JPH0234240A - 対向ロール型圧延機械において圧延すべき円筒管状素材に関係して圧延ロールの設定を制御する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特ｆＩｆ請求の範囲第１項の上位概念に相当
する特徴を備えた、４つのロール対を具備する対向ロー
ル型圧延機械において圧延すべき円筒管状素材に関係し
て圧延ロールの設定全制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

本発明は、***国特許出願公開第３５４５５０６号明細
書に記載の構成金備えた対向ロール型圧延機械に基づく
ものである。この公知の対向ロール型圧延機械は、そル
ぞ７１．１つの内側ロールと１つの外側ロールとから成
る４個のロール対全もって作動するものであり、同ロー
ル対の各々は、素材に対して半径方向で調節できるよう
に１つのホルダーを介して１つの支持体に配設されてい
乙。４個のロール対は素材の周囲に一様に配分されてい
る。この場合第１Ｆ：Ｅ延設として機能するロール対は
、第２圧延段として機能するロール対と直径上で向かい
合って配置されており、他方第３圧延段として機能する
ロール対は、第１ないし第２０−ル対に対して９０゜だ
け位Ｖを変え、しかも第４圧延段として機能するロール
対と直径上で向かい合って配置されている。この圧延機
械の概念的構成においては、素材の駆動装置も、内側及
び外側の圧延ロール支ｆ＃体の案内送り１駆４！ｈ装置
も、機械の同じ側面に配置されていて、そこで立体的に
基台側に収納されている。この内側及び外側の圧延ロー
ル支持体は上端において結合されておらず、そのため盲
状素材は、長大な圧延成形に際して圧延機械から上方へ
自由に妨げられることなく“伸長′し得る。この圧延機
械の構造は大直径かつ長い管の圧延に適用されるのであ
り、この場合圧延すべき管の直径は、例えば６メーター
のオーダーである。このような管を得るために冷間加工
においては、圧延ロールに極めて高い圧延力、例えば６
００から２０００ｋＮのオーダーの力が発生する。この
力を自由に突出するロール支持体を介して受は止めるこ
とは、一般的には極めて因難であることが明らかにされ
た。加工データの算出及び設定における錯誤又は不測の
事態によって、直ちに圧延機械に大きな損害を与えるお
それがある。

〔発明が解決しようとしている課題〕

それゆえ本発明の課題は、機械を破損するような過大な
成形力の発生を十分な安全性をもって回縫することがで
きるところの、冒頭に記載の形式の対向ロール型圧延機
械において圧延すべき円筒管状素材に関係して圧延ロー
ルの設定を望ｊ御する方法を提供することにある。

〔発明の課題を解決するための手段〕

この課題は、冒頭に記載の形式の対向ロール型圧延機械
において、請求項１に記載の特徴事項を備えた制御方法
によって解決されている。

本発明の方法は、素材内への送入及び定常的な圧延ゾロ
セスの間に、それぞれ互いに向かい合っているロール対
の同種（外側及び内側の意味で同種）のロールに発生し
ている半径方向の力を互いに比較し、そして許容偏差力
を越えている場合は、前段に介装されたそれぞれの圧延
段に付属のロールを、前記力の不等荷重を均等にするべ
く半径方向に沿って調節し、しかも同時に前記対比ロー
ルを、設定された基準値に対応する位置に維持すること
ｖｃある。

その他の詳細及び方法手順は従属請求項において特定さ
れている。

十分に理解してもらうために、本発明の方法の利点は、
実施例の説明の中に初めて示されてい、る。

〔実施例　〕

以下において、本発明の方法は、対向ロール型圧延機械
の図面に示された実施例に基づいてより詳細に説明され
る。

図面に列として示された対向ロール型圧延機械は４つの
ロール対１，２，３．４′ｔ−有しており、同ロール対
を用いて冷間圧延法によシ円筒管状の素材５を加工する
ことができる。各々のロール対１．２，３．４は、素材
５に内側から作用する内側ロール１／１．２／１．３／
１゜４／１と対向ロールとして同素材５に外側から作用
する外側ロール１／２．２／２．３／２゜４７２とから
成る。圧延すべき素材５は比較的大きく、列えば数メー
ターの直径を有している。

圧延機械は基台ないし支持構造６に配設されている。そ
の中には縦穴ないし中空室７が形成されており、同中空
室の下部には、軸方向には固定されているが回転できる
ように支承されかつ駆動可能であるねじ俸９のための、
例えば底部に固定された支持台８が配置されている。前
記縦穴ないし中空室７の上部には８個のブシュ１０が配
設されて２シ、同デシュの各々は、その中で軸線方向に
移動可能な中空シリンダ状の柱１１を支承するために利
用される。いずれの柱１１も、端部の伝動ヘラ）′１２
τ介して付属のねじ棒９に接続されて２シ、そして同ね
じ棒の回転により図示の矢印に沿って軸線方向に往榎移
動可能である。ねじ棒９の駆動装置については、それぞ
れ伝動装置１３ないしその１部だけが図面において認め
られる。付属の駆動モーターは見通しを良くするために
省略されている。

第２図から明らかなように、内側の４本の柱１１／１．
１１／２．１１／３．１１／４は、頭部１４と共に内側
ロール支持体を構成する。

外側の４本の柱１１１５．１１／６．１１／７゜１１／
８は、外側の頭部１５と共に外側ロール支持体を構成す
る。前記支持構造ないし基台６の端面１６において、保
持部材１８のための支持台１７が支持されかつ固定され
ており、同保持部材を用いて素材５ｆｃ対向ロ一ル型圧
延機械に袋層して駆動することができる。前記支持台１
γは、少なくとも内側ロール支持体の柱１１／１．１１
／２．１１／３．１１／４のブシュ１０のための保持具
でもある。保持部材１８は、例えば−線方向に固定であ
るが回転可能に支承されていてかつ図示されてない、駆
動装置を用いて回転せしめられるところの板で構成され
ており、同板には固定手段によって素材５を回転軸線１
９に対して同軸的に固定することができる。

外側ロール支持体の頭部１５は、本質的に正方形の基本
形状を有する頑丈な環状体から成り、同環状体は４つの
角部分の各々にロールホルダー２０を担持している。こ
の４つのロールホルダー２０の各々には、外側ロール１
／２．２／２．３／２．４／２が直に支承されている（
軸受の詳細は第２．５．７図参照）。ロールホルダー２
０は、頭部１５の対応する横孔２１内において軸線方向
に移動可能であるが回転できないように収容されている
ブロックによって構成されている。圧延すべさ素材５に
関係する種々の半径方向の調節位置において各ロールホ
ルダー２０を予備的に固定するために、頭部１５にはロ
ールホルダーの移動軸線に対して直角に延びる孔２４が
存在しており、開孔は、ロールホルダー２０の領域にお
いて、同ロールホルダー側にあっては半孔２２として、
頭部側にあっては補完的な半孔２３として延びている。

これらの孔２４及びそれに関連して開孔の連続体として
合致した半孔２２，２３内に適当な固定ピンを挿入する
ことができる。ここではロールホルダー２０の粗調節を
対象にしている。ロールホルダーによって支持された外
側ロールの圧延すべき素材５に関係する半径方向の微調
節は、例えばくさび調節機構によって行われる。このく
さびｖ１４節機構の詳細は第３図から明らかである。

内側ロール支持体の頭部１４は、はぼ正方形の基本形状
を同様に有する堅固な物体から成り、同物体は同様にそ
の各々の角部に１つのロール＊ルＸ−Ｘ−２５ｔ−して
おり、各々のロールホルダーにはそれぞれ１つの内側ロ
ール１／１゜２／１．３／１．４／１が配設されている
。このロールホルダー２５は、頭部１４において、頭部
１５のロールホルダー２０と同様に配設されかつ調節可
能である。したがってこれについては、固有の参照符号
が付されていない同一の構成的関係が主に生じている。

第３図にはロール対の横］析面、即ち＄２図のロール１
／１．１／２が詳細に示されている。

そこにおいては、くさび２６を用いて圧延すべき素材５
に対して半径方向でロールを微調節するための機構が明
瞭になっている。ロール対１の外側ロール１／２及び内
側ロール１／１を付属のロールホルダー２０．２５を用
いてそれぞれ大まかに位置決めしてから、微調節のため
に、ロールホルダー２０．２５に配設された駆動モータ
ー２Ｔを始動させる。これによって、介装された調節伝
動装置２Ｂを介して、ねじスピンドル２９が矢印の軸線
に沿って一方又は他方−移動せしめられる。この場合ね
じスピンドル２９の一端に固定されたくさび２６は、ロ
ールホルダー２０．２５と同ロールホルダーに対シて移
動可能な支持体３０．３１との間のくさび状の隙間内に
多かれ少なかれ走し込まれる。前記支持体３０には外側
ロール１／２が、前記支持体３１には内側ロール１／１
がそルぞれ回動可能に支承されている。支持体３０．３
１及びねじスピンドル２９付きのくさび２６及び調節伝
動装置２８及び１駆動モーター２γは１つのロールホル
ダー２０，２５の構成酸素である。

粗調節に際しては前記ロールホルダー２０゜２５が移動
せしめられるが、これに対しａ調節に敵してはくさび２
６の斜面３２によって、相応するくさび状の対向面をも
って当接する支持体３０．３１だけが横に移動せしめら
れ、それでもってそこに支持されたロール１／１．１／
２が素材５の方向に沿って押圧される。くさび状の隙＋
＝ｆｆｉからくでび２６を引き抜くと、支持体３０．３
１は、図示されないばね又はその類似物によって再び素
材５から離される。

この調節システムは、単に簡単であって非常に正確な半
径方向の調節を実現できるだけでなく、高い圧延力を離
無く受は止めることもできるために有利でめる。本質的
な圧力の成分は、半径平面内にあって、単にくさび２６
によって伝達されるはずである。くさび２６の傾斜面３
２によって生ぜしめられた軸線方向の成分は無視できる
ほど小さい。

駆動モーター２７は、図示されない制御装置から駆動命
令を受は取る。

４１周のロール対１，２，３．４は４個の圧延段を構成
する。即ち個々のロール対は、両ロール支持体の頭部１
４．１５において軸線方向に沿ってそれぞれ所定の、好
ましくは同一の間隔ａだけ互いに離して配置されている
。詳細には下記のロール対の配置が生ずることになる。

即ち、第１の圧延段として機能するロール対１／１．１
／２は第２の圧延段として機能するロール対２／１．２
／２と直径上で対向している。

ロール対２／１．２／２は、間隔ａだけロール対１／１
．１／２に対して軸線方向に沿って離れている。第３の
圧延段として機能するロール対３／１．３／２は、ロー
ル対２／１．２／２に対して軸線方向に沿って間隔ａだ
け離れ、さらにロール対２／１．２／２又は１／１．１
／２に対して周方向に沿って９０°離れ、そしてさらに
第４の圧延段として機能するロール対４／１．４／２に
対して直径上で対向して配置されている。ロール対４／
１．４／２はロール対３／１．３／２に対して軸線方向
に沿って間隔ａだけ離れて配置されている。

このよって配置された４個のロール対１，２゜３．４に
よって、圧延プロセス中にそのロールを圧延すべき素材
５の壁に押圧している高圧力状態において、有利な力の
作用領域が形成される。この力の作用領域は頭部１４．
．１５によって完全に受は止められ、その結果柱１１は
ほとんど負荷を受けない。その上、この４個のロール対
は、１つの作業工程で４つの圧延段階を実行することが
できるために、比較的肉厚で短い管形状の素材５から長
い管を製造することを可能にする。

素材５が固定されるその端部における圧延機械の工具部
分の前記の配置に基づいて、管の上方又は前方に対して
自由な圧延部にはその長さに関して実際に制限が与えら
れていない。

圧延プロセスのために、まず最初に、管状の素材５を保
持部材１８に固定する。さらに外側及び内側ロール支持
体を素材５の長さに対応させて軸線方向に沿って適当な
初期位置に調節する。これは、第１の圧延段として機能
するロール対１／１．１／２が素材５の自由端部の直前
に位置するように行ってもよい。しかしながらロール対
１．２，３．４の軸線方向の位置決めは、好ましくは第
４図又は第５ａ図に示すように実施される。これについ
ては後でさらに詳細に述べる。その陵ロールの粗調節及
び微調節が行われる。これは所望の圧延深度と制御可能
な圧力とによって左右される。さらにこれらの基準によ
って、素材５を支持する保持部材１８が駆動される時の
回転速度、及び両ロール支持体の送り速度が左右される
。ロール対のロールを互いに抑圧さ゛せることによって
、素材５の壁部の両開の圧延が行われる。この場合ロー
ル対の各ロールは成形作業を等しく分担している。この
場合ロール対の両ロールは、１つのロールだけで成形作
業を実施する場合の深さの半分しか素材に食い込まない
。

圧延ゾロセス中のこの冷間加工において極めて高い圧延
力がロールに発生する。この力は例えば６００〜２０Ｃ
ＩＯｋＮのオーダーである。

それゆえ、この力を自由に突出するロール支持体におい
て正確に受は止めるには全く問題がないわけではない。

発生する圧延力は予測される。

この予測結果に従って、ロールが圧延深度に関して調節
され、さらに素材５の回転速度及びロールを支持するロ
ール支持体の送９速度が調節される。加工データの算出
及び設定における誤差又はその他の不測の事態が原因で
、直ちに圧延機械に大きな損害をもたらすことがある。

これを回避するために、圧延機械には特別な制御装置が
備えられており、同制御装置は、本発明の思想に基づい
た圧延作業の制御を実現する。

この制御方法は、素材５内へ送入する間及び足常的な圧
延プロセスの間に、そルぞれ互いに直径上で向かい合っ
ているロール対の同種のロール（外側及び内側の意味で
同種）に発生している半径方向の力を互いに比較し、そ
して許容偏差力分越えている場合は、前段に介装された
それぞれの圧延段に付属のロールを、前記力の不等荷重
全均等にするぺ〈半径方向に沿って調節し、しかも同時
に前記対比ロール金、設定された基準値に対応する半径
方向の位置、即ち所定の圧延深度に維持することにある
。

その上、同様に所定の制御限界値を上回った場合には、
素材５と圧延ロールの軸線方向の相対運動を決定する送
り速度を減少させ、さらに必要ならば加工プロセスを中
断させる。

加工力を均衡させる機能に加えて、この制御には、圧延
された素材の壁厚と直径を一定に維持する機能が与えら
れている。

さらに詳しく述べれば、この制御において、１、　適当
な測定手段及び方法を用いて連続的に又は一定時間間隔
で間欠的に求められた、互いに向かい合っている両ロー
ル対１，２の外側ロール１／２．２／２についての半径
方向の力が互いに比較され、さらに互いに向かい合って
いる両ロール対３，４の外側ロール３／２．４／２につ
いての半径方向の力が互いに比較され、そして ２、ａ）制御装置側で許容値として設定された、外側ロ
ール１／２．２／２間の例えば５０ｋＮの偏差力を上回
った場合には、第１のロール対１の外側ロール１／２が
この不等荷重を均等にするべく半径方向に沿って調節さ
れるのであって、即ち圧延深度が戻されるので塾るが、
対比ロールとして利用された第２のロール対２の外側ロ
ール２／２は、事前に設定された圧延深度に対応する事
前に設定された基準値に維持され、そして ｂ）制御ｇ瞳側で許容値として設定された、外側ロール
３／２．４／２間の例えば５０ｋＮの偏差力金上回った
場合には、第３のロール対３の外側ロール３／２がこの
力のアンバランスを均等にするべく半径方向に沿って調
節されるのであって、即ち圧延深度が戻されるのである
が、この場合に対比ロールとして利用された第４のロー
ル対４の外側ロール４　／　２　ハ、圧延すべき管の所
望の外径に対応する最初に設定された基準値に維持され
ることになる。

しかしながらこれに対応させてさらに、外側ロールの力
とは無関係に、 ６、適当な測定手段及び方法を用いて連続的に又は−足
時間間隔で間欠的に求められた、互いに向かい合ってい
るロール対１．２又は３．４の内側ロール１／Ｔ、２／
１又は３／１．４／１についての半径方向の力を互いに
比較し、そして ４、ａ）制御装置側で許容値として設定された、内側ロ
ール１／１．２／１間の例えば５０ｋＮの偏差力を上回
っている場合には、第１のロー＃対１（７）内側ロール
１／１をこの力のアンバランスを均等にするべく半径方
向に沿って調節するのであって、即ち圧延深度を戻すの
であるが、対比ロールとして利用された第２のロール対
２の内側ロール２／１については事前に設定された基準
値に維持し、そして ｂ）制御装置側で許容値として設定された、内側ロール
３／１．４／１間の例えば５０ｋＮの偏差力を上回って
いる場合には、第３のロール対３の内側ロール３／１を
この力のアンバランスを均等にするべく半径方向に沿っ
て調節するのであって、即ち圧延深度を戻すのであるが
、この場合に対比ロールとして利用された第４のロール
対４の内側ロール４／１を、圧延すべき管の所望の内径
に相当する最初に設定された基準値に維持することもで
きる。

制御項目１．２ａ）、２ｂｉ）又は３，４ａ）、４ｂ）
に従った互いに関係する可能な制御に代えて、両方法の
同時使用もまた可能である。

このような偏差力を制御する発想によって、例えばロー
ル前方の***物に起因して個々のロールにおいて不意に
高められた力は、自動的に均等化され得る。この偏差力
制御の他に、これに加えて制御装置においては、それぞ
れのロールに許された最大荷重についての制御限界値が
確定されている。これにより結果として、１つ又は複数
又は全てのロールにおける過大な中径方向の力の発生は
、素材とロール支持体間の軸線方向の相対運動を決定し
ている送シを取り止めることによって予防されることに
なる。そのうえ制御装置においては、前記最大荷重を上
回る例えば１００ｋＮの制御限界値が第２の限界値とし
て設定されてお夕、同限界値を上回った場合には圧延プ
ロセス全体が中断される。

個々のロールにおける過大な半径方向の力は、こうして
、自動的に防止されるか、場合によってはプログラミン
グされた加工工程のマニズアルによる変更によっても予
防され得る。

以下において、第４図と第５Ａ〜５Ｂ図に基づいて、素
材５へのロールの食い込み及び送り込みとその後の定常
的な圧延作業における本発明の調整及び制御ステップの
個々の調整段階がより詳細に説明される。

第４図は素材５を中心に裾えて表現したもので、同素材
は、その自由端の領域において、円錐形の内面３３及び
外面３４を具備した前もって丸削りせしめられた導入円
錐部を有している。

この円錐面３３．３４の傾斜は、最初の６つのロール対
１．２．３の内側及び外側ロールが、それぞれ互いに軸
線方向及び半径方向に同一の間隔ａ及びｂをもって軸線
方向に動き出した際に同時に面３３．３４に接触するよ
うに定められている。導入円錐部後方の素＃５の壁厚は
ｄａｏで示され、導入円錐部前方の壁厚はｄａ２で示さ
れている。ｄ　によって圧延の仕上げ状態として所望の
壁厚が示されている。第１のロール対１のロール１／１
．１／２は、素材５の壁の外側面３５ないし内側面３６
の直径に対して寸法すだけ半径方向にずらされている。

第４のロール対のロール４／１．４／２は、他のロール
１，２．３の間隔に対応して第３のロール３から同一の
間隔ａだけ離されているが、最初は他のロール対のロー
ルと同じ寸法すだけずらされているのではなく、素材５
から約１．Ｑｍｘの微小間隔ｃｆｃ有する位置に設定さ
れているのである。このような措置は、第４のロール対
４のロール４／１．４／２の導入に際して表面に傷をつ
けないという目的に適合している。これに加えて、偏差
力によって調節される第３のロール３／１．３／２が、
第４のロール４／１．．４／２よシも先に導入円錐部内
に進入して、素材に接触することになって有利である。

最初の試験的な加工のために半径方向の食い込み寸法及
び軸線方向のロール間隔が、第３図の表において、例と
して選択された外径６０００龍、内径２９１０１１１１
の素材５について明示されている。半径方向の食い込み
寸法の基準点は、素材５の外側シリンダ面３５及び内側
シリンダ面３６である。軸線方向の間隔寸法は、第１の
ロール１／１．１／２を原点として積算されている。こ
の軸１一方向の間隔ａは、例えばスペーサ金柑いて調節
可能である。

制御装置はプロセス計算機を含んでいる。この計算機に
、ロール直径、素材５の外径及び内径、並びに第３図の
表に基づく半径方向の食い込み寸法がインプットされる
。こうしてプロセス計算機は、これらのデータから到達
すべき半径方向の位置を算出する。次いでこの位置が設
定されることになる。事前に算出された位置に達した後
に、４つのロール対１．２，３．４（１）ロールについ
ての設定された作業／圧延直径及び作業ギャップが、モ
ニターに表示され、目標基準値と比較され、そして記録
される。素材５へのロールのそれに続く送シ込み工程は
、半径方向の送りについて別のプログラム、ステップを
必要とする。

***物があまシはつきゃと形成されていない場合には、
事前に丸削りせしめられた導入円錐部金倉して素材５へ
のロールの送り込みは、送シ込みに際して各ロールにほ
ぼ同じ力と同じ加工作業を負わせるための最も簡単な方
法である。

導入円錐部を用いた場合の機械調節及び圧延プロセスの
時間的経過は以下のように表される。

素材５の固定は、平面的ぐらつきと同心回転を測定する
ことによって検査される。ロールの軸線方向及び半径方
向の位置決めは所定の値に一致している。素材５及びロ
ールの速度は同期せしめられ、ロール支持体は定位置に
おかれる。

冷却水装置、壁厚測定装置そして直径測定装置はせ後に
検査される。ロール支持体の軸線方向の送りを開始する
ことによって圧延グロセスが始まる。

まず最初に全てのロール対１．２．３．４が、その半径
方向の位置を一定にして導入円錐部へ向けて軸線方向に
沿って移動する。次いでロール対１，２．３．４のロー
ルは、導入円錐部３３．３４ｔ−介して素材５内へ進入
する。第３のロール対３のロール３／１，３／２が素材
５内に進入すると区ぐに、半径方向の力の測定が行われ
、そして第４のロール対４のロール４／１．４／２の半
径方向の送りが開始される。この送り速度は例えば６＆
ＬＩＩ　／　ｍｉＨである。第４のロール４／１．４／
２は、この選択された例の場合、この進入段階において
は１羽だけ深く進入しなければならない。第２のロール
対のロール２／１．２／２は、この進入段階の間に半径
方向には全く移動しない。それゆえこのロールの半径方
向の食い込み速度は０である。ロール対１，２の内側ロ
ール及び／又は外側ロール間で、ないしはロール対３．
４の内側ロール及び／又は外側ロール間で、例えば５ｏ
ｋＮの所定の限界値を上回る半径方向の偏差力が発生す
ると、制御装置に基づく信号が、ロール対１及び／又は
３の該当するロールが均等化のために半径方向に移動す
るよう指令する。この半径方向の調節速度は例えば１２
朋／ｍｉｎである。ロール対１．３のロールに対するこ
の比較的高い半径方向の調節速度は、可能な限シ迅速な
偏差力の均等化を行うために必要である。

進入段階が終了した後、つまり第４のロール対４のロー
ル４／１．４／２がその半径方向の最終位置に到達した
時には、ロール対２，４のロール２／１．２／２．４／
１．４／２は、もはや壁厚及び直径修正の場合や万一の
障害が発生した場合にしか半径方向に沿って調節される
ことはない。

この送り込み方式の場合、ロール対２，４の０−　ｋ　
Ｋついての押し込みパラメータ（行程と速度）は、壁厚
及び直径の修正までは一定にされている。したがって本
発明では、偏差力による制御過程はロール対１，３だけ
に限られている。ロール対２．４のロールに不変の命令
が出されていることで、個々のロール間の制御の相互作
用は安定化される。第２のロール対２は圧延すべざ管の
壁厚についての予備的な校正を生ぜしめ、第４のロール
対４は最終的な校正を実施する。この制御過程は、例え
ば予見できない大きな***物がある場合に、該当するロ
ール１／２は、あまり強くは負い込まず、そのようにし
てこの新たな、***物を低下させるという利点を有する
。***物のため（（強力に行われる加工作業はロール対
１．２によって等分に引き継がれる。一般的に加工作業
はロール対１．２間並びにロール対３，４間で等しく分
配される。このことは、不測の材料特性及び／又はロー
ル調節に際しての誤差及び／又は圧延運転のプログラミ
ングの誤りが原因の障害発生時においても有効である。

２つの互いに向かい合っているロール対１，２及び３，
４間で加工作業を等配分するこの原理は、素材５が事前
に丸削りされていない場合、即ち素材５がロールの導入
領域において円管状である場合にも同様にして適用可能
である。

このような事前に丸削りされていない素材５内へのロー
ルの導入過程は第５　Ａ−＝５　Ｂ図に基づいて以下で
説明される。

校正を行うロール対２，４のために、まず最初にロール
２／１．２／２．４／１．４／２０半径方向の最終位置
に２ける半径方向の送シ速度がプロセス計算機にインプ
ットされる。

ロール対１．３のロールは、偏差力制御に基づいて規制
されながら素材５に半径方向に沿って食い込む。これに
よって、送シ込みプロセスのあらゆる時点で、互いに向
かい合っているロールにおける加工力の等配分が保証さ
れる。半径方向の送りの開始点は軸線方向の送シの開始
点と一致する。

第５Ａ〜５Ｄ図には素材５への導入時におけるロール対
１，２の外側ロール１／２．２／２の４１］線及び半径
方向の位置が、さらに第５Ｅ〜５Ｈ図には素材５への導
入時におけるロール対３．４の外側ロール３／２．４／
２の軸線及び半径方向の位置がそれぞれ示されている。

それぞれに付属の内側ロールは同期的な関係にあるため
に示されていない。即ち、外側ロールに関係して以下に
述べられる状況は、該当するロール対の対向ロールとし
て機能する内側ロールに対しても同様に当てはまる。

第５Ａ〜５Ｈ図において、素材５における個々のロール
の導入運動及びそれに続く運動は点線の矢線によって示
唆されている。

第５Ａ図には導入過程の時点０における幾何学的関係と
食い込み深さと作業角度と導入角度と軸線方向のロール
間隔ａとが示されている。

この場合軸線方向のロール間隔ａの決定が特に重要であ
る。この間隔が小さすぎると、ロール対１，２０２つの
外側ロール１／２，２／２の作業面の第５Ｂ図に示され
た交点０に、半径方向にわずかに食い込むだけで到達し
てしまうであろう。この間隔ａが大きすぎると、ロール
１／２がロール２／２と同期してその半径方向の最終位
置に達するような事、侭が発生しかねない。

このことはこの２つの場合において、最初の２つのロー
ル対１，２のロール１／２．２／２が導入段階の間に共
に（後の定常的なプロセスに関係して）過少又は過大な
加工作業を行うであろうことを意味する。遅くとも第２
のロール対２のロール２　／　２　カ、Ｍ　１のロール
対１のロール１／２によって既に圧延された領域内に進
入した時には、場合によってはロール１／２によっても
はや必要な短時間内に均等化され得ないような偏差力の
比較的高い上昇が、圧延運転の中断という結果を伴って
突然発生することがあろう。

それゆえロールの軸庫方向の間隔ａは、一般的には、ロ
ール１／２ないし３／２が事前に計算されたその時々の
半径方向の最終位置に達した時に、連続するロールの２
つの作業面の交点が現れるように定められている。なぜ
なら、第５Ｂ、５Ｃ，５Ｄ、５Ｆ、５Ｇ、５Ｈ図から明
らかなように、第２のロール対２のロール２／２及び第
４のロール対４のロール４／２における力の変動は、作
業面の交点を通過した後は、移行域においてのみ生ずる
からである。この短時間的な力の変動は、ロール２／２
ないし４／２が半径方向に新たに食い込む時の、ロール
１／２ないし３／２の力を均等化しようとする即座の反
応によって補償される。

第５Ｂ図には、素材５に最初の２つのロール対１．２の
外側ロール１／２．２／２が食い込んで、ロール２／２
の作業面がロール１／２の作業面と点Ｏにおいて交差す
る瞬間が示されている。この時点よυ後は、点線の矢線
に対応してロール２／２がさらに食い込む場合、半径方
向の力は十分に一定に維持される。ロール１／２は、偏
差力制御に基づいてこれ以上はほとんど素材５に食い込
まず、はぼ一定の半径を維持する（点虜の矢線を参照）
。

第５Ｃ図には、ロール２／２の作業面の別の展開が示さ
れている。半径方向の力は作業面に比例し、そして作業
面は食い込み深さと機械送りと″製品”送りとに依存す
るので、この面の変化は、常に偏差力の測定に基づいて
ロール１／２の均等化運動を引き起こす。

第５Ｄ図には、ロール２／２が半径方向の最終位置に到
達するまでの、ロール１／２の半径方向及び軸線方向の
運動の推移が示されている。

この場合ロール２／２は半径方向の最終位置において示
されており、ロール１／２はほんの少しだけ半径方向の
修正を実行しなければならないＯ 第５Ｅ図は、外側ロール２／２Ｖｃよって延長方向Ｖこ
沿って素材５に与えられた同素材５の外ぺ面への、第３
及び第４のロール対３，４の外側ロール３／２．４／２
０半径方向の接近状態を示している。

第５Ｆ、５Ｇ、５Ｈ図は、素材５への外側ロール３／２
．４／２の食い込み状況を示すもので、これは第５Ｂ、
５Ｃ，ＳＤ図におけるロール１／２．２／２０食い込み
と同一に進行する。

したがってここでは特に再度説明する必要はない。

第５Ｈ図において、ロール２／２．４／２はその半径方
向の最終位置に達している。その後は偏差力を均等化す
る修正は、ロール１／２゜３／２によって定常的な圧延
プロセスを調整するためにのみ実施される。

定常的に加工を行っている間に、発生する圧延された管
において、壁厚及び直径の測定が行われる。目標値から
の誤差は、対応する壁厚及び／又は直径の修正金もたら
す。

壁厚修正には第４のロール対４のロール４／２．４／１
のみが関与せしめられる。目標値から０．２朋以上大き
い壁厚誤差に対しては、ロール４／２．４／１がその都
度同一の半分艙だけ半径方向に移動せしめられる。０．
０７〜０．２０囮の壁１享誤差を補償する場合は、ロー
ル対４の内側ロール４／１のみがその偏差量だけ移動せ
しめられる。

第４のロール対４のロール４／２．４／１０食い込みに
よる壁厚修正は、第４のロール対と検出要素間の道程を
進むために製品が必要とする時間だけ遅ルて付属の測定
ゾンデによって検知される。それゆえ、前記時間ないし
は長さ測定手段にかいて測定され得る前記道程の間、第
４のロール対４を用いた壁厚調整を遮断することが必要
である。これは、第４のロール対４が、検出要素から第
４のロール対４０作業点までの距離よりも長い製品長さ
の特定の成長率にしたがってのみ壁厚修正をすることが
許されていることを意味している。最初の壁厚疹、正は
、第４のロール対４のロール４／２．４／１が、ｙ’ロ
グラミングされた最終位置に到達し、そして加工された
製品領域が安全な長さの割り増しをもって該当する測定
センサーに到達した時に行われる。

直径１缶正は、直径誤差が例えば少なくとも２分の１の
許容範囲を越えた時に実施される。ロールを調節するタ
イミングは、２回の壁厚修正のちょうど中間にある。

直径修正は第４及び第２のロール対４，２のロールを調
節することによって開始される。訂正すべき道程は、圧
延された管における内径ないし外径の測定された誤差か
ら明らかになる。

この修正蓋は、個々に、第２のロール対２のロール２／
１．２／２に対しては＝１／４×ΔＤであり、第４のロ
ール対４のロール４／１．４／２に対しては＝１／２×
ΔＤであって、対応する符号（＋）又は（−）ヲもって
それぞれのロールに与えられる。ロール対１．３のロー
ルハ偏差力均等化制御に基づいて追従せしめら■る。

障害が発生した時には、４！＠に丸削りされた導入円錐
部全停うか又は伴わない送り込み工程時のロールの制御
された半径方向の運動に関係なく、そして前述の直径修
正又は壁厚修正に関係なく、常に軸線方向の送りがスト
ップされ、全ての圧延ロールのその作業位置からの同時
的な退出が行われる。互いに比較される２つのロール間
の半径方向の力の贋が例えば１５０ｋＮの設定限界値を
越えた時は、刀工ならず異常事態である。これは、半径
方向の力がどこかのある箇所で例えば１７００ｋＮの絶
対値に達した場合又は送り方向に沿った軸線方向の力の
限界値を超過した場合に該当する。例えば９００　ｋＮ
ｍの最大許容駆動モーメントを上回？た場合、送り、駆
、ｍ装置及び主駆動装置が直ちにスイッチオフにさ几、
そして全ての圧延ロールがその作業位置から退出せしめ
られる。

ロール又は圧延プロセスのパラメータの誤調節又は障害
発生時において、圧延プロセスの早すぎる中断を十分に
回避するために、場合によってはプロセスが進行する間
に、マニュアル操作によってロール位置合修正すること
も可能である。

例えば第２及び第４のロール対のロールが１５５０ｋＮ
の半径方向の力に達した時に、該当するロールの半径方
向の運動がストップされ、そして力の上昇が継続する場
合には同ロールは半径方向に沿って引き戻される。同時
に警告信号が発せられて、操作者に対して、欠陥を確認
し、特定の操作方法にしたがって手作業で対処すること
によってその欠陥を修正するための機会が与えられる。

この措置が有効でなければ、半径方向の力が例えば１７
００ｋＮに達した時に、送りはストップされ、全ての圧
延ロールはその作業位置から退出せしめられる。

最後に、ロールに作用する半径方向の力を検出する測定
手段について少しだけ述べる。この−例が、第７図にお
いて、ロール１／１に関連した第３図の概略拡大部分図
として示されている。この場合図示の状況は、他の全て
のロールにおいても同じでめるか、ないしは参照し得る
ものでのることを注意されたい。

第７図から明らかなように、ロール１／１は４１１３７
に固定されており、その軸自体は支持体３１に回転可能
に支承されている。この支承は好ましくはピボットころ
軸受３８．３９において行われており、このピボットこ
ろ軸受は、軸３７０回転撓み変動を本質的に妨害せず、
そして軸３７が犬きく撓んだ際の許容し得ない高いエツ
ジプレスの発生を阻止するものである。軸、う７は中空
指運であって、その中空空間内に同軸的に配置された４
４０を収容している。後者の棒は、ＩＩＩＩＩ３７が最
も大きく撓む領域において同軸に連結されており、他方
同棒の他の自由端は、軸３７から突出するとともに、そ
こで支持体３１に固定されたセンサー４１に作動的に関
係付けられている。軸３７は、半径方向の力の作用領域
に存在するｔｓＶ面が、測定しようとする半径方向の力
の全範囲にわたって、記録可能な弾性的撓み金主せしめ
るように構成されている。！ｌｌｌ３７の支承は、その
可能な最大の撓みが妨害されないようになっている。軸
に堅固に結合されたロール側の測定棒４０の構成は、同
測定悸が、固定領域に２いて軸の撓み角を受は入れ、反
対側の自由端において測定長さに基づいて可視的に拡大
せしめられた変位Ｘを示し、そして同変位を測定値全検
出するためのセンサー４１に伝達するように成されてい
る。したがって半径方向の力Ｆは、伝達要素の回転にも
かかわらず準静的な変位Ｘに変換可能であって、距離を
算定することで測定可能である。測定棒４０は、その固
定面から始まって減少する横断面又は質量又は慣性モー
メントを有し、そして場合によっては受動的又は能動的
な緩葡要素も備エラれている。１つのセンサー４１０代
わシに、同様のセンサーを複数個設けることもてきる。

センサー４１と測定棒４０の距離は、非接触的に検出さ
れ、相応の測定値に変換され、そして制御装置に供給さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、４個のロール対を有する対向ロール型圧延機
械の下部を示す図、 第２図は、第１図の対向ロール型圧延１麦械の上部金示
す図、 第３図は、第２図の拡大された詳細図、第４図は、丸削
９された円管状の素材における対向ロール型圧延機械の
４個のロール対の軸線方向の初期位ｆｔを示す図、 第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第５Ｄ図、第５Ｅ図、
第５Ｆ図、第５Ｇ図及び５Ｅ図は、素材が丸削りされて
ない、つまり外側及び内側が円筒状である場合の、圧延
位置への対向ロール型圧延機械のロールの送り込み状況
を示す図、第３図は、数値表を示す図、 第７図は、有利に適用可能な半径力測定方法を明示する
ロール支持体の詳細断面図である。 １゜ ２／１゜ ２゜ ３゜ ２／２゜ ４・・・ロール対、 １／１ ／２゜ ３／１゜ ３／２゜ ４／１゜ ／２・・・ロール、 ５・・・素材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、４個のロール対（１、２、３、４）を備える対向ロ
   ール型圧延機械において圧延すべき円筒管状素材に関係
   して圧延ロールの設定を制御する方法であつて、前記ロ
   ール対はそれぞれ１つの内側ロールと１つの外側ロール
   とから成り、該ロール対の各々は、前記素材に対して半
   径方向で調節できるように１つのホルダーを介して１つ
   の支持体に配設されており、前記ロール対は前記素材の
   周囲に一様に配分されており、この場合第１圧延段とし
   て機能する前記ロール対（１／１、１／２）は、第２圧
   延段として機能するロール対（２／１、２／２）と直径
   上で向かい合つて配置されており、第３圧延段として機
   能するロール対 （３／１、３／２）は、前記ロール対（１ないし２）に
   対して９０°だけ位置を変え、しかも第４圧延段として
   機能するロール対（４／１、４／２）と直径上で向かい
   合つて配置されており、そしてこの場合圧延プロセスの
   間に、前記ロール対と前記素材は、並進的かつ回転的な
   相対運動を実行し、それと同時に前記ロールに作用する
   半径方向の力が連続して測定される方法において、 前記素材内への送入及び定常的な圧延プロセスの間に、
   それぞれ互いに向かい合つている前記ロール対の同種の
   ロールに発生している前記半径方向の力が互いに比較さ
   れ、そして許容偏差力を越えている場合は、前段に介装
   されたそれぞれの圧延段に付属のロールが、前記力の不
   等荷重を均等にするべく半径方向に沿つて調節され、し
   かも同時に前記対比ロールが、設定された基準値に対応
   する半径方向の位置に維持されることを特徴とする方法
   。 ２、前記各ロールには制御装置側において前記許容偏差
   力を越えて、第２の比較的高い半径方向の荷重限界値が
   割り当てられており、該限界値を上回つた場合には前記
   素材（５）と前記ロール間の軸線方向の相対運動を決定
   する送り速度が減少せしめられることを特徴とする請求
   項１に記載の方法。 ６、前記第２の比較的高い半径方向の荷重限界値は許容
   最大荷重に設定されており、該許容最大荷重を超過した
   場合には前記圧延プロセスが中断され、前記ロールが外
   し出されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 ４、壁厚の調整は前記第４のロール対（４）のロール（
   ４／１、４／２）の半径方向の調節によつてもつぱら行
   われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに
   記載の方法。 ５、前記壁厚の誤差が目標寸法から０．２ｍｍ以上の場
   合、該誤差は、前記第４のロール対（４）の前記内側及
   び外側ロールをそれぞれ半分ずつ再調整することによつ
   て解消されることを特徴とする請求項４に記載の方法。 ６、前記壁厚の誤差が目標寸法から０．２ｍｍ以下の場
   合、該誤差は、前記第４のロール対（４）の前記内側ロ
   ール（４／１）だけを対応して再調整することによつて
   解消されることを特徴とする請求項４に記載の方法。 ７、前記壁厚の修正は一定の間隔をおいて行われ、該間
   隔の継続時間は、前記調整の時点と該修正を検出した時
   点との間であることを特徴とする請求項４〜６のいずれ
   か１つに記載の方法。 ８、前記壁厚修正の休止期間中に、直径修正が行われ得
   ることを特徴とする請求項７に記載の方法。 ９、必要な直径修正は、前記第２及び第４のロール対（
   ２、４）の前記ロールによつて同時に開始され、この場
   合半径方向の調節行程は次の値、即ち 第２のロール対のロール＝１／４×ΔＤ 第４のロール対のロール＝１／２×ΔＤ であつて、ここにΔＤは目標寸法からの寸法誤差である
   、 ことを特徴とする請求項８に記載の方法。 １０、前記第１及び第３のロール対（１、３）の前記ロ
   ールは、前記偏差力の調整に基づいて前記直径修正に関
   与せしめられ、それでもつて前記偏差力の制限が優先し
   て維持されることを特徴とする請求項９に記載の方法。 １１、前記直径修正は、許容される最大の半径方向の力
   によつて制限され続け、したがつて該直径修正は、前記
   許容される半径方向の力に到達するまでの間でのみ実行
   されることを特徴とする請求項９又は１０のいずれか１
   つに記載の方法。