JP2961028B2 - 圧延機の圧下シリンダ沈み込み防止制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧延機の圧下シリンダ沈
み込み防止制御装置に関し、特にワークロール間隙への
通板噛込み時に発生する圧下シリンダの沈み込みを防止
する場合に適用して有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼材の圧延機は、図５に概略的に示すよ
うに上下の圧延ロール０１，０２間のギャップ０３を油
圧シリンダ０４等で制御し、目標とする厚みの板０５を
圧延生成する。今、図５（ａ）に示すロールギャップ０
３に圧延すべき板０５が高速で図５（ｂ）のように噛み
込むと、その衝撃によりシリンダ０４内の作動油０４ａ
が圧縮されロールギャップ０３が開く方向にシリンダ０
４が変位する沈み込み０６現象が発生する。この沈み込
み０６は制御装置の油柱を保持させる自動制御の働きで
所定時間の経過のうちに回復し、図５（ｃ）に示すよう
に正常なロールギャップでの圧延状態に入る。その結
果、板０５の先端部には厚みの異なった不良ゲージ部０
５′が生成され、次の圧延ロール部での通板不良の原因
となる。

【０００３】油圧シリンダ０４の沈み込み量０６は、作
動油の種類、圧力、シリンダ内油の初期体積などにより
左右され相違が出る。圧下スクリュ機構を省き、ロール
間ギャップ調整を全てシリンダ操作で行なう圧延機で
は、シリンダストロークが長い長油柱シリンダを使用す
るため、沈み込み量は増大し、異常の原因となる。

【０００４】図６は上記のようなシリンダの沈み込みに
よる板０５先端のゲージ不良発生を防止する従来技術を
示す説明図である。この従来技術は、図６（ａ）に示す
ように、圧延機のロールギャップ０３をあらかじめ予想
される沈み込み量０６分だけ小さくするよう油圧シリン
ダ０４の油柱高さを大きく設定し、その後図６（ｂ）に
示すように板０５の噛込み後、一定時間で正規の油柱高
さｌ₁ に変更制御することにより、図６（ｃ）に示すよ
うにゲージ不良の発生を抑えるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す従来技術
は、沈み込み量が微少な圧延機では有効であるが、圧下
スクリュを省き、長油柱の圧下シリンダを用いた圧延機
の場合のようにシリンダの沈み込み量が大きくなってく
ると、初期に調整する残りギャップが零に近くなった
り、ワークロールのドライブ側ＤＳとワーク側ＷＳとで
沈み込み量に差が生じるようになって、通板不良、板厚
ゲージ不良を生じる不具合がある。

【０００６】本発明は、上述した従来の問題に対し、上
記圧下シリンダに生じる絶対的な沈み込み量を減少させ
ること及びそれによって板のゲージ不良、通板不良の発
生を防止する圧延機の圧下シリンダ沈み込み防止制御装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、圧延機のワークロールを、このワークロー
ルで圧延する被圧延材である板に向けて圧下する圧下シ
リンダを有し、この圧下シリンダの前記板側であるヘッ
ド側油柱を一定に保持するように構成した圧延機の圧下
シリンダ沈み込み防止制御装置であって、前記ワークロ
ール間に板が存在しない状態であるメタルオフ及び前記
板をワークロール間に噛込んだ状態であるメタル噛込み
の各状態をそれぞれ検出するロードセルと、ロードセル
によりメタルオフ状態が検出されている場合に前記圧下
シリンダの前記板と反対側であるシリンダロッド側へ所
定の油圧力を付与するとともに、ロードセルによりメタ
ル噛込み状態が検出された後一定時間で前記圧下シリン
ダのシリンダロッド側の油圧力を解除させるプルバック
制御部とを有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明では、圧延運転の開始に際し
て初期のギャップ調整時に圧下シリンダのヘッド側油柱
高さ制御と同時に、ロッド側油室へメタルオフ状態下で
一定範囲の油圧力を付勢する。このロッド側の油圧力
は、シリンダヘッド側への反力として働らき、シリンダ
ヘッド側の油圧を高め、ロールギャップ間への板噛込み
時のシリンダ内の油圧圧延を抑えシリンダの沈み込みを
軽減させる。ロッド側の油圧は板の噛み込み直後一定時
間で、プルバックを開き圧力を解放すると、シリンダヘ
ッド側油室の油圧力が減少し、噛込みによる圧力上昇と
相殺してロールギャップの変動が防止される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

【００１０】図１は本発明の実施例の構成を概略的に示
すブロック図である。図１に示すように圧延機１はハウ
ジング２内に、ワークロール３ａ，３ｂ、バックアップ
ロール４ａ，４ｂ、油圧圧下シリンダ５及びロードセル
６を備える。板７はワークロール３ａ，３ｂ間を通って
圧延される。油圧回路８，９は油圧ポンプ１０から油圧
圧下シリンダ５のヘッド側とロッド側（プルバック側）
へ通じている。ロッド側回路９は以下プルバック回路と
呼ぶ。

【００１１】図中、１１は油圧回路８上に設けたサーボ
弁、１２，１３はプルバック油圧回路９上に設けた減圧
弁と電磁切換弁、１４は圧下シリンダ５に付設した油柱
高さ検出器、１５は圧下シリンダ５を制御する制御装置
である。

【００１２】制御装置１５は油柱目標値発信部１６、基
準流量ゲイン演算部１７、加算部１８、積算部１９、変
換器２０及びプルバック制御部２１からなる。油柱高さ
検出器１４は検出した油柱高さ信号を信号ライン２２で
加算部１８へ入力し、ロードセル６はワークロール３
ａ，３ｂ間に板７が存在しないメタルオフ状態及びワー
クロール３ａ，３ｂ間に板７の先端が入り込んだ状態で
あるメタル噛込み状態を検出し、信号ライン２３を経て
プルバック制御部２１へメタルオフ信号及びメタル噛込
み信号として入力する。

【００１３】基準流量ゲイン演算部１７では、サーボ弁
１１の流量特性が荷重により変化するため、サーボ弁１
１の流量特性に一致する最適流量ゲインをあらかじめ設
定された基準値により演算して求める。基準流量ゲイン
演算部１７により求めた流量ゲインは積算部１９で油柱
目標値信号に積算され、変換器２０を通しサーボ弁１１
を制御し、圧下シリンダ５のヘッド側圧油量が調節操作
され、油柱高さ検出器１４から実際の油柱高さ信号が、
加算器１８へフィードバックされ油柱高さが目標値に達
するように制御を行なう。

【００１４】一方、圧下シリンダ５のヘッド側油柱高さ
制御に伴なって、プルバック制御部２１は、ロードセル
６からの入力信号に応じ、圧延機１がメタルオフ状態下
では減圧弁１２で一定範囲に減圧された圧油を電磁弁１
３を経て圧下シリンダ５のロッド側へ送り、油圧力を付
勢し、かつメタル噛込み時には、ヘッド側サーボ弁１１
の応答速度時間内に、ロッド側油圧力を解放するように
ロッド側すなわちプルバック側の電磁弁１３の制御を行
なう。この制御で用いる圧下シリンダ５のヘッド側及び
ロッド側の油圧力は、一例としてヘッド側が３００kgf
／cm² のとき、ロッド側は７０乃至８０kgf ／cm² 程度
である。

【００１５】図２は上記装置の油圧回路を概略的に示
す。油圧圧下シリンダ５は、圧延機１のドライブサイド
ＤＳ及びワークサイドＷＳのハウジング２に対称に２個
一対で設け、ポンプ１０から分岐して圧下シリンダ５，
５のヘッド側へ接続した回路８，８上にそれぞれサーボ
弁１１，１１を設け、ポンプ１０から分岐して２個の圧
下シリンダ５，５のロッド側へ接続した１つのプルバッ
ク回路９上に減圧弁１２と電磁弁１３を設ける。

【００１６】なお、図中２５はプルバック回路９側のリ
リーフ弁、２６はサーボ弁１１，１１、電磁弁１３及び
リリーフ弁２５からタンク２６への圧油戻し管であり、
サーボ弁１１，１１及び電磁弁１３は制御装置１５から
の制御信号により、前述のごとく制御操作される。

【００１７】図３は上述した本発明の実施例における図
６の従来技術に対応する圧延状態の説明図、図４は図１
〜図３装置の制御フローである。

【００１８】図３及び図４を参照して装置の作用につい
て説明する。制御装置１５による圧下シリンダ５，５の
制御を開始すると、最初、圧延機１はメタルオフの状態
にあり、ロードセル６によりメタルオフが検出され、プ
ルバック制御部２１へ信号入力される。油柱目標値発信
部１６と基準流量ゲイン演算部１７からサーボ弁１１を
経て圧下シリンダヘッド側の油柱自動制御が実行され、
並行してプルバック制御部２１、電磁弁１３を経て圧下
シリンダロッド側へ設定された圧力の油圧が付勢され
る。図３（ａ）は、この時の状態を示し、シリンダ５の
ロッド側の〔プルバックＯＮ〕はロッド側に油圧が付勢
された状態を示す。次いで図３（ｂ）に示すように、ロ
ードセル６により板７のロール３ａ，３ｂ間への噛込み
が検出されるとプルバック制御部２１が一定時間、例え
ばシリンダヘッド側のサーボ弁１１が応答しない間の時
間内で、電磁弁１３の切換え、シリンダロッド側の油圧
付勢〔プルバックＯＮ〕を油圧解放〔プルバックＯＦ
Ｆ〕に制御する。このとき板７の噛込み初期の衝撃は、
シリンダロッド側の付圧のバックアップと、それにより
シリンダヘッド側の高圧延、高圧にされた油圧力が対抗
することになって圧下シリンダ５の圧延による沈み込み
が軽減される。また、この時、シリンダヘッド側油室の
圧力は噛込み衝撃で高くなり、制御装置の自動調節でサ
ーボ弁１１が油量を減少させるように働らくが、それよ
り前に、シリンダロッド側の付圧が解放されることによ
って圧下シリンダ５のストローク変動が解消され定常圧
延運転状態に移る。その結果、図３（ａ），（ｂ），
（ｃ）に示すように板噛込時の圧下シリンダ５の沈み込
みが大幅に減少し、油柱高さｌ₁ は一定に保たれ、板７
の先端のゲージ不良〔図５（ｃ）の０５′〕も解消され
るようになる。

【００１９】圧延が進み、ロードセル６により圧延機１
のメタルオフが検出されると、圧延を継続するときには
再びシリンダヘッド側、ロッド側の油柱制御、付圧制御
に戻って同様サイクルでの運転が繰返される。

【００２０】従って、上述した装置によれば、長油柱、
長ストロークの圧下シリンダを使用する圧延機において
も、また短油柱、短ストロークの圧下シリンダを使用す
る場合においても、一様に圧延する板７の噛込時の衝撃
による圧下シリンダ５の沈み込み及びそれによるゲージ
不良、通板不良の問題を解消できる。

【００２１】なお、本発明における制御部、プルバック
回路部の要素の構成は上述した実施例により限定される
ことなく、本発明の要旨の範囲で種々設計変更すること
ができる。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明によれば圧延機の板厚制御において、ロー
ドセルにより検出される圧延機のメタルオフ、メタル噛
込みの各信号に応じ、メタルオフ状態下で圧下シリンダ
のヘッド側油柱制御と共に、シリンダロッド側へ定常的
に一定範囲の油圧力を付勢し、メタル噛込後一定時間で
上記シリンダロッド側油圧力を解放させるプルバック制
御部を備えることによって、圧延機に使用する圧下シリ
ンダの長短に関わりなく、一様にプルバック側の付圧バ
ックアップにより、板噛込時の圧下シリンダの沈み込み
を減少、防止し、圧延時のゲージ不良、通板不良を大幅
に改善する効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を概略的に示すブロック
図である。

【図２】上記実施例の油圧回路を示す回路図である。

【図３】上記実施例における圧延時の態様を示す説明図
である。

【図４】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】従来技術における圧延時の態様を示す説明図で
ある。

【図６】他の従来技術における圧延時の態様を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 圧延機 ３ａ，３ｂ ワークロール ５ 圧下シリンダ ６ ロードセル ７ 板 ２１ プルバック制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−92716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−58744（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21B 37/62

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延機のワークロールを、このワークロ
   ールで圧延する被圧延材である板に向けて圧下する圧下
   シリンダを有し、この圧下シリンダの前記板側であるヘ
   ッド側油柱を一定に保持するように構成した圧延機の圧
   下シリンダ沈み込み防止制御装置であって、 前記ワークロール間に板が存在しない状態であるメタル
   オフ及び前記板をワークロール間に噛込んだ状態である
   メタル噛込みの各状態をそれぞれ検出するロードセル
   と、 ロードセルによりメタルオフ状態が検出されている場合
   に前記圧下シリンダの前記板と反対側であるシリンダロ
   ッド側へ所定の油圧力を付与するとともに、ロードセル
   によりメタル噛込み状態が検出された後一定時間で前記
   圧下シリンダのシリンダロッド側の油圧力を解除させる
   プルバック制御部とを有することを特徴とする圧延機の
   圧下シリンダ沈み込み防止制御装置。