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公開番号2024071262
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-24
出願番号2022182111
出願日2022-11-14
発明の名称圧延装置及び圧延方法
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人,個人
主分類G01L 5/00 20060101AFI20240517BHJP(測定;試験)
要約【課題】広い圧延荷重域において高精度でロールバイトの応力分布を測定する。

【解決手段】圧延装置10は圧延機1と演算装置30を備える。圧延機1の応力測定ロール2は、ホルダー14の内面と圧力センサー11との間に挟み込まれるように凹部12cに配置され、先端15aがホルダー14の内面に点接触状に接触し、基端15bが圧力センサー11に接触している受圧部材15を備える。演算装置30の演算部33は、圧延機1での被圧延材100の圧延時における圧力センサー11の測定値と、記憶部31に記憶された伝達関数とに基づいてロールバイトの圧延応力分布を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対のワークロールのうちの少なくとも一方が応力測定ロールである圧延機と、
前記圧力測定ロールからの入力に基づいて演算を実行する演算装置と
を備え、
前記応力測定ロールは、
胴部に凹部が形成され、前記凹部は前記胴部の表面に開口しているロール本体と、
前記凹部に収容された圧力センサーと、
前記開口を閉じるように前記胴部に対して取り付けられ、外面が前記胴部の前記表面と同じ円筒面を構成しているホルダーと、
前記ホルダーの内面と前記圧力センサーとの間に挟み込まれるように前記凹部に配置され、先端が前記ホルダーの前記内面に点接触状に接触し、基端が前記圧力センサーに接触している受圧部材と
を備え、
前記応力測定ロールの回転に伴って、前記応力測定ロールの軸線周りに前記受圧部材の前記先端の向きが回転し、
前記演算装置は、
前記圧力センサーから測定値が入力される入力部と、
ロールバイトを含む領域で前記ロール本体に対してある角度で作用する応力を入力とし、前記軸線周りにある回転角度にある前記圧力センサーに作用する応力を出力とする伝達関数を記憶している記憶部と、
前記圧延機での被圧延材の圧延時における前記圧力センサーの前記測定値と、前記伝達関数とに基づいてロールバイトの圧延応力分布を算出する演算部と
を備える、圧延装置。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記記憶部は圧延理論式を記憶し、
前記演算部は、前記圧延応力分布と前記圧延理論式を用いて前記ロールバイトの摩擦係数分布を算出する請求項１に記載の圧延装置。
【請求項３】
前記受圧部材は略錐形である、請求項１又は２に記載の圧延装置。
【請求項４】
一対のワークロールのうちの少なくとも一方が応力測定ロールである圧延機を準備し、前記応力測定ロールは、胴部に凹部が形成され、前記凹部は前記胴部の表面に開口しているロール本体と、前記凹部に収容された圧力センサーと、前記開口を閉じるように前記胴部に対して取り付けられ、外面が前記胴部の前記表面と同じ円筒面を構成しているホルダーと、前記ホルダーの内面と前記圧力センサーとの間に挟み込まれるように前記凹部に配置され、先端が前記ホルダーの内面に点接触状に接触し、基端が前記圧力センサーに接触している受圧部材とを備え、前記応力測定ロールの回転に伴って、前記応力測定ロールの軸線周りに前記受圧部材の前記先端の向きが回転し、
前記圧延機でキスロール圧延を実行し、
前記キスロール圧延時の圧力センサーの測定値を用いて、ロールバイトを含む領域で前記ロール本体に対してある角度で作用する応力を入力とし、前記軸線周りにある回転角度にある前記圧力センサーに作用する応力を出力とする伝達関数を算出し、
前記圧延機で被圧延材の圧延を実行し、
前記被圧延材の圧延時の圧力センサーの測定値と前記伝達関数とに基づいてロールバイトの圧延応力分布を算出する、圧延方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延装置及び圧延方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
非特許文献１，２には、ロールバイト内の応力を測定するためのピンを圧延ロールに埋め込み、それによってロールバイト（ロールと被圧延材の接触域）の圧延応力分布の測定と、測定した圧延応力分布からの摩擦係数分布の導出を試みることが記載されている。
【０００３】
非特許文献３には、圧延ロールの内部にひずみゲージを取り付けて、垂直応力とせん断応力を測定することで、ロールバイトの圧延応力分布の測定と、測定した応力した応力分布からの摩擦係数分布の導出を試みることが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
松浦佑次，本村貢 "冷間圧延におけるロール接触弧の圧延圧力分布"，軽金属，一般社団法人軽金属学会，昭和46年4月，第21巻，第4号，p199-213
松浦佑次，本村貢 "接触弧における圧延圧力分布"，塑性と加工，一般社団法人日本塑性加工学会，昭和43年3月，第9巻，第86号，p168-172
T.Luks et.al."Contact stress distribution and roll surface temperature in the roll gap analyzed with different sensors",La Metallurgia Italiana-n.1/2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１，２の試験方法では、ロールバイトにピンが出ていることで摩擦係数が変化してしまうため、材料とロールの界面の正確な計測が困難である。また、これらの試験方法では、ピンの長さによって応力分布が変化する。そのため、非特許文献１，２の測定方法は、測定精度に問題がある。
【０００６】
非特許文献３の試験方法では、せん断ひずみゲージを取り付けるために、圧延ロールに特殊な構造を採用する必要があり、高荷重の圧延に圧延ロールが耐えられない。そのため、この測定方法では、応力分布の測定は低荷重の圧延に限定される。
【０００７】
本発明は、広い圧延荷重域において高精度でロールバイトの応力分布を測定できる圧延装置及び圧延方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様は、一対のワークロールのうちの少なくとも一方が応力測定ロールである圧延機と、前記圧力測定ロールからの入力に基づいて演算を実行する演算装置とを備え、前記応力測定ロールは、胴部に凹部が形成され、前記凹部は前記胴部の表面に開口しているロール本体と、前記凹部に収容された圧力センサーと、前記開口を閉じるように前記胴部に対して取り付けられ、外面が前記胴部の前記表面と同じ円筒面を構成しているホルダーと、前記ホルダーの内面と前記圧力センサーとの間に挟み込まれるように前記凹部に配置され、先端が前記ホルダーの前記内面に点接触状に接触し、基端が前記圧力センサーに接触している受圧部材とを備え、前記応力測定ロールの回転に伴って、前記応力測定ロールの軸線周りに前記受圧部材の前記先端の向きが回転し、前記演算装置は、前記圧力センサーから測定値が入力される入力部と、ロールバイトを含む領域で前記ロール本体に対してある角度で作用する応力を入力とし、前記軸線周りにある回転角度にある前記圧力センサーに作用する応力を出力とする伝達関数を記憶している記憶部と、前記圧延機での被圧延材の圧延時における前記圧力センサーの前記測定値と、前記伝達関数とに基づいてロールバイトの圧延応力分布を算出する演算部とを備える、圧延装置を提供する。
【０００９】
応力測定ロールに作用する応力は、ピンではなく、外周面が胴部の表面と同じ円筒面を構成するホルダーを介して圧力センサーに伝えられるので、材料と応力測定ロールの正確な応力状態を測定できる。また、ホルダーと圧力センサーとの間に介在する受圧部材は点接触状にホルダーに接触しているので、圧力センサーによる応力測定の空間分解能が高い。そのため、被圧延材の圧延時における圧力センサーの測定値と、伝達関数とに基づいてロールバイトの圧延応力分布を高精度で算出できる。
【００１０】
応力測定ロールに作用する応力がホルダーを介して胴部に収容された圧力センサーに伝えられるので、ひずみゲージを取り付けるための強度に劣る特殊な構造を応力測定ロールに採用する必要がない。この点で、広い圧延荷重域においてロールバイトの圧延応力分布の測定が可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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