JP5261971B2 - Roll gap measuring device for work roll of rolling mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置と、この装置を利用した圧延機および熱延鋼帯の製造方法に関する。 The present invention relates to a roll gap measuring device for a work roll of a rolling mill, a rolling mill using this device, and a method for producing a hot-rolled steel strip.
近年、熱間連続圧延等の分野においては、ペアクロスロール圧延機など各種のクラウン制御ミルが実用化された結果、板クラウンのない平坦な鋼帯を安定して製造できるようになってきた。しかしながら、板クラウンが小さくなった分だけ圧延中に鋼帯が蛇行しやすくなり、特に被圧延材(以下、便宜上「熱延鋼帯」という)の尾端部が尻抜けする際に、熱延鋼帯がサイドガイドに衝突して倒れ込んで圧延される、いわゆる絞り込みが発生するという新たな問題が生じている。熱延仕上圧延機における熱延鋼帯の尾端部通板性向上は、稼動率向上およびロール原単位向上のために、非常に重要な課題である。 In recent years, in the field of continuous hot rolling and the like, various crown control mills such as a pair cross roll rolling mill have been put into practical use, and as a result, it has become possible to stably produce a flat steel strip without a plate crown. However, the steel strip is more likely to meander during rolling as much as the plate crown becomes smaller, especially when the tail end of the material to be rolled (hereinafter referred to as “hot rolled steel strip” for convenience) falls out. A new problem has arisen in that the steel strip collides with the side guides, falls down, and is rolled. Improving the passability of the tail end portion of the hot-rolled steel strip in a hot-rolling finishing mill is a very important issue for improving the operating rate and the roll basic unit.
圧延機における熱延鋼帯の蛇行現象は、一般的に2階積分特性を持つと言われている。図14はその物理的解釈を示したもので、図14(A)は、鋼帯の尾端がワークロールを抜ける瞬間を上方から見た図である。例えば、熱延鋼帯が蛇行した場合、図14(B)に示すように鋼帯が寄った側の圧延荷重が一方よりも高くなるため、ロール開度が一方よりも広くなる。当然、ロールギャップの狭い側は他方よりも薄く圧延されるため、圧延方向に長く伸ばされ、通板速度は他方よりも遅くなる。このため、鋼帯は図14(A)に示すように圧延部を境界にくの字型に折れ曲がることになる。一旦、鋼帯が曲がると、そこから後方の蛇行量は時間とともに増大する。これにより、図14(B)に示すように、板道がロールセンタから外れると、鋼帯が曲がった方向(図14(B)では右方向)のミル伸びが増大してロールギャップが開き、図14(C)に示すように、さらにたわみを助長することで、時間の2乗に比例した蛇行量が発生する。 The meandering phenomenon of a hot-rolled steel strip in a rolling mill is generally said to have a second-order integral characteristic. FIG. 14 shows the physical interpretation, and FIG. 14 (A) is a view of the moment when the tail end of the steel strip passes through the work roll as viewed from above. For example, when the hot-rolled steel strip meanders, the rolling load on the side where the steel strip has approached becomes higher than one as shown in FIG. Naturally, since the narrow side of the roll gap is rolled thinner than the other, it is elongated longer in the rolling direction, and the sheet passing speed is slower than the other. For this reason, as shown in FIG. 14 (A), the steel strip bends in a dogleg shape with the rolling part as a boundary. Once the steel strip is bent, the amount of meandering from there increases with time. Thereby, as shown in FIG. 14 (B), when the plate path is removed from the roll center, the mill elongation in the direction in which the steel strip is bent (right direction in FIG. 14 (B)) increases, and the roll gap opens, As shown in FIG. 14C, by further promoting the deflection, a meandering amount proportional to the square of time is generated.
こうした問題を回避するための代表的な熱延鋼帯の蛇行制御技術は、図15に示すように圧延機の圧延荷重の左右差Pdfにより発生する左右ロール開度差Sdfを打ち消すように、比例制御でレベリング修正量SLを動かす蛇行制御(平行剛性制御)である。図15において、αは制御ゲイン(0〜1)、Mは平行剛性である。この蛇行制御技術は、圧延機の圧下装置(スクリュー、油圧シリンダ等)のレベリング修正量SLを、下記の(i)式に従い蛇行を抑制する方向に制御する方法(一般にレベリング操作と呼ぶ)である。なお、下記(i)〜(iii)式において、αは制御ゲイン、Pdfは圧延荷重の左右差(以下、「差荷重Pdf」という)、Sdfは左右ロールの開度差、Mは平行剛性または左右剛性、Lは左右圧下装置間距離、ycは熱間圧延ラインの幅方向中心に対する熱延鋼帯の幅中央のずれ量(以下、単に「蛇行量yc」という)を示す。 In order to avoid such problems, a typical hot-rolled steel strip meandering control technique is proportional to cancel the left-right roll opening difference Sdf generated by the left-right difference Pdf of the rolling load of the rolling mill as shown in FIG. This is meander control (parallel stiffness control) for moving the leveling correction amount SL by control. In FIG. 15, α is a control gain (0 to 1), and M is a parallel stiffness. This meandering control technique is a method (generally referred to as leveling operation) for controlling the leveling correction amount SL of a rolling mill reduction device (screw, hydraulic cylinder, etc.) in a direction to suppress meandering according to the following equation (i). . In the following formulas (i) to (iii), α is a control gain, Pdf is a left-right difference in rolling load (hereinafter referred to as “differential load Pdf”), Sdf is a difference in opening between left and right rolls, and M is parallel rigidity or Left and right rigidity, L is the distance between the left and right rolling devices, and yc is the amount of deviation of the center of the hot rolled steel strip relative to the center in the width direction of the hot rolling line (hereinafter simply referred to as “meandering amount yc”).
平行剛性または左右剛性Mは、下記(ii)式に示すように、差荷重Pdfと圧下装置位置での左右ロール開度差Sdfの比で表される。また、蛇行量ycと差荷重Pdfとの関係は、下記(iii)式のように表される。つまり、平行剛性Mが高い圧延機では、差荷重Pdfによる左右ロール開度差Sdfが生じにくいこと、また、下記(iii)式に示す関係から、被圧延材の蛇行量ycによって発生する差荷重Pdfに起因した左右ロール開度差Sdfも生じにくいことになる。
SL=−α(Pdf/M) …(i)
M=Pdf/Sdf …(ii)
yc=(Pdf・L)/2P=(Sdf・L)/(2P・M) …(iii)
The parallel stiffness or the left / right stiffness M is represented by the ratio of the differential load Pdf and the left / right roll opening difference Sdf at the reduction device position, as shown in the following equation (ii). Further, the relationship between the meandering amount yc and the differential load Pdf is expressed by the following equation (iii). That is, in a rolling mill with a high parallel rigidity M, the left-right roll opening difference Sdf due to the differential load Pdf is less likely to occur, and the differential load generated by the meandering amount yc of the material to be rolled due to the relationship shown in the following formula (iii). The left and right roll opening difference Sdf due to Pdf is also less likely to occur.
SL = -α (Pdf / M) (i)
M = Pdf / Sdf (ii)
yc = (Pdf · L) / 2P = (Sdf · L) / (2P · M) (iii)
上記(iii)式に示すように被圧延材の蛇行量ycと差荷重Pdfとは比例関係にあるが、実際の圧延においては、差荷重を発生させる要因が他にも多数存在する。例えば、被圧延材の左右板厚差、左右温度差(≒左右塑性定数差)、圧延機の腐食および磨耗劣化に伴う左右バネ定数差、ワークロールとバックアップロールの平行度ズレによるロール間スラスト力等がそれにあたる。全ての差荷重の要因をモニタするためには、各要因に対応して複数のセンサが必要となり、これに伴う多額の導入コスト、メンテナンスコストが発生する。また、上記(iii)式に示す蛇行量ycは上下ワークロールに挟まれた被圧延領域におけるものであり、例えば、蛇行センサを設ける場合には、必然的にワークロールとの干渉を避けるために、被圧延領域から数m退避した位置に設置することが必要となるため、被圧延領域における蛇行量ycを直接測定することは困難である。 As shown in the above formula (iii), the meandering amount yc of the material to be rolled and the differential load Pdf are in a proportional relationship. However, in actual rolling, there are many other factors that generate the differential load. For example, left and right plate thickness difference of the material to be rolled, left and right temperature difference (≒ left and right plastic constant difference), left and right spring constant difference due to corrosion and wear deterioration of rolling mill, thrust force between rolls due to parallelism deviation of work roll and backup roll And so on. In order to monitor all the factors of the differential load, a plurality of sensors are required corresponding to each factor, resulting in a large introduction cost and maintenance cost. Further, the meandering amount yc shown in the above formula (iii) is in the region to be rolled sandwiched between the upper and lower work rolls. For example, when providing a meandering sensor, inevitably to avoid interference with the work rolls. Since it is necessary to install at a position retracted several meters from the rolled region, it is difficult to directly measure the meandering amount yc in the rolled region.
以上の理由により、複数の差荷重要因の中から蛇行量ycによる差荷重のみを抽出することは事実上困難であり、全ての要因の総和である差荷重Pdfに基づく圧下位置制御を行う必要があった。したがって、圧延時に発生する差荷重Pdfが全て蛇行量ycに起因するものと仮定して蛇行制御を行った場合、他要因による差荷重変動によって圧下位置制御が過制御となり、逆に絞り込みトラブルを助長させてしまうケースが発生するため、現状の制御ゲインαは圧延条件に応じて低めに設定せざるを得ず、このため、尾端蛇行による絞り込みトラブルを完全に解消できないという問題があった。 For the above reasons, it is practically difficult to extract only the differential load due to the meandering amount yc from a plurality of differential load factors, and it is necessary to perform the reduction position control based on the differential load Pdf which is the sum of all the factors. there were. Therefore, if meandering control is performed assuming that the differential load Pdf generated during rolling is entirely due to the meandering amount yc, the reduction position control becomes over-controlled due to the differential load fluctuation due to other factors, conversely, the narrowing trouble is promoted. Therefore, there is a problem that the current control gain α has to be set low depending on the rolling conditions, and therefore the trouble of narrowing down due to the tail end meandering cannot be solved completely.
これを解決する手段として、差荷重Pdfに基づく蛇行制御ではなく、上下ワークロールのロールギャップを直接測定し、このロールギャップの左右差が零となるようにレベリング制御を実施する提案がなされている(特許文献1)。この考え方はごく自然な発想であるが、問題はその測定が極めて困難ということにある。これまで多くのロールギャップ測定手段が提案されており、その代表的な方式として、光学式(例えば、特許文献2〜4)と機械式(例えば、特許文献5〜8)がある。
As a means to solve this, instead of meandering control based on the differential load Pdf, a proposal has been made to directly measure the roll gap of the upper and lower work rolls and to perform leveling control so that the left-right difference of the roll gap becomes zero. (Patent Document 1). This idea is a very natural idea, but the problem is that it is extremely difficult to measure. Many roll gap measuring means have been proposed so far, and typical methods include an optical type (for example, Patent Documents 2 to 4) and a mechanical type (for example,
光学式のロールギャップ測定手段は、ロールギャップの入側・出側のどちらか一方に光源を配置し、ロールギャップを通過して他方に設置した受光装置に入力される信号に基づきロールギャップを測定するものである。しかし、熱間圧延機の周囲は蒸気や冷却水が充満しており、このような環境下で測定のために投受光を行っても、蒸気による光量低下や水飛沫による受光信号ノイズにより高精度の測定は困難であり、光路をクリアに確保するために蒸気や冷却水のシール対策が必要となる。 The optical roll gap measurement means measures the roll gap based on the signal input to the light receiving device installed on the other side of the roll gap by placing a light source on either the entry side or the exit side of the roll gap. To do. However, the surroundings of the hot rolling mill are filled with steam and cooling water. Even if light projection and reception are performed for measurement in such an environment, high accuracy is achieved due to a decrease in the amount of light due to steam and noise in the received light due to water droplets. It is difficult to measure this, and it is necessary to take measures for sealing steam and cooling water to ensure a clear optical path.
一方、機械式のロールギャップ測定手段は、上下ワークロールのロールネック部間またはロールチョック間に、その間隔距離を測定する機構を介在させるものであり、蒸気や冷却水による測定精度への影響はほとんどないが、上下ロールネック部またはロールチョック間の最短距離を測定する必要上、上下ワークロールの軸心が同一鉛直線上になくてはならないという制約がある。これに対し、近年、実用化されているクラウン制御ミルの一つであるクロスロール圧延機は、図8に示すように右上および左下のロールチョック若しくは右下および左上のロールチョックを圧延方向に変位させることで上下ワークロールをクロスさせ、必要となる製品鋼帯クラウン形状に応じてクロス角度を制御する方式であるため、上記制約条件を満足できない。したがって、近年の主要方式であるクラウン制御ミルには、従来の機械式のロールギャップ測定手段は適用できない。 On the other hand, the mechanical roll gap measuring means interposes a mechanism for measuring the distance between the roll necks of the upper and lower work rolls or between roll chocks, and there is almost no influence on the measurement accuracy due to steam or cooling water. However, there is a restriction that the axis of the upper and lower work rolls must be on the same vertical line in order to measure the shortest distance between the upper and lower roll necks or the roll chock. On the other hand, in recent years, a cross roll rolling mill, which is one of the crown control mills in practical use, displaces the upper right and lower left roll chock or the lower right and upper left roll chock in the rolling direction as shown in FIG. In this method, the upper and lower work rolls are crossed and the cross angle is controlled in accordance with the required product steel strip crown shape. Therefore, the conventional mechanical roll gap measuring means cannot be applied to the crown control mill which is the main method in recent years.
したがって本発明の目的は、上記のような従来技術の課題を解決し、蒸気や冷却水等の外乱の影響を受けることなくロールギャップを高精度に測定することができ、しかも、クロスロール圧延機などのようなクラウン制御ミルにも適用可能なロールギャップ測定装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのようなロールギャップ測定装置を利用して安定した圧延を行うことができる圧延機を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、そのような圧延機を用いて、良好な形状の熱延鋼帯を製造できるとともに、安定した蛇行制御を行うことで、絞りトラブルを生じることなく熱延鋼帯を安定して製造することができる熱延鋼帯の製造方法を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to measure the roll gap with high accuracy without being affected by disturbances such as steam and cooling water. An object of the present invention is to provide a roll gap measuring device applicable to a crown control mill such as the above.
Another object of the present invention is to provide a rolling mill capable of performing stable rolling using such a roll gap measuring device.
Furthermore, another object of the present invention is to produce a hot-rolled steel strip having a good shape by using such a rolling mill and to perform stable meandering control so that hot-rolled steel does not cause a drawing trouble. It is providing the manufacturing method of the hot-rolled steel strip which can manufacture a strip | belt stably.
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、渦流式距離センサをワークロールの外周部に直接取り付け、スリップリングを介して電力供給と測定信号の取り出しを行うことで、蒸気や冷却水の影響を受けることなくロールギャップ測定が可能であり、しかも各種クラウン制御ミルにも適用できるようにしたロールギャップ測定装置を新たに創案した。
すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
As a result of repeated studies to solve the above problems, the inventors of the present invention directly attached the eddy current type distance sensor to the outer periphery of the work roll, and supplied power and took out the measurement signal via the slip ring. A roll gap measuring device has been devised that can measure the roll gap without being affected by water and cooling water, and can be applied to various crown control mills.
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] 熱延鋼帯を製造するための熱間仕上圧延機におけるワークロールのロールギャップ測定装置であって、
上下ワークロールのうちの上ワークロールの外周部に、バックアップロール及び被圧延材と干渉しないように設けられる渦流式距離センサと、該渦流式距離センサへの電力供給及び渦流式距離センサの測定信号の取り出しを行うためのスリップリング機構とを備え、
前記渦流式距離センサを上ワークロールの外周面に形成された凹部内に配置し、
前記スリップリング機構は、上ワークロールのロール胴部の端面に同心円状に設けられる複数の集電リングと、該集電リングに各々摺動接触する固定側の複数のブラシを備え、前記集電リングは、ロール本体と絶縁体で絶縁されるとともに、ロール内部に配置されるリード線で渦流式距離センサと電気的に接続され、前記ブラシは、ロールチョックまたは圧延機ハウジングに支持されるとともに、ロールチョックまたは圧延機ハウジングに支持されたセンサボックスが備える電源用のバッテリーと電力供給用のリード線で電気的に接続され、且つ前記センサボックスが備える無線ユニットと測定信号伝送用のリード線で電気的に接続されていることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。
[1] A roll gap measuring device for a work roll in a hot finish rolling mill for producing a hot-rolled steel strip,
An eddy current distance sensor provided on the outer periphery of the upper work roll of the upper and lower work rolls so as not to interfere with the backup roll and the material to be rolled, power supply to the eddy current distance sensor, and measurement signal of the eddy current distance sensor A slip ring mechanism for taking out
The eddy current type distance sensor is disposed in a recess formed on the outer peripheral surface of the upper work roll,
The slip ring mechanism includes a plurality of current collecting rings provided concentrically on an end surface of a roll body portion of an upper work roll, and a plurality of stationary brushes that are in sliding contact with the current collecting rings, respectively. The ring is insulated from the roll body by an insulator, and is electrically connected to the eddy current distance sensor by a lead wire disposed inside the roll. The brush is supported by the roll chock or the rolling mill housing, and the roll chock Alternatively, a power supply battery provided in a sensor box supported by the rolling mill housing is electrically connected to a power supply lead wire, and a wireless unit provided in the sensor box is electrically connected to a measurement signal transmission lead wire. roll gap measuring device of the rolling mill work rolls, characterized in that it is connected.
[2]ワークロールの左右ロール端に上記[1]のロールギャップ測定装置を有することを特徴とする圧延機。
[3]上記[2]の圧延機において、クロスロール圧延機であることを特徴とする圧延機。
[4]上記[2]または[3]の圧延機で被圧延材を熱間仕上圧延し、熱延鋼帯を製造する方法であって、圧延中、ロールギャップ測定装置によりワークロールの左右ロールギャップを測定し、左右ロールギャップ差が目標値となるようにレベリング制御を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
[2] A rolling mill having the roll gap measuring device according to [1] above at the left and right roll ends of a work roll.
[3] The rolling mill according to [2], wherein the rolling mill is a cross roll rolling mill.
[4] A method for producing a hot-rolled steel strip by hot-rolling a material to be rolled with the rolling mill according to [2] or [3 ] above, wherein a roll gap measuring device is used to roll right and left work rolls during rolling. A method for producing a hot-rolled steel strip, characterized in that a gap is measured and leveling control is performed so that a difference between left and right roll gaps becomes a target value.
本発明のロールギャップ測定装置によれば、蒸気や冷却水等の外乱の影響を受けることなくロールギャップを高精度に測定することができ、しかも、クロスロール圧延機などのようなクラウン制御ミルにも問題なく適用することができる。
また、このようなロールギャップ測定装置を利用した本発明の圧延機およびこれを用いた熱延鋼帯の製造方法によれば、左右ロールギャップ差をモニタした高精度のレベリング制御を容易に実施することができため、差荷重Pdfに基づく現状の圧下位置制御の問題点を解消し、良好な熱延鋼帯形状を得ることができるとともに、安定した蛇行制御を行うことで、絞りトラブルを生じることなく熱延鋼帯を安定して製造することができる。このため薄物の熱延鋼帯の製造においても、良好な鋼帯形状の確保と安定通板を実現することができ、絞りトラブル抑制によるライン稼動率向上およびロール原単位向上を達成しつつ、優れた品質の熱延鋼帯を安定して製造することができる。
According to the roll gap measuring device of the present invention, it is possible to measure the roll gap with high accuracy without being affected by disturbances such as steam and cooling water, and to a crown control mill such as a cross roll rolling mill. Can also be applied without problems.
Further, according to the rolling mill of the present invention using such a roll gap measuring device and a method for producing a hot-rolled steel strip using the same, high-precision leveling control in which the difference between the left and right roll gaps is monitored is easily performed. Therefore, it is possible to solve the problems of the current reduction position control based on the differential load Pdf, obtain a good hot-rolled steel strip shape, and cause a squeezing trouble by performing stable meandering control. The hot-rolled steel strip can be manufactured stably. For this reason, even in the production of thin hot-rolled steel strips, it is possible to secure a good steel strip shape and achieve stable threading, while improving line operation rate and roll unit consumption by reducing drawing trouble, High quality hot-rolled steel strip.
図1〜図6は、本発明のロールギャップ測定装置を熱間仕上圧延機に適用した場合の一実施形態を示すもので、図1はロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの部分切欠正面図、図2は同じく部分切欠側面図(但し、スリップリング機構の図示は省略してある)、図3はロールギャップがある場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの部分切欠正面図、図4は同じく部分切欠側面図(但し、スリップリング機構の図示は省略してある)、図5はロールギャップ測定装置を取り付けた上ワークロール端部を部分的に示す斜視図、図6は同じく上ワークロールの部分切欠側面図(但し、スリップリング機構の図示は省略してある)である。 FIGS. 1-6 shows one Embodiment at the time of applying the roll gap measuring apparatus of this invention to a hot finishing rolling mill, FIG. 1 shows the rolling mill work roll and backup roll in the case of zero roll gap. FIG. 2 is a partially cutaway side view (however, the slip ring mechanism is not shown), and FIG. 3 is a partially cutaway front view of a rolling mill work roll and a backup roll when there is a roll gap. 4 is a partially cutaway side view (however, the slip ring mechanism is not shown), FIG. 5 is a perspective view partially showing an upper work roll end portion to which a roll gap measuring device is attached, and FIG. It is a partially cutaway side view of the upper work roll (however, the slip ring mechanism is not shown).
図において、1aは上ワークロール、3aはそのロールチョック、1bは下ワークロール、3bはそのロールチョック、2aは上バックアップロール、4aはそのロールチョック、2bは下バックアップロール、4bはそのロールチョックである。また、10aは上ワークロール1aのロール胴部、11aは同じくロールネック部、10bは下ワークロール1bのロール胴部、11bは同じくロールネック部、Sは被圧延材である。
In the figure, 1a is the upper work roll, 3a is the roll chock, 1b is the lower work roll, 3b is the roll chock, 2a is the upper backup roll, 4a is the roll chock, 2b is the lower backup roll, and 4b is the roll chock. Further, 10a is a roll body portion of the
本実施形態の圧延機では、ロールギャップ測定装置Aは、上ワークロール1aの左右ロール端にそれぞれ設けられている。各ロールギャップ測定装置Aは、ワークロールの外周部に、バックアップロール2a及び被圧延材Sと干渉しないように設けられる渦流式距離センサ5と、この渦流式距離センサ5への電力供給及び渦流式距離センサ5の測定信号(出力信号)の取り出しを行うためのスリップリング機構6を備えている。
本実施形態では、上ワークロール1aの外周面にザグリ加工などによって凹部7を形成し、この凹部7内に渦流式距離センサ5(センサヘッド)を配置している。この渦流式距離センサ5は、上ワークロール表面から距離δ0だけ凹部7内方に位置した状態で設けられている。なお、凹部7はロール全周わたって形成される溝であってもよい。渦流式距離センサ5としては、従来一般に使用されているセンサを用いることができる。
In the rolling mill of this embodiment, the roll gap measuring device A is provided at each of the left and right roll ends of the
In the present embodiment, the
前記スリップリング機構6は、上ワークロール1aのロール胴部10aの端面に同心円状に設けられる複数の集電リング60と、これら集電リング60に各々摺動接触する固定側の複数のブラシ61を備えた多極型である。このように本発明で用いるスリップリング機構6は、渦流式距離センサ5への電力供給と渦流式距離センサ5の測定信号の伝送(信号取り出し)を行うため、2極以上の極数を有する。
The
前記各集電リング60は、ロール本体とは絶縁体で絶縁されており、ロール内部に配置されるリード線9で渦流式距離センサ5と電気的に接続されている。また、前記ブラシ61はロールチョックやハウジングなどの固定部に支持され、電源および測定信号処理系に電気的に接続される。本実施形態では、各ブラシ61に接続されたリード線(図示せず)が、ロールチョック3aやハウジング(図示せず)などの固定部に支持されたセンサボックス8に引き込まれている。このセンサボックス8は、電源用のバッテリーと無線ユニット(いずれも図示せず)を備えており、電力供給用のリード線がバッテリーに、測定信号伝送用のリード線が無線ユニットにそれぞれ接続されている。
なお、ロールギャップ測定装置Aは、下ワークロール1bに設けてもよいし、上下ワークロール1a,1bの両方に設けてもよい。
Each of the current collecting rings 60 is insulated from the roll main body by an insulator, and is electrically connected to the eddy current
The roll gap measuring device A may be provided on the
以上のようなロールギャップ測定装置Aによれば、上ワークロール1aの1回転周期において渦流式距離センサ5が下ワークロール1bと対向する位置に来る毎に図7に示すような測定信号が得られ、その信号強度(電圧出力)に基づき下ワークロール1bとの距離が測定される。ここで、例えば、図1および図2のようにロールギャップが無い状態でワークロールを回転させた場合、図7(A)に示すような測定信号が得られるが、この測定信号は、上下ワークロール1a,1bの接触位置において距離δ0が測定されたものである。したがって、この最小距離δ0をセンサヘッドの零点とした調整をしておくことで、図3および図4に示すような圧延状態において得られる図7(B)に示すような測定信号、すなわち距離δ(=ロールギャップ)+距離δ0の測定信号から、ロールギャップ測定値が得られる。また、圧延機の左右に配置したロールギャップ測定装置Aによるロールギャップ測定値の差演算により、左右ロールギャップ差を得ることができる。
According to the roll gap measuring apparatus A as described above, a measurement signal as shown in FIG. 7 is obtained every time the eddy current
図8にクロスロール圧延機の概略を示すが、さきに述べたように、従来の機械式によるロールギャップ測定装置は、上下ワークロール軸心が同じ鉛直線上にある必要があり、したがって、このようなクロスロール圧延機には事実上適用することができない。これに対して本発明のロールギャップ測定装置は、ギャップ計測手段として、一方のワークロールの外周部に直接設けられた渦流式距離センサを用い、他方のワークロールとの距離を磁気的に測定するものであるため、ロールチョックの圧延方向位置の変位に対応でき、したがって、クロスロール圧延機に対しても問題なく適用できる。 FIG. 8 shows an outline of a cross roll rolling mill. As described above, the conventional mechanical roll gap measuring device requires that the upper and lower work roll axes be on the same vertical line, and thus In fact, it cannot be applied to any cross roll rolling mill. On the other hand, the roll gap measuring device of the present invention uses a vortex type distance sensor provided directly on the outer periphery of one work roll as the gap measuring means, and magnetically measures the distance to the other work roll. Therefore, it can cope with the displacement of the roll chock in the rolling direction, and therefore can be applied to a cross roll mill without any problem.
図9および図10は、本発明のロールギャップ測定装置をクロスロール圧延機(熱間仕上圧延機)に適用した場合の一実施形態を示すもので、図9(A)はロールギャップ零の場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図9(B)は同じく側面図(本図では、ロールギャップ測定装置Aは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している)、図10(A)はロールギャップがある場合の圧延機ワークロールおよびバックアップロールの正面図、図10(A)は同じく側面図(本図では、ロールギャップ測定装置Aは本来破線で表すべきところ、説明の便宜上実線で表している)である。 FIG. 9 and FIG. 10 show one embodiment when the roll gap measuring device of the present invention is applied to a cross roll rolling mill (hot finish rolling mill), and FIG. 9 (A) shows a case where the roll gap is zero. FIG. 9B is also a side view (in this figure, the roll gap measuring device A should be originally represented by a broken line, but is represented by a solid line for convenience of explanation), FIG. 10 (A) is a front view of a rolling mill work roll and a backup roll when there is a roll gap, and FIG. 10 (A) is also a side view (in this figure, the roll gap measuring device A is supposed to be originally represented by a broken line. For the sake of convenience).
さきに述べたようにこのクロスロール圧延機は、上下ワークロール1a,1bが平面的にみてクロスしているため、上下ワークロール1a,1bの軸心が同じ鉛直線上にないが、本発明のロールギャップ測定装置Aの構成および機能は、図1〜図6に示す実施形態と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
このようなクロスロール圧延機に本発明のロールギャップ測定装置Aを適用した場合、上ワークロール1aに設けられた渦流式距離センサ4は下ワークロール1bとの最短距離を測定できるので、上下ワークロール1a,1bの軸心が同じ鉛直線上になくても、その機能が阻害されることはない。ここで、例えば、図9のようにロールギャップが無い状態でワークロールを回転させた場合、[図6に示すような凹部内の距離]+[ロールをクロスさせたことにより生じる離間距離]である距離δ0の測定信号が得られる。したがって、この最小距離δ0をセンサヘッドの零点とした調整をしておくことで、図10に示すような圧延状態において得られる距離δ(=ロールギャップに比例する距離)+距離δ0の測定信号から、ロールギャップ測定値が得られる。また、圧延機の左右に配置したロールギャップ測定装置Aによるロールギャップ測定値の差演算により、左右ロールギャップ差を得ることができる。このように本発明のロールギャップ測定装置Aは、クロスロール圧延機にも問題なく適用できる。
As described above, in this cross roll rolling machine, the upper and lower work rolls 1a and 1b are crossed in a plan view, so that the axes of the upper and lower work rolls 1a and 1b are not on the same vertical line. Since the configuration and function of the roll gap measuring apparatus A are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the same reference numerals are given and detailed description thereof is omitted.
When the roll gap measuring device A of the present invention is applied to such a cross roll rolling mill, the eddy current type distance sensor 4 provided on the
本発明の圧延機は、以上述べた実施形態のようにワークロールの左右ロール端にロールギャップ測定装置Aを有するものである。
また、本発明の熱延鋼帯の製造方法では、そのような圧延機で被圧延材を圧延し、熱延鋼板を製造するに際し、圧延中、ロールギャップ測定装置Aによりワークロール1a,1bの左右ロールギャップを測定し、左右ロールギャップ差が目標値となるようにレベリング制御を行う。具体的には、圧延材の左右板厚差(板ウェッジ)が零となるように、つまりは左右ロールギャップ差が零となるようにレベリング制御を行う。
The rolling mill of this invention has the roll gap measuring apparatus A in the left-right roll end of a work roll like embodiment mentioned above.
Moreover, in the manufacturing method of the hot-rolled steel strip of this invention, when rolling a to-be-rolled material with such a rolling mill and manufacturing a hot-rolled steel plate, a roll gap measuring apparatus A is used for the work rolls 1a and 1b during rolling. The left and right roll gap is measured, and leveling control is performed so that the left and right roll gap difference becomes the target value. Specifically, leveling control is performed so that the difference between the left and right plate thicknesses (plate wedge) of the rolled material becomes zero, that is, the difference between the left and right roll gaps becomes zero.
熱延仕上圧延機の最終スタンドに本発明のロールギャップ測定装置を設置し、圧延中のロールギャップを測定した。図11にデータ測定時の圧延機周辺の機器配置図を示す。実操業においては、ワークロールは2〜3時間おきに使用済みのロールと研磨済みの新品ロールとの組み替えを実施する必要があるため、ロール組み替えの度にロールギャップ測定装置の取り付け作業によって操業ラインを停止させることのないように配慮する必要がある。そこで、ロールギャップ測定装置は、ロール組み替え待ち状態の研磨済み新品ロールに事前に取り付けておき、ロール組み替えの際に共に圧延機内に組み込む方式とした。 The roll gap measuring device of the present invention was installed in the final stand of the hot rolling finish rolling mill, and the roll gap during rolling was measured. FIG. 11 shows an equipment layout around the rolling mill during data measurement. In actual operation, the work roll needs to be replaced with a used roll and a new polished roll every 2-3 hours. It is necessary to take care not to stop it. In view of this, the roll gap measuring device is attached in advance to a polished new roll in a roll waiting state, and is incorporated into the rolling mill at the time of roll changing.
また、圧延機とその外部間において、渦流式距離センサ5の測定信号用及び電源用の配線が必要となるが、図11に示すようにドライブ側のワークロール周辺には、主機モータの動力をワークロールに伝達するためのスピンドルが配置されており、配線作業のためのアクセスが難しく、上記配線作業をする場合には足場の設置が必要となり、大きなライン停止時間が発生することが予想される。これらの問題を解決するため、渦流式距離センサ5の電源は小型バッテリーとし、測定信号は無線ユニットを用いたデータ送信を行うこととし、このためにロールチョック3aに小型バッテリーと無線ユニットを備えたセンサボックス8を取り付けた。以上により、通常必要となる渦流式距離センサ5の測定信号用及び電源用の配線作業を無くすことができた。
Further, between the rolling mill and the outside thereof, wiring for the measurement signal and power supply of the eddy current
図12に、渦流式距離センサ5に対する電力供給と渦流式距離センサ5の測定信号の伝送についてのフローを示す。圧延機周辺の環境(蒸気、冷却水、温度)から保護するため、樹脂製のセンサボックス8をロールチョック3aに固定し、このセンサボックス8内に、渦流式距離センサ5の電源となる小型バッテリーと、渦流式距離センサ5の測定信号を送信する送信側無線ユニットなどの機器一式を収納した。渦流式距離センサ5への電力供給及び渦流式距離センサ5の測定信号の取り出しをスリップリング機構6を介して行うとともに、前記送信側無線ユニットからの信号はライン外の安全通路上に設置した受信側無線ユニットへと伝送し、データロガーに記録した。
FIG. 12 shows a flow of power supply to the eddy
ロールギャップ測定装置Aからの出力信号を確認した後、通常ロール組み替え後に実施されているレベリング零調を実施した。ここでは、図1および図2に示すように上下ワークロールを接触させた状態でワークロールを回転させ、左右圧下位置バランスを調整するレベリング零調を実施した。この時、ロール回転周期毎に変動する渦流式距離センサ5の測定信号が得られるが、先に述べたように測定信号が最小となる点が上下ワークロールが接触した状態であると考えられることから、このレベリング零調時における左右測定信号の最小値を上下ワークロールの左右ロールギャップ差が0になった点と考え、左右ロールギャップ測定装置の零調を行った。
After confirming the output signal from the roll gap measuring apparatus A, leveling zero tone, which is usually performed after the roll change, was performed. Here, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, leveling zero adjustment is performed in which the work roll is rotated in a state where the upper and lower work rolls are in contact with each other to adjust the left-right reduction position balance. At this time, the measurement signal of the eddy current
熱延鋼帯の圧延において、同一操業条件(入側板厚h1=2.8mm、出側板厚h0=2.0mm、板巾b=1200mm)での計8本の圧延について、圧延機出側に設置された蛇行計出力に基づく蛇行量ycのデータ及びロールギャップ測定装置からのロールギャップデータを採取した。図13に測定結果より求めた圧延完了時における蛇行量ycと左右ロールギャップ差との関係を示す。±20μm程度のばらつきが見られるものの、両者にはほぼ線形な相関が見られ、本発明によって信頼性の高いロールギャップ測定が可能であることが確認できた。
さらに、同一操業条件での計8本の圧延について、左右ロールギャップ差が零となるようにレベリング制御をおこなった結果、圧延機出側蛇行量ycは制御なしの場合に比べて1/3以下に低減し、蛇行制御に効果的であることが確認できた。
In the rolling of hot-rolled steel strip, a total of 8 rollings under the same operating conditions (input side plate thickness h1 = 2.8 mm, output side plate thickness h0 = 2.0 mm, plate width b = 1200 mm) Data on the meandering amount yc based on the output of the installed meandering meter and roll gap data from the roll gap measuring device were collected. FIG. 13 shows the relationship between the meandering amount yc and the difference between the left and right roll gaps at the completion of rolling determined from the measurement results. Although a variation of about ± 20 μm was observed, a substantially linear correlation was observed between the two, and it was confirmed that highly reliable roll gap measurement was possible according to the present invention.
Furthermore, as a result of performing leveling control so that the difference between the left and right roll gaps becomes zero for a total of eight rollings under the same operating conditions, the rolling mill exit side meandering amount yc is 1/3 or less compared to the case without control. It was confirmed that it is effective for meandering control.
1a,1b ワークロール
2a,2b バックアップロール
3a,3b,4a,4b ロールチョック
5 渦流式距離センサ
6 スリップリング機構
7 凹部
8 センサボックス
9 リード線
10a,10b ロール胴部
11a,11b ロールネック部
60 集電リング
61 ブラシ
S 被圧延材
A ロールギャップ測定装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上下ワークロールのうちの上ワークロールの外周部に、バックアップロール及び被圧延材と干渉しないように設けられる渦流式距離センサと、該渦流式距離センサへの電力供給及び渦流式距離センサの測定信号の取り出しを行うためのスリップリング機構とを備え、
前記渦流式距離センサを上ワークロールの外周面に形成された凹部内に配置し、
前記スリップリング機構は、上ワークロールのロール胴部の端面に同心円状に設けられる複数の集電リングと、該集電リングに各々摺動接触する固定側の複数のブラシを備え、前記集電リングは、ロール本体と絶縁体で絶縁されるとともに、ロール内部に配置されるリード線で渦流式距離センサと電気的に接続され、前記ブラシは、ロールチョックまたは圧延機ハウジングに支持されるとともに、ロールチョックまたは圧延機ハウジングに支持されたセンサボックスが備える電源用のバッテリーと電力供給用のリード線で電気的に接続され、且つ前記センサボックスが備える無線ユニットと測定信号伝送用のリード線で電気的に接続されていることを特徴とする圧延機ワークロールのロールギャップ測定装置。 A roll gap measuring device for a work roll in a hot finish rolling mill for producing a hot-rolled steel strip,
An eddy current distance sensor provided on the outer periphery of the upper work roll of the upper and lower work rolls so as not to interfere with the backup roll and the material to be rolled, power supply to the eddy current distance sensor, and measurement signal of the eddy current distance sensor A slip ring mechanism for taking out
The eddy current type distance sensor is disposed in a recess formed on the outer peripheral surface of the upper work roll,
The slip ring mechanism includes a plurality of current collecting rings provided concentrically on an end surface of a roll body portion of an upper work roll, and a plurality of stationary brushes that are in sliding contact with the current collecting rings, respectively. The ring is insulated from the roll body by an insulator, and is electrically connected to the eddy current distance sensor by a lead wire disposed inside the roll. The brush is supported by the roll chock or the rolling mill housing, and the roll chock Alternatively, a power supply battery provided in a sensor box supported by the rolling mill housing is electrically connected to a power supply lead wire, and a wireless unit provided in the sensor box is electrically connected to a measurement signal transmission lead wire. roll gap measuring device of the rolling mill work rolls, characterized in that it is connected.
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