CN111050935B - 轧机架的辊磨损分散方法及轧制系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于在维持等效辊凸度的前提下使工作辊的磨损分散。若并用用于得到所需的等效辊凸度的反向偏移及用于磨损分散的同向偏移，则被轧制材(20)的宽度两端部的辊隙产生差。因此，以使被轧制材(20)的宽度两端部的辊隙差接近于0的方式使工作侧的压下位置与驱动侧的压下位置之差变化(调平)。由此，工作侧及驱动侧的工作辊轴间距离被变更，被轧制材(20)的宽度方向两端的辊隙差接近于0。因此，能够在维持等效辊凸度的前提下使工作辊的磨损分散。

Description

轧机架的辊磨损分散方法及轧制系统

技术领域

本发明涉及轧机架的辊磨损分散方法及轧制系统。

背景技术

在板轧制中，板凸度及平坦度是与板厚、板宽、温度同等重要的特性指标。板凸度是制品的板宽方向的中央与端部(实际为距板端规定距离(25mm或40mm等)的位置)的板厚差。在被轧制材直接出厂并由最终用户加工的情况下，板凸度对最终制品的尺寸精度造成影响。另外，在被轧制材在冷轧等下游工序中进一步被加工、处理的情况下，板凸度也会对这些设备中的通板性等造成影响。这样，由于板凸度会影响生产率，因此需要使其落在目标公差范围内。

另外，为了在各轧机架之间使板平坦且能够稳定地持续轧制作业，需要使各轧机架入口侧的比率凸度与出口侧的比率凸度之差处于某一容许范围内。比率凸度是板凸度相对于被轧制材的板厚的比率。若相对于某轧机架入口侧的比率凸度，出口侧的比率凸度超出某个容许范围而增大，则会产生边浪(edge wave)的平坦度不良。相反，若相对于入口侧的比率凸度，出口侧的比率凸度超出某个容许范围而变小，则会产生中间浪(centerbuckle)的平坦度不良。因此，不仅在最终轧机架出口侧，在精轧机的各轧机架间，也需要使板凸度落在目标公差范围内。

为了满足这样的要求，需要根据制品目标尺寸等来使各轧机架的工作辊的辊凸度(工作辊的躯体长度方向中央与躯体长度方向端部之间的工作辊直径差)为适当的值。

然而，每当制品的材料种类、目标尺寸改变时要更换工作辊，这导致作业性大幅度降低。因此，广泛使用如下构成的轧制设备，该构成为，通过如图1的(B)所示那样，将磨削成工作辊直径分布为3次曲线状的上工作辊与下工作辊对置地配置，且使上工作辊与下工作辊在躯体长度方向上向相反方向偏移(反向偏移)，从而使等效辊凸度(由于通过反向偏移得到就像是对工作辊赋予了初始磨削凸度同样的效果，因此被称为等效辊凸度)变化。

图5示出了工作辊直径分布的一例。另外，图6示出了使上工作辊与下工作辊向反向偏移的情况下的等效辊凸度的变化特性。另外，有时也代替3次曲线，使用被磨削成由基于更高次的函数或三角函数等的相对于躯体中央非对称的曲线表示的一对工作辊。以下，将具有这些曲线状的工作辊直径分布的辊称为曲线辊，将使曲线辊向上下反向偏移、而使等效辊凸度变化的构成的轧制设备称为可变凸度轧机。

在这样的可变凸度轧机中，存在有时工作辊局部地磨损、寿命比本来的耐用极限短的问题。即，若连续大量地轧制目标尺寸(厚度、宽度、板凸度)大致相同的制品(轧卷)，则与被轧制材的宽度方向端部(一般端部的温度低且硬)接触的部分如图7所示显著地发生偏磨。而且，在后续的被轧制材中，该板宽端部的偏磨被转印到被轧制材，产生被轧制材的端部变厚的不良(被称为Cat ear，猫耳型磨损)。产生了猫耳型磨损(Cat ear)的被轧制材在下游工序中产生严重的通板故障等的可能性高。因此，若产生这样的不良，则需要更换工作辊，成为作业效率降低的一个原因。

作为其对策，广泛使用使反向偏移周期性地变化、使与被轧制材端部接触的位置不集中的磨损分散方法。这样一来，工作辊在躯体长度方向上与被轧制材的宽度方向端部接触的位置是变化的。因此，磨损分散，减少了猫耳型磨损(Cat ear)那样的偏磨，不易产生不良，能够降低工作辊的更换频率。

但是，在使用曲线辊的情况下，若为了磨损分散而使反向偏移变化，则伴随于此，等效辊凸度会从本来需要的值变化。在这样的情况下，相对于轧机架入口侧的比率凸度，出口侧的比率凸度较大地变化，被轧制材的平坦度恶化。

因此，以往提出了使工作辊弯辊力增减以抵消由磨损分散引起的等效辊凸度的变化的方法。即，在由于磨损分散而在增大等效辊凸度的方向上使偏移反向作用的情况下，进行降低该轧机架的弯辊机载荷的操作以抵消该等效辊凸度。相反，在由于磨损分散而在减小等效辊凸度的方向上使偏移反向作用的情况下，进行提高该轧机架的弯辊机载荷的操作以抵消该等效辊凸度。

例如在专利文献1中公开了这样的以往的磨损分散方法。另外，在专利文献2中公开了将同样的内容应用于6级轧机的轧制方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-179308号公报

专利文献2：国际公开第2006/000290号

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如上那样的基于反向偏移的磨损分散方法中存在如下的问题。

(1)需要限定于由磨损分散引起的反向偏移量可通过工作辊弯辊机抵消的范围，有时未必能得到充分的磨损分散效果。

(2)由于为了补偿磨损分散而使弯辊机载荷变化，因此轧制中的轧卷内的弯辊机载荷的实质的可变范围变窄。因此，针对因来自被轧制材的热输入使工作辊热膨胀而导致的工作辊凸度的变化、以及因被轧制材的升温不均等而导致的轧制载荷的变动，通过弯辊机控制无法充分地进行补偿，容易产生板凸度、平坦度的不良。特别是，在对单个长板坯进行轧制后切分而得到多个轧卷制品的半无头轧制、以及将由连续铸造装置铸造中的板坯直接轧制后切分而得到多个轧卷制品的无头轧制中，由于来自被轧制材的热输入长时间持续而导致工作辊的热膨胀显著，因此容易发生这些不良。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种能够在维持等效辊凸度的前提下使工作辊的磨损分散的轧机架的辊磨损分散方法及轧制系统。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的，本发明的轧机架的辊磨损分散方法如以下那样构成。

轧机架具备一对工作辊、工作辊偏移装置、压下装置。一对工作辊通过使被磨削成轴向的辊直径分布由3次以上的多项式(相对于躯体长度(筒长)中央左右非对称的曲线)表示的上工作辊与下工作辊对置而构成。所述上工作辊及所述下工作辊在轴向上彼此反向安装。另外，在3次以上的多项式中也包含通过泰勒展开而能够用多项式近似的三角函数。工作辊偏移装置使所述上工作辊及所述下工作辊分别沿轴向偏移。即，所述上工作辊及所述下工作辊能够独立地在反向及同向上平行地偏移。压下装置通过改变工作侧压下位置及驱动侧压下位置来改变所述一对工作辊的工作侧的辊隙及驱动侧的辊隙。

在所述辊磨损分散方法中，第一，计算使所述轧机架出口侧的所述被轧制材的板凸度及平坦度在容许范围内的所述上工作辊及所述下工作辊的反向偏移量。第二，计算使所述一对工作辊的磨损分散的所述上工作辊及所述下工作辊的同向偏移量。第三，基于所述同向偏移量，计算使所述被轧制材的宽度两端部的辊隙差接近于0的所述压下装置的压下位置差。压下位置差是所述压下装置的工作侧压下位置与驱动侧压下位置之差。第四，使所述工作辊偏移装置基于所述反向偏移量及所述同向偏移量的合计值使所述上工作辊及所述下工作辊分别偏移，并且，使所述压下装置基于所述压下位置差变更所述工作侧压下位置及所述驱动侧压下位置。

这样，若并用用于得到所需的等效辊凸度的反向偏移(图1的(B))及用于磨损分散的同向偏移(图1的(C))，则如图2的(D)中箭头15、16所示，被轧制材20的宽度两端部的辊隙产生差。因此，在本发明中，以使被轧制材20的宽度两端部的辊隙差接近于0的方式使工作侧的压下位置与驱动侧的压下位置之差变化(调平)。由此，如图2的(E)所示，工作侧及驱动侧的工作辊轴间距离被变更，被轧制材20的宽度方向两端的辊隙差接近于0。因此，能够在维持等效辊凸度的前提下使工作辊的磨损分散。

另外，为了达成上述目的，本发明的轧制系统以如下方式构成。

轧制被轧制材的轧制系统具备一对工作辊、工作辊偏移装置、压下装置、反向偏移量计算部、同向偏移量计算部、压下位置差计算部、控制器。一对工作辊通过使被磨削成轴向的辊直径分布由3次以上的多项式表示的上工作辊和下工作辊对置而构成该一对工作辊。工作辊偏移装置使所述上工作辊及所述下工作辊分别沿轴向偏移。压下装置通过改变工作侧压下位置及驱动侧压下位置来改变所述一对工作辊的工作侧的辊隙及驱动侧的辊隙。反向偏移量计算部计算使所述一对工作辊的出口侧的所述被轧制材的板凸度及平坦度在容许范围内的所述上工作辊及所述下工作辊的反向偏移量。同向偏移量计算部计算使所述一对工作辊的磨损分散的所述上工作辊及所述下工作辊的同向偏移量。压下位置差计算部基于所述同向偏移量，计算使所述被轧制材的宽度两端部的辊隙差接近于0的所述压下装置的压下位置差。控制器使所述工作辊偏移装置基于所述反向偏移量及所述同向偏移量的合计值使所述上工作辊及所述下工作辊分别偏移，并且，使所述压下装置基于所述压下位置差变更所述工作侧压下位置及所述驱动侧压下位置。

发明效果

根据本发明，(1)由于磨损分散用的同向偏移量不受由弯辊机载荷可变范围产生的限制，因此能够得到充分的磨损分散效果。(2)由于能够降低由弯辊机进行的磨损分散的补偿，因此能够对工作辊的热膨胀及轧制中的载荷变动最大限度地进行基于弯辊机控制的补偿，能够减少板凸度、平坦度的不良。特别是对于半无缝轧制、无头轧制中的生产率提高是有效的。根据本发明，能够在维持等效辊凸度的前提下使工作辊的磨损分散。

附图说明

图1是用于对工作辊的反向偏移及同向偏移进行说明的图。

图2是用于对工作辊的反向偏移及同向偏移进行说明的图。

图3是表示实施方式1的轧制系统的构成例的概略图。

图4是表示各轧机架的构成例的概略图。

图5是表示工作辊直径的分布的一例的图。

图6是表示使上下工作辊向反向偏移的情况下的等效辊凸度的变化特性的图。

图7是用于对上下工作辊的偏磨进行说明的图。

图8是在实施方式1的控制设备中按每个控制周期执行的处理的流程图。

图9是表示同向偏移模式的一例的图。

图10是表示压下位置差的变化模式的一例的图。

图11是表示同向偏移模式的另一例的图。

图12是表示压下位置差的变化模式的其他例子的图。

图13是表示工序计算器具有的处理电路的硬件构成例的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在各图中对共通的要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

实施方式1.

(轧制系统)

实施方式1的轧制系统具备单个或多个轧机架，将钢铁或其他的金属材通过热轧或冷轧而轧制为板状。图3是表示实施方式1的轧制系统的构成例的概略图。在图3所示的热轧生产线中，例如，进行上述的半无头轧制或无头轧制。另外，本发明也能够适用于冷轧生产线。

在图3中，金属材的被轧制材20在热轧生产线中被加工的期间被延展得较薄，被轧制材的尺寸及温度被控制为所希望的目标值。轧制设备1具备加热炉2、粗轧机3、精轧机4、输出辊道5、卷取机6及在它们之间输送被轧制材20的辊道7。

加热炉2使被轧制材20升温。升温后的被轧制材20被排出到辊道7上。从加热炉2出来后，被轧制材20是被称为板坯的被成形的金属块。

粗轧机3设置在加热炉2的下游。粗轧机3具备单个轧机架或多个轧机架。粗轧机3将被轧制材20向正方向(从上游向下游)及反方向(从下游向上游)进行多次轧制。被轧制材20被轧制至数十毫米左右的厚度。

精轧机4设置在粗轧机3的下游。精轧机4具备多个轧机架，将被轧制材20从上游向下游沿一个方向轧制。在图1中描绘了7台轧机架41～47，但轧机架的台数不限于此。通过精轧，与被轧制材20的板厚、板宽等尺寸相关的最终品质被决定。

输出辊道5设置在精轧机4的下游。在输出辊道5设置有向轧制后的被轧制材20注水的冷却装置。被轧制材20通过冷却装置被冷却至目标温度。

卷取机6设置在输出辊道5的下游。由输出辊道5冷却后的被轧制材20在被夹送辊向下方引导的同时被卷取机6卷取，成为轧卷状的制品。

在轧制设备1的重要部位(加热炉2出口侧、粗轧机3出口侧、精轧机4出口侧、卷取机6入口侧等)设置有放射温度计、X射线板厚计等各种传感器81～84。另外，在各轧机架设置有省略图示的载荷元件。这些传感器依次测量被轧制材20及各部件的状态(板厚、温度、轧制载荷等)。

轧制设备1由使用了计算器的控制设备10控制。控制设备10具备上级计算器11、工序计算器12、控制器13。

上级计算器11基于关于多个被轧制材20的轧制计划，向工序计算器12发送各被轧制材20的目标尺寸(厚度、宽度、板凸度)、以及目标温度(精轧机出口侧温度、卷取机入口侧温度等)等轧制命令。

当从加热炉2排出了被轧制材20时，工序计算器12按照从上级计算器11接收到的轧制命令，计算针对轧制设备1的各部件的设定值，并向控制器13发送。该设定值中包含后述的压下装置的压下位置、辊旋转速度、弯辊力、工作辊偏移量等。

当被轧制材20被传输到各部件跟前的规定位置时，控制器13根据设定值对各部件的驱动器进行操作。进而，轧制开始后，控制器13基于上述的放射温度计、X射线板厚计、载荷元件等传感器的计测值，依次操作各驱动器，以使被轧制材20的目标尺寸、目标温度等符合轧制命令。

工序计算器12中的设定计算是指，对轧机设定诸参数之中理论上可计算出的部分进行数学式模型化而进行数值计算。作为一例，反向偏移量计算部12a按照轧制命令，以成为所希望的目标凸度的方式，通过数学式模型来计算精轧机4的各轧机架的反向偏移量。该数学式模型由以各轧机架的入口侧凸度、轧制载荷及辊凸度等为参数的数学式、例如下式那样的联立方程式来表示。关于其数值解法，已知有各种方法，省略详细说明。

(i)出口侧凸度式

C₁＝k₁×C₀+k₂×P+k₃×C_eq+k₄×F_B (1)

在此，C₁是该轧机架出口侧的板凸度，C₀是该轧机架入口侧的板凸度，P是该轧机架的轧制载荷，F_B是该轧机架的工作辊弯辊力，C_eq是该轧机架的等效辊凸度。另外，影响系数k₁、k₂、k₃、k₄由板厚、板宽、辊直径等的函数表示。另外，在该轧机架为最初的轧机架41的情况下，C₀基于粗轧机3的轧制条件而计算。另外，在该轧机架为最终轧机架47的情况下，C₁作为制品的目标凸度而被给出。

(ii)平坦度容许范围式

ε≤|C₁/h₁-C₀/h₀| (2)

在此，C₁是该轧机架出口侧的板凸度，C₀是该轧机架入口侧的板凸度，h₁是该轧机架出口侧的板厚，h₀是该轧机架入口侧板厚。另外，平坦度容许范围参数ε由包含钢种、板厚、板宽等的函数来表示。通常，板厚越小，ε的值越小。

(iii)反向偏移量计算式

δ_C＝k_A+k_B×C_eq (3)

在此，δ_C是反向偏移量，k_A、k_B是由表示辊直径分布的曲线决定的影响系数。例如，能够使用将后述的式(14)变形而得到的下式。

δ_C＝(C₂-4×C_eq/L_B ²)/(3×C₃) (4)

在此，C₂、C₃是表示辊直径分布的3次曲线的系数，L_B是支承辊的躯体长度(筒长)。

(辊磨损分散方法)

接着，对轧机架的辊磨损分散方法进行说明。

图4是表示各轧机架的构成例的概略图。用于对被轧制材20施加变形的一对工作辊是被磨削成轴向的辊直径分布由3次以上的多项式表示的上工作辊21T及下工作辊21B对置的构成。上工作辊21T与下工作辊21B隔着被轧制材20点对称地配置。用于支承一对工作辊并抑制其挠曲的至少一对支承辊(上支承辊22T、下支承辊22B)隔着一对工作辊上下配置。另外，本发明也能够应用于在支承辊与工作辊之间具有一对中间辊的轧机架。将上工作辊21T与下工作辊21B的间隙称为辊隙。一对工作辊也称为上下工作辊，一对支承辊也称为上下支承辊。

在上工作辊21T的单侧经由万向接头安装有驱动轴(上主轴23T)。在下工作辊21B的单侧经由万向接头安装有驱动轴(下主轴23B)。各主轴经由减速器由主机马达(省略图示)进行旋转驱动。另外，在轧机中，将连接有主轴的一侧称为驱动侧(DS)，将相反侧称为工作侧(WS)。

上工作辊21T的两端经由轴承而嵌入轴箱(上工作辊轴承座24T)。下工作辊21B的两端经由轴承而嵌入(下工作辊轴承座24B)。同样地，上支承辊22T的两端经由轴承而嵌入轴箱(上支承辊轴承座25T)。下支承辊22B的两端经由轴承而嵌入轴箱(下支承辊轴承座25B)。

在轧机架的构造体(壳体)与两侧的上支承辊轴承座25T之间设置有压下装置(工作侧压下装置26WS、驱动侧压下装置26DS)。工作侧压下装置26WS及驱动侧压下装置26DS能够独立地驱动，能够沿垂直方向压下而变更上下支承辊的轴间距离。在图4中，压下装置设置在轧机架的上方，但也可以设置在下方，也可以设置在上方及下方这两方。这些压下装置具备液压缸。为了高响应性，优选液压缸的长度短。因此，优选将能够高响应性地控制压下位置的液压缸及能够大幅变更压下位置的电动丝杠机构组合起来的构成。也可以代替电动丝杠机构而使用阶梯楔块。

在轧机架的壳体及两侧的下支承辊轴承座25B之间安装有载荷检测器(工作侧载荷元件27WS、驱动侧载荷元件27DS)。载荷检测器也可以安装在压下装置与上支承辊轴承座25T之间。

在工作侧压下装置26WS安装有工作侧位置检测器28WS，在驱动侧压下装置26DS安装有驱动侧位置检测器28DS，检测压下位置。压下位置是指压下装置的液压缸的活塞位置。由工作侧位置检测器28WS检测出的工作侧压下位置与工作侧的上下工作辊的辊隙相关。由驱动侧位置检测器28DS检测出的驱动侧压下位置与驱动侧的上下工作辊的辊隙相关。压下装置通过改变工作侧压下位置及驱动侧压下位置，来改变一对工作辊的工作侧的辊隙及驱动侧的辊隙。

若工作辊被更换，则进行压下位置的零点调整。在该零点调整中，首先对各压下装置进行操作而使轴间距离逐渐减少。上下工作辊终将接触，则由各载荷检测器检测出接触载荷。若进而减小轴间距离，则接触载荷增加。此时，若工作侧与驱动侧的接触载荷存在差，则调整两者的轴间距离以使载荷差变小。若接触载荷达到规定的值(例如，合计10000kN)，则将该点作为压下位置的零点。以后，将距该零点的轴间距离的变化量作为工作侧压下位置S_WS、驱动侧压下位置S_DS。另外，将两侧的平均设为中央压下位置S＝(S_WS+S_DS)/2。这些压下位置为，辊隙扩大的方向为正方向。

上工作辊轴承座24T具备使上工作辊21T通过液压缸等在轴向上偏移的上工作辊偏移装置29T。下工作辊轴承座24B具备使下工作辊21B通过液压缸等在轴向上偏移的下工作辊偏移装置29B。在此，将各工作辊的躯体部的中央与轧机的宽度方向中央一致的位置作为原点，将向驱动侧方向移动的距离定义为上工作侧偏移量δ_T及下工作侧偏移量δ_B。

另外，在上工作辊轴承座24T与下工作辊轴承座24B之间，为了对上下工作辊的两轴端施加弯辊力而设置有具备液压缸的工作辊弯辊机30。该弯辊力F_B是工作侧及驱动侧的工作辊弯辊机30的液压缸载荷的合计。

上下工作辊被磨削成其轴向的辊直径分布由3次以上的多项式或其近似式表示，上工作辊21T及下工作辊21B在轴向上彼此反向地被装入。

例如，在由3次函数表示轴向的辊直径分布的情况下，上下工作辊的辊直径分布(直径)由下式表示。另外，将轧机的宽度方向中央位置作为原点，将从原点向驱动侧方向的距离作为宽度方向位置x。C₀、C₁及C₂是3次函数的系数。

D_WT(x)＝C₀+C₁×(x-δ_T)+C₂×(x-δ_T)²+C₃×(x-δ_T)³ (5)

D_WB(x)＝C₀-C₁×(x-δ_B)+C₂×(x-δ_B)²-C₃×(x-δ_B)³ (6)

在此，引入了同向偏移量δ_P(使上工作辊21T及下工作辊21B向同向偏移的偏移量)及反向偏移量δ_C(使上工作辊21T及下工作辊21B向反向偏移的偏移量)。它们使用δ_B、δ_T如下述那样定义。

δ_P＝(δ_T+δ_B)/2 (7)

δ_C＝(δ_T-δ_B)/2 (8)

另一方面，在工作侧及驱动侧的压下位置不同的情况下，若将压下装置的作用点间的间隔设为L_CYL(参照图4)，则宽度方向各位置的压下位置按比例分配两者而由下式表示。

S(x)＝(S_DS+S_WS)/2+(x/L_CYL)×(S_DS-S_WS) (9)

在此，引入了压下位置差δ_S。压下位置差也称为调平(leveling)量。

δ_S＝S_DS-S_WS (10)

辊隙当工作辊直径及支承辊直径增大时减少，当压下位置增大时增加。因此，若支承辊的辊直径恒定，刚性足够高且不产生挠曲、扁平，则宽度方向的各位置的辊隙相对于宽度方向中央的辊隙的偏差y(x)由下式表示。

y(x)＝(S(x)-S(0))-(D_WT(x)-D_WT(0))-(D_WB(x)-D_WB(0)) (11)

将式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)代入式(11)，则得到下式。

y(x)＝(x/L_CYL)×δ_S-(2×C₂-6×C₃×δ_C)×x²

-(-4×C₂+12×C₃×δ_C)×δ_P×x (12)

在此，若将不进行磨损分散的情况下的y设为y₀，则δ_P＝0且δ_S＝0，因此y₀(x)由下式表示。得到具有抛物线状的分布的辊隙。

y₀(x)＝-(2×C₂-6×C₃×δ_C)×x² (13)

另外，此时的支承辊端位置处的每一根辊的等效辊凸度C_eq在将支承辊的躯体长度设为L_B时，由下式表示。

C_eq＝-y₀×(L_B/2)/2

＝(C₂-3×C₃×δ_C)/4×L_B ² (14)

在应用本发明的磨损分散的情况下，如以下所示，在工序计算器12的设定计算中，以y(x)与y0(x)等效的方式计算δ_C、δ_P、δ_S。基于此，控制器13对工作辊偏移装置(29T、29B)及压下装置(26WS、26DS)进行操作。

(处理流程)

图8是在实施方式1的控制设备10中按规定的控制周期执行的处理的流程图。工序计算器12的设定计算按照从上级计算器11接收到的轧制命令来执行。

首先，在步骤S100中，反向偏移量计算部12a计算使轧机架出口侧的被轧制材20的板凸度及平坦度在容许范围内的、上工作辊21T及下工作辊21B的反向偏移量。具体而言，反向偏移量计算部12a通过式(4)计算反向偏移量δ_C，以得到作为目标的出口侧凸度。

接着，在步骤S110中，同向偏移量计算部12b计算使一对工作辊的磨损分散的上工作辊21T及下工作辊21B的同向偏移量。在计算得到磨损分散效果那样的同向偏移量δ_P的方法中，对于轴向的辊直径分布由2次函数表示的工作辊(不是可变凸度的通常的辊)，能够使用与以往应用的基于反向偏移的磨损分散方法相同的方法。

例如，即使是如下的简单的方法也能够得到良好的效果。在该方法中，预先将δ_P的最大值δ_P ^MAX、最小值δ_P ^MIN、每个轧卷的变化量δ_P ^STEP及换辊后的初始值δ_P ⁰作为常数而给出。在换辊时，设δ_P＝δ_P ⁰，之后，每当轧制出1轧卷时，使δ_P每次变化δ_P ^STEP。δ_P达到δ_P ^MAX或δ_P ^MIN时，使δ_P ^STEP的正负反转。持续该过程直至下次换辊为止。

结果，设定了如图9所示的三角波状的同向偏移模式。横轴为辊更换后的轧制捆数，在通常的材质的辊的情况下，最大为50～100捆轧卷左右。

另外，在上述的方法中，也可以根据更换后的轧制捆数，变更δ_P ^MAX、δ_P ^MIN及δ_P ^STEP。例如，作为轧制计划，最初的10捆程度的轧卷从窄幅的制品向宽幅的制品转移、之后与逐渐产生的磨损相应地转移到形状控制容易的窄幅的制品的情况下，设定图11所示那样的同向偏移模式。

或者，也可以是，以使基于与多个被轧制材20有关的轧制计划预测出的一对工作辊的磨损形状接近于目标磨损形状的方式，按照每个被轧制材20使同向偏移量变化。具体而言，在换辊时等情况下，基于从上级计算器接收到的轧制命令，预先决定由平滑的曲线表示的目标磨损形状。然后，在对各被轧制材20进行轧制时，以使根据轧制载荷实际值推定出的该工作辊的磨损实际值接近于目标磨损形状的方式决定同向偏移模式。

在如上述那样决定了δ_P之后，在步骤S120中，压下位置差计算部12c基于同向偏移量来计算使被轧制材20的宽度两端部的辊隙差接近于0的压下装置的压下位置差。具体而言，压下位置差计算部12c计算满足下式的压下位置差δ_S。

y(x)＝y₀(x) (15)

即，将式(12)、(13)代入式(15)，通过下式来计算δ_S。

δ_S＝(-4×C₂+12×C₃×δ_C)×L_CYL×δ_P (16)

此时，根据式(7)、(8)、(10)，上工作侧偏移量δ_T及下工作侧偏移量δ_B如下表示。

δ_T＝δ_C+δ_P (17)

δ_B＝-δ_C+δ_P (18)

另外，若将式(14)代入式(16)，则得到下式。

δ_S＝-16×C_eq×L_CYL/(L_B ²)×δ_P (19)

至此，对工作辊的轴向的辊直径分布由3次式表示的情况进行了叙述，但也可以使用具有通过三角函数或更高次的函数而由与3次曲线类似的曲线表示的辊直径分布的工作辊。在使等效辊凸度变化的构成的轧制设备中，能够同样地计算支承辊端位置处的每个辊的等效辊凸度C_eq之后，使用式(19)同样地计算δ_S、δ_T、δ_B。

在如图9所示那样进行了同向偏移的情况下，压下位置根据式(19)，如图10那样变更。在如图11所示那样进行了同向偏移的情况下，压下位置根据式(19)，如图12那样变更。

另外，若进行同向偏移，则轧机宽度方向中央的上下工作辊的间隙(gap)变化，因此需要同时如下那样变更工作侧及驱动侧双方的压下位置。压下位置的变化量δ_h(工作侧、驱动侧同样)通过下式得到。

δ_h＝(D_WT(-δ_P)-D_WT(0))+(D_WB(δ_P)-D_WB(0)) (20)

因此，由磨损分散引起的工作侧的压下位置变更量ΔS_WS及驱动侧的压下位置变更量ΔS_DS如以下那样得到。

ΔS_DS＝δ_h-δ_S/2 (21)

ΔS_WS＝δ_h+δ_S/2 (22)

另外，虽然也随着辊曲线及同向偏移量而定，但由于δ_h通常小于10微米，因此根据所需的制品精度，有时也可以省略式(21)、(22)的校正。

如上所述，通过工序计算器12中的设定计算，以y(x)与y₀(x)等效的方式计算出δ_C、δ_P、δ_S。在步骤S130中，控制器13使工作辊偏移装置(29T、29B)基于反向偏移量δ_C及同向偏移量δ_P的合计值使上工作辊21T及下工作辊21B分别偏移，并且，使压下装置(26WS、26DS)基于压下位置差δ_S变更工作侧压下位置及驱动侧压下位置。

如以上说明的那样，根据图8所示的处理流程，能够抵消在同时使用用于得到所需的等效辊凸度的反向偏移和用于磨损分散的同向偏移时产生的、被轧制材的宽度两端部的辊隙差。因此，能够在维持等效辊凸度的前提下使工作辊的磨损分散。

(硬件构成例)

图13是表示上述的工序计算器12所具有的处理电路的硬件构成例的概念图。上述的反向偏移量计算部12a、同向偏移量计算部12b、压下位置差计算部12c表示工序计算器12所具有的功能的一部分，各功能通过处理电路来实现。作为一个方式，处理电路具备至少一个处理器91及至少一个存储器92。作为其他方式，处理电路具备至少一个专用的硬件93。

在处理电路具备处理器91及存储器92的情况下，各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件及固件中的至少一方被记述为程序。软件及固件中的至少一方被存储在存储器92中。处理器91通过读出并执行存储在存储器92中的程序来实现各功能。

在处理电路具备专用的硬件93的情况下，处理电路例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、或者将它们组合而成的电路。各功能由处理电路实现。

实施方式2.

接着，对实施方式2进行说明。在上述的实施方式1中，能够基于同向偏移量，通过式(16)或(19)计算控制所需的压下位置差δ_S。但是，在实际的轧制中，存在压下位置差存在制约的情况。例如，在板厚较小的情况下，若增大压下位置差，则上下的曲线辊的宽度方向端部有可能会接触。另外，在为了提高响应性而缩短压下装置(26WS、26DS)的液压缸的长度的情况下，有时液压缸的可动范围不足。

因此，在实施方式2中，在这样的情况下，变更同向偏移量及反向偏移量双方来分散工作辊的磨损。即，减少同向偏移量，并将反向偏移量的一部分用作一对工作辊的磨损分散用的替代偏移量。此时，由于磨损分散用的反向偏移量的变更，该轧机架出口侧的板凸度变化。因此，使工作辊弯辊机30改变弯辊力，以抵消由替代偏移量引起的所述板凸度的变化量。

例如，如下那样引入了替代系数β，根据制品的尺寸等变更β。

δ_P′＝β×δ_P (23)

δ_C′＝δ_C+(1-β)×δ_P (24)

在此，δ_P是基于式(16)或(19)的同向偏移量，δ_P’是替代后的同向偏移量，δ_C是不进行磨损分散的情况下的偏移量，δ_C’是替代后的反向偏移量。

此时，如下那样校正弯辊力。

首先，将式(3)如下那样变形，计算由替代为反向偏移量而引起的该轧机架的等效辊凸度的变化ΔC_eq。

ΔC_eq＝(δ′_C-δ_C-k_A)/k_B (25)

根据式(1)，用于抵消该轧机架的辊凸度的变化的弯辊机校正量如下述那样表示。使用该弯辊机校正量来校正该轧机架的弯辊力。

F_B′＝F_B-k₃/k₄×ΔC_eq (26)

在此，F_B是不进行磨损分散的情况下的弯辊力，F_B’是替代后的情况下的弯辊力。

另外，根据该替代处理，也是在偏移量或弯辊力超出容许范围的情况下，在减少式(23)的δ_P的基础上，再次对式(23)～(26)的运算进行计算。

例如，在上辊的偏移量超出机械的偏移量的上限的情况下，如下述那样进行校正。

δ_P＝δ_P ⁰+(δ_T ^MAX+δ_T ⁰)/2 (27)

在此，δ_P ⁰是校正前的同向偏移量，δ_P是校正后的同向偏移量，δ_T ⁰是校正前的上工作辊偏移量，δ_T ^MAX是机械上工作辊偏移量的上限。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。

符号说明

1 轧制设备

2 加热炉

3 粗轧机

4 精轧机

5 输出辊道

6 卷取机

7 辊道

10 控制设备

11 上级计算器

12 工序计算器

12a 反向偏移量计算部

12b 同向偏移量计算部

12c 压下位置差计算部

13 控制器

20 被轧制材

21T、21B 上工作辊、下工作辊

22T、22B 上支承辊、下支承辊

23T、23B 上主轴、下主轴

24T、24B 上工作辊轴承座、下工作辊轴承座

25T、25B 上支承辊轴承座、下支承辊轴承座

26WS、26DS 工作侧压下装置、驱动侧压下装置

27WS、27DS 工作侧载荷元件、驱动侧载荷元件

28WS、28DS 工作侧位置检测器、驱动侧位置检测器

29T、29B 上工作辊偏移装置、下工作辊偏移装置

30 工作辊弯辊机

41～47 轧机架

81～84 传感器

91 处理器

92 存储器

93 硬件

δ_C 反向偏移量

δ_P 同向偏移量

δ_S 压下位置差

Claims (10)

1.一种对被轧制材进行轧制的轧机架的辊磨损分散方法，其特征在于，

所述轧机架具备：

一对工作辊，通过使被磨削成轴向的辊直径分布由3次以上的多项式表示的上工作辊和下工作辊对置而构成该一对工作辊；

工作辊偏移装置，使所述上工作辊及所述下工作辊分别沿轴向偏移；以及

压下装置，通过改变工作侧压下位置及驱动侧压下位置来改变所述一对工作辊的工作侧的辊隙及驱动侧的辊隙，

所述辊磨损分散方法为，

计算使所述轧机架出口侧的所述被轧制材的板凸度及平坦度在容许范围内的所述上工作辊及所述下工作辊的反向偏移量，

计算使所述一对工作辊的磨损分散的所述上工作辊及所述下工作辊的同向偏移量，

基于所述同向偏移量，计算使所述被轧制材的宽度两端部的辊隙差接近于0的所述压下装置的压下位置差，

使所述工作辊偏移装置基于所述反向偏移量及所述同向偏移量的合计值使所述上工作辊及所述下工作辊分别偏移，并且，使所述压下装置基于所述压下位置差变更所述工作侧压下位置及所述驱动侧压下位置。

2.根据权利要求1所述的轧机架的辊磨损分散方法，其特征在于，

所述压下位置差根据包含所述同向偏移量的下式算出，

δ_S＝-16×C_eq×L_CYL/(L_B ²)×δ_P

在此，

δ_S为所述压下位置差，

C_eq为等效辊凸度，

L_CYL为所述工作侧压下位置及所述驱动侧压下位置的作用点间的间隔，

L_B为支承辊的躯体长度，

δ_P为所述同向偏移量。

3.根据权利要求1或2所述的轧机架的辊磨损分散方法，其特征在于，

所述轧机架还具备对所述一对工作辊的两轴端赋予弯辊力的工作辊弯辊机，

所述轧机架的辊磨损分散方法中，

将所述反向偏移量的一部分用作所述一对工作辊的磨损分散用的替代偏移量，

使所述工作辊弯辊机改变所述弯辊力，以抵消由所述替代偏移量引起的所述板凸度的变化量。

4.根据权利要求1或2所述的轧机架的辊磨损分散方法，其特征在于，

以使基于与多个所述被轧制材有关的轧制计划预测出的所述一对工作辊的磨损形状接近于目标磨损形状的方式，按照每个所述被轧制材使所述同向偏移量变化。

5.根据权利要求3所述的轧机架的辊磨损分散方法，其特征在于，

以使基于与多个所述被轧制材有关的轧制计划预测出的所述一对工作辊的磨损形状接近于目标磨损形状的方式，按照每个所述被轧制材使所述同向偏移量变化。

6.一种轧制系统，对被轧制材进行轧制，其特征在于，具备：

一对工作辊，通过使被磨削成轴向的辊直径分布由3次以上的多项式表示的上工作辊和下工作辊对置而构成该一对工作辊；

工作辊偏移装置，使所述上工作辊及所述下工作辊分别沿轴向偏移；

压下装置，通过改变工作侧压下位置及驱动侧压下位置来改变所述一对工作辊的工作侧的辊隙及驱动侧的辊隙；

反向偏移量计算部，计算使所述一对工作辊的出口侧的所述被轧制材的板凸度及平坦度在容许范围内的所述上工作辊及所述下工作辊的反向偏移量；

同向偏移量计算部，计算使所述一对工作辊的磨损分散的所述上工作辊及所述下工作辊的同向偏移量；

压下位置差计算部，基于所述同向偏移量，计算使所述被轧制材的宽度两端部的辊隙差接近于0的所述压下装置的压下位置差；以及

控制器，使所述工作辊偏移装置基于所述反向偏移量及所述同向偏移量的合计值使所述上工作辊及所述下工作辊分别偏移，并且，使所述压下装置基于所述压下位置差变更所述工作侧压下位置及所述驱动侧压下位置。

7.根据权利要求6所述的轧制系统，其特征在于，

所述压下位置差根据包含所述同向偏移量的下式算出，

δ_S＝-16×C_eq×L_CYL/(L_B ²)×δ_P

在此，

δ_S为所述压下位置差，

C_eq为等效辊凸度，

L_CYL为所述工作侧压下位置及所述驱动侧压下位置的作用点间的间隔，

L_B为支承辊的躯体长度，

δ_P为所述同向偏移量。

8.根据权利要求6或7所述的轧制系统，其特征在于，

所述轧制系统还具备对所述一对工作辊的两轴端赋予弯辊力的工作辊弯辊机，

所述反向偏移量的一部分被用作所述一对工作辊的磨损分散用的替代偏移量，

所述控制器使所述工作辊弯辊机改变所述弯辊力，以抵消由所述替代偏移量引起的所述板凸度的变化量。

9.根据权利要求6或7所述的轧制系统，其特征在于，

以使基于与多个所述被轧制材有关的轧制计划预测出的所述一对工作辊的磨损形状接近于目标磨损形状的方式，按照每个所述被轧制材使所述同向偏移量变化。

10.根据权利要求8所述的轧制系统，其特征在于，

以使基于与多个所述被轧制材有关的轧制计划预测出的所述一对工作辊的磨损形状接近于目标磨损形状的方式，按照每个所述被轧制材使所述同向偏移量变化。

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