TWI324539B - Optimized shifting strategies as a function of bandwidth - Google Patents

Description

1324539 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種在4/6滾輪機座中的帶緣定向移位作 業期間，將移位策略最佳化為帶寬函數以善用cvc/cvcplus 技術的方法’其在4滚輪機座中包括―對卫作滾輪和一對 支撐滾輪，而在6滾輪機座中，則額外包括一對中間滾輪， 其中，至少該等工作滾輪和中間滾輪與軸向移位裝置相互 作用’並且其中，每一工作/中間滾輪具有—由cvc移位行 程（shifting stroke)所延長的滾軋圓筒，同 時，在滾軋圓柱型邊緣區域中具有一單側縱研磨表面 (unilateral back-ground surface)。 【先前技術】 在過去，冷軋捲帶對於厚度公差、可達成的端部厚度、 鋼板外型、鋼板平坦度、表面等品f的要求—直在提升。 另=，市場上用於冷軋薄片金屬的多種產品，就材料品質 和幾何尺寸而論正朝向漸增的產品多樣性。存在有對於冷 軋_列式生產線方面更具彈性的系統概念與操作模式之漸 增要求’亦即’最佳調整到最終滾軋產品。 某二接义为佈（acceptance distributi〇n )(取樣平面佈 置）的f現和-所設計之末端厚度的達成明顯受到工作滾 輪直=影響’特収對較高強度之產品。當工作滾輪直 仅縮減時’由於更適合的壓平作用（flattening behavior)， 因此所需之滾軋分離作用力（roll separating force )亦同步 減小。但是，古你 直仅的縮減文限於扭力傳遞和滾輪偏轉兩項 1324539 因素。如果用於傳遞驅動扭力之軸頸（peg)橫截面不足時， 則工作滚輪可透過摩擦作用由相鄰的滾輪所驅動。但是， 在四滚輪機座的實施例中，需要沈重的驅動元件（例如， 馬達、小齒輪驅動、心軸等）來驅動支樓滾輪，因此，使 得系統更為昂貴。在此實施例中，設計各別機座（特別是， 位於前端者）為具有-中間滾輪驅動《6滾輪機座係有用 的0 工作滾輪和中間滾輪的垂直偏轉和水平偏轉為影響捲 帶平坦度的兩重要因素。該等工作/中間滚輪從機座的中央 平面所作的水平移位具有支撐滾輪組的功能，藉此，顯著 減少該水平偏轉。 同時，該6滾輪機座在中間滾輪偏轉中具有一額外、 快速致動ϋ。當與工作滾輪偏轉結合時，肖6滾輪機座因 此具有兩獨立作用在滾軋間隙上的致動器。此將確保滚軋 間隙迅速應用於前來的捲帶區段，避免平坦度的缺陷。兩 致動器可有效使用於後面機座的平坦度控制。 因為致動器影響滚軋間隙，所以除了涉及彎曲系統與 剛f生滾輪曲度之外’基本上存在有兩個對於傳統4高和6 高機台設計的其它機座概念，透過以不同工作原則為基礎 的工作或中間滾輪的移位，它們也同時影響滾軋間隙： • CVC-CVCplus 技術 •帶緣定向移位技術 此實施例牽涉到各別機座概念，因為其需要不同的滾 輪幾何形狀。 在傳統的CVC技術裡，如同歐洲專利Ep 〇 〇49 798 B ^ 所說明的，該等可位移滾輪的圓筒長度總是比固定不可移 動滾輪多出-軸向位移行程。結果，該可位移滾輪的圓筒 邊緣在固定滾輪圓筒下不能夠位移的。這將防止表面受到 知傷或留下痕跡。該等工作滾輪一般在其整個長度上由中 間或支樓滾輪所支樓。因此，由支揮滾輪所施加的滾乾分 離作用力被傳遞到工作滾輪的整個長度之上。這將造成工 作滾輪側向突出超過滾軋材料，因此，該等工作滾輪的末 端並未涉人㈣作業—藉由施加其上的滾軋分離作用力，而 朝滚軋材料彎曲。該等卫作滾輪的此不良偏轉，將造成令 心滾軋區段的向上彎曲。結果’ #帶中心區域未受到充分 滾李L，而帶緣卻被過度滚乳。在操作當中改變滾軋條件或 當滾軋具不同寬度的捲帶時，此等效應尤其明顯。 相較下’如德國專利DE 22 06 912 C3所揭示的帶緣定 向移位技術中，在整個滾輪組裡皆使用具有相同圓筒長戶 (surface length )的滾輪。在此製程中，該等可位移滾輪: 據圓筒邊緣區域-端上的相對應幾何形狀來設計，並安裝 -縱研磨區域來降低局部發生的負載高峰。該作業原則= 依據在帶緣的前方、上面甚至後面的圓筒邊緣之帶緣定向 移位》尤其是在“袞輪機座的實施射，位力支樓滾輪下 方的中間滾輪之移位意味著：工作滾輪的正向彎曲使其可 以受到實質影響。但是，在此方法中，該等滾輪的轴向i 移對於各別接觸接合點的負載分佈是不利的。當條帶厚度 減少時，該接觸力分佈的最大發生負載高峰將顯著増加广 1324539 德國專利說明書DE 36 24 241 C2(用於操作一滾軋機以 生產一滾軋捲帶之方法）結合兩種方法。該專利之目的在於 消除工作滾輪在整個帶寬範圍（bandwidthspectrum)中由 滾軋分離作用力所產生的不利偏轉現象同時縮短位移路 徑，並增加滚輪彎曲系統的功效’而無需中斷連續滾軋作 業。此目的藉著中間和工作滾輪在一應用的CVC研磨區域 的帶緣疋向位移來達成。該等CVC滚輪的圓筒邊緣在帶緣 區域内被定位。就如同應用帶緣定向位移技術一般，該滾 輪組所包括的滾輪具有相同的滾筒長度。 因為變化滾軋幾何形狀是必要的，所以上述每一個技 術將牽涉到各別的機座概念。而本發明之目的在於：使用 具有幾何上相同的滾輪組之機座概念，來實現此等技術/操 作模式。在專利DE 100 37 〇〇4 A1中，其詳細說明實現一 帶緣定向移位策略的基本程序，該策略使用一幾何相同滚 輪組，特定使用於一 6滾輪機座中的中間滾輪。 同時’本發明之目的在於擴展DE 100 37 004 A1中所 揭不的帶緣定向移位策略，其中，工作滾輪以一方式來被 圍繞’以實現一具有幾何相同滾輪組的機座概念。 【發明内容】 上述目的可由申請專利範圍第1項中之特徵來達成， 亦即’可移動工作/中間滾輪的移位位置被預設為捲帶寬度 函數’使得該工作/中間滾輪被定位在相對於帶緣的各種位 /、中 母滾輪的移位位置由位於各種捲帶寬度區 域内的遞增線性調整函數所預設。 1324539 根據材料特性，該調整函數的選取自由參數被言"， :::變地被設定至一程度，使得該預設位置相對於該帶緣 破建立。料工作/中間滾輪以某種方式來作帶緣定向； ^亦即，相對於機座中間的中立移位位置（Szw=Q或 :移位’以它們彼此相靠之轴的方向上之各別對稱之相同 里，該等工作/中間滾輪受到帶緣定向移位。 該機座概念所使用的基礎為：依據用於—6滾輪或4 滾輪的cvc/cνα”技術的滚輪構型。該可移動中間或工作 滾輪具有一圓筒，其長声容ψ# mm # ,， 、又夕出該CVC移位行程，該圓筒對 稱地位在用於中立移位位置（SZW=G或SAW=G)的機座中央。 在帶緣定向移位期間，該具有較長或對稱圓筒的工作/ 中間滾輪具有一圓柱型、圓球型或覆蓋的cvc/cvcplus研磨 段（ground section)。藉著一單側縱研磨段結合該覆蓋滾 軋研磨段的適當設計與軸向移位位置的帶寬因變最佳化 (dependent optimizati〇n )，該滾輪組的變形行為和正向工 作滾輪彎曲（6滾輪機座）之功效會特別受到影響。 該工作/中間滾輪的圓柱形圓筒可額外覆蓋一彎曲輪廓 線（例如，CVC/CVCplus研磨段）。在一 cvc/cvcplus研磨段 的實施例中，該彎曲輪廓線由方程式R(x)=R()+al · x+a2 · x2... + an * xn 表示。 該工作/中間滾輪的覆蓋與彎曲輪廓線能夠減少所需的 移位行程，因為該工作/中間滚輪的縱研磨段的開始端明確 定位在帶緣的別方。另一方面，藉著更大的接觸長度，可 降低該負載分佈。同時，藉著該cvc/cvcpius研磨段所減少 1^^4539 的帶寬’該最大負載分佈逐漸朝機座中央移位。 當軸向移位該工作/中間滚輪時，該縱研磨段的開始端 被疋位在帶緣的外側、之上或内側’或已經定位在帶寬之 内。由於忒定位為帶寬和材料特質的函數，使得該滚輪組 的彈性行為與正向工作滾輪彎曲（6滾輪機座）的效益可被 具體設定。 該·#工作/中間滾輪的移位位置的最佳化能特別地將位 在滾輪組内側的圓筒區域與電流相隔離開。具有負面衝擊 的合成變形能夠降低，因為一種”理想機座，，之概念被實 施。但是，由於接觸長度的減少，各別接觸接合點的上升 負載分佈增加。 此外’如同預設一致動器，在逆方向上該cvc/cvcplus 滾輪移位將同時對捲帶輪廓產生特別的影響。如果該彎曲 輪廓線被選取，使得最大負向移位位置產生一最小隆起 (crown)或沒有隆起產生，而在最大正向移位位置產生一 最大隆起，則該帶寬因變機座（dependent stand )變形可被 部份地補償。 【實施方式】 圖1提供一工作/中間滾輪10、11的圓柱型邊緣區域中 的單側縱研磨段的外觀與幾何構型的概略視圖^ De 1 〇〇 37 004 A1忒明一本文所使用之單側縱研磨段類型該類區段 同時表示在該圖式中顯示。 該在工作/中間滾輪丨〇、11的圓柱型邊緣之區域中的單 側縱研磨段d的長度1被區分成兩個相鄰區域a和b。在以 d〇為起點的第一内區域a中，該縱研磨段y(x)遵守 (1^) +y2==R2的圓方程式’其中，R為滾輪半徑。該插入的 x和y座標於是產生用於該區域a的縱研磨段y(x): 區域 a: = (R2-(R-d)2)1/2 -> y(x) = R-(R2_(l x)2)i/2 如果一預設最小需要直徑縮減2d係以外邊界條件（例 如’滚輪分離作用力與合成滾輪變形）之函數來達成，則 5玄縱研磨段y(x)可以直線的方式抵達圓柱型邊緣，這將產 生下列用於區域b的方程式： 區域 b:=l-a -> y(x)=d=常數 區域a和b之間的過渡區域為連續可微或不可微。另 外’該縱研磨段的過渡區域同時可以尺寸d的連續縮減來 知行’該尺寸的連續縮減是由於依據之前所產生的表格之 壓平程序。例如，該縱研磨段y(x)將比過渡區域中的半徑 更為平坦’但在末端處則較陡峭。由於研磨因素之考量， 需要經過一 a和b之間的過渡區域中之相對應較大的凸肩 (大約2 d )’來轉變到該圓柱型區段。 藉由縱研磨段y(X)，該直徑縮減2d被預設，使得該工 作滾輪10能自由地繞著6滾輪機座中的中間滾輪丨丨的縱 研磨& y(x)來彎曲’而無需考量到區域b中的接觸。在4 滾輪機座中，該縱研磨段y(x)僅用於上升尖峰負載的局部 減少。 如圖2和圖3所示，該單側縱研磨段一般位在上工作/ 中間滚輪10、11的操作端BS上面，以及位在下工作/中間 滾輪10、11的驅動端As上面。但是，如果該縱研磨段被 12 反轉’並固持在上工作/中間乎 1滚輪10、11的驅動端AS上面， U及下工作/中間滾輪 梯作端BS上面時，該工作 原理不變。 圖2表不6滾輪機座的滾輪組，該滾輪組包括工作滾 1〇、具有增長圓筒的中間滾輪u與支撐滾輪…該滾 捲帶14對稱地配置在機座中央。由SZW=，，+”所表示的中 V袞輪11之移位量代表：該中間滾輪11以-方向被推向 艇動端AS。（正向移位表示：上工作/中間滚輪1〇、η朝驅 動端AS之方向被移位’而下工作/中間滾輪1〇、"朝操作 端BS之方向被移位。）

。圖3表示4滾輪機座的滾輪組，該滾輪組包括具有增 長圓筒的工作滾輪10與支撐滾輪12。-正向移位同樣在此 處產生’特別是，該工作滾輪1〇具有sAW=，’+，，的移位量。 同樣地，圖4a-4c和圖5a-5c詳細地表示工作/中間滾輪 λ移位行程m來進行軸向移位。該縱研磨段的起 。端d0在圖4a和5a所描繪的移位位置中係放置在帶緣的 外側（m-+ )，在圖4b和5b中，則放在帶緣上（m=0)，在 圖4c矛5c中，則放在帶緣内側（m=_)，亦即，已經放在捲 帶寬度之内。 在各種帶寬區域裡，利用遞增線性調整函數，該移位 位置以呈帶寬函數之形式被預設，該遞增線性調整函數以 縱研磨段之起始點d〇之相對於帶緣的不同位置為基礎。 正常之實施例並不像此處圖4和圖5所示之可移動工 作/中間滾輪，其等在帶緣之前方具有固定之尺寸m，而是 13 1324539 其等具有各種變化之位置p(例如，表1中所示的〇、石、 X )’該等位置P相對於帶緣而呈帶寬之函數的形式。此處， 透過各種帶寬區域B(參考表1中的a、b、c、d、e)内側的 一遞增線性調整函數，該各別滾輪的移位位置VP(參考表i 中的w、X、少、z)被預設。該調整函數的自由參數以某種方 式來選取’使得表1中的該預設位置P能相對於帶緣來產 生。此同時能夠產生滚輪的移位位置P。該等參數可以呈材 料特質之函數的形式被可變地預設。 圖6係以一圖表形式表示一 6滾輪機座中的中間滾輪 的帶寬-因變移位位置之設定的一範例。該預設移位位置Vp 以mm為單位表示在Y轴上面，而帶寬區域b則表示在χ 軸上面。該最大移位位置VPmax以平行於X轴的方式表示 在圖表上方’另一方面’最小移位位置Vpmin則以虛線表示 在圖表下方。 針對表1中之不同位置P，移位位置VP可利用此圖表 (圖6)獲得： •給定一中間滾輪上的縱研磨段’其起始點d〇位在帶 緣B (= a mm)之外側P( = a mm )處，所獲得的移位位置 為 VP(= w mm)。 •給定一中間滚輪上的縱研磨段，其起始點d〇位在帶 緣B (b mm < B < d mm)之外側P ( = β mm )處，所獲得 的移位位置為VP(x mm < VP < y mm)。 •給定一中間滾輪上的縱研磨段，其起始點d〇位在帶 緣B (= e mm)之内側P ( = χ mm)處，所獲得的移位位 1324539 置為 VP(= z mm)。 上述機座概念的顯著優點為：只要一幾何形狀上相同 的滾輪組，就能以上述方式，實現cvc/cvcplus技術和帶緣 定向移位技術。使用不一樣的滾輪類型將不再需要。僅剩 下的不同點關於應用的滾軋研磨段和以上述特性為基礎的 縱研磨段。另外’兩技術可加以組合，並且，不同移位策 略可被使用，以用於滾輪機座的變形行為和接觸接合處中 的負載分佈之最佳化，亦即，所謂的ESS技術=Enhanced Shifting Strategies (強化移位策略）。 【圖式簡單說明】 從上文之示例用實施例的說明並參照附圖，本發明另 外的優點、細節與特徵將被清楚瞭解。為清楚起見，相同 的滾輪將以相同的元件編號表示。 圖1係一工作/中間滾輪的圓柱型邊緣區域中的單側縱 研磨段6 圖2係該等以中間滾輪的覆蓋cvc/CVCplus研磨段用於 鋼帶邊緣導向移位的機座概念。 圖3係該等以工作滾輪的覆蓋cvc/cvcplus研磨段用於 帶緣定向移位的機座概念。 圖4a-4c係該中間滾輪縱研磨段的定位。 圖5a-5c係該工作滾輪縱研磨段的定位。 圖6係該預設移位位置呈帶寬函數之形式。 【主要元件符號說明】 d的第一内區段長度 1324539 b d的第二外區段長度 d 縱研磨段（相對應於一 2d直徑縮減） d〇 d的起點 1 d的長度

Saw

Szw X，y

AS B BS P R 移位行程 一工作滚輪的移位量 一中間滚輪的移位量 笛卡兒座標 驅動端 帶寬 操作端 10、11相對帶緣之位置 滾輪半徑 初始滾輪半徑 移位位置 R〇

VP 10 工作滾輪 11 中間滾輪

12 支撐滾輪 14 滚軋捲帶 16

Claims (1)

1. 可移動 移位行 (其具 項所述之方法，其特徵在於：該等滚輪機座的每一 工作/中間滚輪（10、u)具有一長度多出該轴向CVC 程的對稱圓筒’該對稱圓筒覆蓋1曲滾輪外型 CVC/CVCPlUS研磨段），並安裝一單側縱研磨段⑷ 5.如申凊專利範圍第4項所述之滾礼機，其特徵在 於：該彎曲滾輪外型（CVC/CVCPlus研磨段）可由下列方程 式表示， R(x)-R〇 + aj · x+a2 · x2...+an · χη 其中’ R〇為初始圓筒的半徑。 6. 如申請專利範圍第5項所述之滚軋機，其特徵在 於.該等工作/中間滚輪（丨〇、丨丨）的單侧縱研磨段y(x)的長 度係分開成兩相鄰區域（a)和（b)，其中，該從半徑（R〇)開始 的第一區域（a)遵守一（i_x)2+y2=R2的圓方程式，區域（b)則以 直線延伸，因此，針對此兩區段形成接下來的縱研磨段y(x) 或接下來的直徑減縮2 · y(x)，這是由滾輪壓平所造成的尺 寸： 區域 a: = (R2-(R-d)2)1’2 -> y(x) = R-(R2-(l-x)2)1/2 區域 b: = l-a -> y(x)=d=常數。 7. 如申請專利範圍第4項所述之滾軋機，其特徵在 於：該縱研磨段y(x)在區域（a)和（b)之間的過渡區域係尺寸 (d)的連續縮減所造成的，而滾軋壓平作用又依據一產生表 造成該尺寸的連續縮減。 8.如申請專利範圍第5項所述之滚軋機，其特徵在 於：該縱研磨段y(x)在區域（a)和（b)之間的過渡區域係尺寸 1324539 (d)的連續縮減所造成的，而滾軋壓平作用又依據一產生表 造成該尺寸的連續縮減。 9.如申請專利範圍第4項至第8項中任一項所述之滚 軋機，其特徵在於：該滚輪機座具有一幾何上相同的滾輪 組。 十一、圖式： 如次頁。 19