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JP4460493B2 - Calculation method of thermal crown of work roll in rolling mill - Google Patents
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JP4460493B2 - Calculation method of thermal crown of work roll in rolling mill - Google Patents

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JP4460493B2 JP2005172016A JP2005172016A JP4460493B2 JP 4460493 B2 JP4460493 B2 JP 4460493B2 JP 2005172016 A JP2005172016 A JP 2005172016A JP 2005172016 A JP2005172016 A JP 2005172016A JP 4460493 B2 JP4460493 B2 JP 4460493B2
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Description

熱間圧延において板クラウンおよび板形状設定計算に使用するサーマルクラウン予測を高精度に算出するための計算方法に関して、同予測モデルに使用するロールバイト内熱伝達係数を高精度に算出するための方法に関する。   A method for calculating the heat transfer coefficient in the roll bite used for the prediction model with high accuracy, regarding the calculation method for calculating the thermal crown prediction used for calculating the plate crown and plate shape in hot rolling with high accuracy. About.

熱間圧延において高精度な板クラウン形状制御を実現するためには、圧延材の幅方向板厚分布に直接的に影響を及ぼすワークロールサーマルクラウン予測の高精度化が重要である。これまで、サーマルクラウン予測に関しては、例えば、特許文献1や特許文献2に示すように、熱間圧延で実用的な計算時間でかつ高精度な予測を行うモデルの提案が行われている。   In order to realize highly accurate sheet crown shape control in hot rolling, it is important to increase the accuracy of work roll thermal crown prediction that directly affects the thickness direction thickness distribution of the rolled material. Until now, as for thermal crown prediction, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example, models have been proposed that perform prediction with high accuracy in practical calculation time in hot rolling.

上記予測モデルでサーマルクラウンを計算する際に必須であるワークロールへの入熱および抜熱にかかわる熱伝達係数は、サーマルクラウン量やワークロール温度の変化からその量を表現するように、あらかじめ設定値として与えている。圧延条件(板厚スケジュール、圧延速度など)やワークロール温度によって、ワークロールへの入熱が異なることは知られており、これにかかわる熱伝達係数を設定値として扱った場合、サーマルクラウン予測に誤差を生じる。   The heat transfer coefficient related to heat input to and extraction from the work roll, which is indispensable when calculating the thermal crown with the above prediction model, is set in advance so that the amount can be expressed from changes in the thermal crown amount and work roll temperature. It is given as a value. It is known that the heat input to the work roll varies depending on the rolling conditions (sheet thickness schedule, rolling speed, etc.) and the work roll temperature, and if the heat transfer coefficient related to this is treated as a set value, it is necessary to predict the thermal crown. An error is generated.

これに対して、例えば特許文献3に示すように、ロールバイト内の熱伝達係数を接触弧長の関数として与え、サーマルクラウン予測モデルに反映した予測方法が提案されている。   On the other hand, as shown in Patent Document 3, for example, a prediction method is proposed in which a heat transfer coefficient in a roll bit is given as a function of a contact arc length and reflected in a thermal crown prediction model.

特許文献3による場合、ロールバイト内の熱伝達係数を、圧延ワークロール円周方向の表面温度とワークロール温度の関係から算出し、それを圧延条件で統計的に処理し、ロールバイト内における熱伝達係数のモデル化を行っている。   According to Patent Document 3, the heat transfer coefficient in the roll bite is calculated from the relationship between the surface temperature in the circumferential direction of the rolled work roll and the work roll temperature, which is statistically processed under the rolling conditions, and the heat in the roll bite. Modeling of transfer coefficient.

ロールバイト内では、ワークロールと圧延材とは密接に接触しており、ワークロールへの入熱量を評価する場合、すなわち、ロールバイト内での熱伝達係数を正確に算出するためには、圧延材からワークロールへの熱移動量を正確に計算したうえで、ロールバイト内の熱伝達係数を算出する必要がある。   In the roll bite, the work roll and the rolled material are in intimate contact, and when evaluating the heat input to the work roll, that is, in order to accurately calculate the heat transfer coefficient in the roll bite, rolling is performed. It is necessary to calculate the heat transfer coefficient in the roll bite after accurately calculating the amount of heat transfer from the material to the work roll.

しかしながら、特許文献3による場合、ワークロール表面のみの温度のみに着目し、圧延材からワークロールへの熱移動量を正確に評価したとは言い難く、そのため、サーマルクラウン予測にも誤差が生じるという問題があった。   However, in the case of Patent Document 3, it is difficult to say that the heat transfer amount from the rolled material to the work roll is accurately evaluated by paying attention only to the temperature of the work roll surface alone. There was a problem.

一方、ロールバイト内でのワークロールと圧延材との接触時間は、極短時間であることから、ワークロールおよび圧延材における熱移動量変化(温度変化)は、例えば、非特許文献1(鉄鋼協会出版の『板圧延の理論と実際』の第6章で示されているように、ワークロールでは円周方向および圧延材では長手方向の熱伝導を無視しても、計算しても十分な精度であることが知られており、このことから、ワークロール半径方向および圧延材板厚方向への熱移動量計算(温度計算)は、非定常1次元熱伝導計算で十分であることが記載されている。
特開平07-80517号公報 特開平07-32041号公報 特開平2002-346620号公報 『板圧延の理論と実際』日本鉄鋼協会出版、1984
On the other hand, since the contact time between the work roll and the rolled material in the roll bite is extremely short, the heat transfer amount change (temperature change) in the work roll and the rolled material is, for example, Non-Patent Document 1 (Steel and Steel). As shown in Chapter 6 of the Association's “Theory and Practice of Sheet Rolling”, it is sufficient to ignore or calculate the heat conduction in the circumferential direction for work rolls and in the longitudinal direction for rolled materials. It is known that it is accurate, and from this, it is described that the unsteady one-dimensional heat conduction calculation is sufficient for the heat transfer amount calculation (temperature calculation) in the work roll radial direction and the rolled sheet thickness direction. Has been.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-80517 JP 07-32041 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-346620 "Theory and practice of plate rolling", published by Japan Iron and Steel Institute, 1984

本発明は、上述した従来技術の問題を解決し、板クラウンおよび板形状設定計算に使用するサーマルクラウン予測を高精度に算出するための計算方法を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a calculation method for calculating a thermal crown prediction used for calculating a plate crown and a plate shape with high accuracy.

上記目的を達成するために本発明の要旨とするところは、以下のとおりである。 In order to achieve the above object, the gist of the present invention is as follows.

(1)圧延機におけるワークロールのサーマルクラウン計算方法において、
前記予測モデルに用いるワークロールと圧延材との接触部(ロールバイト内)の熱伝達係数を、ワークロールと圧延材とが接触状態にあるとし、ロールバイト内での圧延材からワークロールへの熱移動量(ロール半径方向温度分布)を算出し、ついで、この算出した熱移動量に基づくロールバイト入側と出側でのワークロール半径方向の熱移動の変化量(ロール内温度分布の変化量)から算出することを特徴とする圧延機におけるワークロールのサーマルクラウン計算方法である。
(1) In the method for calculating the thermal crown of a work roll in a rolling mill,
The heat transfer coefficient of the contact part (in the roll bite) between the work roll and the rolled material used in the prediction model is assumed to be in a contact state between the work roll and the rolled material, and from the rolled material in the roll bite to the work roll. Calculate the amount of heat transfer (temperature distribution in the roll radial direction), and then the amount of change in heat transfer in the work roll radial direction (change in temperature distribution in the roll) on the entry side and exit side of the roll tool based on the calculated heat transfer amount. It is a method for calculating a thermal crown of a work roll in a rolling mill.

(2)前記ロールバイト内での圧延材からワークロールへの熱移動量(ロール半径方向温度分布)を、ワークロールと圧延材との境界における摩擦発熱および圧延材スケール層、圧延材加工発熱、およびワークロールおよび圧延材熱物性値、ワークロールと圧延材が接触している時間を考慮して算出することを特徴とする上記(1)の圧延機におけるワークロールのサーマルクラウン計算方法である。   (2) The amount of heat transferred from the rolled material to the work roll in the roll bite (roll radial direction temperature distribution), the frictional heat generation at the boundary between the work roll and the rolled material, the rolling material scale layer, the rolling material processing heat generation, And calculating the thermal crown of the work roll in the rolling mill according to the above (1), which is calculated in consideration of the thermal property value of the work roll and the rolled material, and the time during which the work roll and the rolled material are in contact.

以上説明してきたように、本発明による場合、実用的な計算時間で、かつ高精度に圧延中のロールバイト内熱伝達係数を算出でき、高精度なサーマルクラウン予測が可能となることから、圧延中の圧延材の板クラウンおよび形状を安定的に製造することができる。   As described above, in the case of the present invention, the heat transfer coefficient in the roll bite during rolling can be calculated with high accuracy in a practical calculation time, and a highly accurate thermal crown can be predicted. The plate crown and shape of the rolled material inside can be stably produced.

本発明は、サーマルクラウン予測の高精度化のために、ワークロールへの入熱にかかわる熱伝達係数を精度よく算出する方法について提供するものである。   The present invention provides a method for accurately calculating a heat transfer coefficient related to heat input to a work roll in order to improve the accuracy of thermal crown prediction.

そのため、サーマルクラウン予測モデルに関しては、例えば、特許文献1に示すように、異なる物性値を有する2層、すなわち芯材と外層材とで構成されたワークロールのロール内温度分布を圧延操業中に計算する際に、ロール半径方向温度分布の数式表現として、芯材と外層材との境界で、双方の熱伝導率の違いにより、熱流束の連続性から必然的に生じるロール半径方向温度勾配の不連続を表現可能な多項式を用いてサーマルクラウン計算を行うモデルを使用すればよく、そのときに使用するワークロールと圧延材との接触部(ロールバイト内)の熱伝達係数を、本発明に基づく計算値に置き換えればよい。   Therefore, regarding the thermal crown prediction model, for example, as shown in Patent Document 1, the temperature distribution in the roll of a work roll composed of two layers having different physical property values, that is, a core material and an outer layer material, during the rolling operation. When calculating, as a mathematical expression of the temperature distribution in the roll radial direction, the temperature gradient in the roll radial direction inevitably generated from the continuity of the heat flux due to the difference in thermal conductivity between the core material and the outer layer material at the boundary. A model that performs thermal crown calculation using a polynomial that can express discontinuities may be used, and the heat transfer coefficient of the contact portion (in the roll bite) between the work roll and the rolled material used at that time is set in the present invention. It may be replaced with a calculated value based on the above.

また、本発明で計算される上記ワークロールと圧延材との接触部(ロールバイト内)の熱伝達係数は、上記で示したサーマルクラウン予測モデルに限定されることはなく、他の予測モデルにもこの計算方法が適用できる。   In addition, the heat transfer coefficient of the contact portion (within the roll bite) between the work roll and the rolled material calculated in the present invention is not limited to the thermal crown prediction model shown above, and other prediction models This calculation method can also be applied.

上記の[背景技術]でも述べたように、ロールバイト内でワークロールへの入熱を評価する場合、圧延材からワークロールへの熱移動量を正確に計算する必要がある。   As described in the above [Background Art], when the heat input to the work roll is evaluated in the roll bite, it is necessary to accurately calculate the amount of heat transfer from the rolled material to the work roll.

また、ロールバイト内でのワークロールと圧延材との接触時間は、極短時間であることから、ワークロールおよび圧延材における熱移動量変化(温度変化)は、例えば、非特許文献1の第6章で示されているように、ワークロールでは円周方向および圧延材では長手方向の熱伝導を無視しても、計算しても十分な精度であることが知られており、このことから、ワークロール半径方向および圧延材板厚方向への熱移動量計算(温度計算)は、非定常1次元熱伝導計算で十分であることが記載されている。   Further, since the contact time between the work roll and the rolled material in the roll bite is extremely short, the change in the amount of heat transfer (temperature change) in the work roll and the rolled material is, for example, the first in Non-Patent Document 1. As shown in Chapter 6, it is known that the work roll is sufficiently accurate even if it ignores the heat conduction in the circumferential direction and the rolled material even if it ignores the heat conduction in the longitudinal direction. Further, it is described that unsteady one-dimensional heat conduction calculation is sufficient for calculating the amount of heat transfer (temperature calculation) in the work roll radial direction and the rolled sheet thickness direction.

本発明によるワークロールへの熱移動量の計算は、ワークロールと圧延材との非定常1次元熱伝導計算を採用して算出する。このとき、本発明ではワークロールと圧延材は高圧で接触していることから、熱移動量計算は、ワークロールと圧延材は完全に接触状態にあるとして計算した。   The amount of heat transfer to the work roll according to the present invention is calculated by adopting unsteady one-dimensional heat conduction calculation between the work roll and the rolled material. At this time, since the work roll and the rolled material are in contact with each other at a high pressure in the present invention, the heat transfer amount calculation is performed assuming that the work roll and the rolled material are completely in contact with each other.

本発明で実施した計算手順を以下に示す。図2には圧延中のロールバイト内でのワークロールと圧延材との接触状態を示した模式図、および本発明の計算方法を説明するための図を示す。このとき、上記非定常1次元熱伝導計算を行う場合、図2(a)で示したロールバイト入側での符号1で示す1線が圧延時間経過とともにロールバイト出側の符号5で示す5線になるという計算を行えばよい。   The calculation procedure performed in the present invention is shown below. FIG. 2 shows a schematic diagram showing a contact state between a work roll and a rolled material in a roll bite during rolling, and a diagram for explaining a calculation method of the present invention. At this time, when the unsteady one-dimensional heat conduction calculation is performed, the line 1 indicated by reference numeral 1 on the roll bite entry side shown in FIG. The calculation to be a line may be performed.

このとき、図2(b)に示したワークロールと圧延材との接触時間Δtは、圧延条件から算出することができ、例えば次式で表現される。   At this time, the contact time Δt between the work roll and the rolled material shown in FIG. 2B can be calculated from the rolling conditions, and is expressed by the following equation, for example.

Figure 0004460493
Figure 0004460493

ここで、R’(m)はヒッチコックのロール偏平半径、V(m/sec)はワークロールの周速度、R(m)はワークロール半径、H、h(m)は入出側板厚、p(kgf/m)は圧延線荷重、E(kgf/m2)、νはワークロールのヤング率、ポアソン比である。 Here, R '(m) is the roll flat radius of the hitchcock, V R (m / sec) is the peripheral speed of the work roll, R (m) is the work roll radius, H and h (m) are the input / output side plate thickness, p (kgf / m) is the rolling line load, E (kgf / m 2 ), and ν is the Young's modulus and Poisson's ratio of the work roll.

図2(b)に基づいた非定常1次元熱伝導方程式を式(1)に、境界条件を式(2)に示す。   The unsteady one-dimensional heat conduction equation based on FIG. 2 (b) is shown in Equation (1), and the boundary condition is shown in Equation (2).

Figure 0004460493
Figure 0004460493

ここで、ρ(y) (kg/m3)は密度、c(y)(J/(kg・℃))は比熱、λ(y)(W/(m・℃))は熱伝導率、T(℃)は温度、t(sec)は時間、qf(W/m)は単位時間あたり、単位面積あたりの摩擦発熱、q(W/m3)は単位時間あたり、単位体積あたりの加工発熱となり、yはワークロール半径および圧延材板厚方向であり、ここではy≧0でワークロール、y<0で圧延材を意味することになる。 Where ρ (y) (kg / m 3 ) is density, c (y) (J / (kg · ° C)) is specific heat, λ (y) (W / (m · ° C)) is thermal conductivity, T (° C) is temperature, t (sec) is time, q f (W / m 2 ) is per unit time, frictional heat generation per unit area, q p (W / m 3 ) is per unit time, per unit volume Y is the work roll radius and the thickness direction of the rolled material, where y ≧ 0 means the work roll, and y <0 means the rolled material.

Figure 0004460493
Figure 0004460493

ここで、Rはワークロール半径、H(t)は圧延時間とともに変化する板厚、λRおよびλSは、ワークロールと圧延材との境界面(y=0)でのロール側熱伝導率および圧延材側熱伝導率、TR、TSは上記境界面での温度である。 Here, R is the work roll radius, H (t) is the plate thickness that changes with rolling time, and λ R and λ S are the roll side thermal conductivity at the interface (y = 0) between the work roll and the rolled material. Further, the rolled material side thermal conductivity, T R , T S are temperatures at the above-mentioned boundary surfaces.

式(1)、(2)におけるρ(y)c(y)、λ(y)は、
y≧0でワークロールの熱物性値、
y<0で圧延材の熱物性値を使用すればよい。
In equations (1) and (2), ρ (y) c (y) and λ (y) are
Thermal property value of work roll when y ≧ 0,
What is necessary is just to use the thermophysical value of a rolling material by y <0.

また、ワークロールと圧延材との境界にスケール層がある場合、その熱物性値をy=0~−hs(hsはスケール厚)の位置に入れて計算すればよい。 Further, when there is a scale layer at the boundary between the work roll and the rolled material, the thermophysical value may be calculated at the position of y = 0 to −h s (h s is the scale thickness).

さらに、式(2)のqfおよびqは、例えば、非特許文献1の第6章に記載されている方法で計算でき、例えば、次式で表現できる。 Furthermore, q f and q p in equation (2) can be calculated by the method described in Chapter 6 of Non-Patent Document 1, for example, and can be expressed by the following equation, for example.

f = kf・In(H/h)/Δt (5)
= μ・kf・Vr (6)
ここで、 kfは2次元変形抵抗、μは摩擦係数、Vrはワークロールと圧延材との相対速度の絶対値の平均値である。
q f = k f · In (H / h) / Δt (5)
q p = μ · k f · V r (6)
Here, k f is a two-dimensional deformation resistance, μ is a friction coefficient, and V r is an average value of absolute values of relative speeds of the work roll and the rolled material.

また、図2(a)における符号1で示す1線のロールバイト入側温度の圧延材側は、例えば、非特許文献1の第6章で記載されている既設モデルからの圧延材板厚方向温度分布の計算値、ワークロール側は、例えば、特許文献1で計算されるアイドル終了時(ワークロールと圧延材とが接触する直前における特許文献1の計算値)のワークロール半径方向温度分布を用いればよい。上記熱伝導方程式、境界条件、ロールバイト入側の温度初期条件などを用いれば、ロールバイト出側でのワークロール半径方向および圧延材板厚方向の温度分布を計算することができる。ここで、本発明では温度計算に有限要素解析を用いたが、差分法など熱伝導計算が可能な手法を用いてもよい。図2(c)には、ロールバイト入側と出側とのワークロール半径および圧延材板厚方向温度分布の計算結果を示す。   Moreover, the rolling material side of the roll bite inlet side temperature of 1 line | wire shown with the code | symbol 1 in FIG. 2 (a) is the rolling material plate | board thickness direction from the existing model described in Chapter 6 of a nonpatent literature 1, for example. The calculated value of the temperature distribution, the work roll side, for example, the temperature distribution in the work roll radial direction at the end of idling calculated in Patent Document 1 (the calculated value of Patent Document 1 immediately before the work roll and the rolled material come into contact). Use it. If the above heat conduction equation, boundary conditions, initial temperature conditions on the roll bite entry side, and the like are used, the temperature distribution in the work roll radial direction and the rolled material sheet thickness direction on the roll bite exit side can be calculated. Here, although finite element analysis is used for temperature calculation in the present invention, a method capable of performing heat conduction such as a difference method may be used. FIG. 2 (c) shows the calculation results of the work roll radius and the roll thickness direction temperature distribution on the roll bite entry and exit sides.

このとき、説明を簡単にするために、図2(b)での時間分割は4としているが計算精度維持のためには、少なくとも20分割以上が好ましい。   At this time, in order to simplify the explanation, the time division in FIG. 2B is set to 4, but in order to maintain the calculation accuracy, at least 20 divisions are preferable.

ついで、ワークロールへの熱移動量(温度分布)の計算結果から、ワークロールと圧延材との接触部(ロールバイト内)の熱伝達係数α(W/(m2・℃))は、図2(c)に示したロールバイト入側と出側でのワークロール半径方向の熱移動の変化量(ロール内温度分布の変化量)を用いれば、次式で算出することができる。このとき、ワークロール半径方向温度分布は、本発明では有限要素解析で行われることから、ロール半径方向にn分割されたかたちで計算される。前記熱伝達係数は、その計算結果を用いて計算すればよい。 Next, from the calculation result of the heat transfer amount (temperature distribution) to the work roll, the heat transfer coefficient α R (W / (m 2 · ° C.)) of the contact portion (within the roll bite) between the work roll and the rolled material is If the change amount of the heat transfer in the work roll radial direction (change amount of the temperature distribution in the roll) on the entry side and the exit side of the roll bite shown in FIG. 2C is used, it can be calculated by the following equation. At this time, since the work roll radial direction temperature distribution is performed by finite element analysis in the present invention, it is calculated in the form of n divisions in the roll radial direction. The heat transfer coefficient may be calculated using the calculation result.

Figure 0004460493
Figure 0004460493

ここで、TR (y)およびTR (y)はワークロール入側および出側での半径方向温度分布、ρRおよびcRはワークロールの密度および比熱、TS およびTR はロールバイト入側での圧延材およびワークロールの表面温度、ΔyiはI分割目の要素長さ、Δtは式(1)で示したワークロールと圧延材との接触時間である。また、前記ロールバイト入側と出側でのワークロール半径方向の熱移動の変化量は、式(7)の(TR d(y)i-TR e(y)i)項にあたることがわかる。 Here, T R e (y) and T R d (y) are radial temperature distributions on the work roll inlet and outlet sides, ρ R and c R are the work roll density and specific heat, T S e and T R e is the surface temperature of the rolled material and the work roll at the entrance side of the roll bite, Δy i is the element length of the I-th division, and Δt is the contact time between the work roll and the rolled material shown in Equation (1). Further, the amount of change in the heat transfer in the work roll radial direction on the entry side and the exit side of the roll bite may correspond to the term (T R d (y) i -T R e (y) i ) in Equation (7). Recognize.

本発明を用いてロールバイト内の熱伝達係数を計算すれば、図2(c)で示すようなロールバイト内での急激な熱移動量を正確に表現できることから、圧延条件の違い(板厚、圧下率、圧延材温度、材質(変形抵抗)など)から必然的に生じるロールバイト内での熱伝達係数を正確に表現することが可能となることがわかる。   If the heat transfer coefficient in the roll bite is calculated using the present invention, the rapid heat transfer amount in the roll bite as shown in FIG. 2 (c) can be accurately expressed. It can be seen that the heat transfer coefficient in the roll bite inevitably generated from the rolling reduction, rolling material temperature, material (deformation resistance, etc.) can be expressed accurately.

本発明の具体的な実施形態を(実施例)で詳しく説明する。   Specific embodiments of the present invention will be described in detail in (Examples).

図3には本発明を適用したサーマルクラウン計算の計算フローを示す。具体的には、図3に示すように、発明の実施するための最良の形態で説明したように、ロールバイト内での非定常1次元熱伝導計算によるワークロールへの熱移動量の計算結果から、ロールバイト内での熱伝達係数を算出する。ついで、本発明では、例えば特許文献1で示したサーマルクラウン予測モデルの境界条件であるロールバイト内の熱伝達係数を、上記本発明から計算される熱伝達係数に置き換えてサーマルクラウン計算を行うことになる。   FIG. 3 shows a calculation flow of the thermal crown calculation to which the present invention is applied. Specifically, as shown in FIG. 3, as described in the best mode for carrying out the invention, the calculation result of the heat transfer amount to the work roll by the unsteady one-dimensional heat conduction calculation in the roll bite. From this, the heat transfer coefficient in the roll bite is calculated. Next, in the present invention, for example, thermal crown calculation is performed by replacing the heat transfer coefficient in the roll bite, which is the boundary condition of the thermal crown prediction model shown in Patent Document 1, with the heat transfer coefficient calculated from the present invention. become.

図1(a)には、本発明を熱間仕上圧延機列のF4スタンド(F4−stand)を適用したときのロールバイト内熱伝達係数の推移を示す。図1(b)には、ワークロールセンタ位置の熱膨張量の推移を実測値(F4出側板厚計より計算した値)と本発明を適用して予測したそれとの比較結果および圧延終了後の4分後にワークロール胴長方向のサーマルクラウン量の実測値と本発明を適用したサーマルクラウン予測との比較結果を示す。圧延条件の違い(図1(c))から、図1(a)示すように、本発明で計算したロールバイト内熱伝達係数は大きく異なることがわかる。本発明を適用すれば、上述したように圧延条件が異なることで生じるロールバイト内熱伝達係数の違いをサーマルクラウン予測モデルの中に反映することができることから、図1(b)に示すように、圧延初期から終了まで高精度にワークロールセンタの熱膨張量を表現でき、かつワークロール胴長方向プロフィルとして比較した結果でも高精度に予測可能であることがわかる。すなわち、本発明は、圧延条件の違い(板厚、圧下率、圧延材温度、材質(変形抵抗)など)から必然的に生じるロールバイト内での熱伝達係数を正確に表現可能であることがわかる。   FIG. 1 (a) shows the transition of the heat transfer coefficient in the roll bite when the present invention is applied to an F4 stand (F4-stand) of a hot finish rolling mill. Fig. 1 (b) shows the result of comparison between the actual value (calculated from the F4 outlet thickness gauge) and the predicted result of applying the present invention for the transition of the thermal expansion amount at the work roll center position, and after the end of rolling. The comparison result of the actual value of the thermal crown amount in the work roll body length direction after 4 minutes and the thermal crown prediction to which the present invention is applied is shown. From the difference in rolling conditions (FIG. 1 (c)), as shown in FIG. 1 (a), it can be seen that the heat transfer coefficient in the roll bite calculated in the present invention is greatly different. If the present invention is applied, the difference in the heat transfer coefficient in the roll bite caused by the different rolling conditions as described above can be reflected in the thermal crown prediction model, as shown in FIG. 1 (b). It can be seen that the thermal expansion amount of the work roll center can be expressed with high accuracy from the beginning to the end of rolling, and can be predicted with high accuracy even as a result of comparison as a work roll body length profile. That is, the present invention can accurately represent the heat transfer coefficient in the roll bite that inevitably arises from differences in rolling conditions (plate thickness, rolling reduction, rolled material temperature, material (deformation resistance), etc.). Recognize.

本発明の実施形態を熱間仕上圧延機列に適用した結果を示したが、本発明は厚板圧延や冷間圧延にも適用可能であることは言うまでもない。   Although the results of applying the embodiment of the present invention to a hot finish rolling mill have been shown, it goes without saying that the present invention is also applicable to thick plate rolling and cold rolling.

本発明を適用した場合のサーマルクラウン予測(計算)結果を示す図The figure which shows the thermal crown prediction (calculation) result at the time of applying this invention 本発明の計算手順を説明するために用いた図The figure used to explain the calculation procedure of the present invention 本発明の実施形態の計算フローを示す図The figure which shows the calculation flow of embodiment of this invention

Claims (2)

圧延機におけるワークロールのサーマルクラウン計算方法において、
前記予測モデルに用いるワークロールと圧延材との接触部(ロールバイト内)の熱伝達係数を、ワークロールと圧延材とが接触状態にあるとし、ロールバイト内での圧延材からワークロールへの熱移動量(ロール半径方向温度分布)を算出し、ついで、この算出した熱移動量に基づくロールバイト入側と出側でのワークロール半径方向の熱移動の変化量(ロール内温度分布の変化量)から算出することを特徴とする圧延機におけるワークロールのサーマルクラウン計算方法。
In the method for calculating the thermal crown of a work roll in a rolling mill,
The heat transfer coefficient of the contact part (in the roll bite) between the work roll and the rolled material used in the prediction model is assumed to be in a contact state between the work roll and the rolled material, and from the rolled material in the roll bite to the work roll. Calculate the amount of heat transfer (temperature distribution in the roll radial direction), and then the amount of change in heat transfer in the work roll radial direction (change in temperature distribution in the roll) on the entry side and exit side of the roll tool based on the calculated heat transfer amount. A method for calculating the thermal crown of a work roll in a rolling mill.
前記ロールバイト内での圧延材からワークロールへの熱移動量(ロール半径方向温度分布)を、ワークロールと圧延材との境界における摩擦発熱および圧延材スケール層、圧延材加工発熱、およびワークロールおよび圧延材熱物性値、ワークロールと圧延材が接触している時間を考慮して算出することを特徴とする請求項1記載の圧延機におけるワークロールのサーマルクラウン計算方法。
The amount of heat transferred from the rolled material to the work roll in the roll tool (temperature distribution in the radial direction of the roll), the frictional heat generation at the boundary between the work roll and the rolled material, the rolled material scale layer, the rolled material processing heat generation, and the work roll 2. The method for calculating a thermal crown of a work roll in a rolling mill according to claim 1, wherein the calculation is performed in consideration of a thermal property value of the rolled material and a time during which the work roll is in contact with the rolled material.
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