圧延機の振動抑制方法

【課題】仕上圧延機などの圧延機に生じる振動を確実に抑制することのできる圧延機の振動抑制方法を提供する。
【解決手段】ワークロール１ａ，１ｂ、バックアップロール２ａ，２ｂ、圧下用アクチュエータ３、荷重計４及びアクチュエータ制御装置５を備えた圧延機の振動を圧延機に付設された制振装置６により抑制するに際して、荷重計４から圧延時に出力された荷重信号を処理して圧延機の固有振動成分を抽出し、抽出された固有振動成分に基づいて制振装置６を制御する

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚鋼板の製造プロセスなどで用いられる圧延機の振動抑制方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
厚鋼板はスラブと称される鋼片を加熱炉で加熱処理した後、粗圧延機で粗圧延し、さらに仕上圧延機で所定の厚さになるまで熱間圧延して製造されるのが一般的であり、粗圧延機や仕上圧延機としては、被圧延材を挟圧する一対のワークロールと、該ワークロールをバックアップする一対のバックアップロールと、該バックアップロールを介してワークロールに圧下力を付与する圧下用アクチュエータと、該圧下用アクチュエータからワークロールに付与された圧下力を圧延荷重として計測する荷重計と、該荷重計により計測された圧延荷重に基づいて圧下用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備えたものが用いられている。
【０００３】
このような圧延機を用いて厚鋼板を製造する場合、圧延機の圧延速度を速くすると圧延機にチャタリングと称される異常振動が発生し、被圧延材に板厚不良が生じることがあり、このような圧延機の異常振動を防止する技術として、バックアップロールの２つのチョックの間または２つの圧力台の間に架設された弾性梁と、この弾性梁に搭載された制振用重りと、この制振用重りの動きを抑制するダンパとを備えた制振装置を用いて圧延機の異常振動を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、圧延機の振動としては、図５に示すように、前後方向に動く振動、左右方向に動く振動、左右方向に捩れる振動などがあり、振動方向によって圧延機の固有振動数が異なる。また、仕上圧延機などの圧延機は被圧延材の噛み込みと噛み放しを繰り返し、被圧延材の圧延時と非圧延時とでは圧延機の固有振動数が異なるため、一定の固有振動数で圧縮機の振動を抑制する先行技術では、制振装置による圧延機の振動抑制効果が低いという問題がある。そこで、圧延機の固有振動数を検出するセンサとして振動計を用い、この振動計で得られた振動情報を基に制振装置を制御して圧延機の振動を抑制することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−２６７１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、振動計から出力される信号は図６に示すような波形となり、圧延機以外の振動成分がノイズとして含まれている。このため、圧延機自体の固有振動成分を振動計の出力信号から抽出することが難しく、仕上圧延機などの圧延機に生じる振動を確実に抑制することができないおそれがある。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、仕上圧延機などの圧延機に生じる振動を確実に抑制することのできる圧延機の振動抑制方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、被圧延材を挟圧する一対のワークロールと、該ワークロールをバックアップする一対のバックアップロールと、該バックアップロールを介して前記ワークロールに圧下力を付与する圧下用アクチュエータと、前記ワークロールから前記被圧延材に付与される圧延荷重を計測する荷重計と、該荷重計により計測された圧延荷重に基づいて前記圧下用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備えた圧延機の振動を前記圧延機に付設された制振装置により抑制する圧延機の振動抑制方法であって、前記荷重計から圧延時に出力された荷重信号を処理して前記圧延機の固有振動成分を抽出し、抽出された固有振動成分に基づいて前記制振装置を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、圧延機の振動を振動計で計測し、振動計の出力信号から圧延機の固有振動成分を抽出する必要がない。従って、仕上圧延機などの圧延機に生じる振動を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る圧延機の振動抑制方法に用いられる圧延機の一例を示す図である。
【図２】図１に示す荷重計から出力される荷重信号の波形図である。
【図３】図１に示す制振装置の一例を示す図である。
【図４】図１に示す荷重信号解析装置の解析方法の一例を示す図である。
【図５】圧延機の振動パターンを示す図である。
【図６】圧延機の振動を計測する振動計の出力信号波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る圧延機の振動抑制方法について説明する。
図１は、本発明に係る圧延機の振動抑制方法に用いられる圧延機の一例を示す図である。また、図２は図１に示す荷重計から出力される荷重信号の波形図、図３は図１に示す制振装置の一例を示す図、図４は図１に示す荷重信号解析装置により解析された荷重信号の一例を示す図であり、図１に示される圧延機はワークロール１ａ，１ｂ、バックアップロール２ａ，２ｂ、圧下用アクチュエータ３、荷重計４、アクチュエータ制御装置５、制振装置６、振動計１１、荷重信号解析装置１２および制振装置制御装置１３を備えている。
【００１１】
ワークロール１ａ，１ｂは被圧延材を挟圧するものであって、被圧延材が挿入される空間部の上側と下側に配置されている。
バックアップロール２ａ，２ｂはワークロール１ａ，１ｂをバックアップするものであって、ワークロール１ａ，１ｂの上側と下側に配置されている。
圧下用アクチュエータ３はバックアップロール２ａ，２ｂを介してワークロール１ａ，１ｂに圧下力を付与するものであって、例えば油圧シリンダ等から構成されている。
【００１２】
荷重計４はワークロール１ａ，１ｂから被圧延材に付与される圧延荷重を計測するものであって、被圧延材を圧延機にて圧延するときには、図２に示すような荷重信号が荷重計４から出力されるようになっている。
アクチュエータ制御装置５は荷重計４から出力された荷重信号に基づいて圧下用アクチュエータ３を制御するものであって、このアクチュエータ制御装置５から圧下用アクチュエータ３に送出される制御信号によって被圧延材が所定の厚さに圧延されるようになっている。
【００１３】
制振装置６は圧延機の振動を抑制するものであって、例えば図３に示すように、バックアップロール２ａ，２ｂの圧力台７ａと圧力台７ｂとの間に横架された弾性梁８と、この弾性梁８に搭載された制振用重り９と、この制振用重り９の動きを抑制する制振ダンパ（図示せず）とで構成されている。
振動計１１は圧延機の振動を計測するものであって、圧延機に振動が発生したときには、図６に示すような信号が振動計１１から出力されるようになっている。また、振動計１１から出力された信号は後述する制振装置制御装置１３に供給されている。
【００１４】
荷重信号解析装置１２は荷重計４から圧延時に出力された荷重信号を解析するものであって、荷重信号から圧延機の固有振動成分を抽出し、抽出された固有振動成分を解析して図４に示すワークサイド（ＷＳ）荷重成分とドライブサイド（ＤＳ）荷重成分とを荷重信号から抽出するように構成されている。
制振装置制御装置１３は荷重信号解析装置１２で解析された荷重信号に基づいて制振装置６を制御するものであって、この制振装置制御装置１３は、荷重信号解析装置１２での解析結果が図５に示す３つの振動パターンのうちどの振動パターンに属するかを判断して制振装置６を制御するように構成されている。また、制振装置制御装置１３は非圧延時には振動計１１から出力された信号に基づいて制振装置６を制御するように構成されている。
【００１５】
このような圧延機により被圧延材を圧延する場合は、図示しないロール駆動モータによりワークロール１ａ，１ｂを所定方向に回転させ、この状態でワークロール１ａとワークロール１ｂとの間に被圧延材を挿入する。そして、バックアップロール２ａ，２ｂを介してワークロール１ａ，１ｂに圧下力を付与し、ワークロール１ａ，１ｂに付与された圧下力で被圧延材を圧延する。
このとき、荷重計４から出力された荷重信号はアクチュエータ制御装置５と荷重信号解析装置１２に供給され、アクチュエータ制御装置５では、荷重計４で計測された圧延荷重に基づいて圧下用アクチュエータ３を制御する。
【００１６】
一方、荷重信号解析装置１２では、圧延機の固有振動成分を荷重信号から抽出し、抽出された固有振動成分を解析してワークサイド（ＷＳ）荷重成分とドライブサイド（ＤＳ）荷重成分とを荷重信号から抽出する。そして、荷重信号のワークサイド（ＷＳ）荷重成分とドライブサイド（ＤＳ）荷重成分とを圧延機の振動情報として制振装置制御装置１３に出力し、制振装置制御装置１３では、荷重信号解析装置１２から出力された圧延機の振動情報に基づいて制振装置６を制御する。
【００１７】
ここで、圧延機の振動が図５（ｂ）に示す振動（左右方向に動く振動）である場合には、圧延荷重の荷重変動は図４（ａ）に示す荷重変動となる。また、圧延機の振動が図５（ａ）に示す振動（前後方向に動く振動）または図５（ｃ）に示す振動（左右方向に捩れる振動）である場合には、圧延荷重の荷重変動は図４（ｂ）に示す荷重変動となるので、荷重計４から圧延時に出力された荷重信号を荷重信号解析装置１２で解析することにより、圧延機の振動方向に応じた固有振動数を検出して制振装置６を制御することができる。
【００１８】
上述のように、被圧延材を挟圧するワークロール１ａ，１ｂと、ワークロール１ａ，１ｂをバックアップするバックアップロール２ａ，２ｂと、バックアップロール２ａ，２ｂを介してワークロール１ａ，１ｂに圧下力を付与する圧下用アクチュエータ３と、ワークロール１ａ，１ｂから被圧延材に付与される圧延荷重を計測する荷重計４と、荷重計４により計測された圧延荷重に基づいて圧下用アクチュエータ３を制御するアクチュエータ制御装置５とを備えた圧延機の振動を圧延機に付設された制振装置６により抑制するに際して、荷重計４から圧延時に出力された荷重信号を処理して圧延機の固有振動成分を抽出し、抽出された固有振動成分に基づいて制振装置６を制御することで、前述した先行技術のように、圧延機の振動を振動計で計測し、振動計の出力信号から圧延機の固有振動成分を抽出する必要がない。従って、仕上圧延機などの圧延機に生じる振動を確実に抑制することができる。
【００１９】
上述した本実施形態では、圧延機の振動を抑制する制振装置として、バックアップロール２ａ，２ｂの圧力台７ａと圧力台７ｂとの間に横架された弾性梁８と、この弾性梁８に搭載された制振用重り９と、この制振用重り９の動きを抑制する制振ダンパとからなるものを例示したが、圧延機の振動を能動的に抑制できるものであれば制振装置の構成は特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２０】
１ａ，１ｂ…ワークロール
２ａ，２ｂ…バックアップロール
３…圧下用アクチュエータ
４…荷重計
５…アクチュエータ制御装置
６…制振装置
７ａ，７ｂ…圧力台
８…弾性梁
９…制振用重り
１１…振動計
１２…荷重信号解析装置
１３…制振装置制御装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材を挟圧する一対のワークロールと、該ワークロールをバックアップする一対のバックアップロールと、該バックアップロールを介して前記ワークロールに圧下力を付与する圧下用アクチュエータと、前記ワークロールから前記被圧延材に付与される圧延荷重を計測する荷重計と、該荷重計により計測された圧延荷重に基づいて前記圧下用アクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置とを備えた圧延機の振動を前記圧延機に付設された制振装置により抑制する圧延機の振動抑制方法であって、
前記荷重計から圧延時に出力された荷重信号から圧延機の固有振動成分を抽出し、抽出された固有振動成分に基づいて前記制振装置を制御することを特徴とする圧延機の振動抑制方法。

【図１】