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金屬板材的軋制方法以及軋制裝置的制作方法

文檔序號:3206655閱讀:319來源:國知局
專利名稱:金屬板材的軋制方法以及軋制裝置的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及金屬板材的軋制方法以及軋制裝置,特別是,涉及可以制造沒有彎曲(彎度),或者彎曲極其輕微的金屬板材的金屬板材軋制方法以及軋制裝置。
背景技術
在金屬板材的軋制工序中,將軋制板材以沒有彎曲即沒有左右曲彎的狀態(tài)進行軋制,不僅是為了避免軋制材料的平面形狀不良和尺寸精度不良,為了避免扭擺前進和尾部障礙(尻絞り)這樣的走板(通板)故障也是很重要的。再者,在本發(fā)明中,為了使敘述簡單,對作為以軋制方向為正面時的左右的壓軋機的作業(yè)側以及驅動側有時也稱為左右。
對于這樣的問題,在特開平4-305304號公報中公開了如下的技術,即在壓軋機的入側以及出側,配備測定軋制材料的寬度方向位置的裝置,根據該測定值演算軋制材料的彎曲,并調整配備在壓軋機入側的軋邊輥的位置以修正該彎曲的彎曲控制技術。
另外,在特開平7-214131號公報中公開了如下的技術,即根據配備在壓軋機入側以及出側的軋邊輥的載荷的左右差,控制該壓軋機的軋輥開度的左右差、即下壓調平的彎曲控制技術。
另外,在特開2001-105013號公報中公開了如下的技術,即分析軋制載荷的左右差的實測值,然后控制軋輥開度的左右差,即下壓調平,或者控制側導軌的位置的彎曲控制技術。
另外,在特開平8-323411號公報中公開了如下的方法,即用入側的軋邊輥和側導軌,以及出側側導軌約束軋制材料,從而進行彎曲控制的方法。
但是,在上述的特開平4-305304號公報所記載的、涉及由軋制材料的寬度方向位置測定實現(xiàn)的彎曲控制技術的發(fā)明中,修正已經產生的彎曲是其根本做法,將彎曲的產生防患于未然實際上是不可能的。
在特開平7-214131號公報所記載的、涉及以壓軋機入出側的軋邊輥載荷左右差為基礎的彎曲控制技術的發(fā)明中,當在入側的軋制材料上已經存在彎曲的情況下,這便成為入側的軋邊輥載荷差的外因干擾,從而很難得到較高的控制精度。另外,為了避免軋制材料前端沖撞軋邊輥的情況,出側的軋邊輥在軋制材料前端通板時必須預先退避,很難從軋制材料前端實施彎曲控制。
另外,在特開2001-105013號公報所記載的、涉及由軋制載荷左右差實現(xiàn)的彎曲控制的發(fā)明中,在軋制材料的入側板厚在板寬方向上不均勻,或軋制材料的溫度分布在板寬方向上不均勻的情況下,從軋制載荷的左右差推定彎曲的方法精度極差,很不實用。
在特開平8-323411號公報所記載的、涉及由入側軋邊輥、入側側導軌以及出側側導軌實現(xiàn)的彎曲控制的發(fā)明中,如果出側側導軌能夠完全約束出側軋制材料,則可以使出側彎曲為零,但為了順利地實施軋制操作,必須預先使出側側導軌寬于軋制材料板寬,因而就會以該寬裕量在軋制材料上產生了彎曲。
可以說上述這些以往技術的問題,最終是由于沒有高精度并且無延遲地測定、控制因種種原因產生的彎曲的方法而引起的。

發(fā)明內容
于是,本發(fā)明的目的在于有利地解決涉及以上的彎曲控制的以往技術的問題點,同時提供能夠不依賴于軋制根數(shù)地、穩(wěn)定地制造恒定地沒有彎曲或彎曲極輕微的金屬板材的金屬板材的軋制方法以及軋制裝置。
用于解決實施那樣的以往技術的問題點的本發(fā)明的宗旨如下。
(1)一種金屬板材的軋制方法,它是利用至少具有作業(yè)軋輥和加強軋輥的金屬板材的壓軋機進行的金屬板材軋制方法,其特征在于,測定作用于前述作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座(ロ一ルチヨツク)的軋制方向的力,演算該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異,并根據該差異,控制壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分。
(2)如(1)所述的金屬板材的軋制方法,其特征在于,進而,測定被軋制材料的彎曲,并根據該彎曲,學習該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的控制目標值。
(3)一種金屬板材的軋制裝置,它是包括至少具有作業(yè)軋輥和加強軋輥的金屬板材的壓軋機的軋制裝置,其特征在于,在前述作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向入側和出側雙方,具備用于測定作用于該作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向的力的載荷檢測裝置。
(4)如(3)所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,在前述作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向入側、出側的任意一方,具有用于沿著軋制方向推壓該作業(yè)軋輥軸承座的裝置。
(5)如(4)所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,用于沿著軋制方向推壓前述作業(yè)軋輥軸承座的裝置是液壓裝置。
(6)如(4)或(5)所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,在前述作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向入側和出側中,在與以加強軋輥為基準而偏置有前述作業(yè)軋輥的一側相反的一側,具備用于沿著軋制方向推壓前述作業(yè)軋輥軸承座的裝置。
(7)如(3)至(6)的任意一項所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,進而,具備根據由前述載荷檢測裝置得到的測定值演算作用于前述作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算裝置,根據該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算值演算前述壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算裝置,和根據該軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算值控制前述壓軋機的軋輥開度的控制裝置。
(8)如(3)~(6)的任意一項所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,進而,具備測定被軋制材料的彎曲的彎曲測定裝置。
(9)如(3)~(6)的任意一項所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,進而,具備根據由前述載荷檢測裝置得到的測定值演算作用于該作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算裝置,根據該演算值演算前述壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算裝置,根據該軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算值控制前述壓軋機的軋輥開度的控制裝置,測定被軋制材料的彎曲的彎曲測定裝置,和根據由該彎曲測定裝置得到的彎曲測定值學習該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的控制目標值的演算裝置。


圖1是示意性地展示有關(1)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制方法的軋制裝置、或者(7)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖2是示意性地展示有關(1)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制方法的軋制裝置或者(7)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖3是示意性地展示(3)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖4是示意性地展示(3)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖5是示意性地展示(4)或(5)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖6是示意性地展示(6)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖7是示意性地展示(6)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖8是示意性地展示有關(2)所記載的本發(fā)明的軋制方法的軋制裝置或者(9)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖9是示意性地展示有關(2)所記載的本發(fā)明的軋制方法的軋制裝置或者(9)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)的圖。
圖10是展示了由軋輥的磨損等導致的軋制方向力左右差和彎曲量的關系的變化的圖。
具體實施例方式
以下,說明發(fā)明的實施形態(tài)。
一般,作為因板材的軋制而產生彎曲的原因,可以列舉軋輥間隙設定不良、被軋制材料的入側板厚左右差或者變形阻力左右差等,但無論在任何一種原因的情況下,最終,由于在因軋制而產生的軋制方向的延伸變形上產生左右差,因此前滑率以及后退率在板寬方向上變化,在軋制材料的出側速度以及入側速度上產生左右差,并產生彎曲。這時,例如容易產生彎曲的軋制材料前端部軋制時,由于已經結束了軋制的出側的軋制材料長度較短,因此在比較自由的狀態(tài)下在出側速度上產生左右差,但為了在入側速度上產生左右差,存在于入側的軋制材料整體必須在水平面內剛性旋轉。但是,前端部軋制時,由于一般在入側殘留有較長的未軋制材料,因此由軋制材料自身的重量和輥道的摩擦,產生抵抗上述剛性旋轉的力矩。該力矩,由于作為反作用力傳遞給壓軋機的作業(yè)軋輥,因此會在作用于作業(yè)軋輥軸承座部的軋制方向力上產生左右差,從而最終被支撐。
根據(1)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制方法,由于測定作用于作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向的力,然后演算作業(yè)側的軋制方向力和驅動側的軋制方向力的差異,即軋制方向力左右差,因此從該值可以檢測上述前端部軋制時的主要由入側軋制材料作用的力矩。該力矩,如上述那樣僅在產生了成為出現(xiàn)彎曲的原因的延伸變形的左右差時產生,并且由于在延伸變形產生的大致同時該力矩也產生,因此通過向縮小上述軋制方向力左右差的方向,操作該壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分,即下壓調平,便可以將彎曲的產生防患于未然。
上述的原理,在僅次于軋制材料前端部軋制時的易產生彎曲的軋制材料尾端部軋制時也同樣,尾端部軋制時,由于已經結束了軋制的出側的軋制材料長度較長,因此在要產生延伸變形以及前滑率的左右差時,主要從出側軋制材料產生抵抗它的力矩,由于該力矩作為反作用力被傳遞給作業(yè)軋輥,因此在該情況下也同樣,通過測定·演算作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的左右差,就能夠檢測出延伸變形的左右差的產生,通過向縮小該軋制方向力左右差的方向,操作該壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分,即下壓調平,便可以將尾端部的彎曲的產生防患于未然。
如以上說明那樣,在(1)所記載的本發(fā)明的方法中,由于檢測·測定由成為產生彎曲的直接原因的軋制引起的延伸變形的左右差,并直接實施用于將其均勻化的下壓調平操作,因此可以實現(xiàn)實際上沒有彎曲產生、或彎曲極輕微的軋制。
如(1)所記載那樣,通過如下的方法,即測定作用于作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座上的軋制方向的力,然后演算作業(yè)側的軋制方向力和驅動側的軋制方向力的差異,即軋制方向力左右差,并向著縮小該軋制方向力左右差的方向操作該壓軋機的下壓調平的軋制方法,便可實現(xiàn)實際上沒有彎曲產生的軋制。
但是,在上述方法中,在因軋輥的磨損而產生了軋輥直徑的左右差或者摩擦系數(shù)的左右差等的情況下,由于軋制方向力左右差有可能因此而偏移,故存在即便向著縮小軋制方向力左右差的方向操作下壓調平,也不能充分防止彎曲的產生的懸念。
于是,在(2)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制方法中,提出了如下的方案,即為了消除上述的懸念,測定作用于作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向的力,演算該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異,根據該差異,即軋制方向力左右差,在實施下壓調平控制時,設定軋制方向力左右差的控制目標值,并以成為該控制目標值的方式實施下壓調平控制。并且,該控制目標值,通常設為零,但測定軋制后或軋制中的被軋制材料的彎曲,并根據該彎曲實際值,學習該控制目標值的軋制方法。通過像這樣根據軋制后的彎曲實際值學習控制目標值,并對該工步(パス)、下一個工步或者下一個材料的軋制設定該學習的控制目標值,從而修正因軋輥的磨損等而產生的軋制方向力左右差的偏移,并可進行由成為產生彎曲的直接原因的軋制引起的延伸變形的左右差的正確的檢測·測定,通過實施用于將其均勻化的下壓調平操作,便可實現(xiàn)實際上沒有彎曲發(fā)生,或者彎曲極輕微的軋制。
其次,對有關用于實施(1)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制方法的軋制裝置的本發(fā)明進行說明。
在(3)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,由于在作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向入側和出側的雙方具備載荷檢測裝置,因此通過考慮入·出側雙方的載荷測定值的方向性來演算合力,無論力作用于入·出側任何方向,都可以求得作用于作業(yè)側以及驅動側各自的軋輥軸承座的軋制方向力。進而,通過演算這些作用于作業(yè)側軋輥軸承座的軋制方向力和作用于驅動側軋輥軸承座的軋制方向力的差異,便可實施(1)所記載的金屬板材的軋制方法。
在(4)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,在作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向入側、出側的任意一方,具有用于將作業(yè)軋輥軸承座推向軋制方向的裝置。通過設為這樣的裝置構成,當在將作業(yè)軋輥軸承座沿軋制方向推壓的狀態(tài)下進行軋制時,如前述那樣在由于延伸變形的左右差而使力矩從軋制材料作用于作業(yè)軋輥之際,可以直接作為作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力左右差檢測,因此可使其成為應答性以及精度更良好的彎曲控制系統(tǒng)。
在(5)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,用于將作業(yè)軋輥軸承座推向軋制方向的裝置是液壓裝置。通過用液壓裝置推壓作業(yè)軋輥軸承座,可以將該推力控制得較低達到在軋制操作中沒有障礙的程度,并且還能夠將其控制得較高達到減輕作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向的振動從而可使軸承座位置穩(wěn)定化的程度。
進而在(6)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,在作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向入側和出側中,與以加強軋輥為基準偏置作業(yè)軋輥的一側相反的一側,具備用于將該作業(yè)軋輥軸承座沿軋制方向推壓的裝置。通過這樣配置,因作業(yè)軋輥偏置而作為軋制載荷的水平方向分力而產生的偏置分力,與在前述裝置中使其起作用的推力向相同的方向起作用,因此為了使該作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向位置穩(wěn)定而應該付與的推力變小,可以將推壓裝置小型化。如果相對于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向推力過大,則在相對于由板厚控制功能等給予的軋制中的壓下位置控制的追隨性上有可能發(fā)生問題,但通過將由該軋制方向推壓裝置作用的推力抑制為較小,可以避免發(fā)生這樣的問題。
在(7)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,除了(3)至(6)的任意1項所記載的金屬板材的軋制裝置以外,還具備演算作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算裝置,因此可以檢測由成為彎曲的原因的軋制方向的延伸變形的左右差引起的、從軋制材料作用于作業(yè)軋輥的力矩。進而,由于配備了根據作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的左右差,演算用于將延伸變形左右均等化的壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算裝置,和根據該軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算值,控制該壓軋機的軋輥開度的控制裝置,因此可以將延伸變形的左右差的產生防患于未然,并可以軋制沒有彎曲、或彎曲極輕微的金屬板材。
其次,對有關用于實施(2)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制方法的軋制裝置的本發(fā)明進行說明。
在(8)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,與(3)記載的本發(fā)明的軋制裝置同樣地,在作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向入側和出側這雙方具備載荷檢測裝置,因此通過考慮入·出側雙方的載荷測定值的方向性而演算合力,無論力作用于入·出側任何方向,也可以求得作用于作業(yè)側以及驅動側各自的軋輥軸承座的軋制方向力,并可演算作用于這些作業(yè)側軋輥軸承座的軋制方向力和作用于驅動側軋輥軸承座的軋制方向力的差異。進而,由于具備了彎曲測定裝置,因此可以進行以軋制后的被軋制材料的彎曲實際為基礎的控制目標值的學習。再者,(8)所記載的軋制裝置,與(4)~(6)記載的軋制裝置同樣地,是可以具備將軋輥軸承座推向軋制方向的裝置的。
在(9)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置中,除了(8)所記載的軋制裝置以外,還具備演算作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算裝置,因此可以檢測由成為彎曲的原因的軋制方向的延伸變形的左右差引起的、從軋制材料作用于作業(yè)軋輥的力矩,由于具備根據被軋制材料的彎曲的測定值,學習該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的控制目標值的演算裝置,因此即便在由于軋輥磨損等而使得作用于該作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的差異偏移了的情況下,也可以通過以彎曲實際值為基礎的學習修正該偏移的量,并演算適當?shù)目刂颇繕酥怠_M而,由于配備了根據作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的差異以及該控制目標值,演算用于將延伸變形左右均等化的壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算裝置,和根據該軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算值控制該壓軋機的軋輥開度的控制裝置,因此可以將延伸變形的左右差的產生防患于未然,并可以軋制沒有彎曲、或者彎曲極輕微的金屬板材。再者,(9)所記載的軋制裝置,與(4)~(6)所記載的軋制裝置同樣地,是可以具備將軋輥軸承推向軋制方向的裝置的。
其次,參照附圖,進一步具體地說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
在圖1中,展示了有關(1)所記載的本發(fā)明的軋制方法的軋制裝置或(7)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)。
壓軋機,具備被支撐在上作業(yè)軋輥軸承座5上的上作業(yè)軋輥1、被支撐在加強上作業(yè)軋輥1的上加強軋輥軸承座5上的上加強軋輥3、被支撐在下作業(yè)軋輥軸承座6上的下作業(yè)軋輥2、和被支撐在加強下作業(yè)軋輥2的下加強軋輥軸承座7上的下加強軋輥4,并具備下壓裝置13。再者,金屬板材21,沿著軋制方向22被軋制。
再者,在圖1中,雖然基本上只圖示了作業(yè)側的裝置構成,但驅動側也具備同樣的裝置。
作用于壓軋機的上作業(yè)軋輥1的軋制方向力,基本上由上作業(yè)軋輥軸承座5支撐,而在上作業(yè)軋輥軸承座5上配備有上作業(yè)軋輥軸承座出側載荷檢測裝置9和上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10,通過這些載荷檢測裝置9、10,可測定作用于將上作業(yè)軋輥軸承座5向軋制方向固定的凸出塊(プロジエクトブロツク)(圖未示)等部件和上作業(yè)軋輥軸承座5之間的力。這些載荷檢測裝置9、10,通常設為測定壓縮力的結構,由于這樣使裝置構成簡單,因此很理想。在上作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置14中,演算由上作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置9和上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10得到的測定結果的差異,并演算作用于上作業(yè)軋輥軸承座5的軋制方向力。進而,對于作用于下作業(yè)軋輥2的軋制方向力,也根據配備在下作業(yè)軋輥軸承座6的出側以及入側的下作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置11以及下作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置12的測定值,由下作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置15,演算作用于下作業(yè)軋輥軸承座6的軋制方向力。
其次,在作業(yè)軋輥軋制方向合力演算裝置16中,取得上作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置14的演算結果和下作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置15的演算結果的和,并演算出作用于上下作業(yè)軋輥的軋制方向合力。上述那樣的過程,不只是作業(yè)側,驅動側也用完全相同的裝置構成實施演算,其結果作為驅動側的作業(yè)軋輥軋制方向合力17而取得。然后,通過作業(yè)側-驅動側軋制方向力差演算裝置18,計算作業(yè)側的演算結果和驅動側的演算結果的差異,并由此計算作用于作業(yè)軋輥軸承座上的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異。
其次,根據該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算結果,在下壓調平控制量演算裝置19中,將作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異設為適當?shù)哪繕酥?,演算用于防止彎曲的壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量。在此,根據前述軋制方向力的左右差,例如,通過考慮了比率(P)增益、積分(I)增益、微分(D)增益的PID演算來演算控制量。然后,根據該控制量演算結果,通過下壓調平控制裝置20控制壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分,由此可以實現(xiàn)沒有彎曲發(fā)生,或者彎曲極輕微的軋制。
可是,在上述裝置構成中,直到得到作業(yè)側-驅動側軋制方向力差演算裝置18的演算結果為止,基本上只是將作業(yè)側和驅動側合在一起共8個載荷檢測裝置的輸出的加減演算,因此即便任意地變更上述裝置構成以及演算的順序也無妨。例如,也可以先將上下的出側載荷檢測裝置的輸出相加,接著演算其與入側的相加結果的差異,最后演算作業(yè)側和驅動側的差異,還可以最初演算各個位置的載荷檢測裝置的輸出的作業(yè)側和驅動側的差異,然后將上下合計,最后演算入側和出側的差異。
在圖2中,展示了有關(1)所記載的本發(fā)明的軋制方法的軋制裝置或(7)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖2的實施形態(tài)中,與圖1的實施形態(tài)相比,省略了作用于下作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的檢測裝置以及演算裝置。一般因延伸變形的左右差而從軋制材料作用于作業(yè)軋輥的力矩,不一定均等地作用于上下作業(yè)軋輥,這時對于系列變化舉動,在上下作業(yè)軋輥上不會出現(xiàn)傾向逆轉的情況。因而,通過在下壓調平控制量演算裝置19中設定適當?shù)目刂圃鲆?,可以實現(xiàn)以作用于上下任意一方的作業(yè)軋輥的軋制方向力的左右差為基礎的良好的彎曲控制。
另外,在圖1、圖2的實施形態(tài)中,雖然軋輥開度的左右非對稱成分是直接的控制參數(shù),但在調質軋制那樣的極輕下壓軋制的情況下,將軋制載荷作為目標值實行軋制操作的情況很多。在這種情況下,作為控制目標值也可以演算軋制載荷的左右差來給出。即,變?yōu)楦鶕饔糜谧鳂I(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的左右差,向將其消除的方向演算軋制載荷的左右差的控制量,并通過將其作為目標值實施軋制載荷控制,最終控制軋輥開度的左右非對稱成分。
在圖3中,展示了(3)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖3的軋制裝置中,由內置于固定在殼體23上的凸出塊24、25的軋輥平衡裝置(圖未示)沿著垂直方向支撐作業(yè)軋輥軸承座。再者,軋制裝置在下壓裝置13和上加強軋輥之間具備軋制載荷檢測裝置26。并且,為了測定作用于上作業(yè)軋輥軸承座5的軋制方向的力,在出側凸出塊24和上作業(yè)軋輥軸承座5之間配備有上作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置9,在入側凸出塊25和上作業(yè)軋輥軸承座5之間配備有上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10。另外,為了測定作用于下作業(yè)軋輥軸承座6的軋制方向的力,在出側凸出塊24和下作業(yè)軋輥軸承座6之間配備有下作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置11,在入側凸出塊25和下作業(yè)軋輥軸承座6之間配備有下作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置12。這樣,通過在入側、出側雙方配備載荷檢測裝置,無論力沿著軋制方向的任何方向作用于作業(yè)軋輥軸承座,都可以正確地測定該力的大小。
在圖4中,展示了(3)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖4的軋制裝置中,上加強軋輥軸承座7是將上作業(yè)軋輥軸承座5包在里面的形式,在該情況下,為了測定作用于上作業(yè)軋輥軸承座5的軋制方向力,在上作業(yè)軋輥軸承座5和上加強軋輥軸承座7之間配備有上作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置9以及上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10。這時,通過在作業(yè)軋輥軸承座的入側、出側雙方配備載荷檢測裝置,無論力沿著軋制方向的任何方向作用于作業(yè)軋輥軸承座,都可以正確地測定該力的大小。
在圖5中,展示了(4)或(5)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖5的金屬板材的軋制裝置中,在上作業(yè)軋輥軸承座5的入側與上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10相鄰地具有入側作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置27,用規(guī)定的推壓力將作業(yè)軋輥軸承座5從入側向出側推壓。通過設為這樣的構成,可以使上作業(yè)軋輥軸承座5的軋制方向位置穩(wěn)定,同時可以提高作用于上作業(yè)軋輥軸承座5的軋制方向力的測定的應答性以及精度。再者,在圖5的軋制裝置中,入側作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置27是液壓裝置,通過設為這樣的構成,即便在像軋制材料咬入時那樣作業(yè)軋輥軸承座沿著軋制方向瞬間地振動的情況下,也可以使穩(wěn)定的推力起作用,從而使作業(yè)軋輥軸承座的動作穩(wěn)定。
在圖6中,展示了(6)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖6的金屬板材的軋制裝置中,上作業(yè)軋輥向出側方向偏置△x,在上作業(yè)軋輥軸承座5的入側配備入側作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置27。通過設為這樣的配置,由于從上加強軋輥3作用于上作業(yè)軋輥1的偏置力沿著將上作業(yè)軋輥軸承座5向出側推壓的方向起作用,因此可以減輕入側作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置27的力,可制成小型并且便宜的設備。另外,由于同時可以減輕夾持上作業(yè)軋輥軸承座5的力,因此還可以將其他的控制的外擾因素控制得較小。再者,在圖6的金屬板材的軋制裝置中,雖然省略了上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10,但這是通過配備測定提供給作為液壓裝置的圖6的入側作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置27的液壓缸的工作油的壓力的傳感器(圖未示),將液壓裝置代用作載荷檢測裝置的例子。
在圖7中,展示了(6)所記載的本發(fā)明的金屬板材的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖7的金屬板材的軋制裝置中,除了圖6的實施形態(tài)以外,在上作業(yè)軋輥軸承座的出側配備了出側作業(yè)軋輥軸承座位置控制裝置28。該出側作業(yè)軋輥軸承座位置控制裝置28也是液壓裝置,在圖6的軋制裝置中,形式上用入側以及出側的液壓缸夾住上作業(yè)軋輥軸承座5,在使用出側作業(yè)軋輥軸承座位置控制裝置28的情況下,配備出側作業(yè)軋輥軸承座位置檢測裝置29來進行位置控制,成為軸承座的夾持力由入側作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置付與的結構。通過設為這樣的結構,便可以付與能夠調整作業(yè)軋輥的偏置量、或者與加強軋輥之間的微小交角等的附加的控制能力。
可是,在圖5、6、7的實施形態(tài)中,雖然展示了在壓軋機入側配備作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置的例子,但相反將其配備在出側也無妨。只是,必須維持與圖6、7的作業(yè)軋輥偏置的相對的位置關系。
另外,在圖5、6、7的實施形態(tài)中,只展示了上作業(yè)軋輥軸承座附近的實施形態(tài),但適用于下作業(yè)軋輥軸承座的情況的實施形態(tài)也基本相同。
其次在圖8中,展示了有關(2)所記載的本發(fā)明的軋制方法的軋制裝置或(9)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的優(yōu)選的實施形態(tài)。再者,雖然圖8基本上只展示了作業(yè)側的裝置構成,但驅動側也存在同樣的裝置。作用于壓軋機的上作業(yè)軋輥1的軋制方向力,基本上被上作業(yè)軋輥軸承座5支撐,但在上作業(yè)軋輥軸承座上配備有上作業(yè)軋輥軸承座出側載荷檢測裝置9和上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10,可測定作用于將上作業(yè)軋輥軸承座沿軋制方向固定的凸出塊(圖未示)等部件和上作業(yè)軋輥軸承座之間的力。為了使裝置構成簡單,優(yōu)選這些載荷檢測裝置通常設為測定壓縮力的結構。在上作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置14中,演算由上作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置9和上作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置10得到的測定結果的差異,演算作用于上作業(yè)軋輥軸承座5的軋制方向力。進而,對于作用于下作業(yè)軋輥2的軋制方向力,根據配備在下作業(yè)軋輥軸承座6的出側以及入側的下作業(yè)軋輥出側載荷檢測裝置11以及下作業(yè)軋輥入側載荷檢測裝置12的測定值,由下作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置15,演算作用于下作業(yè)軋輥軸承座6的軋制方向力。其次,在下作業(yè)軋輥軋制方向合力演算裝置16中,取得上作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置14的演算結果和下作業(yè)軋輥軋制方向力演算裝置15的演算結果的和,并演算作用于上下作業(yè)軋輥的軋制方向合力。實施的過程,不只是作業(yè)側,驅動側也用完全相同的裝置構成實施演算,其結果作為驅動側的作業(yè)軋輥軋制方向合力17而得到。然后,通過作業(yè)側-驅動側軋制方向力差演算裝置18計算作業(yè)側的演算結果和驅動側的演算結果的差異,并由此計算作用于作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異,即軋制方向力左右差。
其次,在控制目標值演算裝置31中,演算軋制方向力左右差的控制目標值,對該演算方法進行說明。通常,軋制方向力左右差的控制目標值是零,通過以軋制方向力左右差成為該控制目標值的方式控制壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分,可以防止彎曲產生。但是,在因軋輥的磨損等而產生了軋輥直徑的左右差或者摩擦系數(shù)的左右差的情況下,軋制方向力左右差很可能因此而偏移,這時,控制目標值不是零,而必須變更為適當?shù)闹?。圖10,是展示了由軋輥的磨損等導致的軋制方向力左右差和彎曲量的關系的變化的圖。如圖10所示,軋制方向力左右差和彎曲量的關系直線A,因軋輥的磨損等而像關系直線B那樣大致平行地位移。這時,為了使彎曲量為零,必須將控制目標值A’變更為控制目標值B’。另外,這樣的軋制方向力左右差和彎曲量的關系直線的位移以及控制目標值的變更,通過測定軋制中或軋制后的彎曲量可以很容易地判斷。即,如果如圖10所示那樣以成為控制目標值A’的方式實施了控制的結果,彎曲實際值設為不是零,而是彎曲實際值C,則軋制方向力左右差和彎曲量的關系,可以認為是偏移為如直線B那樣,因此只要在該工步、下一個工步或下一個材料的軋制中變更為控制目標值B’即可。另外,由于該軋輥磨損引起的軋制方向力左右差的偏移,有可能隨著軋制根數(shù)增加而變化,因此必須一直學習并變更控制目標值。再者,圖中的αA、以及αB,分別是軋制方向力左右差和彎曲量的關系直線A以及B的傾斜,是由壓軋機的尺寸、軋制條件以及軋制材料的變形阻力等決定的定數(shù)。在這些傾斜因軋輥磨損等而變化的情況下,必須通過預備實驗等預先辨別。只是,雖然因軋制條件以及軋制材質而變化,但只要條件一致,則一次近似的αA以及αB大致相等,也可設為αA=αB(=α)。但是,由于存在根據軋制條件經時地變化的情況,因此也可以定期地測定αB的值。
于是在本發(fā)明中,通過以下的方法,進行軋制方向力左右差的控制目標值的學習。如圖8所示,在壓軋機的后面具備彎曲測定裝置30,可以進行軋制中或軋制后的被軋制材料的彎曲的測定,測定的彎曲量的值,被傳送給控制目標值演算裝置31。在控制目標值演算裝置31,根據該彎曲量的測定值,用上述說明的方法,在該工步、下一個工步或下一個材料的軋制中演算控制目標值。該控制目標值,必須隨著軋制根數(shù)增加而學習并變更,因此例如,只要用下述數(shù)式(1)每個工步或每根軋制材料地學習即可。
C(n)=Cr(n-1)*γ+C(n-1)*(1-γ)………(1)其中,C(n)是第n個工步或第n根軋制材料的控制目標值,Cr(n)是根據第n個工步或第n根軋制材料的彎曲實際值修正的控制目標值,γ是學習增益(0~1.0)。
根據按以上的方式演算的該控制目標值和該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算結果,在下壓調平控制量演算裝置19中,演算用于防止彎曲的壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量。再者,在沒有實測軋制初次的彎曲量的階段,控制目標值,只要設定例如輕觸軋輥(キスロ一ル)鎖住時產生的軋制方向力左右差的值或零即可。另外,在此相對于前述軋制方向力的左右差以及通過數(shù)式(1)求得的控制目標值,利用考慮了例如比例(P)增益、積分(I)增益、微分(D)增益的PID演算來演算軋輥開度的左右非對稱成分控制量。然后根據該控制量演算結果,通過由下壓調平控制裝置20控制壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分,可以實現(xiàn)沒有彎曲產生、或者彎曲極輕微的軋制。再者,在該工步中,當變更控制目標值時,只要在實測了彎曲量的階段在軋制中動態(tài)地變更控制目標值即可。
在圖9中,展示了有關(2)所記載的本發(fā)明的軋制方法的軋制裝置或(9)所記載的本發(fā)明的軋制裝置的其他的優(yōu)選的實施形態(tài)。在圖9的實施形態(tài)中,與圖8的實施形態(tài)相比,省略了作用于下作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的檢測裝置以及演算裝置。一般因延伸變形的左右差而從軋制材料作用于作業(yè)軋輥的力矩,不一定均等地作用于上下作業(yè)軋輥,這時對于系列變化舉動,雖然在上下作業(yè)軋輥上沒有傾向逆轉的情況,但軋制方向力左右差的零點有可能偏移。這時通過測定軋制中或軋制后的被軋制材料的彎曲,并根據改彎曲實際值,對該工步、下一個工步或者下一個材料的軋制設定學習的控制目標值的方式,也可以修正軋制方向力左右差的偏移,因此可以實現(xiàn)以作用于上下任何一方的作業(yè)軋輥的軋制方向力的左右差為基礎的良好的彎曲控制。
可是,在圖8、圖9的實施形態(tài)中,與在圖5、6、7的實施形態(tài)中說明的實施形態(tài)同樣地,也可以在壓軋機入側配備作業(yè)軋輥軸承座推壓裝置,相反將其配備在出側也無妨。只是,必須維持與圖6、7的作業(yè)軋輥偏置的相對的位置關系。
另外,同樣地也可以將圖5、6、7的實施形態(tài)適用于下作業(yè)軋輥軸承座。
實施例用圖8所示的壓軋機,對適用了本發(fā)明的(2)所記載的板材軋制方法時的實施例進行說明。將以壓軋機后面的彎曲測定裝置30的輸出為基礎的軋制方向力左右差的控制目標值的學習設為學習增益γ0.3,將初期的控制目標值設為零來實施。再者,表示軋制方向力左右差和彎曲量的關系直線的傾斜的定數(shù)α,按照軋制條件以及每個軋制材料材質設定0.5~20tonf/(mm/m)的范圍的定數(shù)。
在表1中,展示了相對于代表的軋制根數(shù)的軋制方向力左右差的控制目標值以及彎曲的實測值。如表1所示,可知每1m的彎曲實測值,無論在任何代表軋制根數(shù)中,都被抑制在0.15mm/m或其以下這樣較小的值。另外,可知隨著軋制根數(shù)增加,軋制方向力左右差的控制目標值,因以彎曲實測值為基礎的學習而變化。這樣的控制目標值的變化,被認為是由加強軋輥、作業(yè)軋輥的磨損等引起的,在像本發(fā)明的板材軋制方法這樣沒有進行控制目標值的學習的方法中,由于包含這些誤差原因實施控制,因此與本發(fā)明的方法相比,可以預想到彎曲會變大。
(表1) 如以上所示,可以確認以下的情況,即如本發(fā)明的板材軋制方法那樣通過根據軋制后的彎曲實際值,學習控制目標值,并對下一個工步的軋制設定該學習的控制目標值的方式,可以修正軋制方向力左右差的偏移,并可以正確地檢測·測定由成為彎曲產生的直接原因的軋制導致的延伸變形的左右差,通過實施用于將其均勻化的下壓調平操作,便可以不依存于軋制根數(shù)地恒定地實現(xiàn)彎曲極輕微的軋制。
工業(yè)上的可利用性通過采用本發(fā)明的金屬板材的軋制方法以及軋制裝置,可以穩(wěn)定,并且不依存于軋制根數(shù)地恒定地制造沒有彎曲,或彎曲極輕微的金屬板材,并可以實現(xiàn)金屬板材的軋制工序的生產性以及合格率的大幅度的提高。
權利要求
1.一種金屬板材的軋制方法,它是利用至少具有作業(yè)軋輥和加強軋輥的金屬板材的壓軋機進行的金屬板材的軋制方法,其特征在于,測定作用于前述作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向的力,演算該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異,并根據該差異,控制壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分。
2.如權利要求1所述的金屬板材的軋制方法,其特征在于,進而,測定被軋制材料的彎曲,并根據該彎曲,學習該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的控制目標值。
3.一種金屬板材的軋制裝置,它是包括至少具有作業(yè)軋輥和加強軋輥的金屬板材的壓軋機的軋制裝置,其特征在于,在前述作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向入側和出側雙方,具備用于測定作用于該作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向的力的載荷檢測裝置。
4.如權利要求3所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,在前述作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向入側、出側的任意一方,具有用于沿著軋制方向推壓該作業(yè)軋輥軸承座的裝置。
5.如權利要求4所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,用于沿著軋制方向推壓前述作業(yè)軋輥軸承座的裝置是液壓裝置。
6.如權利要求4或權利要求5所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,在前述作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向入側和出側中,在與以加強軋輥為基準而將前述作業(yè)軋輥偏置的一側相反的一側,具備用于沿著軋制方向推壓前述作業(yè)軋輥軸承座的裝置。
7.如權利要求3至權利要求6的任意一項所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,進而,具備根據由前述載荷檢測裝置得到的測定值演算作用于前述作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算裝置,根據該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算值演算前述壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算裝置,和根據該軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算值控制前述壓軋機的軋輥開度的控制裝置。
8.如權利要求3~6的任意一項所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,進而,具備測定被軋制材料的彎曲的彎曲測定裝置。
9.如權利要求3~6的任意一項所述的金屬板材的軋制裝置,其特征在于,進而,具備根據由前述載荷檢測裝置得到的測定值演算作用于該作業(yè)軋輥軸承座的軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的演算裝置,根據該演算值演算前述壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算裝置,根據該軋輥開度的左右非對稱成分控制量的演算值控制前述壓軋機的軋輥開度的控制裝置,測定被軋制材料的彎曲的彎曲測定裝置,和根據由該彎曲測定裝置得到的彎曲測定值學習該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異的控制目標值的演算裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可以穩(wěn)定地制造沒有彎曲,或彎曲極輕微的金屬板材的金屬板材的軋制方法以及軋制裝置,是利用至少具有作業(yè)軋輥和加強軋輥的金屬板材的壓軋機進行的金屬板材的軋制方法以及其軋制裝置,測定作用于前述作業(yè)軋輥的作業(yè)側和驅動側的軋輥軸承座的軋制方向的力,演算該軋制方向力的作業(yè)側和驅動側的差異,并根據該差異,控制前述壓軋機的軋輥開度的左右非對稱成分。
文檔編號B21B37/30GK1761539SQ20048000750
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月12日 優(yōu)先權日2003年3月20日
發(fā)明者小川茂, 石井篤, 東田康宏, 久恒貴史 申請人:新日本制鐵株式會社
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