JP2004209524A - 圧延方法および圧延システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ユニバーサル圧延機10において、最初に竪ロール13,14を、回転駆動されている水平ロール11,12に接触させて回転させる。次に、入口センサがオンするまで待機する。入口センサがオンしたら、竪ロール13,14を圧延位置まで後退させる。竪ロール13,14は慣性により回転を維持されている。この状態で圧延材100が搬入されるので、圧延材100の先端の材料が竪ロール13,14に剥ぎ取られて焼き付きが生じることはない。入口センサがオフしてからの経過時間が設定時間に達したら(圧延材100が圧延機10から搬出されたら)、再び竪ロール13,14を水平ロール11,12に接触させて回転させ、次の圧延材を待つ。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はユニバーサル圧延機を用いた圧延方法およびユニバーサル圧延機を備えた圧延システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
ユニバーサル圧延機は、圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールの左右に離れて配置された一対の竪ロールとを備えている。一対の水平ロールは駆動手段により回転駆動され、搬入された圧延材を噛み込んで搬送するようになっている。竪ロールは、無駆動で圧延材の搬入前は静止しており、圧延材が水平ロールにより圧延されながら搬送される過程で圧延材に追随して連れ回転する。
【0003】
上記構成のユニバーサル圧延機では、圧延材の先端が竪ロールと接触(衝突)する際に、竪ロールが静止しているため竪ロールと圧延材のスリップが大きく、圧延材の先端部が一部剥ぎ取られて竪ロールに付着し、この付着材料がその後に通過する圧延材に繰り返し刻印される現象、いわゆる焼き付きが発生しやすかった。
【0004】
特開平7−314020号公報には、水平ロールのみならず竪ロールを回転駆動するユニバーサル圧延機が開示されている。この圧延機では上記焼き付きをなくすことができる。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−314020号公報(図4)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報のユニバーサル圧延機では、竪ロールを回転駆動する機構を圧延機に組み込まなければならず、構造が複雑となり且つ設備的にコスト高となる欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明方法は、圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用いた圧延方法において、圧延材がユニバーサル圧延機に搬入されるのに先立ち、回転駆動されている水平ロールに竪ロールを接触させて回転させ、圧延材が搬入される直前に竪ロールを水平ロールから所定の圧延位置まで後退させ、この圧延材の先端を、回転駆動されている水平ロールと慣性により回転している竪ロールとで受け入れて、圧延を実行し、圧延材がユニバーサル圧延機から搬出された後、竪ロールを水平ロールに接触する位置まで戻して回転させることにより、次の圧延材のための準備をすることを特徴とする。
上記方法によれば、ユニバーサル圧延機において竪ロールを駆動する手段が無くても、圧延材の噛み込み時には竪ロールが回転しているため、焼き付きが生じるのを防止しながら、繰り返し圧延を実行することができる。
【0008】
本発明の圧延システムは、
(イ)圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機と、
(ロ)上記竪ロールを、水平ロールに接した接触位置と水平ロールから所定距離離れた圧延位置との間で移動させる移動手段と、
(ハ)ユニバーサル圧延機に搬入される圧延材を検出する搬入検出手段と、
(ニ)圧延材のユニバーサル圧延機からの搬出を検出する搬出検出手段と、
(ホ)上記搬入検出手段からの圧延材搬入信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記接触位置から圧延位置へと移動させ、上記搬出検出手段からの圧延材搬出信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記圧延位置から上記接触位置へと移動させる制御手段
とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、圧延材の噛み込みに先立ち、水平ロールの回転を利用して竪ロールを回転させているため、焼き付きが生じるのを防止でき、しかも竪ロールを回転駆動する手段を省くことができるので、ユニバーサル圧延機が複雑にならず設備コスト増大を回避できる。
【0009】
好ましくは、上記搬入検出手段が、上記ユニバーサル圧延機の手前に所定距離離れて配置され圧延材を検出する入口センサを含み、上記搬出検出手段が、この入口センサと、この入口センサが圧延材を検出しなくなってから所定時間が経過したことを検出する経過時間検出手段とを含む。
これにより、入口センサを搬入,搬出検出の両方に用いることができるので、制御システムの構成を簡略化することができる。
【0010】
好ましくは、上記移動手段は、基礎フレームに水平スライド可能に支持された移動フレームと、基礎フレームと移動フレームとの間に配置され移動フレームを移動する油圧シリンダとを備え、この移動フレームに上記竪ロールが回転可能に支持されている。
このように、油圧シリンダと移動フレームにより、移動手段を簡単な構成にすることができる。また、竪ロールは油圧シリンダにより高い接触圧で水平ロールに接触することができ、竪ロールに確実に回転を付与することができる。また、油圧シリンダにより竪ロールを接触位置から圧延位置まで迅速に後退させることができる。
【0011】
好ましくは、上記水平ロールの両端面と周面との境のコーナー部が、面取りされている。これによれば、竪ロールが水平ロールに当たる時の衝撃で水平ロールのコーナー部が割損するのを、防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態をなす圧延システムについて図面を参照しながら説明する。図1,図2に示すように、圧延システムはユニバーサル圧延機10を備えている。この圧延機10は、搬送路Aの上下に配置された一対の水平ロール11,12と、水平ロール11,12の左右に配置された一対の竪ロール13,14とを有している。上下一対の水平ロール11,12は水平回転軸11x,12xを中心として駆動手段15、16により回転駆動されるようになっている。なお、上下の水平ロール11,12の回転方向は逆になっており、後述するように圧延材を噛み込んで搬送するようになっている。竪ロール13,14の軸方向寸法は、竪ロール13,14が水平ロール11の下部と水平ロール12の上部だけに対峙するように制限される。
【0013】
図4に示すように、上記水平ロール11,12の両端面と周面との境のコーナー部11a,12aは、面取りされている。すなわち、本来なら平坦な両端面と円筒面をなす周面とが90°で交差する部位(想像線で示す)を削り取った形状をなしている。
【0014】
左右一対の竪ロール13,14は、それぞれ図3に示す支持構造体20により垂直回転軸13x,14xを中心として自由回転可能に支持されている。この支持構造体20は、圧延機10のベースに固定された図示しない固定フレーム(固定系)と、この固定フレームに水平回転軸11x,12x方向にスライド可能に支持された平面コ字形をなす基礎フレーム21と、この基礎フレーム21を同方向に位置調節する圧延位置調節手段30と、基礎フレーム21内に組み込まれた移動手段40と、この移動手段40の収縮時の止めとなるストッパー25とを備えている。
【0015】
上記移動手段40は、基礎フレーム21にスライド可能に支持された移動フレーム41と、水平回転軸11x、12xに対し平行に延びる油圧シリンダ42とを備えている。移動フレーム41は、平面コ字形をなして基礎フレーム21にスライド可能に支持されたスライド部材41aと、このスライド部材41aの前端部(水平ロール11,12に近い方の端部)の上下面に固定された支持板41bとを有しており、これら上下の支持板41bに、上記竪ロール13,14の垂直回転軸13x,14xとなるシャフトが支持されている。
【0016】
上記油圧シリンダ42は、シリンダ部42aが基礎フレーム21の前面(水平ロール11,12に近い方の面)に連結され、ロッド部42bの先端が移動フレーム41のスライド部材41aの後面(水平ロール11,12から遠い方の面)に連結されている。油圧シリンダ42が延びると、移動フレーム41が水平ロール11,12に向かって移動し、竪ロール13,14を水平ロール11,12に圧力をかけた状態で接触させるようになっている。また、基礎フレーム20にはストッパ25が設けられており、油圧シリンダ42が縮むと移動フレーム41が後退してストッパ25に当たることにより、竪ロール13,14が水平ロール11,12から離れた所定の圧延位置で止まるようになっている。なお、竪ロール13,14を接触位置に移動させる際には、油圧シリンダ42への作動油供給回路に設けられた流量調整弁により減速させ、衝撃を緩和する。
【0017】
次に圧延位置調節手段30について説明する。圧延位置調節手段30は、基礎フレーム21の後面に固定され水平回転軸11x,12xに対し平行に延びるスクリューネジ31と、このスクリューネジ31に噛み合うギア機構32と、固定フレームに設置されたモータ33と、モータ33を急停止させるブレーキ34と、モータ33の回転を検出するパルスジェネレータ35とを備えている。ギア機構32は減速ギア部とスクリューネジ31に噛み合うナットとを有している。モータ33の回転は減速ギア部を介してナットに伝わり、これによりスクリューネジ31がその軸方向に移動するようになっている。
【0018】
図1に示すように、圧延システムはさらに入口センサ50とコントローラ60を装備している。入口センサ50は、圧延材100を非接触式に検出して、オン信号を出力するようになっており、例えば光学センサからなる。入口センサ50は圧延機10の入口より所定距離Dだけ離れて配置されている。
【0019】
上記圧延システムの作用を説明する。上記圧延位置調節手段30と上記基礎フレーム21の作用は、竪ロール13,14を圧延サイズにより規定される圧延位置に設定もしくは調整することである。後述するように、圧延材100の幅寸法に応じて、上記圧延位置調節手段30により、油圧シリンダ42を収縮させ移動フレーム41が基礎フレーム21のストッパ25に当たった状態とした竪ロール13,14の圧延位置を設定ないしは調整する。即ち、予め油圧シリンダ42を収縮させ、移動フレーム41を基礎フレーム21のストッパ25に当てた状態とし、モータ33を駆動し水平ロールに竪ロールを接触させておく。図示しない操作・設定部から上記の圧延位置(またはこの圧延位置に対応する数値,例えば竪ロール13,14の水平ロールまでの距離,基礎フレーム21の位置等を表す数値)を設定入力する。後述のコントローラ60からの指令でパルスジェネレータ35からのパルスを受けることにより、モータ33が駆動し、竪ロール13,14の設定圧延位置を監視しながら、モータ33の回転数が上記圧延位置に対応する数値に達した時にモータ33を停止するとともにブレーキ34をかける。これにより、竪ロール13,14の圧延位置が設定される。微細な調整は操作部からコントローラ60を通してモータ33を動かすことにより行われる。
【0020】
圧延材100は仕上げ工程で上記ユニバーサル圧延機10に搬入される。この圧延材100は、例えば図2(B)に示すように、平板形状をなす基部101と、この基部101の左右縁に形成されたフランジ部102とを有して断面H形状をなしている。
【0021】
移動フレーム41、油圧シリンダ42および入口センサ50などの作用は、適時、竪ロール13,14を水平ロール11,12に接触する位置まで移動させたり圧延位置に戻すことにある。圧延材100の圧延開始に先だち、コントローラ60は駆動手段15,16を駆動し水平ロール11,12を回転駆動するとともに、油圧シリンダ42を伸び動作させて竪ロール13,14を水平ロール11,12に接触する位置まで移動する。これにより、竪ロール13,14は水平ロール11,12から回転を伝達されて回転される。この状態で圧延材100の搬入を待つ。
【0022】
圧延材100がユニバーサル圧延機10に向かって進むと、その先端が入口センサ50によって検出される。このオン信号(搬入検出信号)に応答して、コントローラ60は即座に油圧シリンダ42を縮み動作させ、竪ロール13,14を圧延位置まで後退させる。これにより竪ロール13,14は水平ロール11,12から離れるが、慣性により回転は維持されている。この状態で圧延材100がユニバーサル圧延機10に入り込む。
【0023】
搬入された圧延材100の先端が水平ロール11,12および竪ロール13,14の周面に当たった時にスリップして材料の一部が剥ぎ取られて焼き付きが生じ易い。しかし、水平ロール11,12は回転駆動されているので、スリップが小さく焼き付きは防止される。また、竪ロール13,14も慣性により回転しているのでスリップが小さく焼き付きは防止される。
【0024】
圧延材100は回転駆動されている水平ロール11,12によって搬送されながら、水平ロール11,12と垂直ロール13,14により圧延される。垂直ロール13,14は、圧延材100の搬送に追随して連れ回転する。
【0025】
圧延材100の終端が入口センサ50を通過すると、入口センサ50はオフとなり、コントローラ60はこのオフ信号を受けてから設定時間経過後に、油圧シリンダ42を伸び動作させて、竪ロール13,14を水平ロール11,12の両端面に接触させる。なお、この設定時間は圧延材100の終端がユニバーサル圧延機10を通過するのに充分な時間またはそれ以上の時間となっている。この竪ロール13,14の接触位置までの移動により、再び竪ロール13,14が水平ロール11,12により回転され、次の圧延材のために準備状態となる。
【0026】
次に、上記コントローラ60での制御ルーチンの詳細を図5を参照しながら説明する。この制御ルーチンは、運転スイッチのオン動作に応答して開始される。最初に、油圧シリンダ42を収縮させ、移動フレーム41を基礎フレーム21のストッパ25に当てた状態で、モータ33を駆動して基礎フレーム21を前進させることにより、竪ロール13,14を水平ロール11、12に当接させる(ステップS1)。次に、モータ33を逆回転させて基礎フレーム21を後退させることにより、竪ロール13,14を設定された圧延位置にする(ステップS2)。次に、油圧シリンダ42を伸ばして竪ロール13,14を水平ロール11,12に接触させる(ステップS3)。次に、入口センサ50がオンするまで待機する(ステップS4)。入口センサ50がオンしたら、油圧シリンダ42を縮ませて竪ロール13,14を圧延位置まで後退させる(ステップS5)。次に、入口センサ50がオフするまで待機する(ステップS6)。入口センサ50がオフしたらタイマを起動させ(ステップS7)、この後、タイマ手段の経過時間が設定時間に達するまで待つ(ステップS8)。経過時間が設定時間に達したら、油圧シリンダ42を伸ばして再び竪ロール13,14を水平ロール11,12に接触させ(ステップS9)、竪ロール13,14を回転させる。次に圧延終了の指令があるか否か、すなわち運転スイッチがオフされているか否かを判断し(ステップS30)、否定判断の場合にはステップS4に進んで次の圧延材を待つ。肯定判断の場合には、油圧シリンダ42を縮ませて竪ロール13,14を圧延位置まで後退させてから(ステップS31)、この制御ルーチンを終了する。
【0027】
上記制御ルーチンにおいて、ステップS5の後からステップS8で肯定判断される前までの期間に圧延が実行される。入口センサ50が圧延材100の搬入検出手段となり、入口センサ50とタイマおよびステップS7,S8が、圧延材の搬出検出手段となる。
【0028】
本発明は上記実施形態に制約されず種々の形態を採用可能である。たとえば、上記実施形態では、入口センサとタイマ等で圧延材の搬出を検出したが、ユニバーサル圧延機の出口側に搬出検出手段として出口センサを設け、この出口センサが圧延材の終端を検出するようにしてもよい。
モータ33と油圧シリンダ42の駆動を別のコントローラを用いて行ってもよい。
基礎フレームを移動するための位置調節手段,移動フレームを移動するための油圧シリンダは複数設置してもよい。
圧延対象サイズは、H形鋼に限らず、溝形鋼、平鋼などユニバーサル圧延機で圧延できる形鋼の全てに適用できる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ユニバーサル圧延機が竪ロールのための駆動手段を装備せず簡単な構造であっても、焼き付きが生じるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態をなすユニバーサル圧延機を含む圧延システムの側面図である。
【図2】同圧延機を搬入側から見た正面図であり、(A)は圧延材の搬入前の状態、(B)は圧延中の状態をそれぞれ示す。
【図3】同圧延機の竪ロールを移動する手段および竪ロールの圧延位置を調節する手段を示す平面図であり、(A)は圧延材の搬入前の状態、(B)は圧延中の状態をそれぞれ示す。
【図4】同圧延機の竪ロール近傍における水平ロールの形状を示す拡大図である。
【図5】同圧延システムのコントローラで実行される竪ロール移動制御のルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 ユニバーサル圧延機
11,12 水平ロール
13,14 竪ロール
15、16 駆動手段
21 基礎フレーム
30 圧延位置調節手段
40 移動手段
41 移動フレーム
42 油圧シリンダ
50 入口センサ
60 コントローラ(制御手段)
Claims (5)
- 圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用いた圧延方法において、
圧延材がユニバーサル圧延機に搬入されるのに先立ち、回転駆動されている水平ロールに竪ロールを接触させて回転させ、圧延材が搬入される直前に竪ロールを水平ロールから所定の圧延位置まで後退させ、この圧延材の先端を、回転駆動されている水平ロールと慣性により回転している竪ロールとで受け入れて、圧延を実行し、圧延材がユニバーサル圧延機から搬出された後、竪ロールを水平ロールに接触する位置まで戻して回転させることにより、次の圧延材のための準備をすることを特徴とする圧延方法。 - (イ)圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機と、
(ロ)上記竪ロールを、水平ロールに接した接触位置と水平ロールから所定距離離れた圧延位置との間で移動させる移動手段と、
(ハ)ユニバーサル圧延機に搬入される圧延材を検出する搬入検出手段と、
(ニ)圧延材のユニバーサル圧延機からの搬出を検出する搬出検出手段と、
(ホ)上記搬入検出手段からの圧延材搬入信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記接触位置から圧延位置へと移動させ、上記搬出検出手段からの圧延材搬出信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記圧延位置から上記接触位置へと移動させる制御手段
とを備えたことを特徴とする圧延システム。 - 上記搬入検出手段が、上記ユニバーサル圧延機の手前に所定距離離れて配置され圧延材を検出する入口センサを含み、上記搬出検出手段が、この入口センサと、この入口センサが圧延材を検出しなくなってから所定時間が経過したことを検出する経過時間検出手段とを含むことを特徴とする請求項2に記載の圧延システム。
- 上記移動手段は、基礎フレームに水平スライド可能に支持された移動フレームと、基礎フレームと移動フレームとの間に配置され移動フレームを移動する油圧シリンダとを備え、この移動フレームに上記竪ロールが回転可能に支持されていることを特徴とする請求項2または3に記載の圧延システム。
- 上記水平ロールの両端面と周面との境のコーナー部が、面取りされていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の圧延システム。
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CN107824613A (zh) * | 2017-11-14 | 2018-03-23 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种球扁钢的万能轧制装置及轧制方法 |
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