JP2008540133A - 粗選機で粗ストリップ幾何学形状に狙った影響を与える方法と装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
厚さ楔なしに且つ横屈曲なしに直線的粗ストリップを発生させる目標によって従来の熱間ストリップ通路或いはステッケル通路で熱間圧延する際に粗ストリップ幾何学形状に狙った影響を与えるように実施すること。
【解決手段】
熱間ストリップの圧延では、圧延運転中に本来異なっている大きさのパス減少が圧延品硬度、圧延隙間自体の変更或いは流入する圧延品の幾何学形状に実現される圧延隙間の長さにわたり生じる。この異なる大きさのパス減少がはスタンド内の圧延品の横偏向とずれ運動や流出する熱間ストリップの横屈曲をまねく。粗ストリップ幾何学形状の狙った影響によってこれら欠陥を回避するために、この発明によると、少なくとも一つの粗選機（１）には適切な制御によって動的設定は迅速且つ力強い側面ガイド（８、９）をもつ粗選機（１）内で粗選機（１）の前後に、一つの或いは複数のパスにて達成され、逆転して、或いは貫通運転でサーベル状或いは楔状ブルーム（４）が直線で楔のない粗ストリップに変形されるように、互いに連結されている。

Description

この発明は、熱間ストリップ通路或いはステッケル通路（Steckelstrassen ）で熱間圧延し、一つの或いは複数の粗選機でブルームが粗ストリップになるよう圧延される方法と装置に関する。

この場合に発生された粗ストリップは直線である、即ち粗ストリップが僅かなサーベル性（Saebligkeit ）を有し、粗ストリップがストリップ幅にわたり厚い楔を有する。この場合には、粗選機は粗ストリップ幾何学形状を得る役割ばかりではなく、むしろ粗選機に流入するブルームが既に楔状或いはサーベル状であり得るから、粗ストリップを狙ったように改良することである。この場合に、ブルーム厚が幅に対する比で比較的に大きく、それで圧延隙間内の材料横流れが可能であるから、粗ストリップ幾何学形状の変更がとりわけ第一パスで可能である。

熱間ストリップの圧延の場合には、圧延運転中に折に触れて種々の大きさのパス減少は、圧延品硬度、圧延隙間自体の変更或いは流入する圧延品の幾何学形状をもたらすべき圧延隙間の長さ（ストリップ幅）に関して生じる。この種々の大きさのパス減少は、スタンド内の圧延品の横偏向と移動運動や流出する熱間ストリップの横屈曲をまねく。

流出する熱間ストリップを経過制御或いは屈曲修正するために、種々の方法と装置が知られている。

ドイツ特許出願公開第１９７０４３３７号明細書（特許文献１）には、圧延路を通る通過の際に圧延ストリップを経過制御するために、少なくとも圧延スタンドでは圧延路の中心線に対する圧延ストリップの位置を測定し、測定値の使用の下でこの圧延スタンドの圧延の長手方向における圧延力分布を所望目標位置に制御することが提案されている。この処置によってより良い近似にて圧延路の中心線に対する圧延ストリップの対称的経過が達成され、無論、場合によっては、楔状圧延ストリップの発生の下で達成される。

連続的に粗圧延路を通して拡がるように影響する縁圧延装置と厚さに影響する水平圧延装置とにより移動される圧延ストリップの横屈曲の阻止の他の可能性は、ドイツ特許第４３１０５４７号明細書（特許文献２）によると、圧延ストリップの傍の横に液圧式に調整可能に側面ガイドを配置することにあり、その側面ガイドは縁圧延装置の前後に配置されていて、圧延されたブルームの横変位を制御し、側面ガイド間隔の交互の収縮によって圧延ストリップの障害のない流入と流出を可能とする。

ドイツ特許第３１１６２７８号明細書（特許文献３）から、圧延ストリップの傍に配置されたガイド枠が圧延ストリップを横に押圧させるガイドロールをもつ屈曲梁を有する特に仕上げ圧延では、ストリップ走行の位置を制御する装置が知られている。これらロールの位置決め制御は、所定目標値を超過する圧縮力の発生の際には開放方向でガイド枠或いはガイドロールの変位を奏する圧力制御によって重ねられる。
ドイツ特許出願公開第１９７０４３３７号明細書 ドイツ特許第４３１０５４７号明細書 ドイツ特許第３１１６２７８号明細書

この公知の先行技術から出発して、この発明の課題は、厚さ楔なしに且つ横屈曲なしに直線的粗ストリップを発生させる目標によって従来の熱間ストリップ通路或いはステッケル通路で熱間圧延する際に粗ストリップ幾何学形状に狙った影響を与えるように実施することである。

提供された課題は、請求項１の特徴とする特徴事項を備える方法によると、適切な制御部によって少なくとも一つの粗選機において粗ストリップ幾何学形状に狙った影響を与えるために動力学的設定が迅速且つ力強い側面ガイドをもつ粗選機内で粗選機の前後に、一つの或いは複数のパスにて達成され、逆転して、或いは貫通運転でサーベル状或いは楔状ブルームが直線で楔のない粗ストリップに変形されるように、互いに連結されていることによって解決される。好ましい構成は、従属請求項に挙げられている。

粗ストリップ幾何学形状のこの発明による影響は水平スタンド内と粗選機の前後の両設定可能な側面ガイドの設定によって実施される。その場合には、水平スタンド内の設定はストリップ幅にわたる一定ストリップ厚（厚さ楔のない）を考慮できる。このために、この設定は粗選機には従来は使用されなかった旋回制御ＲＡＣ（ロール整合制御）により、圧延隙間がストリップから出発する障害の場合にも平行になったままであるように、制御される。この場合には、とりわけ、ストリップ幅にわたる流入する厚さ楔、ストリップ幅にわたる温度差異、圧延隙間内のストリップの偏心的状態と流入側と流出側におけるストリップ幅にわたる不均衡な引張分布が障害要因（Stoegroessen）である。

旋回制御の原理は、差圧延力が測定されて、旋回制御によって旋回値が算出されることにある。このとき、この旋回値はスタンドの駆動側と操作側の別々の位置制御用の付加目標値としてそれぞれに半分に対して使用される。このとき、液圧式シリンダによって押圧力の設定のために、適切に実行される。原理では、旋回制御は差力に基づいて生じるスタンド横伸長を補償する。

側面ガイドの役割は、ストリップの屈曲或いはねじれを阻止する（サーベル形成）ことである。このために、側面ガイドは各面に平行に且つスタンド中心に対して同じ間隔に保持されている。側面ガイドの対向位置する定規の同期走行は機械的に実現されて、電気的或いは液圧式駆動手段による設定を実施される。この明細書に記載されたこの発明による方法のために、液圧式駆動された側面ガイドが最も良く適している、というのは、液圧式駆動手段が非常に動力学的であり且つストリップを直線に保持するために、莫大な費用なしに位置制御の外に力制御も可能であるからである。位置制御はストリップ幅より大きく、例えば流入側ではストリップ幅＋１０ｍｍと流出側ではストリップ幅＋４０ｍｍの値である間隔に側面ガイドを得る。

この位置制御は、側面ガイドを過負荷から保護し且つ側面ガイドを定義された力によりストリップに押圧する力制御と重ねられる。この場合には、位置監視は側面ガイドが退避したいときに力目標値を増加させる。

この調整システムのこの発明による協力と制御によって、サーベル状或いは楔状ブルームを直線的且つ楔のない粗ストリップに変形することが可能である。例えば厚さ楔をもつ直線的ブルームが粗選機に流入するならば、強制的に平行に保持された圧延隙間によって楔のない流出粗ストリップが発生される。この場合に強制された形状変更は、ストリップが一方向にサーベル状に流出し、ストリップが流入側でこの方向にねじれ得たように案内される。側面ガイドはこの運動を阻止し、この場合に側面ガイドに対して有効となる反力が生じる。同時に、ストリップにはロール隙間に作用し且つロール隙間内でロール方向を横切る材料流れを発生させる張力がストリップ幅にわたり生じる。それ故に、適切に厚い圧延品の場合のみに生じるこの材料流れは、基本的には初めて粗ストリップ幾何学形状のこの発明による影響を可能とする。

極端な幾何学的誤差における調整システムの過負荷を阻止し且つ複数のパスにわたる幾何学的変更の分布を可能とするために、この発明によると、ロールと側面ガイドの設定の制御が互いに連結され得る。この場合には、連結するために、次のように、生じる：
・現実の圧縮力或いは側面ガイドの現実の位置に依存する差圧延力基準値或いは最高旋回値の予め規定された基準（予定基準）、又は
・現実の差圧延力或いは旋回の差位置に依存する側面ガイドの位置目標値或いは力目標値の予め規定された基準。

この発明の更なる詳細と利点は、次に概略的図面の図示された実施例にて詳細に説明されている。

図１には、制御のこの発明による関連の一部が図示されて、これは粗選機の水平ロール設定に関し、しかも旋回制御ＲＡＣの制御概要に関する。作業ロール２、支持ロール３とブルーム４をもつ前面図で図示された粗選機１では、駆動側ＡＳと操作側ＢＳでは上支持ロール３に配置された液圧式シリンダ１５によってシリンダ力Ｆ_CAS ，Ｆ_CBS が伝達され、圧延過程にて生じる力が支持ロール３の下軸受載置面では連続的に測定される。得られた力測定値Ｆ_LcASとＦ_LcBSから差ロール力ΔＦ_LCが検出され、差ロール力の基準値ΔＦ_RES と共通に旋回制御部ＲＡＣに供給されて、ここでは基準旋回値ΔＳ_RAC が算出される。この旋回値ΔＳ_RAC は駆動側ＡＳの別に分離された位置制御部２５用の基準位置と共通に、付加目標値として半分にされ、上支持ロール３の操作側ＢＳに使用され、設定が横に液圧式シリンダ１５に作用する。

図２と３には、制御のこの発明による関連の他の一部が図示されており、しかも側面ガイド８、９の制御は圧延ストリップの傍の横に粗選機１の一部として配置されている。この場合には、図２は支持ロール３と作業ロール２を備える粗選機を平面図で示す。ロール方向７から出発して、ロール２、３の前で流入エッジライナー１６上に互いに対向位置する側面ガイド８が配置されていて、液圧式駆動手段をもつ粗選機１の駆動側ＡＳに配置された設定装置１８を備える。この設定装置１８は、図３の接続概略で明らかであるように、共通液圧式集合体１１（液圧式ポンプ）、ピストンシリンダユニット１２、制御弁１３並びに種々の液圧式導管１０から成り立つ。さらに、ピストン位置を決定する測定装置１４と液圧式圧力を決定する測定装置１９が存在する。ブルームの流入とスタンド中心に対する心合せを容易にするために、側面ガイド８の間隔がその前端に楔状に拡大されている。

同じ形式では、ロール２、３の後で流出エッジライナー１７（図２）上に互いに対向位置する側面ガイド９が配置されていて、その間隔は互いに変更されたストリップ幅に一致して適合されている（この変更が図面には図示されていない）。この発明により適合した制御概要は図２に図示された側面ガイド９のための図３に基づいて詳細に説明される。測定装置１４により検出された現実のピストン位置は位置計算機３０に供給され、測定装置１９により検出された現実の圧縮力が力計算機４０に供給される。そこで得られた位置用現実値Ｓ_SACTが位置制御部３５に供給され、圧縮力用現実値Ｆ_SACTが力制御部４５に供給される。位置Ｓ_SACTと圧縮力Ｆ_SACTの所要基準値によって制御すべき位置と力が検出され、制御弁１３を介してピストンシリンダユニット１２へ伝達される。

図４には、この発明による同時に実施された両制御がその作用にて概略的に図示されている。圧延方向７において圧延スタンドに流入するブルーム４（圧延スタンドが単に作業ロール２によって示される）はブルーム幅にわたりｈ₀ により表して駆動側ＡＳにまで上昇する厚さをもつ楔状厚さ形状を包含する。圧延過程によって楔状厚さ形状が除去された、厚さ形状ｈ₁ をもつ粗ストリップを発生させた。この場合に作業ロール２から伝達すべき圧延力Ｆ_WAS は駆動側では操作側における圧延力Ｆ_WAS より大きく、それにより矢印方向６における駆動側から操作側までの材料横流れが行われた。

楔状厚さ形状の除去の際に流入するブルーム４の横ねじれと粗ストリップ５のサーベル発生を阻止するために、流入するブルーム４が側面ガイド８によって、流出する粗ストリップ５が側面ガイド９によって横へ支持されている。

圧延スタンドの前後の支持力Ｆ₁ とＦ₂ は反力として張力形状σ₀ を流入するブルーム４に発生させ、張力形状σ₁ を流出する粗ストリップ５に発生させる。これら張力形状σ₀ 、σ₁ は圧延隙間に作用し、ブルームの幾何学的誤差の修正を可能とする材料横流れを可能とする。

図５には、調整システムの負荷を限定し且つブルーム幾何学的形状の修正を複数のパスに分布する目標により、ロールと側面ガイドとの設定のこの発明による連結の前記可能性が概略的に図示されている。

ここでは連結制御ユニット５０が適切な方向矢印により特徴付けられて図示されていて、その制御ユニットには、
・差圧延力ΔＦ_LC
・差旋回値の差位置ΔＳ_RAC
・側面ガイドの位置Ｓ_SACT
・側面ガイドの圧縮力Ｆ_SACT
用の圧延スタンドの現実値が入力され、そして同様に適切な方向矢印により特徴付けられたものから、次の圧延スタンドにて使用する予定基準値が取り出される：
・差圧延力の基準値ΔＦ_REF
・最高旋回値ΔＳ_RACMAX
・側面ガイドの位置基準値Ｓ_SREF
・側面ガイドの力基準値Ｆ_SREF。

この発明は、図示された実施例には限定されていなく、むしろロールの旋回制御ＲＡＣと圧延品用の側面ガイドの機械的設定との結合のこの発明による措置がさらに基礎としているならば、例えば使用された粗ストリップスタンド或いは側面ガイドの使用された駆動手段の構成に一致して変更できる。

ロール設定の制御概要（旋回制御ＲＡＣ）を示す。 粗選機を平面図で示す。 側面ガイドの制御概略を示す。 図１と３の制御概略の関連を示す。 ロール設定と側面ガイドの連結を示す。

符号の説明

圧延スタンド
ＡＳ．．．．．圧延ロール駆動側
ＢＳ．．．．．圧延ロール操作側
１ ．．．．．粗選機
２ ．．．．．作業ロール
３ ．．．．．支持ロール
４ ．．．．．ブルーム
５ ．．．．．粗ストリップ
７ ．．．．．圧延方向
８ ．．．．．側面ガイド流入側
９ ．．．．．側面ガイド流出側
１０．．．．．液圧式導管
１１．．．．．液圧式集合体
１２．．．．．側面ガイド用ピストンシリンダユニット
１３．．．．．制御弁
１４．．．．．ピストン調整用測定装置
１５．．．．．旋回制御用液圧式シリンダ
１６．．．．．流入エッジライナー
１７．．．．．流出エッジライナー
１８．．．．．側面ガイド用設定装置
１９．．．．．液圧圧力用測定装置
２０．．．．．旋回制御ＲＡＣ（ロール整合制御）
２５．．．．．旋回制御用位置制御部
３０．．．．．側面ガイド用位置計算機
３５．．．．．側面ガイド用位置制御部
４０．．．．．側面ガイド用力計算機
４５．．．．．側面ガイド用力制御部
５０．．．．．連結制御ユニット
圧力ストリップ特性
６ ．．．．．横流れ方向
ｈ₀ ．．．．．流入する厚さ形状
ｈ₁ ．．．．．流出する厚さ形状
σ₀ ．．．．．流入する張力形状
σ₁ ．．．．．流出する張力形状
位置
Ｓ_REF ．．．．基準位置
Ｓ_SREF．．．．位置基準値
Ｓ_SACT．．．．側面ガイドの現実位置
ΔＳ_RAC ．．．基準旋回値
ΔＳ_RACMAX．．最高旋回値
力
Ｆ_LcAS．．．．測定された力、駆動側
Ｆ_LcBS．．．．測定された力、操作側
Ｆ_CAS ．．．．シリンダ力、駆動側
Ｆ_CBS ．．．．シリンダ力、操作側
ΔＦ_LC．．．．差圧延力
ΔＦ_REF ．．．差圧延力の基準値
Ｆ_SREF．．．．側面ガイドの力基準値
Ｆ_SACT．．．．側面ガイドの現実圧縮力
Ｆ_WAS ．．．．駆動側の圧延力
Ｆ_WBS ．．．．操作側の圧延力
Ｆ₁ 、Ｆ₂ ．．．側面ガイドへの力

Claims (9)

1. 熱間ストリップ通路或いはステッケル通路で熱間圧延し、一つの或いは複数の粗選機（１）でブルーム（４）が粗ストリップ（５）になるよう圧延される方法において、適切な制御部（２０、２５、３５、４５）によって少なくとも一つの粗選機（１）において粗ストリップ幾何学形状に狙った影響を与えるために動力学的設定が迅速且つ頑丈な側面ガイド（８、９）をもつ粗選機（１）内で粗選機（１）の前後に、一つの或いは複数のパスにて達成され、逆転して、或いは貫通運転でサーベル状或いは楔状ブルーム（４）が直線で楔のない粗ストリップ（５）に変形されるように、互いに連結されていることを特徴とする方法。
2. 動力学的設定は旋回制御部（ＲＡＣ［ロール整合制御］）（２０）によって実施され得て、測定された差圧延力（ΔＦ_LC）と差圧延力の基準値（ΔＦ_REF ）とから最高旋回値（ΔＳ_RACMAX）の考慮の下で基準旋回値（ΔＳ_RAC ）が算出され、この基準旋回値は粗選機（１）の駆動側（ＡＳ）と操作側（ＢＳ）の分離した位置制御部（２５）用の付加目標値（基準位置［Ｓ_REF ］）として半分毎に対して使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 側面ガイド（８、９）は駆動手段、特に液圧式駆動手段によって各面に平行に且つスタンド中心に対して同じ間隔に保持されており、位置制御（３５）の外に、力制御（４５）が行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 側面ガイド（８、９）の位置制御（３５）は、側面ガイド（８、９）の横間隔がストリップ幅より大きく異なっていて、例えば流入側ではストリップ幅＋１０ｍｍ、そして流出ではストリップ幅＋４０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 力制御（４５）によって側面ガイド（８、９）は定義された力（Ｆ₁ ，Ｆ₂ ）により横にブルーム（４）或いは粗ストリップ（５）に対して押圧されて、その際には過負荷から保護されていることを特徴とする請求項３或いは４に記載の方法。
6. 側面ガイド（８、９）の可能な退避の際に位置監視によって力目標値（Ｆ_SACT）は力制御（４５）に一致して増加されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 旋回制御部（２０）は、粗選機（１）に流入する圧延製品の極端な幾何学的誤差の際には所望の幾何学的変更が複数のパスによって実施され得るように、側面ガイド（８、９）の制御部（３５、４５）と互いに連結されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 従来の熱間ストリップ通路或いはステッケル通路で熱間圧延し、一つの或いは複数の粗選機（１）でブルーム（４）が粗ストリップ（５）になるよう圧延される、特に請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実施する装置において、少なくとも一つの粗選機（１）が旋回制御部（２０）と液圧式設定可能な側面ガイド（８、９）を備えて形成されており、それらは、一つの或いは複数のパスにて達成され、逆転されるか、又は或いは通過運転でサーベル状或いは楔状ブルーム（４）が直線で楔のない粗ストリップ（５）に変形されるように、測定且つ制御技術的に互いに連結されていることを特徴とする装置。
9. 液圧式設定可能な側面ガイド（８、９）は位置制御部（３５）と力制御部（４５）と作用接続していることを特徴とする請求項８に記載の装置。

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