JP2002520161A - 圧延機で圧延する長尺材料の寸法を制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 前後に配置された少なくとも２つのミル・スタンド（１、２）を備えた圧延機で圧延する長尺材料（１０）の寸法を制御する方法で、前記スタンドがそれぞれ間隔を置いて配置された２つのロール（４、５、６、７）を具備し、前記長尺材料（１０）は、ロールの回転により各スタンドのロール間に供給され、材料は、圧延作業中、その長さ方向に応力を受ける。前記材料（１０）の後部（１４）は、材料（１０）の後端（１３）が第１スタンド（１）の近傍にあり、それでも前記スタンドを未だ通過していない時に、実質上材料の長さ方向に追加張力を受ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、前後に配置された少なくとも２つのミル・スタンドを備えた圧延機
で圧延する長尺材料の寸法を制御する方法に関し、各スタンドが間隔を置いて配
置された２つのロールを備え、前記長尺材料は、ロールの回転により各スタンド
のロール間に供給され、材料は、圧延作業中、その長さ方向に応力を受ける。特
に、各種タイプの棒およびバーなど、板または細片とは異なる形状の材料を生産
する圧延機に関する。 本発明は、さらに、圧延機で圧延する長尺材料の寸法を制御する装置に関する
。

【０００２】 （先行技術） 圧延機は、通常、前後に配置された複数のミル・スタンドを備える。前記スタ
ンドはそれぞれ、平行な回転軸線を有する間隔を置いて配置された２つのロール
を備える。材料は、各スタンドのロール間に供給され、それにより、ロールの回
転によって圧延される。圧延された材料は細長く、前記スタンドを通過すると、
圧延された材料の断面が減少するにつれて広がる。各スタンド後の断面は、パス
設計およびミルのレイアウトによって定まる。断面は、ロールのギャップを出る
材料の高さおよび幅によって定まる。

【０００３】 通常、第１スタンドのロールは、材料を第１方向に圧延し、第２の隣接するス
タンドのロールは、材料を第１方向に対して垂直方向に圧延する。通常、前記第
１スタンドのロールは、水平方向の回転軸線を有し、前記第２スタンドのロール
は、垂直方向の回転軸線を有する。したがって、圧延される材料の垂直方向の寸
法は、前記第１スタンドで減少し、圧延される材料の水平方向の寸法は、前記第
２スタンドで減少する。

【０００４】 材料がミル・スタンド間を通過するにつれ、任意の２つのミル・スタンド間に
ある材料の長さ方向に張力、つまり引張りまたは圧縮応力が存在する。任意の２
つのスタンド間にある圧延材料の張力を、これ以降スタンド間の張力と呼ぶ。ス
タンド間の張力は、第２ミル・スタンドのロールの回転速度に対する第１ミル・
スタンドのロールの回転速度を調節することによって変化する。

【０００５】 半連続的高温圧延の実践では、ビレットを１回に１つずつ圧延する。圧延機に
入るビレットの最初の部分は先端として知られている。圧延される材料の最終部
分は後端（テール端）として知られている。ビレットの後端が前記スタンドの一
方を出ると、圧延材料の後部の寸法に対する制御程度が低下する。圧延材料の後
部におけるスタンド間張力は、ビレットの後端がスタンドを出るにつれて変化す
る。スタンド間の張力は尾部（テール）で低下することが最も多い。通常は後部
に圧縮応力が生じ、これにより後端で幅が増大する。通常、後部は、実質上、２
つの連続するスタンド間に延在する材料の部分として定義される。通常、前記幅
の増大が付与される材料の部分は、無駄であり、圧延作業後に廃棄される。しか
し、圧延材料後部における圧延材料の量は、圧延材料の大きい部分となる。した
がって、各圧延材料で生じる標準以下の材料の量を減少させるため、圧延材料の
後部寸法を制御する追加の制御方法が必要である。

【０００６】 （発明の概要） 本発明の目的は、圧延材料の標準以下の材料の量を減少させることである。本
発明の他の目的は、材料の後部の寸法を制御する方法を設計することである。 これらの目的は、材料の後端が第１スタンドの近傍にあって該スタンドを未だ
通過していない時に、前記材料の後部が材料の実質上長さ方向に追加張力を受け
ることで達成される。この方法で、前記追加張力は、材料の後端が第１スタンド
を通過した場合に前記材料の後部に生じた幅の増大を補償する。さらなる利点は
、既存の圧延機に制御方法を簡単かつ低い資本コストで適合させられることであ
る。これは、方法が追加の測定および制御機器しか必要としないからである。圧
延する材料の後部の寸法を制御することにより、ロールの摩耗および不整合が減
少する。

【０００７】 本発明の好適形態によると、前記材料の後端を含む前記材料の後部は、前記追
加張力を受ける。この方法で、圧延材料の標準以下の材料の量が最少になる。前
記材料の後部は、材料の前記後端が前記第１スタンドのロールと接触するにつれ
、前記追加張力を受けることが好ましい。

【０００８】 本発明の別の好適態様によると、前記材料は、前記張力の適用中に第２スタン
ドのロールと接触する。したがって、前記第１および第２スタンドのロールを制
御することにより、追加張力を加えることができる。前記材料の後部は、前記第
２スタンドのロールの回転速度に対する前記第１スタンドのロールの回転速度を
減少させることによって、前記追加張力を受けることが好ましい。

【０００９】 前記材料の後部は、一部は前記第１スタンドに既に供給した少なくとも１つの
長尺材料で実施した幅の測定に、一部はそれ自身の幅の測定に基づいた第１の大
きさの前記追加張力を受けることが好ましい。したがって、幅の測定値と、前記
既に供給した長尺材料に使用した追加張力の大きさとを使用し、これらのパラメ
ータに基づいて、追加張力の第１の大きさを計算する。前記幅の測定値および張
力の大きさは、複数の巣での供給した材料について保存され、実際のその後の圧
延材料で第１の大きさの張力を計算するために使用することが好ましい。

【００１０】 本発明は、圧延材料の後部の幅を制御するため、圧延機の任意の部分に適用す
ることができる。 圧延機を制御する本発明の装置は、請求の範囲および以下の説明で、さらに詳
細に規定される。 添付図面を参照しながら、以下で本発明の実施形態の例をさらに詳細に説明す
る。

【００１１】 （好適形態の説明） 図１は、３つの連続するミル・スタンド１、２、３を備える圧延機の一部を示
す。各スタンドは、それぞれ２つのローラ４、５、６、７および８、９を備える
。各スタンドのロールは、平行な回転軸線で配置される。長尺材料１０を、各ス
タンドのロール間に図の左から右へと供給する。矢印１１を参照のこと。前記ス
タンド１、２、３を備える圧延機の前記一部は、圧延機の任意の断面で構成する
ことができる。

【００１２】 前記第１スタンド１の上流に、材料１０の後端１３の存在が検出される。この
検出は、工学的または電気磁気的構成などによって、複数の方法で実現すること
ができる。材料１０の前記後端１３の前記検出の後、材料の後部１４は、材料の
ほぼ長さ方向に追加張力を受ける。通常、張力は引張り応力である。以降、これ
を引張り応力と呼ぶ。これは、前記スタンド２のロール６、７の回転速度に対す
る前記スタンド１のロール４、５の回転速度を減少させることによって実行する
。この方法で、前記スタンド１、２間に配置される材料１０の部分として規定さ
れる材料１０の後部１４は、前記追加の引張り応力を受ける。したがって、材料
１０の後端１３が前記スタンド１を通過した時に生じる材料幅の望ましくない増
加を補償する。

【００１３】 前記スタンド１と前記スタンド２のロールの相対的回転速度の減少は、材料の
後端１３が前記第１スタンド１を通過する前に、材料１０の後部１４全体、およ
び好ましくは後端１３を含めて追加の引張り応力が実行されるのに十分な継続時
間だけ適用することが好ましい。

【００１４】 第１測定手段１２を、材料１０の幅を測定するよう配置する。本発明の方法は
、後端１３が前記第１スタンド１を通過する前に、測定手段１２によって材料１
０の後部１４の幅を測定するステップを含む。その後、材料１０の前記後端１３
が未だ前記スタンド１を通過していない間、前記材料１０の後部１４は、第２の
大きさの前記追加引張り応力を受ける。その後、第２操作で、測定手段１２によ
って材料１０の後部１４の幅を測定する。その後の材料の幅は、材料の後端が前
記第１スタンドを通過する前に測定する。その後の材料に加える第１の大きさの
追加引張り応力は、幅の測定値および前記第２の大きさの追加引張り応力に基づ
いて計算される。これにより、材料間の寸法の差を処理する。

【００１５】 図１は、測定手段１２が第１操作で幅ＴＷ１_S1を測定する時の材料１０の位置
を示す。図２は、測定手段１２が第２操作で幅ＴＷ２_S1を測定する時の材料１０
の位置を示す。したがって、前記第１および第２操作の測定は、材料１０の離れ
れた部分で実行される。

【００１６】 図３は、圧延機で圧延する長尺材料の寸法を制御する制御装置の実施形態の例
を概略的に示す。制御装置は、前記第１スタンド１および前記第２スタンド２そ
れぞれのロールを回転する手段１５、１６を備える。回転手段は、電動モータで
形成することが好ましい。制御装置は、さらに、回転手段１５、１６に接続され
、回転手段１５、１６を制御するよう配置された制御手段１７を備える。制御装
置は、前記第１スタンド１の上流および下流で材料１０の後端１３の存在を検出
する検出手段１８も備える。検出手段１８の機能については、上記で検討した。
前記制御手段１７は、幅の測定値および前記追加引張り応力の測定値を保存する
メモリ手段を備える。前記制御手段は、さらに、少なくとも１つの既に供給した
材料の幅測定値およびその材料に加えた追加引張り応力の大きさに基づき、その
後の材料について前記追加応力の大きさを計算する手段を備える。

【００１７】 第２スタンド２と第３スタンド３との間に、第１スタンドと第２スタンド２の
間に配置した測定手段１２と同じ機能を有するさらなる測定手段１２が配置され
る。

【００１８】 本発明の制御方法を実現する方法の例を以下に述べる。 各ミル・スタンドの速度は、前記制御手段に含まれるカスケード・システムに
より、独立して制御される。 追加の引張り応力を、これ以降、テールアウト・プレストレス調節ＴＯＡと呼
ぶ。これは、以下の方法で測定し、計算する。

【００１９】 図１を参照する。圧延した材料は、１１と印された矢印の方向に、左から右へ
と下流に移動する。ミル・スタンドＸのテールアウト調節ＴＯＡ_Xは、ミル・ス
タンドの速度を制御して２つのミル・スタンド間の張力を変更することによって
達成される。圧延材料のテールアウト幅ＴＷは、測定手段１２で測定し、これは
センサで形成することが好ましく、スタンドを出る前はＴＷ１_SX ミル・スタン
ドを出た後はＴＷ２_SXとする。測定値は、前記メモリ手段に保存され、テールア
ウト幅の適応の計算に使用する。

【００２０】 ミル・スタンドＸのプレストレス・テールアウト調節ＴＯＡ_Xを、下式を用い
て圧延材料のビレットごとに計算する。 ＴＯＡ_X＝適応＊ＴＷ１_SX ここで、 適応とは、予想されたテールアウト幅と、スタンドＸの後に前のビレットで測定
した実際のテールアウト幅との差であり、 ＴＷ１_SX は、現ビレットのスタンドＸ前のテールアウト幅である。

【００２１】 適応の値は、調節した後にスタンドＸ後で予想されるテールアウト幅と、測定
した幅との差である。任意のミル・スタンドについて予想された結果と実際の結
果との差に従って調節を適応させることにより、その調節で、続く圧延材料のビ
レットに関してほぼ正確な予想結果が生成される。

【００２２】 圧延材料の第１ビレット、つまりミル・スタンドでロールのギャップを変更し
た後の最初のビレットについて、プレストレス・テールアウト調節は、下式を用
いて計算される。 ＴＯＡ_X＝Ｋ＊ＴＷ１_SX ここで、 ＫはスケジュールからのスタンドＸの面積減少率、つまり代入値であり、 ＴＷ１_SXは、現ビレットのスタンドＸ前のテールアウト幅である。

【００２３】 圧延材料の第１ビレットに使用する値Ｋは、第１を除く全てのビレットに使用
する適応値にほぼ対応する。計算値を使用するのは、実際の適応のベースとなる
前のビレットがないからである。 記載された方法をさらに発展させる際、適応の値を幾つかのビレットから平均
し、適切な数は３以上２０未満、例えば５個である。

【００２４】 テールアウト幅を測定するために１対のミル・スタンド間で圧延材料の高さと
幅を測定するステップは、ABB Industrial Products AB製造のＵゲージを使用し
て実行することが好ましい。Ｕゲージは、電気誘導直接測定方法でバーの直径を
測定する。本発明の範囲内で、例えばレーザまたはカメラなどの光学機器、Ｘ線
機器、または光学的方法と機械的センサの組合せなど、代替測定装置を使用して
圧延材料の直径を測定することも可能である。

【００２５】 以上で提示した説明は、本発明を構築するベースとなる本発明の概念を例示す
るものと見なされることに留意されたい。したがって、本発明の発明から逸脱す
ることなく細かい改造を実施できることが当業者には明白である。

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による第１ミル・スタンドを通過する前の圧延材料の後端を概略的に示
す。

【図２】 本発明による第１ミル・スタンドを出た後の圧延材料の後端を概略的に示す。

【図３】 圧延機で圧延する長尺材料の寸法を制御する装置のブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後に配置された少なくとも２つのミル・スタンド（１、２
   ）を備えた圧延機で圧延する長尺材料（１０）の寸法を制御する方法で、各スタ
   ンドが間隔を置いて配置された２つのロール（４、５、６、７）を具備し、前記
   長尺材料は、ロールの回転により各スタンドのロール間に供給され、材料は、圧
   延作業中、その長さ方向に応力を受ける方法であって、前記材料（１０）は、材
   料の後端（１３）が第１スタンド（１）の近傍にあって該スタンド（１）を未だ
   通過していない時に、実質上材料の長さ方向に追加張力を受けることを特徴とす
   る方法。
2. 【請求項２】 前記追加張力が引張り応力であることを特徴とする、請求項
   １に記載の方法。
3. 【請求項３】 後端（１３）を備える後部（１４）が前記追加張力を受ける
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記材料（１０）の後部（１４）が、材料（１０）の前記後
   端（１３）が前記第１スタンド（１）のロール（４、５）と接触するにつれ、前
   記追加張力を受けることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１
   項に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記材料（１０）が、前記追加張力が加えられている間、第
   ２スタンド（２）のロール（６、７）に接触していることを特徴とする、請求項
   １から請求項４までのいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記材料（１０）の後部（１４）が、前記第２スタンド（２
   ）のロール（６、７）の回転速度に対する前記第１スタンド（１）のロール（４
   、５）の回転速度を減少させることによって前記追加張力を受けることを特徴と
   する、請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記材料（１０）の後部（１４）が、前記第１スタンド（１
   ）のロール（４、５）の回転速度を減少させることによって前記追加張力を受け
   ることを特徴とする、請求項２および請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記材料（１０）の後部（１４）が、第２の大きさの追加的
   張力を受けた後、前記第１スタンド（１）に既に供給され、通過した少なくとも
   １つの長尺材料の結果としての幅に基づく第１の大きさで、前記追加張力を受け
   ることを特徴とする、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の方法。
9. 【請求項９】 既に供給された材料の幅を第１操作で測定し、前記既に供給
   した材料の後部が第２の大きさの前記追加張力を受け、前記既に供給された材料
   の後部の幅を、第２操作で前記第１スタンドの下流の位置で測定し、その後の材
   料（１０）の幅を測定し、追加張力の第１の大きさを、前記幅の測定値および追
   加張力の第２の大きさに基づいて計算することを特徴とする、請求項８に記載の
   方法。
10. 【請求項１０】 第１操作で、前記既に供給された材料の幅を、前記第１ス
    タンド（１）と第２スタンド（２）との間で測定することを特徴とする、請求項
    ９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記第１スタンド（１）の上流で材料（１０）の後部（１
    ４）の存在を検出し、第１測定操作が、前記存在の検出後に開始することを特徴
    とする、請求項９または請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前後に配置された少なくとも２つのミル・スタンド（１、
    ２）を備えた圧延機で圧延した長尺材料の寸法を制御する装置で、前記スタンド
    がそれぞれ、材料を各スタンドのロール間に供給するために、間隔を置いて配置
    された２つのロール（４、５、６、７）とロールを回転させる手段（１５、１６
    ）とを備える装置であって、制御装置が、材料（１０）の後部（１４）が実質上
    材料の長さ方向に追加張力を受けるような方法で、少なくとも前記第１スタンド
    （１）のロールの操作を制御する手段（１７）を備えることを特徴とする装置。
13. 【請求項１３】 前記第２スタンド（２）のロール（６、７）の回転速度に
    対する前記第１スタンド（１）のロール（４、５）の回転速度を調節するため、
    回転手段（１５、１６）を測定する制御手段（１７）を配置することを特徴とす
    る、請求項１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 制御装置が、前記第１スタンドの上流で材料の後端の存在
    を検出する手段（１８）を備えることを特徴とする、請求項１２または請求項１
    ３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記検出手段（１８）が、前記第１スタンド（１）と第２
    スタンド（２）との間で材料の後部（１４）の存在を通知するため、前記制御手
    段（１７）に接続されることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 制御装置が、前記第１スタンド（１）と第２スタンド（２
    ）との間で材料（１０）の幅を測定する第１手段（１２）を備えることを特徴と
    する、請求項１２から請求項１５までのいずれか１項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記第１測定手段（１２）が前記制御手段（１７）に接続
    され、前記制御手段が、既に供給された材料の幅の少なくとも２つの測定値に基
    づく第１の大きさの前記追加の応力と、前記既に供給された材料に加えた第２の
    大きさの前記追加張力とを計算する手段を備えることを特徴とする、請求項１５
    および請求項１６に記載の装置。