JPH01293913A - 板圧延形状制御方法 - 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、板圧延形状制御方法及び装置に係り、特に、
圧延機出側に板の形状（平坦度）検出手段か設けられて
いない場合に、板材の出側形状を適切に制御する際に用
いるのに好適な、板圧延形状制御方法及び装置の改良に
関する。

【従来の技術】

圧延製品である板材の重要な品質管理項目のうちに板形
状がある。従って、板圧延においては、良好な板形状を
得るため、ロールたわみを適切な値に保つことが必要で
ある。 このようなロールたわみに関し、従来の圧延機の板形状
制御においては、圧延機出側に板形状（平坦度）検出器
が設けられている場合には、該検出器の出力によりロー
ルたわみを適切な値に修正して良好な板形状を得るよう
にしている。一方、前記圧延機出側に前記板形状検出器
がない場合には、通常、ます主な板形状への外乱である
圧延荷重変化とロールたわみ変化（あるいは適当な板形
状パラメータ変化）の関係を示す関係式、及び圧延機に
対する板形状操作量と前記ロールたわみ変化の関係を示
す関係式を求めておき、そして、前記圧延荷重変動によ
り生ずるロールたわみ変化を除去するための板形状操作
量を予測的に圧延機の圧延制御装置の板形状操作端に伝
達し、板形状不良の発生を防止している。 例えば特開昭５９−６４１１１号公報では、上記の如き
圧延板形状制御に関して、圧延条件の変化に対応して簡
便に形状制御手段の制御量を変更するタンデムミルにお
けるスタンド間形状制御方法が示されている。この形状
制御方法においては、ます、板幅Ｂ及び圧延荷重変化Δ
Ｐに対するロールたわみ変化ΔＣＰの関係を示す関係式
を次式（１）の如く求めておく。 ΔＣｐ＝ｆ＋（Ｂ、ΔＰ）　・・・・・・（１）そして
、板幅Ｂ及びワークロールへのたわみ力（ペンディング
力）変化ΔＢに対するロールたわみ変化ΔＣＢの関係を
示す関係式を次式（２）の如く求めておく。 ΔＣ日＝ｆ２　（Ｂ、ΔＢ）　・・・・・・（２）（１
）、（２）式から求められた各たわみ変化ΔＣＰとΔＣ
Ｂの絶対値が等しく符号が反対（−ΔＣＰ＝ΔＣ日）と
なる、たわみ力を予測的にワークロールのベンディング
機構に伝達し、板クラウンを変化させて板形状を制御し
ている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、前記のような従来の板形状制御方法では
、ます、実験的に前記の如き関係式を求める場合には実
験データのばらつきが大きく、又、前記関係式をシュミ
レーションを用（１て求める場合には実機に対する対応
が不明瞭であり、更Ｇ：番よ、板幅、圧延荷重、ワーク
ロールカーブ、板厚等の考慮すべき要因が多いなどの理
由から、精度の高い板形状制御性が期待できなかった。 即ち、前記板形状制御方法は、最終的な板形状制御量が
板形状と直接の関係を持つロールたわみ量によらず、ロ
ールのたわみ力などの間接的な量により板形状を制御す
ることから、上記理由が制御の信頼性向上に対する障害
となっていた。 又、本発明に関連する技術として出願人が特願昭６１−
２６５２６０で提案した板圧延形状制御方法及び装置が
ある。この技術においては、ワークロールのエツジ部の
ロ−ルキャップ量を検出し、圧延条件から前記エツジ部
より板厚方向内側部分のロールギャップ量を算出し、検
出ロールギャップ量と算出ロールギャップ量からワーク
ロールのたわみ量を求めて板形状を制御するようにして
いる。 しかしながら、この技術のように圧延条件からロールキ
ャップ量を算出するようにした場合、ロール摩耗量やサ
ーマルクラウン量等の如くロール材質や圧延材材質等の
様々の圧延条件の影響を受ける変化量を高い精度でモデ
ル化することが難しいことから、算出されるロールギャ
ップ量やロールたわみに必すしも充分な精度を得られず
、大量生産ラインで用いるのに限界が生じるときがある
。

【発明の目的］ 本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたものであって、圧延条件の変化に対してもワークロールに所望のたわみを与えることができ、従って、良好な板形状を得ることができる板圧延形状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、板圧延形状制御方法において、所定のロール
ベンディング手段により板形状を制御可能とされた圧延
機で板圧延を行なう際に、圧延ロールのたわみを検出し
、検出されたたわみに基づき、前記圧延ロールに所望の
たわみを与えるように前記ロールベンディング手段を制
御することにより、前記目的を達成したものである。 又、本発明は、板圧延形状制御方法において、所定のロ
ールベンディング手段により板形状が制御可能とされた
圧延機で板圧延を行う際に、該圧延機の圧延ロールのロ
ールプロフィールを圧延時及び非圧延時に検出し、検出
された圧延時と非圧延時とのロールプロフィールを比較
することによリ、圧延時の圧延ロールのたわみを検出し
、検出されたたわみ及び検出されたロールプロフィール
に基づき、前記圧延ロールに所望のたわみを与えるよう
に前記ロールベンディング手段を制御するようにして、
同じく前記目的を達成したものである６

【発明の作用及び効果】。 圧延ロール、例えはワークロールのロールプロフィール
は、一般に、後出第１図及び第３図に示されるように、
所定位置に固定されてワークロールまでの処理を検出す
るための距離センサ（以下、ロールプロフィール検出器
という）を板幅方向に沿って複数設け、圧延ロールとロ
ールプロフィール検出器との間の距離ｐの変化量Δ℃に
より検出している。しかしながら、圧延中においては、
圧延荷重が変化し、それと共に圧延ロールのたわみが変
化して、前記変化量Δλに誤差が生じることから、精度
の高いロールプロフィールの測定か困難であった。 一方、圧延ロールの摩耗とサーマルクラウンのの成長は
比較的緩かで、所定期間圧延か続いてもほぼ同禄の状態
を維持するものであり、例えば圧延材のコイル単位の測
定で充分な精度のロールプロフィールを検出することか
可能である。 以上のことから、ロールプロフィールの検出により、圧
延ロールのたわみを検出することができると言える。即
ち、圧延時に検出されるロールプロフィールと、圧延ロ
ールが圧延荷重の影響を受けることかない非圧延時にお
けるロールプロフィールとを比敦することにより、圧延
時の板幅方向のロールたわみを直接的に検出することが
できる。 本発明は、上記の知見を前提になされたものであり、圧
延ロールのたわみを検出し、検出されたたわみ量に基づ
き、ワークロールに所望のたわみを与えるようにロール
ベンディング手段を制御するようにしている。 従って、圧延ロールのたわみを、ロールのたわみ力等の
間接的な量によらず直接的に検出しているため、圧延荷
重、ワークロールのカーブやロールシフト等の影響を受
けることなく前記たわみを精度良く検出でき、よって、
ワークロールに所望のたわみを与えるようにして良好な
形状の板材を得ることができる。 又、ワークロールに与えるべき所望のたわみを目標とな
る板形状に基づき制御するようにすれば、板形状検出器
を圧延機出側に設けることなく圧延材を目標板形状とす
るこ、とができ、従って、板形状制御の装置構成を簡略
化することかできる。 更に、圧延機の圧延ロールで直接的にロールたわみの検
出及び制御を行っているため、圧延される板材の移送時
間の影響を受けることがなく、高い応答性を有する制御
系を実現することが可能である。即ち、本発明は、高精
度、且つ高応答に板形状を制御できる圧延を実行可能と
するものである。 【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、板材８をライ
ン上下方向からワークロールＩＯＡ、１ＯＢで挟圧し、
その際同時に該ワークロール１０Ａ、ＩＯＢを同上下方
向からバックアップロール１２Ａ、１２Ｂで挟圧するよ
うにした圧延機１４において、前記板材８に所望の形状
か得られるようにロールベンゾインク装置１６で前記ワ
ークロールＩＯＡ、１０Ｂのたわみを制御するようにし
た装置である。 前記圧延機１４をライン流れ方向から見た正面図を第２
図に示す。圧延中には、図の実線で示されるように各ワ
ークロールＩＯＡ、ＩＯＢ、及びバックアップロール１
２Ａ、１２Ｂは所定のたわみ（図ではたわみ量δで示す
）を生ずる。なお、図中符号１８は圧延機１４のハウジ
ングである。 又、前記圧延機１４には、第３図に示されるように、上
方向のワークロール１０Ａから距離ｐ離れてロールプロ
フィール検出器２０か設けられている。このロールプロ
フィール検出器２０は板幅方向に沿って、且つ、上ワー
クロールＩＯＡの非圧延時の軸中心に平行に複数個設け
られている。 これら各位置のロールプロフィール検出器２０で検出さ
れた距離ぷの信号はロールベンディング装置１６を制御
するための演算及び制御信号の出力を行う演算制御部２
２に入力される。 該演算制御部２２には、入力された距離ぶから前記上ワ
ークロールＩＯＡのロールプロフィールを算出するため
のロールプロフィール演算部２４と、算出されたロール
プロフィールの非圧延時及び圧延時間の変化量から第２
図に示されるような、上ワークロールＩＯＡのたわみ量
δを算出するためのロールたわみ演算部２６と、目標の
板形状を板材８に得るために必要なロールたわみ量（以
下、ロールたわみ目標値δ０という）を算出するための
目標ロールたわみ演算部２８と、算出されたロールプロ
フィール、ロールたわみ量δやロールたわみ目標値δＸ
等に基づき、所望形状の板材８が得られるようにロール
のたわみ量をロールベンディング装置１６により操作・
制御するためのコントローラ３０とが備えられる。 前記ロールベンディング装置１６には、直接的にワーク
ロールＩＯＡ、ＩＯＢのたわみを制御するもの、例えば
ワークロールベンダ、ロールレベリング等を用いること
ができるのみならず、間接的にワークロールのたわみを
制御するもの、例えば圧延される板材の変形抵抗差を利
用するクーラント方式等を利用したものを用いることが
できる。 以下、実施例の作用を説明する。 第２図中の実線で示さ、れるように、圧延時のワークロ
ールＩＯＡ、ＩＯＢには、板材８に押圧されてたわみが
発生する。圧延時と非圧延時ワークロール１０の位置は
第３図に示されるように異なるものとなる。図において
符号１０Ａ１で示す破線の位置が圧延時のワークロール
１０の位置であり、図中符号１０Ａ２で示す実線の位置
が非圧延時のワークロール１０の位置である。 非圧延時におけるワークロール径Ｒについては、ロール
たわみを既知な量に設定可能であるため、距離（により
精度良く測定可能である。従って、圧延時における前記
距Ｍ℃の変化量Δ℃をロールたわみ量δに帰着させるこ
とができる。即ち、第３図の関係において、ロールプロ
フィール検出器２０の測定方向が水平面に対して角度θ
であるならば、次式（３）からロールたわみ量δを算出
することができる。 Δ℃＝δ・　ｓｉｎθ　　　　・・・・・・・・・（３
）この（３）式の演算を、板幅方向に並べられた各ロー
ルプロフィール検出器２０の検出結果について行えば、
板幅方向各１部のロニルたわみ量δが求められ、ワーク
ロールＩＯＡの全体的なロールたわみを求めることがで
きる。なお、実施例では、前記距離ｐの算出及びロール
プロフィールの演算をロールプロフィール演算部２４で
行い、ロールたわみ量δの演算はロールたわみ演算部２
６で行う。又、ロールプロフィール演算部２４で求めて
検出された非圧延時、圧延時のロールプロフィールは第
４図（Ａ）に示されるようになり、このロールプロフィ
ールからロール同図（Ｂ）に示されるような板幅方向の
ロールたわみ量が求められる。 コントローラ３０では、上記のようにして求められたロ
ールたわみ量δと、目標ロールたわみ演算部２８で演算
されて入力されるロールたわみ目標値δ０と、ロールプ
ロフィール検出器２０で検出されるサーマルクラウン及
びロール摩耗の合算量δＲから、ロールたわみ補正量δ
ｅを次式（４）により算出する。 δｅ＝δ×十δＲ−δ　　・・・・・・・・・（４）そ
して、上記のようにして算出されたロールたわみ補正量
δｅが零にな不ようにロールベンディング装置１６を制
御する。このようにしてワークロール１０Ａ、１０Ｂの
たわみ量δを所望のロールたわみ目標値δＸに一致させ
て、板材８を目標板形状のものにする。 ところで、（４）式においては、板幅方向の複数個所に
おけるロールたわみ補正量δｅを求める方式になってい
るが、周知のロールベンダ等の直接的なロールベンディ
ング手段しか具備していない圧延機においては、多数点
における板幅方向のロールたわみ量δの分布をロールた
わみ目標値δＸと一致させることは難しい。従って、こ
のような圧延機においては、−次間数、二次関数等適当
な関数で目標ロールたわみ量ｆ０、ロールたわみｆ、板
幅方向サーマルクラウン及びロール摩耗の合算量ｆＲを
近似して、次式（５）によりロールたわみ補正ｆｆ１ｆ
ｅを算出し、このロールたわみ補正量ｆｅが零になるよ
うにロールベンディング装置１６を操作してロールたわ
みを目標値とする。 ｆｅ　＝　ｆ’　＋　ｆＲｆ　−−−（５）このように
すれは、ロールペンタ等直接的なロールベンディング装
置しか具備していない圧延機においても多数点における
板幅方向のロールたわみを目標たわみと一致させること
かできる。 なお、第１図においては、上ワークロール１０Ａと下ワ
ークロールＩＯＢは同じ条件下で圧延するものと仮定し
、上ワークロールＩＯＡのロールプロフィールのみに着
目して制御していた。しかしながら、より精度を高める
ため、上下のワークロールＩＯＡ、ＩＯＢにそれぞれロ
ールプロフィール検出器２０を設置して、上下のワーク
ロール１０のたわみを検出し、それに基づきロールたわ
みを制御するようにしてもよい。 次に、本発明により、板圧延形状制御を実施した結果を
、従来技術による板圧延形状制御と比較しつつ、図面に
基つき説明する。第５図は従来技術により制御した結果
を示し、第６図は本発明により制御した結果を示す。又
、第５図、第６図は共に目標ロールたわみ量ｆｘを変化
させたときのロールたわみ量ｆ　（両国（Ａ））と板形
状Δ２（両図（Ｂ））の変化を、示す。該板形状Δ２は
板材８中央部と板エツジ部の伸び率差である。そして、
板形状Ａ２−０は板形状が平坦（フラット）であること
を示し、板形状Ａ２〉０は耳伸び、板形状Ａ２く０は腹
伸びであることを示す。 従来の制御では、第５図（Ａ）に示すように、目標ロー
ルたわみ量ｆ０の変化に対し、関係式の精度の問題から
実際のロールたわみ量ｆが目標ロールたわみ量ｆｘに一
致しない場合か発生するため、同図（Ｂ）に示すように
、予見される板形状変化量Δ２８と実際の板形状変化量
Δ２′が一致しなくなる。 これに対し、本発明を実施した場合、第６図（Ａ）に示
すように実際のロールたわみ量ｆを目標ロールたわみ量
ｆｘに一致させることかでき、同図（Ｂ）に示すように
、予見される板形状変化量Δ２°と実際の板形状変化量
Δ２′が立ち上がり部分を除き、定常状態で一致する。 以上のことから、本発明で板圧延形状を制御すれば、従
来技術と比べ板形状を良好な状態に維持するに有効であ
ることがｈかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る板圧延形状制御装置の全
体構成を示す、一部配置図を含むブロック線図、第２図
は前記実施例の作用を説明するための圧延機に板材を噛
み込まれた状態を示す断面図、第３図は同じく、圧延時
及び非圧延時のワークロールのたわみを示す要部断面図
、第４図（Ａ）は同じく、圧延前後のロールプロフィー
ルの検出例を示す線図、同図（Ｂ）は検出されたロール
プロフィールから求められたロールたわみの例を示す線
図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は目標ロールたわみ量を変化
させた場合の従来技術による制御結果を示す、ロールた
わみ及び板形状変化の例を示す線図、第６図（Ａ）、（
Ｂ）は同じく、本発明方法により制御した際の、ロール
たわみ及び板形状変化の例を示す線図である。 ８・・・板材、 １０Ａ、ＩＯＢ・・・ワークロール、 １２Ａ、１２Ｂ・・・バックアップロール、１４・・・
圧延機、 １６・・・ロールベンディング装置、 ２０・・・ロールプロフィール検出器、２２・・・演算
制御部、 ２４・・・ロールプロフィール演算部、２６・・・ロー
ルたわみ演算部、 ２８・・・目標ロールたわみ演算部、 ３０・・・コントローラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のロールベンディング手段により板形状を制
   御可能とされた圧延機で板圧延を行なう際に、 圧延ロールのたわみを検出し、 検出されたたわみに基づき、前記圧延ロールに所望のた
   わみを与えるように前記ロールベンディング手段を制御
   することを特徴とする板圧延形状制御方法。
2. （２）所定のロールベンディング手段により板形状が制
   御可能とされた圧延機で板圧延を行う際に、該圧延機の
   圧延ロールのロールプロフィールを圧延時及び非圧延時
   に検出し、検出された圧延時と非圧延時とのロールプロ
   フィールを比較することにより、圧延時の圧延ロールの
   たわみを検出し、 検出されたたわみ及び検出されたロールプロフィールに
   基づき、前記圧延ロールに所望のたわみを与えるように
   前記ロールベンディング手段を制御することを特徴とす
   る板圧延形状制御方法。