JPH0432707A - 圧延ロール変位および間隙の検出装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、金属および非金属材料を圧延して板を製造す
る際に用いられるロールの変位および間隙を測定する装
置に関するものであり、長手方向および板幅方向の板厚
精度や平坦度などの製品品質および歩留りの向上を図る
ためのものである。

〈従来の技術〉 従来の一般的な圧延機は第８図に示され、図中２ａ　　
２ｂは一対のワークロール、３ａ、３ｂは上下ワークロ
ールを補強する上下バックアップロル、５はマグネスケ
ール等の位置検出器６を億えた圧下シリンダ、４は下控
えロール３を支持する軸箱であり、圧下シリンダ５のピ
ストンロッド７は軸箱４の下面に当接している。

圧延を行なう場合、上下ワークロール２ａ、２ｂの間隙
ＩＩが適当でないと、長手方向の良好な板厚精度が値保
できず、板幅方向の同ロール間隙が適当でないと、良好
な形状の製品が得られないことは周知の通りである。

」−記問題に対処するため、従来技術では、位置検出器
６によってピストンｉコツト７の移動量を検出しゲージ
メータ式と呼ばれる（１）式を用いて−１−下ワークロ
ール２ａ、２ｂ間のロール間隙１１を測定しているが、
このような手段では、控えロール３ａ、３ｂの撓み、偏
心、ロール同士の弾性つぶれ、ハウジングの弾性伸びの
影響を受けて検出精度が悪い。

＋ｔ　＝　３４−　Ｐ　／　Ｍ　　　　　　　　　　　
　　　（＋）ここで、１１：ロール間隙（−出側板厚）
Ｓ：ピストンロッド５ａの移動量 Ｐ：圧延荷重 Ｍ：圧延荷重による弾性伸び そのため、接触式あるいは非接触式距離Ｒ１を用いて、
１′］−ル変位あるいは間トｊχを直接測定する試みが
行われてきた。非接触式距ｈ１８１としては、例えば特
開昭６２−２１４８１２号公報では、渦流式距烈耐が用
いられており、特開昭５２−４２４５０号公報ではウメ
−ターマイク１１メータ、特開昭６１−１６２７１０　
号公報ではエアーマイクロメータが用いられてＬ）る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、特開昭６２−２１４１１１２号公報では、第９
図に承りように、「１−ルバレル部のｒｌ−ル間隙を検
出するために、圧延月進行方向に対して平行移動自在な
ブロック２１の上下面に渦流式距都計２５ａ２５ｂを高
さ方向に対し位ｖ、　ｉｌ！ｌ整可能に取り付りている
が、測定場所がロールバレル部であるため、圧延荷重変
化およびロールベンダー力付加状態により、「１−ル撓
みが変化し、精度の高い亀コール間隙の測定は！υ１待
できない。なお、第９図にお０て、２０；Ｉ　　２０ｂ
は案内部材、２１はブロック、２２はビン、２３　ａ２
３１）はレバー、２４ａ、２４ｂはへ一７ド、２５ａ。

２５ｂは渦電流式距離計、２６はレバー固定金具、２７
は流体圧シリンダであり、Ｖｌｌ　ｙｗはロールバレル
部の間隙である。

特開昭５２−４２４５０号公報では、ウォーターマイク
ロメータを用いてロール変位を検出しているが、センサ
がロールチョックに取り付けられており、ロールチョッ
クを基準とした変位であることから、ロールプロフィー
ルを測定するものであるため、（１）式を代替すること
が可能なロール変位測定に関するものではない、またウ
ォーターマイクロメータを特開昭６２−２１４８１２号
公報におけるようにロール間隙測定用に使用したとして
も、第１０図に示した特開昭５２−４２４５０号公報に
おけるウォータマイクロメータでは、差動トランスコア
２４、差動トランス２２、スプリング２６などの大きさ
に制約されて、ロールバイトへの挿入深さに限界がある
ため、精度の高いロール位置および間隙の測定はできな
い。

なお、第１０図において、２８は定圧水ｔＲ給管、２９
はノズル孔、３１はノズル本体、２３はスプリング座、
３５は水、２はワークロールである。

（１）式に替わる精度を持つロール変位および間隙の測
定を行なうには、ワークロールと圧延材が接触するロー
ルバイト近傍における圧延ロール変位および間隙の測定
を実施する必要があるが、上記従来のロール間隙測定装
置・方法が直接（１）式にとって替わるものではない最
大の理由は、センサの検出部が大きいため、ロールバイ
トへの挿入に限界があり必要な精度を得られないからで
ある。

本発明は、このような問題を解決した圧延ロール変位お
よび間隙の測定装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 精度の高いロール変位測定を実施するには、センサの小
型化が最大の！！１！題である０本発明では、エアーマ
イクロメータ、ウォータマイクロメータの原理を利用し
、作動流体をロールに噴射するノズルと検出部とを分離
し、作動流体をワークロールに噴射する部分のみをロー
ルバイト近傍に設置し、検出部をロールバイトとは別の
場所に設置すれば、上記条件を満足できることを見出し
、以下のロール変位およびロール間隙の測定方法を得た
。

すなわち、第１の発明は、圧延ロール軸と平行なビーム
上に、先端がロールバイト近傍に達する、ロール側に１
個あるいは複数個の噴出孔を持つ流体噴出管を設置し、
該流体噴出管から空気あるいは水などの流体を一定圧力
にて圧延ロールに向かって吹きつけた時の流体噴出器内
背圧を検出することにより、圧延ロール変位を求めるこ
とを特徴とする圧延ロール変位の検出装置である。

そして、第２の発明は、圧延ロール軸と平１１なビーム
上に、先端がロールバイ１近傍に達する、ロール側に１
個あるいは複数個の噴出孔を持つ流体噴出管を設置し、
該流体噴出管から空気あるいは水などの流体を一定圧ノ
Ｊにて圧延ロールに向かっζ吹きつけた時の流体噴出器
内圧力を検出することにより、圧延ロール変位を求める
ことを特徴とする圧延ロール変位の検出装置である。

第３の発明は、圧延ロール軸と平行なビーム上に、歪ゲ
ージを取り付けた、先端がロールバイト近傍に達する、
ロール側に１個あるいは複数個の噴出ｒＬを持つ流体噴
出管を設置し、該流体噴出管から空気あるいは水などの
流体を一定圧力にて圧延［Ｊ−ルに向かって吹きつ４ｔ
た時の流体噴出管に（；Ｉ加される応力を検出すること
により、圧延（１−ル変イ０を求めることを特徴とする
圧延ロール変位の検出装置である。

第４の発明は、圧延ロール軸と平行なビーム−１乙に、
先◇ゼ１が１：Ｊ−ルバイ１−近傍に達する、片側に１
個あるいは複数個の噴出孔を持つ流体噴出管を表裏に張
り合ね・口た汰ｍ噴出器を設置し、空気あるいは水など
の流体を一定圧力にて前記流体噴出管の一方から圧延１
コールに向かって吹きつ番］ると共に、前記流体噴出管
のもう一方から圧延材あるいは１１１１記圧延ロールと
対向する別の１′：Ｉ−ルヘ向かって吹きつけ、各流体
噴出管内の圧力から、予め求め”ζある噴出孔・対象物
間圧ｐＨと前記背圧の関係を用いて圧延ロール変位を求
めることを特徴とする圧延ロール変位の検出装置である
。

第５の発明は、圧延ロール軸と平行なビーム上に、歪ゲ
ージを取り付りた、先端がロールバイト近傍に達する、
片側に各々１個あるいは複数個の噴出孔を持つ流体噴出
管を表■に張り合わ・Ｕた流体噴出器を設置し、空気あ
るいは水などの流体を一定圧力にて前記流体噴出器の一
方から圧延ロールに向かって吹きつけると共に、前記流
体噴出器のもう一方から圧延材あるいは前記圧延ロール
と対向する別のロールへ向かって吹きつけた時に、前記
歪ゲージにより測定される、流体噴出器に付加される応
力から、予め求めてある噴出孔・対象物間距離と前記応
力の関係を用いて圧延ロール変位を求めることを特徴と
する圧延ロール変位の検出装置である。

第６の発明は、前記の圧延ロール変位の検出装置を、ロ
ール軸方向に複数設置し、板幅方法の圧延ロール変位を
求めることを特徴とする圧延ロール変位の検出装置であ
る。

第７の発明は、前記の圧延ロール変位の検出装置を、上
下圧延ロールに対して配置し、各圧延ロール変位の検出
装置の検出値および上下圧延ロール変位器間隔から、上
下圧延ロール間隙を求めることを特徴とする圧延ロール
間隙の検出装置である。

く作用〉 本発明の作用を図面に基づいて以下説明する。

先ず、本発明の流体噴出器に備えられる流体噴出管の形
状について説明する。

第１図は、１個あるいは複数個の噴出孔１１を持つ流体
噴出管ＩＯのＵ−ルバイト近傍に挿入する先端部の形状
例を示す図である。

（ａｌは１個の噴出孔を持つ流体噴出管であり、（ｂ）
　。

（Ｃ１，（ｄ）は複数個の噴出孔を持つ流体噴出管の例
である。　？ｊｉ数個の噴出孔を設ける場合には、流体
噴出管の長さ方向に１列に配置してもよいし、横方向に
複数列配置してもよい、また、（ｄ）のように、千鳥状
に配置してもよい。

流体噴出管の断面は、円、長方形を問わないため、たと
えば、（ａ）、　（ｂ）の形状においては、細い径のパ
イプに孔をあけることにより簡単に製作可能である。（
ａ）〜（Ｃ）は流体噴出管の片面にのみ噴出孔を設けた
例であり、（ｄ）、　ｆｆ）は、流体噴出管の両側に噴
出孔を設４ノた例である。　（ｄ）では、片面にのみ噴
出孔を持つ流体噴出管１０ｄ、、ＩＯｄ、を表裏に張り
合わせて１個の流体噴出管１０ｄとした例であり、（「
）は、１本の流体供給管に接続されている流体噴出管内
に分紬板Ｉ３を設置し、表裏に噴出孔を設けた例である
。

また、噴出孔の形状として、噴出する流体を安定にする
ため、（ｅ）の噴出孔のようにノズルＩ２を付加しても
よい。

次に、第２，３図は本発明の流体噴出器９を圧延機内に
設置した状態を示し、第２，３図により本発明の詳細な
説明する。

第２図において、１４は、圧延機ハウジングあるいは工
場床に固定したワークロール軸に平行なビームであり、
高さｍ整装置ｆ　１７を介して流体噴出管１０Ａが設け
られている。流体噴出管１０Ａは、第１図（ａ）、　（
ｂ）、　ｆｃ）、　（ｅ）のような片面に噴出孔を持つ
タイプであり、圧力センサ１５あるいは歪ゲージ１６が
付加され、高さ！Ｉ！節装置１７に取りイ４けられてお
り、その先端はワークロール２き圧延材Ｊの間隙に押入
されている。

しかして、図示していない作動流体を定圧力にて供給す
る管から一定圧力の作動流体１９が流体噴出管１０△に
供給されると、作動流体１つが噴出孔１１から噴出され
、ワークロール２と噴出孔１１の間隙に背圧が発η−す
る。従って、流体噴出管１０△の剛ｖ１を高くしておけ
ば、流体噴出管！ＯＡ内に取り（・１番）である圧力セ
ンサ１５により背圧を測定すると、予め求めてある対象
物と噴出孔の間隙と背圧および作動流体の供給圧力の関
係から、ワークロール２と噴出孔１１の間隙を求めるこ
とができる。

また、ワーク１コール２と噴出孔ＩＩの間隙の背圧が一
定々なるように、高さ調節装置１７を駆動し７て流体噴
出管ＩＯＡを高さ方向に移動すると、高さ調節装置１７
の移動距犀１によりワークロール２の移動ｍを検出する
ごとができる。

流体噴出管＋ＯＡの剛性が充分に＆育保できない場合に
は、流体噴出管１０Ａの外側に歪みゲージ１６を取り付
ＩＪ　、流体噴出管１０△に付加されている応力を測定
すると、予め求めてある対象物と噴出孔の間隙と流体噴
出管１０Ａに付加される応力および作動流体の供給圧力
の関係から、ワークロール２と噴出孔１１の間隙を求め
ることができる。

また、流体噴出管＋ＯＡに付加される応力が一定となる
。Ｌうに、高さ調節装置１７を駆動して流体噴出管＋Ｏ
Ａを高さ方向に移動すると、高さ１ｕｎ装置１７の移動
距創によりワークロール２の移動量を検出することがで
きる。

なお、背圧測定用圧カセンザを使用する場合、歪ゲージ
も同時に取り付け、流体噴出管１０Ａの撓みによる影響
を補正しても良い。

第３図は、第２図とは異なり、流体噴出管として、第１
図（ｄ）のような、流体噴出管を２個表裏に張り合わせ
た流体噴出管１０ｄを使用している。２個の流体噴出管
１０ｄ、、１ｏｔｌｔの各々には、それぞれ圧力センサ
１５ａ、１５ｂが取り付けられている。

しかして、図示していない作動流体を定圧力にて供給す
る管から一定圧力の作動流体１９が両流体噴出器の各り
の噴出孔＋１ａ、ｌｌｂから噴出されると、ワークロー
ル２と噴出孔＋１ａの間隙および圧延材１と噴出孔１１
ｂの間隙に各々背圧が発生ずる。

ワークロール側の背圧を利用し、前述した方法により、
ワークロール変位を求めることができる。

また、前述までのワークロール変位が、ある任意の基ｆ
＄４Ｋｉ（たとえば測定開始時点の値）からのものであ
るのに対し、ワークロール側および圧延材側の両方の背
圧を利用することにより、圧延材表面からのワークロー
ル変位を求めることができる。

また、第１図（ｆ）の流体噴出管１０「を用いる場合は
、歪ゲージ１６を流体噴出管１０１の外側に取り付け、
図示していない作動流体を定圧力にて供給する管から一
定圧力の作動流体１９を流体噴出管１０ｒの両面の噴出
孔Ｉｆ　ａ　、　Ｉｌ　ｂから噴出した時に、上記歪ゲ
ージ１Ｇにより測定される流体噴出器１０ｆに付加され
る応力から、圧延材表面からのワークロール変位を求め
ることができる。

〈実施例〉 本発明の実施例を第４図から第７図に示す。

第４図においては、ビーム１４をハウジング８に取り（
；１け、複数の流体噴出器９ａ、９ｂ・・・９ｎを目−
ル軸方向に取り４；Ｊけ、圧延材ｌとワーク１７−ルの
間隙に第２図または第３図のように、流体噴出管を挿入
している。同構成により、ワークロール軸方向のワーク
ロールの高さ方向の変位を求めることができる。

第５図は、流体噴出器９を」−下のワークロール２８２
ｂに対して設置した場合であり、同構成により、ビーｌ
、１４．１４の距前、流体噴出Ｈ０，１０の初ル１形扶
、上ワークロール２ａと噴出孔＋１ａの間隙および下ソ
ークロール２ｂと噴出孔１１ｂの間隙からワークロール
２ａ、２ｂの間隙量を求めるごとができる。また、第５
図におりる流体噴出器を第３図のタイプにすると、同時
に圧延月の板厚を求めることができる。

第６図は、第３図のタイプの流体噴出器を圧延１Ａがな
いワーク１−！−ル部の間隙に適用した例である。２つ
の方向の異なる流体の各々の背圧からワークロール２ａ
　　２ｂの間隙量を求めることができる。

第７図は、第６図において示したワークロール間隙の測
定を実施する機器設置例を示したものである。ビーム移
動装置１Ｂによりワークロール軸方向に流体噴出器９が
移動可能であるため、圧延材■の板幅が変更されても、
ワーク１コール撓みの小さい部位でワークロール間隙の
測定が可能である。

なお、以」−説明した本発明の装置には、全て高さ調整
装置（ワークロール軸に対して平行移動を可能とする装
置）１７が設置されている。これは、パスライン高さの
変更や、圧延材！ＩＪ１．１１期における流体噴出器の
退避にも利用できる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、圧延材の長手方向板厚精度および板幅
方向の択１￥精度に直接影響を与える圧延ロール変位お
よび間隙を精度良く測定することができるため、製品の
品質および歩留りを向上するこよができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体噴出器に備えられる流体噴出管の
先端部の形状例を示す図である。 第２．３図は本発明の流体噴出器を圧延機内に設置した
状態を示す図である。 第４〜７図は本発明の実施例を示す図である。 第８〜ｌＯ図は１コ一ル間隙測定の従来例を示す図であ
る。 ｌ・・・圧延材、　　　　　２・・・ワークロール、２
ａ・・・上ワークロール、２ｂ・・・下ワークロール、
３ａ・・・上バツクアップロール、 ３ｂ・・・下バンクアップロール ４・・・軸箱、　　　　　　５・・・圧下シリンダ、６
・・・位置検出器、　　７・・・ビス１ンロツ１′、８
・・・ハウジング、 ９、９ａ，９ｂ・・・９ｎ・・・流体噴出器、１０、Ｉ
Ｏａ．ｌＯｂ．ｌＯｃ’，１０ｄ，ｌｏｄ．１０ｄｚ１
０ｅ，　ＩＯｆ，　ＩＯＡ−・・流体噴出管、１１、　
ｌｌａ，　Ｉｌｂ−・・噴出ＴＬ、１２・・・ノズル、
　　　　　１３・・・分Ｍ？反、１４・・・ビーＪ、、 １５、　１５ａ，　１５ｂ・・・圧力センサ、１６・・
・歪ゲージ、　　　Ｉ７・・・高さＷｆｌｆｆ装置、１
Ｂ・・・ビーム移動装置、Ｉ９・・・作動流体、２０ａ
　、　２０ｂ−ｇ内部材、 ２１・・・ブロック、　　　　２２・・・ピン、２３ａ
　、　２３ｂ−＝レバー、２４ａ，２４ｂ由ヘンド、２
５ａ　、　２５ｂ−・・渦電流式距ｉｌｉＩ＋１！＋、
２Ｇ・・・レバー固定金具、２７・・・流体圧シリンダ
、２８・・・定圧力水供給管、２９・・・ノズル、３０
・・・差ｆＪｊ　ｌランス、　３１・・・ノズル本体、
３２・・・作動トランスコア、３３・・・スプリング座
、３４・・・スプリング、　　３５・・・水。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延ロール軸と平行なビーム上に、先端がロール
   バイト近傍に達する、ロール側に１個あるいは複数個の
   噴出孔を持つ流体噴出管を設置し、該流体噴出管から空
   気あるいは水などの流体を一定圧力にて圧延ロールに向
   かって吹きつけた時の流体噴出器内背圧を検出すること
   により、圧延ロール変位を求めることを特徴とする圧延
   ロール変位の検出装置。
2. （２）圧延ロール軸と平行なビーム上に、先端がロール
   バイト近傍に達する、ロール側に１個あるいは複数個の
   噴出孔を持つ流体噴出管を設置し、該流体噴出管から空
   気あるいは水などの流体を一定圧力にて圧延ロールに向
   かって吹きつけた時の流体噴出器内圧力を検出すること
   により、圧延ロール変位を求めることを特徴とする圧延
   ロール変位の検出装置。
3. （３）圧延ロール軸と平行なビーム上に、歪ゲージを取
   り付けた、先端がロールバイト近傍に達する、ロール側
   に１個あるいは複数個の噴出孔を持つ流体噴出管を設置
   し、該流体噴出管から空気あるいは水などの流体を一定
   圧力にて圧延ロールに向かって吹きつけた時の流体噴出
   管に付加される応力を検出することにより、圧延ロール
   変位を求めることを特徴とする圧延ロール変位の検出装
   置。
4. （４）圧延ロール軸と平行なビーム上に、先端がロール
   バイト近傍に達する、片側に１個あるいは複数個の噴出
   孔を持つ流体噴出管を表裏に張り合わせた流量噴出器を
   設置し、空気あるいは水などの流体を一定圧力にて前記
   流体噴出管の一方から圧延ロールに向かって吹きつける
   と共に、前記流体噴出管のもう一方から圧延材あるいは
   前記圧延ロールと対向する別のロールへ向かって吹きつ
   け、各流体噴出管内の圧力から、予め求めてある噴出孔
   ・対象物間距離と前記背圧の関係を用いて圧延ロール変
   位を求めることを特徴とする圧延ロール変位の検出装置
   。
5. （５）圧延ロール軸と平行なビーム上に、歪ゲージを取
   り付けた、先端がロールバイト近傍に達する、片側に各
   々１個あるいは複数個の噴出孔を持つ流体噴出管を表裏
   に張り合わせた流体噴出器を設置し、空気あるいは水な
   どの流体を一定圧力にて前記流体噴出器の一方から圧延
   ロールに向かって吹きつけると共に、前記流体噴出器の
   もう一方から圧延材あるいは前記圧延ロールと対向する
   別のロールへ向かって吹きつけた時に、前記歪ゲージに
   より測定される、流体噴出器に付加される応力から、予
   め求めてある噴出孔・対象物間距離と前記応力の関係を
   用いて圧延ロール変位を求めることを特徴とする圧延ロ
   ール変位の検出装置。
6. （６）請求項（１）から（５）の圧延ロール変位の検出
   装置を、ロール軸方向に複数設置し、板幅方法の圧延ロ
   ール変位を求めることを特徴とする圧延ロール変位の検
   出装置。
7. （７）請求項（１）から（６）の圧延ロール変位の検出
   装置を、上下圧延ロールに対して配置し、各圧延ロール
   変位の検出装置の検出値および上下圧延ロール変位器間
   隔から、上下圧延ロール間隙を求めることを特徴とする
   圧延ロール間隙の検出装置。