JP2005199331A - タンデム圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を、第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行ないながらも、シャーカットする際に発生する板厚外れによる歩留り低下を抑制する。
【解決手段】タンデム圧延機を構成する最終の第５スタンド（Ｎ＝５）の出側板厚を、第４スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行いながら、第５スタンド出側でシャーカットする際、前記シャーカットにより第５スタンド出側張力が消失する直前に、第４スタンド出側板厚設定値のホールド状態を開始し、前記第５スタンド出側張力が復活した時点に、前記第４スタンド出側板厚設定値のホールド状態を終了することにより、板厚外れピークＡに起因する第２の板厚外れの発生を防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、タンデム圧延機の板厚制御方法、特に鋼帯の冷間圧延機における自動板厚制御に適用して好適なタンデム圧延機の板厚制御方法に関する。

熱間圧延された幅広鋼帯を常温で冷間圧延加工し、薄板を製造するタンデム圧延機においては、従来より製品である薄板の板厚を目標値に一致させ、且つ薄板の長さ全般にわたって板厚を均一に保つため自動板厚制御が適用されている。又、その際には、冷間圧延加工中に被圧延母材（鋼帯）に作用する張力を破断限界以内に保たなければ安定した操業にならないため、自動張力制御も適用されているのが普通である。

このような板厚と張力の２つの目標値に対して、圧延機のワークロール（作業ロール）の回転速度とワークロールのギャップ（上下のワークロールの間隔）の２つの操作量を適当に操作することにより、自動板厚制御と自動張力制御の２つの制御を同時に実現することができる。

図１には、複数基の圧延スタンドを直線上に配置した従来の冷間タンデム圧延機の概要を、最下流の第Ｎスタンドから２段上流の第Ｎ−２スタンドの３基を代表させて示す。

この図１において、各スタンドはいずれも上下１対のワークロール１とバックアップロール２とを備え、各スタンドの上下ワークロール１により圧延される鋼帯Ｓは、図中矢印で示す左方向に順次搬送されるようになっている。

又、各スタンドでは、ワークロール１が各々電動機３で駆動されると共に、この電動機３は速度制御装置４により自由に回転速度を調整できる構成になっている。

又、このタンデム圧延機では、板厚制御装置５に第Ｎスタンドの出側に設置されている板厚検出器６で実測された出側板厚が入力されるようになっており、この実測出側板厚と目標値との偏差がゼロになるように、該板厚制御装置５から、１段上流の第Ｎ−１スタンドの速度制御装置４に板厚制御信号（第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値）が出力され、該制御装置４により同スタンドのワークロール１を回転駆動する電動機３が制御されるようになっている。

このように、冷間圧延では最終の第Ｎスタンドの出側板厚を第Ｎスタンドの制御には用いずに、一つ上流の第Ｎ−１スタンドのロール速度を制御に用いることが、特許文献１を初めとして従来から実施されている。というのは、第Ｎスタンドは鋼帯の表面品質（ダル模様等）を決定するので、傷等の入りやすい、速度を用いた厚さ制御は、第Ｎ−１スタンドで実施せざるを得ないからである。

又、各圧延スタンド間にはスタンド間張力を測定するための張力検出器７が設置され、各検出器７による張力測定値は下流側スタンドの張力制御装置８へ入力されると共に、各スタンドのワークロール間のギャップは油圧又は電動機で駆動される圧下制御装置９によって自在にギャップの開閉を調節できる構造になっている。

特開平７−６８３０５号公報

溶接により連続化された鋼帯はコイル状に巻取られるために、図１の第Ｎスタンド左方（出側）にある図示しないシャーにより所定の長さに切断（シャーカット）される。このため、第Ｎスタンドと巻取りリールの間の張力は、別の巻取りリールによって鋼帯の巻取りが再開されるまで消失する。

ところが、第Ｎスタンドの出側板厚を第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することによる制御を行なっている際に前記の張力消失が起きると、（第Ｎスタンド出側）板厚に目標から外れる２箇所のピークが発生する。この２箇所に挟まれた区間は不良部となって大きな歩留り低下となる。

図２（ａ）は、Ｎ＝５のタンデム圧延機の場合について、張力消失に伴う前記２箇所のピークＡ、Ｂを例示するものである。

本発明の課題は、タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を、第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行ないながらも、シャーカットする際に発生する板厚外れによる歩留り低下を抑制することである。

本発明は、５スタンドからなるタンデム圧延機を使用し、このタンデム圧延機を構成する最終の第５スタンドの出側板厚を、第４スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行いながらシャーカットする際に発生する板厚外れの原因を詳細に検討した。

その結果、図２（ａ）で示した板厚外れのピークＡとＢは、発生原因がそれぞれ異なっていた。即ち、板厚外れピークＡの発生原因は、張力消失に伴う第５スタンドの圧下力の低下が原因である一方、板厚外れＢの発生原因は、板厚外れピークＡの検出値に基づき、第４スタンド出側に板厚が小さくなる方向に制御が行なわれたことが原因だったのである。図２（ｃ）の負のピークＣがこの制御に対応する。

本発明者は、ピークＢを解消して目標から外れるピークを２箇所から１箇所とすることにより、歩留り低下を抑制できると考え本発明に至ったのである。

即ち、本発明は、タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を、第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行いながら、第Ｎスタンド出側でシャーカットする際、前記シャーカットにより第Ｎスタンド出側張力が消失する直前に、第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値のホールド状態を開始し、前記第Ｎスタンド出側張力が復活した時点に、前記第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値のホールド状態を終了することを特徴とするタンデム圧延機の板厚制御方法により、前記課題を解決したものである。

本発明によれば、タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を、第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行ないながらも、シャーカットする際に発生する板厚外れによる歩留り低下を抑制することができる。

前記図１を参照して説明したように、タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行ないながら、第Ｎスタンド出側でシャーカットする際には、第Ｎスタンドの出側の板厚外れが発生する。

本実施形態では、第Ｎスタンド出側張力がシャーカットにより消失する直前に、第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値のホールド（保持）状態を開始する。

このため、第Ｎ−１スタンド出側の目標板厚を小さくする制御が行なわれないようにできるので、第Ｎ−１スタンド出側では板厚が小さくなる方向に板厚設定値の負のピークは発生しない。

そして、第Ｎスタンド出側張力が復活した時点に、具体的には、後行するシャーカットされた鋼帯の先頭が巻取りリールに巻き取られ始めて、巻取りリールと第Ｎスタンド出側の張力が復活した時点に、第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値のホールド状態を終了し、第Ｎスタンド出側の板厚検出値に基づいて第Ｎ−１スタンド出側の目標板厚を制御する状態に復帰する。

なお、ホールド状態を開始する「張力が消失する直前」の時点は、例えば、シャーカットが行われる制御周期の、一つ前の制御周期とすることが出来る。また、ホールド状態を終了する「張力が復活した時点」は、ホールド開始時の第Ｎスタンド出側張力を保存しておき、第Ｎスタンド出側張力が前記保存した第Ｎスタンド出側張力に所定の大きさだけ近づいた時点とすることができる。

５機の圧延機からなるタンデム圧延機に適用した実施例を、図３を参照して説明する。

本実施例では、前記図２の場合と同様に最終の第５スタンドの出側板厚を、第４スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行なっている。

前述したように、シャーカットを実施して第５スタンド出側の張力が失われると（図３（ｂ））、第５スタンド出側の板厚が目標値から外れるピークＡが発生する（図３（ａ）が、本実施例では、シャーカットが行なわれる制御周期の一つ前の制御周期で、第４スタンド出側板厚設定値のホールド状態を開始したので（図３（ｃ））、第４スタンド出側板厚設定値の負のピークは発生しない。なお、ホールド状態を開始する時点では第５スタンド出側張力（実績値）を保存しておく。そして、第５スタンド出側張力が前記保存した第５スタンド出側張力の９８％となった時点に第４スタンド出側板厚設定値のホールド状態を終了し（図３（ｃ））、第５スタンド出側の板厚検出値に基づいて第４スタンド出側の目標板厚を制御する、ホールド開始前の状態に復帰する。

本実施形態では、第５スタンド出側板厚が目標から外れるピークをＡの１箇所にでき、歩留り低下を大幅に抑制できた。

本発明によれば、タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を、第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行ないながらも、シャーカットする際に発生する板厚外れによる歩留り低下を抑制することができるので、鋼帯をはじめとする金属帯の圧延製造に利用できる。

本発明に適用されるタンデム圧延機の要部を示すブロック図 従来法による制御結果を示す線図 本発明方法による制御結果を示す線図

符号の説明

１…ワークロール
２…バックアップロール
３…電動機（モータ）
４…速度制御装置
５…板厚制御装置
６…板厚検出器
７…張力検出器
８…張力制御装置
９…圧下制御装置

Claims (1)

1. タンデム圧延機を構成する最終の第Ｎスタンドの出側板厚を、第Ｎ−１スタンドのロール速度を操作することにより目標板厚に制御する板厚制御を行いながら、第Ｎスタンド出側でシャーカットする際、
   前記シャーカットにより第Ｎスタンド出側張力が消失する直前に、第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値のホールド状態を開始し、
   前記第Ｎスタンド出側張力が復活した時点に、前記第Ｎ−１スタンド出側板厚設定値のホールド状態を終了することを特徴とするタンデム圧延機の板厚制御方法。

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