JPH09103815A - ロールスタンドにおいてロールの垂直方向運動に起因する力を補正するための方法 - Google Patents
ロールスタンドにおいてロールの垂直方向運動に起因する力を補正するための方法Info
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- JPH09103815A JPH09103815A JP8214796A JP21479696A JPH09103815A JP H09103815 A JPH09103815 A JP H09103815A JP 8214796 A JP8214796 A JP 8214796A JP 21479696 A JP21479696 A JP 21479696A JP H09103815 A JPH09103815 A JP H09103815A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロールの水平方向運動に起因する力もしくは
力部分を補正するための方法を提供すること 【手段】 両圧下シリンダ内の圧力をロール間隙の片側
における圧延力を決定するのに参照し、力測定装置に示
された力をロール間隙の相対している側の圧延力を決定
するのに参照する、ワークロールの摺動シリンダ内の圧
力を決定可能なワークロール−軸線方向力を考慮して圧
力作業の間ロールスタンド内の全軸線方向力を計算によ
り決定する。
力部分を補正するための方法を提供すること 【手段】 両圧下シリンダ内の圧力をロール間隙の片側
における圧延力を決定するのに参照し、力測定装置に示
された力をロール間隙の相対している側の圧延力を決定
するのに参照する、ワークロールの摺動シリンダ内の圧
力を決定可能なワークロール−軸線方向力を考慮して圧
力作業の間ロールスタンド内の全軸線方向力を計算によ
り決定する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークロール、一
つ或いは多数のバックアップロール、液圧圧下部材、ロ
ール間隙の相対している側面に力測定装置、およびワー
クロールを水平方向に摺動させるための液圧装置とを備
えた、偏平な製品を熱間圧延および冷間圧延するための
ロールスタンドにおいてロールの水平方向運動に起因す
る力もしくは力部分を補正するための方法に関する。
つ或いは多数のバックアップロール、液圧圧下部材、ロ
ール間隙の相対している側面に力測定装置、およびワー
クロールを水平方向に摺動させるための液圧装置とを備
えた、偏平な製品を熱間圧延および冷間圧延するための
ロールスタンドにおいてロールの水平方向運動に起因す
る力もしくは力部分を補正するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延設備および冷間圧延設備により
偏平な製品を圧延する際に、作業に関与するすべてのロ
ールが圧延工程の間異なる方向で軸線方向にロールスタ
ンド内において移動し、それぞれ設けられている錠止部
材に押圧されることにより軸線方向力が生じると言う問
題がある。この軸線方向力から、所属する反力を伴っ
て、ロール中心から隣接しているロールとの接触までの
間隔内に対の自由力が生じる。この力対の各々はロール
軸受内に反力を生じ、従ってロールスタンドの両スタン
ド枠にも反力を招く。
偏平な製品を圧延する際に、作業に関与するすべてのロ
ールが圧延工程の間異なる方向で軸線方向にロールスタ
ンド内において移動し、それぞれ設けられている錠止部
材に押圧されることにより軸線方向力が生じると言う問
題がある。この軸線方向力から、所属する反力を伴っ
て、ロール中心から隣接しているロールとの接触までの
間隔内に対の自由力が生じる。この力対の各々はロール
軸受内に反力を生じ、従ってロールスタンドの両スタン
ド枠にも反力を招く。
【０００３】図１には、この基本的な問題が、４重式ロ
ールスタンドの上バックアップロール１を例にとって説
明されている。水平方向で作用する力Ｔは線型同位置の
ベクトルである。即ち、これらの力はその作用線に沿っ
て移動可能である。従って、ロールスタンドのいずれの
側においてロールを錠止するかは些細な事柄である。こ
のような力対は、本質的に常に、隣接しているロールと
の接触領域内の軸線方向力によって生じる。個々の力は
重塁し、ロールハウジング内に克服しがたい反力を伴っ
て、作業に関与するすべてのロールにおいて異なった軸
線方向力として現れる。
ールスタンドの上バックアップロール１を例にとって説
明されている。水平方向で作用する力Ｔは線型同位置の
ベクトルである。即ち、これらの力はその作用線に沿っ
て移動可能である。従って、ロールスタンドのいずれの
側においてロールを錠止するかは些細な事柄である。こ
のような力対は、本質的に常に、隣接しているロールと
の接触領域内の軸線方向力によって生じる。個々の力は
重塁し、ロールハウジング内に克服しがたい反力を伴っ
て、作業に関与するすべてのロールにおいて異なった軸
線方向力として現れる。
【０００４】特に可逆ロールスタンドの場合、ロールハ
ウジング内の反力は極めて不利な作用をもたらす。回転
方向が逆転する際、作業に関与するすべてのロールのね
じれ方向も変わる。ロールはそれぞれ相対している側で
運動し、このことは軸線方向力の反転を招く。ロールハ
ウジング内の反力は相応して変わり、その結果ロールハ
ウジング内に設けられている力測定装置が、本来の圧延
プロセスと関係のない変化を告知することとなる。この
結果、ロールハウジング内で測定された力に依存する制
御回路、例えば平坦度制御、ロール間隙の平行な調節の
ための自動的な寸法設定、被圧延材の中心を外れた状態
による作用を補正するためのロール−アライメント−コ
ントロールのような制御回路の、ロールスタンドの様式
および被圧延材の種類に応じた不正な反作用を招く。
ウジング内の反力は極めて不利な作用をもたらす。回転
方向が逆転する際、作業に関与するすべてのロールのね
じれ方向も変わる。ロールはそれぞれ相対している側で
運動し、このことは軸線方向力の反転を招く。ロールハ
ウジング内の反力は相応して変わり、その結果ロールハ
ウジング内に設けられている力測定装置が、本来の圧延
プロセスと関係のない変化を告知することとなる。この
結果、ロールハウジング内で測定された力に依存する制
御回路、例えば平坦度制御、ロール間隙の平行な調節の
ための自動的な寸法設定、被圧延材の中心を外れた状態
による作用を補正するためのロール−アライメント−コ
ントロールのような制御回路の、ロールスタンドの様式
および被圧延材の種類に応じた不正な反作用を招く。
【０００５】ロールスタンド内に生じる垂直方向の力、
例えば自重から来る力、ロールバランシングの力および
ロールベンデイングの力を計算により或いは測定技術的
に把握し、両ロールハウジング内において力を測定する
際に考慮することは、既に公知技術に属する。しかし、
このような補正はロールの上記した軸線方向力から生じ
る反力に関しては行われない。
例えば自重から来る力、ロールバランシングの力および
ロールベンデイングの力を計算により或いは測定技術的
に把握し、両ロールハウジング内において力を測定する
際に考慮することは、既に公知技術に属する。しかし、
このような補正はロールの上記した軸線方向力から生じ
る反力に関しては行われない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】こう言ったことから、
本発明の根底をなす課題は、ロールハウジング内の反力
を、ロールスタンド内に付加的な測定のための装置を設
けることなく、十分に確実に決定することが可能な方法
を提供することである。
本発明の根底をなす課題は、ロールハウジング内の反力
を、ロールスタンド内に付加的な測定のための装置を設
けることなく、十分に確実に決定することが可能な方法
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題の解決は、ロー
ルスタンド内において生じる水平方向運動から起因する
力もしくは力線を補正するための冒頭に記載の様式の方
法にあって、両圧下シリンダ内の圧力をロール間隙の片
側における圧延力を決定するのに参照し、力測定装置に
示された力をロール間隙の相対している側の圧延力を決
定するのに参照すること、ワークロールの摺動シリンダ
内の圧力を決定可能なワークロール−軸線方向力を考慮
して、圧力作業の間ロールスタンド内の全軸線方向力を
計算により決定することにより解決される。
ルスタンド内において生じる水平方向運動から起因する
力もしくは力線を補正するための冒頭に記載の様式の方
法にあって、両圧下シリンダ内の圧力をロール間隙の片
側における圧延力を決定するのに参照し、力測定装置に
示された力をロール間隙の相対している側の圧延力を決
定するのに参照すること、ワークロールの摺動シリンダ
内の圧力を決定可能なワークロール−軸線方向力を考慮
して、圧力作業の間ロールスタンド内の全軸線方向力を
計算により決定することにより解決される。
【０００８】本発明は、ロールの水平方向運動に起因す
るロールスタンド内で生じる不特定なすべての力を決定
し、かつそれから得られる力線を測定された圧延力にお
いて補正することを可能にする。本発明による有利な他
の構成は特許請求の範囲の請求項２から９に記載した。
以下に添付した図面に図示した実施の形態につき詳細に
説明する。
るロールスタンド内で生じる不特定なすべての力を決定
し、かつそれから得られる力線を測定された圧延力にお
いて補正することを可能にする。本発明による有利な他
の構成は特許請求の範囲の請求項２から９に記載した。
以下に添付した図面に図示した実施の形態につき詳細に
説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】偏平な製品を熱間圧延および冷間
圧延するための現代的なロールスタンドは、現今にあっ
ては殆ど板厚制御のための調節部材として液圧圧下部材
２を備えている。液圧による圧下のための圧下シリンダ
は上バックアップロールのチョック３の上方にか、或い
は下バックアップロールのチョック４の下方に存在して
いる。優れた実施の形態にあっては、ロールスタンドの
ロール間隙から見て相対している側面において、付加的
に両ロールハウジング内に力測定装置５が設けられてお
り、この力測定装置により圧延工程中にロールハウジン
グ内に生じる力が連続的に測定される。
圧延するための現代的なロールスタンドは、現今にあっ
ては殆ど板厚制御のための調節部材として液圧圧下部材
２を備えている。液圧による圧下のための圧下シリンダ
は上バックアップロールのチョック３の上方にか、或い
は下バックアップロールのチョック４の下方に存在して
いる。優れた実施の形態にあっては、ロールスタンドの
ロール間隙から見て相対している側面において、付加的
に両ロールハウジング内に力測定装置５が設けられてお
り、この力測定装置により圧延工程中にロールハウジン
グ内に生じる力が連続的に測定される。
【００１０】液圧による圧下のための両液圧シリンダ
は、液圧により優れた方法で両ロールハウジング内の力
に関する附加的な測定値を与え、従って総合するに上バ
ックアップロールのチョック上方における、および下バ
ックアップロールのチョックの下方における、両ロール
ハウジング内の力に関する測定値を、余計な経費を費や
すことなく、使用することが可能である。
は、液圧により優れた方法で両ロールハウジング内の力
に関する附加的な測定値を与え、従って総合するに上バ
ックアップロールのチョック上方における、および下バ
ックアップロールのチョックの下方における、両ロール
ハウジング内の力に関する測定値を、余計な経費を費や
すことなく、使用することが可能である。
【００１１】偏平な製品を熱間圧延および冷間圧延する
ための現代的なロールスタンドの他の特徴は、例えば被
圧延材のプロフイルを調整するための、或いはロールの
摩耗を均整するための摺動可能なワークロール６であ
る。優れた実施の形態にあっては、ワークロール６の摺
動は液圧シリンダ７により行なわれる。作業の工程間に
おいて両ワークロールが摺動されるか、或いは一定の位
置に存在しているかに依存せずに、液圧シリンダ７内
に、ワークロール６から起因する軸線方向力に依存した
圧力が生じる。従って、ワークロールのこの軸線方向力
は優れた方法により、余計な経費を費やすることなく、
摺動シリンダ内での圧力測定により決定可能である。こ
れに伴い、ロールスタンド内の水平方向力および垂直方
向力のために全部で六つの測定値が使用されている。
ための現代的なロールスタンドの他の特徴は、例えば被
圧延材のプロフイルを調整するための、或いはロールの
摩耗を均整するための摺動可能なワークロール６であ
る。優れた実施の形態にあっては、ワークロール６の摺
動は液圧シリンダ７により行なわれる。作業の工程間に
おいて両ワークロールが摺動されるか、或いは一定の位
置に存在しているかに依存せずに、液圧シリンダ７内
に、ワークロール６から起因する軸線方向力に依存した
圧力が生じる。従って、ワークロールのこの軸線方向力
は優れた方法により、余計な経費を費やすることなく、
摺動シリンダ内での圧力測定により決定可能である。こ
れに伴い、ロールスタンド内の水平方向力および垂直方
向力のために全部で六つの測定値が使用されている。
【００１２】図２はロールスタンド内の力の解析を示し
ている。圧力工程からの力Ｆとロールの軸線方向力Ｔの
みを記録した。バランシング力、ベンデインク力および
重量値は省略した。何故なら、これらの力の補正は知ら
れているからである。上下のロール組の水平力Ｔ、垂直
力ＦおよびモーメントＭのための平衡条件の式は全部で
六つの方程式にまとめられる。以下に記載するこの六つ
の式ＧＬは力均衡を以下のように表している。即ち、 ロールスタンド 上方 垂直力Ｆ： Ｆｗ−Ｆ1 −Ｆ2 ＝０ ＧＬ（１） 水平力Ｔ： Ｔｗ−Ｔ1 −Ｔ2 ＝０ ＧＬ（２） ロールスタンド 下方 垂直力Ｆ： Ｆｗ−Ｆ3 −Ｆ4 ＝０ ＧＬ（４） 水平力Ｔ： Ｔｗ−Ｔ3 −Ｔ4 ＝０ ＧＬ（５） これらの六つの方程式から数学的な変形により、バック
アップロールから出る力Ｔ1 とＴ4 並びにロール間隙内
に生じる接線力Ｔｗに関する方程式を決定することが可
能である。これに伴い、ロールスタンド内に生じる全て
の水平に作用する力が知られる。
ている。圧力工程からの力Ｆとロールの軸線方向力Ｔの
みを記録した。バランシング力、ベンデインク力および
重量値は省略した。何故なら、これらの力の補正は知ら
れているからである。上下のロール組の水平力Ｔ、垂直
力ＦおよびモーメントＭのための平衡条件の式は全部で
六つの方程式にまとめられる。以下に記載するこの六つ
の式ＧＬは力均衡を以下のように表している。即ち、 ロールスタンド 上方 垂直力Ｆ： Ｆｗ−Ｆ1 −Ｆ2 ＝０ ＧＬ（１） 水平力Ｔ： Ｔｗ−Ｔ1 −Ｔ2 ＝０ ＧＬ（２） ロールスタンド 下方 垂直力Ｆ： Ｆｗ−Ｆ3 −Ｆ4 ＝０ ＧＬ（４） 水平力Ｔ： Ｔｗ−Ｔ3 −Ｔ4 ＝０ ＧＬ（５） これらの六つの方程式から数学的な変形により、バック
アップロールから出る力Ｔ1 とＴ4 並びにロール間隙内
に生じる接線力Ｔｗに関する方程式を決定することが可
能である。これに伴い、ロールスタンド内に生じる全て
の水平に作用する力が知られる。
【００１３】
【数１】 この数式は、本発明による方法に関連した方程式組を示
したものである。ロール間隙内で得られる圧延力の状態
に関する中央からの偏り(Mittenabweichung)Ｘの導出は
特に重要である（図２参照）。この値は同様に六つの測
定値から作業の間に連続的に導出される。中央からの偏
りＸに関する方程式は上記の数式に記載されている。ロ
ール交換の後ロールスタンドを被圧延材の不存在下に予
緊張し、六つの測定値から算出された偏心性（中央から
の偏り）Ｘを計算するようにして、この値Ｘは自動的な
寸法設定のために、即ち両ワークロールの自動的な平行
状態のために参照される。液圧の圧下による旋回によ
り、値Ｘは零に調整され、その結果上方および下方のロ
ールの異論の余地のない平行状態が結果として達せられ
る。
したものである。ロール間隙内で得られる圧延力の状態
に関する中央からの偏り(Mittenabweichung)Ｘの導出は
特に重要である（図２参照）。この値は同様に六つの測
定値から作業の間に連続的に導出される。中央からの偏
りＸに関する方程式は上記の数式に記載されている。ロ
ール交換の後ロールスタンドを被圧延材の不存在下に予
緊張し、六つの測定値から算出された偏心性（中央から
の偏り）Ｘを計算するようにして、この値Ｘは自動的な
寸法設定のために、即ち両ワークロールの自動的な平行
状態のために参照される。液圧の圧下による旋回によ
り、値Ｘは零に調整され、その結果上方および下方のロ
ールの異論の余地のない平行状態が結果として達せられ
る。
【００１４】上記の中央からの偏りＸの他の使用は、特
にストリツプもしくは薄板のロールスタンド中央からの
偏りが生じる可逆ロールスタンドにおける圧延プロセス
の監視である。中央からのずれＸはこのような結果の告
知および相応する修正のために参照される。もちろん、
自動的な寸法設定および圧延プロセスの監視を、中央か
らのずれＸの導入の代わりに、測定された力Ｆ1 からＦ
4 を、軸線方向力から算出される反力により修正（補
正）することによっても行うことが可能である。この作
業に必要な、作業に関与するすべてのロールから生じる
反力の総計に関する方程式は、軸線方向力に起因する反
力と圧延力の偏心性に起因する反力に関する方程式組の
示している、
にストリツプもしくは薄板のロールスタンド中央からの
偏りが生じる可逆ロールスタンドにおける圧延プロセス
の監視である。中央からのずれＸはこのような結果の告
知および相応する修正のために参照される。もちろん、
自動的な寸法設定および圧延プロセスの監視を、中央か
らのずれＸの導入の代わりに、測定された力Ｆ1 からＦ
4 を、軸線方向力から算出される反力により修正（補
正）することによっても行うことが可能である。この作
業に必要な、作業に関与するすべてのロールから生じる
反力の総計に関する方程式は、軸線方向力に起因する反
力と圧延力の偏心性に起因する反力に関する方程式組の
示している、
【００１５】
【数２】 においてＲ1 からＲ4 で与えられる。このような補正の
後、測定値Ｆ1 −Ｆ4 は公知の方法で測定値Ｆ1 −Ｆ2
もしくはＦ3 −Ｆ4 の差形成により、ロール寸法の設定
と圧延プロセスの監視に使用される。ロール−軸線方向
力と偏心性を決定するための方程式により、上方或いは
下方のロールスタンド領域内における軸線方向力に関す
る測定値を常に差値として評価するのがのが有利である
ことが分かる。この結果として、摩擦値が両ロールスタ
ンド側にあって等しい場合、これらの測定値内に含まれ
ている摩擦力は、特に圧下シリンダからの測定値にあっ
ては評価に考慮されない。このことは、両側での接近運
動および液圧による圧下の両側における上昇運動の間の
測定値の記録にも言えることである。旋回運動の際、両
ロールスタンド側摩擦力が加算される。従って、旋回運
動の間の測定値の記録は作業経過中に中止される。
後、測定値Ｆ1 −Ｆ4 は公知の方法で測定値Ｆ1 −Ｆ2
もしくはＦ3 −Ｆ4 の差形成により、ロール寸法の設定
と圧延プロセスの監視に使用される。ロール−軸線方向
力と偏心性を決定するための方程式により、上方或いは
下方のロールスタンド領域内における軸線方向力に関す
る測定値を常に差値として評価するのがのが有利である
ことが分かる。この結果として、摩擦値が両ロールスタ
ンド側にあって等しい場合、これらの測定値内に含まれ
ている摩擦力は、特に圧下シリンダからの測定値にあっ
ては評価に考慮されない。このことは、両側での接近運
動および液圧による圧下の両側における上昇運動の間の
測定値の記録にも言えることである。旋回運動の際、両
ロールスタンド側摩擦力が加算される。従って、旋回運
動の間の測定値の記録は作業経過中に中止される。
【００１６】維持されている状態および異論の余地のな
いロールの摩耗の監視のため、測定されかつ算出された
軸線方向力Ｔ1 からＴ4 およびＴw を利用するのが有利
であることが分かった。著しい摩耗状態とロールの摩耗
による欠陥はロールの相互方向への傾きを増大させ、か
つ高い軸線方向力を招く。従って、この力の表示は圧延
機の連続した監視のための優れた手段である。
いロールの摩耗の監視のため、測定されかつ算出された
軸線方向力Ｔ1 からＴ4 およびＴw を利用するのが有利
であることが分かった。著しい摩耗状態とロールの摩耗
による欠陥はロールの相互方向への傾きを増大させ、か
つ高い軸線方向力を招く。従って、この力の表示は圧延
機の連続した監視のための優れた手段である。
【００１７】上記２の数式、軸線方向力に起因する反力
と圧延力の偏心性に起因する反力に関する方程式組であ
る。仮定されたロールスタンドデータと圧延データおよ
び上記の方程式により計算されたロール軸線方向力によ
る計算例を示す
と圧延力の偏心性に起因する反力に関する方程式組であ
る。仮定されたロールスタンドデータと圧延データおよ
び上記の方程式により計算されたロール軸線方向力によ
る計算例を示す
【００１８】
【数３】 は、仮定されたロールスタンドデータと圧延データおよ
び上方の方程式により計算されたロール軸線方向力によ
る計算例である。
び上方の方程式により計算されたロール軸線方向力によ
る計算例である。
【００１９】
【発明の効果】本発明による方法により、ロールスタン
ド内の反力を、ロールスタンド内に付加的な測定のため
の装置を設けることなく、確実に決定することが可能と
なる。
ド内の反力を、ロールスタンド内に付加的な測定のため
の装置を設けることなく、確実に決定することが可能と
なる。
【図１】４重式ロールスタンドの上バックアップロール
において基本的に問題となる点を例示した図である。
において基本的に問題となる点を例示した図である。
【図２】或るロールスタンドにおける力の解析図であ
る。
る。
１ 上バックアップロール ２ 圧下部材 ３ 上バックアップロールのチョック ４ 下バックアップロールのチョック ６ ワークロール ７ 液圧シリンダ
Claims (9)
- 【請求項１】 ワークロール、一つ或いは多数のバック
アップロール、液圧圧下部材、ロール間隙の相対してい
る側面に力測定装置、およびワークロールを水平方向に
摺動させるための液圧装置とを備えた、偏平な製品を熱
間圧延および冷間圧延するためのロールスタンドにおい
てロールの水平方向運動に起因する力もしくは力部分を
補正するための方法において、両圧下シリンダ内の圧力
をロール間隙の片側における圧延力を決定するのに参照
し、力測定装置に示された力をロール間隙の相対してい
る側の圧延力を決定するのに参照すること、ワークロー
ルの摺動シリンダ内の圧力を決定可能なワークロール−
軸線方向力を考慮して、圧力作業の間ロールスタンド内
の全軸線方向力を計算により決定することを特徴とする
方法。 - 【請求項２】 ロールの測定されかつ計算された軸線方
向力から、この軸線方向力の反力を補正するために、両
ロールハウジング内の圧延力表示のための修正値を導出
することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 四つの測定された圧延力と二つの測定さ
れた軸線方向力とから、計算により、圧延力のその時点
での偏心性を決定することを特徴とする請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】 圧延力の算出された偏心性を、ロールを
平行に維持するためのロールスタンドの寸法設定の際零
に調整することを特徴とする請求項１或いは３に記載の
方法。 - 【請求項５】 軸線方向力から起因する反力を、両ロー
ルハウジングに所属する伸びにおいて計算により決定
し、液圧圧下部材を相応して調整することにより補正す
ることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つ
に記載の方法。 - 【請求項６】 自動的な寸法設定を行う際、圧延力と軸
線方向力に関する六つの測定値を、両ロールスタンド側
において同一方向に整向されて行なわれる調節運動の間
のみ記録することを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項７】 測定されかつ算出された軸線方向力Ｔ1
からＴ4 およびＴwを、保守状態の監視のために連続し
て表示することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 軸線方向力から算出された反力により圧
延力表示の補正を行った後、圧延力表示の残っている差
を、ロールスタンドの上方部分もしくは下方部分におい
て、ロールを平行状態に維持するため零に調整すること
を特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。 - 【請求項９】 軸線方向力から算出された反力により圧
延力表示の補正を行った後、圧延力表示の残っている差
を、ロールスタンドの上方部分もしくは下方部分におい
て、圧延工程を連続的に監視するのに考慮することを特
徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
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