JP2010029896A - 圧延装置及び圧延装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クロップがミルに噛み込まれることによるミルの損傷を確実に防止する。
【解決手段】ミルの上流側に帯状ワークを挟み込む少なくとも一対のロールを備えた圧延装置であって、一対のロールのギャップ幅を検出して外部に出力するギャップ検出手段と、該ギャップ検出手段の検出結果を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がギャップ幅の異常を示す場合には帯状ワークの搬送あるいは／及びミルの回転を非常停止させる制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧延装置及び圧延装置の制御方法に関する。

周知のように、圧延加工には粗圧延や仕上げ圧延等があるが、仕上げ圧延は、ストリップ（帯状ワーク）を最終的な目標厚に成形する最終工程で行われるものである。この仕上げ圧延では、前工程で不定形な形状となった先端部をクロップシャー等を用いて切除去することにより、ストリップの先端近傍において厚さ精度が目標厚に収束し切れない部分の長さを極力短くすることが行われている。
上記クロップシャーは、上側切断刃と下側切断刃とでストリップを挟み込むことによりストリップを切断（せん断）するものである。例えば下記特許文献１には、上ドラムに取り付けられた切断刃と下ドラムに取り付けられた切断刃とでストリップを切断するクロップシャーが開示されている。
特開２００１−１５７９０９号公報

ところで、従来のクロップシャーでは、仕上圧延に先立ってストリップの先端を切断した際に、クロップ（切れ端）がストリップ上に落下して仕上ミルに噛み込まれることにより仕上ミルのワークロールやスピンドルが破損するという問題点がある。このようにして仕上ミルが損傷すると、回復のためのメンテナンスに時間を割く必要があるため仕上圧延工程の処理効率が大幅に低下する。したがって、クロップが仕上ミルに噛み込まれることによる仕上ミルの損傷を確実に防止する技術の開発が切望されている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、クロップがミルに噛み込まれることによるミルの損傷を確実に防止することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、圧延装置に係る第１の解決手段として、ミルの上流側に帯状ワークを挟み込む少なくとも一対のロールを備えた圧延装置であって、一対のロールのギャップ幅を検出して外部に出力するギャップ検出手段と、該ギャップ検出手段の検出結果を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がギャップ幅の異常を示す場合には帯状ワークの搬送あるいは／及びミルの回転を非常停止させる制御手段とを備える、という手段を採用する。

圧延装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、一対のロールは、帯状ワークの水切りを行うピンチロール装置を構成する、という手段を採用する。

圧延装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、判定条件は、異常なギャップ幅を識別するためのギャップしきい値と異常なギャップ幅の異常な継続時間を識別するための時間しきい値から構成される、という手段を採用する。

圧延装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、ギャップ検出手段は、一対のロールの配列方向における一方のロールの位置を検出する、という手段を採用する。

圧延装置に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、ミルは仕上ミルである、という手段を採用する。

また、本発明では、圧延装置の制御方法に係る第１の解決手段として、ミルの上流側に帯状ワークを挟み込む少なくとも一対のロールを備えた圧延装置の制御方法であって、一対のロールのギャップ幅を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がギャップ幅の異常を示す場合には帯状ワークの搬送あるいは／及びミルの回転を非常停止させる、という手段を採用する。

圧延装置の制御方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、一対のロールは、帯状ワークの水切りを行うピンチロールである、という手段を採用する。

圧延装置の制御方法に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、判定条件は、異常なギャップ幅を識別するためのギャップしきい値と異常なギャップ幅の異常な継続時間を識別するための時間しきい値とである、という手段を採用する。

圧延装置の制御方法に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、一対のロールの配列方向における一方のロールの位置を検出して所定の判定条件に基づいて評価する、という手段を採用する。

圧延装置の制御方法に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、ミルが仕上ミルである、という手段を採用する。

本発明によれば、ギャップ検出手段の検出結果を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がギャップ幅の異常を示す場合には帯状ワークの搬送あるいは／及びミルの回転を非常停止させるので、クロップがミルに噛み込まれることによるミルの損傷を確実に防止することが可能である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る仕上圧延装置の機能構成を示すシステム構成図である。この図１において、符号Ｗはストリップ、１はクロップシャー、２はスケールブレーカ、３は仕上ミル、４はクロップ検出装置、５はストリップ搬送駆動装置、６は仕上ミル駆動装置である。

ストリップＷは、前工程で粗圧延された帯状ワークである。クロップシャー１は、ストリップＷを挟み込んでせん断する一対の切断刃、つまり上側切断刃１ａと下側切断刃１ｂとを備えており、ストリップＷの先端部の不定形な部分をストリップＷの軸線方向に直行する方向で切断する切断機である。スケールブレーカ２は、上記クロップシャー１と仕上ミル３との間に設けられており、ストリップＷのサビ落としを行うものであり、デスケーリングスプレー装置（図示略）と当該デスケーリングスプレー装置からストリップＷに噴射された水を水切りするための２対のピンチロール２ａ〜２ｄを備えている。

上記２対のピンチロール２ａ〜２ｄのうち、ストリップＷの下側に位置する２つのピンチロール２ｂ，２ｄは回転軸が固定された固定ロールであり、一方、ストリップＷの上側に位置する２つのピンチロール２ａ，２ｃは、の上下方向位置が可変な可動ロールである。スケールブレーカ２は、ピンチロール２ｂ（固定ロール）とピンチロール２ａ（可動ロール）とでストリップＷを挟み込むことにより、またピンチロール２ｄ（固定ロール）とピンチロール２ｃ（可動ロール）とでストリップＷを挟み込むことにより、デスケーリングスプレー装置からの噴射によってストリップＷの両面に付着した水を水切りする。

スケールブレーカ２は、可動ロールであるピンチロール２ａ，２ｃの上下方向における位置を検出する位置センサ２ｅ，２ｆ（ギャップ検出手段）を備えている。つまり、２つの位置センサ２ｅ，２ｆのうち、一方の位置センサ２ｅは、ピンチロール２ａ（可動ロール）の上下方向における位置、つまりピンチロール２ｂ（固定ロール）とピンチロール２ａ（可動ロール）とのギャップ幅を検出してクロップ検出装置４に出力する一方、他方の位置センサ２ｆは、ピンチロール２ｃ（可動ロール）の上下方向における位置、つまりピンチロール２ｄ（固定ロール）とピンチロール２ｃ（可動ロール）とのギャップ幅を検出してクロップ検出装置４に出力する。

仕上ミル３は、一対のワークロール３ａ，３ｂ及び一対のバックアップロール３ｃ、３ｄを備えている。一対のワークロール３ａ，３ｂは、ストリップＷに当接して圧延を施すものであり、一対のバックアップロール３ｃ、３ｄは、このような一対のワークロール３ａ，３ｂに当接して圧延荷重を与えるものである。すなわち、一対のワークロール３ａ，３ｂのうち、一方のワークロール３ａはストリップＷの上側に当接し、他方のワークロール３ａはストリップＷの下側に当接する。また、一対のバックアップロール３ｃ、３ｄのうち、一方のバックアップロール３ｃは一方のワークロール３ａに当接し、他方のバックアップロール３ｄは、他方のワークロール３ｂに当接する。

クロップ検出装置４は、位置センサ２ｅ，２ｆから入力される検出信号を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がストリップＷの上側に位置するピンチロール２ａ，２ｃの位置の異常、つまり２対のピンチロール２ａ〜２ｄのギャップ幅の異常を示す場合には、ストリップＷの搬送あるいは／及び仕上ミル３の回転を非常停止させるようにストリップ搬送駆動装置５あるいは／及び仕上ミル駆動装置６を制御する制御手段である。なお、クロップ検出装置４によってデスケーリングスプレー装置を制御することによってストリップＷへの水の噴射を制御するようにしても良い。

このクロップ検出装置４には、上記判定条件として、ストリップＷの上側に位置するピンチロール２ａ，２ｃの異常位置（つまり異常ギャップ幅）を識別するための位置しきい値Ｐｔｈ（ギャップしきい値）と異常なギャップ幅の異常な継続時間を識別するための時間しきい値Ｔｔｈが記憶している。クロップ検出装置４は、これら２つのしきい値Ｐｔｈ，Ｔｔｈを用いて上記位置センサ２ｅ，２ｆから入力される検出信号を評価することにより、ストリップＷの上側に位置するピンチロール２ａ，２ｃの位置が異常な場合（ギャップ幅が異常な場合）には、非常停止信号をストリップ搬送駆動装置５及び仕上ミル駆動装置６に出力する。

ストリップ搬送駆動装置５は、ストリップＷの搬送路に設けられた駆動ローラを回転駆動するモータである。仕上ミル駆動装置６は、一対のワークロール３ａ，３ｂ及び一対のバックアップロール３ｃ、３ｄを回転駆動するモータである。ストリップ搬送駆動装置５及び仕上ミル駆動装置６は、クロップ検出装置４から非常停止信号が入力されると、ストリップＷの搬送路及び一対のワークロール３ａ，３ｂ及び一対のバックアップロール３ｃ、３ｄの回転を非常停止する。

次に、このように構成された本仕上圧延装置の動作について、図２及び図３をも参照して詳しく説明する。

本仕上圧延装置では、仕上ミル３を用いてストリップＷを仕上圧延するに際して、クロップシャー１でストリップＷの先端の不定形部分を切断する。このクロップシャー１によって切断された不定形部分は、クロップｗ1としてストリップＷの搬送経路の下方に落下するが、図２に示すようにクロップシャー１によってストリップＷから切り離されたクロップｗ1が稀にストリップＷの上に落下してストリップＷと共にスケールブレーカ２を通過して仕上ミル３に噛み込まれることがある。

本仕上圧延装置に備えられたクロップ検出装置４は、位置センサ２ｅ，２ｆから入力される検出信号と内部メモリに記憶された上記判定条件とに基づいて、クロップｗ1がストリップＷ上に載置されているか否かを評価し、クロップｗ1がストリップＷ上に載置されている場合、つまり２対のピンチロール２ａ〜２ｄのギャップ幅が異常な場合には非常停止信号をストリップ搬送駆動装置５及び仕上ミル駆動装置６に出力する。

すなわち、２対のピンチロール２ａ〜２ｄのギャップ幅は、図３に示すように、クロップｗ1が存在しない正常な場合はストリップＷの厚さに相当する値となるが、クロップｗ1がストリップＷ上に載置されている場合には、ストリップＷの厚さにクロップｗ1の厚さを加算した厚さ、つまりストリップＷの厚さの約２倍に相当する値となる。前工程である粗圧延の結果得られるストリップＷの厚さはある程度のばらつきはあるものの予め見積もることが可能なので、このストリップＷの厚さの見積り値に基づいて上記判定条件における位置しきい値Ｐｔｈが予め設定されてクロップ検出装置４に記憶される。

また、クロップｗ1がストリップＷ上に載置されている場合において、ストリップＷの上側に位置するピンチロール２ａ，２ｃの位置が異常値を示す継続時間、つまり図３における時刻ｔ1〜時刻ｔ2の期間Ｔｍは、クロップｗ1の形状やストリップＷ上における姿勢によって異なるが、クロップｗ1以外にストリップＷ上に載置される可能性のある塵や屑等に比較して極端に長い時間となる。このような事情から、クロップｗ1がストリップＷ上に載置されている状態を識別する時間しきい値Ｔｔｈについても十分に見積もることが可能である。

クロップ検出装置４は、図３に示すように、ストリップＷの上側に位置するピンチロール２ａ，２ｃの位置のうち何れか１つにおいて、上記位置しきい値Ｐｔｈを超えており、かつ、当該位置しきい値Ｐｔｈを超える状態の継続時間が時間しきい値Ｔｔｈを超える場合に、ストリップＷ上にクロップｗ1が載置されていると判定し、非常停止信号をストリップ搬送駆動装置５及び仕上ミル駆動装置６に出力する。この結果、ストリップ搬送駆動装置５は、ストリップＷの搬送を非常停止させ、クロップｗ1がストリップＷと共に仕上ミル３に噛み込まれることを防止する。また、仕上ミル駆動装置６は、一対のワークロール３ａ，３ｂ及び一対のバックアップロール３ｃ、３ｄの回転を非常停止させて、クロップｗ1がストリップＷと共に仕上ミル３に噛み込まれることを回避する。

こような本実施形態によれば、クロップ検出装置４が上記判定条件に基づいて位置センサ２ｅ，２ｆの検出信号を評価し、ストリップＷ上にクロップｗ1が載置されていることを判定すると、ストリップ搬送駆動装置５及び仕上ミル駆動装置６を非常停止させるので、クロップｗ1が仕上ミル３に噛み込まれることによる仕上ミル３の損傷を確実に防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、ストリップＷの上側に位置する２つのピンチロール２ａ，２ｃの各々に位置センサ２ｅ，２ｆを設けたが、これはクロップｗ1がストリップＷ上に載置されていることをより確実に判定するためのものであり、２つのピンチロール２ａ，２ｃの片方、特に仕上ミル３から遠い側のピンチロール２ａだけに位置センサ２ｅを設けても良い。

（２）上記実施形態では、ストリップＷの上側に位置する２つのピンチロール２ａ，２ｃの上下方向位置を検出する位置センサ２ｅ，２ｆをギャップ検出手段として用いたが、ギャップ検出手段は位置センサ２ｅ，２ｆに限定されない。
（３）位置しきい値Ｐｔｈと時間しきい値Ｔｔｈとをクロップｗ1がストリップＷ上に載置されていることを識別するための判定条件としたが、必要に応じて位置しきい値Ｐｔｈのみを判定条件としても良い。

（４）上記実施形態では、ストリップ搬送駆動装置５及び仕上ミル駆動装置６を非常停止させるようにしたが、ストリップ搬送駆動装置５のみを非常停止させても良い。
（５）上記実施形態は、仕上ミル３の損傷防止に関するものであるが、本発明はこれに限定されない。仕上ミル３以外のミルの損傷防止にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係わる圧延装置の機能構成を示すシステム構成図である。 本発明の一実施形態においてストリップＷ上のクロップｗ1の状態例を示す模式図である。 本発明の一実施形態におけるピンチロールの位置変化を示す模式図である。

符号の説明

Ｗ…ストリップ（帯状ワーク）、ｗ１…クロップ、１…クロップシャー、１ａ…上側切断刃、１ｂ…下側切断刃、２…スケールブレーカ、２ａ〜２ｄ…ピンチロール、２ｅ，２ｆ…位置センサ（ギャップ検出手段）、３…仕上ミル、３ａ，３ｂ…ワークロール、３ｃ，３ｄ…バックアップロール、４…クロップ検出装置、５…ストリップ搬送駆動装置、６…仕上ミル回転駆動装置

Claims (10)

1. ミルの上流側に帯状ワークを挟み込む少なくとも一対のロールを備えた圧延装置であって、
   一対のロールのギャップ幅を検出して外部に出力するギャップ検出手段と、
   該ギャップ検出手段の検出結果を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がギャップ幅の異常を示す場合には帯状ワークの搬送あるいは／及びミルの回転を非常停止させる制御手段と
   を備えることを特徴とする圧延装置。
2. 一対のロールは、帯状ワークの水切りを行うピンチロール装置を構成することを特徴とする請求項１記載の圧延装置。
3. 判定条件は、異常なギャップ幅を識別するためのギャップしきい値と異常なギャップ幅の異常な継続時間を識別するための時間しきい値とであることを特徴とする請求項１または２記載の圧延装置。
4. ギャップ検出手段は、一対のロールの配列方向における一方のロールの位置を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧延装置。
5. ミルは仕上ミルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧延装置。
6. ミルの上流側に帯状ワークを挟み込む少なくとも一対のロールを備えた圧延装置の制御方法であって、
   一対のロールのギャップ幅を所定の判定条件に基づいて評価し、該評価の結果がギャップ幅の異常を示す場合には帯状ワークの搬送あるいは／及びミルの回転を非常停止させることを特徴とする圧延装置の制御方法。
7. 一対のロールは、帯状ワークの水切りを行うピンチロールであることを特徴とする請求項６記載の圧延装置の制御方法。
8. 判定条件は、異常なギャップ幅を識別するためのギャップしきい値と異常なギャップ幅の異常な継続時間を識別するための時間しきい値とであることを特徴とする請求項６または７記載の圧延装置の制御方法。
9. 一対のロールの配列方向における一方のロールの位置を検出して所定の判定条件に基づいて評価することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の圧延装置の制御方法。
10. ミルが仕上ミルであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の圧延装置の制御方法。

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