JP6935588B2 - バーに対する引抜作用を調整する方法および対応する装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、バーに対するスタンド間引抜作用を調整する方法、対応するスタンド間調整装置に関し、前記方法を使用して得られる金属製品にも関する。
非限定的な例として、バーの圧延および／または仕上げプロセスで本発明を使用して、それぞれの場合において、バーに付与される引抜作用を調整し、それにより、クリティカルゾーンの形成および／またはバー自体の変形を防止することができる。

本発明は、熱間、冷間、ドライ、またはその他の引抜プラントでも使用することができる。

製品（非限定的な例としてはバー形態の金属製品）の圧延および／または仕上げプロセスで遭遇する問題の１つは、特定の制御されたスタンド間引抜作用をバーに受けさせる必要性と関連している。

スタンドという用語は、圧延スタンド、冷間もしくは熱間仕上げスタンド、または引抜システム（例えばドライ式）、または鋳造プラントを伴うラインにおけるシステムなどを意味する。

以下では、説明を簡単にするために、圧延および／または仕上げトレインのスタンドを参照する。
望ましい特定の特性を伴う最終製品を得るためには、圧延トレインの個々のスタンドの動作パラメータを調整して、それにより、１つのスタンドと他のスタンドとの間のバーに対する引抜作用を正しく規定する必要があることが知られている。

この調整は、連続する２つのスタンドにおけるバーの通過中に適用され、それにより、バーに影響を与える個々のスタンドのロールに作用する駆動部材のトルクは、所定の参照トルク値と実質的に等しくされる。

所定の参照トルク値は、特定のバーに対する個々のスタンドの特定かつ正確な動作状態を考慮していないことが知られている。
これにより、最終製品で重大となる不均一な質的要因を伴う生産が行われる可能性があり、場合によっては大量の製品を廃棄する必要がある。

いくつかの既知の方法では、バーの先行端部が個々のスタンドから出たときに、結果的に個々のスタンドの駆動部材のトルクの調整が開始されることが提供されている。
この既知の解決策は、スタンドの個々のトルク値を対応参照トルク値にするという特定の必要性に関して容易に差別化可能な繰り返し調整にバーを曝すことを意味する。

これらの調整により、バーが次のスタンドに移動するたびに、結果的にストレスが生成されてしまい、それにより、さらには突然に前のスタンドのトルクの値が変更され、値が再び調整される。

これにより、バーに変形および／またはネッキングおよび／またはマーキングが生成される可能性があり、最終製品の品質に悪影響を与える可能性が生じてしまい、その質的特性、形態特性、構造特性が不十分となるであろう。

スタンド間引抜作用を管理するための複数の方法および装置が知られているが、それらは、特に結果の精度、一貫性、および品質に関して、部分的な結果しか与えておらず、必ずしも満足のゆく結果を与えてはいない。

有意なスタンド間交差時間は例えば少なくとも１秒、必要とされるので、既知の解決策は遅く、そのため、バーの断面の最大サイズまたは直径が４０ｍｍ超である場合にしかそれらを適用できない。

この時間的制限は、バーの供給速度を上げることができない場合に、スタンド間時間が１秒超となるようにスタンドを離すために大きなスペースがプラント自体に必要であることを意味する。

したがって、従来技術の欠点の少なくとも１つを克服する、個々のバーに加えられるスタンド間引抜作用を調整する方法、および対応する調整装置を完成させ、利用可能にする必要がある。

本発明の目的は、個々のスタンドのモータのトルクを効率的に調整して、所望の許容範囲内にある特性を有する最終製品を得ることができる方法を提供することである。
本発明には、各スタンドのトルク値の（多かれ少なかれ連続的な）変動を中和する傾向もある。

本発明の別の目的は、個々のスタンドの特定かつ正確な動作状態に相関する参照トルク値に関連して個々のスタンドのモータのトルクを調整するのに適した方法を提供することであり、前記トルク値は、特定のバーの特性によっても調節される。

本発明の別の目的は、個々のスタンドのモータのトルクを迅速に調整して、それにより、圧延トレインの、ひいては生産ライン全体のバルクを制限できる方法を提供することである。

本出願人は、従来技術の欠点を克服し、これらのおよび他の目的および利点を得るために、本発明を考案し、試験し、具体化した。

本発明は、独立請求項に記載されかつ特徴付けられている一方、従属請求項は、本発明の他の特徴または主要な発明思想の変形例を記載している。
本明細書で説明する実施形態は、最終の所望の製品を得るために、圧延および／または仕上げトレインにおいて、バーに対する引抜作用を調整する方法に関する。

この方法は、それぞれの駆動部材によって駆動され、バーの供給経路を画定するように構成された複数のスタンドを含むトレインに適用可能であり、前記スタンドはシリンダまたはロールを備えている。

以下、説明を簡単にするために、ロール付きスタンドを参照するが、この用語にはシリンダ付きスタンドも含まれる。
調整方法はまた、少なくとも、動作パラメータを設定するステップと、個々のスタンドの動作パラメータを調整して所望の最終製品を得るステップと、を提供し、前記パラメータは、トレインに存在するかまたは個々のスタンドの１つ以上の構成要素に関連付けられた取得手段により取得される。

本発明の一態様によれば、設定ステップは、特定のバーの最初のセグメントの供給中に、かつ、得られる最終製品に関して、各スタンドの参照トルク値を決定することを提供する。

可能な実施形態によれば、調整ステップは、各スタンドのトルク値を、設定ステップで規定された参照トルク値にし、それらをその値に維持するために、個々のスタンドのロールの接線速度を調整することを提供する。

可能な実施形態によれば、調整ステップは、バーの先行端部が最後のスタンドから出た後に開始される。
バーの先行端部とは、圧延トレインを通過する最初の端部を意味する。

可能な実施形態によれば、スタンドの参照トルク値は順次決定される。
可能な解決策によれば、バーの先行端部がｉ番目のスタンドから出た後に、ｉ番目のスタンドの参照トルク値が決定される。

可能な解決策によれば、前記ｉ番目のスタンドの参照トルク値は、バーの先行端部がｉ番目のスタンドから出た後、スタンドの合計トルク値から、バーの先行端部がｉ番目のスタンドに入る前のスタンドの合計トルク値を減算することによって算出される。

可能な変形例の実施形態によれば、スタンドの合計トルク値は、バーの先行端部が出たスタンドまでの個々のスタンドのトルク値の少なくとも一部の平均値を加算することによって算出される。

可能な変形例の解決策によれば、ｉ番目のスタンドの平均トルク値は、バーの先行端部がｉ番目のスタンドと次のスタンドとの間の距離の半分を超えた後のトルク値を平均することによって算出される。

可能な解決策によれば、調整ステップは、スタンドの動作パラメータを調整し、バーに対するスタンド間引抜作用を所望の値に維持することを提供する。
スタンド間調整方法と前記方法を使用して得られる金属製品とを提供することは、本発明の精神の範囲内である。

本発明の定式化は、実施形態のうちの１つにおけるように、バーに対するスタンド間引抜作用を調整する方法を実装するように構成された、バーに対するスタンド間引抜作用を調整する調整装置にも関する。

調整装置は、圧延および／または仕上げトレインの構成要素の機能を管理するために互いに機能的に関連付けられた、適切な管理、処理、およびコマンドユニットを備える。
本発明のこれらのおよび他の特徴は、添付の図面を参照して非限定的な例として与えられる、いくつかの実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

記載された実施形態のうちの１つにおけるような調整装置が設けられた、バーの圧延トレインの概略図である。 記載された実施形態のうちの１つにおけるような調整方法のブロック図である。 図２における図の、可能な動作シーケンスを示す。 図２における図の、可能な動作シーケンスを示す。 記載された実施形態のうちの１つにおけるような調整方法の作動中のバーの圧延および／または仕上げトレインを概略的に示す。 記載された実施形態のうちの１つにおけるような調整方法の作動中のバーの圧延および／または仕上げトレインを概略的に示す。 記載された実施形態のうちの１つにおけるような調整方法の作動中のバーの圧延および／または仕上げトレインを概略的に示す。 記載された実施形態のうちの１つにおけるような調整方法の作動中のバーの圧延および／または仕上げトレインを概略的に示す。

理解を容易にするために、可能であれば、同じ参照符号を使用して、図面内の同一の共通要素を識別している。１つの実施形態の要素および特性は、さらなる説明なしに他の実施形態に便宜的に組み込むことができることが理解される。

添付の図面を参照してここで説明する実施形態は、圧延および／または仕上げトレイン１２においてバー１１に及ぼされるスタンド間引抜作用を調整して、所望の寸法特性、形態特性、および構造特性を有する最終製品を得る方法に関する。

トレイン１２は、それぞれの駆動部材１５によって駆動されてバー１１についての供給経路Ｐを画定するように構成されたロール１４が設けられた、複数のスタンド１３を備えることができる。

ここでおよび以下での説明においては、バー１１という用語は、ビレット、ロッド、またはその他などの他の金属製品も指す。バー１１は、鋳造ライン、再加熱炉、保管倉庫、またはその他からもたらされるものとすることができる。

有利なことに、本発明は、断面が２０ｍｍ以上の最大サイズを有するバー１１に対する引抜作用を調整するのに有効である。
本発明は、バー１１のスタンド間供給時間が１秒以下であるトレイン１２においても効果的かつ効率的である。

これは、これらのスタンド間供給時間を得るために、経路Ｐに沿ったバー１１の供給速度に作用するスタンド１３間の距離Ｄを最小化することができるため、トレイン１２のバルクを削減することも可能にする。

この調整方法は、少なくとも、参照動作パラメータを設定するステップと、個々のスタンド１３の動作パラメータを調整して所望の最終製品を得るステップと、を提供する。
調整ステップは、個々のスタンド１３の動作パラメータを調整し、それにより、動作パラメータが、設定ステップで規定された参照動作パラメータと実質的に等しくなるようにすることを提供する。

調整は、駆動部材１５に命令が与えられる比例積分ＰＩ調整アルゴリズムで実行することができる。
少なくとも最初は、製造する製品に関連して動作パラメータを設定することができる。

例えば、動作パラメータは、個々の駆動部材１５のトルク、駆動部材１５の供給電流、個々のスタンド１３のロール１４間の距離、一対のスタンド１３間のバー１１に対する引抜作用、を含むことができる。

動作パラメータは、例えば断面、供給速度、温度またはその他などの、バー１１に関するパラメータも含むことができる。
動作パラメータは、トレイン１２に存在するかまたは個々のスタンド１３の１つ以上の構成要素に関連付けられた取得手段１６で取得することができる。

例えば、取得手段１６は、個々の駆動部材１５に関連付けられたセンサ、個々のスタンド１３の入口と出口の両方または一方に配置されたセンサ、一対のスタンド１３間に配置されたセンサ、またはその他を含むことができる。

可能な実施形態によれば、センサは１つ以上の動作パラメータを取得することができる。
本発明の一態様によれば、設定ステップは、特定のバー１１の最初のセグメントの供給中に、かつ、得られる最終製品に関して、各スタンド１３の参照トルク値を決定することを提供する。

可能な実施形態によれば、調整ステップは、各スタンド１３のトルク値を、設定ステップで規定された参照トルク値にし、それらをその値に維持するために、スタンド１３のロール１４の少なくとも接線速度を調整することを提供する。

可能な実施形態によれば、調整ステップは、バー１１の先行端部１７が最後のスタンド１３から出た後に開始される。
可能な実施形態によれば、スタンド１３の参照トルク値は順次規定される。

可能な解決策によれば、ｉ番目のスタンドＧｉの参照トルク値は、バー１１の先行端部１７がｉ番目のスタンドＧｉから出た後に決定される。
本出願人は、定常状態においてトレイン１２が、複数のスタンド１３の駆動部材１５に供給される合計パワーを実質的に保存することを検証した。

定常状態とは、各スタンド１３におけるバー１１の先行端部の進入中または後端部の退出中の過渡状態を除いて、バー１１が回転しているときに存在する状態を意味する。
また、複数の駆動部材１５に供給される合計パワーの保存は、バー１１がその中を移動する複数のスタンド１３の駆動部材１５の合計トルクの保存も伴うことも検証された。

ｉ番目のスタンドＧｉの引抜パワーは、ｉ番目のスタンドＧｉおよび前のスタンドＧｉ−１の間の引抜力とｉ番目のスタンドＧｉに入るバーの速度との積、ならびに、ｉ番目のスタンドＧｉおよび後続のスタンドＧｉ＋１の間の引抜力とｉ番目のスタンドＧｉを出るバーの速度との積、の差として表すことができる。

ｉ番目のスタンドＧｉと前のスタンドＧｉ−１との間の引抜力は、ｉ番目のスタンドＧｉにおけるバー１１の入口断面積と、ｉ番目のスタンドＧｉに入るバー１１の特定の張力との積によって与えられる。

スタンド１３の合計引抜パワーは、トレイン１２の最初から最後までのスタンド１３の引抜パワーの合計によって与えられる。
トレイン１２の合計パワーは、スタンド１３の合計引抜パワー、バー１１を変形させるスタンド１３のパワー、ならびにスタンド１３のギアおよびベアリングによって消散されるパワー、の合計によって与えられる。

本出願人は、定常状態では、トレイン１２の合計パワーがスタンド間張力に実質的に依存しないことを検証した。
これは、合計引抜パワーが、バー１１を変形させるスタンド１３のパワーと比較して無視できることを意味する。

バー１１を変形させるスタンド１３のパワーは実質的に一定であるため、スタンド１３の合計パワーおよび合計トルクも一定である。
これらの考慮事項により、特定のバー１１の初期セグメントの供給中に、各スタンド１３の参照トルク値を決定することができる。

可能な解決策によれば、ｉ番目のスタンドＧｉの参照トルク値は、バー１１の先行端部１７がｉ番目のスタンドＧｉから出た後、スタンド１３の合計トルクの値からバー１１の先行端部１７がｉ番目のスタンドＧｉに入る前のスタンド１３の合計トルク値を減算することによって算出される。

例えば、図５ａ〜図５ｄに示す第３のスタンド１３の参照トルク値は、３つのスタンド１３の合計トルク値から第１および第２のスタンド１３の合計トルク値を減算することによって算出される。

可能な変形例の実施形態によれば、スタンド１３の合計トルク値は、バー１１の先行端部１７が出たスタンド１３までの個々のスタンド１３のトルク値の少なくとも一部の平均値を合計することによって算出される。

平均値が算出されるｉ番目のスタンドＧｉのトルク値は、例えば、限定ではないが、先行端部１７が次のスタンドＧｉ＋１に入る前の直近の１０個のトルク値を含むことができる。

可能な変形例の解決策によれば、ｉ番目のスタンドＧｉの平均トルク値は、バー１１の先行端部１７がｉ番目のスタンドＧｉと次のスタンドＧｉ＋１との間の距離Ｄの半分を超えた後のトルク値を平均することによって算出される。

可能な実施形態によれば、設定ステップは、スタンド１３の参照トルク値のそれぞれと、対応するスタンド１３の平均トルク値と、の差の絶対値が、所定の閾値よりも高いかどうかを検証することを提供することができる。

この最後の条件が発生した場合、この方法は、この条件をオペレータに知らせることと、差の絶対値が所定のしきい値よりも低くなるようにスタンド１３の１つ以上の構成要素に命令することと、の両方または一方を提供する。

可能な解決策によれば、調整ステップは、スタンド１３の動作パラメータを調整しつつ、バー１１に対するスタンド間引抜作用を所望の値に維持することを提供する。
本発明の定式化は、実施形態のうちの１つにおけるように、バー１１に対するスタンド間引抜作用を調整する方法を実装するように構成された、バー１１に対するスタンド間引抜作用の調整装置１０にも関する。

本発明の分野および範囲から逸脱することなく、上述のような調整方法、調整装置１０およびこの方法を使用して得られる製品への、部品の修正および追加の両方または一方を行うことができることは明らかである。

また、いくつかの特定の例を参照して本発明を説明してきたが、特許請求の範囲に記載されている特徴と、それによって規定される保護分野に含まれるすべてとを有する、調整方法および対応する調整装置１０の多くの他の均等形態を当業者が確実に達成できることも明らかである。

Claims (5)

1. 最終製品を得るために、圧延トレイン（１２）において、バー（１１）に対する引抜作用を調整する方法であって、前記圧延トレイン（１２）は複数のスタンド（１３）を備え、該スタンド（１３）は、所望のトルク値でそれぞれの駆動部材（１５）によって駆動されるとともに前記バー（１１）の供給経路（Ｐ）を画定するように構成されたロール（１４）を備え、前記方法は、少なくとも、前記各スタンド（１３）の動作パラメータを設定する設定ステップと、前記最終製品を得るべく前記動作パラメータを調整する調整ステップと、を提供し、前記動作パラメータは、前記圧延トレイン（１２）に存在するかまたは前記スタンド（１３）の１つ以上の構成要素に関連付けられた取得手段（１６）により取得され、
   前記設定ステップは、前記バー（１１）の先行端部（１７）の供給中に、得られる前記最終製品に関して、前記スタンド（１３）の各々の参照トルク値を決定することを提供し、前記調整ステップは、前記バー（１１）の前記先行端部（１７）が前記スタンド（１３）のうちの最後のものから出た後に開始され、
   ｉ番目のスタンド（Ｇｉ）の前記参照トルク値は、前記バー（１１）の前記先行端部（１７）が前記ｉ番目のスタンド（Ｇｉ）から出た後に、前記スタンド（１３）の合計トルク値から、前記バー（１１）の前記先行端部（１７）が前記ｉ番目のスタンド（Ｇｉ）に入る前の前記スタンド（１３）の合計トルク値を減算することによって算出されることを特徴とする、方法。
2. 前記スタンド（１３）の前記合計トルク値は、前記バー（１１）の前記先行端部（１７）が出たスタンド（１３）までのスタンド（１３）の前記トルク値の少なくとも一部の平均値を加算することによって算出されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記調整ステップは、前記スタンド（１３）の各々のトルク値を前記参照トルク値にして同参照トルク値に維持するために、前記スタンド（１３）の前記ロール（１４）の接線速度を調整することを提供することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記調整ステップは、前記スタンド（１３）の前記動作パラメータを調整して、前記バー（１１）のスタンド間引抜作用を所望の値に維持することを提供することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 最終製品を得るように構成された圧延トレイン（１２）に関連付けられたバー（１１）に対する引抜作用を調整する装置であって、前記圧延トレイン（１２）は複数のスタンド（１３）を備え、該スタンド（１３）は、所望のトルク値でそれぞれの駆動部材（１５）によって駆動されるとともに前記バー（１１）の供給経路（Ｐ）を画定するように構成されたロール（１４）を備え、前記装置は請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されている、装置。

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