JP5349677B2 - プレート圧延機用の完全油圧式エッジ加工機 - Google Patents

Description

本発明は、プレート金属圧延の分野、詳しくは、所望の一定幅にするため垂直ローラの間にプレートを通過させるエッジ加工作業に関連する。

熱間ストリップ圧延機、プレートステッケル圧延機、そしていくらか幅の狭いプレート圧延機では、幅調節に必要なローラの動作は一般的に油圧シリンダを用いて実施される。

しかし、プレート圧延機では、高速での非常に大きなローラの動作が必要であるため、シリンダと機械スクリューの両方が幅調節に使用される。エッジ加工作業に従来使用されているシリンダによりこのような動作を提供するには、非常に大量の作動流体が高い流量で移送される必要がある。これは大型の油圧ポンプシステム、サーボバルブ、導管などを必要とすることになるだろう。

それにもかかわらず、油圧シリンダは比較的低価格かつ簡単で低メンテナンスの選択肢を提供し、プレート環境でのこれらの使用を可能にするシステムは、当該技術分野での望ましい進歩となる。

このようなシステムを提供することが、発明の目的である。

本発明によれば、金属プレートのエッジ圧延のための装置は、添付の請求項１に提示された特徴を有する。

以下の図を参照して、これから本発明を説明する。

プレート圧延機で一般的に採用される圧延作業の一部を図示している。 先行技術による一般的なワイドプレート圧延機用エッジ加工機の半分を図示している。 先行技術により使用される一般的な完全油圧式エッジ加工機の半分を図示している。 本発明による完全油圧式エッジ加工機の半分を図示している。

本発明による装置は、エッジ加工プロセス中に行われるローラの比較的小さな動作を実施するのに使用される比較的広い作用エリアを持つ第１エッジ加工シリンダと、スラブの回転またはメンテナンスと関連するローラの比較的大きな動作を実施するのに使用される比較的狭い作用エリアを持つ少なくとも一つの別のシリンダという、少なくとも二種類の油圧シリンダを利用する。

以下の例では、狭い作用エリアを持つこの別の種類のシリンダが、先行技術でよく見られる「プルバック」シリンダの変形として便宜上設けられているが、これを限定と見なすべきではない。プルバックシリンダに加えて別のシリンダが採用されてもよい。

図１を参照すると、先行技術によるプレート圧延機で採用される一般的な圧延および回転の手順において、スラブ１の幅は最初の２回のパスについては鋳放し幅であり、エッジ加工ロール２はほぼこの幅で設定されなければならない。第２パスの後、スラブは回転テーブル上で９０度回転され、スラブ側面と当接するようにエッジ加工ロールは大きな動作を行わなければならない。回転の後、次に、スラブの幅が所望の最終幅に達するまでスラブの側面が圧延される。次にスラブは再び回転され、この時点でエッジ加工ロールがまた大きな動作を行わなければならない。

ワイドプレート圧延機では、スラブが回転する時のエッジ加工ロールの大きな動作は、エッジ加工機の各側で容易に１から２メートルの間に達してしまう。スラブの幅は一般的に１．６から２．４メートルであるのに対して、側面寸法は４．９メートル以上にもなる。また、プロセスが減速しないように、これらの動作は比較的迅速に―数秒で―行われなければならない。

また、完全油圧式のエッジ加工機では、実用的な油圧において必要なエッジ加工力―一般的に５００トン以上―を発生させるように、シリンダは充分に広い作用エリア（排出を実施するため作動流体による作用を受けるエリア）を持たなければならない。

作用エリアの広いシリンダと高速での大きな動作とのこの組合せは、従来の完全油圧式エッジ加工機がワイドプレート圧延機での使用には適していないことを意味する。

これらの理由から、ワイドプレート圧延機のエッジ加工機は普通、スクリューと油圧シリンダの両方を有する。スクリューはエッジ加工パスの間の大きな動作のために使用され、シリンダはエッジ加工パス中の小さな動作および幅の補正に使用される。

図２を参照すると、先行技術による一般的なワイドプレート圧延機でスラブ１の幅を制御するため、エッジ加工ロール２とロール軸受１１との位置が調節される。（この図は、調節可能なエッジ加工システムの半分を表し、示された構成要素の各々はスラブ１の反対側に配設される対応の構成要素（不図示）に反映される）。実際には、ロール軸受１１はロール軸受支持体とロール軸受本体とに分割されることが多い。ロール軸受支持体はロール交換時にエッジ加工機に残るのに対して、ロールおよびロール軸受は交換される。単純化のため、部材１１はロール軸受とロール軸受支持体の両方を表す。エッジ加工パスの間の大きな動作のため、モータ４は、スプライン６を介してスクリュー７を回転させるウォームギヤ５を駆動する。スクリュー７はナット８を回転させることでロール軸受３およびロール２を内側または外側へ移動させる。エッジ加工中の小さな動作には、油圧シリンダ９が使用される。ナット８は、油圧シリンダ９の中のピストンの一部である。シリンダ９に対するオイルの流入または流出を制御することでピストンおよびナット８、ひいてはスクリュー７とロール軸受３とロール２とを移動させるのに、油圧サーボバルブシステムが使用される。油圧シリンダ１０は、プルバックシリンダとして広く知られている。プルバックシリンダ１０の役割は、エッジ加工ロールギャップが開いている時でもロール軸受１１をスクリュー７と確実に接触させておくことである。プルバック油圧シリンダ１０は通常、一定の圧力で作動するが、場合によってはエッジ加工ロールギャップが開いているか閉じているかに応じて圧力が調節される。

場合によっては、ロール軸受の位置のフィードバックと、スクリューおよび／または油圧シリンダ位置の制御に使用される位置トランスデューサがプルバックシリンダに含まれる。しかし、位置トランスデューサがプルバックシリンダに組み込まれている時でも、普通はプルバックシリンダ自体の位置制御には使用されない。正常動作では、プルバックシリンダは直接的に位置制御されず、単にスクリューの動きに従うだけである。これに対する例外は、場合によっては、エッジ加工ロール２とロール軸受１１との位置決めにプルバックシリンダが使用される時のロール交換中である。ロール交換中に、エッジ加工ロール２とロール軸受１１とがスクリューから外されて、新しいセットと交換される。

図３を参照すると、先行技術による完全油圧式エッジ加工機では、スラブ１の反対側にある対応の構成要素と共にエッジ加工ロール２とロール軸受１１との位置を一緒に調節することにより、スラブ１の幅が制御される。完全油圧式エッジ加工機の場合、長ストローク油圧負荷シリンダ１２によってすべての動作が行われる。新しいスラブ幅に対応するための大きな動作とエッジ加工パス中の負荷状態での小さな動作の両方が、長ストロークシリンダ１２を用いて行われる。プルバックシリンダ１０は上述したのと同じ方法で作用する―ロールギャップが開いている時でもロール軸受が確実に接触状態にあるように長ストロークシリンダ１２に抗してロール軸受１１を引き戻すのである。図３に図示された例では、ロール軸受位置のフィードバックに使用される位置トランスデューサがプルバックシリンダに含まれる。しかし、正常動作では、プルバック自体は位置制御されずに一定の力を加えるのみで、長ストローク負荷シリンダ１２の動作に従う。これに対する例外は、場合によってはロールおよびロール軸受を位置決めするのにプルバックシリンダが使用されるロール交換中である。

図４を参照すると、本発明による完全油圧式エッジ加工機は二つの作業モードを有する。高い力での短い動作が必要とされる実際のエッジ加工パス中には、メインシリンダ１２が使用される。しかし、パスの間の長ストローク動作では、メインシリンダ１２がバイパスモードで作動して、「プルバック」シリンダ１０により動作が達成される。

エッジ加工パス中には、メイン油圧シリンダ１２の位置によってロール２およびロール軸受１１の位置が制御される。メイン油圧シリンダ１２は、サーボバルブ１４を用いて位置制御される。シャットオフバルブ１６，１７が開いて、バイパスバルブ１５が閉じられる。補給バルブ１８も閉じられる。このモードでは、従来の完全油圧式エッジ加工機と同じ方法でメインシリンダが作動する。プルバックシリンダ１０は、従来の圧力（力）制御モードで作動する。

長ストローク動作が必要とされる時、例えばスラブが回転する時には、シャットオフバルブ１６，１７が閉じられてバイパスバルブ１５が開かれる。こうしてメインシリンダの片側から反対側へ流体が流れる。このモードで、独立したサーボバルブ（不図示）を用いてプルバックシリンダ１０が位置制御される。プルバックシリンダはメインシリンダよりもはるかに小さいため、長ストローク動作を行うのに必要とされるオイルの量は、従来の油圧式エッジ加工機の場合よりもはるかに少ない。

メインシリンダがバイパスモードにある時には、メインシリンダを補給源１９へ接続するため、バルブ１８も開かれる。例えばピストンの両側でシリンダ面積が異なっているか、漏出などがある場合に、これは、長ストローク動作中にメインシリンダに対して必要とされる正味流量を補正する。補給源１９は圧力調整槽であっても、メインシステムからの圧力調整源であってもよい。必要な正味流量を最小にするため、メインシリンダは両側に等しい面積を持つことが好ましい。圧力調整槽または大量低圧源が補給源１９に使用される場合には、原則としてバイパスバルブなしでシステムが作動して、圧力調整槽／低圧源とのオイルの流入流出のみを行うことは言うまでもない。

プルバックシリンダは、メインシリンダが使用中である時の圧力（力）制御と、長ストローク動作のための位置制御との間で切り換わる独自のサーボ制御システム（不図示）を有する。

図４ではバイパスバルブ１５が外部バルブとして描かれているが、ピストンに組み込まれることが好ましい（出願人による同時係属出願ＧＢ ０８１５７４１．４はこのような構成を開示している）。また、エッジ加工ロールおよびロール軸受と反対側のロッドが、ピストンにボルト固定されてもよい（やはりＧＢ ０８１５７４１．４に開示）。

従来のエッジ加工機の大部分では、スクリュー７がロール軸受１１に直接装着されていない。ロール軸受は、プルバック力によってスクリューと接触したままである。同じように大部分の従来の油圧式エッジ加工機では、ロール軸受は長ストロークシリンダ１２のピストンロッドに直接装着されず、プルバック力により接触している。直接装着されていない理由は、スクリューまたはシリンダに側面負荷を加えずにロール軸受の動作をいくらか可能にすることである。

しかし新しいエッジ加工機の設計では、プルバックシリンダがメインシリンダを外に移動させることができるように（つまりエッジ加工機ロールギャップを閉じる時に）、２０で示された領域にある何らかの他の手段によって、メインシリンダのピストンロッドがエッジ加工機ロール軸受１１に装着されるかプルバックシリンダ１０に接続されることは明らかである。さもなければ、プルバックシリンダの動作によってメインシリンダが後に残されてしまう。ロール軸受の何らかの側方移動を可能にする装着方法が必要とされる。いくらか間隙を残した簡単なジョイント、ばね付勢によるジョイント、油圧負荷によるジョイントなどを含めて、これについて多くの解決法があることは自明である。

１ スラブ
２ エッジ加工ロール
３ ロール軸受
１０ プルバックシリンダ
１１ ロール軸受
１２ メイン油圧シリンダ
１４ サーボバルブ
１５ バイパスバルブ
１６，１７ シャットオフバルブ
１８ 補給バルブ
１９ 補給源
２０ 領域

Claims (7)

1. ロール軸受に取り付けられたローラと、
   少なくとも一つのエッジ加工油圧シリンダと、
   少なくとも一つの別の油圧シリンダと、
   ここで、各シリンダがそれぞれ１つのピストンを有し、一方の動作が他方の動作を発生させるように前記ピストンが機械的に連結され、
   さらに、加圧作動流体の供給源と、加圧作動流体を前記各シリンダへ選択的に誘導して中にある前記ピストンの動作を発生させるための手段と、
   を具備し、
   加圧作動流体が前記エッジ加工油圧シリンダへ誘導されることで前記ロール軸受の比較的小さな動作を実施する第１作業モードと、前記エッジ加工油圧シリンダが加圧作動流体から実質的に開放されて前記加圧作動流体が前記別の油圧シリンダへ誘導され、前記ロール軸受の比較的大きな動作を実施する第２作業モードとの間で切り換え可能な装置である金属プレートのエッジ圧延のための装置。
2. さらに、加圧作動流体の供給源と、
   前記第２作業モードにおいて前記加圧作動流体の供給源から前記エッジ加工油圧シリンダへ流体を誘導するための手段とを具備する請求項１に記載の装置。
3. さらに、前記エッジ加工油圧シリンダのピストンの各側にある前記エッジ加工油圧シリンダの内部領域の間で流体が流れるように構成された導管と、
   前記流体の流れを阻止するように作動可能なバルブとを具備する請求項１または２に記載の装置。
4. 前記導管とバルブとが前記エッジ加工油圧シリンダのピストンに埋設される、請求項３に記載の装置。
5. さらに、前記エッジ加工油圧シリンダのピストンに接続されることにより軸方向に移動させられる少なくとも一つのピストンロッドを具備し、
   前記軸方向に直角な方向における前記ロール軸受に対する前記ピストンロッドの動作を可能にするように、前記ピストンロッドが前記ロール軸受に接続される請求項１から４のいずれか１つに記載の装置。
6. 加圧作動流体を前記各シリンダへ選択的に誘導するための前記手段が、第１作業モードにおいて一定の圧力で前記加圧作動流体を前記別の油圧シリンダへ誘導することで、前記ロール軸受と、前記エッジ加工油圧シリンダのピストンとの間の接触を維持するように作動可能である請求項１に記載の装置。
7. さらに、前記別の油圧シリンダの位置を判断するための手段を含み、前記各シリンダへ加圧作動流体を選択的に誘導するための前記手段が、前記第２作業モードにおいて、前記位置に応じて前記加圧作動流体を前記別の油圧シリンダへ誘導するように作動可能である請求項６に記載の装置。
   
   

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