JP6192606B2 - Rolling equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、被圧延材を加熱して圧延する圧延装置に関する。 The present invention relates to a rolling device that heats and rolls a material to be rolled, for example.
従来より、被圧延材を圧延ロールで連続的に熱間圧延する圧延装置が知られている。熱間圧延などでは、圧延中の被圧延材の温度を確保する必要があるため、特許文献1及び2に示すような被圧延材を加熱する技術が開発されている。
特許文献1では、圧延中において被圧延材の板端部を誘導加熱することによって、被圧延材の温度低下を防止している。特許文献2では、被圧延材の通板方向に離間して配置されたロール(通電ピンチロール)に通電することにより、圧延中における被圧延材を加熱(通電加熱)している。また、上述した特許文献1及び特許文献2の他に、被圧延材の全体を加熱するために、誘導コイルを板幅全長が磁場に入るようなバーヒータと呼ばれる技術も知られている。
Conventionally, a rolling device that continuously hot-rolls a material to be rolled with a rolling roll is known. In hot rolling and the like, since it is necessary to ensure the temperature of the material to be rolled during rolling, techniques for heating the material to be rolled as shown in
In
さて、上述したような圧延中の被圧延材を加熱する方法ではないが材料を加熱する方法として特許文献3が知られている。特許文献3では、加熱炉に装入する材料(被加熱材)に一対の電極を接触させ、当該電極間を通電することにより被圧延材を加熱している。 Now, although it is not the method of heating the to-be-rolled material in rolling as mentioned above, patent document 3 is known as a method of heating material. In Patent Document 3, a pair of electrodes is brought into contact with a material (a material to be heated) charged in a heating furnace, and the material to be rolled is heated by energizing the electrodes.
被圧延材などの材料を加熱するにあたっては、特許文献2及び3に示したような通電加熱は、特許文献1に示したような誘導加熱に比べて均一に材料を加熱し易く、効率的な加熱方法である。
ここで、特許文献3では、加熱炉内の材料(被加熱材)に一対の電極を接触させ、当該電極間を通電している。しかしながら、材料と電極の間にスケールが挟まることがあり、スパークなどの不具合が発生して均一な加熱が出来なくなることがある。また、材料と電極間の接触部の抵抗が大きい場合、スパークや溶融などが発生することがあり、特許文献3の技術を圧延技術に適用することが困難である。一方、特許文献2では、通電ピンチロール間に通電することにより被圧延材を加熱することが示されている。しかしながら、特許文献2に示すように通電ピンチロールを用いた実機では、被圧延材上に存在するスケールなどの影響により当該被圧延材の温度を高温域まで上昇することが難しく、温度域は比較的低温域であった。それゆえ、被圧延材上にスケールが存在する場合は、誘導加熱、バーナー加熱、輻射加熱などの非効率的な加熱方法を採用する以外になかった。
In heating a material such as a material to be rolled, current heating as shown in
Here, in Patent Document 3, a pair of electrodes are brought into contact with a material in a heating furnace (a material to be heated), and the electrodes are energized. However, the scale may be sandwiched between the material and the electrode, and a problem such as spark may occur and uniform heating may not be possible. Moreover, when the resistance of the contact portion between the material and the electrode is large, sparks, melting, and the like may occur, and it is difficult to apply the technique of Patent Document 3 to the rolling technique. On the other hand,
さて、小ロットの圧延や実機の模擬圧延を行う場合には、被圧延材のサイズが小さいため、圧延中に被圧延材の温度が低下し易い。この温度低下により、圧延での荷重が増大し、圧延が不可能になる場合には、圧延開始初期における被圧延材の温度(初期温度)を高温にする必要があるが、初期温度を高くしたことによって被圧延材の粒成長が起こり適切な金属組織が得られない場合がある。 Now, when performing rolling of a small lot or simulated rolling of an actual machine, since the size of the material to be rolled is small, the temperature of the material to be rolled tends to decrease during rolling. When the temperature drop causes an increase in rolling load and rolling becomes impossible, it is necessary to increase the temperature (initial temperature) of the material to be rolled at the beginning of rolling, but the initial temperature is increased. As a result, grain growth of the material to be rolled occurs and an appropriate metal structure may not be obtained.
そこで、本発明は、被圧延材を効率的に加熱すると共に連続的に圧延することができる圧延装置、特に、実験用の圧延装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the rolling apparatus which can heat a to-be-rolled material efficiently, and can roll continuously, especially the rolling apparatus for experiment.
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の圧延装置は、被圧延材を圧延する圧延ロールと、前記圧延ロールに被圧延材を通過させる方向である圧延方向における前記被圧延材の両端部を把持する支持機構と、前記支持機構を圧延方向に移動させて前記被圧延材に張力を付与する移動機構とを備え、前記支持機構で把持された前記被圧延材に電流を印加して加熱する加熱手段を備えていて、前記支持機構は、被圧延材の両端部をそれぞれ把持する把持部を備え、前記加熱手段は、前記把持部間に電流を印加することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
Rolling apparatus of the present invention includes a support mechanism for gripping and rolling rolls for rolling the material to be rolled, the both end portions of the material to be rolled in the rolling direction is a direction passing the material to be rolled in the rolling roll, said support wherein by moving the mechanism in the rolling direction and a moving mechanism for applying tension to the rolled material, provided with a heating means for heating by applying current to the material to be rolled which is gripped by the support mechanism, wherein The support mechanism includes a gripping portion that grips both ends of the material to be rolled, and the heating unit applies a current between the gripping portions .
前記被圧延材の温度を測定可能な測定装置を備え、前記加熱手段は、前記測定装置で測定された温度に基づき、印加する電流を制御することを特徴とする。
前記被圧延材に電流を印加している際には、前記圧延ロールと被圧延材とは非接触状態であることを特徴とする。
The temperature before the SL material to be rolled with a measurable measuring apparatus, the heating means, based on the measured temperature by said measuring device, and controls the current to be applied.
When a current is applied to the material to be rolled, the rolling roll and the material to be rolled are in a non-contact state.
前記被圧延材の圧延中に前記被圧延材の温度が所定以下となった際に、前記圧延ロールのロールギャップ量を増加させて当該圧延ロールと被圧延材とを非接触状態とした後、前記加熱手段により前記被圧延材に電流を印加することを特徴とする。
前記圧延ロールがセラミックスロールなど絶縁体で形成されたロール素材あるいは絶縁体でのコーティング(PVD、CVD、溶射など)されたロールによる被圧延材との電気的な絶縁がなされている場合は、前記被圧延材に電流を印加している際には、前記圧延ロールと被圧延材とは接触状態とされることを特徴とする。
When the temperature of the material to be rolled becomes a predetermined value or less during rolling of the material to be rolled, after increasing the roll gap amount of the rolling roll and bringing the rolling roll and the material to be rolled into a non-contact state, A current is applied to the material to be rolled by the heating means.
When the rolling roll is electrically insulated from the material to be rolled by a roll material formed of an insulator such as a ceramic roll or a roll coated with an insulator (PVD, CVD, spraying, etc.), When a current is applied to the material to be rolled, the rolling roll and the material to be rolled are brought into contact with each other.
前記被圧延材の圧延中に前記被圧延材の温度が所定以下となった際に、前記圧延ロールと被圧延材とを接触状態のまま、前記加熱手段により前記被圧延材に電流を印加することを特徴とする。 When the temperature of the material to be rolled becomes equal to or lower than a predetermined value during rolling of the material to be rolled, an electric current is applied to the material to be rolled by the heating means while keeping the rolling roll and the material to be rolled in contact with each other. It is characterized by that.
本発明によれば、被圧延材を効率的に加熱すると共に連続的に圧延することができる。 According to the present invention, the material to be rolled can be efficiently heated and continuously rolled.
以下、図面を基に、本発明にかかる圧延装置を説明する。なお、説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
図1は、被圧延材Wを圧延する圧延装置を模式的に示した図である。
圧延装置1は、例えば、比較的小さな被圧延材Wを所定温度で圧延する装置であって、圧延試験用(圧延実験用)の小型圧延装置である。
Hereinafter, a rolling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a rolling device for rolling the material to be rolled W. As shown in FIG.
The
詳しくは、圧延装置1は、可逆式の圧延装置であって、被圧延材Wを順方向及び逆方向に複数回通過させることで目標の板厚となるまで徐々に圧延するものである。この圧延装置1は、上下一対のワークロール(圧延ロール)2,2と、支持機構3と、移動機構4とを備えている。
ワークロール2は、図示省略の圧下位置制御装置によりその圧下位置が変更可能となっていて、そのギャップ量が可変とされている。また、ワークロール2,2は、金属などの通電材料から構成されている。
Specifically, the
The
支持機構3は、被圧延材Wの圧延方向の両端部を把持するチャック装置で構成されている。このチャック装置3は、被圧延材Wの一端部を把持する第1把持部3Aと、被圧延材Wの他端部を把持する第2把持部3Bとを備えている。第1把持部3A及び第2把持部3Bには、通電電極6A、6Bがそれぞれ設けられている。第1把持部3A及び第2把持部3Bによって被圧延材Wを把持している状態では、通電電極6A、6Bと被圧延材Wとは接触するようになっている。なお、第1把持部3A及び第2把持部3Bと、通電電極6A、6Bは絶縁されている。
The support mechanism 3 is composed of a chuck device that holds both ends of the material to be rolled W in the rolling direction. The chuck device 3 includes a first grip portion 3A that grips one end portion of the material to be rolled W, and a
移動機構4は、チャック装置(支持機構)3を順方向或いは逆方向に移動させるものであって、チャック装置3を圧延方向に移動させることにより被圧延材Wに張力を付与することできるものである。例えば、移動機構4は、例えば、チャック装置3に連結され且つ伸縮することで当該チャック装置3を移動させる油圧シリンダで構成されている。この移動機構4は、油圧シリンダに限定されず、コイルの巻き出し装置や巻取り装置に設けられて、チャック装置3を移動させるものであってもよいし、リニアアクチュエータなど他の装置であってもよい。 The moving mechanism 4 moves the chuck device (support mechanism) 3 in the forward direction or the reverse direction, and can apply tension to the material W to be rolled by moving the chuck device 3 in the rolling direction. is there. For example, the moving mechanism 4 is composed of, for example, a hydraulic cylinder that is connected to the chuck device 3 and moves the chuck device 3 by expanding and contracting. The moving mechanism 4 is not limited to a hydraulic cylinder, and may be provided in a coil unwinding device or a winding device to move the chuck device 3 or may be another device such as a linear actuator. Also good.
以上、圧延装置1によれば、被圧延材Wの圧延方向の両端部を第1把持部3A及び第2把持部3Bを把持し、当該第1把持部3A及び第2把持部3Bを有するチャック装置3を移動機構4によって順方向或いは逆方向に移動させることにより、被圧延材Wの圧延を行うことができる。
このような圧延装置1は、被圧延材Wの温度を測定する測定装置9と、被圧延材Wを加熱する加熱手段10とを備えている。この測定装置9は、例えば、放射温度計や熱電対等で構成され、測定した温度は加熱手段10に入力されるようになっている。
As described above, according to the
Such a
加熱手段10は、チャック装置3で把持された被圧延材Wに電流を印加することにより加熱するもので、直流電流を流す電源部11と、電源部11を制御する制御部12とを備えている。電源部11は、通電電極6A、6Bに接続され、制御部12は測定装置9で測定された温度等に基づいて電源部11の制御を行う。
図2A〜図2Cは、圧延装置1で被圧延材Wを加熱しながら圧延する流れを示した図である。図2A〜図2Cを用いて、被圧延材Wの圧延方法、加熱手段10(電源部11、制御部12)等について説明する。
The heating means 10 heats the material to be rolled W gripped by the chuck device 3 by applying a current, and includes a
2A to 2C are diagrams showing a flow of rolling the material W to be rolled while being rolled by the
図2Aに示すように、被圧延材Wの圧延を行うにあたっては、まず、被圧延材Wの圧延方向の両端部を第1把持部3A及び第2把持部3Bで把持する。また、被圧延材Wの把持後、ワークロール2,2を被圧延材Wに接触させていない状態(非接触状態)で、制御部12は電源部11をONして通電電極6A、6Bに直流電流を印加する。即ち、把持部間(第1把持部3Aと第2把持部3Bとの間)に直流電流を印加して、当該直流電流の印加によって発生したジュール熱により被圧延材Wを所定の温度まで一気に加熱する。例えば、被圧延材Wの加熱は接触抵抗が低い冷間から行い、被圧延材Wが高温(例えば、1200℃)になるまで加熱を続ける(電流の印加を続ける)。
As shown in FIG. 2A, when rolling the material to be rolled W, first, both ends in the rolling direction of the material to be rolled W are gripped by the first gripping portion 3A and the second
なお、通電加熱中において、移動機構4により第1把持部3Aと第2把持部3Bとを互いに離反する方向に移動させて、被圧延材Wに張力を付与することが望ましい。これにより、被圧延材Wが撓んでワークロール2,2等に接触するために起こる漏電を防止することができる。
被圧延材Wを所定の温度まで加熱すると、即ち、測定装置9で測定した温度が予め定められた温度に到達すると、制御部12は電源部11をOFFして通電電極6A、6Bへの直流電流の印加を停止する。
During the energization heating, it is desirable to apply tension to the material W to be rolled by moving the first gripping part 3A and the second
When the material to be rolled W is heated to a predetermined temperature, that is, when the temperature measured by the measuring
次に、図2Bに示すように、ワークロール2,2のギャップを小さくして当該ワークロール2、2を被圧延材Wに接触させる(接触状態)。移動機構4によってチャック装置3を順方向或いは逆方向に移動させることにより、被圧延材Wの圧延を行う。即ち、チャック装置3で被圧延材Wをチャックしたまま、当該被圧延材に順方向或いは逆方向に切り替えながら移動させることにより、可逆圧延を連続で行う。圧延中では、チャック装置3によって被圧延材Wに対して張力を付与しているため、被圧延材Wへの圧延張力として張力を付与することができ、圧延荷重の低減を行うことができる。また、チャック装置3によって被圧延材Wを把持したまま圧延するため、被圧延材Wの温度が低下した場合には即座に温度を上昇させることができる。 Next, as shown in FIG. 2B, the gap between the work rolls 2 and 2 is reduced to bring the work rolls 2 and 2 into contact with the material to be rolled W (contact state). The workpiece W is rolled by moving the chuck device 3 in the forward direction or the reverse direction by the moving mechanism 4. That is, reversible rolling is continuously performed by moving the material to be rolled W while switching the material to be rolled in the forward direction or the reverse direction while the material to be rolled W is chucked by the chuck device 3. During rolling, since tension is applied to the material to be rolled W by the chuck device 3, tension can be applied as rolling tension to the material to be rolled W, and the rolling load can be reduced. Moreover, since it rolls, hold | grip the to-be-rolled material W with the chuck | zipper apparatus 3, when the temperature of the to-be-rolled material W falls, temperature can be raised immediately.
詳しくは、図2Cに示すように、圧延中に被圧延材Wの温度が所定値より低下した場合、まず、ワークロール2、2のロールギャップ量を増加させて当該ワークロール2、2と、被圧延材Wとを非接触状態にする。そして、ワークロール2、2と被圧延材Wとを非接触状態とした後、制御部12等の指令により電源部11を再びONして通電電極6A、6Bに直流電流を印加し、被圧延材Wを所定の温度まで加熱する。被圧延材Wの加熱後は、上述したように、電源部11を再びOFF後にワークロール2、2のロールギャップ量を小さくして、被圧延材Wを圧延することができる。
Specifically, as shown in FIG. 2C, when the temperature of the material to be rolled W is lower than a predetermined value during rolling, first, the work rolls 2, 2 are increased by increasing the roll gap amount of the work rolls 2, 2. The material to be rolled W is brought into a non-contact state. And after making the work rolls 2 and 2 and the to-be-rolled material W into a non-contact state, the
以上、圧延装置1によれば、被圧延材Wを所定温度にした状態で、ワークロール2,2によって圧延することができる。また、圧延中において、被圧延材Wの温度が低下した場合には、被圧延材Wの温度を素早く上昇させることができる。そのため、例えば、試験片(被圧延材W)に対して所定温度で且つ所定の圧下荷重で圧延することができ、試験片の圧延後には、圧延条件と圧延後の金属組織との関係を把握したり、金属組成を圧延条件により調整することが可能となる。
As mentioned above, according to the rolling
さて、上述した実施形態では、ワークロール2、2を通電材料で形成していたが、これに代え、ワークロール2、2をセラミック等の絶縁材料、即ち、セラミックロールやセラミック等の絶縁皮膜でコーティングされたロールで構成してもよい。このような場合は、ワークロール2,2と被圧延材Wとを接触状態にしたままでも、被圧延材Wに電流を印加することができる。例えば、圧延の開始時には、被圧延材Wの温度を上昇させるが、このとき、ワークロール2,2と被圧延材Wとを非接触状態ではなく接触状態のままで電流を印加する。被圧延材Wの温度が所定温度に達した場合は、電源部11をOFFし、移動機構4によってチャック装置3を順方向或いは逆方向に移動させて被圧延材Wの圧延を行う。被圧延材Wの圧延中に被圧延材Wの温度が所定以下となった場合には、ワークロール2、2と被圧延材Wとを接触状態のまま、電源部11を再びONして通電電極6A、6Bに直流電流を印加し、被圧延材Wを所定の温度まで加熱する。これによれば、被圧延材Wに直流電流を印加するために、ワークロール2,2を被圧延材Wから離す必要がなく、圧延時間の短縮を図ることができる。なお、ワークロール2、2をセラミックロールあるいはセラミックコーティングロールで構成した場合は、被圧延材Wに直流電流を印加しながら圧延を行っても良い。
In the above-described embodiment, the work rolls 2 and 2 are made of a current-carrying material. Instead, the work rolls 2 and 2 are made of an insulating material such as ceramic, that is, an insulating film such as a ceramic roll or ceramic. You may comprise a coated roll. In such a case, an electric current can be applied to the material to be rolled W even when the work rolls 2 and 2 and the material to be rolled W are kept in contact with each other. For example, at the start of rolling, the temperature of the material to be rolled W is raised, and at this time, the work rolls 2 and 2 and the material to be rolled W are applied in a contact state, not in a non-contact state. When the temperature of the material to be rolled W reaches a predetermined temperature, the
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
上述した実施形態では、制御部12によって電源11のON/OFFの切り替え制御を行っていたが、これに代え、測定装置9で測定した温度をモニタ等に表示すると共に、電源11のON/OFFする手動スイッチを設けることにより、手動で加熱の有無の切替を行ってもよい。
In the above-described embodiment, the
1 圧延装置
2 ワークロール(圧延ロール)
3 支持機構
3A 第1把持部
3B 第2把持部
4 移動機構
6A 通電電極
6B 通電電極
9 測定装置
10 加熱手段
11 電源部
12 制御部
1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Support mechanism 3A
Claims (6)
前記支持機構で把持された前記被圧延材に電流を印加して加熱する加熱手段を備えていて、
前記支持機構は、被圧延材の両端部をそれぞれ把持する把持部を備え、前記加熱手段は、前記把持部間に電流を印加する
ことを特徴とする圧延装置。 A rolling roll for rolling the material to be rolled, and a support mechanism for gripping both ends of the material to be rolled in the rolling direction is a direction passing the material to be rolled in the rolling roll, moving the support mechanism in the rolling direction And a moving mechanism for applying tension to the material to be rolled,
It comprises heating means for applying an electric current to the material to be rolled held by the support mechanism and heating it,
The said support mechanism is provided with the holding part which hold | grips the both ends of a to-be-rolled material, respectively, The said heating means applies an electric current between the said holding parts, The rolling apparatus characterized by the above-mentioned .
前記被圧延材に電流を印加している際には、前記圧延ロールと被圧延材とは接触状態とされることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧延装置。 The rolling roll is a ceramic roll or a roll whose surface is coated with ceramic,
3. The rolling apparatus according to claim 1, wherein when a current is applied to the material to be rolled, the rolling roll and the material to be rolled are brought into contact with each other.
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