TW509596B - A method and a device for controlling the dimensions of an elongated material rolled in a rolling mill - Google Patents

Description

八7 ^-----DZ__ 五、發明說明（/ ) 本:發明係有關於一種用於控制於滾軋機中滾軋之細長 %料*尺寸的方法’而該滾軋機係包括著至少兩個依序排列 的丨袞車L機座’其每一個滾軋機座又係包括著有兩個間隔的 輕’該細長物料則係藉由滾軋該輥而由每一個滾軋機座的 胃個If昆之間輸入’其中該細長物料係於滾軋運動中在其長 車^方向上承受著應力者。尤其地，其係有關於一種用於製 造不同於片狀或是條狀形狀的物料之諸如是具有各種形態 的桿或是棒：〜 本發明又係關於一種用於控制在滾軋機中滾軋之細長 物料尺寸的裝置。 置知技藝 一個滾軋機通常是包括了複數個依序排列的滾軋機座 。每一個該滾軋機座又係包括了兩個具有平行旋轉軸的輥 。一種物料係在每一個滾軋機座的輥之間輸入者，而也因 此藉由轉動該輥來加以滾軋該物料。該滾軋的物料在其通 過該滾軋機座時，因爲其橫截面縮小，所以此滾軋的物料 會拉長並展開。每一個滾軋機座之後的橫截面是由滾軋機 的通路設計和佈置來界定的。此橫截面是由離開一輥間隙 之物料的高度以及寬度來界定的。 一般而言，第一個滾軋機座的輥是以一個第一方向來 滾軋該物料，而第二個滾軋機座（緊鄰的機座）的輥則是以 一個垂直於該第一方向的方向來滾乳該物料。通常，該第 —滾軋機座的輥係具有水平導向的旋轉軸，而該第二滾軋 3 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297TF7- -----------^--» --- (請先閱讀背面之注意事項^!^寫本頁) 丨·丨訂. 丨線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f=%"雌具有_導_旋购。隨，該滾軋物料 寸會在該第〜滾軋機座內縮小；而該滾軋物料的 /、i度會在5亥第二滚軋機座內縮小。 當該物料通過該滾軋機座時，其間係存在著一種張力( 亦即是—觀張縣_應力），此觀力游在介於任何 兩個滾軋贿難_長軸帥。此齡紐_個滾軋 機座之間⑽補__上_力在此之後係稱之爲機 座間張力。此髓嶋力髓_雛—個第二滾乳機座 上輥的旋轉i虔而調整—個第—滾軋機座上輥的旋轉速度 而加以改變。 在貝際的半連續性熱滾軋中，一次係滾動一個鋼坯。 進入滾軋機內之鋼坯的第一部份是爲人所熟知的頭端。而 滾車L物料的最後邰份則是稱之爲尾端。當該鋼坯的尾端離 開任何一個滾軋機座時，對於該滾軋物料後方部份尺寸的 控制程度將會減少。在該滾軋物料後方部份的機座間張力 會在鋼坯的尾端離開滾軋機座時發生變化。最常發生的情 況則是，對於尾端的機座間張力會減少。一個壓縮應力通 常會發生在後方部份，而此則會造成在該尾端端部處的寬 度增加。該後方部份通常是界定爲該物料大致上延伸在兩 個連續滾軋機座之間的部份。該物料在寬度上增加的部份 在滾軋動作之後通常是沒有用處而形成浪費的。然而，滾 ’軋物料的後方部份之滾軋物料的量是代表著相當大的滾軋 物料之部分。因此，需要一種額外的控制方法來控制該滾 軋物料後方部份的尺寸，如此才可以減少在每次的滾軋物 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項

本頁) i訂‘ -*線· 509596 Λ7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ----—— -—--~ _一— 五、發明說明（）） 料中所產生之未達標準的物料。 發明範雹 本發明的目的是在於減少在滾軋物料中未達標準的物 料的產生量。本發明的另一目的是在設計不同的方法來控 制該物料後方部份的尺寸。 這些目的之所以能達成是在於當該物料的後端是靠近 於一個第一滾軋機座、但尙未通過該滾軋機座時，該物料 的一個後方部份會受到一種在該物料之長軸方向上之額外 的張力。種方式下，在當該物料的尾端通過該集一滾 軋機座後，該額外的張力會補償在該物料後方部份寬度增 加的形成。另一個優點是在於此控制的方法可輕易地、且 以低成本地加以適用現存的滾乳機’因爲此方法僅需要額 外的測量以及控制裝備。藉由控制該滾軋物料後方部份的 尺寸，輥以及導軌的磨耗以及不吻合的情形將會減少。 根據本發明的一個具體實施例，包括著尾端之該物料 的後方部份承受著該額外的張力。在此種方式下，該滚車匕 物料之未達標準的物料之產生係被減至最低。該物料的後 方部份最好是在當該物料的尾端和該第一滾軋機座的_昆相 接觸時，正承受著該額外的張力。 根據本發明的另一較佳實施例，在當該張力作用時， 該物料是和一個第二滾軋機座的輥相接觸。因此，此〜額 外的張力係可藉由控制該第一滾軋機座以及該第二療車匕機 座的輥而加以施加。該物料的後方部份最好是藉由以相對 於該第二滾軋機座輥之旋轉速度來減少該第一滾軋機座車昆 _____ 5 Ϊ紙張斤適用fig家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公釐) ~ ^. (請先閱讀背面之注意事項 -- 寫， π本頁) 丨線_ 509596 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _________B7_ __ 五、發明說明（$ ) 之旋轉速度而受到該額外的張力。 該物料的後方部份最好是受到該具有第一大小的額外 張力，該第一大小部分是根據對至少一個先前通過該第一 滾軋機座之細長物料之寬度所做的測量，而部份則是根據 對其本身寬度所做的測量。因此，所使用的是寬度的測量 以及作用在先前通過之細長物料上額外張力的大小，因而 該額外張力的第一大小是根據這些參數而加以計算的。較 佳的是對於複數個先前通過的物料儲存其寬度的測量以及 張力的大j、' Μ用於在實際、後續之滾軋物料之張力的第 一大小之計算。 本發明的方法是可應用於該控制一滾軋物料後方部份 寬度之滾軋機之任何一部份。 本發明之用以控制一滾軋機的裝置則是在申請專利範 圍以及以下的詳細說明中將有更詳細的界定。 圖式籣要說明 第一圖係顯示一個滾軋物料在通過一個根據本發明的 第一滾軋機座之前其尾端的示意圖； 第二圖係顯示該滾軋物料在通過根據本發明的第〜浪 軋機座之後其尾端的示意圖； 第三圖係爲用以控制一在滾軋機中滾軋之細長物料尺 寸之裝置的方塊圖。 主要元件圖號之簡要說明 1、2、3 滾軋機座 4、5、6、7、8、9 輥 細長物料 12第一測量機構 _____________6 _ ^紙張尺度適用中國爾家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐1 ^^ (請先閱讀背面之注意事項| 絮.— I：寫本頁) 1Ί， -絲· 509596 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（t) 13尾端 Η後方部份 15、16旋轉機構 17控制機構 18偵測機構詳紐說盟 第一圖顯示了包括了有三個連續性的滾軋機座1、2、 3的滾軋機的一部份。每一個滾軋機座係分別地包括了兩 個輥4、5、6、7和8、9。每一個滾車L機座的輥是以具有 平行的旋轉軸而設置者。一種細長物料10係由圖式之由左 至右地在每ίΐ滚軋機座的輥之間輸入，如箭頭11所示。包 括著有該滾軋機座1、2、3之滾軋機之該部份是可設置在 滾軋機中的任何部份。 在該第一滾軋機座1之上游偵測到該物料的一個尾端 13。此種偵測可使用各種不同的方式來實行，諸如是藉由 光學或是電磁方面的配置而得知。在偵測到物料10之該尾 端13之後，該物料的一個後方部份14會受到一種大致在 該物料之長軸方向上的額外的張力。通常此種張力是爲一 種抗張應力。在此之後，將稱之爲抗張應力。這是藉由將 該第一滾軋機座1之輥4、5的旋轉速度以相對於該第二滾 軋機座2之輥6、7的方式來加以減少而加以實施者。藉由 此方式，定義爲座落在該第一滾軋機座1和該第二滾乳機 座2之間之物料10之部份的物料10後方部份14會受到該 額外的抗張應力。因此，在當該物料10之尾端13通過該 第一滾軋機座1時，發生於該物料在寬度上之不想要的增 加將會加以補償。 7 ----------------I --- (請先閱讀背面之注音筆項寫本頁) 言 r 幺v> % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 9 5 Qyl- A7 __B7 五、發明說明（C ) 介於該第-以及該第二滾軋機座i和2之輥相對旋轉 速度的減少最好是作用一段足夠的時間，使得該物料1〇整 個後方部份H(最好是包括著該尾端13)在物料1〇之尾端 13通過該第一滾軋機座1之前都會受到該額外抗張應力的 影響。 " 第一測量機構12之設置是用來測量該物料1〇的寬度 的。而本發明的方法是包括了在該尾端13通過該第一滾乳 機座1之前，藉由該測量機構12來測量該物料1〇後方部 份Η的寬，在此之後，當該物料10的尾端13則^尙未通 過該第一滾軋機座1時，該物料1〇的後方部份Μ則會受 到一種具有第二大小之額外抗張應力的作用。此後，該物 料10後方部份14的寬度則是在一個第二動作中藉由該測 量機構12來測量。其後物料的寬度則是在該物料的尾端通 過該第一滾軋機座之前來加以測量的。將作用在後續的物 料上之額外抗張應力之第一大小是根據寬度的量測以及該 額外抗張應力之第二大小來加以計算。因此，在物料之間 所存在尺寸的不同都將會妥善地加以處理。 第一圖顯示著在當該測量機構12於第一作動中量測寬 度TWlsi時，該物料的位置。第二圖則是在於顯示著該物 料於當該測量機構12於第二作動中量測寬度TW2s2時’ 該物料的位置。因此，在該第一作動以及該第二作動中所 作的量測均是作用在物料1〇之間隔開的部分上。 ’ 弟一圖所顯不的是一個用於控制一'個在一'滾乳機上滚 軋之細長物料尺寸的控制裝置的實施例示意圖。該控制裝 ._\____— 一- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------^--- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 50^596 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Β7____ 五、發明說明（Ί ) 置係包括了機構15、16，其係用以分別轉動該第一滾軋機 座1以及該第二滾軋機座2之輥。此轉動機構最好是由電 動馬達來形成。該控制裝置更包括了有連接於旋轉機構15 、16，並且係被配置來控制該轉動機構15、16的控制機構 17。該控制裝置同時亦包括了機構18，其係用以偵測在該 第一滾軋機座1之上游以及後方有關於該物料10之尾端的 存在與否。此偵測機構18的功能係在之前論述。該控制機 構Π包括了記憶體機構，其係用以儲存寬度的測量値以及 該額外抗張應力的測量値。該控制裝置尙包括了有)幾構， 其係用以IS據至少一個之前輸入之物料的寬度測量値以及 作用在此物料上之額外抗張應力之大小來計算作用在隨後 之物料上額外抗張應力之大小。 另一個測量機構12係座落在該第二滾軋機座2以及第 三滾軋機座3之間，其係具有如同是座落在該第一滾軋機 座1以及該第二滾軋機座2間之測量機構12相同的功能。 一個用以說明本發明的控制方法是如何實現的範例係 在此之後來加以說明。 每個滾軋機座的速度是分別地經由一個包括在該控制 裝置內的串聯式系統來加以獨立控制的。 額外抗張應力在此之後係稱之爲尾部預應力調整 (tailout prestress adjustment)，TOA。其係以下列的方式來 加以測量以及計算的。 參看第一圖，滾軋之物料係由檩示爲11之箭頭的方向 而由左方向下游地移向右方。一個對於一滾軋機座X之尾 ____9_ _— _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------——裝· —— (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 訂· --線· 509596 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -—_B7 __ 五、發明說明（) @胃« ΊΓ〇Αχ係藉由改變在兩個滾軋機座之間的張力而達 ’ Mitt改變則是藉助控制滾軋機座的速度而完成者。 一個滾軋物料之尾部寬度TW係在測量機構12處來加以測 if ’該測量機構12最好是由一個在離開一個機座之前註 f己爲TWlSx、以及在離開該機座之後註記爲TW2sx的感 沏I器所形成。測量値係儲存於該記憶體機構內，並且用於 尾b卩寬度調適的計算者。 一個對於滾軋機座X所作的預應力尾部調整ΤΟΑχ是 對滾軋物料_每一個坯段來加以計算的，且係使用厂 Τ〇Αχ =調適xTWls X 其中 調1適係爲對先前坯段所作預估之尾部寬度以及在滾軋 機IIX之後確實之尾部寬度測量値之間的差値 twisx係爲目前坯段在滾軋機座X之前的尾部寬度。 調適的値是介於在滾軋機座X在調整之後的預期尾部 寬度以及實際測得的寬度之間的差値。藉由對於一給定之 滾軋機座上根據在預期以及實際的結果之間的差値來調適 此調整，此調整將會對滾軋物料之後續坯段產生和預期幾 乎相同的結果。 對於滾軋物料的第一坯段，或是在改變滾軋機座上之 輥間隙後的第一坯段而言，預應力尾部調整的計算是使用 TOAx = KXTWlsx 其中 K係爲根據表單之滾軋機座X的面積縮小比例，抑或 是一個替代値； TWlsx係爲對目前坯段在滾軋機座X之前的尾部寬廣 10 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 訂， -*線_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 509596 ____ B7 __ 五、發明說明（1 ) Ο 用於作爲滾軋物料之第一坯段的K値實質上是對應於 用在除了第一個坯段之外的所有坯段之調適値。因爲並沒 有一個先前之坯段可憑據實際的調適値，故而是使用一個 經過計算的値。 在所描述之方法的另一個具體實施例中，該値是由複 數個还段之調適値中予以平均者，而適當的數是大於2且 小於20，例如是5個坯段。 在一 滾軋機座之間滾軋物料之高度以及寬度而測量 ，進而去量測尾部寬度最好是以由ABB工業產品公司所生 產的U形計（gauge)來加以測量。u形計對於一桿體直徑的 量測是藉由一種直接量測的電感方法。在本發明的範疇內 ，其亦可以使用不同的量測工具來量測滾軋物料的直徑， 例如是雷射或是照相機、X光設備等光學儀器，抑或是光 學方法與機械感測器的結合。 應注意到的是，在此之前的描述僅可作爲本發明槪念 之範例性的考量，本發明係基於此〜槪念建構而成。因此 ，對於熟知本項技藝者而言，可在不脫離本發明範疇之下 做細部的改變。 L______ :___η 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2印X 297公釐） •--------I I I I I --- (請先閱讀背面之注咅孝項寫本頁) 訂· -丨線· 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製

Claims (1)

1. 509596 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 · 一種用以控制一個在滾軋機上滾軋之細長物料（1〇) 尺寸的方法，該滾軋機係包括了至少兩個前後配置之滚車L 機座（1、2)，每一個滾軋機座則包括有兩個間隔開來的車昆 (4、5、6、7)，該細長物料係在每個滾軋機座的輥之間藉 由轉動輥而輸入者，其中該物料係在其滾軋的過程中會·& 其長軸的方向上受到應力的作用’其特徵在於當該物料之 一個尾端（13)係在一個第一滾軋機座（1)之附近，且尙未通 過該第一滾軋機座（1)時，該物料（10)的一個後方部份（14) 大致在該物^4之長軸方向上受到一額外的張力。 〜 2 ·根^申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於 該額外的張力是爲一種抗張應力。 3 ·根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於 包括了該尾端（13)的後方部份（14)會受到該額外的張力。 4 ·根據申請專利範圍第1至3項中任一項所述之方法 ，其特徵在於該物料（10)的後方部份（14)在該物料（10)的尾 端（13)和該第一滾軋機座（1)的輥(4、5)相接觸時，會受到 該額外的張力。 5 ·根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於 在該額外的張力作用的期間，該物料（10)係和一第二滾乳 機座(2)之輥(6、7)相接觸。 6 ·根據申請專利範圍第5項所述之方法’其特徵在於 該物料（10)的後方部份（H)是藉由相對於該第二滾軋機座 (2)之輕(6、7)之旋轉速度而減少該第一滾軋機座（1)的輥(4 、5)的旋轉速度而受到該額外的張力。

   (請先閱讀背面之注意事項再本頁) i裝 訂- 丨線 509596 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項本頁) 7 ·根據申請專利範圍第2或6項所述之方法，其特徵 在於該物料（1〇)的後方部份（H)是藉由減少該第一滾軋機座 (1)之輥(4、5)的旋轉速度而受到該額外的張力。 8 ·根據申g靑專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於 該物料（10)的後方部份（H)會受到一個具有第一大小的額外 張力，此具有第一大小的額外張力係根據至少一個先前輸 入通過該第一滾軋機座（1)、在其受到一個具有第二大小之 額外擊力之後的細長物料所產生的寬度而定。 -線· 9 ·根據~卑蕭專利範圍第8項所述之方法，其特激在於 先則輔Ϊ入之物料的覓度是在一個第一作動中加以量測，而 該先前輸入之物料的後方部份是受到一個具有第二大小的 額外張力的作用，該先前輸入物料之後方部份的寬度是在 第二作動中、於該第一滾軋機座的下游處加以量測，後續 的物料（10)之寬度係加以測量，並且該額外張力的第一大 小是根據該等寬度的量測以及該額外張力之該第二大小來 加以計算者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 ·根據申請專利範圍第9項所述之方法，其特徵在 於在第一作動中’該先前輸入物料的寬度是在該第一（1)以 及第二滾軋機座(2)之間來加以量測。 11 ·根據申請專利範圍第9或10項所述之方法，其 特徵在於出現在該第一滾軋機座（1)的上游處之該物料（1〇) 的後,方部份（14)係加以偵測，並且在該存在之偵測後，則 會展開第一量測作動。 12 · —種用以控制在一包括至少兩個前後排列之滾軋 __ 2 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 509596 is8 C8 D8 - --——_ 六、申請專利範圍 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 機座（1、2)的滾軋機上滾軋之一種細長物料尺寸的控制裝 置，其中每個滾軋機座包括有兩個間隔的輥(4、5、ό、7) 以及用以轉動該輥以及用以轉動輥以在每個滾軋機座的車昆 之間輸入物料的機構（15、16)，其特徵在於該控制裝置包 括了用以控制至少是該第一滾軋機座（1)滾軋的機構（17)， 以使得該物料（10)的一個後方部份（1句在大致爲該物料之長 軸方向上受到一種額外張力的作用。 13 ·根據申請專利範圍第12項所述之裝置，其特徵 在於該控制機構（17)係被配置以控制該轉動機構（15、16)， 以相對於該第二滾軋機座（2)之輥(6、7)的旋轉速度來調節 該第一滾乳機座輥(4、5)的旋轉速度。 U ·根據申請專利範圍第12項所述之裝置，其特徵 在於該控制裝置包括了用以偵測在該第一滾軋機座的上游 該物料之尾端是否出現的機構（18)。 ‘線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15 ·根據申請專利範圍第14項所述之裝置，其特徵 在於該偵測機構（18)是連接於該控制機構（Π)，以通知該物 料（1 〇)之後方部份（14)出現在該第一（1)與第二滾軋機座(2) 之間的訊息。 16 ·根據申請專利範圍第12項所述之裝置，其特徵 在於該控制裝置係包括了一個第一機構（12)，其係用以在 該第一（1)與第二滾軋機座(2)之間來量測該物料（1〇)的寬度 者。 ' 17 ·根據申請專利範圍第15或16項所述之裝置，其 特徵在於該第一量測機構（I2)係連接於該控制機構（17)者， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A·丨規格（210 X 297公爱） 509596 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 且該控制機構係包括了根據對之前輸入物料寬度的至少兩 個量測値以及一個作用在之前輸入的物料上之該額外張力 的第二大小來計算出該額外張力的第一大小。 • ϋ ϋ n i I— n I n> n n n n n n n n ϋ —i 一。蛳 *n n n «I n n I ‘ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張瓦度適用中國國家標準（CNS)A.l規格（21Q X 297公釐）