JP6832309B2 - 圧延機及び圧延機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延機及び圧延機の制御方法に関する。

圧延対象の条鋼を圧延するための第１ロール及び第２ロールを含むロール対と、第１ロールの両端において第１ロールを回転可能に支持する第１支持部及び第２支持部にそれぞれ接続され、第１ロールを第２ロールに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置及び第２油圧圧下装置と、を備える圧延機は既に良く知られている。

そして、前記圧延機のロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定された条鋼を圧延する部分である圧延部分が、第１支持部から圧延部分までの距離と第２支持部から圧延部分までの距離とが互いに異なる位置に設定されている圧延機（このように設定されている圧延部分で圧延を行う前記圧延機を、便宜上「非中心圧延機」と呼ぶ）を用いて条鋼を圧延すると、条鋼の断面の形状精度不良や、条鋼の長手方向の曲り等が発生する問題があった。

そのため、従来の非中心圧延機においては、圧延部分の位置を圧延前に検出し、該位置情報に基づいてロール両端の上下方向の位置を個別に設定することにより、条鋼の断面形状精度を向上させるための制御を行っていた（例えば、特許文献１参照）。

実公平６−４６５６７号公報

しかしながら、従来の非中心圧延機に用いられる形状制御の方法では、圧延された条鋼の断面形状精度が低い問題があった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非中心圧延機を用いた条鋼の圧延において、高精度な形状制御を実現することにある。

上記目的を達成するための主たる発明は、
圧延対象の条鋼を圧延するための第１ロール及び第２ロールを含むロール対と、前記第１ロールの両端において前記第１ロールを回転可能に支持する第１支持部及び第２支持部にそれぞれ接続され、前記第１ロールを前記第２ロールに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置及び第２油圧圧下装置と、を備える圧延機であって、前記ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定された、前記条鋼を圧延する部分である圧延部分が、前記第１支持部から前記圧延部分までの距離と前記第２支持部から前記圧延部分までの距離とが互いに異なる位置に設定されており、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方のロールの前記圧延部分におけるロール撓み量を計測するよう構成された距離センサーと、前記距離センサーの検出値に基づいて前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とを制御するよう構成された制御部と、を備えることを特徴とする圧延機である。

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、非中心圧延機を用いた条鋼の圧延において、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

本実施の形態に係る圧延機１０の正面概略図である。 圧延機１０の制御部４０と他の装置との関係を示した図である。 図３の上図は、ロール対が撓んだ状態で条鋼１を挟んで圧延を行っている状態を示した図であり、図３の下図は、第１ロール１４ａのロール撓み量を説明するための説明図である。 第２実施の形態に係る圧延機１０の正面概略図である。 第３実施の形態に係る圧延機１０の正面概略図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

圧延対象の条鋼を圧延するための第１ロール及び第２ロールを含むロール対と、前記第１ロールの両端において前記第１ロールを回転可能に支持する第１支持部及び第２支持部にそれぞれ接続され、前記第１ロールを前記第２ロールに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置及び第２油圧圧下装置と、を備える圧延機であって、前記ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定された、前記条鋼を圧延する部分である圧延部分が、前記第１支持部から前記圧延部分までの距離と前記第２支持部から前記圧延部分までの距離とが互いに異なる位置に設定されており、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方のロールの前記圧延部分におけるロール撓み量を計測するよう構成された距離センサーと、前記距離センサーの検出値に基づいて前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とを制御するよう構成された制御部と、を備えることを特徴とする圧延機。

このような圧延機によれば、非中心圧延機を用いた条鋼の圧延において、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

かかる圧延機であって、前記圧延部分が、前記ロール対の長手方向において異なる位置に複数設定されていてもよい。

このような圧延機によれば、いずれの圧延部分を用いて条鋼の圧延を行っても、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

かかる圧延機であって、異なる位置に設定された複数の前記圧延部分の各々毎に、少なくとも１つの前記距離センサーが備えられていてもよい。

このような圧延機によれば、距離センサーを移動させる機構を省略することが可能となるため、距離センサーに係る構成を簡略化することが可能となる。

かかる圧延機であって、前記距離センサーを前記長手方向に沿って移動可能に支持する可動支持装置を備えてもよい。

このような圧延機によれば、複数の圧延部分の各々毎に距離センサーを設ける場合に比べて、距離センサーを減らすことが可能となる。

かかる圧延機であって、前記可動支持装置は、前記距離センサーが取り付けられた取付部と、前記取付部が摺動可能に係合したレール部と、前記取付部を前記レール部に沿って移動させる駆動装置とを備えていてもよい。

このような圧延機によれば、簡単な構造で確実な可動支持を実現することができる。

かかる圧延機であって、前記圧延部分の前記長手方向における両端部の前記ロール撓み量が計測できるよう構成されていてもよい。

このような圧延機によれば、圧延部分の長手方向における両端部のロール撓み量から条鋼の長手方向の両端部の厚さを把握でき、条鋼の長手方向の両端部の厚さを均等に近づけることが可能となる。

かかる圧延機であって、前記制御部は、前記条鋼の圧延の実行中、前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とをリアルタイムに制御するよう構成されていてもよい。

このような圧延機によれば、非中心圧延機を用いた条鋼の圧延において、より一層高精度な形状制御を実現することが可能となる。

かかる圧延機であって、前記圧延部分には、前記第１ロール及び前記第２ロールのそれぞれにカリバーが設けられていてもよい。

このような圧延機によれば、カリバーが設けられたロール対を用いた圧延においては、非中心圧延機として圧延が行われることが一般的であるため（頻繁に行われるため）、本発明がより有効に作用する。

圧延対象の条鋼を圧延するための第１ロール及び第２ロールを含むロール対と、前記第１ロールの両端において前記第１ロールを回転可能に支持する第１支持部及び第２支持部にそれぞれ接続され、前記第１ロールを前記第２ロールに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置及び第２油圧圧下装置と、を備える圧延機の制御方法であって、前記ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定される、前記条鋼を圧延する部分である圧延部分を、前記第１支持部から前記圧延部分までの距離と前記第２支持部から前記圧延部分までの距離とが互いに異なる位置に設定することと、前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方のロールの前記圧延部分におけるロール撓み量を計測することと、前記ロール撓み量に基づいて前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とを制御することと、を含むことを特徴とする圧延機の制御方法。

このような圧延機の制御方法によれば、前述した圧延機の場合と同様の作用効果を奏する。

＝＝＝本実施の形態に係る圧延機１０について＝＝＝
本実施の形態に係る圧延機１０は、圧延対象となる条鋼１を圧延する装置であり、非中心圧延機として用いられる。この非中心圧延機とは、圧延を行う際の条鋼１の位置に特徴のある圧延機１０のことであるが、詳細については後述する。条鋼１の例としては、平鋼、形鋼、棒鋼、線材、軌条等が挙げられ、断面積の大きさに比べて長さが著しく大きい形状の鋼材のことをいう。本実施の形態においては、条鋼１として平鋼を用いて圧延を行う。

図１は、本実施の形態に係る圧延機１０の正面概略図である。本実施の形態に係る図面においては、紙面の横方向（水平方向）を「長手方向」として紙面の左側（右側）を「ＷＳ側（ＤＳ側）」若しくは「左（右）」と呼び、紙面の縦方向（鉛直方向）を「上下方向」として紙面の上側（下側）を「上（下）」と呼ぶ。また、図２は、圧延機１０の制御部４０と他の装置との関係を示した図である。

図１には、圧延機１０のハウジング１１が示されており、該ハウジング１１の内側（ハウジング１１内部）に、圧延機１０が備えるロール対（第１ロール１４ａ及び第２ロール１４ｂ）、支持部（第１支持部１３ａ、第２支持部１３ｂ、及び第２ロール１４ｂの支持部）、油圧圧下装置（第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂ）、ロードセル（第１ロードセル１５ａ及び第２ロードセル１５ｂ）、距離センサー２０、可動支持装置３０、バランスシリンダ機構５０が配置されている。

ロール対は、第１ロール１４ａと第２ロール１４ｂとで構成される上下一対のフラットロールである。そして、第１ロール１４ａと第２ロール１４ｂは、同一の形状をしており、軸径の大きい圧延部と、該圧延部の長手方向の両端側に設けられた軸径の小さい軸部を有している。ロール対は、図１に示すように、上側に設けられた第１ロール１４ａと、下側に設けられた第２ロール１４ｂとの隙間で条鋼１を挟みつつ、図２に示す駆動部３２の駆動回転により回転して圧延を行う。すなわち、圧延機１０は、圧延対象の条鋼１を圧延するための第１ロール１４ａ及び第２ロール１４ｂを含むロール対を備える。

また、本実施の形態においては、条鋼１が通過するロール対の長手方向の位置として、ロール対の圧延部の長手方向に一部の連続した領域（圧延部分ＡＰに相当）が複数設定されており、後述する記憶部４１に記憶されている。すなわち、圧延機１０には、圧延部分ＡＰがロール対の長手方向において異なる位置に複数設定されている。

支持部は、ロール対のそれぞれのロールの両端をロール対が回転可能な状態として支持している。そのため、ロール対は駆動部３２の駆動回転により回転することが可能となっている。ここで、支持部が支持する「ロールの両端」とは、ロール中心線ＲＣ（ロール対の長手方向の中心線）に対して左右対称な位置であり、かつ、軸部のことである（すなわち、圧延部でない）。第１ロール１４ａは、ＷＳ側の軸部が第１支持部１３ａにより支持され、ＤＳ側の軸部が第２支持部１３ｂにより支持されている。そして、これらの支持部は、後述するバランスビーム５１を介して油圧圧下装置に接続している。また、第２ロール１４ｂは、ロールの両端がハウジング１１の下側面（ハウジング１１内部の下側面）に固定された第２ロール１４ｂの支持部により支持されている。

油圧圧下装置（第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂ）は、後述するロードセルを介してハウジング１１の上側面（ハウジング１１内部の上側面）に固定されており、第１ロール１４ａを第２ロール１４ｂに対して相対的に移動させる装置である。つまり、第１油圧圧下装置１２ａが第１支持部１３ａと接続し、第２油圧圧下装置１２ｂが第２支持部１３ｂと接続しており、それぞれが接続している支持部を移動させることにより、第１ロール１４ａを第２ロール１４ｂに対して相対的に移動させる。すなわち、圧延機１０は、第１ロール１４ａの両端において第１ロール１４ａを回転可能に支持する第１支持部１３ａ及び第２支持部１３ｂにそれぞれ接続され、第１ロール１４ａを第２ロール１４ｂに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂを備える。

ロードセル（第１ロードセル１５ａ及び第２ロードセル１５ｂ）は、油圧圧下装置がそれぞれに接続した支持部に付与している圧力を検出するためのセンサーであり、ハウジング１１と油圧圧下装置に挟まれて設けられている。すなわち、第１油圧圧下装置１２ａの上側面（設置面）とハウジング１１の上側面の間に第１ロードセル１５ａが設けられており、第２油圧圧下装置１２ｂの上側面（設置面）とハウジング１１の上側面の間に第２ロードセル１５ｂが設けられている。そして、ロードセルは、油圧圧下装置とハウジング１１とに挟まれる圧力（油圧圧下装置が接続している支持部に付与した圧力の反力）を油圧圧下装置が接続している支持部に付与している圧力値として連続して検出し、該検出結果を制御部４０へ即座に送信する。

制御部４０は自動ロールＧＡＰ制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＧＣ））機能を有しており、ロードセルで検出された圧力に基づいてハウジング１１の鉛直方向における伸び変形（縦撓み）による第１支持部１３ａと第２支持部１３ｂの鉛直方向の変位分を補正することができる。

ロードセルにより検出された圧力値を受信した制御部４０は、ハウジング１１の上下方向の撓み量と、支持部の不図示のベアリング（第１ロール１４ａを回転可能に支持するための部材）の上下方向の撓み量を検出された圧力値を用いて演算し、これらの演算された撓み量を用いて第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量を逐次補正する。なお、ベアリングの撓み量は、ベアリングの荷重−ラジアル変位グラフと検出された圧力値に基づいて演算される。

距離センサー２０は、ロール撓み量を計測するためのセンサーであり、距離センサー２０からロールまでの距離を検出するセンサーである。ここで、「ロール撓み量」とは、ロール対が曲がっていない状態（以下、撓みゼロ状態ともいう）で距離センサー２０の検出値により計測されるロールの上下方向における位置と、ロール対が曲がっている状態で距離センサー２０の検出値により計測されるロールの上下方向における位置との差である。

また、本実施の形態においては、距離センサー２０は、第１ロール１４ａの上側に設けられた後述する可動支持装置３０の取付部３０ａに固定されている。そして、圧延される条鋼１の圧延部分ＡＰの長手方向における一端部と他端部（圧延部分ＡＰの両端部）の上側にそれぞれ１つずつの合計２つの距離センサー２０が設けられている。したがって、距離センサー２０は、圧延部分ＡＰの両端部の第１ロール１４ａまでの距離を検出して制御部４０に送信する。距離センサー２０としては、例えば渦電流式変位センサーやレーザー距離計等を用いることができる。

可動支持装置３０は、第１ロール１４ａの上側にある後述するバランスビーム５１の下側面に第１ロール１４ａの両端部の一端部から他端部に亘り設けられており、距離センサー２０が取り付けられた取付部３０ａと、取付部３０ａが摺動可能に係合したレール部３０ｂと、取付部３０ａをレール部３０ｂに沿って移動させる不図示の駆動装置とを備えている。すなわち、第１ロール１４ａの上側において該ロールの両端部の一端部から他端部に亘り距離センサー２０を移動させる装置である。ここで「ロールの両端部」とは、ロールの圧延部の両端部のことである（すなわち、軸部でない）。そして、１つの距離センサー２０に対して１つの取付部３０ａと駆動装置が配されており、１つのレール部３０ｂに対して複数の取付部３０ａを摺動可能に係合することができる。つまり、第１ロール１４ａの圧延部の一端部から他端部に亘って、レール部３０ｂに係合した複数の取付部３０ａ（距離センサー２０）が該レール部３０ｂに沿って駆動装置により移動する。すなわち、圧延機１０は、距離センサー２０を長手方向に沿って移動可能に支持する可動支持装置３０を備える。

また、可動支持装置３０には、取付部３０ａの長手方向の位置を検出する位置検出機能が備えられており、検出された位置情報は制御部４０へ送信される。そのため、距離センサー２０を保持した取付部３０ａは、制御部４０の指令により、駆動装置を動力源として圧延部の一端部から他端部までの指令された長手方向の位置へ、レール部３０ｂに沿って移動することが可能となっている。

図２に示す制御部４０は、圧延機１０に備えられており、前述したように各種装置から送信されてきた情報を受信する。そして、制御部４０は、該情報を記憶する記憶部４１と、該情報と記憶部４１に記憶されている情報等を用いて演算する演算部４２を有しており、演算部４２の演算結果等に基づいて各種装置に指令をだす。つまり、制御部４０は、各種情報に基づいて圧延機１０に備えられた各種装置の制御を行う。

バランスシリンダ機構５０は、第１バランスシリンダ５０ａと、第２バランスシリンダ５０ｂと、バランスビーム５１を備えている。第１バランスシリンダ５０ａと第２バランスシリンダ５０ｂは、ハウジング１１の上側面にロール中心線ＲＣに対して左右対称の位置となるように固定されており、上下移動可能なそれぞれのシリンダ部分がバランスビーム５１と接続している。バランスビーム５１は、長手方向における第１支持部１３ａから第２支持部１３ｂに亘って設けられており、非圧延時に第１支持部１３ａと第２支持部１３ｂとを上方に引き上げて第１ロール１４ａと第２ロール１４ｂとの間の間隔を保つようになっている。第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂがそれぞれ接続している支持部を移動させると、バランスビーム５１も該移動に伴って移動する。また、第１バランスシリンダ５０ａと第２バランスシリンダ５０ｂに接続されており、該接続は、図１の紙面を貫通する方向に沿った方向を回転軸として回転可能となっている。

ここで、前述したとおり、圧延機１０には、圧延部分ＡＰがロール対の長手方向の異なる位置に複数設定されており、本実施の形態に係る圧延部分ＡＰの設定においては、一例として図１に示すように、圧延部分ＡＰの長手方向における中心がロール中心線ＲＣと一致しないように設定されている。すなわち、圧延部分ＡＰの両端部の位置がロール中心線ＲＣに対して左右非対称の位置となるように圧延部分ＡＰが設定されている。つまり、第１支持部１３ａと第２支持部１３ｂがロール中心線ＲＣに対して左右対称に設けられていることから、ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定された条鋼１を圧延する部分である圧延部分ＡＰが、第１支持部１３ａから圧延部分ＡＰまでの距離と第２支持部１３ｂから圧延部分ＡＰまでの距離とが互いに異なる位置に設定されていることとなる。

以下では、図１に示す非中心圧延機（すなわち、複数設定された圧延部分ＡＰのうちの１つの圧延部分ＡＰにおいて条鋼１が圧延されている状態を示す図１の圧延機１０）の制御方法について説明する。

＝＝＝圧延機１０の制御について＝＝＝
本実施の形態に係る圧延機１０の制御について、図１、図３の上図、図３の下図を用いて説明する。

図３の上図は、ロール対が撓んだ状態で条鋼１を挟んで圧延を行っている状態を示した図であり、図３の下図は、第１ロール１４ａのロール撓み量を説明するための説明図である。ここで、一般的な圧延中のロール対は、図３の上図及び下図に示すように大きく撓むことはないが、説明を解りやすくするために、便宜上、誇張して大きく撓ませている。

本実施の形態に係る圧延中のロール対は、図３の上図に示すように、第１ロール１４ａは中央部（ロール中心線ＲＣの位置）が上側で両端部が下側になるように湾曲し、第２ロール１４ｂは中央部が下側で両端部が上側に湾曲する。そのため、図１に示すような非中心圧延機として圧延機１０を用いて条鋼１を圧延すると、ロール対の撓んだ形状に沿った断面形状の条鋼１が生成されるため、条鋼１の長手方向の両端部における厚さに違いが発生することとなる。

本実施の形態においては、条鋼１の断面形状精度を向上させるため、図１に示す非中心圧延機で圧延される条鋼１の厚さが所定の寸法となるように、かつ長手方向の両端部の厚さが均等になるように制御を行う。以下に、該制御の手順を順番に説明する。

先ず、圧延機１０に複数設定された圧延部分ＡＰのうちから図１に示す圧延部分ＡＰを使用する圧延部分ＡＰとして選択する。そうすると、圧延機１０の制御部４０は、選択された圧延部分ＡＰの長手方向における両端部の一端部と他端部の位置に対応する位置にそれぞれ１つの距離センサー２０を配する（移動させる）。つまり、圧延機１０は、圧延部分ＡＰの長手方向における両端部のロール撓み量が計測できるよう構成される。

この使用する圧延部分ＡＰの選択は、人手により行われてもよいし、例えば、ロール対よりも条鋼１の搬送方向（図１においては紙面を貫通する方向）の上流側に条鋼１の圧延部分ＡＰを検出するセンサーを設けて、該センサーの検出結果に基づいて行ってもよい。

そして、圧延部分ＡＰの両端部の位置に対応する位置に距離センサー２０が移動したら、制御部４０は、圧延を行う前に、前述した「ロール対が曲がっていない状態（撓みゼロ状態）」の距離センサー２０の値を検出して記憶部４１に記憶する。

そうしたら、制御部４０は、圧延機１０において条鋼１の圧延を開始する。そして、圧延中においては、図３の上図と下図に示す第１検出部Ｐ１と第２検出部Ｐ２の上側に位置する（圧延部分ＡＰの両端部の上側に位置する）２つの距離センサー２０が第１ロール１４ａまでの距離を検出し、該検出値を制御部４０に送信する。

第１検出部Ｐ１と第２検出部Ｐ２の検出値を受信した制御部４０は、図３の下図に示すように、第１検出部Ｐ１の検出値から第１ロール撓み量Ｘ１、第２検出部Ｐ２の検出値から第２ロール撓み量Ｘ２を計測（演算）する。ここで、図３の下図に示す長手方向に伸びる破線の直線は、撓みゼロ状態における第１ロール１４ａの位置を表した直線である（以下、基準線ＢＬともいう）。すなわち、第１ロール撓み量Ｘ１及び第２ロール撓み量Ｘ２とは、圧延中に制御部４０が受信した距離センサー２０の検出値と、撓みゼロ状態における距離センサー２０の検出値との差である。

そして、第１ロール撓み量Ｘ１及び第２ロール撓み量Ｘ２を計測した制御部４０は、条鋼１の長手方向の両端部の厚さが均等になるように、第１油圧圧下装置１２ａと第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量（補正量）の演算を行う。

具体的には、先ず、演算部４２において第１ロール撓み量Ｘ１と第２ロール撓み量Ｘ２から第１検出部Ｐ１と第２検出部Ｐ２の基準線ＢＬに対する長手方向の傾き（両端間の傾きＳ１に相当）を次の演算式を用いて演算する。

両端間の傾きＳ１＝（第１ロール撓み量Ｘ１−第２ロール撓み量Ｘ２）／（第２距離Ｌ２−第１距離Ｌ１）
ここで図３の下図に示すように、第１距離Ｌ１とは、ロール中心線ＲＣから第１検出部Ｐ１までの長手方向の距離であり、第２距離Ｌ２とは、ロール中心線ＲＣから第２検出部Ｐ２までの長手方向の距離である。また、支持部距離Ｌ（後述の演算式に用いる）とは、ロール中心線ＲＣから第１支持部１３ａまでの長手方向の距離である。そして、これらの値は、使用する圧延部分の長手方向の位置や圧延機１０の構成等により決まるため、あらかじめ記憶部４１に記憶されている。

両端間の傾きＳ１を演算した演算部４２は、第１支持部１３ａと第２支持部１３ｂの上下方向の補正量を次の演算式を用いて演算する。

第１油圧圧下装置１２ａ（第１支持部１３ａ）の補正量＝（（第１ロール撓み量Ｘ１＋第２ロール撓み量Ｘ２）／２）−（両端間の傾きＳ１×支持部距離Ｌ）
第２油圧圧下装置１２ｂ（第２支持部１３ｂ）の補正量＝（（第１ロール撓み量Ｘ１＋第２ロール撓み量Ｘ２）／２）＋（両端間の傾きＳ１×支持部距離Ｌ）
これら演算式の「（第１ロール撓み量Ｘ１＋第２ロール撓み量Ｘ２）／２」の部分は、第１ロール撓み量Ｘ１と第２ロール撓み量Ｘ２の平均値（以下、平均ロール撓み量ともいう）であり、「（両端間の傾きＳ１×支持部距離Ｌ）」の部分は、両端間の傾きＳ１の傾斜を基準線ＢＬに沿うようにするための支持部の補正量である。

そうしたら、制御部４０は、演算された補正量に基づいてそれぞれの油圧圧下装置に接続している支持部を上下方向へ移動させる。すなわち、平均ロール撓み量分の圧下量を増やすと共に、両端間の傾きＳ１の傾斜が基準線ＢＬに沿うように、第１支持部１３ａと第２支持部１３ｂを上下方向へ移動させる。

具体的には、第１油圧圧下装置１２ａの補正量は、ロールの撓みによる圧下量不足を補うための平均ロール撓み量分の圧下量の増分（正の値）と、両端間の傾きＳ１の傾斜が基準線ＢＬに沿うようにするための圧下量の増分（負の値）との和であり、これが正の値を取るときは第１油圧圧下装置１２ａの圧下量を増加させることになるので、第１支持部１３ａを下方向に補正量の分だけ多く移動させることになり、逆に負の値を取るときは第１油圧圧下装置１２ａの圧下量を減少させることになるので、第１支持部１３ａを上方向に補正量の分だけ移動させることになる。

また、第２油圧圧下装置１２ｂの補正量は、ロールの撓みによる圧下量不足を補うための平均ロール撓み量分の圧下量の増分（正の値）と、両端間の傾きＳ１の傾斜が基準線ＢＬに沿うようにするための圧下量の増分（正の値）との和であり、第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量を増加させることになるので、第２支持部１３ｂを下方向に補正量の分だけ多く移動させることになる。

このようにして、第１ロール１４ａに対する第１油圧圧下装置１２ａと第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量の制御を行う。

ここで、図３の上図に示すように、第２ロール１４ｂも第１ロール１４ａと同様に撓んでいるため、第２ロール１４ｂに対しても油圧圧下装置の補正（制御）が必要である。そこで、本実施の形態においては、第２ロール１４ｂも第１ロール１４ａと同じように撓んでいると仮定する。すなわち、条鋼１の厚み方向（上下方向）の中心線に対して上下対称に同じように撓んでいることとする。

しかしながら、第２ロール１４ｂには、上下方向へ移動するための装置等が設けられていないため、第２ロール１４ｂは移動することができない。そのため、本実施の形態においては、第１ロール１４ａが第１ロール１４ａの撓んだ分と第２ロール１４ｂの撓んだ分（すなわち、第１ロール１４ａの撓んだ分の２倍）を上下方向へ移動することとする。このようにすれば、第１ロール１４ａ及び第２ロール１４ｂに対して、第１油圧圧下装置１２ａと第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量の制御を行うことができる。

上記のように第１ロール１４ａが上下方向へ移動することより、第１ロール１４ａと第２ロール１４ｂの平均ロール撓み量分を移動し、かつ、圧延部分の傾きを小さくする（双方の互いの両端間の傾きの傾斜を基準線ＢＬに沿うようにする）ことができる。すなわち、制御部４０は、距離センサー２０の検出値に基づいて、ロールの撓みにより生じる圧下量の不足分を補って条鋼１の寸法誤差を減少させると共に、第１ロール１４ａに設定された圧延部分ＡＰの長手方向における両端間の傾きと第２ロール１４ｂに設定された圧延部分ＡＰの長手方向における両端間の傾きとを小さくすることで断面形状精度が向上するように、第１油圧圧下装置１２ａの圧下量と第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量とを制御する。

また、本実施の形態に係る制御部４０は、距離センサー２０から第１検出部Ｐ１と第２検出部Ｐ２の距離情報を受信したら、即座に補正量の演算を演算部４２で実行して、補正が必要であれば、第１油圧圧下装置１２ａと第２油圧圧下装置１２ｂに対して油圧圧下装置の圧下量の制御を行い、次の距離センサー２０からの送信を待つ。そして、距離センサー２０は、第１検出部Ｐ１と第２検出部Ｐ２までの距離を連続して検出し、該検出結果を制御部４０へ即座に送信している。つまり、制御部４０は、条鋼１の圧延の実行中、第１油圧圧下装置１２ａの圧下量と第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量とをリアルタイムに制御する。

＝＝＝本実施の形態に係る圧延機１０の有効性について＝＝＝
上述したとおり、本実施の形態に係る圧延機１０は、圧延対象の条鋼１を圧延するための第１ロール１４ａ及び第２ロール１４ｂを含むロール対と、第１ロール１４ａの両端において第１ロール１４ａを回転可能に支持する第１支持部１３ａ及び第２支持部１３ｂにそれぞれ接続され、第１ロール１４ａを第２ロール１４ｂに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂと、を備える圧延機１０であって、ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定された、条鋼１を圧延する部分である圧延部分ＡＰが、第１支持部１３ａから圧延部分ＡＰまでの距離と第２支持部１３ｂから圧延部分ＡＰまでの距離とが互いに異なる位置に設定されており、第１ロール１４ａの圧延部分ＡＰにおけるロール撓み量を計測するよう構成された距離センサー２０と、距離センサー２０の検出値に基づいて第１油圧圧下装置１２ａの圧下量と第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量とを制御するよう構成された制御部４０と、を備えることとした。そのため、非中心圧延機を用いた条鋼１の圧延において、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

非中心圧延機を用いて条鋼１を圧延すると、ロールの撓みにより圧下量の不足とロールの圧延部分ＡＰにおける傾きが生じ、条鋼１に寸法誤差が発生すると共に、圧延された条鋼１の長手方向の両端部における厚さに違いが発生するため、条鋼１の断面の形状精度不良や、条鋼１の長手方向の曲り等が発生する問題があった。

これに対し、本実施の形態に係る圧延機１０においては、第１ロール１４ａの圧延部分ＡＰにおけるロール撓み量を計測するよう構成された距離センサー２０と、距離センサー２０の検出値に基づいて第１油圧圧下装置１２ａの圧下量と第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量とを制御するよう構成された制御部４０と、を備えることとした。すなわち、距離センサー２０を用いて第１ロール１４ａの変形を検出することにより、圧延時に発生するロール対の変形を直接的に把握することができ、該変形から圧延部分ＡＰのロール撓み量を計測することが可能となる。そして、該ロール撓み量に応じて第１油圧圧下装置１２ａの圧下量と第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量を制御部４０が制御することにより、非中心圧延機を用いた条鋼１の圧延において、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、圧延部分ＡＰの長手方向における両端部のロール撓み量が計測できるよう構成されていることとした。そのため、圧延部分ＡＰの長手方向における両端部のロール撓み量に基づいて油圧圧下装置の圧下量を補正することで、ロールの撓みにより生じる圧下量の不足分を補って条鋼１の寸法誤差を減少させると共に、第１ロール１４ａに設定された圧延部分ＡＰの長手方向における両端間の傾きと第２ロール１４ｂに設定された圧延部分ＡＰの長手方向における両端間の傾きとを小さくすることができ、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、制御部４０は、条鋼１の圧延の実行中、第１油圧圧下装置１２ａの圧下量と第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量とをリアルタイムに制御することとした。つまり、制御部４０がリアルタイムに油圧圧下装置の圧下量を制御することにより、油圧圧下装置の圧下量の制御が必要となった場合に、速やかに該制御をすることができる。つまり、非中心圧延機を用いた条鋼１の圧延において、より一層高精度な形状制御を実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、圧延部分ＡＰが、ロール対の長手方向において異なる位置に複数設定されていることとした。つまり、ロール対の長手方向において異なる位置に複数設定された圧延部分ＡＰの全ての圧延部分ＡＰについて、本発明を適用することが可能となる。すなわち、いずれの圧延部分ＡＰを用いて条鋼１の圧延を行っても、高精度な形状制御を実現することが可能となる。

また、本実施の形態においては、距離センサー２０を長手方向に沿って移動可能に支持する可動支持装置３０を備えることとした。すなわち、圧延部分ＡＰを別の圧延部分ＡＰに変更した場合に、可動支持装置３０により変更後の圧延部分ＡＰへ距離センサー２０を移動させることができ、移動させた距離センサー２０により変更後の圧延部分ＡＰの値を検出することが可能となる。そのため、複数の圧延部分ＡＰの各々毎に距離センサー２０を設ける場合に比べて、距離センサー２０を減らすことが可能となる。

また、本実施の形態においては、可動支持装置３０は、距離センサー２０が取り付けられた取付部３０ａと、取付部３０ａが摺動可能に係合したレール部３０ｂと、取付部３０ａをレール部３０ｂに沿って移動させる駆動装置とを備えていることとした。すなわち、取付部３０ａとレール部３０ｂと駆動装置という簡単な構造で確実な可動支持装置３０を実現することができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る圧延機１０を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

また、上記実施の形態では、ロール対がフラットロールであったが、これに限らない。例えば、カリバー（ロール対に設けられた溝で圧延する条鋼１の断面形状と同じ溝形状をしており、該溝を通過させることにより条鋼１の断面形状を形成する。上記実施の形態における圧延部分ＡＰに相当する）が設けられたロール対でもよい。つまり、圧延部分ＡＰには、第１ロール１４ａ及び第２ロール１４ｂのそれぞれにカリバーが設けられていてもよい。

カリバーが設けられたロール対を用いた圧延においては、非中心圧延機として圧延が行われることが一般的であるため（頻繁に行われるため）、本発明がより有効に作用する。

また、上記実施の形態においては、バランスシリンダ機構５０が第１ロール１４ａの上側に設けられ、可動支持装置３０がバランスビーム５１の下側面に設けられていたが、これに限らない。例えば、図４に示すように、可動支持装置３０の設置位置を変更し、バランスシリンダ機構５０の代わりとして第１支持部バランスシリンダ６０ａと第２支持部バランスシリンダ６０ｂを設けてもよい。

図４は、第２実施の形態に係る圧延機１０の正面概略図である。図４に示すように、第１実施の形態との相違点は、可動支持装置３０がハウジング１１の上側面に設けられている点と、バランスシリンダ機構５０の代わりとして、第１支持部１３ａに第１支持部バランスシリンダ６０ａを設け、第２支持部１３ｂに第２支持部バランスシリンダ６０ｂを設けている点である。

また、第２実施の形態の変形例としては、例えば、図５に示すように、可動支持装置３０の設置位置をハウジング１１から固定ビーム７０に変更する例が挙げられる。図５は第３実施の形態に係る圧延機１０の正面概略図である。

図５に示すように、第２実施の形態との相違点は、ハウジング１１とは独立して固定ビーム７０が設けられ、ハウジング１１ではなく当該固定ビーム７０の下側面に可動支持装置３０が設けられている点である。

なお、第１実施の形態においては、第１支持部１３ａ側と第２支持部１３ｂ側との間の圧下荷重（第１ロードセル１５ａと第２ロードセル１５ｂとで測定される測定値）の差に起因して生じる第１ロール１４ａの傾き（第１支持部１３ａ側と第２支持部１３ｂの高さ位置の相違）はＡＧＣ機能によって補正されるため、距離センサー２０が設けられたバランスビーム５１（レール部３０ｂ）は常に水平に保たれ、制御部４０は、距離センサー２０の検出値に基づいてロール撓み量のみを正確に計測することができる。

しかしながら、第２実施の形態と第３実施の形態においては、ＡＧＣ機能によってレール部３０ｂを水平に保つことはできず、制御部４０は、距離センサー２０の検出値に基づいてロール撓み量を正確に計測することができない。そのため、第２実施の形態と第３実施の形態に係る制御部４０は、距離センサー２０の検出値に対してハウジング１１の縦撓みによって生じる変位分の補正をし、該補正された値に基づいて油圧圧下装置１２ａ及び油圧圧下装置１２ｂの圧下量を制御する。

また、上記実施の形態においては、距離センサー２０が第１ロール１４ａの上側のみに設けられていたが、これに限らない。例えば、第２ロール１４ｂの下側のみに設けても構わないし、第１ロール１４ａの上側と第２ロール１４ｂの下側の両方側に設けても構わない。但し、圧延時に用いられる冷却水がかからないように第１ロール１４ａの上側に設けることが好ましい。

距離センサー２０を第２ロール１４ｂの下側のみに設けた場合は、制御部４０が上記実施の形態で説明した演算を第２ロール１４ｂの圧延部分ＡＰについて行えばよい。また、距離センサー２０を第１ロール１４ａの上側と第２ロール１４ｂの下側の両方側に設けた場合は、制御部４０が上記実施の形態で説明した演算を第１ロール１４ａの圧延部分ＡＰと第２ロール１４ｂの圧延部分ＡＰのそれぞれについて行い、それぞれの演算結果に基づいて（どちらか一方のロールが条鋼１の上下方向の中心線に対して上下対称に同じように撓んでいることと仮定しないで）、第１油圧圧下装置１２ａ及び第２油圧圧下装置１２ｂの圧下量を演算して制御すればよい。

つまり、圧延機１０は、第１ロール１４ａ及び第２ロール１４ｂのうちの少なくとも一方のロールの圧延部分ＡＰにおけるロール撓み量を計測するよう構成された距離センサー２０を備えていればよい。

また、上記実施の形態においては、可動支持装置３０を備えることとして距離センサー２０を長手方向に移動させることとしたが、これに限らない。例えば、複数設定された圧延部分ＡＰの全てに対して距離センサー２０を設けて移動不能としてもよい。つまり、異なる位置に設定された複数の圧延部分ＡＰの各々毎に、少なくとも１つの距離センサー２０が備えられていてもよい。このようにすれば、距離センサー２０を移動させる機構を省略することが可能となるために、距離センサー２０に係る構成を簡略化することが可能となる。

また、上記実施の形態においては、２つの距離センサー２０を用いた圧延機１０の制御について説明したが、これに限らない。例えば、３つ以上の距離センサー２０を用いて圧延機１０を制御しても構わない。

１ 条鋼
１０ 圧延機
１１ ハウジング
１２ａ 第１油圧圧下装置
１２ｂ 第２油圧圧下装置
１３ａ 第１支持部
１３ｂ 第２支持部
１４ａ 第１ロール
１４ｂ 第２ロール
１５ａ 第１ロードセル
１５ｂ 第２ロードセル
２０ 距離センサー
３０ 可動支持装置
３０ａ 取付部
３０ｂ レール部
３２ 駆動部
４０ 制御部
４１ 記憶部
４２ 演算部
５０ バランスシリンダ機構
５０ａ 第１バランスシリンダ
５０ｂ 第２バランスシリンダ
５１ バランスビーム
６０ａ 第１支持部バランスシリンダ
６０ｂ 第２支持部バランスシリンダ
７０ 固定ビーム
ＡＰ 圧延部分
Ｐ１ 第１検出部
Ｐ２ 第２検出部
Ｓ１ 両端間の傾き
Ｘ１ 第１ロール撓み量
Ｘ２ 第２ロール撓み量
ＲＣ ロール中心線
ＢＬ 基準線
Ｌ１ 第１距離
Ｌ２ 第２距離
Ｌ 支持部距離

Claims (9)

1. 圧延対象の条鋼を圧延するための第１ロール及び第２ロールを含むロール対と、
   前記第１ロールの両端において前記第１ロールを回転可能に支持する第１支持部及び第２支持部にそれぞれ接続され、前記第１ロールを前記第２ロールに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置及び第２油圧圧下装置と、を備える圧延機であって、
   前記ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定された、前記条鋼を圧延する部分である圧延部分が、前記第１支持部から前記圧延部分までの距離と前記第２支持部から前記圧延部分までの距離とが互いに異なる位置に設定されており、
   前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方のロールの前記圧延部分におけるロール撓み量を計測するよう構成された距離センサーと、
   前記距離センサーの検出値に基づいて前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とを制御するよう構成された制御部と、を備えることを特徴とする圧延機。
2. 請求項１に記載の圧延機であって、
   前記圧延部分が、前記ロール対の長手方向において異なる位置に複数設定されていることを特徴とする圧延機。
3. 請求項２に記載の圧延機であって、
   異なる位置に設定された複数の前記圧延部分の各々毎に、少なくとも１つの前記距離センサーが備えられていることを特徴とする圧延機。
4. 請求項１又は２に記載の圧延機であって、
   前記距離センサーを前記長手方向に沿って移動可能に支持する可動支持装置を備えることを特徴とする圧延機。
5. 請求項４に記載の圧延機であって、
   前記可動支持装置は、前記距離センサーが取り付けられた取付部と、前記取付部が摺動可能に係合したレール部と、前記取付部を前記レール部に沿って移動させる駆動装置とを備えていることを特徴とする圧延機。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の圧延機であって、
   前記圧延部分の前記長手方向における両端部の前記ロール撓み量が計測できるよう構成されていることを特徴とする圧延機。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の圧延機であって、
   前記制御部は、前記条鋼の圧延の実行中、前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とをリアルタイムに制御するよう構成されていることを特徴とする圧延機。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の圧延機であって、
   前記圧延部分には、前記第１ロール及び前記第２ロールのそれぞれにカリバーが設けられていることを特徴とする圧延機。
9. 圧延対象の条鋼を圧延するための第１ロール及び第２ロールを含むロール対と、
   前記第１ロールの両端において前記第１ロールを回転可能に支持する第１支持部及び第２支持部にそれぞれ接続され、前記第１ロールを前記第２ロールに対して相対的に移動させる第１油圧圧下装置及び第２油圧圧下装置と、を備える圧延機の制御方法であって、
   前記ロール対の長手方向における一部の連続する領域に設定される、前記条鋼を圧延する部分である圧延部分を、前記第１支持部から前記圧延部分までの距離と前記第２支持部から前記圧延部分までの距離とが互いに異なる位置に設定することと、
   前記第１ロール及び前記第２ロールのうちの少なくとも一方のロールの前記圧延部分におけるロール撓み量を計測することと、
   前記ロール撓み量に基づいて前記第１油圧圧下装置の圧下量と前記第２油圧圧下装置の圧下量とを制御することと、を含むことを特徴とする圧延機の制御方法。

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