JP2018525228A - 制御された四分の一波防止によるロール研磨 - Google Patents

制御された四分の一波防止によるロール研磨 Download PDF

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Abstract

ワーキングローラ(4,5)またはローラ(4,5)とサポートローラ(8,9)またはローラ(4,5)、中間ローラ(10,11)およびローラ(8,9)が取り付けられるフレーム(3)を有するスタンド(1)。ローラ(4,5,8,9,10,11)は各回転軸(6,7)を中心に回転できる。ローラ(10,11)を持たないスタンド(1)においてローラ(4,5)は各回転軸(6,7)方向に移動可能である。ローラ(10,11)を備えたスタンド(1)では同様のことがローラ(4,5)またはローラ(10,11)に適用される。軸方向移動可能なローラ(4,5または10,11)は有効バレル長(L)と、その全体に延びる曲線状輪郭(R1,R2)を有する。ローラ(4,5または10,11)は各基底関数(B1,B2)を各追加関数(Z1,Z2)と重ね合わせて得た輪郭(R1,R2)を持つ。基底関数(B1,B2)と追加関数(Z1,Z2)は各回転軸(6,7)方向の場所(x)の関数である。基底関数(B1,B2)はローラ(4,5または10,11)の無荷重状態で特定の相対的軸方向位置で相互補完し、凸/凹ローラギャップを形成するよう決定される。

Description

本発明は、平坦な圧延材、特に、金属片を製作するためのロールスタンドに関し、
- ロールスタンドは、ロールスタンドアップライトを有し、
- ワークロール、またはワークロールおよびバックアップロール、またはワークロール、中間ロールおよびバックアップロールが、ロールスタンドアップライトの中に取り付けられ、
- ロールスタンドアップライトの中に取り付けられたロールは、それぞれの回転軸を中心に回転可能であり、
- ワークロール、またはワークロールおよびバックアップロールが、ロールスタンドアップライトの中に取り付けられている場合には、ワークロールは、そのそれぞれの回転軸の方向に、すなわち、軸方向に互いに対して変位可能であり、ワークロール、中間ロールおよびバックアップロールが、ロールスタンドアップライトの中に取り付けられている場合には、ワークロール、または中間ロールは、そのそれぞれの回転軸の方向に、すなわち、軸方向に互いに対して変位可能であり、
- 軸方向に互いに対して変位可能であるロールは、各場合に有効なバレル長を有し、
- 軸方向に互いに対して変位可能であるロールは、各場合に有効なバレル長全体にわたって延びる曲線状の輪郭を有する。
そのようなロールスタンドは、たとえば特許文献1により知られている。
知られているロールスタンドの場合に、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールのうちの一方の輪郭は、第1の基底関数によって形成され、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールのうちの他方の輪郭は、第2の基底関数によって形成される。基底関数は、それぞれの回転軸の方向に見られる場所の関数である。基底関数はまた、それらが、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールの無荷重状態(unloaded state)において、特定の相対的軸方向位置で互いを補完し、この軸方向位置からの変位があるとき、変位の方向に応じて、凸または凹のロールギャッププロファイルを形成するようなやり方で決定される。
画定された断面プロファイルを備えた平らな圧延材、たとえば、金属片またはプレートを創出するには、輪郭に影響を及ぼす方策を用いることが必要である。そのような方策の例は、ロール曲げ装置の使用であり、それを用いることによって、圧延材に対する圧延力の印加、および圧延材の幅にわたる厚さ分布に、特に影響が及ぼされる可能性がある。
断面プロファイルへの影響に関しては、ボトルネック形状のバレル輪郭のワークロールを使用することが知られている。そのような形状の例は、CVC(CVCは、SMS Siemag AGの登録商標である)およびSmartCrown(SmartCrownは本出願人の登録商標である)という用語によって当業者に知られている。特には、SmartCrown輪郭の形状については、冒頭に引用した特許文献1において詳細に説明されている。
バレル輪郭のボトルネック形状は、ワークロールについてのみ使用されるのではなく、中間ロールおよびバックアップロールについても使用される。特許文献1は、たとえば、平坦な圧延材を製作するためのロールスタンドについて開示し、
- ロールスタンドは、バックアップロール、または中間ロールおよびバックアップロールにおいて支持されているワークロールを有し、
- ワークロール、および/または中間ロール、および/またはバックアップロールは、ロールスタンドにおいて、軸方向に互いに対して変位可能に配置され、
- ワークロール、およびバックアップロール、および存在すれば、中間ロールもまた、各場合に、有効なバレル長を有し、
- バックアップロールおよびワークロールによって、またはバックアップロールおよび中間ロールによって形成された少なくとも1対のロールの各ロールは、有効なバレル長全体にわたって延びる曲線状の輪郭を有し、
- バックアップロールの輪郭は、基底関数を凹または凸の追加関数と重ね合わせることによって形成され、
- 変位しない状態においては、バックアップロールの輪郭は、基底関数に従って、隣接するワークロールまたは中間ロールとの関連で補完形状を有し、変位があるときは、変位の方向に応じて、凸または凹の差分プロファイルを形成する。
基底関数と追加関数との重ね合せは、ワークロールおよびバックアップロール、または中間ロールおよびバックアップロールに作用する最大圧力を低減させ、それによって、可能な限り、ロール寿命を延ばし、ロール破壊を回避するという目的に役立つ。追加関数は、二次関数である。
特許文献3は平坦な圧延材を製作するためのロールスタンドについて開示し、
- ロールスタンドは、バックアップロール、または中間ロールおよびバックアップロールにおいて支持されているワークロールを有し、
- ワークロール、および/または中間ロールは、各場合に、有効なバレル長を有し、
- ワークロール、および/または中間ロールは、有効なバレル長全体にわたって延びており三角関数によって記述され得る、曲線状の輪郭を有し、
- これらのバレル輪郭は、無荷重状態において、ロール対のロールの特定の相対的軸方向位置でのみ互いを補完し、
- バックアップロールは、補完バレル輪郭を有し、無荷重状態においては、バックアップロールと、直接、隣接するワークロールまたは中間ロールとのバレル輪郭の部分的あるいは完全な補完が存在する。
同様の開示の内容が特許文献4により読み取られ得る。
一般には、圧延材を圧延するとき、圧延材が、圧延後、所定のプロファイルを有し、依然として均一であるような試みがなされる。圧延材における不均一は、特には、圧延材が比較的薄く、圧延材の相対プロファイルがそれぞれの圧延パス中に変化し過ぎたときはいつでも、つまり、圧延材の幅にわたって見られる厚さの不均一な縮小またはパス減少が起こるときはいつでも生じる可能性がある。不均一の位置に応じて、端波(edge wave)、中波(center wave)、または四分の一波(quarter wave)が参照される。従来技術においては、端波、および中波は、ロール変位、およびロール曲げなどの従来の調整要素によって除去され得る。四分の一波の場合には、これは、かなり困難さが増す。
従来技術においては、冷間圧延機について、ゾーン冷却(zonal cooling)を用いることによって、四分の一波を特に抑制することが知られている。熱間圧延の場合には、動的ロール冷却を用いて、四分の一波を抑制することができる。この動的ロール冷却により、圧延材の幅にわたって見られる不均一な冷却、その結果として、ロールの対応するサーマルクラウンがもたらされる。しかしながら、クラウンに影響を及ぼすこのやり方のその有効性には、比較的、限界があり、また効果も得られるのが遅い。また、ワークロールの変位と曲げとの特定の組合せによって、四分の一波を抑制することが可能である。しかしながら、これは、ロール曲げの調整範囲が十分に大きいことを前提としている。しかしながら、主として、従来技術においては、特に、相対的または絶対的な圧延材プロファイルを一定に保ち、均一性を確保するには、圧延材の圧延中、圧延力の偏差への反応を可能にするために、通常、ロール曲げが使用される。
国際公開第03/022470号パンフレット 国際公開第2011/069756号パンフレット 国際公開第2007/144162号パンフレット 国際公開第2007/144161号パンフレット
本発明の目的は、バレル長にわたるロールギャップの形状、すなわちロールギャップの厚さプロファイルが、最高品質の要求を満足させる均一で波がない圧延材が得られるようなやり方で、軸方向にロールを変位させることによって変更される場合のロールスタンドを提供することである。
この目的は、請求項1の特徴を備えるロールスタンドによって達成される。本発明によるロールスタンドの有利な設計は、従属請求項2〜4の主題である。
本発明によれば、冒頭に述べたタイプのロールスタンドは、
- 軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールのうちの一方が、第1の基底関数と第1の追加関数とを重ね合わせることによって形成される第1の輪郭を有するように、
- 軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールのうちの他方が、第2の基底関数と第2の追加関数とを重ね合わせることによって形成される第2の輪郭を有するように
設計され、
- 基底関数は、
Figure 2018525228
と
Figure 2018525228
との関係、または
B1=+A'(x+c)5+A(x+c)3-B・x
と、
B2=-A'(x-c)5-A(x-c)3+B・x
との関係を満たし、追加関数(Z1、Z2)は、
Z1=-α・Cx2-β・Dx4
と、
Z2=-(2-α)・Cx2-(2-β)・Dx4
との関係、または
Z1=-α・Ccosλx
と、
Z2=-(2-α)・Ccosλx
との関係を満たし、
ただし、
- B1およびB2は、第1の基底関数および第2の基底関数であり、
- Z1およびZ2は、第1の追加関数および第2の追加関数であり、
- AおよびA'は、輪郭大きさであり、
- φは、輪郭角であり、
- LRefは、基準長さであり、
- xは、バレルの中心に対する場所または軸方向位置であり、
- cは、輪郭変位であり、
- Bは、輪郭ピッチであり、
- αおよびβは、重み付け係数であり、
- CおよびDは、比例係数であり、
- λは、係数である。
四分の一波は、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールの輪郭のこの設計に基づいて、ロールクラウン単独によって抑制され得る。これは、このクラウンによって、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールの等価なクラウンにはオフセットが与えられることが達成されるからである。オフセットは、概して、正であり、例外的な場合にのみ、負である。等価なクラウンは、従来通り(つまり、対称的に)研磨されたロールのクラウンであり、これにより、無荷重状態または荷重がない状態において、同じロールギャッププロファイルが作り出される。
輪郭変位が、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールの変位の実際に達成可能な範囲内にあることが可能である。あるいは、輪郭変位は、変位の実際に達成可能な範囲外にあってもよい。後者の場合には、2つの基底関数は、実際の変位とは無関係に、常に凸ロールギャッププロファイルを形成する、または常に凹ロールギャッププロファイルを形成する。この場合には、符号の反転もあることが、数学的意味においてだけ可能である。
2つの、軸方向に変位可能なロールの本発明による設計は、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールの輪郭の数学的記述と、また軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールの輪郭の技術的生産との両方を容易にする。
追加関数が互いに対して対称である場合、特に有利である。この設計によって、特に、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールが、同じやり方で研磨され得ることが達成され得、必要なのは、2つのロールのうちの一方が、他方に対して180°回転した後、ロールスタンドの中に嵌合されることだけである。
ロールスタンドが、ワークロールとは別のいずれのさらなるロールも有しないことは可能である。しかしながら、ワークロールは、概して、直接的にまたは中間ロールを介して、バックアップロールにおいて支持されている。バックアップロールのみが存在する場合に(たとえば、たとえば4重式(four-high)スタンド)、バックアップロールの輪郭には、逆の追加の輪郭が与えられ得、それにより、バックアップロールとワークロールとは、変位しない無荷重の状態において、互いを補完する。あるいは、バックアップロールの輪郭は、ワークロールの輪郭とは、具体的には、凹の差分で異なる可能性がある。バックアップロールと中間ロールとがともに存在する場合に(たとえば、6重式スタンド)、中間ロールの輪郭は、ワークロールの輪郭および/またはバックアップロールの輪郭とは、そのような凹の差分で異なる可能性がある。この設計によって、互いに隣接し合うロール間に作用する最大圧力は、最小化され得る。
上述した本発明の特性、特徴、および利点、ならびにそれらが達成する方式は、図面と関連してより具体的に説明されている例示的な諸実施形態の次の説明と関連して、より明確になり、より明確に理解される。
ロールスタンドの概略図である。 ロールスタンドの概略図である。 2つのワークロールの概略図である。 2つのワークロールの概略図である。 2つのワークロールによって形成されたロールギャップの概略図である。 ワークロールおよびバックアップロールの概略図である。 ワークロール、中間ロール、およびバックアップロールの概略図である。
参照符号1が全体的に与えられているロールスタンドにおいては、図1および図2により、平坦な圧延材2が、圧延され、それによって、製作されることになるように意図されている。圧延材2は、特に、金属、たとえば、アルミニウム、または鋼から構成されていてよい。それは、細長片であっても、プレートであってもよい。
図1および図2によれば、ロールスタンド1は、ロールスタンドアップライト3を有する。ロールスタンドアップライト3には、第1のワークロールおよび第2のワークロール4、5が、取り付けられている。ワークロール4、5は、概して、慣例として、ワークロール4、5がそれぞれの回転軸6、7を中心に回転可能であるようなやり方で、ロールスタンドアップライト3の中に取り付けられている。回転は、ワークロール4、5に割り当てられた共通の駆動部によって、またはワークロール4、5のうちの1つにそれぞれ割り当てられた駆動部によってもたらされる。1つまたは複数の駆動部は、図の描写には含まれていない。
図1および図2の描写に対応するやり方では、第1のワークロール4は、上側のワークロールである。これに対応して、第2のワークロール5は、下側のワークロールである。しかしながら、逆の割当ても同様に可能である。
ロールスタンド1が、ワークロール4、5(2重式スタンド)とは別のさらなるロールを有しないことは可能である。しかしながら、概して、図1および図2の描写に対応するやり方では、ワークロール4、5は、バックアップロール8、9において支持されている。ロールスタンド1が、ワークロール4、5およびバックアップロール8、9(たとえば、4重式スタンドの場合)とは別のいずれのさらなるロールも有しないことは、図1の描写に対応するやり方で可能である。この場合に、ワークロール4、5は、バックアップロール8、9において、直接、支持されている。あるいは、たとえば、6重式スタンドの場合に、ロールスタンド1が、追加として、中間ロール10、11を有することは、図2の描写に対応するやり方では可能である。この場合に、ワークロール4、5は、中間ロール10、11を介して、バックアップロール8、9において支持されている。さらなるロール、つまり、バックアップロール8、9、および適切な場合、中間ロール10、11もまた、それらがそれぞれの回転軸を中心に回転可能であるように、やはりロールスタンドアップライト3の中に取り付けられている。
ロール4、5、8、9、10、11のうちの2つは、それらが、軸方向に互いに対して変位可能であるようなやり方で、ロールスタンドアップライト3の中に取り付けられている。2重式スタンドの場合には、また4重式スタンドの場合にも、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールは、ワークロール4、5である。変位は、その結果として、それらの回転軸6、7の方向に起こる。変位可能性は、ワークロール4、5上の対応する両矢印によって、図1に示されている。6重式スタンドの場合に、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールは、概して、中間ロール10、11である。変位可能性は、中間ロール10、11上の対応する両矢印によって、図2に示されている。ワークロール4、5は、この場合に、概して、相対的に直径が小さく、円筒形、またはわずかにクラウン状(crowned)(対称的に)である。しかしながら、個々の場合には、中間ロール10、11の代替として、または追加として、6重式スタンドの場合には、ワークロール4、5はまた、軸方向に互いに対して変位可能であってもよい。この場合に、ワークロール4、5は、中間ロール10、11に追加として適切な場合、対応する輪郭を有する。
ワークロール4、5または中間ロール10、11が軸方向に互いに対して変位可能であるかどうかに関わらず、対応するロール4、5または10、11の変位は、常に反対方向に起こる。そのため、一方のワークロール4、5または中間ロール10、11が特定の量だけ正の方向に変位する場合、他方のワークロール5、4または中間ロール11、10は、同じ量だけ負の方向に変位する。
軸方向に互いに対して変位可能である2つのロール4、5または10、11は、つまり、2つのワークロール4、5または2つの中間ロール10、11のいずれかは、図3によれば、有効なバレル長Lを有する。図3のそれぞれのロール4、5および10、11の上ならびに下に示されている、それぞれのロール4、5または10、11の半径R1、R2の方程式からわかり得るように、対応するロール4、5または10、11はまた、各場合に、有効なバレル長L全体にわたって延びる曲線状の輪郭を有する。回転軸6、7に沿う場所xに対する関数としての半径R1、R2は、ロール4、5または10、11の輪郭に対応する。
軸方向に互いに対して変位可能である2つのロール4、5または10、11は、図3によれば、最初に基礎円半径(base radius)R0を有する。基礎円半径R0は、一定であり、つまり、第1のワークロール4の回転軸6に沿う場所xの関数でも、または第2のワークロール5の回転軸7に沿う場所xの関数でも、あるいは中間ロール10、11の回転軸に沿う場所xの関数でもない。この基礎円半径R0は、第1のワークロール4(または第1のワークロール4に隣接する中間ロール10)の場合には、第1の基底関数B1によって重ね合わせられ、第2のワークロール5(または第2のワークロール5に隣接する中間ロール11)の場合には、第2の基底関数B2によって重ね合わせられる。図3によれば、基底関数B1、B2は、それぞれの回転軸6、7の方向における場所xの関数である。
基底関数B1、B2は、好ましくは、バレルの中心に対して、互いに反対称である。そのため、それらは、数学的意味において奇関数である。そのため、関係B1(x)=-B2(-x)が、適用される。基底関数B1、B2は、それらが、対応するロール4、5または10、11の無荷重状態において、対応するロール4、5または10、11の特定の相対的軸方向位置で互いを補完し、この軸方向位置からの変位があるとき、変位の方向に応じて、凸または凹のロールギャッププロファイルを形成するようなやり方で決定される。
たとえば、次の関係は、図3による第1の基底関数B1および第2の基底関数B2に適用される。
Figure 2018525228
方程式1および方程式2においては、
- xは、バレルの中心に対する場所または軸方向位置であり、
- Aは、輪郭大きさであり、
- φは、輪郭角であり、
- cは、輪郭変位であり、
- LRefは、基準長さであり、
- Bは、輪郭ピッチである。
これらの変数の意味は、冒頭のWO03/022470A1に引用した文献において説明されている。輪郭角φの可能な値、および輪郭ピッチBの寸法決定仕様もまた、そこに示されている。基準長さLRefは、バレル長Lと同一であってよい。あるいは、それは、異なる値であってもよい。
わかるように、基底関数B1、B2は、それらが、対応するロール4、5または10、11の無荷重状態において、対応するロール4、5または10、11の特定の相対的軸方向位置で互いを補完するようなやり方で決定される。この軸方向位置は、第1のワークロール4(または第1のワークロール4に隣接する中間ロール10)が輪郭変位cだけ正の方向に変位し、第2のワークロール5(または第2のワークロール5に隣接する中間ロール11)が輪郭変位cだけ負の方向に変位するときに達する。一方、この軸方向位置からの第1のワークロール4(または第1のワークロール4に隣接する中間ロール10)の変位が正の方向に起こり、それに対応して、第2のワークロール5(または第2のワークロール5に隣接する中間ロール11)の変位が負の方向に起こった場合、基底関数B1、B2は、凸ロールギャッププロファイルを形成する。逆に、この軸方向位置からの第1のワークロール4(または第1のワークロール4に隣接する中間ロール10)の変位が負の方向に起こり、それに対応して、第2のワークロール5(または第2のワークロール5に隣接する中間ロール11)の変位が正の方向に起こった場合、基底関数B1、B2は、凹ロールギャッププロファイルを形成する。さらには、図3による基底関数B1、B2の仕様に基づいて、基底関数B1、B2は、バレルの中心に対して、互いに反対称である。
加えて、第1の基底関数B1は、追加関数Z1と重ね合わせられる。類似したやり方においては、加えて、第2の基底関数B2は、追加関数Z2と重ね合わせられる。図3によれば、追加関数Z1、Z2は、基底関数B1、B2と類似するやり方で、それぞれの回転軸6、7の方向における場所xの関数である。
たとえば、次の関係は、図3による第1の追加関数Z1および第2の追加関数Z2に適用される。
Z1=-α・Cx2-β・Dx4 (3)
Z2=-(2-α)・Cx2-(2-β)・Dx4 (4)
方程式3および方程式4においては、αおよびβは、概して、0から2の間の値を有する重み付け係数である。限界値0および2もまた、仮定され得る。個々の場合に、依然としてより大きい値または依然としてより小さい値もまた、仮定され得る。重み付け係数α、βは、互いとは関係なく決定され得る。好ましくは、重み付け係数α、βはともに、値1を有する。これは、追加関数Z1、Z2が、互いに対称であるという利点を伴う。CおよびDは、比例係数である。比例係数Cは、概して、0を上回る値を有する。比例係数Dは、要件に応じて、値が、0であっても、0より大きくても、または0より小さくてもよい。
軸方向に互いに対して変位可能である2つのロール4、5または10、11が、互いに対して変位せず(変位s=0)、そのため、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロール4、5または10、11のバレルの中心が、回転軸6、7の方向に見られる同じ場所にある場合、その結果として、次の関係は、重み付け係数α、βの選択に関わらず、追加関数Z1、Z2の和に適用される。
Z1+Z2=-2Cx2-2Dx4 (5)
軸方向に互いに対して変位可能である2つのロール4、5または10、11のバレルの中心に関しては、その結果として、追加関数Z1、Z2の和は、両側において単調な対称関数である。
厳密に言えば、必要なのは、変位しない状態において、軸方向に互いに対して変位可能である2つのロール4、5または10、11のバレルの中心に関して、追加関数Z1、Z2の和は、両側において単調な対称関数であることだけである。しかしながら、これはまた、好ましくは、それ自体によって取られる追加関数Z1、Z2に適用される。そのため、好ましくは、バレルの中心に関して、2つの追加関数Z1、Z2はそれぞれ、両側において単調な対称関数である。
図3による設計の範囲内では、第1の基底関数B1は、一次関数と重ね合わせられる三角関数である。三角関数は、特に、正弦関数とすることができる。一方、追加関数Z1、Z2の和は、多項式関数である。バレルの中心からそれぞれの回転軸6、7の方向に見て、多項式関数は、少なくとも1つの二次比例(second-order proportion)を有する。好ましくは、具体的には、比例係数Dが0以外の値を有するときはいつでも、多項式関数は、四次比例も有する。
2つの重み付け係数α、βが値1を有することによる標準的な場合は、以下で対処される。2つの重み付け係数α、βが異なる値を有する場合、原則として、等価な結果が得られる。2つのワークロール4、5が軸方向に互いに対して変位可能である2つのロールであるということは、依然として仮定される。中間ロール10、11が軸方向に互いに対して変位可能である場合、同様に原則として、等価な結果が得られる。
ワークロール4、5の回転軸6、7が互いから距離dを有し、第1のワークロール4が変位sだけ変位し、それに対応して、第2のワークロール5が同じ値だけ反対方向に変位する場合、次の関係は、概説されたばかりの標準的な場合に、ワークロール4、5が互いに形成するロールギャップgに適用される。
Figure 2018525228
ただし、d0は、変位sによって左右されるが、回転軸6、7の方向に見られる場所xによって左右されない値である。
ロールギャップgの結果として得られた形状は、一方では、変位sに依存する凸または凹の比例、具体的には、比例
Figure 2018525228
を有する。
しかしながら、加えて、ロールギャップgの結果として得られた形状は、変位sに依存しないさらなる凸または凹の比例、具体的には、比例係数Dが値0を有する場合には、比例
2Cx2 (8)
を有する。
比例係数Dが0以外の値を有する場合には、変位sの独立性は、四次比例に適用される。
図4は、図3と同様の設計を示している。しかしながら、図3とは異なって、図4による設計の場合には、第1の基底関数B1は、多項式関数である。さらには、図3とは異なって、図4による設計の場合には、追加関数Z1、Z2の和は、三角関数である。特に、図4による三角関数は、余弦関数とすることができる。λは、適切に選択された係数である。
図3および図4による設計は、追加関数Z1、Z2が基底関数B1、B2とは無関係に選択され得る限りでは、互いに組合せ可能である。そのため、基底関数B1、B2が三角関数と一次関数との線形結合である場合には、追加関数Z1、Z2は、必ずしも多項式関数であるとは限らない。それらはまた、三角関数、具特に、図4による三角関数とすることもでき得る。類似したやり方では、基底関数B1、B2が多項式関数である場合には、追加関数Z1、Z2は、必ずしも三角関数であるとは限らない。それらはまた、多項式関数、特に、図3による多項式関数とすることもでき得る。
図5は、平均値からの、結果として得られたロールギャップgの偏差を、図3による設計について、単なる一例として示している。基底関数B1、B2を追加関数Z1、Z2と重ね合わせることによって、非常に一様なプロファイルがかなりの程度まで達成され得ることは、特に図5からわかる。さらには、比例係数CおよびDの対応する決定によって、偏差の極大値12は、回転軸6、7の方向に見られるそれらの位置およびそれらの高さに対してともに、影響され得る。
図1においてすでに述べ、表したように、バックアップロール8、9は、ワークロール4、5に加えて存在することが多い。この場合に、バックアップロール8、9の輪郭は、ワークロール4、5の輪郭とは、凹の差分で異なることが可能である。このことは、図6に表されており、差分は、図6に大きく誇張されて示されている。同様に、図2にすでに述べ、表したように、中間ロール10、11もまた、ワークロール4、5、および/またはバックアップロール8、9に加えて存在し得る。この場合に(例外的に)、ワークロール4、5が軸方向に変位可能なロールであれば、この場合には、中間ロール10、11の輪郭は、ワークロール4、5、および/またはバックアップロール8、9の輪郭とは、凹の差分で異なることが可能である。このことは、図7に表されており、差分は、図6と同様なやり方で、図7に大きく誇張されて示されている。その一方(6重式スタンドの場合の規則に対応するやり方で)、中間ロール10、11が軸方向に変位可能なロールである場合、4重式スタンドの場合の状況と同様なやり方で、バックアップロール8、9の輪郭は、中間ロール10、11の輪郭とは、凹の差分で異なることが可能である。
本発明は、多くの利点を有する。具体的には、特にSmartCrown技術により、軸方向に変位可能なロール4、5または10、11を備えるロールスタンドの利点を保持するとともに、対応するロール4、5または10、11の変位によってもたらされるクランに影響を与えるための調整範囲が所望の目標範囲において変位することが達成可能である。たとえば、ワークロール4、5を変位させることによって達成可能なクラウン調整範囲が-400μmから-100μmの間にあるように意図されている場合、これは、基底関数B1、B2のみが適用された場合、調整範囲が+300μmから+600μmの間にあることになるが、加えて、-700μmの放物線クラウンが追加関数Z1、Z2によって重ね合わせられることを提供することによって達成可能である。基底関数B1、B2と追加関数Z1、Z2との重ね合せは、端波および中波だけでなく、四分の一波も、特に抑制可能にする。抑制は、比例係数Cだけでなく比例係数Dが0以外の値を有する場合、特に有効である。
本発明は、好ましい例示的な実施形態によってより具体的に示され、詳細に説明されているが、本発明は、開示されている例によって制限されず、他の変形形態が、本発明の保護の範囲から逸脱することなく当業者によってそれらの例から導き出され得る。
1 ロールスタンド
2 圧延材
3 ロールスタンドアップライト
4、5 ワークロール
6、7 回転軸
8、9 バックアップロール
10、11 中間ロール
12 極大値
A 輪郭大きさ
B 輪郭ピッチ
B1、B2 基底関数
c 輪郭変位
C、D 比例係数
d 回転軸間の距離
g ロールギャップ
L 有効なバレル長
LRef 基準長さ
R0 基礎円半径
R1、R2 ワークロールの半径
s 変位
x 回転軸の方向における場所
Z1、Z2 追加関数
α、β 重み付け係数
λ 係数
φ 輪郭角

Claims (4)

  1. 平坦な圧延材(2)、特に、金属片を製作するためのロールスタンドであって、
    - 前記ロールスタンドが、ロールスタンドアップライト(3)を有し、
    - ワークロール(4、5)、またはワークロール(4、5)およびバックアップロール(8、9)、またはワークロール(4、5)、中間ロール(10、11)およびバックアップロール(8、9)が、前記ロールスタンドアップライト(3)の中に取り付けられ、
    - 前記ロールスタンドアップライト(3)の中に取り付けられた前記ロール(4、5、8、9、10、11)が、それぞれの回転軸(6、7)を中心に回転可能であり、
    - ワークロール(4、5)、またはワークロール(4、5)およびバックアップロール(8、9)が、前記ロールスタンドアップライト(3)の中に取り付けられている場合には、前記ワークロール(4、5)が、前記ロール(4、5)のそれぞれの回転軸(6、7)の方向に、すなわち、軸方向に互いに対して変位可能であり、ワークロール(4、5)、中間ロール(10、11)およびバックアップロール(8、9)が、前記ロールスタンドアップライト(3)の中に取り付けられている場合には、前記ワークロール(4、5)、または前記中間ロール(10、11)が、前記ロール(4、5)のそれぞれの回転軸(6、7)の方向に、すなわち、軸方向に互いに対して変位可能であり、
    - 軸方向に互いに対して変位可能である前記ロール(4、5または10、11)が、各場合に、有効なバレル長(L)を有し、
    - 軸方向に互いに対して変位可能である前記ロール(4、5または10、11)が、各場合に、前記有効なバレル長(L)全体にわたって延びる曲線状の輪郭(R1、R2)を有し、
    - 軸方向に互いに対して変位可能である前記2つのロール(4、5または10、11)のうちの一方が、第1の基底関数(B1)と第1の追加関数(Z1)とを重ね合わせることによって形成される第1の輪郭(R1)を有し、
    - 軸方向に互いに対して変位可能である前記2つのロール(4、5または10、11)のうちの他方が、第2の基底関数(B2)と第2の追加関数(Z2)とを重ね合わせることによって形成される第2の輪郭(R2)を有し、
    - 前記基底関数(B1、B2)が、
    Figure 2018525228
     と
    Figure 2018525228
     との関係、または
    B1=+A'(x+c)5+A(x+c)3-B・x
    と、
    B2=-A'(x-c)5-A(x-c)3+B・x
    との関係を満たし、前記追加関数(Z1、Z2)が、
    Z1=-α・Cx2-β・Dx4
    と、
    Z2=-(2-α)・Cx2-(2-β)・Dx4
    との関係、または
    Z1=-α・Ccosλx
    と、
    Z2=-(2-α)・Ccosλx
    との関係を満たし、
    ただし、
    - B1およびB2が、第1の基底関数および第2の基底関数であり、
    - Z1およびZ2が、第1の追加関数および第2の追加関数であり、
    - AおよびA'が、輪郭大きさであり、
    - φが、輪郭角であり、
    - LRefが、基準長さであり、
    - xが、バレルの中心に対する場所または軸方向位置であり、
    - cが、輪郭変位であり、
    - Bが、輪郭ピッチであり、
    - αおよびβが、重み付け係数であり、
    - CおよびDが、比例係数であり、
    - λが、係数である、
    ロールスタンド。
  2. 前記追加関数(Z1、Z2)が、互いに対称であることを特徴とする、請求項1に記載のロールスタンド。
  3. 前記ワークロール(4、5)が、バックアップロール(8、9)において、直接、支持されていること、および前記バックアップロール(8、9)の前記輪郭が、前記ワークロール(4、5)の前記輪郭とは、凹の差分で異なることを特徴とする、請求項1または2に記載のロールスタンド。
  4. 前記ワークロール(4、5)が、中間ロール(10、11)を介して、バックアップロール(8、9)において支持されていること、ならびに前記中間ロール(10、11)の前記輪郭が、前記ワークロール(4、5)、および/または前記バックアップロール(8、9)の前記輪郭とは、凹の差分で異なることを特徴とする、請求項1または2に記載のロールスタンド。
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