JPH0127801B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゼンジミア圧延機等の多段冷間圧延機
における改良されたストリツプの冷間圧延方法並
びに装置に関し、さらに詳しくいえば、前記多段
冷間圧延機においてその圧延運転中ワークロール
および駆動中間ロールの回転数を検出し、これら
の検出回転数からロール間スリツプ値を演算し、
該ロール間スリツプ値が限界スリツプ値をこえる
とき運転条件を調整してロース間スリツプ値を限
界スリツプ値以下となるように制御することを特
徴とするストリツプの冷間圧延方法並びに装置に
関するものである。

本発明によれば、多段冷間圧延機の圧延運転中
ロール間スリツプ値が限界スリツプ値をこえて危
険スリツプを発生するとき警報を発せしめ、人為
的に若しくは自動的にストリツプ張力を調整した
り、圧延速度を減速させたりしてロール間スリツ
プ発生による圧延異状現象を防止することができ
る。

ゼンジミア圧延機等の多段冷間圧延機において
は、ストリツプの上側と下側で各中間ロールが駆
動され、ロール間の円筒接触によりワークロール
で圧延に必要とするトルクが伝達される機構を有
している。

ところで、この種の多段冷間圧延機に使用され
る圧延潤滑油は、ストリツプとワークロール間の
潤滑を行なうほか、ロール間の潤滑も行なつてい
るため、実際の圧延運転中のロール間のトルク伝
達は、この潤滑油の影響を考慮に入れる必要があ
る。すなわち、圧延速度が高速化に向うにつれ、
ロール間の油膜厚さが増加し、このためロール間
の摩擦係数は低下する。

上記のように、高速の多段冷間圧延機において
は、ロール間の摩擦係数が低くなりすぎるため、
圧延に必要なトルクをロール間の接触により伝達
することが困難となり、ついにはロール間でスリ
ツプ現象が発生する。このロール間スリツプ現象
が発生すると、ロール表面上に焼付きによる疵が
入りロールに損傷を与えるだけでなく、圧延中の
ストリツプにチヤタマークやロール疵が発生する
等の圧延異常現象が起り、圧延材が不良となり、
極端な場合には圧延材の破断を招来し、ロールに
も大きな損傷をもたらして圧延作業の一時休止を
余儀なくされることもある。

そこで、現状の圧延作業においては、上記のよ
うな損失をさけるため、経験的な勘による圧延運
転の制御を行なつているが、大ていはやむなく必
要以上に圧延速度を低くし、冷間圧延の能率を犠
牲にせざるを得ない情況におかれている。

一般に、ロール間の円筒接触により圧延トルク
の伝達がなされる多段冷間圧延機において、ロー
ル間のスリツプの発生を把握するためには、駆動
しているロールの周速度とワークロールの周速度
を正確に検出する必要がある。しかしながら、ゼ
ンジミア圧延機等の多段冷間圧延機では、圧延中
のロール群は全体が圧延機枠中に封じ込められて
おり、直接ワークロールの周速度を測ることがで
きない。

そこで、本発明においては、このようなロール
間で圧延トルクの伝達がなされる多段冷間圧延機
において、ワークロールの回転数、したがつてそ
の周速度を正確に測定すると共に、駆動している
中間軸の回転数から圧延中のストリツプの上側、
下側別にロール径差をも考慮して、ロール間に発
生しているスリツプをロール間スリツプ値として
検出し、この検出ロール間スリツプ値に基づいて
圧延運転条件を調整制御するというストリツプの
冷間圧延方法を提供するものであつて、同方法に
よつて許容限界をこえるロール間スリツプの発生
による圧延異常現象を未然に防止して、安定した
高能率圧延作業の遂行を可能としたのである。

本発明を実施するための装置の構成は、多段冷
間圧延機において、圧延中のストリツプの上側、
下側のワークロールの周速度U_OT、U_OB、駆動中
間ロールの周速度U_2T、U_2Bをそれぞれ圧延中に
各ロールの回転数検出から測定できるように回転
数検出器Ａ，ＢおよびＣを設けると共に、ストリ
ツプ上側、下側のロール間スリツプε_T、ε_Bは、そ
れぞれε_T＝U_2T−U_OT／U_2T、ε_B＝U_2B−U_OB／U_2Bで求め
る ことができるようにロール間スリツプ値演算器
Ｄ，Ｅを設けたことを第１の特徴とする。

また、上記のロール間スリツプ値ε_T、ε_Bの値
が、圧延中に、当該多段冷間圧延機について予め
定まつている限界スリツプ値ε′_T、ε′_B以上になつ
たとき、各ロール間スリツプ値がそれぞれの限界
スリツプ値以下となるようにストリツプ張力を調
整し、それでも限界スリツプ値以下にならないと
きは自動的に圧延速度を低減するようにストリツ
プ張力調整器Ｋおよび主電動機制御用の圧延速度
制御器Ｊを設けたことを第２の特徴とする。

更に、ロール間スリツプ値ε_T、ε_Bの値が圧延中
に前記限界スリツプ値ε′_T、ε′_B以上になつたとき、
圧延異常を予知し得るように警報を発する危険ス
リツプ発生警報器Ｈ，Ｉを設けたことを第３の特
徴とする。

尚、ロール間スリツプ値ε_T、ε_Bのそれぞれに対
する限界スリツプ値ε′_T、ε′_Bは、圧延作業状態に
応じて選定すればよい。

以下図面を参照して本発明の実施例につき詳細
に説明する。

第１図は、多段冷間圧延機の一例として、20段
ゼンジミア圧延機を示す模式図である。同図中符
号ａは圧延中のストリツプを示し、数字０はワー
クロール、１は第１中間ロール、２は第２中間ロ
ール、３はバツクアツプベアリングを示し、数字
の右側の英字Ｔは圧延ストリツプの上側を、同じ
く英字Ｂは下側を示す。例えば、０_Tは圧延スト
リツプ上側のワークロールを示す。尚図中第２中
間ロール２_T，２_Bの×印のついたロールは駆動軸
に連結されている駆動中間ロールであることを表
わす。

第２図、第３図は、第１図のうち圧延中のワー
クロールとその回転数を検出する回転数検出器の
取付態様を示し、第２図は圧延機の作業側、第３
図は同じく駆動側を示している。

第２図において、Ａは上側ワークロール０_Tの
回転数検出器、Ｂは下側ワークロール０_Bの回転
数検出器を示し、ｂはワークロール０_B，０_Tの端
面で接触転動しワークロールの軸方向力を支える
スラストベアリング、ｃはスラストベアリングｂ
の支持体が取付けられている作業側のサブドアを
示す。回転数検出器Ａ，Ｂはスラストベアリング
ｂと共にサブドアｃに取付けられている。ｄは圧
延機全体のロールおよびバツクアツプベアリング
の点検取替用の圧延機本体作業側ドアを示す。

第３図はワークロールの駆動側を示し、第２図
と実質的に同一である。ｃはワークロール０_T，
０_Bの軸方向力を支える駆動側スラストベアリン
グｂおよび回転数検出器Ａ，Ｂを取付ける固定支
持体となつている。

尚、ワークロールの回転数検出器Ａ，Ｂの取付
は、圧延機の作業側、駆動側の両方に設けてもよ
く、またいずれか一方の側に設けるようにしても
よい。

ここで、前記のワークロール回転数検出器Ａ，
Ｂとしては、非接触式の電磁式回転検出器また
は、光式回転検出器を用いるとよい。例えば、第
２図および第３図の場合には、ワークロール０_T，
０_Bの端のロール円周上に磁石m_T，m_Bをそれぞれ
取付け、ワークロールが一回転するごとにその磁
気を感知する検出端S_T，S_Bにより、ワークロール
の回転数が検知され、ワークロール回転数検出器
Ａ，Ｂを経てパルス信号として取出される例を示
す。

尚、ワークロール１回転中の回転数の変動を測
るには、第４図および第５図のような方法があ
る。

第４図は光式回転検出器を用いた例であり、ワ
ークロールの端の円周上に特殊な反射マークが等
間隔についたテープt_T，t_Bをそれぞれ上側、下側
ワークロールに貼付する。ワークロール０_T，０_B
の回転により、テープ上の反射マークを光式の検
出端S_T，S_Bで感知することにより、ワークロール
０_T，０_Bの回転数が検知され、ワークロール回転
数検出器Ａ，Ｂを経てパルス信号として取出され
る。

第５図は電磁式回転検出器を用いた例である
が、第４図のテープt_T，t_Bの代りにギヤg_T，g_Bを
それぞれワークロール０_T，０_Bの端に取付けた方
法である。この場合、ワークロール０_T，０_Bの回
転により、ギヤの凸部を電磁式の検出端s_T，s_Bで
感知することにより、ワークロール０_T，０_Bの回
転数が検知され、ワークロール回転数検出器Ａ，
Ｂを経てパルス信号として取出される。

さらに第６図は電磁式変位計を用いた例であ
る。第５図のギアの代りに、マーカーとして金属
片n_T，n_Bをそれぞれワークロール０_T，０_Bの端面
に貼りつけた方法である。ワークロール端面を彫
つても、同じ目的が達せられる。ギアを取付ける
方法に比較して、通常操業面でロールの交換及び
研削に際して従来と全く同じ取扱いでよいことが
実用上のメリツトである。

信号処理については、ワークロール１回転当り
に発生するパルスをウインド（又はゲート信号）
として、主モータに取付けたパルス発生器
（PLG）のパルスを計数すればよい。本方式は、
前述の諸方式と比べワークロール上のマーカーの
貼りつけ位置のずれが、スリツプ量の測定精度に
全く影響を与えず、かつオンラインにて0.1％以
上の精度で測定した。

次に、圧延機は第７図に示されるようにワーク
ロールの回転数検出器Ａ，Ｂのほかに駆動第２中
間ロール２_T，２_Bの回転数を検出するため主電動
機ｆの駆動軸に設けられた回転数検出器Ｃを備え
ており、回転数検出器Ａ，ＢおよびＣからの信号
は演算器Ｄ，Ｅへ送られ、それぞれにおいて上側
ロール間スリツプ値ε_Tおよび下側ロール間スリツ
プ値ε_Bの演算が行なわれる。すなわち第７図にお
いて、Ｄ，Ｅはそれぞれストリツプの上側と下側
において、ワークロールと駆動第２中間ロールと
の間のロール間スリツプ値を演算する演算器で、
駆動第２中間ロールの回転数は回転数検出器Ｃ
で、検出されその基準ロール径の周速度U₂が出
されるが、上・下の駆動第２中間ロールの基準ロ
ール径からの径差があればその補正を行なつてそ
れぞれの周速度U_2T、U_2Bを出し、ロール間スリ
ツプ値ε_T＝U_2T−U_OT／U_2Tおよびε_B＝U_2B−U_OB／U_2Bを
演 算する。また、Ｆ，Ｇは、それぞれストリツプの
上側と下側におけるワークロールと駆動第２中間
ロールとの間の限界スリツプ値設定器である。

ここで、ロール間スリツプの発生していない圧
延中は、ロール間スリツプ値ε_T、ε_Bは共に０であ
るが、ワークロールと駆動第２中間ロール間でス
リツプが発生した状態を想定すると、ロール間ス
リツプ値ε_T、ε_Bのいずれか一方又は両方が０より
大きな値となる。そこでロール間スリツプ値ε_T、
ε_Bがそれぞれのロール間限界スリツプ値設定器
Ｆ，Ｇで前もつて設定されている限界スリツプ値
ε′_T、ε′_B以上になつたとき、ロール間スリツプ発
生による圧延異常が予想されるため、これを事前
に予知し、スリツプ発生警報器Ｈ，Ｉに２危険警
報を発せしめ作業者に知らせる。そして作業者は
これに基づいて直ちにロール間スリツプ値ε_T，ε_B
が共に限界スリツプ値ε′_T、ε′_B以下となるように
圧延運転条件の調整制御を行なう。

圧延運転条件の調整制御は、ストリツプ張力比
σ_b／σ_f（σ_b：入側張力、σ_f：出側張力）を減じる
ように、ストリツプ張力調整器Ｋを経てリール電
動機ｇ，ｈの電流値を調整して行なわれる。それ
でもなおロール間スリツプ値ε_T、ε_Bが限界スリツ
プ値ε′_T、ε′_B以下にならない場合は、自動的に圧
延速度を減じるように指令信号を出し、圧延速度
制御器Ｊを経て圧延機駆動主電動機ｆの回転速度
を調整する。主電動機ｆの回転軸は減速機ｅを経
てストリツプ上側、下側各２本計４本の駆動第２
中間ロール２_T，２_Bを駆動し、圧延速度が調整さ
れる。

以上の説明では、定常圧延作業中にロール間ス
リツプが発生のため減速作業に移行する過程を説
明したが、反対に加速作業に対しても、本機構は
有効である。すなわちロール間スリツプ値ε_T、ε_B
の値が、限界スリツプ値ε′_T、ε′_B以下に確保され
る範囲内で加速作業が続けられるが、ロール間ス
リツプ値ε_T、ε_Bのいずれか一方又は両方が限界ス
リツプ値ε′_T、ε′_Bの値以上になれば、加速作業は
中止し、ロール間スリツプ値ε_T、ε_Bが限界スリツ
プ値ε′_T、ε′_B以下になるまでストリツプ張力や圧
延速度調整をすることができる。

以上は、20段（１−２−３−４型）ゼンジミア
圧延機に適用した例であるが、12段（１−２−３
型）、６段、４段の圧延機でワークロールが支え
ロールからのロール間接触により圧延トルクが伝
達される圧延機に対しても勿論適用して効果をあ
げることができる。

本発明によるストリツプの冷間圧延方法によつ
て、下記のような多くの利点がある。

(1) ロール間スリツプ発生による圧延異常を事前
に予知し、ストリツプの張力および圧延速度を
調整できるため、圧延異常の起らない運転条件
範囲を的確に把握できると共に、この範囲内で
高圧下高速化による高能率圧延が可能となる。

(2) ロール間スリツプ発生による圧延異常を未然
に防止できるため、圧延中のストリツプにチヤ
ターマークやロール疵等の不良疵の発生や、ス
トリツプの破断による歩留り低下、圧延作業休
止を避けることができる。

(3) ロール間スリツプ発生によるロール表面上の
焼付き疵によるロール損傷（程度がひどいとき
には廃棄ロールとなる）を防止でき、ロール原
単位の向上となる。

(4) ロール間スリツプの検出および防止制御をす
べて自動化することができるため、圧延作業者
に対する精神的負担が大幅に軽減され、その余
裕を他の作業に有効に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多段冷間圧延機の一例として20段ゼン
ジミア圧延機のロール配置図を示し、第２図乃至
第７図は、その圧延機において本発明の冷間圧延
方法を実施するようにした装置の説明図である。 Ａ……ストリツプ上側ワークロール回転数検出
器、Ｂ……ストリツプ下側ワークロール回転数検
出器、Ｃ……駆動軸の第２中間ロール回転数検出
器、Ｄ……ストリツプ上側ワークロール周速度と
上側第２中間ロールの周速度から上側ロール間ス
リツプ値を演算する演算器、Ｅ……ストリツプ下
側ワークロールの周速度と下側第２中間ロールの
周速度から下側ロール間スリツプ値を演算する演
算器、Ｆ……上側の限界スリツプ値設定器、Ｇ…
…下側の限界スリツプ値設定器、Ｈ……上側スリ
ツプ発生警報器、Ｉ……下側スリツプ発生警報
器、Ｊ……圧延速度制御器、Ｋ……ストリツプ張
力調整器、０……ワークロール、１……第１中間
ロール、２……第２中間ロール、３……バツクア
ツプロール、ａ……圧延中のストリツプ、ｂ……
ワークロールのスラストベアリング、ｃ……ワー
クロール回転数検出端を取付けている支持体、ｄ
……圧延機の本体ドア、ｅ……圧延機の駆動軸減
速機、ｆ……圧延機の主電動機、ｇ，ｈ……リー
ル電動機、ｍ……磁石、ｎ……金属片、ｓ……磁
気又は光を感知する検出端。尚、上記記号の右側
に付加した英字Ｔ，ＢはＴはストリツプ上側、Ｂ
はストリツプ下側の意味を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多段冷間圧延機において、その運転中にワー
   クロールおよび駆動中間ロールの回転数を検出
   し、これらの検出回転数からロール間スリツプ値
   を演算し、該ロール間スリツプ値が限界スリツプ
   値をこえるとき運転条件を調整してロール間スリ
   ツプ値を限界スリツプ値以下となるように制御す
   ることを特徴とするスリツプの冷間圧延方法。 ２ 多段冷間圧延機において、ワークロール回転
   数検出器と、駆動中間ロール回転数検出器と、こ
   れらの回転数検出器による検出回転数に基づいて
   ロール間スリツプ値を演算する演算器と、ロール
   間の限界スリツプ値を設定する設定器と、運転中
   前記ロール間スリツプ値が限界スリツプ値をこえ
   るとき運転条件を調整してロール間スリツプ値を
   限界スリツプ値以下となるように制御する手段と
   を備えてなるストリツプの冷間圧延装置。 ３ 前項記載のロール間スリツプ値が限界スリツ
   プ値をこえるとき警報を発するようにした警報器
   を備えてなる特許請求の範囲第２項に記載のスト
   リツプの冷間圧延装置。