特許 7375189 圧延機におけるロールギャップを制御する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】圧延機におけるロールギャップを制御する方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 38/10 20060101AFI20231030BHJP

   B21B 31/20 20060101ALI20231030BHJP

   B21B 37/58 20060101ALI20231030BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

B21B38/10 A

B21B31/20 D

B21B37/58 B

B21C51/00 M

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022525439

(86)(22)【出願日】2020-09-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-18

(86)【国際出願番号】 EP2020075190

(87)【国際公開番号】W WO2021089219

(87)【国際公開日】2021-05-14

【審査請求日】2022-08-03

(31)【優先権主張番号】19207929.1

(32)【優先日】2019-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】514251927

【氏名又は名称】プライメタルズ テクノロジーズ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】スチュアート・レフレイ

(72)【発明者】

【氏名】ロドリ・エヴァンズ

(72)【発明者】

【氏名】フィリップ・ロウラー

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２３４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０２１６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７９９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８９９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３１１０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１９８３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０８８７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６１６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３０７３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第００１２７２６３（ＥＰ，Ａ２）

【文献】中国特許出願公開第１０６２４８０３６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｂ １／００－９９／００

Ｂ２１Ｃ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧延機（１００）の第１の作業ロール（１０２）と第２の作業ロール（１０４）との間のロールギャップを制御する方法であって、前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の作業面（１０２ａ、１０４ａ）は、対向関係に配置され、また前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の各長手方向軸は共通平面内に存在し、使用時に、前記作業面（１０２ａ、１０４ａ）は、圧延用の金属製品を受け入れるための前記ロールギャップを形成するように離間され、前記方法は、
長手方向において前記第１の作業ロール（１０２）に沿って離間された複数の作業面位置を画定するステップと、
前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の半径を取得するステップと、
前記作業面位置の前記半径に基づいて、前記作業面（１０２ａ）の長手方向輪郭（１０２ａＰＡ）を取得するステップと、
前記長手方向輪郭（１０２ａＰＡ）に基づいて、前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の前記長手方向軸を２等分する中心線（ＣＬ）の両側の前記ロールギャップの平均寸法における差を低減するために、前記共通平面内で、前記第２の作業ロール（１０４）に対して前記第１の作業ロール（１０２）を傾斜させるステップと、
を含むことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記長手方向輪郭（１０２ａＰＡ）に基づいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の線形成分（１０２ａＬ）を画定するステップと、
前記線形成分（１０２ａＬ）に基づいて、前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の前記長手方向軸を２等分する前記中心線（ＣＬ）の両側の前記ロールギャップの平均寸法における前記差を低減するために、前記共通平面内で、前記第２の作業ロール（１０４）に対して前記第１の作業ロール（１０２）を傾斜させるステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するステップは、
前記第１の作業ロール（１０２）の非作業面（１０２ｂ、１０２ｃ）において基準（Ｄ）を画定するステップと、
前記長手方向において離間された複数の基準参照点を画定するステップであって、各基準参照点は、前記作業面位置の１つの半径方向の空間に位置し、かつ前記基準（Ｄ）から所定の半径方向距離にある、ステップと、
前記基準参照点と各前記作業面位置との間の半径方向距離を測定するステップと、
前記基準（Ｄ）からの前記基準参照点の前記所定の半径方向距離と、各前記測定された半径方向距離と、の間の差を取得するステップと、
前記基準（Ｄ）からの前記基準参照点の前記所定の半径方向距離と、各前記測定された半径方向距離と、の間の前記差に基づいて、前記作業面位置のそれぞれにおける前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するステップと、
を含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記長手方向において離間された前記複数の基準参照点を画定するステップは、
前記基準参照点のそれぞれにセンサ（２１０）を設けるステップであって、前記センサ（２１０）のそれぞれは、前記基準参照点と各前記作業面位置との間の半径方向距離を測定するように構成される、ステップを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記第１の作業ロール（１０２）は、金属材料を含み、
前記センサ（２１０）は、前記金属材料に渦電流を誘起するための渦電流センサを備える、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するステップは、
前記作業面位置のそれぞれに対して、複数の半径を取得するために、前記作業面（１０２ａ）の円周回りの複数の半径位置において前記作業面（１０２ａ）の半径を取得するステップと、
各前記作業面位置において、前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するために、前記複数の半径を平均するステップと、
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するステップの前に、前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）を、その前記長手方向軸に沿って、所定量へと曲げるステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）が、前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面（１０４ａ）と接触しているとき、前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）が、前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面（１０４ａ）から離間しているとき、前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第１の作業ロール（１０２）の前記作業面（１０２ａ）の前記半径を取得するステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項10】

前記長手方向において前記第２の作業ロール（１０４）に沿って離間された複数の作業面位置を画定するステップと、
前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面位置のそれぞれにおいて、前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面（１０４ａ）の半径を取得するステップと、
前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面位置の前記半径に基づいて、前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面（１０４ａ）の長手方向輪郭（１０４ａＰＡ）を取得するステップと、
前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の前記作業面（１０２ａ、１０４ａ）の前記長手方向輪郭（１０２ａＰＡ、１０４ａＰＡ）に基づいて、前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の前記長手方向軸を２等分する前記中心線（ＣＬ）の両側の前記ロールギャップの平均寸法における前記差を低減するために、前記共通平面内で、前記第２の作業ロール（１０４）に対して前記第１の作業ロール（１０２）を傾斜させるステップと、
を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記第１の作業ロール（１０２）を傾斜させるステップは、前記第１の作業ロール（１０２）の第１の端部分と第２の端部分とにそれぞれ、第１の力および第２の力を同時に加えるステップを含み、前記第１の力および前記第２の力は、大きさが等しく、方向が反対であり、したがって、前記第１の作業ロール（１０２）は、前記第１の作業ロール（１０２）の前記長手方向軸と、前記第１の作業ロール（１０２）および前記第２の作業ロール（１０４）の前記長手方向軸を２等分する前記中心線（ＣＬ）と、のそれぞれを通りかつ垂直に延びる中心軸回りで回転する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧延機の作業ロール間のロールギャップを制御する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧延機においては、２本の細長い作業ロールが、水平方向に、一方が他方の上に配置される。作業ロールの作業面は、ギャップによって分離される。使用時には、金属製のストリップが、そのギャップを概して水平方向に、かつ作業ロールの長手方向軸に対して直角な移動方向に通過すると、作業ロールにより形成される。

【0003】

作業ロール間のギャップを正しく設定することは、効率的な動作を行うための基本である。絶対ギャップ(absolute gap)は、ストリップの必要な厚さを達成するために、正しい寸法でなくてはならない。さらにギャップを、作業ロールの長さに沿って一様な寸法に維持することも重要である。ギャップ寸法が、長さに沿って実質的に一様ではない、すなわち、作業ロールの左側と右側との間のギャップ寸法に差があるような場合、作業ロールをストリップが通過し始めたとき、望ましい長さに含まれる目標とするストリップ厚さが達成されないことになる。さらに左側と右側との間のギャップ寸法のこの差、または「差異のあるギャップ」は、ストリップを、移動軸から横方向に偏移させることになる。

【0004】

差異のあるギャップが存在する理由は以下の通りである。新しい作業ロールが圧延機に装着されたとき、それらは、対称的なロール輪郭を有するように研磨されており、各作業ロールの半径は、作業ロールの長さに沿って実質的に一定である。使用するとき、熱の生成および放散源は、ストリップの中心線に関して必ずしも対称的ではなく、したがって、圧延機を横断する温度差が構成される可能性がある。この熱的な非対称の原因の例は、スピンドル構成（一方の側だけ）、スラスト軸受（これも一方の側だけ）、および作業ロールの軸受からの異なる熱除去率である。この熱プロファイルは、非対称のロール熱膨張を生じ、したがって、ロールギャップが、中心線の一方の側において、他方よりも大きくなる。

【0005】

ストリップが移動軸から偏って進んだとき、「コブル(cobble)」または詰まりを生ずることが多く、スクラップが除去される間、不可避の生産遅延が生ずる。入ってくる厚板が非常に冷却された極端な場合では、圧延することができず、切り分けてスクラップにする必要があり、結果として、さらなる遅延を生ずる。これらの遅延は、すでに圧延している可能性のある粗圧延機へとフィードバックされ、次のコイルに対する粗工程は見送られる。

【0006】

熱間タンデム圧延機の最後のスタンドの後にサイドトリム(side trim)するのが一般的である。これは、回転刃を備える１対のトリマヘッドを用いて行われ、それは、ストリップの各縁部から数十ミリを切り落とす。トリマは、最後のスタンドから、通常、３メートルから４メートルにある。ストリップが偏って進むと、ストリップは、トリマヘッドの１つの中へと詰まってしまう可能性がある。ストリップはまた、反対側にあるトリマヘッドから完全に外れる可能性もある。

【0007】

多くの生産者は、自分の圧延機において、常に、より薄く、より高い強度の製品を圧延しようと努力している。これにより、パーセンテージの点で、差異のあるギャップがストリップの厚さに対して大きくなるにつれて、コブルの危険が増加する。２つの側において、パーセンテージにおける差の低下が大きくなればなるほど、ストリップの湾曲はさらに悪くなる。

【0008】

操作者は、時々、ギャップ設定用の基準を確立するために、何らかのストリップなしに、ロールを合わせることがある。これは、一般にミルゼロ(mill zero)と呼ばれる。しかし、完全なゼロは、時間がかかる可能性がある。さらに、２つの作業ロールの間の摩擦差は、ゼロプロセスそれ自体におけるエラーを生じ、したがって、ギャップ設定におけるエラーを生ずる。

【0009】

使用する場合、操作者は、ストリップの進行を見守り、ストリップが偏って進み始めた場合、介入する。その介入は、ストリップが作業ロールを通過し続ける間に、差異のあるギャップを低減するように、作業ロールの１つを傾斜させることを含む。このようにして、操作者は、ストリップを中心線の方向に戻すことができる。この操作は、コブルを阻止することができるが、手動に集中しており、平均的な作業ロールのギャップ寸法を非常に正確に、迅速に修正することができない。

【0010】

特許文献１は、１対のロール間の挟む(nip)寸法を測定するための計器に関する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】米国特許第４３９７０９７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

上記のことを考慮すると、圧延機の作業ロール間のギャップの制御を向上させることが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の態様によれば、圧延機の第１の作業ロールと第２の作業ロールとの間のロールギャップを制御する方法が提供され、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールの作業面は、対向関係に配置され、またロールの各長手方向軸は共通平面内に存在し、使用時に、前記作業面は、圧延用の金属製品を受け入れるためのギャップを形成するように離間されており、方法は、長手方向において第１の作業ロールに沿って離間された複数の作業面位置を画定するステップと、作業面位置のそれぞれにおいて、第１の作業ロールの作業面の半径を取得するステップと、作業面位置の半径に基づいて、作業面の長手方向輪郭を取得するステップと、前記長手方向輪郭に基づいて、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールの長手方向軸を２等分する中心線の両側におけるギャップの平均寸法における差を低減するために、共通平面内で、第２の作業ロールに対して第１の作業ロールを傾斜させるステップと、を含む。

【0014】

圧延動作中、作業ロールは、金属製のストリップからロールへの熱伝達に起因して、温度が増加することになる。この温度増加は、ロールの直径を増加させ、したがって、ロール間のギャップの寸法を低減させる。従来の温度および／または摩耗モデルは、ギャップの寸法の低下に対して補償を行うことができるが、そのモデルは、温度における、したがって、ロールの膨張における非対称性に対応することができない。したがって、そのモデルは、ロール間で差異のあるギャップの問題に対処することはない。

【0015】

本発明の方法は、ロールの長さに沿った複数の位置におけるロールの半径を取得し、半径を用いて、ロールの長手方向の輪郭を取得し、かつ中心線の両側のギャップの平均寸法における差を低減する（最小化する、またはなくすことが好ましい）、すなわち、差異のあるギャップを修正するために、長手方向輪郭を用いてロールを傾斜させることにより、この問題を解決する。

【0016】

差異のあるギャップの修正が主な利点であるが、さらなる利点は、中心線（すなわち、平均）のギャップにおけるどんなエラーも識別し、補償できることである。

【0017】

方法は、前記長手方向輪郭に基づいて、第１の作業ロールの作業面の線形成分を画定するステップと、前記線形成分に基づいて、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールの長手方向軸を２等分する中心線の両側のギャップの平均寸法における差を低減するために、共通平面内で、第２の作業ロールに対して第１の作業ロールを傾斜させるステップと、を含む。

【0018】

作業面位置のそれぞれにおいて、第１の作業ロールの作業面の前記半径を取得するステップは、第１の作業ロールの非作業面において基準を画定するステップと、長手方向において離間された複数の基準参照点を画定するステップであって、各基準参照点は、作業面位置の１つの半径方向の空間に位置し、かつ基準から所定の半径方向距離にある、ステップと、基準参照点と各作業面位置との間の半径方向距離を測定するステップと、基準からの基準参照点の所定の半径方向距離と各測定された半径方向距離との間の差を取得するステップと、前記差に基づいて、作業面位置のそれぞれにおける第１の作業ロールの作業面の前記半径を取得するステップと、を含むことができる。

【0019】

長手方向において離間された前記複数の基準参照点を画定するステップは、基準参照点のそれぞれにセンサを設けるステップであって、センサのそれぞれは、基準参照点と、各作業面位置と、の間の半径方向距離を測定するように構成される、ステップを含むことができる。

【0020】

第１の作業ロールは金属材料を含み、センサは、金属材料に渦電流を誘起するための渦電流センサを備えることができる。

【0021】

作業面位置のそれぞれにおいて、第１の作業ロールの作業面の前記半径を取得するステップは、作業面位置のそれぞれに対して、複数の半径を取得するために、作業面の円周回りの複数の半径位置において作業面の半径を取得するステップと、各作業面位置において、作業面の前記半径を取得するために、複数の半径を平均するステップと、を含むことができる。

【0022】

方法は、作業面位置のそれぞれにおいて、第１の作業ロールの作業面の前記半径を取得するステップの前に、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールを、その長手方向軸に沿って所定量へと曲げるステップを含むことができる。

【0023】

方法は、第１の作業ロールの作業面が第２の作業ロールの作業面と接触しているとき、作業面位置のそれぞれにおいて、第１の作業ロールの作業面の前記半径を取得するステップを含むことができる。

【0024】

方法は、第１の作業ロールの作業面が第２の作業ロールの作業面から離間しているとき、作業面位置のそれぞれにおいて、第１の作業ロールの作業面の前記半径を取得するステップを含むことができる。

【0025】

方法は、長手方向において第２の作業ロールに沿って離間された複数の作業面位置を画定するステップと、第２の作業ロールの作業面位置のそれぞれにおいて、第２の作業ロールの作業面の半径を取得するステップと、第２の作業ロールの作業面位置の半径に基づいて、第２の作業ロールの作業面の長手方向輪郭を取得するステップと、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールの作業面の長手方向輪郭に基づいて、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールの長手方向軸を２等分する中心線の両側のギャップの平均寸法における差を低減するために、共通平面内で、第２の作業ロールに対して第１の作業ロールを傾斜させるステップと、を含むことができる。

【0026】

第１の作業ロールを傾斜させるステップは、第１の作業ロールの各第１の端部分および第２の端部分に対して第１の力および第２の力を同時に加えるステップを含むことができ、第１の力および第２の力は、大きさが等しく、かつ方向が反対であり、したがって、第１の作業ロールは、第１の作業ロールの長手方向軸と、第１の作業ロールおよび第２の作業ロールの長手方向軸を２等分する中心線と、のそれぞれを通りかつ垂直に延びる中心軸回りで回転する。

【0027】

次に、例として添付図を参照して実施例を述べるものとする。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】１対の作業ロールを備える圧延機の概略的な側面図である。

【図2】作業ロール、およびその間のギャップの概略的な正面図である。

【図3a】作業ロール測定デバイスの側面図である。

【図3b】作業ロール測定デバイスの正面図である。

【図4a】作業ロールの１つを用いた測定デバイスを示す図である。

【図4b】作業ロールの１つを用いた測定デバイスを示す図である。

【図5a】作業ロールの１つを用いた測定デバイスを示す図である。

【図5b】作業ロールの１つを用いた測定デバイスを示す図である。

【図6】作業ロールの測定に関するデータを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

図１を参照すると、圧延機１００は、各バックアップロール１０６、１０８によってそれぞれが支持される第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４を備える。第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４、ならびにバックアップロール１０６、１０８の長手方向軸は、単一の共通平面（図１では鉛直平面）内に存在する。１対の油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂ（その１つだけが図１で見える）が、その各バックアップロール１０６を介して、第１の作業ロール１０２に回転力を加えるように配置される。第２の作業ロール１０４およびその各バックアップロール１０８の位置は、圧延機１００の基部に位置する１対のウェッジ(wedge)１１２ａ、１１２ｂにより設定される。この例では、第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４は、鋼から構成される。（図１の圧延機１００は、典型的な熱間圧延機構成である。冷間圧延機では、油圧式ロール負荷シリンダは、底部にあることが多く、ウェッジは上部にある。本発明は、熱間圧延と冷間圧延との両方に適用可能であり、したがって、ウェッジと油圧式ロール負荷シリンダとの位置は、逆にできることが理解されよう。）

【0030】

第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４は、圧延動作中に摩耗する傾向があり、したがって、それらは、そのロール面が圧延に確実に適するように、定期的に再研磨される。再研磨すると、作業ロール１０２、１０４の直径を、その新しい（最大）寸法から、不適合（最小）寸法へと減少させる。新しいもの、部分的に摩耗したもの、不適合な直径の作業ロールの混合されたものが、いつでも圧延機１００内に存在する可能性がある。油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂが、これらの直径変化が生ずる位置範囲に対応することは、実際的ではなく、したがって、ウェッジ１１２ａ、１１２ｂを含めて、それを調整することにより、第２の作業ロール１０４の上部が望ましい位置になるようにする。この位置は、概して、ストリップ通過線１１４、またはその近くであり、それは作業ロール直径の操作者が入力した値から決定される。

【0031】

図２を参照すると、圧延機の動作中に、例えば、本明細書の上記で論じた理由により、対向する第１の作業ロール１０２と第２の作業ロール１０４との間に差異のあるギャップが存在する可能性がある。図面で示されるように、中心線ＣＬは、第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４の長手方向軸を２等分する。中心線ＣＬの左側において、ギャップは、大きな寸法成分Ｇ１を有するが、中心線ＣＬの右側では、ギャップＧは、より小さな寸法成分Ｇ２を有し、中心線ＣＬにおいては、ギャップは、平均された寸法成分Ｇ３、すなわち、（Ｇ１＋Ｇ２）／２を有する。図面では、２つの側の間のギャップ寸法の差は、説明のため誇張されていることが理解されよう。そうではなくて、ギャップは、左側でより小さな成分を有し、右側でより大きな成分を有し得ることもさらに理解されよう。

【0032】

図２をさらに参照すると、第１の作業ロール１０２の中央部分は、第１の作業ロール１０２の端部分に位置する１対の非作業面１０２ｂ、１０２ｃの間で延びる作業面１０２ａを備える。図面に示されてないが、第２の作業ロール１０４も同様に、１対の非作業面１０４ｂ、１０４ｃの間で延びる作業面１０４ａを備える。作業ロール１０２、１０４に関して本明細書で使用される場合、「作業面」は、圧延動作中に、金属のストリップと接触する作業ロールの表面を意味するが、「非作業面」は、概して金属のストリップと接触しない作業ロールの表面を意味する。圧延動作中に、非作業面１０２ｂ、１０２ｃ、１０４ｂ、１０４ｃは、作業面１０２ａ、１０４ａよりも大幅に低温であると予想され、したがって、摩耗および変形がより少ない傾向にある。金属のストリップ幅の外側では、摩耗がない（ミルゼロの場合、ロール対ロール接触からのどんな摩耗も無視できる）。作業ロール１０２、１０４は、これらの点においてより低温であるため、それらはまた、より少ない熱膨張を有する。非作業面１０２ｂ、１０２ｃの長手方向長さに対する作業面１０２ａの長手方向長さの比は、図２で示されたものとは異なることもできることが理解されよう。

【0033】

図３ａおよび図３ｂを参照すると、この例では、作業ロール測定デバイス２００は、離間され、かつ細長い横断部材２０４により共に接続された１対の伸縮式サポートアーム２０２ａ、２０２ｂを備える。横断部材２０４の各端部には、横断部材２０４の長手方向軸回りで枢動するように配置されたサポートフット２０６ａ、２０６ｂが設けられる。細長いセンサビーム２０８の２つの端部は、各サポートフット２０６ａ、２０６ｂに（例えば、ボルトにより）取り付けられ、したがって、センサビーム２０８は、横断部材２０４の下に、かつそれと平行な関係で、サポートフット２０６ａ、２０６ｂの間で延びる。複数のセンサ２１０が、センサビーム２０８に取り付けられる。この例では、センサ２１０は、長手方向に、センサビーム２０８に沿って単一の列（または線）で配置され、またギャップにより互いに離間されている。この例では、２５個のセンサ２１０がある。この例では、センサ２１０は、渦電流センサを備える。

【0034】

作業ロール測定デバイス２００は、圧延機１００に取り付けられるように適合され（または代替的に、圧延機１００の一体部分を形成することもできる）、したがって、センサビーム２０８は、伸縮式サポートアーム２０２ａ、２０２ｂにより、第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４の方向に、またそこから離れるように選択的に移動可能である。

【0035】

圧延機１００の動作シーケンスを次に述べるものとする。

【0036】

（１）新しい作業ロールが圧延機に導入されたとき、それらは、熱的な反りはなく、（あるとすれば）研磨反りだけを有することになる。この時点で、ミルゼロシーケンスが常に必要である。以下で述べられるように、輪郭測定のための基準を確立するために、この後に、輪郭測定シーケンスが行われる。したがって、圧延機１００はゼロに合わされる。ミルゼロ化は、作業ロール１０２、１０４が触れたとき、油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂの延びを確立するための一連の動作である。この情報は、ギャップ設定を行うために有用である。圧延機１００をゼロにするために、油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂは、作業ロール１０２、１０４が触れるまで、位置を移動し、触れた時点で、制御は力制御へと切り替えられ、力は、ゼロ化する負荷まで増加される。作業ロール１０２、１０４は、まだ接触状態にある間に回転される。力が安定し、かつ２つの側で等しくなった後、シリンダの延びが記録され、バックアップロール１０６、１０８の規定された回転数（例えば、２回）にわたって平均される。取得された平均的なシリンダの延びは、ゼロまたは基準の延びとなる。

【0037】

（２）第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４は、一定の速度で回転され、金属のストリップが、作業ロール１０２、１０４の間を通過する。差異のあるギャップ、および油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂの位置がサンプリングされ、一方、回転および移動平均値が記憶される。ストリップの操作トリム(strip steer trim)もまた平均化され、記憶されることが好ましい。

【0038】

（３）ストリップが通過する最後に向けて、第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４は速度を落とす。このとき、差異のあるギャップの平均値、および油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂの位置（および好ましくは、ストリップの操作トリムの平均値）が凍結され、かつ次のコイルを開始するための準備として記憶される。

【0039】

（４）ストリップがロールのくわえ込み部を離れた後、油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂは、第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４を、その長手方向軸に沿って所定の曲げ度合へと曲げるように力を加えるべく制御される。

【0040】

（５ａ）図４ａから図５ｂを次に参照すると、作業ロール測定デバイス２００の伸縮式サポートアーム２０２ａ、２０２ｂが、センサビーム２０８を、第１の作業ロール１０２へと移動するために延ばされる。作業ロール測定デバイス２００の各サポートフット２０６ａ、２０６ｂは、サポートフット２０６ａ、２０６ｂを横断部材２０４上で枢動できるようにする軸受２０６ａ１、２０６ｂ１と、第１の作業ロール１０２に接触させられる１対の離間されたガイドホイール（またはローラ）２０６ａ２と、を備え、サポートフット２０６ａ、２０６ｂの枢動アクションは、第１の作業ロール１０２に対するガイドホイール２０６ａ２の自己調整を提供する。ガイドホイール２０６ａ２は、例えば、ポリウレタンなど、第１の作業ロール１０２の表面を損傷する、または跡を付けることのない材料から構成されることが好ましい。

【0041】

作業ロール測定デバイス２００がそのように配置された状態の図４ｂおよび図５ｂを特に参照すると、センサビーム２０８は、第１の作業ロール１０２の作業面１０２ａ上に、かつそれに沿って、長手方向に存在し、センサビーム２０８は、わずかな半径方向ギャップだけ、作業面１０２ａから離間されている。したがって、センサビーム２０８に取り付けられたセンサ２１０のそれぞれ１つは、センサ２１０の下の作業面１０２ａ上の各位置へと下方に突き出ており、前記各位置は、作業面１０２ａの長さに沿って延びる。さらに、作業ロール測定デバイス２００のサポートフット２０６ａ、２０６ｂのそれぞれは、第１の作業ロール１０２の２つの非作業面１０２ｂ、１０２ｃの一方の上に位置する。

【0042】

作業ロール測定デバイス２００に関して、ガイドホイール２０６ａ２からのセンサ２１０のそれぞれの距離は事前に決定される。したがって、第１の作業ロール１０２の非作業面１０２ｂ、１０２ｃ上で、ガイドホイール２０６ａ２の位置は、測定のための基準を提供する。すなわち、非作業面１０２ｂ、１０２ｃに対するガイドホイール２０６ａ２の接触点は、基準を提供する。言い換えると、非作業面１０２ｂ、１０２ｃは、実質的に、測定基準を提供する。さらに、センサ２１０の位置は、複数の基準参照点を提供する。温度センサを、非作業面１０２ｂ、１０２ｃの温度を測定して基準の確立を支援するために、ガイドホイール２０６ａ２に隣接して設けることができる。

【0043】

第１の作業ロール１０２が一定の速度で回転され、センサ２１０が起動される。第１の作業ロール１０２が回転すると、センサ２１０のそれぞれは、センサと、センサ２１０の下の、作業面１０２ａ上の各（突き出た）位置と、の間の半径方向距離を繰り返し測定する。測定値は、データベースに記憶される。非作業面１０２ｂ、１０２ｃの回転半径におけるどんな変動も、サポートフット２０６ａ、２０６ｂが枢動できるようにする軸受２０６ａ１、２０６ｂ１により適応される。

【0044】

測定値が得られ記憶された後、作業ロール測定デバイス２００の伸縮式サポートアーム２０２ａ、２０２ｂは、センサビーム２０８を第１の作業ロール１０２から移動して離すために後退される。

【0045】

（５ｂ）各センサから非作業面１０２ｂ、１０２ｃ上の基準までの所定の半径方向距離に関する前述の知識を用いると、作業面１０２ａ上の前記位置のそれぞれの基準からの半径方向距離が取得される。位置のそれぞれに関して、作業面１０２ａの円周回りの半径の平均が計算される。したがって、作業面１０２ａの回転半径が、作業面１０２ａの長さに沿って、前記位置のそれぞれで取得される。

【0046】

図６は、作業面１０２ａの長さに沿った回転半径の、すなわち、実際の作業面１０２ａの長手方向輪郭１０２ａＰＡの例示的なプロットを示す。回転半径が、中心線ＣＬに関して対称的である理想的な輪郭１０２ａＰＩを表す放物線がさらに図に含まれている。このように、作業面１０２ａの実際の長手方向輪郭１０２ａＰＡは、理想的なものではなく、したがって、中心線ＣＬの両側におけるギャップの平均寸法の差を低減するために、修正が必要であることが分かる。

【0047】

（５ｃ）このために、適切な従来の数学的方法を用いて、長手方向輪郭１０２ａＰＡの線形成分１０２ａＬが得られる。線形成分１０２ａＬのピークツーピークの振幅が、油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂに対する入力として使用されて、第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４の平面内で、第２の作業ロール１０４に対して第１の作業ロール１０２を傾斜させる。このように、中心線の両側のロールギャップの平均寸法における差は低減され、好ましくは最小化される。傾斜の視覚的な表示が、操作者に提供されることが好ましい。

【0048】

第１の作業ロール１０２を傾斜させている間に、油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂの一方が後退し、他方が延ばされ、その調整は、合計の圧延力が、一定に保たれるように等しく反対方向であり、したがって、ストリップの厚さが、圧延動作中に変化することはない。

【0049】

好ましくは、差異のあるギャップ、および油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂの位置の、以前に取得され、かつ記憶された平均値（また好ましくは、ストリップの操作トリムの平均値）は、圧延動作中に微調整を行うために、傾斜および平均ギャップデータと組み合わされる。

【0050】

第１の作業ロール１０２の作業面１０２ａの長手方向輪郭１０２ａＰＡと共に、ストリップの前の通過からの油圧式ロール負荷シリンダ１１０ａ、１１０ｂの操作および差異のある位置は、圧延機１００の熱的かつ／または摩耗モデルに提供され得る。作業面１０２ａの半径の記憶された測定値は、ロール輪郭が、第１の作業ロール１０２の寿命中の経過時間と共にどのように変化するかに関する知識を取得するために使用することができる。

【0051】

前述の例では、第１の作業ロール１０２の作業面１０２ａのセンサ測定値は、第１の作業ロール１０２が回転している間に得られ、また作業面１０２ａの長さに沿った位置のそれぞれに対して、作業面１０２ａの円周回りの半径の平均が計算される。あまり好ましくないが、作業面１０２ａのセンサ測定値は、第１の作業ロール１０２が静止している間に得ることもでき、また作業面１０２ａの長さに沿った位置のそれぞれに対して、半径方向距離の単一の測定が行われ、これらの単一の測定を、作業面１０２ａの長手方向輪郭を取得するために使用することもできる。

【0052】

第１の作業ロール１０２の作業面１０２ａの長手方向輪郭１０２ａＰＡは、様々な機能を用いて取得することができ、線形成分１０２ａＬもそれらのうちの単なる１つであることが理解されよう。例えば、長手方向輪郭１０２ａＰＡは、作業ロールの単位長さ当たりの曲線下の面積に関して取得することもできる。

【0053】

センサは、第１の作業ロール１０２の作業面１０２ａへの距離を測定するのに適した任意の形態をとることができ、渦電流センサは一例に過ぎないことを理解されたい。さらにセンサ２１０を除外して、第１の作業ロール１０２の長さに沿った作業面位置のそれぞれにおける作業面１０２ａの半径を取得するために、何らかの他の手段を使用することができる。例えば、作業面１０２ａの写真画像を撮り、これらのものから半径を取得することができる。

【0054】

前述の例では、第１の作業ロール１０２の作業面１０２ａだけが測定され、長手方向輪郭が取得される。この例では、第２の作業ロール１０４の作業面１０４ａの長手方向輪郭１０４ａＰＡは、概して第１のものと同様であると仮定されている。別の例では、第２の作業ロール１０４の作業面１０４ａもまた測定され、前記作業面１０４ａの長手方向輪郭１０４ａＰＡも、上記で述べられた方法で取得される。第２の作業ロール１０４のこの知識は、ロールギャップのより正確な制御を可能にする。

【0055】

第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４の一方、あるいは両方の作業面が測定されるとしても、測定中に、ロールが、互いに接触した状態にある、またはそれらはギャップだけ離間され得る。

【0056】

第１の作業ロール１０２および第２の作業ロール１０４の非作業面１０２ｂ、１０２ｃ、１０４ｂ、１０４ｃの温度を測定することが望ましいこともあり得る。これは、接触または非接触温度センサにより行うことができる。これらの温度を用いると、測定される作業ロールの伸びを用いて、幅にわたるロール温度を推定することが可能になる。

【0057】

デバイスおよび制御方式は、行われる測定において拡張することもできる。それは、圧延機における他のスタンドのいくつかまたはすべてに対して使用することもできる。さらなる距離センサを、作業ロール全体の反りを測定するために、参照点の間に適合させることもできる。真の反りのフィードバックは、次の製品に対するロール曲げ設定を行うための数学的モデルへの入力として使用することができる。温度センサは、熱的なプロファイルを測定するために適合され得る。

【0058】

本発明は、その好ましい実施形態に関して述べられてきているが、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の範囲から逸脱することなく、多くの異なる方法において変更できることを理解されたい。

【符号の説明】

【0059】

１００ 圧延機
１０２ 第１の作業ロール
１０２ａ 作業面
１０２ａＬ 線形成分
１０２ａＰＡ 長手方向輪郭
１０２ａＰＩ 理想的な輪郭
１０２ｂ 非作業面
１０２ｃ 非作業面
１０４ 第２の作業ロール
１０４ａ 作業面
１０４ｂ 非作業面
１０４ｃ 非作業面
１０４ａＰＡ 長手方向輪郭
１０６ バックアップロール
１０８ バックアップロール
１１０ａ 油圧式ロール負荷シリンダ
１１０ｂ 油圧式ロール負荷シリンダ
１１２ａ ウェッジ
１１２ｂ ウェッジ
１１４ ストリップ通過線
２００ 作業ロール測定デバイス
２０２ａ 伸縮式サポートアーム
２０２ｂ 伸縮式サポートアーム
２０４ 横断部材
２０６ａ サポートフット
２０６ａ１ 軸受
２０６ａ２ ガイドホイール
２０６ｂ サポートフット
２０６ｂ１ 軸受
２０８ センサビーム
２１０ センサ
ＣＬ 中心線
Ｄ 基準
Ｇ ギャップ
Ｇ１ 大きな寸法成分
Ｇ２ 小さな寸法成分
Ｇ３ 平均された寸法成分

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】