JP3502000B2 - オンラインロール研削方法 - Google Patents
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Description
作業ロールの表面を研削するオンラインロール研削方法
に関する。
圧延することで圧延部分のみが摩耗し、非圧延部分との
段差が生じるため、圧延のスケジュールを幅が広い圧延
材から幅の狭い圧延材にするという制約付きの圧延方式
が取られていた。また、このように段差が形成すること
と、圧延により作業ロール表面の粗さが変化することに
よる製品品質への影響を考慮して作業ロールの寿命が決
められている。そしてこの決められた作業ロールの寿命
により、同じ作業ロールを使用した場合の圧延可能な圧
延材の本数が制限されていた。
号公報に記載されているようなオンラインロール研削装
置が提案されている。これは上記のように幅が広い圧延
材から幅が狭い圧延材にするという制約付きの圧延方式
の制約をなくしてスケジュールフリー圧延を行い、また
圧延部分と非圧延部分の作業ロール段差の形成を防止し
て作業ロール表面の粗さを一定にすることで作業ロール
の寿命を延ばすことを可能とし、それにより圧延できる
圧延材の本数を増やして作業ロールの原単位を減らすこ
と等、省エネルギー、製品品質の改善、生産性の向上を
目的としたものである。
「オンラインロール研削装置を備えた圧延機、ロール研
削装置、圧延方法」の記載では、オンラインロール研削
装置は上下の作業ロールにそれぞれ少なくとも1台の砥
石装置を備え、作業ロールの全長に渡ってロールの長手
方向に砥石装置を移動させて研削を行う事が記載されて
いる。本公知例では、上下作業ロールに配置した各々の
砥石装置の研削時の移動方向に付いては規定されていな
い。一般的に制御の容易性から、作業ロール長手方向へ
の研削移動方向は、圧下操作側(以下、操作側という)
から回転駆動側(以下、駆動側という)へ、又は駆動側
から操作側へ上下の砥石装置とも同じ方向に並んで移動
し研削を行っている。
には、研削効率を上げるために作業ロールの周方向に対
して交差角をなすよう研削目を付けるオンラインロール
研削において、その交差角をなす研削目のパターンの方
向を1本の作業ロール上の長手方向、上下作業ロール
間、および隣接するスタンド間でそれぞれ対称となるよ
う研削することで、圧延材と作業ロールとの間で幅方向
に生じる摩擦力を相殺し、圧延材の蛇行を防止する技術
が開示されている。
08351号公報に記載されているオンラインロール研
削装置において、作業ロールを長手方向に研削する砥石
装置の移動方向を上下の砥石装置とも駆動側から操作側
へ、または操作側から駆動側へというように同じ方向へ
移動させた場合、研削時に作業ロール長手方向及び上下
作業ロール間で、研削した部分の作業ロール表面粗さが
細かく、研削をしていない部分の作業ロール表面粗さが
粗くなるという作業ロール表面粗さに差が生じる。
延時の作業ロール長手方向の摩擦係数が変わる。また、
オンラインロール研削装置で研削している作業ロール
は、上下2本あるため、摩擦係数の変化は2本分とな
る。圧延時に圧延材の幅方向と作業ロール表面間の摩擦
係数に差が生じることで、圧延材が蛇行し、圧延材の蛇
行による絞り込み、または、形状不良(端伸び、中伸
び)により、製品品質の低下、生産性の低下などが起こ
り、オンラインロール研削装置のメリットが減少する。
記載の技術により圧延前に予め研削が完了した作業ロー
ルを用いて圧延を行った場合には圧延材の幅方向に生じ
る摩擦力を相殺して圧延材の蛇行を防止する効果がある
ものの、やはり本公知例においても作業ロール研削時に
おける砥石装置の移動方向については何ら規定されてお
らず、作業ロールが回転しながら通板圧延している最中
に上下の砥石装置が同一方向に移動して研削を行った場
合にはやはり圧延材の幅方向に摩擦力の差が生じ、圧延
材の蛇行やそれにより形状不良が発生するものとなって
いた。そのため本公知例による研削は圧延インターバル
中においてのみ可能となり、通板圧延中における適用に
は不向きなものとなっていた。
削した場合の研削時に圧延材の蛇行を防止できるよう上
下作業ロール長手方向の研削による摩擦係数の差を少な
くすることにより、圧延材の蛇行による絞り込み、形状
不良をなくし、製品品質の低下及び生産性の低下を防止
するオンラインロール研削方法を提供することである。
するために、本発明によれば、上下1対の作業ロールに
対し各作業ロールに面するようそれぞれ少なくとも1台
づつ配置され、回転中の作業ロールの表面を研削する上
側作業ロール用砥石装置および下側作業ロール用砥石装
置と、前記上側作業ロール用砥石装置と前記下側作業ロ
ール用砥石装置を前記作業ロールの軸方向に沿ってそれ
ぞれ移動させる移動装置とを用いるオンラインロール研
削方法において、前記上側作業ロール用砥石装置及び前
記下側作業ロール用砥石装置の一方を駆動側から操作側
へ、他方を操作側から駆動側へ、圧延中において互いに
逆方向に移動させ、前記上側作業ロール用砥石装置と前
記下側作業ロール用砥石装置でそれぞれ研削される範囲
が操作側と駆動側で対称の配置となるよう、研削するも
のとする。(2)また、上記の目的を達成するために、本発明によ
れば、上下1対の作業ロールに対し各作業ロールに面す
るようそれぞれ少なくとも1台づつ配置され、回転中の
作業ロールの表面を研削する上側作業ロール用砥石装置
および下側作業ロール用砥石装置と、前記上側作業ロー
ル用砥石装置と前記下側作業ロール用砥石装置を前記作
業ロールの軸方向に沿ってそれぞれ移動させる移動装置
とを用いるオンラインロール研削方法において、前記上
側作業ロール用砥石装置及び前記下側作業ロール用砥石
装置の一方を駆動側から操作側へ、他方を操作側から駆
動側へ、圧延中において互いに逆方向に移動させ、前記
上下一対の作業ロールの操作側と駆動側の摩擦係数が同
じになるよう、研削するものとする。
側から操作側へ移動し、下側作業ロールが操作側から駆
動側へ移動するというように、上下作業ロールそれぞれ
における研削方向を逆方向にすることで、通板圧延中に
行うオンラインロール研削においても上下作業ロール長
手方向における摩擦係数の差を少なくでき、圧延材の蛇
行による絞り込み、形状不良を防止し、製品品質及び生
産性の向上が可能となる。
ロール研削方法において、好ましくは、上側作業ロール
用砥石装置および下側作業ロール用砥石装置によって圧
延中に行う研削を同時に開始し、かつ上側作業ロール用
砥石装置および下側作業ロール用砥石装置の移動速度を
同じ速度に制御するものとする。
ける摩擦係数の差を安定して少なくできるものとなる。
照しながら説明する。図1及び図2は、本発明の第1実
施形態にあるオンラインロール研削方法を実施するオン
ラインロール研削装置(以下、単に、本実施形態のオン
ライン研削装置という)1を設置する圧延機の斜視図で
ある。これらの図において、本実施形態のオンラインロ
ール研削装置1は上下1対の作業ロール2a、2bにそ
れぞれ1台づつ砥石装置3a、3bを設置しており、そ
のうち上側作業ロール2aを研削する上側砥石装置3a
がハウジング4に設置されている上側走行レール5a上
で横移動自在に取付られており、また下側作業ロール5
bを研削する下側砥石装置3bが圧延材6の蛇行防止の
ためのミルガイド7に設置されている下側走行レール5
b上で横移動自在に取り付けられている。
断面図であり、図4(b)は砥石装置3を側方から見た
縦断面図である。これらの図において、砥石装置3は作
業ロール2を研削する平面型の回転砥石8を備えてお
り、そしてこの回転砥石8を砥石回転軸10を介して回
転させる砥石回転駆動装置10、作業ロール2に回転砥
石8を押し付ける砥石送り装置11、回転砥石8を作業
ロール2軸方向に移動させる砥石横移動装置12を備え
ている。
置する薄板円盤13の先端面に超砥粒を材質とする砥石
層14を表設して回転砥石8が構成されており、作業ロ
ール2と回転砥石8間の接触力により回転砥石8の撓み
量が変わり、作業ロール2の振動を吸収する機能を有し
ている。又、この砥石回転軸9は、回転砥石8の外周端
の一部分のみを作業ロール2の表面に接触させるよう、
作業ロール2の軸に直交する平面に対して微小角傾く姿
勢で設置されている。回転砥石軸9の回転砥石8を設置
している方と反対側の端部には、回転砥石8と作業ロー
ル2との間に作用する接触力を測定するためのロードセ
ル15が設置されている。
装置1のシステム構成図である。この図において、砥石
送り装置11の送りモータ16には回転角度を測定する
送り量エンコーダ17を設置している。砥石横移動装置
12もトラバースモータ19を備え、回転角度を測定す
る横移動量エンコーダ20を設置している。ロードセル
15、送り量エンコーダ17、横移動量エンコーダ20
からの情報信号は情報処理装置21に入力され、また情
報処理装置21は各モータの制御装置22a、22b、
22cに対してそれぞれの目標制御信号を出力する。
ロール研削装置1の研削方法について以下に説明する。
まず比較例示のために従来のオンラインロール研削装置
30の場合を説明すると、一般的に制御の容易性から例
えば図5に示すように、研削開始時点において上下の砥
石装置3a、3bが共に駆動側か操作側のどちらか一方
の同じ側(図中では駆動側)に位置するよう構成されて
いた。そして圧延材6の圧延を開始すると同時に上下の
両回転砥石8a、8bがそれぞれ作業ロール2a、2b
の表面に接触し、回転研削を行いながら操作側から駆動
側へ又は駆動側から操作側へと同じ方向に移動してい
た。例えば駆動側から操作側へ同一方向に移動する場合
には、図6(a)から図6(b)に示すような経路での
移動となる。なお、図中では研削した面を縞模様で表
す。図示するように、回転砥石8a、8bの移動に伴い
研削された範囲が上下作業ロール2a、2bともに駆動
側に片寄っている配置となり、この位置関係により、作
業ロール対全体として操作側と駆動側で摩擦係数が異な
り、圧延材の蛇行による絞り込み、形状不良などが発生
する。
装置1においては、研削開始時における上下の砥石装置
3a、3bの位置を、例えば図1に示すように上側作業
ロール2a用の砥石装置3aは駆動側に、下側作業ロー
ル2b用の砥石装置3bは操作側に位置するというよう
に互いに反対側に位置させておく。研削を開始すると、
図7(a)から図7(c)に示すように上側作業ロール
2a用の砥石装置3aは駆動側から操作側へ、下側作業
ロール2b用の砥石装置3bは操作側から駆動側へ互い
に逆方向に移動する。そして研削終了時における砥石装
置3a、3bの位置は、図2に示すように、上側作業ロ
ール2a用の砥石装置3aは操作側に、下側作業ロール
2b用の砥石装置3bは駆動側に位置するものとなる。
このように上側と下側でそれぞれ砥石装置3a、3bを
互いに逆方向に移動させることで、上側作業ロール2a
と下側作業ロール2bでそれぞれ研削される範囲がロー
ル中心に対し操作側と駆動側で対称の配置となる。この
ことにより、操作側と駆動側の摩擦係数を同じにでき、
圧延材6の蛇行及び蛇行による絞り込み、形状不良など
を防止することができる。
インロール研削装置1の制御を図4を参照しながら説明
する。まず研削を開始する前に、上下の砥石装置3a、
3bのその時点での待機位置を情報処理装置21で認識
判断する。
業ロール2a、2bの所定の逆方向位置に待機している
と判断された場合は、そのまま研削開始指令を待つスタ
ンバイ状態となる。もし逆方向位置に待機していないと
判断された場合は、砥石装置3a、3bを作業ロール軸
方向に移動させて所定の逆方向位置に待機させる。次に
情報処理装置21によりその他の検索条件を決定した上
で、上下の砥石装置3a、3bそれぞれに備える制御装
置22a、22b、22cに同時に研削開始指令を出
す。
したことをロードセル15が認識するまで、砥石送りモ
ータ16、砥石送りスクリュー23の駆動により回転砥
石8が作業ロール2のロール表面に向けて移動し、接触
を認識した後でトラバースモータモータ19の駆動によ
り上下の砥石装置3a、3bがそれぞれ研削しながら反
対方向に移動を開始する。その後、横移動量エンコーダ
20から検出される砥石装置3a、3bの横移動量が所
定の値に達したものと認識された時点で横移動と研削を
停止する。
延材の蛇行の関係について詳しく説明する。圧延材6の
水平方向すなわちパス方向に掛かる荷重(Fall)に
は、圧延時の圧延材6にかかる張力などの荷重(F)の
他に、圧延時の圧延材6と作業ロール2間で発生する摩
擦力(Ff)が発生する。
ると次式で表すことができる。 Fall=F−Ff (式1) 式1の関係は、操作側と駆動側のパス方向の荷重にも適
用できる。操作側荷重をFall(W)、駆動側荷重をFa
ll(D)とすると、通板圧延中に圧延材6が蛇行すると
いうことは、すなわち操作側と駆動側のパス方向の荷重
差△Fが0でなく、ある数値を有していることになる。 △F=Fall(W)−Fall(D) (式2) 式1において圧延中に変化する値は、オンラインロール
研削装置により作業ロール表面が研削されることで変化
する摩擦係数による摩擦力(Ff)だけであるため、操
作側と駆動側のパス方向の荷重差△Fは、摩擦係数に依
存する。以上のように、摩擦係数による摩擦力の変化で
操作側と駆動側のパス方向の荷重差△Fが0でなくな
り、通板圧延中に圧延材6が蛇行する現象が発生する。
来と本発明の比較を行う。まず、従来のオンラインロー
ル研削装置の場合は、上下作業ロール用の砥石装置3
a、3bがともに同じ側から研削し始めて同方向に移動
するため、操作側か駆動側のどちらか一方に研削される
範囲が片寄ってしまい、上下作業ロール対全体として操
作側と駆動側との間に摩擦係数の差が生じるために圧延
材6の蛇行が発生する。作業ロールの表面粗度はオンラ
インロール研削装置で研削を行わない場合、圧延開始当
初はRa0.6〜0.8μ程度であるが、圧延を続ける
とRa1.5〜3.0μ程度まで荒くなる。オンライン
ロール研削装置で研削した直後の作業ロール表面粗度は
圧延開始当初のRa0.6〜0.8μ程度まで改善する
のでその粗度の差により、圧延材6と作業ロール2間の
摩擦係数が変化する。
動側の摩擦係数に仮定し、圧延材6の蛇行についての検
証を行う。上下の砥石装置3a、3bが共に操作側から
研削を開始したとすると、操作側の摩擦係数μwsは、
Ra0.6〜0.8μ程度と低くなり、駆動側の摩擦係
数μDsは、Ra1.5〜3.0μ程度と高くなる。つ
まりこれにより摩擦係数の小さい操作側の圧延材6を入
側へ押し戻そうとする摩擦力は小さく、摩擦係数の大き
い駆動側の摩擦力は大きくなる。よって、操作側のパス
方向荷重F(W)と駆動側のパス方向荷重F(D)は、
F(W)>F(D)の関係、すなわち操作側への伸びが
発生し、圧延材6は、操作側から駆動側へと曲がり、蛇
行が発生する。
作業ロール2a、2b間で互いに反対方向に移動するた
め、摩擦力の差による上側作業ロール2aと圧延材6と
の間で生ずる圧延材6が曲がろうとする力と、下側作業
ロール2bと圧延材6との間で生ずる圧延材6が曲がろ
うとする力とが常に釣り合い、操作側と駆動側のパス方
向の荷重差△Fは、零になる。この結果、圧延材の蛇行
は発生しないため絞り込み及び形状不良を防止すること
が可能となる。
は、上下作業ロール2a、2bにおいてそれぞれ研削さ
れた範囲がどちらもほぼ同じ長さであることが必要とな
る。この条件を満たす為には、砥石装置3a、3bがそ
れぞれ作業ロール2a、2bと接触し、研削を開始する
タイミングがほぼ同じであって、更に砥石装置3a、3
bの作業ロール軸方向への移動速度が同じであることが
必要条件となる。しかし、研削の開始タイミングの一致
についてはそれほど厳密に守るべきものではなく、多少
ズレがあっても機能的にはあまり影響がないことがわか
っている。
業ロールそれぞれにおける研削方向を逆方向にすること
で、通板圧延中に行うオンラインロール研削においても
上下作業ロール長手方向における摩擦係数の差を少なく
でき、圧延材の蛇行による絞り込み、形状不良を防止
し、製品品質及び生産性の向上が可能となる。
ロール研削方法を図8及び図9により説明する。図8は
本発明の第2実施形態にあるオンラインロール研削方法
を実施するオンラインロール研削装置(以下、単に、本
実施形態のオンライン研削装置という)40を設置する
圧延機の斜視図である。この図において、本実施形態の
オンラインロール研削装置40は砥石装置3を上側作業
ロール2a用に2台、下側作業ロール2b用に2台の計
4台を備えている。砥石装置を2台セットにして上側作
業ロール2aを研削する上側砥石装置セット41aが、
ハウジング4に設置されている上側走行レール5a上で
横移動自在に取り付けられている。また、砥石装置を2
台セットにして下側作業ロール2bを研削する下側砥石
装置セット41bが、圧延材6の蛇行防止のためのミル
ガイド7に設置されている下側走行レール5b上で横移
動自在に取り付けられている。
石装置セット41bがそれぞれ上下作業ロール2a、2
bに対して研削する2箇所の範囲を、常にロール別にロ
ール中心に対して対称となる配置関係を維持したまま、
互いに逆方向に移動しながら研削を行う。例えば上側砥
石装置セット41aが駆動側から操作側へ、下側砥石セ
ット41bが操作側から駆動側へ移動する場合には図9
に示すような経路での移動となる。ここで両方の砥石装
置セット41a、41bそれぞれにおける2つの回転砥
石8間の間隔はどちらも作業ロール2全長のほぼ半分の
距離にあり、このように構成することで、より短時間で
オンラインロール研削を行うことが可能となる。
延中に行うオンラインロール研削において圧延材の蛇行
による絞り込み、形状不良を防止する機能を維持したま
まより短時間で行う効率のよいオンラインロール研削が
可能となる。
が駆動側から操作側へ移動し、下側作業ロールが操作側
から駆動側へ移動するというように、上下作業ロールに
おけるそれぞれの研削方向を逆方向にするので、研削中
に通板圧延を行うオンラインロール研削においても上下
作業ロール長手方向における摩擦係数の差を安定して少
なくすることができ、圧延材の蛇行による絞り込み、形
状不良を防止し、製品品質及び生産性の向上が可能とな
る。
るオンラインロール研削装置を設置する圧延機の斜視図
である。
るオンラインロール研削装置を設置する圧延機の斜視図
である。
であり、図3(b)は砥石装置を側方から見た縦断面図
である。
ル研削装置のシステム構成図である。
ンロール研削装置を設置する圧延機の斜視図である。
砥石装置の移動経路を説明する図である。
ル研削装置における上下砥石装置の移動経路を説明する
図である。
るオンラインロール研削装置を設置する圧延機の斜視図
である。
ル研削装置における上下砥石装置の移動経路を説明する
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】上下1対の作業ロールに対し各作業ロール
に面するようそれぞれ少なくとも1台づつ配置され、回
転中の作業ロールの表面を研削する上側作業ロール用砥
石装置および下側作業ロール用砥石装置と、前記上側作
業ロール用砥石装置と前記下側作業ロール用砥石装置を
前記作業ロールの軸方向に沿ってそれぞれ移動させる移
動装置とを用いるオンラインロール研削方法において、 前記上側作業ロール用砥石装置及び前記下側作業ロール
用砥石装置の一方を駆動側から操作側へ、他方を操作側
から駆動側へ、圧延中において互いに逆方向に移動さ
せ、 前記上側作業ロール用砥石装置と前記下側作業ロール用
砥石装置でそれぞれ研削される範囲が操作側と駆動側で
対称の配置となるよう、 研削することを特徴とするオン
ラインロール研削方法。 - 【請求項2】上下1対の作業ロールに対し各作業ロール
に面するようそれぞれ少なくとも1台づつ配置され、回
転中の作業ロールの表面を研削する上側作業ロール用砥
石装置および下側作業ロール用砥石装置と、前記上側作
業ロール用砥石装置と前記下側作業ロール用砥石装置を
前記作業ロールの軸方向に沿ってそれぞれ移動させる移
動装置とを用いるオンラインロール研削方法において、 前記上側作業ロール用砥石装置及び前記下側作業ロール
用砥石装置の一方を駆動側から操作側へ、他方を操作側
から駆動側へ、圧延中において互いに逆方向に移動さ
せ、 前記上下一対の作業ロールの操作側と駆動側の摩擦係数
が同じになるよう、研削することを特徴とするオンライ
ンロール研削方法。 - 【請求項3】請求項1又は2記載のオンラインロール研
削方法において、 前記上側作業ロール用砥石装置および前記下側作業ロー
ル用砥石装置によって圧延中に行う研削を同時に開始
し、かつ前記上側作業ロール用砥石装置および前記下側
作業ロール用砥石装置の移動速度を同じ速度に制御する
ことを特徴とするオンラインロール研削方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
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