(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機の零調方法において、
上ワークロールと上バックアップロールを接触し、下ワークロールと下バックアップロールを接触し、かつ上下ワークロールを接触させない状態で回転させ、しかる後にワークロールの回転を停止させて、レベリング零調を行うことを特徴とする圧延機の零調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機の零調方法に係り、特にクロスロール圧延機に用いるのに好適な、ロールを回転停止した状態での零調の精度を向上させることが可能な圧延機の零調方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な熱間圧延の仕上圧延機の正面図を図１に示す。図において、Ｏｐはオペレータ側（被駆動側）を示し、Ｄｒはドライブ側（駆動側）を示す。１はオペレータ側の油圧圧下シリンダであり、２はドライブ側の油圧圧下シリンダである。又、５は上バックアップロール、６は上ワークロール、７は下ワークロールであり、８は下バックアップロールである。又、３はオペレータ側ロードセル（荷重検出器）であり、４はドライブ側ロードセルである。
【０００３】
圧延において、目標の板厚に圧延するためには、仕上圧延機の上下ワークロール６、７間ギャップの開度設定が必要である。この開度設定は、上バックアップロール５上のオペレータ側及びドライブ側の油圧圧下シリンダ１、２などのアクチュエータにより設定される。この油圧圧下シリンダ１、２などのアクチュエータ端位置（油柱長などから決まる）は、例えばシリンダ内のマグネスケールなどのセンサにより認識される。以下、アクチュエータが油圧シリンダである場合を例に説明するが、ロールの組み替えによりワークロール６、７の径が変化すると、ロール間開度がゼロとなる油柱位置（マグネスケールなどのセンサの出力値）が変化する。
【０００４】
このため、ワークロール６、７のロール間開度が零となる油柱長を記憶し、その値を基準にして油圧圧下シリンダ１、２の位置調整を行い、ロール間開度の油柱位置を記憶する作業（ロール間開度と油柱位置の対応をつける作業）を圧下位置零調という。上述したように、ロールの径が変化するとロール間開度が零となる油柱位置が変化するため、ワークロール６、７を組み替えた際、圧下位置零調を実施する必要がある。あるいは、圧下位置零調は、上下ワークロール６、７を開度零として接触させ、更に所定の力で締め込むことにより、その所定の力で締め込んだときの開度をマイナスの所定値に設定し記憶する場合もある。
【０００５】
又、ロール間開度がロール中心軸方向（ロールバレル方向）で平行（均一）でない場合には、オペレータ側及びドライブ側で圧下量に差が生じ、圧延材に蛇行が発生する恐れがある。従って、上述した圧下位置零調と同時に、ロール間開度のロールバレル方向の平行度を確保する目的で、該平行度を確保するようにアクチュエータを動作させた上、オペレータ側及びドライブ側の油柱差も記憶する。この作業をレベリング零調という。圧下位置零調においては、例えば所定荷重１５０００[ｋＮ]まで締込み、この時の差荷重（オペレータ側３の荷重とドライブ側４の荷重の差）が目標差荷重範囲内となるようにオペレータ側及びドライブ側の油圧圧下シリンダ１、２の油柱位置を調整してレベリング零調し、その値を記憶する。
【０００６】
このとき一般に、ワークロール６、７は回転しているが、ワークロール６、７が回転していると、ワークロール、バックアップロール間でロールがクロスしている場合、各ロールのロールバレル方向にスラスト力が発生する。このスラスト力は、実際の荷重に対するスラスト力の大きさを表すスラスト係数によって決まる。
【０００７】
図２に、ロールのクロス角とスラスト係数との関係を示す。微妙なクロス角の変動によってもスラスト係数（上下ワークロールにロールバレル方向に作用するスラスト力の絶対値の平均を、上下ワークロールに上下方向に作用する荷重で除した値）が大きく変化するクロス角領域がある。従って、クロス角がわずかに変化しただけでも、大きなスラスト力変動が発生する場合がある。
【０００８】
又、図３にロール１０の平面図を示す。図３に示すように、圧延機はハウジング９（クロスロール圧延機の場合はクロスヘッド１３）とロールチョック１１との間にクリアランスｄをもっており、その分、クロス角θが変化する。このクリアランスｄによるクロス角θの変化は、通常、制御不能である。例えば図３に示す例では最大で０．０４°の微小クロス角誤差が生じ得る。
【０００９】
又、図４に下ワークロール７と下バックアップロール８がクロスしている場合のクロス角と差荷重及びスラスト力の関係を示す。図４に示すように、θ＝０．０４°という微小なクロス角誤差しか生じていない場合でも、１２００[ｋＮ]のスラスト力が発生する。このスラスト力は、モーメントの関係により、オペレータ側及びドライブ側の差荷重を６００[ｋＮ]変化させる。その結果、レベリング絶対量は６００[μｍ]変化する。
【００１０】
このようなスラスト力により差荷重変化が生じる状態で、差荷重が目標差荷重となるようにレベリング零調する方法では、クロス角が０°以外の有限の値の場合、それに応じたスラスト力の分だけ、レベリング適正値（ロール間ギャップが平行な状態）から変化してしまう。クロス角がゼロで零調するのが望ましいところ、機械精度上少しでも有限な値のクロス角が生じた場合、むしろこのように極小のクロス角の領域でスラスト荷重が発生し易く、零調の大きな外乱要因となるのである。従って、この状態で圧延を実施した場合には、被圧延材に蛇行が発生し、ライントラブルを誘発し稼働率が低下する虞れがあるという問題がある。
【００１１】
これらの問題点を解決するため、特開平１０−１２８４１６には、圧下位置のレベリング零調を実施する際、ワークロールの回転を停止することによりスラスト力を減少させ、レベリング零調の差荷重のばらつきを小さくするという手法が提案されている。ちなみに特開平１０−１２８４１６はクロスロール圧延機の場合を想定している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１０−１２８４１６のような方法によれば、図５に示すクリアランスｄ内でのチョック位置は、ロール組み替え時のクロスヘッド１３との関係にて決定し、ロール組み替えタイミング毎に異なるため、ワークロール７は出側クロスヘッド１３に張付き、バックアップロール８は入側クロスヘッド１２に張付くという、本来望ましいオフセット位置からずれる場合がある。
【００１３】
図６に上記方法によりレベリング零調を実施した後、ワークロールの回転を停止した状態でクロス角を増大、減少させた場合のバックアップロールチョック位置を測定し、クロス角の増大、減少にともなうチョックの移動方向の違いによるチョック位置の差をとった結果を示す。チョック位置の差とは、同一クロス角における図５中ｄ方向の位置差を示している。図６によると、同一のクロス角においても前設定クロス角からのクロス角変更方向によりロールチョック位置が異なることがわかる。これは、クロス角を増大させる場合にはロールチョック１１はクロスヘッドの一方から押され、クロス角を減少させる場合にはクロスヘッドの他方から押される構造であるため、ロールチョック１１の位置がクリアランスｄ内で移動しているためである。
【００１４】
図７に上記クロス角変更試験時において各クロス角で１５０００[ｋＮ]圧下した場合に発生する差荷重を示す。図７に示す差荷重は、同一のクロス角においても前設定クロス角からのクロス角変更方向により異なることがわかる。
【００１５】
図６、７の結果は、図３、５に示すクリアランスｄ内でのチョックの位置の微妙な変動がレベリング零調時の差荷重に影響することを示している。つまりクリアランスｄ内でチョックの位置が変動する分だけ、レベリング零調時の差荷重には誤差が含まれていることを示している。図７の結果によれば、同じクロス角０°であっても、クロス角をひとたび増大、減少させて０°に戻した場合には、先述の図６に示した通り、チョックの位置の誤差０．７ｍｍが生じている結果、オペレータ側及びドライブ側の差荷重は５０[ｋＮ]程度の誤差を生じてしまう。ちなみに、これに相当するレベリング零調油柱長差換算誤差は６０[μｍ]である。
【００１６】
本発明は、以上に説明した従来の問題に鑑みてなされたものであり、圧下位置零調及びレベリング零調の精度を向上する技術を提供することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延機の零調方法において、上ワークロールと上バックアップロールを接触し、下ワークロールと下バックアップロールを接触し、かつ上下ワークロールを接触させない状態で回転させ、しかる後にワークロールの回転を停止させて、レベリング零調を行うようにして、前記課題を解決したものである。
【００１８】
本発明は、圧延機のワークロールの回転を停止したレベリング零調方法において、図８に示すように、零調に本来望ましいオフセット位置にないワークロールチョックが出側クロスヘッド１３に張付き、バックアップロールチョックが入側クロスヘッド１２に張付いたオフセット位置に安定化させるため（入側、出側とは被圧延材搬送方向上流側を入側、下流側を出側とする）、上記レベリング零調の前に、上下ワークロール６、７を接触させない状態、上ワークロール６と上バックアップロール５は接触させた状態、下ワークロール７と下バックアップロール８は接触した状態、および上下ワークロールの締込荷重を作用させない状態でワークロール６、７を回転させ、上ワークロール５、上バックアップロール６間および下ワークロール７、下バックアップロール８間に図５でいうｄ方向に反発力を働かせることにより、ワークロールチョック、バックアップロールチョックをそれぞれオフセット位置に移動させた後、ワークロールの回転を停止させて上記レベリング零調を行うことにより、クリアランス内でのチョック位置による差荷重誤差を低減させ、レベリング零調の精度を向上させるようにしたものである。以上の説明は、クロスロール圧延機の場合は、クロス角が０°の状態で行うのが好ましく、又、このとき、ワークロールを中心軸方向に撓ませるベンダーについても力を積極作用させず、軽度の力、例えばオペレータ側、ドライブ側、片側あたり５０[ｋＮ]が作用したバランスの状態とすることが好ましい。
【００１９】
本発明によれば、ワークロールの回転を停止したレベリング零調時、クリアランス内でのチョック位置をオフセット位置に安定するようにしたため、チョック位置による差荷重誤差の影響を受けることがなくなり、精度良くロール間ギャップが平行な状態に設定することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態の一例を、詳細に説明する。
【００２１】
本実施形態は、例えば図１に示すような一般的な熱間仕上圧延機に対し実施される場合を例に、図９に示すフローチャートに従って零調する。
【００２２】
前述したように、ワークロール６、７を組み替えた際、圧下位置零調やレベリング零調を実施する。図９のステップ１００において、ワークロール組み替え完了後、ベンダーをバランス状態にした後、ステップ１１０において、ロードセル荷重をリセットする。
【００２３】
ステップ１２０において、図８に示す油圧シリンダー１、２を例えば１ｍｍ上昇させ、上下ワークロールが接触していない状態とする。
【００２４】
ステップ１３０において、クロス角が０°であることを確認し、ゼロでない場合には０°に変更を実施した後、ステップ１５０に進む。
【００２５】
ステップ１５０において、上下ワークロール６、７を接触させない状態で回転させる。このとき、バックアップロール５、８はワークロールとの接触転動による摩擦で発熱するが、ロールのプロフィルに凹凸があると、当たりに局部的な違いが生じ、バックアップロール５、８に強く接していた部分と、そうでない部分との間に温度差が生じ、これによりワークロール６、７がいびつな熱変形を起こしてしまう場合がある。
【００２６】
そこで、このような熱変形防止のためにワークロール６、７に冷却水を噴射するなどの措置を講じた上で、ワークロール６、７を回転させ、回転開始から例えば３０秒経過した時点でステップ１６０へ進む。
【００２７】
ステップ１６０にて、上下バックアップロールが回転しているかどうかを検出する。これはスリップしていないかの確認のために行う。回転していれば、図８に示すように上バックアップロール５と上ワークロール６、下ワークロール７と下バックアップロール８の間に反発力が作用していると判断し、ステップ１８０にてワークロールの回転を停止する。回転していなければ、ステップ１７０へ行き、シーケンスを停止し、ステップ１００へと戻る。
【００２８】
ステップ１９０にて、圧下荷重制御により、上下ワークロール締込荷重（オペレータ側ロードセル３、ドライブ側ロードセル４の検出荷重の合計）が１５０００±５０ｋＮとなるまで、油圧圧下シリンダー１、２を下降させる。
【００２９】
それが完了するとステップ２００に行き、１５０００ｋＮ圧下時において、オペレータ側ロードセル３、ドライブ側ロードセル４の荷重の差が、例えば５００ｋＮ以上の場合、レベリング零調を実施する。レベリング零調は、オペレータ側ロードセル３、ドライブ側ロードセル４の検出荷重の差が縮小するように、オペレータ側、ドライブ側いずれかの油圧圧下シリンダの油柱長を調整することで行う。例えば、オペレータ側ロードセル３の検出荷重がドライブ側ロードセル４の検出荷重に比べ大きい場合は、オペレータ側の油圧圧下シリンダの油柱長を短くするか、ドライブ側の油圧圧下シリンダの油柱長を長くするように微調整する動作を、オペレータ側ロードセル３、ドライブ側ロードセル４の荷重の差が５００ｋＮ未満となるまで行う。
【００３０】
レベリング零調を実施した場合は、締込荷重が前述の１５０００±５０ｋＮから外れてしまっている可能性があるため、ステップ１９０へ戻り、以降の一連のシーケンスを再度経るようにして、最終的に上下ワークロール締込荷重（オペレータ側ロードセル３、ドライブ側ロードセル４の検出荷重の合計）とオペレータ側ロードセル３、ドライブ側ロードセル４の検出荷重の差が所定範囲内になるようにして、零調完了とする。
【００３１】
図１０に、このときの仕上圧延機各スタンドＦ１〜Ｆ７におけるオペレータ側とドライブ側の油柱差（レベリング零調値）のばらつきを示す。各圧延機の目には見えない微妙な特性の違い（ハウジングとチョックの機械的な摩擦や、上下ワークロールやバックアップロールの中心軸方向の直径分布の違いによるものと推定）により、図１０に示すように、ワークロール組み替え時の圧延機の零調において、上ワークロール６と上バックアップロール５を接触させ、下ワークロール７と下バックアップロール８を接触させ、上下ワークロール６、７を接触させない状態で回転させた後、ワークロールを停止し、レベリング零調を行った方が、単にロールの回転を停止した後にレベリング零調を行った場合よりも油柱差のばらつきが小さくなっていることがわかる。
【００３２】
以上、熱間仕上圧延機の場合を例に説明したが、本発明は熱間粗圧延機あるいは冷間圧延機にも適用可能なことは明らかであり、また、ペアクロスやワークロール単独クロスなどのいわゆるクロスロール圧延機以外の形式の圧延機にも適用可能である。このほか、アクチュエータは油圧、電動スクリュウの他、いかなるものでも良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、上下ワークロールチョック位置を零調に本来望ましいオフセット位置に安定させ、ハウジング９（またはクロスヘッド１２、１３）とロールチョック１１間のクリアランス内でのロールチョック位置の変動による差荷重誤差の影響を受けることがなくなり、目標差荷重に設定することで精度良くロール間ギャップが平行な状態に設定することが可能となり、ロールを回転停止した状態での零調の精度を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な熱間圧延仕上圧延機の概略構成を示す正面図
【図２】ロールクロス角とスラスト係数の関係を示す線図
【図３】クリアランス内で微小なクロス角誤差が生じるメカニズムを説明するための平面図
【図４】微小なクロス角誤差により生じるスラスト力と差荷重の関係を示す線図
【図５】ワークロール、バックアップロールのオフセット状態を示す側面図
【図６】クロス角の増大、減少に伴なうチョック移動方向の違いによるチョック位置差を示す線図
【図７】クロス角とその増大、減少方向の違いによる差荷重の違いを示す線図
【図８】ワークロールを回転させることによる本発明の作用を示す側面図
【図９】本発明の実施手順を示すフローチャート
【図１０】本発明による零調の効果を各圧延機スタンド毎に示す図
【符号の説明】
１…オペレータ側油圧圧下シリンダ
２…ドライブ側油圧圧下シリンダ
３…オペレータ側ロードセル
４…ドライブ側ロードセル
５…上バックアップロール
６…上ワークロール
７…下ワークロール
８…下バックアップロール
９…ハウジング
１０…ロール
１１…ロールチョック
１２…入側クロスヘッド
１３…出側クロスヘッド
【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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