JPH0729133B2 - ロール研削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧延により摩耗したロールに所定のプロフィ
ールを与えるロール研削方法に関する。さらに詳しく
は、本発明は圧延により摩耗したロールの摩耗量の胴長
方向分布、換言すればロールプロフィールを実測するこ
となく圧延条件、被圧延材の長さ等に基づいて算出し、
この算出値に基づいて研削を行って前記ロールに所定の
プロフィールを与えるロール研削方法に関する。

（従来の技術） 圧延に用いるロールは、使用に伴いその表面が摩耗し、
ロールプロフィールおよび表面粗さが変化する。このよ
うにロールプロフィールが変化した状態のままで圧延を
行うと、製品形状の悪化（例えば板厚の不均一等）を生
じる。したがって、前記のようなロールプロフィールの
変化が発生した場合、何らかの手段により所定のロール
プロフィールに修正する必要がある。

このような手段の１つとして、ロール表面を、例えば砥
石等の研削工具を用いて所定のプロフィールに研削する
方法が従来より知られている。

従来、このようなロールの研削は、一般的には、圧延ス
タンドからロールを取り外して行われていたが、この手
段では、ロール取り外し、およびその再設置に伴う作業
能率の低下および生産性の低下を避けることができなか
った。

そこで、最近ではロールを圧延スタンドから取り外すこ
となく研削を行う手段、いわばインライン研削方法が種
々検討・提案されている。

このようなインライン研削方法の工程は、一般的には、
まず摩耗したロールのプロフィールを実測して目標値と
の差から研削必要量を算出し、そしてこの算出値に基づ
いて、ロールの周囲に配置した砥石等の研削工具をロー
ル表面に押付けて胴長方向へ移動させて研削すること、
あるいはロールの胴長方向の全長にわたって砥石を配置
してこれをロール表面に押付けて研削することからなっ
ている。このような提案としては、例えば特開昭58−16
715号公報、同59−42271号公報、特開昭63−267151号公
報等が知られている。また、特開昭63−84706号公報に
は、砥石に代えて例えば砂鉄等からなる研掃材を混入し
た高圧水をロール表面に投射することにより、ロール表
面の研削を行う手段が提案されている。

ところで、ロールの研削に要求される精度は、数μｍか
ら十数μｍ程度であり、このためには研削前にロールの
摩耗量を高精度で測定し、またこの測定値に基づいて精
度よく研削する必要がある。このような要求を満足する
測定機として例えば作動トランスのような高感度の測定
機をロールの胴長方向に移動させて測定する方法が広く
知られている。

しかし、この測定機が設置されるミルスタンドの周囲
は、高温、多湿、衝撃振動大、多塵等の悪環境下にあ
り、前記測定機および該測定機の移動装置の精度の低下
を招き易い。すなわち、振動、熱等の外乱要因の影響を
受けるために精密な測定を行うことは難しく、かつ水蒸
気、熱等の影響を受けるために測定器の耐久性にも問題
を生じることがわかった。

したがって、このようなロールプロフィールの実測によ
り、長期間にわたって安定して、所定のプロフィールを
維持することは困難であるという問題があった。

そこで、本出願人は、先に特開昭61−88906号公報によ
り、「圧延により摩耗したロールを所定のプロフィール
に研削する方法において、ロール摩耗量の胴長方向分布
を圧延条件並びに被圧延材の長さおよび幅を含む圧延履
歴に基づいて計算してロールのプロフィールを求め、該
プロフィールと所定のプロフィールとの差に相当する研
削必要量を算出し、この算出値に基づきロールを研削す
ることを特徴とするロール研削方法。」を提案した。こ
の提案は略述すれば、圧延材の履歴、本数、さらには圧
延材の熱伝導によるヒートアップ分等も加味してロール
の胴長方向の摩耗量、すなわちロールのプロフィールを
計算式を用いて算出し、この算出したロールプロフィー
ルと所定のロールプロフィールとの差から研削必要量を
決定することにより、摩耗したロールのプロフィールの
実測を行わずにロールを研削する方法である。

この提案によれば、前述したような高精度のロールプロ
フィールの測定機を用いる必要がなくなるため、確実に
長期間にわたってロールプロフィールの決定を正確に行
うことができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、この特開昭61−88906号公報により提案した
方法で求められるロールプロフィールの形状はその考え
方に基づき算出した下記（１）式により表現されてい
る。

ここで、 ΔＷ（ｉ）:iの位置におけるロール摩耗量（材料の圧延
位置における） i:ロール胴長方向中心からの距離 ΔW:単位［ｍ］ α：摩耗定数（無単位） ここで摩耗定数αの意味は、ロールと圧延材との間の摩
擦によってロールが摩耗する量を（１）式で表現した
時、予測摩耗量と実績摩耗量の差異を補正するための定
数である。

例えば、（１）式でα＝1.0とした場合の予測摩耗量に
対して実績摩耗量が1.1倍であった時、次回の予測はα
＝1.1として行う。

なお、摩耗定数は、予測値と実績値との違いをある一定
の割合で補正するための定数であり、摩耗係数は、ロー
ル材質と圧延材質あるいは２つのロール材質の組み合わ
せ毎に異なる摩耗のしやすさを表現する係数と定義す
る。

Ｐ（ｚ）：ロールバレル方向の荷重分布 Ｐ（ｚ）の単位：［N/m］ z:ロール胴長方向中心からの距離 t₀:ロックオンタイミング t₁:ロックオフタイミング ロックオン、ロックオフ：自動板厚制御（AGC）の開始
点および終了点であり、ここでは板の噛み込みおよび尻
抜けと同義 β（ｋ）：ロール材質−被圧延材質の間の摩耗係数 β（ｋ）のk:あるロール材質と、ある圧延材質の組み合
わせを識別する記号 Ｖ（ｔ）：ロール回転数 ロール回転数：単位［rpm］ ｎ（ｊ）：第ｊ番目の圧延材のパスNo. D:ワークロール直径 N:圧延本数 しかし、本発明者はさらに検討を重ねた結果、この式に
おいては、ワークロールとバックアップロールとの間で
の接触により生じる摩耗量、上下のワークロールの間で
の接触により生じる摩耗量が全く考慮されていないこと
に気付いた。したがって、前記（１）式により得られる
ロールの摩耗量（計算値）は、実測値とは異なり、正確
な値であるとは言い難いため、特開昭61−88906号公報
により提案された方法によりロールの研削後に得られる
ロールのプロフィールは必ずしも正確なものではないこ
とが本発明者のその後の検討により明らかになった。

ここに、本発明の目的は、圧延により摩耗したロールの
摩耗量の胴長方向分布、換言すればロールプロフィール
を実測することなく圧延条件、被圧延材の長さ等に基づ
いて算出し、この算出値に基づいて研削を行って前記ロ
ールに所定のプロフィールを正確に与えるロール研削方
法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の課題を解決するため種々検討を重ね
た結果、前記（１）式により表現されるロールと被圧延
材との間での摩擦により生じる摩耗量の他に、前記ロー
ルとバックアップロールとの間での摩擦により生じる摩
耗量および上下ワークロール間での摩擦により生じる摩
耗量をも加味することにより、上記の課題を解決するこ
とができることを知見して、本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、鋼材あるいは鋼
板の圧延により摩耗したロールを圧延機に組み込んだま
ま研削して、前記ロールに所定のプロフィールを与える
ロール研削方法であって、前記摩耗したロールのプロフ
ィールの測定は行わずに、前記ロールがバックアップロ
ールと接触することにより生じる摩耗量、および上下の
前記ロール同士が接触することにより生じる摩耗量を含
む圧延条件に基づいて前記摩耗したロールのプロフィー
ルを算出し、この算出したプロフィールと前記所定のプ
ロフィールとの差より求めた研削必要量に基づいてロー
ルを研削することを特徴とするロール研削方法である。

（作用） 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。

本発明は、略述すると、特開昭61−88906号公報により
提案された発明の改良発明であり、特開昭61−88906号
公報により提案された発明では摩耗したロールのプロフ
ィールの計算に加味していない条件、すなわち研削しよ
うとするロールがバックアップロールと接触することに
より生じる摩耗量、および上下の前記ロール同士が接触
することにより生じる摩耗量を前記ロール摩耗量に加え
てロール摩耗量の計算を行い、このようにして算出した
ロール摩耗量に応じて、前記ロールの研削を行うことを
特徴とする発明である。

したがって、摩耗したロールのプロフィールを特開昭61
−88906号公報により提案された発明よりもさらに高精
度で算出することができる。

まず、本発明を実施する方法について、詳述する。本発
明を実施するための構成の一例を模式的に第１図に示
す。図中、１は、インライン上でロール研削の制御を行
う研削制御装置である。研削の方法および装置としては
特に限定を要さない。例えば、前述した特開昭58−1671
5号公報等により提案されたように、ロール表面に砥石
を押しつけて研削する方法や、特開昭63−84706号公報
により提案されたように、ロール表面に（高圧水＋研掃
材）を吹きつけて研削する方法等を例示することができ
る。すなわち、ロール表面の研削を行うことができる方
法であればよい。

また、第１図において、２は摩耗したロールのプロフィ
ールの計算に必要な圧延条件のデータを収集するための
圧延データ収集装置であり、ロールの回転数、圧延材デ
ータ（材質、圧延油使用の有無およびその種類等）、圧
延荷重等のデータを採り込む装置である。一般的には、
測定機を制御する計算機で代用することができる。

さらに、３は研削制御装置１からの研削実績データと、
圧延データ収集装置２からの圧延データとを受取り、研
削指令を研削制御装置１へ出力するために演算を行う演
算装置である。この演算装置３により、後述するように
ロールのプロフィールが演算される。

次に、上述の演算装置３において行われる演算の内容に
ついて説明する。この演算装置３において行われる研削
ロジックを第２図に示す。以下、この第２図を参照しな
がら説明する。

まず、初めに圧延データ収集装置２から送られる圧延デ
ータから現在のロールの摩耗プロフィールの予測を行
う。この際に、前述したように、ロールとバックアップ
ロールとの間での摩擦による摩耗量およびロール同士の
間での摩擦による摩耗量を加味した圧延条件から、現在
のロールの摩耗プロフィールの予測値が算出されるので
ある。具体的には、下記式（２）を用いて行えばよい。

ロール摩耗量 ΔＷ（ｉ）＝ΔW₁（ｉ）＋ΔＲ（ｉ）＋ΔW₀（ｉ）……
（２） ただし、 ΔＷ（ｉ）:iの位置における摩耗量（合計） ΔW₁（ｉ）:iの位置におけるロールと被圧延材との間で
の摩擦により生じる摩耗量 ΔＲ（ｉ）:iの位置におけるロールとバックアップロー
ルとの間での摩擦により生じる摩耗量 ΔW₀（ｉ）:iの位置における上下ロール間での摩擦によ
り生じる摩耗量（薄板の圧延を行う場合に、上下のワー
クロール同士を接触させることがあり、この場合には本
項を加入する。上下のワークロール同士の接触がない場
合には、０とする。） であって、ΔW₁（ｉ）は前述した（１）式から求める。

また、ΔＲ（ｉ）は下式（３）より求める。すなわち、 ただし、 α₁:摩耗定数 なお（３）式は、（１）式をロールキス時の材料の非圧
延位置のロール摩耗に適用したものである。

その他の記号の定義は（１）式の場合と同様である。

γ（ｋ）：ワークロール−バックアップロールの材質に
起因する摩耗係数 P₁（ｚ）：材料圧延時のロールバレル方向の荷重分布 P₂（ｚ）：非圧延時（アイドル）のロールバレル方向の
荷重分布 t₀′：ロックオフタイミング t₁′：ロックオンタイミング である。さらに、ΔW₀（ｉ）は、下式（４）より求め
る。すなわち、 ただし、 ΔW₀（ｉ）:iの位置におけるロールの摩耗量（非圧延位
置） α₂:摩耗定数 δ（ｋ）：上下ワークロールの材質に起因する摩耗係数 t₀ ^＊：キスロールオンタイミング t₁ ^＊：キスロールオフタイミング ΔW₀（ｉ）＝0:（圧延位置） その他Ｐ（ｚ）およびＶ（ｘ）などの各記号は（１）式
と同様の定義であり、α_２はα、δはβに相当する。

このようにして得たロールの摩耗プロフィールの予測値
ΔＷ（ｉ）と研削実績から求めた、研削によるロールの
プロフィールの予測値とを組み合わせることにより時々
刻々のロールのプロフィールの予測値を算出する。

ここで、研削実績から求めたプロフィールの予測値と
は、研削の条件（例えば、研掃材を混入した高圧水によ
り研削を行う場合には、研掃材の混入量、高圧水の圧力
および流量、研削を行った時間など）より摩耗量とは独
立した研削量を予測して得たものである。なお、摩耗量
と研削量をそれぞれ予測し、それらを加えることによ
り、はじめてロールプロフィールを予測することができ
る。

次に、第１図において、演算装置３によりこのようにし
て得たロールプロフィールの予測値と所定の目標プロフ
ィールとの差異を求めて、ロール胴長方向についての各
部位毎に必要とされる研削量を計算して求める。

そして、この研削必要量の値を研削制御装置２に出力し
て、所望の研削量をロールに付与すればよい。

このようにして、本発明により、ロール摩耗量の胴長方
向分布、換言すればロールプロフィールを実測すること
なく圧延条件、被圧延材の長さ等に基づいて算出し、こ
の算出値に基づいて研削を行って前記ロールに所定のプ
ロフィールを正確に与えるロール研削方法を提供するこ
とが可能となる。

さらに、本発明を実施例を用いて詳述するが、これはあ
くまでも本発明の例示であり、これにより本発明が限定
されるものではない。

（実施例１） 厚板の圧延ミル（最大荷重:8700ton、ロール胴長:4600m
m）に適用した例を第３図および第４図を用いて示す。

第３図は、本発明にかかるロール研削方法を適用して研
削を行われたロールについて、また第４図は、特開昭61
−88906号公報により提案された方法を適用して研削を
行われたロールのそれぞれの上下ロールの接触部近傍に
おける、摩耗量の予測値と実績値とを拡大して示すグラ
フである。

なお、この第３図および第４図に示す結果の測定は、連
続して15時間15分圧延を行った後の結果であり、圧延し
たスラブ本数は325本であり、圧延総トン数は3418tonで
あった。また、それぞれのロール径、クラウン量は、上
ロールおよび下ロール毎に第１表にまとめて示す。

さらに、ロール研削は、砥石をロール表面に押し付けな
がらロール胴長方向に移動させることにより行った。

第３図に示す実施例では、計算により得たロール摩耗量
とその実測値との差は、最大で0.04mmと極めて優れた値
となっている。

これに対して、第４図に示す特開昭61−88906号公報に
より提案された方法にかかる比較例では、その差が最大
で0.1mm発生しており、本発明により極めて高精度でロ
ール摩耗量の予測を行うことができたことが明らかであ
る。

（実施例２） 実施例１と同様に厚板の圧延ミルにおいて用いるワーク
ロールに本発明を適用した例を示す。

実施例１において用いたロールと同じロールについて、
本発明にかかるロール研削方法を用いてロールの研削を
行った。なお、ロールの研削は、特開昭63−84706号公
報に記載されているように研掃材（砂鉄）および高圧水
（500kg）を、高圧水を噴射させた後のノズル内位置で
混合した研掃材混入高圧水とし、吹付ノズルより4.5kg/
分の流量で上下ワークロールの４箇所に吹付けて研削し
た。ただし、研削時間は14時間20分であった。また、圧
延したスラブ本数は895本であり、圧延総トン数は9124
トンであった。

また、ロール径およびクラウン量は第２表にまとめて示
す。

結果を、第５図および第６図に示す。

第５図には、本発明にかかる方法を適用してロール研削
を行った際の結果を示し、第６図は特開昭63−84706号
公報により提案された方法を適用してロール研削を行っ
た際の結果を示す。

第５図および第６図から明らかなように、本発明によれ
ば最大誤差が0.08mmであるのに対し、比較例によれば最
大誤差が0.33mmであることがわかる。

したがって、本発明により高精度でロール研削を行うこ
とができた。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明により、インラインで研削
を行う方法でありながら、正確にロールプロフィールを
予測することができ、所定のプロフィールを正確に与え
ることが可能となった。したがって、最終的にロール交
換を行う必要が生じる周期を可能な限り延長することが
できる。さらに、圧延機の操業度を向上することもでき
る。

さらに、板クラウン量が適切で、平坦度の高い高品質の
被圧延材である製品を安定して製造することができる。

かかる効果を有する本発明の意義は極めて著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するための構成の一例を模式的
に示す略式説明図； 第２図は、第１図中の演算装置３において行われる研削
ロジックを示す略式説明図； 第３図および第４図は、実施例１における本発明例と比
較例との、それぞれの結果を示すグラフ；および 第５図および第６図は、実施例２における本発明例と比
較例との、それぞれの結果を示すグラフである。 1:研削制御装置、2:圧延データ収集装置、3:演算装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼材あるいは鋼板の圧延により摩耗したロ
   ールを圧延機に組み込んだまま研削して、前記ロールに
   所定のプロフィールを与えるロール研削方法であって、
   前記摩耗したロールのプロフィールの測定は行わずに、
   前記ロールがバックアップロールと接触することにより
   生じる摩耗量、および上下の前記ロール同士が接触する
   ことにより生じる摩耗量を含む圧延条件に基づいて前記
   摩耗したロールのプロフィールを算出し、この算出した
   プロフィールと前記所定のプロフィールとの差より求め
   た研削必要量に基づいてロールを研削することを特徴と
   するロール研削方法。