CN106334712B - 轧制机、串列式轧制设备以及轧制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在硬质件轧制中使用更小径的作业辊且能够得到高产品质量的带板的轧制机、具备该轧制机的串列式轧制设备以及轧制方法。该轧制机具备：对轧制件进行轧制的作业辊、分别从上下方向支承作业辊的中间辊、分别从上下方向支承中间辊的加强辊、相对于作业辊以及加强辊而沿运送轧制件的方向对中间辊进行位置调节的位置调节机构，该轧制机还具备：对作业辊的水平力进行检测的检测机构、根据由所述检测机构得到的所述作业辊的水平力来运算所述中间辊的偏移量的偏移量运算机构、控制所述位置调节机构以达到由所述偏移量运算机构运算出的该中间辊的偏移量的控制机构。

Description

轧制机、串列式轧制设备以及轧制方法
技术领域
本发明涉及对金属带板等轧制件进行轧制的轧制机以及轧制方法。
背景技术
在最近的电磁钢板、高张力钢及不锈钢等硬质件的轧制中，为了降低轧制载荷而实现了作业辊的小径化。然而，作业辊的小径化导致主轴强度不足，从而需要将作业辊驱动变更为中间辊驱动。而且，该中间辊的驱动切向力导致作业辊弯曲，其结果是，存在板形状混乱而无法稳定地轧制的问题。另外，即便采用作业辊驱动，若该作业辊的前后存在较大的张力差则会导致作业辊弯曲，从而同样存在无法稳定地轧制的问题。因此，非常期待能尽量减少该作业辊的挠曲的技术。
例如，在下述专利文献1中公开了如下的技术，即，在因作业辊的小径化而设置成中间辊驱动的情况下，为了平衡该中间辊的驱动转矩对作业辊施加的切向力与载荷分力而使中间辊可调偏移。另外，专利文献1中公开了由间隙传感器检测作业辊的水平方向的挠曲从而控制中间辊的偏移量的方法。
在先技术文献
专利文献1：日本特开平10-58011号公报
然而，在上述那样的轧制方法中，以往通常利用小齿轮将一个驱动电动机的驱动力分配给上侧的中间辊和下侧的中间辊，因此将上侧以及下侧的驱动转矩设为同样地进行计算。然而，由于转矩在上侧以及下侧循环，因此根据轧制的状况有时会产生最大接近30％的驱动转矩差。在这种情况下，与所述驱动转矩差对应地无法保持平衡，作业辊上残留朝向水平方向的力(水平力)，从而与之对应地存在作业辊沿水平方向挠曲，轧制件的板形状恶化的问题。
需要说明的是，在上述的专利文献1中，为了准确地检测作业辊的水平方向的挠曲量，需要在作业辊的水平方向侧面且辊面长度的中央设置所述间隙传感器。然而，若在这样的部位设置所述间隙传感器，则存在该间隙传感器因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，由于处于喷雾有辊冷却剂的恶劣环境，因此所述间隙传感器可能会进行误检测。对于作业辊，若在轧制件的运送方向入侧与其出侧存在较大的张力差，则即便采用作业辊驱动，也同样可能会进行误检测。
发明内容
鉴于以上的情况，本发明是为了解决前述的课题而完成的，其目的在于提供即便为了降低轧制载荷而使作业辊小径化也能够得到具有良好的板形状的轧制件的轧制机以及轧制方法。
用于解决课题的方案
解决上述课题的本发明的轧制机具备：上下一对作业辊，其对轧制件进行轧制；上下一对中间辊，其分别从上下方向支承所述上下一对作业辊，并且被支承为能够沿辊轴向移动，在相对于轧制件的板宽中心而点对称的上下的辊端部具有锥状的尖细部；上下一对加强辊，其分别从上下方向支承所述上下一对中间辊；以及位置调节机构，其相对于所述上下一对作业辊以及所述上下一对加强辊而沿运送所述轧制件的方向对所述上下一对中间辊进行位置调节，所述轧制机的特征在于还具备：检测机构，其对所述作业辊的水平力进行检测；偏移量运算机构，其根据由所述检测机构得到的所述作业辊的水平力来运算所述中间辊的偏移量；控制机构，其控制所述位置调节机构以达到通过所述偏移量运算机构运算出的该中间辊的偏移量。
另外，解决上述课题的本发明的轧制方法为利用轧制机的轧制方法，所述轧制机具备：上下一对作业辊，其对轧制件进行轧制；上下一对中间辊，其分别从上下方向支承所述上下一对作业辊，并且被支承为能够沿辊轴向移动，在相对于轧制件的板宽中心而点对称的上下的辊端部具有锥状的尖细部；上下一对加强辊，其分别从上下方向支承所述上下一对中间辊；以及位置调节机构，其相对于所述上下一对作业辊以及所述上下一对加强辊而沿运送所述轧制件的方向对所述上下一对中间辊进行位置调节，所述轧制方法的特征在于，对所述上下一对作业辊的水平力进行检测，根据由该检测得到的所述作业辊的水平力来运算所述中间辊的偏移量，控制所述位置调节机构以达到计算出的所述中间辊的偏移量。
发明效果
根据本发明，即便为了降低轧制载荷而使作业辊小径化也能够得到良好的板形状。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的6级轧制机的主视图。
图2是图1中的II-II向视剖视图。
图3是图2中的III-III向视剖视图。
图4是本发明的第一实施例的6级轧制机的说明图。
图5是在所述6级轧制机中驱动中间辊时的中间辊偏移的说明图。
图6A是对所述6级轧制机所具备的中间辊施加的载荷的说明图。
图6B是对所述6级轧制机所具备的作业辊施加的载荷的说明图。
图7是在所述6级轧制机中驱动作业辊时的中间辊偏移的说明图。
图8A是对所述6级轧制机所具备的中间辊施加的载荷的说明图。
图8B是对所述6级轧制机所具备的作业辊施加的载荷的说明图。
图9是表示所述6级轧制机所具备的中间辊的位置调节装置的另一例的说明图。
图10是表示所述6级轧制机所具备的中间辊的位置调节装置的另一例的说明图。
图11是表示作业辊径D/板宽B与作业辊水平挠曲量δ的关系的坐标图。
图12是作业辊的挠曲量的说明图。
图13是本发明的第二实施例的6级轧制机的说明图。
图14是本发明的第三实施例的6级轧制机的说明图。
图15是本发明的第四实施例的6级轧制机所具备的中间辊的驱动***的说明图。
图16是本发明的第五实施例的6级轧制机所具备的中间辊的驱动***的说明图。
图17是本发明的第六实施例的6级轧制机所具备的中间辊的驱动***的说明图。
图18是表示将本发明用于串列式轧制设备的应用例的说明图。
附图标记说明：
1 带板(轧制件)
2a、2b 作业辊
3a、3b 中间辊
4a、4b 加强辊
5a、5b 轧制线调节装置
6a、6b 液压缸
7a、7b 壳体
8a～8d 辊折弯件
9a～9h 中间辊偏移可调工作缸(偏移工作缸、位置调节机构)
10a～10d 移位件
13a～13d 作业辊用的轴承箱(轴承)
15a～15d 中间辊用的轴承箱(轴承)
25a～25h 压力计(压力计测机构)
26a～26h 压力计(压力计测机构)
27a～27h 负载传感器(中间辊载荷计测机构)
28a～28h 负载传感器(作业辊载荷计测机构)
29a、29b 转矩计(驱动转矩计测机构)
35a 负载传感器(推力计测机构)
40 控制装置
42 运算部(偏移量运算机构)
43 输出部(控制机构)
100 串列式轧制设备
具体实施方式
以下对本发明的轧制机、具备该轧制机的串列式轧制设备以及轧制方法的实施例进行说明，然而本发明不仅限于根据附图而说明的以下的实施例。
【实施例1】
本实施例的6级轧制机如图1、2所示具有左右(驱动侧、操作侧)一对壳体7a、7b。在壳体7a、7b内，上下一对作业辊2a、2b、中间辊3a、3b以及加强辊4a、4b被支承为能够旋转。作业辊2a、2b分别由中间辊3a、3b接触支承。中间辊3a、3b分别由加强辊4a、4b接触支承。运送至壳体7a、7b之间的硬质件即轧制件1穿过作业辊2a、2b之间而被轧制。
上侧的加强辊4a被轴承(未图示)以及轴承箱17a、17c支承为能够旋转。轴承箱17a、17c经由轧制线调节装置5a、5b而被壳体7a、7b支承。即，通过驱动轧制线调节装置5a、5b，能够沿上下方向调节轧制件1的轧制线。
需要说明的是，轧制线调节装置5a、5b由蜗杆千斤顶或锥形楔块及阶梯锁板等构成，也可以在该轧制线调节装置5a、5b的内部设置负载传感器(未图示)来计测轧制载荷。
另一方面，下侧的加强辊4b被轴承(未图示)以及轴承箱17b、17d支承为能够旋转。轴承箱17b、17d经由压下用液压缸6a、6b而被壳体7a、7b支承。由此，通过驱动压下用液压缸6a、6b，该压下载荷经由上下一对加强辊4a、4b以及上下一对中间辊3a、3b而向上下一对作业辊2a、2b间接地传递，由此能够轧制轧制件1。
此处，如图2所示，作业辊2a、2b具有：用于轧制轧制件1的圆柱状的辊主体部2aa、2ba；以及在辊主体部2aa、2ba的两端部形成的辊颈部2ab、2bb。作业辊2a的辊颈部2ab经由轴承(未图示)而被轴承箱13a、13c支承为能够旋转。作业辊2b的辊颈部2bb与作业辊2a同样地，经由轴承(未图示)而被轴承箱13b、13d支承为能够旋转。
并且，在这些轴承箱13a、13c的两侧部(轧制件1的运送方向出侧以及该运送方向入侧)配置有工程件(proiect block)20a、20b。在这些工程件20a、20b内分别收容有辊折弯工作缸(辊折弯装置)14a、14c，辊折弯工作缸14a、14c能够按压轴承箱13a、13c的下表面。另外，在轴承箱13b、13d的两侧部(轧制件1的运送方向出侧以及该运送方向入侧)，与轴承箱13a、13c同样地配置有工程件20c、20d。在这些工程件20c、20d内分别收容有辊折弯工作缸(辊折弯装置)14b、14d，辊折弯工作缸14b、14d能够按压轴承箱13b、13d的上表面。由此，可以对作业辊2a、2b施加弯曲力。
此处，如上所述，通过压下用液压缸6a、6b来施加压下载荷。轧制转矩从未图示的主轴向上下一对作业辊2a、2b直接传递，或者从主轴经由中间辊3a、3b向作业辊2a、2b间接地传递。
上下一对中间辊3a、3b具有与作业辊2a、2b的辊主体部2aa、2ba接触的圆柱状的辊主体部3aa、3ba。在辊主体部3aa、3ba的一端形成有锥状的尖细部3ab、3bb。在辊主体部3aa、3ba的另一端形成有辊颈部3ac、3bc。在尖细部3ab、3bb的前端形成有辊颈部3ad、3bd。中间辊3a、3b具有成为尖细部3ab、3bb的起点(锥面的起始位置)的辊肩部3ae、3be。即，上下一对中间辊3a、3b在相对于轧制件1的板宽中心而点对称的上下的辊主体部3aa、3ba的端部分别具有辊肩部3ae、3be。
中间辊3a的辊颈部3ac、3ad经由轴承(未图示)而被轴承箱15a、15c支承为能够旋转。另外，中间辊3b的辊颈部3bc、3bd与中间辊3a同样地，经由轴承(未图示)而被轴承箱15b、15d支承为能够旋转。
如图3所示，在驱动侧的轴承箱15c上隔着拆装板12a、12b能够拆装地装配有驱动侧的移位件10c、10d。而且，在驱动侧的移位件10c、10d与由壳体7b固定支承的移位框架19a、19b之间夹设有移位工作缸18a、18b。
在轴承箱15a、15c的两侧部(轧制件1的运送方向入侧以及该运送方向出侧)设置有前后一对移位件10b、10a、10d、10c。这些对置的移位件10b、10a、10d、10c由连结杆11a、11b连结，且被支承为能够在壳体7a、7b的侧壁之间沿中间辊3a的轴向滑动。在移位件10a、10b、10c、10d内配置有辊折弯件8a、8c、8b、8d。在辊折弯件8a、8b内收容有辊折弯工作缸16a。在辊折弯件8c、8d内收容有辊折弯工作缸16c。这些辊折弯工作缸16a、16c能够按压轴承箱15a、15c的下表面。由此，可以对上侧的中间辊3a施加弯曲力。
因此，通过驱动移位工作缸18a、18b，使得中间辊3a能够沿其轴向移位。而且，与其轴承箱15a、15c的移位相伴，移位件10a～10d以及辊折弯件8a～8d也移位，因此通过辊折弯工作缸16a、16c能够施加弯曲力，能够进行轧制件1的宽度方向的板形状控制。
另外，中间辊3b能够利用与中间辊3a同样的构件沿轴向移位。
在轴承箱15b、15d的两侧部(轧制件的运送方向入侧以及该运送方向出侧)，与轴承箱15a、15c同样地设置有前后一对移位件(未图示)。在所述移位件内配置有辊折弯件(未图示)。在操作侧以及驱动侧的所述辊折弯件内分别收容有辊折弯工作缸16b、16d。这些辊折弯工作缸16b、16d能够按压轴承箱15b、15d的上表面。由此，对下侧的中间辊3b施加弯曲力。
因此，通过驱动所述移位工作缸，使得中间辊3b能够沿其轴向移位。而且，与轴承箱15b、15d的移位相伴，所述移位件以及所述辊折弯件也移位，因此通过辊折弯工作缸16b、16d能够施加弯曲力，能够进行轧制件1的宽度方向的板形状控制。
另外，在移位件10a、10b、10c、10d上以能够沿轧制方向滑动的方式设置的辊折弯件8a、8b、8c、8d中，分别内置有中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d。通过这些工作缸9a、9b、9c、9d能够使上侧的中间辊3a经由轴承箱15a、15c向水平方向入侧、出侧偏移。并且，辊折弯件8a、8b、8c、8d中内置有未图示的位置传感器，能够检测中间辊偏移位置。
在与下侧的中间辊3b对应的所述移位件上以能够沿轧制方向滑动的方式设置的操作侧的所述辊折弯件中，与所述辊折弯件8a、8b同样地分别内置有中间辊偏移可调工作缸9e、9f。在驱动侧的所述辊折弯件中，与所述辊折弯件8c、8d同样地分别内置有中间辊偏移可调工作缸9g、9h(参照图4)。通过操作侧以及驱动侧的所述中间辊偏移可调工作缸9e、9f、9g、9h能够使下侧的中间辊3b经由轴承箱15b、15d向水平方向入侧、出侧偏移。并且，在与下侧的中间辊3b对应的所述辊折弯件中，与所述辊折弯件8a～8d同样地内置有未图示的位置传感器，能够检测中间辊偏移位置。
此处，如图4所示，在中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h的头侧设置有压力计25a、25b、25c、25d、25e、25f、25g、25h，能够检测头侧压力。将这些头侧的压力分别设为Pha、Phb、Phc、Phd、Phe、Phf、Phg、Phh。另外，在中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h的杆侧设置有压力计26a、26b、26c、26d、26e、26f、26g、26h，能够检测杆侧压力。将这些杆侧的压力分别设为Pra、Prb、Prc、Prd、Pre、Prf、Prg、Prh。调节这些压力从而通过上侧的中间辊3a与下侧的中间辊3b来分别控制中间辊偏移位置β。另外将中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h的头侧与杆侧的面积分别设为Ah、Ar。另外也可以对中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h中的入侧以及出侧的任一方进行位置控制，而对另一方以恒定压力进行按压。
如上所述，上述的工作缸9a～9h以及压力计25a～25h、26a～26h设置在上下一对中间辊3a、3b的轴承箱的操作侧或驱动侧等远离轧制件1的运送路径的部位，因此消除了因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，也不会直接接触辊冷却剂的喷雾从而消除了误检测的可能性。
并且，所述6级轧制机还具备根据上述的压力计25a～25h、26a～26h等计测器来控制上述的设备等的控制装置40。控制装置40具备输入部41、运算部42以及输出部43。控制装置40的输入部41和压力计25a～25h、26a～26h等计测器的输出侧连接信号线。运算部42与输入部41连接，供经由输入部41输入的所述数据输入。运算部42与输出部43连接，后文中详细说明的该运算部42处的运算结果能够经由输出部43而向各设备输出。
此处，对中间辊的偏移位置的设定方法进行说明。
1)首先，在驱动中间辊时，图5、图6A以及图6B所示那样的力作用于上下一对作业辊2a、2b以及上下一对中间辊3a、3b。
a)对中间辊垫块(中间辊用的轴承箱)施加的中间辊3a、3b的水平力Fih由以下的式(1)来表示。
Fih＝-Ft+Q(tanθib+tanθiw) (1)
此处，Ft表示驱动切向力，Q表示轧制载荷。
需要说明的是，作为所述轧制载荷，例如，可以使用所述负载传感器的测定值、或根据压下用液压缸6a、6b的压力计算出的计算值。
另外，θib、θiw在将中间辊3a、3b的偏移量设为β时由以下的式(2)、式(3)来表示。
sinθib＝β/((Db+Di)/2)) (2)
sinθiw＝β/((Di+Dw)/2)) (3)
此处，Dw表示作业辊2a、2b的直径，Di表示中间辊3a、3b的直径，Db表示加强辊4a、4b的直径。
b)接下来，对作业辊垫块(作业辊用的轴承箱)施加的作业辊2a、2b的水平力Fwh由以下的式(4)来表示。
Fwh＝Ft-Q·tanθiw-(Tf-Tb)/2 (4)
此处，Ft表示驱动切向力，Q表示轧制载荷，Tf表示相对于作业辊2a、2b的轧制件1的运送方向出侧的张力(出侧张力)，Tb表示相对于作业辊2a、2b的轧制件1的运送方向入侧的张力(入侧张力)。需要说明的是，作为所述出侧张力以及所述入侧张力，例如，能够使用未图示的张力计等的测定值。
另外，上述的驱动切向力Ft通过以下的式(5)来表示。
Ft＝(Ti/2)/(Di/2) (5)
此处，Ti表示中间辊3a、3b的上下驱动转矩的合计值，Di表示中间辊3a、3b的直径。
在加入了中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d的输出的情况下，对上侧的中间辊垫块施加的上侧的中间辊3a的水平力Fih由以下的式(6)来表示。
Fih＝(Ah·Pha-Ar·Pra)+(Ah·Phc-Ar·Prc)
-(Ah·Phb-Ar·Prb)-(Ah·Phd-Ar·Prd) (6)
此处，若将上述的式(1)转换成Ft的等式，则成为以下的式(1a)。
Ft＝-Fih+Q(tanθib+tanθiw) (1a)
若将上述的式(6)代入上述的式(1a)，则成为以下的式(1b)。
Ft＝-(Ah·Pha-Ar·Pra)-(Ah·Phc-Ar·Prc)
+(Ah·Phb-Ar·Prb)+(Ah·Phd-Ar·Prd)
+Q(tanθib+tanθiw) (1b)
若将上述的式(1a)代入上述的式(4)，则成为以下的式(4a)。
Fwh＝-Fih+Q(tanθib+tanθiw)-Q·tanθiw-(Tf-Tb)/2
＝-Fih+Q·tanθib-(Tf-Tb)/2 (4a)
此处，若将上述的式(2)转换成θib的等式，则成为以下的式(2a)。
θib＝sin-1{β/((Db+Di)/2)} (2a)
若将上述的式(2a)代入上述的式(4a)，则成为以下的式(4b)。
Fwh＝-Fih+Q·tan[sin-1{β/((Db+Di)/2)}]-(Tf-Tb)/2 (4b)
此处，θib足够小，在上述的式(4b)中sinθib≈tanθib的关系成立，因此上述的式(4b)成为以下的式(4c)。
Fwh＝-Fih+2Q·β/((Db+Di)-(Tf-Tb)/2 (4c)
由此，通过上述的式(4c)，计算出使Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上下的中间辊3a、3b的偏移量β，控制上下的中间辊3a、3b的偏移位置以达到该值，从而即便为了降低轧制载荷而使作业辊2a、2b小径化，也能够得到良好的板形状。
另外，下侧的作业辊2b的情况下的所述Fih由以下的式(7)来表示。
Fih＝(Ah·Phe-Ar·Pre)+(Ah·Phg-Ar·Prg)
-(Ah·Phf-Ar·Prf)-(Ah·Phh-Ar·Prh) (7)
同样地，根据上述的式(7)和式(1)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。由此，即便为了降低轧制载荷而使作业辊2a、2b小径化也能够得到良好的板形状。
2)接下来，在驱动作业辊2a、2b时，图7、图8A以及图8B所示那样的力作用于上下一对作业辊2a、2b以及上下一对中间辊3a、3b。
a)对中间辊垫块(中间辊用的轴承箱)施加的中间辊水平力Fih由以下的式(8)来表示。
Fih＝-Q(tanθib+tanθiw) (8)
此处，Q表示轧制载荷。
b)对作业辊垫块(作业辊用的轴承箱)施加的作业辊水平力Fwh由以下的式(9)来表示。
Fwh＝Q·tanθiw-(Tf-Tb)/2 (9)
根据所述式(6)和式(8)计算出轧制载荷Q，将该Q值代入式(9)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
同样地，根据所述式(7)和式(8)计算出轧制载荷Q，将该Q值代入式(9)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。由此，即便为了降低轧制载荷而使作业辊2a、2b小径化也能够得到良好的板形状。
此处，也可以如图9所示那样，取代中间辊偏移可调工作缸9a、9c而仅在相对于中间辊3a的轧制件1的运送方向出侧设置楔块衬板21a、21b和轴向动作工作缸22a、22b，而在其余位置保持中间辊偏移可调工作缸不变。另外，也可以取代中间辊偏移可调工作缸9a～9h而仅在相对于中间辊3a、3b的轧制件1的运送方向入侧以及出侧中的一侧设置楔块衬板和轴向动作工作缸，而在其余位置保持中间辊偏移可调工作缸不变。
并且，也可以如图10所示那样，取代中间辊偏移可调工作缸9a～9d而在相对于中间辊3a的轧制件1的运送方向出侧设置楔块衬板21a、21b和轴向动作工作缸22a、22b，在相对于中间辊3a的轧制件1的运送方向入侧设置楔块衬板23a～23d和轴向动作工作缸24a～24d。另外，也可以取代中间辊偏移可调工作缸9a～9h而在相对于中间辊3a的轧制件1的运送方向入侧以及出侧分别设置楔块衬板和轴向动作工作缸。
从而，根据本实施例，由检测器检测出上下一对作业辊2a、2b的水平力，根据该检测值来控制上侧以及下侧的中间辊3a、3b各自的偏移量β，使得上下一对作业辊2a、2b的水平力成为0或者接近0的值(规定值以下)，从而上侧以及下侧的作业辊2a、2b不易沿水平方向挠曲。由此，能够得到良好的板形状的轧制件1。
需要说明的是，优选上述6级轧制机所具备的上下一对作业辊的作业辊2a、2b的直径D与轧制件1的板宽B的比即D/B满足以下的式(10)。
0.08≤D/B≤0.23 (10)
这是由于，当所述D/B低于0.08时作业辊2a、2b挠曲的可能性增大，因该作业辊2a、2b的挠曲而难以得到所期望的板形状。而当所述D/B高于0.23时，即使不偏移，也能够得到足够的轧制载荷。
此处，参照表示D/B与作业辊水平挠曲量的关系的图11以及图12，对上述的D/B的范围进行说明。需要说明的是，图11中示出了加工对象即轧制件是120k高张力钢，轧制件的板宽为1650mm，轧制件的入侧板厚为2.34mm，轧制件的出侧板厚为1.99mm的情况。图12中，附图标记B表示轧制件的板宽，附图标记L表示作业辊的轴承间距离，附图标记F表示作业辊的水平分力，附图标记δ表示作业辊的水平挠曲量。
由上述的图可以确认，通过将所述D/B设为0.08以上0.23以下，能够抑制作业辊的水平挠曲，从而能够抑制该作业辊的水平挠曲导致的轧制件的板形状的偏差。
【实施例2】
参照图13对本发明的第二实施例的轧制机以及轧制方法进行说明。
本实施例是在图1～4所示的上述的第一实施例中追加了负载传感器的结构。其他的结构与图1～4所示的上述的轧制机大致相同，对相同的设备标注相同的附图标记且适当地省略重复的说明。
如图13所示，本实施例的轧制机具备配置在所述移位件与中间辊偏移可调工作缸9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h之间的负载传感器27a、27b、27c、27d、27e、27f、27g、27h。
需要说明的是，负载传感器27b、27d相对于上侧的中间辊3a而配置在轧制件1的运送方向入侧。负载传感器27a、27c相对于上侧的中间辊3a而配置在轧制件1的运送方向出侧。负载传感器27f、27h相对于下侧的中间辊3b而配置在轧制件1的运送方向入侧。负载传感器27e、27g相对于下侧的中间辊3b而配置在轧制件1的运送方向出侧。
此处，在将负载传感器27a、27b、27c、27d、27e、27f、27g、27h的输出分别设为Ria、Rib、Ric、Rid、Rie、Rif、Rig、Rih时，对中间辊垫块(中间辊用的轴承箱)施加的中间辊3a、3b的水平力Fih在上侧的作业辊2a的情况下通过以下的式(11)来表示。
Fih＝(Ria+Ric)-(Rib+Rid) (11)
1)首先对驱动中间辊3a、3b的情况进行说明
根据上述的式(11)和式(1)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
另外，下文中示出了下侧的作业辊的情况。Fih通过式(12)得出。
Fih＝(Rie+Rig)-(Rif+Rih) (12)
同样地，根据该式(12)和式(1)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出下侧的作业辊的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
2)接下来对驱动作业辊2a、2b的情况进行说明
根据所述式(11)和式(8)计算出轧制载荷Q，将该Q值代入式(9)，从而计算出Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
同样地，根据所述式(12)和式(8)计算出轧制载荷Q，将该Q值代入式(9)，从而计算出Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
此处，在对中间辊偏移可调工作缸9a～9h中的轧制件1的运送方向入侧以及出侧的任一方进行位置控制，而对另一方以恒定压力进行按压的情况下，在轧制件1的运送方向入侧以及出侧中，仅在实施中间辊偏移可调工作缸的位置控制的一侧设置上述的负载传感器即可。例如，在对出侧的中间辊偏移可调工作缸9a、9c、9e、9g进行位置控制，对相反侧的入侧的中间辊偏移可调工作缸9b、9d、9f、9h以恒定压力进行按压，且仅在轧制件1的运送方向出侧设置负载传感器27a、27c、27e、27g的情况下，将(11)、式(12)的Rib、Rid、Rif、Rih的值作为根据入侧的中间辊偏移可调工作缸9b、9d、9f、9h的恒定压力按压值计算出的按压力。
1)首先对驱动中间辊3a、3b的情况进行说明
根据该式(11)和式(1)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。另外，在下侧的作业辊2b的情况下，同样地根据式(12)和式(1)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
2)接下来对驱动作业辊2a、2b的情况进行说明
根据所述式(11)和式(8)计算出轧制载荷Q，将该Q值代入式(9)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
同样地，根据所述式(12)和式(8)计算出轧制载荷Q，将该Q值代入式(9)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
从而，根据本实施例，与上述的第一实施例同样地，如上所述，上述的工作缸9a～9h以及负载传感器27a～27h设置在上下一对中间辊3a、3b的轴承箱的操作侧或驱动侧等远离轧制件1的运送路径的部位，因此消除了因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，也不会直接接触辊冷却剂的喷雾从而消除了误检测的可能性。
【实施例3】
参照图14对本发明的第三实施例的轧制机以及轧制方法进行说明。
本实施例是在图1～4所示的上述的第一实施例中追加了负载传感器的结构。其他的结构与图1～4所示的上述的轧制机大致相同，对相同的设备标注相同的附图标记且适当地省略重复的说明。
如图14所示，本实施例的轧制机具备配置在作业辊2a、2b用的轴承箱与所述工程件之间的负载传感器28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h。
需要说明的是，负载传感器28b、28d相对于上侧的作业辊2a而配置在轧制件1的运送方向入侧。负载传感器28a、28c相对于上侧的作业辊2a而配置在轧制件1的运送方向出侧。负载传感器28f、28h相对于下侧的作业辊2b而配置在轧制件1的运送方向入侧。负载传感器28e、28g相对于下侧的作业辊2b而配置在轧制件1的运送方向出侧。
此处，将负载传感器28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h的输出分别设为Rwa、Rwb、Rwc、Rwd、Rwe、Rwf、Rwg、Rwh。
1)驱动中间辊或者驱动作业辊的情况
对作业辊垫块(作业辊用的轴承箱)施加的作业辊2a、2b的水平力Fwh在上侧的作业辊2a的情况下由以下的式(13)来表示。
Fwh＝(Rwa+Rwc)-(Rwb+Rwd) (13)
根据该式(13)计算出上侧的作业辊2a的Fwh，并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
另外，下侧的作业辊2b的情况下的Fwh由以下的式(14)来表示。
Fwh＝(Rwe+Rwg)-(Rwf+Rwh) (14)
同样地，根据所述式(14)计算出下侧的作业辊2b的Fwh，并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
此处，仅在相对于作业辊2a、2b的轧制件1的运送方向入侧以及出侧中的一侧设置上述的负载传感器即可。例如，在仅在相对于作业辊2a、2b的轧制件1的运送方向出侧设置负载传感器28a、28c、28e、28g的情况下，在所述式(13)以及所述式(14)中，将Rwb、Rwd、Rwf、Rwh的值设为0。
在该条件下，根据所述式(13)计算出上侧的作业辊2a的Fwh，并且计算出使该Fwh成为0附近的正值的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
同样地，根据所述式(14)计算出下侧的作业辊2b的Fwh，并且计算出使该Fwh成为0附近的正值的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
从而，根据本实施例，与上述的第一实施例同样地，如上所述，上述的工作缸9a～9h以及负载传感器28a～28h设置在上下一对作业辊2a、2b以及中间辊3a、3b的轴承箱的操作侧或驱动侧等远离轧制件1的运送路径的部位，因此消除了因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，也不会直接接触辊冷却剂的喷雾从而消除了误检测的可能性。
【实施例4】
参照图15对本发明的第四实施例的轧制机以及轧制方法进行说明。
如图15所示，在本实施例的轧制机中，上侧的中间辊3a经由主轴30a而能够旋转地与小齿轮轴31a连结。小齿轮轴31a上设置的小齿轮32a与小齿轮32b啮合。下侧的中间辊3b经由主轴30b而能够旋转地与小齿轮轴31b连结。小齿轮轴31b上设置的小齿轮32b经由联轴器33而能够旋转地与产生驱动转矩的电动机34连结。此处，在主轴30a、30b上分别设置有能够测定驱动转矩的转矩计29a、29b。
在将由转矩计29a、29b测定出的转矩分别设为Tia、Tib时，式(5)在上侧的中间辊3a的情况下由以下的式(15)来表示。
Ft＝(Tia/2)/(Di/2) (15)
根据该式(15)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
另外，式(5)在下侧的中间辊3b的情况下由以下的式(16)来表示。
Ft＝(Tib/2)/(Di/2) (16)
同样地，根据该式(16)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
从而，根据本实施例，与上述的第一实施例同样地，上述的转矩计29a、29b设置在远离轧制件1的运送路径的部位，因此消除了因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，也不会直接接触辊冷却剂的喷雾从而消除了误检测的可能性。
【实施例5】
参照图16对本发明的第五实施例的轧制机以及轧制方法进行说明。
如图16所示，在本实施例的轧制机中，上侧的中间辊3a经由主轴30a能够旋转地与小齿轮轴31a连结。小齿轮轴31a上设置的小齿轮36a与小齿轮36b啮合。另一方面，下侧的中间辊3b经由主轴30b而能够旋转地与小齿轮轴31b连结。小齿轮轴31b上设置的小齿轮36b经由联轴器33而能够旋转地与产生驱动转矩的电动机34连结。此处，小齿轮36a、36b是斜齿轮，与倾斜地啮合的齿的角度相应地沿轴向产生推力。在小齿轮轴31a的端部设置有能够测定该推力的负载传感器35a。该推力与转矩成比例，因此通过由负载传感器35a测定推力，可以计算出上侧的中间辊3a的转矩。将该转矩设为Tia。另外，下侧的中间辊3b的转矩在将能够根据电动机34的电流值计算出的电动机转矩设为Tm时，可以通过以下的(17)式来表示。
Tib＝Tm-Tia (17)
对于上侧的作业辊2a，利用该Tia而根据上述的式(15)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
另外，对于下侧的作业辊2b，同样地利用所述Tib而根据上述的式(16)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
从而，根据本实施例，与上述的第一实施例同样地，上述的负载传感器35a以及电动机34设置在远离轧制件1的运送路径的部位，因此消除了因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，也不会直接接触辊冷却剂的喷雾从而消除了误检测的可能性。
【实施例6】
参照图17对本发明的第六实施例的轧制机以及轧制方法进行说明。
如图17所示，在本实施例的轧制机中，上侧的中间辊3a经由主轴30a而能够旋转地与产生驱动转矩的电动机37a连结。另一方面，下侧的中间辊3b经由主轴30b而能够旋转地与产生驱动转矩的电动机37b连结。能够根据电动机37a、37b的电流值计算出的电动机转矩分别是Tia、Tib。
对于上侧的作业辊2a，利用该Tia而根据该式(15)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出上侧的作业辊2a的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的上侧的中间辊3a的偏移量β，控制上侧的中间辊3a的偏移位置以达到该值。
另外，对于下侧的作业辊2b，同样地利用该Tib而根据该式(16)计算出准确的驱动切向力Ft，将该Ft值代入式(4)，从而计算出下侧的作业辊2b的Fwh。并且计算出使该Fwh成为0或接近0的值(规定值以下)的下侧的中间辊3b的偏移量β，控制下侧的中间辊3b的偏移位置以达到该值。
从而，根据本实施例，与上述的第一实施例同样地，上述的电动机37a、37b设置在远离轧制件1的运送路径的部位，因此消除了因轧制件的零碎板片而破损的可能性。另外，也不会直接接触辊冷却剂的喷雾从而消除了误检测的可能性。
此处，可以将上述的第一至第六实施例的6级轧制机用于由第一至第五轧制台构成的串列式轧制设备的全部轧制台中。在该情况下，能够更有效地轧制硬质的轧制件1。另外，如图18所示，在由第一至第五轧制台101～105构成的串列式轧制设备100中，也可以仅在第一轧制台101以及第五(最后)托架105中应用所述6级轧制机。在该情况下，即使在第一轧制台101处轧制件1的板厚较厚，也能够通过小径的作业辊2a、2b相应地增加压下量，而即使在第五(最后)轧制台105处轧制件1的板厚较薄，也能够通过中间辊3a、3b的偏移动作相应地高精度地控制轧制件1的板厚形状，因此能够增大投资回报率。另外，在由第一至第五轧制台构成的串列式轧制设备中，也可以仅在第一或第五(最后)轧制台中应用所述6级轧制机。

Claims (11)

1.一种轧制机，具备：
上下一对作业辊，其对轧制件进行轧制；
上下一对中间辊，其分别从上下方向支承所述上下一对作业辊，并且被支承为能够沿辊轴向移动，在相对于轧制件的板宽中心而点对称的上下的辊端部具有锥状的尖细部；
上下一对加强辊，其分别从上下方向支承所述上下一对中间辊；以及
位置调节机构，其相对于所述上下一对作业辊以及所述上下一对加强辊而沿运送所述轧制件的方向对所述上下一对中间辊进行位置调节，
所述轧制机的特征在于，还具备：
检测机构，其对所述作业辊的水平力进行检测；
偏移量运算机构，其根据由所述检测机构得到的所述作业辊的水平力来运算所述中间辊的偏移量；以及
控制机构，其控制所述位置调节机构以达到由所述偏移量运算机构运算出的该中间辊的偏移量。
2.根据权利要求1所述的轧制机，其特征在于，
所述偏移量运算机构运算使所述作业辊的水平力达到规定值以下的所述中间辊的偏移量。
3.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述位置调节机构是设置在所述中间辊的轴承上的偏移工作缸，
所述检测机构具有设置在所述偏移工作缸上而对该偏移工作缸的压力进行计测的压力计测机构，
所述偏移量运算机构根据由所述压力计测机构得到的压力计测值来运算所述作业辊的水平力。
4.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述检测机构具有设置在所述中间辊的轴承上而对该中间辊的水平方向的载荷进行计测的载荷计测机构，
所述偏移量运算机构根据由所述载荷计测机构得到的所述中间辊的水平方向的载荷来运算所述作业辊的水平力。
5.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述检测机构具有设置在所述作业辊的轴承上而对该作业辊的水平方向的载荷进行计测的载荷计测机构，
所述偏移量运算机构根据由所述载荷计测机构得到的所述作业辊的水平方向的载荷来运算所述作业辊的水平力。
6.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述检测机构具有设置在驱动所述中间辊的驱动机构上而对该驱动机构的驱动转矩进行计测的驱动转矩计测机构，
所述偏移量运算机构根据由所述驱动转矩计测机构得到的所述驱动转矩来运算所述作业辊的水平力。
7.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述上下一对中间辊具有经由齿轮来传递驱动转矩的驱动机构，
所述检测机构具有设置在所述驱动机构的所述齿轮的轴承上而对推力进行计测的推力计测机构，
所述偏移量运算机构根据由所述推力计测机构得到的所述推力来运算所述作业辊的水平力。
8.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述上下一对中间辊由电动机驱动，
所述偏移量运算机构根据所述电动机的电流值来运算所述作业辊的水平力。
9.根据权利要求1或2所述的轧制机，其特征在于，
所述上下一对作业辊的直径D与所述轧制件的板宽B的比即D/B为下述的范围：
0.08≤D/B≤0.23。
10.一种串列式轧制设备，其中排列有多个轧制机，所述串列式轧制设备的特征在于，
所述多个轧制机中的一个以上为权利要求1或2所述的轧制机。
11.一种轧制方法，其为利用轧制机的轧制方法，所述轧制机具备：上下一对作业辊，其对轧制件进行轧制；上下一对中间辊，其分别从上下方向支承所述上下一对作业辊，并且被支承为能够沿辊轴向移动，在相对于轧制件的板宽中心而点对称的上下的辊端部具有锥状的尖细部；上下一对加强辊，其分别从上下方向支承所述上下一对中间辊；以及位置调节机构，其相对于所述上下一对作业辊以及所述上下一对加强辊而沿运送所述轧制件的方向对所述上下一对中间辊进行位置调节，
所述轧制方法的特征在于，
对所述上下一对作业辊的水平力进行检测，
根据由该检测得到的所述作业辊的水平力来运算所述中间辊的偏移量，
控制所述位置调节机构以达到运算出的所述中间辊的偏移量。
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