JP5131315B2 - 板圧延機の零点調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、上下両方のロールアセンブリーが、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、上下どちらか一方の各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とを配置した板圧延機の零点調整方法に関する。

近年、分割バックアップロールの荷重分布を検出し、圧延材とワークロール間の荷重分布を推定し、これにより圧延後の板クラウン・板形状を高精度に推定し得る圧延機が注目されている（例えば、特許文献１（段落［０００９］、［００１７］及び図１）参照）。この種の圧延機の中には図１に示すような上下非対称なロール配置のクラスタータイプの圧延機が示されている（例えば、特許文献２（段落［００１０］及び図１）参照）。このような圧延機では、板クラウン、板形状等を高精度に制御することが可能であるため、厳しい形状品質が要求される板圧延材を製造するのに極めて有利である。

このような優れた制御を可能とするためには、零点調整と呼ばれる初期設定が重要である。零点調整とはキスロール締め込みによって所望とする分割バックアップロールの荷重分布になるように各分割バックアップロールの圧下位置を調整し、その圧下位置を圧下制御上の原点（基準）とするものである。従って、零点調整の精度が悪いと上記の圧延材とワークロール間の荷重分布

特開平０６−２６２２１３号公報 特開平０６−２６２２１１号公報

上述したように上下両方のロールアセンブリーが、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であり、上下どちらか一方の各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とが配置された板圧延機では、零点調整が非常に重要である。

この圧延機では一つの分割バックアップロールの圧下位置を変化させると、全ての分割バックアップロールの荷重が変化する。従ってこの作業は熟練を要し、零点調整は熟練オペレータが手動で長い時間をかけて行っていた。この作業を自動で短時間で行いたいという要望が有った。

また、上述した零点調整によって所望とする荷重分布が得られたとしても必ずしも上下ワークロールの板幅方向のレベリングが保証されているわけではなく、特に上下いずれも一方のロールアセンブリーが、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であり、各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とが配置された板圧延機ではその問題は深刻であった。

本発明は、上述したような課題を解決する零点調整方法を提供するものであり、本発明の請求項１は上下両方のロールアセンブリーが、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であり、上下どちらか一方の各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とが配置された板圧延機において、キスロール締め込みによって該板圧延機の零点調整を行う際、予め該板圧延機を用いて各分割バックアップロールの単独押し込みを行いその押し込み量と荷重分布変化の値を調査して押し込み量と荷重分布変化量との関係式を作成し、分割バックアップロール荷重の合計が所望とする荷重になるように該ロールアセンブリーを収納しているインナーハウジングの荷重を制御すると共に、その際の各分割バックアップロールの荷重および圧下位置を測定し、予め設定した各分割バックアップロール荷重との荷重差を求め、得られた荷重差を前記荷重分布変化量に読み替えたものと前記関係式より、各分割バックアップロールの圧下位置修正量を計算し、その圧下位置修正量に基づいて各分割バックアップロールの圧下位置を制御することを特徴とする板圧延機の零点調整方法であり、
本発明の請求項２は、上下両方のロールアセンブリーが、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であり、上下どちらか一方の各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とが配置された板圧延機において、キスロール締め込みによって該板圧延機の零点調整を行う際、予め該板圧延機を用いて各分割バックアップロールの単独押し込みを行いその押し込み量と荷重分布変化の値を調査して押し込み量と荷重分布変化量との関係式を作成し、一つの基準とする分割バックアップロール荷重が所望とする荷重になるように該ロールアセンブリーを収納しているインナーハウジングの荷重を制御すると共に、その際の各分割バックアップロールの荷重および圧下位置を測定し、予め設定した各分割バックアップロール荷重との荷重差を求め、得られた荷重差を前記荷重分布変化量に読み替えたものと前記関係式より、該基準分割バックアップロールを除く全てのバックアップロールの圧下位置修正量を計算し、その圧下位置修正量に基づいて該基準分割バックアップロールを除く全ての各分割バックアップロールの圧下位置を制御することを特徴とする板圧延機の零点調整方法であり、
本発明の請求項３は、前記板圧延機のインナーハウジングに、ワークサイドとドライブサイドとの双方の、インナーハウジング間荷重、並びに、インナーハウジング間距離を、付加及び測定のいずれかまたは両方をする装置を配置し、
キスロール締め込み前に、
前記装置でロールギャップを確保した状態で、ワークサイドおよびドライブサイド双方の前記インナーハウジング間荷重、並びに、前記インナーハウジング間距離が所望とする値となるように、メインハウジングの圧下位置調整することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の板圧延機の零点調整方法である。

以上説明した本発明の板圧延機の零点調整方法を適用することにより、短時間で高精度な零点調整が可能となり、さらに本圧延機の圧延時の板形状の推定精度を高めることができる。

本発明の方法を適用する板圧延機の非対称型のタイプの概略図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 本発明の方法を適用する板圧延機の対称型のタイプの概略図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 図１に示した板圧延機の非対称タイプの概略図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。 本発明の零点調整硬化を示すもので、（ａ）と（ｂ）は本発明のワークロールと分割バックアップロールのレベルを、（ｃ）と（ｄ）は従来技術のワークロールと分割バックアップロールのレベルを示すものである。

以下、本発明を具体的に説明する。図１および図２は本発明の方法を適用する圧延機の１例を示す概要図であり、図１および図２の（ａ）はその側面図、図１および図２の（ｂ）は上面図である。図１は非対称なタイプを、図２は対称のタイプの圧延機を示している。図１および図２において、上ロールアセンブリーは、軸方向に７分割に分割した分割バックアップロール３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｄによって、ワークロール１を支持する機構とし、各々の分割バックアップロール３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｄにはそれぞれ独立に荷重検出装置と独立した分割バックアップロール圧下装置とが配置されている。図１においては、下側ワークロール２と下バックアップロール５が配置され、図２においては下側分割バックアップロールは上述した上側ワークロールおよび上側分割バックアップロールと同一の構造であり上下対称に配置されている。なお、図示してはいないが、これらの分割バックアップロール等はインナーハウジング内に収納されており、インナーハウジングはメインハウジング内に収納されている。上ワークロール径は２４０mm、上分割バックアップロール径は５００mmである。

図１において、下ワークロール径は８００mm、下バックアップロール径は１３００mmである。尚、図２において下ワークロール径は２４０mm、下分割バックアップロール径は５００mmである。図示していないが、メインハウジングには、上分割バックアップロールが収納されているインナーハウジングのワークサイドおよびドライブサイドを個別にバランス調整する電動圧下装置が、また、下バックアップロールチョックまたは下分割バックアップロールが収納されているインナーハウジングのワークサイドおよびドライブサイドを個別に圧下（圧延力）調整する油圧圧下装置が設けられている。

これらの圧延機を用いて、熟練オペレータが零点調整を行った後、各分割バックアップロールの単独押し込みを行いその押し込み量と荷重分布変化の値を先ず調査し、押し込み量と荷重分布変化量との関係式として式（１）のマトリクス内の係数を求める。なお、式（１）において△Ｐｉ（ｉ＝１〜７）は各分割バックアップロールの圧下位置を基準状態から△δｉ（ｉ＝１〜７）押し込んだ際の各分割バックアップロールの荷重変化量を表す。

本発明の第１の発明では、各分割バックアップロールの荷重の合計が目標とする荷重になるように、下分割バックアップロールを収納しているインナーハウジングまたはバックアップロールチョックを油圧圧下装置で制御する。その際の各分割バックアップロールの荷重の測定値をＰｅｉ（ｉ＝１〜７）、圧下位置をδｅｉ（ｉ＝１〜７）、予め設定した各分割バックアップロール荷重をＰａｉ（ｉ＝１〜７）とすると、
△Ｐｉ＝Ｐｅｉ−Ｐａｉ（２）
だから、式（１）より式（３）が得られる。

得られた値（△δｉ）によって、目標とする各分割バックアップロールの位置（δａｉ）は式（４）によって得られる。
δａｉ＝δｅｉ＋△δｉ （４）
この値に基づいて各分割バックアップロール位置を制御すればよい。

本発明の第２の発明では、基準とする分割バックアップロールの荷重が目標とする荷重になるように、下分割バックアップロールを収納しているインナーハウジングまたはバックアップロールチョックを油圧圧下装置で制御する。簡単のため、ここでは第４分割バックアップロールを基準とした例を示す。第４分割バックアップロールの圧下位置は例えば圧下制御可能な量の半分の位置として固定し、目標荷重Ｐａ４とする。

その際の各分割バックアップロールの荷重の測定値をＰｅｉ（ｉ＝１〜３、５〜７）、圧下位置をδｅｉ（ｉ＝１〜３、５〜７）、予め設定した各分割バックアップロール荷重をＰａｉ（ｉ＝１〜３、５〜７）とすると、△Ｐｉ＝Ｐｅｉ−Ｐａｉで、△δ４＝０だから式（１）より式（５）が得られる。

上式から式（６）が得られる。

得られた値（△δｉ）によって、目標とする各分割バックアップロールの位置（δａｉ）は、δａｉ＝δｅｉ＋△δｉと計算することによって得られ、この値に基づいて各分割バックアップロール位置を制御すればよい。この例では、第２の発明の零点調整後の各分割バックアップロールの圧下位置は圧下制御可能な量のほぼ半分の位置になる。

本発明の第３の発明について説明する。図３は図１に示した非対称タイプの圧延機であり、（ａ）は正面図で、（ｂ）は側面図である。図３において、上ワークロールはインナーハウジング内に納められており、インナーハウジング６にはワークサイドおよびドライブサイド６Ａ、６Ａ′がある。また、下ワークロール２はワークサイドおよびドライブサイドに配置されたチョック７Ａ、７Ａ′によって支えられている。インナーハウジング６のドライブサイドおよびワークサイドにはインナーハウジングと下ワークロールチョック間荷重付加装置８Ａ、８Ａ′が配置されており、この例では油圧シリンダーを用いている。また、この油圧シリンダーには圧力センサーと位置センサーが内蔵されており、インナーハウジングと下ワークロールチョック間の荷重と、その距離を測定することが可能である。

キスロール締め込み前に、ロールギャップを空けた状態でインナーハウジングとワークロールチョック間に基準荷重を付与し、その距離を測定する。そして、ワークサイドとドライブサイドのインナーハウジングとワークロールチョック間距離が等しくなるように、メインハウジングのワークサイドおよびドライブサイドの電動圧下位置を調整することによって、該インナーハウジングのワークサイドおよびドライブサイドのバランスを調整する。

このことによりワークロールのレベルが確保され、正常な零点調整が可能となる。後の作業は第１と第２の発明で説明したものと同一である。これによって、図４（ｃ）、（ｄ）に示すような片当たり気味の零点調整となることを防ぐことができ，図４（ａ）、（ｂ）に示すような安定した状態の分割バックアップロールレベルを維持することが可能となる。

図３に示した板圧延機を用いて、本発明の実施例を示す。予め実験によって式（３）のマトリクス内の係数を求めた。先ず、チョック間荷重付加装置を用いてロールギャップが開いた状態でワークサイドおよびドライブサイドに２００kN／chock の力を掛けて、ワークサイドとドライブサイドのインナーハウジングとワークロールチョック間距離を測定し、上インナーハウジングのレベルを上記チョック間距離差がなくなるように、メインハウジングのワークサイドおよびドライブサイドの電動圧下位置を調整した。

その後チョック間荷重付加装置の負荷を無くし、各分割バックアップロールの全体荷重が２．４０MNになるように、全体の圧下をメインハウジングのワークサイドおよびドライブサイドの油圧圧下装置によって加えた（ワークサイドとドライブサイドの締め込み量は等しい）。３分割側の荷重目標を４００kN、４分割側の荷重目標を３００kNとして、本発明の第１の発明に従って零点調整を行った。その結果、熟練オペレータが従来１時間程度かかっていた零点調整を、１０分未満でできるようになった。

１：小径ワークロール
２：大径ワークロール
３：分割バックアップロール（３分割）
４：分割バックアップロール（４分割）
５：バックアップロール
６Ａ、６Ａ′：インナーハウジングチョックの一部
７Ａ、７Ａ′：下ワークロールチョック
８Ａ、８Ａ′：チョック間荷重付加装置

Claims (3)

1. 上下両方のロールアセンブリーが、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であり、上下どちらか一方の各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とが配置された板圧延機において、キスロール締め込みによって該板圧延機の零点調整を行う際、
   予め該板圧延機を用いて各分割バックアップロールの単独押し込みを行いその押し込み量と荷重分布変化の値を調査して押し込み量と荷重分布変化量との関係式を作成し、
   分割バックアップロール荷重の合計が所望とする荷重になるように該ロールアセンブリーを収納しているインナーハウジングの荷重を制御すると共に、
   その際の各分割バックアップロールの荷重および圧下位置を測定し、
   予め設定した各分割バックアップロール荷重との荷重差を求め、
   得られた荷重差を前記荷重分布変化量に読み替えたものと前記関係式より、各分割バックアップロールの圧下位置修正量を計算し、
   その圧下位置修正量に基づいて各分割バックアップロールの圧下位置を制御することを特徴とする板圧延機の零点調整方法。
2. 上下両方のロールアセンブリーが、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であり、上下どちらか一方の各分割バックアップロールには独立した荷重検出装置と圧下装置とが配置された板圧延機において、キスロール締め込みによって該板圧延機の零点調整を行う際、
   予め該板圧延機を用いて各分割バックアップロールの単独押し込みを行いその押し込み量と荷重分布変化の値を調査して押し込み量と荷重分布変化量との関係式を作成し、
   一つの基準とする分割バックアップロール荷重が所望とする荷重になるように該ロールアセンブリーを収納しているインナーハウジングの荷重を制御すると共に、
   その際の各分割バックアップロールの荷重および圧下位置を測定し、
   予め設定した各分割バックアップロール荷重との荷重差を求め、
   得られた荷重差を前記荷重分布変化量に読み替えたものと前記関係式より、該基準分割バックアップロールを除く全てのバックアップロールの圧下位置修正量を計算し、
   その圧下位置修正量に基づいて該基準分割バックアップロールを除く全ての各分割バックアップロールの圧下位置を制御することを特徴とする板圧延機の零点調整方法。
3. 前記板圧延機のインナーハウジングに、ワークサイドとドライブサイドとの双方の、インナーハウジング間荷重、並びに、インナーハウジング間距離を、付加及び測定のいずれかまたは両方をする装置を配置し、
   キスロール締め込み前に、
   前記装置でロールギャップを確保した状態で、ワークサイドおよびドライブサイド双方の前記インナーハウジング間荷重、並びに、前記インナーハウジング間距離が所望とする値となるように、メインハウジングの圧下位置調整することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の板圧延機の零点調整方法。

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