技术领域
本发明涉及轧制设备及轧制方法。
背景技术
作为同时控制热轧中的轧制材料的翘曲和楔形的方法的一个例子，在专利文献1中，记载有如下内容：利用入侧侧引导件对通过垂直轧机进行了宽向轧制的轧制材料进行约束并将其引导到水平轧机，对水平轧机进行单侧下压调整而修正轧制材料的楔形，同时利用出侧侧引导件修正轧制材料的翘曲，由此同时控制翘曲和楔形。
另外，在专利文献2中，记载有如下内容：以迅速且准确地计算出轧机弹跳量(利用热轧中的自动板厚控制那样的要求高响应性的功能来运算测厚仪(gage meter)板厚时的一个要素)为目的，在AGC开始工作之前，例如在轧制材料啮入辊轧机的固定时间前，事先利用其他装置内的其他功能根据力理论模型对每一根轧制材料准确地运算由用于推定与其材料条件符合的轧机弹跳量的轧机弹跳参数构成的影响系数，并在恰当的时刻，经由传输电路将上述轧机弹跳参数交付给AGC控制装置，并且在轧制材料到达辊轧机后，在基于AGC的每个控制周期推定轧机弹跳量时，使用轧机弹跳参数，根据实际轧制荷载及实际弯辊压以线性表达式迅速且准确地推定轧机弹跳量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3241566号
专利文献2：日本专利第2878060号
发明内容
上述专利文献1所记载的技术虽然能够同时控制板翘和楔形，但需要从轧辊部的差分荷载(differential load)测定值除去因温度原因导致的差分荷载而提取因板楔导致的差分荷载。即，需要分离因板楔和温度差导致的差分荷载。为此需要用于计测温度的设备。另外，该技术会很大受到温度计测的精度的影响。由于这些原因，具有非常难以实现高精度的工作轧辊间隙差修正这一课题。
另外，专利文献2所记载的技术虽然能够控制板厚，但没有记载板荷载的板宽方向分布的详情或入侧、出侧的侧引导件。另外，没有考虑作业侧和驱动侧的轧机常数差的影响。而且，计算出的是板中央部的板厚，并没有分别计算出作业侧和驱动侧的板厚这一概念，而具有无法容易计算出轧制后板楔这一缺点。
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种能够以简易的结构控制板楔的轧制设备及轧制方法。
本发明包含多个解决上述课题的手段，列举其中的一个例子，提供一种轧制设备，具备：驱动侧液压缸；作业侧液压缸；利用由上述驱动侧液压缸及上述作业侧液压缸赋予的下压力对轧制材料进行轧制的上下一对的工作轧辊；对基于上述驱动侧液压缸产生的下压力进行检测的驱动侧荷载检测器；对基于上述作业侧液压缸产生的下压力进行检测的作业侧荷载检测器；对被导入到上述上下一对的工作轧辊的上述轧制材料的板宽方向位置进行设定的轧制材料位置设定装置；和对轧制后的上述轧制材料的板楔进行调整的板楔控制装置，上述轧制设备的特征在于，上述板楔控制装置具备：板楔运算器，其根据由上述驱动侧荷载检测器及上述作业侧荷载检测器检测出的上述工作轧辊的作业侧支承部的荷载和驱动侧支承部的荷载求出施加于上述轧制材料的板荷载的板宽方向分布，并基于所求出的板荷载的板宽方向分布和通过上述轧制材料位置设定装置设定的上述轧制材料的板宽方向位置计算出轧制后板楔；间隙差运算器，其对用于使通过上述板楔运算器计算出的上述轧制后板楔成为规定值的上述上下一对的工作轧辊的作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差进行运算；以及间隙差控制器，其对上述驱动侧液压缸及上述作业侧液压缸进行控制，以使得成为通过上述间隙差运算器运算出的工作轧辊间隙差。
发明效果
根据本发明，能够以简易的结构控制板楔。上述以外的课题、结构及效果将通过以下实施例的说明而得以明确。
附图说明
图1是表示热连轧精轧机的结构的一个例子的图。
图2是表示粗轧机、厚板轧机的结构的一个例子的图。
图3是表示本发明的实施例1中的板楔控制装置的结构的俯视图。
图4是表示实施例1中的板楔控制装置的结构的侧视图。
图5是说明实施例1中的板楔控制装置中的轧制荷载的宽度方向分布和轧制后板楔的计算方法的图。
图6是实施例1中的板楔控制装置的框图。
图7是表示在实施例1的表1所示的条件下将干扰设为轧制前板楔的情况下的、工作轧辊间隙差与差分荷载之间的关系的图。
图8是表示在实施例1的表1所示的条件下将干扰设为轧制前板楔的情况下的、工作轧辊间隙差与轧制后板楔之间的关系的图。
图9是表示在实施例1的表1所示的条件下将干扰设为板宽方向温度差的情况下的、工作轧辊间隙差与差分荷载之间的关系的图。
图10是表示在实施例1的表1所示的条件下将干扰设为板宽方向温度差的情况下的、工作轧辊间隙差与轧制后板楔之间的关系的图。
图11是表示实施例1的表1所示的条件下的差分荷载与为了使轧制后板楔成为0而需的作业侧与驱动侧的轧辊间隙差修正量之间的关系的图。
图12是表示实施例1中的试验机中的板楔的控制结果的图，是表示从控制开始起的轧制距离与差分荷载测定值之间的关系的图。
图13是表示实施例1中的试验机中的板楔的控制结果的图，是表示从控制开始起的轧制距离与工作轧辊间隙差修正量之间的关系的图。
图14是表示实施例1中的试验机中的板楔的控制结果的图，是表示从控制开始起的轧制距离与轧制后板楔目标值、实测值之间的关系的图。
图15是表示实施例1中的试验机中的轧制后板楔计算值与实测值之间的关系的图。
图16是说明实施例1中的板楔的控制流程的流程图。
图17是表示本发明的实施例2中的板楔控制装置的结构的俯视图。
图18是表示实施例2中的板楔控制装置的结构的侧视图。
图19是表示实施例2中的用于计算出辊轧机的作业侧、驱动侧的轧机常数的结构的图。
图20是表示实施例2中的轧机常数计算方法的图。
图21是说明实施例2中的板楔的控制流程的流程图。
图22是表示本发明的实施例3中的板楔控制装置的结构的俯视图。
图23是表示实施例3中的板楔控制装置的结构的侧视图。
图24是说明实施例3中的板楔的控制流程的流程图。
图25是表示本发明的实施例4中的板楔控制装置的结构的俯视图。
图26是表示实施例4中的板楔控制装置的结构的侧视图。
图27是实施例4中的板楔控制装置的框图。
图28是说明实施例4中的板楔的控制流程的流程图。
图29是表示本发明的实施例5中的板楔控制装置中的侧引导件定位控制的结构的俯视图。
图30是表示本发明的实施例6中的板楔控制装置中的控制板楔的结构的俯视图。
图31是表示实施例6中的板楔控制装置的结构的侧视图。
图32是说明实施例6中的板楔控制装置中的轧制荷载的宽度方向分布和轧制后板楔的计算方法的图。
图33是说明实施例6中的板楔的控制流程的流程图。
图34是实施例6中的板楔控制装置的变形例，是表示控制轧制材料的板宽方向的结构的俯视图。
具体实施方式
以下使用附图说明本发明的轧制设备及轧制方法的实施例。
＜实施例1＞
使用图1至图16说明本发明的轧制设备及轧制方法的实施例1。
首先，使用图1及图2说明优选适用本发明的轧制设备的概要。图1是表示普通的热连轧精轧机的结构的一个例子的图，图2是表示普通的粗轧机、厚板轧机的结构的一个例子的图。
图1所示的轧制设备是通常被称为热连轧精轧机的辊轧机，具备：用于对轧制材料5进行轧制的至少两台以上的水平轧机1；配置在第一台水平轧机1的入侧、且设定被导入到水平轧机1的轧制材料5的板宽方向位置的入侧侧引导件2；利用恒压控制该入侧侧引导件2的板宽方向位置的液压缸6；对向第一台水平轧机1内的液压缸11供给的液压油的油量进行控制的板楔控制装置40；和对向液压缸6供给的液压油的油量等轧制设备整体的各种装置的动作进行控制的控制装置(图示省略)等。
图2所示的轧制设备是通常被称为粗轧机或厚板轧机的辊轧机，具备：对轧制材料5进行轧制的一台水平轧机1；为了设定被导入到水平轧机1的轧制材料5的板宽方向位置而配置在水平轧机1的入侧的入侧侧引导件2及配置在出侧的出侧侧引导件3；利用恒压控制入侧侧引导件2的板宽方向位置的液压缸6A及利用恒压控制出侧侧引导件3的板宽方向位置的液压缸6B；对向水平轧机1内的液压缸11供给的液压油的油量进行控制的板楔控制装置41；和对向液压缸6A、6B供给的液压油的油量等轧制设备整体的各种装置的动作进行控制的控制装置(图示省略)等。
接下来，使用图3至图6说明本实施例的轧制设备所具备的板楔控制装置的详情。图3是表示本实施例1中的板楔控制装置的结构的俯视图，图4是表示本实施例1中的板楔控制装置的结构的侧视图。
在以下的说明中，对作为具备板楔控制装置的轧制设备而具备图1所示那样的多台水平轧机1的情况进行说明，但对图2所示那样的轧制设备适用本发明的情况与适用于图1所示那样的轧制设备的情况也没有特别发生变化的方面。
图1及图3所示的本实施例的板楔控制装置40是对基于在上游侧设置有入侧侧引导件2、在下游侧设置有水平轧机1的最上游的水平轧机1进行轧制后的轧制材料5的板楔、进而对从图1所示的轧制设备通过后的轧制材料5的板楔进行调整的装置。
如图4所示，由本实施例的板楔控制装置40控制的水平轧机1具备：驱动侧液压缸11D；作业侧液压缸11W；利用由驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W赋予的下压力对轧制材料5进行轧制的上下一对的上工作轧辊21、下工作轧辊31；支承该上工作轧辊21及下工作轧辊31的上支承轧辊22、下支承轧辊32；对基于驱动侧液压缸11D产生的下压力进行检测的驱动侧荷载检测器10D；和对基于作业侧液压缸11W产生的下压力进行检测的作业侧荷载检测器10W。
驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W在内部具备位移仪，构成为能够计测缸油柱位置。
驱动侧荷载检测器10D及作业侧荷载检测器10W优选为测力传感器，但能够适用构成为可检测荷载的公知的设备。将该驱动侧荷载检测器10D及作业侧荷载检测器10W的驱动侧荷载P
如图3及图4所示，板楔控制装置40具备板楔运算器7、工作轧辊间隙差运算器8和工作轧辊间隙差控制器9。
板楔运算器7根据由驱动侧荷载检测器10D检测出的驱动侧荷载P
另外，板楔运算器7基于所求出的板荷载的板宽方向分布和通过轧制材料位置设定装置设定的轧制材料5的板宽方向位置计算出轧制后板楔。
在本实施例中，对被导入到上下一对的上工作轧辊21、下工作轧辊31的轧制材料5的板宽方向位置进行设定的轧制材料位置设定装置是被设置在上工作轧辊21、下工作轧辊31的入侧的入侧侧引导件2。此外，在图1所示那样的轧制设备的情况下，由于轧制材料5从第2机座(stand)以后受到约束，所以能够判断成轧制材料5基本上没有蜿蜒。因此，在本实施例中，设为因入侧侧引导件2及第2机座以后的机座使轧制材料5的板宽方向的中心与上工作轧辊21、下工作轧辊31的宽度方向的中心一致，而计算出轧制后板楔。
此外，在图2所示那样的轧制设备的情况下，轧制材料位置设定装置是在水平轧机1的入侧和出侧的任一侧均进行了设置的入侧侧引导件2及出侧侧引导件3。
以下，使用图5说明板楔运算器7中的对轧制材料5的轧制后板楔的计算方法的详情。图5是说明本实施例1中的板楔控制装置中的对轧制荷载的宽度方向分布和轧制后板楔的计算方法的图。
首先，板楔运算器7从驱动侧荷载检测器10D接收驱动侧支承部中的驱动侧荷载P
在此，轧制材料5中的上下方向的力平衡存在以下所示的算式(1)的关系。
【算式1】
此外，在算式(1)中，P
另外图5中的轧机的宽度方向的中心即A点的力矩平衡存在以下所示的算式(2)的关系。
【算式2】
此外，在算式(2)中，p(x)是每单位宽度的轧制荷载板宽方向分布(kN/mm)，L是作业侧～驱动侧缸间距离(mm)，x是轧制材料5的板宽方向位置(mm)。
在此，轧制材料5的每单位宽度的轧制荷载公式(线性分布)为以下所示的算式(3)的关系，x的限制范围为以下所示的算式(4)的关系。
【算式3】
【算式4】
根据将该算式(3)、算式(4)的关系代入而运算出的算式(2)和上述算式(1)，驱动侧板端部处的每单位宽度的轧制荷载p
【算式5】
【算式6】
根据该算式(5)及算式(6)，能够求出板荷载的板宽方向分布。
接着，板楔运算器7赋予所求出的板荷载的板宽方向分布，进行轧辊部弹性变形解析，计算出轧制后的板楔。
在该轧辊部弹性变形解析中，考虑WR(上工作轧辊21及下工作轧辊31)和BUR(上支承轧辊22及下支承轧辊32)的弯曲和剪切变形、扁平变形以及WR与BUR轴端部的刚体位移，计算出轧制后板楔。
此时，使用由(1)WR、BUR的上下方向的力的平衡式、(2)WR、BUR的力矩平衡式、(3)WR与BUR的接触部的位移连续性构成的、以下所示的作为矩阵运算式的算式(7)计算出图5所示的未知数(f(x，1)，y
【算式7】
在此，在图5及算式(7)中，f(i，1)是辊间荷载分布，y
根据包含使用上述算式(7)计算出的上下工作轧辊、上下支承轧辊的轴心挠曲量、扁平量在内的轧辊变形量，计算出轧制材料5、上工作轧辊21与下工作轧辊31之间的表面形状(surface profile)。
根据该求出的表面形状，求出轧制后板楔Δh(＝驱动侧板厚h
返回到图3及图4，工作轧辊间隙差运算器8对为了使由板楔运算器7计算出的轧制后板楔成为规定值而需的作业侧和驱动侧的上工作轧辊21与下工作轧辊31之间的间隙差进行运算。
另外，工作轧辊间隙差控制器9对驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W进行控制，以使得成为由工作轧辊间隙差运算器8运算出的工作轧辊间隙差。
以下，使用图6说明工作轧辊间隙差运算器8中的工作轧辊间隙差的运算方法及工作轧辊间隙差控制器9中的驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W的控制的详情。图6是本实施例1中的板楔控制装置的框图。
在工作轧辊间隙差运算器8中，对由板楔运算器7计算出的工作轧辊出侧的板楔Δh(＝驱动侧板厚h
在此，影响系数K
【算式8】
在此，在算式(8)中，ζ是板端位置处的板楔转移率(-)，L与算式(2)相同，是作业侧～驱动侧缸间距离(mm)，W是板宽(mm)。
另外，所期望的板楔(出侧板楔目标值Δh
工作轧辊间隙差控制器9对驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W的油柱位置进行控制，使得能够得到由工作轧辊间隙差运算器8运算出的工作轧辊间隙差修正量。例如，在将运算出的工作轧辊间隙差修正量设为1/2的基础上，在驱动侧液压缸11D中减去1/2的工作轧辊间隙差修正量，在作业侧液压缸11W中加上1/2的工作轧辊间隙差修正量。
上述那样的本实施例的控制是基于以下要说明的那样的由本发明人首次明确的如下见解而进行的：即使在轧制材料5的轧制前就存在板楔，即使在板宽方向上存在温度差，通过与这些干扰无关地测定差分荷载，而确定用于使板楔成为规定量的工作轧辊间隙差修正量。
以下，使用图7至图15说明直至本发明的板楔控制装置40、41的控制(基于板楔运算器7及工作轧辊间隙差运算器8对工作轧辊间隙差修正量的导出)导出的经过。
图7是表示在表1所示的条件下将干扰设为轧制前板楔的情况下的工作轧辊间隙差与差分荷载之间的关系的图，图8是表示在实施例1的表1所示的条件下将干扰设为轧制前板楔的情况下的工作轧辊间隙差与轧制后板楔之间的关系的图。图9是表示在本实施例1的表1所示的条件下将干扰设为板宽方向温度差的情况下的工作轧辊间隙差与差分荷载之间的关系的图，图10是表示工作轧辊间隙差与轧制后板楔之间的关系的图。图11是表示本实施例1的表1所示的条件下的差分荷载与使轧制后板楔成为0的作业侧与驱动侧的轧辊间隙差修正量之间的关系的图。
首先，本发明人在表1所示那样的、设为板宽1750mm、入侧板厚30mm、下压率40％、工作轧辊直径835mm×辊筒长2180mm、支承轧辊直径1550mm×辊筒长2160mm、轧机常数(作业侧与驱动侧合计)5880kN/mm的条件下，求出使板楔比率(＝(驱动侧板厚-作业侧板厚)/中央板厚×100)变化成0％、1％(驱动侧：厚)、2％(驱动侧：厚)时的、差分荷载(作业侧-驱动侧)(kN)相对于作业侧与驱动侧工作轧辊间隙差(驱动侧下压：正)(mm)的关系、以及轧制后板楔(作业侧板厚大：正)(mm)相对于作业侧与驱动侧工作轧辊间隙差(驱动侧下压：正)(mm)的关系。图7中示出差分荷载相对于工作轧辊间隙差的关系，图8中示出轧制后板楔相对于工作轧辊间隙差的关系。
【表1】
其结果为，如图7所示，无论板楔比率如何，随着工作轧辊间隙差变大，驱动侧的荷载变大且差分荷载变大，但随着板楔比率变大则即使工作轧辊间隙差相同，差分荷载也会变大。
另外，如图8所示，可知无论板楔比率如何，随着工作轧辊间隙差变大而轧制后板楔增加以使得作业侧的板厚变厚。另外，可知为了使轧制后板楔成为0，在板楔比率为0％时只要使工作轧辊间隙差为0mm即可，在板楔比率为1％时只要使工作轧辊间隙差为约0.9mm即可，在板楔比率为2％时只要使工作轧辊间隙差为约1.7～1.8mm即可。
接着，本发明人设想在表1所示的条件下存在板宽方向温度差的情况，而求出使变形抗力比(＝(驱动侧变形抗力-作业侧变形抗力)/中央变形抗力+1.0)变化成1.0、1.3(驱动侧：大)、1.5(驱动侧：大)时的、差分荷载(作业侧-驱动侧)(kN)相对于作业侧与驱动侧工作轧辊间隙差(驱动侧下压：正)(mm)的关系、以及轧制后板楔(作业侧板厚大：正)(mm)相对于作业侧与驱动侧工作轧辊间隙差(驱动侧下压：正)(mm)的关系。图9中示出差分荷载相对于工作轧辊间隙差的关系，图10中示出轧制后板楔相对于工作轧辊间隙差的关系。
其结果为，如图9所示，与使板楔比率变化的情况同样地，无论变形抗力比如何，随着工作轧辊间隙差变大，驱动侧的荷载变大且差分荷载变大，随着变形抗力比变大，即使工作轧辊间隙差相同，差分荷载也会变大。
另外，如图10所示，可知无论变形抗力比如何，随着工作轧辊间隙差变大而轧制后板楔增加以使得作业侧的板厚变厚。另外，可知为了使轧制后板楔为成0，在变形抗力比为1.0时只要使工作轧辊间隙差为0mm即可，在变形抗力比为1.3时只要使工作轧辊间隙差为约0.5mm即可，在变形抗力比为1.5时只要使工作轧辊间隙差为约0.9～1.0mm即可。
将这些图7至图10的关系汇总成一个关系。在图11中，示出了轧制前板楔及宽度方向温度差(变形抗力差)的、作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差修正量(驱动侧下压：正)(mm)相对于差分荷载检测值(作业侧-驱动侧)(kN)的关系。
其结果为，如图11所示，可知存在如下关系：无论轧制前板楔和宽度方向温度差(变形抗力差)是否有所不同，均能够对于差分荷载检测值求出工作轧辊间隙差的修正量。
因此，在将图6所示的结构局部变形的轧制试验机中，在表2所示的条件下，实际进行了如下控制实验：在轧制控制开始后根据差分荷载测定值计算出板楔，并输出工作轧辊间隙差修正量以使得所计算出的板楔成为目标值。在图12至图15中示出该结果。
【表2】
图12是表示在表2所示的条件下试验机中的板楔的控制结果的图，是表示差分荷载的实测值(驱动侧-作业侧)(kN)相对于从控制开始起的轧制距离(mm)的关系的图，图13是表示作业侧与驱动侧工作轧辊间隙修正量实测值(驱动侧下压：正)(mm)相对于从控制开始起的轧制距离(mm)的关系的图，图14是表示轧制后板楔(驱动侧板厚大：正)(mm)的实测值及目标值相对于从控制开始起的轧制距离(mm)的图。图15是表示轧制后板楔实测值(驱动侧板厚大：正)(mm)相对于试验机中的轧制后板楔计算值(驱动侧板厚大：正)(mm)的关系的图。
根据图12所示那样的差分荷载的实测值并使用图5所示的方法计算出轧制后板楔计算值，输出工作轧辊间隙差修正量而以图13所示那样的工作轧辊间隙修正量进行了轧制，其结果为，如图14所示，从控制开始起在500mm以后，板楔的目标值与实测值以高水准一致。
另外，对该图14所示的实测值、与根据图12所示那样的差分荷载的实测值计算出轧制后板楔计算值的结果之间的关系进行了评价，其结果为，如图15所示，可知轧制后实测板楔和板楔计算值很近似。
根据该图11及图15的见解可知，存在如下关系：无论轧制前板楔和宽度方向温度差(变形抗力差)等各种参数如何，均能够根据差分荷载检测值求出用于使板楔成为规定量的工作轧辊间隙差的修正量。
接下来，参照图16说明本实施例的轧制方法。图16是说明本实施例1中的板楔的控制流程的流程图。
以下要说明的轧制方法通过图1及图2所示那样的轧制设备执行。
首先，如图16所示，板楔控制装置40、41接收操作条件的输入，同时接收由驱动侧荷载检测器10D测定出的驱动侧荷载P
接着，板楔控制装置40、41的板楔运算器7根据在步骤S11中测定出的驱动侧荷载P
然后，板楔运算器7使用在步骤S12中运算出的轧制荷载的宽度方向分布，对轧制后板楔进行运算(步骤S13)。该步骤S12、S13是板楔运算工序。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差运算器8根据在步骤S13中由板楔运算器7运算出的轧制后板楔，对作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差(工作轧辊间隙差修正量)进行运算(步骤S14)。该步骤S14是工作轧辊间隙差运算工序。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差控制器9对作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差进行控制，以得到在步骤S14中由工作轧辊间隙差运算器8运算出的工作轧辊间隙差(步骤S15)。该步骤S15是工作轧辊间隙差控制工序。
接下来，说明本实施例的效果。
上述的本发明的实施例1的轧制设备具备：驱动侧液压缸11D；作业侧液压缸11W；利用由驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W赋予的下压力对轧制材料5进行轧制的上下一对的上工作轧辊21、下工作轧辊31；对基于驱动侧液压缸11D产生的下压力进行检测的驱动侧荷载检测器10D；对基于作业侧液压缸11W产生的下压力进行检测的作业侧荷载检测器10W；对被导入到上下一对的上工作轧辊21、下工作轧辊31的轧制材料5的板宽方向位置进行设定的轧制材料位置设定装置；和对轧制后的轧制材料5的板楔进行调整的板楔控制装置40、41。
其中，板楔控制装置40、41具备：板楔运算器7，其根据由驱动侧荷载检测器10D及作业侧荷载检测器10W检测出的作业侧荷载P
由此，虽然无需如上述的专利文献1那样计测温度但能够容易地计算出轧制后的板楔，因此能够根据驱动侧和作业侧的荷载求出为了使轧制后板楔成为规定量而需的工作轧辊间隙差修正量。即，根据本发明，能够以简易的结构将板楔控制成规定量。
此外，虽然说明了设为通过入侧侧引导件2及第2机座以后的机座使轧制材料5的板宽方向的中心与上工作轧辊21、下工作轧辊31的宽度方向的中心一致而计算出轧制后板楔的情况，但不必一定需要使轧制材料5的板宽方向的中心与上工作轧辊21、下工作轧辊31的宽度方向的中心一致，在轧制材料5的板宽方向的中心与上工作轧辊21、下工作轧辊31的宽度方向的中心不一致的情况下，能够以在后述的实施例6中要说明的算式(9)至算式(18)的考虑方法计算出轧制后板楔(板蜿蜒量Y
＜实施例2＞
使用图17至图21说明本发明的实施例2的轧制设备及轧制方法。对与实施例1相同的结构标注相同的附图标记，并省略说明。在以下的实施例中也是同样的。
图17是表示本实施例2中的板楔控制装置的结构的俯视图，图18是表示本实施例2中的板楔控制装置的结构的侧视图。图19是表示用于计算出本实施例2中的辊轧机的作业侧、驱动侧的轧机常数的结构的图。图20是表示本实施例2中的轧机常数计算方法的图。图21是说明本实施例2中的板楔的控制流程的流程图。
如图17及图18所示，在本实施例中，在轧制前，事先通过位移仪计测驱动侧液压缸11D的位移量，并且通过位移仪计测作业侧液压缸11W的位移量。
在此基础上，在代替实施例1的板楔运算器7而设置的板楔运算器7A中，基于测定出的驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W的位移量求出作业侧和驱动侧的轧机常数，还使用作业侧与驱动侧的轧机常数之差计算出轧制后板楔。
若作业侧和驱动侧的轧机常数不同，则在轧制荷载发生了变化时，工作轧辊间隙差修正量受其影响会发生变化。因此，期望如上述那样对作业侧液压缸和驱动侧液压缸分别计测缸位移和荷载，在根据其斜率计算出作业侧和驱动侧的轧机常数的基础上，并入支承上支承轧辊22的作业侧及驱动侧的弹性常数的不同、和支承下支承轧辊32的作业侧及驱动侧的弹性常数的不同而计算出轧制后板楔。
以下，使用图19及图20说明轧机常数的计算方法。
如图19所示，将支承上支承轧辊22的作业侧及驱动侧的弹性常数分别设为K
在这样的前提下，首先，在上工作轧辊21和下工作轧辊31轧辊吻合(roll kiss)的状态下，对在作业侧液压缸11W及驱动侧液压缸11D中测定的缸的位移量、与由作业侧荷载检测器10W及驱动侧荷载检测器10D测定出的荷载之间的关系进行整理，如图20所示那样根据其斜率计算出作业侧和驱动侧的轧机常数K。
然后，针对分别求出的作业侧和驱动侧的轧机常数K，将上下支承轧辊支承弹性、上下支承轧辊刚性和上下工作轧辊刚性设为串联弹性，考虑上下的弹性常数的比例而求出作为未知数的作业侧和驱动侧的弹性常数K
其他结构、动作是与上述的实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的结构、动作，详情省略。
接下来，参照图21说明本实施例的轧制方法。
首先，如图21所示，板楔控制装置40、41在轧制前，接收由位移仪计测出的驱动侧液压缸11D的位移量及作业侧液压缸11W的位移量的输入(步骤S21)。
接着，板楔控制装置40、41的板楔运算器7A使用在步骤S21中计测出的驱动侧液压缸11D的位移量及作业侧液压缸11W的位移量，求出作业侧、驱动侧轧机常数，并且确定上下的弹性常数的比例，根据所求出的轧机常数对作业侧及驱动侧的弹性常数K
另外，如图21所示，在轧制时，板楔控制装置40、41接收操作条件的输入，同时接收由驱动侧荷载检测器10D测定出的驱动侧荷载P
接着，板楔控制装置40、41的板楔运算器7A使用在步骤S23中测定出的驱动侧荷载P
然后，板楔运算器7A使用在步骤S24中运算出的轧制荷载的宽度方向分布和在步骤S22中运算出的弹性常数K
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差运算器8根据在步骤S25中由板楔运算器7A运算出的轧制后板楔，对作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差进行运算(步骤S26)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差控制器9对作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差进行控制，以得到在步骤S26中由工作轧辊间隙差运算器8运算出的工作轧辊间隙差(步骤S27)。
在本发明的实施例2的轧制设备及轧制方法中，也能够得到与上述的实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的效果。
另外，板楔运算器7A基于通过对驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W的位移量进行检测的位移仪测定出的驱动侧液压缸11D及作业侧液压缸11W的位移量求出作业侧和驱动侧的轧机常数，还使用作业侧与驱动侧的轧机常数之差来计算出轧制后板楔。若作业侧和驱动侧的刚性不同则具有在轧制荷载发生了变化时会受其影响而产生板楔的缺点，但如本实施例那样通过事先求出作业侧和驱动侧的刚性而能够消除计算板楔时的刚性的影响，从而能够更高精度地将轧制后板楔控制成规定量。
＜实施例3＞
使用图22至图24说明本发明的实施例3的轧制设备及轧制方法。
图22是表示本实施例3中的板楔控制装置的结构的俯视图，图23是表示本实施例3中的板楔控制装置的结构的侧视图。图24是说明本实施例3中的板楔的控制流程的流程图。
如图22及图23所示，在本实施例中，通过滤波运算器12对驱动侧荷载检测器10D及作业侧荷载检测器10W的检测值进行滤波，将滤波后的检测值输入到板楔运算器7B。
滤波运算器12例如是一阶滞后滤波器。
板楔运算器7B使用滤波后的检测值求出施加于轧制材料5的板荷载的板宽方向分布，另外，基于所求出的板荷载的板宽方向分布和通过轧制材料位置设定装置设定的轧制材料5的板宽方向位置计算出轧制后板楔。
其他结构、动作是与上述的实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的结构、动作，详情省略。
接下来，参照图24说明本实施例的轧制方法。
首先，如图24所示，板楔控制装置40、41接收操作条件的输入，并且接收由驱动侧荷载检测器10D测定出的驱动侧荷载P
接着，板楔控制装置40、41的滤波运算器12对在步骤S31中计测出的驱动侧荷载P
接着，板楔控制装置40、41的板楔运算器7B根据在步骤S32中滤波后的驱动侧荷载P
然后，板楔运算器7B使用在步骤S33中运算出的轧制荷载的宽度方向分布，对轧制后板楔进行运算(步骤S34)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差运算器8根据在步骤S34中由板楔运算器7B运算出的轧制后板楔，对作业侧与驱动侧的轧辊间隙差进行运算(步骤S35)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差控制器9对作业侧与驱动侧的轧辊间隙差进行控制，以得到在步骤S35中由工作轧辊间隙差运算器8运算出的轧辊间隙差(步骤S36)。
在本发明的实施例3的轧制设备及轧制方法中，也能够得到与上述的实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的效果。
另外，在不以高响应进行板楔控制的情况下，通过如本实施例那样还具备对驱动侧荷载检测器10D及作业侧荷载检测器10W的检测值进行滤波的滤波运算器12，能够使检测值为稳定的值(除去噪声)，从而能够防止工作轧辊间隙差操作量的急剧变化，实现稳定的板楔控制。
此外，虽然说明了滤波运算器12为一阶滞后滤波器的情况，但滤波运算器并不限于此，能够使用具备各种滤波功能的运算器。
另外，在本实施例中，也能够如实施例2那样使用作业侧与驱动侧的轧机常数之差来计算出轧制后板楔。
＜实施例4＞
使用图25至图28说明本发明的实施例4的轧制设备及轧制方法。
图25是表示本实施例4中的板楔控制装置的结构的俯视图，图26是表示本实施例4中的板楔控制装置的结构的侧视图。图27是本实施例4中的板楔控制装置的框图。图28是说明本实施例4中的板楔的控制流程的流程图。
如图25及图26所示，本实施例的板楔控制装置还具备在由板楔运算器7计算出的轧制后板楔计算值Δh与目标板楔Δh
在实施例1等中，具有如下缺点：对于板楔偏差为容许值以下的较小误差，由于要将其控制为规定值，所以会累计误差从而工作轧辊间隙差修正量会持续增加。因此，如图27所示，在规定的板楔目标值Δh
其他结构、动作是与上述实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的结构、动作，省略详情。
接下来，参照图28说明本实施例的轧制方法。
首先，如图28所示，板楔控制装置40、41接收操作条件的输入，并且接收由驱动侧荷载检测器10D测定出的驱动侧荷载P
接着，板楔控制装置40、41的板楔运算器7根据在步骤S41中测定出的驱动侧荷载P
然后，板楔运算器7使用在步骤S42中运算出的轧制荷载的宽度方向分布，对轧制后板楔进行运算(步骤S43)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差运算器8C内的死区运算器13对在步骤S13中由板楔运算器7运算出的轧制后板楔的计算值Δh与板楔目标值Δh
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差运算器8C根据从步骤S44中的死区运算的结果得到的轧制后板楔，对作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差进行运算(步骤S45)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差控制器9对作业侧与驱动侧的工作轧辊间隙差进行控制，以得到在步骤S14中由工作轧辊间隙差运算器8C运算出的工作轧辊间隙差(步骤S46)。
在本发明的实施例4的轧制设备及轧制方法中，也能够得到与上述实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的效果。
另外，通过还具备在由板楔运算器7计算出的轧制后板楔的计算值Δh与目标板楔Δh
此外，死区运算器13并不限于是在由板楔运算器7计算出的轧制后板楔的计算值与目标板楔之间的差值为规定值以下时作为差值而输出0的运算器，只要是乘以绝对值小于1的规定系数来减小差值的运算器即可。
另外，死区运算器并不限于是在由板楔运算器7计算出的轧制后板楔的计算值与目标板楔之间的差值为规定值以下时减小差值的绝对值的运算器，能够设为在由间隙差运算器运算出的轧辊间隙差与当前的轧辊间隙差之间的差值的绝对值为规定值以下时减小间隙差运算器所输出的间隙差的绝对值的运算器，或者设为在间隙差控制器所输出的作业侧与驱动侧的轧辊间隙差的控制值为规定值以下时减小控制值的绝对值的运算器。
另外，在本实施例中，也能够分别单独或同时实施如实施例2那样使用作业侧支承部与驱动侧支承部的轧机常数之差来计算轧制后板楔、和如实施例3那样进行滤波。
＜实施例5＞
使用图29来说明本发明的实施例5的轧制设备及轧制方法。
图29是表示本实施例5中的板楔控制装置中的侧引导件定位控制的结构的俯视图。
如图29所示，本实施例的板楔控制装置还具备位置控制器20，该位置控制器20代替对入侧侧引导件2进行恒压控制，而是在轧制材料5的轧制中，接收对入侧侧引导件2的板宽方向位置进行定位的液压缸6的油柱位置的输入，对液压缸6的油柱位置进行控制，以使得入侧侧引导件2的板宽方向位置保持规定位置。
其他结构、动作是与上述实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的结构、动作，详情省略。
在本发明的实施例5的轧制设备及轧制方法中，也能够得到与上述实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的效果。
另外，通过还具备将侧引导件的板宽方向位置控制成规定位置的位置控制器20，能够对侧引导件进行定位控制。因此，与对侧引导件进行恒压控制的实施例1相比，能够更加可靠地抑制从辊轧机通过的轧制材料5的板宽方向的中心偏离的偏心、和轧制材料5的弯曲现象即翘曲的产生。
另外，在本实施例中，也能够分别单独或同时实施如实施例2那样使用作业侧支承部与驱动侧支承部的轧机常数之差来计算出轧制后板楔、如实施例3那样进行滤波、以及如实施例4那样进行死区运算。
＜实施例6＞
使用图30至图34说明本发明的实施例6的轧制设备及轧制方法。
图30是表示本实施例6中的板楔控制装置中的、控制板楔的结构的俯视图，图31是表示板楔控制装置的结构的侧视图。图32是说明本实施例6中的板楔控制装置中的轧制荷载的宽度方向分布和轧制后板楔的计算方法的图。图33是说明本实施例6中的板楔的控制流程的流程图。图34是本实施例6中的板楔控制装置的变形例，是表示控制轧制材料的板宽方向的结构的俯视图。
如图30及图31所示，本实施例的轧制设备在向辊轧机的入侧没有配置侧引导件，作为替代而具备检测轧制材料5的板宽方向位置的设置在水平轧机1的出侧的中央线偏移检测装置14。
在本实施例中，轧制材料位置设定装置是中央线偏移检测装置14。此外，中央线偏移检测装置14并不限于被设置在上工作轧辊21、下工作轧辊31的出侧的情况，能够仅设置在入侧，或者设置在入侧及出侧。
中央线偏移检测装置14由例如CCD摄像头以及对其拍摄图像进行处理的处理系统构成，通过利用公知的各种处理方法从CCD摄像头的拍摄图像检测轧制材料5的端部来检测轧制材料5的板宽方向位置，但当然并不限定于此，只要能够检测轧制材料5的板宽方向位置即可。
板楔运算器7E还使用由中央线偏移检测装置14检测出的轧制材料5的板宽方向位置的检测值来计算出轧制后板楔。
以下，使用图32，说明未限定于中心线(设备中心)≠板中心这种情况下的本实施例中的板楔运算器7E中的轧制荷载的宽度方向分布和轧制后板楔的计算方法。
首先，板楔运算器7E从驱动侧荷载检测器10D接收驱动侧支承部的驱动侧荷载P
在此，轧制材料5中的上下方向的力平衡存在以下所示的算式(9)的关系。
【算式9】
此外，算式(9)与上述的算式(1)相同，P
另外图32中的辊轧机的宽度方向的中心即A点的力矩平衡存在以下所示的算式(10)的关系。
【算式10】
此外，在算式(10)中，p(x)是每单位宽度的轧制荷载板宽方向分布(kN/mm)，L是作业侧～驱动侧缸间距离(mm)，Y
在此，轧制材料5的每单位宽度的轧制荷载公式(线性分布)为以下所示的算式(11)的关系，x的限制范围为以下所示的算式(12)的关系。
【算式11】
【算式12】
根据将该算式(11)、算式(12)的关系代入而运算出的算式(10)和上述算式(9)，驱动侧板端部处的每单位宽度的轧制荷载p
【算式13】
【算式14】
【算式15】
【算式16】
【算式17】
【算式18】
根据该算式(13)及算式(14)，能够求出板荷载的板宽方向分布。
接着，板楔运算器7E赋予所求出的板荷载的板宽方向分布，进行轧辊部弹性变形解析，计算出轧制后的板楔。轧制后板楔的计算方法与实施例1相同。
其他结构、动作是与上述实施例1的轧制设备和轧制方法大致相同的结构、动作，详情省略。
接下来，参照图33说明本实施例的轧制方法。
首先，如图33所示，板楔控制装置40、41接收操作条件的输入，并且接收由驱动侧荷载检测器10D测定出的驱动侧荷载P
接着，板楔控制装置40、41的板楔运算器7E根据在步骤S51中测定出的驱动侧荷载P
然后，板楔运算器7E使用在步骤S52中运算出的轧制荷载的宽度方向分布，对轧制后板楔进行运算(步骤S53)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差运算器8根据在步骤S53中由板楔运算器7E运算出的轧制后板楔，对作业侧与驱动侧的轧辊间隙差进行运算(步骤S54)。
接着，板楔控制装置40、41的工作轧辊间隙差控制器9对作业侧与驱动侧的轧辊间隙差进行控制，以得到步骤S54中由工作轧辊间隙差运算器8运算出的轧辊间隙差(步骤S55)。
在本发明的实施例6那样的轧制设备和轧制方法中，作为轧制材料位置设定装置，具备至少设置在上工作轧辊21、下工作轧辊31的入侧或出侧的对轧制材料5的板宽方向位置进行检测的中央线偏移检测装置14，板楔运算器7E还使用由中央线偏移检测装置14检测出的轧制材料5的板宽方向位置的检测值来计算轧制后板楔，在这样的轧制设备和轧制方法中，也能够得到与上述实施例1的轧制设备及轧制方法大致相同的效果。
另外，在本实施例中，由于侧引导件不再是必须的，所以能够简化设备的结构，从而能够实现低成本化。
此外，在本实施例中说明了没有使用侧引导件的情况，但在本实施例中，也能够在如图34所示那样设置入侧侧引导件2而减轻了轧制材料5的蜿蜒的基础上利用中央线偏移检测装置14检测板宽方向位置来计算轧制后板楔。或者也能够在入侧及出侧的任一侧均设置侧引导件。若为这样的形态，则在无法利用侧引导件使板蜿蜒为0的情况下，例如在侧引导件与轧制材料5之间存在间隙的情况等下，尤其能够得到较大的效果。
另外，在本实施例中，也能够分别单独或同时实施如实施例2那样使用作业侧支承部与驱动侧支承部的轧机常数之差来计算轧制后板楔、如实施例3那样进行滤波、以及如实施例4那样进行死区运算。而且，在使用侧引导件的情况下，能够如实施例5那样对侧引导件进行定位控制，在该情况下也能够将实施例2-4适当组合地实施。
＜其他＞
此外，本发明并不限定于上述实施例，包含各种变形例。上述实施例为了易于理解地说明本发明而详细地进行了说明，但不必一定限定于具备所说明的全部结构。另外，也能够将某实施例的结构的一部分置换成其他实施例的结构，另外，也能够对某实施例的结构添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，也能够进行其他结构的追加、删除、置换。
附图标记说明
1…液压缸
2…入侧侧引导件
3…出侧侧引导件
5…轧制材料
6、6A、6B…液压缸
7、7A、7B、7E…板楔运算器
8、8C…工作轧辊间隙差运算器
9…工作轧辊间隙差控制器
10D…驱动侧荷载检测器
10W…作业侧荷载检测器
11D…驱动侧液压缸
11W…作业侧液压缸
12…滤波运算器
13…死区运算器
14…中央线偏移检测装置
20…位置控制器
21…上工作轧辊
22…上支承轧辊
31…下工作轧辊
32…下支承轧辊
40、41…板楔控制装置。
机译： 轧制设备，轧制设备的制造方法，轧制设备，轧制设备和图像形成装置
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机译： 轧制设备，轧制设备的制造方法，轧制设备，轧制设备和图像形成装置
