JP2008516781A - そのストリップエンドが圧延速度で流出するストリップの離脱を改善するための方法及び圧延ライン - Google Patents

Abstract

連続する２つのロールスタンド（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３．．．Ｆｎ）の間での圧延中にストリップの流れを安定化するためにストリップ張力（σ）が調整される、そのストリップエンド（１ａ）が、多スタンド圧延ライン（３）のそれぞれ最後のロールスタンドとなったロールスタンド（２）から圧延速度で流出するストリップ（１）の離脱を改善するための方法において、ストリップエンド（１ａ）が出る直前に、生じた圧延荷重差が、各ロールスタンド（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３．．．Ｆｎ）に対して個別に測定され、これから、ロール（１０，１１）の圧下のための補正値を算出するために旋回値（１６）と旋回方向が導き出され、圧下が補正される。

Description

本発明は、連続する２つのロールスタンドの間での圧延中にストリップの流れを安定化するためにストリップ張力が調整される、そのストリップエンドが、多スタンド圧延ラインのそれぞれ最後のロールスタンドとなったロールスタンドから圧延速度で流出するストリップの離脱を改善するための方法及び圧延ラインに関する。

スチールの熱間圧延では、ストリップ、特にスチールストリップの必要な終端部圧延温度が得られるように、圧延速度が調整される。この終端部圧延温度は、それぞれ達成すべき冶金特性を達成するために維持されなければならない。圧延速度の低減は、ストリップエンドでも望ましくない。しかしながら、圧延速度でのストリップの離脱は、特に圧延速度が多角最終厚さが薄い場合に問題となる。

圧延中、ロールスタンド間で調整されるストリップ張力は、ストリップの流れを安定化するための決定的な要因である。ロールスタンドからストリップエンドが離脱する際、ロールスタンドから離脱する直前又は遅くとも離脱する時にストリップ張力が上昇させられる。その場合、ストリップエンドは、張力のない状態で次のロールスタンドに引き込まれる。この段階では、ストリップの流れが不安定であり、若干の障害又は偏差により、ストリップエンドが圧延間隙内で「変化」してしまう。このような場合、ストリップは、スタンド中心から外れ、この場合、圧延荷重差と圧延間隙の傾きが生じ、これが、更にまた変化を加速させる。この経過の原因は、不平行な圧延間隙、ストリップの幅に渡る温度差、ストリップの幅に渡る楔状の厚さ、又はストリップの硬さの差で有り得る。

ロールスタンドの駆動機構側と操作側の間の圧延荷重差を補正する圧延間隙の調整を、圧延間隙の調整値制御により補正調整をすることにより曲げ力及びバランス力を補償しつつ行なうことが公知である（特許文献１）。この場合、調整装置には、平坦製品の次処理の前に、全ての個々のロールで測定される水平力から算出される付加的な補正基準値が供給される。この解決策は、いわゆるクロスモジュールであり、このクロスモジュールを介してミルハウジング両側の伸び値が換算される。伸び値は、ロールスタンドの駆動機構側と操作側の２つの圧下システムのための両方の位置基準値のための相応の位置基準値によって補償される。
しかしながら、ストリップエンドの誤差が非常に大きい場合、この調整装置は、ストリップを安定化する状況にない。

圧延工程に制御員が介入することによりストリップエンドの旋回を最小化するか、全く回避したり、自動的な調整により制御員の代替をするというこれまでの試みは、満足する結果に至らない。ストリップ張力を減少させている間に出力位置に介入する場合は、ストリップエンドの変化を回避することはできず、誤圧延と次のロールスタンドでの相応の従属問題が生じる。最悪の場合には、ストリップエンドがちぎれ、ワークロールとバックアップロールに損害が生じる。特に僅かな表面の瑕疵しか備えてはいけないストリップ（薄いスチールストリップ）の場合、唯一の誤圧延が、圧延プロセスを中断して、１つ又は複数のロールスタンドでワークロールを交換しなければならなくなる。
欧州特許第０ ８７５ ３０３号明細書

本発明の根底にある課題は、圧延ラインのそれぞれ瞬間的に最後のロールスタンドとなったロールスタンドにおけるストリップエンドの離脱を独立した方法ステップと見なし、ロールスタンドの両側での圧延荷重の調整を適時に評価することにある。

提起された課題は、本発明によれば、ロールスタンドからストリップエンドが出る直前に、駆動機構側と操作員側の間で生じた圧延荷重差が、各ロールスタンドに対して個別に測定され、これから、ロールの圧下のための補正値を算出するために圧延荷重差の旋回値と旋回方向が導き出され、圧下が補正されることによって解決される。利点は、離脱前に出力状況を改善し、ストリップエンドの変化を十分に回避することにある。圧延荷重差の方向と値は、この段階で決定され、これによりストリップのための「旋回値」が計算される。これらステップは、各ロールスタンドに対して個別に実施されるので、この箇所でのストリップの特性とその幾何学的な値、即ち厚さ及び硬さ、平面度、及び表面は、それぞれ測定に帰する。

ある実施形態では、それぞれの測定ステップの結果が、ロールスタンドからロールスタンドへと又は適応的にストリップからストリップへと進行する圧延プロセス内で自動的に利用される。利点は、得られた経験の処理にある。

適用の可能性は、測定結果が、制御センタ内の制御員に表示され、制御員が、圧延プロセス中に補正をマニュアルで実施することにある。

他の適用は、ストリップエンドが離脱した後、選択されたストリップ長さのために、駆動機構側と操作員側の間の圧延荷重差の平均値が算出され、後続のストリップで利用されることによって提供される。

ストリップ、特に薄いスチールストリップを熱間圧延するための圧延ラインは、そのワークロールとバックアップロールが、それぞれ駆動機構側でストリップの流れを安定化するためのストリップ張力の維持と高い圧延速度のために駆動され、圧延荷重を測定するための測定装置が駆動機構側と操作員側にそれぞれ設けられている、圧延ラインで作動する複数のロールスタンドを有する。

提起された課題は、本発明によれば、駆動機構側と操作員側の圧延荷重が、荷重測定機器によってストリップエンドが出る直前に圧延荷重差として確認可能であること、ストリップエンドの圧延荷重差のための評価ユニットと、ストリップエンドの通過中にロールの圧下のためのいわゆる旋回値を計算するための計算ユニットとが設けられていることによって解決される。利点は、ここでも、方法について既に示したことにある。

ロールスタンドの実施形態では、ストリップエンドの圧延荷重差のための荷重測定機器が、それぞれ下側のバックアップロールの下に配設されたロードセルから成ることが提案される。

測定装置の更なる形成では、計算ユニットに、現在又は次のストリップで考慮するための自動装置と制御員に対する旋回示唆の表示装置のいずれかに旋回値を伝送するための分岐装置が接続されている。

加えて、自動装置及び／又は表示装置が、旋回基準値コンパレータ及び／又は旋回実測値コンパレータに接続されていること、両コンパレータが、駆動機構側の油圧圧下装置の位置調整装置か、操作員側の油圧圧下装置の位置調整装置に接続されていることが有利である。

更なる形成では、位置調整装置が、絶対的な位置基準値のための位置調整を考慮して、駆動機構側と操作員側のためのシリンダ荷重調整装置にそれぞれ接続されている。

図面に図示した方法と制御装置もしくは調整装置のための実施例を以下で詳細に説明する。

図１Ａには、ストリップ１の圧延時の安定したストリップの流れが図示されているが、この場合、ストリップエンド１ａは、熱間ストリップ圧延ライン３のそれぞれ最後のロールスタンド２に流入する。圧延荷重は、それぞれスタンド中心２ａ（図２）に対して対称に作用するように想定されている。スタンドＦ２では、ロール１０，１１の圧下が、平行ではなく、駆動機構側４に対しての方が、操作員側５に対してよりも広くなるように開放されている。この調整は、隣接するスタンドＦ１及びＦ３にストリップが締め付けられることによってストリップ幅に渡るストリップ応力分布を非対称にし、これにより、ストリップの流れが安定化され、ストリップ１が横に変化することを阻止する。この状態で、駆動機構側４と操作員側５でのスタンドＦ２のためのストリップ引込み速度は等しい。

図１Ｂには、ストリップエンド１ａの離脱時の不安定なストリップの流れが示されているが、この場合、スタンドＦ１からストリップエンド１ａが離脱した後は、安定化するストリップ張力がなく、スタンドＦ２の駆動機構側４と操作員側５の間のストリップ引込み速度が異なる。ストリップ１は、この場合、高い速度で駆動機構側４に引き込まれるので、ストリップエンド１ａが回転し、駆動機構側４に向かって変化する。このような工程は、危険であり、説明した損害に至ってしまう。

スタンド中心２ａ（図２参照）からストリップエンド１ａが出た場合、駆動機構側４と操作員側５とで生じた圧延荷重が比較されるか、各ロールスタンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，．．．Ｆｎに対して個別に測定され、次に評価される。これらの測定値から、圧延荷重差の方向と値が計算される。

それぞれの測定ステップの結果は、自動的にロールスタンド（Ｆ１）からロールスタンド（Ｆ２，Ｆ３，．．．Ｆｎ）へと又は適応的にストリップ１から新しいストリップ１へと進行する圧延プロセス内で使用される。

利用・適用装置は、測定結果が制御センタ内の制御員に対してモニタに表示され、制御員が圧延プロセス中に補正をマニュアルで行なうように構成されている。

他の利用の可能性は、ストリップエンド１ａが離脱した後、選択されたストリップ長さのために、駆動機構側４と操作員側５の間の圧延荷重差の平均値が算出され、それぞれ後続のストリップ１のために利用されることにある。

図２には、熱間ストリップ圧延ライン３（図１）のロールスタンド２が図示されており、そのワークロール１０とバックアップロール１１は、それぞれ駆動機構側４が駆動されているが、この場合、ストリップ張力は、ストリップの流れを安定化するためと高い圧延速度のために調整されている。加えて、以下で説明する圧延荷重を測定するための測定装置が、駆動機構側４と操作員側５に設けられている。

ストリップエンド１ａがロールスタンド２から出ている間に、次のロールスタンド２の駆動機構側４と操作員側５の圧延荷重が荷重測定機器１２及び１３（例えばロードセル１７及び１８）によって測定され、これから圧延荷重差が確認され、その後、圧延荷重差は、評価ユニット１４において、個々の事例で生じる、それぞれのストリップエンド１ａの実際の圧延荷重差として確認される。接続された計算ユニット１５で、補正値が計算されるが、この補正値は、専門用語でワークロール及びバックアップロール１０，１１の圧下のための「旋回値」１６と呼ばれる。従って、「旋回値」１６は、ロールスタンド２内のロール１０，１１の圧下の補正を意味する。ストリップエンド１ａの圧延荷重差のための荷重測定機器１２，１３として、ロードセル１７，１８以外に、ミルハウジング内に配設することができる他の引張応力又は圧縮応力測定機器も使用される。

更に、（図２参照）計算ユニット（１５）には、現在又は次のストリップ１で考慮するための自動装置２０と制御員に対する旋回示唆の表示装置２１のいずれかに旋回値１６を伝送するための分岐装置１９が接続されている。これに応じて、制御員の自動的な旋回基準値２３が分岐装置２４に導かれ、この分岐装置において、値が、（ロールの）駆動機構側の油圧圧下装置の位置調整装置２５と操作員側５の油圧圧下装置の位置調整装置２６に案内される。旋回基準値２２，２３は、絶対的な位置基準値２７に対して加算もしくは減算される。

駆動機構側４と操作員側５の油圧圧下装置の位置調整装置２５，２６は、これら位置基準値によって作動し、駆動機構側４と操作員側５のためのシリンダ荷重調整装置２９及び３０にそれぞれ接続されている。

図３には、例えばストリップエンド１ａでの荷重差の評価が図示されている。スタンドＦｉ−１から離脱３１した後、一定の時間又はストリップ長さの間、荷重差の平均値３２が算出される。そして、スタンドＦｉから離脱３３するまでの残りの時間又はストリップ長さの間、この平均値に対する相対偏差３４が積分される。このようにして計算された値の大きさは、旋回値１６の大きさを決定し、正又は負の符号が「旋回」の方向を決定する。

圧延時の安定したストリップの流れをストリップ張力と共に示す。 ロールの圧下が平行でも対称でもない場合に「変化」するストリップエンドの離脱時の不安定なストリップの流れを示す。 方法の制御もしくは調整をするためのブロック回路図を示す。 ストリップ圧延ラインの連続するロールスタンドに生じる圧延荷重に基づいた「旋回値」の計算を示す。

符号の説明

１ ストリップ
１ａ ストリップエンド
１ｂ 薄いスチールストリップ
２ ロールスタンド
２ａ スタンド中心
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，．．．Ｆｎ 圧延ライン内で連続するロールスタンド
３ 熱間ストリップ圧延ライン
４ 駆動機構側
５ 操作員側
６ 圧延方向
７ 駆動機構側のピストン・シリンダ・ユニットの荷重
８ 操作員側のピストン・シリンダ・ユニットの荷重
９ 荷重測定側
１０ ワークロール
１１ バックアップロール
１２ 駆動機構側の荷重測定機器
１３ 操作員側の荷重測定機器
１４ 評価ユニット
１５ 計算ユニット
１６ 「旋回値」
１７ ロードセル
１８ ロードセル
１９ データ伝送ライン
２０ 自動装置
２１ 旋回示唆のための表示装置
２２ 自動的な旋回基準値
２３ 制御員の旋回基準値
２４ 分岐装置
２５ 油圧圧下装置の位置調整装置（駆動機構側）
２６ 油圧圧下装置の位置調整装置（操作員側）
２７ 絶対的な位置基準値
２９ シリンダ荷重調整装置
３０ シリンダ荷重調整装置
３１ ロールスタンドからの離脱
３２ 平均値
３３ ロールスタンドＦｉからの離脱
３４ 平均値に対する相対偏差

Claims (9)

1. 連続する２つのロールスタンド（Ｆ１／Ｆ２；Ｆ２／Ｆ３．．．Ｆｎ）の間での圧延中にストリップの流れを安定化するためにストリップ張力（σ_{Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３}）が調整される、そのストリップエンド（１ａ）が、多スタンド圧延ライン（３）のそれぞれ最後のロールスタンドとなったロールスタンド（２）から圧延速度で流出するストリップ（１）の離脱を改善するための方法において、
   ロールスタンド（２）からストリップエンド（１ａ）が出る直前に、駆動機構側（４）と操作員側（５）の間で生じた圧延荷重差が、各ロールスタンド（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，．．．Ｆｎ）に対して個別に測定され、これから、ロール（１０，１１）の圧下のための補正値を算出するために圧延荷重差の旋回値（１６）と旋回方向が導き出され、圧下が補正されることを特徴とする方法。
2. それぞれの測定ステップの結果が、ロールスタンド（Ｆ１）からロールスタンド（Ｆ２．．．Ｆｎ）へと又は適応的にストリップ（１）からストリップ（１）へと進行する圧延プロセス内で自動的に利用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 測定結果が、制御センタ内の制御員に表示され、制御員が、圧延プロセス中に補正をマニュアルで実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. ストリップエンド（１ａ）が離脱した後、選択されたストリップ長さのために、駆動機構側（４）と操作員側（５）の間の圧延荷重差の平均値が算出され、後続のストリップ（１）で利用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
5. そのワークロール（１０）とバックアップロール（１１）が、それぞれ駆動機構側（４）でストリップの流れを安定化するためのストリップ張力の維持と高い圧延速度のために駆動され、圧延荷重を測定するための測定装置が駆動機構側（４）と操作員側（５）にそれぞれ設けられている、圧延ラインで作動する複数のロールスタンド（２）を有する、ストリップ（１）、特に薄いスチールストリップ（１ｂ）を熱間圧延するための圧延ラインにおいて、
   駆動機構側（４）と操作員側（５）の圧延荷重が、荷重測定機器（１２；１３）によってストリップエンド（１ａ）が出る直前に圧延荷重差として確認可能であること、ストリップエンド（１ａ）の圧延荷重差のための評価ユニット（１４）と、ストリップエンド（１ａ）の通過中にロール（１０，１１）の圧下のためのいわゆる旋回値（１６）を計算するための計算ユニット（１５）とが設けられていることを特徴とする圧延ライン。
6. ストリップエンド（１ａ）の圧延荷重差のための荷重測定機器（１２；１３）が、それぞれ下側のバックアップロール（１１）の下に配設されたロードセル（１７，１８）から成ることを特徴とする請求項５に記載の圧延ライン。
7. 計算ユニット（１５）に、現在又は次のストリップ（１）で考慮するための自動装置（２０）と制御員に対する旋回示唆の表示装置（２１）のいずれかに旋回値（１６）を伝送するための分岐装置（１９）が接続されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の圧延ライン。
8. 自動装置（２０）及び／又は表示装置（２１）が、旋回基準値コンパレータ（２２）及び／又は旋回実測値コンパレータ（２３）に接続されていること、両コンパレータが、駆動機構側（４）の油圧圧下装置の位置調整装置（２５）か、操作員側（５）の油圧圧下装置の位置調整装置（２６）に接続されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の圧延ライン。
9. 位置調整装置（２５，２６）が、絶対的な位置基準値（２７）のための位置調整を考慮して、駆動機構側（４）と操作員側（５）のためのシリンダ荷重調整装置（２９，３０）にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の圧延ライン。

Images