(57)【要約】  ESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール、およびその圧延機ロールを使用するロングキロメートルで圧延するための方法。圧延機ロールは、ロール(3、4)と、軸受箱(2)と、ロールシフト用油圧シリンダ(1)とを備え、前記ロールの表面の中間部分は内向きに落ち込み、ロールの一端は、外に向かって徐々に小さくなる錐台の形状であり、そのためロール表面は補償傾斜を形成し、ロールの他端は円筒形である。上ロール(3)と下ロール(4)とは同じロールプロファイルを有し、反対方向に位置決めされる。圧延機ロールは、圧延製品の制御不能が低減されることと、より長い寿命とによって特徴付けられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロールであって、前記圧延機ロールは、
ロール(3、4)と、
軸受箱(2)と、
ロールシフト用油圧シリンダ(1)と
を備え、前記ロール(3、4)は上ロール(3)と下ロール(4)とを含み、前記ロール(3、4)の両端が前記軸受箱(2)とそれぞれ連結され、前記ロール(3、4)の一端が前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)と連結され、
前記ロール(3、4)の表面の中間部分が内向きに落ち込み、前記ロール(3、4)の一端が、外に向かって徐々に小さくなる錐台の形状であり、
前記ロール(3、4)の他端が円筒形であり、
前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とは同じロールプロファイルを有し、反対方向に位置決めされる、ESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項２】
内向きに落ち込む前記ロール表面の前記中間部分の前記ロールプロファイルの曲線が余弦曲線または多項式ロールプロファイル曲線である、請求項1に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項３】
前記多項式ロールプロファイル曲線は放物曲線である、請求項2に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項４】
前記錐台の勾配=摩耗(Δr)/ロールシフト値(s)である、請求項1に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項５】
前記錐台の勾配は0.01以下である、請求項4に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項６】
前記上ロール(3)のための前記軸受箱(2)、好ましくは、前記上ロール(3)のための前記軸受箱(2)および前記下ロール(4)のための前記軸受箱(2)は、前記ロール(3、4)を鉛直方向において調節するためのロール調節油圧シリンダ(5、5a)に連結される、請求項1から5のいずれか一項に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項７】
圧延製品の厚さを測定するための厚さゲージ(6)が制御装置(7)に接続され、前記制御装置(7)は、前記圧延製品の厚さの目標値(11)と、前記圧延製品の測定された厚さ(10)との間の差である厚さ誤差(e)を決定し、前記制御装置(7)は、前記厚さ誤差(e)に応じて前記上ローラ(3)と前記下ローラ(4)とを互いに反対の水平方向にシフトするために、前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)に接続される、請求項6に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項８】
圧延力(F)、温度、圧延速度(rev)、圧延時間、圧延素材の材料などの圧延パラメータを考慮して、圧延の間の前記上ロール(3)および前記下ロール(4)の摩耗(Δr)を決定するための摩耗監視装置(12)が制御装置(7)に接続され、前記制御装置(7)は、前記摩耗(Δr)に応じて前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とを互いに反対の水平方向にシフトするために、前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)に接続される、請求項6に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項９】
前記制御装置(7)は、前記厚さ誤差(e)および前記摩耗(Δr)の少なくとも一方に応じて前記上ロール(3)を鉛直方向において調節するために、前記上ロール(3)のためのロール調節油圧シリンダ(5)に接続される、請求項7または8に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項１０】
前記制御装置(7)は、前記厚さ誤差(e)および前記摩耗(Δr)の少なくとも一方に応じて前記下ロール(4)を鉛直方向において調節するために、前記下ロール(4)のためのロール調節油圧シリンダ(5a)に接続される、請求項9に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項１１】
請求項1から10のいずれか一項に記載の圧延機ロールを備える、ロングキロメートルで圧延するための方法であって、上ロール(3)および下ロール(4)の摩耗(Δr)を補償するために、前記上ロール(3)は、前記上ロールに連結されたロールシフト用油圧シリンダ(1)を用いて、ロールシフト値(s)に対応する距離だけ第1の水平方向にシフトされ、前記下ロール(4)は、前記下ロール(4)に連結されたロールシフト用油圧シリンダ(1)を用いて、同じ距離だけ第2の水平方向にシフトされ、前記第1の水平方向は前記第2の水平方向と反対である、ロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１２】
圧延する間、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とがシフトされる前記距離が、安定した様態または不安定な様態で時間と共に増加する、請求項11に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１３】
前記上ロール(3)は、ロール調節油圧シリンダ(5)によって鉛直方向に下降させられる、請求項11または12に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１４】
前記下ロール(4)の鉛直方向位置は一定に維持され、前記上ロール(3)は、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)との両方の径方向における前記摩耗(Δr)の合計に対応する距離だけ下降させられる、請求項13に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１５】
前記上ロール(3)は、径方向における前記上ロール(3)の前記摩耗(Δr)に対応する距離だけ下降させられ、前記下ロール(4)は、径方向における前記下ロール(4)の前記摩耗(Δr)に対応する距離だけ上昇させられる、請求項13に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１６】
前記上ロール(3)が下降させられる前記距離が、前記下ロール(4)が上昇させられる前記距離に対応する、請求項15に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１７】
前記上ロール(3)は、前記上ロール(3)と連結された前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)を用いて、前記ロールシフト値(s)に対応する距離だけ前記第1の水平方向にシフトされ、前記上ロール(3)は、ロール調節油圧シリンダ(5)によって鉛直方向に下降させられ、前記下ロール(4)は、前記下ロール(4)に連結された前記シフト用油圧シリンダ(1)を用いて、同じ前記距離だけ前記第2の水平方向にシフトされ、前記下ロール(4)は、ロール調節油圧シリンダ(5a)によって前記鉛直方向に上昇させられ、前記上ロール(3)が下降させられる前記距離は、前記下ロール(4)が上昇させられる前記距離に対応する、請求項11から16のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１８】
前記上ロール(3)および前記下ロール(4)の最大のシフト距離は300mmから600mmの間である、請求項11から17のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１９】
圧延製品の厚さが圧延の間に測定され、前記圧延製品の厚さの目標値(11)と、前記圧延製品の測定された厚さ(10)との間の差である厚さ誤差(e)が、圧延の間に計算され、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とは、前記厚さ誤差(e)の関数として互いに反対の水平方向にシフトされる、請求項11から18のいずれか一項に記載の圧延機ロールにおいてロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項２０】
前記上ロール(3)および前記下ロール(4)の前記摩耗(Δr)が、圧延力(F)、温度、圧延速度(rev)、圧延時間、圧延素材の材料などの圧延パラメータを考慮して、圧延の間に決定され、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とは、前記摩耗(Δr)の関数として互いに反対の水平方向にシフトされる、請求項11から18のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項２１】
前記上ロールおよび前記下ロールがシフトされる前記ロールシフト値(s)はs=Δr*L/Rであり、ここで、Lは、前記ロール(3、4)の錐台形状の端の長さであり、Rは、前記ロール(3、4)の錐台形状の端の径方向の延長であり、Δrは前記摩耗である、請求項11から20のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機ロールに関し、詳細には、ESP生産ラインで使用されるのに適するロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロールと、その圧延機ロールを備える、ロングキロメートルで圧延するための方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ESPエンドレス帯鋼生産ラインは、連続した鋳造機械と圧延ラインとの間にしっかりとした連結を達成しており、それによって、従来の熱間連続圧延におけるような頻繁なスレッドインおよびスレッドアウトによって引き起こされる鋼のスクラップ損失を排除する。そのようにすることで、ESP生産工程およびESP生産ラインは、特に薄いゲージの製品について、安定した圧延工程を実現している。
【０００３】
概して、薄いゲージの製品の経済的な利益は、厚いゲージの製品の経済的な利益より大きい。ESPの最大の利益は、大きな質量流量で薄いゲージの製品を圧延する優れた能力である。ESP圧延工程は、「厚い-薄い-厚い」の移行形態を特徴としており、つまり、ESPラインの開始後、最終的な圧延製品はやや厚く、その後、最終的な圧延製品のゲージは徐々に薄くなり、途切れのない圧延キャンペーンの終わりの前に、最終的な圧延製品のゲージが再びより厚くなる。薄いゲージの割合を向上させるための核心は、圧延キロメートルを増加させることにあり、これは、鋳造機械の連続的な鋳造トン数の増加と、ロール摩耗の低減とを意味する。連続的な鋳造トン数は鋳造用ノズルの寿命によって制限され、ロール摩耗は、圧延製品の保証される要件によって制限される。現在、ESP連続鋳造で使用するノズルの寿命は、耐えることのできる範囲に入っており、ロール摩耗に起因するロール接触および圧延製品の制御不能が、圧延キロメートルを制限する主要要因であり、これを、本発明による最適化されたロールプロファイルによって解決しようとするものである。
【０００４】
現在、圧延機ロールのロールプロファイルは、ロングキロメートルの圧延を実施するとき、より大きな部分的な摩耗を特徴とする主に余弦関数の凹状である。摩耗のため、ロール同士の間、具体的には、ロールの縁同士の間の接触(ボックスホールまたはロールキスとしても知られている)が容易に起こる可能性があり、そのため、圧延製品の滑らかな圧延と幾何学的特性とがもはや保証できなくなる。結果として、先行技術による圧延機ロールの圧延キロメートルは80km以下となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の技術的な課題は、先行技術の上記の短所を克服することを目的として、ロングキロメートルで圧延することができ、ESP生産ラインで使用できる圧延機ロールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、この技術的な問題を、ロールと、軸受箱と、ロールシフト用油圧シリンダとを備え、前記ロールは上ロールと下ロールとを含み、前記ロールの両端が軸受箱とそれぞれ連結され、ロールの一端がロールシフト用油圧シリンダと連結され、前記ロールの表面の中間部分が内向きに落ち込み、ロールの一端が、外に向かって徐々に小さくなる錐台の形状であり、ロールの他端が円筒形であり、前記上ロールと前記下ロールとは同じロールプロファイルを有し、反対方向に位置決めされる、ESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロールによって解決する。
【０００７】
各々のロールの両端は、それぞれのロールを圧延機スタンドにおいて回転可能に搭載するための軸受箱に連結される。各々のロールは、錐台形状の第1の端と、凹状の形を有する中間部分と、円筒の形を伴う第2の端とを特徴とする。上ロールは下ロールと反対の方向に位置決めされ、つまり、上ロールが、左手側にある錐台形状の端と、凹状の中間部と、右手側にある円筒形の端とを特徴とする場合、従って同じ圧延機スタンドに配置される下ロールは、左手側にある円筒形の端と、凹状の中間部と、右手側にある錐台形状の端とを特徴とする。当然ながら、逆の配置も可能である。各々のロールの一端は、水平方向にロールをシフトするためのロールシフト用油圧シリンダに連結される。ロールシフト用油圧シリンダは、典型的には、300mmから600mmの間のストロークを有するロングストロークシリンダである。上ロールに連結されたロールシフト用油圧シリンダによって水平方向に(例えば、左から右へと)上ロールをシフトすることによって、および、下ロールに連結されたロールシフト用油圧シリンダによって反対の水平方向に(例えば、右から左へと)下ロールをシフトすることによって、圧延ロールが途切れのない動作を維持できる最大のキロメートルが、およそ80kmから150kmまで増加する。それによって、ロールを再研磨するための保守コストが低減され、シーケンス開始が減るために生産量が増加し、薄いゲージの圧延製品の生産が増加する。
【０００８】
内向きに落ち込む前記ロール表面の中間部分のロールプロファイルの曲線が余弦曲線または多項式ロールプロファイル曲線である。具体的には、多項式ロールプロファイル曲線は放物曲線である。
【０００９】
前記錐台の勾配は、錐台の径方向の延長Rと錐台の長さLとの間の比として定められる。
【００１０】
錐台の勾配は、ロールの摩耗Δrとロールシフト値sとの間の比に対応する(勾配の定義については図2を参照されたい)。
【００１１】
前記錐台の勾配は好ましくは0.01以下である。
【００１２】
有利には、上ロールのための軸受箱、好ましくは、上ロールのための軸受箱および下ロールのための軸受箱は、ロールを鉛直方向において調節するためのロール調節油圧シリンダに連結される。ロール調節油圧シリンダの代わりに、電気駆動部(例えば、ネジ駆動部)が使用されてもよい。それによって、上ロールと下ロールとの間のロール隙間を、ロールの摩耗に拘わらず一定に維持できる。
【００１３】
本発明の有利な実施形態によれば、圧延製品の厚さを測定するための厚さゲージが制御装置に接続され、制御装置は、圧延製品の厚さの目標値と、圧延製品の測定された厚さとの間の差である厚さ誤差eを決定し、制御装置は、厚さ誤差に応じて上ローラと下ローラとを互いに反対の水平方向にシフトするために、ロールシフト用油圧シリンダに接続される。エンドレスな生産の間、上ロールおよび下ロールの鉛直方向位置は概して一定のままである。そのため、圧延の間に連続的または非連続的に決定され得る厚さ誤差eは、上ロールおよび下ロールの径方向の摩耗の合計に対応する。ロールは、厚さ誤差eの関数として互いに反対の水平方向にシフトされる。
【００１４】
厚さ誤差eを決定することの代替または追加として、圧延の間の上ロールおよび下ロールの摩耗Δrを決定するための摩耗監視装置が使用されてもよい。摩耗監視装置は、圧延力、圧延速度、圧延時間、圧延素材の材料などの圧延パラメータを考慮する。摩耗監視装置は制御装置に接続され、制御装置は、摩耗Δrの関数として上ロールと下ロールとを互いに反対の水平方向にシフトするために、ロールシフト用油圧シリンダに接続される。
【００１５】
圧延製品の厚さを圧延の間に一定に保つ目的のために、制御装置は、厚さ誤差eおよび摩耗Δrの少なくとも一方に応じて上ロールを鉛直方向において調節するために、上ロールのためのロール調節油圧シリンダに接続される。
【００１６】
圧延製品の厚さとパスラインとの両方を圧延の間に一定に保つ目的のために、制御装置は、厚さ誤差eおよび摩耗Δrに応じて下ロールを鉛直方向において調節するために、下ロールのためのロール調節油圧シリンダ(または、電気駆動部)に接続される。
【００１７】
本発明のさらなる技術的な課題は、本発明による圧延機ロールを備えるロングキロメートルで圧延するための有利な方法を提供することである。方法を利用することで、ロールが連続動作において維持され得る時間が向上されるだけでなく、圧延製品の幾何学的な形、特にクラウンが、ロングキロメートルで圧延する間に良好なままとなる。
【００１８】
これは、以下の方法ステップ、すなわち、上ロールおよび下ロールの摩耗を補償するために、上ロールは、上ロールに連結されたロールシフト用油圧シリンダを用いて、ロールシフト値に対応する距離だけ第1の水平方向にシフトされ、下ロールは、下ロールに連結されたシフト用油圧シリンダを用いて、前記距離だけ第2の水平方向にシフトされ、第1の水平方向は第2の水平方向と反対である、方法ステップによって達成される。上ロールと下ロールとを圧延の間に互いに反対の水平方向にシフトすることで、圧延機ロールは、はるかにより長く圧延ミルで利用でき、圧延機ロールは、はるかにより多くのキロメートルを圧延できる。また、圧延製品の形は圧延の間に悪化しない。
【００１９】
圧延する間、上ロールと下ロールとがシフトされる距離が、安定した様態または不安定な様態で時間と共に増加することは有利である。別の言い方をすれば、上ロールも下ロールも、シフトされる距離が典型的には時間と共に増加するように一方の方向のみにシフトされるため、水平方向において往復することはない。増加は、絶え間なく行われる、つまり途切れることなく行われるか、または不規則に行われる、つまり増加は一時的に停止される。
【００２０】
ロールの摩耗による厚さの変化を補償するために、上ロールをロール調節油圧シリンダによって鉛直方向に下降させることは有益である。
【００２１】
下ロールの鉛直方向位置が一定に維持される場合、上ロールと下ロールとの両方の径方向における摩耗の合計に対応する距離だけ上ロールを下降させることが好ましい。そのようにすることで、圧延製品の厚さは、ロールの摩耗にも拘らず維持できる。
【００２２】
上ロールおよび下ロールの鉛直方向位置が圧延の間に変化され得る場合、上ロールは、径方向における上ロールの摩耗に対応する距離だけ下降させられ、下ロールは、軽方向における下ロールの摩耗に対応する距離だけ上昇させられることが好ましい。そのようにすることで、圧延製品のいわゆる「パスライン」が一定に維持される。
【００２３】
上ロールの材料が下ロールの材料と同一である場合、上ロールが下降させられる距離は、下ロールが上昇させられる距離に対応することが好ましい。
【００２４】
圧延の間、上ロールは、上ロールと連結されたロールシフト用油圧シリンダを用いて、ロールシフト値に対応する距離だけ第1の水平方向にシフトされ、上ロールは、ロール調節油圧シリンダによって鉛直方向に下降させられ、下ロールは、下ロールに連結されたシフト用油圧シリンダを用いて、同じ距離だけ第2の水平方向にシフトされ、下ロールは、ロール調節油圧シリンダによって鉛直方向に上昇させられ、上ロールが下降させられる距離は、下ロールが上昇させられる距離に対応することが好ましい。そのようにすることで、圧延製品の厚さおよびパスラインは、ロールの摩耗にも拘らず一定のままである。
【００２５】
概して、上ロールおよび下ロールの最大のシフト距離を300mmから600mmの間に設定することは有益である。ロールが最大のシフト距離だけシフトされると、またはその前であっても、ロールは交換されることになる。
【００２６】
圧延の間に適切なロールのシフトを可能とするために、圧延製品の厚さを圧延の間に測定し、圧延製品の厚さの目標値と、圧延製品の測定された厚さとの間の差である厚さ誤差eを、圧延の間に計算することは有利であり、上ロールと下ロールとは、厚さ誤差eの関数として互いに反対の水平方向にシフトされる。
【００２７】
厚さ誤差を計算することに代えて、上ロールおよび下ロールの摩耗Δrを、圧延力、例えばロールや圧延製品などの温度、圧延速度、圧延時間、圧延素材やロールなどの材料などの圧延パラメータを考慮して、圧延の間に決定することは有利であり、上ロールと下ロールとは、摩耗Δrの関数として互いに反対の水平方向にシフトされる。
【００２８】
上ロールおよび下ロールをロールシフト値sだけシフトすることは有益である。ここで、sは以下のとおりである。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
ここで、Lはロールの錐台形状の端の長さであり、Rは、ロールの錐台形状の端の径方向の延長であり、Δrは摩耗である。
【００３１】
先行技術と比較して、本発明は以下の顕著な有益な効果を有している。
1.  エッジ接触が回避されることで、薄いゲージのロングキロメートルでの圧延を保証する。
2.  圧延製品の制御不能が低減され、それによって最終製品の優れた品質を確保する。
3.  圧延製品の優れた幾何学的な形。
4.  圧延製品の厚さおよびパスラインを圧延キャンペーンの間に一定に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による圧延機ロールの構造を示す図である。
【図２】本発明による上ロールおよび下ロールのプロファイルを示す図である。
【図３】本発明による、摩耗の前後の下ロールの形を示す図である。
【図４】本発明による、摩耗の後の上ロールおよび下ロールの形を示す図である。
【図５】本発明による圧延機ロールの、図1の代替の構造を示す図である。
【図６】本発明による圧延機ロールを備えるロングキロメートルで圧延するための方法ステップを示す図である。
【図７】本発明によるロングキロメートルで圧延するための図6の方法ステップの第1の代替を示す図である。
【図８】本発明によるロングキロメートルで圧延するための図6の方法ステップの第2の代替を示す図である。
【図９】本発明によるロールの錐台形状の端のプロファイルを示す図である。
【図１０】本発明による、ESPラインにおける圧延機ロールの構造を示す概略図である。
【図１１】本発明による摩耗監視装置の機能を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、添付の図面および以下のような実施形態との組み合わせで詳細にさらに説明される。
【００３４】
図1に示しているように、本発明は、ロール3および4と、ロール3および4の両側に位置づけられた軸受箱2と、2つのロールシフト用油圧シリンダ1とを備え、前記ロールは上ロール3と下ロール4とを備える。前記ロールの両端が軸受箱2とそれぞれ連結され、前記ロールの一端がロールシフト用油圧シリンダ1と連結されており、油圧シリンダ1の作用の下で、ロール3、4は、互いに反対の水平方向に軸方向のロールのシフトを実施する。
【００３５】
図1および図2に示しているように、前記ロール3、4の表面の中間部分は、落ち込んだ区域を形成するために内向きに落ち込んでおり、最適化された計画では、前記落ち込んだ区域のロール表面のロールプロファイル曲線は余弦曲線または多項式ロールプロファイル曲線である。ロール3、4の一端は、外向きに徐々に小さくなる錐台の形状であり、そのためロール表面は補償傾斜を形成し、錐台傾斜の勾配は、好ましくは0.01以下であり、R/Lによって定められる錐台の勾配は、摩耗Δrとロールのシフト距離sとの間の比に対応する。本発明の好ましい実施形態によれば、R/L≦0.01である。ロールの他端は円筒形であり、つまり、その区域の直径はどこでも同一である。
【００３６】
前記上ロール3と前記下ロール4とは同じロールプロファイルを有し、反対方向に位置決めされている。この設計はロールの摩耗の補償を可能にする。一端に円筒があり他端に錐台がある非対称の設計は以下の利点を有し、すなわち、ロールのシフトがロールの摩耗と合致しないとき、圧延製品の制御不能を、重力および平面の支持を用いてある程度まで低減させることができ、さらに、摩耗が発生した後、ロールの寿命および適用可能な表面を増加させるために、ロールの二次的な回転または研磨が円筒の区域で実施され得る。
【００３７】
図2に示しているように、ロールのシフトは、反対の水平方向にシフトする形態を用い、つまり、ロールは、円錐の端から円筒の端まで、互いに反対の水平方向に移動する。ロールがシフトされる方向は、矢印で指示されている。
【００３８】
摩耗の形態が図3に示されている下ロールは例として解釈され、点線aは摩耗前の曲線位置であり、実線bは摩耗後の曲線位置である。
【００３９】
上ロール3と下ロール4とが一体に組み合わされた後、それらの関係が図4に示されており、摩耗Δrが径方向で圧延機ロールに起こったとき、鋼帯の縁は、圧延機ロールの横へのシフトを介して円錐の区域の近くにある状態のままとなり、上ロールと下ロールとの間に接触の危険性はない。ロールがシフトされる距離sは、s=Δr*L/Rの関係によって与えられる。
【００４０】
図5に、本発明による代替の圧延機ロールが描写されている。図1に存在する部品に加えて、上ロール3の鉛直方向位置は油圧調節シリンダ5によって調節できる。そのようにすることで、圧延製品の厚さは、摩滅された上ロール3および下ロール4の場合であっても一定に維持できる。任意選択で、下ロール4の鉛直方向位置も、一対の油圧調節シリンダ5aによって調節でき、任意選択の要素は点線によって描写されている。上ロール3の上方に配置された油圧調節シリンダ5と、下ロール4の下方に配置された油圧調節シリンダ5aとの組み合わせによって、圧延製品の厚さだけでなく、圧延製品のパスラインも、圧延の間に一定に維持できる。
【００４１】
図6に、本発明による圧延機ロールを使用するロングキロメートルで圧延するための方法の第1の変形が、概略的に描写されている。左の描画は最初の状況を示しており、圧延素材は、上ロールおよび下ロールによって厚さh0まで圧延される。真ん中の描画は、いくらかの時間の圧延の後の状況を描写しており、上ロールと下ロールとの両方の半径が、摩耗のためにΔrだけ減少している。摩耗Δrは、圧延力、圧延速度、圧延時間、圧延素材の材料などの圧延パラメータを考慮して、摩耗監視装置によって決定される。上ローラおよび下ローラの鉛直方向位置を変えない場合、厚さは、摩耗のためにh0+2*Δrまで増加する。クラウンの形を有する圧延製品の圧延を続けるために、上ロールと下ロールとの両方が距離sだけシフトされ、ここで、sは以下のとおりである。
【００４２】
【数２】
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【００４３】
ここで、Lは錐台の長さであり、Rは、図9に描写したような錐台の径方向の延長である。上ロールは水平方向に右から左へとシフトされ、下ロールは、反対の方向、つまり、左から右へとシフトされる。右の描画は、いくらかのより長い時間の圧延の後の状況を描写しており、上ロールと下ロールとの両方の半径が、摩耗のために2*Δrだけ各々減少している。そのため、圧延製品の厚さはh0+4*Δrまで増加する。摩耗Δrが再び決定され、クラウンの形を有する圧延製品の圧延を続けるために、上ロールと下ロールとの両方が距離2sだけシフトされる。図6による方法の利点はその単純さであり、それにも拘らず圧延は長い距離にわたって続けることができる。
【００４４】
図7に、本発明による圧延機ロールを使用するロングキロメートルで圧延するための方法の第2の変形が、概略的に描写されている。左の描画は、図6の左の描画に描写されているように、最初の状況を示している。真ん中の描画は、いくらかの時間の圧延の後の状況を描写しており、上ロールと下ロールとの両方の半径が、摩耗のためにΔrだけ各々減少している。摩耗Δrが、摩耗監視装置によって再び決定される。上ローラおよび下ローラの鉛直方向位置を変えない場合、厚さは、摩耗のためにh0+2*Δrまで増加する。クラウンの形を有する圧延製品の圧延を続けるために、上ロールと下ロールとの両方が距離sだけシフトされ、上ロールは、鉛直方向に距離2*Δrだけ下降させられる。ここで、sは以下のとおりである。
【００４５】
【数３】
2019522567.tif 000005
【００４６】
そのようにすることで、圧延製品の厚さはh0のままになる。右の描画は、いくらかのより長い時間の圧延の後の状況を描写しており、上ロールと下ロールとの両方の半径が、摩耗のために2*Δrだけ各々減少している。そのため、および、上ローラおよび下ローラの鉛直方向位置の変化がない場合、厚さは、摩耗のため、h0+2*Δrまで増加することになる。摩耗Δrが再び決定され、クラウンの形を有する圧延製品の圧延を続けるために、上ロールと下ロールとの両方が距離2sだけシフトされ、上ロールは鉛直方向に追加の2*Δrだけさらに下降させられ、左の描画に描写されている最初の鉛直方向位置に対して4*Δrとする。図7による方法の利点は、圧延を長い距離にわたって続けることができ、圧延製品の厚さをh0に一定に維持できることである。図7では、下ロールの鉛直方向位置が一定のままである。
【００４７】
図8に、本発明による圧延機ロールを使用するロングキロメートルで圧延するための方法の第3の変形が、概略的に描写されている。左の描画は、図6の左の描画に描写されているように、最初の状況を示している。真ん中の描画は、いくらかの時間の圧延の後の状況を描写しており、上ロールと下ロールとの両方の半径が、摩耗のためにΔrだけ各々減少している。摩耗Δrが、摩耗監視装置によって再び決定される。クラウンの形を有する圧延製品の圧延を続けるために、上ロールと下ロールとの両方が距離sだけシフトされ、上ロールは、鉛直方向に距離Δrだけ下降させられ、下ロールは、鉛直方向に距離Δrだけ上昇させられる。ここで、sは以下のとおりである。
【００４８】
【数４】
2019522567.tif 000006
【００４９】
そのようにすることで、圧延製品の厚さはh0のままとなり、圧延製品のいわゆるパスラインは一定のままである。右の描画は、いくらかのより長い時間の圧延の後の状況を描写しており、上ロールと下ロールとの両方の半径が、摩耗のために2*Δrだけ各々減少している。径方向におけるロールの摩耗Δrが再び決定され、クラウンの形を有する圧延製品の圧延を続けるために、上ロールと下ロールとの両方が距離2sだけシフトされ、上ロールは鉛直方向に追加の距離Δrだけさらに下降させられ、左の描画に描写されている鉛直方向位置に対して2*Δrとし、下ロールは鉛直方向に追加の距離Δrだけさらに上昇させられ、左の描画に描写されている鉛直方向位置に対して2*Δrとする。図8による方法の利点は、圧延を長い距離にわたって続けることができ、圧延製品の厚さをh0に一定に維持することができ、圧延製品のパスラインも一定のままとなることである。
【００５０】
図6〜図8には、摩耗がなく、水平方向のロールのシフトがなく、鉛直方向のロールの調節がない場合のロールのプロファイルが、点線によって描写されている。
【００５１】
図9に、ロールの錐台形状の端の幾何学的形状が描写されており、これは、軸方向における錐台の長さL、錐台の径方向の延長、および角度αを含み、これらの関係は以下の通りである。
【００５２】
【数５】
2019522567.tif 000007
【００５３】
図10は、5つの圧延機スタンド9を伴うESPラインの仕上げ圧延機の配置を示している。仕上げ圧延機の後、圧延製品を層流冷却するための冷却ヘッダ8を伴う冷却区域が設置されている。仕上げ圧延機の最後の圧延機スタンド9の出口と冷却ラインの最初の冷却ヘッダ8との間に、圧延製品の厚さを測定するための厚さ測定装置6が設置されている。厚さに対応する測定信号10が制御装置7へと送信される。制御装置7は、圧延製品の目標厚さ11と、厚さ測定装置によって測定された圧延製品の厚さとの差である厚さ誤差eを計算する。制御装置7は、厚さ誤差eに対応する信号を圧延機スタンド9へと送信し、圧延機スタンドの上ローラおよび下ローラは、厚さ誤差eに応じて互いに反対の水平方向にシフトされる。図10の実施形態は、単一のロールスタンドのみにおける本発明による方法の実施を示している。しかしながら、本発明は、単一のロールスタンドに限定されず、例えば、冷却区域の前の最後の3つのロールスタンドといった、複数のロールスタンドに適用できる。
【００５４】
図11は、上ローラおよび下ローラをシフトするための油圧シフトシリンダと組み合わされた摩耗監視装置12の機能を示している。圧延力F、上ローラおよび下ローラの回転速度rev、または、ロールの回転数が、摩耗監視装置12へと連続的に供給される。ここで、ロールの回転数は以下のとおりである。
【００５５】
【数６】
2019522567.tif 000008
【００５６】
これらの入力信号を用いて、摩耗監視装置12は上ロールおよび下ロールの摩耗Δrを連続的に計算する。摩耗Δrに応じて、制御装置7は、上ロールに連結された油圧シフトシリンダと、下ロールに連結された油圧シフトシリンダとに信号を出力する。これらの信号に応じて、両方のロールが、互いに反対の水平方向に同じ距離だけシフトされる。
【００５７】
本発明は、圧延機ロールの摩耗を保証することができ、それによってロールの圧延キロメートルを引き伸ばして、圧延製品の適切な幾何学的形状と、帯鋼の幅方向における厚さプロファイルとを保証しつつ、150kmを超える圧延を実現する。
【００５８】
本発明に関して本発明の特定の実施形態を詳細に説明したが、この分野における技術者またはエンジニアに関して、本発明の本質および範囲から逸脱することなく行われる様々な明白な変更が本発明の保護範囲にあることは、留意される。
【符号の説明】
【００５９】
1  ロールシフト用油圧シリンダ
2  軸受箱
3  上ロール
4  下ロール
5  上ロールのためのロール調節シリンダ
5a  下ロールのためのロール調節シリンダ
6  厚さゲージ
7  制御装置
8  冷却ヘッダ
9  圧延機スタンド
10  測定値
11  目標値
12  摩耗監視装置
α  錐台の勾配角度
e  厚さ誤差
L  錐台の長さ
R  錐台の径方向延長
Δr  径方向における摩耗
s  ロールシフト値
【図１】
2019522567.tif 000009
【図２】
2019522567.tif 000010
【図３】
2019522567.tif 000011
【図４】
2019522567.tif 000012
【図５】
2019522567.tif 000013
【図６】
2019522567.tif 000014
【図７】
2019522567.tif 000015
【図８】
2019522567.tif 000016
【図９】
2019522567.tif 000017
【図１０】
2019522567.tif 000018
【図１１】
2019522567.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月30日(2019.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロールであって、前記圧延機ロールは、
ロール(3、4)と、
軸受箱(2)と、
ロールシフト用油圧シリンダ(1)と
を備え、前記ロール(3、4)は上ロール(3)と下ロール(4)とを含み、前記ロール(3、4)の両端が前記軸受箱(2)とそれぞれ連結され、前記ロール(3、4)の一端が前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)と連結され、
前記ロール(3、4)の表面の中間部分が内向きに落ち込み、前記ロール(3、4)の一端が、外に向かって徐々に小さくなる錐台の形状であり、
前記ロール(3、4)の他端が円筒形であり、
前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とは同じロールプロファイルを有し、反対方向に位置決めされる、ESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項２】
内向きに落ち込む前記ロール表面の前記中間部分の前記ロールプロファイルの曲線が余弦曲線または多項式ロールプロファイル曲線である、請求項1に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項３】
前記多項式ロールプロファイル曲線は放物曲線である、請求項2に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項４】
前記錐台の勾配=摩耗(Δr)/ロールシフト値(s)である、請求項1に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項５】
前記錐台の勾配は0.01以下である、請求項4に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項６】
前記上ロール(3)のための前記軸受箱(2)は、前記ロール(3、4)を鉛直方向において調節するためのロール調節油圧シリンダ(5、5a)に連結される、請求項1から5のいずれか一項に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項７】
圧延製品の厚さを測定するための厚さゲージ(6)が制御装置(7)に接続され、前記制御装置(7)は、前記圧延製品の厚さの目標値(11)と、前記圧延製品の測定された厚さ(10)との間の差である厚さ誤差(e)を決定し、前記制御装置(7)は、前記厚さ誤差(e)に応じて前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とを互いに反対の水平方向にシフトするために、前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)に接続される、請求項6に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項８】
圧延力(F)、温度、圧延速度(rev)、圧延時間、圧延素材の材料などの圧延パラメータを考慮して、圧延の間の前記上ロール(3)および前記下ロール(4)の摩耗(Δr)を決定するための摩耗監視装置(12)が制御装置(7)に接続され、前記制御装置(7)は、前記摩耗(Δr)に応じて前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とを互いに反対の水平方向にシフトするために、前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)に接続される、請求項6に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項９】
前記制御装置(7)は、前記厚さ誤差(e)および前記摩耗(Δr)の少なくとも一方に応じて前記上ロール(3)を鉛直方向において調節するために、前記上ロール(3)のためのロール調節油圧シリンダ(5)に接続される、請求項7または8に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項１０】
前記制御装置(7)は、前記厚さ誤差(e)および前記摩耗(Δr)の少なくとも一方に応じて前記下ロール(4)を鉛直方向において調節するために、前記下ロール(4)のためのロール調節油圧シリンダ(5a)に接続される、請求項9に記載のESP生産ラインのために使用されるロングキロメートルで圧延することができる圧延機ロール。
【請求項１１】
請求項1から10のいずれか一項に記載の圧延機ロールを備える、ロングキロメートルで圧延するための方法であって、上ロール(3)および下ロール(4)の摩耗(Δr)を補償するために、前記上ロール(3)は、前記上ロールに連結されたロールシフト用油圧シリンダ(1)を用いて、ロールシフト値(s)に対応する距離だけ第1の水平方向にシフトされ、前記下ロール(4)は、前記下ロール(4)に連結されたロールシフト用油圧シリンダ(1)を用いて、同じ距離だけ第2の水平方向にシフトされ、前記第1の水平方向は前記第2の水平方向と反対である、ロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１２】
圧延する間、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とがシフトされる前記距離が、安定した様態または不安定な様態で時間と共に増加する、請求項11に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１３】
前記上ロール(3)は、ロール調節油圧シリンダ(5)によって鉛直方向に下降させられる、請求項11または12に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１４】
前記下ロール(4)の鉛直方向位置は一定に維持され、前記上ロール(3)は、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)との両方の径方向における前記摩耗(Δr)の合計に対応する距離だけ下降させられる、請求項13に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１５】
前記上ロール(3)は、径方向における前記上ロール(3)の前記摩耗(Δr)に対応する距離だけ下降させられ、前記下ロール(4)は、径方向における前記下ロール(4)の前記摩耗(Δr)に対応する距離だけ上昇させられる、請求項13に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１６】
前記上ロール(3)が下降させられる前記距離が、前記下ロール(4)が上昇させられる前記距離に対応する、請求項15に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１７】
前記上ロール(3)は、前記上ロール(3)と連結された前記ロールシフト用油圧シリンダ(1)を用いて、前記ロールシフト値(s)に対応する距離だけ前記第1の水平方向にシフトされ、前記上ロール(3)は、ロール調節油圧シリンダ(5)によって鉛直方向に下降させられ、前記下ロール(4)は、前記下ロール(4)に連結された前記シフト用油圧シリンダ(1)を用いて、同じ前記距離だけ前記第2の水平方向にシフトされ、前記下ロール(4)は、ロール調節油圧シリンダ(5a)によって前記鉛直方向に上昇させられ、前記上ロール(3)が下降させられる前記距離は、前記下ロール(4)が上昇させられる前記距離に対応する、請求項11から16のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１８】
前記上ロール(3)および前記下ロール(4)の最大のシフト距離は300mmから600mmの間である、請求項11から17のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項１９】
圧延製品の厚さが圧延の間に測定され、前記圧延製品の厚さの目標値(11)と、前記圧延製品の測定された厚さ(10)との間の差である厚さ誤差(e)が、圧延の間に計算され、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とは、前記厚さ誤差(e)の関数として互いに反対の水平方向にシフトされる、請求項11から18のいずれか一項に記載の圧延機ロールにおいてロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項２０】
前記上ロール(3)および前記下ロール(4)の前記摩耗(Δr)が、圧延力(F)、温度、圧延速度(rev)、圧延時間、圧延素材の材料などの圧延パラメータを考慮して、圧延の間に決定され、前記上ロール(3)と前記下ロール(4)とは、前記摩耗(Δr)の関数として互いに反対の水平方向にシフトされる、請求項11から18のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【請求項２１】
前記上ロールおよび前記下ロールがシフトされる前記ロールシフト値(s)はs=Δr*L/Rであり、ここで、Lは、前記ロール(3、4)の錐台形状の端の長さであり、Rは、前記ロール(3、4)の錐台形状の端の径方向の延長であり、Δrは前記摩耗である、請求項11から20のいずれか一項に記載のロングキロメートルで圧延するための方法。
【国際調査報告】
2019522567.tif 000020
2019522567.tif 000021