JPH08184429A - 形状センサーロール - Google Patents

形状センサーロール

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JPH08184429A
JPH08184429A JP6337425A JP33742594A JPH08184429A JP H08184429 A JPH08184429 A JP H08184429A JP 6337425 A JP6337425 A JP 6337425A JP 33742594 A JP33742594 A JP 33742594A JP H08184429 A JPH08184429 A JP H08184429A
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roll
core shaft
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Nobuhiro Tazoe
信広 田添
Yuichiro Mizuno
雄一郎 水野
Kazunobu Kobayashi
一信 小林
Osamu Kiuchi
修 木内
Kagemi Kawazoe
景美 川添
Yoshio Katayama
善雄 片山
Hiroaki Okano
宏昭 岡野
Akira Kosaka
晃 小阪
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Kubota Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状センサーロールに採用する薄肉のスリー
ブの耐熱性や耐強度等の向上を図り、熱間圧延ラインで
使用できるようにする。 【構成】 芯軸(10)の外周面部に、軸方向に沿う空
隙形成用段部(11)を設ける。芯軸(10)の空隙形
成用段部(11)の位置に、多数のセンサー(15)を
配列して組み付ける。芯軸(10)の外周に複層構造と
した薄肉のスリーブ(14)を嵌装する。スリーブ(1
4)は、鋼製パイプによる内層材(12)と、ハイス系
金属粉末を熱間静水圧プレスにより成形した外層材(1
3)とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱間圧延ラインの圧延機
入側又は出側の少なくとも一方側に設置して用いる形状
センサーロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧延機にて圧延される圧延材の形状を均
一なものとすることは、製品品質の上で重要である。こ
の場合、圧延材を走行中にその形状変化を目視で判定す
ることはできないため、走行中の圧延材の形状を自動的
に検出するための種々の形状検出装置が従来より開発さ
れている。
【0003】従来の形状検出装置としては、接触式と非
接触式とがあり、接触式の形状検出装置としては、図2
に概略を示す如く、ライン方向に並ぶ仕上げ圧延スタン
ド(1)間において圧延材(2)に張力を与えるルーパ
ーロールに、圧延材(2)の幅方向各部の張力を検出す
るようにした検出器を組み込んで形状センサーロール
(3)としたものがあり、圧延材(2)の幅方向の張力
分布を計測して圧延材(2)の形状を検出するようにし
てある。
【0004】このような接触式のロール型式の形状セン
サーロールには、中空多分割ロール法を採用したものが
あり、たとえば、「塑性と加工 vol.20 no.217 (19
79−2)」の91頁や、実公平3−11691号公報
等に開示されている。
【0005】上記中空多分割ロール法の形状センサーロ
ールは、図3の(イ)(ロ)に概要を示すように、中空
の固定軸(4)の外周に、軸線方向に分割配置した複数
のロータ(5)を嵌装し、且つ上記固定軸(4)の周壁
部に、中空部から固定軸(4)とロータ(5)との間の
隙間へ圧縮空気を供給するノズル(6)を、固定軸
(4)の軸線方向及び周方向に所定間隔で位置するよう
に穿設し、更に、上記固定軸(4)の周壁部上下位置
に、検出管(7)と連通させた空気圧測定用の検出口
(8)を設け、ロータ(5)が固定軸(4)に対して変
位したとき生じる空気の圧力差を、上下の検出口(8)
から検出管(7)を通して検出し、検出した空気の圧力
差を空電変換器(9)で変換して、図示しない演算装置
で圧延材(2)の幅方向張力分布を求めるようにしてあ
る。
【0006】又、従来、上記固定軸に代えて回転自在と
した軸を用い、該軸の外周面部に、各ロータに対応させ
てセンサーを埋設し、各センサーで検出した値に基づい
て圧延材の幅方向の張力分布を計測できるようにしたも
のもある(実公平3−11692号公報)。
【0007】しかしながら、上記従来の形状センサーロ
ールの場合、いずれも、ロール表面部のロータが軸方向
多分割構造としてあるため、圧延材の張力が高くなる
と、ロータの分割部分によって圧延材に傷を付けてしま
うおそれがある。
【0008】そのため、上記多分割構造のロータを用い
ることに代えて、軸方向一体構造とした薄肉のスリーブ
を用いることが検討され始めた。
【0009】この薄肉のスリーブを作る場合は、スリー
ブを鋳造により厚肉状に作った後、その表面を削って薄
肉として行くようにしており、テーブルロールに見られ
るように厚みを20mmの薄肉としたスリーブは作られて
いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記薄肉の
スリーブを用いて形状センサーロールを製作しようとす
る場合、形状センサーロールを熱間圧延ラインで用いる
場合には、冷間圧延ラインで用いる場合に比して、耐熱
性、耐摩耗性、耐食性、耐強度等が要求されるため、一
般的には、スリーブを上記のように鋳造品とせざるを得
ず、鋳造品としてのスリーブを、表面精度を出すために
表面を削ることより薄肉として行くことになるが、セン
サーでの感度が得られるようにするためには、厚みが1
0mm以下の薄肉となるようにしなければならず、その場
合、薄くして厚みを10mm以下とすると、鋳造品特有の
ポロシテイの存在により割れが発生し易くなる等の内部
の欠陥の問題が惹起されてしまう。したがって、熱間圧
延ラインで使用するための形状センサーロール用の薄肉
のスリーブの材質を見い出し得ず、現在まで耐熱、耐摩
耗、耐食性、耐強度を満足する薄肉スリーブとした形状
センサーロールは開発されていないのが実情である。
【0011】そこで、本発明は、熱間圧延ラインで使用
できる薄肉のスリーブを採用した形状センサーロールを
提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、軸方向に沿わせて多数のセンサー(1
5)を所要間隔で組み付けた芯軸(10)の外周に、鋼
製パイプとした内層材(12)と、その外側にハイス系
金属粉末を熱間静水圧プレスにより被覆施工してなる外
層材(13)との複層材を嵌装して、該複層材を薄肉の
スリーブ(14)構造とした構成とする。
【0013】又、外層材(13)の成分範囲を、C:
1.4〜2.4%、Si:0.2〜1.5%、Mn:
0.2〜1.0%、Cr:10〜18%、Mo:0.5
〜1.0%、V:6%以下、残部が実質的にFeとなる
ようにした構成とするとよい。
【0014】
【作用】スリーブ(14)が鋼製パイプによる内層材
(12)と、ハイス系金属粉末を熱間静水圧プレスによ
り成形した外層材(13)とからなる複層構造としてあ
ることから、耐熱性や耐摩耗性、耐食性、耐強度等を得
ることができ、これによりスリーブ(14)の薄肉化が
容易となる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0016】図1の(イ)(ロ)は本発明の一実施例を
示すもので、両軸端部を軸受(図示せず)に回転自在に
支持させるようにした中空状の芯軸(10)の外周面部
の一部に、軸方向に沿う空隙形成用段部(11)を設け
て、該芯軸(10)の空隙形成用段部(11)の位置に
多数のセンサー(15)を所要間隔で組み付け、且つ上
記芯軸(10)の外周に、内層材(12)と外層材(1
3)とからなる複層構造とした薄肉のスリーブ(14)
を嵌装してなる構成とする。上記センサー(15)とし
ては、これまで空気軸受を使用する場合とか変位計等が
用いられていたが、圧延機用のセンサーとしてはロード
セルを用いるのが好ましい。
【0017】上記スリーブ(14)は、内層材(12)
を、SCM440鋼製のパイプとし、且つ該内層材(1
2)の外側に、外層材(13)として、ハイス系金属粉
末を、HIP(熱間静水圧プレス)により被覆施工して
複層構造とした後、上記外層材(13)の表面を精密に
切削加工して厚みが10mm以下となるようにした構成と
してある。上記外層材(13)としてのハイス系金属粉
末は、C:1.4〜2.4%、Si:0.2〜1.5
%、Mn:0.2〜1.0%、Cr:10〜18%、M
o:0.5〜1.0%、V:6%以下、残部が実質的に
Feとなる成分範囲としてある。なお、%はすべて重量
%である。
【0018】上記外層材(13)の成分範囲において、
C:1.4〜2.4%としたのは、Cは炭化物形成元素
であり、V、Ti、Nb、W、Mo、Cr等と結合し
て、MC型、M6C型、M2C型等の炭化物を形成し、
合金の硬度を高めるものであるが、1.4%未満ではか
かる作用が不足し、増量すると炭化物の過剰析出や粗大
化等による合金の靭性劣化および加工性の低下等の原因
となるため2.4%を上限とした。
【0019】Si:0.2〜1.5%としたのは、Si
は焼入れ性を高める元素であるが、0.2%未満ではか
かる作用が不足し、多量に含有すると材料を脆化させる
ため1.5%を上限とした。
【0020】Mn:0.2〜1.0%としたのは、Mn
は脱酸作用を有し、又、焼入れ性の改善硬化を有する
が、0.2%未満ではかかる作用が不足し、多量の添加
は高温におけるオーステナイト粒の粒大化を招き、合金
の脆化の原因となるため1.0%を上限とした。
【0021】Cr:10〜18%としたのは、Crは酸
化性の酸に対する耐食性を改善させる元素であって、少
量の含有でも効果があり、特に10%以上の含有で著し
く耐食性を良好にさせるが、多量に含有すると材料を脆
化させるため18%を上限とした。
【0022】Mo:0.5〜1.0%としたのは、Mo
は非酸化性の酸に対する耐食性を改善させる元素である
が、0.5%未満ではその効果は十分でなく、多量に含
有すると酸化性酸に対する耐食性を減じるため1.0%
を上限とした。
【0023】V:6%以下としたのは、Vは焼結合金の
マトリックスに固溶し、焼もどし処理により微細なMC
型炭化物を析出し、顕著な二次硬化をもたらすので、添
加増量によりその効果を増すが、多量に添加すると炭化
物の過剰析出により、合金の靭性低下を伴い、又、加工
性が悪くなるので6%を上限とした。
【0024】上記構成とした本発明の形状センサーロー
ルを、圧延機の入側、出側の双方又はいずれか一方にて
圧延材(2)に張力が掛かるように配置して使用する
と、圧延材(2)の幅方向の張力分布に応じて薄肉のス
リーブ(14)が芯軸(10)との間に形成されている
空隙(16)の部分で撓み、この撓み変形荷重が軸方向
各部のセンサー(15)で検出されることにより、圧延
材(2)の幅方向の張力分布が計測される。
【0025】上記において、芯軸(10)の外周に嵌装
したスリーブ(14)は、鋼製パイプとした内層材(1
2)の外側に、ハイス系金属粉末による外層材(13)
をHIPにより施工したものであるため、鋳造品による
場合の如き内部欠陥を起すことなく薄肉化することがで
きる。しかも、内層材(12)が鋼製パイプであること
から、引張り、伸び、靭性、衝撃等に対する耐強度が得
られ、又、外層材(13)がハイス系金属粉末のHIP
成形品としてあることから、耐熱性、耐摩耗性、耐食性
が得られる。したがって、熱間圧延ラインにおける圧延
材の形状センサーロールとして安定して使用することが
できる。
【0026】因に、本発明者等が、外層材(13)の成
分組成を、C:2.2%、Si:0.3%、Mn:0.
3%、Cr:16.8%、Mo:0.5%、V:5.6
%、Fe:Balとして、スリーブ(14)を試作して
実験を行ったところ、耐熱性、耐摩耗性、耐食性、耐強
度の各部門で極めて優秀な結果が得られた。
【0027】なお、上記実施例では、芯軸(10)を中
空形状とした場合を示したが、センサー(15)用の配
線を通す孔があれば中実としてもよいこと、又、スリー
ブ(14)は、内層材(12)と外層材(13)との間
にSNCM材系等の中間層材を介在させて3層以上の構
造としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0028】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、セン
サー(15)を組み付けた芯軸(10)の外周に薄肉の
スリーブ(14)を嵌装させ、スリーブ(14)の変形
をセンサー(15)で検出するようにしてある形状セン
サーロールにおいて、上記スリーブ(14)を、鋼製パ
イプとした内層材(12)と、その外側にハイス系金属
粉末を熱間静水圧プレスにより被覆施工した外層材(1
3)とからなる複層構造としたので、スリーブ(14)
の耐熱性、耐摩耗性、耐食性、耐強度等を得ることがで
きて薄肉化を容易に図ることができ、したがって、熱間
圧延ラインにおいて圧延材の形状検出用として使用する
ことができて、高い信頼性を得ることができる、という
優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の形状センサーロールの一実施例を示す
もので、(イ)は全体の概略斜視図、(ロ)は部分拡大
断面図である。
【図2】形状センサーロールの使用状況の一例を示す概
略図である。
【図3】従来の形状センサーロールの一例の概要を示す
もので、(イ)は一部切断斜視図、(ロ)は切断側面図
である。
【符号の説明】
(10) 芯軸 (11) 空隙形成用段部 (12) 内層材 (13) 外層材 (14) スリーブ (15) センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 雄一郎 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 小林 一信 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第二工場内 (72)発明者 木内 修 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第二工場内 (72)発明者 川添 景美 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第二工場内 (72)発明者 片山 善雄 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社ク ボタ尼崎工場内 (72)発明者 岡野 宏昭 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社ク ボタ尼崎工場内 (72)発明者 小阪 晃 兵庫県尼崎市西向島町64番地 株式会社ク ボタ尼崎工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向に沿わせて多数のセンサー(1
    5)を所要間隔で組み付けた芯軸(10)の外周に、鋼
    製パイプとした内層材(12)と、その外側にハイス系
    金属粉末を熱間静水圧プレスにより被覆施工してなる外
    層材(13)との複層材を嵌装して、該複層材を薄肉の
    スリーブ(14)構造としたことを特徴とする形状セン
    サーロール。
  2. 【請求項2】 外層材(13)の成分範囲が、C:1.
    4〜2.4%、Si:0.2〜1.5%、Mn:0.2
    〜1.0%、Cr:10〜18%、Mo:0.5〜1.
    0%、V:6%以下、残部が実質的にFeである請求項
    1記載の形状センサーロール。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0982563A1 (de) * 1998-08-25 2000-03-01 BETRIEBSFORSCHUNGSINSTITUT VDEh, INSTITUT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG GmbH Messrolle zum Feststellen von Planheitsabweichungen
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