JP3895812B2 - 圧延されたストリップの形状を調整するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロールスタンドに所属している圧下装置、曲げ装置、摺動装置および冷却剤および／または潤滑剤を制御して噴射するためのロールに所属している噴射ビーム並びにロールのロール胴の両端部領域に所属しているもう一つの噴射ビームを備えている様式の、ロールスタンド内で圧延された冷間ストリップの形状を調整するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ストリップを冷間圧延する際、ストリップ縁部領域において、ストリップ中央領域と異なった負荷を生じ、この負荷がストリップの厚みの一定性にその幅全体にわたって不利な影響を与えるという現象が生じる。ロールの幅全体にわたって熱によって生じるクラウンとストリップの中央部に比して肉厚なエッジプロフイルを誘起するストリップ縁部領域における著しいロールの摩耗以外に、大体ストリップ幅方向での材料繊維の横流れ挙動により、縁部領域において著しい肉厚低減が誘起される。縁部領域にける附加的な摩耗は冷間圧延の際は僅かであり、熱によるクラウンは大部分中央領域におけるロールの冷却により補正され、従って特に材料繊維の横流れ挙動により誘起されて、中央部に比して肉薄の、いわゆるエッジドロップと称されるエッジプロフイルが生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、圧延の際ストリップ張力分布に全く不利な影響を与えることなく、エッジドロップを最小限に低減すること、もしくは全く排除することを可能にする装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、もう一つの噴射ビームの作用領域がそれぞれロール胴端部からこのロール胴端部に面しているストリップ縁部を越えて冷間ストリップのストリップ縁部内にまで延在しており、この場合もう一つの噴射ビームの噴射ノズルがロールをそれぞれロール胴端部から所定の寸法までこのロール胴に面しているストリップ縁部を越えて作用するように構成されていることによって解決される。
【０００５】
ストリップ縁部領域におけるロール直径は附加的な冷却により縮径され、その結果ロール間隙が再び増大する。しかも、これにより材料繊維の流れ挙動により誘起されるエッジドロップの発生が抑制される。
ロールにもともと設けられているストリップのための冷却剤および潤滑剤を噴射するための噴射ノズル以外に、もう一つの噴射ビームが一般にワークロールにのみ所属している。何故なら、噴射ビームが圧延作業と被圧延材との接触により最も強く熱による影響をこおむるからである。
【０００６】
もう一つの噴射ビームがロールスタンド入側および／または出側に設けられている場合、ロール胴端部領域の著しく強い冷却を達することが可能である。このことに加えて、もう一つの噴射ビームを最適に調節することが可能である。
もう一つの噴射ビームの噴射ノズルがロール胴端部に方向に整向されている噴射方向を有している場合、噴射媒体のロール中央からの、即ちストリップ中央からの連続した噴射が保証され、従ってこの領域内において不都合な附加的な冷却を行なわなくて済む。
【０００７】
もう一つの噴射ビームの噴射ノズルの噴射幅がストリップ幅に適合されているのが有利であり、これによりストリップの幅が異なっていても最適なエッジドロップの発生の回避或いはエッジドロップの低減が保証される。
ロール胴端部領域内におけるロールの軸方向での最適な温度降下を達するため、本発明により、噴射ノズルは圧延の際にストリップによって占められるロールの領域方向にも整向されている。
【０００８】
もう一つの噴射ビームに一方の噴射ビームのための噴射媒体と異なる温度、特に低い温度を有する噴射媒体を供給し、この際例えば噴射媒体のための共通のタンクが設けられており、この噴射媒体の温度は噴射ノズルのための温度に調節されており、そしてもう一つの噴射ビームのための噴射媒体が制御可能な冷却装置を介して冷却可能である。
【０００９】
フォワード制御装置として作動し、ストリップ入側で測定されたおよび／または所定のストリップデータが与えられる制御装置が設けられており、この装置が噴射幅、噴射媒体の強度および噴射媒体の温度の記憶された或いは計算されて最適な値を選択し、相応して制御を行う。
フイードバック制御も可能である。この場合フォワード制御とフイードバック制御の組合せも可能である。
【００１０】
フイードバック制御のための測定結果は噴射幅、噴射媒体の強度および噴射媒体の温度の最適な値の予検出のためにおよび／またはフォワード制御の制御装置を最適な条件に調整するために使用される。センサの測定された値或いは所定のストリップデータが、記憶装置から噴射幅、噴射媒体の強度および／または冷却剤の温度に関する最適な値を選択することに使用されなかった場合、噴射幅、噴射媒体の強度および／または冷却剤の温度に関するそれぞれ最適な値に関する相応する関数が存在している計算機が、これらの測定結果により制御装置の制御部材のための最適な値を算出する。
【００１１】
以下に添付した図面に図示した発明の実施の形態につき本発明を詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から、ストリップ２を圧延するためのロールスタンド１が認められる。このロールスタンドの入側には冷却剤および／または潤滑剤のための噴射ビーム３，３ａが設けられている。これらの噴射ビーム３，３ａはポンプ４を介してタンク５から噴射媒体の供給が行なわれる。
【００１３】
もう一つの噴射ビーム６，６ａはロールのロール胴端部領域方向に整向されている。これらの噴射ビームは同様にポンプ７を介してタンク５から噴射媒体の供給が行なわれる。噴射媒体は冷却装置８を経て供給される。この冷却装置は噴射媒体の温度を図示していない計算機により予め与えられている値に相応して、温度調節装置９により最適な値に調節する。弁１０を経てもう一つの噴射ビーム６，６ａの噴射幅と噴射媒体の強度が調節される。噴射媒体は一緒に集められ、戻し導管１１を経て共通のタンク５内に到達する。もちろん、二種類の異なって調温された噴射媒体のための別個のタンクを設けることも可能である。この場合、噴射媒体の捕集を別個に行うのが有利である。
【００１４】
図２ａには幅広のストリップ２が圧延されるワークロール１２が示されている。ストリップ入側においてもう一つの噴射ビーム６，６′が、出側において他の噴射ビーム１３，１３′が認められ、これらの噴射ビームの有効作用幅はストリップ２の幅に調節されており、ワークロール１２のストリップ縁部と接触する狭い領域を覆っている。
【００１５】
これに対して図３には幅狭なストリップ２が示しされており、相応してその有効作用幅が調節可能な噴射ビーム６，６′；１３，１３′が認められる。
図４からは、その噴射ノズル１４から１４ⁿ がワークロール１２のロール胴端部方向に整向されている噴射ビーム６′が認められる。外側の噴射ノズル１５，１５′のみがこの方向と異なる噴射方向を有している。噴射ノズル１４から１４ⁿ ，１５，１５′とは個々に接続および遮断が可能であり、従って噴射幅は圧延されるべきストリップ２の幅に調節可能である。
【００１６】
図５からは、図２と同様に、ストリップ入側には噴射ビーム６，６′が、そしてストリップ出側には噴射ビーム１３，１３′が設けられているのが認められる。この場合噴射ビーム６，６′と１３，１３′の噴射幅は、これらの噴射ビームがワークロール１２のロール胴を、ストリップ縁部接触領域内で、ストリップ最小幅からストリップ最大幅にいたるまで最適に冷却が行なわれるように選択されている。
【００１７】
図６からは、ストリップ入側には噴射ビーム１６が、そしてストリップ出側には噴射ビーム１６′が設けられているのが認められる。この場合も、ストリップ幅に依存した冷却幅の最適な調節が保証される。
図７には、約６０分間の圧延工程の後のワークロール１２のロール胴輪郭１７が示されている。この場合もう一つの噴射ビーム６，６′；１３，１３′；１６，１６′のどれによってもロール表面の調整は行なわれていない。通常の熱によるクラウンが生じている。ストリップ縁部−接触領域には、クラウンのゆっくりとした減退が認められる。このクラウンのゆっくりとした減退によっては、ストリップ縁部領域における材料繊維の横流れ挙動により誘起されるエッジドロップの発生を回避することができない。
【００１８】
図８からは図７に相当するロール胴輪郭が認められる。しかし、この場合はもう一つの噴射ビーム６，６′；１３，１３′；１６，１６′によるロール表面への作用を伴う作業が行なわれる。ストリップ縁部−接触領域における著しいクラウンの減退は、材料繊維の横流れ挙動により誘起されるエッジドロップの発生が低減されるか、或いは最小となるように、附加的な冷却が行なわれることにより調節されている。
【００１９】
図９は本発明による制御装置の概略を示している。多数のロールスタンドにより冷間圧延されるストリップ２が認められる。図から四重式ロールスタンド１８が認められる。この四重式ロールスタンド１８に本発明によるエッジドロップ制御機構が所属している。他方この図には通常の平坦度制御機構を備えた六重式ロールスタンド１９が示しされている。もちろん、本発明によるエッジドロップ制御機構を圧延ラインの多数の或いは全部のロールスタンドに設けることも可能である。ストリップ入側には、特にストリップ縁部領域におけるストリップの厚み、形状、幅および／またはストリップ張力分布を決定するためのセンサ２０が設けられている。測定された値は、計算機２１により記憶されている−この値に加えて更に最適な冷却水の噴射が記憶されている−値と比較され。読取られた冷却水温度並びにノズル制御のための信号は冷却剤−温度制御回路２２に、およびノズルタイアップ制御回路２３に与えられる。
【００２０】
選択的に或いはセンサ２０との協働でも、センサ２４，２４′が作動する。これらのセンサは同様に特にストリップ縁部領域におけるストリップ形状、ストリップ幅およびストリップ張力分布を測定する。この測定結果は制御装置２５に与えられる。この制御装置２５は測定された値を最適な噴射幅、噴射媒体強度および冷却剤温度に修正する。この測定結果は更に、計算機２１内に記憶されている値を修正するために使用される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明により、サーマルクラウンの変化はストリップ縁部領域において始まり、ロールの熱的作用はストリップの傍らにおいてのみならず、ストリップの縁部領域においても現れ、これにより冷却効果が増強され、他方僅かな水量と温度変化で、比較的大きなロール胴領域におけるサーマルクラウンの調整が行われ、また圧延の際ストリップ張力分布に全く不利な影響を与えることなく、エッジドロップを最小限に低減すること、もしくは全く排除することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ワークロールに入側で所属している本発明による冷却装置を備えたロールスタンドの概観図である。
【図２】 幅広ストリップの場合の本発明によるもう一つの噴射ビームのストリップの入側と出側における使用を示した図である。
【図３】 幅狭ストリップの場合の本発明によるもう一つの噴射ビームのストリップ入側と出側における使用を示した図である。
【図４】 もう一つの噴射ビームのロールスタンド半分で図示したノズルの配設を示した図である。
【図５】 ワークロールの入側と出側に設けられている異なって形成されているもう一つの噴射ビームの図である。
【図６】 ワークロールの入側と出側に設けられている異なって形成されているもう一つの噴射ビームの図である。
【図７】 附加的な冷却が行なわれていないワークロールのロール胴輪郭の図である。
【図８】 附加的な冷却が行なわれているワークロールのロール胴輪郭の図である。
【図９】 エッジドロップ制御機構のための制御回路の図である。
【符号の説明】
１ ロールスタンド
２ ストリップ
３ 噴射ビーム
４ ポンプ
５ タンク
６，６′もう一つの噴射ビーム
７ ポンプ
８ 冷却装置
９ 温度制御装置
１０ 弁
１１ 戻し導管
１２ ワークロール
１３，１３′ もう一つの噴射ビーム
１４ ノズル
１５ ノズル
１６，１６′ もう一つの噴射ビーム
１７ ロール胴輪郭
１８ 四重式ロールスタンド
１９ 六重式ロールスタンド
２０ センサ
２１ 計算機
２２ 冷却剤温度−制御回路
２３ ノズルによる噴射−制御回路
２４ 記録機構
２５ 制御装置

Claims (11)

1. ロールスタンド（１）に所属している圧下装置、曲げ装置、摺動装置および冷却剤および／または潤滑剤を制御して噴射するためのロール（１２）に所属している噴射ビーム（３，３ａ）並びにロール（１２）のロール胴の両端部領域に所属しているもう一つの噴射ビーム（６，６′，６ａ；１３，１３′；１６，１６′）を備えている様式の、ロールスタンド（１）内で圧延された冷間ストリップの形状を調整するための装置において、もう一つの噴射ビーム（６，６′，６ａ；１３，１３′；１６，１６′）の作用領域がそれぞれロール胴端部からこのロール胴端部に面しているストリップ縁部を越えて冷間ストリップ（２）のストリップ縁部内にまで延在しており、この場合もう一つの噴射ビーム（６，６′，６ａ；１３，１３′；１６，１６′）の噴射ノズル（１４から１４ⁿ ，１５，１５′）がロール（１２）をそれぞれロール胴端部から所定の寸法までこのロール胴に面しているストリップ縁部を越えて作用するように構成されていることを特徴とする装置。
2. もう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）がワークロール（１２）にのみ所属していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. もう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）がそれぞれのロールスタンド（１８）の入側および／または出側に設けられていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の装置。
4. もう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）の噴射ノズル（１４から１４ⁿ ，１５，１５′）がロール胴端部に面している噴射分力を有する噴射方向を有していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。
5. もう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）の噴射ノズル（１４から１４ⁿ ，１５，１５′）の作動している際の作業幅がストリップ幅に適合可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の装置。
6. もう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）のための噴射媒体の温度が噴射ビーム（３，３）のための噴射媒体の温度と異なることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
7. それぞれのロールスタンドの入側にセンサ（２０）が設けられており、このセンサが到来するストリップ（２）の厚み、形状、幅および／または張力を測定するように構成されていること、および計算機（２１）が設けられており、この計算機を介して、上記センサ（２０）の測定結果が、もう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）のための最適な予め記憶されている噴射幅、噴射媒体の強度および／または冷却剤の温度であるように決定可能であるように構成されていることを特徴とする、ストリップ縁部領域における冷間ストリップ形状の調整のための制御装置を備えた請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
8. 到来するストリップ（２）の厚み、形状、幅および／または張力が予め与えられている計算機（２１）が設けられており、この計算機が計算モデルによりもう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）のための最適な予め記憶されている噴射幅、噴射媒体の強度および／または冷却剤の温度を決定するように構成されていることを特徴とする、ストリップ端部領域において冷却間ストリップの形状を調整するための制御装置を備えた請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
9. それぞれのロールスタンドの出側にセンサ（２４、２４′）が設けられていること、このセンサ（２４、２４′）が走出してくるストリップ（２）の形状、幅およびストリップ張力分布を測定することが可能であるように構成されていること、および測定された値がもう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）のための最適な噴射幅、噴射媒体の強度および／または冷却剤の温度に修正するために制御装置（２５）に与えられるように構成されていることを特徴とする請求項７或いは８に記載の装置。
10. それぞれロールスタンドの出口においてセンサ（２４、２４′）により測定された値が、計算機（２１）内での計算行程を修正するようにように作用可能であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 一つ或いは多数の計算機（２１）がもう一つの噴射ビーム（６，６′；１３，１３′；１６，１６′）に関して最適な噴射幅、噴射媒体の強度および／または冷却剤の温度を計算すること可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。

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