JPH11188410A - 圧延スタンドの上側ロールと下側ロールの間の摩擦状態を調整する装置と方法 - Google Patents

圧延スタンドの上側ロールと下側ロールの間の摩擦状態を調整する装置と方法

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JPH11188410A
JPH11188410A JP10286996A JP28699698A JPH11188410A JP H11188410 A JPH11188410 A JP H11188410A JP 10286996 A JP10286996 A JP 10286996A JP 28699698 A JP28699698 A JP 28699698A JP H11188410 A JPH11188410 A JP H11188410A
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ユルゲン・ザイデル
Hans-Heinrich Hartmann
ハンス−ハインリッヒ・ハルトマン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延材の帯表面と上側ロールの間と、圧延
材の帯下面と下側ロールの間で、ほとんど同じ摩擦状態
が発生し、それによって圧延プロセスの効率が改善さ
れ、上側ロールと下側ロールの摩耗が小さくなり、厚さ
を大幅に低減する際にしばしば生じる振動が減衰され
る、装置を提供する。 【解決手段】 熱間広幅帯材圧延機または冷間帯材圧延
機の圧延スタンド２８の上側ロール６と下側ロール７の
間の摩擦状態を調整する装置１は、圧延スタンド２８の
入口２７側に設けられた、所定の量の液体をロール隙間
の方に噴霧するための噴霧装置２と、この液体の量を決
定し排出するための制御装置３とを備えている。下側ロ
ールおよびまたは上側ロールの実際のロールトルクの測
定値と関連して予め決定された量または算出された量が
制御量として使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間広幅帯材圧延
機（ライン）または冷間帯材圧延機（ライン）の圧延ス
タンドの上側ロールと下側ロールの間の摩擦状態を調整
する装置と、圧延スタンドの上側ロールと下側ロールの
間の摩擦状態を調整することによって圧延材を圧延する
ための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間広幅帯材圧延機または冷間帯材圧延
機の圧延スタンドの上側ロールと下側ロールの間のトル
ク差が圧延運転中に大きく変動することが実際に判っ
た。３０〜７０％のオーダーの上側ロールと下側ロール
の間のトルク差は珍しいことではない。
【０００３】その理由はロール隙間内の異なる摩擦状
態、特に上側ロールと圧延材の帯材上面の間と、下側ロ
ールと圧延材の帯材下面との間の異なる摩擦状態であ
る。この摩擦状態は、上側ロールと下側ロールにおいて
異なる必要トルクが生じるように作用する。更に、ルー
プリフタまたは案内ローラによって生じる、上側ロール
と下側ロールの周りの熱間帯材または冷間帯材のいわゆ
る巻掛け角度がこの異なる摩擦状態に影響を与える。
【０００４】上側ロールと下側ロールの必要なトルクの
等しくない分配によって生じる、ロール隙間内の異なる
摩擦状態は、例えば駆動スピンドル、伝動装置のような
関与する構成要素の設計に影響を与えるだけでなく、帯
材表面品質や２回のロール交換の間の使用時間や大きな
摩耗によるロールの寿命を低下させる。異なる摩擦状態
に基づいて更に、上側ロールと下側ロールの間の熱間帯
材または冷間帯材の均一に分配されたパス縮径が実施で
きなくなる。変形に対する圧延材の抵抗が、材料の固有
の変形抵抗と、ロールと圧延材の間の流れ抵抗からなる
ので、流れ抵抗が小さい場合には流れ抵抗が大きい場合
よりも材料が大きく変形する。これは、圧延材の小さな
摩擦ひいては小さな流れ抵抗を有するロール隙間の部分
では、圧延材の縮径または伸びが大きくなることを意味
する。その結果、圧延材はその全長にわたって異なる品
質を有し、従ってしばしば品質要求を満足しなくなる。
【０００５】パス縮径は伸張につながる。この伸張は圧
延が伸びることを意味する。圧延スタンドの入口範囲で
は、圧延材はその上面と下面が同じ走入速度で両ロール
に達する。従って、圧延材は上面と下面が同じ速度のロ
ールから出るように強制される。しかし、そのために
は、上側ロールと帯材上面の摩擦値と、下側ロールと帯
材下面の間の摩擦値が同じ大きさであることが前提であ
る。既に述べたように、実際の運転では、圧延材がロー
ルの間を案内される結果、異なる摩擦値が生じる。ロー
ルと圧延材の間のこの付加的な摩擦運動は、異なる摩擦
状態に基づいてロール表面の摩耗から認識可能である。
更に、帯材始端のスキー状の形状、すなわち、スタンド
を出た後で圧延材が上方または下方に向くような形状が
生じることがある。いかなる場合でも、変形中の圧延材
の流れに加えて、この相対運動が発生する。この相対運
動は圧延プロセスの効率を損ない、エネルギー消費を高
め、ロールの摩耗を増大するだけでなく、帯材表面の品
質を損なう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、圧延材の帯表面と上側ロールの間と、圧延材の帯
下面と下側ロールの間で、ほとんど同じ摩擦状態が発生
し、それによって圧延プロセスの効率が改善され、上側
ロールと下側ロールの摩耗が小さくなり、厚さを大幅に
低減する際にしばしば生じる振動が減衰される、装置を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、圧延スタン
ドの入口側に設けられた、所定の量の液体をロール隙間
の方に噴霧するための噴霧装置と、この液体の量を決定
し排出するための制御装置とを備え、下側ロールおよび
または上側ロールの実際のロールトルクと関連して予め
決定された量または算出された量が制御量として予め定
められている装置によって解決される。
【０００８】更に、本発明は、圧延スタンドの上側ロー
ルと下側ロールの間の摩擦状態を調整することによって
帯状圧延材を圧延するための方法において、圧延材の帯
上面およびまたは帯下面が、圧延スタンドの入口側で噴
霧装置によって所定量の液体で湿らされ、制御装置が液
体の量の決定と排出を制御し、下側ロールおよびまたは
上側ロールの実際のロールトルクと関連して予め決定さ
れた量または算出された量が制御量として予め定められ
ていることを提案する。
【０００９】そのために特に、噴霧装置として、上側の
噴霧管と下側の噴霧管が圧延スタンドの入口側において
上側ロールまたは下側ロールの範囲のロール隙間の近く
に配置されている。噴霧管は特に均一にまたは放物線状
に分配されたノズルを備えている。このノズルの噴射方
向はロール隙間に直接向いている。圧延材に対する上側
ロールと下側ロールの間の摩擦状態の一様化は、ロール
隙間の範囲に噴射される液体、特に水または水と油の混
合液の量を変えることによって達成される。ロール隙間
の方へ噴射される液体の量は、制御装置によって決定さ
れる。この制御装置は更に、両噴霧管の作用を互いに別
々に制御する。すなわち、例えば、上側の噴霧管に液体
を少なく供給し、下側の噴霧管に多く供給するように制
御する。この制御装置は更に、測定値トランスデューサ
を備えている。この測定値トランスデューサは特に、圧
延スタンドの上側ロールと下側ロールに実際に発生する
トルクを検出する。検出されたこの両トルク値の差は、
液体の排出量に比例する。従って、この液体量は、一方
では上側帯面と下側帯面が許容されないほど冷却される
ことがないように、他方ではロール隙間の摩擦状態を一
様化するために充分な制御範囲が供されるように定めな
ければならない。トルク検出は特に、ロールの駆動スピ
ンドルに設けた測定値発信器によって行われる。上側ロ
ールと下側ロールのためにそれぞれ別個の駆動装置でロ
ールを駆動する場合には、このような別個の測定値発信
器を配置する必要はない。なぜなら、駆動電動機の電力
消費が実際のトルクに比例するので、この電力消費を制
御に用いることができるからである。
【００１０】制御装置は更に制御弁を備えている。この
制御弁は予め検出または算出したトルクに相応して調節
される。特に２個の制御弁が設けられている。第１の制
御弁は水を配量して排出するためのものであり、第２の
制御弁は油を配量して排出するためのものである。制御
弁の開閉位置に応じて、水と油の混合液の異なる混合が
生じ、ロールに対する異なる作用ひいては帯材の上面と
上側ロールの間と帯材の下面と下側ロールの間の摩擦値
の異なる変化を生じる。トルク差の正負または所定の目
標トルク差から偏差は、弁を調節しなければならない方
向の印しである。
【００１１】更に、一方の弁だけを制御弁として使用す
ることができる。その際、他方の制御弁は所定の基本位
置で固定されている。この基本位置は、圧延プログラム
にとって充分な、両方向における制御範囲のために、制
御可能な弁に供される範囲のほぼ中央の位置である。こ
の弁の位置はその都度の圧延プログラムに適合させるこ
とができる。しかし、上側の噴霧管のための弁と下側の
噴霧管のための弁を、基本位置から反対方向に調節し、
最大制御範囲を利用できるようにすることができる。
【００１２】本発明は更に、水と油の混合液の組成をロ
ール隙間潤滑のために制御に組み込むことができる。ロ
ールの駆動スピンドルにおけるその都度のトルクの差が
噴霧管のための両弁の一方を制御するために関与させる
のと同じ方法で、スピンドルのトルクの合計が測定さ
れ。このトルクの最小値を、水と油の混合液の組成を最
適化するための信号として利用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の他の実施形は従属請求項
から明らかである。図に示した実施の形態に基づいて本
発明を詳しく説明する。装置１は図２に示すように、噴
霧装置２と、この噴霧装置に連結された制御装置３とを
備えている。この噴霧装置２自体はそれぞれ、上側ロー
ル６の範囲４と下側ロール７の範囲５に設けられかつロ
ール軸線に対して平行に配置された噴霧管８，９を備え
ている。この噴霧管はその外周にノズル１０を備えてい
る。このノズルは、噴霧管を通って案内される水流また
は水−油−混合液流がノズル１０を経て矢印１１の方に
ロール隙間１２に向かって案内されるように配置されて
いる。噴霧管８，９は管路系１３に接続されている。本
実施の形態（図１参照）の場合には、各々の管路１３ａ
に２本の管路が開口している。この管路のうち、第１の
管路１３′は水を案内するために設けられ、第２の管路
１３″は油を案内するために設けられている。両管路１
３ａ′，１３ａ″は噴霧管８，９に達する前に合流
し、、それによって摩擦値を低下させるための水−油−
混合液が供される。両管路１３ａ′，１３ｂ″はそれぞ
れ、制御弁１４，１５または１６，１７を備えている。
この制御弁は制御装置３のコントローラ１８に接続され
ている。このコントローラは測定値発信器１９，２０
（他の測定値発信器は破線で示してある）からの情報を
処理する。この測定値発信器は例えばそのときのトルク
を測定するために駆動スピンドル２１（図２）に設けら
れている。コントローラ３は制御弁１４，１５，１６，
１７を制御するので、適切な量の液体がロール隙間１２
の範囲に達し、それによってこのロール隙間範囲におい
て帯材２５の上面２３と上側ロール６の間と、帯材２５
の下面２４と下側ロール７との間に、同じ摩擦状態が得
られる。
【００１４】上側ロール６と下側ロール７は、図２に示
すように、主駆動スピンドル２１，２２によって駆動さ
れる。上側ロール６と下側ロール７が別々に駆動される
場合、駆動スピンドルの測定装置は省略される。という
のは、個々の駆動電動機の電力消費が制御のために測定
されるからである。
【００１５】図に示していない実施の形態の場合には、
一方の制御弁がコントローラによって制御され、他方の
制御弁が上位のコンピュータ装置によってその都度の圧
延プログラムに適合させられる。その際、コントローラ
が他方の制御弁を制御し、上位のコンピュータ装置が一
方の制御弁を制御してもよい。しかしながら一般的に
は、下側のロールに必要な液体が上側のロールに必要な
液体よりも多い。なぜなら、上側ロール用ロール冷却装
置から来る液体が帯材の上面に溜まるからである。この
液体は掻き落し具の側方から帯材表面に滴下され、他方
の弁が制御されるときには益々多くの水が帯材表面に溜
まる。他方の弁は、帯材表面上に充分に多く存在する液
体の作用が、多くの水を帯材下面に加えることによって
補償されるように、つり合わせるために制御される。そ
の都度の圧延プログラムのために下側の水量が一定に調
節されていると、制御されないで帯材上面に流れる液体
は制御に取り込まれる。両制御弁を反対方向に制御する
場合、基本液量は両制御弁の制御範囲の中央にコンピュ
ータ装置によってセットされる。
【００１６】少なからぬ圧延プログラムの場合、ロール
隙間に噴射される液体に、所定量の特別な圧延油が混合
されると、ロール摩耗を低減するという付加適な利点が
ある。その際、正しい混合比は経験によって定められ
る。このように圧延油を使用する場合には、噴射量を変
更して、油のための制御弁を介して混合比を一定に保持
すると合目的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の制御のために概略的な回路図である。
【図２】概略的に示した制御装置と共に、装置を概略的
に示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 装置 ２ 噴霧装置 ３ 制御装置 ４ 上側ロールの範囲 ５ 下側ロールの範囲 ６ 上側ロール ７ 下側ロール ８ 上側の噴霧管 ９ 下側の噴霧管 １０ ノズル １１ 矢印 １２ ロール隙間 １３，１３ａ，１３ａ′，１３ａ″ 管路系 １４ 制御弁 １５ 制御弁 １６ 制御弁 １７ 制御弁 １８ コントローラ １９ 上側ロールの測定値発信器 ２０ 下側ロールの測定値発信器 ２１ 主駆動スピンドル ２２ ワークスピンドル ２３ 帯材上面 ２４ 帯材下面 ２５ 圧延材 ２６ 測定値伝送系 ２７ 入口側 ２８ 圧延スタンド

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱間広幅帯材圧延機または冷間帯材圧延
    機の圧延スタンド（２８）の上側ロール（６）と下側ロ
    ール（７）の間の摩擦状態を調整する装置（１）におい
    て、圧延スタンド（２８）の入口側に設けられた、所定
    の量の液体をロール隙間の方に噴霧するための噴霧装置
    （２）と、この液体の量を決定し排出するための制御装
    置（３）とを備え、下側ロールおよびまたは上側ロール
    の実際のロールトルクと関連して予め決定された量また
    は算出された量が制御量として用いられていることを特
    徴とする装置。
  2. 【請求項２】 液体が水であることを特徴とする請求項
    １記載の装置。
  3. 【請求項３】 液体が水と油の混合液であることを特徴
    とする請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 液体に圧延油が付加的に混合されている
    ことを特徴とする請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 帯材上面と帯材下面に使用される潤滑剤
    が異なる摩擦特性を有することを特徴とする請求項１記
    載の装置。
  6. 【請求項６】 噴霧装置（２）がロール（４，５）の範
    囲に配置された少なくとも１個の噴霧管（８，９）を備
    えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つ
    に記載の装置。
  7. 【請求項７】 噴霧管（８，９）がノズル（１０）を備
    え、このノズルが噴霧装置（２）の組み立て状態でロー
    ル（６，７）の方に向いていることを特徴とする請求項
    ６記載の装置。
  8. 【請求項８】 噴霧管（８，９）がノズル（１０）を備
    え、このノズルが噴霧装置（２）の組み立て状態でロー
    ル隙間（１２）の方に向いていることを特徴とする請求
    項６記載の装置。
  9. 【請求項９】 噴霧管（８，９）がノズル（１０）を備
    え、このノズルが噴霧装置（２）の組み立て状態で圧延
    材（２５）の方に向いていることを特徴とする請求項６
    記載の装置。
  10. 【請求項１０】 圧延スタンドの上側ロールと下側ロー
    ルの間の摩擦状態を調整することによって帯状圧延材を
    圧延するための方法において、圧延材（２５）の帯上面
    （２３）およびまたは帯下面（２４）が、圧延スタンド
    の入口側（２７）で噴霧装置（２）によって所定量の液
    体で湿らされ、制御装置（３）が液体の量の決定と排出
    を制御し、下側ロールおよびまたは上側ロールの実際の
    ロールトルクと関連して予め決定された量または算出さ
    れた量が制御量として使用されることを特徴とする方
    法。
  11. 【請求項１１】 制御量として、上側ロール（６）と下
    側ロール（７）の間のトルク差が使用されることを特徴
    とする請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 上側ロール（６）と下側ロール（７）
    の間の目標トルク差が０に等しいかあるいは０に等しく
    ないことを特徴とする請求項１０または１１記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 トルク差が上側ロール（６）と下側ロ
    ール（７）の間で直接測定されることを特徴とする請求
    項１１記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ２つの駆動装置を備えた圧延スタンド
    の場合に、ロールトルクが上側ロール（６）と下側ロー
    ル（７）の電動機駆動電流を介して測定されることを特
    徴とする請求項１１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 制御量が必要ロールトルクの最小大き
    さに依存して決定されることを特徴とする請求項１０ま
    たは１１記載の方法。
  16. 【請求項１６】 制御量が圧延スタンド（２８）の上側
    ロール（６）と下側ロール（７）の直径差に依存して決
    定されることを特徴とする請求項１０，１１，１５のい
    ずれか一つに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 制御量が圧延材（２５）の帯厚に依存
    して決定されることを特徴とする請求項１０，１１，１
    ５，１６のいずれか一つに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 制御量が圧延材（２５）の圧延速度に
    依存して決定されることを特徴とする請求項１０，１
    １，１５，１６，１７のいずれか一つに記載の方法。
  19. 【請求項１９】 制御量がロール温度に依存して決定さ
    れることを特徴とする請求項１０，１１，１３〜１８の
    いずれか一つに記載の方法。
  20. 【請求項２０】 制御量が圧延材（２５）の引張応力と
    流れ強度に依存して決定されることを特徴とする請求項
    １０，１１，１３〜１９のいずれか一つに記載の方法。
  21. 【請求項２１】 上側ロールと下側ロールの直径差が剪
    断圧延作用を発生するために増大させられることを特徴
    とする請求項１０〜２０のいずれか一つに記載の方法。
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