(57)【要約】      （修正有）【課題】スラスト力の実測値と推定値を比較することにより、何れかのロードセルが故障した場合でも過大スラスト力を検出してベアリング等の事故を防止することを目的とする。【解決手段】上下ワークロールのみをクロスして上下バックアップロールによりバックアップし、クラウン及び形状を制御するようにした４段のクロス圧延機の各ワークロールと各バックアップロール間のスラスト力を測定する方法であって、上側スラスト力は、下バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値と、上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値と、下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値とを用い測定し、又は／及び、下側スラスト力は、上バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値と、上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値と、下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値とを用い測定する方法である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材（２）に接する上ワークロール（３）及び下ワークロール（４）のみをクロスして上バックアップロール（５）と下バックアップロール（６）によりバックアップし、前記圧延材（２）のクラウン及び形状を制御するようにした４段のクロス圧延機（１）の前記各ワークロール（３，４）と前記各バックアップロール（５，６）間のスラスト力（ａ，ｄ）を測定する方法であって、
上側スラスト力（ａ）は、下バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値（Ｄ）と、上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値（Ｅ）と、下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値（Ｆ）とを用い測定し、
又は／及び、下側スラスト力（ｄ）は、上バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値（Ａ）と、上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値（Ｅ）と、下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値（Ｆ）とを用い測定することを特徴とするクロス圧延機におけるスラスト力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロス圧延機におけるスラスト力測定方法に関し、特に、鋼材の熱間圧延におけるクロス圧延機の過大スラスト力検出方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、圧延機のワークロールは圧延荷重により撓みが生じ、板クラウンを生成し、かつ板平坦度を大きく崩す原因となる。従来はこれを補償するために圧延開始前に研削によりロールにクラウンを付与することを行っていたが、近年、板クラウン、平坦度に対するユーザー側のニーズが多様化かつ厳しくなり、従来の方法ではそれらを充分に満足させることが困難となってきた。そこで、その解決手段として圧延時のワークロール軸線が交叉可能な構造を有するクロス圧延機を用い、圧延時にその交叉角を制御することで、ロールにクラウンを付けた場合と同様な圧延効果を得る圧延方法が実施されるようになった。
【０００３】
この圧延材に接する上下のワークロールのみをクロスし、板材のクラウン及び形状を制御する４段のワークロールクロス圧延機において、ロール間に負荷が生じると、ワークロールとバックアップロールの回転方向がクロス角分ずれているため、双方のロールにロール間負荷の３０％にも及ぶスラスト力を生ずる。
また、被圧延材がワークロールに噛み込む際には過大なスラスト力を発生させる場合があり、この際、ロールチョックに大きなモーメントが作用してロールチョック内に設けられたベアリングに有害な偏荷重が加わりベアリングの表面剥離等の事故が発生する。
上記課題を解決するため、ワークロールとバックアップロール間のスラスト力をロードセルにより検出し、ある危険値を超える過大なスラスト力が発生した場合には瞬時に交叉角度を零に設定しスラスト力を軽減し、ロールチョック内に設けられたベアリングに有害な偏荷重発生を防ぎ、ベアリングの表面剥離等の事故発生を防止する手段を講じる必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のクロス圧延機におけるスラスト力測定方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、スラスト力を検出するロードセルは、熱間設備に設置されたセンサーであるため、使用環境が著しく厳しく検出誤差が発生する場合や、故障により測定不可能となる状態があり、クロス圧延が行えなくなるという問題があった。
特に，前記ロードセルはバックアップロールのロールチョック内部に設置されたセンサーであり、このバックアップロールのロールチョックは長期間にわたって圧延機設備に組込まれているために、定期的な測定精度確認等のメンテナンスが行えない状態であることから、定常的な検出精度確認や、故障発生時のバックアップ機能が必要な箇所であった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、過大なスラスト力をロードセルによって検出する場合、スラスト力を推定する推定演算式を用いて推定値を求め、この推定値とロードセルによる実測値を用いてロードセルの検出精度確認を可能とし、上下いずれかのロードセルが故障した場合でも過大スラスト力を検出して、ベアリングに有害な偏荷重が加わることによって発生するベアリングの表面剥離等の事故を防止することができるようにしたクロス圧延機におけるスラスト力測定方法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】
本発明によるクロス圧延機におけるスラスト力測定方法は、圧延材に接する上ワークロール及び下ワークロールのみをクロスして上バックアップロールと下バックアップロールによりバックアップし、前記圧延材のクラウン及び形状を制御するようにした４段のクロス圧延機の前記各ワークロールと前記各バックアップロール間のスラスト力を測定する方法であって、上側スラスト力は、下バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値と、上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値と、下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値とを用い測定し、又は／及び、下側スラスト力は、上バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値と、上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値と、下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値とを用い測定する方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明によるクロス圧延機におけるスラスト力測定方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは４段のクロス圧延機であり、このクロス圧延機１は、圧延材２を直接圧延するための上ワークロール３及び下ワークロール４と、上ワークロール３をバックアップするための上バックアップロール５と、下ワークロール４をバックアップするための下バックアップロール６と、前記上ワークロール３に接続された上ワークロール３をシフト作動させるための上シリンダ７と、前記下ワークロール４に接続されその下ワークロール４をシフト作動させるための下シリンダ８とから構成されている。
【０００８】
前述のクロス圧延機１の各ワークロール３，４は、図２に示されるように、前記各バックアップロール５，６の軸方向に対して互いに異なる方向にクロスする状態で圧接するように構成され、このクロス状態の各ワークロール３，４間に圧延材２が通板されると共に、各シリンダ７，８によって各ワークロール３，４の軸方向移動が行われることによってワークロールシフトとワークロールクロス状態の調整が行われるように構成されている。
【０００９】
次に動作について説明する。すなわち、ワークロール３，４とバックアップロール５，６間のスラスト力を次式によって測定する。
ａ＝Ｅ＋Ｄ−Ｆ  ・・・（１）
ｄ＝Ｆ＋Ａ−Ｅ  ・・・（２）
ａ：上バックアップロール５と上ワークロール３間スラスト力
Ａ：上バックアップロール５のチョックに設けられたロードセルによるスラスト力測定値
ｄ：下バックアップロール６と下ワークロール４間スラスト力
Ｄ：下バックアップロール６のチョックに設けられたロードセルによるスラスト力測定値
Ｅ：上ワークロール３のシフト用シリンダの油圧圧力測定値
Ｆ：下ワークロール４のシフト用シリンダの油圧圧力測定値
前記各スラスト力ａ、ｄは、各ワークロール３，４と各バックアップロール５，６間のスラスト力を表わし、その測定方法は各バックアップロール５，６の図示しないチョックに設けられたロードセル（Ａ，Ｄ）で行う。
前記各油圧圧力測定値Ｅ、Ｆは各ワークロール３，４のシフト用シリンダの油圧圧力測定値を表わし、その測定方法は各シリンダ７，８の油圧圧力を測定することによって行われる。
【００１０】
前記上ワークロール３と上バックアップロール５間のスラスト力は直接、上バックアップロール５の図示しないチョックに取付けたロードセルによって測定する方法（すなわち、Ａを直接測定する方法）があるが、本発明においては、前述の式ａ＝Ｅ＋Ｄ−Ｆによって、下バックアップロール６のチョックに取付けたロードセルと、各シリンダ７，８の油圧圧力値を用いて、測定するものである。すなわち、上ワークロール３と上バックアップロール５間のスラスト力は、上バックアップロール５のチョックに取付けたロードセルによって測定せずに、式ａ＝Ｅ＋Ｄ−Ｆを用いて、下バックアップロール６のチョックに取付けたロードセルと、各ワークロール３，４に接続した上、下シリンダ７，８の油圧圧力値を用いて測定する。
また、式ｄ＝Ｆ＋Ａ−Ｅを用いる場合も、下ワークロール４と下バックアップロール６間のスラスト力は、下バックアップロール６のチョックに取付けたロードセルによって測定せずに、式ｄ＝Ｆ＋Ａ−Ｅを用いて、上バックアップロール５のチョックに取付けたロードセルと、各シリンダ７，８の油圧圧力値を用いて測定する。
直接ロードセルによって実測した値と、前述の式の方法によって、下バックアップロール６のチョックに取付けたロードセルと、各シリンダ７，８の油圧圧力値を用いて測定した結果の関係を図３に示す。
尚、実験の結果、スラスト力の実測値と本発明による推定値の誤差は約±２０ｔｏｎであり、本制御への適用は可能な範囲である。
【００１１】
また、圧延材２に接する上下のワークロール３，４のみをクロスし、板材のクラウン及び形状を制御する４段のワークロールクロス圧延機において、ワークロール３，４とバックアップロール５，６間に作用するスラスト力を直接バックアップロール５，６のチョックに取付けたロードセルによって測定する手法と、本発明の方法によって、相手側のバックアップロール５，６のチョックに取付けたロードセルと、各シリンダ７，８油圧圧力値を用いて測定する手法の夫々の検出値を用いることにより、上下いずれかのロードセルの測定値が異常であったり、また故障している場合でも、常に過大スラスト力の発生を検出し、クロス角零退避を行ない、過大スラスト発生による設備故障を防止することが可能となる。
【００１２】
実施例
前述に示す方法を用いることにより、ワークロール３，４とバックアップロール５，６に作用するスラスト力を測定し、この結果を用いてロードセルの検出精度の確認を行ないロードセルの誤検出防止及び、精度確認を行なうことが可能となる。例えば上スラスト力検出用のロードセルの精度確認を行なう場合は次式で行なう。
上スラストロードセルチェック｜（Ｅ＋Ｄ−Ｆ）−Ａ｜＞３０ｔｏｎ又は下スラストロードセルチェック｜（Ｆ＋Ａ−Ｅ）−Ｄ｜＞３０ｔｏｎ
上記の場合はスラスト力検出用のロードセルに故障が発生していると考えられ警報を出力し、連続して発生する場合にはロードセルの交換を実施する。すなわち、推定値と実測値の差が所定値を越える時を故障と判断している。
【００１３】
また、上下いずれかのロードセルが故障した場合でも、同様に前式に示す方法を用いてワークロール３，４とバックアップロール５，６に作用するスラスト力を測定することが可能となる。これにより、過大スラスト力が発生した場合は警報出力または各ワークロール３，４のクロス角零退避を行ない過大スラスト発生による設備故障を防止する。
例えばワークロール３，４とバックアップロール５，６に作用するスラスト力が２３０ｔｏｎを超える場合が１０ｓｅｃ継続した場合は警報を出力し、同じく２６０ｔｏｎを超える場合が３ｓｅｃ継続した場合は、交叉角度を零に退避させることにより過大スラスト発生による設備故障を防止する制御を行なっている場合において、このスラスト力の検出を，直接上バックアップロール５のチョックに取付けたロードセルによって測定する手法と、前式の方法によって、下バックアップロール６のチョックに取付けたロードセルと、上、下シリンダ７，８の油圧圧力値を用いて測定する両方の測定値を取捨選択することにより、上、下いずれかのロードセルの測定値が異常であったり、また、故障していても、正常に制御を行なうことが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によるクロス圧延機におけるスラスト力測定方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、ワークロールとバックアップロール間に作用するスラスト力を直接バックアップロールのチョックに取付けたロードセルによって実測値を測定する手法と、本発明の相手側のバックアップロールのチョックに取付けたロードセルと、上、下シリンダの油圧圧力値を用いて推定値を測定する両方の測定値を取捨選択することにより、上下いずれかのロードセルの測定値が異常であったり、また故障していても、常に過大スラスト力の発生を検出し、クロス角零退避を行ない、過大スラスト発生による設備故障を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスラスト力測定方法に適用するクロス圧延機の各ロール間に働くスラスト力を示す説明図である。
【図２】図１の要部の斜視模式図である。
【図３】ワークロールとバックアップロール間のスラスト力をロードセルによって実測した実測値と推定した推定値を比較した結果の特性図である。
【符号の説明】
１  クロス圧延機
２  圧延材
３  上ワークロール
４  下ワークロール
５  上バックアップロール
６  下バックアップロール
ａ  上側スラスト力
Ａ  上バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値
ｄ  下側スラスト力
Ｄ  下バックアップロールのチョックに取り付けたロードセル測定値
Ｅ  上ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値
Ｆ  下ワークロールのシフト用シリンダ油圧圧力値
【図１】
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【図２】
2004243398.tif 000004
【図３】
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