JPH01271003A - 板材の反り制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、板材の反り制御方法に係り、特に、圧延され
あるいは調質圧延される冷間圧延鋼板が目標の反りとな
るように制御する際に使用するのに好適な、板材の反り
制御方法に関する。

【従来の技術】

鋼材等の板材を製造する工程において、該板材の品質管
理項目の１つに形状品質がある。この形状品質の中に板
材の平坦度があり、この平坦度に関するものに、平坦度
形状の不良と反り形状とがある。 平坦度形状の不良には、例えば第２図（Ａ）示されるよ
うに、板材１０の幅方向端部が伸びる耳伸びや、同図（
Ｂ）に示されるように、板材１０の中央部が伸びる中伸
び等の如く板材に部分的に　　−波打ちが存在するもの
がある。又、反り形状には、第３図（Ａ）に示されるよ
うに圧延方向く長手方向）に板材１０が反っている反り
形状や、同図（Ｂ）に示されるように板材幅方向に板材
１０が反っている反り形状がある（１９８２年、日本鉄
鋼協会発行の薄板マニュアル）。 このような平坦度のうち反り形状については、それが許
容される範囲を超えた場合に問題となり、例えばブリキ
材に反りが生じたときには、製缶工程における印刷不良
やシート不良等の原因となる。 しかしながら、板材の反りは圧延中あるいは調質圧延中
に板材に印加される張力により潜在化するため、従来か
ら、圧延中における定量的な反りの検出は困難なものと
され、又、圧延中の反りの定量的データ自体実験的にし
か得られない状態であった。 従って、従来から行われている反りの測定は、圧延終了
後、板材よりサンプル板を切出し、作業者等が、そのサ
ンプル板を吊下げた状態で、例えば第３図に示されるよ
うに反り方向の単位長さしに対する反り値ｄを長さ計等
を用いて測定し、その測定結果を基に操業経験により反
りに関する定性的な知見を把握するようにしていた。そ
して、板材を所望の反りを有するものとするなめ、この
把握された定性的な知見に基づき反りの制御を行ってい
た。

【発明が解決しようとする課Ｂ】

しかしながら、前記の如く作業者等の測定により定性的
に知見される反りは、サンプル板が実際の板材全体の反
りを的確に反映したものとは必ずしも言えず、又、作業
者の操業経験に基づき知見されるものであるため、精度
上の問題がある。 なお、板材の反りを測定する技術に関し、＠張力状態で
幅方向反りを測定するべく、レーザ光を鋼板に反射させ
てイメージセンナでその反射光を受光することにより、
前記反りを検出するレーザけがき線方式が発表されてい
る（鉄と鋼、第６９巻第５号、１９８３年）、シかしな
がら、この技術は無張力状態で反りを測定するものであ
るため、圧延中の如く板材に張力が生じている際にその
反りを測定できる技術ではない。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
板材の反りを圧延中に定量的に把握し、該板材の反りを
目標のものに精度良く制御することができる板材の反り
制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本発明は、板材の反り制御方法において、所定の圧延条
件で板材を圧延する際に、板材の伸び率、張力、圧延荷
重等の操業情報を求め、前記圧延条件及び求められた操
業情報に基づき、所定の数式モデルを用いて前記板材の
反りを求め、求められた反りに基づき、所定の反りＩ１
１１手段で板材の反りを制御して、反りが目標のものと
なるようにしたことにより、前記目的を達成したもので
ある。

【発明の作用及び効果】

圧延中においては、鋼板に張力がかかり、反りが潜在化
するため、反りを圧延中に直接測定するのは困難である
。そこで、発明者は種々の検討の結果、板材圧延中の圧
延条件や伸び率、張力、圧延荷重等の種々の圧延操業情
報を入力値として、所定の数式モデルを用いた演算によ
り、該板材の反りを求めることとした。 次に、前記数式モデルについて説明する。この場合、板
材の反りを定量的に表現する指徨値として、前出第３図
に示した反り方向の単位長さＬ当りの反り値ｄを使用す
る。 ここで、反りの数式モデルとして、板材の長手方向反り
ｄＬを算出するための数式モデルｆＮを次式（１）に、
板材幅方向の反りｄｃを算出するための数式モデルｆｃ
を次式（２）に示す。 ｄＬ＝ｆ　Ｌ（ｈ、Ｗ、ＳＤ、Ｄ、Ｒ，ｅ、ｔ。 Ｆ、ΔＣ）　・・・（１） ｄ　ｃ＝ｆ　ｃ（ｈ　、Ｗ、ＳＤ、Ｄ、Ｒ，ｅ　、ｔ　
。 Ｆ、ΔＣ）　・・・（２） 但し、ｈ　、Ｗ、ＳＤ、Ｄは、圧延される板材の板厚、
板幅、鋼種、前工程における反り評価値である。又、Ｒ
は圧延ロールの径、ｅは伸び率実測値、ｔは張力実測値
、ｆは圧延荷重実測値、ΔＣはサンプル実測等による作
業者の補正値である。 この（１）、（２）式により、板材の板厚、板幅、鋼種
等の圧延条件と圧延中の実測等される操業情報（例えば
伸び率、張力、圧延荷重ンに基づき圧延中における板材
の長手方向反り、幅方向反りを算出することができるも
のである。 なお、この数式モデルは塑性力学的に求めることができ
るが、この他、経験式あるいは重回帰式で求めても反り
制御に使用可能な演算精度が得られるものである。 上記のよう、にして（１）、（２）式から求められた反
りｄＬ、ｄｃと、板材の長手方向、幅方向の反りの目標
値ＣＩｔ−ｏ、（ｌｃｏとの差ΔｄＬ、Δｄｃを次式（
３）、（４）式から算出し、この差がなくなるように所
定の反り制御手段、例えば後出第１図に示す如きテンシ
ョンリールによる張力制御やパスライン位置調整用補助
ロールによる圧下位置制御等を行い板材の反りが目標の
反りとなるように修正する。 Δｄ　Ｌ＝ｄ　Ｌ−ｄ　、、　　　　　・（３）Δｄ　
ｃ＝ｄ　ｃ　　ｄ　ｃｏ　　　　　＝１４）以上のよう
に、本発明により、従来、圧延後の測定結果及び作業者
等の経験に基づき操業管理されていた板材の反りを、圧
延中に制御することが可能となるため、板材品質の大幅
な向上を図ることができるという優れた効果が得られる
。 なお、長手方向反りと幅方向反りを修正すると、通常は
、その両者間に相互干渉が生じる。この相互干渉が生じ
た場合には精度の良い反り制御を保証し得なくなるため
、相互の制御非干渉化が必要となる。これに対して、反
りの差ΔｄＬ、Δｄ。 を修正するための、伝達関数表現される各修正量Δｄ　
Ｌ（Ｓ）、Δｄ　ｃ　（Ｓ　）を次式（５）のように考
え、この（５）式から板材の張力修正値Δｔ、補助ロー
ル圧下の位置修正量ΔＳを決定すれば、精度良く板材の
反りを制御することができる。 ・・・（５） 但し、ｇ＋　ｔ　（Ｓ）　、Ｑ　１２　（Ｓ）　、Ｑ　
２１　（Ｓ）、＋１２２　（Ｓ）は前記修正値Δｔ、修
正量ΔＳを伝達関数表現するときのマトリクス要素であ
る。 このように（５）式を用い、あるいは、その他周知の長
手方向反りと幅方向反りを非干渉化しつつ制御する手法
により、板材の長手方向及び幅方向の反りを同時に良好
に制御することができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 この実施例は、第１図に示されるような４段の調質圧延
機に、おいて、圧延される鋼板等の板材１０の反りを制
御するための反り制御システムである。 前記調質圧延機には、図に示されるように、板材ｌＯを
上下から挟圧して圧延するための上下のワークロール１
２Ａ、１２Ｂと、該ワークロール１２Ａ、１２Ｂを介し
て板材１０に圧下力を加えるための上下のバックアップ
ロール１４Ａ、１４Ｂと、前記板材１０を巻き出すため
のペイオフリール１６と、圧延された板材１０の反りを
制御するなめ、ライン上に固定されて設けられた固定補
助ロール１８、及びその圧下位置が制御される可動補助
ロール２０と、該可動補助ロール２０の出側方向で板材
１０を巻き取りその張力を制御するためのテンションリ
ール２２とが備えられる。なお、図中符号２４は板材１
０を支持するためのガイドロールである。 前記反り制御システムは、前記可動補助ロール２０の圧
下位置及びテンションリール２２による板材の張力ｉ！
１ＩＩｖ４により該板材１０の反りを制御するためのも
のである。 このシステムには、第１図に示されるように、反りを演
算する除用いるパラメータや反りの目標値を設定するた
めの反り計算用パラメータ設定器２６と、設定されたパ
ラメータ及び実測される板材の伸び率、張力、圧延荷重
等の操業情報（以下、プロセスデータという）から反り
を算出するための反り計算装置２８と、計算された反り
から板材１０の制御すべき反り量（反り修正量ΔｄＬ（
Ｓ）、Δｄｃ（Ｓ））を決定するための反り自動制御演
算装置３０と、決定された反り修正量に基づき長手方向
の反り及び幅方向の反りを相互に干渉しないように制御
するためのクロスコントローラ３２と、反り自動制御演
算装置３０及びクロスコントローラ３２の制御信号に基
づき、制御可動補助ロール２０の圧下位置を制御するた
めの圧下位置制御装置３４と、同じく、前記制御信号に
基づき、テンションリール２２のトルクを変化させて圧
延機出側の板材１０の張力を制御するための張力制御装
置３６とが備えられる。 以下、実施例の作用を説明する。 第１図に示される板材１０の反り制御システムにおいて
は、板材１０の長手方向及び幅方向の反りを各目標値ｄ
Ｌｏ、ｄｃｏにするべく、まず、反り計算装置２８で現
在板材１０に生じている反りを演算により求める。 即ち、反り計算装置２８においては、伸び率実測値ｅ、
張力実測値ｔ、圧延荷重実測値Ｆ等のプロセスデータを
入力すると共に、演算のパラメータとして板材１０の板
厚ｈ、板幅Ｗ、鋼種ＳＤ、前工程反り評価値Ｄ、圧延ロ
ール径Ｒ等の圧延条件を入力する。これら入力データ、
及びパラメータに基づき、前出（１）、（２）式の数式
モデルを用いて演算を行い、圧延中における板材１０の
長手方向反りｄＬ、幅方向の反りｄｃを求める。 次いで、反り計算用パラメータ設定器２６から入力され
る長手方向、幅方向の反りの目標値ｄＬｏ、（Ｉｃｏと
算出された各反りの計算値ｄＬ、ｄａとの偏差ΔｄＬ、
Δｄａを、前出（３）、（４）式を用いて算出する。 上記のようにして求められた反りの偏差ΔｄＬ、Δｄｃ
は、反り自動制御演算装置３０に入力される。該演算装
置３０においては、前記反りの偏差量ΔｄＬ、Δｄａを
解消して反りを目標値とするために必要な、可動補助ロ
ール２０の圧下位置修正量ΔＳ及び修正すべき張力修正
値Δｔを前出（５）式を用いて求める。そして、求めら
れた圧下位置修正量ΔＳ　（Ｓ）　、張力修正値Δｔ　
（ｓ）はクロスコントローラ３２に入力される。該クロ
スコントローラ３２は、板材１０の長手方向反りと幅方
向反り制御を同時に独立して行うように、入力された圧
下位置修正量ΔＳ　（Ｓ）　、張力修正値Δｔ（Ｓ）を
調整して前記圧下位置制御装置３４及び前記張力制御装
置３６に伝達する。伝達された制御信号に基づき前記圧
下位置制御装置３４は可動補助ロール２０の圧下位置を
制御し、前記張力制御装置３６はテンションリール２２
のトルクを制御して板材１０の張力を制御する。 このようにクロスコントローラ３２を用いて長手方向及
び幅方向の反りを独立して制御しているため、これら制
御反りの修正について相互干渉が生ずることなく、同時
に独立して精度良く反りを制御することができる。 上記のように、板材の反りを長手方向及び幅方向とも圧
延中に精度良く制御することが可能となり、板材の品質
の大幅な向上を達成することができる。 なお、前記実施例においては、圧延される板材として脚
質圧姉中のものを例示したが、本発明を実施する圧延の
種類は調質圧延に限定されるものでなく、他のいずれの
種類の圧延においても本発明を実施し、板材の反りを精
度良く制御することができるものである。 即ち、前記実施例においては、反りＩ１１＃手段として
可動補助ロールの圧下位置［脚装置３４と圧延機出側張
力をテンションリール２２により制御する張力制御装置
３６とを同時に用いて迅速且つ精度良く板材１０の反り
を制御していた。しかしながら、板材１０の反りＭ押手
段はこれら装置を同時に使用することに限定されず、操
業条件に応じていずれかの制御手段を適宜に使用するよ
うにしてもよい、又、反り制御手段はこのような構成の
装置に限定されるものでなく、他の構成の反り制御手段
を用いることもできる。更に、前記圧下位置制御装置３
４では可動補助ロール２０の圧下位置を制御するのみで
あったが、前記固定補助ロール１８についても圧下位置
を制御可能なものとして板材の反りを制御してもよい、
この場合には、上下方向から反りを制御できるため応答
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る４段調質圧延機及び反り
制御システムの全体的な構成を示す、ブロック線図を含
むロール配置図、第２図（Ａ）、（Ｂ）は板材に生ずる
平坦度形状不良の例を示す斜視図、第３図（Ａ）、（Ｂ
）は板材の反り形状の例を示す斜視図である。 １０・・・板材（鋼板等）、 １２Ａ、１２Ｂ・・・上、下のワークロール、１４Ａ、
１４．Ｂ・・・上、下のバックアップロール、１８・・
・固定補助ロール、 ２０・・・可動補助ロール、 ２２・・・テンションリール、 ２６・・・反り計算用パラメータ設定器、２８・・・反
り計算装置、 ３０・・・反り自動ＩＩＪ御演算演算装置２・・・クロ
スコントローラ、 ３４・・・補助ロールの圧下位置制御装置、３６・・・
張力制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の圧延条件で板材を圧延する際に、板材の伸
   び率、張力、圧延荷重等の操業情報を求め、 前記圧延条件及び求められた操業情報に基づき、所定の
   数式モデルを用いて前記板材の反りを求め、求められた
   反りに基づき、所定の反り制御手段で板材の反りを制御
   して、反りが目標のものとなるようにしたことを特徴と
   する板材の反り制御方法。