JPH01262008A - 軸方向に移動可能なロールを備えたロールスタンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、支持ロールでまたは中間ロールと支持ロール
で支持されている作業ロールを有し、作業ロールと中間
ロール及び／または支持ロールが相互に軸方向に移動可
能で、ロールボディが交互に凸及び凹の輪郭を備え、輪
郭がロールの少なくとも１つの軸方向位置で互いに隙間
なく補完しあい、ロール対のロールを互いに逆方向へ移
動させることにより、形成されるロール間隙の横断面の
修正を行なえるようにロールボディが交互に凸及び凹の
輪郭を備えているロールスタンドに関するものである。

従来技術 完成製品として冷間パスを離れる帯状圧延材にはいくつ
かの重要な要求がなされる。帯材の表面が織物状になる
のを防ぐばかりでなく、帯材は全一２＝ 長にわたって一定の厚さを有していなければならない。

さらに非平坦性を防止するためには、幅方向で帯材を均
一に圧延して、望ましくない中央波形、縁波形成いは四
半分波形の原因になる内部応力を阻止しなければならな
い。この非平坦性の防止は、ロール間隙の横断面が調整
機構による荷重のもとに正確に、適合される場合にだけ
可能である。

例えば圧延の際のロール荷重の影響で生じるロールのた
わみとロールの偏平性とを補償するために、ロールの表
面にわずかに膨らみをもたせることが知られている。し
かしながらロールを膨らませることは、主に圧延材の幅
と行なわれるべきパスと生じる圧延力とによって決定さ
れる荷重特性を予め設定した場合にたけ有効である。こ
の荷重特性からずれると不完全な補償が行なわれること
になる。従って実際にはカットが異なるロールが準備さ
れ、必要に応じて交換される。しかし比較的小さな修正
であればロールベンディング及び場合によっては特定領
域を冷却することによって得られる。

軸方向に移動可能なロールをカッ１〜したものとしては
ドイツ特許第３０３８８６５号公報から公知である。こ
の場合２つのロールの輪郭の効果は、これらのロールを
軸方向へ相互に移動させることによって決定される。従
って任意の放物線状のロールボディを必要に応じて負の
ボディカットから正のボディカッ１〜へ調整させること
ができ、その結果荷重特性が著しく変化した場合ですら
異なるロールセットを用意したり交換したりする必要が
ない。しかしながら゛’ｃｖｃ原理＋＋にしたがって作
動する上記の“フラスコロール″を用いると、主に２乗
成分によって決定されボディ全長にわたって延在する放
物線状のたわみを補償することはできるが、緑波形や四
半分波形の原因になる縁領域や四半分領域の過度の伸長
は付加的なベンディング装置や特定領域を冷却しないと
減少させることができない。

■枚 本発明の目的は、ロールを軸方向へ相互に移動させるだ
けでロール間隙を修正してひずみや波形のない帯材が得
られるようなロールスタンドを提供することである。

４玖 本発明は、上記目的を達成するため、ロールのニュー１
〜ラルな位置で、場合によっては中央部の最大位置で、
中央部の両側に設定されるロール表面の長手範囲にして
ロール間隙の横断面が変化する長手範囲において表面の
稜線の勾配が最大になるように輪郭が機能的に設定され
ていることを特徴とするものである。

死果 」１記の構成は、ロールのたわみの大部分が放物線状に
行なわれ、従ってロールボディを放物線状にカットする
ことによってこれを補償することができるという認識に
基づくものである。このようなロールの輪郭は２次の多
項式によって表すことができる。この２次成分の変化を
ドイツ特許第３０３８８６５号公報に従った移動により
生じさせるロールの輪郭は、３次の多項式によって表さ
れる。同じ修正をロールの移動により可能にする調整は
、本発明によれば例えば四半分波形の原因になる誤差成
分に対しても生じさせることができる。

この認識によれば、四半分波形を生じさせるロール間隙
の横断面の誤差はロールの包絡線形状によって補償する
ことができ、ロールの包絡線は４次の多項式によって表
すことができる。本発明によれば、４次の多項式によっ
て表されるような曲線は、２つのロールが５次の多項式
によって表すことができる鏡対称な包絡線を有すること
によって可変にすることができる。ここで重要なことは
ある特定の複数の方程式だけを用いることができること
である。従って複数の値を方程式に代入することによっ
て５次の多項式を決定することが重要であることが判明
した。この５次の多項式は所定の変動幅を与え、他方ロ
ールの正規の対称面からの所望の間隔で得られる最大と
最小を有している。

このようなロールを用いると、ロールのたわみの２乗成
分を補償することができるばかりでなく、４乗の誤差成
分にも調整可能に作用を及ぼし、その結果可能な限り十
分な修正を達成するためにべンディング装置が完全に不
必要になるわけではないが、かなり負担が軽くなる。と
りわけ修正の可能性が従来よりもかなり広がり、従って
荷重特性が異なっても同じ厚さのひずみのない帯材が得
られ、所望の小さな公差が得られる。

尖漉貫 次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。

第１図は、通常のいわゆるＣＶＣロール対を使用した場
合の位置調整範囲を図示したものである。

この位置調整範囲には、縦軸に象徴符号１と２で示した
ようにロール間隙の２次的影響量と、これらの象徴符号
の間にあってロール間隙の中心の変化を表すスケールと
が含まれている。横軸のスケールはロール間隙の非２次
的な変化を示し、正の変化に対しては象徴符号３で、負
の変化に対しては象徴符号４で示した。作用の効果をわ
かりやすくするため、横軸のスケールを縦軸のスケール
よりも大きくした。

ロールを軸方向にて互いに逆方向に移動させることによ
って作業ロールのクラウンを連続的に変化させることが
できるロール対を使用する場合には、例えば作業ロール
５と６のクラウンを第２図のようにすると、帯域幅■が
一定の場合、点７のようにロールの極端な移動位置の１
つでは量−ａだけロール間隙の横断面に２次的な影響を
与えることができ、点９のように逆の極端な位置では＋
ｂだけロール間隙の横断面に２次的な影響を与えること
ができる。点７と点９を結ぶ線は、曲げ力が一定の場合
の移動システムの調整特性を表している。曲げ力を変化
させることによって点７は点８の方向へ、点９は点１０
の方向へ変位し、その結果点７乃至９によって囲まれる
調整範囲が得られる。点７と点８を結ぶ線或いは点９と
点１０を結ぶ線はベンディングシステムの調整特性を表
している。この場合非２次の調整成分は少ない。点７乃
至１０によって形成される斜方形の内側にある点、即ち
２次修正と非２次修正との組合せは、移動と曲げ力とを
適当に組合せることによって得られる。得られた調整範
囲７乃至１０は比較的上下に長く、幅は狭くなっている
。従って２次変化は比較的広範囲に修正することができ
るが、非２次変化はわずかじか変化させることができな
い。

幅が狭い帯材に適用する場合には点１１で始まるかなり
小さな調整範囲が得られ、非２次調整は不可能である。

修正の可能性を改善するため、第３図に図示したような
作業ロール１２と１３が提案されている。

作業ロール１２と１３の表面を画成している輪郭は５次
の多項式によって表される。図を見て明らかなようにこ
の輪郭には勾配、即ち転向点の３つの極大があり、その
うち１つの極大はほぼ中央にあり、他の２つの極大は中
心面に対して対称に位置している。これらの転向点はそ
れぞれ最も強い勾配を表し、転向点の前方では勾配が増
大し、転向点の後方では勾配が減少している。しかしな
がら最も強い勾配の位置はロール移動時の最大作用を制
限する。たとえて言えば、それぞれ２つの楔面を相互に
移動させ、上部の楔部材を送り方向に応じて持ち上げた
り降ろしたりするようなものである。しかしながら段差
がない連続した作用曲線を得るためには、ロールの正規
の中心面からの軸方向における距離をＸ、輪郭の半径を
ｒとしたとき、ｒがＸの関数であるような５次の多項式
で輪郭が表されるように構成することが必要である。

例えば従来０７０作用と呼ばれている作用が中央に存在
し、中心面からどの程度の側方間隔で他の作用最大が得
られるかが決定されるとすると、上記の作用曲線の詳細
は表面的な問題であると見なすことができる。同様に実
際には作用曲線の１つだけを考慮し、平均直径を予め決
定し、転向点の位置と転向点における勾配とを考慮すれ
ばよい。

しかしより正確な結果を得るためには、５次の方程式を
たてる場合に適当な点を設定し、輪郭そのものを考慮す
るのではなく、相互に移動せしめられる輪郭の差が実際
に考慮される。この場合筒６の変数として相互移動が考
慮される。

第５図の調整範囲は有利な作用を示している。

この調整範囲では等しいスケールが選定され、説明のた
め第１図の調整範囲と同様の象徴符号が図示されている
。第１の帯域幅Ｉでは、点１４と図面には図示していな
い点１５とが得られ、曲げを適用することにより点１４
から点１６へ達し、或いは図面外の点１５から点１７へ
達する。第１図の調整範囲と比較して明らかなことは、
ここではかなり広い調整可能性が提供され、特に非線形
的な誤差範囲に関する修正可能性は２０フアクタ一以上
改善されている。２次誤差の修正可能性は小さいが、そ
れでも２フアクター改善されている。

他の、より小さないくぶん旋回した斜方形は、より小さ
な帯域幅■とｎｌに対する修正値を示している。

第４図には他のロール対１８．１９が図示されている。

包絡線の輪郭の特徴を明確に示すため、ここでもゼロ点
を抑えることによって半径差をかなりオーバーに図示し
た。実際には、例えばロールの直径が３００乃至７００
ｍｍの平均的な値の場合、半径差は通常１ｍ以下であり
、特殊な場合にだけ１ｍｍをわずかに越える。しかしこ
のような直径或いは半径の変化は縮尺どうりに図示しな
かった。

第６図と第７図は他の実施例である。第６図によれば、
上部の作業ロール２０は下部の作業ロール２１に対し観
察者から見て左方へずらして図示されている。これに応
じて圧延材２２も両縁部よりも中心部でより強く圧延さ
れている。縁領域の直前では縁よりも弱く圧延されてい
る。

このように構成されたロールは、曲線２３に応じた等量
的なロール反りを荷重なしに提供する。

４次の多項式によって表される曲線２５はベンディング
装置の荷重或いは作用を受けて、または他のＣＶＣ支持
ロールの調整の作用を受けて、曲線２４にしたがった正
方形成分の重畳による結果生じたものである。

第７図は、間に圧延材２２を挟持した第６図と同一のロ
ール２０と２１を図示したものである。

しかし曲げ力は逆になっており、またロールはそれぞれ
反対側の極端位置へ変位している。

この場合ロールの輪郭により修正曲線２６が得られる。

例えばベンディング装置により曲げ曲線２７が得られる
。その結果２つの曲線から２８で示したような曲線が得
られる。従って図に示すように、中央部への影響なしに
波形領域の四分の−が選択に応してより強く或いはより
弱く圧延される。これに応じてベンディング装置に影響
が与えられると、中央部はより強く或いはより弱く圧延
され、従って２次成分の修正が付加的に生じる。

第９図は他のロール形状を図示し７たものである。

ここでは２次領域での作用が異なっている。この場合ロ
ールの正規の中心面の両側に等間隔で転向点が設けられ
ている。第８図の調整範囲では、第１の帯域幅■に対し
てほぼ長方形の大きな面積の調整範囲が得られる。この
調整範囲は比較的大きな正方形修正を可能にするばかり
でなく、量的には小さいがかなりの影響力を持っている
非２次修正をも可能にする。右方に旋回され面積が小さ
い他の２つの調整範囲は、段階的に小さくなった帯域幅
■と■のパラメータと見なされる。

位置調整の可能性は、これまで説明したロールによるも
のだけに限定されるものではない。基本的には、２次の
多項式によって表すことができる通常のクラウンを付し
た輪郭を適用することができる。この輪郭は、３次の多
項式によって表すことができ通常はロール中心面に１つ
の転向点を有しているいわゆるＣＶＣカッ１〜を導入す
ることにより得られる。ＣＶＣカットにより２次誤差を
連続的に修正することができる。さらに本発明によれば
、５次の多項式に従い少なくとも２つの転向点を有して
いる輪郭が得られる。この場合２つの転向点は正規の中
心面からほぼ等間隔に設けられる。

このような種々の輪郭は、異なるロール対の包絡線とし
て利用することができる。例えば左設式ロールスタンド
の場合には、支持ロールは通常のクラウンに対応して正
方形の輪郭を有することができ、中間ロールは、３次の
多項式によって表されＣｖＣカッ１〜として得られる輪
郭を有することができる。作業ロールは５次の多項式に
対応する輪郭を有することができる。他方次数が異なる
、場合によっては次数が同じ２つまたは３つの多項式の
和に相当する輪郭をロール対に備えさせることもできる
。例えば５次の多項式では、転向点は、即ち作用の最大
は正規の中心面から異なった距離にある。最後に、同種
のロールだけが同種の輪郭を有する必要はない。例えば
作業ロールはある一定の輪郭を有することができ、この
作業ロールを支持している支持ロールは作業ロールの輪
郭に対応して鏡対称な輪郭を有することができる。他方
対向する作業ロールと支持ロールは例えば第２の他の輪
郭を有することができる。さらに、１つのロール対の互
いに対応しているロールに２つまたはそれ以上の多項式
の和に対応する輪郭を備えさせることができる。

ロールの移動は制御可能であり、その結果検出された調
整誤差を取り除くことができる。しかしながら移動駆動
装置を次のような原理に従って作動する調整装置の位置
調整要素として制御するのが有利である。まず走スする
帯材の輪郭を分析し、このとき輪郭を検知している測定
点が入り口側に設けた測定システムにより得られ、或い
はこれ以前の作業行程で測定点を検出し記憶させる。こ
の分析の際に、どのような線形的なずれ、正方形のずれ
、及びロールパス内にある或いはロールスタンド内に進
入している帯材の４乗のずれがあるかが決定される。こ
の場合に検知された値に基づいて位置調整要素が操作さ
れ、圧下の旋回位置と、移動されるべきロールの移動量
と、曲げ力とが決定される。この場合最後のロールスタ
ンドばかりでなく、ロールパスのすべてのロールスタン
ドにパスプランパラメータを考慮して検知し、その都度
荷重により生じるロール間隙の輪郭を帯材の輪郭に適合
させるのが合目的である。調整範囲は、パスの内部及び
／またはパスの最後のスタンドの後方に設けられる帯材
引張り分布測定装置により閉じられる。このとき得られ
る測定値は調整装置に返送され、調整範囲を閉じたとき
に位置調整要素を介してロール間隙の輪郭を帯材の輪郭
に適合させる。

いずれにせよ、特にベンディング装置とか特定領域冷却
装置のような調整要素を補完的に設ける場合にロール間
隙の横断面を高精度に且つ安価に修正することができる
。しかも修正そのものが調整可能で、帯材の応力の変化
を最小にして、従って最適な計画性で帯材を圧延するこ
とができる。

次に、本発明の実施態様を列記しておく。

（１）ロールの輪郭が、ロールの半径ｒと軸方向の位置
Ｘとの関係を表す式 ％式％ に対応していることと、所定の固定値を上記の方程式に
代入することによってロールの輪郭が決定されることを
特徴とする請求項１に記載のロールスタン１〜。

（２）］一つのロール対の一方のロールの輪郭が他方の
ロールの輪郭の鏡象に対応していることを特徴とする請
求項１または上記第１項に記載のロールスタンド。

（３）１つ以上のロール対がそれぞれ凹と凸の輪郭を交
互に有し、異なるロール対が異なる輪郭を有しているこ
とを特徴とする請求項１、上記第１項または第２項に記
載のロールスタンド。

（４）１つのロール対の輪郭が少なくとも２つの異なる
関数の和であることを特徴とする請求項１または上記第
１項から第３項までのいずれか１つに記載のロールスタ
ンド。

（５）前記関数の和が以下の関数のうち少なくとも２つ
を被加数として含み、即ち ａ）通常のロールボディの関数 ｒ（ｘ）＝ｇ十ｈ　ｘ＋ｉ　ｘ２ ｂ）すべての２乗効果を調整するための関数にして凹ま
たは凸または凹・凸に形 成される通常のロールの関数 ｒ（ｘ）＝ｊ＋ｋｘ＋ｌｘ２＋ｍｘ” Ｃ）縁波形及び四半分波形を補正するためのｘ４次数： ｒ（ｘ）＝ａ＋ｂｘ＋ｃｘ２＋ｄｘ３＋ｅｘ’＋ｆ’ｘ
” を含み、それぞれの因数が固定値と極値の位置及び大き
さを予め与えることによって決定されていることを特徴
とする、上記第４項に記載のロールスタンド。

（６）ロール対の少なくとも１つがベンディング装置を
具備していることを特徴とする請求項１または上記第１
項から第５項までのいずれか１つに記載のロールスタン
ド。

（７）ロールスタンドが調整装置を有し、該調整装置が
、予め与えられる帯材の厚さと、走入する帯材の幅方向
に検知された厚さ（帯材の横断面）及び／または走出す
る帯材の応力分布の測定とに基づいて帯材の横断面を分
析し、この分析に基づいてロールの最適な圧下と、軸方
向に移動可能なロールの軸方向における最適な移動と、
ひずみのない圧延帯材を得るための曲げ力と、場合によ
っては特定領域の冷却値とを検出し、これらの値を適当
な調整部材に伝送することを特徴とする請求項１または
上記第１項から第６項までのいずれか１つに記載のロー
ルスタンド。

【図面の簡単な説明】

第１図は可変なりラウンを有している公知のロールの調
整範囲を説明する図、第２図はロールを軸方向に移動さ
せることによってクラウンを調整可能なロール対を示す
図、第３図と第４図は非正方形の誤差を補正するための
ロールの図、第５図は第３図のロールにより得られる調
整範囲を示す図、第６図は軸方向に相互に移動可能な他
のロール対にしてロールの移動によって生じるロール間
隙をも併せて示したロール対の図、第７図は第６図のロ
ール対を逆の側の極端位置で示しこれによって生じる影
響をも示した図、第８図は他の調整範囲を示す図、第９
図は第８図の調整範囲を生じさせるロール対を示す図で
ある。 ５．６，１２，１３，２０，２１・・作業ロール２２・
・・・・圧延材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持ロールでまたは中間ロールと支持ロールで支
   持されている作業ロールを有し、作業ロールと中間ロー
   ル及び／または支持ロールが相互に軸方向に移動可能で
   、ロールボディが交互に凸及び凹の輪郭を備え、輪郭が
   ロールの少なくとも１つの軸方向位置で互いに隙間なく
   補完しあい、ロール対のロールを互いに逆方向へ移動さ
   せることにより、形成されるロール間隙の横断面の修正
   を行なえるようにロールボディが交互に凸及び凹の輪郭
   を備えているロールスタンドにおいて、ロールのニュー
   トラルな位置で、場合によっては中央部の最大位置で、
   中央部の両側に設定されるロール表面の長手範囲にして
   ロール間隙の横断面が変化する長手範囲において表面の
   稜線の勾配が最大になるように輪郭が機能的に設定され
   ていることを特徴とするロールスタンド。