JP4502494B2 - オンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延機間または圧延機内に組み込まれた圧延ロールのオンライン研削装置による圧延ロールの研削において、研削時に異常と判断される事態が発生した場合に、研削を中断もしくは中止させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋼板の熱間或は冷間圧延機に使用する圧延ロールは、鋼板を圧延すると圧延により、ロールの通板部分のみが摩耗するため粗度が悪化し、ロール表面に肌荒れを生じ鋼板におけるスケール疵の発生原因となる。また、摩耗によりロールの通板部分と未通板部分との間に段差が生じ、ロール表面のプロフィルが変化する。
【０００３】
この摩耗段差が進行すると圧延された鋼板のプロフィルが変化し（例えば板厚形状においてはロールの摩耗部分に該当する部分が厚くなる）、板厚偏差の大きい成品が発生する。さらに、鋼板において端延び，中延びなどの非常に好ましからざる形状を呈することがある。
【０００４】
このような状況下で、通常鋼板の圧延は、広幅の板材から圧延を行い、次第に幅狭の板材の圧延を行うようロールスケジュールが設定されており、ロール摩耗が大きくなった時期を見計らってロールの組み替えを行うために、使用済みの圧延ロールを抜き出しオフラインでロールの研削を行っている。
また、最近では、生産性の向上を目指しロール組み替えの頻度を少なくするため、オンラインでロール研削を行うことが考えられている。
【０００５】
上記のように、圧延機間または圧延機内に組み込まれた圧延ロールにロール研削ユニットを備えた研削装置または研削制御方法としては、例えば特開平６−３３５７１５号公報、特開平６−３３５７１６号公報および特開平６−３０４６１４号公報等にその技術が開示されており、一部実用に供されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなオンラインでのロール研削装置においては、時としてハード面においてトラブルを発生することがある。例えば研削砥石でロールを研削中に圧延中のロール挙動の如何んによっては、通常の押付力で研削しているにも拘わらず、ロールの変動によって研削砥石に大きな負荷がかかり、押付力の変動となって表れる。
このような状態のままでロール研削を続行すると遂には研削砥石が破損するような事態を惹起する。このような事態を避けるため研削異常と判断されるような事態が発生した場合は直ちに研削を中断または中止する処置が採られていた。
【０００７】
しかして、研削異常と判断されると研削砥石をロールから離脱し退避せしめて置き、研削していた当該鋼板の圧延が終わるまでその状態を保持していた。これらの操作はオペレーターが判断してその都度行っていたため、同一サイクルの圧延ロールスケジュール間での鋼板の圧延に際してオペレーターが研削の指令を与えなければ、研削装置は退避した状態を保持したままで時間を経過し、ロールの研削を行うことはなかった。
【０００８】
ところが、研削異常と判断したケースでも圧延後に実際に研削装置を点検すると、研削装置そのものには異常が確認できないケース、即ち圧延ロールの変動による一時的に研削砥石に負荷がかかる等の一過性異常と判断できるケースが少なからずあることが分かった。
【０００９】
このようなケースの場合、ロール変動等の一時的な異常が収束すれば再度研削が可能であるが、研削異常が発生した場合に直ちに一過性異常か継続異常かを判断する手段がなかったため、オペレーターが研削装置の点検等によって確認せざるを得なかった。
鋼板圧延中のオペレーターの業務は煩雑で、かつ多くの作業量を有し、時によっては前記オンライン研削装置の操作盤まで可動指令を与えるための異常の有無を確認する時間的余裕がなく、一旦研削異常が発生するとロール研削装置を不使用のまま多くの鋼板の圧延を継続するようなことがままあり、研削装置の稼働率を低減させる大きな原因となっていた。
【００１０】
本発明は前記した研削装置が研削異常と判断されるケースが発生した場合に一過性異常か、継続異常かを見極め適正な可動指令を自動的に行わせることを目的とするもので、若し一過性研削異常と判断された場合には、研削砥石は一旦ロールから離脱させて研削を中断させるが、次回の鋼板の圧延に際しては自動的に研削砥石は再度研削すべき圧延ロールの所定位置まで戻り研削を再開させる。
しかし、研削の異常状態が繰り返し起こるような継続異常発生の場合には、設定された異常判断基準に基づいて研削を中止し、研削装置をロールから離脱させ、研削砥石に損傷を与えることのないようにするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来方法における問題点を解決するためになされたものであって、その要旨するところは、下記手段にある。
（１） 圧延機間または圧延機内に組み込まれた同一サイクルの圧延ロールスケジュール間で表面研削装置により圧延ロールを研削するに際し、当該圧延ロールの研削途中で研削時の異常を判断する当たり、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定し、圧延ロールの研削途中で研削異常と判断される事態が研削装置において複数回連続して発生した場合に、該研削装置による圧延ロールの研削を中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
【００１２】
（２） 圧延機間または圧延機内に組み込まれた同一サイクルの圧延ロールスケジュール間で表面研削装置により圧延ロールを研削するに際し、当該圧延ロールの研削途中で研削時の異常を判断する当たり、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定し、圧延ロールの研削途中で研削異常と判断される事態が研削装置において２回連続して発生した場合に、該研削装置による圧延ロールの研削を中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
（３） 圧延機間または圧延機内に組み込まれた同一サイクルの圧延ロールスケジュール間で表面研削装置により圧延ロールを研削するに際し、当該圧延ロールの研削途中で研削時の異常を判断する当たり、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定し、圧延ロールの研削途中で研削異常と判断される事態が研削装置において発生した場合に、該圧延ロール研削を一旦中断し、同一圧延ロールスケジュール間で前記研削装置による前記圧延ロールの研削を再開した後、再度研削異常と判断される事態が１回以上発生した場合に、前記研削装置による前記圧延ロールの研削を中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
【００１３】
（４） （１）〜（３）のいずれかに記載のオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法であって、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定する代わりに、圧延ロール間のロールギャプが予め設定された基準範囲値を超えた場合に研削異常と認定し、該研削装置による前記圧延ロールの研削を中断もしくは中止させるオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１に基づき本発明方法の概要を説明する。
図１において、ロールスタンド（図示せず）には圧延ロール１およびバックアップロール２が組み込まれており、さらに圧延ロール１には、研削装置の研削ユニット３が上・下の圧延ロール１に対応して設けられている。
該研削ユニット３には、その先端部が圧延ロール１に当接する研削砥石４が取付けられ、研削ユニット３の内部に配設された駆動機構と押付力を実測するロードセルにより圧延ロール１へ研削砥石４の押付力を制御しながら、それぞれオンラインロール研削装置制御計算機（図示せず）から出力される砥石押付力に関する指令に基づき、鋼板Ｓの圧延中に圧延ロール１の表面に当接してロール表面の研削作業を行うように、研削装置の作動が設定され制御される。
【００１５】
研削ユニット３は該ユニットを圧延ロール１の長手方向に移動するための車輪６と、その車輪６をガイドするレール７が設置されており、圧延ロール１の任意箇所へ研削装置を可動させて研削することができる。
また、研削ユニット３には異常時に圧延ロール１から離脱するために、シリンダー８が取り付けられており、該シリンダー８は研削位置（Ａ）から退避位置（Ｂ）への可動が可能な構成となっている。
【００１６】
なお、図１には上圧延ロール１の研削ユニット３について示したが、下圧延ロール１についても同様な構成をとる研削ユニットが設置されており、図面を簡略化して示すために省略した。
【００１７】
このような構成になる研削砥石による稼働中のオンライン圧延ロールの研削作業において、通常圧延ロールの研削に要する研削砥石の圧延ロールへの押付力は、本発明者らの過去の経験から一定の範囲内で圧延ロールの摩耗量に応じ研削すべき値を設定し、その押付力を維持しながら研削を行い、かつ研削量の増減を実施していた。
【００１８】
しかして、前述したように圧延ロール研削時に何らかの原因によって、研削装置に破損を与えるような異常状態が発生することが起こり得るが、この研削の異常事態の判断は、研削砥石の圧延ロールへの押付力の変動および圧延ロール間のギャップの変動を検知することによって行っていた。
【００１９】
ところが、本発明者らが鋭意調査・検討した結果では、圧延ロール研削時の研削異常は圧延ロールの変動等による一過性の押付力が大きく変動して発生するケース及び上・下の圧延ロール間のギャップが所定範囲を外れるケースと、研削装置自体あるいは圧延機自体の異常によって押付力が継続して異常が発生するケース及び上・下の圧延ロール間のギャップも所定範囲から継続して外れるケースがあり、前者の場合には異常が一過性であるため、一旦研削装置を退避させ研削を中断させるが、しばらく時間を置いて異常が収束した後においては、再度圧延ロールの研削ができるケースが多いことが判明した。
【００２０】
従って、このような一過性の研削異常と継続して発生する研削異常を分けて判定できれば、研削装置の稼働率が向上できることを知見した。
そこで、各研削装置につき研削異常の判断基準としての設定値を予め与えて置き、その値にプラス、マイナスの幅を持たせたうえでその値を限界値として管理し、その値を超え、且つ該範囲を外れた時間が予め設定した時間を超えた場合に異常事態が発生したものと判断することとした。
このことにより、研削砥石の押付力の測定値の信号ノイズ等による誤検知の発生の抑制が可能となるからである。
【００２１】
このようにして研削異常と判断されると圧延ロールの研削を中断し、シリンダーを縮めることによって、研削中の圧延ロールから研削装置を速やかに離脱せしめ、図１中ＡからＢへ移行し所定の退避位置にて一旦待機させる。
その後、同一圧延ロールの圧延スケジュールタイミング圧延で再度研削装置を研削位置まで戻し、研削を再開する。
【００２２】
ここで、前記異常が一過性の異常であれば、退避位置から再び圧延ロールの研削のために所定の位置まで復帰し、研削を再開しても押付力または上・下の圧延ロール間のギャップの異常は起こらず、そのまま研削は継続可能となる。
【００２３】
しかし、研削装置自体の故障等の異常が継続的なものであれば、研削を再開しても再度押付力または上・下の圧延ロール間のギャップの異常が起こるため、このような事態が複数回繰り返して発生する。そうして、予め定められた所定回数に達しても同様の継続した研削異常が発生し、異常事態が解消されなければ自設備等の故障によるものと判断し、研削指令は自動的に解除され、当該圧延ロールの研削を中止し、研削装置は退避した位置にて待機状態を保持する。
【００２４】
従って、この状態が持続されると該研削装置による圧延ロールの研削は行われない。前記研削異常の原因が判明し、それに対して適切な処置が講じられたならば、その後は再び研削指令を発し圧延ロールの研削を再開せしめる。
【００２５】
本発明者らの従来からの経験によれば、オンライン圧延ロール研削異常と判断され研削装置が一時退避状態に置かれても、次の鋼板圧延時の圧延ロール研削においては、異常なく研削を行うことができる例が多くあった。
これは研削異常と判断される時には種々の発生要因が関与しており、単独の要因、または他の要因と複合して発生した結果、研削異常と判断されるケースが多くあることを意味しており、何らかの原因により一過性の研削異常が継続的な研削異常状態と類似して現れたのを誤認して、異常ありと判断することが応々にして起こり得ることを物語っている。
【００２６】
研削異常が一度でも認められたならば、それ以降の圧延ロット全体についての研削を取り止めることは、研削装置の稼働率を著しく低下せしめることになり、且つ圧延鋼板にも影響を及ぼし、研削が異常であると判断するには適切な基準を設けて置く必要がある。
【００２７】
従って前記したように研削に異常ありとの判断し、研削の中止を行う基準としては、複数回連続して発生した場合にのみ事実認定を行うか、もしくは、２回連続して発生した場合にのみ異常との事実認定を行うか、その基準を如何に決めるかは圧延装置（圧延ロールを含んだ）自体の特性によっても変わってくるので、その判断基準の設定に当たってはこれらを考慮したうえで適宜定めて実施すべきである。
【００２８】
さて、研削異常に関与する原因は種々考えられるが、本発明者らはそのうちでも発生頻度の比較的多い研削砥石の押付力異常と、圧延ロールギャップ値の異常を研削異常判定項目として選定した。この２つを判定項目とするならば研削異常と思われる項目の大多数はカバーされるからである。
【００２９】
ここで、研削砥石の押付力の異常についての判断に当たっては、結果とし表われるのは研削砥石を圧延ロールへ押付けている（例えば一定圧で）ロードセルでの押付力の負荷が設定範囲値から外れることをもって認定することができる。
この場合ロール研削に当たって研削砥石がロールと接触している力（押付力）をロードセルでの負荷をもってその値を検知し、研削に要する一定の押付力を基準値となし、この値にプラス、マイナスの値を加味して管理限界範囲値となし、この限界値を超えた場合に研削異常との判断を行うよう基準値を設ける。
【００３０】
すなわち、プラス値とは通常鋼板圧延中のロールが種々の要因（例えば圧延材の厚み変動、ロールスタンド内のバックアップロールの接触のバラツキ、ロール回転伝達機構の機械的ガタ）によて変動するが、その値が通常起こっている範囲内の変動であれば許容するよう幅を持たして設定する。
しかして、研削異常と判断するに当たっては、通常の状態で圧延ロールの研削が行われている時、何らかの原因によって設定研削押付力が異常判定基準値を超え、その値が所定時間経過しても同様な状態が継続して起こっていることが認められた時点において、初めて研削異常ありと判断し、直ちに研削砥石を圧延ロールから離し所定の場所に退避し待機せしめる。
【００３１】
次に、圧延ロールのギャップ値の異常であるが、通常上・下圧延ロール間のギャップ値は各圧延ロール毎に絶えず計測されており、通常の変動の範囲内で圧延操業が行われている。この状態で作業が推移している時に何らかの原因によって通常の変動範囲を超えて大きな値を示すような事態が発生すると圧延ロールに接触している研削装置の研削砥石に大きなダメージを与えるので、このような事態が起こったならば研削異常と判断するように研削異常の判定要因として取り挙げて置く必要がある。
【００３２】
すなわち、通常圧延稼働中の圧延ロール間でのロールギャップの値は絶えず多少なりとも変動しているが、検知された値が増大して極端に大きくなり、予め設けておいた基準値を超えるような事態になった時に、圧延ロールギャップ値の異常と認定して研削異常と同様の判断を行い、研削時の押付力異常と判断した時と同様の措置を採ることにより、研削砥石の破損を極力阻止するものである。
【００３３】
【実施例】
７スタンドを有する熱間仕上げ圧延機において、Ｆ５〜Ｆ７のロールスタンドの上・下圧延ロールに研削ユニットを設け、鋼板圧延中に圧延ロールの研削を行った。研削条件としては、▲１▼理論押付力：３５０Ｎ、▲２▼研削ヘッドユニット横行速度：３０ｍｍ／ｓ、▲３▼砥石回転速度：１５００ｒｐｍであった。
【００３４】
（実施例１）
圧延ロール研削作業中の研削砥石において、或る時間経過したときに図２に示したように、研削押付力が設定判定基準値（５９０Ｎ）を超え、さらにその状態が２秒間継続したので、研削異常と判断して直ちに研削砥石を圧延ロールから離脱せしめ、所定の場所まで退避し待機状態に置いた。
当該鋼板の圧延が終了し、次の鋼板の圧延が開始されたので、研削砥石を退避位置から再び圧延ロールの研削のため所定の位置に復帰せしめ、再度の研削を開始したところ、前回の研削時に異常と判断された時と同様の現象が再び起きたので、前回同様直ちに研削砥石を圧延ロールから離脱させ退避状態に戻し、その状態で研削砥石を待機せしめた。
【００３５】
（実施例２）
圧延ロール研削作業中の研削砥石において、或る時間経過したときに図３に示したように、圧延機稼働中の圧延ロール間のロールギャップの値が、設定判定基準値（１５ｍｍ）を超えたので、研削異常と判断して直ちに研削砥石を圧延ロールから離脱させ、所定の場所まで退避せしめ待機状態にて保持した。
【００３６】
上記実施例１〜２を実施することによって、研削砥石に損傷を与えることのない作業ができ、新しい研削砥石との交換頻度を少なくすることができた。
なお、上記実施例は何れも研削異常との判定が行われたもののみを示したが、一度は研削異常と認められたが次の鋼板の圧延が開始され、研削砥石で再び圧延ロールの研削を開始したところ、前回の研削時に異常と判断された現象は起こらずそのまま圧延ロールの研削を続行した例も数多くあった。
このことにより研削装置の稼働率を大幅に増大することができ、研削装置を不使用のまま圧延を続行することがなくなった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば圧延ロールのオンライン研削において、当該研削装置が研削異常と判断された時点に、研削砥石を速やかに圧延ロールから離脱させ、退避状態に置くことにより、研削砥石に過大な負荷を強いることなく、研削砥石の破損を防止することができ、新しい研削砥石との交換を要することがなくなり、設備費の負担を軽減できるメリットを有する。
また、研削異常の誤認を少なくすることができ、研削装置の稼働率向上に役立った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の概要を説明するための圧延ロールと研削装置との関係を示す図
【図２】実施例における研削異常判定例（研削砥石押付力）を示した図
【図３】実施例における研削異常判定例（圧延ロール間のロールギャップ値）を示した図
【符号の説明】
１ 圧延ロール
２ バックアップロール
３ 研削ヘッドユニット
４ 研削砥石
６ 車輪
７ レール
８ シリンダー
Ｓ 鋼板
Ａ 研削位置
Ｂ 退避位置

Claims (4)

1. 圧延機間または圧延機内に組み込まれた同一サイクルの圧延ロールスケジュール間で表面研削装置により圧延ロールを研削するに際し、当該圧延ロールの研削途中で研削時の異常を判断する当たり、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定し、圧延ロールの研削途中で研削異常と判断される事態が研削装置において複数回連続して発生した場合に、該研削装置による圧延ロールの研削を中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
2. 圧延機間または圧延機内に組み込まれた同一サイクルの圧延ロールスケジュール間で表面研削装置により圧延ロールを研削するに際し、当該圧延ロールの研削途中で研削時の異常を判断する当たり、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定し、圧延ロールの研削途中で研削異常と判断される事態が研削装置において２回連続して発生した場合に、該研削装置による圧延ロールの研削を中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
3. 圧延機間または圧延機内に組み込まれた同一サイクルの圧延ロールスケジュール間で表面研削装置により圧延ロールを研削するに際し、当該圧延ロールの研削途中で研削時の異常を判断する当たり、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定し、圧延ロールの研削途中で研削異常と判断される事態が研削装置において発生した場合に、該圧延ロール研削を一旦中断し、同一圧延ロールスケジュール間で前記研削装置による前記圧延ロールの研削を再開した後、再度研削異常と判断される事態が１回以上発生した場合に、前記研削装置による前記圧延ロールの研削を中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法であって、当該研削装置の圧延ロールへの押付力が予め設定された基準値を超え、かつ予め設定した時間を経過した時点をもって研削異常と認定する代わりに、圧延ロール間のロールギャプが予め設定された基準範囲値を超えた場合に研削異常と認定し、該研削装置による前記圧延ロールの研削を中断もしくは中止させることを特徴とするオンライン圧延ロール研削装置異常時の研削装置の操作方法。

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