JP5678074B2 - 個別駆動装置を備えた線材ロールスタンド - Google Patents

個別駆動装置を備えた線材ロールスタンド Download PDF

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Description

本発明は、高速線材圧延ラインにおけるロールスタンド群の構成要素としてのロールスタンドであって、少なくとも1つのロールまたは圧延リング対を備え、モータと接続された駆動軸を備えるものに関する。
背景技術
本発明で言及するロールスタンドは、通常ブロック方式で相前後して配置され、横断面変化をもたらすものであり、圧延材料は、順次ロールスタンド群における各ロールスタンドのそれぞれ少なくとも2つのロールまたは圧延リングの作用下で横断面変化させられる。高速線材圧延ラインが存在する域で、圧延線材は、線材圧延機の仕上げブロックを通過する際に、とりわけ最後のロールスタンドから搬出される際に、60m/秒、好適には130m/秒までの範囲の最終圧延速度で搬送される。
一般的に高速線材圧延ラインは、相前後して配置された多数の個別ロールスタンド(個別ロールスタンドはまとめてあるいは配分された状態で粗圧延ライン(roughing mill;粗圧延ミル)を形成する)と、中間ライン(intermediate mill;中間ミル)と、仕上げライン(finishing mill;仕上げミル)とから成り、場合によっては中間ラインと仕上げラインとの間に仕上げ前ブロック(prefinisher)が用いられる。仕上げラインも同様に、通常仕上げ前ブロックならびに仕上げブロックを備え、選択的に最終の形状付与(サイジング;sizing)のための後置のユニットが設けられている。本発明は、高速線材圧延ラインにおける上述の仕上げラインに関し、ひいては仕上げ前ブロック、仕上げブロックならびに場合によっては後置の寸法設定(サイジング;sizing)ユニットに関する。
このような線材圧延機に用いられる仕上げ前ブロックおよび仕上げブロックは、通常相前後して配置された個別ロールスタンド、個別ロールスタンドに対応して配置された、ロールニップのための調節装置ならびに圧延材料をガイドするための圧延部品の列から成る。個々のロールスタンドは、好適には共通のベースフレームに配置されており、好適には圧延リングとして構成された、スタンドのロールは、多くの場合片持ち式に支持シャフト対に配置されている。支持シャフト対は、まとめてベースフレームに配置された、平歯車・かさ歯車コンビネーションから成る伝動装置を介して、スタンド列の両側に配置された縦シャフトを介して駆動される。
このようなロールスタンド配置構造は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第19919778号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第号19800201明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第19625811号明細書、ドイツ連邦共和国特許第10261632号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第3109633号明細書に開示されている。
各ブロックのスタンドは、通常、V字形状(ロールスタンドは相互にV字形状に配置されており、ロールスタンド全体はフロアに対して所定の角度を成して斜めに位置する)またはH−V字形状(ロールスタンドは相互にV字形状に配置されており、その際、一方の半部はフロアに対して水平方向に平行に、他方の半部はフロアに対して垂直方向に鉛直に配置されている)で交互に所定の角度変位を有して配置されていて、それも、圧延ブロックの第1の側に奇数の連番を有するロールスタンドが延在し、圧延ブロックの第2の側に偶数の連番を有するロールスタンドが延在するように、配置されている。
そのような圧延ブロックの両側に配置された縦シャフトは、共通の分配伝動装置を介して共通の1つのモータまたは列状に配置された複数のモータにより駆動される。個々のロールスタンドの駆動は、支持シャフト対の駆動装置を介してもたらされ、さらにロールまたは圧延リングの駆動は、支持シャフトに対応して配置された、ベースフレームに配置された、平歯車・かさ歯車コンビネーションから成る共通の伝動装置を介してもたらされ、その際必要な場合には、非直線で屈曲された構成の伝動装置または駆動装置シャフトが、各ロールスタンドの縦シャフトと個々のロールまたは圧延リングとの間に配置されている。図1には、背景技術において用いられるこのような駆動装置を概略的に示す。看取されるように、駆動伝動ユニットにおける屈曲は、立体的に通常90°もしくは45°の2つの角度を介して行われる。
このような構造における公知の仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックは、2、4、6、8または10個のスタンドから成っている。また、生産しようとする材料品質に応じて、線材搬出部に、たとえば6+4または8+4個のスタンドの圧延ブロックのコンビネーションも用いられる。しかし各ブロックは、縦シャフトに結合するための個別の分配伝動装置を備えている。
順次スタンド内で行われる圧延材料横断面変化は、駆動構想および要求される伝動装置形態により完全に決定されている。横断面減少度の変化は、面倒な切換伝動装置の使用または個々の伝動装置伝達比の変更もしくは交換を必要とする。各伝動装置システムの所定の伝達比により、線材の搬出直径をその都度変化させるために、全てのスタンドのロールにおける孔型の進入横断面および通過横断面の相応の変化が必要であり、それゆえ全ての圧延リングの面倒な交換または大量のロールの面倒な貯蔵を伴う。これによりスタンドの長短の装備変更時間が生じることになり、その間ならびにその前後の範囲では、線材圧延ラインを停止する必要がある。
本発明によれば、このような所定の伝動装置システムでは、一連の孔型の圧延リング直径は、比較的小さな値、たとえば±0.5mmだけ相互に異なるようにすることができる。そうでない場合には、線材圧延ストランド(Drahtwalzader)の縦張力もしくは縦圧力が調節制御不能となる。仕上げブロックを通過する際の線材の全体形状変化は、むしろ一定であり、変化を付けることができない。これにより幾つかの材料種では、圧延材料コアの過熱または材料の形状変化限界の超過が生じる。したがって圧延工程(線材がロールを通過すること)ごとの横断面減少度の適合は、不可能である。横断面減少度の適合は、現在の背景技術によれば、伝動装置配置構造全体の切換伝動装置による相応の別の伝達比を有する仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックの使用を必要とする。
また機械式の伝動装置システムも回転振動性の多数の質量体に基づいて複数の固有共振振動数を有しており、固有共振振動数は、高い慣性質量モーメントを有する共通の駆動モータにより、限定してコントロールすることしかできない。これにより線材ラインは、特定の速度範囲では確実に運転することができない。
発明が解決しようとする課題
したがって本発明の課題は、高速線材圧延ラインの仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックにおけるロールスタンドを提供することであり、その際、あらゆる形状変化を極めて柔軟に行うことができ、圧延工程ごとの横断面減少度の適合は、圧延リング直径、ロールスタンドの数およびロールスタンドの相互間隔を同時に自由に選択しながら実現可能である。
この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴部に記載された構成を有するロールスタンドにより解決される。本発明の好適な態様は、従属請求項に定義している。
発明の概要
本発明は、高速線材圧延ラインに設けられる装置に関する。そのような圧延ラインは、約60〜130m/sである最後の圧延ステップからの線材の搬出速度で運転され、その際、線材の最終横断面は、通常、約4mm〜20mm、好適には5mm〜16mmである。線材のこのような速度ひいてはこれに伴う特にロールまたは圧延リングのシャフトの回転速度では、一般的な転がり軸受けの代わりに滑り軸受けが用いられる。
このような高速線材圧延ラインは、圧延品質(線材ガイド)に関する技術的な理由から、それぞれ800mm〜1000mmのロールスタンド間隔を有している。
本発明によれば、各ロールスタンドに対応して、モータと駆動シャフトとをそれぞれ備えた独自の駆動ユニットが配置されており、その際、モータ、駆動シャフトおよび少なくとも1つのロール対または圧延リング対は、相互に真っ直ぐに配置されている。本発明によれば、リニア配置構造とは、折れのない略真っ直ぐな配置構造であり、したがってかさ歯車配置構造のような通常必要である特別な伝動装置配置構造を用いる必要がない。これにより制御に関して極めて高い信頼性および柔軟性が得られる、特に簡単な手段を備えた駆動ユニットが実現され、その組込サイズは最小に抑えられている。
したがって伝動装置構造は、背景技術に対して大幅に簡素化され、ロールまたは圧延リングの副シャフトと各ロールスタンドのための駆動シャフトとの間の個々のロールまたは圧延リングを駆動する伝動装置に限定され、場合によっては追加的に変速伝動装置に限定される。一般的に出力流れ変向に必要なかさ歯車段は省略可能であり、これによりロールスタンドにおいて回転質量が減少し、ねじり剛性が向上する。
個々のロールスタンド内で、機械式および電気式の個々の駆動要素の振動技術に関する適合を順次行うことができる。したがって個別に固有振動数を適合させることができ、これにより全体の振動特性が影響される。さらに場合によっては設けられる制御装置は、振動技術に関して個々のロールスタンドに調節を行うことができる。さらに、好適には調節可能なノッチフィルタを用いることができ、ノッチフィルタは、駆動トレーンごとに残存する共振に対抗することができる。各ロールスタンドに個別のノッチフィルタを設けてもよい。
本発明により、ロールスタンド間の引張り特性を最適化することができ、これによりロールニップにおける摩擦が低減し、ひいては品質が改善され、ならびにロール耐用期間が大幅に改善される。個別スタンドの駆動に際して自由な回転数比を選択できることにより、たとえば高速線材圧延ラインの仕上げブロックにおいて横断面減少度の所望の段階付けが実現される。これによりたとえば減少する減少段階により圧延線材のコアの全体加熱量を低減するために、フレキシブルな減少度の分布が得られる。
最初のスタンドにおける比較的大きな減少度と最後のスタンドにおける精密な減少度との組み合わせにより、所望の横断面サイズおよびトレランスの最適な適合が実現される。
搬出横断面をその都度変化させるために、モジュール全体、たとえば線材圧延ラインの仕上げブロックをその都度装備変更する必要がないので、線材ライン全体ならびに前置および後置の機器の必要な停止時間が短縮され、これにより圧延ライン全体の生産性が向上する。
さらにスタンドの間の減少度およびその際に生じる縦張力の自由な選択により、材料に適合し、横断面が整列された変形および変形効率が得られ、これにより個々のロールスタンドおよび圧延ライン全体の要求出力を低下させることができる。さらにまたロールスタンド間の縦張力の個別の変化により、横断面に影響を及ぼすことができ、これにより好適には厚い線材端部における長さに関する横断面エラーを低減することができる。
ロールニップおよび各ロールスタンドの部品の、好適には自動で行われる当接により、場合によっては異なる完成横断面を同じ孔型のロールで圧延することができ、これにより装備変更時間および停止時間の更なる短縮が実現される。取付が完了した圧延リングおよび圧延部品を備えた個々のロールスタンドは、比に応じて別のロールスタンドに対して交換可能であり、回転数適合が好適には制御装置を介して行われるので、線材の進入横断面が変化しない場合には、ブロック内で減少度を変化付けすることができる。
新しいリングと古いリングとを組み合わせることができるので、圧延リング直径の自由な選択により、圧延リングの良好な利用(使い込み)が許容される。ロールニップ当接の適合により、仕上げブロックにおける所望の箇所に楕円孔型または円形孔型を用いることができる。総じて融通性のない固定の孔型列が存在しないので、好適には、各ロールまたは圧延リングを摩耗に応じて回転させればよく、これにより個々のロールまたは圧延リングの耐用期間がそれぞれ延長される。
本発明による仕上げ前ブロックシステムおよび仕上げブロックシステムでは、好適には、圧延プロセスに関与するロールスタンドだけを高速で駆動させることができる。関与しないロールスタンドは、任意の低速の空転数で回転させることができ、これにより軸受け技術的にコントロールが困難な高い回転数が回避される。
総じて仕上げ前ブロックまたは仕上げブロック内に設けられた個々のスタンドの設置の自由な選択により、個別スタンド間の間隔を所望に調節することができ、その際、この間隔もまた所望に冷却区間または補償区間として用いることができる。したがって従来背景技術において設定された、複数のロールスタンドを備えたロールスタンド群、いわゆるモジュールの、進入横断面と搬出横断面との間の固定の関係は、好適には、本発明では、搬出横断面の所望の変化がもはや必ずしも進入横断面の変化およびこれに伴う全てのロールまたは圧延リングおよび孔型の交換を必要としないので、存在しない。
概して、個々の圧延工程横断面の、本発明による高速線材圧延ラインにおける横断面減少度の変化付けにより、同一の仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックにおいて多数の様々な最終横断面を圧延することができる。個々のロールスタンドの故障により必然的に線材圧延ライン全体が停止するのではなく、故障したまたはオフされた個々のロールスタンドを回避して、広範囲の圧延製品のための圧延運転を継続することができる。
本発明によれば、縦シャフトに対して用いられる圧延モジュール(共通の駆動装置を備えた少なくとも2つのロールスタンドから成る、いわゆるモジュール)の質量慣性モーメントの低減に基づいて、駆動トレーンの大幅に改善された立上がり時間が達成され、これによりロールスタンド群またはブロック全体の動的特性が改善され、特に圧延開始過程の間に改善される。個々の機械式および電気式の駆動要素の高い動的特性および好適には振動技術に関する適合により、危険を伴う共振のリスクが低減し、これにより総じて高速線材圧延ラインの速度範囲全体にわたる確実な運転がもたらされる。
個々のロールスタンドは、本発明によれば、実質的に機械的に相互に分離されているので、ロールスタンドにおける圧延開始衝突が、別のロールスタンドに固有共振振動を励起せず、これによりロールスタンド群および場合によっては圧延ライン全体の速度範囲全体において安定した運転がもたらされる。
本発明によるロールスタンドは、ロールスタンド群の一部、特に少なくとも2つのこのようなロールスタンドを備えた高速線材圧延ラインの前圧延モジュールまたは仕上げ圧延モジュールの一部である。このような前圧延ブロックまたは仕上げ圧延ブロックにおいて、各ロールスタンドの相互間隔ならびにロールスタンドの数が設定されている。このようなブロック方式の配置構造により、場合によっては予め補正された制御ユニットに対する接続が実現され、さらに個々のロールスタンドまたはロールスタンドの下位構造群を交換する必要なく、ロールスタンド群全体の交換が実現される。
特に好適には、2個〜12個のロールスタンドの間で相互に適合されたロールニップ直径がまとめられると、複数のロールスタンドをブロック方式にまとめることができる。
さらに特に好適には、各圧延モジュールのロールスタンドは、交互に、所定の角度変位を置いて配置されている。このような交互の配置は、第1のロールスタンドとこれに続くロールスタンドとの間の角度変位が規定されている場合に実現される。さらに本発明によれば、交互の配置は、群の入口側から出口側へ数えて奇数の番号を有するロールスタンドが、相互に略平行に配置されており、偶数番号を有するロールスタンドが、奇数番号のロールスタンドの間に、同様に相互に平行に配置されているか、またはその逆である場合に実現される。したがって角度変位は、奇数番号を有する全てのロールスタンドと偶数番号を有する全てのロールスタンドとの間に形成される。
特に好適には、圧延モジュールのロールスタンドが相互にV字形状に配置されており、その際、上述の角度変位は、好適には約90°である。本発明によれば、V字形状は、直角とは異なる角度、たとえば60°〜120°の角度変位でも実現される。
ロールスタンドは、好適には、全てが、フロアに対してたとえば45°の所定の角度を成して配置可能であるので、ロールスタンド群の各ロールスタンドに対するアプローチが同一であり、場合によっては自動化可能であり、その際、同様の効果は、大体において約±15°のずれでも実現される。本発明の選択的で同様に好適な態様によれば、ロールスタンドは、相互にいわゆるH−A字形状の配置構造で規定されており、その際、角度変位は同様に約90°である。その際、ロールスタンドの1つの半部は水平(H)、したがってフロアに対して平行に配置されており、1つの半部は鉛直(V)、したがってフロアに対して垂直に配置されている。別の選択的で好適な態様によれば、連続するロールスタンドの角度変位した配置は、約120°(星形配置構造)または約60°(螺旋変位)の一定の角度変位で螺旋形または星形に行われ、その際、それぞれ3つもしくは6つの変位段階のあとで再び出発位置が得られ、線材の圧延は、個々のロールスタンドまたは全てのロールスタンドの間で線材をねじる必要なく実現されている。
本発明の別の選択的な態様によれば、隣合うロールスタンド間の角度変位は、180°であり、これにより前ブロックまたは仕上げブロックの完全に平らな配置構造が得られ、その配置構造は、フロアに対して所望のあらゆる傾斜で設けることができる。このような平らな配置構造では、線材の円圧延を実現するために、通常、少なくとも幾つかのロールスタンドの間に線材のための適切なねじり要素を用いる必要がある。
上述の選択的な全ての態様により、特に全てのロールスタンドおよび特に1つのモジュールの全てのロールスタンドに対する簡単なアプローチを有する簡単で規格化された構造が提供され、その際、とりわけフロアに対して全てのロールスタンドが45°を占める配置構造で、圧延ブロック全体の相応の対称的な配置で、各ロールスタンドが交互に90°を占める配置構造が実現される。
上述のように、線材圧延の変形は、少なくとも2つのロールまたは圧延リングが作用して行われる。しかし本発明は、このようなロール対または圧延リング対による線材の変形に制限されるものではない。好適には、ロールスタンド群の少なくとも1つのロールスタンドに対応して3つまたは4つのロールまたは圧延リングが配置されており、3つまたは4つのロールまたは圧延リングにより形成されるロールニップで材料が変形される。これにより特に簡単な構成手段により、本発明によるロールスタンドの融通性および多様性が高められる。
本発明によれば、各ロールスタンドに対応して独自のモータが配置されており、モータにより、ロールまたは圧延リングの駆動が行われる。特に好適には、モータが電動モータまたは液圧モータであり、モータは、本発明の特に好適な態様によれば、制御(閉ループ)可能に設計されている。このような電動モータまたは液圧モータは、特に省スペースであり、少なくともモータ、駆動シャフトならびに場合によっては継手から成る駆動トレーンの直線的な配置構造を容易にする。
本発明の好適な態様によれば、駆動シャフトに対応して変速伝動装置が配置されており、変速伝動装置は、好適には駆動トレーンに組み込まれている。変速伝動装置により、高速線材圧延ラインで生じるような特に高い回転数を提供することができ、その際、このためにモータ自体を変更または交換する必要はない。このような高速線材圧延ラインでは、17000回転/分までの個々のロールの回転速度が生じ、その際、変速伝動装置の使用により、回転数は、モータだけで提供する必要はない。
本発明によるロールスタンドにおける駆動装置に対応して、モータおよび場合によっては変速伝動装置に対して追加的に、当接ユニットが配置されており、当接ユニットを介して、個々のロールまたは圧延リングの相互の当接が実現される。これによりロールニップを好適に調節制御可能なロールスタンドが提供され、その際、圧延工程に際して特定の変形率を実現するために、ロール対または圧延リング対を交換する必要はない。
好適には、群ごとにまとめられる個々のロールスタンドの駆動は、各制御装置、特に共通の1つの制御装置を介して行われ、制御装置と各モータが接続されている。
このような制御装置は、各ロールスタンド群内で隣合う2つのロールスタンドの間の縦張力および縦圧力を好適に調節するために用いられるだけでなく、ロールスタンドまたはシステム全体における共振振動の発生を中断するかまたは少なくともスタンド固有に減衰することができる。
特に好適には、制御装置は、個々のロールスタンドの各駆動トレーンの回転数目標値を、技術的な設定値、たとえば圧延材料、材料の最大変形値、ロールスタンド定数、進入横断面および搬出横断面、進入温度、提供可能なロールセット、生産数および/または識別番号および場合によってはロールの回転寸法をベースに処理する。
特に好適には、制御装置は、測定センサと接続されており、測定センサは、少なくとも各駆動トレーンの回転数に関する実際値を求める。この実際値検出に基づいて、予め求められた回転数目標値と回転数実際値との比較を行うことができる。このことは、更に好適には、各ロールスタンドにおける電動モータまたは液圧モータの制御可能な駆動供給部を用いて行われる。
少なくとも1つの制御装置は、好適には各ロールスタンドの回転数を、動的に、隣合う少なくとも1つのロールスタンドの回転数、好適にはモジュール構造にまとめられた全てのロールスタンドの回転数と同期化することができる。
以下に、本発明を、図1〜図4に基づいて詳説する。その際、図1は背景技術を示し、これに対して図1〜図3は、本発明による好適な態様を示す。
背景技術による線材ロールスタンドの駆動トレーンの一部ならびに駆動装置内の折れ角を概略的に示す図である。 図1aの折れ角を示す図である。 6つのロールスタンドを備えた圧延ブロックの投影図である。 図1に示すロールスタンドのうちの1つの伝動装置構造を示す拡大詳細図である。 相並んで配置された3つのロールスタンドの電気制御装置の概略図である。
発明を実施するための形態
図1には、背景技術による線材ロールスタンド(図示していない)の駆動トレーンの一部を概略的に示し、ならびに駆動装置内の平面A,B,C間の折れ角α,βを示している。フロア(たとえば製鉄所の床)に対して45°の角度でV字形状を成して配置された、圧延ブロックのロールスタンドの半部が、共通の駆動シャフト20を介して駆動される。相互に90°の角度を成して配置された2つのかさ歯車21a,21bから成るかさ車段21を介して、ロールスタンド・駆動シャフト22が駆動される。ロールスタンド・駆動シャフト22は、延長部分(図示していない)で、ロールスタンドのロールまたは圧延リング(図示していない)を駆動するための伝達装置(図示していない)まで延在している。したがって背景技術によるロールスタンドの駆動装置全体は、2つの空間的(立体的)な折れまたは変向を有しており、すなわち平面A(平面Aはフロアに対して平行に配置されていて、この平面A内で駆動シャフト20が延在している)と平面B(平面Bは平面Aに対して直交方向に配置されていて、この平面B内でロールスタンド・駆動シャフト22が延在している)との間の角度α=90°の第1の折れならびに平面Aと平面C(平面C内で同じくロールスタンド・駆動シャフト22が延在している)との間の角度β=45°の第2の折れを有している。図1bには、平面A,B,Cならびに相互の角度変位を、理解を深めるために個別に示しており、図1aの伝動装置配置構造は図示していない。
図2には、ロールスタンド群2を示しており、ロールスタンド群2は、圧延ブロック3に配置されたロールスタンド1a〜1fを備えている。ロールスタンド1a〜1fは、それぞれフロア4に対して45°の角度を成して互いに反対側に配置されており、左側のロールスタンド1a,b,cは、交互に右側のロールスタンド1d,e,fと、相互に90°の角度を成して配置されている。ロールスタンド1a〜1fは、各ロール対5a〜5fのロールニップが大体において相互に整合して配置されるように、圧延ブロック3上に配置され、その結果、線材(図示していない)は、曲げまたは折れなくロールスタンド群2の全てのロールスタンド1a〜1fを通ってガイドすることができる。個々のロールスタンド1a〜1fは、主にモータ6と駆動シャフト7と伝動ユニット8と各ロール対5とから構成されている。図示のように、各ロールスタンド1のこれらの構成要素5,6,7,8は、平歯車・かさ歯車コンビネーションを用いることなく、また圧延ブロック3に沿って延在する縦シャフトを用いる必要なく、相互に直線的に配置されている。したがってこれらの構成要素5,6,7,8の縦軸線は、実質的に1直線上に位置し、その際、特にロールの付近では、もちろん、各ロールスタンド1a〜1fの直線的な配置原理から逸れずに、伝動配置構造8により設定される値で平行移動を行うことができる。
図3には、図1のロールスタンド1fの伝動ユニット8を拡大投影図で示しており、伝動ユニット8は、変速・駆動伝動装置として機能する。図示のように、伝動ユニット8は、モータ6ならびに駆動シャフト7とロール対5fとの間に配置されている。駆動シャフト7の、ロール対5に向いた側の端部に、伝動歯車9(略示している)が嵌められており、伝動歯車9は、ロール対5fのロールのための中間シャフト10と噛合う。駆動シャフト7の歯車と中間シャフト10の歯車との歯数が異なることにより、駆動シャフト7の回転数と中間シャフト10の回転数との間に所定の伝達比が得られる。中間シャフト10に収縮嵌めされた伝動歯車11も同じくロール対5fのロールのためのロール駆動シャフト12aならびに副シャフト13と噛合い、副シャフト13も同じくロール対5fのロールのための第2のロール駆動シャフト12bと噛合い、その際、中間シャフト10もしくは副シャフト13とロール駆動シャフト12a,12bとの間にも所定の伝達比が形成され、両方のロール駆動シャフト12a,12bは、同じ回転速度であるが異なる回転方向に駆動される。ロール5fの交換は、個別にまたは対ごとに行われるのに対して、駆動シャフト12a,12bの交換は、好適にはモジュール式に行われ、その際、ロール5fは、ロール駆動シャフト12a,12b、保持プレート15ならびにロールニップのための駆動ユニット(図示していない)と共に、変速伝動装置8から取出され、交換モジュールを用いることにより交換される。
図4には、単に例示したに過ぎないロールスタンド1d,1b,1eのための電気制御装置15の回路図を示す。制御装置15は、主に1つの計算ユニット17とそれぞれ1つの駆動供給部19とから成っている。各駆動供給部19の閉ループ制御(回転数および回転モーメント)は、ロールスタンドごとに振動技術に関して個別に調節可能である。さらに調節可能なノッチフィルタ19aは、駆動トレーンごとの残存する共振に対抗して働く。計算ユニット17は、圧延モジュール2の全てのロールスタンド1d,1b,1eと接続されていて、圧延モジュール2から全ての測定センサの実際値を受取る。ロールスタンド1d,1b,1eに関して、モータ6の回転数およびモータ6の負荷(モータ電流、回転モーメントならびに液圧モータの場合圧力および流量)がそれぞれ測定される。計算ユニット17は、技術的または機械技術的なパラメータを用いて、個々のロールスタンドの作業回転数を求める。個々のロールスタンドのモータ6は、計算ユニット17だけでなく駆動データバス16を介して相互に接続されている。これにより個々のロールスタンドの多重の動的な同期化が達成される。選択的に寸法測定機器14a,14bが入口側および出口側に接続可能であり、寸法測定機器14a,14bは、圧延線材の寸法変化(高さ、幅、楕円率)を検出する。計算ユニット17では、各ロールスタンド1d,1b,1eの隣合う駆動装置に対する所定の回転数差から、第1回転数追加目標値が導出される。そのために計算ユニット17はオブザーバを有しており、オブザーバは、数学モデルをベースにスタンドごとの動的な実時間目標値修正値を求める。スタンドごとの回転数修正値は、駆動供給部に伝送される。これに並行して、駆動データバス16を介して、別のロールスタンドに対する、正規化された回転数の調整が行われる。回転数閉ループ制御の連結は、制御可能であり、線材ヘッドの材料経過に応じて、歩進的にオン・オフされる。材料経過は、センサ18a,18bによりロールスタンド1d,1b,1eの前後でモータ電流を用いて制御され、材料速度および進み具合に応じて計算により修正される。計算ユニット17は、各ロールスタンドのための別の可変の第2追加目標値を有しており、第2追加目標値は、望ましくは各ロールスタンド1d,1b,1e毎に、圧延開始工程における個別の回転数低下を制限する。この第2追加目標値は、材料経過に応じて、計算ユニット内で、歩進的にオン・オフされる。第2目標値の影響は、測定技術式に監視され、適合アルゴリズムで評価され、次の圧延工程のために変化させられる。各ロールスタンド1d,1b,1eの回転数に関する第3追加目標値は、ロールスタンドの相互の回転数比を変化させる働きをする。第3追加目標値は、手動の修正から、または計算ユニット17の第1計算値(第1計算値は圧延中に数学シミュレーションモデルを用いて引張り・圧縮比を表す)から、または第2計算値(第2計算値はたとえばロールスタンド1d,1b,1eの前後に配置された寸法測定機器14a,14bおよび計算された形状差および直径差から得られる)から導出される。第3目標値は、材料経過に応じて、歩進的にオン・オフすることができる。さらに計算ユニット17の内側で、材料経過は、状況に応じた目標値設定を制御し、目標値設定は、ロールに対する進入および搬出に関して様々な回転数目標値を規定する。
記憶回路17bは、求められる現行の修正値を検出し、後続の圧延線材に関する同期化の適合を修正するように働く。

Claims (15)

  1. 高速線材圧延ラインに設けられたロールスタンド群(2)の構成要素としてのロールスタンド(1)であって、少なくとも1つのロール対または圧延リング対(5)を備え、モータ(6)と結合された駆動シャフト(7)を備えるものにおいて、
    前記高速線材圧延ラインは、60〜130m/sである最後の圧延ステップからの線材の搬出速度で運転され、且つそれぞれ800mm〜1000mmのロールスタンド間隔を有し、
    ロールスタンド群(2)の各ロールスタンド(1)に対応して、それぞれモータ(6)および駆動シャフト(7)を備えた独自の単一の駆動ユニットが配置されており、モータ(6)、駆動シャフト(7)および少なくとも1つのロール対または圧延リング対(5)は、互いに直線的に配置されていることを特徴とする、ロールスタンド。
  2. ロールスタンドは、仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックの一部である、請求項1記載のロールスタンド。
  3. ロールスタンド群(2)は、少なくとも2個のロールスタンド(1)を備えている、請求項1または2記載のロールスタンド。
  4. ロールスタンド群(2)のロールスタンド(1)は、互いに所定の角度変位を置いて交互に配置されている、請求項1から3までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  5. ロールスタンド群(2)のロールスタンド(1)は、相互にV字形状に配置されており、その際、角度変位は、90°±15°である、請求項4記載のロールスタンド。
  6. ロールスタンド(1)は、フロア(4)に対して所定の角度を成して圧延ブロック(3)上に固定されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  7. 所定の角度は45°±15°である、請求項6記載のロールスタンド。
  8. ロールスタンド群(2)におけるロールスタンド(1)の第1半部のための所定の角度は90°±15°であり、ロールスタンド群(2)におけるロールスタンド(1)の第2半部のための所定の角度は、180°±15°である、請求項6記載のロールスタンド。
  9. ロールスタンド(1)に対応して少なくとも3つのロールまたは圧延リング(5)が配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  10. モータ(6)は、制御可能な電動モータまたは液圧モータである、請求項1から9までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  11. 駆動シャフト(7)に対応して組み込み式の変速伝動装置(8)が配置されている、請求項1から10までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  12. ロールスタンド群(2)のモータ(6)は、共通の制御装置(15)と接続されており、少なくとも1つの制御装置(15)は、各ロールスタンド(1)の回転数を、隣合う少なくとも1つのロールスタンド(1)の回転数と動的に同期化する、請求項2から11までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  13. 各ロールスタンド(1)は、場合によってはロール対または圧延リング対(5)の間のロールニップのための調節装置と共に、少なくともロール対または圧延リング対(5)ならびに該ロール対または圧延リング対(5)の駆動シャフト(12)を備えたモジュール式の交換システムを有しており、調節装置は、偏心ブシュを備えている、請求項1から12までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  14. ロールスタンド(1)は、高速線材ブロックの一部である、請求項1から13までのいずれか1項記載のロールスタンド。
  15. 請求項1から14までのいずれか1項記載の少なくとも2つのロールスタンド(1)を備える、高速線材圧延ライン。
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