(57)【要約】【課題】薄くて降伏応力が大きい金属板であっても十分に矯正することができるローラレベラおよび金属板の矯正方法を提供すること。【解決手段】切板状の金属板Ｐを矯正するローラレベラ１００は、矯正すべき金属板Ｐの通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板Ｐを挟んで矯正しつつ金属板Ｐを通板させるように回転する複数のレベリングロール６，８と、レベリングロール６，８を介して金属板Ｐを圧下する油圧式の圧下シリンダ４と、複数のレベリングロール６，８の上下外側に各レベリングロール６，８に接触するように設けられたレベリングロール６，８よりも大径の複数の中間ロール１３，１４と、中間ロール１３，１４を回転させる駆動装置１５とを具備し、圧下シリンダ４によりレベリングロール６を介して金属板Ｐを圧下しつつ、駆動装置１５により中間ロールを回転駆動させて、その駆動力をレベリングロール６，８に伝達させて金属板Ｐを通板させる。【選択図】図１
2012171004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切板状の金属板を矯正するローラレベラであって、
矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、
前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、
前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、
前記中間ロールを回転させる駆動装置と
を具備し、
前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して金属板を圧下しつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させて前記金属板を通板させることを特徴とするローラレベラ。
【請求項２】
矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、
前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、
前記複数の中間ロールを上下にバックアップする複数のバックアップロールと、
前記レベリングロールおよび前記中間ロールおよび前記バックアップロールをこれらの上下で支持する一対のロールフレームと、
前記一対のロールフレームを上下で支持する一対のフレームと、
前記一対のフレームの一方を押圧し、前記ロールフレームの一方、前記中間ロール、および前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、
前記中間ロールを回転させる駆動装置と、
前記圧下シリンダに押圧される方のフレームとそれに対応するロールフレームとの間に、前記金属板の通板方向に直交する幅方向に沿って複数取り付けられた油圧式クラウニングシリンダと、
金属板の矯正を制御する制御装置と
を具備し、
前記制御装置は、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して上下のレベリングロール間を通板する金属板を圧下させつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させるように制御し、
かつ、前記制御装置は、前記一対のフレームの横撓み量を求め、この撓み量を解消するに必要な前記個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、前記必要締め込み量に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することを特徴とするローラレベラ。
【請求項３】
前記制御装置は、前記圧下シリンダ、前記油圧式クラウニングシリンダ、前記一対のロールフレーム、前記バックアップロール、前記中間ロール、前記レベリングロールの圧縮変形情報に基づいて、この圧縮変形を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、この必要締め込み量と前記一対のフレームの撓み量を解消するに必要な必要締め込み量の合計値に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することを特徴とする請求項２に記載のローラレベラ。
【請求項４】
前記中間ロールの径は前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であり、前記上下のレベリングロールのピッチは、いずれも前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のローラレベラ。
【請求項５】
前記中間ロールは個別的に駆動されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のローラレベラ。
【請求項６】
金属板の先端がレベリングロール配置領域を通過するまでは、前記金属板の圧下量を少なくし、前記金属板の先端が前記レベリングロール配置領域を通過した後は、金属板の矯正に必要な圧下量で圧下することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のローラレベラ。
【請求項７】
矯正される金属板は、厚さ２．０〜２５．４ｍｍで、降伏応力が４００〜１８００ＭＰａの鋼板であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のローラレベラ。
【請求項８】
矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、
前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、
前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、
前記中間ロールを回転させる駆動装置と
を具備するローラレベラにおいて切り板状の金属板を矯正する金属板の矯正方法であって、
金属板を前記上下のレベリングロールの間に挿入し、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して金属板を圧下しつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させて前記金属板を通板させることを特徴とする金属板の矯正方法。
【請求項９】
矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、
前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、
前記複数の中間ロールを上下にバックアップする複数のバックアップロールと、
前記レベリングロールおよび前記中間ロールおよび前記バックアップロールをこれらの上下で支持する一対のロールフレームと、
前記一対のロールフレームを上下で支持する一対のフレームと、
前記一対のフレームの一方を押圧し、前記ロールフレームの一方、前記中間ロール、および前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、
前記中間ロールを回転させる駆動装置と、
前記圧下シリンダに押圧される方のフレームとそれに対応するロールフレームとの間に、前記金属板の通板方向に直交する幅方向に沿って複数取り付けられた油圧式クラウニングシリンダと
を具備するローラレベラを用いて切り板状の金属板を矯正する金属板の矯正方法であって、
金属板を前記上下のレベリングロールの間に挿入し、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して金属板を圧下しつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させて前記金属板を通板させ、
かつ、前記一対のフレームの撓み量を求め、この撓み量を解消するに必要な前記個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、前記必要締め込み量に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することを特徴とする金属板の矯正方法。
【請求項１０】
前記圧下シリンダ、前記油圧式クラウニングシリンダ、前記一対のロールフレーム、前記バックアップロール、前記中間ロール、前記レベリングロールの圧縮変形情報に基づいて、この圧縮変形を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、この必要締め込み量と前記一対のフレームの撓み量を解消するに必要な必要締め込み量の合計値に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することを特徴とする請求項９に記載の金属板の矯正方法。
【請求項１１】
前記中間ロールの径は前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であり、前記上下のレベリングロールのピッチは、いずれも前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の金属板の矯正方法。
【請求項１２】
前記中間ロールは個別的に駆動されることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の金属板の矯正方法。
【請求項１３】
金属板の先端がレベリングロール配置領域を通過するまでは、前記金属板の圧下量を少なくし、前記金属板の先端が前記レベリングロール配置領域を通過した後は、金属板の矯正に必要な圧下量で圧下することを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の金属板の矯正方法。
【請求項１４】
矯正される金属板は、厚さ２．０〜２５．４ｍｍで、降伏応力が４００〜１８００ＭＰａの鋼板であることを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の金属板の矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切板状の金属板を矯正するローラレベラおよび金属板の矯正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板等の金属板を製造する過程では圧延や冷却などが実施されるが、これらの工程では金属板に反りや波形状の変形が発生する。このため、このような反りや波形状の変形を矯正して金属板を平坦化する目的で、複数本のレベリングロールを上下に千鳥状に配置したローラレベラが用いられる（例えば特許文献１）。
【０００３】
ローラレベラは、下ロールに対し上ロールを押し込んだ状態、または上ロールに対して下ロールを押し込んだ状態で、矯正すべき金属板を通板し、金属板に繰り返し曲げを与えることによって、金属板の反りや波形状を平坦化する。このとき、ローラレベラの各ロールの押込量は、金属板を好ましくは０．７以上の降伏率で曲げられるように適宜設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５５１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のローラレベラで切板状の金属板を矯正する場合、金属板を通板する際の駆動力はレベリングロールのトルクに依存しているが、薄くて降伏応力が大きい材料の金属板を矯正する際には、ロール径を小さくする必要があり、矯正に必要な降伏率を確保しようとすると、レベリングロールのトルクが不足して通板できない事態が生じてしまう。
【０００６】
なぜならば、十分な押し込み量を与えるには駆動するレベリングロールよりも小径の駆動シャフトをロールに接続する必要があり、薄くて降伏応力が大きい材料の金属板を矯正するために小径のレベリングロールを用いるとトルクが小さくならざるを得ず、金属板の矯正に必要な降伏率を確保しようとした場合に、トルクが金属板を通板するために必要な値よりも小さくなってしまうからである。
【０００７】
このため、従来は、板厚が薄くて降伏応力が大きい金属板の矯正を行う場合には、レベリングロールの押し込み量を、レベリングロールのトルクでも通板可能な値に制限せざるを得ず、金属板を十分に矯正できない場合も生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、薄くて降伏応力が大きい金属板であっても十分に矯正することができるローラレベラおよび金属板の矯正方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、切板状の金属板を矯正するローラレベラであって、矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、前記中間ロールを回転させる駆動装置とを具備し、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して金属板を圧下しつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させて前記金属板を通板させることを特徴とするローラレベラを提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点では、矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、前記レベリングロールおよび前記中間ロールをこれらの上下で支持する一対のロールフレームと、前記一対のロールフレームを上下で支持するフレームと、前記一対のフレームの一方を押圧し、前記ロールフレームの一方、前記中間ロール、および前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、前記中間ロールを回転させる駆動装置と、前記圧下シリンダに押圧される方のフレームとそれに対応するロールフレームとの間に、前記金属板の通板方向に直交する幅方向に沿って複数取り付けられた油圧式クラウニングシリンダと、金属板の矯正を制御する制御装置とを具備し、前記制御装置は、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して上下のレベリングロール間を通板する金属板を圧下させつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させるように制御し、かつ、前記制御装置は、前記一対のフレームの横撓み量を求め、この撓み量を解消するに必要な前記個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、前記必要締め込み量に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することを特徴とするローラレベラを提供する。
【００１１】
上記第２の観点において、前記制御装置は、前記圧下シリンダ、前記油圧式クラウニングシリンダ、前記一対のロールフレーム、前記中間ロール、前記レベリングロールの圧縮変形情報に基づいて、この圧縮変形を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、この必要締め込み量と前記一対のフレームの撓み量を解消するに必要な必要締め込み量の合計値に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することが好ましい。
【００１２】
上記第１の観点および上記第２の観点において、前記中間ロールの径は前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であり、前記上下のレベリングロールのピッチは、いずれも前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であることが好ましい。また、前記中間ロールは個別的に駆動されることが好ましい。
【００１３】
本発明の第３の観点では、矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、前記中間ロールを回転させる駆動装置とを具備するローラレベラにおいて切り板状の金属板を矯正する金属板の矯正方法であって、金属板を前記上下のレベリングロールの間に挿入し、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して金属板を圧下しつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させて前記金属板を通板させることを特徴とする金属板の矯正方法を提供する。
【００１４】
本発明の第４の観点では、矯正すべき金属板の通板ラインの上下に千鳥状に配置され、金属板を挟んで矯正しつつ金属板を通板させるように回転する複数のレベリングロールと、前記複数のレベリングロールの上下外側に各レベリングロールに接触するように設けられた前記レベリングロールよりも大径の複数の中間ロールと、前記レベリングロールおよび前記中間ロールをこれらの上下で支持する一対のロールフレームと、前記一対のロールフレームを上下で支持するフレームと、前記一対のフレームの一方を押圧し、前記ロールフレームの一方、前記中間ロール、および前記レベリングロールを介して金属板を圧下する油圧式の圧下シリンダと、前記中間ロールを回転させる駆動装置と、前記圧下シリンダに押圧される方のフレームとそれに対応するロールフレームとの間に、前記金属板の通板方向に直交する幅方向に沿って複数取り付けられた油圧式クラウニングシリンダとを具備するローラレベラを用いて切り板状の金属板を矯正する金属板の矯正方法であって、金属板を前記上下のレベリングロールの間に挿入し、前記圧下シリンダにより前記レベリングロールを介して金属板を圧下しつつ、前記駆動装置により前記中間ロールを回転駆動させて、その駆動力を前記レベリングロールに伝達させて前記金属板を通板させ、かつ、前記一対のフレームの横撓み量を求め、この撓み量を解消するに必要な前記個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、前記必要締め込み量に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することを特徴とする金属板の矯正方法を提供する。
【００１５】
上記第４の観点において、前記圧下シリンダ、前記油圧式クラウニングシリンダ、前記一対のロールフレーム、前記中間ロール、前記レベリングロールの圧縮変形情報に基づいて、この圧縮変形を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダの必要締め込み量を算出し、この必要締め込み量と前記一対のフレームの撓み量を解消するに必要な必要締め込み量の合計値に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダを締め込み制御することが好ましい。
【００１６】
上記第３の観点および第４の観点において、前記中間ロールの径は前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であり、前記上下のレベリングロールのピッチは、いずれも前記レベリングロールの径の１．２〜２倍であることが好ましい。また、前記中間ロールは個別的に駆動されることが好ましい。
【００１７】
上記第１〜第４の観点において、金属板の先端がレベリングロール配置領域を通過するまでは、前記金属板の圧下量を少なくし、前記金属板の先端が前記レベリングロール配置領域を通過した後は、金属板の矯正に必要な圧下量で圧下することが好ましい。
【００１８】
本発明において矯正される金属板としては、厚さ２．０〜２５．４ｍｍで、降伏応力が４００〜１８００ＭＰａの鋼板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レベリングロールの外側にレベリングロールよりも大径の中間ロールを接触させて、駆動力を中間ロールに与え、その駆動力をレベリングロールに伝達してレベリングロール間に金属板を通板させるので、金属板を通板する駆動力を上昇させることができる。このため、薄くて降伏応力が大きい金属板であっても矯正に必要な圧下量を与えつつ通板することができ、金属板の平坦度を高くすることができる。また、これに加えて、幅方向のクラウニング補正を行うことにより、金属板の平坦度を一層高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るローラレベラを示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るローラレベラを示す正面図である。
【図３】本発明の原理を説明するための図である。
【図４】横軸に板厚をとり、縦軸に降伏応力をとって、レベリングロールのみの場合と、ピンチロールでの引き抜きを付加した場合について、降伏率が７０％（０．７）での矯正可能領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るローラレベラを示す側面図、図２はその正面図である。本実施形態のローラレベラ１００は、切り板状の金属板の矯正を行うものであり、図示するように、ハウジング１と、ハウジング１の内側に設けられた上フレーム２と、ハウジング１を支持するように設けられた下フレーム３とを有している。ハウジング１と上フレーム２との間には油圧式の圧下シリンダ４が配置されており、上フレーム２の下方には上ロールフレーム５が上ロールグリップシリンダ（図示せず）で吊り下げられている。上ロールフレーム５の下方には、上ロールフレーム５に支持されるように複数本の上部中間ロール１３と上部レベリングロール６が配置されている。上部中間ロール１３と上部レベリングロール６はいずれも幅方向に延びる長尺状をなし、上部中間ロール１３は上部レベリングロール６の上部に接触するように設けられている。各上部中間ロール１３と上ロールフレーム５との間には、上部中間ロール１３をバックアップする短尺の上バックアップロール７が上部中間ロール１３の軸方向に沿って上ロールフレーム５に支持されるように複数配置されている。したがって、圧下シリンダ４は、上ロールフレーム５および上バックアップロール７および上部中間ロール１３および上部レベリングロール６を圧下するようになっている。
【００２２】
上部レベリングロール６の金属板Ｐのパスラインを挟んで反対側には、下部レベリングロール８が複数本配置されており、この下部レベリングロール８の下方には下部中間ロール１４が複数本配置されている。これら下部レベリングロール８および下部中間ロール１４は、その下方の下ロールフレーム１０に支持されている。下部レベリングロール８と下部中間ロール１４はいずれも幅方向に延びる長尺状をなし、下部中間ロール１４は下部レベリングロール８の下部に接触するように設けられている。各下部中間ロール１４と下ロールフレーム１０との間には、下部中間ロール１４をバックアップする短尺状の下バックアップロール９が下部中間ロール１４の軸方向に沿って下ロールフレーム１０に支持されるように複数配置されている。下ロールフレーム１０は下フレーム３上に設置されている。なお、上部レベリングロール６を圧下する圧下シリンダ４の代わりに、下部レベリングロール８を圧下する圧下シリンダを設けてもよい。
【００２３】
上部中間ロール１３および下部中間ロール１４は、その径が上部レベリングロール６および下部レベリングロール８の径よりも大きくなるように構成されている。上部中間ロール１３および下部中間ロール１４の径は、上部レベリングロール６および下部レベリングロール８の径の１．２〜２．０倍が好ましく、１．４〜２．０倍がより好ましい。複数の上部レベリングロール６および複数の下部レベリングロール８のピッチは、上部中間ロール１３および下部中間ロール１４の径と同様、その径の１．２〜２．０倍が好ましく、１．４〜２．０倍がより好ましい。従来のローラレベラのピッチは、ローラレベラの径の１．０２〜１．２倍であるが、従来のピッチ以上のピッチで配置されることとなる。ローラレベラのピッチがその径の２．０倍を超えるとレベリングロールが反対側のレベリングロールの間に入り込んで降伏率を上げることができない。
【００２４】
上部中間ロール１３および下部中間ロール１４には、個別的に回転モータを有する駆動装置１５が設けられており（図１、２では便宜上１つのみ図示）、上部中間ロール１３および下部中間ロール１４は、駆動装置１５により回転されるようになっている。そして、駆動装置１５の駆動力が上部レベリングロール６および下部レベリングロール８に伝達され、これにより上部レベリングロール６と下部レベリングロール８との間に金属板Ｐを通板させつつ、圧下シリンダ４により上部レベリングロール６を介して金属板Ｐを圧下して金属板Ｐを矯正するようになっている。
【００２５】
上フレーム２と上ロールフレーム５との間には、複数の油圧式クラウニングシリンダ１２が連結されている。各クラウニングシリンダ１２は、図２に示すように、金属板Ｐの通板方向に直交する幅方向に沿ってレベリングロール６、８と対応するように等ピッチで設置されている。この油圧式クラウニングシリンダ１２は、図１に示すように、２列設置されている。なお、クラウニングシリンダの列は１列でもよいが、２列にすることにより上ロールフレーム５の局部的な横撓みをより細かく補正することができる。また、油圧式クラウニングシリンダ１２には、位置検出センサ（図示せず）が内蔵されている。油圧式クラウニングシリンダは、下ロールフレーム１０と下フレーム３との間に設けてもよいし、両方に設けてもよい。
【００２６】
上フレーム２の上方には、図２に示すように、横方向の中心位置に上フレーム２の横撓みを検出する撓み検出センサ２１が設けられている。この撓み検出センサ２１は、図１に示すように、金属板Ｐのパスラインに沿って２つ設けられている。この撓み検出センサ２１により常時上フレーム２の下端部までの距離を検出し、これに基づいて上フレーム２の撓み量を算出する。また、下フレーム３の内部空間には撓み検出センサ２２が取り付けられている。この撓み検出センサ２２は横方向の中心位置に、金属板Ｐのパスラインに沿って２つ設けられている。この撓み検出センサ２２により常時下フレーム３の上端部までの距離を検出し、これに基づいて下フレーム３の撓み量を算出する。なお、上フレーム２、下フレーム３の一方のみに撓み検出センサを設けて、他方のフレームの撓み量は比例計算で求めるようにしてもよい。
【００２７】
圧下シリンダ４とハウジング１との間には、ロードセル（または油圧圧力変換器）２３が取り付けられ、これにより、圧下シリンダ４、油圧式クラウニングシリンダ１２、上ロールフレーム５、上バックアップロール７、上部中間ロール１３、上部レベリングロール６、下部レベリングロール８、下部中間ロール１４、下バックアップロール９、下ロールフレーム１０の圧縮変形を検出可能となっている。
【００２８】
また、本実施形態のローラレベラ１００は、各構成要素が制御装置５０により制御されるようになっている。制御装置５０は、金属板Ｐの矯正（レベリング）のための圧下シリンダ４によるレベリングロール６の圧下量の制御、および駆動装置１５による中間ロール１３，１４の駆動制御を行うようになっている。また、制御装置５０には撓み検出センサ２１、２２からの上フレーム２および下フレーム３の撓み情報、または、これらに加えて圧下シリンダ４、油圧式クラウニングシリンダ１２、上ロールフレーム５、上バックアップロール７、上部中間ロール１３、上部レベリングロール６、下部レベリングロール８、下部中間ロール１４、下バックアップロール９、下ロールフレーム１０の圧縮変形情報が送られ、制御装置５０の演算機能により、これら情報に基づいて各油圧式クラウニングシリンダ１２の必要締込み量を算出して、各油圧式クラウニング１２内の位置検出センサの位置情報に基づいて個々の油圧式クラウニングシリンダ１２の絞り込み制御を行う。
【００２９】
次に、このように構成されるローラレベラ１００により切り板状の金属板Ｐの矯正を行う際の動作について説明する。
レベリングロール６，８の駆動力により金属板Ｐの内部応力を低減させて金属板Ｐを矯正する場合、金属板Ｐの板厚をｔ（ｍｍ）、ヤング率をＥ（Ｎ／ｍｍ２）、降伏応力をδｙ（Ｎ／ｍｍ２）、ロール径をＤ（ｍｍ）降伏率をηとすると、以下の（１）を満たす必要がある。
１−η＝（δｙ・Ｄ）／（Ｅ・ｔ）  ‥‥（１）
ここで、十分に内部応力を低減するためには降伏率が０．７以上であることが必要であり、したがって、以下の（２）を満足することが求められる。
０．３≧（δｙ・Ｄ）／（Ｅ・ｔ）  ‥‥（２）
これを変形すると以下の（３）式となる。
Ｄ≦０．３（Ｅ・ｔ）／δｙ  ‥‥（３）
すなわち、板厚ｔが薄いほど、また降伏応力δｙが大きいほど、レベリングロールの径を小さくする必要がある。しかし、レベリングロールの径を小さくするほどレベリングロールのトルクは小さくなる。
【００３０】
したがって、板厚が薄く、降伏応力が大きい金属板を矯正しようとすると、被矯正材である金属板の矯正に必要な降伏率を得るための圧下量（押し込み量）を与えた際に、レベリングロールのトルク不足のために金属板を通板できない事態が生じるおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、上部レベリングロール６の上側および下部レベリングロール８の下側に、それぞれこれらよりも大径の上部中間ロール１３および下部中間ロール１４を設け、これら上部中間ロール１３および下部中間ロール１４を個別的に駆動機構１５で回転させて、この回転を上部レベリングロール６および下部レベリングロール８に伝達させる。そして、伝達された駆動力により上部レベリングロール６および下部レベリングロール８の間に金属板Ｐを通板させつつ、圧下シリンダ４により金属板Ｐを圧下することにより、金属板Ｐの矯正を行う。これにより、金属板Ｐの通板駆動力を上昇させ、板厚が薄く、降伏応力が大きい金属板であっても、矯正に必要な押し込み量を与えつつ通板可能とする。
【００３２】
この点について、以下具体的に説明する。
図３は、大径の中間ロールを用いることによる駆動力が上昇する原理を説明するための図である。まず、レベリングロールを駆動する場合は、レベリングロールの径をＤとし、レベリングロールのトルクをＴとすると、金属板Ｐを通板させる通板駆動力に対応する接線力Ｆ１はＦ１＝Ｔ／Ｄで表される。一方、大径の中間ロールを駆動させてその駆動力をレベリングロールに伝達する場合は、中間ロールの径をレベリングロールの２倍、すなわち２Ｄとすると、トルクは径の３乗に比例するから中間ロールのトルクは８Ｔとなる。このとき、中間ロールがレベリングロールに伝達する力に対応する接線力Ｆ２はＦ２＝８Ｔ／２Ｄとなり、Ｆ２はＦ１の４倍となる。レベリングロールに伝達された接線力Ｆ２は金属板Ｐを通板する通板駆動力となるから、直径が２倍の中間ロールを駆動してレベリングロールに伝達する場合には、金属板Ｐの通板力は４倍となるのである。一方、中間ロールの径がレベリングロールの径の１．２倍の場合には、Ｆ２＝１．２３Ｔ／１．２Ｄとなって、Ｆ１の１．４４倍となり、金属板Ｐの通板力は１．４４倍となる。このように、大径の中間ロールを設け、これを駆動して駆動力をレベリングロールに伝達することにより、金属板Ｐの通板駆動力を上昇させ、板厚が薄く、降伏応力が大きい金属板であっても、矯正に必要な押し込み量を与えつつ通板可能となるのである。
【００３３】
この場合に、上述したように、上部中間ロール１３および下部中間ロール１４の径は、上部レベリングロール６および下部レベリングロール８の径の１．２〜２．０倍が好ましく、１．４〜２．０倍がより好ましい。複数の上部レベリングロール６および複数の下部レベリングロール８のピッチは、上部中間ロール１３および下部中間ロール１４の径と同様、その径の１．２〜２．０倍が好ましく、１．４〜２．０倍がより好ましい。ただし、このようにレベリングロールのピッチが広くなると、金属板Ｐの圧下量を増加させた場合に金属板Ｐが通板させ難くなる。このような場合には、金属板Ｐの先端がレベリングロール配置領域を通過する前は圧下量を少なくして金属板Ｐを通板させ、先端がレベリングロール配置領域を通過した後に必要な圧下量で金属板Ｐを矯正するようにすることが好ましい。
【００３４】
本実施形態の場合、金属板Ｐをレベリングロール配置領域に１回通板させることにより金属板Ｐの矯正を行うことができるが、上述のように、金属板Ｐの先端がレベリングロール配置領域を通過する前に圧下量を少なくして金属板Ｐを通板させる場合には、金属板Ｐの先端部分が十分に矯正されていないので、金属板Ｐをレベリングロール配置領域に１往復以上通板させることが好ましい。
【００３５】
本実施形態の手法は、適用する金属板が鋼板の場合、従来矯正が困難であった、厚さ２．０〜２５．４ｍｍで、降伏応力が４００〜１８００ＭＰａの鋼板に好適である。
【００３６】
図４は、横軸に板厚をとり、縦軸に降伏応力をとって、レベリングロールを駆動した場合と、本実施形態に従って大径の中間ロールを駆動してレベリングロールに伝達した場合について、降伏率が７０％（０．７）での矯正可能領域を示す図である。この図に示すように、大径の中間ロールを用いることにより、矯正可能領域が著しく広がり、板厚１２．７ｍｍ以下の比較的薄い領域で、１２００ＭＰａ以上の高い降伏応力の材料でも矯正可能であり、平坦度の高い金属板とすることができる。なお、図４の関係は、径が１３５ｍｍのレベリングロール径を用いて行ったものである。
【００３７】
以上のように、大径の中間ロールを駆動することにより、必要な圧下量（押し込み量）で被矯正材である金属板を矯正することができ、高い平坦度を得ることができるが、上フレーム２や下フレーム３等の装置の構成要素が幅方向に撓む場合があり、そのような場合は撓みの影響で金属板の幅方向で圧下量が変動する。そこで、本実施形態では、このような撓みの影響を解消したい場合には、撓み検出センサ２１および／または２２の検出値に基づいて上フレーム２および下フレーム３の撓み量を求め、この撓み量を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダ１２の必要締め込み量を算出し、これに基づいて上部レベリングロール６のクラウニング補正を行う。これにより、被矯正材である金属板Ｐの幅方向の圧下量差を小さくすることができ、より平坦度の高い矯正を実施することができる。
【００３８】
また、上フレーム２および下フレーム３の撓み量を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダ１２の必要締め込み量に加えて、圧下シリンダ４とハウジング１との間に取り付けられたロードセル（または油圧圧力変換器）２３による、圧下シリンダ４、油圧式クラウニングシリンダ１２、上ロールフレーム５、上バックアップロール７、上部中間ロール１３、上部レベリングロール６、下部レベリングロール８、下部中間ロール１４、下バックアップロール９、下ロールフレーム１０の圧縮変形情報に基づいて、この圧縮変形を解消するに必要な個々の油圧式クラウニングシリンダ１２の必要締め込み量を算出し、両方の必要締め込み量の合計値に基づいて上部レベリングロール６のクラウニング補正を行うようにすることもできる。これにより、被矯正材である金属板Ｐの幅方向の圧下量差を一層小さくすることができ、さらに一層平坦度の高い矯正を実施することができる。
【００３９】
なお、このようなクラウニング補正については、特許第３４４３０３６号公報、特許第３７２６１４６号公報に詳しく記載されており、これら公報の記載内容も本明細書に含まれるものとする。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、レベリングロールの上ロールを下ロールに対して圧下する装置を示したが、下ロールを上ロールに対して圧下してもよい。また、本発明の範囲を逸脱しない限り、上記実施形態の構成要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。
【符号の説明】
【００４１】
１；ハウジング
２；上フレーム
３；下フレーム
４；圧下シリンダ
５；上ロールフレーム
６；上部レベリングロール
７；上バックアップロール
８；下部レベリングロール
９；下バックアップロール
１０；下ロールフレーム
１２；油圧式クラウニングシリンダ
１３；上部中間ロール
１４；下部中間ロール
１５；駆動装置
２１，２２；撓み検出センサ
５０；制御装置
１００；ローラレベラ
Ｐ；金属板（被矯正材）
【図１】
2012171004.tif 000003
【図２】
2012171004.tif 000004
【図３】
2012171004.tif 000005
【図４】
2012171004.tif 000006