JP3697205B2

JP3697205B2 - ロールプロフィールの測定方法および装置

Info

Publication number: JP3697205B2
Application number: JP2001358680A
Authority: JP
Inventors: 末親本田; 清島田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2021-11-26
Also published as: JP2003156325A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくセットしたままの状態で簡単かつ正確にプロフィールの測定を行うことができるロールプロフィールの測定方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鋼板の圧延方法として鋼板を一対のワークロールと、該ワークロールを後方側から押圧するバックアップロールを備えた圧延機により行う方法が広く知られている。この場合、バックアップロールはワークロールに対して正確な押圧力を付与し品質の確保と安定した通板を保証するように、その表面（プロフィール）は精密に管理されていることが必要となる。そこで従来では、経験則から求めた一定通板量を超えた場合にロールプロフィールの測定を行い使用の継続の可否の決定、あるいは次回ロール交換時期の予測データ採り等をしていた。
【０００３】
しかしながら、従来ロールプロフィールの測定は圧延機のロールスタンドから外へ取り出して行っており、各種配管等を全て取り外す必要があるうえに、バックアップロール自身も非常に重くクレーンを必要とする等の事情から、取り外しから測定完了まで１〜２日かかるものであった。しかもこの間、圧延ラインを停止させているので、ロールプロフィールの測定は原則として定修時などのラインを長時間止める時しか行うことができないという問題点があった。また、ロールプロフィールの測定をマイクロメータによる手作業で行う方法は短時間で測定しようとするとピッチが粗くなり、正確性に欠けるという問題点があった。更には、圧延ラインを通過する鋼鈑が硬質のものである場合にはバックアップロールの摩耗も予想以上に激しくなり、経験則から求めた一定通板量のみで交換のタイミングをみた場合には圧延不良を発生させるという問題点もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくロールスタンドにセットしたままの状態でプロフィールの測定を行うことができ、また測定精度も高くかつ簡単に短時間で測定することができるロールプロフィールの測定方法および装置を提供することを目的として完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくセットしたままの状態でロールプロフィールを測定する方法であって、ロールの長さ方向に基準ワイヤ線を一定のテンションで張設するとともに、該基準ワイヤ線のやや上方部を横切るように一定ピッチでジグザグ状に走行する非接触式の変位計を設け、この変位計を走行レール上を移動させながら変位計から基準ワイヤ線までの距離、および変位計からロール頂部までの距離をロール全長にわたって交互に測定し、得られた各測定点の距離差を繋ぎ合わせてロール全長のプロフィールを得るようにしたことを特徴とするロールプロフィールのと、測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくセットしたままの状態でロールプロフィールを測定する装置であって、ロールの長さ方向にセットした基台上に走行レール、およびこの走行レールと平行に一定のテンションで張られた基準ワイヤ線を設けるとともに、該走行レール上にはレール上を移動しながら基準ワイヤ線のやや上方部を横切るように一定ピッチでジグザグ状に走行して基準ワイヤ線までの距離とロール頂部までの距離をロール全長にわたって交互に測定する非接触式の変位計を設けたことを特徴とするロールプロフィールの測定装置である。
【０００６】
また、同様の課題を解決するために、基準ワイヤ線が水平線となるように補正値を加えて各測定点の距離差を計算するようにすることも好ましく、これを請求項２にかかる発明とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は、バックアップロール２０のプロフィールを測定する場合を示すもので、図中１はロールの長さ方向にセットした基台、２は該基台１上に設けられた走行レール、３はこの走行レール２と平行に張られた基準ワイヤ線である。
なお、前記基台１および走行レール２としては、軽量化のためにアルミ材を使用している。また、基準ワイヤ線３としては一定のテンション（例えば、５００Ｎ）で一直線に張れるように、例えば直径１ｍｍ程度のピアノ線のような鋼線を使用しており、ロール両端でスペーサー３ａ、３ａに支持されてロールに触れることなく近接した状態が維持されているとともに、一端をテンション調整機構３ｂに連結されて、常時一定のテンションを保持するよう構成されている。
【０００８】
前記走行レール２上にはレール上を移動しながら基準ワイヤ線３のやや上方部をジグザグ状に走行する非接触式の変位計４が設けられている。
この非接触式の変位計４としては、測定精度を上げるためスポット径が６０μｍ程度の口径の小さなレーザー変位計が用いられる。また、ジグザグ状に走行する機構としては、図２に示されるように、走行レール２を移動するアルミ製ブラケット５を介して変位計４が取り付けられているとともに、該ブラケット５に長さ方向への走行用モータ６ａと、円周方向への走行用モータ６ｂが取り付けられていて、前記変位計４を設定値に従って縦横の２方向へ移動できるよう構成されている。走行レール２は、アルミ製でもアルミ以外の軽合金製または鋼製でもよい。
【０００９】
なお、変位計４には信号処理装置（図示せず）が接続されており、この信号処理装置により変位計４からの信号を基に解析を行い、ロール頂部のプロフィールを計算したうえ画面に出力するよう構成されている。
【００１０】
次に、上記の測定装置によりロールプロフィールを測定する方法について説明する。
先ず、ロールスタンドから一対のワークロール（図示せず）を取り出した後、ロールの長さ方向に一定の張力で基準ワイヤ線３を張るとともに、該基準ワイヤ線３のやや上方部を走行する非接触式の変位計４を設けた基台１を、ロールスタンドに取り付けたままの状態にあるバックアップロール２０上にセットする。次いで、この変位計４をロールの長さ方向に走らせてロール長を自動計測した後、初期位置へセットする。
次いで、この変位計４を、図３〜図４に示されるように、走行レール２上を移動させながら前記基準ワイヤ線３を横切るように一定ピッチでジグザグ状に走行させることにより、変位計４から基準ワイヤ線３までの距離（ｈ₀）、および変位計４からロール頂部までの距離（ｈ₁）をロール全長にわたって交互に測定する。即ち、図４に示されるように、基準ワイヤ線３はロール頂部からわずかにずらせた位置にセットされており、変位計４をロール長さ方向へ一定距離だけ移動し一端停止後、ロール円周方向へ移動させることにより、前記距離（ｈ₀）、および距離（ｈ₁）を正確に測定でき、以後この動作を所定ピッチでロール全長にわたって繰り返すのである。
このようにして得られたデータは、信号処理装置へ入力されて各測定点の距離差（ｈ₁−ｈ₀）が計算され、この距離差（ｈ₁−ｈ₀）の点を繋ぎ合わせることにより、基準ワイヤ線３に対する相対的な位置を把握しロール全長の正確なプロフィールを得るのである。
【００１１】
なお、本発明の対象としているロールプロフィールの測定の計測精度は、誤差範囲がマイクロメータを用いた手計測との比較で、２０μｍ以内と極めてシビアなものである。従って、基準ワイヤ線自身が水平および直線でない場合には正確なプロフィールの測定ができないこととなるため、補正値を加えて各測定点の距離差を計算するようにしている。
具体的には、ロールに対して水平ではなく基準ワイヤ線３が傾斜し、斜めセットされている場合は、ロール端部の高さの違いがプロフィールの傾きとなって現れるので水平となるように補正する。この場合は、ロール両端の計測点を基準として傾きを［数１］で導き、各測定点に補正を加えることで水平なプロフィールを得ることができる。
【００１２】
【数１】

【００１３】
また、一定の張力で張った基準ワイヤ線３自体が撓んで完全な直線でないため、この撓み分も補正する必要がある。この場合は、基準ワイヤ線３自体と、水平線を形成する表面が平滑な基準ロール（図示なし。例えば、ロール表面の機械仕上げ（▽▽▽）または、鏡面仕上げ）との距離差を測定することで撓みデータを得、該データを前記変位計４から基準ワイヤ線３までの距離（ｈ₀）に補正値として取り込むことで正確なプロフィールを得ることができる。図３のスペーサー３ａ、３ａ間の距離は前記の基準ロールで撓みデータを得る場合と同じにするのが好ましい。
【００１４】
なお、以上の説明は上下一対のバックアップロールのうち、下側のロールプロフィールを測定する場合について行ったが、上側のロールプロフィールを測定する場合は、昇降台車上に本装置を上向きにセットして同様の手順で行うことが可能である。このように本発明では、測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくロールスタンドにセットしたままの状態でプロフィールの測定を短時間で、かつ正確に行うことができ、この結果、従来のように安全を見込んで早めにロール交換する必要もなくぎりぎりの線まで圧延ロールを継続使用できるので生産性の向上とコストダウンを図れることとなる。更には、圧延する鋼鈑の種類が変わったとしても常に圧延ロールのプロフィールを簡単にチェックできるので、クラウン量低下による圧延不良を発生させることも確実に防止できることとなる。
【００１５】
【実施例】
圧延機の下側バックアップロール（直径１３８７ｍｍ、長さ１４００ｍｍ）を圧延機から取り外すことなくセットしたままの状態とし、本発明の装置を用いて１０ｍｍピッチでプロフィールを測定したところ、図５のグラフに示されるような結果が得られた。一方、同一のロールを圧延機から取り外して研削台に設置されたダイヤルゲージを用いて手計測をした結果は、図６のグラフに示されるとおりであった。
これら２つのグラフの比較から、本発明に係る測定方法の計測精度が、２０μｍ以内の誤差範囲であることが確認でき、信頼性の高いものであることが立証できた。また、計測に要した時間は３０分で大幅な時間短縮が可能なことも確認できた。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくロールスタンドにセットしたままの状態でプロフィールの測定を行うことができ、また測定精度も高くかつ簡単に短時間で測定することができるものである。
よって本発明は従来の問題点を一掃したロールプロフィールの測定方法および装置として、産業の発展に寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の要部を示す斜視図である。
【図３】変位計の長さ方向への作動を説明する斜視図である。
【図４】変位計の円周方向への作動を説明する図である。
【図５】本発明によりロールプロフィールを測定した結果を示すグラフである。
【図６】従来例によりロールプロフィールを測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１基台
２走行レール
３基準ワイヤ線
４変位計
２０バックアップロール

Claims

測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくセットしたままの状態でロールプロフィールを測定する方法であって、ロールの長さ方向に基準ワイヤ線を一定のテンションで張設するとともに、該基準ワイヤ線のやや上方部を横切るように一定ピッチでジグザグ状に走行する非接触式の変位計を設け、この変位計を走行レール上を移動させながら変位計から基準ワイヤ線までの距離、および変位計からロール頂部までの距離をロール全長にわたって交互に測定し、得られた各測定点の距離差を繋ぎ合わせてロール全長のプロフィールを得るようにしたことを特徴とするロールプロフィールの測定方法。
基準ワイヤ線が水平線となるように補正値を加えて各測定点の距離差を計算するようにした請求項１に記載のロールプロフィールの測定方法。
測定対象の圧延ロールを圧延機から取り外すことなくセットしたままの状態でロールプロフィールを測定する装置であって、ロールの長さ方向にセットした基台上に走行レール、およびこの走行レールと平行に一定のテンションで張られた基準ワイヤ線を設けるとともに、該走行レール上にはレール上を移動しながら基準ワイヤ線のやや上方部を横切るように一定ピッチでジグザグ状に走行して基準ワイヤ線までの距離とロール頂部までの距離をロール全長にわたって交互に測定する非接触式の変位計を設けたことを特徴とするロールプロフィールの測定装置。