专利名称：辊式矫直机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于矫正切板状的金属板的辊式矫直机。
背景技术：
在制造钢板等金属板的过程中，虽然实施辊轧、冷却等，但在上述工序中，在金属板产生翘曲、波形状的变形。因此，为了矫正此类翘曲、波形状的变形以实现金属板的平坦化，使用将多个矫平辊上下配置为锯齿状的辊式矫直机(例如专利文献I)。辊式矫直机以相对于下辊压入上辊的状态、或者相对于上辊压入下辊的状态使应当矫正的金属板通行，并且向金属板反复施加弯曲，来使金属板的翘曲、波形状平坦化。此时，辊式矫直机的各个辊的压入量适当地设定为优选以0.7以上的屈服率使金属板弯曲。专利文献1:日本特开2009-255148号公报在利用现有的辊式矫直机对切板状的金属板进行矫正的情况下，虽然金属板通行时的驱动力依赖于矫平辊的转矩，但在对薄而且屈服应力大的材料的金属板进行矫正时，需要减小辊径，而如果想要确保矫正所需的压入量时，则发生工作辊的转矩不足而无法使板通行的情况。原因是，为了赋予充分的压入量，需要在辊子连接比所驱动的矫平辊的直径小的驱动轴，当为了对薄且屈服应力大的材料的金属板进行矫正而使用小径的矫平辊时，转矩必然变小，而确保了矫正金属板所需要的屈服率的情况下，转矩又变得小于用于通行金属板所需的值。因此，一直以来，在进行板厚薄、且屈服应力大的金属板的矫正的情况下，即使是矫平辊的转矩，也必须将矫平辊的按压量限制为能够使板通行的值，因而产生无法充分矫正金属板的情况。
实用新型内容本实用新型是鉴于此类情况而完成的，其目的在于提供即使是薄且屈服应力大的金属板，也能够充分地进行校正的辊式矫直机。为了解决上述课题，在本实用新型的第一观点中提供了一种辊式矫直机，该辊式矫直机对切板状的金属板进行校正，其特征在于，具备:多个矫平辊，这些多个矫平辊以锯齿状配置在应当矫正的金属板的轧制线的上下，以一边夹持金属板进行校正一边使金属板通行的方式旋转；液压式的按压油缸，该液压式的按压油缸经由上述矫平辊而按压金属板；直径比上述矫平辊大的多个中间辊，这些多个中间辊在上述多个矫平辊的上下外侧设置为与各个矫平辊接触；以及驱动装置，该驱动装置使上述中间辊旋转，该辊式矫直机一边利用上述按压油缸经由上述矫平辊而按压金属板，一边利用上述驱动装置使上述中间辊旋转驱动，将其驱动力传递于上述矫平辊，来使上述金属板通行。在本实用新型的第二观点中提供一种辊式矫直机，该辊式矫直机的特征在于，具备:多个矫平辊，这些多个矫平辊以锯齿状配置在应当矫正的金属板的轧制线的上下，以一边夹持金属板进行校正一边使金属板通行的方式旋转；直径比上述矫平辊大的多个中间辊，这些多个中间辊在上述多个矫平辊的上下外侧设置为与各个矫平辊接触；一对辊子框架，这一对辊子框架在上述矫平辊以及上述中间辊的上下支承该矫平辊以及该中间辊；一对框架，这一对框架在上下支承上述一对辊子框架；液压式的按压油缸，该液压式的按压油缸按压上述一对框架的一方，经由上述辊子框架的一方、上述中间辊以及上述矫平辊而按压金属板；驱动装置，该驱动装置使上述中间辊旋转；以及液压式鼓凸油缸，该液压式鼓凸油缸在被上述按压油缸按压的一方的框架和与其对应的辊子框架之间，沿着与上述金属板的通行方向正交的宽度方向安装有多个；以及控制装置，该控制装置对金属板的矫正进行控制，上述控制装置以如下方式进行控制，一边利用上述按压油缸经由上述矫平辊对在上下矫平辊之间通行的金属板进行按压，一边利用上述驱动装置使上述中间辊旋转驱动，将其驱动力传递于上述矫平辊，并且，上述控制装置求得上述一对框架的横向弯曲量，计算出消除该横向弯曲量所需的上述各个液压式鼓凸油缸的所需节流量，并基于上述所需节流量对各个液压式油缸进行节流控制。 在上述第二观点中，上述控制装置基于上述按压油缸、上述液压式鼓凸油缸、上述一对辊子框架、上述支承辊、上述中间辊、上述矫平辊的压缩变形信息，计算出消除该压缩变形所需的各个液压式鼓凸油缸的所需节流量，并基于该所需节流量和消除上述一对框架的横向弯曲量所需的所需节流量的合计值，对各个液压式鼓凸油缸进行节流控制。在上述第一观点以及上述第二观点中，优选为，上述中间辊的直径为上述矫平辊的直径的1.2 2倍，上述上下矫平辊的间距均为上述矫平辊的直径的1.2 2倍。并且，优选为上述中间辊被单独地驱动。在上述第I 第2观点中，优选为，在金属板的前端通行矫平辊配置区域之前，减少上述金属板的按压量，在上述金属板的前端通行上述矫平辊配置区域之后，以矫正金属板所需的按压量进行按压。在本实用新型中，优选为，被矫正的金属板是厚度为2.0 25.4mm、屈服应力为400 1800MPa的钢板。
图1是示出本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的侧视图。图2是示出本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的主视图。图3是用于对本实用新型的原理进行说明的图。图4是示出将横轴设为板厚，将纵轴设为屈服应力，对于只利用矫平辊的情况和附加利用中间辊进行的拉制的情况下，屈服率为70% (0.7)时的可矫正区域的图。附图标记说明:1:外壳；2:上框架；3:下框架；4:下压(按压)油缸；5:上辊子框架；6:上部矫平辊；7:上支承辊；8:下部矫平辊；9:下支承辊；10:下辊子框架；12:液压式鼓凸油缸；13:上部中间辊；14:下部中间辊；15:驱动装置；21、22:弯曲检测传感器；50:控制装置；100:棍式矫直机；P:金属板(被矫正材料)。
具体实施方式
[0021]以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。图1是示出本实用新型的一个实施方式所涉及的辊式矫直机的侧视图，图2是其主视图。本实施方式的辊式矫直机100进行切板状的金属板的矫正，如图所示，具有外壳1、设置于外壳I的内侧的上框架2、以支承外壳I的方式设置的下框架3。在外壳I与上框架2之间，配置有液压式的下压油缸(也称作按压油缸)4，在上框架2的下方，利用上辊夹持油缸(未图示)悬吊上辊框架5。在上辊框架5的下方，以被支承于上辊框架5的方式配置有多个上部中间辊13和上部矫平辊6。上部中间辊13和上部矫平辊6均形成沿着轴向延伸的长条状，上部中间辊13设置为与上部矫平辊6的上部接触。在各个上部中间辊13与上辊框架5之间配置有多个支承上部中间辊13的短尺寸的上支承辊7，这些上支承辊7沿着上部中间辊13的轴向被支承于上辊框架5。因此，下压油缸4下压上辊框架5、上支承辊
7、上部中间辊13以及上部矫平辊6。另外，在本说明书中，“下压”一词不仅表示如图1所示那样向下施加压力的情况，还包含如后续中作为变更例所说明那样向上施加压力的情况。换而言之，在本说明书中，“下压” 一词能够与“按压” 一词互换。在隔着金属板P的轧制线与上部矫平辊6相反的一侧，配置有多个下部矫平辊8，在该下部矫平辊8的下方，配置有多个下部中间辊14。上述下部矫平辊8以及下部中间辊14被支承于其下方的下辊框架10。下部矫平辊8和下部中间辊14中均形成沿着轴向延伸的长条状，下部中间辊14设置为与下部矫平辊8的下部接触。在各个下部中间辊14与下辊框架10之间配置有多个支承下部中间辊14的短尺寸的下支承辊9，这些下支承辊9沿着下部中间辊14的轴向被支承于下辊框架10。下辊框架10设置在下框架3上。另外，代替下压上部矫平辊6的下压油缸4，也可以设置下压下部矫平辊8的下压油缸。上部中间辊13以及下部中间辊14构成为，其直径比上部矫平辊6以及下部矫平辊8的直径大。作为优选，上部中间辊13以及下部中间辊14的直径为上部矫平辊6以及下部矫平辊8的直径的1.2 2.0倍，进一步优选为1.4 2.0倍。多个上部矫平辊6以及多个下部矫平辊8的间距与上部中间辊13以及下部中间辊14的直径相同，优选为其直径的1.2 2.0倍，进一步优选为1.4 2.0倍。虽然现有的辊式矫直机的间距是矫平辊的直径的1.02 1.2倍，但也可以现有的间距以上的间距配置。当辊式矫直机的间距超过其直径的2.0倍时，矫平辊进入相反侧的矫平辊之间，无法提高屈服率。在上部中间辊13以及下部中间辊14，单独设置有具有旋转马达的驱动装置15 (在图1、2中为了方便仅图示一个)，上部中间辊13以及下部中间辊14借助驱动装置15而旋转。于是，驱动装置15的驱动力被传递至上部矫平辊6以及下部矫平辊8，由此，一边使金属板P通行上部矫平辊6和下部矫平辊8之间，一边利用下压油缸4经由上部矫平辊6下压金属板P，对金属板P进行矫正。在上框架2与上辊框架5之间，连结有多个液压式鼓凸(crowning)油缸12。如图2所示，各个鼓凸油缸12沿着与金属板P的通行方向正交的宽度方向以与矫平辊6、8对应的方式等间隔设置。如图1所示，该液压式鼓凸油缸12设置有两列。另外，鼓凸油缸的列数虽然也可以是一列，但通过设置为两列，能够更加细致地修正上辊框架5的局部的横向弯曲。并且，在液压式鼓凸油缸12内置有位置检测传感器(未图示)。液压式鼓凸油缸可以设置在下辊框架10和下框架3之间，也可以设置于两方。[0028]如图2所示，在上框架2的上方，且是在横向的中心位置，设置有用于检测上框架2的横向弯曲的弯曲检测传感器21。如图1所示，该弯曲检测传感器21沿着金属板P的轧制线设置有两个。利用该弯曲检测传感器21总是检测到上框架2的下端部为止的距离，基于该距离，计算上框架2的弯曲量。并且，在下框架3的内部空间安装有弯曲检测传感器22。该弯曲检测传感器22在横向的中心位置沿着金属板P的轧制线设置有两个。利用该弯曲检测传感器22总是检测到下框架3的上端部为止的距离，基于该距离，计算下框架3的弯曲量。另外，也可以仅在上框架2、下框架3的一方设置弯曲检测传感器，利用比例计算求得另一方的框架的弯曲量。在下压油缸4与外壳I之间，安装有负载传感器(或者液压压力变换器)23，由此，能够检测下压油缸4、液压式鼓凸油缸12、上辊框架5、上支承辊7、上部中间辊13、上部矫平辊6、下部矫平辊8、下部中间辊14、下支承辊9以及下辊框架10的压缩变形。并且，本实施方式的辊式矫直机100的各个结构要素利用控制装置50进行控制。控制装置50包含具备CPU的过程控制器、与其连接的包含键盘、显示器等的用户界面、收纳有记录有控制程序(软件)、处理条件数据等处理方法(recipe)的存储部。根据来自用户界面的指示等，从存储部调取任意处理方法，并在过程控制器中执行。由此，在过程控制器的控制下，利用辊式矫直机100进行后述所希望的处理(操作顺序)。控制程序、处理条件数据等处理方法能够利用存储在计算机可读取的存储介质、例如磁盘(软盘、硬盘等)、光盘(CD、DVD等)、磁光盘(MO等)、半导体存储器等的状态下的处理方法。作为代替，处理方法也能够从其他装置，例如经由专用电线随时传送，以联机的方式进行利用等。控制装置50进行用于矫正(矫平)金属板P的基于下压油缸4的矫平辊6的下压量(按压量)的控制、以及基于驱动装置15的中间辊13、14的驱动控制。并且，向控制装置50发送来自弯曲检测传感器21、22的上框架2以及下框架3的弯曲信息、或者在此基础上，发送下压油缸4、液压式鼓凸油缸12、上辊框架5、上支承辊7、上部中间辊13、上部矫平辊6、下部矫平辊8、下 部中间辊14、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形信息，利用控制装置50的计算功能，基于上述信息，计算各个液压式鼓凸油缸12的所需节流量，基于各个液压式鼓凸油缸12内的位置检测传感器的位置信息，对各个液压式鼓凸油缸12进行节流控制。接下来，对利用如此构成的辊式矫直机100进行切板状的金属板P的矫正时的动作进行说明。在利用矫平辊6、8的驱动力使金属板P的内部应力降低来矫正金属板P的情况下，如果将金属板P的板厚设为t (mm)、将杨氏模量设为E (N/mm2)、将屈服应力设为δγ(Ν/mm2)、将辊子直径设为D (mm)、将屈服率设为η，则需要满足以下的(I)。1- η = ( δ y.D) / (Ε.t)…(I)在此，为了充分降低内部应力，屈服率需要为0.7以上，因此，要求满足以下的⑵。0.3 彡(δ y.D)/(E.t)…(2)若将此式变形，则成为以下的(3)式。D ^ 0.3(E.t) / δ y...(3)S卩，板厚t越薄、或者屈服应力Sy越大，则越需要减小矫平辊的直径。但是，矫平辊的直径越小，矫平辊的转矩越小。因此，当想要对板厚薄、且屈服应力大的金属板进行矫正时，在赋予用于得到被矫正材料、亦即金属板的矫正所需的屈服率的下压量(按压量)时，由于矫平辊的转矩不足，因此有可能发生金属板无法通行的情况。因此，在本实施方式中，在上部矫平辊6的上侧以及下部矫平辊8的下侧，分别设置直径比上述上部矫平辊6以及下部矫平辊8大的上部中间辊13以及下部中间辊14，利用单独的驱动机构15使上述上部中间辊13以及下部中间辊14旋转，使该旋转传递至上部矫平辊6以及下部矫平辊8。然后，一边利用所传递的驱动力使金属板P通行上部矫平辊6以及下部矫平辊8之间，一边利用下压油缸4下压金属板P，来进行金属板P的矫正。由此，使金属板P的通行驱动力上升，即使是板厚薄、且屈服应力大的金属板，也能够一边赋予矫正所需的压入量一边使其通行。关于这一点，以下具体说明。图3是用于对使用大径的中间辊而带来的驱动力上升的原理进行说明的图。首先，在对矫平辊进行驱动的情况下，如果将矫平辊的直径设为D，将矫平辊的转矩设为T，则与使金属板P通行的通行驱动力对应的切线力F1为F1 = T/D。另一方面，在使大径的中间辊驱动，将该驱动力传递至矫平辊的情况下，如果将中间辊的直径设为矫平辊的2倍、即设为2D，则由于转矩与直径成3乘的比例，因此中间辊的转矩为8T。此时，与中间辊传递至矫平辊的力对应的切线力F2为F2 = 8T/2D，F2为F1的4倍。由于传递至矫平辊的切线力F2是使金属板P通行的通行驱动力，因此，在对直径为2倍的中间辊进行驱动进而传递至矫平辊的情况下，金属板P的通行力为4倍。另一方面，在中间辊的直径为矫平辊的直径的1.2倍的情况下，F2 = 1.23T/1.2D，为F1的1.44倍，金属板P的通行力为1.44倍。如此，通过设置大径的中间辊，对该中间辊进行驱动，将驱动力传递至矫平辊，由此，使金属板P的通行驱动力上升，从而即使是板厚薄、屈服应力大的金属板，也能够一边赋予矫正所需的按压量一边使金属板通行。在该情况下，如上所述，上部中间辊13以及下部中间辊14的直径优选为上部矫平辊6以及下部矫平辊8的直径的1.2 2.0倍，进一步优选为1.4 2.0倍。多个上部矫平辊6以及多个下部矫平辊8的间距与上部中间辊13以及下部中间辊14的直径相同，优选为其直径的1.2 2.0倍，进一步优选为1.4 2.0倍。然而，如果这样扩大矫平辊的间距，则在增加金属板P的下压量的情况下，金属板P很难通行。在此类情况下，优选在金属板P的前端通行矫平辊配置区域之前，减少下压量来使金属板通行，在前端通行矫平辊配置区域之后，以所需的下压量矫正金属板P。在本实施方式的情况下，虽然能够借助使金属板P通行矫平辊配置区域一次来进行金属板P的矫正，但如上所述，在金属板P的前端通行矫平辊配置区域之前，减少下压量来使金属板P通行的情况下，由于金属板P的前端部分没有被充分地矫正，因此，优选使金属板P往复通行矫平辊配置区域一次以上。本实施方式的方法在所应用的金属板为钢板的情况下，适用于以往矫正比较困难的厚度为2.0 25.4mm、屈服应力为400 1800MPa的钢板。图4是以横轴作为板厚，以纵轴作为屈服应力，对于驱动矫平辊的情况、和按照本实施方式驱动大径的中间辊而传递至矫平辊的情况，屈服率为70% (0.7)时的可矫正区域的图。如该图所示，通过使用大径的中间辊，可矫正区域显著扩大，在板厚为12.7_以下的较薄区域中，即使是1200MPa以上的高屈服应力的材料也能够矫正，能够形成平坦度高的金属板。另外，图4的关系是使用直径为135mm的矫平辊直径进行的。如上所述，虽然通过对大径的中间辊进行驱动，由此能够以所需的下压量(压入量)矫正被矫正材料、亦即金属板，能够获得高平坦度，但存在上框架2、下框架3等装置的结构要素向宽度方向弯曲的情况，在此类情况下，受弯曲的影响，下压量在金属板的宽度方向变动。因此，在本实施方式中，在想要消除此类弯曲的影响的情况下，基于弯曲检测传感器21以及/或者22的检测值，求得上框架2以及下框架3的弯曲量，计算消除该弯曲量所需的各个液压式鼓凸油缸12的所需节流量，基于该所需节流量进行上部矫平辊6的鼓凸(crowning)修正。由此，能够减小被矫正材料、亦即金属板P的宽度方向的下压量之差，能够实施平坦度更高的矫正。并且，在基于消除上框架2以及下框架3的弯曲量所需的各个液压式鼓凸油缸12的所需节流量的基础上，也可以基于由安装在下压油缸4和外壳I之间的负载传感器(或者液压压力变换器)23检测的下压油缸4、液压式鼓凸油缸12、上辊框架5、上支承辊7、上部中间辊13、上部矫平辊6、下部矫平辊8、下部中间辊14、下支承辊9、下辊框架10的压缩变形信息，计算消除该压缩变形所需的各个液压式鼓凸油缸12的所需节流量，基于两方的所需节流量的合计值，进行上部矫平辊6的鼓凸修正。由此，能够进一步减小被矫正材料、亦即金属板P的宽度方向的下压量之差，能够实施平坦度更高的矫正。另外，对于此类鼓凸修正，在日本专利第3443036号公报、日本专利第3726146号公报中详细地记载，上述公报的记载内容也包含于本说明书。根据本实用新型的实施方式，由于使直径比矫平辊大的中间辊与矫平辊的外侧接触，向中间辊赋予驱动力，将该驱动力传递至矫平辊，使金属板通行矫平辊之间，因此，能够使供金属板通行的驱动力上升。因此，即使是薄、且屈服应力大的金属板，也能够一边赋予矫正所需的下压量一边使金属板通行，能够提高金属板的平坦度。并且，在此基础上，通过进行宽度方向的鼓凸修正，能够进一步提高金属板的平坦度。另外，本实用新型不限定于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述实施方式中，虽然示出相对于下辊下压矫平辊的上辊(向下按压)的装置，但也可以相对于上辊下压下辊(向上按压)。并且，只要不脱离本实用新型的范围，删除上述实施方式的结构要素的一部分的实施方式也包含于本实用新型的范围内。
权利要求1.一种棍式矫直机， 该辊式矫直机对切板状的金属板进行矫正，其特征在于， 具备: 多个矫平辊，这些多个矫平辊以锯齿状配置在应当矫正的金属板的轧制线的上下，以一边夹持金属板进行校正一边使金属板通行的方式旋转； 液压式的按压油缸，该液压式的按压油缸经由所述矫平辊而按压金属板； 直径比所述矫平辊大的多个中间辊，这些多个中间辊在所述多个矫平辊的上下外侧设置为与各个矫平辊接触；以及 驱动装置，该驱动装置使所述中间辊旋转， 该辊式矫直机一边利用按压油缸经由所述矫平辊而按压所述金属板，一边利用所述驱动装置使所述中间辊旋转驱动，将其驱动力传递于所述矫平辊，来使所述金属板通行。
2.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 所述中间辊的直径为所述矫平辊的直径的1.2 2倍，上下矫平辊的间距均为所述矫平辊的直径的1.2 2倍。
3.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 所述中间辊被单独地驱动。
4.根据权利要求1所述的辊式矫直机，其特征在于， 被矫正的金属板是厚度为2.(Γ25.4mm、屈服应力为40(Tl800MPa的钢板。
专利摘要本实用新型公开了辊式矫直机。对切板状的金属板(P)进行矫正的辊式矫直机(100)具备以锯齿状配置于应当矫正的金属板(P)的轧制线的上下，以一边夹持金属板(P)进行矫正一边使金属板通行的方式旋转的多个矫平辊(6、8)、经由矫平辊(6、8)按压金属板(P)的液压式的按压油缸(4)、在多个矫平辊的上下外侧设置为与各个矫平辊(6、8)接触的直径比矫平辊(6、8)大的多个中间辊(13、14)、使中间辊(13、14)旋转的驱动装置(15)，一边利用按压油缸(4)经由矫平辊(6)按压金属板(P)，一边利用驱动装置(15)使中间辊旋转驱动，将其驱动力传递于矫平辊(6、8)来使金属板(P)通行。
文档编号B21D1/05GK202921694SQ20122006300
公开日2013年5月8日 申请日期2012年2月23日 优先权日2011年2月24日
发明者阿部敬三 申请人:钢铁普蓝特克股份有限公司