JPH0655206A - 圧延ラインにわたり圧延材長手方向の力を少なくするように圧延材の通しを調整する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延ラインにわたり圧延材長手方向の力を少
なくするように圧延材の通しを調整する方法において、
公知技術の欠点を取り除き、著しく経済的かつ合目的に
圧延材長手方向の力の少ない圧延材の通しを保証する。 【構成】 ロールスタンドの連続的な噛込中の圧延材通
し開始に際して、すでに圧延材の通されたロールスタン
ド及びそれぞれ次に噛込の行われるロールスタンドに所
属する油圧モータの回転数調整を、進行する噛込の程度
に合わせて順次に１つを除いて中断し、そのつどガイド
ロールスタンドとしての１つのロールスタンドの油圧モ
ータのみを、少なくともすべてのロールスタンドの噛込
の行われるまでの間、回転数調整のために調節可能な流
入量で駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は二次調整式のハイドロス
タチック式の駆動装置を各ロールスタンドごとに備えた
圧延ラインにわたり圧延材長手方向の力を少なくするよ
うに圧延材の通しを調整する方法であって、その場合に
駆動装置に付属する油圧モータの回転数をその流入量の
調節により調整する形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】連続圧延設備では複数基のロールスタン
ドが配置されており、これらのロールスタンドにおいて
は、スラブ、ビレット等を所期の寸法に圧延するために
圧延材横断面がロールスタンド毎に、所定の量だけ減少
せしめられる。連続操作に基づき圧延材が圧延ラインを
通過するさい、材料横断面面積と圧延材速度との積は全
ての個所において一定であり、従ってロール回転数はロ
ールスタンドからロールスタンドへ、圧延材横断面の減
少にほぼ比例して増大しなければならない。できるだけ
張力及び圧縮力がかからないように圧延材を通過させる
ことが必要であり、しかも従来から、必要なロール回転
数を予め正確に計算することを可能にする方法がないた
め、適宜な回転数調整が良好な圧延成果をうるための前
提となるが、この場合、就中、圧延材自体に発生する引
張応力若しくは圧縮応力もやはり計測不能であり、従っ
てこのような引張応力若しくは圧縮応力を回転数調整を
ガイドする量として用いることもできない。

【０００３】圧延スタンド駆動用の直流モータを有する
圧延ラインにおいては、既に種々異なる調整法があり、
これは例えば噛込工程中そのつど固定回転数で運転され
る案内スタンドと、他のスタンドに対して自己調節式に
切換えられた回転数調整器とを用いて行うものであるか
（ＥＰ−Ａ１０００ ８０３７）、又はそのつど噛込中
のスタンドの回転数調整回路を切離しかつ該スタンドを
次のスタンドの噛込工程までモーメント調整回路を介し
て、先行するスタンドの駆動モーメント変化に関連して
調整する（ＤＥ−ＯＳ２４１３４９２）ものであるが、
これらの公知の調整法では電気的駆動装置の基本的な欠
点の他に、計算回路及び測定技術的装置により著しく高
い経費を甘受しなければならない。

【０００４】電気的駆動装置に対して、コンパクトな構
造、高い作業能力及び小さい慣性モーメントにより、連
続圧延ラインのためにハイドロスタチック式の駆動装置
が既に最も良い評価を受けており、この場合二次調整式
駆動装置が多くの場合優れている。即ちこの二次調整式
のハイドロスタチック式の駆動装置では、油圧モータ
は、ポンプ及び油圧タンクから成る共通の１つの圧力媒
体系から常時一定の規定された圧力を供給され、その結
果各油圧モータ毎に固有のポンプステーションを設ける
必要がなく、駆動力の著しい節減がえられる。このよう
な二次調整式駆動装置では油圧モータの流入量は調節装
置により零から両方向に無段階的に調節されかつこの油
圧モータ流入量を変化させることによりモータ回転数が
調整される。実際値回転数が調整装置を介して所定の基
準値回転数と比較されかつ調節装置が実際値−基準値の
比較に関連して制御されると、駆動モーメントが変化す
るさいに負荷が所期の基準回転数に保持される。モータ
入口における規定された圧力により、所定回転数に達す
ると、油圧モータの流入量が要求されたトルクに比例し
て変化し、その結果所定の回転数及び被駆動トルクにな
るとモータのところで所定の流入量が生じる。被駆動ト
ルクの急激な変化にさいして比較的大きな回転数低下が
生じることを防止するため、油圧モータのための圧力供
給導管中に接続された減圧弁又は類似の装置が設けられ
ており、該装置はモータ入口における規定された圧力が
相応して変化することに基づき、これに比例する流入量
の変化によってモータを所期のモーメント上昇のために
準備させる。しかしこのことは基本的には本来の回転数
調整にとって重要ではない。

【０００５】二次調整式のハイドロスタチック式の駆動
装置を備えた連続的な圧延ラインを通る圧延材の通しの
調整に際して、ＡＴ−Ｂ第３８３０５９号明細書に基づ
き、個別の油圧モータの調節装置の位置変動をそれぞれ
隣接するロールスタンドのための油圧モータの回転数修
正に関与させて、圧延材の通しの際に生じる圧延材長手
方向の力をできるだけ小さく維持することは公知であ
る。このような調整方法は、調節装置の位置変動を検出
するための測定技術的に著しい費用、及び隣接するロー
ルスタンドのために必要な回転数修正値の算出のための
演算技術的な著しい費用を必要とする。

【０００６】

【発明の課題】本発明の課題は、前述の欠点を取り除
き、冒頭に述べた形式の調整方法を改善して、著しく経
済的かつ合目的に圧延材長手方向の力の少ない圧延材の
通しを保証することである。さらに、このような調整方
法を実施するための簡単な装置を提供することである。

【０００７】

【発明の構成】前記課題を解決するために本発明の手段
では、ロールスタンドの連続的な噛込中の通過開始に際
して、すでに圧延材の通されたロールスタンド及びそれ
ぞれ次に噛込の行われるロールスタンドに所属する油圧
モータの回転数調整を、進行する噛込の程度に合わせて
順次に１つを除いて中断し、そのつどこれらのロールス
タンドの１つの、すなわちガイドロールスタンドの油圧
モータのみを、少なくともすべてのロールスタンドの噛
込の行われるまでの間、回転数調整のために調節可能な
流入量で駆動する。

【０００８】

【発明の効果】圧延材の通しの調整のために、二次調整
式の駆動装置の特性が活用され、回転数調整の中断によ
って回転数調整中断中はモータ回転数の変動は生じなく
なり、その間、駆動トルクも変えられないままである。
これに反して、トルク変動は回転数変動を生ぜしめ、こ
の回転数変動はモータの慣性モーメント及びトルク変
動、並びに負荷から算出され、すなわち非駆動トルクの
低下に際して油圧モータが加速され、非駆動トルクが増
大し、次いで油圧モータが相応に遅らされる。従って連
続的な圧延ラインを介しての圧延材の通しに際して回転
数調整がそれぞれ１つを除いて適した瞬間に遮断される
と、回転数調整されている１つのスタンドが所定の圧延
速度を維持するためのガイドロールスタンドとして作動
し、残りのスタンドは引張負荷若しくは圧縮負荷に基づ
きそのつど生じる非駆動トルクに関連して回転数を自動
的に調整し、このために費用のかかる測定若しくは演算
技術的な装置は必要ではない。

【０００９】さらに、圧延ラインの最初のロールスタン
ドを完全な噛込過程及び圧延材の通しのために常にガイ
ドロールスタンドとして利用し、後続のスタンドのため
の油圧モータの回転数調整を該スタンドの進行する噛込
の程度に合わせて段階的に遮断することも可能であり、
若しくはそれぞれ次に噛込の行われるスタンドの前で圧
延材によって通過されるロールスタンドをもガイドロー
ルスタンドとして関与させることも可能であり、この場
合には後続のスタンドのための目標回転数をあらかじめ
規定することに関するある程度の不確実性が生じる。従
って特に有利には、本発明に基づきそのつど最後に噛込
の行われたロールスタンドの油圧モータの回転数調整
を、次に続くロールスタンドが圧延材を噛込む前に中断
して、少なくともすべてのロールスタンドが噛込を行う
までの間、中断したままにしておく。このような手段に
よって、圧延材をちょうど噛込んでいるスタンドが噛込
で以て進行的にガイドロールスタンドとして作動し、該
スタンドの回転数調整が次のスタンドの噛込の直前まで
維持されたままであり、すでに圧延材によって通過され
て油圧モータの所定の流入量で作動する前方のスタンド
が、その回転数を自動的に引張力及び圧縮力のない圧延
材の通しに調整する。従って、個々のロールスタンドが
通常の形式でロール直径、材料横断面、圧延材速度など
から算出された回転数目標値をそれぞれの噛込の前に維
持しておくと十分であり、このために多くの調整技術費
用を必要とすることはなく、所望の通し調整が簡単な手
段によって、そのつど最後に噛込の行われたロールスタ
ンドを次に続くスタンドの噛込の前に遮断することに基
づき行われる。

【００１０】このような調整方法は、圧延材の通し中の
圧延条件がほぼ一定である場合に正確に行われる。特に
変形トルクは変わらないようにしたい。それというの
は、そうでない場合にはスタンドにおける非駆動トルク
変動を生ぜしめ、調整装置がこのトルク変動を圧延材長
手方向の力に基づくトルク変動と区別できないからであ
る。熱間圧延においては多くの場合、温度下降勾配が考
慮され、その結果、圧延ライン内で圧延材の引張力が冷
たい方の圧延材端部に向かって次第に増大せしめられ
る。それというのは個別のロールスタンドが増大する変
形トルクに基づき次第に低速になるからである。これに
対処するために、最後のロールスタンドの噛込の後に共
通の圧延材の通しに際してすべてのスタンドによって生
じた回転数が個別のスタンドに所属の油圧モータで検出
されて、蓄えられ、これによって回転数調整の中断が再
び解除され、すべてのスタンドの油圧モータの回転数が
それぞれ蓄えられた回転数の利用によって引き続く圧延
材の通し中の対応する目標値回転数として調整される。
これによって、圧延過程のためにほぼ同じ変形条件でロ
ールスタンドに設定する回転数が最後のスタンドの噛込
の後に目標値回転数として利用され、個別のスタンドが
この目標値回転数に調整され、これによって自動的な回
転数適合が再び中断されて、圧延回転数への増大する変
形トルクの影響が阻止される。

【００１１】本発明に基づく方法を実施するための有利
な装置は、個別のロールスタンドのための二次調整式の
ハイドロスタチック式の駆動装置であって、所属の油圧
モータの流入量を調節するための調節装置、及び回転数
の実際値・目標値比較に関連して該調節装置を制御する
ための制御装置を有している形式のものにおいて、すべ
ての油圧モータが多くとも１つを除いて制御装置と調節
装置との間の制御回路内に遮断器を有しており、遮断器
が、圧延材始端部を走行方向で見てそれぞれ所属するロ
ールスタンドの前方若しくは後方で検出する発信器、若
しくは類似のものを介して作動されるようになってい
る。従って、二次調整式のハイドロスタチック式の駆動
装置がもっぱら回転数調整のための遮断器によって補わ
れ、圧延材の通しの調整が申し分なく行われる。このよ
うな遮断器は切換位置に応じてそれぞれの油圧モータの
積極的（アクチブ）な若しくは非積極的な回転数調整を
行うようになっていて、通常の位置では非駆動トルクに
無関係なコンスタントなモータ回転数を生ぜしめ、かつ
中断位置では非駆動トルクに関連した可変の回転数を生
ぜしめる。遮断器作動の時点は、圧延材始端部を対応す
るロールスタンドに関連して捕らえる簡単な発信器、例
えばフォトセンサによって問題なく規定され、この場
合、遮断器作動を制御装置によって行うことも可能であ
り、それというのは制御装置が圧延材速度及びスタンド
間隔に基づき簡単に遮断器の切換時点を算出できるから
である。有利にはすべての油圧モータに遮断器が配設し
てあり、しかしながら所定のガイドロールスタンドとし
て投入されるスタンドのための油圧モータを常に、作用
せしめられた回転数調整に基づいて運転することも可能
である。この場合、回転数発信器から送られ制御装置内
で読み取り可能な値が実際値としてあらかじめ与えられ
た目標値と比較されてよく、若しくは目標値として後の
実際値・目標値比較のために蓄えられよく、従って、個
別の油圧モータの通常の回転数調整が行われるだけでは
なく、圧延材長手方向の力の弱い圧延材の通しの際に生
じる実際値回転数を蓄えて、後の若しくは別の圧延過程
の回転数調整のための目標値として活用し、特に変形ト
ルクの温度に関連した変動を補償することなども可能で
ある。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。

【００１３】図１には、圧延材Ｗを圧延加工する目的
で、３つのロールスタンド１，２，３を備えた連続的な
圧延ラインが示されている。各ロールスタンドは二次調
整される油圧スタティック式の駆動装置４を介して駆動
される。この駆動装置は各１つの油圧モータ５と、共通
の圧力オイルシステム６とを有しており、この圧力オイ
ルシステムは接続導管７を介して油圧モータ５に、常時
不変の規定された圧力を供給する。突発的なモーメント
増大に基づく回転数降下を回避するために、接続導管７
には減圧弁８又はこれに類するものが接続されており、
この減圧弁は、このようなモーメント増大に対して油圧
モータを準備させる目的で、前記の規定された圧力若し
くは規定されたオイル通流に意図的に影響を与えること
ができる。

【００１４】油圧モータ５の吸込容量は調整装置９を介
してゼロから両方向に向かって無段階に調節され得る。
モータ回転数を測定するためには、回転数発生器１０、
たとえば電気的なタコゼネレータが設けられている。回
転数調整を実施するためには、制御装置１１と、各１つ
の加算器１２と、調整装置９を制御するための増幅器１
３と、調整装置９の位置を検出するための移動距離セン
サ１４とが設けられているので、回転数発生器１０によ
って読み込まれた回転数実際値が、制御装置１１を介し
て設定された回転数基準値からずれると、調整装置９は
油圧モータ５の流入量を変化させる目的で制御され、出
力モーメントの変化時でも負荷は所望の回転数値に保持
される。

【００１５】調整装置９と制御装置１１との間の制御接
続には、遮断器１５が接続されており、この二次調整回
路は測定値メモリ１６の分だけ拡張されている。遮断器
１５の標準の切換位置では、回転数調整が維持され、モ
ーメント変化によって回転数実際値が変化させられる
と、モータ流入量が変化させられるようになっている。
このようなモータ流入量変化に基づき、再び一時的に生
じる負荷モーメントにおいてモータの実際回転数と目標
回転数との補償が行なわれる。さらに、前記切換位置で
は、移動距離センサ１４の信号が測定値メモリ１６に読
み込まれ、これによって測定値メモリ１６は油圧モータ
の流入量に比例した値をメモリする。遮断器１５が（破
線で示した位置に）切り換えられると、回転数調整が遮
断されて、加算器１２と増幅器１３とには移動距離セン
サ１４の信号と、測定値メモリ１６の信号とが留まる。
切換えの瞬間では両信号は等しい大きさであるので、調
整装置９は不変のままとなり、ひいては油圧モータ５の
流入量も不変のままとなる。油圧モータにおける出力モ
ーメントが切換え前の出力モーメントに一致している場
合は、モータ回転数も変化しない。しかし、この出力モ
ーメントが変化すると、回転数も変化し、この場合、負
荷モーメントが減少すると、モータが加速され、逆に負
荷モーメントが増大すると、モータは減速される。なぜ
ならば、モータの流入量が不変である場合、モータ回転
数は出力モーメントに対して反比例するからである。

【００１６】遮断器１５を操作するためには、光センサ
１７，１８，１９が設けられている。この光センサは圧
延材Ｗの始端部又は終端部に応答して、遮断器１５の切
換えを行なう。

【００１７】ロールスタンド１，２，３を通る圧延材の
通過を制御するためには、制御装置１１を介して、個々
のロールスタンドの油圧スタティック式の駆動装置４に
回転数基準値があらかじめ与えられる。この回転数基準
値はロール直径、材料横断面積、圧延材速度等から算出
されているが、ただし不都合な圧延条件下でも個々のロ
ールスタンドの間で圧延材に引張り緊張が生ぜしめられ
るように設定される。ロールスタンドは圧延材進入開始
前に前記の規定された回転数で空回転する。遮断器１５
は標準位置に位置しており、回転数調整が作動してい
る。減圧弁８によって、油圧モータ５は、圧延材進入開
始時に変形トルクが生じた場合に比較的大きな回転数低
下を回避するために必要となるような流入量に設定され
ている。しかし、このような手段は本来の制御に関して
はあまり重要ではない。

【００１８】次いで、圧延材Ｗが第１のロールスタンド
１に進入して、このロールスタンドを通過すると、回転
数調整は作動状態のままとなり、油圧モータ５は、基準
値回転数を維持するための流入量変化を受ける。圧延材
Ｗは伸縮なく第２のロールスタンド２に向かう。第２の
ロールスタンド２の直前に配置されている光センサ１７
によって圧延材始端部が検出されると、第１のロールス
タンドの遮断器１４は遮断位置（破線で示す）に切り換
わって、回転数調整を遮断し、これによって、油圧モー
タの流入量は切換え直前に得られた値に維持される。圧
延材始端部が光センサ１７と次のロールスタンド２との
間の距離を通過する間に、ロールスタンド１における変
形トルクが変化することは予想され得ないので、ロール
スタンド１のロール回転数、ひいてはロールスタンド１
のモータ回転数も不変のままとなる。

【００１９】次いで、理論的な圧延速度が必要とするよ
りも若干高く設定された、規定された回転数で回転する
第２のロールスタンド２に圧延材Ｗが進入すると、この
ロールスタンド２は所属の油圧モータ５のアクティブな
回転数調整に基づき、前記回転数を引き続き維持し、こ
の場合でも、接続導管７に設けられた減圧弁８が回転数
低下を阻止する。ロールスタンド２における回転数設定
値が高められていることに基づき、圧延材Ｗには、ロー
ルスタンド１とロールスタンド２との間で引張り力が生
じる。この引張り力はロールスタンド１における出力モ
ーメントを減少させるので、この場所では回転数調整が
遮断されていることから、油圧モータは前記引張り力に
よって生じたモーメントによって加速されて、回転数を
増大させる。回転数増大は、両ロールスタンド１，２の
間で圧延材Ｗに形成された引張り力が消滅するまで行な
われる。

【００２０】引き続き圧延材の通過は同様にしてロール
スタンド３においても、場合によっては別のロールスタ
ンドにおいても継続される。この場合、ロールスタンド
３又は後続のロールスタンドへの圧延材の進入前にその
都度、光センサ１８；１９又はこれに類するものが、ま
ずロールスタンド２のための遮断器１５、次いでロール
スタンド３のための遮断器１５等を順次に切り換えてい
くので、ロールスタンド２の後方では、ロールスタンド
３又は次のロールスタンドだけが、回転数調整を行なっ
てガイドスタンドとして作動していく。このガイドスタ
ンドはそれぞれ圧延速度を規定し、それに対して回転数
調整なしで作動しているその他のロールスタンド１，２
は圧延材における長手方向力を減少させる目的で回転数
を変化させることができる。

【００２１】このような調整過程を、圧延条件の変化、
特に熱変形差の変化によって妨げないようにするため
に、圧延材始端部が最後のロールスタンドを通過するや
いなや、個々のロールスタンド１，２，３における回転
数の実際値が制御装置１１によって引き取られて、メモ
リされ、その後に遮断器１５が再び標準の切換位置にも
たらされ、メモリされた前記実際値は個々の回転数調整
に基準値として与えられる。これによって、圧延材の通
過が終了するまで、全てのロールスタンドは前記回転数
で回転し、変形トルク差は前記回転数にもはや影響を与
えなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による圧延ラインの制御回路図である。

【符号の説明】

１，２，３ ロールスタンド、 ４ 駆動装置、 ５
油圧モータ、 ６ 圧力オイルシステム、 ７ 接続導
線、 ８ 減圧弁、 ９ 調整装置、 １０回転数発生
器、 １１ 制御装置、 １２ 加算器、 １３ 増幅
器、 １４移動距離センサ、 １５ 遮断器、 １６
測定値メモリ、 １７，１８，１９光センサ、 Ｗ 圧
延材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次調整式のハイドロスタチック式の駆
   動装置を各ロールスタンドごとに備えた圧延ラインにわ
   たり圧延材長手方向の力を少なくするように圧延材の通
   しを調整する方法であって、その場合に駆動装置に付属
   する油圧モータの回転数をその流入量の調節により調整
   する形式のものにおいて、圧延材の通し開始時に、順次
   に続くロールスタンドの噛込中に、すでに圧延材を通し
   たロールスタンドの油圧モータ並びにそのつどその次ぎ
   に噛込を行うべきロールスタンドに付属する油圧モータ
   のための回転数調整を、１つのロールスタンドを除き、
   続行される噛込の程度に応じて互いに前後して中断し、
   従ってガイドロールスタンドとしてのこの１つのロール
   スタンドの油圧モータだけを、少なくともすべてのロー
   ルスタンドが噛込を行うまで、調節可能な流入量による
   回転数調整のために駆動することを特徴とする圧延ライ
   ンにわたる少ない長手方向の力での圧延材の通しを調整
   する方法。
2. 【請求項２】 次のロールスタンドで噛込を行うまえ
   に、そのつど最後に噛込んだロールスタンドの油圧モー
   タのための回転数調整を中断し、次いで、少なくともす
   べてのロールスタンドが噛込を行うまで中断したままに
   する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 最後のロールスタンドの噛込後に、すべ
   てのロールスタンドを通る共通の圧延材通し時に調整さ
   た、各ロールスタンドに付属する油圧モータの回転数を
   検出し、貯蔵し、その上で回転数調整の中断を中止し、
   すべてのロールスタンドの油圧モータの回転数を、その
   つど貯蔵された回転数を基準回転数として利用して、他
   の圧延材の通し中に調整する請求項１又は２記載の方
   法。
4. 【請求項４】 二次調整式のハイドロスタチック式の駆
   動装置を各ロールスタンドごとに備えた圧延ラインにわ
   たり圧延材長手方向の力を少なくするように圧延材の通
   しを調整する装置であって、各ロールスタンド（１，
   ２，３）の２次調整式の液圧式駆動装置に付属する油圧
   モータ（５）の流入量の調整のための調整装置（９）
   と、回転数の実際値と基準値との比較に依存して前記調
   整装置（９）の制御する制御装置（１１）とが設けられ
   ている形式のものにおいて、すべての油圧モータ（５）
   が少なくとも１つを除いて制御装置（１１）と調整装置
   （９）との間の制御結合部内に遮断器（１５）を有して
   おり、この遮断器が、圧延材の通し方向でそれぞれ付属
   のロールスタンド（１，２，３）の前又は後で圧延材始
   端部を検出する発信器（１７，１８，１９）によって操
   作されることを特徴とする圧延ラインにわたり圧延材長
   手方向の力を少なくするように圧延材の通しを調整する
   装置。
5. 【請求項５】 油圧モータ（５）のためにそれぞれ１つ
   の回転数発生器（１０）が設けられており、この回転数
   発信器により読み取られた値が実際値として基準値に比
   較され、又は後の実際値と基準値との比較のための基準
   値として貯蔵可能である請求項４記載の装置。