CN101873899B

CN101873899B - 森吉米尔轧机的辊位置设定方法

Info

Publication number: CN101873899B
Application number: CN2007801017722A
Authority: CN
Inventors: 手塚知幸
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-11-27
Also published as: CN101873899A; US20110308292A1; JP5041006B2; KR20100063146A; TW200922706A; WO2009069198A1; KR101248678B1; JPWO2009069198A1; TWI328475B; US8261590B2

Abstract

本发明提供一种能够容易地对应辊系的组合、能将各辊设定在作业上的最适位置的森吉米尔轧机的辊位置设定方法。为此，通过调整下压下装置及下侧压下装置，根据规定的第1函数设定第1及第2支承轴承的各偏心角，以使下工作辊的上表面与轧制材料的轧道线一致。并且，对于上侧的辊系，通过调整上侧压下装置，设定第4支承轴承的偏心角，以使不同于第1函数的规定第2函数达到规定的最适状态。

Description

森吉米尔轧机的辊位置设定方法

技术领域

本发明涉及一种利用多个压下装置来适当地设定森吉米尔轧机的辊位置的辊位置设定方法

背景技术

在对不锈钢等高硬度轧制材料进行冷轧时，轧机采用小径的工作辊。作为这种轧机的代表产品有森吉米尔轧机。

图1是表示一般的森吉米尔轧机的结构图，表示20辊的森吉米尔轧机。图1所示的森吉米尔轧机具有上下一对工作辊2和3、上下各2根第1中间辊4～7、上下各3根第2中间辊8～13、上下各4根支承轴承14～21的辊结构。

各支承轴承14～21具有偏心机构，其他各辊2～13通过设定支承轴承14～21的各偏心角来决定其位置。这里，支承轴承14～21的各偏心角由上下配置的多个压下装置来调整。具体而言，压下装置包括上压下装置22、下压下装置23、上侧压下装置24及25、下侧压下装置26及27。

迄今为止，具有所述结构的森吉米尔轧机在轧制开始前，按照以下说明的方法进行各压下装置22～27的设定。

即，支承轴承18～21的各偏心角是为了使下工作辊3维持轧道线而由下压下装置23和下侧压下装置26及27设定的。

另一方面，上压下装置22用于获得希望的板厚。即，支承轴承15及16的偏心角是由上压下装置22通过恒负荷控制来调整的，以使轧制负荷(或压力)达到预先设定值。另外，轧制开始之后，支承轴承15及16的偏心角通过板厚控制进行适当的调整，该板厚控制是根据板厚计测定的板厚测定值调整工作辊间的辊缝。

也就是说，上压下装置22并不是根据支承轴承15及16的偏心角进行操作。因此，如果不实际压下试试的话，无法得知支承轴承15及16的偏心角会成为怎样的数值。另外，支承轴承15及16的偏心角也会根据由上侧压下装置24及25所调整的支承轴承14及17的偏心角的设定而发生变化。

并且，以前的森吉米尔轧机中，考虑对称性，将4个侧压下装置24～27的设定值设定为相同值。因此，支承轴承14及17的偏心角被设定为与由下侧压下装置26及27所调整的支承轴承18及21的偏心角相同的值。由此可知，以前，上压下装置22的设定依赖于结果的情况很多，有时也会以不希望的设定进行作业。

另外，作为现有技术，还提出了也考虑有赖于上压下装置的支承轴承的偏心角来设定森吉米尔轧机的各辊的位置的方法(例如参照专利文献1)。

具体来说，专利文献1中记载的方法中，首先对上压下装置进行设定，以使其气缸位置与工作辊位置之间的关系保持线性。接着，为了达到根据上侧辊系的几何关系计算出的辊缝量，对上下的侧压下装置进行设定。最后，根据该侧压下装置的设定值，按照简化的式子计算下压下装置的设定值。并且反复实施上述计算，直到得出满足该条件的解为止。

专利文献1日本专利特开平10-263638号公报

发明内容

专利文献1记载的方法依然存在以下问题。

1、由上压下装置所调整的支承轴承的偏心角是考虑板厚控制性而设定的，可是，从作业的观点来看，这种设定方法不能说是最合适的。

2、由上下的侧压下装置所调整的支承轴承的偏心角均设定为相同的值，因此辊系的组合被大大地限制。

3、由于在决定轧道线时使用简化的式子，所以无法避免发生偏差。

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够容易地对应辊系的组合并能够将各辊设定在作业上的最适位置的森吉米尔轧机的辊位置设定方法。

本发明所涉及的森吉米尔轧机的辊位置设定方法，该森吉米尔轧机包括：对轧制材料进行轧制的上下工作辊、具有偏心机构的多个支承轴承、调整从下方按压下工作辊的支承轴承中配置在中央部的第1支承轴承的偏心角的下压下装置、调整从下方按压下工作辊的支承轴承中配置在第1支承轴承的入侧和出侧的第2支承轴承的偏心角的下侧压下装置、调整从上方按压上工作辊的支承轴承中配置在中央部的第3支承轴承的偏心角的上压下装置、以及调整从上方按压上工作辊的支承轴承中配置在第3支承轴承的入侧和出侧的第4支承轴承的偏心角的上侧压下装置；该森吉米尔轧机的辊位置设定方法包括：下侧设定步骤，该下侧设定步骤通过调整下压下装置及下侧压下装置，根据规定的第1函数设定第1及第2支承轴承的各偏心角，以使下工作辊的上表面与轧制材料的轧道线一致；以及上侧设定步骤，该上侧设定步骤通过调整上侧压下装置，设定第4支承轴承的偏心角，以使不同于第1函数的规定第2函数达到规定的最适状态。

根据本发明，能够容易的对应辊系的组合，能够将各辊设定在作业上的最适位置。

附图说明

图1是表示一般的森吉米尔轧机的结构图。

图2是表示包含森吉米尔轧机的生产线结构的图。

图3是用于说明下侧辊系的辊位置设定方法的图。

图4是用于说明上侧辊系的辊位置设定方法的一个实例的图。

图5是表示上侧辊系的辊位置设定方法的一个实例的流程图。

标号说明

1、轧制材料

2、上工作辊

3、下工作辊

4～7、第1中间辊

8～13、第2中间辊

14～21、支承轴承

22、上压下装置

23、下压下装置

24～25、上侧压下装置

26～27、下侧压下装置

28～29、张力卷筒

30～31、板厚计

32～33、感应辊

具体实施方式

为了更详细的说明本发明，根据附图说明本发明。另外，对于各图中相同或者相当的部分使用相同的标号进行标注，并适当简化乃至省略其重复说明。

实施方式1

实施方式1的森吉米尔轧机的基本结构与图1所示的森吉米尔轧机相同。如前所述，该森吉米尔轧机适用于对不锈钢等高硬度的轧制材料1进行冷轧。下面说明其具体结构。

2和3是对轧制材料1进行轧制的上下一对工作辊，4～7是在轧制材料1侧按压工作辊2及3的上下各2根第1中间辊。利用上侧的第1中间辊4及5，对上工作辊2向下按压，利用下侧的第1中间辊6及7，对下工作辊3向上按压。8～13是在轧制材料1侧按压第1中间辊4～7的上下各3根第2中间辊(8、10、11、13是驱动辊，9、10是空转辊)。

另外，14～21表示在轧制材料1侧按压第2中间辊8～13的上下各4根支承轴承。这里，配置于轧制材料1上方的支承轴承14～17通过第2中间辊8～10以及第1中间辊4及5，从上方按压上工作辊2。另外，配置于轧制材料1下方的支承轴承18～21通过第2中间辊11～13、第1中间辊6及7，从下方按压下工作辊3。实施方式1的森吉米尔轧机具有这种20辊的结构。

各支承轴承14～21具有偏心机构。并且，支承轴承14～21以外的各辊2～13通过设定支承轴承14～21的偏心角来决定其位置。支承轴承14～21的偏心角由配置于轧制材料1上下的多个压下装置调整。具体来说，压下装置大体上分为上压下装置22、下压下装置23、上侧压下装置24及25、下侧压下装置26及27这4种。另外，关于各压下装置22～27的具体结构省略图示。

上压下装置22配置于上工作辊2的大致正上部，具有调整支承轴承14～17中配置于其中央部的支承轴承15及16(第3支承轴承)的偏心角的功能。另外，下压下装置23配置于下工作辊3的大致正下部，具有调整支承轴承18～21中配置于其中央部的支承轴承19及20(第1支承轴承)的偏心角的功能。

上侧压下装置24及25分别配置于上压下装置22的两侧(也称作入侧及出侧或右侧及左侧)，具有调整配置于支承轴承15及16的入侧及出侧的支承轴承14及17(第4支承轴承)的偏心角的功能。具体来说，由上侧压下装置24调整支承轴承14的偏心角，由上侧压下装置25调整支承轴承17的偏心角。

另外，下侧压下装置26及27分别配置于下压下装置23的两侧(入侧及出侧)，具有调整配置于支承轴承19及20的入侧及出侧的支承轴承18及21(第2支承轴承)的偏心角的功能。具体来说，由下侧压下装置26调整支承轴承18的偏心角，由下侧压下装置27调整支承轴承21的偏心角。另外，各压下装置22～27构成为能够分别独立地调整(设定)对应的支承轴承的偏心角。

下面，说明具有上述结构的森吉米尔轧机的生产线的结构。

图2是表示含有森吉米尔轧机的生产线结构的图。将不锈钢等难轧制材料1从图2的左侧向右侧移动进行轧制时，左侧的张力卷筒28卷取轧制材料1(卷材)，将轧制材料1传送到森吉米尔轧机侧。然后，利用森吉米尔轧机对轧制材料1进行了轧制之后，右侧的张力卷筒29卷取轧制材料1。当不锈钢被用作轧制材料1时，来回进行上述轧制动作，并在多个轧道中反复进行，直到使轧制材料1薄至希望的板厚为止。

另外，在对不锈钢进行轧制时，通常在轧制材料1的一部分始终被两个张力卷筒28及29卷取的状态下，来回地反复进行轧制。另外，虽然图2并没有表示，但通常在张力卷筒28或29的外侧具有松开轧制材料1的开卷机。

另外，图2中的30及31是设置于森吉米尔轧机的入侧及出侧的板厚计。轧制开始之后，根据该板厚计30及31的测定结果，执行各种板厚控制功能，以得到希望的板厚。另外，根据设置在出侧的感应辊(图2所示的轧制方向时是感应辊33，轧制方向向左时是感应辊32)的测定结果，进行形状控制。

在具有上述结构的森吉米尔轧机中，当然在轧制开始之前，必须由各压下装置22～27决定各支承轴承14～21的偏心角，并设定辊位置。下面，说明辊位置的具体的设定方法。

对于配置于轧制材料1下方的辊系(以后称作“下侧辊系”)，保持轧道线很重要。即，支承轴承18～21的各偏心角由下压下装置23、下侧压下装置26及27调整，并且根据规定的函数(第1函数)来设定，以使下工作辊3的上表面与轧道线一致。

图3是用于说明下侧辊系的辊位置设定方法的图。根据图3说明与下侧辊系相关的具体的辊位置设定方法。在图3中，α^BOT表示可由下侧压下装置26调整的支承轴承18的偏心角，β^BOT表示可由下压下装置23调整的支承轴承19的偏心角，D是辊径(D后面的数字表示辊序号。例如D₃表示工作辊3的直径，D₁₉表示工作辊19的直径)。另外，由于下侧的辊系是左右对称的，所以图3只表示了左侧半部分的详细情况。

对下侧辊系保持轧道线是指在图3中，将轧道线与下工作辊3的上表面间形成的辊缝设定为0。如图3所示，由于已知各辊的直经、相接触的辊的关系，所以能够从支承轴承18～21的各偏心角(即下压下装置23和下侧压下装置26及27的各设定值)几何计算出该辊缝本身。

可是，对计算辊缝时的上述计算式进行逆运算从而求出支承轴承18～21的各偏心角是非常困难的。于是，在实际轧制时，轧制开始前，按照以下的方法，求解支承轴承18～21的各偏心角，并对下压下装置23和下侧压下装置26及27进行适当的设定。

即，轧制开始前，首先在下压下装置23以及下侧压下装置26及27可设定的范围内改变支承轴承18～21的各偏心角，并计算当时的辊缝。然后，通过上述计算，找出辊缝达到规定范围，例如

-0.1＜Gap＜0.1[mm] (1)

时支承轴承18～21的各偏心角。

另外，一般来说，森吉米尔轧机是左右对称的结构，因此，上述计算可以用例如图3所示的左下的辊径实施。通过上述方法，在轧制开始前，能够对下压下装置23和下侧压下装置26及27进行适当的设定，以使下工作辊3的上表面与轧道线一致。

接着，具体说明配置于轧制材料1上方的辊系(以下，称作“上侧辊系”)的辊位置设定方法。

支承轴承15及16的偏心角通过上压下装置22的调整来设定，以使对轧制材料1的轧制负荷P达到预先设定的值。另外，支承轴承14及17的偏心角通过上侧压下装置24及25的调整来设定，以使不同于上述第1函数的规定第2函数达到规定的最适状态。

另外，对于上侧的辊系，具体考虑下述2种设定方法。

设定方法A：将上述第2函数用轧制材料1从上工作辊2受到的力与施加到上压下装置22的力(上压下装置22对支承轴承15及16施加的力)的比值表示，为了使该第2函数达到最大，设定支承轴承14及17的偏心角。

设定方法B：上述第2函数由变量中包括支承轴承15及16的偏心角和支承轴承14及17的偏心角的成本函数构成，为了使该第2函数达到最小，设定支承轴承14及17的偏心角。

首先，根据图4说明上述设定方法A。

图4是用于说明上侧辊系的辊位置设定方法的一个实例的图。另外，在图4中，p是对上压下装置22施加的压力，P是轧制材料1所受到的轧制负荷(上工作辊2从轧制材料1受到的向上的力)。另外，P₁～P₈表示对各辊的力的传递关系。

具体而言，P₁是轧制负荷P在连接辊2中心和辊4中心的直线方向的分力，P₂是分力P₁在连接辊4中心和辊8中心的直线方向的分力，P₃是分力P₁在连接辊4中心和辊9中心的直线方向的分力，同样，P₄及P₅是分力P₂的分力，P₆是从辊4受到的分力P₃和从辊5受到的分力P₃的合力，P₇是合力P₆在连接辊9中心和辊15中心的直线方向的分力，P₈是分力P₅和分力P₇的合力。另外，由于上侧的辊系是左右对称的，所以以上只详细说明左侧半部分。

上述压力p和上述轧制负荷P的比值

Ratio＝(轧制负荷P)/(压力p) (2)

由于已知各辊的直径和相接触的辊的关系，所以能从支承轴承14～17的各偏心角(即，上压下装置22和上侧压下装置24及25的各设定值)几何计算出上述压力p和上述轧制负荷P的比值。因此，在上压下装置22和上侧压下装置24及25可设定的范围内依次改变支承轴承14～17的各偏心角，选择其中上式(2)所表示的比值最大的组合为佳。

可是，为了使轧制负荷P(或者压力p)达到预先设定的值，上压下装置22设定支承轴承15及16的偏心角。因此，支承轴承15及16的偏心角不限于与使上式(2)所表示的比值最大而求解的偏心角一致。即，这就意味着将规定的轧制负荷P设定为目标值时的辊位置不一定使上式(2)所表示的比值达到最大。

于是，如果估算压下状态下支承轴承15及16的偏心角(上压下装置22的设定值)，并用其评价上式(2)，能够使压下时的比值始终为最大。

下面，使用图5的流程说明估算压下状态下支承轴承15及16的偏心角并求解上述比值的方法。

图5是表示上侧辊系的辊位置设定方法的一个实例的流程图。如上所述，进行了下侧辊系的辊位置设定之后(S101)，首先，求解支承轴承14～17的各偏心角，以使上工作辊2的下表面与轧道线一致(S102)。该S102的计算能够与S101中计算支承轴承18～21的各偏心角的情况同样地进行。

另外，在上述S102中，如上所述，可以在使上工作辊2的下表面与轧道线一致这一条件下，求解支承轴承14～17的各偏心角，也可以改变该条件，使用任意其他的条件求解。

这里，通过S102得到的值是没有轧制材料1时的值，实际轧制时，上下工作辊2及3之间存在着具有规定厚度的轧制材料1。另外，如上所述，实际轧制时，支承轴承15及16的各偏心角由上压下装置22设定，以使轧制负荷P(或压力p)达到预先设定的值。即，压下状态下上工作辊2的下表面从轧道线向上方推回轧制材料1的板厚的距离，再向下方移动到一位置，以抵消由于加载轧制负荷(或者压力)所产生的轧机弹性量。

由上可知，上工作辊2的下表面的位置是与轧道线距离(向上方移动)辊缝变化量的位置(S103)。辊缝的变化量：

ΔS＝fs(h，P) (3)

这里，h为出侧板厚。

另外，由于图1～图4所示的森吉米尔轧机具有20辊的结构，所以迟滞非常大，有时难以计算上述辊缝变化量ΔS。这种情况下，根据经验值，预先设定相对于轧道线的规定的偏移量，将该偏移量设定为上述辊缝变化量时，能够获得稳定的计算结果。另外，如果预先准备钢材种类等分层列表，则能够应对各种状况，也能够容易地进行维护。

接着，根据S103得到的辊缝变化量ΔS，求解压下状态下支撑辊15及16的偏心角。此时，支撑辊14及17的偏心角(即，上侧压下装置24及25的设定值)固定不变，利用支撑辊15及16的偏心角(即，上压下装置22)对辊缝进行修正。该计算与轧道线设定的计算基本相同。即，只改变支承轴承15及16的偏心角，以

ΔS-0.1＜Gap＜ΔS+0.1[mm] (4)

为条件式，代替式(1)，找出符合的支承轴承14～17的各偏心角(S104)。

最后，根据由S104的计算得到的各偏心角的组合，计算式(2)的比值(S105)。在支承轴承14～17的各偏心角的可设定范围内进行上述计算，将其中比值达到最大值时的值设定为支承轴承14～17的偏心角。这样，通过对上侧压下装置24及25进行设定，即使根据轧制负荷(或压力)对上压下装置22进行设定，压下时的上述比值也达到最大。

根据上述方法A设定辊位置，能够将轧制时的能量消耗抑制到最小限度，实施高效的轧制。另外，通过将式(2)所示的比值设定成最大，每一条轧道的压下量能够取得很大，其结果，能够减少轧道数，提高生产效率。另外，如果使用上述方法，由于上侧压下装置24及25和下侧压下装置26及27分别为不同的设定，所以，具有缓解辊系组合相关设定的制约、辊管理容易的优点。

下面，说明上述设定方法B。

在如上所述的设定方法A中，为了使式(2)表示的比值达到最大，设定各偏心角。相对于这样的方法，设定方法B的目的在于，将由上压下装置22设定的支承轴承15及16的偏心角、由上侧压下装置24及25设定的支承轴承14及17的偏心角分别设定成希望的值。

即，设定方法B中，考虑成本函数：

J＝f_J(α^TOP-α^TOP_AIM，β^TOP-β^TOP_AIM)

代替使上式(2)所表示的比值最大，将使该成本函数J最小化的偏心角(α^TOP，β^TOP)作为设定值。这里，

α^TOP：支承轴承14及17的偏心角[deg]

α^TOP_AIM：支承轴承14及17的偏心角目标值[deg]

β^TOP：支承轴承15及16的偏心角[deg]

β^TOP_AIM：支承轴承15及16的偏心角目标值[deg]

另外，在该设定方法B中，与设定方法A的情况相同，能够使用压下状态下的偏心角进行评价。

设定方法A及B中，只是评价函数不同，其他的计算方法相同，所以省略关于设定方法B的以下说明。据此，能够将上侧的支承轴承14～17的偏心角设定为希望的值。

通过使压下开方向有剩余空间，能够抑制板断裂时的损害。另外，由于对多个轧道持续进行轧制，所以不允许过于接近最起始的位置，因此经常希望支承轴承15及16的偏心角设定在可设定范围的中央值附近。设定方法B对应这种情况，有助于稳定作业。

在这些上侧支承轴承偏心角的计算中，由于与下侧相同，一般是左右对称的结构，所以，例如使用左上的辊径来实施。

另外，关于支撑辊的各偏心角的设定，即使将上侧和下侧应用于与上述相反的关系，显然也能够达到与本发明同样的目的。另外，在实际轧制中，决定轧道线时，由于作业上的原因，对辊缝设计偏移，但也容易适用于此种场合。

工业上的实用性

上述实施方式中，将轧机对象限定为森吉米尔轧机进行说明，可是，本发明不限于此，也适用于具有同样机构的轧机，例如其他克拉斯轧机等。

Claims

1.一种森吉米尔轧机的辊位置设定方法，

该森吉米尔轧机包括：

对轧制材料进行轧制的上下工作辊；

具有偏心机构的多个支承轴承；

调整从下方按压所述下工作辊的所述支承轴承中配置在中央部的第1支承轴承的偏心角的下压下装置；

调整从下方按压所述下工作辊的所述支承轴承中配置在所述第1支承轴承的入侧及出侧的第2支承轴承的偏心角的下侧压下装置；

调整从上方按压所述上工作辊的所述支承轴承中配置在中央部的第3支承轴承的偏心角的上压下装置；以及

调整从上方按压所述上工作辊的所述支承轴承中配置在所述第3支承轴承的入侧及出侧的第4支承轴承的偏心角的上侧压下装置，

该森吉米尔轧机的辊位置设定方法的特征在于，包括：

下侧设定步骤，该下侧设定步骤通过调整所述下压下装置及所述下侧压下装置，根据规定的第1函数设定所述第1及所述第2支承轴承的各偏心角，以使所述下工作辊的上表面与所述轧制材料的轧道线一致；以及

上侧设定步骤，该上侧设定步骤通过调整所述上侧压下装置，设定所述第4支承轴承的偏心角，以使不同于所述第1函数的规定第2函数达到规定的最适状态，

所述规定的第2函数用所述轧制材料从所述上工作辊受到的力与所述上压下装置对所述第3支承轴承施加的力的比值表示，

在所述上侧设定步骤中，设定所述第4支承轴承的偏心角，以使所述第2函数达到最大。

2.一种森吉米尔轧机的辊位置设定方法，

该森吉米尔轧机包括：

对轧制材料进行轧制的上下工作辊；

具有偏心机构的多个支承轴承；

该森吉米尔轧机的辊位置设定方法的特征在于，包括：

所述规定的第2函数由变量中包括所述第3支承轴承的偏心角和所述第4支承轴承的偏心角的成本函数构成，

在所述上侧设定步骤中，设定所述第4支承轴承的偏心角，以使所述第2函数达到最小。

3.如权利要求1或2所述的森吉米尔轧机的辊位置设定方法，其特征在于，

所述规定的第2函数的一部分包括压下状态下的所述第3支承轴承的偏心角。

4.如权利要求3所述的森吉米尔轧机的辊位置设定方法，其特征在于，

压下状态下的所述第3支承轴承的偏心角使用对所述轧制材料的轧制负荷和所述轧制材料的板厚来计算。

5.如权利要求3所述的森吉米尔轧机的辊位置设定方法，其特征在于，

压下状态下的所述第3支承轴承的偏心角使用所述轧制材料距离轧道线的规定偏移量来计算。