
またｓｉｎφは下記（チ）式で示される。
ｓｉｎφ＝（Ｈwt−（Δｈ0 ／２）−ＨT ）／Ｌ……（チ）
ここで、Ｈwtは下ワークロール上面とテーブルロール上面（基準板幅Ｗ0 ）との高さの差、Δｈ0 は水平に噛み込む場合の噛み込み可能上限圧下量、ＨT は基準板幅Ｗ0 でのテーブルロール上面と板幅Ｗでのテーブルロール上面との高さの差で、ＨT ＝（（Ｗ−Ｗ0 ）／２）×ｔで示される。なお、前記ｔはテーブルロールのテーパーで、Ｗは板幅、Ｌは噛み込み前の板長さである。
【００１９】
そして、前記（ト）式にあっては、噛み込み角度θ1 、θ2 はせいぜい１５〜２０°であり、またθ1 とθ2 の差は小さく、しかもθ1 とθ2 は水平挿入の場合の噛み込み角度θmax に対してほぼ同じ角度分変化するので近似的に下記（リ）式が成り立つ。
θ2 ＝θmax −（Ｈ・φ／２Ｒ）……（リ）
【００２０】
挿入角度φ（ｒａｄ）と噛み込み可能な上限圧下量Δｈ（ｍｍ）との関係を式（リ）、（チ）、（ハ）により算出した。その結果を表２に示す。なお、前記算出は、ワークロールと被圧延材との摩擦係数μ０．３、ワークロールの半径Ｒ４７５ｍｍ、被圧延板の厚さＨ６００ｍｍ、下ワークロール上面とテーブルロール上面（板幅２０００ｍｍ）との高さの差５０ｍｍ、テーブルロールのテーパー１／３９の条件で行った。挿入角度は、テーブルロールにテーパーを有するものを用い（図３参照）、被圧延板の長さおよび幅を変えることにより変化させた。挿入角度φは被圧延板の幅が狭いほど、長さが短いほど大きくなる。
【００２１】
【表２】
0004443729.tif 000003
【００２２】
表２より明らかなように、挿入角度が大きいほど上限圧下量Δｈが小さくなることが判る。上限圧下量Δｈは板がほぼ水平に挿入される場合（Ｎｏ．９）は４０ｍｍ、０．０２１４ｒａｄの角度で挿入される場合（Ｎｏ．１）は３６ｍｍとなり、両者間には４ｍｍもの差が生じる。従って、板が傾斜して挿入される通常の圧延では、水平挿入を想定して求めた上限圧下量Δｈから圧下量を決めると、ワークロールに板が噛み込まれない場合がある。
【００２３】
従来、圧延パススケジュールは、図８に示すフローチャート（但し点線で囲った部分は除く）に従って決められる。即ち、圧延設備からの制約、噛み込み不良（スリップ発生）条件、板クラウン発生条件などを考慮して、各パスの圧下量を、最終の圧延上がり厚さから圧延開始厚さまで逆算して決定する。
【００２４】
本発明方法は、ブラッシング時間または累積圧延長さをパラメータとしているため、最終板厚から計算を開始する前記従来のロジックには適用できない。本発明は、前記従来のロジックで決定したパススケジュールの噛み込み不良条件の修正に用いられる（図８の点線で囲った部分）。図９は、修正例で、ここでは上限圧下量Δｈは板厚が厚いところで大幅に低く修正されている。
【００２５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本請求項１記載発明はワークロールのブラッシング時間と摩擦係数比率１（μb ／μ0 ）の関係式Ｂ（μb はブラッシング時間ｂ後のワークロールと被圧延材との摩擦係数、μ0 はブラッシング前のワークロールと被圧延材との摩擦係数予測値）よりμb を予測し、前記μb をμb ＝ｔａｎθmax の（イ）式に代入してθmax （被圧延板の挿入角度０（水平挿入）における噛み込み角度ｒａｄ）を求め、前記θmax をθ＝θmax −Ｈ・φ／（２・Ｒ）の（ロ）式に代入して被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度θ（ｒａｄ）を求め、前記角度θをΔｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）の（ハ）式（Ｒはワークロール半径（ｍｍ））に代入して噛み込み可能な上限圧下量Δｈを決定し、前記Δｈに基づいて圧下量を決める。また本請求項２記載発明はブラッシング後のワークロールの累積圧延長さと摩擦係数比率２（（μc −μb ）／（μ0 −μb ））の関係式Ｃより、累積圧延長さｃのワークロールと被圧延材との摩擦係数μc を予測し、前記μc をμｃ＝ｔａｎθmax の（ニ）式に代入してθmax を求め、前記θmax をθ＝θmax −Ｈ・φ／（２・Ｒ）の（ホ）式に代入して被圧延材が圧延機に角度φで挿入される場合の噛み込み角度θを求め、前記角度θをΔｈ＝２・Ｒ・（１−ｃｏｓθ）の（ヘ）式に代入して噛み込み上限圧下量Δｈを決定し、Δｈに基づいて圧下量を決める。従って、噛み込み不良などを起こさずにパス回数を少なくでき、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】可逆式圧延法の側面説明図である。
【図２】可逆式圧延法における被圧延板の挿入角度の側面説明図である。
【図３】板の挿入角度とテーブルロールとの関係を示す正面説明図である。
【図４】上限圧下量Δｈとブラッシング時間の関係図である。
【図５】上限圧下量Δｈと累積圧延長さとの関係図である。
【図６】摩擦係数比（μb ／μ0 ）とブラッシング時間の関係図である。
【図７】摩擦係数比（（μc −μ1 ）／（μ0 −μ1 ））と累積圧延長さとの関係図である。
【図８】圧延パススケジュールの決定方法を示すフローチャートである。
【図９】被圧延板の厚さと上限圧下量Δｈの関係図である。
【符号の説明】
１  被圧延板（アルミニウム板など）
２  テーブルローラー
３  上ワークロール
４  バックアップロール
５  ブラシロール
６  ブラシ押付具
１３  下ワークロール
【図１】
0004443729.tif 000004
【図２】
0004443729.tif 000005
【図３】
0004443729.tif 000006
【図４】
0004443729.tif 000007
【図５】
0004443729.tif 000008
【図６】
0004443729.tif 000009
【図７】
0004443729.tif 000010
【図８】
0004443729.tif 000011
【図９】
0004443729.tif 000012