JP2007160362A

JP2007160362A - ロールと組替プッシャーの連結異常検出方法及び装置

Info

Publication number: JP2007160362A
Application number: JP2005361606A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Nozaki; 尚広野崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: JP4616764B2

Abstract

【課題】組替プッシャー2とロールの連結異常を自動的に、かつ確実に検出することができる、ロールと組替プッシャー2の連結異常検出方法及び装置を提供することである。
【解決手段】圧延機1から組替プッシャー2により使用後のロール4を押し出した後に、組替プッシャー2の先端に設けたラッチ3に新規なロール9を連結して圧延機1に引き込むロール組替作業を行う際に、組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクを測定することにより、前記ラッチ3と組替えられるロールとの連結状態を確認することとした。オペレータが現場でラッチ3の開閉状態を確認する必要がなくなり、ロール組替え作業を自動化することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板等の圧延機のロールを新規なロールと交換する際に用いられる、ロールと組替プッシャーの連結異常検出方法及び装置に関するものである。

鋼板等の圧延機においては、ロールの表面荒れは圧延材料の表面品質に直接関係し、圧延材料の表面粗さに影響を与える。従って、製品の品質を保つために定期的にロールを新規なロールと組替える必要がある。

このロール組替えは、特許文献１に記載されているように、圧延機のハウジング内から使用後のロールを押し出したうえ、新規なロールを圧延機のハウジング内に引き込む方法によって行われている。ロールは重量物であるから台車に載せて移動され、組替プッシャーと呼ばれる先端にラッチを備えたプッシャーを用いて使用後のロールの押し出しと新規なロールの引き込みが行われる。

具体的には図２に示されるように、組替プッシャーで使用後のロールをターンテーブル上に押し出し、組替プッシャーの先端に設けたラッチを開いて使用後のロールを分離し、一旦組替プッシャーを圧延機方向に引き戻す。そして、ターンテーブルを180度回転することにより新規なロールを交換位置に配置し、再び組替プッシャーを押し込んで先端のラッチを閉じて新規なロール連結する。その後、組替プッシャーを後退させて新規なロールを圧延機に引き込んでロール組替えを行った後に、再びラッチを開いて組替プッシャーを初期位置に戻してロールの交換作業が完了する。

ところが、使用後のロールをターンテーブルに押し出した後、一旦組替プッシャーを圧延機方向に引き戻す際に、前記ラッチが開いた状態でなければ、組替プッシャーと使用後のロールが連結されたままの状態であり、使用後のロールを再び引き戻してしまいロールを交換することができない。同様に、使用後のロールを押し出した後に新規なロールを引き込んで組替える際には、前記ラッチが閉じて新規なロールと確実に連結している必要がある。

従来、このロール組替え作業はオペレータが手動により組替プッシャーを操作して行っていたので、もしロールと組替プッシャーの連結異常があれば直ちに発見することができた。しかし昨今の省力化、自動化のニーズに対応すべく、ロール組替えの自動化の要請があり、オペレータに頼ることなくロールと組替プッシャーの連結異常を確実に検出する必要がある。

そこで本発明者は、ラッチにその開閉を確認するセンサーを設置してロールと組替プッシャーの連結異常を検出しようとしたが、圧延機内は高温高湿であってセンサーを設置するには不適当な環境であるうえ、設置スペースの制限もある。しかもラッチが閉じた状態であっても振動により組替プッシャーとロールの連結が外れてしまうこともあり、この方法では組替プッシャーとロールの連結異常を正確に検出することができなかった。
特開2005-230892号公報

本発明は上記のような課題を解決して、ラッチにセンサーを設けることなく組替プッシャーとロールの連結異常を自動的に、かつ確実に検出することができるロールと組替プッシャーの連結異常検出方法及び装置を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、圧延機から組替プッシャーによりロールを押し出した後に、組替プッシャーの先端に設けたラッチに新規なロールを連結して圧延機に引き込むロール組替作業を行う際に、組替プッシャーを駆動する電動モータのトルクを測定することにより、前記ラッチとロールとの連結状態を確認することを特徴とするロールと組替プッシャーの連結異常検出方法である。

なお、トルクピーク値を測定して組替プッシャーと組替えられるロールとの連結状態を
確認することが好ましく、トルクピーク値と、使用後のロールを押し出した後に前記組替プッシャーが一旦圧延機方向に引き込む状態か、新規なロールを組込む状態かの情報を用いて、組替プッシャーとロールの連結状態を確認することが好ましい。

また、前記方法を具現化するための装置は、組替プッシャーを駆動する電動モータのトルク測定装置と、このトルク測定装置で測定されたトルクに基づいて、組替プッシャーとロールの連結異常を診断する連結異常診断手段を有することを特徴とするロールと組替プッシャーの連結異常検出装置である。なお組替プッシャーとロールの連結異常時に、前記連結異常診断手段により、電動モータに停止指令を出して、前記電動モータを停止させるための電動モータ停止手段を設けることが好ましい。

本発明によれば、組替プッシャーを駆動する電動モータのトルクを測定することによりロールと組替プッシャーの連結異常を検出するので、高温多湿環境下のラッチ部分にセンサーを設置する必要がなく、確実に検出することができる。このためオペレータが現場でラッチの開閉状態を確認する必要がなくなり、ロール組替え作業を自動化することが可能となった。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図面は、何れも本発明を鋼板の圧延機におけるロールの組替えに適用した場合を示すものであって、図1はロール組替え装置の概要を示す正面図であり、図10はロールと組替プッシャーの連結異常検出装置を示す正面図である。この図1又は図10において、1は鋼板の圧延機である。2は圧延機1の側方に配置された組替プッシャーである。この組替プッシャー2は、使用後のロール4をターンテーブル8に押し出して、ターンテーブル8上に配置し、もしくはターンテーブル8上に配置された新規なロール9を圧延機1に引き込む装置である。組替プッシャー2は動力として、電動モータ6を用いる。組替プッシャー2は、圧延機1側方とターンテーブル8の方向に直進運動する。3は組替プッシャー2の先端に設けられたラッチである。4と9は圧延機用の上下一対のワークロールであり、4は使用後のロール、9は新規なロールである。5は組替プッシャー2に設けられているギアボックスである。ギアボックス5は電動モータ6の回転運動を、組替プッシャー2の直進運動に変換するためのものである。6は電動モータであり、ギアボックスに取り付けられている。7は電動モータ6のトルクの測定装置であり、電動モータ6に接続している。8は圧延機１の組替プッシャー2の反対側に隣接配置された回転式のターンテーブルである。10は電動モータのトルク測定装置7に接続している連結異常診断手段である。この連結異常診断手段10は、トルク測定装置7により測定された電動モータ6のトルク値により連結異常を診断する。

11は連結装置診断手段10と、電動モータ6に接続されている電動モータ停止手段である。電動モータ停止手段11は連結異常診断手段10が連結異常を検出した場合に、電動モータ6に停止指令を出し、組替プッシャー2の作用を停止させる。12は連結異常診断手段10に接続している、アラームである。アラーム12は連結異常診断手段10が、組替プッシャー2と使用後のロール4もしくは新規なロール9との連結異常を検出した場合に、連結異常を表示して、オペレータに連結異常を認識させるものである。なお、アラーム12としては、例えばサイレン等の音、又は光、又は制御盤等への連結異常の表示等がある。

このような装置によりロール組替えを行うには、先ず図1の状態から、組替プッシャー2で使用後のロール4をターンテーブル8上に押し出し（図２を参照）、組替プッシャー2の先端に設けたラッチ3を開いて使用後のロール4を組替プッシャー2から切り離したうえ、一旦組替プッシャー2を圧縮機方向に引き戻す（図３を参照）。そして、ターンテーブル8を180度回転することにより新規なロール9を交換位置に配置し（図４を参照）、再び組替プッシャー2をターンテーブル8方向に押し込み、ラッチ3が新規なロール9のフック9aの先端を乗り上げた後にラッチ3を閉じることにより、新規なロール9と組替プッシャー2を連結させる。その後、組替プッシャー2を後退させて新規なロール9を圧延機1に引き込んでロール組替えを行った後に、再びラッチ3を開くことにより、新規なローラを組替プッシャーから切り離して、組替プッシャー2を初期位置に戻してロールの交換作業が完了する。なお、以上のロール組替え工程自体は従来と基本的に同じである。

ここで、使用後のロール4を組替プッシャー2にてターンテーブル8上に押し込み、ラッチ3を開いて使用後のロール4を組替プッシャー2から切り離してから、一旦組替プッシャー2を後退させる際に、ラッチ3が開かずに使用後のロール4と組替プッシャー2が連結されたままの状態であれば、再び使用後のロール4を圧延機1に引き戻してしまう。そこで本発明では、電動モータ6のトルクの測定装置７を設けて、ロール組替作業を行う際に、組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクを測定することにより、前記ラッチ3と使用後のロール4との連結状態を確認して、使用後のロール4と組替プッシャー2の連結異常を検出するようにした。

なお組替プッシャー2を駆動する電動モータ6は、回転速度が一定であって負荷によりトルク変動を生ずる電動モータであり、直流モータ、交流モータのいずれであっても差し支えない。電動モータ6のトルクの測定に当っては、後記するようにトルクピーク値を用いることが好ましい。

ここで、ラッチ3が閉じたままであり、使用後のロール4が組替プッシャー2と連結されたままの状態で、組替プッシャー2を圧延機1方向に引き込きこんだ場合、組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクは図6の下段に示されるグラフのようになる。なお、図6の上段は組替プッシャー2の先端のラッチ3の位置を示すグラフであり、aは組替プッシャー2で使用後のロール4をターンテーブル8に押し込んだ状態（図2を参照）、bは組替プッシャー2を一旦圧延機1側に引き込んだ状態（図3を参照）を示し、組替プッシャー2を圧延機1に引き込む方向に電動モータ6を回転させる出力をプラスとする。また、組替プッシャー2が動き始める直前にトルクが最大になり、この値をトルクピーク値とする。組替プッシャー2が動き始めるとトルクは低下する。これは動摩擦力が、最大摩擦力つまり動き始める直前の静止摩擦力より小さいからである。

図6のグラフに示されるように、電動モータ6のトルクピーク値が電動モータの定格値（100％）を大きく越え例えば130％以上となった場合は、使用後のロール4が組替プッシャー2と連結されたままの状態で、組替プッシャーが圧延機1方向に引き込まれているものと考えられるから、トルクピーク値から連結状態を検出することができる。また電動モータ6のトルクピーク値が130％を越えなかった場合は（図7を参照）、使用後のローラ4が組替プッシャー2と分離している状態で、組替プッシャー2が圧延機1方向に引き込まれているものと考えられるから、トルクピーク値から連結状態を検出することができ、使用後のロール4と組替プッシャー2の連結異常を検出することができる。

従って、使用後のロール4をターンテーブル8に押し出した後に、組替プッシャー2が圧延機1に引き込まれる状態であるという情報と、図6に示すように、トルクピーク値が電動モータの定格値（100％）を大きく超え、130％以上となったという情報により、「使用後のロール4が、組替プッシャー2に連結されたままで、圧延機1に引き戻されている」という異常を検出することができる。なお、図8に、上記に記載したロール押し出し時の異常検出フローを示す。

同様に、使用後のロール4を押し出した後に新規なロール9を引き込んで組替える際には、前記ラッチ3が閉じて新規なロール9と確実に連結している（図5を参照）必要があり、ラッチ3が開いたまま状態であれば、新規なロール9が組替プッシャー2と連結されず、新規なロール9はターンテーブル8に配置されたままの状態であり、組替プッシャー2のみが圧延機1に引き込まれ、ロールを交換することができない。ここで、組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクを電動モータのトルクの測定装置7で測定することにより、前記ラッチ3と新規なロール9との連結状態を確認して、新規なロール9と組替プッシャー2の連結異常を検出することができる。

ここで、ラッチ3が閉じたままの状態であり、新規なロール9が組替プッシャー2と連結されたままの状態で、組替プッシャー2を圧延機1に引き込む時の、組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクを測定すると図6に示されるグラフのようになる。また、新規なロール9が組替プッシャー2と連結されずに分離した状態で組替プッシャー2を圧延機1に引き込んだ場合の、前記組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクを測定すると図7に示されるグラフとなる。

この場合にも前記と同様に、図6と図7のグラフに示されるように、電動モータ6のトルクピーク値が電動モータの定格値（100％）を大きく越え130％以上となった場合は（図6を参照）、新規なローラ9が組替プッシャー2と連結された状態で、組替プッシャーが圧延機1方向に引き込まれているのであり、電動モータ6のトルクピーク値が130％を越えなかった場合は（図7を参照）、新規なローラ9が組替プッシャー2と連結されずに分離している状態で、組替プッシャー2が圧延機1方向に引き込まれているのであるから、組替プッシャー2を駆動する電動モータ6のトルクを電動モータのトルク測定装置7で測定することにより、前記ラッチ3と新規なロール9との連結状態を検出することができる。

この場合にも、新規なロール9を圧延機1に引き込む状態であるという情報と、図7に示すように、トルクピーク値が130％を越えなかったという情報により、「新規なロール9が、組替プッシャー2に連結されておらず、新規なロール9が圧延機1に引き込まれていない」という異常を検出することができる。図9に新規なロール引き込み時の異常検出フローを示す。

以上説明したように本発明によれば、組替プッシャーを駆動する電動モータのトルクを測定することによりロールと組替プッシャーの連結異常を検出するので、高温多湿環境下のラッチ部分にセンサーを設置する必要がなく、確実に検出することができる。このためオペレータが現場でラッチの開閉状態を確認する必要がなくなり、ロール組替え作業を自動化することが可能となった。
なお、ロールは必ずしもワークロールである必要はなく、中間ロールやバックアップロールであってもよい。また圧延機は必ずしも熱間圧延機に限定されず、各種の圧延機に適用できることはいうまでもない。

ロール組替え装置の概要を示す正面図である。使用後のロールをターンテーブルに押し出した状態を示す正面図である。組替プッシャーを圧延機方向に引き戻した状態を示す正面図である。本発明の実施の形態を示す平面図である。新規なローラを圧延機に組み込む状態を示す正面図である。組替プッシャーの位置及びトルク変動を示すグラフである。組替プッシャーの位置及びトルク変動を示すグラフである。使用後のロール押し出し時の異常検出フロー図である。新規なロール引き込み時の異常検出フロー図である。ロールと組替プッシャーの連結異常検出装置を示す正面図である。

符号の説明

１圧延機
２組替プッシャー
３ラッチ
４使用後のロール
４a フック
５ギアボックス
６電動モータ
７電動モータのトルク測定装置
８ターンテーブル
９新規なロール
９a フック
10 連結異常診断手段
11 電動モータ停止手段
12 アラーム

Claims

圧延機から組替プッシャーによりロールを押し出した後に、組替プッシャーの先端に設けたラッチに新規なロールを連結して圧延機に引き込むロール組替作業を行う際に、組替プッシャーを駆動する電動モータのトルクを測定することにより、前記ラッチとロールとの連結状態を確認することを特徴とするロールと組替プッシャーの連結異常検出方法。
トルクピーク値を測定して組替プッシャーと組替えられるロールとの連結状態を確認することを特徴とする請求項１記載のロールと組替プッシャーの連結異常検出方法。
前記トルクピーク値と、使用後のロールを押し出した後に前記組替プッシャーが一旦圧延機方向に引き込む状態か、新規なロールを組込む状態かの情報を用いて、組替プッシャーとロールの連結状態を確認することを特徴とする請求項２記載のロールと組替プッシャーの連結異常検出方法。
組替プッシャーを駆動する電動モータのトルク測定装置と、このトルク測定装置で測定されたトルクに基づいて、組替プッシャーとロールの連結異常を診断する連結異常診断手段を有することを特徴とするロールと組替プッシャーの連結異常検出装置。
組替プッシャーとロールの連結異常時に、前記連結異常診断手段により、電動モータに停止指令を出して、前記電動モータを停止させるための電動モータ停止手段を設けたことを特徴とする請求項4記載のロールと組替プッシャーの連結異常検出装置。