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発明の名称 クラスター圧延機におけるチャタリング検出方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−24922
公開日 平成8年(1996)1月30日
出願番号 特願平6−161011
出願日 平成6年(1994)7月13日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】田村 弘明 (外1名)
発明者 坂井 浩樹 / 富田 茂 / 田沢 徹 / 才田 誠四郎
要約 目的
ステンレス鋼薄板ストリップ等、特に良好な表面性状が要求される金属材料の、クラスター圧延機による冷間圧延において、チャタリング現象を、軽度のものまでオンラインにて高感度で検出する。

構成
クラスター圧延機による金属材料の冷間圧延において、ワークロールの周速および駆動ロールの周速を測定することにより、両ロール間のスリップを検知してチャタリングを検出する。また、ワークロールの周速および圧延材の速度を測定することにより、ワークロールと圧延材の間のスリップを検知してチャタリングを検出する。
特許請求の範囲
【請求項1】 ロールをクラスター状に多段配置したクラスター圧延機による金属材料の冷間圧延において、ワークロールの周速および駆動ロールの周速を測定することにより、両ロール間のスリップを検知することを特徴とするクラスター圧延機におけるチャタリング検出方法。
【請求項2】 ロールをクラスター状に多段配置したクラスター圧延機による金属材料の冷間圧延において、ワークロールの周速および圧延材の速度を測定することにより、ワークロールと圧延材の間のスリップを検知することを特徴とするクラスター圧延機におけるチャタリング検出方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クラスター圧延機で金属材料を冷間圧延する際の異常現象であり、圧延材の表面性状を劣化させるチャタリング現象を、オンラインで検出する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ステンレス鋼薄板ストリップ等を冷間圧延する際、ロールをクラスター状に多段配置したゼンジミア圧延機等のクラスター圧延機が主として使用される。このような冷間圧延において、チャタリングという異常現象により圧延材の表面にチャタマークと呼ばれる縮緬状の模様が発生することがある。チャタマークは微細な凹凸であり、製品の表面性状を損なうとともに、製品加工時の研磨負荷が増大するという問題もあり、その発生材は歩留まり落ちになる。
【0003】チャタリングの検出方法として、特開昭62−9709号公報には、冷間圧延機のハウジングに振動センサーを取付けて、圧延中の振動を測定することが記載されている。しかし、圧延機の駆動系の振動も検出するため、チャタリングの検出感度に問題がある。また特開昭62−13208号公報には、圧延材の板厚を測定し、その変動状況によりチャタリングを検出することが記載されている。しかし、現在実用化されている板厚測定手段の測定感度では検出不可能な程度のチャタリングでも、表面性状を著しく損なう場合があるので、ステンレス鋼板等を対象とする場合には採用することができない。
【0004】さらに、冷間圧延機の駆動ロールの回転および圧延材の速度を測定し、ロールと圧延材の間の異常スリップを検知して、チャタリング現象を検出することも知られている。しかし、図3あるいは図4に示すようなクラスター圧延機20においては、圧延材Sに接するワークロール21は駆動せず、駆動ロール22との摩擦力および圧延材Sとの摩擦力により回転するので、従来のようにして異常スリップを検知することが困難であった。そのうえ、図3のような12段あるいは図4のような20段といった多段クラスター圧延機では、ロール間のスリップもチャタリングの原因と考えられ、従来その解決が困難であった。
【0005】なお、図3および図4においてクラスター圧延機20は、上下各1本のワークロール21、上下各2本の駆動ロール22およびバックアップロール(図3では上下各3本、図4ではさらに上下各4本)からなり、圧延材Sは左右のリール24に巻かれ、デフレクタロール23を経て上下ワークロール21の間を往復しつつ圧延される。圧延は上下ワークロール21の圧下力と、左右のリール24の回転速度差による上下ワークロール21間からの引抜力とによって行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステンレス鋼薄板ストリップ等、特に良好な表面性状が要求される金属材料の、クラスター圧延機による冷間圧延において、チャタリング現象を、軽度のものまでオンラインにて高感度で検出することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明は、ロールをクラスター状に多段配置したクラスター圧延機による金属材料の冷間圧延において、ワークロールの周速および駆動ロールの周速を測定することにより、両ロール間のスリップを検知することを特徴とするクラスター圧延機におけるチャタリング検出方法である。また、ロールをクラスター状に多段配置したクラスター圧延機による金属材料の冷間圧延において、ワークロールの周速および圧延材の速度を測定することにより、ワークロールと圧延材の間のスリップを検知することを特徴とするクラスター圧延機におけるチャタリング検出方法でもある。
【0008】
【作用】本発明は、図3に示すような12段圧延機あるいは、図4に示すような20段圧延機などのクラスター圧延機による金属材料の冷間圧延を対象とする。本発明の第1発明では、ワークロール21および駆動ロール22の周速を測定することにより両ロール間のスリップを検知し、異常スリップに基づくチャタリングを検出することができ、第2発明では、ワークロール21の周速と圧延材Sの速度を測定することにより、ワークロール21と圧延材Sの間のスリップを検知し、異常スリップに基づくチャタリングを検出することができる。
【0009】ワークロール21の周速は、該ロール端部にマーカーを設け、該マーカーを検出することによりロールの回転数を測定し、該回転数とロール径から求めることができる。駆動ロール22の周速は、駆動系の回転数とロール径から求めることができる。また、圧延材Sの速度については、デフレクタロール23のロール径および回転速度から計測することが、クラスター圧延機20の運転制御用として一般的に採用されており、本発明においても、その値を用いることができる。しかし、チャタリングの検出感度を向上させるためには、レーザドップラーの原理を応用した板速度計などにより、圧延材Sの走行速度を直接測定するのが好ましい。
【0010】上記従来技術の項で述べたように、クラスター圧延機においては、ワークロール21自身は駆動せず、駆動ロール22および圧延材Sとの摩擦力で回転し、圧延はロール圧下力および圧延材Sの引抜力により行われるので、圧延条件が不適切な場合は異常スリップが発生することがある。この異常スリップがチャタリングの原因となるので、本発明によりこのような異常スリップをオンラインで検出することによりチャタリングを検知し、直ちにその対策を行うことができる。
【0011】チャタリング発生の原因としては、過大圧下あるいは過小圧下、圧延材Sと駆動ロール22の間の摩擦力の低下、前方張力と後方張力のアンバランスなどに起因する異常スリップの発生が経験されている。そして、これらの原因別に、ワークロール21と駆動ロール22の間のスリップ、あるいはワークロール21と圧延材Sの間のスリップ現象を分類しておくことにより、本発明法でチャタリングを検出した後、直ちにオンラインで対策を講じることができる。
【0012】すなわち、過大圧下あるいは過小圧下が原因と推定された場合は圧下力を調整し、圧延材Sと駆動ロール22の間の摩擦力低下が原因と推定されたときは、圧延速度を下げて圧延油の引込み量を減少させ摩擦力を高める。また、前方張力と後方張力のアンバランスが原因とされた場合は、両張力の一方または双方を調整する。これらの対策は、オペレータの手動操作で行ってもよく、またコンピュータを利用した自動制御により行うこともできる。
【0013】なお本発明法によるチャタリングの検出は、ワークロール21と駆動ロール22の間のスリップ、およびワークロール21と圧延材Sの間のスリップ、をともに測定して行うこともできる。また、圧延材の金属材料としては、前記ステンレス鋼板のほか、高合金鋼,珪素鋼,炭素鋼などの鋼板、さらにチタンや各種合金の板材を対象とすることもできる。
【0014】
【実施例】図1に示すような12段ロールからなるクラスター圧延機20により、圧延材Sとしてステンレス鋼薄板ストリップを冷間圧延し、本発明法によりチャタリングを検出した。図2に示すように、ワークロール21に凹部15を設け、その上方に変位計16を固設して、変位計16からの変位信号1を、図1のように回転数検出部6に入力した。入力した信号1は増幅部7で増幅し、信号処理部8で回転数に変換して出力し、ワークロール周速演算部9に入力した。該演算部9にはあらかじめ測定したワークロール径2を入力しておき、両者からワークロール周速を演算した。
【0015】一方、駆動系の回転から得られた駆動ロール22の回転数と該ロール径とから駆動ロール22の周速3を求めて、スリップ監視部10に入力し、上記ワークロール周速との比較により、両ロール間のスリップ量を演算した。そして異常スリップの判定によりチャタリングを検出した。また、レーザドップラーの原理を応用した板速度計により圧延材Sの速度を求めてスリップ監視部10に入力し、上記ワークロール周速との比較により、同様にしてチャタリングを検出した。
【0016】検出結果は表示部11に表示すると同時に、オペレータに対して警報を出力し、さらに監視結果を出力した。警報を受けたオペレータは、スリップ監視部10の状況から判断して、直ちに圧延速度を低下させる対策を行った。圧延終了後、圧延材をオフラインで観察したところ、表示部11の表示結果と一致する位置にチャタマークが観察されたが、上記対策により消滅していた。
【0017】
【発明の効果】本発明法は、ステンレス鋼薄板ストリップ等、特に良好な表面性状が要求される金属材料の、クラスター圧延機による冷間圧延において、ワークロールの周速を測定し、駆動ロールの周速および圧延材の速度の一方または双方と比較することにより異常スリップを検知するので、チャタリング現象を、軽度のものまでオンラインにて高感度で検出することができる。したがって、圧延中に直ちに対策を行うことで、高品質圧延材の製造歩留まりが著しく向上する。




 

 


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