JPH0653282B2 - 金属の圧延方法および圧延装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属の圧延方法および圧延装置に係わり、特
に、圧延加工中、圧延板材に破断が生じた際、即時自動
的にしかも最適状態でワークロールのロール間ギャップ
が開くようにした金属の圧延方法および圧延装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

金属の圧延（冷間圧延）工程の際、圧延加工中、圧延材
（ストリップ）のエッジ傷または耳割れ等が原因してワ
ークロール出口部分において、圧延されたストリップが
破断することがある。このように加工中のストリップが
破断を起こした場合には直ちにワークロールのロール間
ギャップを開き、かつ装置を停止させる必要がある。

従来この操作は、オペレーター等係員が目視にて破断を
確認し、それに基づいて手動操作で実施していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来の方法においては下記の如き不都合
が生じていた。

すなわち、目視確認後、手動にて上記操作を行う場合、
破断からギャップ開操作までに時間遅れが生じるため
に、圧延前ストリップがジャム状、つまり皺を生じた状
態で入り込む。このため、圧延装置へ損傷を与えるばか
りでなく、そのときに高い加工熱が発生し、周囲には圧
延油等が存在するために憂慮すべき状況となる危険性も
ある。また、手動にてギャップの開操作を行う際には、
その操作を最大開速度で実施することが多いが、この場
合ロール間ギャップが入側ストリップ厚以上になると荷
重が急激になくなるため、ワークロールとバックアップ
ロール間でスリップを起こし、これが両ロール表面に損
傷を与えることは不可避であった。ワークロール表面の
平滑性は、圧延製品の品質に直接影響があるので操業上
厳しい管理が求められ、またバックアップロールはそれ
自体高価でありかつ交換に時間を要する他、その表面損
傷は結局ワークロールの表面状態を劣化させる原因とな
るため、損傷は極力回避せねばならない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、圧延加工
中、ストリップに不慮の破断が生じた際において上記現
象の起こることを防止し、以て製品品質および安全性の
確保、および装置へのダメージの回避を実現することを
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の金属の圧延方法は、ワークロールの出側であっ
て該ワークロールでデフレクターロールの間に張力を付
与された圧延材の近傍位置に、前記圧延材が切断したこ
とによる圧延材のたるみや喪失等の位置の変化を該圧延
材とは非接触状態で検出するセンサーを固設し、該セン
サーの検出信号に基づいて前記ワークロールのロール間
ギャップを所定速度で開くように制御することを特徴と
する。

また、本発明の金属の圧延装置は、 上下ワークロール間に設けられ上下ワークロールの平坦
度等を調整するワークロール調整機構、および前記ワー
クロールを挟圧する上下バックアップロールに設けられ
前記ワークロールのロール間ギャップ等を調整する油圧
圧下調整機構を備えてなる金属の圧延装置において、 前記ワークロールと該ワークロールの後段に配設された
デフレクタロールとの間に張力を付与された圧延材に近
接して該圧延材とは非接触状態で設けられ、前記圧延材
が切断したことによる圧延材のたるみや喪失等の位置の
変化を検出するセンサーと、 該センサーからの信号に基づき、前記ワークロールのロ
ール間ギャップが所定の速度で開くように、前記ワーク
ロール調整機構および前記油圧圧下調整機構を制御する
演算出力手段と、 を備えていることを特徴とする。

なお、前記金属の圧延方法および圧延装置において、前
記センサーを渦電流式センサーとすることが好ましい。

〔作用〕

センサーにより、圧延材の破断による圧延材のたるみや
喪失等の位置の変化が非接触的に検出されると、演算出
力手段を介して制御信号がロール部に送出され、ワーク
ロールのロール間ギャップは、予め定めておいた所望の
状態で自動的に開かれるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付の図面を参照しながら説
明する。

第１図において全体として符号１は本発明に係る金属の
圧延装置を示すものである。該圧延装置１は、圧延前の
ストリップＳ′を挾圧しながら回転する上下ワークロー
ル２，３、およびこれら上下ワークロール２，３の上方
および下方に上下ワークロール２，３に接してそれぞれ
設けられる上下バックアップロール４，５、前記上下ワ
ークロール２，３間に設けられ、これら上下ワークロー
ル２，３の平坦度等を調整するワークロール調整機構
６、前記下バックアップロール５下部に設けられ、前記
ワークロール２，３のロール間ギャップ等を調整する油
圧圧下調整機構７を備えて構成されたものとなってい
る。ここで前記ワークロール調整機構６はベンディング
シリンダ−６ａおよびそれを駆動させるサーボバルブ６
ｂから、また前記油圧圧下調整機構７はプッシュアップ
シリンダー７ａおよびそれを駆動させるサーボバルブ７
ｂからそれぞれ構成されている（第３図参照）。また第
１図中符号９は、前記ワークロール２，３間を通過する
ことにより圧延加工されたストリップＳを巻き取るため
の巻取りリール、符号１０はストリップＳを水平に支持
しパスラインを保つデフレクタロールである。

前記ワークロール２，３の出側であって該ワークロール
２，３と前記デフレクタロール１０との間には、前記ス
トリップＳの存在が失われたこと、または張力が失われ
たことを検出するセンサー１１（１１ａ，１１ｂ）が、
ストリップＳの下方近接位置に設けられている。この場
合のセンサー１１は、高周波発振形渦電流式センサーで
あり、第３図に示す如く検出コイル１２、発振器１３、
検波回路１４、増幅回路１５より構成され、非接触状態
でストリップＳのレベル変位を精確に検出することがで
きるようになっている。また、実施例ではこのセンサー
１１が第１，２図の如くストリップＳの板幅方向に２個
並設されたものとなっている。ここで第２図に示すよう
に、一方のセンサー１１ａについてはその検出範囲（感
応範囲）が、正規位置にあるストリップＳを包含する範
囲となるように、また他方のセンサー１１ｂについては
その検出範囲が、前記ストリップＳに達しない範囲とな
るようにセットされたものとなっている。

渦電流式センサーは周知のように、電導体との距離が遠
ざかるに従いその出力が急激に減少する方式（発振法、
ブリッジ法等）のものと、上記距離と出力との関係が比
較的直線に近い性質を示す方式（正帰還法、あるいはリ
ニアライザ等で補正する方法）のものとがあり、本実施
例では、両センサー１１ａ，１１ｂとも発振法を使用
し、双方の干渉を少なくするべく周波数を変えた。

さらに、前記センサー１１は演算出力手段１６に接続さ
れている。この演算出力手段１６は、前記センサー１１
からの信号に基づき、前記ワークロール調整機構６およ
び油圧圧下調整機構７を制御するもので、詳しくは第３
図の如く構成されたものとなっている。すなわち、この
演算出力手段１６は、大きくは、破断信号出力部１７
と、油圧圧下制御部１８と、ベンディング圧力制御部１
９とで構成される。

前記破断信号出力部１７は、前記センサー１１ａ，１１
ｂからの信号をそれぞれ受けて“セット値”との比較を
行う比較回路２０ａ，２０ｂ、これら２つの比較回路２
０ａ，２０ｂからの信号を処理するＯＲゲート２１、該
ＯＲゲート２１からの出力信号を“設定条件”との対比
で処理するＡＮＤゲート２２とで構成されている。ここ
で前記“セット値”は、２個のセンサー１１ａ，１１ｂ
について、それぞれの感応範囲を、上述した如く別途に
定めるためのものである。また前記“設定条件”は、ス
トリップＳの低速通板時および巻き取り開始時等にはス
トリップＳが安定したパスラインを保っていないので破
断誤信号を出す可能性があるため、張力確立条件、通板
速度条件を予め設定して入力しておくものである。

前記油圧圧下制御部１８は、前記破断信号出力部１７か
らの信号を受けて２系統の動作信号を出す。その一つ
は、ベンディング圧力制御部１９を介して前記ワークロ
ール調整機構６を作動させるもの、もの一つは、前記油
圧圧下調整機構７を作動させるものである。この油圧圧
下制御部１８は、スロープカウンター２３、該スロープ
カウンター２３からの信号を演算処理するレジスター２
４、レジスター２４からの信号を変換するＤ／Ａコンバ
ーター２５、該コンバーター２５からの出力信号と、前
記破断信号出力部１７からの出力信号を受けて送出され
る初期動作信号とを加算処理するサミングアンプ２６、
該サミングアンプ２６からの信号を増幅して油圧圧下調
整機構７のサーボバルブ７ｂを作動させるサーボアンプ
２７、から構成される。

前記ベンディング圧力制御部１９は、圧力変換器２８、
通常運転状態から破断時状態へ前記ワークロール調整機
構６の制御系統を変換する切換回路２９、それぞれの系
統において前記圧力変化器２８を適性値に制御する比較
器３０、該比較器３０からの信号を増幅してワークロー
ル調整機構６のサーボバルブ６ｂを作動させるサーボア
ンプ３１、から構成されたものとなっている。

次いで以下に、上記の如く構成された圧延装置１の作用
とともに、該装置１による金属の圧延方法を説明する。

まず、正規運転状態、すなわちストリップＳが張力を付
与された状態でデフレクタロール１０を介して巻取りリ
ール９に巻き取られている状態にあっては、ストリップ
Ｓのパスラインは第２図に示す状態にある。このとき、
一方のセンサー１１ａは感応範囲内にストリップＳが存
在することを、また他方のセンサー１１ｂは感応範囲内
にストリップＳが存在しないことを検知し、ストリップ
Ｓが正規状態であることが検知され、該装置１の運転は
続行される。また、この正規運転状態にあっては、演算
出力手段１６の破断信号出力部１７から信号は出力され
ない。したがって前記切換回路２９はベント圧（運転
圧）側の回路を形成しており、これによりワークロール
２，３のロール間ギャップは通常状態、つまりストリッ
プＳを平坦に仕上げるための低い圧力にコントロールさ
れている。

次に、ストリップＳが破断した場合について説明する。

ストリップＳがワークロール２，３の出側にて破断する
と、ワークロール２，３とデフレクタロール１０との間
に生じていた張力が失われストリップＳの位置の変化が
起こり、一方のセンサー１１ａは板有出力から板無出力
変化として捕らえる。また、破断の状態によっては残存
ストリップがセンサー１１の上部に残る場合もある。こ
の時、一方のセンサー１１ａは破断にも拘わらず板有出
力を送出するから、ストリップＳが正規状態であると検
出したままとなる。他方のセンサー１１ｂは板無出力か
ら板有出力の出現として捕らえる。少なくとも一方のセ
ンサー１１によりストリップＳの破断現象が検知される
と、前記ＯＲゲート２１が開き、次のＡＮＤゲート２２
において先に述べた“設定条件”が合致すると、破断信
号が油圧圧下制御部１８に送出される。

油圧圧下制御部１８が上記破断信号を受けると、前記サ
ミングアンプ２６に初期動作信号が送出され、これによ
り油圧圧下調整機構７（サーボバルブ７ｂおよびプッシ
ュアップシリンダー７ａ）が作動され、ワークロール
２，３のロール間ギャップが圧下率相当の板厚分（入側
ストリップＳ′の板厚−出側ストリップＳの板厚；実施
例では０．５mm）だけ瞬時に開けられる。これは、破断
による入側ストリップＳ′の絞り込み現象を回避するた
めである。さらに、前記スロープカウンター２３から
は、前記レジスター２４、Ｄ／Ａコンバーター２５、サ
ミングアンプ２６を介して油圧圧下調整機構７にスロー
プ信号が出力され、これにより、ワークロール２，３の
ロール間ギャップが徐々に開かれる。第４図は、破断信
号が出力されてからのワークロール２，３のロール間ギ
ャップの変化を実施例について示したものである（通常
運転時のギャップをゼロとしている）。

上述のように、初期作動信号により破断後瞬時に０．５
mmギャップが開き、その後ギャップは、スロープ出力に
より徐々に開かれリセット状態となる。ちなみにリセッ
ト後の線図は復帰状態を示したものである。

そして、上記作動と平行して、ベンディング圧力制御部
１９の切換回路２９が、ワークロール調整機構６の作動
圧がベンド圧からバランス圧に、つまり運転圧力状態か
ら定格最大圧力状態に切り換えられる。これは、上記油
圧圧下制御部１８の動作に関連しており、破断時には上
述した如くロール間ギャップが所定量開かれるが、上述
したようにワークロール調整機構６は通常運転時には低
い圧力にコントロールされているために、ロール間ギャ
ップを開くと圧延圧力がゼロとなり、しかもこのワーク
ロール２，３には緊急停止が掛けられるため、低圧力状
態のままであるとワークロール２，３とバックアップロ
ール４，５との間でスリップを生ずるおそれがあるから
である。そこで、このワークロール調整機構６を定格最
大圧力として、バックアップロール４，５の離間移動と
バランスされるように追従させることにより、ワークロ
ールとバックアップロールとの接触圧力が確保されて両
ロール間のスリップが防止される。

このように、上記装置１および上記圧延方法によれば、
圧延中に不慮の板破断が生じた場合でも、それが自動的
かつ瞬時に検出されるとともに、その信号に即応してロ
ール間ギャップが所望する最適状態で開かれるよう制御
することができるため、破断によって生ずるおそれのあ
る圧延前金属の絞り込み現象、およびワークロール２，
３とバックアップロール４，５とのスリップ現象を確実
に防止することができる。従って、これら現象に伴う装
置の損傷や憂慮すべき高熱発生、あるいはワークロール
２，３およびバックアップロール４，５へのダメージ等
を防止することができるものとなる。

さらに本実施例においては、板破断を検出するセンサー
を渦電流式センサーとしているため、ストリップＳに対
して非接触での検出が可能となる。

なお、上記実施例では、センサー１１を２個用い、しか
も各々のセンサーの検知方法を違えることにより検知確
度を高めた構成としているが、上記センサー１１は１個
としてもよい。また、図示例では該センサー１１がスト
リップＳの下方に設置された構成となっているが、該セ
ンサー１１はストリップＳの上方にあってもよいことは
いうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、圧延中に不慮の
板切断が生じた場合には、センサーにより圧延材のたる
みや喪失等の位置の変化が非接触的に自動的にかつ瞬時
に検出されるとともに、その信号に即応してロール間ギ
ャップが最適状態で開かれるよう制御することができる
ため、破断によって生ずるおそれのある圧延材の絞り込
み現象、およびワークロールとバックアップロールとの
スリップ現象を確実に防止することができ、よって、こ
れら現象に伴う装置の損傷や憂慮すべき高熱発生、ある
いはワークロールおよびバックアップロールへのダメー
ジ等を防止することができる、といった優れた効果を奏
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属の圧延装置の一実施例を概略
で示す斜視図、第２図は当実施例によるセンサーの作用
を説明するものでセンサーをストリップと共に示す側面
図、第３図は当実施例による演算出力手段の回路図、第
４図は当実施例におけるワークロールのロール間ギャッ
プの制御例を示したグラフである。 Ｓ……圧延後ストリップ、 Ｓ′……圧延前ストリップ、 １……金属の圧延装置、 ２……上ワークロール、 ３……下ワークロール、 ４……上バックアップロール、 ５……下バックアップロール、 ６……ワークロール調整機構、 ７……油圧圧下調整機構、 １０……デフレクタロール、 １１（１１ａ，１１ｂ）……センサー、 １６……演算出力手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークロールの出側であって該ワークロー
   ルとデフレクターロールの間に張力を付与された圧延材
   の近傍位置に、前記圧延材が切断したことによる圧延材
   のたるみや喪失等の位置の変化を該圧延材とは非接触状
   態で検出するセンサーを固設し、該センサーの検出信号
   に基づいて前記ワークロールのロール間ギャップを所定
   速度で開くように制御することを特徴とする金属の圧延
   方法。
2. 【請求項２】第１項記載の金属の圧延方法において、前
   記センサーが渦電流式センサーであることを特徴とする
   金属の圧延方法。
3. 【請求項３】上下ワークロール間に設けられ上下ワーク
   ロールの平坦度等を調整するワークロール調整機構、お
   よび前記ワークロールを挟圧する上下バックアップロー
   ルに設けられ前記ワークロールのロール間ギャップ等を
   調整する油圧圧下調整機構を備えてなる金属の圧延装置
   において、 前記ワークロールと該ワークロールの後段に配設された
   デフレクタロールとの間に張力を付与された圧延材に近
   接して該圧延材とは非接触状態で設けられ、前記圧延材
   が切断したことによる圧延材のたるみや喪失等の位置の
   変化を検出するセンサーと、 該センサーからの信号に基づき、前記ワークロールのロ
   ール間ギャップが所定の速度で開くように、前記ワーク
   ロール調整機構および前記油圧圧下調整機構を制御する
   演算出力手段と、 を備えていることを特徴とする金属の圧延装置。
4. 【請求項４】第３項記載の金属の圧延装置において、前
   記センサーが渦電流式センサーであることを特徴とする
   金属の圧延装置。