JP4932769B2 - 圧延機の零調方法 - Google Patents
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Description
この方法では、キスロール締め込み状態での分割バックアップロール圧下方向の変位と荷重分布を測定し、これを基準状態とし、さらに上下のワークロールがロール胴長全域にわたって接触する状態で各分割バックアップロールを個々または複数個を同時に変化させた場合の分割バックアップロール圧下方向の荷重と変位を、分割されたバックアップロールの数以上の水準数検出し、検出されたこれらの分割バックアップロールの荷重及び変位との差を求め、これらの差を用いて分割バックアップロール系の変形マトリクスを求めている。
圧延機の寸法から規定される分割バックアップロールのあるアセンブリ側のワークロール軸心たわみの変形マトリクスであるワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための分割バックアップロール合計荷重を決定し、
前記分割バックアップロール合計荷重を用い、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下一方の分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定して圧延機のキスロール状態で所定の分割バックアップロール合計荷重まで締め込み、
締込み時の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および分割バックアップロール圧下位置を零点として、分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法である。
圧延機の寸法から規定される分割バックアップロールのあるアセンブリ側のワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための主圧下荷重を決定し、
前記主圧下荷重を用いて、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下一方の分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定して圧延機のキスロール状態で所定の主圧下荷重まで締め込み、
締込み時の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法である。
圧延機の寸法から規定される前記各装置を備えた側のワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための分割バックアップロール合計荷重を決定し、
前記分割バックアップロール合計荷重を用い、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の分割バックアップロール合計荷重まで締め込み、
締込み時の上下一方の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下一方の分割バックアップロール荷重分布との差から求めた分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下一方の分割バックアップロール圧下位置を零点として、分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法である。
圧延機の寸法から規定される前記各装置を備えた側のワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための主圧下荷重を決定し、
前記主圧下荷重を用いて、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の主圧下荷重まで締め込み、
締込み時の上下一方の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下一方の分割バックアップロール荷重分布との差から求めた分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下一方の分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法である。
圧延機の寸法から規定される上下両方のロールアセンブリのワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための分割バックアップロール合計荷重を決定し、
前記分割バックアップロール合計荷重を用い、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる上下分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の分割バックアップロール合計荷重まで締め込み、
締込み時の上下の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下の分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下の分割バックアップロール圧下位置を零点として、分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法である。
圧延機の寸法から規定される上下両方のロールアセンブリのワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための主圧下荷重を決定し、
前記主圧下荷重を用いて、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる上下分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の主圧下荷重まで締め込み、
締込み時の上下の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下の分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下の分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法である。
なお、図1〜3に例示する板圧延機は、ロールアセンブリが軸方向に7分割に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を持つ圧延機であるが、本発明に係る圧延機の零調方法は、これに限定されず、ロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を持つ圧延機について広く適用することができる。
上インナーハウジング15には、上ロールアセンブリ10が設けられている。上ロールアセンブリ10には分割バックアップロール21〜27が配され、上ワークロール13を支持している。
上ワークロールと分割バックアップロールの接触角は、図1におけるX軸のマイナス方向(出側)と分割バックアップロールとの角θiとして定義する。つまり、圧延機出側に配置された分割バックアップロール角の余弦は正値をとり、逆に圧延機入側の分割バックアップロール角の余弦は負値をとる。
そして、下インナーハウジング45には、一体型の下バックアップロール40が設けられ、下ワークロール43を支持している。
下ロールアセンブリ140は、分割バックアップロール151〜157を備えている。入側分割バックアップロール152、154、156と出側分割バックアップロール151、153、155、157の配置は、図1における上インナーハウジング15および図3における上インナーハウジング115のものと同じである。また、上分割バックアップロール121〜127と下分割バックアップロール151〜157とは上下対称となっている。
図4のS01ステップとして、圧延機の寸法から弾性計算を介してワークロール変形マトリクスKW ijを作成しておく。通常、ワークロール変形マトリクスKW ijは、第i分割バックアップロールの軸方向位置におけるワークロール垂直方向たわみyW iとして、以下のように表される。
ただし、qy iは分割バックアップロールがワークロール垂直方向に作用する荷重、aはワークロールの垂直方向剛体変位一次成分、bはワークロールの垂直方向剛体変位定数項である。
ただし、qx iは、分割バックアップロールに作用する水平方向荷重である。
ただし、qx iは第i(i=1〜n)分割バックアップロールがワークロールに作用する水平方向(圧延方向、出側のワークロールから作用する力の向きが正)荷重、ziは第i分割バックアップロールの軸方向位置である。式(4)はワークロールに作用する力の釣り合いを示し、式(5)はワークロールに作用するモーメントの釣り合いを意味する。
qx iは、第i番目の分割バックアップロール荷重をqi、ワークロールとの接触角をθiとすると、以下の式で表される。
ただし、
cosθ1=−cosθ2=cosθ3=−cosθ4=…=cosθn
となる。
ここでは、上下ワークロールの水平方向たわみを小さくすることを目的としているため、上下ワークロール間に作用する水平方向力は無視できるとしている。
ただし、
ここで、この荷重変化と軸心接近量aから算出されるワークロールの規格化水平たわみとの関係を(10)、(11)、(12)式および三平方の定理を用いて求めたものを表1に示す。
許容されるワークロール水平たわみは必要とする荷重測定精度によって変化するが、例えば測定されるバックアップロール荷重誤差を3%以内に抑える必要がある場合、表1から水平たわみ量は上下ワークロール径の和の割合として、0.3%以内を目標としたバックアップロール圧下方向荷重分布qtg iを設定することになる。
目標は(2)のワークロールの水平面内軸心たわみxW iを小さくすることであるが、xW iは分割バックアップロール水平方向圧下位置と同義ではない。なぜなら、ワークロールと分割バックアップロールは接触しているため、xW iは分割バックアップロールの空間位置と同義であるが、分割バックアップロール空間位置は、分割バックアップロール圧下位置から分割バックアップロールに作用する荷重による変形分だけ移動するからである。
ここで、式(13)右辺のcとdは、左辺の剛体変位成分がゼロとなるように選ぶものとする。この操作は、主圧下荷重もしくは分割バックアップロール合計荷重の大幅な増減を防ぐとともに、Δuiの剛体変位成分、つまりワークロール全体の平均的なオフセット(平行移動成分)とスキュー(回転成分)とを最小化するプロセスに相当する。
ここで、このマトリクス成分が未知である場合には、次式に示すように各テンソルの対角要素が同一の値を持つものを仮に使用することも可能である。各テンソル要素の単位はmm/KNである。
ここで、分割バックアップロール荷重の測定精度を3%程度の誤差に抑えるため、上下ワークロール径の和140mmと表1における規格化水平たわみから、目標となるバックアップロール荷重qtg jをワークロールの水平たわみが0.42mm以内となるように、キスロール締込み水準毎にあらかじめ計算しておく。
ここで、締込み時の分割バックアップロール荷重分布を測定する。
現状の分割バックアップロール荷重分布qx iおよび目標分割バックアップロール荷重分布から、式(13)および(14)を用いて分割バックアップロール位置補正量Δuiを求める。ここで、KB ijは未知であったため、式(15)と同様のテンソルを仮定した。
分割バックアップロール位置修正量Δuiに従い、分割バックアップロール位置を変える。
上記の形態は請求項1および2に係る形態であり、請求項3および4についても全く同様の操作方法となる。
ただし、KW Uは上ワークロール変形マトリクスで、KW Bは下ワークロール変形マトリクスである。同様に、バックアップロール荷重qiおよびバックアップロール位置uiは、上バックアップロール荷重および位置ベクトルの下に、下バックアップロール荷重および位置ベクトルを配置すればよく、目標となる上下バックアップロール圧下位置が同時に求まる。
9 ハウジング
10 ロールアセンブリ
13、43 ワークロール
15、45 インナーハウジング
17 主圧下装置
18 主荷重測定装置
21〜27 上分割バックアップロール
301〜307 上分割バックアップロール圧下装置
321〜327 上分割バックアップロール荷重測定装置
341〜347 上分割バックアップロール圧下位置測定装置
40 下分割バックアップロール
218 上下分割バックアップロール型板圧延機
219 ハウジング
110、140 ロールアセンブリ
113、143 ワークロール
115、145 インナーハウジング
117 主圧下装置
118 主荷重測定装置
121〜127 上分割バックアップロール
401〜407 上分割バックアップロール圧下装置
421〜427 上分割バックアップロール荷重測定装置
441〜447 上分割バックアップロール圧下位置測定装置
151〜157 下分割バックアップロール
601〜607 下分割バックアップロール圧下装置
621〜627 下分割バックアップロール荷重測定装置
641〜647 下分割バックアップロール圧下位置測定装置
Claims (8)
- 上下一方のロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、前記各分割バックアップロールにそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置及び圧下位置測定装置を備えた圧延機における零調方法において、
圧延機の寸法から規定される分割バックアップロールのあるアセンブリ側のワークロール軸心たわみの変形マトリクスであるワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための分割バックアップロール合計荷重を決定し、
前記分割バックアップロール合計荷重を用い、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下一方の分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定して圧延機のキスロール状態で所定の分割バックアップロール合計荷重まで締め込み、
締込み時の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および分割バックアップロール圧下位置を零点として、分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法。 - 上下一方のロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、前記各分割バックアップロールにそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置及び圧下位置測定装置を備えた圧延機における零調方法において、
圧延機の寸法から規定される分割バックアップロールのあるアセンブリ側のワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための主圧下荷重を決定し、
前記主圧下荷重を用いて、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下一方の分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定して圧延機のキスロール状態で所定の主圧下荷重まで締め込み、
締込み時の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法。 - 上下ともにロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、上下一方の前記各分割バックアップロールにそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置及び圧下位置測定装置を備えた圧延機における零調方法において、
圧延機の寸法から規定される前記各装置を備えた側のワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための分割バックアップロール合計荷重を決定し、
前記分割バックアップロール合計荷重を用い、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の分割バックアップロール合計荷重まで締め込み、
締込み時の上下一方の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下一方の分割バックアップロール荷重分布との差から求めた分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下一方の分割バックアップロール圧下位置を零点として、分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法。 - 上下ともにロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、上下一方の前記各分割バックアップロールにそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置及び圧下位置測定装置を備えた圧延機における零調方法において、
圧延機の寸法から規定される前記各装置を備えた側のワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための主圧下荷重を決定し、
前記主圧下荷重を用いて、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の主圧下荷重まで締め込み、
締込み時の上下一方の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下一方の分割バックアップロール荷重分布との差から求めた分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下一方の分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法。 - 上下ともにロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、上下ともに前記各分割バックアップロールにそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置及び圧下位置測定装置を備えた圧延機における零調方法において、
圧延機の寸法から規定される上下両方のロールアセンブリのワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための分割バックアップロール合計荷重を決定し、
前記分割バックアップロール合計荷重を用い、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる上下分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキスロール状態で所定の分割バックアップロール合計荷重まで締め込み、
締込み時の上下の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下の分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下の分割バックアップロール圧下位置を零点として、分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法。 - 上下ともにロールアセンブリが軸方向に3分割以上に分割された分割バックアップロールによってワークロールを支持する機構を有し、上下ともに前記各分割バックアップロールにそれぞれ独立した圧下装置、荷重測定装置及び圧下位置測定装置を備えた圧延機における零調方法において、
圧延機の寸法から規定される上下両方のロールアセンブリのワークロール変形マトリクスを作成し、
零調のための主圧下荷重を決定し、
前記主圧下荷重を用いて、分割バックアップロールからワークロールに及ぼす水平方向力と水平面内モーメントのつり合いを保ち、かつ、ワークロールの水平面内たわみが必要とする荷重精度を得られる程度に十分小さくなるよう、目標となる上下分割バックアップロールの荷重分布を、前記ワークロール変形マトリクスを用いてあらかじめ求めておき、
上下分割バックアップロールの圧下位置を事前に決定した位置に仮固定し、圧延機のキス ロール状態で所定の主圧下荷重まで締め込み、
締込み時の上下の分割バックアップロール荷重を測定し、
前記目標となる上下の分割バックアップロール荷重分布との差から分割バックアップロール位置修正量を求めて、当該分割バックアップロール位置修正量に従い分割バックアップロール位置を修正し、
当該ロール位置修正によって目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現させた主圧下位置および上下の分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重と共に記憶することを特徴とする圧延機の零調方法。 - ワークロールの水平たわみ量の上下ワークロール径和に対する割合が0.3%以内となるような分割バックアップロールの荷重分布をあらかじめワークロール変形マトリクスを用いて求めておき、この目標となる分割バックアップロール荷重分布になるように、分割バックアップロール荷重を測定しながら圧下位置を調整し、目標となる分割バックアップロール荷重分布を実現する主圧下位置および分割バックアップロール圧下位置を零点として、主圧下荷重もしくは分割バックアップロール合計荷重と共に記憶することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧延機の零調方法。
- 前記分割バックアップロール位置を修正する際に、バックアップロール位置修正量をバックアップロール荷重の目標値と測定値との差、ワークロール変形マトリクスとともに、仮定したバックアップロール系変形マトリクスに基づいて算出することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の圧延機の零調方法。
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