JP4419567B2 - Cross roll rolling machine work roll cross angle adjusting method and rolling method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、上下ワークロールをクロスさせて板または帯状の被圧延金属材(以下、被圧延材)を圧延するクロスロール圧延機のワークロールのクロス角の調整方法、及び、これを用いたクロスロール圧延機による圧延方法に関する。 The present invention relates to a method for adjusting a cross angle of a work roll of a cross roll rolling mill that rolls a sheet or strip-shaped rolled metal material (hereinafter, the rolled material) by crossing the upper and lower work rolls, and a cross using the same The present invention relates to a rolling method using a roll mill.
近年の鉄鋼等の金属板の板厚許容公差厳格化の要求に対応し、板幅方向の板厚(板クラウン)を制御する目的で、上下ワークロールをクロスさせて圧延するクロスロール方式の圧延機(以下、クロスロール圧延機)が実用化されている。 Responding to the recent demands for tighter tolerances on the thickness of metal plates such as steel, cross-roll type rolling in which the upper and lower work rolls are rolled in order to control the thickness (plate crown) in the plate width direction. Machines (hereinafter referred to as cross roll mills) have been put into practical use.
このクロスロール圧延機は、ロールをクロスした状態で被圧延材を圧延することを特徴としている。図5に上下ワークロール8(上下を区別する場合は、上にo、下にuを付す)と被圧延材50の配置関係を示す。図5(a)は平面図、図5(b)は側面図であるが、被圧延材50の幅方向中央部をクロス中心C(クロスポイントという仮想的な点)として上下ワークロール8が圧延条件毎に設定されるクロス角θ(可変)でクロスするように配置される。
This cross roll mill is characterized in that the material to be rolled is rolled in a state where the rolls are crossed. FIG. 5 shows an arrangement relationship between the upper and lower work rolls 8 (when distinguishing between upper and lower, o is attached on the top and u on the bottom) and the material to be rolled 50. 5 (a) is a plan view and FIG. 5 (b) is a side view, but the upper and
これにより図5(b)に示すごとく、クロスポイントC付近(イ)とロール端付近(ロ)では上下ワークロール8の開度に差が生じ、上下ワークロール8の開度の、被圧延材50の幅方向に関する分布は図5(c)のように曲線状となる。クロス角θを大きくすれば、この曲線の傾斜は急になり、クロス角θを0とすれば、曲線の傾斜はなだらかになる。図において、6(6o、6u)はバックアップロールである。
As a result, as shown in FIG. 5B, there is a difference in the opening of the upper and
従来、クロスロール圧延機の登場以前の圧延機は、圧延中は図6(a)に示すごとく圧延荷重によるロールのたわみにより、被圧延材50の板厚分布は幅方向中央部では厚く、幅方向両端部では薄くなる傾向にあったが、クロスロール圧延機では、図6(b)に示すごとく先述のクロス角θを最適に設定し、上下ワークロール8の開度を最適な曲線状にすることにより、ロールのたわむ分を補償し、被圧延材50の圧延後の幅方向板厚分布を均一なものに近づけることができ、板厚分布を被圧延材50の幅方向に平坦化できる。このため、近年、熱間圧延、冷間圧延を問わず、数多く設置されるようになってきた。
Conventionally, the rolling mill before the appearance of the cross-roll rolling mill has a thickness distribution at the central portion in the width direction due to the deflection of the roll due to the rolling load as shown in FIG. However, in the cross roll rolling mill, the above-mentioned cross angle θ is optimally set and the opening degree of the upper and
図7に示す斜視図に主要部を示すクロスロール圧延機の、以前の圧延機との構造の違いは、同図に示すごとく、バックアップロールチョック10およびワークロールチョック12を被圧延材50の搬送方向及びその逆方向から抱え込む形に配置されているクロスヘッド20(後述のオペレータ側とドライブ側を区別する場合は、オペレータ側にo、ドライブ側にdを付す)を有することであり、これを被圧延材50の搬送方向に駆動することによって上下バックアップロール6、8のクロス角θを調整する。
The difference in structure of the cross roll rolling mill whose main part is shown in the perspective view shown in FIG. 7 from the previous rolling mill is that the backup roll chock 10 and the work roll chock 12 are conveyed in the conveying direction of the material to be rolled 50 as shown in FIG. The crosshead 20 is arranged so as to be held in the opposite direction (when the operator side and the drive side, which will be described later, are distinguished, the operator side is denoted by o and the drive side is denoted by d). The cross angle θ of the upper and
図7のように上ワークロール8o及び上バックアップロール6o、下ワークロール8u及び下バックアップロール6uを上同士と下同士各組にして駆動する方式をペアクロス方式といい、ワークロールのみをクロスさせる方式をワークロール単独クロス方式という。
The method of driving the upper work roll 8o and the upper backup roll 6o, the
またワークロール8を駆動するモータを配置している側(ドライブ側という)と、その反対側のオペレータ操作盤を配置している側(オペレータ側という)のどちらか一方にクロスヘッド20を配置し、クロスヘッド20を配置した側を、上下クロスヘッド20を被圧延材50の搬送方向あるいはその逆方向に移動させることで上下ワークロール8がクロスするようにクロスポイントCを中心に回動させ、クロスヘッド20を配置していない反対側をピボットとする方式を片クロス方式(上ロールのドライブ側にクロスヘッドがあるときは、下ロールのオペレータ側にクロスヘッドがある)、オペレータ側とドライブ側の両方にクロスヘッド20を配置し、両方をクロスポイントCを中心に回動させてクロスさせ、ピボットを設けない方式を両クロス方式という。以下、ペアクロス方式でかつ片クロス方式の場合について説明するが、基本的な機能はワークロール単独クロス方式、両クロス方式とも同様であるため、本発明にいうクロスロール圧延機とは、これらを包含した意味とする。
Further, the cross head 20 is arranged on either the side where the motor for driving the
図8(a)にペアクロス方式のクロスロール圧延機のオペレータ側から見た概略図を示す。下ロールのオペレータ側にクロスヘッド20がある。クロスヘッド20の回転はクロスヘッド20の側面に配置されたスクリュ22を回転させ、ナット24との螺合により前進後退させることで行う。図8(a)中のA−A視、つまりワークロールチョック12を拘束する様子を上方から見た平面断面図を図8(b)に示す。これに示すごとく、クロスヘッド20とバックアップロールチョック10及びワークロールチョック12とクロスヘッド20との間には、かまぼこ形状をしたクロスヘッドライナ4が配置され(図8(b)には便宜上ワークロールチョック12とクロスヘッド20との関係のみを図示)、クロスヘッド20の移動時には、クロスヘッド20とクロスヘッドライナ4が、かまぼこ形状の摺動面同士で互いに摺動することにより、クロス角θを円滑に変更できる構造となっている。 FIG. 8A shows a schematic view seen from the operator side of a pair cross type cross roll rolling mill. There is a crosshead 20 on the operator side of the lower roll. The cross head 20 is rotated by rotating a screw 22 disposed on a side surface of the cross head 20 and moving it forward and backward by screwing with a nut 24. FIG. 8B shows a plan cross-sectional view of the AA view in FIG. 8A, that is, a state in which the work roll chock 12 is restrained as viewed from above. As shown in this figure, a crosshead liner 4 having a semi-cylindrical shape is arranged between the crosshead 20 and the backup roll chock 10 and between the work roll chock 12 and the crosshead 20 (FIG. Only the relationship with the cross head 20 is shown). When the cross head 20 is moved, the cross head 20 and the cross head liner 4 slide each other on the semi-cylindrical sliding surfaces, thereby smoothly changing the cross angle θ. It has a structure that can be done.
図において、2は圧延機ハウジング、13はチョックライナ、16はバックアップロールピボットブロック、18はワークロールピボットブロックである。 In the figure, 2 is a rolling mill housing, 13 is a chock liner, 16 is a backup roll pivot block, and 18 is a work roll pivot block.
ところで、一般的に、圧延機による被圧延材50の圧延中は、特許文献1にもある通り、上下ともワークロール8を被圧延材50の搬送方向にずらす(これをオフセットという)ことにより、水平方向分力(オフセット分力ともいう)を、図8(a)中の黒く塗り潰した矢印Bに示す方向に発生させる。バックアップロール6には被圧延材50の搬送方向とは逆方向に水平方向分力Dを発生させる。すると、ワークロールチョック12が被圧延材50の搬送方向、バックアップロールチョック10がその逆方向に向けて押され、各ロールチョックが被圧延材50の搬送方向それぞれ出側と入側の圧延機ハウジング2に向け押し付けられ、安定する。
By the way, in general, during rolling of the material to be rolled 50 by a rolling mill, as also in Patent Document 1, by shifting the
しかし、図8に示すように各ロールチョックと圧延機ハウジング2の間にはクリアランスdがあるため、各ロールチョックの被圧延材50の搬送方向の位置決めを行わないと、圧延荷重が小さい、つまりオフセットによる押し付け力が小さい圧延の際中には、クロス角を走間変更した場合等に、圧延機ハウジング2内でワークロールチョック12もしくはバックアップロールチョック10が被圧延材50の搬送方向もしくはその逆方向に位置ずれを起こし、もしもそれが左右(ドライブ側とその反対側のオペレータ側)で不均一であったりすると、被圧延材50の幅方向左右で上下のワークロール8の開度差が生じ、被圧延材50の蛇行、曲がり、ひどい場合には破断につながるという問題があった。
However, since there is a clearance d between each roll chock and the rolling mill housing 2 as shown in FIG. 8, the rolling load is small, that is, due to an offset unless the roll chock is positioned in the conveying direction of the
これを防止するため、例えば、特許文献2や特許文献3のように、軸受箱(チョック)を被圧延材の搬送方向に油圧シリンダで押し付ける装置や、特許文献4のように、ワークロールチョックをクロス方向に押圧する押圧手段を備えたクロスヘッド、特許文献5の様に、圧延荷重による圧延機ハウジング収縮量を予測して、チョックと圧延機ハウジングの間隔を最小化する方法、等が提案されている。
In order to prevent this, for example, as in Patent Document 2 and
ここでハウジング収縮とは、図9に示すごとく、圧延の際中に圧延機ハウジング2の上下方向に作用する圧延荷重により、ハウジング上下方向中央部で発生する被圧延材の搬送方向の変形、つまりハウジングの入側と出側の間隔の収縮のことをさす。このハウジング収縮が起こるために、各ロールチョックと圧延機ハウジング2の間にクリアランスdが設けられている。圧延荷重が作用すると、ハウジング収縮が起こるため、もしもこれによりロールチョックが搬送方向入側と出側の両ハウジング2にて挟圧されると、ロールチョック内にあるベアリングが楕円形状に変形した状態で回転され、焼損してしまうからである。この意味から、各ロールチョックと圧延機ハウジング2の間のクリアランスdとして1ないし5mm内外が設けられている。圧延荷重が作用したときには、ハウジング収縮により、このクリアランスdが1mm以下でかつロールチョックがハウジング2に挟圧されない限度において0mmに近い状態になるのが望ましい。 Here, as shown in FIG. 9, the shrinkage of the housing is a deformation in the conveying direction of the material to be rolled that occurs in the central portion in the vertical direction of the housing due to the rolling load acting in the vertical direction of the rolling mill housing 2 during rolling, that is, Refers to the contraction of the distance between the entrance side and the exit side of the housing. In order to cause this housing contraction, a clearance d is provided between each roll chock and the rolling mill housing 2. When the rolling load is applied, the housing shrinks, so if the roll chock is pinched by both the housing 2 on the entry side and the exit side in the transport direction, the bearing in the roll chock rotates in an elliptical shape. It will burn out. In this sense, 1 to 5 mm inside / outside is provided as a clearance d between each roll chock and the rolling mill housing 2. When a rolling load is applied, it is desirable that the clearance d is 1 mm or less and the roll chocks are close to 0 mm as long as the roll chock is not clamped by the housing 2 due to contraction of the housing.
ところが、特許文献2ないし4のようにワークロールチョックを搬送方向(オフセット方向と一致)あるいはクロス方向に押圧する、といっても、その押圧に要する油圧シリンダは、狭い空間に押し込めるだけの小型なものの実現性や、それへ供給する作動油の配管の設置空間確保が困難なこと、等の理由により十分な結果が得られていないのが実情である。 However, although the work roll chock is pressed in the conveyance direction (coincidence with the offset direction) or the cross direction as in Patent Documents 2 to 4, the hydraulic cylinder required for the pressing is small enough to be pushed into a narrow space. The actual situation is that sufficient results are not obtained due to reasons such as feasibility and difficulty in securing the installation space for the hydraulic oil piping supplied to it.
しかも、問題は被圧延材の圧延の際中ばかりではない。特に熱間圧延の場合、被圧延材1本毎に、その先端をワークロール8が噛み込み、しばらく圧延し、尾端が抜ける、という一連の動作が断続的に繰り返されるため、各被圧延材の先端をワークロール8が噛み込む際のクロス角の設定が不良(クロスポイントが被圧延材の幅中央からずれている)であると、被圧延材の先端がワークロール8に噛み込んだ瞬間、被圧延材は急激にその幅の片側に蛇行し、最悪の場合、図示しないサイドガイドに競り寄って皺状に詰まり、それ以上圧延が継続できずに停止してしまう、という問題がある。
Moreover, the problem is not only during the rolling of the material to be rolled. In particular, in the case of hot rolling, a series of operations in which the work roll 8 bites into each rolled material, rolls for a while, and the tail ends are intermittently repeated. If the setting of the cross angle when the work roll 8 bites the tip of the roll is poor (the cross point is shifted from the center of the width of the material to be rolled), the moment the tip of the material to be rolled bites into the
すると、特許文献5のように、圧延荷重による圧延機ハウジング収縮量を予測して、チョックと圧延機ハウジングの間隔を最小化する方法をとったとしても、被圧延材の先端がワークロール8に噛み込む際のクロス角の設定が不良の場合の問題は未解決のまま残る。
Then, as in Patent Document 5, even if a method of predicting the shrinkage amount of the rolling mill housing due to the rolling load and minimizing the distance between the chock and the rolling mill housing is taken, the tip of the material to be rolled becomes the
このような、被圧延材の先端をワークロールが噛み込む際にクロス角の設定が不良になる、という問題が生ずる理由というのは、そもそも、上下ワークロール8をクロスさせる量(クロス角θ)は被圧延材50の予測圧延荷重(ロールのたわみ変形)、命令板厚、命令板クラウン等の条件毎に設定値に向けてセットアップ(設定)されるものであるところ、直前にクロス角θを設定したときにクロス角θの動作が行われた方向と同じ方向に今回クロス角θの動作を行おうとする場合はワークロールチョック12を回転させるクロスヘッド20と、それを駆動するスクリュ22が被圧延材8の搬送方向に見て同じ側になるため問題ないものの、直前にクロス角θを設定したときにクロス角θの動作が行われた方向と逆方向に今回クロス角θの動作を行おうとする場合には、ワークロールチョック12を回転させるクロスヘッド20と、それを駆動するスクリュ22が被圧延材8の搬送方向に見て反対側のものになることにある。
The reason why the setting of the cross angle becomes poor when the work roll bites the tip of the material to be rolled is because the amount of crossing the upper and lower work rolls 8 (cross angle θ) in the first place. Is set up (set) toward the set value for each condition such as predicted rolling load (roll deflection deformation), command plate thickness, command plate crown, etc. of the material to be rolled 50. When the cross angle θ is to be operated in the same direction as the direction in which the cross angle θ is set when set, the cross head 20 that rotates the work roll chock 12 and the screw 22 that drives the cross head 20 are rolled. Although there is no problem because it is on the same side in the conveyance direction of the
すなわち、ワークロールチョック12は被圧延材50の搬送方向入出側クロスヘッド20間の中心に対し、直前にセットアップ(設定)したときにワークロールチョック12を回転させた側のクロスヘッド20と搬送方向に見て反対側のクロスヘッド20に接した位置に寄った状態で被圧延材50の先端をワークロール8が噛み込むことになってしまう。
That is, the work roll chock 12 is viewed in the conveyance direction with the cross head 20 on the side where the work roll chock 12 is rotated when it is set up (set) immediately before the center between the entry and exit side cross heads 20 of the material 50 to be rolled. Thus, the
このことを図を交えながら例を挙げて説明する。直前にクロス角θを設定した際にクロス角θの動作(ワークロールチョック12の移動)が行われた方向が図10(a)中に矢印Eで示した方向のような場合、今回クロス角θを設定値に向けて動作(ワークロールチョック12を移動)させようとする方向が、矢印Eの方向と同じ場合は問題ないものの、図11(a)中に矢印Fで示す如く、これが逆であると、今回クロス角θの動作が行われた際に、クリアランスd分だけ、入側のクロスヘッド20にワークロールチョック12ひいてはワークロール8が寄ってしまう。図において、20oiは上入側クロスヘッド、20uiは下入側クロスヘッドである。
This will be described with an example with reference to the drawings. When the direction in which the operation of the cross angle θ (movement of the work roll chock 12) is performed when the cross angle θ is set immediately before is the direction indicated by the arrow E in FIG. Is the same as the direction of the arrow E, but there is no problem as shown by the arrow F in FIG. Then, when the operation of the cross angle θ is performed this time, the work roll chock 12 and thus the
そうすると、直前にクロス角θを設定した際にクロス角θの動作(ワークロールチョック12の移動)が行われた方向が図10(a)中に矢印Eで示した方向のような場合、今回クロス角θを設定値に向けて動作(ワークロールチョック12を移動)させようとする方向が、直前にクロス角θを設定した際の図10(a)中に示す矢印Eの方向と同じ場合は、今回のクロス角θの動作も直前にクロス角θを設定した際の図10(a)のような動作と同じになって、図10(b)に上ドライブ側について代表して示すように出側クロスヘッド入側端位置とワークロールチョック出側端位置は一致(出側クロスヘッドに接している)して問題ないものの、今回クロス角θの動作を行おうとする方向が図11(a)に矢印Fで示すように逆であるときは、今回クロス角θを設定した際にワークロールチョック12ひいてはワークロール8が寄るクロスヘッド20が、先述のクリアランスdが存在することの影響で、被圧延材8の搬送方向に見て反対側の入側のものになってしまう。このため、図11(b)に示すように上ドライブ側出側クロスヘッド入側端位置とワークロールチョック出側端位置が一致しなくなり、実際のクロス角θが制御目標すなわち設定値θaと異なることになるから、被圧延材50の板クラウンが目標とする命令値とならず、制御精度が十分に出ない。因みに下オペレータ側クロスヘッド入側端位置とワークロールチョック出側端位置の関係についても同様なことが言える。
Then, when the cross angle θ is set immediately before, the direction in which the operation of the cross angle θ (the movement of the work roll chock 12) is performed is the direction indicated by the arrow E in FIG. When the direction in which the angle θ is moved toward the set value (the work roll chock 12 is moved) is the same as the direction of the arrow E shown in FIG. 10A when the cross angle θ is set immediately before, The operation of the cross angle θ this time is the same as that shown in FIG. 10A when the cross angle θ is set immediately before, and the operation shown in FIG. 10B is representatively shown for the upper drive side. Although the side crosshead inlet side end position and the work roll chock outlet side end position coincide with each other (is in contact with the outlet crosshead), there is no problem, but the direction in which the operation of the cross angle θ is performed this time is shown in FIG. When it is reversed as shown by arrow F When the cross angle θ is set this time, the work roll chock 12 and thus the cross head 20 to which the
両クロスの場合、特許文献4のようにワークロールチョック12をクロス方向(オペレータ側が搬送方向出側ならドライブ側は搬送方向入側というようにオペレータ側とドライブ側で逆になる)に押圧することになるが、図12、図13に示すように、図10、図11で示した片クロスの場合と事情は大体同じである。図において、12odは上ドライブ側ワークロールチョック、12uoは下オペレータ側ワークロールチョック、12udは下ドライブ側ワークロールチョック、12ooは上オペレータ側ワークロールチョック、20odiは上ドライブ入側クロスヘッド、20uoiは下オペレータ側入側クロスヘッドである。 In the case of both crosses, as in Patent Document 4, the work roll chock 12 is pressed in the cross direction (if the operator side is the exit side in the transport direction, the drive side is the opposite side on the operator side and the drive side, such as the transport direction entry side). However, as shown in FIGS. 12 and 13, the situation is almost the same as in the case of the single cross shown in FIGS. 10 and 11. In the figure, 12od is the upper drive side work roll chock, 12uo is the lower operator side work roll chock, 12ud is the lower drive side work roll chock, 12oo is the upper operator side work roll chock, 20odi is the upper drive entry side crosshead, 20uoi is the lower operator side entry Side crosshead.
この問題を解決するのに参考になりそうな方法としては、特許文献6のようにクロスヘッド20とワークロールチョック12をずらして調整する技術がある。 As a method that seems to be helpful for solving this problem, there is a technique of shifting and adjusting the crosshead 20 and the work roll chock 12 as disclosed in Patent Document 6.
しかしながら、特許文献6の技術では、もしも機械系の磨耗やガタ等の影響があった場合に、十分な設定精度が得られない場合がある、という問題がある。機械系の磨耗やガタの要因は1つとは限らず、例えばスクリュ22とワークロールチョック12間の経年的な磨耗により、クロス角θの動作方向が直前と今回で反転した場合のバックラッシュが大きくなることや、ワークロールチョックライナ13の経時的な磨耗によるクリアランスdの拡大、その他、ワークロールチョック12とワークロールチョックライナ13の経時的な腐食による接触状態の変化等、ここに挙げた以外にも数多くある。 However, the technique of Patent Document 6 has a problem that sufficient setting accuracy may not be obtained if there is an influence of mechanical system wear or backlash. The cause of mechanical wear and backlash is not limited to one. For example, due to aged wear between the screw 22 and the work roll chock 12, backlash increases when the operation direction of the cross angle θ is reversed immediately before and this time. In addition, there are many things other than those mentioned here, such as an increase in the clearance d due to wear of the work roll chock liner 13 over time, and a change in contact state due to corrosion of the work roll chock 12 and work roll chock liner 13 over time.
本発明は、クロスロール圧延機ワークロールのクロス角の動作を行って制御目標とする設定値にクロス角を調整するに際し、直前にクロス角θを調整したときにクロス角θの動作が行われた方向と逆方向に今回クロス角θの動作を行おうとする場合でも、実際のクロス角θがクロス角θの制御目標すなわち設定値θaと一致するようにし、被圧延材50の板クラウンが目標とする命令値に一致するよう、精度よく制御できるようにすることを目的とする。 In the present invention, when the cross angle of the work roll of the cross roll mill is adjusted and the cross angle is adjusted to the set value as the control target, the operation of the cross angle θ is performed immediately before the cross angle θ is adjusted. Even when the operation of the cross angle θ is to be performed in the direction opposite to the current direction, the actual cross angle θ matches the control target of the cross angle θ, that is, the set value θa, and the plate crown of the material 50 to be rolled is the target. It is an object of the present invention to enable accurate control so as to match the command value.
本発明は、上述のような従来技術の問題を解決するべく成されたものである。すなわち、本発明は、クロスロール圧延機ワークロールのクロス角の動作を行って制御目標とする設定値にクロス角を調整するに際し、直前にクロス角を調整したときにクロス角の動作が行われた方向と逆方向に今回クロス角の動作を行おうとする場合に、前記制御目標とする設定値にクロス角が達した後もクロス角の動作を続け、前記クロスロール圧延機の今回クロス角の動作を行う側にある、クロスヘッドとワークロールチョック間にできるクリアランスに相当する分以上、前記制御目標とする設定値をクロス角が超過したときに、クロス角の動作を一旦停止し、しかる後、今回クロス角の動作を行なうとする方向と逆方向にクロス角を動作させ、前記制御目標とする設定値に達するようにクロス角を調整することを特徴とするクロスロール圧延機ワークロールのクロス角調整方法である。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above. That is, according to the present invention, when the cross angle of the cross roll rolling mill work roll is adjusted and the cross angle is adjusted to the set value as the control target, the cross angle operation is performed immediately before the cross angle is adjusted. When the cross angle operation is to be performed in the direction opposite to the direction of the current cross angle, the cross angle operation is continued even after the cross angle has reached the control target setting value. When the cross angle exceeds the set value as the control target for the amount corresponding to the clearance between the cross head and the work roll chock on the side where the operation is performed, the cross angle operation is temporarily stopped, and then The cross angle is adjusted such that the cross angle is moved in a direction opposite to the direction in which the cross angle is to be operated this time, and the cross angle is adjusted so as to reach the control target set value. Le is a cross angle adjusting method of a rolling mill work roll.
本発明は、又、前記の方法でクロス角を調整して、圧延することを特徴とする、クロスロール圧延機による圧延方法を提供するものである。 The present invention also provides a rolling method using a cross roll mill, wherein the rolling is performed by adjusting the cross angle by the above method.
本発明によれば、クロスロール圧延機ワークロールのクロス角の動作を行って制御目標とする設定値にクロス角を調整するに際し、直前にクロス角θを調整したときにクロス角θの動作が行われた方向と逆方向に今回クロス角θの動作を行おうとする場合でも、実際のクロス角θが制御目標すなわち設定値θaと一致するようにし、被圧延材50の板クラウンが目標とする命令値に一致するよう、精度よく制御できるようになった。 According to the present invention, when the cross angle of the cross roll rolling mill work roll is adjusted and the cross angle is adjusted to the set value as the control target, the cross angle θ is adjusted when the cross angle θ is adjusted immediately before. Even when the operation of the current cross angle θ is to be performed in the direction opposite to the direction performed, the actual cross angle θ is made to coincide with the control target, that is, the set value θa, and the plate crown of the material 50 to be rolled is targeted. It is now possible to control with precision so that it matches the command value.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、クロスロール圧延機ワークロールのクロス角θの動作を行って制御目標とする設定値にクロス角を調整するに際し、直前にクロス角を調整したときにクロス角θの動作が行われた方向と逆方向Fに今回クロス角θの動作を行おうとする場合は、矢印Gに示す如く、制御目標とする設定値にクロス角が達した後もクロス角θの動作を続け、前記クロスロール圧延機の今回クロス角θの動作を行う側にある、クロスヘッド20とワークロールチョック12間にできるクリアランスdに相当する分以上、前記制御目標とする設定値をクロス角θが超過したときに、クロス角θの動作を一旦停止し、しかる後、今回クロス角θの動作を行おうとする方向と逆方向にクロス角θを動作させ、前記制御目標とする設定値に達するようにクロス角θを調整するようにする。 As shown in FIG. 1, when the cross angle θ of the cross roll mill work roll is operated to adjust the cross angle to the set value as the control target, the operation of the cross angle θ is adjusted immediately before the cross angle is adjusted. If the cross angle θ is to be operated this time in the direction F opposite to the direction in which the crossing is performed, the operation of the cross angle θ is continued even after the cross angle reaches the set value as the control target, as indicated by the arrow G. The cross angle θ exceeds the set value as the control target by an amount corresponding to the clearance d between the cross head 20 and the work roll chock 12 on the side where the cross roll θ is operated at this time. The cross angle θ is temporarily stopped, and then the cross angle θ is operated in a direction opposite to the direction in which the cross angle θ is to be performed this time so as to reach the control target set value. cross So as to adjust the θ.
こうすることで、図1の例でいえば、実際のワークロール8の中心位置が、制御目標とするワークロール8の中心位置に対してクリアランスd分以上被圧延材50の搬送方向出側に移動した後に、被圧延材50の搬送方向入側に移動し、ドライブ側もオペレータ側もワークロールチョック12と出側クロスヘッド20の間にあったクリアランスdが消滅して(代わりに入側に現われるが問題ない)、ワークロールチョック12と出側クロスヘッド20が接した状態でクロス角の調整が完了するから、結果的に、制御目標とするワークロール8の中心位置に精度良く停止する。しかも、ワークロールチョック12と出側クロスヘッドの間には、ある程度の力でもって互いに抑しつけられた状態で接して停止するから、先述の経時的な摩耗や腐食による接触状態の変化の影響は、殆ど無くて済む。直前にクロス角を調整したときとクロスヘッド20の同じ側にワークロールチョック12が接した状態でクロス角の調整が完了するからである。すると、実際のクロス角θrが制御目標、即ち設定値θaと一致し、被圧延材50の板クラウンが目標とする命令値に一致するよう、精度よく制御できるようになり、製品品質、および歩留まりが改善する。
In this way, in the example of FIG. 1, the actual center position of the
クリアランスdに相当する分以上、前記制御目標とする設定値をクロス角θ(rad)が超過したときを判定するには、ワークロール8のピボット側の回転中止と、クロスする側の回転中心との間隔Lとした場合に、
L/2×sin(θ/2)≧d・・・(1)
とすればよいことになるが、クロス角θはdegで表わして最大で1.5(deg)内外の機械設備仕様と設計されるのが通常であるため、非常に小さいから、実際上、θをradで表わせば、
Lθ/4≧d・・・(2)
としてもよい。
In order to determine when the cross angle θ (rad) exceeds the set value as the control target by an amount corresponding to the clearance d, the rotation stop on the pivot side of the
L / 2 × sin (θ / 2) ≧ d (1)
However, since the crossing angle θ is usually designed as a mechanical equipment specification within 1.5 (deg) at maximum and expressed in deg, it is very small. Is expressed in rad,
Lθ / 4 ≧ d (2)
It is good.
クロスヘッド20とワークロールチョック12の間にできるクリアランスdに相当する分以上、前記制御目標とする設定値をクロス角θが超過したときに、クロス角θの動作を一旦停止したり、クロス角θを上記のような制御目標とする設定値に停止させたりする制御はAPC(Automatic Positioning Control)という機能を用いればよい。これはスクリュ22の回転角の実績値を捉えながら、目標との偏差の絶対値の1/2乗に適当な係数及び目標との偏差(目標−実績値)の符号を掛け算した値を、同スクリュ22の駆動用アクチュエータの回転速度(角速度でもよい)の目標値として与えるよう制御することで容易に実現できるが、偏差ゼロ付近にデッドバンドを設ける等、適宜な変更を加えてももちろんよい。 When the cross angle θ exceeds the set value as the control target by an amount corresponding to the clearance d formed between the cross head 20 and the work roll chock 12, the operation of the cross angle θ is temporarily stopped or the cross angle θ In order to stop the control at the set value as the control target as described above, a function called APC (Automatic Positioning Control) may be used. This is the same as the value obtained by multiplying the absolute value of the deviation from the target by the 1/2 power of the absolute value of the deviation from the target and the sign of the deviation from the target (target-actual value) while capturing the actual value of the rotation angle of the screw 22. Although it can be easily realized by controlling to give the target value of the rotational speed (or angular speed) of the driving actuator of the screw 22, it is of course possible to make appropriate changes such as providing a dead band near zero deviation.
以上の例では、片クロスの場合について説明したが、図2に示すように、両クロスの場合も、作用効果は全く同じである。図2は、図中左側の上オペレータ側ワークロールチョック12ooと下ドライブ側ワークロールチョック12udを前回と同じ方向Eに移動し、同時に図中右側の下オペレータ側ワークロールチョック12uoと上ドライブ側ワークロールチョック12odを前回と逆の方向Fに移動していた図中左の絵の場合に、本発明を適用し、制御目標とする設定値をクリアランス分以上超過したのち、図中右の絵のようにワークロールチョックの動作を反転した場合を示す。その際、対角線上のクロスヘッド20一対の両方を反転、即ち逆方向に動作させるのではなく、片側だけを反転する。クロス角を大きくしていく図2の場合は、出側だけを反転動作している。ここで図示しないクロス角を小さくしていく場合は、入側だけを反転動作するようにする。これは、搬送方向出側にオペレータ側、ドライブ側ともワークロールチョックを押し付け勝手にする必要があるからである。 In the above example, the case of a single cross has been described. However, as shown in FIG. In FIG. 2, the upper operator side work roll chock 12oo and the lower drive side work roll chock 12ud on the left side in the figure are moved in the same direction E as before, and at the same time, the lower operator side work roll chock 12uo and the upper drive side work roll chock 12od on the right side in the figure are moved. In the case of the picture on the left in the figure that was moving in the direction F opposite to the previous time, the present invention is applied, and after the set value that is the control target exceeds the clearance, the work roll chock is shown on the right in the figure. The case where the operation is reversed is shown. At that time, not both of the pair of crossheads 20 on the diagonal line are reversed, that is, operated in the opposite direction, but only one side is reversed. In the case of FIG. 2 in which the cross angle is increased, only the output side is reversed. Here, when the cross angle (not shown) is reduced, only the entry side is reversed. This is because it is necessary to push the work roll chock on the exit side in the transport direction on both the operator side and the drive side.
なお、以上の説明は、すべてワークロールについて行ってきたが、ペアクロス方式の圧延機の場合、ワークロールとバックアップロールは、クロスヘッド20に押されて、上同士と下同士それぞれ対になって動作するから、バックアップロールについても全く同様に同時に適用されることになる。この意味から、本発明は、ワークロールクロス方式の圧延機、ペアクロス方式の圧延機の別なく適用できる。 In addition, although the above description has all been performed about the work roll, in the case of a pair cross type rolling mill, the work roll and the backup roll are pushed by the cross head 20 and operate in pairs with each other on the upper side and the lower side. Therefore, the same applies to the backup roll at the same time. In this sense, the present invention can be applied regardless of the work roll cross type rolling mill and the pair cross type rolling mill.
また、本発明のクロスロール圧延機は、熱間圧延、冷間圧延の別なく、どちらのものでもよい。熱間圧延(厚板、帯板、双方とも)では被圧延材1本毎に、その先端をワークロール8が噛み込み、しばらく圧延し、尾端が抜ける、という一連の動作が断続的に繰り返されるが、冷間圧延では各被圧延材は各先端と尾端が溶接されてつながっている。熱間圧延の場合も、近年、各被圧延材の各先端と尾端が接合されてつなげられる連続熱間圧延が行われる場合が出てきている。これらを総合的に考えても、クロス角θの調整は、被圧延材1本毎に熱間圧延する場合の、各被圧延材先端に対してイニシャルセット的な調整を行う場合と、連続熱間圧延と冷間圧延の場合の被圧延材長手方向途中で走間変更的に調整を行う場合と、の2通りがあるが、いずれの場合も、本発明にいう、直前にクロス角を調整したときにクロス角の動作が行われた方向と逆方向に今回クロス角の動作を行おうとする場合に相当するから、いずれの場合も、本発明を適用できる。
Further, the cross roll rolling mill of the present invention may be either hot rolling or cold rolling. In hot rolling (both thick plate and strip), a series of operations are repeated intermittently for each material to be rolled, the
図3に示すような熱間圧延ライン100中の仕上圧延機(図ではF1〜F7のスタンドであるが、これに限定されない)38の中の最終圧延機であるF7に本発明を適用した。図中、ビジネスコンピュータ90内に各被圧延材50毎に命令板厚、命令板クラウン等の命令データが記憶格納されており、ある1本の被圧延材50のいよいよ仕上圧延前のタイミングにてプロセスコンピュータ70にその命令データが伝送されると、プロセスコンピュータ70内では詳説しない設定計算が起動し、予測圧延荷重等が計算されるとともに、各仕上圧延機の上下ワークロールギャップ等とともに各仕上圧延機ワークロールのクロス角θの制御目標である設定値が計算され、それが制御装置60に伝送されて実際に各仕上圧延機ワークロールのクロス角が設定(イニシャルセット)される。しかる後に、その1本の被圧延材50の先端が仕上圧延機38に噛み込み、このような一連の動作が、各被圧延材50の噛み込み直前タイミング毎に繰り返される。
The present invention was applied to F7, which is a final rolling mill in a finish rolling mill (in the figure, although it is a stand of F1 to F7, but is not limited to this) 38 in the
図において、30は加熱炉(図ではNo.1〜3の3基であるが、これに限定されない)、32は粗圧延機(図ではR1〜R3の3スタンドであるが、これに限定されない)、34はクロップシャー、36はデスケーリング装置、40は冷却ゾーン、42はコイラ(図ではDC1、DC2の2台であるが、これに限定されない)である。 In the figure, 30 is a heating furnace (three units No. 1 to 3 in the figure, but is not limited to this), 32 is a rough rolling mill (three stands R1 to R3 in the figure, but is not limited thereto). ), 34 is a crop shear, 36 is a descaling device, 40 is a cooling zone, and 42 is a coiler (in the figure, DC1 and DC2 are two, but not limited to this).
図4(a)は本発明適用前、図4(b)は適用後の仕上圧延機18の出側で実測した実績の板クラウンが、目標とする命令値に対しどの程度的中しているか、その制御精度を示す図である。実施前の図4(a)に対し、実施後の図4(b)は、目標とする板クラウンの命令値に対し実績の板クラウンのばらつきが小さくなっており、板クラウンの制御精度ひいては板厚精度が向上していることがわかる。もちろん、被圧延材50の先端がワークロール8に噛み込んだ瞬間、被圧延材50が急激にその幅の片側に蛇行し、図示しないサイドガイドに競り寄って皺状に詰まり、それ以上圧延が継続できずに停止してしまう、ということもなかった。
FIG. 4A shows how much the actual sheet crown measured on the exit side of the finishing mill 18 after application of the present invention is applied to the target command value before application of the present invention. It is a figure which shows the control accuracy. FIG. 4 (b) after execution is smaller in FIG. 4 (b) after the implementation than the command value of the target plate crown, and the variation of the actual plate crown is small. It can be seen that the thickness accuracy is improved. Of course, at the moment when the tip of the material to be rolled 50 bites into the
本発明は、上下ワークロールをクロスさせて板または帯状の鉄鋼等の被圧延材を圧延するクロスロール圧延機のワークロールのクロス角の調整に関して、板クラウンの制御精度の向上を図ることができる。このほか、熱間圧延の場合は、被圧延材の先端がワークロールに噛み込んだ瞬間、被圧延材が急激にその幅の片側に蛇行し、図示しないサイドガイドに競り寄って皺状に詰まり、それ以上圧延が継続できずに停止してしまう、というトラブルも防止できる等、品質、歩留まり、操業稼働率、総合的な効果をもたらすものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the control accuracy of a plate crown with respect to the adjustment of the cross angle of a work roll of a cross roll rolling machine that rolls a material to be rolled such as a plate or a strip-shaped steel by crossing the upper and lower work rolls. . In addition, in the case of hot rolling, at the moment when the tip of the material to be rolled is caught in the work roll, the material to be rolled suddenly meanders to one side of the width, and competes with a side guide (not shown) to clog up. Further, it is possible to prevent the trouble that rolling cannot be continued any more and stop, and the quality, yield, operation availability, and overall effect are brought about.
2…圧延機ハウジング
4…クロスヘッドライナ
6…バックアップロール
8…ワークロール
10…バックアップロールチョック
12…ワークロールチョック
13…チョックライナ
16…バアクアップロールピボットブロック
18…ワークロールピボットブロック
20…クロスヘッド
22…スクリュ
24…ナット
30…加熱炉
32…粗圧延機
34…クロップシャー
36…デスケーリング装置
38…仕上圧延機
40…冷却ゾーン
42…コイラー
50…被圧延材
60…制御装置
70…プロセスコンピュータ
90…ビジネスコンピュータ
100…熱間圧延ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Rolling machine housing 4 ... Cross head liner 6 ...
Claims (2)
直前にクロス角を調整したときにクロス角の動作が行われた方向と逆方向に今回クロス角の動作を行おうとする場合に、
前記制御目標とする設定値にクロス角が達した後もクロス角の動作を続け、
前記クロスロール圧延機の今回クロス角の動作を行う側にある、クロスヘッドとワークロールチョック間にできるクリアランスに相当する分以上、前記制御目標とする設定値をクロス角が超過したときに、クロス角の動作を一旦停止し、
しかる後、今回クロス角の動作を行おうとする方向と逆方向にクロス角を動作させ、前記制御目標とする設定値に達するようにクロス角を調整することを特徴とするクロスロール圧延機ワークロールのクロス角調整方法。 When adjusting the cross angle to the set value that is the control target by operating the cross roll of the cross roll mill work roll,
If you want to perform a cross angle operation this time in the direction opposite to the direction in which the cross angle operation was performed when the cross angle was adjusted immediately before,
Even after the cross angle reaches the set value as the control target, the cross angle operation continues.
When the cross angle exceeds the set value as the control target for the clearance equivalent to the clearance between the cross head and the work roll chock, which is on the side where the cross roll operation is performed at this time, the cross angle is exceeded. Stop the operation of
Thereafter, the cross roll rolling mill work roll is characterized in that the cross angle is moved in the direction opposite to the direction of the cross angle operation this time, and the cross angle is adjusted so as to reach the control target set value. Cross angle adjustment method.
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