JPS61276708A - 圧延機のチヨツク間隙計測装置 - 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】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板等の圧延において、板厚制御上置も重要
なワークロールギャップの開度を、可焼な限り直接的に
且つ正確に計測する技術に関するものである。

（従来技術とその問題点） −ｍに、熱延鋼板の製造等にあっては、鋼板に　　　　
　゛おける圧延方向の板厚を一定に保つために、応答性
に優れたゲージメータ方式が採用されている。

ゲージメータ方式による板厚制御は、圧延された後の出
側板厚をハ、無負荷時のワークロールギヤ７プ開度をＳ
、圧延中の圧延機の作用する圧延荷重をＰ、圧延機のミ
ル剛性係数をＭとした場合に成り立つ（１）式を制御系
に与え、出側板厚りを目標板厚に一致せしめる如くワー
クロールの移動量を制御するものである。そしてこの場
合の出側板厚りは、圧延荷重ｐ４＜作用することによっ
て拡大されたワークロールギャップの開度Ｓに支配され
る。

ｈ−３＋Ｐ／Ｍ・・・（１） ところで、ワークロールギャップの開度Ｓは、圧下スク
リユウや圧下シリンダー等ロール圧下装置における基点
からの移動量で表される。然し、ロール圧下装置の移動
量は、真のワークロールギヤ、ツブの開度Ｓを反映する
ものではない、何故なら、ロール圧下装置には何程かの
ガタがあり、ワークロールやこれを補強するバックアッ
プロールは偏心していることがあり、ワークロール自体
もまた摩耗することがあり、これらが外乱因子となって
介入するからである。しかも圧延時には、圧延荷！ＩＰ
の反力によってワークロールギャップが拡大されるが、
この圧延荷重Ｐは圧延材の温度の不均一に起因する変形
抵抗の変化、ｌｌ板幅の変動等によって常に変動し、そ
の都度圧延機の各部（ハウジングポスト、ロール部、ロ
ール圧下装置。

その他の部分）が弾性変形する。従ってワークロールギ
ャップ開度Ｓは常時変動し、これが出側板厚りに変化を
生ゼしめ、目標板厚との偏差を助長することがあった。

前記の如きワークロールギャップ開度の変動は、圧延機
の駆動側と作業側において生ずることは勿論である。し
かも、駆動側と作業側において、ワークロールギャップ
開度の変動が不平衡な場合は、鋼板における幅方向の両
端部で圧延度に偏差が生じ、これが鋼板のキャンバ−を
増大させる原因となっていた。

前記圧延機の駆動側と作業側におけるワークロールギャ
ップ開度の平衡状態の良否を検出する従来の装置には、
特開昭５６−１４４８１２号公報に記載されたものと、
特開昭５７−１０３７２３号公報に記載されたもの等が
ある。前者の公報に記載された技術は、上下ワークロー
ルチヨツクの反ロール側に、夫々非接触式渦電流変位針
を取り付けた変位針取付台と、ターゲットを取り付けた
ターゲット取付台とを対向して水平に固定した装置に関
するものである。この装置は、圧延材の厚みの変動に対
応して渦流変位計とターゲットの相互間距離が変動する
から、必然的に検出感度が不安定となる。しかもこれは
、圧延材の噛込み時と反復は時において特に甚だしく、
正確にワークロールギャップ関度を検出することは困難
であった。また後者の公報に記載された技術は、上下ワ
ークロールチョックの間に位置するシリンダーブロック
をハウジングポストに固定し、該シリンダーブロックに
上下のワークロールチヨツクと直接当接する測定片を昇
降可能に設け、該測定片をマグネットコイルで囲繞した
装置に関するものである。この装置は、測定片がチッッ
クの激しい振動に違従しきれず、且つ測定片の当接部が
摩耗し易（、更には測定片を昇降可能に保持するシリン
ダーブロックがチッックとは別体のハウジングポストに
固定されているため、これまたワークロールギャップ開
度を正確に検出することが困難であった。

本発明に係る圧延機のチッック間隙計測装置（以下、本
発明計測装置という）は前記従来の欠点に鑑み、それら
の問題点を解決する目的のもとに提案されたものである
。

「発明の構成」 （問題点を解決するための手段） 本発明計測装置の要旨とするところは、圧延機に装着さ
れた一対のワークロールを夫々支承するチッックのうち
いずれか一方に取り付けられたシリンダーと、一端部が
前記シリンダー内で軸線方向に平行して相対移動し得る
如く挿嵌されると共に他端部が連結部材を介して前記他
方のチッックに連結されたロッドと、前記シリンダーと
ロッドとの相対移動量を測定する変位検出器とを備え、
またロッドの連結部材を可撓性材料で形成したところに
ある。

（作用） 本発明計測装置は、構成要素としてのシリンダーとロッ
ドを、ノ）ウジングポスト等の如き別体の構造物と一切
関連せしめることなしに、一対のチ１＋７りに直接取り
付けるか又は直接的に連結し、互いに平行して相対移動
可能に設けて衝撃的接触を回避し、圧延材のワークロー
ル噛込み時及び反核は時における激しい振動を吸収する
よう措置することにより、ワークロールやチッ７り自体
にまつわるもの以外の外乱が介入するのを完全に遮断し
たから、ワークロールギャップ開度を略々極限的に正確
に測定することが可能となった。そして本発明は、かか
るワークロールギャップ開度に委拠して板厚制御等の高
精度化を特徴とする特許である。

（実施例） 以下本発明を、その実施例を示す図面に基づいて説明す
ると次のとおりである。

第１図は、圧延機１の作業側を正面視した図である。圧
延機１には、本発明計測装置１０．１０を取り付けた上
部のチョック７ｕと下部のチョック７ｄ　（本明細書に
おいて単にチョックという場合は、ワークロールを支承
するチョックを意味する）が、上下のバックアップロー
ルチョック５ｕ、　５ｄに夫々保持された状態で装着さ
れている。同図に見られる如く、本発明計測装置１０．
１０は、上下のワークロール８ｕ、　８ｄを夫々支承す
る上下のチョックＴｕｔ７ｄにおいて、ロールセンター
線９を中心にして左右に等距離をおいた対称位置に配置
して取り付けられモいる。取り付けられた本発明計測装
置１０゜、　　　　　　　　　　１０の長手方向が、ロ
ールセンター線９の方向並びに上部のワークロール８ｕ
及び下部のワークロール８ｄの相対的移動方向と平行で
あることはいうまでもない０本発明計測装置１０．１０
をロールセンター線９を中心にして対称位置に配置した
理由は次の如くである。即ちいま、第１図の圧延機１に
おいて、白抜き矢符で示す如く、左側を圧延材の入側、
右側を圧延材の出側となるように上下のワークロール８
ｕ、　８ｄを回転させるとすれば、上部チョック７ｕと
下部チョック７ｄは、各自己が支承する上部ワークロー
ル８ｕと下部ワークロール８ｄの回転力に付勢されるか
ら、共に入側寄りで矢符の如（相接近しようとし、出側
寄りで矢符の如く相離反しようとする。従って、ハウジ
ングポスト２のウィンド内で各チョック７ｕ、　７ｄの
保持状態にガタがある場合は、チョック間隙の検出値は
入側配置のものと出側配置のものとの間に相反する方向
の誤差が生じ、その誤差はガタの大きさに応じて増減す
る。

そこで本実施例では、入側と出側に配置された真木発明
装置１０．　ｔｏの検出値を平均し、相互間の検出誤差
を相殺するように措置した。

第１図において３はロール圧下装置である。ロール圧下
装置３の駆動によって上部のバックアップロールチョッ
ク５ｕがハウジングボスト２のウィンドに沿って上下動
し、これに伴って上部チョック７ｕ及び上部ワークロー
ル８ｕも上下移動し、よってワークロールギャップＧの
開度もまた変化する。

従ってロール臣下装置３の移動量は、ワークロールギャ
ップＧの開度と対応関係を保つこととなる。

４はロードセル装着部であって、この部分に装着された
ロードセルにより圧延時の圧延材から受ける反力として
の圧延荷重Ｐを検出する。圧延荷重Ｐが負荷されたとき
は、圧延機１全体のミル剛性係数により、圧延材噛込み
前（無負荷時）に設定したワークロールギャップＧの開
度が拡大され、圧延材は該拡大状態のワークロールギャ
ップＧの開度に相当する厚みまで減厚されて圧延機」の
出側から吐出される。なお、６ｕ、　６ｄは上下のバッ
クアンプロール、５ｄは下部のバンクアップロールチョ
ックである。この図において、圧下装置３はねじ圧下方
式のものを示したが、油圧圧下方式であってもよ（、ま
た、上下のバックアップチ菅ツク５ｕ、　５ｄを、共に
移動させるものであってもよい。なおまた、可逆圧延機
の場合、ワークロールを逆転させれば正転時の入側は出
側となり、出側は入側となることはいうまでもない。

第２図は、上下のチョック７ｕ、　７ｄを第１図の圧延
機ｌから取り外して拡大斜視した図である０本発明計測
装置１０は、外観的には、シリンダー１１とロッド１２
とからなり、ロッド１２はシリンダー１１内に挿嵌され
て露出端の突出量が伸縮自在である。

シリンダー１１とロッド１２との相対的移動量を測定す
る変位検出器は、後述の如くシリンダー１１に内蔵され
ている。シリンダー１１はブラケット等の取付具１８．
１８によって上部チョック７ｕに強固に取り付けられて
いる。ロッド１２の露出端には継手１７を介して連結部
材１６が連結され、連結部材１６は更に下部チョック７
ｄに取り付けられたブラケット１９と結合されている。

ＩＩＩ手１７は、ロール組み換え時の作業性を考慮して
、上下チョック７ｕ、　７ｄにわたる連結を解（ための
ものである、１１手１７の結合には、圧延機１の稼働中
における激しい振動にも緩みが生ずることのないように
、二重ナツト等適宜の手段を用いる。連結部材１６には
、１０　ｍ　ｊｌ程度の可撓性に優れた鋼棒を用いた。

可撓性の優れた鋼棒を用いた理由は、本発明計測装置１
０を損傷するおそれのある大きな振動や、制御に有害な
ハンチングを誘発する衝撃的振動を吸収し、それらの振
動が本発明計測装置１０側へ波及するのを排除するため
である。前記の如き有害な振動は、圧延材がワークロー
ル８ｕ、　８ｄに噛み込まれるとき及び尻抜けするとき
の瞬間において特に甚だしい、そこで連結部材１６は、
これらの振動を充分吸収すると共に、特に本発明計測装
置ｌＯ各部の耐力を超える力が加わったときには折損す
るように設計した。このようにして上下チツプラ７ｕ、
　７ｄの入側寄りと出側寄りに対称配置された本発明計
測装置１０．１０は同じ条件のもとに取り付けられる。

なお、上下のチツプラ７ｕ、　７ｄには、両者間におい
て上下方向以外の相対的ずれや振動を抑制阻止するため
に、入側端部と出側端部に摺動可能な雄雌の相互嵌合部
７ａ。

７ｂを設けた。

第１図及び第２図では、圧延機１の作業側に配置したブ
ロック７ｕ、　？ｄに本発明計測装置１０．１０を取り
付けた状態のみを示したが、ワークロール８ｕｔ８ｄに
帯して圧延に必要なトルクを伝達するユニバーサル継手
と接続されている駆動側にも前記と略々同様な条件で本
発明計測装置１０．１０が取り付けられている。また本
実施例は、四重圧延機を対象に本発明計測装置１０を取
り付けた場合を示したが、本発明計測装置１０の取付対
象は四重圧延機に限るものではない、二重圧延機であろ
うと、三重圧延機であろうと、その他如何なる多重圧延
機であっても、圧延材に直接接触する一対のワークロー
ルを支承するチツプラでありさえすれば、本発明計測装
置ｌＯを取り付けることは可能である。また、圧延機が
ホリゾンタル式のものであるとバーチカル式のものであ
るとを問わず適用可能である。

第３図は、本発明計測装置１０の本体的構成部材である
シリンダー１１の内部構造を示す断面図である。シリン
ダー１１は、一端がめくら蓋１１ａで閉塞され他端がロ
ッド受Ｍ１１ｂで被われた中空円筒形である。シリンダ
ー１１の中心線上に挿嵌されたロッド１２の内端には摺
動円盤１３が取り付けられており、ロッド１２の露出端
突出量を変化させると摺動円盤１３はシリンダー１１の
内周面に沿って移動する。

シリンダー１１とロッド１２との相対移動量を測定する
変位検出１１１４は磁気スケール１４ａと検出ベッド１
４ｂよりなる。磁気スケール１４ａは磁気目盛が印加さ
れた直線バー状であって、摺動円盤１３の一部に穿設さ
れた案内孔１３ａを貫いてロフト１２と平行してシリン
ダー１１のめくら１ｌｌｌａとロッド受蓋１１ｂとにわ
たって架設されている。他方検出ヘッド１４ａは感磁コ
イルが巻回されたリング状をしており、案内孔１３ａと
同心して摺動円盤１３に固着されている。従ってシリン
ダー１１とロフト１２とが軸線方向に相対移動すれば、
その移動量に応じて感磁ヘッド１４ｂが磁気スケール１
４ａに印加されている目盛を走査する。感磁へ７ド１４
ｂとシリンダー１１外側に取り付けられたコネクター１
５とは電気的に接続されており、よって感磁ヘッド１４
ｂの走査信号を取り出すことができる１本実施例に用い
た変位検出器１４は、油、水蒸気、粉塵等の汚染環境及
び地磁気環境に影響され難く、且つ５鹿の変位までも検
出することのできる高精度なマグネスケール（ソニーマ
グネスケール株式会社の登録商標）とした。

第４図は、シリンダーとして断面角形の筒を採用した計
測装置を示したものである。角形シリンダー２１の内壁
にはガイドレール２６が軸線に沿って固定されており、
変位検出器２４を構成する磁気スケール２４ａがガイド
ブロック２７と保持片２Ｂを介してガイドレール２βと
平行して固定されている。そしてロッド２２は、ガイド
ブロック２７の中央孔２７ａを貫いて摺動可能に挿嵌さ
れ、ロッド２２の内端には感磁へ７ド２４ｂを取り付け
たヘッドブロック２３が固定されている。従って、角形
シリンダー２１とロッド２２とが軸線方向に相対移動す
れば、その移動量に応じて感磁ヘッド２４ｂが磁気スケ
ール２４ａに印加されている目盛を走査する。なお、２
１ａはめ（ら＠、　　２１ｂはロッド受蓋、２５は感磁
ヘッド２４ｂの走査信号を取り出すコネクターである。

また２１ｃは角形シリンダー２１の一側壁に穿たれた点
検窓を閉止して取り付けられた蓋板である。角形シリン
グ−２１の場合は、ロッド２２の往復移動に際しても、
捩れるおそれがないから、それだけ安定した検出信号を
得ることができる。

次に、本発明計測装置１０の作動状況について説明する
。圧延材を実際に圧延するに先立ち、圧延材を噛み込ま
せない状態で当該圧延機の圧下特性を把握する必要があ
る。それにはまず、ロール圧下装置３を圧下方向に駆動
させて上下のワークロール８ｕ、　８ｄをキスタッチさ
せ、且つロードセルの検出圧下刃Ｐを所定の値に保った
状態で、各本発明計測装置１０．１０．・・・の出力を
零点調整する。そして、ワークロール８ｕ、　８ｄを回
転させた状態で更にロール圧下装置３を圧下方向に駆動
させてワークロール８ｕ、　８ｄを締め込んでゆく、こ
のような締め込み駆動の中で、ロール圧下装置３の移動
変化とロードセルによる検出圧下刃Ｐ（圧延作業時の圧
（延荷重に相当）の変化との関係を調査すると共に、検
出圧下刃量変化と本発明計測装置ＩＯによるチッック間
隙の変化との関係を調査する。この調査結果は第５図（
Ａ）、（Ｂ）に示す如くであった。

なお、この調査結果は、圧延機の作動側と駆動側とにお
いても、またワークロール８ｕ、　８ｄを正転した場合
と逆転した場合においても、略々同様であった。この調
査結果によれば、圧下刃が３０００ｔｏ、ｌに達するま
で締め込んだときのロール圧下装置３の移動量は６．６
５ｍであり、その場合の本発明計測装置１０によるチロ
ンク間隙変位量は僅かに２．１５ｆｉであった。このチ
田ツク間隙変位は、チッンク及びワークロールのミル剛
性係数及び圧下刃と関数関係にあり、且つこの変位量２
．１５ｆｉは、該締め込み時点におけるチッック７ｕ、
　７ｄの油圧膜厚変動やワークロール８ｕ、　８ｄの弾
性偏平変形環チッック７ｕ。

７ｄ及びワークロール８ｕ、　Ｂｄ自体に個有な変形に
基づくものである。即ち、その値の中には、ハウジング
ポスト２．ロール圧下装置３．上下のバックアップロー
ル６ｕ、　６ｄ等に関連する変形は殆どが加味されてい
ない、しかも、チ璽ツク間隙の変位量は、ロール圧下装
置３の移動量の１／３以下であり、それだけミル剛性が
高くなったのと同様の結果を招来したことになる。なお
、当該締め込み時点でのワークロール８ｕ、　８ｄはキ
スタッチのままであるから、ワークロールギャップが事
実上０であることは勿論である。かかる状態において、
ロール圧下装置３を上昇方向に駆動させ、ワークロール
８ｕ、　８ｄのキスタッチを解き、更に上方移動させた
後に本発明計測装置１０で検出される値は、当該時点に
おける実際のワークロール８ｕ、　８ｄ相互間のギャッ
プ量を示すこととなる。従って、圧延材を噛み込ませる
前（無負荷時）のワークロールギャップは、このような
状態における本発明計測装置１０の検出値に委拠して設
定される。

いま仮に、無負荷時のワークロールギャップＧを、本発
明計測装置１０の検出値に委拠して＆となるように開度
設定し、しかる後に熱間鋼板素材を噛み込ませたときの
圧延荷重がＰであったとすれば、圧延機出側の鋼板の厚
さり、は次式の如くである。

ｈよ寓Ｓｏ＋Ｐ／Ｋ・・・（２） 但し、Ｋ：ワークロール及びチッフ クの剛性係数 この場合に鋼板の目標厚さが石であるとすれば、ｈａ　
−ｈ＊十茹・・・（３） 但し、７Ｓ）１：偏差厚 であるから、 晶−Ｐ　／　Ｋ　＋　Ｓｏ　−ｈｔ・・・（４）であり
、この晶が０になるようにロール圧下装置３を制御すれ
ば目標厚に一致する鋼板を得ることができる。このよう
にして、鋼板における圧延方向の板厚と幅方向の板厚と
を所定の目標厚に制御することが可能となる。

「発明の効果」 ミル剛性係数が低い圧延機で圧延作業を行う場合は必然
的に板厚変動が大きくなり、高精度な板厚制御を実施す
ることは困難である。然るに本発明計測装置は、ハウジ
ングポスト、ロール圧［置、バックアップロール等、ワ
ークロール及びこれを支承するチッフク自体以外の外乱
因子が介入するのを遮断してチッソク間変位を計測する
ように措置したから、前記の如く、ミル剛性係数が従来
の約３倍返（も高くなったと同様の結果をもたらした、
従って本発明によれば、板厚制御の精度をそれだけ向上
せしめることができる。加えて、本発明計測装置は、制
御に存寄な振動が波及するのを排除したから、この点か
らしても板厚制御を一層高精度化することができる。更
にまた、従来にあっては、ミル剛性係数を高くするため
にハウジングポストの断面積を太き（することが一般的
に行われており、近年は同様の目的のもとにバンクアッ
プロールの径を太き（する傾向もある。然るを得ない、
ところが本発明は、現有圧延機に僅かな改造を加えるだ
けで、圧延機の大形化によるミル剛性係数の高度化に匹
敵する効果を奏するものであるから、圧延技術に碑益す
るところ極めて甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明計測装置を装着した圧延機の作業側を正
面視した図、第２図は本発明計測装置を取り付けたチョ
ックの拡大斜視図、第３図及び第４図は本発明計測装置
における本体部の断面図、第５図（Ａ）、　　（Ｂ）は
ワークロールをキスタッチ状態から３０００−まで締め
込んだ場合の圧下刃とロール圧下装置移動量及び圧下刃
とチョック間隙変位量との関係を示すグラフである。 ７ｕ・・・上部チョック　　　７ｄ・・・下部チョック
８ｕ・・・上部ワークロール　８ｄ・・・下部ワークロ
ール１０・・・本発明計測装置　　１１．２１・・・シ
リンダー１２、２２・・・ロッド　　　　１６・・・連
結部材特許出願人　　住友金属工業株式会社 代　理　人　　弁理士　　内１）敏彦 第３図　　　　　第４図 Ｏ１２３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延機に装着された一対のワークロールを夫々支承
   するチョックのうちいずれか一方に取り付けられたシリ
   ンダーと、一端部が前記シリンダー内で軸線方向に平行
   して相対移動し得る如く挿嵌されると共に他端部が連結
   部材を介して前記他方のチョックに連結されたロッドと
   、前記シリンダーとロッドとの相対移動量を測定する変
   位検出器とを備えたことを特徴とする圧延機のチョック
   間隙計測装置。 ２、ロッドの連結部材は可撓性材料で形成した特許請求
   の範囲第１項記載の圧延機のチョック間隙計測装置。