JP2658705B2 - スラブ座屈防止制御方法とこれに用いる油圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延工程における
スラブの幅方向圧縮に伴う座屈を防止するための制御方
法とこれに用いる油圧回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間圧延工程においてスラブ材からスト
リップを製造する際、スラブを幅方向に幅プレスにより
強圧下する工程がある。

【０００３】この幅プレスにおいては、強圧下に伴って
いわゆる座屈現象が顕れ、上述の幅の調整が困難とな
る。この現象はスラブ材の端面とプレス金型との平行度
の保持やスラブ形状により起因されることもあるが、基
本的には圧下量、スラブ厚みおよびスラブ幅方向剛性の
一定の領域内で必ず発生する現象である。

【０００４】図９は本現象の例であり、スラブ長手方向
中央までスラブ上下面の拘束を全くせず、非常に座屈が
発生しやすい領域の寸法を持った広幅スラブ1600mm、厚
み270mm に幅圧下量350mm を加えた場合、スラブ座屈は
徐々に助長されていく様子を示したものである。本現象
を防止するために従来、押さえローラー（座屈防止用ロ
ーラー）の設置がなされ、スラブ上下面の拘束を強化す
ることが提案されている。

【０００５】たとえば、特開昭63−72444 号公報には、
座屈防止用復動シリンダーの作動油圧回路において、２
位置４方向油圧切換弁と、高圧蓄圧器および低圧蓄圧器
と、両蓄圧器を減圧弁を介して接続した構成が開示され
ている。この場合、油圧回路は１次側（圧下側）に高圧
蓄圧器を、２次側（排油側）に低圧蓄圧器を設けて、減
圧弁を介して閉ループを構成してある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記幅プレスにおける
制御の有効性を発揮するには、幅圧下方向に圧縮荷重が
加わるときに必ず上下方向の拘束を実施していることが
必要である。しかし、その長手方向の拘束がスラブ搬送
抵抗となってしまう。したがって従来、幅方向圧下時以
外は座屈防止用ローラーを上昇させてスラブ表面から離
間させるさせることが考えられるが、再圧下時、座屈防
止用ローラーの圧痕をスラブ表面に付ける欠点を生じ
る。

【０００７】また、スラブ搬送工程において座屈防止用
ローラーをスラブに押しつけたままでは、スラブ材と座
屈防止用ローラーとの間の摩擦力が大きく、スラブ材の
搬送に大きな力を必要とし、強力なたとえば特開平2-25
512 号公報などに記載の搬送装置を必要とし、また本搬
送装置の強力ピンチ力によるスラブ圧痕あるいは、高温
スラブへの接触によるピンチローラーの寿命低下、また
ピンチローラーからのスラブの抜熱等の問題がある。

【０００８】他方、前記公報記載の油圧回路で、閉ルー
プ中に高圧蓄圧器および低圧蓄圧器を設けているのは、
圧力変動を極力低減することにその目的があるが、実際
的に考えると、高圧蓄圧器は圧力の過度の上昇を抑制す
る機能があれば十分である。

【０００９】逆に、圧力変動を主眼とすることにより、
幅方向圧下過程（蓄圧過程）からスラブ搬送倣い過程へ
の移行時において、瞬時に移行することができず、押さ
えローラーが未だスラブ表面にかなりの圧下力をもって
圧下している状態となり、その結果スラブの搬送抵抗が
かなり大きなものとなる。

【００１０】また、１つの油圧ループ内に高圧および低
圧蓄圧器を有するので、幅方向圧下過程（蓄圧過程）に
おけるベース圧力設定を任意に選択できない。さらに、
スラブ搬送時の搬送抵抗に対して座屈防止用ローラーの
自重分を補償できず、その結果搬送抵抗が比較的大きい
ものとならざるを得ない。

【００１１】そこで本発明の主たる課題は、スラブの搬
送抵抗を低減すること、幅方向圧下過程（蓄圧過程）か
らスラブ搬送倣い過程への移行時において高い応答性を
もって移行できるようにすること、スラブ搬送時の搬送
抵抗に対して座屈防止用ローラーの自重分を補償できる
ようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、油圧回路の
構成として、スラブを幅方向に圧縮するプレス機に設け
られた両ロッド型シリンダーにより座屈防止用ローラー
を作動するスラブ座屈防止用油圧回路において、前記シ
リンダーの１次側に連なる１次側圧油管路と前記シリン
ダーの２次側に連なる２次側圧油管路とが独立して構成
され、前記１次側圧油管路においては、第１比例制御弁
と、高圧蓄圧器と、切替え電磁弁と、減圧弁とが順に１
次側に接続され、前記２次側圧油管路においては、第２
比例制御弁と、低圧蓄圧器とが順に２次側に接続されて
いることで解決できる。

【００１３】また、制御方法として、スラブを幅方向に
圧縮するプレス機に設けられた両ロッド型シリンダーに
より座屈防止用ローラーを作動するスラブ座屈防止用油
圧回路において、前記シリンダーの１次側に連なる１次
側圧油管路と前記シリンダーの２次側に連なる２次側圧
油管路とが独立して構成され、前記１次側圧油管路にお
いては、第１比例制御弁と、高圧蓄圧器と、切替え電磁
弁と、減圧弁とが順に１次側に接続され、前記２次側圧
油管路においては、第２比例制御弁と、低圧蓄圧器とが
順に２次側に接続されているスラブ座屈防止用油圧回路
を利用して：前記ローラーがスラブの増厚量高さレベル
より下方の所定高さ位置において待機させ、スラブの幅
方向縮幅開始からその終了までの蓄圧過程において、ス
ラブの高さレベルの増大に応じて第１比例制御弁を動作
させて圧下を継続しながらローラーの高さ位置を直線的
に上昇させ、この圧下終了時において直ちに減圧弁を動
作させて１次側油圧を減圧させながらスラブ表面から離
間させた後、低圧化した状態で、１次側の圧油と２次側
の圧油の経時的バランスを取りながらスラブ表面形状に
倣わせつつほぼ一定荷重で圧下を継続することで解決で
きる。

【００１４】

【作用】本発明では、シリンダーの１次側に連なる１次
側圧油管路と前記シリンダーの２次側に連なる２次側圧
油管路とが独立して構成しており、かつ１次側圧油管路
に第１比例制御弁と、高圧蓄圧器と、切替え電磁弁と、
減圧弁とを順に１次側に接続して設け、２次側圧油管路
においては、第２比例制御弁と、低圧蓄圧器とを順に２
次側に接続したので、幅方向圧下過程（蓄圧過程）から
スラブ搬送倣い過程への移行時において、前記減圧弁を
動作させて瞬時に移行することができ、スラブの搬送抵
抗を低減することができる。また、幅方向圧下過程（蓄
圧過程）からスラブ搬送倣い過程への移行時において高
い応答性をもって移行できるようにすることができる。
さらに、第１比例制御弁と第２比例制御弁の設定値を適
切に選択することによりスラブ搬送時の搬送抵抗に対し
て座屈防止用ローラーの自重分を補償できる

【００１５】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。図１は本発明に係る座屈防止用プレス機１とその作
動用油圧回路を示し、図２は幅収縮プレス機２と搬送設
備を示したものである。

【００１６】１０はスラブで、その上下面を規制する押
さえローラー１１、１２であり、特に上押さえローラー
１１が本発明の座屈防止用ローラーを構成する。押さえ
ローラー１１は、座屈防止用プレス機１のフレーム１３
に一端が固定された両ロッド型シリンダー（復動シリン
ダー）１４により上下されるようになっている。

【００１７】一方、幅収縮プレス機２は、その駆動用主
モーター１５により、一対の伝達機構１６、１６および
ピストンクランク機構１７、１７を介して金型１８、１
８をスラブ１０の両端面を押圧するようになっいる。ま
た、スラブ１０を搬送しながらプレスするために、搬送
方向に金型１８、１８を搬送速度に同調させて移動させ
るために、金型スライド機構１９、１９が設けられてい
る。この金型スライド機構１９は駆動モーター１９Ａ、
ピストンクランク機構１９Ｂを含み、金型１８を保持状
態で搬送方向に移動させる構成となっている。３は入側
搬送用テーブル、４は出側搬送用テーブルである。

【００１８】さて、本発明では、前述の幅圧縮プレス機
２によりスラブの幅圧縮に伴う上下方向に座屈を防止す
るために、図１に示す油圧回路が設けられている。すな
わち、シリンダー１４の１次側（押圧側）に連なる１次
側圧油管路２０とシリンダー１４の２次側（排油側）に
連なる２次側圧油管路３０とが独立して構成され、１次
側圧油管路２０においては、油圧ポンプ２１からの油圧
が第１比例制御弁２２、並列の高圧蓄圧器２３、２３、
切替え弁２４、切替え電磁弁２５と、減圧弁２６が順に
シリンダー１４の１次側に接続されている。

【００１９】他方で、２次側圧油管路３０においては、
油圧ポンプ３１と、第２比例制御弁３３と、並列の低圧
蓄圧器３２、３２とが順に２次側に接続されている。

【００２０】なお、シリンダー１４に平行的に上押さえ
ローラー１１の保持ヘッドとフレーム１３との間に「マ
グネスケール」などからなる上押さえローラー１１の位
置検出器４０が設けられ、その位置検出信号が制御用信
号として用いられる。４１は下押さえローラー１２に対
する駆動シリンダー、４２はその位置検出器でシリンダ
ー４１に対して同様の動作を行う構成としてある。な
お、下押さえローラー１２に対する駆動シリンダーが直
列に２個配設したのは、非常事態に対応するためにスト
ロークを長くするためである。また、各駆動シリンダー
４１、４１は同様に１次側に高圧圧油管路が、２次側に
低圧圧油管路が接続されているが、図示を省略してあ
る。

【００２１】このように構成された油圧回路の下で、次
述する動作がなされる。すなわち、上押さえローラー１
４の位置設定スケジュールを示した図３を参照しながら
説明する。 （初期の押し付け位置制御：ＡＰＣ）まず、スラブ１０
に対して上方に離間している上押さえローラー１１を、
位置検出器４０からの位置信号に基づきながら、スラブ
の当初の厚みおよび幅収縮量などに対応して、スラブ１
０の増厚分（増厚後の想定上面レベル）よりδ分だけ下
方の所定位置まで下降させ、その位置で待機しておく。

【００２２】（幅収縮過程での蓄圧制御：ＡＣＣ）前述
のスラブの幅圧縮が開始されると、予め100 ％閉として
おいた第１比例制御弁２２の開度が、スラブの幅方向縮
幅開始からその終了までの蓄圧過程において、スラブの
高さレベルの増大に応じて自動的に順次開き、スラブ１
０に対する圧下を継続しながら上押さえローラー１１の
高さ位置を直線的に上昇させる。この場合、切替え弁２
４は図示の位置に、切替え電磁弁２５は圧油側２５ａの
位置に、減圧弁２６は閉じた位置２６ｂにある。したが
って、スラブ１０の増厚に伴う座屈を防止する圧下力を
もって上押さえローラー１１がスラブ１０上面を相対的
に押圧する。また、過度の押圧は高圧蓄圧器２３により
吸収されて防止される。さらに、この蓄圧制御における
ベース圧力は予め第１比例制御弁２２のより適宜に設定
可能である。

【００２３】（減圧制御：ＲＰ）この座屈防止用蓄圧圧
下終了時において直ちに減圧弁２６を動作させ、減圧位
置２６ａに切り替えられる。これにより、１次側油圧回
路２０の圧抜きが急速になされ、上押さえローラー１１
はスラブ１０表面から離間させられる。また、第１比例
制御弁２２と第２比例制御弁３３の設定値により、換言
すれば高圧側と低圧側とのバランスにより、図１０に示
すように、瞬間的に離間したのち次述の低圧状態に移行
する態様（Ｉ）、瞬間的に実質的に極く弱い力で接した
状態に維持する態様（II）、比較的遅く徐々に弱い力で
接した状態に移行する態様（III ）などの採ることがで
きる。これらのいずれも、特開昭63−72444 号公報に記
載のものより、はるかに搬送抵抗が少なくなる。

【００２４】（スラブ搬送時の低圧制御ＣＰＲ）かくし
て、１次側油圧回路２０が低圧化した状態となると、２
次側油圧回路３０に対して油圧が作用する段階となると
ともに、幅圧縮が終了したスラブ１０の両側面から金型
１８、１８が離間し搬送が開始される。このとき、予め
第１比例制御弁２１および第２比例制御弁３３のベース
設定圧力の差に対応する低い圧力をもって上押さえロー
ラー１１による押さえが行われる。すなわち、１次側の
油圧と２次側の油圧の経時的バランスを取りながらスラ
ブ表面形状に上押さえローラー１１を倣わせつつほぼ一
定荷重で圧下を継続する。この場合、増厚部分を抜ける
過程で、図３に示すように、上押さえローラー１１が下
方に移動し、軽圧下を継続する。

【００２５】本実施例の構成によると、座屈防止用ロー
ラー１１をスラブ１０に座屈を防止できる程度の比較的
大きな圧下力で押し付けたり、搬送時点での軽接触に切
り換えることができ、しかも座屈防止用ローラー１１は
強制的に上下させることなく、スラブの形状（スラブ増
肉形状）に沿って接触したまま動作させることができ
る。この結果、スラブ搬送時における座屈防止用ローラ
ー１１の抵抗が少なくなり、搬送力が小さくて済み、し
かも座屈防止用ローラー１１の圧痕の発生を防止するこ
とができる。また座屈防止用ローラー１１はスラブ１０
の表面に軽い力で接したままこの表面に沿って移動する
ので、座屈防止用ローラー１１は全く無駄な行程を伴う
ことがない。

【００２６】＜実施例＞次に具体的実施例を通じて本発
明の効果を述べる。図４は1600mm幅、270mm 厚さのスラ
ブ材により幅圧下量350mm を与えつつ、前述の図３に示
した制御方法を行った場合の座屈防止用ローラーによる
圧下荷重の変化を示したものであり、座屈防止高圧蓄圧
制御（図中Ａ部）、搬送低圧制御（図中Ｂ部）への切り
換えが、幅方向圧下開始、終了に従い変化させているこ
とが確認できる。

【００２７】また、スラブの搬送抵抗低下効果について
は、スラブ搬送用のテーブルローラーの負荷電流により
評価することができ、図６および図７は、入側搬送用テ
ーブル３および出側搬送用テーブル４の負荷電流の変化
を示したものである。スラブ表面に上押さえローラーが
接触していると２００％近傍の負荷電流となるのに対し
て、定格電流に対して軽負荷で流れ、スラブ搬送がスム
ーズに行われていることがわかる。

【００２８】また、図８および図９は本制御によりスラ
ブ座屈防止効果を表したもので、初期はスラブの押圧を
せず、その後にテール部までスラブの押圧を行った場合
の、圧下量とスラブの形状プロフィールを示したもので
ある。スラブ長手方向中央部より、本制御を適用するこ
とにより、スラブヘッド部から徐々に助長され、約50mm
まで座屈量が発生したものを、スラブテール部でほぼ座
屈量を０mmまで抑制した例であり、本制御の有効性を示
している。

【００２９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、スラブの
搬送抵抗を低減すること、幅方向圧下過程（蓄圧過程）
からスラブ搬送倣い過程への移行時において高い応答性
をもって移行でき、スラブ搬送時の搬送抵抗に対して座
屈防止用ローラーの自重分を補償できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る座屈防止用プレス機とその作動用
油圧回路の一例を示した図である。

【図２】本発明における幅収縮プレス機と搬送設備を示
した図である。

【図３】上押さえローラーの位置設定スケジュールを示
し図である。

【図４】座屈防止用ローラーによる圧下荷重の変化を示
した図である。

【図５】座屈防止用ローラーによるプレス荷重の変化を
示した図である。

【図６】入側搬送用テーブルの負荷電流の変化を示した
図である。

【図７】出側搬送用テーブルの負荷電流の変化を示した
図である。

【図８】本発明適用の場合の、スラブ長手方向位置と圧
下量との関係を示した図である。

【図９】本発明適用の場合の、スラブ形状プロフィール
を示した図である。

【図１０】ＲＰ制御期間の移行過程を示した図である。

【符号の説明】

１…座屈防止用プレス機、２…幅収縮プレス機、３…入
側搬送用テーブル、４…出側搬送用テーブル、10…スラ
ブ、11、12…押さえローラー、13…フレーム、１４…両
ロッド型シリンダー、15…駆動用主モーター、16…伝達
機構、17…ピストンクランク機構、18…金型、19…金型
スライド機構、20…１次側圧油管路、21…油圧ポンプ、
22…第１比例制御弁、23…高圧蓄圧器、24…切替弁、25
…切替電磁弁、26…減圧弁、30…２次側圧油管路、31…
油圧ポンプ、32…低圧蓄圧器、33…第２比例制御弁、40
…位置検出器、41…シリンダー。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スラブを幅方向に圧縮するプレス機に設け
   られた両ロッド型シリンダーにより座屈防止用ローラー
   を作動するスラブ座屈防止用油圧回路において、 前記シリンダーの１次側に連なる１次側圧油管路と前記
   シリンダーの２次側に連なる２次側圧油管路とが独立し
   て構成され、 前記１次側圧油管路においては、第１比例制御弁と、高
   圧蓄圧器と、切替え電磁弁と、減圧弁とが順に１次側に
   接続され、 前記２次側圧油管路においては、第２比例制御弁と、低
   圧蓄圧器とが順に２次側に接続されていることを特徴と
   するスラブ座屈防止用油圧回路。
2. 【請求項２】スラブを幅方向に圧縮するプレス機に設け
   られた両ロッド型シリンダーにより座屈防止用ローラー
   を作動するスラブ座屈防止用油圧回路において、 前記シリンダーの１次側に連なる１次側圧油管路と前記
   シリンダーの２次側に連なる２次側圧油管路とが独立し
   て構成され、 前記１次側圧油管路においては、第１比例制御弁と、高
   圧蓄圧器と、切替え電磁弁と、減圧弁とが順に１次側に
   接続され、 前記２次側圧油管路においては、第２比例制御弁と、低
   圧蓄圧器とが順に２次側に接続されているスラブ座屈防
   止用油圧回路を利用して：前記ローラーがスラブの増厚
   量高さレベルより下方の所定高さ位置において待機さ
   せ、スラブの幅方向縮幅開始からその終了までの蓄圧過
   程において、スラブの高さレベルの増大に応じて第１比
   例制御弁を動作させて圧下を継続しながらローラーの高
   さ位置を直線的に上昇させ、 この圧下終了時において直ちに減圧弁を動作させて１次
   側油圧を減圧させながらスラブ表面から離間させた後、 低圧化した状態で、１次側の圧油と２次側の圧油の経時
   的バランスを取りながらスラブ表面形状に倣わせつつほ
   ぼ一定荷重で圧下を継続する、 ことを特徴とするスラブ座屈防止制御方法。