JP6470134B2 - 圧延機および圧延方法 - Google Patents
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Description
圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段と
を備える圧延機において、
前記作業ロールの水平力を検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算するオフセット量演算手段と、
前記オフセット量演算手段で演算された当該中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段とを有する圧延機による圧延方法において、
前記上下一対の作業ロールの水平力を検出し、
この検出により得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算し、
演算された前記中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する
ことを特徴とする。
1)まず、中間ロールを駆動する場合、上下一対の作業ロール2a,2bおよび上下一対の中間ロール3a,3bには、図5、図6Aおよび図6Bに示すような力が作用することになる。
a)中間ロールチョック(中間ロール用の軸受け箱)にかかる中間ロール3a,3bの水平力Fihは、次の(1)式で示される。
Fih=−Ft+Q(tanθib+tanθiw) (1)
ここで、Ftは駆動接線力を示し、Qは圧延荷重を示す。
sinθib=β/((Db+Di)/2)) (2)
sinθiw=β/((Di+Dw)/2)) (3)
ここで、Dwは作業ロール2a,2bの直径を示し、Diは中間ロール3a,3bの直径を示し、Dbは補強ロール4a,4bの直径を示す。
Fwh=Ft−Q・tanθiw−(Tf−Tb)/2 (4)
ここで、Ftは駆動接線力を示し、Qは圧延荷重を示し、Tfは作業ロール2a,2bに対して圧延材1の搬送方向出側の張力(出側張力)を示し、Tbは作業ロール2a,2bに対して圧延材1の搬送方向入側の張力(入側張力)を示す。なお、前記出側張力および前記入側張力として、例えば、図示されていない張力計等による測定値を用いることが可能である。
Ft=(Ti/2)/(Di/2) (5)
ここで、Tiは中間ロール3a,3bの上下駆動トルクの合計値を示し、Diは中間ロール3a,3bの直径を示す。
Fih= (Ah・Pha−Ar・Pra)+(Ah・Phc−Ar・Prc)
−(Ah・Phb−Ar・Prb)−(Ah・Phd−Ar・Prd) (6)
Ft=−Fih+Q(tanθib+tanθiw) (1a)
Ft=−(Ah・Pha−Ar・Pra)−(Ah・Phc−Ar・Prc)
+(Ah・Phb−Ar・Prb)+(Ah・Phd−Ar・Prd)
+Q(tanθib+tanθiw) (1b)
Fwh=−Fih+Q(tanθib+tanθiw)
−Q・tanθiw−(Tf−Tb)/2
=−Fih+Q・tanθib−(Tf−Tb)/2 (4a)
θib=sin-1{β/((Db+Di)/2)} (2a)
Fwh=−Fih+Q・tan[sin-1{β/((Db+Di)/2)}]−(Tf−Tb)/2 (4b)
Fwh=−Fih+2Q・β/((Db+Di)−(Tf−Tb)/2 (4c)式
Fih= (Ah・Phe−Ar・Pre)+(Ah・Phg−Ar・Prg)
−(Ah・Phf−Ar・Prf)−(Ah・Phh−Ar・Prh) (7)
a)中間ロールチョック(中間ロール用の軸受け箱)にかかる中間ロール水平力Fihは、次の(8)式で示される。
Fih=−Q(tanθib+tanθiw) (8)
ここで、Qは圧延荷重を示す。
Fwh=Q・tanθiw−(Tf−Tb)/2 (9)
0.08≦D/B≦0.23 (10)
本実施例は、図1〜4に示し上述した第1の実施例にロードセルを追加した構成となっている。その他の構成は、図1〜4に示し上述した圧延機と概ね同様であり、同一の機器には同一の符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
なお、ロードセル27b,27dは、上側の中間ロール3aに対して圧延材1の搬送方向入側に配置される。ロードセル27a,27cは、上側の中間ロール3aに対して圧延材1の搬送方向出側に配置される。ロードセル27f,27hは、下側の中間ロール3bに対して圧延材1の搬送方向入側に配置される。ロードセル27e,27gは、下側の中間ロール3bに対して圧延材1の搬送方向出側に配置される。
Fih=(Ria+Ric)−(Rib+Rid) (11)
上述の(11)式と(1)式から正しい駆動接線力Ftを算出し、そのFt値を(4)式に代入し上側の作業ロール2aのFwhを算出する。更にこのFwhが0または0近傍値(所定値以下)となる上側の中間ロール3aのオフセット量βを算出し、その値となるよう上側の中間ロール3aのオフセット位置を制御する。
Fih=(Rie+Rig)−(Rif+Rih) (12)
前記(11)式と(8)式から圧延荷重Qを算出し、そのQ値を(9)式に代入し、Fwhを算出する。更にこのFwhが0または0近傍値(所定値以下)となる上側の中間ロール3aのオフセット量βを算出し、その値となるよう上側の中間ロール3aのオフセット位置を制御する。
この(11)式と(1)式から正しい駆動接線力Ftを算出し、そのFt値を(4)式に代入し、上側の作業ロール2aのFwhを算出する。更にこのFwhが0または0近傍値(所定値以下)となる上側の中間ロール3aのオフセット量βを算出し、その値となるよう上側の中間ロール3aのオフセット位置を制御する。また、下側の作業ロール2bの場合、同様に(12)式と(1)式から正しい駆動接線力Ftを算出し、そのFt値を(4)式に代入し、下側の作業ロール2bのFwhを算出する。更にこのFwhが0または0近傍値(所定値以下)となる下側の中間ロール3bのオフセット量βを算出し、その値となるよう下側の中間ロール3bのオフセット位置を制御する。
前記(11)式と(8)式から圧延荷重Qを算出し、そのQ値を(9)式に代入し、上側の作業ロール2aのFwhを算出する。更にこのFwhが0または0近傍値(所定値以下)となる上側の中間ロール3aのオフセット量βを算出し、その値となるよう上側の中間ロール3aのオフセット位置を制御する。
本実施例は、図1〜4に示し上述した第1の実施例にロードセルを追加した構成となっている。その他の構成は、図1〜4に示し上述した圧延機と概ね同様であり、同一の機器には同一の符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
なお、ロードセル28b,28dは、上側の作業ロール2aに対して圧延材1の搬送方向入側に配置される。ロードセル28a,28cは、上側の作業ロール2aに対して圧延材1の搬送方向出側に配置される。ロードセル28f,28hは、下側の作業ロール2bに対して圧延材1の搬送方向入側に配置される。ロードセル28e,28gは、下側の作業ロール2bに対して圧延材1の搬送方向出側に配置される。
作業ロールチョック(作業ロール用の軸受け箱)にかかる作業ロール2a,2bの水平力Fwhは、上側の作業ロール2aの場合、次の(13)式で示される。
Fwh=(Rwa+Rwc)−(Rwb+Rwd) (13)
Fwh=(Rwe+Rwg)−(Rwf+Rwh) (14)
Ft=(Tia/2)/(Di/2) (15)
Ft=(Tib/2)/(Di/2) (16)
2a,2b 作業ロール
3a,3b 中間ロール
4a,4b 補強ロール
5a,5b パスライン調整装置
6a,6b 油圧シリンダ
7a,7b ハウジング
8a〜8d ロールベンダーブロック
9a〜9h 中間ロールオフセット可変シリンダ(オフセットシリンダ、位置調整手段)
10a〜10d シフトブロック
13a〜13d 作業ロール用の軸受け箱(軸受)
15a〜15d 中間ロール用の軸受け箱(軸受)
25a〜25h 圧力計(圧力計測手段)
26a〜26h 圧力計(圧力計測手段)
27a〜27h ロードセル(中間ロール荷重計測手段)
28a〜28h ロードセル(作業ロール荷重計測手段)
29a,29b トルクメータ(駆動トルク計測手段)
35a ロードセル(スラスト力計測手段)
40 制御装置
42 演算部(オフセット量演算手段)
43 出力部(制御手段)
100 タンデム圧延設備
Claims (10)
- 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段と
を備える圧延機において、
前記作業ロールの水平力を検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算するオフセット量演算手段と、
前記オフセット量演算手段で演算された当該中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する制御手段と
を備え、
前記位置調整手段は、前記中間ロールの軸受に設けられたオフセットシリンダであり、
前記検出手段は、前記オフセットシリンダに設けられ、当該オフセットシリンダの圧力を計測する圧力計測手段を有し、
前記オフセット量演算手段は、前記圧力計測手段で得られた圧力計測値に基づき前記作業ロールの水平力を演算する
ことを特徴とする圧延機。 - 請求項1に記載された圧延機であって、
前記オフセット量演算手段は、前記作業ロールの水平力が所定値以下となるように前記中間ロールのオフセット量を演算する
ことを特徴とする圧延機。 - 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段と
を備える圧延機において、
前記作業ロールの水平力を検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算するオフセット量演算手段と、
前記オフセット量演算手段で演算された当該中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する制御手段と
を備え、
前記検出手段は、前記中間ロールの軸受に設けられ、当該中間ロールの水平方向の荷重を計測する荷重計測手段を有し、
前記オフセット量演算手段は、前記荷重計測手段で得られた前記中間ロールの水平方向の荷重に基づき前記作業ロールの水平力を演算する
ことを特徴とする圧延機。 - 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段と
を備える圧延機において、
前記作業ロールの水平力を検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算するオフセット量演算手段と、
前記オフセット量演算手段で演算された当該中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する制御手段と
を備え、
前記検出手段は、前記中間ロールを駆動する駆動手段に設けられ、当該駆動手段による駆動トルクを計測する駆動トルク計測手段を有し、
前記オフセット量演算手段は、前記駆動トルク計測手段で得られた前記駆動トルクに基づき前記作業ロールの水平力を演算する
ことを特徴とする圧延機。 - 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段と
を備える圧延機において、
前記作業ロールの水平力を検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算するオフセット量演算手段と、
前記オフセット量演算手段で演算された当該中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する制御手段と
を備え、
前記上下一対の中間ロールが歯車を介して駆動トルクを伝達する駆動手段を有し、
前記検出手段は、前記駆動手段の前記歯車の軸受けに設けられ、スラスト力を計測するスラスト力計測手段を有し、
前記オフセット量演算手段は、前記スラスト力計手段で得られた前記スラスト力により前記作業ロールの水平力を演算する
ことを特徴とする圧延機。 - 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、
前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、
前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段と
を備える圧延機において、
前記作業ロールの水平力を検出する検出手段と、
前記検出手段で得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算するオフセット量演算手段と、
前記オフセット量演算手段で演算された当該中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する制御手段と
を備え、
前記上下一対の中間ロールは、モータで駆動され、
前記オフセット量演算手段は、前記モータの電流値に基づき前記作業ロールの水平力を演算する
ことを特徴とする圧延機。 - 請求項1から請求項6の何れか一項に記載の圧延機であって、
前記上下一対の作業ロールの直径Dと前記圧延材の板幅Bとの比であるD/Bが下記の範囲である
ことを特徴とする圧延機。
0.08≦D/B≦0.23 - 複数の圧延機を並べたタンデム圧延設備において、
請求項1から請求項7の何れか一項に記載の圧延機を、少なくとも1つ以上備えた
ことを特徴とするタンデム圧延設備。 - 圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、前記上下一対の作業ロールを上下方向からそれぞれ支持すると共に、ロール軸方向に移動可能に支持され、圧延材の板幅中心に対して点対称となる上下のロール端部に、テーパ状の先細り部を有する上下一対の中間ロールと、前記上下一対の中間ロールを上下方向からそれぞれ支持する上下一対の補強ロールと、前記上下一対の中間ロールを、前記上下一対の作業ロールおよび前記上下一対の補強ロールに対して、前記圧延材を搬送する方向で位置調整する位置調整手段とを有する圧延機による圧延方法において、
前記位置調整手段は、前記中間ロールの軸受に設けられたオフセットシリンダであり、
前記オフセットシリンダの圧力を計測し、
前記圧力の計測値に基づき前記上下一対の作業ロールの水平力を演算し、
この演算により得られた前記作業ロールの水平力に基づき前記中間ロールのオフセット量を演算し、
演算された前記中間ロールのオフセット量となるように前記位置調整手段を制御する
ことを特徴とする圧延方法。 - 請求項9に記載の圧延方法であって、
前記上下一対の作業ロールの直径Dと前記圧延材の板幅Bとの比であるD/Bが下記の範囲である
ことを特徴とする圧延方法。
0.08≦D/B≦0.23
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