(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジを有する形鋼の圧延材を、上、下水平ロール及び左、右竪ロールが組み込まれたユニバーサルミル内に供給して圧延する形鋼圧延装置において、
前記ユニバーサルミルの近傍に配置されて、前記圧延材のウェブ偏りを計測するウェブ偏り計測手段と、
該ウェブ偏り計測手段からの計測結果に基づいて、ウェブ偏り量を算出すると共に、該ウェブ偏り量に基づいて前記上、下水平ロールの上、下方向のオフセット量を算出する演算装置と、
前記上、下水平ロールを昇降させる水平ロール高さ調整手段と、
前記演算装置により算出されたオフセット量に基づいて、圧延中あるいは非圧延中に前記水平ロール高さ調整手段により、前記上、下水平ロール間のギャップを一定に保持したまま、該上、下水平ロールをミルセンタから上、下にオフセットする制御部とを備えたことを特徴とする形鋼圧延装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形鋼の圧延装置に係り、更に詳しくは、形鋼、特にフランジを有するＨ形鋼などを、高寸法精度で圧延できる形鋼の圧延装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、大型のＨ形鋼は、例えば連続鋳造されたビームブランク、ブルームやスラブを原材料として、それらをブレークダウンミルにより粗圧延し、続いてユニバーサルミルなどにより中間圧延したり、仕上げ圧延したりして製造している。
Ｈ形鋼用のミルには、一般にブレークダウンミル（上、下対となる溝付きの水平ロールを有する）と、中間ユニバーサルミル（上、下及び左、右に対向する水平ロール及び竪ロールを有する）と、エッジャーミル（上、下対となる溝付きの水平ロールを有する）と、仕上げユニバーサルミル（上、下及び左、右に対向する水平ロール、竪ロールを有する）との４種類があり、ブレークダウンミルにより複数のリバースパス、中間ユニバーサルミルとエッジャーミルにより複数のリバースパス、そして仕上げユニバーサルミルにより１パスで圧延を行なって、所定の形鋼を製造する。
【０００３】
ところで、ユニバーサル圧延機を通過中の圧延材は、上、下水平ロール及び左、右竪ロールから同時に圧延される。
この際、ユニバーサル圧延の一般的な特性上、圧延材は、まずフランジが左、右の竪ロールに噛み込んだ後、該左、右の竪ロールと上、下の水平ロール側面とにより圧延され、次いでウェブが上、下の水平ロールに噛み込むようになっている。従って、例えばウェブセンタとミルセンタとが位置ずれ状態で圧延されると、フランジはウェブより先に拘束されるので、両センタ間の位置ずれの量に応じてウェブが移動して、ウェブ偏りが発生する。ここで、ミルセンタとは、ユニバーサル圧延機の場合、左、右の竪ロールの胴長方向のセンタを示す。また、ウェブセンタとは、ウェブの厚さ方向のセンタを示す。
さらに、圧延材に反りがあったり、斜めに噛み込む場合には、ウェブセンタとミルセンタとの位置ずれがさらに大きくなるため、圧延材の先端部及び後端部でのウェブ偏りの増大に繋がる。
【０００４】
このウェブ偏りは、現在、Ｈ形鋼の形状不良の内訳の大部分を占めており、従来、ウェブ偏りの対策の代表的なものとして、次の２種類が知られている。
第１の従来手段は、例えば特公昭６０−４０９３１号公報の「ユニバーサル圧延機におけるパスライン調整装置」のような、ユニバーサル圧延機へ圧延材を送り込むローラテーブルの高さを調整し、ウェブセンタとミルセンタとを一致させるものであり、また第２の従来手段は、例えば特開昭５９−１９３７０１号公報の「Ｈ形鋼の圧延方法」のような、ユニバーサル圧延機の水平ロールと竪ロールの高さを連動調整して、ミルセンタとウェブセンタとを一致させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、両者の従来技術は、ミルセンタとウェブセンタとを一致させて、Ｈ形鋼のウェブ偏りを起こさないようにする目的のものであるため、一旦、発生したＨ形鋼のウェブ偏りを矯正できないという問題点があった。
また、ミルセンタとウェブセンタとを一致させる時の設定値は、１回の圧延パスが完了するまで、何れかの特定値に固定されるので、Ｈ形鋼の全長にわたるウェブ偏り量の変動に対応できないという問題点があった。
よって、Ｈ形鋼において、特にウェブ偏りが大きくなる圧延材の先端部や後端部では、ウェブ偏りの対策効果が低くなるという問題点があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ウェブ偏りを防止できるだけでなく、圧延中、圧延材全長にわたるウェブ偏りの変動に応じてウェブ偏りを矯正できる形鋼圧延装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の形鋼圧延装置は、フランジを有する形鋼の圧延材を、上、下水平ロール及び左、右竪ロールが組み込まれたユニバーサルミル内に供給して圧延する形鋼圧延装置において、前記ユニバーサルミルの近傍に配置されて、前記圧延材のウェブ偏りを計測するウェブ偏り計測手段と、該ウェブ偏り計測手段からの計測結果に基づいて、ウェブ偏り量を算出すると共に、該ウェブ偏り量に基づいて前記上、下水平ロールの上、下方向のオフセット量を算出する演算装置と、前記上、下水平ロールを昇降させる水平ロール高さ調整手段と、前記演算装置により算出されたオフセット量に基づいて、圧延中あるいは非圧延中に前記水平ロール高さ調整手段により、前記上、下水平ロール間のギャップを一定に保持したまま、該上、下水平ロールをミルセンタから上、下にオフセットする制御部とを備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、ここでは、Ｈ形鋼を圧延する中間圧延用のユニバーサル圧延機を用いてウェブ偏りを矯正する（無くす）例について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延装置１０は、フランジ１１ａを有するＨ形鋼である圧延材１１を、上、下水平ロール１２、１３及び左、右竪ロール１４、１５が組み込まれたユニバーサルミル１６内に供給して圧延する圧延装置である。
この形鋼圧延装置１０は、ユニバーサルミル１６の上流に配置されて、圧延材１１のウェブ１１ｂの高さ位置を計測するウェブ偏り計測手段１７と、ウェブ偏り計測手段１７により測定されたウェブ１１ｂの高さ位置に基づいて、ウェブ偏り量Ｓを算出すると共に、ウェブ偏り量Ｓに基づいて上、下水平ロール１２、１３の該ウェブ偏りを無くすための上、下方向のオフセット量ε１あるいはε２を算出する演算装置１８と、上、下水平ロール１２、１３の高さ位置を変化させる水平ロール高さ調整手段の一例であるそれぞれ一対の油圧式の上、下側圧下装置１９、２０と、制御部２２とを備えている。なお、この実施の形態では、演算装置１８をウェブ偏り計測手段１７に内蔵させており、また上、下水平ロール１２、１３のロール軸１２ａ、１３ａの両端部には、ロールチョック２３、２４が装着されている。
【０００８】
ウェブ偏り計測手段１７は、少なくとも圧延材１１のフランジ１１ａのうち、ウェブ１１ｂの上面より上側の上部長さＢ1 と、ウェブ１１ｂの下面より下側の下部長さＢ2 とを計測可能な装置であればどのようなものでもよく、例えば特開平４−２１３０１４号公報の「形鋼のオンライン寸法測定装置」に記載されたもののようなＨ形鋼である圧延材１１の各部寸法を自動測定する装置などが挙げられる。
この装置は、圧延材１１の上、下方向に、左右一対のフランジ幅上端距離測定装置と、フランジ幅下端距離測定装置とを対向して配置し、また高さ方向と水平方向との間隔を調整しながらフランジ１１ａ端部までの距離を測定して、内蔵された演算装置によりフランジ幅及びその厚さを演算し、一方フランジ幅上、下端距離測定装置の側部に、ウェブ面距離測定装置を水平方向に位置調整可能に取り付けて、ウェブ面までの距離を測定してウェブ厚さを求め、さらに各距離測定値に基づいてウェブ偏り量を算出するものである。
【０００９】
ここで、ウェブ偏り量Ｓ及び上、下水平ロール１２、１３の上、下方向のオフセット量ε１、ε２について説明する。
図２に示すように、まずウェブ偏り計測手段１７により、圧延材１１のフランジ１１ａのうち、ウェブ１１ｂの上面より上側の上部長さＢ1 と、フランジ１１ａうち、ウェブ１１ｂの下面より下側の下部長さＢ2 とを計測する。これらに基づいて、次式によりウェブ偏り量Ｓを求める。
Ｓ＝（Ｂ1 −Ｂ2 ）／２    ・・・・・・・（１）
ウェブ偏り量Ｓは、上、下、左、右対称の理想的なＨ形鋼のウェブ位置からのウェブ１１ｂの変位量を示すものである。そして、このウェブ偏りを矯正するための上、下水平ロール１２、１３の上方向のオフセット量ε１あるいは下方向のオフセット量ε２は、１パスで圧延を行う仕上げ圧延機で矯正する場合は、ウェブ偏り量Ｓよりも大きくする必要がある。なぜなら上、下水平ロール１２、１３のオフセットに際し、圧延材１１全体も同じ方向に移動するため、ウェブ１１ｂのフランジ１１ａに対する相対的な変位量、すなわちウェブ偏り矯正量が、オフセット量ε１あるいはε２よりも小さくなるからである。一方、多パスの圧延を行う中間圧延機で矯正する場合は、必ずしもオフセット量ε１あるいはε２をウェブ偏り量Ｓよりも大きくする必要は無く、最終的にウェブ偏りが無くなる様に選べば良い。
【００１０】
前記上、下側圧下装置１９、２０は、油圧シリンダ１９ａ、２０ａのロッドの出し入れにより、ロールチョック２３、２４を昇降させる装置であり、例えば特公平３−３３４１１号公報の「圧延機の圧下装置」に記載されたものなどが採用できる。
この装置は、シリンダラム（ロッド）の位置検出を行なうサーボアクチュエータにスプールを連動させ、このスプールをシリンダラムに一体的に組み込まれたスリーブ内を移動可能として、同スプールとスリーブによりスプール弁を構成することにより、バルブとシリンダ間の配管長さを実質的に零として、応答性を良好に保持できると共に、シリンダラムの位置制御がサーボアクチュエータに連動するスプールをシリンダラムに組み込むことにより機械的に行なえるように構成したものである。
【００１１】
図４に示すように、形鋼圧延装置１０の制御系は、前記制御部２２を本体としており、ウェブ偏り計測手段１７に内蔵された演算装置１８を入力部とし、また上、下側圧下装置１９、２０の油圧シリンダ１９ａ、２０ａを出力部としている。
前記制御部２２は、ウェブ偏り計測手段１７に内蔵された演算装置１８により算出されたオフセット量ε１あるいはε２に基づき、上、下側圧下装置１９、２０の油圧シリンダ１９ａ、２０ａのロッドを出し入れさせることにより、上、下水平ロール１２、１３間のギャップを一定に保持したまま、上、下水平ロール１２、１３をミルセンタａ（図２参照）から上、下にオフセット制御する。
【００１２】
次に、本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延装置１０を用いた形鋼圧延方法を説明する。
図１に示すように、テーブル上を移送されてきた圧延材１１は、ウェブ偏り計測手段１７を通過後にユニバーサルミル１６内へ送り込まれて、上、下水平ロール１２、１３及び左、右竪ロール１４、１５間で圧延成形される。
ウェブ偏り計測手段１７では、移送中の圧延材１１のフランジ１１ａの上部長さＢ1 と、下部長さＢ2 とを計測し、得られた数値を前記（１）の式に代入してウェブ偏り量Ｓを求め、このウェブ偏り量Ｓに基づいて上、下水平ロール１２、１３のオフセット量ε１、ε２を求める。
図４に示すように、求められたオフセット量ε１、ε２は制御部２２へ送られ、その後、制御部２２からのロッド出し入れ指令により、上、下側圧下装置１９、２０の油圧シリンダ１９ａ、２０ａの各ロッドが、それぞれオフセット量ε１、あるいはε２分だけ同時に出し入れされる。これにより、上、下水平ロール１２、１３が、上、下水平ロール１２、１３間のギャップを一定に保持したまま、該上、下水平ロール１２、１３間ギャップセンタｃが、ミルセンタａから上、下方向（ここでは上方向）に、自動的にオフセットされる（図３参照）。なお、図３中、符号ｂはウェブセンタを示す。
【００１３】
このように、圧延中のユニバーサルミル１６の近傍で、圧延材１１のウェブ偏り量Ｓをウェブ偏り計測手段１７及び演算装置１８により計測、演算し、制御部２２により、ウェブ偏り量Ｓに基づいて、上、下水平ロール１２、１３間のギャップを一定に保持したまま、ウェブ偏り量Ｓを無くす分のオフセット量ε１、ε２だけ、上、下水平ロール１２、１３をミルセンタａから上、下にオフセットさせるので、ウェブ偏りを防止できるだけでなく、圧延中、圧延材１１の全長にわたりウェブ偏りの変動に応じてオフセット量ε１、ε２を調整することにより圧延材１１の全長にわたるウェブ偏りを矯正できる。
以上、本発明の実施の形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲での設計の変更があっても本発明に含まれる。
例えば、本実施の形態では、フランジ１１ａを有する形鋼としてＨ形鋼を採用したが、これに限定しなくても、ユニバーサル圧延を行なうものであれば、例えば溝形鋼でもよい。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の形鋼圧延装置においては、このように圧延中あるいは非圧延中に、上、下水平ロール間のギャップを一定にしたまま、ウェブ偏り量を無くす分だけ、上、下水平ロールを、ミルセンタから上、下にオフセットさせてウェブ位置を調整するので、圧延中、圧延材の全長にわたるウェブ偏りの変動にも対応でき、圧延材全長にわたってウェブ偏りを矯正できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る形鋼圧延装置の概略構成図である。
【図２】上、下水平ロールを上方向にオフセットした場合のユニバーサルミルによるウェブ偏りの矯正作業を示す説明図である。
【図３】上、下水平ロールを上方向にオフセットした場合のユニバーサルミルによるウェブ偏りの矯正前、作業中、矯正後の圧延材を示す説明図である。
【図４】制御系のブロック図である。
【符号の説明】
１０：形鋼圧延装置、１１：圧延材、１１ａ：フランジ、１１ｂ：ウェブ、１２：上水平ロール、１２ａ：ロール軸、１３：下水平ロール、１３ａ：ロール軸、１４：竪ロール（左竪ロール）、１５：竪ロール（右竪ロール）、１６：ユニバーサルミル、１７：ウェブ偏り計測手段、１８：演算装置、１９：上側圧下装置、１９ａ：油圧シリンダ、２０：下側圧下装置、２０ａ：油圧シリンダ、２２：制御部、２３：ロールチョック、２４：ロールチョック、Ｂ1 ：フランジ上部長さ（上部長さ）、Ｂ2 ：フランジ下部長さ（下部長さ）、Ｓ：ウェブ偏り量、ａ：ミルセンタ、ｂ：ウェブセンタ、ｃ：上、下水平ロールオフセット後の上、下水平ロール間ギャップセンタ（上、下水平ロール間ギャップセンタ）、ε１：上方向オフセット量、ε２：下方向オフセット量
【図１】
0003658082.tif 000002
【図２】
0003658082.tif 000003
【図３】
0003658082.tif 000004
【図４】
0003658082.tif 000005