JPH0227212A - 平坦度測定装置 - 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】 イ、技術分野 ストリップの冷間圧延に４３いては、所望のプ［１フイ
ルになるように影響を及ぼしｄつ制御１．得るようにス
トリップの平坦度を測定することが要求され、実際上、
そのような要求は熱閤圧延ス１−リップに関しても存在
する。処理条件は冷間圧延と熱間圧延とでは著しく異な
るから、同じ測定装置を直接使用することは困難である
。

ストリップの冷間圧延に１１１３いては、例えば、スト
リップ温度は通常せいぜい１５０〜２００℃に達するに
過ぎないが、熱間圧延においｃはストリップ温度は通常
８００℃から１０００℃の範囲に在る。さらに、圧延ス
トリップの張力は、熱間圧延におけるよりも冷間圧延に
おいて相当高い。

ストリップのための平坦度測定装置、即ら形状検出器、
はいくつかの特許明細書、例えばスウェーデン特許第３
０５９６６＠及び第３８８４８１号に開示されている。

これら特許明細書において説明される平坦度測定装置は
、複数の測定ゾーン１ｕｌｌちサブローラに分割された
測定ローラヲ有シ、前記サブローラにはストリップが測
定ローラを通過するにつれてストリップの幅における現
在の力分布を示ず変換器が設番プられている。かように
して得られるストレス分布はストリップＶ坦度の固接測
度であり、この固接測度は当該ストリップ林料の特性を
考慮に入れて行われる再計算によって得られる。

ストリップ平坦度はしばしばΔ１．　／　Ｌとして定ｄ
され、ここにおいてΔ１−はストリップのその長手方向
にａ３ける平面距離りに沿っての非平坦性に因る良さの
変化である。これは、フックの法則に従えば、Δσ／ヒ
と関係づけられ、ここにＪ３いてΔσはストリップ張力
の変化であり、Ｅはストリップ月料の縦弾性係数である
。比ストリップ張力は、圧縮力と圧縮力の変化とをそれ
ぞれ生じさせ、それらは各測定ゾーンにおいて測定され
得る。

本発明は金属並びに非金属材料の熱間及び冷間圧延スト
リップのための固接ストリップ平坦度測定装置であって
複数のサブローうに分割された測定ローラ上の力を測定
するらのに係る。

口、背景技術及び技術的問題 本発明を説明するとともに、本発明が解決し得るストリ
ップ圧延に関する諸問題を示すために、−例として、本
発明が使用され得る仕上げミルの最重要部分に就いて権
めて簡単な説明が先ず為される。

そのようなミルは、通常、順々に配置された６〜７台ま
でのミルスタンドから成っており、その優に８０〜１０
０ｍまでの冷却距離と圧延及び冷部されたストリップを
巻取るためのコイラーとを備えている。

前記ミルスタンド聞には、ストリップが走行１６０−ラ
を備えた所謂ルーバが配置されている。

ルーバは前記ローラの中心に対して回転ｎｌ能に偏心し
てジャーナル支持されている。圧延は、水平面における
線とルーバの回転中心及びローラの中心間の線との成す
角度を全ルーバについて一定Ｈつ同一に維持することと
、速度制御とに関して制御される。ストリップがミルス
タンドを通過するにつれて、ストリップの速度は増加す
る。この理由故に、前記ルーバの角度が一定に維持され
得るように各ミルスタンドのロールの速度を調節づる高
度の制御も存在する。

前記ルーパのローラは平坦度測定ローラとして使用され
、従って、複数のサブローラに分割されていて、これら
サブローラにはストリップの巻付は角、平坦度プロフィ
ルの所望正確さ、当該ストリップの厚さ、温度、材料組
成などに左右されて１４めで大きな限度内で変動する力
が掛けられる。

測定ローラ上には３０〜５０ｋＮ　（：３〜５Ｘ１０”
ｋｇｆ）以上の全力が存在する可能性が非常に大きい。

ストリップの平坦度が所望の平坦度にならなくなる要因
はいくつかある。また、所望の平坦度を達成させるよう
にストリップの平ｉｕ度に影響を及ぼす種々の方法もあ
る。何らかの形態のストリップ平坦度！ｆｕｌｌの実行
を可能にするためには、何らかの方法でストリップの平
坦度即ちストリップを横切ってのストリッププロフィル
を測定することが必要である。

良好なストリップミルに関りる主要な要ヂ１の一つは、
巻取られたストリップが優れた平坦度を承りことである
。このことを達成するには、プロセスについての相当な
知識が通常要求される。平坦な巻取られたストリップと
は、最終ミルスタンドを通り過ぎる際のストリップが正
に平坦なプロフィルを有していなければならないと云う
ことを必ずしも意味するものではない。実際には、巻取
り中に平坦なストリップを得るために、最終ミルスタン
ドを通り過ぎる際のストリップの最適プロフィルはスト
リップの冷ｕ１過程などにに右されるのである。

最終ミルスタンドに達するときにストリップが有してい
るプロフィルは、ストリップの元の平坦度と、ミルスタ
ンドに取付けられたローラの相互平行度並びに湾曲度と
によって実質的に左右される。これらのローラが正しく
調節されていないと、ストリップは専門用語で言うとこ
ろの゛４伸び“（Ｉｏｎａ　ｅｄｏｅ　）または”中伸
び“（ｌｏｎｇ　ｍ１ｄｄｌｅ）をｑするようになる結
果としてゆがみを生ずる。

かくして、ストリップはその縁または中央においてより
長くなる頬内を生ずる。

上）ホしたごとく、ストリップの圧延には最終製品の所
望特性を得ることについての幾つかの問題が伴う。例え
ば２台の最終ミルスタンド閤で現在のストリップ平坦度
が入手できるならば、ミルスタンドに取付けられたロー
ラを調節することによって平ｉｌ１度に影響を与えるこ
とが可能である。ストリップミルの最終またはその近く
のミルスタンドにお（プるストリップのプロフィルにつ
いての情報を入手したいという願望は長い問存在してい
たものであり、これまで様々の方法及び装置が幾分良い
結果を以て開発されている。

米国特許第４．５１２．１７０号には冷間圧延または熱
間圧延されたストリップの非平坦度に関する概略推定手
段が説明されている。この米国特許においては、測定ロ
ーンは複数の測定ゾーンに分割されておらず、現在の力
と測定ローラのシャフトの両端付近におけるたわみまた
は曲げモーメントとに関する情報を得て、これらパラメ
ータについて非平坦度の理論予ｍｉｕと比較することに
よって、現在のストリップのプロフィルが測定され得る
ことが記述されている。そのような方法の精度は全ての
必要に対して特に大きくはあり得ない。

米国特許第４．１１６．０２９号には、圧延ストリップ
の平坦度を測定するための測定ローラが開示されており
、この測定ローラは複数の測定ゾーンに分割されていて
各測定ゾーンは２個のサイド部材によって支持されてい
る。各サイド部材に掛けられる力を測定することによっ
て、ストリップの平坦度を測定することができる。先行
技術を示すものとして本発明にとっである程度関心が寄
せられる、前記米国特許の一実ｆｌ！例がその第３図に
示されている。この実施例においては、測定０素はサイ
ド部材に枢着されたアームに取付けられていて、該アー
ムは３個のヒンジにおいて可動である。そのような設計
においては、ヒンジにおいて遊び及び摩擦のかなりなリ
スクが存在するはずである。その結果として、ローラの
位置公差が劣ルト共に変換器信号のヒステリシスが生ず
ることになる。各ロープセクション並びに複数ローラセ
クションに分割されたその他の既知測定Ｏ−ラは２個の
ナイド部材を有するから、ローラ聞に生じるギャップは
極めて重大になり、その結果ストリップに跡が付くリス
クを生ずる。さらに、前記ギャップにストリップからの
酸化物スケールが詰まり、その結束隣接する測定ローラ
閤で制御されない連結を生じさせてしまう。

平坦度測定のための既知量原理に関する詳細な説明は、
’　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　５ｔｅｅｌ　Ｅｎａｉｎｅｅｒ
　″誌１９８６年８月号の４８〜５６頁に掲載されてい
る″　）ｉｅｗ　　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ　　１ｕ
ｒｏｖｃ　　ｈｏｔ　　５ｔｒｉｐ　　５ｈａｐｅ　　
：５ｈａｐｅｉｅｔｅｒ−Ｌｏｏｐｅｒ　　　ａｎｄ　
　５ｈａｐｅ　　Ａｃｔｉｎｏｇｉｅｔｅｒ“（１７′
Ｉｎ発は熱間ストリップの形状を改善する：形状検出器
−ルーバ及び放射線形状検出器）なる題名の記事におい
てなされている。この記事の第９図は前記米国特許の実
施例を転載したものである。

さらに、本発明との関連性を有するものではないが、光
学系を利用する補助手段並びに音波を利用する補助手段
が設けられた無接触式ストリップ平坦度測定装置が当該
技術に属するものとして挙げられる。

ハ３発明の開示 本発明による平坦度測定装置は複数のローラセクション
に分割された測定ローラを有する。これらローラセクシ
ョンは個々のシャフトを有する。

２個の隣接するローラセクションのためのシャフトが出
会う位置において、それらシャフトはローラセクション
間に装架された共通のサイド部材に取付けられている。

個々のサイド部材は前述せるルーバに取付けられた共通
プレートに装架されている。力の測定は好ましくは本発
明独特の様式で取付けられた磁気弾性力変換器によって
行われる。

本発明は測定ローラに沿ってのサイド部材の分配、力変
換器の取付けの実施例、及びストリップを横切って生じ
る種々の力の測定を可能にするためのシャフトの実施例
及び取付けを包含する。

本発明によれば、力感知部材の取付けはローラセクショ
ンを支持するサイド部材において行われる。力感知部材
が磁気弾性変換器から成っているならば、測定部分がサ
イド部材の一体部分を構成しているのが有利である。換
言すれば、サイド部材と変換器は全く同一の材料から製
作され得る。

しかし、別個の完全な力変換器がサイド部材に取付（プ
られ得ることは自明である。しかし、このことは加工要
求が厳しく且つ高費用を要する取付面研磨及びその他の
調整加工を必要とする。

サイド部材の機械的寸法取り及びサイド部材に取付けら
れる力変換器の刈法取りは、各サイド部材が全力をどれ
重大ぎな比率で吸収すべきかに基いて且つストリップの
幅に沿って生じる力の分布のための十分なマージンを考
慮に入れて行われる。

第１図〜第３図は本発明によるサイド部材の３種の代替
的設計を示］。これらは何れもモーメントアーム中心の
周りでの、Ｏ−ラセクションのシャフト上のストリップ
の力から力変換器への円形力伝達に関連する同一原理に
基づいている。

第１図によるサイド部材は実質的に三角形に相互連結さ
れた３個のビームを有する。ビームＡによってサイド部
材はプレート１に固定され、プレート１はチルチングチ
−プルに装架されている。

ビームＡの第１端において、ダイヤフラム２の形態にさ
れた弱化部分を介して、ビームＢの第１端が結合されて
いる。ストリップからの力Ｆはローラセクションのシャ
フトの中心を介してビームＢの第２端に掛けられ、それ
により回転モーメントがダイヤフラム２の屋りで得られ
る。該回転モーメントは力Ｆと、ダイヤフラム及び力作
用点間のビームＢの長さとの積に等しい。

サイド部材の第３のビームＣは、ビームへの第２端とビ
ームＢの第２端とを連結する力変換器から成っている。

ビームＢのモーメント作バ１長さがダイヤフラム２から
力変換器の力作用点までの距離に等しいならば、力変換
器によって感知される力は、ダイヤスラムを介して分離
される縁部分を除き、サイド部材の各側に位ｌｉ＆する
２ｆＭのロープセクションに作用する力の合力である。

モーメントの同等性に基づいて、ダイヤフラムから力変
換器の力作用点までの距離を変えることによって、ロー
ラセクションから得られる力にり大きいまたは小さい力
を力変換器において得ることがｉｉＪ能である。

力をゆえるもう一つの方法は、力変換器の長手方向対称
楯がダイヤフラムから力作用点までのモーメントアーム
に対し垂直に位置しないように力変換器を角度的に調整
叩ち回すことである。

第１図における３１１ＪのビームＡ、Ｂ、Ｃは第２図に
よるサイド部材においても容易に同一であると見なし得
る。ダイヤフラム２の刷りでのビームＢの最小回転が結
局生ずるから、力変換器においである程度のモーメント
繭重が生ずる。

サイド部材の第３の代替的設計は第３図から明らかであ
る。ここにおいてもビームＡ、Ｂ、Ｃは第１図における
ものと同一であると見なし得る。

占うまでもなく、その他の多くの同様なサイド部材の設
計が本発明の範囲に包含される。これらサイド部材の設
計の全てに対して、各ローラセクションに対するストリ
ップからの合力は、力変換器へ可能な最大力が及ぼされ
るように、ダイヤフラムからローラシャフト中心までの
モーメントアームに対し９０”の角度を成すべきである
という一般原則が適用される。しかし、水平面に対する
ルーバの角度−これは、同一のストリップそうでなけれ
ば同一の加工条件に対しては一定に１１持さるべきであ
ると認められている−は種々のストリップが圧延される
べきときには最適圧延のために変更される。その場合に
はローラセクションに対するストリップの巻付は角は幾
らか変更され、その結果、モーメントアームに対する力
作用角度は多少変更されて概ね９０’の最適角度にされ
る。

可能なかぎり正確なストリップのプロフィルの測定を達
成Ｊるためには、前に指檎したようにローラセクション
のシャフトは相互に余りにも堅く結合されてはならない
。このために、これらシャフトには、サイド部材間にお
ける若干の相対連動を可能にすると共にサイド部材がｆ
ｌ架されている共通のプレートとシャフトとの間の温度
差をシャフトが吸収することを可能にりるダイヤフラム
が設けられている。

ローラセクションのシャフトをサイド部材にロックする
サドルの特別実施例も本発明の一部を成づ゛。各サイド
部材は２Ｗの隣接して配置されたローラセクションのた
めのシャフト端部を支持してそれらの取付部を構成する
事実に６拘わらず、この実施例はローラセクションの実
際上個別的な取付けを許す。

好適実施例 本発明によるサイド部材の好適実施例は第４図から明ら
かである。第４図には回転中心４を有するルーバ３が示
されている。移動する圧延ストリップ５はルーバ３に沿
って摺動しそりてローラセクション６の外殻リングの諸
部品を取囲んでいる。

この外殻リングは普通の方法で軸方向に案内されると共
に玉軸受を介してローラセクション６のシャフトに支持
されている。サイド部材へのシャフト端部の取付けは様
々に行うことができる。第４図に示される実施例から明
らかなように、シャフト端部７はサイド部材の力吸収部
分８に設けられた対応する開口と一致する台形を有する
。ローラセクション６の装架を容易にすると共にシャツ
１−端１７をＯツクＪるため、力を吸収する各サイド部
材はサドル９と結合されている。１個のサイド部材は２
１［１１の隣接して位置されるローラセクション６のシ
ャフト端部７を支持すると共にそれらの取付部を構成す
るから、前記サドル９も特別な態様で形成されている。

サドル９の実施例は追って説明される。

第４図から、好適実施例を構成するのは第１図によるサ
イド部材の設計であることも明らかである。ビームＡは
、全てのビームＡに対して共通なプレート１に取付けら
れ、このプレート１自体はルーバ３に取付けられている
。シャフトの中心に作用する圧延ストリップ５からの合
力は、ダイヤフラム２の周りでの最小円形回転運動を生
じさせると共に、それに対応するモーメント及び力を力
変換器Ｃに生じさせる。測定部分は第４図においではビ
ームＡの一体部分とし−（示されているが、既に述べた
ように、別個の変換器であってもよい。

サイド部材への取付部において、シャフト端部は、サイ
ド部材に共通であるプレートとローラセクションとの闇
の温度差によって発生されるシＡ７フトのストレスの削
減を可能にする第１及び第２ダイヤフラムを有しそして
さらにサイド部材の個別的たわみを許す第３のダイヤフ
ラムも備えている実施例を有している。

ダイヤフラムがどのようにして形成されるか説明するた
め、円筒セグメントの形態にされた本体が画成される。

円筒セグメントは、２個の等しい平行円形切片と、円形
切片の円弧と円形切片の弦に等しい辺及び円形切片間の
距離を有する矩形とを結ぶ直円筒形包絡面の部分とによ
って画成される。もし平行する矩形面を有する２個の等
しい円筒形切片が円筒から切除されるならば、残るもの
は、円形切片間の距離に等しい高さ及び同じ平面におけ
る値開距離に等しい幅を有する中心対称弦棒（以下、単
に弦棒と呼ぶ）の形を有する本体である。

第５図に従って、平行する矩形を有する２個の等しい円
形切片がシャフト端部に平行且つ接近して切削除去され
るならば、第１の弦棒が形成される。この弦棒の幅が十
分に小さくされるならば、シャフト１ｏとそのシャフト
端部との間に成る程度の可撓性が得られる。従って、弦
棒１４はダイヤフラムとして機能して前述せる第３のダ
イヤフラムを構成し得る。好ましくは、シャフト端部は
既に説明されたように第４図に参照番号７で示されたご
とく形づくられる。その場合、前記弦棒は短縮された良
さを有するであろう。

シャフトの直径よりいくらか小さい幅を有り、そして前
記第１の弦棒に平行する矩形を有する第２の弦棒を、第
１の弦棒に平行且つ接近して切削画成することによって
、２Ｉｌ！Ｊのダイヤフラム１２゜１３が、第１の弦棒
に面するシャフト端壁に形成される。即ち、第１の弦棒
の各側に１個のダイヤフラムが設けられる。これら２個
のダイヤフラムは既に説明された第１及び第２のダイヤ
フラムを構成する。

第２のシャフト端部は同様にして形づくられる。

ダイヤフラムＩＮに位置するシャフトの部分の長さの変
化は、従って、これらダイヤフラムによって吸収される
。

■に述べたように、測定ローラの外方のサイド部材を除
いで、各サイド部材は２個の隣接するシャフトのシャフ
ト端部を支持する。

各サイド部材は第６図によるサドルと結合される。各端
部においてサドルにはそれをサイドＰＪＳＯにねじ結合
するための穴１５及び１６が設けられている。両端部の
内側に若干距離をおいて、サドルはスリットによって分
割されている。前記スリットは好適実施例においてはサ
イド部材の側面と平（１になっている。従ってサドルは
原則的に２個の分離されたビーム１７．１８から構成さ
れる。

サイド部材においてジャーナル支持される２個のｗ４接
するローラセクション６からのシャフト端部７は、かく
して個別にサイド部材に結合される。

サドルの好適実施例において、サドルは軸受なとの保護
のためにローラセフ９１２６間の残余の空間を掩蔽する
上方部分１９から成っている。言うまでもなく、上方部
分１９は、や覧より何らかの適当な方法で、例えばサイ
ド部材の端面ど平行するスリットによって、２　ｉｌＭ
の分離されたビーム１７．１８から離されていなければ
ならない。このスリットがサドルの両端部の直ぐ内側で
終端するのを許すことによって、全部分は１個のユニツ
ｌ−に一体化され得る。

ルーバ３に装架される完全な測定０−ラは第７図から明
らかであり、それは例えば７個のローラセクション６を
有する。

関連する工程に適応するようにされた実施例によって、
本発明の平坦度測定装置は、金属あるいは非金属材料か
ら成る熱間圧延ストリップ及び冷開圧延ストリップの平
坦度測定のために適用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、本発明による平坦度測定
装置にＪ３けるローラセクションを支持するサイド部材
の基本的構造の種々の実施例を概略的に示す図、第４図
はサイド部材の好適実施例の側面図であって力感知部ｌ
並びに関連サドル、口−ラセクション、移動するストリ
ップ及びルーバが小されている図、第５図はローラセク
シ」ンのシャフトが、ローラセクションにある程度の個
別的可動性を許容し、それにより、平坦度測定装置の［
１−ラセクシ］ンとその他の部分との間の温度差がどの
様に吸収され得るかを示す図Ｗ、第６図は各シャフト端
部を個々に取付けることができる、にうにするためにサ
ドルがどのように形成されるかを示す斜視図、第７図は
ルーバに装架された７個のローラセクションから成る完
全な平坦度測定装置を示す斜視図である。 １・・・プレート、２・・・ダイヤフラム、３・・・ル
ーバ、５・・・圧延ストリップ、６・・・ローラセクシ
ョン、７・・・シャフト端部、８・・・力吸収部分、９
・・・サドル、１０・・・シャフト、１２．１３・・・
ダイヤフラム、１４・・・呟棒、Ａ、Ｂ・・・ビーム、
Ｃ・・・ビーム（力変換高）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シャフト（７）、玉軸受及び外殻リングを有する
   複数のローラセクション（６）に分割された測定ローラ
   と、前記ローラセクションのシャフトを支持するサイド
   部材（ＡＢＣ）と、前記ローラセクションを取付けるた
   めの各サイド部材のためのサドル（９）と、全てのサイ
   ド部材が取付けられるプレート（１）と、各サイド部材
   における力変換器（Ｃ）とを有する圧延されたストリッ
   プ（５）のための平坦度測定装置において、前記サイド
   部材が三角形の形態に相互連結された３個のビーム（Ａ
   、Ｂ、Ｃ）から成つており、前記サイド部材がビーム（
   Ａ）を介して共通のプレート（１）に固定され、ビーム
   （Ｂ）の第１端が可撓のダイヤフラム（２）を介してビ
   ーム（Ａ）の第１端に結合され、２個の隣接して配置さ
   れたローラセクションからのシャフトピンが、ビーム（
   Ｂ）の第２端において、各ローラセクション上の圧延さ
   れたストリップによつて発生される力（Ｆ）を吸収する
   ように結合され、そしてビーム（Ａ、Ｂ）の第２端を連
   結する第３のビーム（Ｃ）が力感知変換器から成つてい
   ることを特徴とする圧延されたストリップのための平坦
   度測定装置。 （２）特許請求の範囲第１項記載の圧延されたストリッ
   プのための平坦度測定装置において、ローラセクション
   のシャフトには、前記サイド部材に対する取付部におい
   て、ローラセクションとサイド部材に共通のプレートと
   の間の温度差によつてシャフト内に生ずるストレスを減
   少させるために第１のダイヤフラム（１２）と第２のダ
   イヤフラム（１３）とが形成されており、前記サイド部
   材の個別的たわみを許すために第３のダイヤフラム（１
   ４）が形成されていることを特徴とする圧延されたスト
   リップのための平坦度測定装置。（３）特許請求の範囲
   １項記載の圧延されたストリップのための平坦度測定装
   置において、サドルの前記サイド部材と接触する部分及
   びシャフトの前記サイド部材への取付部は、シャフトの
   個別的取付けのために２個の分離されたビームが形成さ
   れるように形づくられていることを特徴とする圧延され
   たストリップのための平坦度測定装置。 （４）特許請求の範囲第１項記載の圧延されたストリッ
   プのための平坦度測定装置において、前記力変換器は測
   定部がサイド部材の一体部分を構成している磁気弾性変
   換器であることを特徴とする圧延されたストリップのた
   めの平坦度測定装置。 （５）特許請求の範囲第１項記載の圧延されたストリッ
   プのための平坦度測定装置において、前記力変換器はサ
   イド部材に装架された別個の完全な変換器から成つてい
   ることを特徴とする圧延されたストリップのための平坦
   度測定装置。 （６）特許請求の範囲第１項記載の圧延されたストリッ
   プのための平坦度測定装置において、前記力変換器はビ
   ーム（Ａ、Ｂ）の第２端間の一体連結部の形態をしたビ
   ーム（Ｃ）に取付けられたストレイン・ゲージであるこ
   とを特徴とする圧延されたストリップのための平坦度測
   定装置。