(57)【要約】【課題】ユニバーサル圧延機が竪ロールのための駆動手段を装備しなくても、焼き付きが生じるのを確実に防止する【解決手段】ユニバーサル圧延機１０において、最初に竪ロール１３，１４を、回転駆動されている水平ロール１１，１２に接触させて回転させる。次に、入口センサがオンするまで待機する。入口センサがオンしたら、竪ロール１３，１４を圧延位置まで後退させる。竪ロール１３，１４は慣性により回転を維持されている。この状態で圧延材１００が搬入されるので、圧延材１００の先端の材料が竪ロール１３，１４に剥ぎ取られて焼き付きが生じることはない。入口センサがオフしてからの経過時間が設定時間に達したら（圧延材１００が圧延機１０から搬出されたら）、再び竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２に接触させて回転させ、次の圧延材を待つ。【選択図】        図２
2004209524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用いた圧延方法において、
圧延材がユニバーサル圧延機に搬入されるのに先立ち、回転駆動されている水平ロールに竪ロールを接触させて回転させ、圧延材が搬入される直前に竪ロールを水平ロールから所定の圧延位置まで後退させ、この圧延材の先端を、回転駆動されている水平ロールと慣性により回転している竪ロールとで受け入れて、圧延を実行し、圧延材がユニバーサル圧延機から搬出された後、竪ロールを水平ロールに接触する位置まで戻して回転させることにより、次の圧延材のための準備をすることを特徴とする圧延方法。
【請求項２】
（イ）圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機と、
（ロ）上記竪ロールを、水平ロールに接した接触位置と水平ロールから所定距離離れた圧延位置との間で移動させる移動手段と、
（ハ）ユニバーサル圧延機に搬入される圧延材を検出する搬入検出手段と、
（ニ）圧延材のユニバーサル圧延機からの搬出を検出する搬出検出手段と、
（ホ）上記搬入検出手段からの圧延材搬入信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記接触位置から圧延位置へと移動させ、上記搬出検出手段からの圧延材搬出信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記圧延位置から上記接触位置へと移動させる制御手段
とを備えたことを特徴とする圧延システム。
【請求項３】
上記搬入検出手段が、上記ユニバーサル圧延機の手前に所定距離離れて配置され圧延材を検出する入口センサを含み、上記搬出検出手段が、この入口センサと、この入口センサが圧延材を検出しなくなってから所定時間が経過したことを検出する経過時間検出手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の圧延システム。
【請求項４】
上記移動手段は、基礎フレームに水平スライド可能に支持された移動フレームと、基礎フレームと移動フレームとの間に配置され移動フレームを移動する油圧シリンダとを備え、この移動フレームに上記竪ロールが回転可能に支持されていることを特徴とする請求項２または３に記載の圧延システム。
【請求項５】
上記水平ロールの両端面と周面との境のコーナー部が、面取りされていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の圧延システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はユニバーサル圧延機を用いた圧延方法およびユニバーサル圧延機を備えた圧延システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユニバーサル圧延機は、圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールの左右に離れて配置された一対の竪ロールとを備えている。一対の水平ロールは駆動手段により回転駆動され、搬入された圧延材を噛み込んで搬送するようになっている。竪ロールは、無駆動で圧延材の搬入前は静止しており、圧延材が水平ロールにより圧延されながら搬送される過程で圧延材に追随して連れ回転する。
【０００３】
上記構成のユニバーサル圧延機では、圧延材の先端が竪ロールと接触（衝突）する際に、竪ロールが静止しているため竪ロールと圧延材のスリップが大きく、圧延材の先端部が一部剥ぎ取られて竪ロールに付着し、この付着材料がその後に通過する圧延材に繰り返し刻印される現象、いわゆる焼き付きが発生しやすかった。
【０００４】
特開平７−３１４０２０号公報には、水平ロールのみならず竪ロールを回転駆動するユニバーサル圧延機が開示されている。この圧延機では上記焼き付きをなくすことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−３１４０２０号公報（図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報のユニバーサル圧延機では、竪ロールを回転駆動する機構を圧延機に組み込まなければならず、構造が複雑となり且つ設備的にコスト高となる欠点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明方法は、圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機を用いた圧延方法において、圧延材がユニバーサル圧延機に搬入されるのに先立ち、回転駆動されている水平ロールに竪ロールを接触させて回転させ、圧延材が搬入される直前に竪ロールを水平ロールから所定の圧延位置まで後退させ、この圧延材の先端を、回転駆動されている水平ロールと慣性により回転している竪ロールとで受け入れて、圧延を実行し、圧延材がユニバーサル圧延機から搬出された後、竪ロールを水平ロールに接触する位置まで戻して回転させることにより、次の圧延材のための準備をすることを特徴とする。
上記方法によれば、ユニバーサル圧延機において竪ロールを駆動する手段が無くても、圧延材の噛み込み時には竪ロールが回転しているため、焼き付きが生じるのを防止しながら、繰り返し圧延を実行することができる。
【０００８】
本発明の圧延システムは、
（イ）圧延材の搬送路の上下に配置された一対の水平ロールと、これら水平ロールを回転駆動する駆動手段と、これら水平ロールの左右に配置された一対の竪ロールとを備えたユニバーサル圧延機と、
（ロ）上記竪ロールを、水平ロールに接した接触位置と水平ロールから所定距離離れた圧延位置との間で移動させる移動手段と、
（ハ）ユニバーサル圧延機に搬入される圧延材を検出する搬入検出手段と、
（ニ）圧延材のユニバーサル圧延機からの搬出を検出する搬出検出手段と、
（ホ）上記搬入検出手段からの圧延材搬入信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記接触位置から圧延位置へと移動させ、上記搬出検出手段からの圧延材搬出信号に応答して上記移動手段を駆動することにより、上記竪ロールを上記圧延位置から上記接触位置へと移動させる制御手段
とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、圧延材の噛み込みに先立ち、水平ロールの回転を利用して竪ロールを回転させているため、焼き付きが生じるのを防止でき、しかも竪ロールを回転駆動する手段を省くことができるので、ユニバーサル圧延機が複雑にならず設備コスト増大を回避できる。
【０００９】
好ましくは、上記搬入検出手段が、上記ユニバーサル圧延機の手前に所定距離離れて配置され圧延材を検出する入口センサを含み、上記搬出検出手段が、この入口センサと、この入口センサが圧延材を検出しなくなってから所定時間が経過したことを検出する経過時間検出手段とを含む。
これにより、入口センサを搬入，搬出検出の両方に用いることができるので、制御システムの構成を簡略化することができる。
【００１０】
好ましくは、上記移動手段は、基礎フレームに水平スライド可能に支持された移動フレームと、基礎フレームと移動フレームとの間に配置され移動フレームを移動する油圧シリンダとを備え、この移動フレームに上記竪ロールが回転可能に支持されている。
このように、油圧シリンダと移動フレームにより、移動手段を簡単な構成にすることができる。また、竪ロールは油圧シリンダにより高い接触圧で水平ロールに接触することができ、竪ロールに確実に回転を付与することができる。また、油圧シリンダにより竪ロールを接触位置から圧延位置まで迅速に後退させることができる。
【００１１】
好ましくは、上記水平ロールの両端面と周面との境のコーナー部が、面取りされている。これによれば、竪ロールが水平ロールに当たる時の衝撃で水平ロールのコーナー部が割損するのを、防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態をなす圧延システムについて図面を参照しながら説明する。図１，図２に示すように、圧延システムはユニバーサル圧延機１０を備えている。この圧延機１０は、搬送路Ａの上下に配置された一対の水平ロール１１，１２と、水平ロール１１，１２の左右に配置された一対の竪ロール１３，１４とを有している。上下一対の水平ロール１１，１２は水平回転軸１１ｘ，１２ｘを中心として駆動手段１５、１６により回転駆動されるようになっている。なお、上下の水平ロール１１，１２の回転方向は逆になっており、後述するように圧延材を噛み込んで搬送するようになっている。竪ロール１３，１４の軸方向寸法は、竪ロール１３，１４が水平ロール１１の下部と水平ロール１２の上部だけに対峙するように制限される。
【００１３】
図４に示すように、上記水平ロール１１，１２の両端面と周面との境のコーナー部１１ａ，１２ａは、面取りされている。すなわち、本来なら平坦な両端面と円筒面をなす周面とが９０°で交差する部位（想像線で示す）を削り取った形状をなしている。
【００１４】
左右一対の竪ロール１３，１４は、それぞれ図３に示す支持構造体２０により垂直回転軸１３ｘ，１４ｘを中心として自由回転可能に支持されている。この支持構造体２０は、圧延機１０のベースに固定された図示しない固定フレーム（固定系）と、この固定フレームに水平回転軸１１ｘ，１２ｘ方向にスライド可能に支持された平面コ字形をなす基礎フレーム２１と、この基礎フレーム２１を同方向に位置調節する圧延位置調節手段３０と、基礎フレーム２１内に組み込まれた移動手段４０と、この移動手段４０の収縮時の止めとなるストッパー２５とを備えている。
【００１５】
上記移動手段４０は、基礎フレーム２１にスライド可能に支持された移動フレーム４１と、水平回転軸１１ｘ、１２ｘに対し平行に延びる油圧シリンダ４２とを備えている。移動フレーム４１は、平面コ字形をなして基礎フレーム２１にスライド可能に支持されたスライド部材４１ａと、このスライド部材４１ａの前端部（水平ロール１１，１２に近い方の端部）の上下面に固定された支持板４１ｂとを有しており、これら上下の支持板４１ｂに、上記竪ロール１３，１４の垂直回転軸１３ｘ，１４ｘとなるシャフトが支持されている。
【００１６】
上記油圧シリンダ４２は、シリンダ部４２ａが基礎フレーム２１の前面（水平ロール１１，１２に近い方の面）に連結され、ロッド部４２ｂの先端が移動フレーム４１のスライド部材４１ａの後面（水平ロール１１，１２から遠い方の面）に連結されている。油圧シリンダ４２が延びると、移動フレーム４１が水平ロール１１，１２に向かって移動し、竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２に圧力をかけた状態で接触させるようになっている。また、基礎フレーム２０にはストッパ２５が設けられており、油圧シリンダ４２が縮むと移動フレーム４１が後退してストッパ２５に当たることにより、竪ロール１３，１４が水平ロール１１，１２から離れた所定の圧延位置で止まるようになっている。なお、竪ロール１３，１４を接触位置に移動させる際には、油圧シリンダ４２への作動油供給回路に設けられた流量調整弁により減速させ、衝撃を緩和する。
【００１７】
次に圧延位置調節手段３０について説明する。圧延位置調節手段３０は、基礎フレーム２１の後面に固定され水平回転軸１１ｘ，１２ｘに対し平行に延びるスクリューネジ３１と、このスクリューネジ３１に噛み合うギア機構３２と、固定フレームに設置されたモータ３３と、モータ３３を急停止させるブレーキ３４と、モータ３３の回転を検出するパルスジェネレータ３５とを備えている。ギア機構３２は減速ギア部とスクリューネジ３１に噛み合うナットとを有している。モータ３３の回転は減速ギア部を介してナットに伝わり、これによりスクリューネジ３１がその軸方向に移動するようになっている。
【００１８】
図１に示すように、圧延システムはさらに入口センサ５０とコントローラ６０を装備している。入口センサ５０は、圧延材１００を非接触式に検出して、オン信号を出力するようになっており、例えば光学センサからなる。入口センサ５０は圧延機１０の入口より所定距離Ｄだけ離れて配置されている。
【００１９】
上記圧延システムの作用を説明する。上記圧延位置調節手段３０と上記基礎フレーム２１の作用は、竪ロール１３，１４を圧延サイズにより規定される圧延位置に設定もしくは調整することである。後述するように、圧延材１００の幅寸法に応じて、上記圧延位置調節手段３０により、油圧シリンダ４２を収縮させ移動フレーム４１が基礎フレーム２１のストッパ２５に当たった状態とした竪ロール１３，１４の圧延位置を設定ないしは調整する。即ち、予め油圧シリンダ４２を収縮させ、移動フレーム４１を基礎フレーム２１のストッパ２５に当てた状態とし、モータ３３を駆動し水平ロールに竪ロールを接触させておく。図示しない操作・設定部から上記の圧延位置（またはこの圧延位置に対応する数値，例えば竪ロール１３，１４の水平ロールまでの距離，基礎フレーム２１の位置等を表す数値）を設定入力する。後述のコントローラ６０からの指令でパルスジェネレータ３５からのパルスを受けることにより、モータ３３が駆動し、竪ロール１３，１４の設定圧延位置を監視しながら、モータ３３の回転数が上記圧延位置に対応する数値に達した時にモータ３３を停止するとともにブレーキ３４をかける。これにより、竪ロール１３，１４の圧延位置が設定される。微細な調整は操作部からコントローラ６０を通してモータ３３を動かすことにより行われる。
【００２０】
圧延材１００は仕上げ工程で上記ユニバーサル圧延機１０に搬入される。この圧延材１００は、例えば図２（Ｂ）に示すように、平板形状をなす基部１０１と、この基部１０１の左右縁に形成されたフランジ部１０２とを有して断面Ｈ形状をなしている。
【００２１】
移動フレーム４１、油圧シリンダ４２および入口センサ５０などの作用は、適時、竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２に接触する位置まで移動させたり圧延位置に戻すことにある。圧延材１００の圧延開始に先だち、コントローラ６０は駆動手段１５，１６を駆動し水平ロール１１，１２を回転駆動するとともに、油圧シリンダ４２を伸び動作させて竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２に接触する位置まで移動する。これにより、竪ロール１３，１４は水平ロール１１，１２から回転を伝達されて回転される。この状態で圧延材１００の搬入を待つ。
【００２２】
圧延材１００がユニバーサル圧延機１０に向かって進むと、その先端が入口センサ５０によって検出される。このオン信号（搬入検出信号）に応答して、コントローラ６０は即座に油圧シリンダ４２を縮み動作させ、竪ロール１３，１４を圧延位置まで後退させる。これにより竪ロール１３，１４は水平ロール１１，１２から離れるが、慣性により回転は維持されている。この状態で圧延材１００がユニバーサル圧延機１０に入り込む。
【００２３】
搬入された圧延材１００の先端が水平ロール１１，１２および竪ロール１３，１４の周面に当たった時にスリップして材料の一部が剥ぎ取られて焼き付きが生じ易い。しかし、水平ロール１１，１２は回転駆動されているので、スリップが小さく焼き付きは防止される。また、竪ロール１３，１４も慣性により回転しているのでスリップが小さく焼き付きは防止される。
【００２４】
圧延材１００は回転駆動されている水平ロール１１，１２によって搬送されながら、水平ロール１１，１２と垂直ロール１３，１４により圧延される。垂直ロール１３，１４は、圧延材１００の搬送に追随して連れ回転する。
【００２５】
圧延材１００の終端が入口センサ５０を通過すると、入口センサ５０はオフとなり、コントローラ６０はこのオフ信号を受けてから設定時間経過後に、油圧シリンダ４２を伸び動作させて、竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２の両端面に接触させる。なお、この設定時間は圧延材１００の終端がユニバーサル圧延機１０を通過するのに充分な時間またはそれ以上の時間となっている。この竪ロール１３，１４の接触位置までの移動により、再び竪ロール１３，１４が水平ロール１１，１２により回転され、次の圧延材のために準備状態となる。
【００２６】
次に、上記コントローラ６０での制御ルーチンの詳細を図５を参照しながら説明する。この制御ルーチンは、運転スイッチのオン動作に応答して開始される。最初に、油圧シリンダ４２を収縮させ、移動フレーム４１を基礎フレーム２１のストッパ２５に当てた状態で、モータ３３を駆動して基礎フレーム２１を前進させることにより、竪ロール１３，１４を水平ロール１１、１２に当接させる（ステップＳ１）。次に、モータ３３を逆回転させて基礎フレーム２１を後退させることにより、竪ロール１３，１４を設定された圧延位置にする（ステップＳ２）。次に、油圧シリンダ４２を伸ばして竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２に接触させる（ステップＳ３）。次に、入口センサ５０がオンするまで待機する（ステップＳ４）。入口センサ５０がオンしたら、油圧シリンダ４２を縮ませて竪ロール１３，１４を圧延位置まで後退させる（ステップＳ５）。次に、入口センサ５０がオフするまで待機する（ステップＳ６）。入口センサ５０がオフしたらタイマを起動させ（ステップＳ７）、この後、タイマ手段の経過時間が設定時間に達するまで待つ（ステップＳ８）。経過時間が設定時間に達したら、油圧シリンダ４２を伸ばして再び竪ロール１３，１４を水平ロール１１，１２に接触させ（ステップＳ９）、竪ロール１３，１４を回転させる。次に圧延終了の指令があるか否か、すなわち運転スイッチがオフされているか否かを判断し（ステップＳ３０）、否定判断の場合にはステップＳ４に進んで次の圧延材を待つ。肯定判断の場合には、油圧シリンダ４２を縮ませて竪ロール１３，１４を圧延位置まで後退させてから（ステップＳ３１）、この制御ルーチンを終了する。
【００２７】
上記制御ルーチンにおいて、ステップＳ５の後からステップＳ８で肯定判断される前までの期間に圧延が実行される。入口センサ５０が圧延材１００の搬入検出手段となり、入口センサ５０とタイマおよびステップＳ７，Ｓ８が、圧延材の搬出検出手段となる。
【００２８】
本発明は上記実施形態に制約されず種々の形態を採用可能である。たとえば、上記実施形態では、入口センサとタイマ等で圧延材の搬出を検出したが、ユニバーサル圧延機の出口側に搬出検出手段として出口センサを設け、この出口センサが圧延材の終端を検出するようにしてもよい。
モータ３３と油圧シリンダ４２の駆動を別のコントローラを用いて行ってもよい。
基礎フレームを移動するための位置調節手段，移動フレームを移動するための油圧シリンダは複数設置してもよい。
圧延対象サイズは、Ｈ形鋼に限らず、溝形鋼、平鋼などユニバーサル圧延機で圧延できる形鋼の全てに適用できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ユニバーサル圧延機が竪ロールのための駆動手段を装備せず簡単な構造であっても、焼き付きが生じるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態をなすユニバーサル圧延機を含む圧延システムの側面図である。
【図２】同圧延機を搬入側から見た正面図であり、（Ａ）は圧延材の搬入前の状態、（Ｂ）は圧延中の状態をそれぞれ示す。
【図３】同圧延機の竪ロールを移動する手段および竪ロールの圧延位置を調節する手段を示す平面図であり、（Ａ）は圧延材の搬入前の状態、（Ｂ）は圧延中の状態をそれぞれ示す。
【図４】同圧延機の竪ロール近傍における水平ロールの形状を示す拡大図である。
【図５】同圧延システムのコントローラで実行される竪ロール移動制御のルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ユニバーサル圧延機
１１，１２  水平ロール
１３，１４  竪ロール
１５、１６  駆動手段
２１  基礎フレーム
３０  圧延位置調節手段
４０  移動手段
４１  移動フレーム
４２  油圧シリンダ
５０  入口センサ
６０  コントローラ（制御手段）
【図１】
2004209524.tif 000003
【図２】
2004209524.tif 000004
【図３】
2004209524.tif 000005
【図４】
2004209524.tif 000006
【図５】
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