(57)【要約】  下流の圧延スタンドＲＳ2で設定された速度Ｖ3よりも高い速度Ｖ1で上流の圧延スタンドＲＳ1から排出された製品を連続圧延する方法が開示される。このＶ1及びＶ3の速度の差から生じる余剰な製品は圧延スタンド間に一時的に蓄積される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一貫した上流及び下流圧延スタンドにおいて、下流圧延スタンドで設定された速度Ｖ3よりも高い速度Ｖ1で上流圧延スタンドから排出された製品を連続圧延する方法であって、
上流圧延スタンドから供給軸に沿って排出された製品を、前記圧延スタンド間に設置されたアキュムレータの方向に向かわせ、前記アキュムレータは、入口端が前記製品を受け取る前記供給軸に揃った曲線状の組立敷き込み部品を有し、出口端は前記製品を供給する前記軸から交差する出口方向に放射状に間隔を置いて設置され、
第１の時間間隔の間、前記組立敷き込み部品を静止状態に保持し、その出口端は前記下流圧延スタンドに導くガイドに揃えられ、それにより、前記製品を、前記ガイドを通じて前記下流圧延スタンドに設定された速度Ｖ3で供給し、速度の差であるＶ1−Ｖ3により発生する余剰な製品を前記上流圧延スタンドから供給し続け、
前記余剰な製品は、前記アキュムレータ、及び前記圧延スタンドのうちの一つの間に設置されたルーパに一時的に蓄積させ、
第２の時間間隔の間、前記組立敷き込み部品を前記出口端がＶ1−Ｖ3に等しい速度Ｖ2の操作速度で前記軸回りの回転方向に加速させ、それにより、前記出口端から供給される製品を速度Ｖ3に減速させ、
第３の時間間隔の間、前記組立敷き込み部品を前記操作速度で回転させ続け、前記組立敷き込み部品の曲率及び前記出口端の方向を、前記下流圧延スタンで余剰に圧延されて供給された製品が螺旋を形成するように設定し、
前記螺旋を前記軸回りに回転可能な円筒状ドラムに堆積させて蓄積させ、そして、
前記ガイドを介して前記螺旋を前記下流圧延スタンドに速度Ｖ3で巻き戻させるために、前記ドラムを前記組立敷き込み部品の回転方向と逆方向に回転させること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記アキュムレータに進入及び退出する製品の速度をそれぞれ上流及び下流駆動ピンチロールユニットにより制御すること、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ルーパは、前記下流ピンチロールユニット、及び前記下流圧延スタンドの間に設置され、前記第１の時間間隔の間、前記上流及び下流ピンチロールユニットは、前記製品の速度をＶ1に保持するように操作され、前記第２の時間間隔の間、前記下流ピンチロールユニットは、前記曲線状ガイドの加速の割合とは逆に、前記製品の速度をＶ1からＶ3に減速するように操作されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ルーパは、前記上流ピンチロールユニット、及び前記上流圧延スタンドの間に設置され、前記第１の時間間隔の間、前記上流ピンチロールユニットは速度Ｖ3で操作され、前記下流ピンチロールユニットは速度Ｖ3で操作され、前記第２の時間間隔の間、前記上流ピンチロールユニットは、前記曲線状ガイドをＶ2に加速する割合と同じ割合で、前記製品の速度をＶ3からＶ1に加速するように操作されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００６年３月１４日に出願された米国特許出願第１１/７５，４４８号明細書への優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的に、棒や丸鋼などのような熱間圧延長尺製品を製造する圧延装置に関し、特に、一貫した上流及び下流の圧延スタンドにおいて、製品が下流の圧延スタンドで設定された速度よりも高い速度で上流の圧延スタンドから排出する製品を連続的に圧延する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
典型的な圧延設備においては、鋼片は炉内において昇熱された圧延温度まで加熱される。加熱された鋼片は、その後、それぞれ複数の圧延スタンドが備えられた一連の圧延設備である粗圧延部、中間圧延部、仕上げ圧延部により連続圧延される。大型製品については、通常、全体の圧延設備は炉の最大能力、或いはそれに近い能力に合わせて操作される。しかし、圧延スケジュールによって、より小型な製品が要求された場合には、仕上げ部の能力は、しばしば炉、及び粗圧延部及び中間圧延部での能力よりも低下される。このような状況において、粗圧延部及び中間圧延部は仕上げ圧延部の能力に合わせて減速されるが、非現実的となるような限界を超えることはできない。これは、加熱された鋼片は最小速度を保持して粗圧延部の第１スタンドに導入されなくてはならず、それ以下の速度であると圧延材の熱による亀裂が発生するからである。
【０００４】
他のケースにおいて、例えば、高速工具用鋼材又はニッケル合金を圧延する場合には、鋼片の過度の冷却を避けるために、より高速の排出速度が要求される一方で、コア部分の溶解及び製品の表面割れが生じ得る過度の熱の発生を避けるために、より低速の仕上げ速度が要求される。
【０００５】
これらの問題は、一貫した上流及び下流の圧延スタンドによる連続した製品の圧延により回避することができ、例えば、中間圧延部の最終スタンド、及び仕上げ圧延部の最初のスタンドにおいて、上流のスタンドから排出された製品の速度を下流のスタンドに設定された速度よりも上げ、この速度の差から生じる余剰な製品を２つの圧延スタンド間に一時的に蓄積する。
【０００６】
この目的を達成する一つの先行する試みは、特許文献１に開示され、敷き込み先端部（Ｌａｙｉｎｇ  ｈｅａｄ）は、一時的に中間圧延部から排出された熱間圧延製品を保管部のリール上に蓄積する。蓄積された製品は、その後減速されて保管部のリールから巻き戻され、仕上げ圧延部の連続圧延に入る。しかし、この特許文献１のアプローチには多くの欠点が内在する。例えば、製品は保管部のリール上に巻かれる前には減速されない。このことは、いかにしてリールの表面に沿って巻いたものを配置するかに関する制御を欠くことと相まって、巻かれたものが相互に重なり合ってしまい、巻き戻しのプロセスの際の障害となり得る。
【０００７】
特許文献２には、第１の速度Ｖ1で受取り軸に沿い長手方向に移動する熱間圧延製品を減速させて一時的に蓄積するという、異なるシステムが開示されている。この特許文献２のシステムは製品を受け取るために受け取り軸に一致した入口端を有する連続回転する組立敷き込み部品（ｌａｙｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を含む。組立敷き込み部品は、受取り軸から放射状に間隔が空けられ、受取り軸に交差する出口方向に製品を供給させるように供給端を導く曲線状の中間部を持つ。組立敷き込み部品の曲率、及びその供給端の方向は排出された製品が螺旋を形成するように決定される。この螺旋は受け取られ、受取り軸と同軸上に設置された円筒状のドラムに一時的に蓄積される。ドラムは組立敷き込み部品の回転方向と反対方向に、速度Ｖ3で蓄積された螺旋を巻き戻すように選択された速度で受取り軸回りに連続的に回転する。巻き戻される製品は、受け取り軸に平行な方向移動可能なキャッチャによりドラムから離れた方向に向かう。完全な鋼片を圧延するのに必要な時間“Ｔ”の間、Ｔ×Ｖ2に等しい製品長さ“Ｌ”が一時的にドラムに蓄積される。
【０００８】
特許文献２のシステムでは、製品は減速され、ドラムに巻かれる前に規定された螺旋に形成される。製品を減速することはドラムに要求される蓄積能力を減少させ、規定された螺旋は、ドラムから製品を巻き戻すのにスムースで問題を生じさせないことを保証する。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第３４８６３５９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０２５０５９０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２の本質的な要求は、製品の先端部が連続回転する組立敷き込み部品の供給端に到着する時刻を正確に予測することと、製品の先端部を前部から後部へとスムースに供給することを保証するために、静止状態のキャッチャを参照して回転する組立敷き込み部品を正確に同期させることである。
【００１１】
本発明の目的は、組立敷き込み部品は製品の先端部がキャッチャに供給される間静止状態であるという、特許文献２のシステムの操作に対して代替方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、製品は、一貫した上流及び下流の圧延スタンドで圧延され、下流の圧延スタンドで設定された速度Ｖ3よりも高い速度Ｖ1で上流の圧延スタンドから排出される。上流の圧延スタンドから排出された製品は、供給軸に沿い圧延スタンド間に設置されたアキュムレータの方向に向かう。アキュムレータは、入口端が製品を受け取る供給軸と一致する曲線状の組立敷き込み部品を有し、出口端は製品を供給する供給端から交差する方向に放射状に間隔を置いて設置される。第１の時間間隔の間、組立敷き込み部品は静止状態を保持し、その出口端は下流圧延スタンドに導くキャッチャに揃えられ、それにより製品を、キャッチャを通じて下流の圧延スタンドに速度Ｖ3で供給し、速度の差であるＶ1−Ｖ3により発生する余剰な製品は上流の圧延スタンドから供給し続ける。余剰な製品は、アキュムレータと圧延スタンドのうちの一つとの間に設置されたルーパに一時的に蓄積される。第２の時間間隔の間、組立敷き込み部品は、出口端がＶ1−Ｖ3に等しい速度Ｖ2の操作速度で軸回りの回転方向に加速し、それにより、出口端から供給される製品を速度Ｖ3に減速させ、第３の時間間隔の間、組立敷き込み部品は、前記操作速度で回転し続け、組立敷き込み部品の曲率及び出口端の方向を、下流圧延スタンで余剰に圧延されて供給された製品が螺旋を形成するように設定し、螺旋を軸回りに回転可能な円筒状ドラムに堆積させて蓄積させ、キャッチャを通じて螺旋を下流圧延スタンドに速度Ｖ3で巻き戻させるために、ドラムは組立敷き込み部品の回転方向と逆方向に回転する。
【００１３】
好ましくは、アキュムレータに進入及び退出する製品の速度は、それぞれ上流及び下流の駆動ピンチロールユニットにより制御される。
【００１４】
本発明の一つの態様によると、ルーパは、下流のピンチロールユニット、及び下流の圧延スタンドの間に設置される。第１の時間間隔の間、上流及び下流のピンチロールユニットは、製品の速度をＶ1に保持するように操作される。第２の時間間隔の間、下流のピンチロールユニットは、曲線状のガイドをＶ2に加速する割合とは逆に、製品の速度をＶ1からＶ3に減速するように操作される。
【００１５】
本発明の他の態様によると、ルーパは、上流のピンチロールユニット、及び上流の圧延スタンドの間に設置される。第１の時間間隔の間、上流ピンチロールユニットは速度Ｖ3で操作され、下流のピンチロールユニットは速度Ｖ3で操作される。第２の時間間隔の間、上流のピンチロールユニットは、曲線状のガイドをＶ2に加速する割合を同じ割合で、製品の速度をＶ3からＶ1に加速するように操作される。
【００１６】
本発明のこれらの及び他の特徴、及びそれに付随する効果は、添付された図面を参照して更なる詳細として示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず、図１を参照し、アキュムレータ１０は、上流の圧延スタンドＲＳ1から搬送軸“Ａ”に沿って熱間圧延棒を受け取り、その製品を軸“Ａ”と交差する経路“Ｂ”に沿った下流の圧延スタンドＲＳ2へと搬送する位置に設置される。
【００１８】
さらに、図２から図５を参照し、アキュムレータ１０は、軸“Ａ”回りに回転するベアリングにより支持された駆動シャフト１４から構成されることが見て取れる。駆動シャフトの一端はモータ１８により順次駆動するギアボックス１６の出力軸に連結される。
【００１９】
図４に最も良く見て取れるように、駆動シャフト１４の他端は、敷き込みパイプ（ｌａｙｉｎｇ  ｐｉｐｅ）２２、及び螺旋延長溝（ｈｅｌｉｃａｌ  ｔｒｏｕｇｈ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）２４から構成される曲線状の組立敷き込み部品（ｌａｙｉｎｇ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）ＬＡに支持されるような形状を有して配置される。
【００２０】
敷き込みパイプは、熱間圧延製品を受け取るために軸“Ａ”に合わせて調整された入口端２２ａ、及び螺旋溝の入口端２４ａと連通する出口端２２ｂに導く曲線状の中間部を有する。溝の出口端２４ｂは、軸“Ａ”に対して放射状に間隔がとられ、製品を供給するために経路“Ｂ”に沿った出口方向に向けられる。
【００２１】
図示されてはいないが、本技術分野の当業者であれば、敷き込みパイプ２２、及び／又は螺旋延長溝２４に代え、一組のローラを曲線状の組立敷き込み部品ＬＡの経路を規定するために採用しても良いことが理解できる。
【００２２】
図３及び図４に最も良く見て取れるように、円筒状のドラムＤＲが駆動シャフト１４に回転自在に取付けられる。ドラムの一端は組立敷き込み部品ＬＡの出口端に部分的に重なる。ドラムＤＲの他端の駆動スプロケット２８は、第２モータ３２の出力軸の駆動スプロケットに対して駆動チェーン３０により機械的に接続される。
【００２３】
螺旋延長溝２４は敷き込みパイプ２２回りを回転し、敷き込みパイプにより規定されたガイド経路の延長部分を供給するためにドラム２６の表面と接触する。この延長部分は排出された製品がリング状の螺旋を形成するのを保証するために十分な長さである。
【００２４】
キャッチャ“ＣＡ”は、溝２４の供給端２４ｂから排出された製品を受け取り、製品を経路Ｂに沿って送り出す方向に向けられる。
【００２５】
モータ３８により駆動される上流のピンチロールユニットＰＲ1は、アキュムレータ１０に挿入される製品の速度を制御し、モータ４２により駆動される下流のピンチロールユニットＰＲ2は、アキュムレータから排出された製品の速度を制御する。キャッチャＣＡ及び下流のピンチロールユニットＰＲ2は、軸Ａに平行なレール４６に沿って移動可能なキャリッジ４４により運ばれる。キャリッジ４４は、モータ５０により駆動されるスクリュ軸４８に対してネジにより接合される。キャッチャＣＡ、及びそれに関連する下流のピンチロールユニットＰＲ2は、製品を溝２４の出口端２４ｂから回転軸となる供給ガイド溝５２へと供給するように配置される。溝は、レール４６に沿ったキャリッジ４４の動作に適応するために回転可能に設置される。
【００２６】
モータ５０は、ドラム上で一時的に螺旋状に蓄積された製品の巻きが弛まないように、キャッチャＣＡが経路に沿って製品を保持するように制御する。このようにして、モータ５０は、巻き戻しサイクルの初期のステージの間では、キャリッジ４４を溝２４から離れて横断するように操作し、巻き戻しサイクルの最後のステージの間では、反転してキャリッジを溝のほうに戻すように操作する。
【００２７】
図１に示すレイアウトにおいて、回転軸となる供給溝５２は、下流のピンチロールユニットＰＲ2と下流の圧延スタンドＲＳ2との間に位置するルーパ５４へと接続される。また、より小さなルーパ５６は、軸Ａに沿って上流のピンチロールユニットＰＲ1と上流の圧延スタンドＲＳ1との間に設置される。
【００２８】
圧延鋼検知器５８は、上流の圧延スタンドＲＳ１から排出される製品の先端部を検知し、速度ゲージ６０は製品の速度を計測する。エンコーダ６２，６４は螺旋溝２４の供給端２４ｂの回転位置、及びキャッチャＣＡ及び下流のピンチローラＰＲ2を運ぶキャリッジ４４の位置を表示する信号を発信する。第２速度ゲージ６６は下流の圧延スタンドＲＳ2に進入する製品の速度を計測し、熱間鋼検知器６８は圧延スタンドＲＳ2から排出される製品の先端部を検知する。
【００２９】
図６に示すように、制御部７０は速度ゲージ６０，６６、圧延鋼検知器５８，６８、及びエンコーダ６２，６４からの信号を受信し、モータ１８，３２，３８，４２、及び５０の速度を制御するように操作する。
【００３０】
図１の圧延機のレイアウトに採用した圧延順序の実施例において、熱間圧延棒は上流の圧延スタンドＲＳ1を速度Ｖ1で通過する。下流の圧延スタンドＲＳ2はより遅い速度Ｖ3を選択して操作する。
【００３１】
第１の時間間隔では、図４に示すように、曲線状の組立敷き込み部品ＬＡは、キャッチャＣＡと並んだ溝２４の供給端２４ｂと同様に静止状態にある。
【００３２】
エンコーダ６２は、溝供給端２４ｂの角度位置を示す制御信号をコントローラ７０に供給する。同様に、エンコーダ６４は、レール４６に沿ったキャリッジ４４及びキャッチャＣＡの位置を示す制御信号を供給する。コントローラは、上述した静止状態の位置合わせをするモータ１８及びモータ５０を操作するためにこれらの信号を採用する。ピンチローラユニットＰＲ1及びＰＲ2は、それぞれ速度Ｖ1で操作され、Ｖ1−Ｖ3に等しい速度の差Ｖ2により生じる余剰な製品は、ルーパ５４に一時的に蓄積される。図７に示されるように、ドラムＤＲは表面速度Ｖ3により反時計回りに連続回転する。
【００３３】
製品の先端部が下流の圧延スタンドＲＳ2を排出した後であって第２の時間間隔の間、下記の事象が発生する：
（ａ）敷き込みパイプＬＡは回転方向に速度Ｖ2まで加速し、その結果、溝２４の供給端２４ａから排出される製品が下流の圧延スタンドＲＳ2で設定された速度に等しい速度Ｖ3に減速され、
（ｂ）ピンチロールユニットＰＲ2は、敷き込みパイプＬＡの加速の割合（ｒａｔｅ）とは逆の割合（ｒａｔｅ）で速度Ｖ1から速度Ｖ3に減速され、Ｖ1及びＶ2の速度の差により生じる余剰な製品はドラムＤＲに螺旋状態に蓄積され、そして、
（ｃ）モータ５０は、ピンチロールユニットＰＲ2及びキャッチャＣＡを運ぶキャリッジ４４をトラック４６に沿って移動させるように起動し、それにより、巻き戻される螺旋状態に整列するようにキャッチャを保持する。
【００３４】
第３の時間間隔の間、敷き込みパイプＬＡの加速及びピンチロールユニットＰＲ2の減速が完了した後、棒の全長の処理が行われる間、システムは平衡状態を保ち、多くの構成要素が下記のように操作される：
ＰＲ1（Ｖ1）
ＰＲ2（Ｖ3）
ＬＡ（Ｖ2）
ＤＲ（Ｖ3）
ＣＡ（移動中）
【００３５】
図８に示すレイアウトにおいてはルーパ５４及び５６の位置は（図１に示すレイアウトから）逆転し、若干異なる操作方法を示している。さらに実務的には、第１の時間間隔の間、曲線状の敷き込みパイプＬＡは、静止したキャッチャＣＡに揃えられた溝２４の供給端２４ｂと同様に再び静止状態となる。ピンチロールユニットＰＲ1は速度Ｖ3で操作され、ピンチロールユニットＰＲ2は速度Ｖ3で操作される。Ｖ1−Ｖ3に等しい速度の差により生じる余剰な製品は、ルーパ５４に一時的に蓄積される。
【００３６】
第２の時間間隔の間、ピンチロールユニットＰＲ1はＶ3からＶ1に加速され、敷き込みヘッドアセンブリは、回転方向にＶ2と同じ速度まで加速され、モータ５０は、ドラムＤＲから巻き戻される製品を揃えるように、キャッチャＣＡ及びピンチロールユニットＰＲ2を再度保持するために起動する。
【００３７】
第３の時間間隔の間のシステムの操作は上述した図１のレイアウトと同じである。双方の操作モードは下表にまとめられる。
【表１】
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【００３８】
これらを踏まえると、アキュムレータ１０の上流又は下流のいずれかのルーパ５４を用いることで、Ｖ1及びＶ3の差に等しい速度の差により生じる余剰な製品を一時的に蓄えられることが分かり、敷き込みパイプＬＡは、製品の先端部が通過し下流の圧延スタンドＲＳ2により受け取られるまで、キャッチャＣＡに揃えられた溝２４の供給端２４ａと同様に静止状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一つの態様による圧延設備のレイアウトを示す概略図である。
【図２】図１に示されたアキュムレータの斜視図である。
【図３】アキュムレータの平面図である。
【図４】アキュムレータの一部の拡大した平面図である。
【図５】図４を線５−５に沿って切断した断面図である。
【図６】制御の概略図である。
【図７】アキュムレータの構成要素の相対的な動きを示す概略図である。
【図８】本発明の他の態様を示す図１と同様な概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2009530111.tif 000012
2009530111.tif 000013