KR102252361B1 - 크로스각 동정 방법, 크로스각 동정 장치, 및 압연기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는 4단 이상의 압연기에 있어서, 비압연 시에, 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 한 상태로, 상측의 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하여, 상측의 보강 롤 또는 하측의 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중을 검출하고, 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중의 하중차를 연산하여, 롤 간 크로스각을 동정하는 방법을 제공한다.

Description

크로스각 동정 방법, 크로스각 동정 장치, 및 압연기

본 발명은, 금속 판재를 압연하는 압연기에 있어서의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 방법, 크로스각 동정 장치, 및 이를 구비한 압연기에 관한 것이다.

열간 압연 프로세스에 있어서 통판(通板) 트러블의 기인이 되는 현상으로서, 예를 들면 강판의 사행이 있다. 강판이 사행하는 요인의 하나로 압연 장치의 롤 간 미소 크로스(롤 스큐라고도 한다.)에서 발생하는 스러스트력이 있는데, 스러스트력을 직접 측정하는 것은 곤란하다. 그래서, 종래부터 롤 간에서 발생하는 스러스트력(이하, 「롤 간 스러스트력」이라고도 한다.)의 합계치의 반력으로서 검출되는 스러스트 반력을 측정하거나, 혹은, 스러스트력의 발생 원인이 되는 롤 간 크로스각을 측정하여, 당해 스러스트 반력 혹은 당해 크로스각에 의거하여 롤 간 스러스트력을 동정하여, 강판의 사행 제어를 행하는 것이 제안되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 롤 동장(胴長) 방향의 스러스트 반력과 압하 방향의 하중을 측정하여, 압하 위치 영점과 압연기의 변형 특성 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 구하여, 압연 실행 시의 압하 위치를 설정하여 압연 제어하는 판압연 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2에는, 압연기의 내부에 설치된 거리 센서를 이용하여 측정된 롤 간 미소 크로스각(롤 스큐각)에 의거하여 롤에 발생하는 스러스트력을 산출하고, 당해 스러스트력에 의거하여 압하 방향의 하중 측정치로부터 사행 기인의 차 하중 성분을 연산하여 압하 레벨링 제어하는, 사행 제어 방법이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 3에는, 구동측과 조작측의 하중차를 검출하고, 검출한 하중차에 의거하여 구동측과 조작측의 압하 위치를 독립 조작함으로써 압연재의 사행을 제어할 때에, 압연 중의 스러스트에 기인하는 차 하중을 추정함으로써, 압연 중의 차 하중을 압연재의 사행에 기인하는 것과 스러스트에 기인하는 것으로 분리하고, 이들 분리한 차 하중에 의거하여 구동측과 조작측의 압하 위치를 조작하는 압연기의 제어 방법이 개시되어 있다.

일본국 특허 제3499107호 공보 일본국 특허공개 2014-4599호 공보 일본국 특허 제4962334호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 보강 롤 이외의 롤의 스러스트 반력의 측정이 필요해지므로, 스러스트 반력을 측정하는 장치가 없는 경우에는 특허문헌 1의 판압연 방법을 실시할 수는 없다. 또, 상기 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 와류식 등의 거리 센서에 의해 측정된 롤의 수평 방향 거리로부터 롤 스큐각을 구하고 있다. 그러나, 롤 동장 부분의 편심 혹은 원통도 등 기계 가공 정밀도에 의해 롤이 수평 방향으로 진동하고, 또, 압연 개시 시의 물림 시의 충격 등에 의해 수평 방향의 초크 위치가 변동되므로, 스러스트력의 발생 기인이 되는 롤의 수평 변위를 정확하게 측정하는 것은 곤란하다. 또, 롤의 마찰 계수는, 압연 개수가 증가함에 따라 롤의 거칠기가 경시적으로 변화하므로, 시시각각 변화한다. 이 때문에, 마찰 계수의 동정 없이 스러스트력의 연산을 롤 스큐각 측정만으로부터 정확하게 행할 수는 없다.

또한, 상기 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 압연에 앞서, 상하 롤이 접촉하지 않는 상태로 롤을 구동하면서 벤딩력을 부여하여, 그 때에 발생하는 구동측과 작업측의 하중차로부터 구한 스러스트 계수 혹은 스큐량으로부터 스러스트에 기인하는 차 하중을 추정하고 있다. 특허문헌 3에서는 상하 롤의 1개의 회전 상태에서의 측정치만으로부터 스러스트 계수 또는 스큐량을 동정하고 있다. 이 때문에, 하중 검출 장치의 영점의 어긋남, 혹은, 하우징과 롤 초크의 마찰 저항의 영향이 좌우에서 다른 경우, 구동측의 측정치와 작업측의 측정치에 좌우 비대칭인 오차가 발생할 가능성이 있다. 특히, 벤딩력의 부하와 같이 하중 레벨이 작은 경우에는, 이러한 오차는, 스러스트 계수 혹은 스큐량의 동정에 있어서 치명적인 오차가 될 수 있다. 또, 특허문헌 3에서는, 롤 간 마찰 계수를 부여하지 않으면 스러스트 계수 또는 스큐량을 동정할 수 없다. 또한, 특허문헌 3에서는, 백업 롤의 스러스트 반력은 롤 축심 위치에 작용하는 것으로 하고 있으며, 스러스트 반력의 작용점 위치의 변화를 고려하고 있지 않다. 통상, 백업 롤의 초크는 압하 장치 등에 지지되므로, 스러스트 반력의 작용점 위치는 롤 축심에 위치한다고는 할 수 없다. 이 때문에, 구동측의 압하 방향 하중과 작업측의 압하 방향 하중의 하중차로부터 구하는 롤 간 스러스트력에 오차가 발생하고, 당해 롤 간 스러스트력에 의거하여 산출되는 스러스트 계수 혹은 스큐량에도 오차가 생긴다.

그래서, 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적으로 하는 바는, 롤 간 크로스각을 정밀도 좋게 동정하는 것이 가능한, 신규 또한 개량된 크로스각 동정 방법, 크로스각 동정 장치, 및 압연기를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 어느 관점에 의하면, 압연기의 롤 간 크로스각을 동정(同定)하는 크로스각 동정 방법으로서, 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고, 비압연 시에, 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 한 상태로, 상측의 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하는 롤 벤딩력 부하 단계와, 상측의 보강 롤 또는 하측의 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점(支点) 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중을 검출하는 하중 검출 단계와, 검출한 작업측의 압하 방향 하중과 구동측의 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 하중차 연산 단계와, 하중차에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 단계를 포함하며, 하중 검출 단계에서는, 롤의 정회전 및 역회전 혹은 롤의 회전 및 정지 중 어느 한쪽을 실시하여, 각각의 롤의 회전 상태에 있어서의 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출하는, 크로스각 동정 방법이 제공된다.

하중 검출 단계에서는, 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 2수준 이상 설정하여, 각 수준에 있어서의 압하 방향 하중을 검출하고, 동정 단계에서는, 롤 간 마찰 계수, 또는, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정하도록 해도 된다.

또, 하중 검출 단계에서는, 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 3수준 이상 설정하여, 각 수준에 있어서의 압하 방향 하중을 검출하고, 동정 단계에서는, 롤 간 마찰 계수, 및, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정하도록 해도 된다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 압연기의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 장치로서, 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고, 크로스각 동정 장치는, 상측의 보강 롤 또는 하측의 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중에 의거하여, 작업측의 압하 방향 하중 및 구동측의 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 차 하중 연산부와, 하중차에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 처리부를 구비하며, 차 하중 연산부에 입력되는 작업측의 압하 방향 하중 및 구동측의 압하 방향 하중은, 비압연 시에, 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하고, 또한, 상측의 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하한 상태로, 롤의 정회전 및 역회전 혹은 롤의 회전 및 정지 중 어느 한쪽을 실시하여, 각각의 롤의 회전 상태에 있어서 검출된 값인, 크로스각 동정 장치가 제공된다.

압하 방향 하중은, 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 2수준 이상 설정하여 검출되고 있으며, 각 수준에 있어서 검출된 압하 방향 하중의 하중차에 의거하여, 롤 간 마찰 계수, 또는, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정해도 된다.

또, 압하 방향 하중은, 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 3수준 이상 설정하여 검출되고 있으며, 각 수준에 있어서 검출된 압하 방향 하중의 하중차에 의거하여, 롤 간 마찰 계수, 및, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정해도 된다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기로서, 작업 롤의 롤 갭의 열린 상태에 있어서 상측의 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하는 부하 장치와, 상기의 크로스각 동정 장치를 구비하는, 압연기가 제공된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 롤 간 크로스각을 정밀도 좋게 동정함으로써, 예를 들면 롤 간 스러스트력을 저감하여, 피압연재의 사행 및 캠버의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은, 압연 시에 있어서 압연기의 롤 간에 발생하는 스러스트력 및 스러스트 반력을 설명하기 위한, 압연기의 개략 측면도 및 개략 정면도이다.
도 2는, 키스 롤 상태의 압연기에 있어서 롤 간에 발생하는 스러스트력 및 스러스트 반력을 설명하기 위한, 압연기의 개략 측면도 및 개략 정면도를 나타낸다.
도 3a는, 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 롤 정회전 시의 상태를 나타낸다.
도 3b는, 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 롤 역회전 시의 상태를 나타낸다.
도 4는, 도 3a 및 도 3b의 상태의 압연기에 있어서, 하측의 롤을 정회전시킨 경우와 역회전시킨 경우에서 취득된 압하 방향 하중의 차를 나타낸 설명도이다.
도 5는, 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 다른 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도이다.
도 6은, 도 5의 상태의 압연기에 있어서, 하측의 롤을 정지시킨 경우와 회전시킨 경우에서 취득된 압하 방향 하중의 차를 나타낸 설명도이다.
도 7은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 압연기와, 당해 압연기를 제어하기 위한 장치의 구성을 나타낸 설명도이다.
도 8은, 상기 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 나타낸 플로차트이다.
도 9는, 하측 롤계로의 인크리스 벤딩력 부하 시에 발생하는 롤 간 스러스트력을 설명하는 설명도이다.
도 10은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 나타낸 플로차트이다.
도 11은, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 동정 처리를 나타낸 플로차트이다.
도 12는, 6단 압연기의 구성을 나타낸 개략 정면도이다.
도 13은, 중간 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 중간 롤의 벤딩 장치를 사용하여, 작업 롤의 정회전 역회전에 따른 중간 롤 정회전 역회전에 의한 동정 시의 상태를 나타낸다.
도 14는, 중간 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 중간 롤의 벤딩 장치를 사용하여, 모든 롤의 정지 상태와, 작업 롤의 회전에 따른 중간 롤 회전에 의한 동정 시의 상태를 나타낸다.
도 15는, 작업 롤과 중간 롤의 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 작업 롤의 벤딩 장치를 사용하여, 작업 롤 정회전 역회전에 의한 동정 시의 상태를 나타낸다.
도 16은, 작업 롤과 중간 롤의 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 작업 롤의 벤딩 장치를 사용하여, 작업 롤 정지 회전에 의한 동정 시의 상태를 나타낸다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략한다.

＜1. 목적＞

본 발명의 실시형태에 따른 크로스각 동정 장치에 대해 상세하게 설명하는데 있어서, 우선, 도 1~도 7에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정하는 목적을 설명한다.

본 발명은, 압연기에 의한 피압연재의 압연에 있어서, 롤 간에 발생하는 롤 간 크로스각을 동정하고, 동정 결과에 의거하여 롤 간 크로스각을 조정함으로써, 롤 간에 발생하는 스러스트력을 없애, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에서는, 한 쌍의 작업 롤과, 각 작업 롤을 각각 지지하는 한 쌍의 보강 롤을 적어도 갖는, 4단 이상의 압연기를 대상으로 한다. 4단 압연기의 경우는, 서로 접촉하는 작업 롤과 보강 롤의 사이에 롤 간 스러스트력이 발생하지 않도록 하기 위해, 롤 간 크로스각이 동정된다. 6단 압연기의 경우는, 서로 접촉하는 작업 롤과 중간 롤의 사이, 및, 중간 롤과 보강 롤 사이에 롤 간 스러스트력이 발생하지 않도록 하기 위해, 롤 간 크로스각이 동정된다.

롤 간 스러스트력은, 롤에 여분의 모멘트를 발생시켜, 비대칭인 롤 변형이 기인으로 압연을 불안정한 상태로 하는 한 요인이며, 예를 들면 사행 혹은 캠버를 일으킨다. 이 롤 간 스러스트력은, 예를 들면 4단 압연기의 경우, 작업 롤과 보강 롤에 있어서 롤 동장 방향으로 어긋남이 생김으로써 발생한다. 그래서, 본 발명에서는, 롤 간 스러스트력을 발생시키는 롤 간 크로스각을 동정하여, 롤 간 크로스각이 제로가 되도록 롤 위치를 조정하여, 롤 간 스러스트력을 발생시키지 않도록 한다.

여기서, 롤 간 크로스각은 직접 측정하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 본 발명에서는, 하중 검출 장치를 이용하여 롤에 대한 압하 방향의 하중(이하, 「압하 방향 하중」이라고도 한다.)을 검출하고, 압하 방향 하중의 변화로부터 롤 간 크로스각을 동정한다. 롤 간 크로스각이 제로가 아닐 때에는, 롤의 작업측의 압하 방향 하중과 구동측의 압하 방향 하중의 차 하중이 발생한다. 따라서, 압하 방향 하중의 차 하중으로부터 롤 간 크로스각을 동정할 수 있다. 이 때, 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하여 검출한 압하 방향 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정한다. 그 이유는 이하와 같다.

(압연 시의 압하 방향 하중의 차 하중)

우선, 압연 시에 발생하는 스러스트력과 압하 방향 하중의 차 하중에 대해 설명하면, 압연 중의 롤 간 스러스트력에 의해 발생하는 압하 방향 하중의 차 하중은, 상측 롤계 및 하측 롤계 중, 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 측에서만 발생하고, 롤 간 크로스각이 발생하고 있지 않은 측에서는 거의 발생하지 않는다.

도 1에, 피압연재(S)의 압연 시에 있어서 압연기의 롤 간에 발생하는 스러스트력 및 스러스트 반력을 설명하기 위한, 압연기의 개략 측면도 및 개략 정면도를 나타낸다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 이하에서는, 롤 동장 방향의 작업측을 WS(Work Side), 구동측을 DS(Drive Side)로 나타낸다.

도 1에 나타낸 압연기는, 상측 작업 롤(1) 및 하측 작업 롤(2)로 이루어지는 한 쌍의 작업 롤과, 압하 방향(Z방향)에 있어서 상측 작업 롤(1)을 지지하는 상측 보강 롤(3) 및 하측 작업 롤(2)을 지지하는 하측 보강 롤(4)로 이루어지는 한 쌍의 보강 롤을 갖는다. 압연기를 구성하는 복수의 롤을 본 발명에서는 롤군이라고도 한다. 도 1에 나타낸 4단 압연기의 경우에는, 롤군은, 상측 작업 롤(1), 하측 작업 롤(2), 상측 보강 롤(3) 및 하측 보강 롤(4)의 4개의 롤로 이루어진다. 압연기는, 작업 롤 간에 피압연재(S)를 통과시켜 압연함으로써, 피압연재(S)의 판두께를 소정의 두께로 한다. 압연기에는, 압하 방향(Z방향)에 있어서, 피압연재(S)의 상면측에 배치된 상측 작업 롤(1) 및 상측 보강 롤(3)로 이루어지는(즉, 롤군의 상측의 작업 롤을 포함하는 상측의 롤계이다) 상측 롤계에 따른 압하 방향 하중을 검출하는 상측 하중 검출 장치(9a, 9b)가 설치되어 있다. 동일하게, 압연기에는, 피압연재(S)의 하면측에 배치된 하측 작업 롤(2) 및 하측 보강 롤(4)로 이루어지는(즉, 롤군의 하측의 작업 롤을 포함하는 하측의 롤계이다) 하측 롤계에 따른 압하 방향 하중을 검출하는 하측 하중 검출 장치(10a, 10b)가 설치되어 있다. 상측 하중 검출 장치(9a) 및 하측 하중 검출 장치(10a)는, 작업측에 있어서의 압하 방향 하중을 검출하고, 상측 하중 검출 장치(9b) 및 하측 하중 검출 장치(10b)는, 구동측에 있어서의 압하 방향 하중을 검출한다.

상측 작업 롤(1), 하측 작업 롤(2), 상측 보강 롤(3) 및 하측 보강 롤(4)은, 피압연재(S)의 반송 방향에 대해 직교하도록, 각 롤의 동장 방향을 평행하게 하여 배치된다. 그러나, 압하 방향으로 평행한 축(Z축) 둘레로 롤이 약간 회전하여, 상측 작업 롤(1)과 상측 보강 롤(3), 혹은, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)에 동장 방향의 어긋남이 생기면, 작업 롤과 보강 롤의 사이에, 롤의 동장 방향으로 작용하는 스러스트력이 발생한다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에 동장 방향의 어긋남이 생겨, 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 것으로 한다. 이 때, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에는 스러스트력이 발생하고, 그 결과, 하측 보강 롤(4)에 모멘트가 발생한다. 당해 모멘트에 의해 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4) 사이의 하중 분포가 변화하여, 하우징(도시 생략)측으로부터 반력을 받음으로써 균형이 이루어진다. 이 결과, 구동측의 하측 하중 검출 장치(10b)에 걸리는 하중이, 작업측의 하측 하중 검출 장치(10a)에 걸리는 하중보다 커져, 차 하중이 발생한다.

한편, 하측 롤계의 스러스트력을 받아, 하측 작업 롤(2)과 피압연재(S)의 사이에도 스러스트력(이하, 「롤-재료간 스러스트력」이라고도 한다.)이 작용한다. 그러나, 이 롤-재료간 스러스트력은 미소한 롤 크로스에 의해 발생하는 것이며, 예를 들면 크로스 밀과 같이 적극적으로 롤-재료간에 크로스각을 설정하는 경우와 달리, 이 롤-재료간 스러스트력은 롤 바이트 내에서의 선진 영역 및 후진 영역의 존재에 의해 완화된다. 따라서, 하측 롤계의 롤 간 크로스각에 의해 발생한 롤 간 스러스트력은, 상측 하중 검출 장치(9a, 9b)에 의해 검출되는 상측 롤계의 압하 방향 하중에는 거의 영향을 주지 않는다. 이와 같이, 압연 중의 롤 간 스러스트력에 의해 발생하는 압하 방향 하중의 차 하중은, 상측 롤계 및 하측 롤계 중, 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 측에서만 발생하고, 롤 간 크로스각이 발생하고 있지 않은 측에서는 거의 발생하지 않는다.

(키스 롤 상태에서의 압하 방향 하중의 차 하중)

다음에, 한 쌍의 작업 롤을 접촉시킨 키스 롤 상태에 있어서 발생하는 스러스트력과 압하 방향 하중의 차 하중에 대해 설명한다. 키스 롤 상태에서는, 압연 시와 달리, 상측 롤계 및 하측 롤계 중, 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 측에서 발생한 롤 간 스러스트력은, 상하의 작업 롤 간을 통해, 롤 간 크로스각이 발생하고 있지 않은 측으로 전달된다.

도 2에, 키스 롤 상태의 압연기에 있어서 롤 간에 발생하는 스러스트력 및 스러스트 반력을 설명하기 위한, 압연기의 개략 측면도 및 개략 정면도를 나타낸다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 것으로 한다. 이 때, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에는 스러스트력이 발생하고, 그 결과, 하측 보강 롤(4)에 모멘트가 발생한다. 당해 모멘트에 의해, 구동측의 하측 하중 검출 장치(10b)에 걸리는 하중이, 작업측의 하측 하중 검출 장치(10a)에 걸리는 하중보다 커져, 차 하중이 발생한다. 한편, 하측 작업 롤(2)과 상측 작업 롤(1)은 접촉하고 있으며, 하측 롤계에 있어서 발생한 롤 간 스러스트력은, 탄성체끼리의 접촉에 의한 것이므로, 하측 작업 롤(2)과 상측 작업 롤(1)의 사이에도 작용하여, 상하의 작업 롤 간의 스러스트력을 발생시킨다. 이에 따라, 상측 작업 롤(1)에도 모멘트가 발생하고, 당해 모멘트에 의해, 작업측의 상측 하중 검출 장치(9a)에 걸리는 하중이, 구동측의 상측 하중 검출 장치(9b)에 걸리는 하중보다 커져, 차 하중이 발생한다.

이와 같이, 키스 롤 상태에서는, 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 측에서 발생한 롤 간 스러스트력은, 상하의 작업 롤 간을 통해, 롤 간 크로스각이 발생하고 있지 않은 측으로 전달되어 버려, 압연 중의 거동과는 다르다. 이 때문에, 키스 롤 상태에서는, 하중 검출 장치의 검출 결과로부터, 롤 간에 발생하고 있는 롤 간 크로스각을 정량적으로 특정하는 것은 곤란하다.

(롤 갭 열린 상태에서의 압하 방향 하중의 차 하중)

이상과 같이, 압연 중 및 키스 롤 상태에 있어서, 롤 간 크로스각을 압하 방향 하중의 변화로부터 동정하는 것은 곤란하다. 그래서, 발명자들은, 이들과는 다른 방법을 검토하기 위해, 소형 압연기를 이용한 실험적인 검토를 행하여, 이하의 새로운 지견을 알아내었다. 즉, 본 발명에서는, 상술한 키스 롤 상태와 같이 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 측의 롤 간 스러스트력이 타측에서 검출되는 압하 방향 하중에 영향을 주지 않도록 하기 위해, 상측 롤계와 하측 롤계를 각각 독립적으로 동정한다. 이 때문에, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)을 이격하여, 롤 갭을 열린 상태로 하여, 롤 간 크로스각을 검출한다. 이에 따라, 예를 들면, 상측 롤계에 있어서 롤 간 크로스각이 있고, 롤 간 스러스트력이 발생하여 모멘트가 발생한 경우에도, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)은 접촉하고 있지 않으므로, 상측 롤계에서 발생한 롤 간 스러스트력은 하측 롤계로 전달되지 않는다. 따라서, 하측 하중 검출 장치에 의해 검출되는 압하 방향 하중은, 상측 롤계의 롤 간 스러스트력에 의한 영향이 배제된 값이 된다.

본 발명에 따른 롤 간 크로스각 동정 방법의 구체예를 도 3a~도 6에 나타낸다. 도 3a는, 본 발명의 한 구체예를 나타내는 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 롤 정회전 시의 상태를 나타낸다. 도 3b는, 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태의 일례를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도로서, 롤 역회전 시의 상태를 나타낸다. 도 4는, 도 3a 및 도 3b의 상태의 압연기에 있어서, 하측의 롤을 정회전시킨 경우와 역회전시킨 경우에서 취득된 압하 방향 하중의 차를 나타낸 설명도이다. 도 5는, 본 발명의 다른 구체예를 나타낸 롤 간 크로스각 동정 시의 압연기의 상태의 구동 상태를 나타낸 개략 측면도 및 개략 정면도이다. 도 6은, 도 5의 상태의 압연기에 있어서, 하측의 롤을 정지시킨 경우와 회전시킨 경우에서 취득된 압하 방향 하중의 차를 나타낸 설명도이다.

(a) 롤 정회전 역회전에 의한 롤 간 크로스각 동정

본 발명에 따른 롤 간 크로스각 동정 방법의 일례로서, 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하여, 롤을 정회전시킨 경우와 역회전시킨 경우의 압하 방향 하중을 검출하고, 그 차 하중에 의거하여 롤 간 크로스각을 동정하는 방법이 있다. 대상으로 하는 작업 롤 및 보강 롤에 있어서, 롤 간 크로스각이 제로이면, 구동측에서 검출되는 압하 방향 하중과 작업측에서 검출되는 압하 방향 하중의 차 하중은 제로가 된다. 한편, 롤 간 크로스각이 제로가 아닌 경우에는, 롤에 모멘트가 발생하여, 구동측과 작업측에서 검출되는 압하 방향 하중에 차가 발생한다. 또, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에서는, 롤에 발생하는 모멘트의 방향이 반대가 되므로, 구동측과 작업측에서 검출되는 압하 방향 하중의 크기도 반대가 된다. 그래서, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 차 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정한다.

예를 들면 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 작업 롤(1, 2)과, 이를 지지하는 한 쌍의 보강 롤(3, 4)을 갖는 압연기에 있어서, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)을 이격하여, 작업 롤(1, 2)간의 롤 갭을 열린 상태로 한다. 또한, 상측 작업 롤(1)은, 작업측이 상측 작업 롤 초크(5a), 구동측이 상측 작업 롤 초크(5b)에 의해 지지되고 있으며, 하측 작업 롤(2)은, 작업측이 하측 작업 롤 초크(6a), 구동측이 하측 작업 롤 초크(6b)에 의해 지지되고 있다. 또, 상측 보강 롤(3)은, 작업측이 상측 보강 롤 초크(7a), 구동측이 상측 보강 롤 초크(7b)에 의해 지지되고 있으며, 하측 보강 롤(4)은, 작업측이 하측 보강 롤 초크(8a), 구동측이 하측 보강 롤 초크(8b)에 의해 지지되고 있다. 상측 작업 롤 초크(5a, 5b) 및 하측 작업 롤 초크(6a, 6b)에는, 작업 롤(1, 2)이 서로 이격된 상태로, 인크리스 벤딩 장치(도시 생략)에 의해 인크리스 벤딩력이 부여된다.

도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 상태로 각 롤을 회전시키면, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에는 스러스트력이 발생하여, 하측 보강 롤(4)에 모멘트가 발생한다. 여기서, 본 예에서는, 롤을 정회전시킨 경우(도 3a)와 역회전시킨 경우(도 3b)에 있어서 압하 방향 하중을 검출한다. 예를 들면, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시 각각에 있어서, 소정의 크로스각 변경 구간만큼 하측 작업 롤을 압하 방향으로 평행한 축(Z축) 둘레로 회전시켜, 롤 간 크로스각을 변화시켰을 때의 압하 방향 하중을 검출한 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4는, 작업 롤 직경 80mm의 소형 압연기에 있어서, 하측 작업 롤의 롤 간 크로스각을 구동측의 출측을 향하도록 0.1° 변경했을 때의 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 압하 방향 하중의 차 하중의 변화를 검출한 한 측정 결과이다. 각 작업 롤 초크에 부하하는 인크리스 벤딩력은 0.5tonf/chock로 하였다.

그 검출 결과를 보면, 롤 정회전 시에 취득된 구동측의 압하 방향 하중과 작업측의 압하 방향 하중의 차 하중은, 롤 간 크로스각 변경 전과 비교하여, 음의 방향으로 커진다. 한편, 롤 역회전 시에 취득된 구동측의 압하 방향 하중과 작업측의 압하 방향 하중의 차 하중은, 롤 간 크로스각 변경 전과 비교하여, 양의 방향으로 커진다. 이와 같이, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에서는 차 하중이 나타나는 방식이 반대가 된다.

본 발명에서는, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 차 하중에 의거하여, 당해 차 하중이 발생하고 있을 때에 발생하고 있는 롤 간 크로스각을 동정한다. 그리고, 동정한 롤 간 크로스각이 제로가 되도록 조정함으로써, 롤 간 스러스트력의 발생을 없애, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 도 4에 나타낸 예에서는 롤 간 크로스각의 변경 전부터 차 하중이 나타나 있다. 이는, 하중 검출 장치의 영점 등의 어긋남, 혹은, 하우징-초크간의 마찰 저항 등의 영향에 의해, 하중 검출 장치에 의해 검출되는 값에 좌우 비대칭인 오차가 들어가기 때문이라고 생각된다. 하우징-초크간의 마찰 저항에 관해서는, 마찰 저항은, 압하 위치의 개폐 방향에 대해 반대로 작용하여 하중 검출 장치의 검출 결과에 영향을 주고, 마찰 계수에 좌우차가 있는 경우에는 압하 방향 하중의 차 하중의 오차가 될 수 있다. 이러한 오차는, 특히, 벤딩력의 부하와 같이 하중 레벨이 작을 때는, 롤 간 크로스각의 동정에 있어서 치명적이 될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서는, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시를 비교하여 롤 간 크로스각을 동정함으로써, 이 외란의 영향을 제외하는 것이 가능해지고, 또한, 차 하중의 변화량이 2배가 되므로 동정 정밀도가 향상되는 것을 기대할 수 있다.

(b) 롤 회전 정지와 롤 회전에 의한 롤 간 크로스각 동정

본 발명에 따른 롤 간 크로스각 동정 방법의 다른 일례로서, 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하여, 롤이 정지하고 있는 경우와 회전하고 있는 경우의 압하 방향 하중을 검출하고, 그 차 하중에 의거하여 롤 간 크로스각을 동정하는 방법이 있다. 상술한 예에서는, 압연기는 롤을 정회전 및 역회전시키는 것이 가능하게 구성되어 있을 필요가 있지만, 본 예에 나타내는 방법은, 압연기가 롤을 한 방향으로만 회전 가능한 경우에도 적용 가능하다.

롤이 회전하고 있지 않은 경우, 즉 롤이 정지하고 있는 경우에서는, 롤 간에 롤 동장 방향의 속도 성분에 의한 구동력이 발생하고 있지 않으므로, 롤 간 스러스트력은 발생하지 않는다. 따라서, 롤을 정지시킨 상태로 검출한 압하 방향 하중의 차 하중과, 롤을 회전시켜 검출한 압하 방향 하중의 차 하중을 비교함으로써, 롤 간 스러스트력에 의해 발생하는 롤 간 크로스각을 동정할 수 있다.

예를 들면 도 5에 나타낸 바와 같이, 도 3a 및 도 3b와 동일한 구성의 압연기에 있어서, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)을 이격하여, 작업 롤(1, 2)간의 롤 갭을 열린 상태로 한다. 상측 작업 롤 초크(5a, 5b) 및 하측 작업 롤 초크(6a, 6b)에는, 작업 롤(1, 2)이 서로 이격된 상태로, 인크리스 벤딩 장치(도시 생략)에 의해 인크리스 벤딩력이 부여된다.

하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에 롤 간 크로스각이 발생하고 있는 것으로 하여, 하측 작업 롤(2) 및 하측 보강 롤(4)을 회전시키면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에는 스러스트력이 발생하여, 하측 보강 롤(4)에 모멘트가 발생한다. 당해 모멘트에 의해, 구동측의 하측 하중 검출 장치(10b)에 걸리는 하중이, 작업측의 하측 하중 검출 장치(10a)에 걸리는 하중보다 커져, 차 하중이 발생한다. 한편, 롤을 정지시킨 상태에서는, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에 롤 동장 방향의 상대 슬립은 발생하지 않으므로, 롤 간 스러스트력은 발생하지 않는다. 따라서, 하측 하중 검출 장치(10a, 10b)에서는, 롤 간 스러스트력의 영향을 받지 않는 압하 방향 하중이 검출된다.

도 6에, 롤 정지 시와 롤 회전 시에 있어서, 구동측 및 작업측에서 검출한 압하 방향 하중의 차 하중의 변화를 나타낸다. 본 예에서는, 하측 작업 롤(2)과 하측 보강 롤(4)의 사이에 소정의 롤 간 크로스각을 형성하여, 롤을 정지시킨 상태에서의 압하 방향 하중을 검출하고, 그 후 롤을 회전시켜 압하 방향 하중을 검출하였다. 도 6은, 작업 롤 직경 80mm의 소형 압연기에 있어서, 하측 작업 롤의 롤 간 크로스각을 구동측의 출측을 향하도록 0.1° 변경했을 때의 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 압하 방향 하중의 차 하중의 변화를 검출한 한 측정 결과이다. 각 작업 롤 초크에 부하하는 인크리스 벤딩력은 0.5tonf/chock로 하였다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 롤을 회전시켰을 때의 차 하중은, 롤 정지 시의 차 하중보다 음의 방향으로 커진다. 이와 같이, 롤 정지 시와 롤 회전 시에서는 차 하중이 상위하다.

본 발명에서는, 롤 정지 시와 롤 회전 시의 차 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정한다. 그리고, 동정한 롤 간 크로스각이 제로가 되도록 조정함으로써, 롤 간 스러스트력의 발생을 없애, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 도 6에 나타낸 예에서는 롤 정지 시에 차 하중이 나타나 있다. 이는, 도 4와 동일하게, 하중 검출 장치의 영점 등의 어긋남, 혹은, 하우징-초크간의 마찰 저항 등의 영향에 의해, 하중 검출 장치에 의해 검출되는 값에 좌우 비대칭인 오차가 들어가기 때문이라고 생각된다. 이러한 오차는, 특히, 벤딩력의 부하와 같이 하중 레벨이 작을 때는, 롤 간 크로스각의 동정에 있어서 치명적이 될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서는, 롤 정지 시와 롤 회전 시를 비교하여 롤 간 크로스각을 동정함으로써, 이 외란의 영향을 제외하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 (a), (b) 중 어느 경우에도, 작업 롤(1, 2)간에 롤 갭을 열린 상태로 하여 압하 방향 하중을 검출하기 위해, 상측 롤계와 하측 롤계와 각각의 롤 간 크로스각을 독립적으로 동정할 수 있다. 동정 처리는, 상측 롤계, 하측 롤계에 대해 순차적으로 실행해도 되고, 상측 롤계와 하측 롤계에 대해 동시에 실행해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 작업 롤 간의 롤 갭을 열린 상태로 하여, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각을 검출한다. 이에 따라, 한쪽에 롤 간 크로스각이 있고, 작업 롤과 보강 롤의 사이에 스러스트력이 발생하여 모멘트가 발생한 경우에도, 상측 작업 롤과 하측 작업 롤은 접촉하고 있지 않으므로, 롤 간 스러스트력은 다른 쪽으로는 전달되지 않는다. 이와 같이, 한쪽에서 발생한 롤 간 스러스트력에 의한 영향을 배제한 압하 방향 하중에 의거하여 차 하중을 산출하고, 롤 간 크로스각을 동정함으로써, 보다 정확하게 롤 간 크로스각을 동정할 수 있다. 그리고, 동정한 롤 간 크로스각이 제로가 되도록 조정함으로써, 압연 시의 롤 간 크로스각에 의한 롤 간 스러스트력의 발생을 없앨 수 있어, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조하는 것이 가능해진다. 이하, 상기 (a), (b)의 케이스에 관한 본 발명의 실시형태를 설명한다.

＜2. 제1 실시형태＞

도 7~도 9에 의거하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 압연기 및 당해 압연기를 제어하기 위한 장치의 구성과, 롤 간 크로스각 동정 방법에 대해 설명한다. 제1 실시형태는, 상기 (a)에 나타낸, 롤 정회전 역회전에 의한 롤 간 크로스각의 동정 방법에 관한 것이다.

［2-1. 압연기의 구성］

우선, 도 7에 의거하여, 본 실시형태에 따른 압연기와, 당해 압연기를 제어하기 위한 장치를 설명한다. 도 7은, 본 실시형태에 따른 압연기와, 당해 압연기를 제어하기 위한 장치의 구성을 나타낸 설명도이다. 또한, 도 7에 나타낸 압연기는, 롤 동장 방향의 작업측에서 본 상태를 나타내고 있는 것으로 한다.

도 7에 나타낸 압연기는, 한 쌍의 작업 롤(1, 2)과, 이를 지지하는 한 쌍의 보강 롤(3, 4)을 갖는 4단의 압연기이다. 상측 작업 롤(1)은 상측 작업 롤 초크(5)에 의해 지지되고 있으며, 하측 작업 롤(2)은 하측 작업 롤 초크(6)에 의해 지지되고 있다. 또한, 상측 작업 롤 초크(5) 및 하측 작업 롤 초크(6)는, 도 7 지면 이면측(구동측)에도 동일하게 설치되어 있으며, 각각 상측 작업 롤(1), 하측 작업 롤(2)을 지지하고 있다. 상측 작업 롤(1) 및 하측 작업 롤(2)은, 구동용 전동기(16)에 의해 회전 구동된다. 또, 상측 보강 롤(3)은 상측 보강 롤 초크(7)에 의해 지지되고 있으며, 하측 보강 롤(4)은 하측 보강 롤 초크(8)에 의해 지지되고 있다. 상측 보강 롤 초크(7) 및 하측 보강 롤 초크(8)도, 도 7 지면 이면측(구동측)에도 동일하게 설치되어 있으며, 각각 상측 보강 롤(3), 하측 보강 롤(5)을 지지하고 있다. 상측 작업 롤 초크(5), 하측 작업 롤 초크(6), 상측 보강 롤 초크(7), 및 하측 보강 롤 초크(8)는, 하우징(11)에 의해 유지되어 있다.

압하 방향에 있어서, 상측 보강 롤 초크(7)와 하우징(11) 사이의 압하 지점 위치(30a)에는, 상측 압하 방향 하중 검출 장치(9) 및 압하 장치(18)가 설치되고, 하측 보강 롤 초크(8)와 하우징(11) 사이의 압하 지점 위치(30b)에는, 하측 압하 방향 하중 검출 장치(10)가 설치되어 있다. 상측 압하 방향 하중 검출 장치(9) 및 하측 압하 방향 하중 검출 장치(10)는, 도 7 지면 이면측(구동측)에도 동일하게 설치되어 있다. 또, 상측 작업 롤 초크(5)와 하우징(11) 사이의 프로젝트 블록에는, 입측 상 인크리스 벤딩 장치(13a) 및 출측 상 인크리스 벤딩 장치(13b)가 설치되어 있으며, 하측 작업 롤 초크(6)와 하우징(11)의 사이에는, 입측 하 인크리스 벤딩 장치(14a) 및 출측 하 인크리스 벤딩 장치(14b)가 설치되어 있다. 입측 상 인크리스 벤딩 장치(13a), 출측 상 인크리스 벤딩 장치(13b), 입측 하 인크리스 벤딩 장치(14a), 및 출측 하 인크리스 벤딩 장치(14b)는, 도 7 지면 이면측(구동측)에도 동일하게 설치되어 있다.

각 인크리스 벤딩 장치는, 작업 롤과 보강 롤 사이의 접촉 하중을 올리기 위한 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 부여한다. 또, 압연기는, 작업 롤과 보강 롤 사이의 접촉 하중을 내리기 위한 디크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 부여하는 디크리스 벤딩 장치(23a, 23b, 24a, 24b)를 구비하고 있어도 된다.

압연기는, 압연기를 제어하기 위한 장치로서, 예를 들면 도 7에 나타낸 바와 같이, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)와, 구동용 전동기 제어 장치(17)와, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)를 갖는다.

인크리스 벤딩 제어 장치(15)는, 입측 상 인크리스 벤딩 장치(13a), 출측 상 인크리스 벤딩 장치(13b), 입측 하 인크리스 벤딩 장치(14a), 및 출측 하 인크리스 벤딩 장치(14b)를 제어하는 장치이다. 본 실시형태에 따른 인크리스 벤딩 제어 장치(15)는, 후술하는 롤 간 크로스각 동정 장치(21)로부터의 지시에 의거하여, 작업 롤 초크에 대해 인크리스 벤딩력을 부여하도록, 인크리스 벤딩 장치를 제어한다. 또한, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)는, 본 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 실행하는 경우 이외에 있어서도, 예를 들면 피압연재의 크라운 제어 혹은 형상 제어를 행할 때에도, 인크리스 벤딩 장치를 제어해도 된다.

구동용 전동기 제어 장치(17)는, 상측 작업 롤(1) 및 하측 작업 롤(2)을 회전 구동하는 구동용 전동기(16)를 제어한다. 본 실시형태에 따른 구동용 전동기 제어 장치(17)는, 후술하는 롤 간 크로스각 동정 장치(21)로부터의 지시에 의거하여, 상측 작업 롤(1) 및 하측 작업 롤(2)의 구동을 제어한다. 구체적으로는, 구동용 전동기 제어 장치(17)는, 상측 작업 롤(1) 및 하측 작업 롤(2)에 대해, 회전 상태와 정지 상태의 전환 제어, 회전 방향 및 회전 속도의 회전 구동 제어 등을 행한다. 또한, 구동용 전동기 제어 장치(17)는, 본 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 실행하는 경우 이외에 있어서도, 상측 작업 롤(1) 및 하측 작업 롤(2)을 제어해도 된다.

롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 비압연 시에, 작업측 및 구동측에 각각 설치된 상측 압하 방향 하중 검출 장치(9) 또는 하측 압하 방향 하중 검출 장치(10)의 검출 결과에 의거하여, 압하 방향 하중을 검출한 측의 작업 롤과 보강 롤의 사이에 존재하고 있는 롤 간 크로스각을 동정한다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 상측 작업 롤(1) 및 상측 보강 롤로 이루어지는 상측 롤계와, 하측 작업 롤(2) 및 하측 보강 롤(4)로 이루어지는 하측 롤계에 대해, 각각 작업 롤과 보강 롤의 사이에 발생하고 있는 롤 간 크로스각을 독립적으로 동정한다.

롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 동정 대상으로 하는 측의 압하 방향 하중 검출 장치에 의해 검출된 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중의 차 하중을 산출하는 상측 차 하중 연산부(19) 및 하측 차 하중 연산부(20)와, 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 처리부(22)를 갖는다. 압하 방향 하중의 취득 시, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)에 대해, 작업 롤과 보강 롤 간에 소정의 하중이 작용하도록 소정의 인크리스 벤딩력을 부하하는 지시를 행한다. 또, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 압하 장치(18)에 대해, 롤 갭을 열린 상태로 하기 위해 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)의 간격을 조정하도록 지시한다. 또한, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 압하 방향 하중을 검출할 때의 작업 롤의 구동 상태를 구동용 전동기 제어 장치(17)에 대해 지시하여, 작업 롤의 구동 상태를 제어시킨다. 예를 들면, 본 실시형태에 있어서는, 작업 롤의 정회전 시와 역회전 시에 압하 방향 하중을 검출하기 위해, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는 구동용 전동기 제어 장치(17)에 대해 작업 롤을 정회전, 역회전시키는 지시를 출력한다. 이 롤 벤딩력 부하 처리는, 동정 처리부(22)에 의해 행해진다.

압하 방향 하중 검출 장치에 의해 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중이 검출되면, 상측 롤계에 대해서는 상측 차 하중 연산부(19), 하측 롤계에 대해서는 하측 차 하중 연산부(20)에 의해 차 하중이 연산된다. 동정 처리부(22)는, 상측 차 하중 연산부(19) 또는 하측 차 하중 연산부(20)로부터 입력된 차 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정한다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 간 크로스각이 제로가 아닌 경우에는, 동정된 롤 간 크로스각을 제로로 하도록, 작업 롤 초크 또는 하우징측의 심, 라이너 등의 조정을 행한다. 혹은, 롤 크로스각 조정 장치 등을 갖는 경우는, 동정된 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 롤 크로스각 조정 장치 등에 의한 각도 조정을 제어 장치에 대해 지시한다. 또한, 롤 간 크로스각 동정 처리의 상세한 설명은 후술한다.

[2-2. 롤 간 크로스각 동정 처리]

도 8 및 도 9에 의거하여, 본 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 설명한다. 또한, 도 8은, 본 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 나타낸 플로차트이다. 도 9는, 하측 롤계로의 인크리스 벤딩력의 부하 시에 발생하는 롤 간 스러스트력을 설명하는 설명도이다. 또한, 이하에서는, 하측 롤계의 롤 간 크로스각을 동정하는 경우에 대해 설명하지만, 상측 롤계의 롤 간 크로스각을 동정하는 경우도 동일하다.

(초기 설정 : S100~S102)

롤 간 크로스각 동정 처리를 행할 때에, 우선, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)에 대해, 인크리스 벤딩 장치에 의해 소정의 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 부하하도록 지시한다(S100). 인크리스 벤딩 제어 장치(15)는, 당해 지시에 의거하여 각 인크리스 벤딩 장치를 제어하여, 소정의 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 부하한다.

또, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 압하 장치(18)에 대해, 작업 롤 간의 롤 갭이 열린 상태가 되도록, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)의 간격을 조정하도록 지시한다(S102). 이에 따라, 압하 방향 하중을 검출 가능한 상태가 된다. 또한, 단계 S100과 단계 S102는, 어느 쪽을 먼저 실행해도 된다.

(압하 방향 하중 취득과 차 하중 연산 : S104~S114)

다음으로, 롤 간 크로스각을 동정하기 위해 필요한 압하 방향 하중의 취득과 그 차 하중을 연산한다. 본 실시형태에서는, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 있어서, 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출한다. 여기서, 롤의 회전 상태를 나타내는 계수 n에 대해, 롤 정회전 시를 1, 롤 역회전 시를 2로 한다.

우선, 롤 정회전 시에 있어서의 압하 방향 하중을 검출한다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 n을 1로 하여(S104), 롤 회전 조건으로서 작업 롤의 회전 속도 및 회전 방향을 설정한다(S106). 그리고, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 구동용 전동기 제어 장치(17)에 대해, 설정한 작업 롤의 회전 속도 및 회전 방향을 출력하여, 이 롤 회전 조건으로 작업 롤을 회전시킨다(S108). 작업 롤이 회전되면, 하중 검출 장치에 의해 동정 대상인 롤계의 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출하여, 차 하중 연산부에 의해 그 차 하중을 연산한다(S110). 취득된 롤 정회전 시의 차 하중은, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)에 입력된다. 그리고, 계수 n에 1이 가산된다(S112).

다음으로, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 n이 2인지의 여부를 판정한다(S114). 계수 n이 2인 경우란, 롤 역회전 시에 있어서의 압하 방향 하중을 검출하는 경우이다. 즉, 단계 S114에서는, 롤 역회전 시의 압하 방향 하중을 검출하는 처리를 실행할지의 여부를 판정하고 있다. 계수 n이 2일 때, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S106으로 되돌아가, 롤 역회전 시에 대해, 단계 S106~S110의 처리를 실행한다. 또한, 이러한 처리는 롤 정회전 시와 동일하므로, 설명을 생략한다. 그리고, 롤 역회전 시의 차 하중이 취득되어, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)에 입력되면, 계수 n에 추가로 1이 가산된다(S112). 따라서, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시의 차 하중이 취득되었을 때, 계수 n은 3이 되고 있다.

그리고, 단계 S114에서의 계수 n의 판정에 있어서, 계수 n이 2가 아니라고 판정되었을 때, 즉, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시의 차 하중이 취득되었을 때, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S116의 처리를 실행한다.

(롤 간 크로스각 동정 : S116)

롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시의 차 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정한다(S116). 이하, 도 9에 의거하여, 롤 간 크로스각의 동정에 대해 설명한다. 여기서는, 하측 롤계의 롤 간 크로스각을 동정하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 상측 롤계의 롤 간 크로스각의 동정도 동일하게 행하면 된다.

(A) 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계 취득

도 9에, 하측 롤계에 있어서 작업 롤 초크에 인크리스 벤딩력을 부하시켰을 때에 발생하는 롤 간 스러스트력의 관계도를 나타낸다. 하측 롤계에 있어서의 작업 롤-보강 롤의 롤 간 스러스트력(T_WB ^B)과, 압하 방향의 하중차(P_df ^B)의 관계는, 하기 식 (1)로 나타낼 수 있다. 여기서, D_W ^B는 하측 작업 롤 직경, D_B ^B는 하측 보강 롤 직경, h_B ^B는 하측 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치, a_B ^B는 하측 롤계의 지점간 거리이다. 하기 식(1)은, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 하기 식 (1-1), 식 (1-2)로 나타내어지는 하측 작업 롤과 하측 보강 롤의 모멘트의 평형 조건식으로부터 도출된다. 이 때, 상측 작업 롤과 하측 작업 롤의 사이에 작용하는 스러스트력(T_WW), 상측 작업 롤과 하측 작업 롤의 접촉 영역의 롤 동장 방향 길이(I_WW), 상하 작업 롤 간의 선하중 분포의 작업측과 구동측의 차(p^df _WW)는, 작업 롤 간의 롤 갭이 열린 상태가 되고 있으므로 제로가 된다. 그리고, 미지수인 하측 작업 롤과 하측 보강 롤 간의 선하중분의 작업측과 구동측의 차(p^df _WB ^B) 및 하측 작업 롤과 하측 보강 롤 간의 접촉 영역의 롤 동장 방향 길이(I_WB ^B)를 식 (1-1) 및 식 (1-2)로부터 소거함으로써, 하기 식 (1)이 얻어진다.

[수학식 1]

또한, 하측 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치(h_B ^B)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 하측 롤계의 보강 롤에 작용하는 스러스트 반력을 집중 하중으로 간주한 경우의 작용점 위치이며, 연직 방향에 있어서 피압연재로부터 떨어진 방향을 양으로 했을 때의, 보강 롤의 축심으로부터의 거리로서 정의한다. 여기서 또, 하측 작업 롤과 하측 보강 롤의 사이에 작용하는 스러스트력(T_B ^B)과 전술한 스러스트 반력(T_WB ^B)의 축 방향의 힘은 균형을 이루므로, T_B ^B=T_WB ^B가 성립된다. 보강 롤 초크는 압하 방향의 하중이 작용하고 있을 때 압하 장치 등(이하, 「압하계」라고도 한다.)에 의해 지지되고 있으므로, 보강 롤에 작용하는 스러스트 반력은, 보강 롤의 축심뿐만 아니라 압하계로도 지지될 가능성이 높다. 본 발명에서는, 수직 방향에 있어서의, 보강 롤에 작용하는 스러스트 반력이 작용하는 위치와 보강 롤의 축심의 위치의 거리를, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치로서 정의한다. 이에 따라, 압하 방향의 하중차로부터 롤 간 스러스트력을 정밀도 좋게 산출할 수 있으며, 그 결과, 롤 간 크로스각을 정확하게 동정할 수 있다. 상측 롤계의 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치에 대해서도, 하측 롤계의 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치와 동일하게 정의할 수 있다.

또, 일반적으로, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각에 의해 발생하는 스러스트력(T_WB)은, 하기 식 (2)로 나타내어진다.

[수학식 2]

여기서, P는 작업 롤과 보강 롤의 사이에 작용하는 압하 방향 하중, μ_T는 스러스트 계수이다. 스러스트 계수 μ_T는, 하중에 대한 롤 간 스러스트력의 발생 비율을 나타내는 계수로, 예를 들면, 상기 특허문헌 2의 식 (2)에 나타내어진 바와 같이, 작업 롤과 보강 롤 사이의 상대적인 크로스각(φ), 롤 간 마찰 계수(μ), 롤 간 선하중(p), 롤의 푸아송비(ν), 세로 탄성 계수(G), 작업 롤 직경(D_W), 보강 롤 직경(D_B)의 함수로서 나타낼 수 있다. 여기서는, 상기 식 (2)를 하기 식 (3)과 같이 표기하는 것으로 한다.

[수학식 3]

본 실시형태에서는, 상측 작업 롤과 하측 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하여, 인크리스 벤딩력을 부하한 경우에 발생하는 롤 간 스러스트력의 발생에 대해 생각하고 있다. 따라서, 압하 방향 하중(P)은, 작업 롤 초크에 있어서 작용하는 인크리스 벤딩력(F_B)의 2배(P=2F_B)가 된다. 이로부터, 상기 식 (2)는 하기 식 (4)로 나타내어진다.

[수학식 4]

그리고, 하측 롤계의 롤 정회전 시에 있어서의 압하 방향의 하중차를 P_df1 ^B, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각에 의해 발생하는 롤 간 스러스트력을 T_WB1 ^B, 인크리스 벤딩력을 F_B1로 하면, 상기 식 (1)~(4)로부터, 하기 식 (5)로 나타내어지는 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계식이 얻어진다.

[수학식 5]

여기서, p₁=2F_B1/L_WB ^B이고, L_WB ^B는 하측 작업 롤과 하측 보강 롤 사이의 접촉 길이를 나타낸다. 식 (5)에 있어서, P_df1 ^B, F_B1을 측정치, μ, L_WB ^B, ν, G, D_W ^B, D_B ^B, h_B ^B를 기지(旣知)의 값으로 하면, 미지수인 롤 간 크로스각 φ를 구할 수 있다. 또한, μ, ν, G에 대해서는, 상측 롤계 및 하측 롤계에서 공통적으로 부여하고 있지만, 작업 롤과 보강 롤에서 특성이 다른 경우, 혹은, 상하의 롤계에서 특성이 다른 경우는, 개별적으로 부여해도 된다.

(B) 롤 간 크로스각의 동정

본 실시형태에서는, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 차 하중의 값을 비교하여, 롤 간 크로스를 동정한다. 상기 식 (5)에서는, 롤 정회전 시에 있어서의 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계를 나타내었지만, 동일하게, 롤 역회전 시에 있어서의 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계식은, 하기 식 (6)과 같이 된다. 또한, 롤 역회전 시에 있어서의 하측 롤계의 압하 방향의 하중차를 P_df2 ^B, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각에 의해 발생하는 롤 간 스러스트력을 T_WB2 ^B, 인크리스 벤딩력을 F_B2로 한다.

[수학식 6]

여기서, 롤 회전 시와 롤 역회전 시에 있어서의 인크리스 벤딩력이 동일한 값인 것으로 하면, 롤 간 스러스트력은, 롤 회전 시와 롤 역회전 시에서 크기가 동일하고 부호가 다른 값이 된다. 이로부터, 하기 식 (7)이 얻어진다.

[수학식 7]

그리고, 상기 식 (5), 식 (6)의 차를 취해, 상기 식 (7)에 대입하면, 하기 식 (8)이 얻어진다.

[수학식 8]

이상과 같이, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 있어서의 차 하중의 값을 비교함으로써, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각의 동정이 가능해진다. 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 차 하중의 상대적인 변화를 이용하여 롤 간 크로스각을 동정하므로, 하중 측정치의 영점이 어긋나 있는 등의 외란의 영향을 배제 가능하고, 또, 차 하중의 변화도 커지므로, 인크리스 벤딩력이 작은 경우에 있어서 유효하다.

도 8의 설명으로 되돌아가, 단계 S116에서 상기 연산에 의해 롤 간 크로스각이 동정되면, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 간 크로스의 동정 결과에 의거하여, 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 작업 롤 초크 또는 하우징측의 심, 라이너 등의 조정을 행한다. 혹은, 롤 크로스각 조정 장치 등을 갖는 경우는, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 동정된 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 롤 크로스각 조정 장치 등에 대해 각도 조정을 실시하는 지시를 출력한다. 이에 따라, 롤 간 크로스각을 없애, 롤 간 스러스트력에 의한 좌우 비대칭 변형을 배제할 수 있다. 그 결과, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조할 수 있다.

＜3. 제2 실시형태＞

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 방법에 대해 설명한다. 제2 실시형태는, 상기 (b)에 나타낸, 롤 회전 정지 시와 롤 회전 시의 하중차를 이용한 롤 간 크로스각의 동정 방법에 관한 것이다. 또한, 본 실시형태에 따른 압연기 및 당해 압연기를 제어하기 위한 장치는, 도 7에 나타낸 제1 실시형태의 구성과 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.

도 10에 의거하여, 본 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 설명한다. 도 10은, 본 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 처리를 나타낸 플로차트이다. 본 실시형태에 있어서도, 이하에서는 하측 롤계의 롤 간 크로스각을 동정하는 경우에 대해 설명하지만, 상측 롤계의 롤 간 크로스각을 동정하는 경우도 동일하다.

(초기 설정 : S200~S202)

롤 간 크로스각 동정 처리를 행할 때에, 우선, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)에 대해, 인크리스 벤딩 장치에 의해 소정의 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 부하하도록 지시한다(S200). 인크리스 벤딩 제어 장치(15)는, 당해 지시에 의거해 각 인크리스 벤딩 장치를 제어하여, 소정의 인크리스 벤딩력을 작업 롤 초크에 부하한다.

또, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 압하 장치(18)에 대해, 작업 롤 간의 롤 갭이 열린 상태가 되도록, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)의 간격을 조정하도록 지시한다(S202). 이에 따라, 압하 방향 하중을 검출 가능한 상태가 된다. 또한, 단계 S200과 단계 S202는, 어느 쪽을 먼저 실행해도 된다. 이와 같이, 단계 S200, S202의 처리는, 제1 실시형태의 롤 간 크로스각 동정 처리에 있어서의 단계 S100, 102와 동일하게 행해진다.

(압하 방향 하중 취득과 차 하중 연산 : S204~S214)

다음으로, 롤 간 크로스각을 동정하기 위해 필요한 압하 방향 하중의 취득과 그 차 하중을 연산한다. 본 실시형태에서는, 롤 정지 시와 롤 회전 시에 있어서, 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출한다. 여기서, 롤의 회전 상태를 나타내는 계수 n에 대해, 롤 정지 시를 0, 롤 회전 시를 1로 한다.

우선, 롤 회전 시에 있어서의 압하 방향 하중을 검출한다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 n을 1로 하여(S204), 롤 회전 조건으로서 작업 롤의 회전 속도를 설정한다(S206). 그리고, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 구동용 전동기 제어 장치(17)에 대해, 설정한 작업 롤의 회전 속도를 출력하여, 이 롤 회전 조건으로 작업 롤을 회전시킨다(S208). 작업 롤이 회전되면, 하중 검출 장치에 의해 동정 대상인 롤계의 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출하여, 차 하중 연산부에 의해 그 차 하중이 연산된다(S210). 취득된 롤 회전 시의 차 하중은, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)에 입력된다. 그리고, 계수 n으로부터 1을 뺀다(S212).

다음으로, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 n이 0인지의 여부를 판정한다(S214). 계수 n이 0인 경우란, 롤 정지 시에 있어서의 압하 방향 하중을 검출하는 경우이다. 즉, 단계 S214에서는, 롤 정지 시의 압하 방향 하중을 검출하는 처리를 실행할지의 여부를 판정하고 있다. 계수 n이 0일 때, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S206으로 되돌아가, 롤 정지 시에 대해, 단계 S206~S210의 처리를 실행한다. 롤 정지 시의 압하 방향 하중의 검출에 있어서는, 단계 S206에서 설정되는 작업 롤의 회전 속도는 제로이다. 따라서, 단계 S208에 있어서 작업 롤은 회전되지 않는다. 이러한 상태에서, 단계 S210에서는 작업측과 구동측의 압하 방향 하중이 검출되어, 차 하중이 연산된다. 그리고, 롤 정지 시의 차 하중이 취득되어, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)에 입력되면, 계수 n으로부터 추가로 1을 뺀다(S212). 따라서, 롤 회전 시 및 롤 정지 시의 차 하중이 취득되었을 때, 계수 n은 -1이 되고 있다.

그리고, 단계 S214에서의 계수 n의 판정에 있어서, 계수 n이 0이 아니라고 판정되었을 때, 즉, 롤 회전 시 및 롤 정지 시의 차 하중이 취득되었을 때, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S216의 처리를 실행한다.

(롤 간 크로스각 동정 : S216)

롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 회전 시 및 롤 정지 시의 차 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각을 동정한다(S216). 여기서, 도 9에 의거하여, 롤 간 크로스각의 동정에 대해 설명한다. 여기서는, 하측 롤계의 롤 간 크로스각을 동정하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 상측 롤계의 롤 간 크로스각의 동정도 동일하게 행하면 된다.

본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게, 우선, 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계가 취득된다. 이 연산 처리는, 제1 실시형태의 「(A) 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계 취득」에서 설명한 연산 처리와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.

롤 회전 시의 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계는, 상기 식 (5)로 나타내어진 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계에 의해 나타내어진다. 한편, 롤 정지 시에 있어서는, 롤 간 크로스각이 존재하였다고 해도 롤 간 스러스트력은 발생하지 않는다. 이로부터, 하기 식 (9)의 관계가 성립된다.

[수학식 9]

그리고, 롤 정지 시와 롤 회전 시에 있어서의 인크리스 벤딩력이 동일한 값인 것으로 하면, 롤 정지 시에 있어서의 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계식은, 상기 식 (1), 식 (5), 식 (9)로부터, 하기 식 (10)과 같이 된다. 또한, 하측 롤계의 롤 정지 시에 있어서의 압하 방향 하중차를 P_df0 ^B, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각에 의해 발생하는 롤 간 스러스트력을 T_WB0 ^B, 인크리스 벤딩력을 F_B0으로 한다.

[수학식 10]

이상과 같이, 롤 정지 시와 롤 회전 시에 있어서의 차 하중의 값을 비교함으로써, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각의 동정이 가능해진다. 롤 정지 시와 롤 회전 시의 차 하중의 상대적인 변화를 이용하여 롤 간 크로스각을 동정하므로, 하중 측정치의 영점이 어긋나 있는 등의 외란의 영향을 배제할 수 있다. 또, 제1 실시형태와 비교하여, 작업 롤 회전 방향을 변경한 측정이 불필요해지므로, 동정 작업의 단축이 가능해진다. 또한, 상기 설명에 있어서는, 롤 회전 시에 롤은 정회전하고 있는 것으로서 설명하였지만, 롤 회전 시에 롤이 역회전하고 있는 경우여도 동일한 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.

도 10의 설명으로 되돌아가, 단계 S216에서 상기 연산에 의해 롤 간 크로스각이 동정되면, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 간 크로스의 동정 결과에 의거하여, 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 작업 롤 초크 또는 하우징측의 심, 라이너 등의 조정을 행한다. 혹은, 롤 크로스각 조정 장치 등을 갖는 경우는, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 동정된 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 롤 크로스각 조정 장치 등에 대해 각도 조정을 실시하는 지시를 출력한다. 이에 따라, 롤 간 크로스각을 없애, 롤 간 스러스트력에 의한 좌우 비대칭 변형을 배제할 수 있다. 그 결과, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조할 수 있다.

＜4. 제3 실시형태＞

다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 롤 간 크로스각 동정 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태는, 롤 간 크로스각에 더하여, 또한 롤 간 마찰 계수, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치의 동정도 가능한 방법에 관한 것이다. 본 실시형태에 있어서도, 제1 및 제2 실시형태와 동일하게, 작업 롤 간의 롤 갭을 열린 상태로 하여, 작업 롤 초크에 인크리스 벤딩력을 부하한 상태로, 2개의 롤의 회전 상태(예를 들면 정회전과 역회전, 혹은 회전과 정지)에 있어서의 압하 방향 하중의 차 하중을 취득한다. 이 때, 인크리스 벤딩력을 변화시켜, 복수 수준에서의 압하 방향 하중의 차 하중을 취득한다. 이에 따라, 롤 간 크로스각뿐만 아니라, 다른 미지수도 동정하는 것이 가능해진다.

도 11에 의거하여, 본 실시형태에 따른 동정 처리를 설명한다. 도 11은, 본 실시형태에 따른 동정 처리를 나타낸 플로차트이다. 또한, 본 실시형태에 따른 압연기 및 당해 압연기를 제어하기 위한 장치는, 도 7에 나타낸 제1 실시형태의 구성과 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 본 실시형태에서는, 하측 롤계의 롤 간 크로스각, 롤 간 마찰 계수, 및 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 동정하는 경우에 대해 설명하지만, 하측 롤계에 관해 동정하는 경우도 동일하다. 또, 본 실시형태에 있어서, 압하 방향 하중의 검출은, 제1 실시형태와 동일하게, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 있어서 행하지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않으며, 제2 실시형태와 같이, 롤 정지 시와 롤 회전 시에 있어서 행해도 된다.

(초기 설정 : S300~S302)

롤 간 크로스각 동정 처리를 행할 때에, 우선, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 압하 장치(18)에 대해, 상측 작업 롤(1)과 하측 작업 롤(2)의 간격을 조정하도록 지시한다(S300). 또, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 수준의 수가 M개인 인크리스 벤딩력을 설정하여, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)에 출력한다(S302). 인크리스 벤딩력의 수준의 수는, 동정하는 값의 수에 따라 설정된다. 예를 들면, 롤 간 크로스각과 롤 간 마찰 계수를 동정하는 경우, M은 2가 되고, 롤 간 크로스각, 롤 간 마찰 계수, 및 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 동정하는 경우, M은 3이 된다.

(압하 방향 하중 취득과 차 하중 연산 : S304~S322)

다음으로, 롤 간 크로스각을 동정하기 위해 필요한 압하 방향 하중의 취득과 그 차 하중을 연산한다. 본 실시형태에서는, 작업 롤 초크에 부하하는 인크리스 벤딩력을 복수 수준 변경시켜, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 있어서의 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출한다. 여기서, 롤의 회전 상태를 나타내는 계수 n에 대해, 롤 정회전 시를 1, 롤 역회전 시를 2로 한다. 또, 계수 m은, 인크리스 벤딩력의 수준을 나타내는 양의 정수(1~M)이다. 본 실시형태에서는 M은 3으로 한다.

우선, 1수준째의 롤 정회전 시에 있어서의 압하 방향 하중을 검출한다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 n을 1로 하고(S304), 계수 m을 1로 한다(S306). 그리고, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)는, 1수준째의 인크리스 벤딩력 F_B(1)을 작업 롤 초크에 부하한다(S308). 이에 따라, 압하 방향 하중을 검출 가능한 상태가 된다. 또한, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 회전 조건으로서 작업 롤의 회전 속도 및 회전 방향을 설정하고(S310), 구동용 전동기 제어 장치(17)는, 이 롤 회전 조건으로 작업 롤을 회전시킨다(S312). 작업 롤이 회전되면, 하중 검출 장치에 의해 동정 대상인 롤계의 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출하고, 차 하중 연산부에 의해 그 차 하중을 연산한다(S314). 취득된 롤 정회전 시의 차 하중은, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)에 입력된다. 그리고, 계수 m에 1이 가산된다(S316).

다음으로, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 m이 M보다 큰지의 여부를 판정한다(S318). 계수 m이 M보다 큰 경우는, 단계 S302에서 설정된 M수준의 인크리스 벤딩력에 있어서의 압하 방향 하중의 차 하중이 취득된 경우이다. 즉, 단계 S318에서는, 설정된 모든 수준에 있어서의 압하 방향 하중의 차 하중이 취득되었는지의 여부를 확인하고 있다. 계수 m이 M 이하인 경우에는, 단계 S308로 되돌아가, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)에 의해, 2수준째의 인크리스 벤딩력 F_B(2)를 작업 롤 초크에 부하하여(S308), 롤 정회전 시의 압하 방향 하중의 검출과 그 차 하중의 연산이 행해진다(S314).

그 후, 계수 m에 추가로 1이 가산되어(S316), m은 3이 된다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S318의 판정 요건을 만족하지 않으므로, 단계 S308로 되돌아가, 인크리스 벤딩 제어 장치(15)에 의해, 3수준째의 인크리스 벤딩력 F_B(3)을 작업 롤 초크에 부하하여(S308), 롤 정회전 시의 압하 방향 하중의 검출과 그 차 하중의 연산이 행해진다(S314). 그리고, 계수 m에 1이 가산되어(S316), m이 4가 되면, 단계 S318의 판정 요건을 만족하므로, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S320의 처리로 진행되어, 계수 n에 1을 가산한다(S320). 그리고, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 계수 n이 2인지의 여부를 판정한다(S322).

단계 S322에서는, 롤 역회전 시의 압하 방향 하중을 검출하는 처리를 실행하는지의 여부를 판정하고 있다. 계수 n이 2일 때, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S306으로 되돌아가, 계수 m을 1로 리셋한 후, 롤 역회전 시에 대해, 단계 S308~S320의 처리를 실행한다. 또한, 이러한 처리는 롤 정회전 시와 동일하므로, 설명을 생략한다. 그리고, 롤 역회전 시의 차 하중이 3수준 취득되면, 계수 n에 추가로 1이 가산된다(S320). 따라서, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시의 차 하중이 취득되었을 때, 계수 n은 3이 되고 있다.

그리고, 단계 S322에서의 계수 n의 판정에 있어서, 계수 n이 2가 아니라고 판정되었을 때, 즉, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시의 차 하중이 취득되었을 때, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 단계 S324의 처리를 실행한다.

(롤 간 크로스각 동정 : S324)

롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시의 차 하중에 의거하여, 롤 간 크로스각, 롤 간 마찰 계수, 및 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 동정한다(S324). 이하, 도 9에 의거하여, 롤 간 크로스각, 롤 간 마찰 계수, 및 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치의 동정에 대해 설명한다. 여기서는, 하측 롤계의 각 값을 동정하는 경우에 대해 설명하지만, 상측 롤계의 각 값의 동정도 동일하게 행하면 된다. 또, 도 11의 처리 플로에 있어서는, 3수준(M=3)의 인크리스 벤딩력에 대한 차 하중의 취득을 하는 경우에 대해 나타내고 있지만, 이하의 설명에서는, 보다 범용적으로 2수준 이상(M≥2)인 경우에 대해 나타내고 있다.

본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게, 우선, 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계가 취득된다. 이 연산 처리는, 제1 실시형태의 「(A) 압하 방향 하중의 차 하중과 롤 간 스러스트력의 관계 취득」에서 설명한 연산 처리와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. 그리고, 롤 정회전 시 및 롤 역회전 시에 있어서 부하되는 M수준의 인크리스 벤딩력을 F_B1(1)~F_B1(M), F_B2(1)~F_B2(M)으로 하면, 상기 식 (8)로부터, 인크리스 벤딩력의 각 수준에 있어서의 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 있어서의 상대적인 변화와, 작업 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각에 의해 발생하는 롤 간 스러스트력의 관계식군은, 하기 식 (11)과 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 11]

여기서, P_df1 ^B(1)-P_df2 ^B(1)~P_df1 ^B(M)-P_df2 ^B(M)은, 각 수준(m=1~M)의 인크리스 벤딩력을 부하했을 때의 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 압하 방향 하중의 차 하중, T_WB1 ^B(1)~T_WB1 ^B(M)은, 각 수준(m=1~M)의 인크리스 벤딩력을 부하했을 때의 롤 간 스러스트력, p₁(1)~p₁(M)은, 각 수준(m=1~M)의 인크리스 벤딩력을 부하했을 때의 롤 간 선하중이다.

식 (11)로부터, 인크리스 벤딩력을 2수준(M=2) 이상 설정한 경우, 방정식의 수는 2개 이상이 된다. 따라서, 미지수로서, 롤 간 크로스각 외에, 롤 간 마찰 계수 또는 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치 중, 적어도 어느 한쪽을 포함한 2개 이상을 설정할 수 있다. 인크리스 벤딩력을 3수준(M=3) 이상 설정한 경우, 방정식의 수는 3개 이상이 된다. 따라서, 미지수로서, 롤 간 크로스각 외에, 롤 간 마찰 계수 및 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 포함한 3개 이상을 설정할 수 있다. 또한, 인크리스 벤딩력을 3수준보다 많게 설정한 경우, 미지수의 수에 비해 방정식의 수가 상회하는데, 이 경우는 최소 제곱해를 구함으로써 풀 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 있어서는, 인크리스 벤딩력의 부하 수준을 늘려, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 있어서의 차 하중의 값을 비교함으로써, 롤 간 크로스각의 동정에 더하여, 롤 간 마찰 계수, 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 동정하는 것이 가능해진다. 경시적으로 변화하는 이들 값을 동정할 수 있으므로, 보다 고정밀한 롤 간 크로스각의 동정이 가능해진다.

도 11의 설명으로 되돌아가, 단계 S324에서는, 3수준(M=3)의 인크리스 벤딩력을 설정하여 취득된 롤 정회전 시와 롤 역회전 시의 차 하중의 비교에 의해, 상기 연산에 의해, 롤 간 크로스각, 롤 간 마찰 계수, 및 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 동정한다. 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 롤 간 크로스의 동정 결과에 의거하여, 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 작업 롤 초크 또는 하우징측의 심, 라이너 등의 조정을 행한다. 혹은, 롤 크로스각 조정 장치 등을 갖는 경우는, 롤 간 크로스각 동정 장치(21)는, 동정된 롤 간 크로스각이 제로가 되도록, 롤 크로스각 조정 장치 등에 대해 각도 조정을 실시하는 지시를 출력한다. 이에 따라, 롤 간 크로스각을 없애, 롤 간 스러스트력에 의한 좌우 비대칭 변형을 배제할 수 있다. 그 결과, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 제품을 안정적으로 제조할 수 있다.

실시예 1

도 7에 나타낸 구성의 열간 마무리 압연기의 제5~제7 스탠드에 대해, 롤 간 크로스각에 의한 롤 간 스러스트력의 영향을 고려한 압하 레벨링 설정에 관해, 종래법과 본 발명의 방법의 비교를 행하였다.

우선, 종래법에서는, 정기적으로 하우징 라이너 및 초크 라이너의 교환을 행하여, 롤 간 크로스각이 발생하지 않도록 설비 관리를 행하였다. 그 결과, 하우징 라이너의 교환 직전의 시기에 있어서, 피압연재로서 출측 판두께 1.2mm, 폭 1200mm의 박물(薄物) 광폭재를 압연했을 때에, 판두께 웨지 및 캠버가 발생함과 더불어, 제6 스탠드에 있어서 사행에 의한 접힘이 발생하였다.

한편, 본 발명의 방법에서는, 비압연 시에 롤 갭을 열린 상태로 하여 작업 롤 초크에 롤 벤딩력을 부하하여, 롤 정회전 시와 롤 역회전 시에 대해, 작업측과 구동측의 압하 방향 하중의 차 하중을 비교하여, 롤 간 크로스각을 동정하였다. 그리고, 동정 결과에 의거하여, 작업 롤 초크측의 라이너와 작업 롤 초크의 사이에 심 등을 삽입하여, 롤 간 크로스각이 저감하도록 조정을 행하였다. 그 결과, 하우징 라이너의 교환 직전의 시기에 있어서도, 종래법에서 접힘이 발생한 출측 판두께 1.2mm, 폭 1200mm의 박물 광폭재를 압연한 경우여도, 판두께 웨지 및 캠버의 발생도 적고, 피압연재를 압연 라인에 똑바로 통판시킬 수 있었다.

이상과 같이, 본 발명의 방법에서는, 스러스트 반력 측정 장치를 필요로 하지 않고, 롤 간 크로스각을 동정하는 것이 가능하다. 또, 동정 결과에 의거하여 롤 간 크로스각을 조정함으로써, 롤 간 크로스각에 기인하여 발생하는 롤 간 스러스트력에 의한 좌우 비대칭 변형을 배제할 수 있으므로, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 금속 판재를 안정적으로 제조할 수 있다.

실시예 2

도 7에 나타낸 구성의 열간 후판 압연기에, 롤 간 크로스각에 의한 스러스트력의 영향을 고려한 압하 레벨링 설정에 관해, 종래법과 본 발명의 방법의 비교를 행하였다.

우선, 종래법에서는, 정기적으로 하우징 라이너 및 초크 라이너의 교환을 행하여, 롤 간 크로스각이 발생하지 않도록 설비 관리를 행하였다.

한편, 본 발명의 방법에서는, 비압연 시에 롤 갭을 열린 상태로 하여, 2수준의 롤 벤딩력을 설정하고, 롤 정지 시와 롤 회전 시에 대해, 작업측과 구동측의 압하 방향 하중의 차 하중을 비교함으로써, 롤 간 크로스각 및 롤 간 마찰 계수를 동정하였다. 그리고, 동정 결과에 의거하여, 작업 롤 초크측의 라이너와 작업 롤 초크의 사이에 심 등을 삽입하여, 롤 간 크로스각이 저감하도록 조정을 행하였다.

표 1에, 본 발명과 종래법에 대해, 대표 압연 개수에 대한 캠버 발생의 실적치를 나타낸다. 피압연재의 선단부 1m당 캠버 실적치 중, 보강 롤 교체 직전 또한 하우징 라이너 교환 직전의 값을 보면, 본 발명의 경우, 0.12mm/m으로 비교적 작은 값으로 억제되어 있다. 이에 반해 종래법의 경우, 보강 롤 교체 직전이나 하우징 라이너 교환 직전의 시기에 있어서, 본 발명의 경우와 비교하여 캠버 실적치가 커지고 있다.

이상과 같이, 본 발명의 장치에서는, 스러스트 반력 측정 장치를 필요로 하지 않고, 롤 간 크로스각을 동정함과 더불어, 경시적으로 변화하는 롤 간 마찰 계수의 동정도 가능하고, 동정된 값에 의거하여 롤 간 크로스각을 조정함으로써, 롤 간 크로스각에 기인하여 발생하는 롤 간 스러스트력에 의한 좌우 비대칭 변형을 배제할 수 있으므로, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 금속 판재를 안정적으로 제조할 수 있다.

[표 1]

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예를 도출할 수 있는 것은 분명하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 롤 간 크로스각의 동정을 행할 때에, 인크리스 벤딩 장치에 의해 작업 롤 초크에 대해 소정의 부하를 부여한 상태로 하고 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 인크리스 벤딩력을 일정하게 하고, 디크리스 벤딩 장치에 의해 작업 롤과 보강 롤의 사이에 소정의 부하를 부여한 상태로, 롤 간 크로스각의 동정을 행해도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 압하 방향의 하중 검출 장치가 상하 쌍방으로 배치되어 있는 것으로 하고 있었지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 초크나 하우징의 라이너 등의 마모의 진행에 의해 발생하는 롤 간 크로스는, 상하로도 거의 같은 시기에 변화하는 것이 예상된다. 따라서, 상하의 한쪽에 하중 검출 장치가 배치된 경우에 있어서도, 배치되어 있는 측의 롤 간 크로스각의 동정을 행하고, 그 동정 결과에 의거하여, 예를 들면, 상하 쌍방의 작업 롤 초크측의 라이너와 작업 롤 초크의 사이에 심 등을 같은 시기에 교환함으로써, 상하 쌍방의 롤 간 크로스각의 저감을 행하는 것은 가능하다. 이로부터, 상하 쌍방으로 압하 방향의 하중 검출 장치가 배치되어 있는 경우와 동일하게, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 금속 판재를 안정적으로 제조할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 한 쌍의 작업 롤과, 한 쌍의 보강 롤을 구비하는 4단의 압연기에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않으며, 4단 이상의 압연기에 대해 적용 가능하다. 예를 들면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 작업 롤(1, 2)과 보강 롤(3, 4)의 사이에 각각 중간 롤(41, 42)이 설치된 6단 압연기로의 적용도 가능하다. 상측 중간 롤(41)은, 작업측의 상측 중간 롤 초크(43a) 및 구동측의 상측 중간 롤 초크(43b)에 지지되어 있다. 하측 중간 롤(42)은, 작업측의 하측 중간 롤 초크(44a) 및 구동측의 하측 중간 롤 초크(44b)에 지지되어 있다.

6단 압연기의 경우, 예를 들면 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이, 작업 롤(1)과 중간 롤(41)의 롤 갭 및 작업 롤(2)과 중간 롤(42)의 롤 갭이 열린 상태 에 있어서, 중간 롤(41, 42)의 벤딩 장치를 사용하여, 중간 롤(41)과 보강 롤(3)의 사이, 및, 중간 롤(42)과 보강 롤(4)의 사이에 하중을 부하한다. 이 때, 작업 롤(1, 2)의 벤딩 장치는, 작업 롤의 자중을 캔슬할 정도, 혹은, 작업 롤의 회전을 중간 롤에 전달할 정도로 부하하여(부하하는 힘은 도시하고 있지 않다.), 작업 롤과 중간 롤 간에 하중이 작용하지 않는 상태로 조정된다. 이러한 상태에서, 중간 롤(41)과 보강 롤(3)의 롤 간 크로스각, 및, 중간 롤(42)과 보강 롤(4)의 롤 간 크로스각의 동정이 행해진다.

중간 롤(41)과 보강 롤(3)의 롤 간 크로스각, 및, 중간 롤(42)과 보강 롤(4)의 롤 간 크로스각의 동정은, 예를 들면 도 13에 나타낸 바와 같이, 작업 롤(1, 2)을 정회전시켜 중간 롤(41, 42)을 회전시킨 경우(도 13 상측)와, 작업 롤(1, 2)을 역회전시켜 중간 롤(41, 42)을 회전시킨 경우(도 13 하측)에 대해 각각 압하 방향 하중을 검출하고, 그 차 하중에 의거하여 동정해도 된다. 혹은, 도 14에 나타낸 바와 같이, 모든 롤을 정지시킨 경우(도 14 상측)와, 작업 롤(1, 2)을 회전시켜 중간 롤(41, 42)을 회전시킨 경우(도 14 하측)에 대해 각각 압하 방향 하중을 검출하고, 그 차 하중에 의거하여 롤 간 크로스각을 동정해도 된다.

이와 같이, 중간 롤(41)과 보강 롤(3)의 롤 간 크로스각, 및, 중간 롤(42)과 보강 롤(4)의 롤 간 크로스각의 동정을 실시하여, 중간 롤(41, 42)과 보강 롤(3, 4)의 조정이 행해진다. 그 후, 상기 실시형태와 동일하게 작업 롤(1, 2)의 벤딩 장치를 사용하여, 작업 롤(1)과 중간 롤(41)의 사이, 및, 작업 롤(2)과 중간 롤(42)의 사이에 하중을 부하하여, 작업 롤과 중간 롤의 롤 간 크로스각을 동정한다.

작업 롤(1)과 중간 롤(41)의 롤 간 크로스각, 및, 작업 롤(2)과 중간 롤(42)의 롤 간 크로스각의 동정은, 예를 들면 도 15에 나타낸 바와 같이, 작업 롤(1, 2)을 정회전시킨 경우(도 15 상측)와 작업 롤(1, 2)을 역회전시켰을 경우(도 15 하측)에 대해 각각 압하 방향 하중을 검출하고, 그 차 하중에 의거하여 동정해도 된다. 혹은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 모든 롤을 정지시킨 경우(도 16 상측)와 작업 롤(1, 2)을 회전시킨 경우(도 16 하측)에 대해 각각 압하 방향 하중을 검출하고, 그 차 하중에 의거하여 롤 간 크로스각을 동정해도 된다. 그리고, 작업 롤(1)과 중간 롤(41)의 롤 간 크로스각, 및, 작업 롤(2)과 중간 롤(42)의 롤 간 크로스각의 동정을 실시한 후, 작업 롤(1, 2)과 중간 롤(41, 42)의 조정을 행하면 된다. 또한, 롤 간의 스러스트력의 방향 변화에 수반하여 롤 간의 하중 분포도 변화하지만, 도 13~도 16에 도시하면 도면이 복잡해지므로, 여기서는 그 기재를 생략하고 있다.

중간 롤과 보강 롤의 롤 간 크로스각, 및, 작업 롤과 중간 롤의 롤 간 크로스각의 동정 시에 있어서는, 구체적으로는, 상술한 각 실시형태에서 설명한 작업 롤과 보강 롤에 관한 각 식에 대해, 중간 롤과 보강 롤, 작업 롤과 중간 롤을 각각 상정하여 도출하면 된다. 이와 같이 차례로 롤 간 크로스각의 동정을 행함으로써, 6단 압연기의 경우에도 4단 압연기의 경우와 동일하게 동정된 롤 간 크로스각에 의거하여 각 롤의 조정을 행할 수 있다. 그 결과, 사행 및 캠버가 없는, 혹은 사행 및 캠버가 극히 경미한 금속 판재를 안정적으로 제조할 수 있다.

1: 상측 작업 롤 2: 하측 작업 롤
3: 상측 보강 롤 4: 하측 보강 롤
5a: 상측 작업 롤 초크(작업측) 5b: 상측 작업 롤 초크(구동측)
6a: 하측 작업 롤 초크(작업측) 6b: 하측 작업 롤 초크(구동측)
7a: 상측 보강 롤 초크(작업측) 7b: 상측 보강 롤 초크(구동측)
8a: 하측 보강 롤 초크(작업측) 8b: 하측 보강 롤 초크(구동측)
9a: 상측 하중 검출 장치(작업측) 9b: 상측 하중 검출 장치(구동측)
10a: 하측 하중 검출 장치(작업측) 10b: 하측 하중 검출 장치(구동측)
11: 하우징 13a: 입측 상 인크리스 벤딩 장치
13b: 출측 상 인크리스 벤딩 장치 14a: 입측 하 인크리스 벤딩 장치
14b: 출측 하 인크리스 벤딩 장치 15: 인크리스 벤딩 제어 장치
16: 구동용 전동기 17: 구동용 전동기 제어 장치
18: 압하 장치 19: 상측 차 하중 연산부[감산기]
20: 하측 차 하중 연산부[감산기] 21: 롤 간 크로스각 동정 장치
23: 입측 상 디크리스 벤딩 장치 23b: 출측 상 디크리스 벤딩 장치
24a: 입측 하 디크리스 벤딩 장치 24b: 출측 하 디크리스 벤딩 장치
30a, 30b: 압하 지점 위치 41: 상측 중간 롤
42: 하측 중간 롤 43a: 상측 중간 롤 초크(작업측)
43b: 상측 중간 롤 초크(구동측) 44a: 하측 중간 롤 초크(작업측)
44b: 하측 중간 롤 초크(구동측)

Claims (7)

1. 압연기의 롤 간 크로스각을 동정(同定)하는 크로스각 동정 방법으로서,
   상기 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고,
   비압연 시에, 상기 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 한 상태로, 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하는 롤 벤딩력 부하 단계와,
   상측의 상기 보강 롤 또는 하측의 상기 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점(支点) 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중을 검출하는 하중 검출 단계와,
   검출한 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중과 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 하중차 연산 단계와,
   상기 하중차에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 단계를 포함하며,
   상기 하중 검출 단계에서는, 상기 작업 롤의 정회전 및 역회전을 실시하여, 각각의 상기 작업 롤의 회전 상태에 있어서의 작업측 및 구동측의 상기 압하 방향 하중을 검출하고,
   상기 하중차 연산 단계에서는, 상기 작업 롤의 정회전 시 및 역회전 시 각각에 대해서 상기 하중차를 연산하고,
   상기 동정 단계에서는, 상기 작업 롤의 정회전 시와 역회전 시에 있어서의 하중차의 상대적인 변화에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는, 크로스각 동정 방법.
2. 압연기의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 방법으로서,
   상기 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고,
   비압연 시에, 상기 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 한 상태로, 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하는 롤 벤딩력 부하 단계와,
   상측의 상기 보강 롤 또는 하측의 상기 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중을 검출하는 하중 검출 단계와,
   검출한 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중과 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 하중차 연산 단계와,
   상기 하중차에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 단계를 포함하며,
   상기 하중 검출 단계에서는,
   상기 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 2수준 이상 설정하고,
   상기 작업 롤의 정회전 및 역회전 혹은 상기 작업 롤의 회전 및 정지 중 어느 한쪽을 실시하여, 각 수준에 있어서의 상기 작업 롤의 회전 상태에 있어서의 작업측 및 구동측의 상기 압하 방향 하중을 검출하고,
   상기 하중차 연산 단계에서는, 실시된 상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 대해서 상기 하중차를 연산하고,
   상기 동정 단계에서는,
   상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 있어서의 하중차의 상대적인 변화에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 것과 더불어,
   롤 간 마찰 계수, 또는, 상기 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정하는, 크로스각 동정 방법.
3. 압연기의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 방법으로서,
   상기 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고,
   비압연 시에, 상기 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 한 상태로, 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하는 롤 벤딩력 부하 단계와,
   상측의 상기 보강 롤 또는 하측의 상기 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중을 검출하는 하중 검출 단계와,
   검출한 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중과 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 하중차 연산 단계와,
   상기 하중차에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 단계를 포함하며,
   상기 하중 검출 단계에서는,
   상기 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 3수준 이상 설정하고,
   상기 작업 롤의 정회전 및 역회전 혹은 상기 작업 롤의 회전 및 정지 중 어느 한쪽을 실시하여, 각 수준에 있어서의 상기 작업 롤의 회전 상태에 있어서의 작업측 및 구동측의 압하 방향 하중을 검출하고,
   상기 하중차 연산 단계에서는, 실시된 상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 대해서 상기 하중차를 연산하고,
   상기 동정 단계에서는,
   상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 있어서의 하중차의 상대적인 변화에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 것과 더불어,
   롤 간 마찰 계수, 및, 상기 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정하는, 크로스각 동정 방법.
4. 압연기의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 장치로서,
   상기 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고,
   상기 크로스각 동정 장치는,
   상측의 상기 보강 롤 또는 하측의 상기 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중에 의거하여, 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중 및 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 차 하중 연산부와,
   상기 하중차에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 처리부를 구비하며,
   상기 차 하중 연산부에 입력되는 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중 및 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중은,
   비압연 시에, 상기 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하고, 또한, 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하한 상태로,
   상기 작업 롤의 정회전 및 역회전을 실시하여, 각각의 상기 작업 롤의 회전 상태에 있어서 검출된 값이고,
   상기 차 하중 연산부는, 상기 작업 롤의 정회전 시 및 역회전 시 각각에 대해서 상기 하중차를 연산하고,
   상기 동정 처리부는, 상기 작업 롤의 정회전 시와 역회전 시에 있어서의 하중차의 상대적인 변화에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는, 크로스각 동정 장치.
5. 압연기의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 장치로서,
   상기 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고,
   상기 크로스각 동정 장치는,
   상측의 상기 보강 롤 또는 하측의 상기 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중에 의거하여, 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중 및 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 차 하중 연산부와,
   상기 하중차에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 처리부를 구비하며,
   상기 차 하중 연산부에 입력되는 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중 및 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중은,
   비압연 시에, 상기 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하고, 또한, 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하한 상태로,
   상기 작업 롤의 정회전 및 역회전 혹은 상기 작업 롤의 회전 및 정지 중 어느 한쪽을 실시하여, 각각의 상기 작업 롤의 회전 상태에 있어서 검출된 값이고,
   상기 압하 방향 하중은, 상기 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 2수준 이상 설정하여 검출되고 있으며,
   상기 차 하중 연산부는, 실시된 상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 대해서 상기 하중차를 연산하고,
   상기 동정 처리부는,
   상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 있어서의 하중차의 상대적인 변화에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하고,
   각 수준에 있어서 검출된 상기 압하 방향 하중의 상기 하중차에 의거하여, 롤 간 마찰 계수, 또는, 상기 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정하는, 크로스각 동정 장치.
6. 압연기의 롤 간 크로스각을 동정하는 크로스각 동정 장치로서,
   상기 압연기는, 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기이고,
   상기 크로스각 동정 장치는,
   상측의 상기 보강 롤 또는 하측의 상기 보강 롤 중 적어도 어느 한쪽의, 작업측 및 구동측의 압하 지점 위치에 있어서 압하 방향으로 작용하는 압하 방향 하중에 의거하여, 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중 및 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중의 하중차를 연산하는 차 하중 연산부와,
   상기 하중차에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하는 동정 처리부를 구비하며,
   상기 차 하중 연산부에 입력되는 상기 작업측의 상기 압하 방향 하중 및 상기 구동측의 상기 압하 방향 하중은,
   비압연 시에, 상기 작업 롤의 롤 갭을 열린 상태로 하고, 또한, 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하한 상태로,
   상기 작업 롤의 정회전 및 역회전 혹은 상기 작업 롤의 회전 및 정지 중 어느 한쪽을 실시하여, 각각의 상기 작업 롤의 회전 상태에 있어서 검출된 값이고,
   상기 압하 방향 하중은, 상기 롤 갭의 열린 상태에 있어서 부하하는 롤 벤딩력을 적어도 3수준 이상 설정하여 검출되고 있으며,
   상기 차 하중 연산부는, 실시된 상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 대해서 상기 하중차를 연산하고,
   상기 동정 처리부는,
   상기 작업 롤의 회전 상태 각각에 있어서의 하중차의 상대적인 변화에 의거하여, 상기 롤 간 크로스각을 동정하고,
   각 수준에 있어서 검출된 상기 압하 방향 하중의 상기 하중차에 의거하여, 롤 간 마찰 계수, 및, 상기 보강 롤의 스러스트 반력의 작용점 위치를 더 동정하는, 크로스각 동정 장치.
7. 적어도 한 쌍의 작업 롤과 한 쌍의 보강 롤을 포함하는, 복수의 롤을 구비하는 4단 이상의 압연기로서,
   상기 작업 롤의 롤 갭의 열린 상태에 있어서 상측의 상기 작업 롤을 포함하는 상측 롤계의 롤 간 및 하측의 상기 작업 롤을 포함하는 하측 롤계의 롤 간에 하중을 부하하도록 롤 벤딩력을 부하하는 부하 장치와,
   상기 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 크로스각 동정 장치를 구비하는, 압연기.

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