ストリップを案内するための装置及び方法
本発明は、ストリップ、特に金属ストリップ、を案内するための装置及び方法に関する。この方式の公知の装置は、軸受ブロック（１２０）を固定する支持装置（１１０）を備える。ストリップを案内するため、軸受ブロック内にローラ（１３０）が回転可能に軸受けされている。負荷時、即ちストリップを案内する際、にローラに作用するローラ荷重を継続的に確実に測定可能にするため、本発明は、特に負荷時の軸受ブロックの変形をセンサ装置によって検出し、引き続き評価装置によって、軸受ブロックの変形から求められるローラ荷重を計算することを提案する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数のローラによってストリップ、特に金属ストリップ、を案内するための装置及び方法に関する。この場合、ストリップを案内する際に、即ち負荷時に、ローラに作用するローラ荷重が測定される。
【背景技術】
【０００２】
このような装置は、従来技術、例えば特許文献１、から公知である。この特許文献１には、ストランドガイド装置のローラを油圧シリンダによって圧下する連続鋳造装置が開示されている。ストランドガイド装置を運転している間にストランドガイド装置の個々のローラに作用する機械的な負荷を測定するため、各ローラにそれぞれ１つのロードセルが付設されている。この場合、ロードセルは、ローラを軸受けする軸受ブロックとセグメントトラバースの間に取り付けられている。
【特許文献１】欧州特許第０ ５３９ ７８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来技術から出発して、本発明の根底にある課題は、ストリップを案内するための公知の装置及び公知の方法を、これらが、ローラに作用する荷重を測定するための選択的な装置と選択的な方法を備えるように、発展させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、装置の請求項１の対象によって解決される。具体的に、解決策は、測定装置が、ストリップを案内する際の軸受ブロックの変形を検出するためのセンサ装置と、センサ装置によって検出された軸受ブロックの変形からローラに作用するローラ荷重を計算するための評価装置と有することにある。
【０００５】
本発明の意味で「ストリップ」との概念は、基本的に非常に広範であると解される。従って、これには、基本的に任意の金属及び任意の横断面を有するストリップや、ロープ又は線材もが含まれる。しかしながら、特に、この概念は、金属ストリップ、特にスラブ、を意味する。
【０００６】
「ローラ」との概念は、本発明の意味において、同様に非常に広範であると解される。従って、このローラには、基本的にホイール又はガイドローラもが含まれる。しかしながら、特に、「ローラ」との概念は、ストランドガイド装置のストランドガイドローラ、ロールスタンドのロール又はルーパもしくは金属ストリップの一時貯蔵部のローラを意味すると解するべきである。
【０００７】
請求したローラ加重を測定するための間接的な手法は、これが、極僅かな費用で設置可能であり、長時間にわたって確実に運転可能で信頼性のあるローラ荷重の測定結果を供給可能であるという利点を提供する。
【０００８】
センサ装置を、超音波式センサ、渦電流式センサ又は光学式距離センサの形態で形成することは、有利なことに、僅かな構造的措置しか軸受ブロックに必要としない変形の非接触式測定の可能性を提供する。
【０００９】
軸受ブロック又は支持装置が、センサ装置及び／又は評価装置を収容するための空所又は切欠きを備える場合は、これが、これら装置を、空間的に測定すべき変形の場所の近傍に配設し、空所又は切欠き内で、環境条件、特に湿度、から保護可能にするという利点を有する。
【００１０】
軸受ブロックが、適当な弱所を備え、ストリップを案内する際のその変形が、軸受ブロックの変形の代表値としてセンサ装置によって簡単に検出可能である場合が有利である。
【００１１】
弱所を、スリットの形態で形成することは、特に簡単である。この場合、センサ装置は、有利なことに簡単で安価な距離センサとして形成することができ、その場合、この距離センサは、負荷時の軸受ブロックの変形をスリットの縮小の形態で検出する。
【００１２】
装置の有利な形成は、従属請求項の対象である。
【００１３】
前記の課題は、更に、請求した装置を運転するための方法によって解決される。この方法の利点は、請求した装置に関連して挙げた利点に相応する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図に関連させた実施例で本発明を詳細に説明する。この場合、全ての図で、同じ要素は、同じ符号で指示されている。
【００１５】
図１は、本発明による装置１００を、単に模範的にストランドガイド装置の形態で示す。この装置は、ここでは金属ストリップ、特にスラブ、の形態のストリップ２００を案内するために使用される。この装置１００の支持装置１１０は、セグメントフレームの形態で形成されている。セグメントフレームもしくはそのトラバースには、ローラ１３０を収容するための軸受ブロック１２０が固定されている。図１に示したストランドガイド装置の場合、２つのローラ１３０が向かい合うように配設され、これらは、共に、金属ストリップ２００を案内するローラ間隙を構成する。
【００１６】
図２は、軸受ブロック１２０の横断面図を示す。そのネックを収容することによってローラ１３０を軸受けするための孔１２１が形成されている。軸受ブロック１２０は、ネジ継手１２８によって支持装置１１０に固定されている。軸受ブロック１２０は、スリットの形態の人工の弱所１２４を備える。更に、図２には、センサ装置１４２とこれに付設された評価装置１４４を有する測定装置１４０が認められる。センサ装置１４２は、負荷時、即ちストリップ２００を案内する際、の軸受ブロックの変形を検出するために使用される。評価装置１４４は、センサ装置１４２によって検出された軸受ブロックの変形から求められるローラ１３０に作用する負荷時のローラ荷重を計算するために使用される。
【００１７】
図３Ａ及び３Ｂは、３Ａの無負荷状態の軸受ブロックと３Ｂの負荷状態の軸受ブロックの比較を示す。図３Ｂには、負荷Ｆから生じる変形、特に軸受ブロックの圧縮歪、が認められる。測定装置１４０は、図２及び３に示した実施例では、無負荷状態の大きなスリット高さと比較した負荷時のスリット１２４の縮小を連続的に検出する距離センサの形態で形成されている。検出されたスリット１２４の縮小は、負荷時の軸受ブロック１２０の変形を示す。距離センサの距離測定信号とローラに作用する荷重の数学的な関係は、センサの特性曲線と軸受ブロックの正確な形状によって決定される。単純な直線的な関係か、多項式成分を有するほぼ直線的な関係が生じるので、作用する荷重は、簡単に、測定した変形から計算可能である。
【００１８】
この変形から、評価装置１４４は、次に、求められるローラ１３０に作用する負荷時の荷重Ｆを計算する。
【００１９】
図３Ｂは、負荷により変形した軸受ブロックの例を誇張して示す。従って、ストランドガイド装置の弱所もしくはスリットの領域の軸受ブロックの変形は、最大許容ローラ荷重でも０．０２〜０．０３ｍｍに過ぎない。このオーダーの形状変化は、問題なく測定可能であり、その点で、軸受ブロックの変形の代表値として十分な大きさの測定信号を可能にする。
【００２０】
但し、この場合、前記オーダーの形状変化が、人工的に設けた弱所の領域だけに生じ、その他では典型的に本質的に小さいほとんど測定不可能なオーダーの変形であることを考慮することが大切である。その点で、弱所は、軸受ブロックの変形を測定可能なオーダーに変換するか、これを可視化する適当な手段を提供する。このため、弱所は、一方で相応に形成することができる。しかしながらまた、他方で、軸受ブロック１２０が、弱所によって許容不能なほど著しく弱くならないことを保証しなければならない。むしろ、例えば、ストランドガイド装置として装置を実施する場合、スラブのストランド凝固殻が負荷時のローラ位置の変化によって過負荷を受けないように、弱所の変形を小さく保つことを保証すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】金属ストリップを案内するための装置を示す。
【図２】無負荷状態の装置の軸受ブロックを示す。
【図３Ａ】無負荷状態の軸受ブロックを示す。
【図３Ｂ】負荷状態の軸受ブロックを示す。
【符号の説明】
【００２２】
１００ 装置
１１０ 支持装置
１２０ 軸受ブロック
１２１ 孔
１２４ 弱所（スリット）
１２８ ネジ継手
１３０ ローラ
１４０ 測定装置
１４２ センサ装置
１４４ 評価装置
２００ ストリップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数のローラによってストリップ、特に金属ストリップ、を案内するための装置及び方法に関する。この場合、ストリップを案内する際に、即ち負荷時に、ローラに作用するローラ荷重が測定される。
【背景技術】
【０００２】
このような装置は、従来技術、例えば特許文献１、から公知である。この特許文献１には、ストランドガイド装置のローラを油圧シリンダによって圧下する連続鋳造装置が開示されている。ストランドガイド装置を運転している間にストランドガイド装置の個々のローラに作用する機械的な負荷を測定するため、各ローラにそれぞれ１つのロードセルが付設されている。この場合、ロードセルは、ローラを軸受けする軸受ブロックとセグメントトラバースの間に取り付けられている。
【特許文献１】欧州特許第０ ５３９ ７８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来技術から出発して、本発明の根底にある課題は、ストリップを案内するための公知の装置及び公知の方法を、これらが、ローラに作用する荷重を測定するための選択的な装置と選択的な方法を備えるように、発展させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、装置の請求項１の対象によって解決される。具体的に、解決策は、測定装置が、ストリップを案内する際の軸受ブロックの変形を検出するためのセンサ装置と、センサ装置によって検出された軸受ブロックの変形からローラに作用するローラ荷重を計算するための評価装置と有することにある。
【０００５】
本発明の意味で「ストリップ」との概念は、基本的に非常に広範であると解される。従って、これには、基本的に任意の金属及び任意の横断面を有するストリップや、ロープ又は線材もが含まれる。しかしながら、特に、この概念は、金属ストリップ、特にスラブ、を意味する。
【０００６】
「ローラ」との概念は、本発明の意味において、同様に非常に広範であると解される。従って、このローラには、基本的にホイール又はガイドローラもが含まれる。しかしながら、特に、「ローラ」との概念は、ストランドガイド装置のストランドガイドローラ、ロールスタンドのロール又はルーパもしくは金属ストリップの一時貯蔵部のローラを意味すると解するべきである。
【０００７】
請求したローラ加重を測定するための間接的な手法は、これが、極僅かな費用で設置可能であり、長時間にわたって確実に運転可能で信頼性のあるローラ荷重の測定結果を供給可能であるという利点を提供する。
【０００８】
センサ装置を、超音波式センサ、渦電流式センサ又は光学式距離センサの形態で形成することは、有利なことに、僅かな構造的措置しか軸受ブロックに必要としない変形の非接触式測定の可能性を提供する。
【０００９】
軸受ブロック又は支持装置が、センサ装置及び／又は評価装置を収容するための空所又は切欠きを備える場合は、これが、これら装置を、空間的に測定すべき変形の場所の近傍に配設し、空所又は切欠き内で、環境条件、特に湿度、から保護可能にするという利点を有する。
【００１０】
軸受ブロックが、適当な弱所を備え、ストリップを案内する際のその変形が、軸受ブロックの変形の代表値としてセンサ装置によって簡単に検出可能である場合が有利である。
【００１１】
弱所を、スリットの形態で形成することは、特に簡単である。この場合、センサ装置は、有利なことに簡単で安価な距離センサとして形成することができ、その場合、この距離センサは、負荷時の軸受ブロックの変形をスリットの縮小の形態で検出する。
【００１２】
装置の有利な形成は、従属請求項の対象である。
【００１３】
前記の課題は、更に、請求した装置を運転するための方法によって解決される。この方法の利点は、請求した装置に関連して挙げた利点に相応する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図に関連させた実施例で本発明を詳細に説明する。この場合、全ての図で、同じ要素は、同じ符号で指示されている。
【００１５】
図１は、本発明による装置１００を、単に模範的にストランドガイド装置の形態で示す。この装置は、ここでは金属ストリップ、特にスラブ、の形態のストリップ２００を案内するために使用される。この装置１００の支持装置１１０は、セグメントフレームの形態で形成されている。セグメントフレームもしくはそのトラバースには、ローラ１３０を収容するための軸受ブロック１２０が固定されている。図１に示したストランドガイド装置の場合、２つのローラ１３０が向かい合うように配設され、これらは、共に、金属ストリップ２００を案内するローラ間隙を構成する。
【００１６】
図２は、軸受ブロック１２０の横断面図を示す。そのネックを収容することによってローラ１３０を軸受けするための孔１２１が形成されている。軸受ブロック１２０は、ネジ継手１２８によって支持装置１１０に固定されている。軸受ブロック１２０は、スリットの形態の人工の弱所１２４を備える。更に、図２には、センサ装置１４２とこれに付設された評価装置１４４を有する測定装置１４０が認められる。センサ装置１４２は、負荷時、即ちストリップ２００を案内する際、の軸受ブロックの変形を検出するために使用される。評価装置１４４は、センサ装置１４２によって検出された軸受ブロックの変形から求められるローラ１３０に作用する負荷時のローラ荷重を計算するために使用される。
【００１７】
図３Ａ及び３Ｂは、３Ａの無負荷状態の軸受ブロックと３Ｂの負荷状態の軸受ブロックの比較を示す。図３Ｂには、負荷Ｆから生じる変形、特に軸受ブロックの圧縮歪、が認められる。測定装置１４０は、図２及び３に示した実施例では、無負荷状態の大きなスリット高さと比較した負荷時のスリット１２４の縮小を連続的に検出する距離センサの形態で形成されている。検出されたスリット１２４の縮小は、負荷時の軸受ブロック１２０の変形を示す。距離センサの距離測定信号とローラに作用する荷重の数学的な関係は、センサの特性曲線と軸受ブロックの正確な形状によって決定される。単純な直線的な関係か、多項式成分を有するほぼ直線的な関係が生じるので、作用する荷重は、簡単に、測定した変形から計算可能である。
【００１８】
この変形から、評価装置１４４は、次に、求められるローラ１３０に作用する負荷時の荷重Ｆを計算する。
【００１９】
図３Ｂは、負荷により変形した軸受ブロックの例を誇張して示す。従って、ストランドガイド装置の弱所もしくはスリットの領域の軸受ブロックの変形は、最大許容ローラ荷重でも０．０２〜０．０３ｍｍに過ぎない。このオーダーの形状変化は、問題なく測定可能であり、その点で、軸受ブロックの変形の代表値として十分な大きさの測定信号を可能にする。
【００２０】
但し、この場合、前記オーダーの形状変化が、人工的に設けた弱所の領域だけに生じ、その他では典型的に本質的に小さいほとんど測定不可能なオーダーの変形であることを考慮することが大切である。その点で、弱所は、軸受ブロックの変形を測定可能なオーダーに変換するか、これを可視化する適当な手段を提供する。このため、弱所は、一方で相応に形成することができる。しかしながらまた、他方で、軸受ブロック１２０が、弱所によって許容不能なほど著しく弱くならないことを保証しなければならない。むしろ、例えば、ストランドガイド装置として装置を実施する場合、スラブのストランド凝固殻が負荷時のローラ位置の変化によって過負荷を受けないように、弱所の変形を小さく保つことを保証すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】金属ストリップを案内するための装置を示す。
【図２】無負荷状態の装置の軸受ブロックを示す。
【図３Ａ】無負荷状態の軸受ブロックを示す。
【図３Ｂ】負荷状態の軸受ブロックを示す。
【符号の説明】
【００２２】
１００ 装置
１１０ 支持装置
１２０ 軸受ブロック
１２１ 孔
１２４ 弱所（スリット）
１２８ ネジ継手
１３０ ローラ
１４０ 測定装置
１４２ センサ装置
１４４ 評価装置
２００ ストリップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの軸受ブロック（１２０）と、この少なくとも１つの軸受ブロック内に回転可能に軸受けされた、ストリップ（２００）を案内するローラ（１３０）と、ストリップを案内する際にローラに作用するローラ荷重を検出するための測定装置（１４０）を有する、ストリップ（２００）、特に金属ストリップ、を案内するための装置（１００）において、
測定装置（１４０）が、ストリップ（２００）を案内する際の軸受ブロック（１２０）の変形を検出するためのセンサ装置（１４２）と、センサ装置（１４２）によって検出された軸受ブロックの変形からローラ（１３０）に作用するローラ荷重を計算するための評価装置（１４４）と有することを特徴とする装置。
【請求項２】
センサ装置（１４２）が、超音波式センサ、渦電流式センサ、繊維光学式距離センサ又は測定スイッチの形態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
その変形が測定される軸受ブロック（１２０）が、センサ装置（１４２）及び／又は評価装置（１４４）を収容するための空所（１２２）又は切欠きを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
その変形を測定すべき軸受ブロック（１２０）が、適当な弱所（１２４）を備え、ストリップ（２００）を案内する際のその固有変形が、軸受ブロック（１２０）の変形の代表値としてセンサ装置（１４２）によって検出可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
弱所（１２４）が、スリットの形態で形成されており、このスリットが、ストリップを案内する際に変形するように、軸受ブロック（１２０）内で、ローラのネックを収容するための孔（１２１）の近傍に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
距離センサ（１４２）が、ストリップを案内する際のスリットの変形を検出するために適切に配設されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
軸受ブロックが、支持装置（１１０）に固定されており、その前に接続された鋳造装置から来る金属ストリップ、特にスラブ、の形態のストリップを案内するために、装置（１００）がストランドガイド装置として形成され、支持装置（１１０）がセグメントフレームとして形成され、ローラ（１３０）がセグメントローラとして形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
軸受ブロックが、支持装置（１１０）に固定されており、金属ストリップの形態のストリップ（２００）の案内及び圧延をするために、装置（１００）がロールスタンドとして形成され、支持装置（１１０）がハウジングとして形成され、ローラ（１３０）がワークロール又はバックアップロールとして形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
装置（１００）が、ストリップ（２００）の一部を一時貯蔵するためのルーパとして形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
ストリップ（２００）を案内する際にローラ（１３０）に作用するローラ荷重を検出するステップを有する、ストリップ（２００）、特に金属ストリップ、を少なくとも１つの軸受ブロック（１２０）内に軸受けされたローラ（１３０）を介して案内する装置（１００）を運転するための方法において、
ローラ荷重を検出するステップが、
ローラを介してストリップ（２００）を案内する際の軸受ブロック（１２０）の変形を検出するステップと、
軸受ブロック（１２０）の変形からローラ（１３０）に作用するローラ荷重を計算するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１】
少なくとも１つの軸受ブロック（１２０）と、この少なくとも１つの軸受ブロック内に回転可能に軸受けされた、ストリップ（２００）を案内するローラ（１３０）と、ストリップを案内する際にローラに作用するローラ荷重を検出するための測定装置（１４０）を有する、ストリップ（２００）、特に金属ストリップ、を案内するための装置（１００）において、
測定装置（１４０）が、ストリップ（２００）を案内する際の軸受ブロック（１２０）の変形を検出するためのセンサ装置（１４２）と、センサ装置（１４２）によって検出された軸受ブロックの変形からローラ（１３０）に作用するローラ荷重を計算するための評価装置（１４４）と有することを特徴とする装置。
【請求項２】
センサ装置（１４２）が、超音波式センサ、渦電流式センサ、繊維光学式距離センサ又は測定スイッチの形態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
その変形が測定される軸受ブロック（１２０）が、センサ装置（１４２）及び／又は評価装置（１４４）を収容するための空所（１２２）又は切欠きを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
その変形を測定すべき軸受ブロック（１２０）が、適当な弱所（１２４）を備え、ストリップ（２００）を案内する際のその固有変形が、軸受ブロック（１２０）の変形の代表値としてセンサ装置（１４２）によって検出可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
弱所（１２４）が、スリットの形態で形成されており、このスリットが、ストリップを案内する際に変形するように、軸受ブロック（１２０）内で、ローラのネックを収容するための孔（１２１）の近傍に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
距離センサ（１４２）が、ストリップを案内する際のスリットの変形を検出するために適切に配設されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
軸受ブロックが、支持装置（１１０）に固定されており、その前に接続された鋳造装置から来る金属ストリップ、特にスラブ、の形態のストリップを案内するために、装置（１００）がストランドガイド装置として形成され、支持装置（１１０）がセグメントフレームとして形成され、ローラ（１３０）がセグメントローラとして形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
軸受ブロックが、支持装置（１１０）に固定されており、金属ストリップの形態のストリップ（２００）の案内及び圧延をするために、装置（１００）がロールスタンドとして形成され、支持装置（１１０）がハウジングとして形成され、ローラ（１３０）がワークロール又はバックアップロールとして形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項９】
装置（１００）が、ストリップ（２００）の一部を一時貯蔵するためのルーパとして形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１０】
ストリップ（２００）を案内する際にローラ（１３０）に作用するローラ荷重を検出するステップを有する、ストリップ（２００）、特に金属ストリップ、を少なくとも１つの軸受ブロック（１２０）内に軸受けされたローラ（１３０）を介して案内する装置（１００）を運転するための方法において、
ローラ荷重を検出するステップが、
ローラを介してストリップ（２００）を案内する際の軸受ブロック（１２０）の変形を検出するステップと、
軸受ブロック（１２０）の変形からローラ（１３０）に作用するローラ荷重を計算するステップと
を有することを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【公表番号】特表２００９−５３９６１１（Ｐ２００９−５３９６１１Ａ）
【公表日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１３５７５（Ｐ２００９−５１３５７５）
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００４７５３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１４０９０３
【国際公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（３９００３５４２６）エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト (320)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００４７５３
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１４０９０３
【国際公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（３９００３５４２６）エス・エム・エス・ジーマーク・アクチエンゲゼルシャフト (320)
【Ｆターム（参考）】
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