JP2005512815A - 冷間ロールスタンドあるいは熱間ロールスタンドのワークロール間のロール間隙を測定する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ロール間隙センサ（６）を用いて、このロール間隙センサの信号が、ロール間隙−基準値としてロール間隙（７）に影響を及ぼすピストンシリンダユニットのための油圧制御機構のサーボ弁にさらに与えられる様式の、幅狭かあるいは幅広の金属ストリップ、特に非鉄金属ストリップを圧延するための、冷間ロールスタンドあるいは熱間ロールスタンドのワークロール（１ａ；１ｂ）間のロール間隙（７）を測定する装置である。本発明の課題は、ストリップがこのように横方向にずれた場合にあって適切なロール間隙の測定機構を提供することである。その課題の達成のために、積極的かあるいは消極的に作用する撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）を介して、ロール間隙基準測定を間接的に行うために、位置センサあるいは路程センサ（６）が、ワークロール（１ａ，１ｂ）のための少なくとも一つの撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）内に設けられていることを提案する。

Description

本発明は、測定プローブ、路程センサ、電気液圧式変換器、磁気歪み変換器等の形態のロール間隙センサを用いて、このロール間隙センサも信号が、ロール間隙−基準値としてロール間隙に影響を及ぼすピストンシリンダユニットのための油圧制御機構のサーボ弁にさらに与えられる様式の、幅狭かあるいは幅広の金属ストリップ、特に非鉄金属ストリップを圧延するための、冷間ロールスタンドあるいは熱間ロールスタンドのワークロール間のロール間隙を測定する装置に関する。

ロール間隙を測定するための従来の構造様式は、ロールスタンドの駆動側と操作側におけるロール胴の脇の段差のある直径におけるワークロール（特許文献１）間で測定トングを介して行われる。このような従来の構造をストリップ縁部付近に配設すると、ストリップの延びまたはストリップのクラックにより装置に損傷が発生することがよくある。このような構造の場合、メンテナンス費用が高いことが短所であり、メンテナンス位置での装置の旋回により他の必要な製品を製作することができなくなる。

ワークロールの撓みヒステリシスにより、駆動側の操作側に対するロール間隙の差が生じるという現象の下で、このロール間隙の差は液圧式の圧下機構のセンサにおいては検知できない。それにより、幅の狭い軟質の金属ストリップの場合、著しいストリップの拡がりが噛み込み抜け出しの際に発生する。さらにそのことから、このロール間隙を測定する装置は、バックアップロールチョックにおける圧下機構かあるいは移動距離変換器を介して、傾斜を制御するために働く。それにより、直接ロール間隙を測定することができる。その際、ロール間隙の傾斜は十分正確には調節できない。その理由は、測定機構がロール間隙とあまりに隔たり過ぎていることにある。それでもたしかに公知の装置は正確に働くが費用がかかり、従って高価でありかつ容易に損傷する。
ドイツ特許公開公報第２５１３０３０号明細書

本発明の根底をなす課題は、ストリップがこのように横方向に拡がった場合にあって、適切なロール間隙の測定機構を提供することであり、さらにこの測定機構は保護され、かつメンテナンス不要に形成されている。

上記の課題は、位置センサあるいは路程センサが、積極的かあるいは消極的に作用する撓みシリンダを介して、ロール間隙参照測定を間接的に行うために、ワークロールのための少なくとも一つの撓みシリンダ内に設けられていることにより解決される。これにより、ロール間隙の変化を間接的に捕捉することができる長所を有するロール間隙近くでの路程測定ができる。さらに、ロール間隙を測定する装置は、ロール間隙に対して近いだけでなく、同時に撓みシリンダ内で十分保護されて設けられている。さらにこのように設置されると、メンテナンスの経費はわずかで済む。測定値の評価により、撓みシリンダ内に路程センサを内蔵することが、ロール間隙を横方向へのストリップの拡がりに抗した制御に関して十分正確に現示している。それどころか１０μｍよりも小さい解析が達せられる。ストリップの測定される傾斜の制御が、圧下および／または様々な曲げ力により、ピストンシリンダユニット内で行われる。

これに関する圧延力が低い場合にロール間隙測定が行われる構造は、別の方法によれば、位置センサあるいは路程センサが、ロール間隙参照測定を間接的に行うために、少なくとも撓みブロック間かあるいはワークロールチョック間に、あるいは固定されたシリンダブロックと可動な構造要素の間に内蔵されていることにより解決される。この解決策は、カセット構造の場合やあるいは消極的か積極的に作用する撓みシリンダの撓みシリンダにおけるフレキシブルなワークロール撓みシステムにおいて使用される。

その際他の長所は、ロール間隙参照値が、撓みシリンダの位置を制御するために使用できることである。

他の長所は、液圧式ロール圧下機構のロール間隙参照値が割込み可能であることにより達せられ、この場合ロール間隙がロール圧下機構によってかあるいはワークロールの撓みにより制御可能である。

ロール間隙制御の精度は、他の特徴によれば、ロールスタンド内において、撓みシリンダの数量に対応して、撓みシリンダの各々に位置センサあるいは路程センサが所属していることにより高めることができる。

実際の実施形態は、他の特徴によれば、位置センサあるいは路程センサがシリンダスリーブを貫通しており、その正面側において磁気歪み変換器のセンサロッド用の磁石が、撓みシリンダのためのピストンの中央の空域内に設けられていること、およびセンサロッドが撓みシリンダのピストンロッドを貫通して、ピストンロッドの軸方向の中央孔内に延在しており、このピストンロッドが排気孔で終わっていることである。

他の特徴によれば、撓みシリンダのためのシリンダブロック内において、撓みブロック内に固定して設けられている位置センサあるいは路程センサが、案内管内において調節可能である。

さらに、前記案内管が撓みブロック内に固定して設けられており、かつ相対している撓みブロック内で滑動するように案内されていることが有利な点である。

さらにその際、案内スリーブ内における前記案内管が、相対している撓みブロック内で滑動するように案内されているような構造が設けられている。

本発明の実施例を図で表わし、以下に詳しく説明する。

ワークロール１ａと１ｂ（図１）は、部分的に切断されて図示されており、各々バックアップロール２により案内される。ワークロールチョック３ａ，３ｂは、いつものように
ハウジング内に案内されている。

さらにワークロール１ａと１ｂは、撓みブロック４ａと４ｂ内で、ロール間隙７に対して垂直に摺動可能に保持されている。撓みブロック４ａと４ｂは（図示していない）ロールスタンドのハウジングに固定されている。撓みブロック４ａと４ｂ内には撓みシリンダ５ａ，５ｂが設けられている。各撓みシリンダ５ａ，５ｂ内には、位置センサあるいは路程センサ６がロール間隙−参照測定を行うために内蔵されており、撓みシリンダ５ａ，５ｂ内に集約されている。図示されている位置センサあるいは路程センサ６は、磁気歪みセンサとして構成されている（図１と図２）。位置センサあるいは路程センサ６において測定された値から、制御システム言い換えれば制御回路が形成される。

測定された制御値によりロール間隙７の正確な調節が可能になり、従って閉じられたロール間隙７内に鋼あるいは非鉄材料から成る金属ストリップを最適に噛み込みあるいは抜け出しさせること、および求められる平坦度と必要とされる形状を備えた金属ストリップを最適に圧延することが達せられる。

磁気歪み位置センサあるいは路程センサ６は、図２においては拡大されて描かれている。
位置センサあるいは路程センサ６はシリンダスリーブ８を貫通しており、その終端面８ａで、磁気歪み変換器６ａのセンサロッド１０のための磁石９は、ピストン１１の中央空域内に設けられている。ピストン１１を担持しているピストンスリーブ１１ｂは、軸方向の中央孔１２を備えており、この中央孔内にはセンサロッド１０が設けられている。中央孔１２はロックねじ１４により排気孔１３で終わる。

図３によれば、シリンダブロック１５内において、案内管１６がロール間隙７の近くに設けられている。撓みブロック４ａ内においては案内管１６が撓みブロック４ｂ内で相対するように案内スリーブ１７により案内されており、位置センサあるいは路程センサ６は、案内ロッド１８により案内されているかあるいは支承されている。

図４のグラフに、（異なる位置で測定した）ロール間隙７の傾斜と（鋼あるいは軟質の非鉄材料から成る）圧延ストリップの横方向への拡がりとの間の関係を示す。線形回帰の決定係数Ｒ²は、“1”に近似の適値であり、制御値として有利である。下方の領域においてはＲ²が上方領域におけるＲ2よりも小さく、制御値としてはほとんど適していない。このような関係から、撓みブロック４ａ，４ｂにおける測定により、圧延ストリップの傾斜の制御が、ストリップの所望でない横方向への拡がりを最小限に抑えることを可能とすることが導かれる。

撓みシリンダを軸方向で切断した、冷間ロールスタンドあるいは熱間ロールスタンドのワークロールの部分断面図。 その内部における位置センサを備えた撓みシリンダの軸方向の断面図。 撓みブロック間かあるいはワークロールチョック間における選択的実施形態の断面図。 ストリップ頭部の拡がりに対するストリップの傾斜に関するグラフ。

符号の説明

１ ワークロール
２ ワークロール
２ａ バックアップロール
２ｂ バックアップロール
３ａ ワークロールチョック
３ｂ ワークロールチョック
４ａ 撓みブロック
４ｂ 撓みブロック
５ａ 撓みシリンダ
５ｂ 撓みシリンダ
６ 位置センサあるいは路程センサ
６ａ 磁気歪み変換器
７ ロール間隙
８ シリンダスリーブ
９ 磁石
１０ センサロッド
１１ ピストン
１１ａ 中央の空域
１１ｂ ピストンロッド
１２ 中央内孔
１３ 排気口
１４ ロックねじ
１５ シリンダブロック
１６ 案内管
１７ 案内スリーブ
１８ 案内ロッド

Claims (9)

1. 測定プローブ、路程センサ、電気液圧式変換器、磁気歪み変換器等の形態のロール間隙センサを用いて、このロール間隙センサの信号が、ロール間隙−基準値としてロール間隙に影響を及ぼすピストンシリンダユニットのための油圧制御機構のサーボ弁にさらに与えられる様式の、幅狭かあるいは幅広の金属ストリップ、特に非鉄金属ストリップを圧延するための、冷間ロールスタンドあるいは熱間ロールスタンドのワークロール間のロール間隙を測定する装置において、
   位置センサあるいは路程センサ（６）が、積極的かあるいは消極的に作用する撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）を介して、ロール間隙参照測定を間接的に行うために、ワークロール（１ａ，１ｂ）のための少なくとも一つの撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）内に設けられていることを特徴とする装置。
2. 測定プローブ、路程センサ、電気液圧式変換器、磁気歪み変換器等の形態のロール間隙センサを用いて、このロール間隙センサの信号が、ロール間隙基準値として、ロール間隙に影響を及ぼすピストンシリンダユニットのための油圧制御機構のサーボ弁に与えられる様式の、幅狭および／または幅広の金属ストリップ、特に非鉄金属ストリップを圧延するための、冷間ロールスタンドあるいは熱間ロールスタンドのワークロール間のロール間隙を測定する装置において、
   位置センサあるいは路程センサ（６）が、ロール間隙参照測定を間接的に行うために、少なくとも撓みブロック（４ａ，４ｂ）間かあるいはワークロールチョック（３ａ，３ｂ）間に、あるいは固定されたシリンダブロック（１５）と可動な構造要素の間に内蔵されていることを特徴とする装置。
3. ロール間隙参照値が、撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）の位置を制御するために使用できることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 液圧式ロール圧下機構のロール間隙参照値が割込み可能であり、この場合ロール間隙（７）がロール圧下機構によって、および／またはワークロール（１ａ，１ｂ）の撓みによって制御可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
5. ロールスタンド内において、撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）の数量に対応して、撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）の各々に位置センサあるいは路程センサ（６）が所属していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
6. 位置センサあるいは路程センサ（６）がシリンダスリーブ（８）を貫通しており、その正面（８ａ）側において磁気歪み変換器（６ａ）のセンサロッド（１０）用の磁石（９）が、撓みシリンダ（５）のためのピストン（１１）の中央の空域（１１ａ）内に設けられていること、およびセンサロッド（１０）が撓みシリンダ（５）のピストンロッド（１１ｂ）を貫通して、ピストンロッド（１１ｂ）の排気口の軸方向の中央孔（１２）内に延在しており、このピストンロッドが排気孔（１３）で終わっていることを特徴とする請求項１または３〜５のいずれか一つに記載の装置。
7. 撓みシリンダ（５ａ；５ｂ）のためのシリンダブロック（１５）内において、撓みブロック（４ａ；４ｂ）内に固定して設けられている位置センサあるいは路程センサ（６）が、案内管（１６）内において調節可能であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の装置。
8. 前記案内管（１６）が、撓みブロック（４ａ；４ｂ）内に固定して設けられており、かつ相対している撓みブロック（４ａ；４ｂ）内で滑動するように案内されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つ、または７に記載の装置。
9. 案内スリーブ（１７）内における前記案内管（１６）が、相対している撓みブロック（４ａ；４ｂ）内で滑動するように支承されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つ、あるいは７または８に記載の装置。

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