(57)【要約】  本発明は、高速線材圧延ラインに設けられたロールスタンド群（２）の構成要素としてのロールスタンド（１）であって、少なくとも１つのロール対または圧延リング対（５）を備え、モータ（６）と結合された駆動シャフト（７）を備えるものにおいて、ロールスタンド群（２）の各ロールスタンド（１）に対応してモータ（６）および駆動シャフト（７）が配置されており、モータ（６）、駆動シャフト（７）および少なくとも１つのロール対または圧延リング対（５）は、互いに直線的に配置されている。
2013508172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速線材圧延ラインに設けられたロールスタンド群（２）の構成要素としてのロールスタンド（１）であって、少なくとも１つのロール対または圧延リング対（５）を備え、モータ（６）と結合された駆動シャフト（７）を備えるものにおいて、
ロールスタンド群（２）の各ロールスタンド（１）に対応してモータ（６）および駆動シャフト（７）が配置されており、モータ（６）、駆動シャフト（７）および少なくとも１つのロール対または圧延リング対（５）は、互いに直線的に配置されていることを特徴とする、ロールスタンド。
【請求項２】
ロールスタンドは、仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックの一部である、請求項１記載のロールスタンド。
【請求項３】
ロールスタンド群（２）は、少なくとも２個、好適には４個、特に６個、特に好適には８個、さらに好適には１０個のロールスタンド（１）を備えている、請求項１または２記載のロールスタンド。
【請求項４】
ロールスタンド群（２）のロールスタンド（１）は、互いに所定の角度変位を置いて交互に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項５】
ロールスタンド群（２）のロールスタンド（１）は、相互にＶ字形状に配置されており、その際、角度変位は、好適には約９０°である、請求項４記載のロールスタンド。
【請求項６】
ロールスタンド（１）は、フロア（４）に対して所定の角度を成して圧延ブロック（３）上に固定されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項７】
所定の角度は約４５°である、請求項６記載のロールスタンド。
【請求項８】
ロールスタンド群（２）におけるロールスタンド（１）の第１半部のための所定の角度は約９０°であり、ロールスタンド群（２）におけるロールスタンド（１）の第２半部のための所定の角度は、約１８０°である、請求項６記載のロールスタンド。
【請求項９】
ロールスタンド（１）に対応して少なくとも３つ、好適には４つのロールまたは圧延リング（５）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１０】
モータ（６）は、好適には制御可能な電動モータまたは液圧モータである、請求項１から９までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１１】
駆動シャフト（７）に対応して好適には組み込み式の変速伝動装置（８）が配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１２】
ロールスタンド群（２）のモータ（６）は、好適には共通の制御装置（１５）と接続されており、好適には、少なくとも１つの制御装置（１５）は、好適には各ロールスタンド（１）の回転数を、隣合う少なくとも１つのロールスタンド（１）の回転数と動的に同期化する、請求項２から１１までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１３】
各ロールスタンド（１）は、場合によってはロール対または圧延リング対（５）の間のロールニップのための調節装置と共に、少なくともロール対または圧延リング対（５）ならびに該ロール対または圧延リング（５）の駆動シャフト（１２）を備えたモジュール式の交換システムを有しており、好適には、調節装置は、偏心ブシュを備えている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１４】
ロールスタンド（１）は、高速線材ブロックの一部である、請求項１から１３までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項記載の少なくとも２つのロールスタンド（１）を備える、高速線材圧延ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速線材圧延ラインにおけるロールスタンド群の構成要素としてのロールスタンドであって、少なくとも１つのロールまたは圧延リング対を備え、モータと接続された駆動軸を備えるものに関する。
【０００２】
背景技術
本発明で言及するロールスタンドは、通常ブロック方式で相前後して配置され、横断面変化をもたらすものであり、圧延材料は、順次ロールスタンド群における各ロールスタンドのそれぞれ少なくとも２つのロールまたは圧延リングの作用下で横断面変化させられる。高速線材圧延ラインが存在する域で、圧延線材は、線材圧延機の仕上げブロックを通過する際に、とりわけ最後のロールスタンドから搬出される際に、６０ｍ／秒、好適には１３０ｍ／秒までの範囲の最終圧延速度で搬送される。
【０００３】
一般的に高速線材圧延ラインは、相前後して配置された多数の個別ロールスタンド（個別ロールスタンドはまとめてあるいは配分された状態で粗圧延ライン（roughing mill；粗圧延ミル）を形成する）と、中間ライン（intermediate mill；中間ミル）と、仕上げライン（finishing mill；仕上げミル）とから成り、場合によっては中間ラインと仕上げラインとの間に仕上げ前ブロック（prefinisher）が用いられる。仕上げラインも同様に、通常仕上げ前ブロックならびに仕上げブロックを備え、選択的に最終の形状付与（サイジング；sizing）のための後置のユニットが設けられている。本発明は、高速線材圧延ラインにおける上述の仕上げラインに関し、ひいては仕上げ前ブロック、仕上げブロックならびに場合によっては後置の寸法設定（サイジング；sizing）ユニットに関する。
【０００４】
このような線材圧延機に用いられる仕上げ前ブロックおよび仕上げブロックは、通常相前後して配置された個別ロールスタンド、個別ロールスタンドに対応して配置された、ロールニップのための調節装置ならびに圧延材料をガイドするための圧延部品の列から成る。個々のロールスタンドは、好適には共通のベースフレームに配置されており、好適には圧延リングとして構成された、スタンドのロールは、多くの場合片持ち式に支持シャフト対に配置されている。支持シャフト対は、まとめてベースフレームに配置された、平歯車・かさ歯車コンビネーションから成る伝動装置を介して、スタンド列の両側に配置された縦シャフトを介して駆動される。
【０００５】
このようなロールスタンド配置構造は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１９７７８号明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第号１９８００２０１明細書、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２５８１１号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０２６１６３２号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第３１０９６３３号明細書に開示されている。
【０００６】
各ブロックのスタンドは、通常、Ｖ字形状（ロールスタンドは相互にＶ字形状に配置されており、ロールスタンド全体はフロアに対して所定の角度を成して斜めに位置する）またはＨ−Ｖ字形状（ロールスタンドは相互にＶ字形状に配置されており、その際、一方の半部はフロアに対して水平方向に平行に、他方の半部はフロアに対して垂直方向に鉛直に配置されている）で交互に所定の角度変位を有して配置されていて、それも、圧延ブロックの第１の側に奇数の連番を有するロールスタンドが延在し、圧延ブロックの第２の側に偶数の連番を有するロールスタンドが延在するように、配置されている。
【０００７】
そのような圧延ブロックの両側に配置された縦シャフトは、共通の分配伝動装置を介して共通の１つのモータまたは列状に配置された複数のモータにより駆動される。個々のロールスタンドの駆動は、支持シャフト対の駆動装置を介してもたらされ、さらにロールまたは圧延リングの駆動は、支持シャフトに対応して配置された、ベースフレームに配置された、平歯車・かさ歯車コンビネーションから成る共通の伝動装置を介してもたらされ、その際必要な場合には、非直線で屈曲された構成の伝動装置または駆動装置シャフトが、各ロールスタンドの縦シャフトと個々のロールまたは圧延リングとの間に配置されている。図１には、背景技術において用いられるこのような駆動装置を概略的に示す。看取されるように、駆動伝動ユニットにおける屈曲は、立体的に通常９０°もしくは４５°の２つの角度を介して行われる。
【０００８】
このような構造における公知の仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックは、２、４、６、８または１０個のスタンドから成っている。また、生産しようとする材料品質に応じて、線材搬出部に、たとえば６＋４または８＋４個のスタンドの圧延ブロックのコンビネーションも用いられる。しかし各ブロックは、縦シャフトに結合するための個別の分配伝動装置を備えている。
【０００９】
順次スタンド内で行われる圧延材料横断面変化は、駆動構想および要求される伝動装置形態により完全に決定されている。横断面減少度の変化は、面倒な切換伝動装置の使用または個々の伝動装置伝達比の変更もしくは交換を必要とする。各伝動装置システムの所定の伝達比により、線材の搬出直径をその都度変化させるために、全てのスタンドのロールにおける孔型の進入横断面および通過横断面の相応の変化が必要であり、それゆえ全ての圧延リングの面倒な交換または大量のロールの面倒な貯蔵を伴う。これによりスタンドの長短の装備変更時間が生じることになり、その間ならびにその前後の範囲では、線材圧延ラインを停止する必要がある。
【００１０】
本発明によれば、このような所定の伝動装置システムでは、一連の孔型の圧延リング直径は、比較的小さな値、たとえば±０．５ｍｍだけ相互に異なるようにすることができる。そうでない場合には、線材圧延ストランド（Drahtwalzader）の縦張力もしくは縦圧力が調節制御不能となる。仕上げブロックを通過する際の線材の全体形状変化は、むしろ一定であり、変化を付けることができない。これにより幾つかの材料種では、圧延材料コアの過熱または材料の形状変化限界の超過が生じる。したがって圧延工程（線材がロールを通過すること）ごとの横断面減少度の適合は、不可能である。横断面減少度の適合は、現在の背景技術によれば、伝動装置配置構造全体の切換伝動装置による相応の別の伝達比を有する仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックの使用を必要とする。
【００１１】
また機械式の伝動装置システムも回転振動性の多数の質量体に基づいて複数の固有共振振動数を有しており、固有共振振動数は、高い慣性質量モーメントを有する共通の駆動モータにより、限定してコントロールすることしかできない。これにより線材ラインは、特定の速度範囲では確実に運転することができない。
【００１２】
発明が解決しようとする課題
したがって本発明の課題は、高速線材圧延ラインの仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックにおけるロールスタンドを提供することであり、その際、あらゆる形状変化を極めて柔軟に行うことができ、圧延工程ごとの横断面減少度の適合は、圧延リング直径、ロールスタンドの数およびロールスタンドの相互間隔を同時に自由に選択しながら実現可能である。
【００１３】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴部に記載された構成を有するロールスタンドにより解決される。本発明の好適な態様は、従属請求項に定義している。
【００１４】
発明の概要
本発明は、高速線材圧延ラインに設けられる装置に関する。そのような圧延ラインは、約６０〜１３０ｍ／ｓである最後の圧延ステップからの線材の搬出速度で運転され、その際、線材の最終横断面は、通常、約４ｍｍ〜２０ｍｍ、好適には５ｍｍ〜１６ｍｍである。線材のこのような速度ひいてはこれに伴う特にロールまたは圧延リングのシャフトの回転速度では、一般的な転がり軸受けの代わりに滑り軸受けが用いられる。
【００１５】
このような高速線材圧延ラインは、圧延品質（線材ガイド）に関する技術的な理由から、それぞれ８００ｍｍ〜１０００ｍｍのロールスタンド間隔を有している。
【００１６】
本発明によれば、各ロールスタンドに対応して、モータと駆動シャフトとをそれぞれ備えた独自の駆動ユニットが配置されており、その際、モータ、駆動シャフトおよび少なくとも１つのロール対または圧延リング対は、相互に真っ直ぐに配置されている。本発明によれば、リニア配置構造とは、折れのない略真っ直ぐな配置構造であり、したがってかさ歯車配置構造のような通常必要である特別な伝動装置配置構造を用いる必要がない。これにより制御に関して極めて高い信頼性および柔軟性が得られる、特に簡単な手段を備えた駆動ユニットが実現され、その組込サイズは最小に抑えられている。
【００１７】
したがって伝動装置構造は、背景技術に対して大幅に簡素化され、ロールまたは圧延リングの副シャフトと各ロールスタンドのための駆動シャフトとの間の個々のロールまたは圧延リングを駆動する伝動装置に限定され、場合によっては追加的に変速伝動装置に限定される。一般的に出力流れ変向に必要なかさ歯車段は省略可能であり、これによりロールスタンドにおいて回転質量が減少し、ねじり剛性が向上する。
【００１８】
個々のロールスタンド内で、機械式および電気式の個々の駆動要素の振動技術に関する適合を順次行うことができる。したがって個別に固有振動数を適合させることができ、これにより全体の振動特性が影響される。さらに場合によっては設けられる制御装置は、振動技術に関して個々のロールスタンドに調節を行うことができる。さらに、好適には調節可能なノッチフィルタを用いることができ、ノッチフィルタは、駆動トレーンごとに残存する共振に対抗することができる。各ロールスタンドに個別のノッチフィルタを設けてもよい。
【００１９】
本発明により、ロールスタンド間の引張り特性を最適化することができ、これによりロールニップにおける摩擦が低減し、ひいては品質が改善され、ならびにロール耐用期間が大幅に改善される。個別スタンドの駆動に際して自由な回転数比を選択できることにより、たとえば高速線材圧延ラインの仕上げブロックにおいて横断面減少度の所望の段階付けが実現される。これによりたとえば減少する減少段階により圧延線材のコアの全体加熱量を低減するために、フレキシブルな減少度の分布が得られる。
【００２０】
最初のスタンドにおける比較的大きな減少度と最後のスタンドにおける精密な減少度との組み合わせにより、所望の横断面サイズおよびトレランスの最適な適合が実現される。
【００２１】
搬出横断面をその都度変化させるために、モジュール全体、たとえば線材圧延ラインの仕上げブロックをその都度装備変更する必要がないので、線材ライン全体ならびに前置および後置の機器の必要な停止時間が短縮され、これにより圧延ライン全体の生産性が向上する。
【００２２】
さらにスタンドの間の減少度およびその際に生じる縦張力の自由な選択により、材料に適合し、横断面が整列された変形および変形効率が得られ、これにより個々のロールスタンドおよび圧延ライン全体の要求出力を低下させることができる。さらにまたロールスタンド間の縦張力の個別の変化により、横断面に影響を及ぼすことができ、これにより好適には厚い線材端部における長さに関する横断面エラーを低減することができる。
【００２３】
ロールニップおよび各ロールスタンドの部品の、好適には自動で行われる当接により、場合によっては異なる完成横断面を同じ孔型のロールで圧延することができ、これにより装備変更時間および停止時間の更なる短縮が実現される。取付が完了した圧延リングおよび圧延部品を備えた個々のロールスタンドは、比に応じて別のロールスタンドに対して交換可能であり、回転数適合が好適には制御装置を介して行われるので、線材の進入横断面が変化しない場合には、ブロック内で減少度を変化付けすることができる。
【００２４】
新しいリングと古いリングとを組み合わせることができるので、圧延リング直径の自由な選択により、圧延リングの良好な利用（使い込み）が許容される。ロールニップ当接の適合により、仕上げブロックにおける所望の箇所に楕円孔型または円形孔型を用いることができる。総じて融通性のない固定の孔型列が存在しないので、好適には、各ロールまたは圧延リングを摩耗に応じて回転させればよく、これにより個々のロールまたは圧延リングの耐用期間がそれぞれ延長される。
【００２５】
本発明による仕上げ前ブロックシステムおよび仕上げブロックシステムでは、好適には、圧延プロセスに関与するロールスタンドだけを高速で駆動させることができる。関与しないロールスタンドは、任意の低速の空転数で回転させることができ、これにより軸受け技術的にコントロールが困難な高い回転数が回避される。
【００２６】
総じて仕上げ前ブロックまたは仕上げブロック内に設けられた個々のスタンドの設置の自由な選択により、個別スタンド間の間隔を所望に調節することができ、その際、この間隔もまた所望に冷却区間または補償区間として用いることができる。したがって従来背景技術において設定された、複数のロールスタンドを備えたロールスタンド群、いわゆるモジュールの、進入横断面と搬出横断面との間の固定の関係は、好適には、本発明では、搬出横断面の所望の変化がもはや必ずしも進入横断面の変化およびこれに伴う全てのロールまたは圧延リングおよび孔型の交換を必要としないので、存在しない。
【００２７】
概して、個々の圧延工程横断面の、本発明による高速線材圧延ラインにおける横断面減少度の変化付けにより、同一の仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックにおいて多数の様々な最終横断面を圧延することができる。個々のロールスタンドの故障により必然的に線材圧延ライン全体が停止するのではなく、故障したまたはオフされた個々のロールスタンドを回避して、広範囲の圧延製品のための圧延運転を継続することができる。
【００２８】
本発明によれば、縦シャフトに対して用いられる圧延モジュール（共通の駆動装置を備えた少なくとも２つのロールスタンドから成る、いわゆるモジュール）の質量慣性モーメントの低減に基づいて、駆動トレーンの大幅に改善された立上がり時間が達成され、これによりロールスタンド群またはブロック全体の動的特性が改善され、特に圧延開始過程の間に改善される。個々の機械式および電気式の駆動要素の高い動的特性および好適には振動技術に関する適合により、危険を伴う共振のリスクが低減し、これにより総じて高速線材圧延ラインの速度範囲全体にわたる確実な運転がもたらされる。
【００２９】
個々のロールスタンドは、本発明によれば、実質的に機械的に相互に分離されているので、ロールスタンドにおける圧延開始衝突が、別のロールスタンドに固有共振振動を励起せず、これによりロールスタンド群および場合によっては圧延ライン全体の速度範囲全体において安定した運転がもたらされる。
【００３０】
本発明によるロールスタンドは、ロールスタンド群の一部、特に少なくとも２つのこのようなロールスタンドを備えた高速線材圧延ラインの前圧延モジュールまたは仕上げ圧延モジュールの一部である。このような前圧延ブロックまたは仕上げ圧延ブロックにおいて、各ロールスタンドの相互間隔ならびにロールスタンドの数が設定されている。このようなブロック方式の配置構造により、場合によっては予め補正された制御ユニットに対する接続が実現され、さらに個々のロールスタンドまたはロールスタンドの下位構造群を交換する必要なく、ロールスタンド群全体の交換が実現される。
【００３１】
特に好適には、２個〜１２個のロールスタンドの間で相互に適合されたロールニップ直径がまとめられると、複数のロールスタンドをブロック方式にまとめることができる。
【００３２】
さらに特に好適には、各圧延モジュールのロールスタンドは、交互に、所定の角度変位を置いて配置されている。このような交互の配置は、第１のロールスタンドとこれに続くロールスタンドとの間の角度変位が規定されている場合に実現される。さらに本発明によれば、交互の配置は、群の入口側から出口側へ数えて奇数の番号を有するロールスタンドが、相互に略平行に配置されており、偶数番号を有するロールスタンドが、奇数番号のロールスタンドの間に、同様に相互に平行に配置されているか、またはその逆である場合に実現される。したがって角度変位は、奇数番号を有する全てのロールスタンドと偶数番号を有する全てのロールスタンドとの間に形成される。
【００３３】
特に好適には、圧延モジュールのロールスタンドが相互にＶ字形状に配置されており、その際、上述の角度変位は、好適には約９０°である。本発明によれば、Ｖ字形状は、直角とは異なる角度、たとえば６０°〜１２０°の角度変位でも実現される。
【００３４】
ロールスタンドは、好適には、全てが、フロアに対してたとえば４５°の所定の角度を成して配置可能であるので、ロールスタンド群の各ロールスタンドに対するアプローチが同一であり、場合によっては自動化可能であり、その際、同様の効果は、大体において約±１５°のずれでも実現される。本発明の選択的で同様に好適な態様によれば、ロールスタンドは、相互にいわゆるＨ−Ａ字形状の配置構造で規定されており、その際、角度変位は同様に約９０°である。その際、ロールスタンドの１つの半部は水平（Ｈ）、したがってフロアに対して平行に配置されており、１つの半部は鉛直（Ｖ）、したがってフロアに対して垂直に配置されている。別の選択的で好適な態様によれば、連続するロールスタンドの角度変位した配置は、約１２０°（星形配置構造）または約６０°（螺旋変位）の一定の角度変位で螺旋形または星形に行われ、その際、それぞれ３つもしくは６つの変位段階のあとで再び出発位置が得られ、線材の圧延は、個々のロールスタンドまたは全てのロールスタンドの間で線材をねじる必要なく実現されている。
【００３５】
本発明の別の選択的な態様によれば、隣合うロールスタンド間の角度変位は、１８０°であり、これにより前ブロックまたは仕上げブロックの完全に平らな配置構造が得られ、その配置構造は、フロアに対して所望のあらゆる傾斜で設けることができる。このような平らな配置構造では、線材の円圧延を実現するために、通常、少なくとも幾つかのロールスタンドの間に線材のための適切なねじり要素を用いる必要がある。
【００３６】
上述の選択的な全ての態様により、特に全てのロールスタンドおよび特に１つのモジュールの全てのロールスタンドに対する簡単なアプローチを有する簡単で規格化された構造が提供され、その際、とりわけフロアに対して全てのロールスタンドが４５°を占める配置構造で、圧延ブロック全体の相応の対称的な配置で、各ロールスタンドが交互に９０°を占める配置構造が実現される。
【００３７】
上述のように、線材圧延の変形は、少なくとも２つのロールまたは圧延リングが作用して行われる。しかし本発明は、このようなロール対または圧延リング対による線材の変形に制限されるものではない。好適には、ロールスタンド群の少なくとも１つのロールスタンドに対応して３つまたは４つのロールまたは圧延リングが配置されており、３つまたは４つのロールまたは圧延リングにより形成されるロールニップで材料が変形される。これにより特に簡単な構成手段により、本発明によるロールスタンドの融通性および多様性が高められる。
【００３８】
本発明によれば、各ロールスタンドに対応して独自のモータが配置されており、モータにより、ロールまたは圧延リングの駆動が行われる。特に好適には、モータが電動モータまたは液圧モータであり、モータは、本発明の特に好適な態様によれば、制御（閉ループ）可能に設計されている。このような電動モータまたは液圧モータは、特に省スペースであり、少なくともモータ、駆動シャフトならびに場合によっては継手から成る駆動トレーンの直線的な配置構造を容易にする。
【００３９】
本発明の好適な態様によれば、駆動シャフトに対応して変速伝動装置が配置されており、変速伝動装置は、好適には駆動トレーンに組み込まれている。変速伝動装置により、高速線材圧延ラインで生じるような特に高い回転数を提供することができ、その際、このためにモータ自体を変更または交換する必要はない。このような高速線材圧延ラインでは、１７０００回転／分までの個々のロールの回転速度が生じ、その際、変速伝動装置の使用により、回転数は、モータだけで提供する必要はない。
【００４０】
本発明によるロールスタンドにおける駆動装置に対応して、モータおよび場合によっては変速伝動装置に対して追加的に、当接ユニットが配置されており、当接ユニットを介して、個々のロールまたは圧延リングの相互の当接が実現される。これによりロールニップを好適に調節制御可能なロールスタンドが提供され、その際、圧延工程に際して特定の変形率を実現するために、ロール対または圧延リング対を交換する必要はない。
【００４１】
好適には、群ごとにまとめられる個々のロールスタンドの駆動は、各制御装置、特に共通の１つの制御装置を介して行われ、制御装置と各モータが接続されている。
【００４２】
このような制御装置は、各ロールスタンド群内で隣合う２つのロールスタンドの間の縦張力および縦圧力を好適に調節するために用いられるだけでなく、ロールスタンドまたはシステム全体における共振振動の発生を中断するかまたは少なくともスタンド固有に減衰することができる。
【００４３】
特に好適には、制御装置は、個々のロールスタンドの各駆動トレーンの回転数目標値を、技術的な設定値、たとえば圧延材料、材料の最大変形値、ロールスタンド定数、進入横断面および搬出横断面、進入温度、提供可能なロールセット、生産数および／または識別番号および場合によってはロールの回転寸法をベースに処理する。
【００４４】
特に好適には、制御装置は、測定センサと接続されており、測定センサは、少なくとも各駆動トレーンの回転数に関する実際値を求める。この実際値検出に基づいて、予め求められた回転数目標値と回転数実際値との比較を行うことができる。このことは、更に好適には、各ロールスタンドにおける電動モータまたは液圧モータの制御可能な駆動供給部を用いて行われる。
【００４５】
少なくとも１つの制御装置は、好適には各ロールスタンドの回転数を、動的に、隣合う少なくとも１つのロールスタンドの回転数、好適にはモジュール構造にまとめられた全てのロールスタンドの回転数と同期化することができる。
【００４６】
以下に、本発明を、図１〜図４に基づいて詳説する。その際、図１は背景技術を示し、これに対して図１〜図３は、本発明による好適な態様を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】背景技術による線材ロールスタンドの駆動トレーンの一部ならびに駆動装置内の折れ角を概略的に示す図である。
【図１ｂ】図１ａの折れ角を示す図である。
【図２】６つのロールスタンドを備えた圧延ブロックの投影図である。
【図３】図１に示すロールスタンドのうちの１つの伝動装置構造を示す拡大詳細図である。
【図４】相並んで配置された３つのロールスタンドの電気制御装置の概略図である。
【００４８】
発明を実施するための形態
図１には、背景技術による線材ロールスタンド（図示していない）の駆動トレーンの一部を概略的に示し、ならびに駆動装置内の平面Ａ，Ｂ，Ｃ間の折れ角α，βを示している。フロア（たとえば製鉄所の床）に対して４５°の角度でＶ字形状を成して配置された、圧延ブロックのロールスタンドの半部が、共通の駆動シャフト２０を介して駆動される。相互に９０°の角度を成して配置された２つのかさ歯車２１ａ，２１ｂから成るかさ車段２１を介して、ロールスタンド・駆動シャフト２２が駆動される。ロールスタンド・駆動シャフト２２は、延長部分（図示していない）で、ロールスタンドのロールまたは圧延リング（図示していない）を駆動するための伝達装置（図示していない）まで延在している。したがって背景技術によるロールスタンドの駆動装置全体は、２つの空間的（立体的）な折れまたは変向を有しており、すなわち平面Ａ（平面Ａはフロアに対して平行に配置されていて、この平面Ａ内で駆動シャフト２０が延在している）と平面Ｂ（平面Ｂは平面Ａに対して直交方向に配置されていて、この平面Ｂ内でロールスタンド・駆動シャフト２２が延在している）との間の角度α＝９０°の第１の折れならびに平面Ａと平面Ｃ（平面Ｃ内で同じくロールスタンド・駆動シャフト２２が延在している）との間の角度β＝４５°の第２の折れを有している。図１ｂには、平面Ａ，Ｂ，Ｃならびに相互の角度変位を、理解を深めるために個別に示しており、図１ａの伝動装置配置構造は図示していない。
【００４９】
図２には、ロールスタンド群２を示しており、ロールスタンド群２は、圧延ブロック３に配置されたロールスタンド１ａ〜１ｆを備えている。ロールスタンド１ａ〜１ｆは、それぞれフロア４に対して４５°の角度を成して互いに反対側に配置されており、左側のロールスタンド１ａ，ｂ，ｃは、交互に右側のロールスタンド１ｄ，ｅ，ｆと、相互に９０°の角度を成して配置されている。ロールスタンド１ａ〜１ｆは、各ロール対５ａ〜５ｆのロールニップが大体において相互に整合して配置されるように、圧延ブロック３上に配置され、その結果、線材（図示していない）は、曲げまたは折れなくロールスタンド群２の全てのロールスタンド１ａ〜１ｆを通ってガイドすることができる。個々のロールスタンド１ａ〜１ｆは、主にモータ６と駆動シャフト７と伝動ユニット８と各ロール対５とから構成されている。図示のように、各ロールスタンド１のこれらの構成要素５，６，７，８は、平歯車・かさ歯車コンビネーションを用いることなく、また圧延ブロック３に沿って延在する縦シャフトを用いる必要なく、相互に直線的に配置されている。したがってこれらの構成要素５，６，７，８の縦軸線は、実質的に１直線上に位置し、その際、特にロールの付近では、もちろん、各ロールスタンド１ａ〜１ｆの直線的な配置原理から逸れずに、伝動配置構造８により設定される値で平行移動を行うことができる。
【００５０】
図３には、図１のロールスタンド１ｆの伝動ユニット８を拡大投影図で示しており、伝動ユニット８は、変速・駆動伝動装置として機能する。図示のように、伝動ユニット８は、モータ６ならびに駆動シャフト７とロール対５ｆとの間に配置されている。駆動シャフト７の、ロール対５に向いた側の端部に、伝動歯車９（略示している）が嵌められており、伝動歯車９は、ロール対５ｆのロールのための中間シャフト１０と噛合う。駆動シャフト７の歯車と中間シャフト１０の歯車との歯数が異なることにより、駆動シャフト７の回転数と中間シャフト１０の回転数との間に所定の伝達比が得られる。中間シャフト１０に収縮嵌めされた伝動歯車１１も同じくロール対５ｆのロールのためのロール駆動シャフト１２ａならびに副シャフト１３と噛合い、副シャフト１３も同じくロール対５ｆのロールのための第２のロール駆動シャフト１２ｂと噛合い、その際、中間シャフト１０もしくは副シャフト１３とロール駆動シャフト１２ａ，１２ｂとの間にも所定の伝達比が形成され、両方のロール駆動シャフト１２ａ，１２ｂは、同じ回転速度であるが異なる回転方向に駆動される。ロール５ｆの交換は、個別にまたは対ごとに行われるのに対して、駆動シャフト１２ａ，１２ｂの交換は、好適にはモジュール式に行われ、その際、ロール５ｆは、ロール駆動シャフト１２ａ，１２ｂ、保持プレート１５ならびにロールニップのための駆動ユニット（図示していない）と共に、変速伝動装置８から取出され、交換モジュールを用いることにより交換される。
【００５１】
図４には、単に例示したに過ぎないロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅのための電気制御装置１５の回路図を示す。制御装置１５は、主に１つの計算ユニット１７とそれぞれ１つの駆動供給部１９とから成っている。各駆動供給部１９の閉ループ制御（回転数および回転モーメント）は、ロールスタンドごとに振動技術に関して個別に調節可能である。さらに調節可能なノッチフィルタ１９ａは、駆動トレーンごとの残存する共振に対抗して働く。計算ユニット１７は、圧延モジュール２の全てのロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅと接続されていて、圧延モジュール２から全ての測定センサの実際値を受取る。ロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅに関して、モータ６の回転数およびモータ６の負荷（モータ電流、回転モーメントならびに液圧モータの場合圧力および流量）がそれぞれ測定される。計算ユニット１７は、技術的または機械技術的なパラメータを用いて、個々のロールスタンドの作業回転数を求める。個々のロールスタンドのモータ６は、計算ユニット１７だけでなく駆動データバス１６を介して相互に接続されている。これにより個々のロールスタンドの多重の動的な同期化が達成される。選択的に寸法測定機器１４ａ，１４ｂが入口側および出口側に接続可能であり、寸法測定機器１４ａ，１４ｂは、圧延線材の寸法変化（高さ、幅、楕円率）を検出する。計算ユニット１７では、各ロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅの隣合う駆動装置に対する所定の回転数差から、第１回転数追加目標値が導出される。そのために計算ユニット１７はオブザーバを有しており、オブザーバは、数学モデルをベースにスタンドごとの動的な実時間目標値修正値を求める。スタンドごとの回転数修正値は、駆動供給部に伝送される。これに並行して、駆動データバス１６を介して、別のロールスタンドに対する、正規化された回転数の調整が行われる。回転数閉ループ制御の連結は、制御可能であり、線材ヘッドの材料経過に応じて、歩進的にオン・オフされる。材料経過は、センサ１８ａ，１８ｂによりロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅの前後でモータ電流を用いて制御され、材料速度および進み具合に応じて計算により修正される。計算ユニット１７は、各ロールスタンドのための別の可変の第２追加目標値を有しており、第２追加目標値は、望ましくは各ロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅ毎に、圧延開始工程における個別の回転数低下を制限する。この第２追加目標値は、材料経過に応じて、計算ユニット内で、歩進的にオン・オフされる。第２目標値の影響は、測定技術式に監視され、適合アルゴリズムで評価され、次の圧延工程のために変化させられる。各ロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅの回転数に関する第３追加目標値は、ロールスタンドの相互の回転数比を変化させる働きをする。第３追加目標値は、手動の修正から、または計算ユニット１７の第１計算値（第１計算値は圧延中に数学シミュレーションモデルを用いて引張り・圧縮比を表す）から、または第２計算値（第２計算値はたとえばロールスタンド１ｄ，１ｂ，１ｅの前後に配置された寸法測定機器１４ａ，１４ｂおよび計算された形状差および直径差から得られる）から導出される。第３目標値は、材料経過に応じて、歩進的にオン・オフすることができる。さらに計算ユニット１７の内側で、材料経過は、状況に応じた目標値設定を制御し、目標値設定は、ロールに対する進入および搬出に関して様々な回転数目標値を規定する。
【００５２】
記憶回路１７ｂは、求められる現行の修正値を検出し、後続の圧延線材に関する同期化の適合を修正するように働く。
【図１ａ】
2013508172.tif 000003
【図１ｂ】
2013508172.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年2月6日(2012.2.6)
【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】
高速線材圧延ラインに設けられたロールスタンド群（２）の構成要素としてのロールスタンド（１）であって、少なくとも１つのロール対または圧延リング対（５）を備え、モータ（６）と結合された駆動シャフト（７）を備えるものにおいて、
ロールスタンド群（２）の各ロールスタンド（１）に対応して、それぞれモータ（６）および駆動シャフト（７）を備えた独自の駆動ユニットが配置されており、モータ（６）、駆動シャフト（７）および少なくとも１つのロール対または圧延リング対（５）は、互いに直線的に配置されていることを特徴とする、ロールスタンド。
【請求項２】
ロールスタンドは、仕上げ前ブロックまたは仕上げブロックの一部である、請求項１記載のロールスタンド。
【請求項３】
ロールスタンド群（２）は、少なくとも２個、好適には４個、特に６個、特に好適には８個、さらに好適には１０個のロールスタンド（１）を備えている、請求項１または２記載のロールスタンド。
【請求項４】
ロールスタンド群（２）のロールスタンド（１）は、互いに所定の角度変位を置いて交互に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項５】
ロールスタンド群（２）のロールスタンド（１）は、相互にＶ字形状に配置されており、その際、角度変位は、好適には９０°±１５°である、請求項４記載のロールスタンド。
【請求項６】
ロールスタンド（１）は、フロア（４）に対して所定の角度を成して圧延ブロック（３）上に固定されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項７】
所定の角度は４５°±１５°である、請求項６記載のロールスタンド。
【請求項８】
ロールスタンド群（２）におけるロールスタンド（１）の第１半部のための所定の角度は９０°±１５°であり、ロールスタンド群（２）におけるロールスタンド（１）の第２半部のための所定の角度は、１８０°±１５°である、請求項６記載のロールスタンド。
【請求項９】
ロールスタンド（１）に対応して少なくとも３つ、好適には４つのロールまたは圧延リング（５）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１０】
モータ（６）は、好適には制御可能な電動モータまたは液圧モータである、請求項１から９までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１１】
駆動シャフト（７）に対応して好適には組み込み式の変速伝動装置（８）が配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１２】
ロールスタンド群（２）のモータ（６）は、好適には共通の制御装置（１５）と接続されており、好適には、少なくとも１つの制御装置（１５）は、好適には各ロールスタンド（１）の回転数を、隣合う少なくとも１つのロールスタンド（１）の回転数と動的に同期化する、請求項２から１１までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１３】
各ロールスタンド（１）は、場合によってはロール対または圧延リング対（５）の間のロールニップのための調節装置と共に、少なくともロール対または圧延リング対（５）ならびに該ロール対または圧延リング（５）の駆動シャフト（１２）を備えたモジュール式の交換システムを有しており、好適には、調節装置は、偏心ブシュを備えている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１４】
ロールスタンド（１）は、高速線材ブロックの一部である、請求項１から１３までのいずれか１項記載のロールスタンド。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項記載の少なくとも２つのロールスタンド（１）を備える、高速線材圧延ライン。
【国際調査報告】
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2013508172.tif 000009
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