JP5490701B2 - 圧延機及びその動作方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した圧延機及び請求項３の前提部分に記載した圧延機の動作方法に関するものである。

圧延機は従来からよく知られており、例えば、一対のワークロールが、これより大きな少なくとも２つのバックアップロールによって、圧延力を受けるよう負荷されるものなどが知られている。さらに、このような圧延機においては、圧延製品の平坦度にばらつきが生じ、これにより２つのワークロールの間のロール間隙の直前に材料の滞留部（材料の滞留部）が発生することが知られている。

上記のような滞留部が適時に、かつ、十分正確に補正されないと、圧延された材料に平坦度についての不均一が生じて圧延製品の品質不良が引き起こされ、場合によって他に応用される圧延製品として全く適さないものとなってしまう。

また、従来、引張応力分布を検出するためのローラによって平坦度を測定するよう構成された圧延機が知られている。通常、このようなローラはワークロールから遠く離れて配置されているため、ロール間隙の手前において高い信頼性をもって滞留部を検出することができないものとなっている。なお、このような圧延機は、例えば特許文献１に開示されている。さらに、この特許文献１には厚さプロフィルを検出するセンサが開示されているが、このセンサは、ロール間隙から遠く離れた位置に配置されているため、高い信頼性をもって滞留部を検出することができないものとなっている。

特許文献２にはロール間隙の前後に厚さ測定装置を備えた圧延機が開示されており、この厚さ測定装置により、所定の厚さ範囲を得ることができるようになっている。しかしながら、特許文献２においても、各センサがロール間隙から遠く離れた位置に配置されているため、滞留部の影響を補正することができないものとなっている。

その他の圧延機もロール間隙後方の遠く離れた位置でのみ平坦度を測定し、この測定結果が、平坦度アジャスタによる平坦度の制御に使用されるその他の圧延機も知られている。しかしながら、このような圧延機による制御は、圧延機出口側での寸法に対して必ずしも十分に作用しないか、又はこれにより生じる時間遅れによって、プロフィルの変化又は平坦度の変化に十分迅速に反応することができないものとなっている。そのため、検出された平坦度誤差は、これがロール間隙の後方（通過後）に生じるものであることから、補正できなくなってしまう。

欧州特許第０１０８３７９号明細書 独国特許出願公開第２７４３１３０号明細書

本発明の目的とするところは、材料の滞留部を確実に検出することにより、該滞留部によって生じる不安定な圧延状態（過圧延など）を防止するような制御を行える、検出装置を備えた圧延機及びその動作方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも２つのワークロールと、場合によっては複数のバックアップロールとを備えて成り、前記ワークロールの間に、例えば特に金属製のストリップのような圧延製品が通過するロール間隙が設定された圧延機において、前記ロール間隙の手前で前記圧延製品の滞留部を検出するために、少なくとも１つの検出装置を設けるとともに、該検出装置からの信号に基づき前記圧延製品の平坦度の調整のためのアジャスタを制御する制御ユニットを設けたことを特徴としている。

ここで、前記ロール間隙の後方に、前記制御ユニットへ信号を送出する平坦度検出装置を設けるとともに、前記検出装置及び前記平坦度検出装置からの信号に基づき、前記圧延製品の平坦度を調整するアジャスタを前記制御ユニットによって制御するよう構成するのが好ましい。

また、平坦度を調整する前記アジャスタを、前記ワークロール及び／又は前記バックアップロールの傾斜、前記ワークロール、中間ロール及び／又は前記バックアップロールの曲がり、前記ワークロール及び／又は中間ロールの連続可変クラウン（ＣＶＣ）変位における軸方向変位並びに前記ストリップ及び／又は前記ワークロールの最小潤滑量若しくは温度を調整するよう構成するのが望ましい。これにより、所望の平坦度に調整することが可能である。

さらに、前記検出装置を、前記ロール間隙の手前において前記圧延製品の滞留部を検出する光学式又は機械式の検出装置として構成するのが好ましい。

本発明の目的は、請求項３記載の圧延機の動作方法によっても達成することができ、その利点は、装置についての利点と同様である。

また、前記圧延製品の滞留部を、前記ロール間隙の手前で光学的又は機械的に検出するのが望ましい。

本発明によれば、材料の滞留部を確実に検出することにより、該滞留部によって生じる不安定な圧延状態（過圧延など）を防止することが可能である。

検出装置を備えた圧延機の概要を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１には、２つのワークロール２，３を備えた圧延機１が示されている。ワークロール（上ワークロール）２とワークロール（下ワークロール）３の間にはロール間隙４が設定されており、このロール間隙４において、例えば特に鋼製のストリップ６が圧延される。なお、ワークロール２，３は、従来どおり、それぞれバックアップロール７，８からの負荷を受けている。

圧延製品であるストリップ６がロール間隙４を圧延方向（ストリップ走行方向）９へ通過すると、ロール間隙４の近傍に滞留部１０が生じる。ここで、この滞留部１０は、圧延製品を変形させるものであり、そのため、圧延製品の平坦度に悪影響を及ぼすものである。

しかして、この滞留部１０は、少なくとも一時的に、単位時間当たりに圧延可能な圧延量及びロール間隙４を通過可能な通過量よりも多くの圧延製品が前記単位時間内にロール間隙４の前に搬送あるいは押圧される場合に生じる。そして、この滞留部１０により、局所的にストリップ６への圧力低下が生じることになる。

ところで、圧延機１は更に少なくとも１つの検出装置１１又はセンサを備えており、この検出装置１１又はセンサは、ロール間隙４の入口において滞留部１０を検出するものである。なお、少なくとも１つのこの検出装置１１は、特に機械式又は非接触式に測定可能なセンサであるのが好ましい。非接触式のセンサは、局所的な滞留部１０を検出する特に光学的なセンサである。局所的な板圧の減少という形で現れる滞留部１０は、ストリップ６に対する圧力の低下として当該領域からロール間隙４の前まで波状部を形成するとともに、検出装置１１によって検出可能である。

センサ又は検出装置１１は、ロール間隙４の入口に設けられて、例えば圧延製品５あるいはストリップ６の表面変化に基づいてロール間隙４の近傍における滞留部１０を検出する。ここで、このセンサは、ロール間隙４の前１ｍ以内（特にロール間隙４の前約２００〜３００ｍｍ）で滞留部１０を検出するようになっている。また、圧延方向９に見たロール間隙４の後方の出口側には平坦度検出装置である平坦度測定ローラ１２が設けられており、この平坦度測定ローラ１２は、圧延機１の後方でのストリップ６の平坦度を測定するものである。

ところで、滞留部１０を検出する検出装置１１からの信号又は滞留部１０を検出する検出装置１１及び平坦度測定ローラ１２からの信号は制御ユニット１３へ入力され、この制御ユニット１３は、入力されたデータに基づき、少なくとも１つの圧延製品５の平坦度を制御するために平坦度アジャスタ１５〜１９に対する少なくとも１つの制御信号１４を送出する。

また、検出装置１１及び平坦度測定ローラ１２からの信号は制御ユニット１３に入力されるが、これら検出装置１１と平坦度測定ローラ１２の間あるいはこれらからの信号の間で重み付けをしてもよい。このような重み付けは、追加的な加法及び乗法による因子によるものでもよいし、少なくとも個々の信号に遅延要素を加えるものでもよいし、少なくとも個々の信号をフィルタするものでもよいし、又はこれらの組合せでもよい。

ロール間隙４の手前での滞留部１０の検出並びに／又はロール間隙４の手前での滞留部１０の検出及びロール間隙４の後方での平坦度の検出により安定した圧延条件の下でストリップの安定した搬送を行うことができ、滞留部１０がロール間隙４の手前で検出された場合には、適時に制御がなされるようになっている。

ここで、適時とは、制御がリアルタイムでなされることであり、大きな時間遅れがなく、約１秒以内から一瞬までの時間遅れを意味する。ストリップ速度が６０ｍ／分であれば、０．３秒で３００ｍｍ進むことになる。そのため、ロール間隙４の手前で滞留部１０を制御するには、１／１０秒より短い時間で迅速にフィードバックするのが望ましい。これにより、変化するストリッププロフィル、及び例えばストリップ始端部、ストリップ終端部又は溶接箇所において変化するストリップの平坦度を迅速に制御することが可能である。

また、平坦度アジャスタ１５〜１９は、特に、ワークロール２，３及び／又はバックアップロール７，８の傾斜、ワークロール２，３、中間ロール（６段式）及び／又はバックアップロール７，８の曲がり、ワークロール２，３及び／又は中間ロール（６段式）のＣＶＣ（連続可変クラウン）変位における軸方向変位並びにストリップ及び／又はワークロール２，３の最小潤滑量若しくは温度を調整するものである。

１ 圧延機
２，３ ワークロール（対）
４ ロール間隙
５ 圧延製品
６ ストリップ
７，８ バックアップロール（対）
９ 圧延方向
１０ 滞留部
１１ 検出装置（センサ）
１２ 平坦度測定ローラ
１３ 制御ユニット
１４ 制御信号
１５〜１９ 平坦度アジャスタ

Claims (5)

1. 少なくとも２つのワークロール（２，３）と、
   複数のバックアップロール（７，８）と
   を備えて成り、前記ワークロール（２，３）の間に圧延製品（５）が通過するロール間隙（４）が設定された圧延機（１）において、
   前記ロール間隙（４）の手前で前記圧延製品（５）の圧延材料の滞留部を検出するために、少なくとも１つの検出装置（１１）を設けるとともに、該検出装置（１１）からの信号に基づき前記圧延製品の平坦度の調整のためのアジャスタを制御する制御ユニット（１３）を設け、かつ、
   平坦度を調整する前記アジャスタを、前記ワークロール（２，３）及び／又は前記バックアップロール（７，８）の傾斜、前記ワークロール（２，３）、中間ロール及び／又は前記バックアップロール（７，８）の曲がり、前記ワークロール（２，３）及び／又は中間ロールの連続可変クラウン（ＣＶＣ）変位における軸方向変位並びに前記ストリップ（６）及び／又は前記ワークロール（２，３）の最小潤滑量若しくは温度を調整するよう構成し、かつ、
   前記検出装置（１１）を、前記ロール間隙（４）の手前において前記圧延製品（５）の圧延材料の滞留部を検出する光学式又は機械式の検出装置として構成したことを特徴とする圧延機。
2. 前記ロール間隙（４）の後方に、前記制御ユニット（１３）へ信号を送出する平坦度検出装置（１２）を設けるとともに、前記検出装置（１１）及び前記平坦度検出装置（１２）からの信号に基づき、前記圧延製品（５）の平坦度を調整するアジャスタ（１５，１６，１７，１８，１９）を前記制御ユニット（１３）によって制御するよう構成したことを特徴とする請求項１記載の圧延機。
3. 少なくとも２つのワークロール（２，３）を備えて成り、前記ワークロール（２，３）の間に圧延製品（５）が通過するロール間隙（４）が設定された請求項１又は２記載の圧延機（１）の動作方法において、
   前記ロール間隙（４）の手前で前記圧延製品（５）の滞留部を検出するとともに、この検出された滞留部に応じて、前記圧延製品（５）の平坦度の調整を行う少なくとも１つのアジャスタを制御することを特徴とする圧延機の動作方法。
4. 前記圧延製品の平坦度の調整を、更に、前記ロール間隙の後方における前記圧延製品の平坦度を示す平坦度検出信号に基づいて行うことを特徴とする請求項３記載の圧延機の動作方法。
5. 前記圧延製品の滞留部を、前記ロール間隙（４）の手前で光学的又は機械的に検出することを特徴とする請求項３又は４記載の圧延機の動作方法。

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