JP3546803B2 - Slipper metal condition monitoring method and rolling method using the same - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに接続したスピンドルと、圧延機のロール軸とを接続してモータから圧延機に回転駆動を伝達する、スリッパメタル方式ジョイントのスリッパメタルの状態、特に、焼付きの有無を監視するスリッパメタル状態監視方法、および、そのスリッパメタル状態監視方法を適用した圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スリッパメタル方式のジョイントは、伝達トルクが大きく、耐衝撃荷重にも優れ、傾斜角度を大きくとれる特徴があり、分塊圧延機、厚板圧延機等の大型圧延機から線材圧延機等の小型圧延機まで幅広く採用されている。
図２に、スリッパメタル方式のジョイントを適用した圧延機の一例を示す。
【０００３】
圧延材料９（ここでは、Ｈ型鋼を例示する。）は、圧延機の上下のロール１に挟持されて圧延される。上下のロール１は、圧延機の軸受１５に担持され、ロール側ジョイント２を介してスピンドル４に接続されている。そして、スピンドル４の他端は、モータ側ジョイント１２を介して図示しないモータに繋がるモータ軸と接続されている。ここで、スピンドル４は、通常、可変長構造とされており、サイズ替え等で圧延機の大きさやロールレベル等が変わった場合にも対応できるようにされている。
【０００４】
また、通常、スピンドル４は、モータ側ジョイント１２の軸方向の移動が固定されて接続され、固定ジョイントとされている。そして、スピンドルの傾斜にともなう軸方向の支点間長さの変動に対しては、ロール側ジョイント２を軸方向に摺動可能として、ここにスリッパメタルが適用されている。スリッパメタルを適用したロール側ジョイント２のロール軸側のカップリングをフォークカップリング２１と称し、スピンドル側をスピンドルカップリング２２と称する。
【０００５】
図３に示すように、一対のスリッパメタル２３はスリッパピン２４の両端に係合され、スピンドルカップリング２２に組み込まれる。そして、フォークカップリング２１をスピンドルカップリング２２に挿入して両者を接続する。このように接続することで、スピンドルに自由に傾斜をもたせることを可能とする。
スピンドル４の傾斜角は、最大１０゜程度まで傾斜可能として設計されるが、傾斜角が大きいほど１回転ごとのスリッパメタルの摺動量と摺動速度が大きくなり、スリッパメタルの摩耗量が大きくなり、寿命が短くなることから、傾斜角はできるだけ小さくすることが好ましい。
【０００６】
スリッパメタルの材質としては、耐摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性、低摩擦性等が要求されることから、一般に、アルミニウム青銅鋳物、高力黄銅鋳物等が使用されている。なお、小型圧延機等では、メタルではなく、フェノール樹脂系、ナイロン樹脂系等の合成樹脂製のスリッパが使用される場合もある。
スリッパメタルの温度は、圧延機駆動に伴うスピンドルの負荷が上昇するにしたがって高くなり、ついには焼付き等のトラブルに進展する。そのため、スリッパメタルの温度を監視して焼付き等を防止することが重要である。
【０００７】
例えば、特開平１−２４５９０６号公報では、スリッパメタルに熱電対を埋設し、その熱電対で測温した温度データをスピンドルに取り付けた発信器を介して発信し、機側に設けた受信器で受信してスリッパメタルの温度を監視するミルスピンドルスリッパメタルの測温方法が開示されている。また、特開平８−５７５０７ 号公報では、温度センサからの出力信号を変調する送信器と送信アンテナよりなる送信手段を、両カップリングと、カップリングに連結されるスピンドルその他回転駆動体の適所に設けるとしており、具体的には、モータ軸に取り付けた例を開示している。
【０００８】
また、温度センサとして放射温度計を用い、非接触でスリッパメタルの温度を監視することも行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スリッパメタルに熱電対を埋設し、スピンドル等の回転体に発信器を取り付けるには設備改造が必要となる。また、回転体に取り付けるため、メンテナンスの負荷が大きく、安定した測定を行うことも困難であった。
一方、放射温度計での測温にも以下の問題がある。
【００１０】
すなわち、圧延材料の厚みやロールの種類によってスリッパメタルの位置が異なるため、放射温度計での測温を自動化するためには、放射温度計を固定式とすることはできない。自動化のためには、複数のセンサでスリッパメタルの移動範囲をカバーするか、スリッパメタルの位置を検出して放射温度計を自動追尾させることが必要となり、設備規模が大きくなる。一方、人手によって放射温度計をスリッパメタルに向けて追尾させることは運転要員の大きな負荷となる。また、放射温度計での測定では、圧延機周辺に発生する蒸気の影響によって誤測定する場合があることも問題であった。
【００１１】
本発明は、温度センサの設置等の設備改造が不要であり、簡便、かつ、精度の高いスリッパメタルの状態監視を可能とするスリッパメタル状態監視方法を提供することを目的とする。また、その監視方法を適用して圧延を行う圧延方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
スリッパメタルへの負荷は、スリッパメタルの接触面圧Ｐと摺動速度Ｖの積であるＰＶ値を利用して監視できることが知られている。また、ＰＶ値を一定時間保持すれば、スリッパメタルの温度と相関があることも既によく知られている。ここで、スリッパメタルの接触面圧Ｐと摺動速度Ｖは、スピンドルの水平面に対する傾斜角θと、駆動用のモータの回転数Ｎと伝達トルクによって決定される。さらに、伝達トルクは、モータの電流Ｉと電圧Ｅと回転数Ｎから算出可能である。
【００１３】
ただし、圧延速度と圧延時間は、各パス毎に変化するため、単にＰＶ値を監視するだけでは正確なスリッパメタルの状態監視を行うことはできない。また、瞬間的に上昇したＰＶ値を誤判定する場合も発生する。
本発明者等は、ＰＶ値そのものを監視するのではなく、ＰＶ値を積分し、更に、積分したＰＶ値を圧延時間で除した値を基にして監視することで正確な監視を行えることを見出した。
【００１４】
すなわち、本発明は、モータに接続して水平面に対して傾斜した可変長スピンドルと、圧延機のロール軸とを接続してモータから圧延機に回転駆動を伝達する、スリッパメタル方式ジョイントのスリッパメタル状態監視方法であって、前記スリッパメタルの接触面圧Ｐと摺動速度Ｖの積であるＰＶ値を積分し、更に、積分したＰＶ値を圧延時間で除した値を基にして、前記スリッパメタルの焼付きが発生しない限界の温度である限界温度を参照して前記スリッパメタルの状態を監視することを特徴とするスリッパメタル状態監視方法によって上記課題を解決したのである。
【００１５】
また、本発明は、各圧延材料毎に複数パスの圧延を行うリバース圧延機に適用する上記記載のスリッパメタル状態監視方法であって、前記ＰＶ値の積分を各パス毎に行い、得られた各パス毎の積分値を積算して各圧延材料毎の総和を求め、該総和を前記圧延材料毎の圧延時間で除した値を基にして前記スリッパメタルの状態を監視することを特徴とするスリッパメタル状態監視方法によって上記課題を解決したのである。さらに、前記ＰＶ値の積分を各パス毎に行い、得られた各パス毎の積分値を該パスの圧延時間で除した値を積算して各圧延材料毎の総和を求め、該総和を基にして前記スリッパメタルの状態を監視するようにしてもよいことを見出した。
【００１６】
なお、上記いずれかのスリッパメタル状態監視方法において、前記圧延機近傍の雰囲気温度を測定し、該雰囲気温度を加味して前記スリッパメタルの状態を監視することを好適とする。
さらに、本発明は、上記いずれかのスリッパメタル状態監視方法を適用して圧延を行う圧延方法であって、前記スリッパメタルの状態を異常と判定した際に、圧延の一時停止、圧延速度の低減、圧延間隔の延伸のいずれかひとつ以上の対策をとることを特徴とする圧延方法によって上記課題を解決したのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のスリッパメタル状態監視方法を、図１の例に基づき説明する。
まず、ＰＶ値の演算について説明する。
ＰＶ値は、スピンドル４の水平面に対する傾斜角θと、駆動用のモータ５の回転数Ｎと伝達トルクによって決定される。さらに、伝達トルクは、モータの電流Ｉと電圧Ｅと回転数Ｎから算出される。
【００１８】
ここで、スピンドル４の水平面に対する傾斜角θは次のように求められる。
圧延ロール１の大きさと位置は被圧延材料９のサイズ等によって異なる。そのため、スピンドル４は伸縮自在の可変長スピンドルとされており、その長さは、スピンドル長測定手段６によって計測される。一方、圧延ロール１のロールレベルもサイズによって異なるため、そのレベルはロールレベル測定手段３で測定される。そして、スピンドル長測定手段６で測長したスピンドル長さと、ロールレベル測定手段３で測定したロールレベルとが演算装置１０に入力され、スピンドル４の水平面に対する傾斜角θの演算が行われる。なお、スピンドル長測定手段とロールレベル測定手段としては、特にその測定手段を限定するものではなく、スピンドル、あるいは、ロールチョックに組み込んだ組込み式の測長器を用いてもよく、また、外部に設置する接触式、非接触式の測長器としてもよい。さらに、ロール組み替えを行う作業者がメジャー等で手で測定し、演算装置１０に入力するようにしてもよい。
【００１９】
一方、スピンドル４を介してそれぞれの圧延ロール１を駆動しているモータ５の回転数Ｎ、電流Ｉ、電圧Ｅも演算装置に取り込まれる。
また、定数設定器８においてスリッパメタル寸法から定まる定数（α、β）については、あらかじめ演算装置10に設定しておくようにする。
演算装置10では、以上の入力を基に、スリッパメタルの接触面圧Ｐと摺動速度Ｖを式、
Ｐ＝α×Ｉ×Ｅ／Ｎ、
Ｖ＝β×Ｎ×θ、
から算出し、接触面圧Ｐと摺動速度Ｖの積であるＰＶ値を求める。
【００２０】
このＰＶ値は、スリッパメタルの負荷を表す指標であり、スリッパメタルの監視に用いられてきた。しかしながら、瞬間的な変動が大きく、このままでは有効な監視を行うための指標として用いることができないのが現状であった。
そこで、本発明においては、この求めたＰＶ値を積分し、更に、積分したＰＶ値を圧延時間で除した値を基にして前記スリッパメタルの状態を監視するようにしたのである。こうすることで、パス毎に異なる圧延速度や圧延時間に影響されることなく、安定した指標を得ることができるようになった。なお、圧延時間は、例えば、ロールチョック等に設けたロードセル等の信号を基にして得られる圧延中信号を演算装置１０に取り込み、圧延中の時間を計時することで、容易に算出することができる。
【００２１】
なお、前記ＰＶ値の積分を各パス毎に行い、得られた各パス毎の積分値を積算して各圧延材料毎の総和を求め、該総和を前記圧延材料毎の圧延時間Ｔｚ で除した値、
すなわち、Ｋ１ ＝Σ（∫（ＰＶ）ｄｔ）／Ｔｚ 、
を基にして前記スリッパメタルの状態を監視するようにしてもよい。
【００２２】
更に、前記ＰＶ値の積分を各パス毎に行い、得られた各パス毎の積分値を該パスの圧延時間Ｔｐ で除した値を積算して各圧延材料毎の総和、
すなわち、Ｋ２ ＝Σ（∫（ＰＶ）ｄｔ／Ｔｐ ）、
を基にして前記スリッパメタルの状態を監視することも可能である。
スリッパメタルの実際の温度上昇は、上記の負荷がスリッパメタルに与えられてから数十秒〜数分後となる。本発明は、この温度上昇をあらかじめ正確に捉えることを可能とするものでもある。
【００２３】
なお、スリッパメタルの状態監視においては、演算装置10に別途設定を行う限界温度設定器７における限界温度を参照して監視を行うことを好適とする。ここで、限界温度とはスリッパメタルの焼付きが発生しない限界の温度である。
ここで、ＰＶ値の積分を行うことを特徴とする上記の方法は、直接温度をモニタする方式ではないため、圧延機周辺の雰囲気温度が異なる場合、その雰囲気温度に応じた補正を行うようにすることが好ましい。
【００２４】
例えば、あらかじめスリッパメタルの焼付きが７０℃程度で発生することがわかっている場合において、スリッパメタルの状態監視の限界温度を６０℃と設定した場合を想定する。このとき、上記のＫ値（Ｋ１ 、もしくは、Ｋ２ の値）として、温度上昇換算で３０℃に相当する値が得られたとすると、雰囲気温度２５℃では５５℃相当となり、限界温度まで未だ５℃の温度余裕があるのに対し、雰囲気温度が３０℃の夏場などの場合は、Ｋ値相当分のみで直ちに６０℃の限界温度に到達してしまうことになる。
【００２５】
そのため、図１に示すように、圧延機近傍の雰囲気温度を雰囲気温度計１６で測定し、該雰囲気温度を加味して前記スリッパメタルの状態を監視することを好適とする。
以上の方法によって、スリッパメタルの状態が異常と判断された場合は、例えば図１に示すように、警報出力１１を行い作業者への注意喚起を行う。
【００２６】
ところで、上記のスリッパメタルの状態監視方法を圧延時に適用することが好適である。すなわち、上記のスリッパメタルの状態監視方法を適用した圧延方法として、前記スリッパメタルの状態を異常と判定した際には、圧延の一時停止、圧延速度の低減、圧延間隔の延伸のいずれかひとつ以上の対策をとることで圧延操業を円滑に行うことが可能である。特に本圧延方法は、自動化ライン等における圧延ライン制御に適用するのに好適である。
【００２７】
なお、本発明は、Ｈ型鋼や厚板のリバース圧延に好適に実施可能であるが、その他、スリッパメタルを適用したジョイントを用いて回転駆動を伝達する機械設備一般に適用できるものであることは言うまでもない。
【００２８】
【実施例】
本発明のスリッパメタル状態監視方法を、Ｈ型鋼圧延に適用した実施例について説明する。
本実施例では、各材料毎に５パスのリバース圧延を行うものとした。
図４のグラフに、圧延時のＰＶ値の時間変化を示す。図４は、横軸を時間ｔとし、縦軸に演算したＰＶ値（Ｐａ・ｍ／ｍｉｎ ）を示している。また、各材料毎の圧延時間（５パス分）をＴｚ とし、パス毎の圧延時間をＴｐ とする。
【００２９】
各パスは、圧延材料の先端噛み込み時（０．２ 〜０．３ 秒程度）にＰＶ値が大きく振れ、その後２〜３秒間の圧延が継続するパターンとなり、そのパターンが繰り返される。
ここで、図４に示したパターンに基づく圧延に表１のケース１〜４それぞれのスリッパメタル状態監視方法を適用し、スリッパメタルの焼付き有無の調査を行った。
【００３０】
【表１】

【００３１】
ここで、ケース１は、放射温度計でスリッパメタルの測温を行う従来の方式である。この場合、圧延機周辺にたちこめる蒸気の影響で温度を誤検出する事態が発生し、結果的にスリッパメタルの焼付きを発生させた。
一方、ケース２は、本発明の方式であって、Ｋ１ ＝Σ（∫（ＰＶ）ｄｔ）／Ｔｚ の式に基づきスリッパメタルの状態を監視するものである。また、ケース３は、Ｋ２ ＝Σ（∫（ＰＶ）ｄｔ／Ｔｐ ）の式を基にして前記スリッパメタルの状態を監視するものである。ケース２、ケース３いずれの場合もスリッパメタルの焼付きは一切発生せず、スリッパメタルの良好な監視を行えることが確認できた。
【００３２】
また、ケース４は、ケース２のＫ１ ＝Σ（∫（ＰＶ）ｄｔ）／Ｔｚ の式に基づいてスリッパメタルの状態を監視する方式に、さらに、圧延機周辺の雰囲気温度を加味した場合を示すものである。本ケース４でもスリッパメタルの焼付きは一切発生せず、しかも、焼付き発生の限界温度を更に厳密に管理可能であることを確認することができた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によって、温度センサの設置等の設備改造を行うことなく、既存の設備のみで、精度の高いスリッパメタルの状態監視を可能とすることができた。
また、本発明を適用した圧延方法によって、異常発生前に、圧延中のオンラインで的確なアクションをとることが可能となり、圧延操業の稼働率向上を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスリッパメタル状態監視方法を説明する模式図である。
【図２】本発明のスリッパメタル状態監視方法を適用する圧延機の模式図である。
【図３】スリッパメタルの構造を説明する斜視図である。
【図４】圧延時の各パスでのＰＶ値の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧延ロール
２ ロール側ジョイント
３ ロールレベル測定手段
４ （可変長）スピンドル
５ モータ
６ スピンドル長測定手段
７ 限界温度設定器
８ 定数設定器
９ 圧延材料（Ｈ型鋼）
１０ 演算装置
１１ 警報出力器
１２ モータ側ジョイント
１３ モータ軸
１５ （圧延機）軸受
１６ 雰囲気温度計
２１ フォークカップリング
２２ スピンドルカップリング
２３ スリッパメタル
２４ スリッパピン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention monitors the state of a slipper metal of a slipper metal type joint, in particular, the presence or absence of seizure, by connecting a spindle connected to a motor and a roll shaft of a rolling mill to transmit rotational drive from the motor to the rolling mill. The present invention relates to a slipper metal condition monitoring method and a rolling method to which the slipper metal condition monitoring method is applied.
[0002]
[Prior art]
Slipper metal joints are characterized by high transmission torque, excellent impact load resistance, and a large inclination angle, and large rolling mills such as slab rolling mills and thick plate rolling mills to small rolling mills such as wire rod rolling mills. Widely used up to machines.
FIG. 2 shows an example of a rolling mill to which a slipper metal type joint is applied.
[0003]
A rolled material 9 (here, an H-section steel is exemplified) is rolled while being held between upper and lower rolls 1 of a rolling mill. The upper and lower rolls 1 are supported on a bearing 15 of a rolling mill, and are connected to a spindle 4 via a roll-side joint 2. The other end of the spindle 4 is connected to a motor shaft connected to a motor (not shown) via a motor-side joint 12. Here, the spindle 4 is usually of a variable length structure, and can cope with a case where the size of the rolling mill, the roll level, and the like are changed due to a size change or the like.
[0004]
Usually, the spindle 4 is fixedly connected to the motor-side joint 12 so that the motor-side joint 12 moves in the axial direction, and serves as a fixed joint. In order to cope with a variation in the length between the fulcrums in the axial direction due to the inclination of the spindle, the roll-side joint 2 is slidable in the axial direction, and a slipper metal is applied here. The coupling on the roll axis side of the roll side joint 2 to which the slipper metal is applied is called a fork coupling 21, and the spindle side is called a spindle coupling 22.
[0005]
As shown in FIG. 3, a pair of slipper metals 23 are engaged with both ends of a slipper pin 24 and are incorporated in the spindle coupling 22. Then, the fork coupling 21 is inserted into the spindle coupling 22 to connect them. This connection allows the spindle to be freely tilted.
The spindle 4 is designed to be tiltable up to a maximum of about 10 °. The larger the tilt angle, the greater the sliding amount and sliding speed of the slipper metal per rotation, and the greater the amount of slipper metal wear. Since the life is shortened, it is preferable to make the inclination angle as small as possible.
[0006]
As the material of the slipper metal, wear resistance, impact resistance, fatigue resistance, low friction and the like are required, and therefore, aluminum bronze casting, high-strength brass casting and the like are generally used. In addition, in a small rolling mill or the like, a slipper made of a synthetic resin such as a phenol resin or a nylon resin instead of metal may be used.
The temperature of the slipper metal increases as the load on the spindle accompanying the driving of the rolling mill increases, and eventually causes troubles such as seizure. Therefore, it is important to monitor the temperature of the slipper metal to prevent seizure and the like.
[0007]
For example, in JP-A-1-245906, a thermocouple is buried in slipper metal, temperature data measured by the thermocouple is transmitted through a transmitter attached to a spindle, and a receiver provided on the machine side is used. A method for measuring the temperature of a mill spindle slipper metal that receives and monitors the temperature of the slipper metal is disclosed. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-57507, a transmitting means comprising a transmitter for modulating an output signal from a temperature sensor and a transmitting antenna is provided at a proper position of both couplings, a spindle connected to the coupling and other rotary driving members. Specifically, an example in which the motor is mounted on a motor shaft is disclosed.
[0008]
Further, a radiation thermometer is used as a temperature sensor, and the temperature of the slipper metal is monitored in a non-contact manner.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, equipment modification is required to embed the thermocouple in the slipper metal and to attach the transmitter to a rotating body such as a spindle. In addition, since it is attached to the rotating body, the load of maintenance is large, and it has been difficult to perform stable measurement.
On the other hand, temperature measurement with a radiation thermometer also has the following problems.
[0010]
That is, since the position of the slipper metal differs depending on the thickness of the rolled material and the type of roll, the radiation thermometer cannot be fixed in order to automate the temperature measurement with the radiation thermometer. For automation, it is necessary to cover the moving range of the slipper metal with a plurality of sensors, or to automatically track the radiation thermometer by detecting the position of the slipper metal, which increases the equipment scale. On the other hand, manually tracking the radiation thermometer toward the slipper metal imposes a heavy load on the operator. Further, in the measurement with the radiation thermometer, there is a problem that the measurement may be erroneously performed due to the influence of steam generated around the rolling mill.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a slipper metal state monitoring method that does not require equipment modification such as installation of a temperature sensor and enables simple and highly accurate monitoring of slipper metal state. It is another object of the present invention to provide a rolling method for performing rolling by applying the monitoring method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
It is known that the load on the slipper metal can be monitored using a PV value that is a product of the contact surface pressure P of the slipper metal and the sliding speed V. It is also well known that holding the PV value for a certain period of time has a correlation with the temperature of the slipper metal. Here, the contact surface pressure P and the sliding speed V of the slipper metal are determined by the inclination angle θ of the spindle with respect to the horizontal plane, the rotation speed N of the driving motor, and the transmission torque. Further, the transmission torque can be calculated from the motor current I, voltage E, and rotation speed N.
[0013]
However, since the rolling speed and the rolling time change for each pass, accurate monitoring of the slipper metal state cannot be performed simply by monitoring the PV value. In addition, there may be a case where the PV value that has instantaneously increased is erroneously determined.
The present inventors do not monitor the PV value itself, but integrate the PV value, and furthermore, monitor accurately based on the value obtained by dividing the integrated PV value by the rolling time. I found it.
[0014]
That is, the present invention relates to a slipper metal joint of a slipper metal type joint in which a variable length spindle connected to a motor and inclined with respect to a horizontal plane is connected to a roll shaft of a rolling mill to transmit rotational drive from the motor to the rolling mill. a condition monitoring method, the slipper integrating the PV value which is the product of the contact surface pressure P and sliding speed V of the metal, further, to a value obtained by dividing the integral of PV value in the rolling time based, the slipper The above problem has been solved by a slipper metal state monitoring method characterized in that the state of the slipper metal is monitored with reference to a limit temperature which is a limit temperature at which metal seizure does not occur .
[0015]
Further, the present invention is the slipper metal state monitoring method described above, which is applied to a reverse rolling mill that performs a plurality of passes of rolling for each rolling material, wherein the integration of the PV value is performed for each pass. The integrated value of each pass is integrated to obtain a total sum for each rolled material, and the state of the slipper metal is monitored based on a value obtained by dividing the sum by the rolling time for each rolled material. The above problem was solved by the slipper metal state monitoring method. Further, the PV value is integrated for each pass, a value obtained by dividing the obtained integrated value for each pass by the rolling time of the pass is integrated to obtain a total for each rolling material, and the sum is determined based on the total. To monitor the state of the slipper metal.
[0016]
In any one of the slipper metal state monitoring methods described above, it is preferable that an ambient temperature near the rolling mill is measured, and the state of the slipper metal is monitored in consideration of the ambient temperature.
Further, the present invention is a rolling method for rolling by applying any one of the slipper metal state monitoring methods described above, wherein when the state of the slipper metal is determined to be abnormal, the rolling is temporarily stopped, and the rolling speed is reduced. The above problem has been solved by a rolling method characterized by taking at least one of the measures of elongating the rolling interval.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The slipper metal state monitoring method of the present invention will be described based on the example of FIG.
First, the calculation of the PV value will be described.
The PV value is determined by the inclination angle θ of the spindle 4 with respect to the horizontal plane, the rotation speed N of the driving motor 5, and the transmission torque. Further, the transmission torque is calculated from the current I, the voltage E, and the rotation speed N of the motor.
[0018]
Here, the inclination angle θ of the spindle 4 with respect to the horizontal plane is obtained as follows.
The size and position of the rolling roll 1 vary depending on the size of the material 9 to be rolled. Therefore, the spindle 4 is a variable length spindle that can be extended and contracted, and its length is measured by the spindle length measuring means 6. On the other hand, since the roll level of the rolling roll 1 also differs depending on the size, the level is measured by the roll level measuring means 3. Then, the spindle length measured by the spindle length measuring means 6 and the roll level measured by the roll level measuring means 3 are input to the arithmetic unit 10, and the inclination angle θ of the spindle 4 with respect to the horizontal plane is calculated. Note that the spindle length measuring means and the roll level measuring means are not particularly limited, and a spindle or a built-in length measuring instrument incorporated in a roll chock may be used. It is good also as a contact type and a non-contact type length measuring device. Further, the operator who changes the rolls may measure by hand with a measure or the like, and input the measured values to the arithmetic unit 10.
[0019]
On the other hand, the rotation speed N, the current I, and the voltage E of the motor 5 driving each of the rolling rolls 1 via the spindle 4 are also taken into the arithmetic unit.
Moreover, the constant (alpha, beta) determined from slipper metal dimension in the constant setting unit 8 For the, so is set in advance calculation device 10.
In the arithmetic unit 10, based on the above input, the contact surface pressure P and the sliding speed V of the slipper metal are expressed by the following equations.
P = α × I × E / N,
V = β × N × θ,
, And a PV value which is a product of the contact surface pressure P and the sliding speed V is obtained.
[0020]
This PV value is an index indicating the load of the slipper metal, and has been used for monitoring the slipper metal. However, the instantaneous fluctuation is large, and it cannot be used as an index for effective monitoring as it is at present.
Therefore, in the present invention, the obtained PV value is integrated, and the state of the slipper metal is monitored based on a value obtained by dividing the integrated PV value by the rolling time. By doing so, a stable index can be obtained without being affected by the rolling speed and the rolling time that are different for each pass. The rolling time can be easily calculated by, for example, taking in a rolling signal obtained based on a signal from a load cell or the like provided on a roll chock or the like into the arithmetic unit 10 and measuring the time during rolling. .
[0021]
The integration of the PV value was performed for each pass, the obtained integral value for each pass was integrated to obtain a total for each rolling material, and the total was divided by the rolling time Tz for each rolling material. value,
That is, K1 = Σ (∫ (PV) dt) / Tz,
The condition of the slipper metal may be monitored based on the condition.
[0022]
Further, the integration of the PV value is performed for each pass, and a value obtained by dividing the obtained integrated value for each pass by the rolling time Tp of the pass is integrated to obtain a total sum for each rolling material,
That is, K2 = Σ (∫ (PV) dt / Tp),
It is also possible to monitor the state of the slipper metal based on the following.
The actual temperature rise of the slipper metal is several tens seconds to several minutes after the above load is applied to the slipper metal. The present invention also makes it possible to accurately detect this temperature rise in advance.
[0023]
In the condition monitoring of slippers metal, and preferably to perform the monitoring with reference to the limit temperature at the limit temperature setter 7 for separately setting the arithmetic unit 10. Here, the limit temperature is the temperature of the limit with the slippers metal baking does not occur.
Here, since the above-mentioned method characterized by performing the integration of the PV value is not a method of directly monitoring the temperature, when the ambient temperature around the rolling mill is different, the correction according to the ambient temperature is performed. Is preferred.
[0024]
For example, it is assumed that the limit temperature for monitoring the state of the slipper metal is set to 60 ° C. in the case where it is known in advance that the burn-in of the slipper metal occurs at about 70 ° C. At this time, assuming that a value corresponding to 30 ° C. in terms of temperature rise is obtained as the above K value (value of K 1 or K 2), it is equivalent to 55 ° C. at an ambient temperature of 25 ° C. However, when the ambient temperature is 30 ° C. in summer or the like, the temperature immediately reaches the limit temperature of 60 ° C. only by the value corresponding to the K value.
[0025]
Therefore, as shown in FIG. 1, it is preferable to measure the ambient temperature near the rolling mill with the ambient thermometer 16 and monitor the state of the slipper metal in consideration of the ambient temperature.
When the slipper metal state is determined to be abnormal by the above-described method, for example, as shown in FIG. 1, an alarm output 11 is issued to alert the worker.
[0026]
By the way, it is preferable to apply the above-mentioned slipper metal condition monitoring method at the time of rolling. That is, as a rolling method to which the above-mentioned slipper metal state monitoring method is applied, when it is determined that the slipper metal state is abnormal, at least one of rolling suspension, reduction of the rolling speed, and elongation of the rolling interval. By taking the above measures, the rolling operation can be performed smoothly. In particular, the present rolling method is suitable for applying to rolling line control in an automated line or the like.
[0027]
The present invention can be suitably applied to reverse rolling of an H-shaped steel or a thick plate, but it is needless to say that the present invention can be applied to general machinery and equipment that transmits rotational drive using a joint to which slipper metal is applied. No.
[0028]
【Example】
An embodiment in which the slipper metal state monitoring method of the present invention is applied to H-section steel rolling will be described.
In this embodiment, five passes of reverse rolling are performed for each material.
The graph of FIG. 4 shows the time change of the PV value during rolling. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time t, and the vertical axis indicates the calculated PV value (Pa · m / min). The rolling time for each material (for 5 passes) is Tz, and the rolling time for each pass is Tp.
[0029]
Each pass becomes a pattern in which the PV value fluctuates greatly when the leading end of the rolled material is engaged (about 0.2 to 0.3 seconds), and then the rolling is continued for 2 to 3 seconds, and the pattern is repeated.
Here, the slipper metal state monitoring method of each of Cases 1 to 4 in Table 1 was applied to rolling based on the pattern shown in FIG. 4 to investigate whether or not the slipper metal was seized.
[0030]
[Table 1]

[0031]
Here, Case 1 is a conventional method of measuring the temperature of slipper metal with a radiation thermometer. In this case, the temperature was erroneously detected due to the influence of steam trapped around the rolling mill, and as a result, seizure of the slipper metal occurred.
On the other hand, Case 2 is a method of the present invention, in which the state of the slipper metal is monitored based on the equation K1 = Σ (∫ (PV) dt) / Tz. In case 3, the state of the slipper metal is monitored based on the equation K2 = Σ (Σ (PV) dt / Tp). In each of Cases 2 and 3, no seizure of the slipper metal occurred, and it was confirmed that the slipper metal could be monitored well.
[0032]
Case 4 shows a case in which the state of the slipper metal is monitored based on the expression of K1 = Σ (∫ (PV) dt) / Tz in case 2 and the ambient temperature around the rolling mill is added. Things. Also in this case 4, it was confirmed that no seizure of the slipper metal occurred and that the limit temperature of the occurrence of seizure could be controlled more strictly.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to monitor the state of the slipper metal with high accuracy using only existing facilities without modifying the facilities such as installing a temperature sensor.
Further, by the rolling method to which the present invention is applied, it is possible to take an appropriate action online during the rolling before the occurrence of an abnormality, thereby improving the operation rate of the rolling operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a slipper metal state monitoring method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a rolling mill to which the slipper metal condition monitoring method of the present invention is applied.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a structure of a slipper metal.
FIG. 4 is a graph showing a transition of a PV value in each pass during rolling.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Roll roll 2 Roll side joint 3 Roll level measuring means 4 (variable length) spindle 5 Motor 6 Spindle length measuring means 7 Limit temperature setting device 8 Constant setting device 9 Rolling material (H-shaped steel)
Reference Signs List 10 arithmetic unit 11 alarm output device 12 motor-side joint 13 motor shaft 15 (rolling machine) bearing 16 atmosphere thermometer 21 fork coupling 22 spindle coupling 23 slipper metal 24 slipper pin

Claims (5)

モータに接続して水平面に対して傾斜した可変長スピンドルと、圧延機のロール軸とを接続してモータから圧延機に回転駆動を伝達する、スリッパメタル方式ジョイントのスリッパメタル状態監視方法であって、
前記スリッパメタルの接触面圧Ｐと摺動速度Ｖの積であるＰＶ値を積分し、
更に、積分したＰＶ値を圧延時間で除した値を基にして、前記スリッパメタルの焼付きが発生しない限界の温度である限界温度を参照して前記スリッパメタルの状態を監視することを特徴とするスリッパメタル状態監視方法。A slipper metal state monitoring method for a slipper metal joint, wherein a variable length spindle that is connected to a motor and inclined with respect to a horizontal plane and a roll shaft of a rolling mill are connected to transmit rotation drive from the motor to the rolling mill. ,
Integrate the PV value which is the product of the contact surface pressure P of the slipper metal and the sliding speed V,
Further, based on a value obtained by dividing the integrated PV value by the rolling time, the state of the slipper metal is monitored by referring to a limit temperature that is a limit temperature at which seizure of the slipper metal does not occur. Slipper metal condition monitoring method. 各圧延材料毎に複数パスの圧延を行うリバース圧延機に適用する請求項１に記載のスリッパメタル状態監視方法であって、
前記ＰＶ値の積分を各パス毎に行い、
得られた各パス毎の積分値を積算して各圧延材料毎の総和を求め、
該総和を前記圧延材料毎の圧延時間で除した値を基にして前記スリッパメタルの状態を監視することを特徴とするスリッパメタル状態監視方法。The slipper metal state monitoring method according to claim 1, wherein the method is applied to a reverse rolling mill that performs a plurality of passes of rolling for each rolling material,
Performing the integration of the PV value for each pass,
The obtained integral value for each pass is integrated to obtain a total sum for each rolling material,
A slipper metal state monitoring method, wherein the state of the slipper metal is monitored based on a value obtained by dividing the sum by a rolling time for each of the rolled materials. 各圧延材料毎に複数パスの圧延を行うリバース圧延機に適用する請求項１に記載のスリッパメタル状態監視方法であって、
前記ＰＶ値の積分を各パス毎に行い、
得られた各パス毎の積分値を該パスの圧延時間で除した値を積算して各圧延材料毎の総和を求め、
該総和を基にして前記スリッパメタルの状態を監視することを特徴とするスリッパメタル状態監視方法。The slipper metal state monitoring method according to claim 1, wherein the method is applied to a reverse rolling mill that performs a plurality of passes of rolling for each rolling material,
Performing the integration of the PV value for each pass,
The integrated value for each pass obtained is multiplied by the value obtained by dividing the rolling time of the pass to determine the total sum for each rolled material,
Monitoring a state of the slipper metal based on the sum. 前記圧延機近傍の雰囲気温度を測定し、
測定した該雰囲気温度を加味して前記スリッパメタルの状態を監視することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスリッパメタル状態監視方法。Measure the ambient temperature near the rolling mill,
The slipper metal state monitoring method according to any one of claims 1 to 3, wherein the state of the slipper metal is monitored in consideration of the measured ambient temperature. 請求項１〜４のいずれかに記載のスリッパメタル状態監視方法を適用して圧延を行う圧延方法であって、
前記スリッパメタルの状態を異常と判定した際に、圧延の一時停止、圧延速度の低減、圧延間隔の延伸のいずれかひとつ以上の対策をとることを特徴とする圧延方法。A rolling method for performing rolling by applying the slipper metal state monitoring method according to any one of claims 1 to 4,
A rolling method, wherein when the state of the slipper metal is determined to be abnormal, at least one of the following measures is taken: temporarily stopping rolling, reducing the rolling speed, and elongating the rolling interval.

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