JPH0745054B2 - 熱間圧延機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は鉄鋼業等で用いられる熱間圧延機に係わり、と
りわけ圧延材尾端部の板厚を適切に調整することができ
る熱間圧延機に関する。

（従来の技術） 従来の熱間圧延機を第７図および第８図により説明す
る。

第７図に示すように、熱間圧延機は圧延材を粗圧延する
粗圧延機６と、圧延材をコイルアイを有するコイル状に
巻取るコイルボックス８と、圧延材を仕上圧延する連続
仕上圧延機７とを順次配置して構成されている。

次に第８図により連続仕上圧延機７について詳述する。

第８図に示すように、通常、連続仕上圧延機７は４〜７
台の独立した圧延機（以下、スタンドという）1A〜1Dを
配設して構成され、各スタンド1A〜1D間にはスタンド1A
〜1D間の圧延材に働く張力（以下スタンド間張力とい
う）を一定に保つよう制御するルーパ２が備えられてい
る。圧延材は上下ワークロール３の間を通過して圧延さ
れるが、ワークロール３はバックアップロール４を介し
て圧下装置５に接続されている。

この圧下装置５は図示しない電動機または油圧シリンダ
によって駆動され、上下ワークロール３の間隔（以下圧
下間隔という）を調節できるようになっている。

ところで、連続仕上圧延機７の自動板厚制御は、公知の
ゲージメータ自動板制御方式（以下ゲージメータAGCと
いう）をマイナーループにもった公知のＸ線モニター自
動板厚制御方式（以下Ｘ線モニターAGCという）により
圧下間隔を調節することによって行なわれる。圧延され
た圧延材の板厚は圧延荷重、圧下間隔、スタンド間張力
等の関数となる。この場合、隣接する前後のスタンドに
圧延材が噛込んでいる間はルーパ２によってスタンド間
張力が一定に保たれるので、圧延材の板厚はゲージメー
タAGCおよびＸ線モニターAGCによって均一になるよう容
易に制御できる。しかし、圧延材が前段スタンドを抜け
るとスタンド間張力が突然失われるため、圧延材の尾端
部のみ板厚が増大してしまう。このため従来、圧延材が
前段スタンドを抜けると同時に各自スタンドの圧下間隔
を操作して板厚の増大を補正する尾端板厚補償方法が用
いられている。

この従来の尾端板厚補償方法では、補正される圧延材の
長さは各スタンド間の間隔（通常5,5m）に等しくなる。
また、連続仕上圧延機７の第１スタンド1Aより前段には
圧延材に張力を生じさせる装置がないので、スタンド間
張力喪失に起因する板厚変化が発生しない。このため従
来の尾端板厚補償方法では、スタンド1Aの圧下間隔を操
作することはなかった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の尾端板厚補償方法によっては、コ
イルボックス８から送られる圧延材を連続仕上圧延機７
で仕上圧延する際問題が生じる場合がある。

すなわち、第７図に示すように、粗圧延機６と連続仕上
圧延機７との間にコイルボックス８を設けた熱間圧延機
においては、圧延材尾端部が後述するコイルボックス・
マンドレル部に接触あるいは近接しているため冷却され
て温度降下を起こし、この部分が板厚の増加を生じさせ
る。

次に第6a図および第6b図によりコイルボックス８につい
て説明する。

粗圧延機６で圧延された中間製品の圧延材（以下トラン
スファーバーという）９はコイルボックス８内で順次外
側に重ねるようにコイル状に巻取られる。このコイル状
に巻取られたトランスファーバー９の中空部分をコイル
アイという。一度巻取られたトランスファーバー９は、
再び巻戻しながら連続仕上圧延機７に入るが、巻戻し中
にコイルが移動しないよう固定するため、コイルボック
ス・マンドレル10がコイルアイに挿入される。

また、トランスファーバー９の先端部および尾端部は、
形状が不安であるため、コイルボックス８と連続仕上圧
延機７との間に設けられたクロップシャー11で適当に切
断される。

このように圧延材がコイル状に巻取られると、圧延材の
コイルアイ部がコイルボックス・マンドレル10に接触あ
るいは近接しているため冷却される。そしてこの冷却さ
れたコイルアイ部は、巻戻されて連続仕上圧延機７で圧
延される際局部的に塑性変形に対する変形抵抗（以下、
塑性変形抵抗という）を増大させ圧延材の板厚を増大さ
せてしまう。

圧延材はコイルボックス８内で順次外側に重なるように
巻取られるため、塑性変形抵抗の増大したコイルアイ部
の長さｌは（１）式で与えられるが、このｌは一般的に
はスタンドの間隔と等しくない。

ｌ＝πｄ−δ ……………（１） ここで、πは円周率、ｄはコイルアイ直径、δはクロッ
プシャー切断長である。

ところで、従来の尾端補償方法は圧延材の尾端からスタ
ンド間隔までの圧延材の補償をするものであるのに対
し、コイルアイ部は圧延材の尾端から（１）式で示され
る長さまでの部分となっているので、従来の尾端補償方
法によってはコイルアイ部の板厚増大を防止することは
むずかしい。

すなわち、塑性変形抵抗の増大したコイルアイ部が連続
仕上圧延機７の第１スタンド1Aで圧延された結果の等価
材料長Ｌは（２）式で与えらえる。

ここで、Ｈは第１スタンド1Aの入側板厚すなわちトラン
スファーバーの板厚、ｈは第１スタンド1Aの出側板厚を
表わしている。

出側板厚ｈと入側板厚Ｈの比 を圧下率とよぶが、圧下率が大きい場合、塑性変形抵抗
の増大したコイルアイ部の等価材料長Ｌが第１スタンド
1Aと第２スタンド1Bとの間の間隔より長くなることがあ
る。このため、圧延材が第１スタンド1Aを抜けると同時
に第２スタンド1Bの圧下間隔を操作しても間に合わず、
コイルアイ部で板厚の不均一な部分が残ってしまう。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
とりわけコイルアイ部の板厚を他の部分と略同様に調整
することができる熱間圧延機を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、圧延材をコイルアイを有するコイル状に巻取
り巻戻すコイルボックスと、圧延材を仕上圧延する連続
仕上圧延機とを順次配置してなる熱間圧延機において、
前記コイルボックスと前記連続仕上圧延機との間であっ
て前記連続仕上圧延機から前記圧延材のコイルアイ部長
さ以上離れた位置に前記圧延材の尾端を検出する尾端検
出器を設け、前記連続仕上圧延機と前記尾端検出器との
間に前記圧延材の移動距離を検出する移動距離検出器を
設け、前記尾端検出器からの信号と前記移動距離検出器
からの信号により前記圧延材のコイルアイ部先端が前記
第１スタンドに来たと判断するとともに、前記連続仕上
圧延機の第１スタンドの圧下間隔を所定の値に調整する
調整器を設けたことを特徴とする熱間圧延機である。

（作用） 圧延作業中、圧延材の尾端を検出する尾端検出器からの
信号と、圧延材の移動距離を検出する移動距離検出器か
らの信号により調整器が圧延材のコイルアイ部の先端が
第１スタンドにきたと判断し、この調整器からの信号に
より第１スタンドの圧下間隔が所定の値に調整されたコ
イルアイ部の板厚が他の部分と略同様の板厚に保たれ
る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。

第１図および第２図は本発明による熱間圧延機の第１の
実施例を示す図である。なお従来装置と同一部分には同
一符号を付して詳細な説明は省略する。

熱間圧延機は、第７図に示す従来装置と同様圧延材を粗
圧延する粗圧延機６と、圧延材をコイルアイを有するコ
イル状に巻取りその後巻戻すコイルボックス８と、圧延
材を仕上圧延する連続仕上圧延機７とを順次配置して構
成されている。

また第１図および第２図に示すようにコイルボックス８
と連続仕上圧延機７との間には、トランスファーバー９
の先端部および尾端部を切断するためのクロップシャー
11が設けられている。さらに、コイルボックス８と連続
仕上圧延機７との間には、圧延材の尾端を検出する尾端
検出器12が設けられている。この尾端検出器12から連続
仕上圧延機７までの距離（第１スタンド1Aまでの距離）
L₀は、圧延材のコイルアイ部ｌの長さより大きくなって
いる。

また、クロップシャー11と連続仕上圧延機７との間に圧
延材の移動距離検出器、例えばパルス発振器13が連続さ
れている。

さらに、尾端検出器12とパルス発振器13は調整器15に接
続されている。この調整器15は尾端検出器12からの信号
とパルス発振器13からの信号により、圧延材のコイルア
イ部の先端が連続仕上圧延機７の第１スタンド1Aに来た
と判断し、この場合、第１スタンド1Aの圧下間隔を所定
の値に調整するものである。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

圧延材は粗圧延機６で粗圧延された後、トランスファー
バー９となってコイルボックス８内でコイルアイを有す
るコイル状に巻取られ、コイルアイにコイルボックス・
マンドレル10が挿入される。そしてコイルボックス８内
で巻取られたトランスファーバー９は、巻戻されながら
連続仕上圧延機７で連続仕上圧延が行なわれる。

また、トランスファーバー９が連続仕上圧延機７に入る
際、トランスファーバー９の先端部および尾端部はクロ
ップシャー11で適当に切断される。

さらに連続仕上圧延機７における連続仕上圧延機作業
中、従来装置と同様ルーパ２によってスタンド間の張力
を一定に保持しながら、圧延材の板厚はゲージメータAG
CをマイナーループにもったＸ線モニターAGCによって均
一になるよう制御される。

またトランスファーバー９が前段スタンドを抜けると、
スタンド間張力が突然失われてトランスファーバー９の
尾端部の板厚が増してしまうので、従来装置と同様尾端
部補償方法が用いられている。すなわち、トランスファ
ーバー９の前段スタンドを抜けると同時に各自スタンド
の圧下間隔を操作して板厚の増大を補正している。

トランスファーバー９の連続仕上圧延が進んでトランス
ファーバー９の尾端が尾端検出器12を通過すると、尾端
検出器12がこの尾端を検出しトランスファーバー９のコ
イルアイ部の追跡が開始される。

すなわち、尾端検出器12がトランスファーバー９の尾端
を検出するトランスファーバー９の移動距離がパルス発
振器13により検出され、尾端検出器12からの信号とパル
ス発振器13からの信号によって調整器15でコイルアイ部
の先端が第１スタンド1Aにきたことを演算し切断する。

調整器15内で行なわれる演算は次のとおりである。

尾端検出器12がトランスファーバー９の尾端を検出した
後のトランスファーバー９の移動距離が、（３）式で算
出された予想距離Ｘと一致した時、コイルアイ部の先端
が第１スタンド1Aに来たと判断する。

Ｘ＝L₀−ｌ ……………（３） ここでL₀は尾端検出器12から第１スタンド1Aまでの距
離、ｌはコイルアイ部の長さである。

このように調整器15内でコイルアイ部の先端が第１スタ
ンド1Aにきたことを演算して判断すると、調整器15は第
１スタンド1Aの圧下間隔を所定の値に調整する。この場
合、調整される第１スタンド1Aの圧下間隔は、変形抵抗
が大きいコイルアイ部を他の部分と略同様の板厚にする
ような値となっている。

このように本実施例によれば、尾端検出器12からの信号
とパルス発振器13からの信号によって調整器15でコイル
アイ部の先端が第１スタンド1Aに来たことを判断し、こ
の調整器15によって第１スタンド1Aの圧下間隔が所定の
値に調整されるので、変形抵抗が大きいコイルアイ部を
他の部と略同様の板厚にすることができ、圧延材の板厚
を均一に保つことができる。

次に第３図により本発明による熱間圧延機の第２の実施
例について説明する。

第３図に示すように、第２の実施例はパルス発振器13を
クロップシャー11と連続仕上圧延機７との間に接続する
代わりに、連続仕上圧延機７の第１スタンド1Aに連続し
たものであり、他の点は第１の実施例と同様である。

また調整器15内で行なわれる演算は（３）式の代わり
に、次の（４）式を用いる。

Ｘ＝（L₀−ｌ）（１−b₁） ……（４） ここで、L₀、ｌ、は（３）式と同様であり、b₁は第１ス
タンド1Aの行進率である。

次に第４図により本発明による熱間圧延機の第３の実施
例について説明する。

第４図に示すように、第３の実施例は移動距離検出器と
してパルス発振器の代わりに、第１スタンド1Aの電動機
に接続された速度検出器16を用いたものであり、他の点
は第１の実施例と同様である。

すなわち、連続仕上圧延機７の各スタンド1A,1B,1C…は
電動機で駆動されており、各スタンドの電動機は速度制
御装置によって速度制御されている。このため、通常各
スタンドの電動機には、電動機速度を検出する速度検出
器16が接続されている。

調整器15内では、速度検出器16で検出される電動機速度
V₁を（５）式のように時間積分することにより予想距離
Ｘを演算する。

Ｘ＝（L₀−ｌ）（１−b₁）＝∫V₁dt ………（５） 本実施例によれば、移動距離を検出するため既設の速度
検出器16を用いることができるので、パルス発振器のよ
うな特別の装置を設ける必要はない。

次に第5a図および第5b図により本発明による熱間圧延機
の第４の実施例について説明する。

第４の実施例は、圧下率が比較的小さい場合におけるコ
イルアイ部の板厚増加を、第１スタンド1Aおよび第２ス
タンド1Bで補正するものである。

第5a図に示すように、第４の実施例は移動距離検出器と
してパルス発振器の代わりに、第１スタンド1Aに接続さ
れた速度検出器16および第２スタンド1Bに接続された速
度検出器17を用いている。そして各速度検出器16,17は
調整器15に接続されている。調整器15は尾端検出器12か
らの信号と速度検出器16からの信号によりコイルアイ部
の先端が第１スタンド1Aに来たと判断し、この場合、第
１スタンド1Aの圧下間隔を調整するものであり、また同
時に尾端検出器12からの信号と速度検出器17からの信号
によりコイルアイ部の先端が第２スタンド1Bに来たと判
断した場合、第２スタンド1Bの圧下間隔を調整するもの
である。

次に本実施例の作用について説明する。

尾端検出器12がトランスファーバー９の尾端を検出した
後、速度検出器16によって検出されるトランスファーバ
ー９の移動距離が（５）式で演算された予想距離Ｘと一
致した時、調整器15はコイルアイ部の先端が第１スタン
ド1Aに来たと判断する。このようにコイルアイ部の先端
が第１スタンド1Aに来たと判断した場合、調整器15によ
って第１スタンド1Aの圧下間隔が調整される。

次に、第２スタンド1Bについては、（６）式でコイルア
イ部の等価材料長に対する予想距離Ｙを算出し、コイル
アイ部の先端が第２スタンド1Bに来たと判断した場合、
調整器15によって1Bに来たと判断した場合、調整器15に
よって第２スタンド1Bの圧下間隔が調整される。

l,b₁は前述のとおりであり、b₂は第２スタンド1Bの後進
率、V₂は速度検出器17によって検出される電動機速度L
₁₂はスタンド間距離である。

第５（ｂ）図は横軸に時間ｔ、縦軸に圧下間隔S₀をとっ
た第２スタンド1Bに対する圧下間隔の補正動作を示すタ
イミングチャートである。

時速t₁はスタンド間張力喪失に起因する板厚の増加に対
する圧下間隔の補正動作開始時期を表わし、時刻t₂はコ
イルアイ部の塑性変形抵抗の増加に起因する板厚の増加
に対する圧下間隔の補正動作開始時期を表わしている。

このように、圧下率が小さく塑性変形抵抗が増加したコ
イルアイ部の等価材料長がスタンド間隔L₁₂を越えない
場合、第２スタンド1Bに対しても本発明の適用が可能で
ある。また、塑性変形抵抗は圧延材の板幅に比例するの
で、圧下間隔の補正量εを算出する式は（７）式のよう
になる。

ε＝ｋ・Ｗ ……………（７） ここでｋは材料の組成等で決まる鋼種定数、Ｗは圧延材
板幅を表わしている。

コイルボックス・マンドレルに接触あるいは近接するこ
とによる圧延材の温度降下は、一定である。このため、
各種圧延材に対する鋼種定数ｋの表を予め決定しておく
ことにより、この表を適宜参照し、板幅との積をとるこ
とによって圧下間隔の補正量εを自動的に設定すること
ができる。

本実施例によれば、圧下率が比較的小さい場合における
コイルアイ部の塑性変形抵抗の増加を第１スタンド1Aと
第２スタンド1Bを用いて補正することにより圧延材の板
厚をより確実に均一に保つことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、圧延材のコイルア
イ部の先端が第１スタンドに来たとき、第１スタンドの
圧下間隔を所定の値に調整することにより、コイルアイ
部の板厚を他の部分と略同様の板厚に保つことができ
る。このため、均一な板厚を有する品質の高い圧延製品
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱間圧延機の第１の実施例を示す
概略系統図であり、第２図は第１図の拡大詳細図、第３
図は本発明による熱間圧延機の第２の実施例を示す概略
系統図、第４図は本発明による熱間圧延機の第３の実施
例を示す概略系統図、第5a図は本発明による熱間圧延機
の第４の実施例を示す概略系統図、第5b図は第４の実施
例において第２スタンド1Bの圧下間隔の補正動作を示す
タイミングチャート、第6a図および第6b図は上記の熱間
圧延機のコイルボックスの詳細を示す図、第７図は従来
の熱間圧延機を示す概略系統図、第８図は従来の熱間圧
延機の連続仕上圧延機を示す概略図である。 ６…粗圧延機、７…連続仕上圧延機、８…コイルボック
ス、９…トランスファーバー、12…尾端検出器、13…パ
ルス発振器、15…調整器、16,17…速度検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧延材をコイルアイを有するコイル状に巻
   取り巻戻すコイルボックスと、圧延材を仕上圧延する連
   続仕上圧延機とを順次配置してなる熱間圧延機におい
   て、前記コイルボックスと前記連続仕上圧延機との間で
   あって前記連続仕上圧延機から前記圧延材のコイルアイ
   部長さ以上離れた位置に前記圧延材の尾端を検出する尾
   端検出器を設け、前記連続仕上圧延機と前記尾端検出器
   との間に前記圧延材の移動距離を検出する移動距離検出
   器を設け、前記尾端検出器からの信号と前記移動距離検
   出器からの信号により前記圧延材のコイルアイ部先端が
   前記第１スタンドに来たと判断するとともに、前記連続
   仕上圧延機の第１スタンドの圧下間隔を所定の値に調整
   する調整器を設けたことを特徴とする熱間圧延機。