JP3337287B2 - ワークロールの熱の影響を受ける輪郭の制御方法及び装置 - Google Patents

ワークロールの熱の影響を受ける輪郭の制御方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は帯状材料、また相異なる
幅の帯状材料の圧延の際のワークロールの熱の影響を受
ける輪郭の制御のための方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】帯状材料の熱間圧延の際熱的負荷の影響
によって、調整部材による修正なしでは、ワークロール
のクラウンは、圧延されるべき帯状材料の装入量の増大
に伴って常に増大する。そのように増大する熱による膨
らみによってロールは目標輪郭からだんだんとずれてく
る。
【０００３】圧延されるべき帯状材料の中心の熱の影響
を受ける輪郭を、移動部材及び又は撓み部材，例えば
「CVC 」移動部又は好適な冷却部のような好適な調整部
材によって、ワークロールの目標輪郭への実際輪郭の修
正の意味で影響させることが公知である。しかしこれに
対して帯状材料縁との接触領域におけるロール輪郭は不
十分にのみ影響可能である。相異なる幅の帯状材料の圧
延も又はワークロールの周期的な移動も帯状材料縁との
接触領域における熱の影響を受けるロール輪郭の改良を
行わない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は熱の影
響を受ける輪郭の制御方法及び帯状材料の圧延の際ワー
クロールの実際輪郭の特に帯状材料縁との接触領域にお
けるワークロールの目標輪郭への修正の意味で影響可能
であるような制御装置を創造することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、方法的
には請求項１の特徴部によって解決される。この措置に
よって、ロールが帯状材料との接触領域において、特に
帯状材料接触領域の近くで熱い状態に保持され、その結
果カバーされた帯状材料における熱による膨らみが拡げ
られかつ帯状材料縁との接触領域の近くにおける熱の迅
速な放出によって作用される急激な膨らみの減少が、熱
い状態の保持によって更に外方へと移される。
【０００６】熱による膨らみが最良に補償されかつ急激
な膨らみの減少が最も著しく外方へ移動されるべきカバ
ーシェルの移動位置を求めるために、ワークロールの帯
状材料との接触領域における熱の影響を受ける輪郭をコ
ンピュータで計算モデルに基づいて計算し又はワークロ
ールの熱による膨らみ又は軸線方向における温度変化を
測定することは特に有利である。
【０００７】例えばワークロールの周期的移動又は相異
なる幅の帯状材料の圧延のような公知の方法が追加的に
適用されると、例えば帯状材料縁との接触領域における
熱による膨らみの均一化という大きな影響が達成され
る。
【０００８】ワークロールの中央領域に対する制御され
た若しくは調整された冷却剤供給並びに冷却剤に対する
カバーシェルによる隔絶は、熱の影響を受けるワークロ
ールの実際輪郭の目標輪郭への良好な修正を可能にす
る。
【０００９】本発明の課題は、装置的には請求項７の特
徴部によって解決される。ワークロールの帯状材料縁と
接触する領域及びワークロールの帯状材料と接触しない
領域における不所望の熱による膨らみが形成されるの
で、請求項７による措置の適用の際このロール領域にお
ける温度の充分な均一化が保証される。
【００１０】ワークロール輪郭の調整は、帯状材料入口
側に配設された加熱装置、例えば誘導加熱部と帯状材料
出口側のカバーシェルとの組合せによって最適にされ
る。
【００１１】請求項８又は９の特徴が実現される場合
に、カバーシェルが一層正確に位置決めされる。ワーク
ロールを交換することができるために、カバーシェル及
び場合によっては加熱装置は駆動装置と共に、ワークロ
ールからこれらのものを離すために交換することは意味
がある。
【００１２】カバーシェル及び場合によっては加熱装置
のための有利な移動方法は、請求項４及び５によって得
られる。ワークロール輪郭は場合によっては、カバーシ
ェルがパッシィブカバーシェルではなくて、加熱可能な
又は冷却可能なアクチブカバーシェルから形成されてい
る場合又はカバーされたロール領域のための加熱部を有
する場合に、良好に影響される。
【００１３】ヒートクラウンの影響のためにワークロー
ル上ワークロールの中央領域に供給される冷却剤を帯状
材料縁の接触領域から遮断するためにシール及び場合に
よっては圧縮空気ノズルが提案される。ワークロールの
カバーされた領域とカバーされていな領域との間の移行
部の熱の補償に良好に影響することができるために矩形
形状のカバーシェルを他の形のカバーシェルに交換する
ことように構成することが有利であることが実証され
た。
【００１４】本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説
明する。
【００１５】
【実施例】図１に帯状材料１が認められ、帯状材料上に
ワークロール２、２’、２’’、２ ’’’が相異なる
運転条件で転写される。運転条件ａ）は従来の輪郭のワ
ークロール２’を示す（図１のａ））。帯状材料縁３の
領域においては既に熱による膨らみの急激な減少が確立
され、それによって帯状材料縁領域における圧延の際に
著しい平面度誤差／輪郭誤差が生ずる。運転条件ｂ）で
は、図１のｂ）を参照すれば、ワークロール２は、帯状
材料縁との接触領域においてカバーシェルによってカバ
ーされている。熱による膨らみの曲線は、従来の熱によ
る膨らみに対して著しく外方に移動している。それによ
って調整される平面度誤差／輪郭誤差は、相応して減少
する。
【００１６】運転条件ｃ）においてワークロール２’’
は、追加的にカバーシェルに周期的に軸線方向に移動さ
れる。ここでは殆ど全帯状材料幅に亘って均一な熱によ
る膨らみが存在する (図１のｃ））。
【００１７】運転条件ｄ）では帯状材料縁との接触領域
は、大きな面でカバーシェルによってカバーされる。こ
こではワークロールの中央領域よりも部分的に激しく熱
の影響を受けた膨らみが生ずる (図１のｄ））。熱によ
る膨らみ急激な減少は先ず帯状材料縁との接触領域の外
方で始まる。例えば運転条件ｂ）とｄ）との間のカバー
シェルの最適の移動位置は計算モデルに基づいて計算さ
れる。
【００１８】図２から帯状材料１及びワークロール２及
びバッアップロール４の一部分が示されている。帯状材
料入口側及び帯状材料出口側にはカバーシェル５、６が
示されている。更に冷却装置７、８が示され、冷却装置
を介して冷却剤がワークロール２の中央領域に供給され
る。カバーシェル５、６に付設された駆動装置９、１０
は、場合によっては必要な保守作業又はロール交換を実
施することができるために使用される。従来から使用さ
れているストリッパ１１、１２は、冷却剤が帯状材料上
に達するのを阻止する。
【００１９】図３は軸受ブロック１３、１４を示し、軸
受ブロックは案内１５、１６を回転可能に支承する。案
内１５、１６は、中央から見て一方では右ねじ１５’、
１６’を、そして他方では左ねじ１５’’、１６’’を
有する。ねじ１５’、１６’の領域にはカバーシェル
５’が、そしてねじ１５’’、１６’’の領域にはカバ
ーシェル５’が、ナット１７’、１８’；１７’’；１
８’’を介して案内１５、１６上に案内される。案内は
その回転運動を、駆動装置、即ち、チェーン１９を介し
て同期させられる。案内ねじロッド１５、１６の回転駆
動のためにモータ２０が使用される。ねじ及びナット１
７’、１８’；１７’’；１８’の向きの異なるねじれ
によってカバーシェル５’、５’’はモータ２０によっ
てそれぞれその回転方向に従って相互に接近する方向に
又は離れる方向に動かされる。図示しない駆動装置１０
は例えば軸受ブロック１３、１４を把持しかつ保持し、
そしてそれによってカバーシェル５’、５’’をワーク
ロール２上に近づけ又はここから引き離すことができ
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、熱の影響を受ける輪郭
の帯状材料の仕上げへの影響を最小限に抑えるための制
御方法及びこの帯状材料の圧延の際にワークロールの実
際輪郭に特に帯状材料縁との接触領域における目標ワー
クロール輪郭への修正の意味で影響可能であるような装
置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ）からｄ）までの運転条件の下でのワークロ
ールの熱の影響を受けた輪郭を示す図である。
【図２】カバーシェルを備えたワークロールの側面図で
ある。
【図３】図示しないワークロールに付設されたカバーシ
ェルの前面図である。
【符号の説明】
１ 帯状材料 ２ ワークロール ３ 帯状材料縁 ４ バックアップロール ５ カバーシェル ６ カバーシェル ８ 冷却装置 ９ 駆動装置 １０ 駆動装置 １１ ストリッパ １２ ストリッパ １３ 軸受ブロック １４ 軸受ブロック １５ 案内 １５‘ 右ねじ １５‘‘ 左ねじ １６ 案内 １６‘ 右ねじ １６‘‘ 左ねじ １７‘ ナット １７‘‘ ナット １８‘ ナット １８‘‘ ナット １９ チェーン ２０ モータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−23060（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−46309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−71116（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−81010（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−524（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−176010（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−2965（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開3614487（ＤＥ, Ａ１) 英国特許出願公開2080719（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 27/10 B21B 37/00 BBH B21B 37/32

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】帯状材料の圧延の際のワークロールの熱の
    影響を受ける輪郭の制御方法において、 ワークロール（２）上の帯状材料（１）の縁（３）の位
    置を特定することと、帯状材料縁（３）の領域における
    ロール部分長さをカバーしかつそれによってロール
    （２）における温度変化に影響することを可能にする熱
    的に絶縁されたカバーシェル（５、６）の移動位置を求
    めることと、帯状材料縁（３）との接触領域におけるロ
    ール（２）の長さ領域並びに圧延の際に帯状材料（１）
    と接触しないロール（２）の長さ領域が、選択的にカバ
    ーされるようにカバーシェル（５．６）を移動させるこ
    ととを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項２】 カバーシェル（５、６）の移動位置を求
    めるために、ワークロール（２）の軸線方向における熱
    による膨らみが計算モジュールに基づいて計算され、そ
    してカバーシェル（５、６）は、ワークロール（２）の
    帯状材料縁との接触領域において形成される目標輪郭か
    らの熱的変位が阻止されるように移動されることを特徴
    とする請求項1 に記載の方法。
  3. 【請求項３】 カバーシェル（５、６）の移動位置の求
    めるために、ワークロール（２）の軸線方向における熱
    による膨らみ又は圧延温度が測定され、そしてカバーシ
    ェル（５、６）が、帯状材料縁との接触領域において測
    定されたワークロールの目標輪郭からの熱的変位に逆作
    用するように移動されることを特徴とする請求項1 に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】帯状材料の圧延の際のワークロールの熱の
    影響を受ける輪郭の制御のために、 ワークロール（２）上の帯状材料（１）の縁（３）の位
    置を特定することと、帯状材料縁（３）の領域における
    ロール部分長さをカバーしかつそれによってロール
    （２）における温度変化に影響することを可能にする熱
    的に絶縁されたカバーシェル（５、６）の移動位置を求
    めることと、帯状材料縁（３）との接触領域におけるロ
    ール（２）の長さ領域並びに圧延の際に帯状材料（１）
    と接触しないロール（２）の長さ領域が、選択的にカバ
    ーされるようにカバーシェル（５．６）を移動させるこ
    ととを含み、 ワークロール（２）のカバーシェル（５’、５’’、
    ６’、６’’）の間にある軸線方向の領域が冷却剤を供
    給可能であり、冷却剤分布が、カバーシェル（５’、
    ５’’、６’、６’’）の間の領域のために計算された
    熱による膨らみに依存して特定され、そして冷却剤が、
    ワークロール（２）の目標輪郭に修正するために熱によ
    る膨らみに逆作用するようにワークロール上に付与さ
    れ、そしてバーシェル（５、６）が、その温度及び又は
    その軸線方向の温度分布を調整可能であるように構成さ
    れる、帯状材料の圧延の際のワークロールの熱の影響を
    受ける輪郭の制御方法において、 カバーシェル（５’、５’’、６’、６’’）のための
    移動装置及び又は加熱装置が、ワークロール（２）に対
    して平行に配設されたねじロッドの形のそれぞれ２つの
    案内（１５、１６）から成り、それらの間にナット（１
    ７‘、１８‘；１７‘‘、１８‘‘）を備えたカバーシ
    ェル（５、６）が案内され、ねじロッド（１５、１６）
    は両側に逆向きのねじを有し、両ねじロッド（１５、１
    ６）は同期して作用する駆動装置（１９）を有し、そし
    てねじロッド（１５、１６）の駆動のためにモータ（２
    ０）が設けられ、 カバーシェル（５、６）及び又は加熱装置が、２つの平
    行に配設された案内部材上を案内されかつ逆向きのねじ
    れのねじを備えた中央に配設されたねじロッドによって
    駆動可能であり、 ワークロール（２）の帯状材料の中央領域からそれぞれ
    外れた範囲のために、別個の案内及び又はカバーシェル
    （５、６）及び又は加熱装置のための駆動装置が設けら
    れ、そしてカバーシェル（５、６）及び又は加熱装置の
    移動装置が、１つのカバーシェル当たり少なくとも各１
    つの油圧シリンダから成ることを特徴とする帯状材料の
    圧延の際のワークロールの熱の影響を受ける輪郭の制御
    方法。
  5. 【請求項５】帯状材料の圧延の際のワークロールの熱の
    影響を受ける輪郭の制御のために、 ワークロール（２）上の帯状材料（１）の縁（３）の位
    置を特定することと、帯状材料縁（３）との領域におけ
    るロール部分長さをカバーしかつそれによってロール
    （２）における温度変化に影響することを可能にする熱
    的に絶縁されたカバーシェル（５、６）の移動位置を求
    めることと、帯状材料縁（３）との接触領域におけるロ
    ール（２）の長さ領域並びに圧延の際に帯状材料（１）
    と接触しないロール（２）の長さ領域が、選択的にカバ
    ーされるようにカバーシェル（５．６）を移動させるこ
    とと含み、 ワークロール（２）のカバーシェル（５’、５’’、
    ６’、６’’）の間にある軸線方向の領域が冷却剤を供
    給可能であり、冷却剤分布及び冷却剤温度分布が、カバ
    ーシェル（５’、５’’、６’、６’’）の間の領域の
    ために計算された熱による膨らみに依存して特定され、
    そして冷却剤が、ワークロール（２）の目標輪郭に修正
    するために熱による膨らみに逆作用するようにワークロ
    ール上に付与され、 カバーシェル（５、６）が、その温度及び又はその軸線
    方向の温度分布を調整可能であるように構成される、帯
    状材料の圧延の際のワークロールの熱の影響を受ける輪
    郭の制御方法において、 カバーシェル（５’、５’’、６’、６’’）のための
    移動装置及び又は加熱装置が、ワークロール（２）に対
    して平行に配設されたねじロッドの形のそれぞれ２つの
    案内（１５、１６）から成り、それらの間にナット（１
    ７‘、１８‘；１７‘‘、１８‘‘）を備えたカバーシ
    ェル（５、６）が案内され、ねじロッド（１５、１６）
    は両側に逆向きのねじを有し、両ねじロッド（１５、１
    ６）は同期して作用する駆動装置（１９）を有しそして
    ねじロッド（１５、１６）の駆動のためにモータ（２
    ０）が設けられ、 カバーシェル（５、６）及び又は加熱装置が、２つの平
    行に配設された案内部材上を案内されかつ逆向きのねじ
    れのねじを備えた中央に配設されたねじロッドによって
    駆動可能であり、 ワークロール（２）の帯状材料の中央領域からそれぞれ
    外れた領域のために、別個の案内及び又はカバーシェル
    （５、６）及び又は加熱装置のための駆動装置が設けら
    れ、そしてカバーシェル（５、６）及び又は加熱装置の
    移動装置が、１つのカバーシェル当たり少なくとも各１
    つの油圧シリンダから成ることを特徴とする帯状材料の
    圧延の際のワークロールの熱の影響を受ける輪郭の制御
    方法。
  6. 【請求項６】 カバーシェル（５、６）によって遮断さ
    れた領域が、ワークロール（２）の冷却剤を供給される
    領域に対して冷却剤をシール可能であることを特徴とす
    る請求項４又は５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 ワークロール（２）の長さ領域を部分的
    にラジアル方向で遮断することができる少なくとも1 つ
    の熱的カバーシェル（５’、５’’、６’、６’’）
    と、ワークロールの軸線方向にカバーシェル（５、６）
    を移動させるための少なくとも1 つの移動装置と、少な
    くとも帯状材料縁（３）に依存してカバーシェル（５、
    ６）を位置決めするための制御装置とが設けられている
    ことを特徴とする請求項1 に記載の方法を実施するため
    の装置。
  8. 【請求項８】 制御装置が、熱による膨らみの計算のた
    めのコンピュータを有することを特徴とする請求項７に
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 制御装置が、熱による膨らみの検出のた
    めの測定ローラ又は温度センサを有することを特徴とす
    る請求項７に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 カバーシェル（５、６）をワークロー
    ル（２）に対して接近又は離反運動可能にするための駆
    動装置（９、１０）が設けられていることを特徴とする
    請求項７から９までのうちのいずれか１つに記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】 帯状材料入口側にもワークロール
    （２）の帯状材料出口側にもカバーシェル対（５、
    ５’、６、６’）が設けられていることを特徴とする請
    求項７から１０までのうちのいずれか１つに記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】 ワークロール（２）の帯状材料出口側
    にカバーシェル対（６、６’）が設けられており、一方
    帯状材料入口側には帯状材料縁（３）との接触領域に亘
    って配置される加熱装置が設けられていることを特徴と
    する請求項７から１０までのうちのいずれか１つに記載
    の装置。
  13. 【請求項１３】 ワークロールの軸線方向に加熱装置を
    移動させるための少なくとも1 つの移動装置と、カバー
    シェルの位置決めのための、及び少なくとも帯状材料縁
    （３）に依存して加熱装置を位置決めするための制御手
    段としての制御装置とが設けられていることを特徴とす
    る請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 カバーシェル（５、６）が、ワークロ
    ール及び又はカバーシェル（５、６）のための温度調整
    装置を有することを特徴とする請求項７から１３までの
    うちのいずれか１つに記載の装置。
  15. 【請求項１５】 カバーシェル（５、６）の間の領域に
    おいて、その有効幅及び強度を調整可能な冷却装置
    （７、８）が、ワークロール（２）上に向けられている
    ことを特徴とする請求項７から１４までのうちのいずれ
    か１つに記載の装置。
  16. 【請求項１６】 カバーシェル（５、６）にシール装置
    が付設されていることを特徴とする請求項１５に記載の
    装置。
  17. 【請求項１７】 カバーシェル（５、６）が、それによ
    ってカバーされる領域を乾燥することができるために、
    空気圧接続部及び空気出口ノズルを有することを特徴と
    する請求項７から１６までのうちのいずれか１つに記載
    の装置。
  18. 【請求項１８】 ワークロール（２）のための温度調整
    装置として誘導加熱部が、カバーシェル（５、６）に設
    けられていることを特徴とする請求項１４に記載の装
    置。
  19. 【請求項１９】 温度調整装置として撒水ノズルが設け
    られており、撒水ノズルを介して温度調整された水が、
    カバーシェル（５、６）によってカバーされたワークロ
    ール（２）の長さ領域にもたらされることを特徴とする
    請求項１４に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 カバーシェル（５、６）が、圧延方向
    において又は圧延方向と反対方向に見て矩形形状を有す
    ることを特徴とする請求項７から１９までのうちのいず
    れか１つに記載の装置。
  21. 【請求項２１】 カバーシェル（５、６）が、圧延方向
    又は圧延方向と反対方向に見て台形形状又は三角形形状
    を有し又は円形に形成されていることを特徴とする７項
    から１９までのうちのいずれか１つに記載の装置。
  22. 【請求項２２】 加熱装置が、軸線方向において位置固
    定に設けられかつ局部的に作動可能であることを特徴と
    する請求項１２に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 加熱装置を少なくとも帯状材料縁の位
    置に依存して作動させることができる少なくとも１つの
    制御装置を特徴とする請求項２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 制御装置が、カバーシェル（６、
    ６’）の位置決めのための制御装置であることを特徴と
    する請求項２３に記載の装置。
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