JP2012210648A - Speed control method for hot bar in break down mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粗圧延機におけるホットバーの速度制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling the speed of a hot bar in a rough rolling mill.
粗圧延機には、圧延ロールをホットバーが往復動して圧延するリバース圧延機と、圧延ロールのスタンドが複数配置され、ホットバーが各スタンドで順に圧延されるタンデム圧延機とがあり、いずれの圧延機においても圧延ロールの前後面にはテーブルローラが配置され、ホットバーの搬送が行われるようになっている。 Rough rolling mills include a reverse rolling mill that rolls a rolling roll by reciprocating a hot bar, and a tandem rolling mill in which a plurality of rolling roll stands are arranged and the hot bar is rolled in each stand in order. Also in this rolling mill, table rollers are arranged on the front and rear surfaces of the rolling roll to carry the hot bar.
圧延機では、生産性を上げるため圧延速度を上げることが一つの技術的課題をなしているが、圧延速度を上げるには圧延ロールを駆動するモータの能力やホットバーがテーブルローラへ接触するときの耐衝撃性など設備上の制約がある。そこで従来は圧延ロールへの噛込速度が駆動モータの能力以下で、かつテーブルローラへ接触するときの衝撃トルクがロールの破断に至るトルク（以下、破断トルクという）以下の速度となるように速度設定を行っていた。 In rolling mills, increasing the rolling speed is one technical issue in order to increase productivity. To increase the rolling speed, however, the ability of the motor that drives the rolling roll or when the hot bar contacts the table roller. There are restrictions on equipment such as impact resistance. Therefore, conventionally, the speed at which the biting speed into the rolling roll is less than the drive motor capacity and the impact torque when contacting the table roller is less than the torque that causes the roll to break (hereinafter referred to as the breaking torque). I was setting up.
図１は、その例を示すもので、ホットバーがテーブルローラ２に接触するときの接触速度が破断トルク以下の速度となるように設定し、圧延ロール駆動用モータの能力以下に設定された噛込速度から加速されるようにしていた。ここで加速の開始は、圧延ロール１に噛込んでから一定時間経過後に行われているが、このタイムラグは噛込みを検知してからのチャタリングを考慮したことによるものである。 FIG. 1 shows an example. The contact speed when the hot bar is in contact with the table roller 2 is set to be a speed equal to or lower than the breaking torque, and the mesh is set to be equal to or lower than the capacity of the rolling roll driving motor. It was supposed to be accelerated from the included speed. Here, the acceleration is started after a certain period of time has passed since the biting into the rolling roll 1, but this time lag is due to the fact that chattering after detecting the biting is taken into consideration.
ホットバーがテーブルローラに接触するときの衝撃トルクは従来、テーブルローラを構成するロール間で差があるとは考えられていなかったため、テーブルローラに接触するときの接触速度を設定するに当っては、テーブルローラの中間部のロール、例えば圧延ロールから３番目のロールでの衝撃トルクを測定し、この測定値から破断トルク未満となる速度をテーブルローラへの接触速度に設定していたが、圧延を行っているうちに、圧延ロール近くのロールでモータ軸が破損するケースが見られるようになった。そこでテーブルローラを構成するロールでの衝撃トルクを実測したところ、各ロールでの衝撃トルクには差があって、圧延ロールに近い程増大することが分かった。 Conventionally, the impact torque when the hot bar contacts the table roller was not considered to be different between the rolls that make up the table roller, so when setting the contact speed when contacting the table roller, The impact torque of the third roll from the roll of the table roller, for example, the third roll is measured, and the speed at which the measured torque is less than the breaking torque is set as the contact speed to the table roller. During this process, there were cases where the motor shaft was damaged by a roll near the rolling roll. Thus, when the impact torque of the rolls constituting the table roller was measured, it was found that there was a difference in impact torque between the rolls, and that the closer to the rolling roll, the greater the impact torque.
図２は、テーブルローラ２を構成する後面テーブル２ａのロールと中間テーブル２ｂのロールのうち、後面テーブル２ａの圧延ロールから２番目のNo.２ロールと４番目のNo.４ロール及び中間テーブル２ｂの圧延ロールから最も遠いNo.４ロールにレゾルバーを取付けて低炭素鋼よりなるホットバーについて、該ホットバーがテーブルローラに接触したときの衝撃トルクを各ロールの回転数から求めたものであり、図３はステンレス鋼ＳＵＳ３０４よりなるホットバーについて、後面テーブルの圧延ロールに最も近いNo.１ロールと２番目のNo.２ロールに衝突したときの衝撃トルクを各ロールに取付けたレゾルゾーにより測定した回転数から求めたものである。 FIG. 2 shows the second No. 2 roll, the fourth No. 4 roll and the intermediate table 2b from the rolling roll of the rear table 2a among the rolls of the rear table 2a and the intermediate table 2b constituting the table roller 2. For a hot bar made of low carbon steel with a resolver attached to the No. 4 roll furthest from the rolling roll, the impact torque when the hot bar comes into contact with the table roller was determined from the rotational speed of each roll. FIG. 3 shows the rotation of a hot bar made of stainless steel SUS304 measured by a resorzo attached to each roll when impacting the No. 1 roll closest to the rolling roll on the rear table and the second No. 2 roll. It is obtained from the number.
図２及び図３からも明らかであるように、衝撃トルクは圧延ロールに近い程増加し、No.１ロールでの衝撃トルクは最大となり、これがNo.１及びNo.２ロールで破損を生ずる原因となっているものと考えられた。 As is clear from FIGS. 2 and 3, the impact torque increases as it is closer to the rolling roll, and the impact torque at the No. 1 roll becomes maximum, which is the cause of breakage at the No. 1 and No. 2 rolls. It was thought that.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、圧延速度を低下させることなくテーブルローラの破損を防ぐことができるようにするためのホットバーの速度制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a hot bar speed control method for preventing damage to the table roller without reducing the rolling speed.
請求項１に係わる発明は、ホットバーを圧延する圧延ロールと、該圧延ロールの前後に配置され、ホットバーが搬送されるテーブルローラを備えた粗圧延機によりホットバーを圧延する際のホットバーの速度制御方法であって、圧延ロール出側のホットバーがテーブルローラへ接触する際、テーブルローラを構成するロールのうち、圧延ロールに最も近いロールに接触するときの衝撃トルクが該ロールの破断トルク未満となるようにホットバーのロールへの接触速度を制御し、ホットバーが圧延ロールに最も近い前記ロールへ接触するのに前後して該ロール以外の他のロールの破断トルク未満となる速度まで加速させることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a hot bar for rolling a hot bar by a roughing mill provided with a rolling roll for rolling the hot bar, and a table roller disposed before and after the rolling roll to which the hot bar is conveyed. When the hot bar on the rolling roll exit side contacts the table roller, the impact torque at the time of contacting the roll closest to the rolling roll among the rolls constituting the table roller is the breakage of the roll. Control the contact speed of the hot bar to the roll so as to be less than the torque, and the speed at which the hot bar is less than the breaking torque of other rolls other than the roll before and after the hot bar contacts the roll closest to the rolling roll. It is characterized by accelerating to.
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明において、圧延ロールの噛込速度でテーブルローラの圧延ロールに最も近いロールに接触させることを特徴とする。
請求項３に係わる発明は、請求項１又は２に係わる発明において、圧延ロールに設けた距離タイマーに前記圧延ロールと、テーブルローラを構成するロールのうち、圧延ロールに最も近いロール間の軸間距離を設定し、圧延ロールへのホットバーの噛込速度と先進率からホットバーが圧延ロールからテーブルローラの前記ロールに達するまでの時間を算出し、前記ホットバーの加速を該ホットバーが圧延ロールに噛み込んでから前記算出時間を経過したときに開始させることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, it is brought into contact with the roll closest to the rolling roll of the table roller at the biting speed of the rolling roll.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the distance between the rolls closest to the rolling roll among the rolling roll and the roll constituting the table roller in the distance timer provided in the rolling roll. Set the distance, calculate the time it takes for the hot bar to reach the roll of the table roller from the rolling roll from the biting speed of the hot bar to the rolling roll and the advanced rate, and the hot bar rolls to accelerate the hot bar It is started when the calculation time elapses after biting into a roll.
請求項１に係わる発明によると、テーブルローラを構成する各ロールへの衝撃トルクが、各ロールの破断トルク未満となる速度に制御されるため、ロールの破損を防ぐことができる。またホットバーがテーブルローラのロールに接触するときの衝撃トルクは圧延ロールより離れるロール程低下するため、ホットバーは圧延ロールより離れる程加速させることができ、圧延ロールに最も近いロールに衝突するスラブ速度を低下させても、従来法より加速を続け、圧延ロールより離れるロールほど該ロールへの接触速度を増加させることにより圧延速度を低下させないようにすることができる。 According to the first aspect of the present invention, since the impact torque to each roll constituting the table roller is controlled to a speed that is less than the breaking torque of each roll, breakage of the roll can be prevented. Also, the impact torque when the hot bar comes into contact with the roll of the table roller decreases as the roll moves away from the rolling roll, so the hot bar can be accelerated as it moves away from the rolling roll, and the slab collides with the roll closest to the rolling roll. Even if the speed is lowered, acceleration can be continued from the conventional method, and the rolling speed can be prevented from being lowered by increasing the contact speed to the roll as the roll is separated from the rolling roll.
ホットバーはリバース圧延の次のパス或いはタンデム圧延の次の圧延機に移行するにつれ、板厚が段階的に減少するため、板速度が増加してもテーブルローラへの衝撃トルクは減少し、圧延ロールへの噛込速度が増加しても圧延に要するトルクを駆動モータの能力以下に抑えることができる。 As the hot bar moves to the next pass of reverse rolling or to the next rolling mill of tandem rolling, the plate thickness decreases in stages, so even if the plate speed increases, the impact torque to the table roller decreases, and the rolling Even if the biting speed into the roll increases, the torque required for rolling can be kept below the capacity of the drive motor.
圧延ロールへの噛込速度は低く抑え、それよりテーブルローラへの接触速度まで加速させるようにしてもよいが、請求項２に係わる発明のように圧延ロールへの噛込速度でテーブルローラに接触させるようにすると、前述の噛込速度を低く抑えて加速する場合に比べ、圧延時間を短縮させることができる。
請求項3に係わる発明によると、加速のタイミングを任意に設定することができ、加速のタイミングの自由度を上げることができる。
Although the biting speed to the rolling roll may be kept low and then accelerated to the contact speed to the table roller, it contacts the table roller at the biting speed to the rolling roll as in the invention according to claim 2. In this case, the rolling time can be shortened as compared with the case where acceleration is performed while keeping the biting speed low.
According to the invention of claim 3, the timing of acceleration can be set arbitrarily, and the degree of freedom of the timing of acceleration can be increased.
図４に示す実線は、本実施形態によるホットバーの圧延速度を示す線図であり、一点鎖線は図１に示す従来法による圧延速度を示す線図で、テーブルローラ２を構成する後面テーブル２ａの各ロールのうち、圧延ロール１に最も近いNo.１ロールにホットバーが接触するときの接触速度は、該No.１ロールへの衝撃トルクが破断トルク未満となるように設定され、一点鎖線で示す従来法より低下される。 The solid line shown in FIG. 4 is a diagram showing the rolling speed of the hot bar according to the present embodiment, and the alternate long and short dash line is the diagram showing the rolling speed according to the conventional method shown in FIG. The contact speed when the hot bar contacts the No. 1 roll closest to the rolling roll 1 among the rolls is set so that the impact torque to the No. 1 roll is less than the breaking torque. This is lower than the conventional method shown in FIG.
リバース圧延の場合、図示する後面テーブル２ａのNo.１ロールには奇数パスで圧延ロール１により圧延されたホットバーが接触する。図５は低炭素鋼よりなるホットバーについて奇数パスにおけるNo.１ロールへの接触速度と衝撃トルク最大値の実績値より求めた相関曲線を示すものであり、図６はステンレス鋼ＳＵＳ３０４よりなるホットバーについて奇数パスにおけるNo.１ロールへの接触速度と衝撃トルク最大値の実績値より求めた相関曲線を示すものである。図中、破断トルクはロールが疲労破断に至るトルク値を示す。 In the case of reverse rolling, the hot bar rolled by the rolling roll 1 with an odd number of passes contacts the No. 1 roll of the illustrated rear table 2a. FIG. 5 shows a correlation curve obtained from the actual value of the contact speed to the No. 1 roll and the maximum value of the impact torque in an odd-numbered path for a hot bar made of low carbon steel, and FIG. 6 shows a hot curve made of stainless steel SUS304. The correlation curve calculated | required from the actual value of the contact speed to the No. 1 roll in an odd-numbered path | pass, and the impact torque maximum value about a bar is shown. In the figure, the breaking torque indicates the torque value at which the roll reaches fatigue fracture.
図５及び図６からホットバーがテーブルローラ２の後面テーブル２ａのNo.１ロールに接触するときの接触速度は衝撃トルクが最大値となったときでも図の矢印で示すように破断トルクを越えない範囲に設定される。 From FIG. 5 and FIG. 6, the contact speed when the hot bar contacts the No. 1 roll of the rear table 2a of the table roller 2 exceeds the breaking torque as shown by the arrow in the figure even when the impact torque reaches the maximum value. Set to no range.
圧延ロール１への噛込速度はNo.１ロールへの接触速度と一致し、一点鎖線で示す従来法より増加するが、圧延ロール１を駆動するモータの能力を越える場合、該モータの能力未満に押えられる。この場合、No.１ロールへの接触速度まで緩やかに加速される。 The biting speed to the rolling roll 1 coincides with the contact speed to the No. 1 roll and increases from the conventional method indicated by the alternate long and short dash line, but when the capacity of the motor that drives the rolling roll 1 is exceeded, it is less than the capacity of the motor. Pressed down. In this case, it is gradually accelerated up to the contact speed with the No. 1 roll.
ホットバーがNo.１ロールに達すると、一気に加速させる。加速のタイミングはNo.１ロールの駆動用モータに電流やトルクを検出するセンサーを設け、該センサーの検出値からスラブの接触を検出して加速を開始するようにしてもよいが、好ましくは圧延ロール１に距離タイマーを設け、ホットバーが圧延ロール１に噛込み、設定距離に達する時間で加速を開始するようにされる。前者の場合、加速のタイミングがNo.１ロールの位置によって決まり、加速のタイミングを早くすることができないのに対し、後者の距離タイマーを用いた場合、加速のタイミングをNo.１ロールの位置にかかわらず任意に設定でき、加速タイミングの自由度を上げることができる。 When the hot bar reaches No.1 roll, it accelerates at once. For the acceleration timing, a sensor for detecting current and torque may be provided in the No. 1 roll drive motor, and the acceleration may be started by detecting the contact of the slab from the detected value of the sensor. The roll 1 is provided with a distance timer, and the hot bar is engaged with the rolling roll 1 to start acceleration at a time when the set distance is reached. In the former case, the acceleration timing is determined by the position of the No. 1 roll, and the acceleration timing cannot be accelerated. On the other hand, when the latter distance timer is used, the acceleration timing is set to the No. 1 roll position. Regardless, it can be set arbitrarily and the degree of freedom of acceleration timing can be increased.
加速によりホットバーが設定速度に達すると（図４のＣ点）、加速は停止し、定速に維持される。なお上記設定速度（Ｃ点での板速度）は、破断トルクに達する限度まで増加させることができるが、テーブルローラ２のロール駆動用のモータの能力やテーブルローラ２でのホットバーのスリップを考慮して一点鎖線で示す従来法の設定速度より１．１〜１．３倍程度にされる。 When the hot bar reaches the set speed due to acceleration (point C in FIG. 4), the acceleration stops and is maintained at a constant speed. The set speed (plate speed at the point C) can be increased up to the limit to reach the breaking torque, but the capacity of the roll driving motor of the table roller 2 and the hot bar slip on the table roller 2 are taken into consideration. Thus, the speed is set to about 1.1 to 1.3 times the setting speed of the conventional method indicated by the one-dot chain line.
ホットバーは１パス後リバースして尾端が圧延ロールに噛込むが、そのときの２パス目の噛込速度は板厚が減少していることから圧延ロール駆動用モータの能力を越えない範囲で増加される。圧延ロール１で圧延された２パス目のスラブは図４に示す圧延ロール１の左側に配置された図示しないテーブルローラの前面テーブルのNo.１ロールに同様にして接触し加速される。以後、同様にして３〜５パス、鋼種によって、例えばステンレスＳＵＳ３０４の場合、必要によって７パスまで行われる。 The hot bar reverses after one pass and the tail end bites into the rolling roll, but the biting speed of the second pass at that time is within the range that does not exceed the capability of the motor for driving the rolling roll because the plate thickness is reduced. Increased by The second pass slab rolled by the rolling roll 1 is brought into contact with the No. 1 roll of the front table of a table roller (not shown) arranged on the left side of the rolling roll 1 shown in FIG. Thereafter, similarly, 3 to 5 passes, depending on the steel type, for example, in the case of stainless steel SUS304, up to 7 passes are performed as necessary.
本実施形態によると、テーブルローラ１のNo.１ロールへ接触するときの接触速度は破断トルク以下となり、No.１ロールへの衝撃力が緩和される。また図４の一点鎖線で示す従来法に比べ、加速開始が遅れるため、No.１ロールに接触するまでの時間が若干増加するが、圧延ロール１への噛込速度でNo.１ロールへ接触することにより増加し、しかも加速後のＣ点での速度が一点鎖線で示す従来法より増加するため、圧延時間が短縮される。そしてパスが繰返される都度、これらの時間短縮が累積され、全体として圧延時間がかなり短縮され、単位時間当たりの圧延量を増加させることができる。 According to this embodiment, the contact speed when contacting the No. 1 roll of the table roller 1 is equal to or less than the breaking torque, and the impact force on the No. 1 roll is alleviated. Compared with the conventional method shown by the one-dot chain line in FIG. 4, since the acceleration start is delayed, the time until contact with the No. 1 roll slightly increases, but the contact with the No. 1 roll at the biting speed of the rolling roll 1 occurs. In addition, the speed at point C after acceleration increases from the conventional method indicated by the alternate long and short dash line, so the rolling time is shortened. Each time the pass is repeated, these time reductions are accumulated, so that the rolling time is considerably shortened as a whole, and the amount of rolling per unit time can be increased.
タンデム圧延の場合、一旦加速されたホットバーは定速で圧延ロールにより圧延され、圧延ロールを抜け出たのち、減速されて次スタンドの圧延ロールに噛込むが、このときの噛込速度は前記リバースする際の噛込速度とほぼ同速となり、前述するリバース圧延と同様の効果を生ずる。 In the case of tandem rolling, the hot bar that has been accelerated once is rolled by a rolling roll at a constant speed. It becomes almost the same speed as the biting speed at the time of carrying out, and the same effect as the reverse rolling described above is produced.
ホットバー粗圧延機において、スラブ厚２５０mm、スラブ幅１１５０〜１３９９mmの低炭素鋼よりなるスラブを以下の表１に示す噛込速度で圧延ロール１に噛込ませ、同じ噛込速度でテーブルローラ２の後面テーブル２ａのNo.１ロールに接触するように設定した（表２）。表２において、１、３、５パスでのNo.１ロールへの接触速度を３５、４５、５０ｒｐｍに設定したのは、図５に示すNo.１ロールが疲労破断するときの１、３、５パスでの接触速度がそれぞれ３５、４８、５３ｒｐｍであったことから、これ以下になるように設定したものである。また圧延ロール１に設けた距離タイマーの距離を圧延ロール１とNo.１ロール間の軸間距離に設定し、ホットバーがNo.１ロールに達するまでの時間をスラブの噛込速度や先進率から算出して、該算出時間に達したとき表３に示す設定速度まで加速するように設定した。この設定によりスラブ数８０８本について圧延を行ったところ、テーブルローラの破断は生じなかった。また圧延ロール１への噛込速度を１．１〜１．３倍増加させても図７に示すロール駆動用モータの能力（図７の100％は該モータの能力を示す）の範囲内に納まり、問題はなかった。 In a hot bar rough rolling mill, a slab made of low carbon steel having a slab thickness of 250 mm and a slab width of 1150 to 1399 mm is bitten into the rolling roll 1 at the biting speed shown in Table 1 below, and the table roller 2 at the same biting speed. The rear surface table 2a was set so as to contact the No. 1 roll (Table 2). In Table 2, the contact speed to the No. 1 roll in 1, 3, 5 passes was set to 35, 45, and 50 rpm because the No. 1 roll shown in FIG. Since the contact speed in 5 passes was 35, 48, and 53 rpm, respectively, it was set to be less than this. Moreover, the distance of the distance timer provided in the rolling roll 1 is set to the distance between the rolling roll 1 and the No. 1 roll, and the time until the hot bar reaches the No. 1 roll is determined as the slab biting speed and the advanced rate. When the calculated time is reached, the vehicle is set to accelerate to the set speed shown in Table 3. When rolling was performed for 808 slabs with this setting, the table roller did not break. Further, even if the biting speed to the rolling roll 1 is increased by 1.1 to 1.3 times, it is within the range of the capability of the roll driving motor shown in FIG. 7 (100% in FIG. 7 indicates the capability of the motor). There was no problem.
図８は、図１及び図４の一点鎖線で示す従来法によって、本実施例と同じ材質、同じ板厚及び同じ板幅のスラブ５４７本について各パスの平均ローリングタイム（ホットバーが圧延ロールに噛込んで抜けるまでの時間）を求めた結果と本実施例による各パスの平均ローリングタイムを求めた結果を示すもので、本実施例による場合、従来法に比べ、ローリングタイムはトータルで平均して３．５秒の時間短縮となった。 FIG. 8 shows an average rolling time of each pass for 547 slabs having the same material, the same plate thickness and the same plate width by the conventional method shown by the one-dot chain line in FIG. 1 and FIG. This shows the result of calculating the time until biting out and the average rolling time of each path according to this example. In this example, the rolling time is averaged as compared to the conventional method. The time was reduced to 3.5 seconds.
図９は図１及び図４の一点鎖線で示す従来法によって、本実施例と同じ材質、同じ板厚及び同じ板幅のスラブ５４７本について各パスの平均アイドルタイム（スラブが圧延ロールを抜けてから次のパスで圧延ロールに噛込むまでの時間）と、本実施例による各パスの平均アイドルタイムを示すもので、本実施例による場合、従来法に比べ、アイドルタイムはトータルで平均して１．３秒の短縮となった。 FIG. 9 shows the average idle time of each pass (slabs passed through the rolling rolls) for 547 slabs having the same material, the same plate thickness and the same plate width by the conventional method shown by the one-dot chain line in FIGS. Time from the first pass to the next roll) and the average idle time of each pass according to this embodiment. In this embodiment, the idle time is averaged as a total compared to the conventional method. The reduction was 1.3 seconds.
以上のように本実施例では、従来法に比べ、ローリングタイムで平均３．５秒、アイドルタイムで平均１．３秒、一本のスラブ当り計４．８秒間、圧延時間を短縮することができ、生産量を単位時間当たり１３Ｔ／Ｈ増加させることができた。 As described above, in this embodiment, the rolling time can be shortened by an average of 3.5 seconds in rolling time, an average of 1.3 seconds in idle time, and a total of 4.8 seconds per slab, compared with the conventional method. It was possible to increase the production amount by 13 T / H per unit time.
１・・圧延ロール
２・・テーブルローラ
２ａ・・後面テーブル
２ｂ ・・中間テーブル
1. Rolling roll 2. Table roller 2a. Rear table 2b Intermediate table
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