JPH0299210A - 板圧延における形状制御方法 - 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、銅板等の圧延において、その板の形状を制御
する方法に関する。

〔従来の技術〕

この種の板形状は品質の管理上、きわめて重要な要素で
あり、特に電磁鋼板においては、薄板を重ね合わせてト
ランスに使用するため、板形状の管理を厳しく要求され
るのが現状である。また、板形状は製品の歩留り、下工
程での作業性にも大きな影響を及ぼす。

一般に、耳伸び、片伸び、中伸び等の形状不良は、被圧
延材の板厚分布の不均一、圧延ロールの撓み、熱膨張等
に基因する。

従来、通常、板形状の制御は、ロールの曲げ、撓み、あ
るいはクラウンを機械的に調整するために、中間ロール
ベンダー、ワークロールベンダー中間ロールの板幅方向
変位等の手段を用いて専ら行われてきた。しかし、この
種の手段は、耳伸びおよび中伸びを制御するために専ら
用いられており、これらが同時に混在するいわゆる複合
伸びや局部伸びについては形状制御能力が小さい。

そこで、近年は、複合伸びや局部伸びに対して、ワーク
ロールにクーラントを投射するとともに、そのクーラン
ト流量を制御する方法が用いられ、板形状の改善に大き
な役割を担っている。

たとえば、特開昭５５−４２１６１５号、同５５−８１
０１０号、同５９−１６６０８号、同６０−１５８９０
９号公報等の技術を挙げることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記各公報の技術は、所望のサーマルクラウ
ンを得るためのクーラント流量を噴射ノズルへのクーラ
ント供給配管に設けた流量調整弁の弁角度をアナログ的
に制御することによって得るものである。

しかし、各噴射ノズル系列ごとに流４１整弁、および流
量調節計（流量計も含まれる）を設けるのは設備費が嵩
む。

しかも、アナログ的にクーラント流量を制御することは
、もともと制御性が悪い。すなわち、第６図に示すよう
に、流量調整弁の開度と流量とは。

非線形（非直線性）的であり、急激な流量変化を示すあ
る開度域が存在するためである。

そこで、本発明の主たる目的は、設備費が安価となると
ともに、板形状制御性に優れた板形状制御方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、ワークロールに対してその長手方向にｎ個
分割された噴射ノズルからクーラントを投射しながら板
形状を制御する方法において；圧延機の出側に設けられ
た前記ｎ個の分割位置において板形状を検出する形状検
出器からの各分割位置における現形状信号と形状目標値
との偏差ニ基いて、この偏差を解消するためのロールの
各分割位置における変更サーマルクラウン量を求め、こ
の変更サーマルクラウン量に必要なクーラント流量を単
位時間当りの各噴射ノズルからのクーラント噴射のノン
オフ制御によって得ることで解決できる。

〔作　用〕

本発明においては、サーマルクラウンを変更するに必要
なクーラント流量を、アナログ的に制御するのではなく
、単位時間当りのオンオフ制御によるものであるため、
単にオンオフ弁のみで足り、設備費が安価となる。しか
も、第５図で示すように、単位時間当りのオン／オフ比
率と流量とは直線性を示すため、オン／オフ比率を制御
することで、正確な必要なクーラント流量を得ることが
でき、板形状制御性が高まる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明を更に詳説する。

第１図は本発明に係る制御系を示したもので、材料Ｍは
圧延機Ｓを通板されるとき、所望の板厚および形状に制
御される。圧延機Ｓのワークロール１．１に対して、そ
の長手方向にｎ個分割されたクーラント噴射ノズル２，
２・・・・・・からクーラント（オイル）を投射するよ
うになっている。また、圧延機Ｓの出側には、形状検出
器３が設けられ、板幅方向に少くともｎ個の板形状信号
を得るようになっている。この種の形状検出器３は汎用
品を使用できる。

ここで、クーラント噴射ノズルをｎ個、形状検出器をｎ
個としているが、本発明において、形状検出器の分割数
は必ずしもｎ個である必要はない。

たとえば、形状検出器の分割数を２ｎとし、隣り合う２
個の検出器からの信号をたとえば平均して、これを対応
する噴射ノズルからのクーラント流量制御に用いること
ができるし、また検出器の分割数をたとえばｎ　／　２
とし、各分割位置からの形状信号により板形状を全体的
に推定し、その推定値をもって板形状制御に用いること
もできる。

形状検出器３からのｎ個の分割位置それぞれについての
形状信号に基いて、次のようにして、各噴射ノズル２，
２・・・・・・からのクーラント投射のオンオフＩＩ？
卸がなされる。

すなわち、板幅方向ｎ個配置された形状検出器３の各位
置における形状出力Δε１と　、板幅方向ｎ個の形状目
標値Δε□から各板幅方向の出側板厚変更量Δｈ、を下
式にて求める。

ｈ−１−ｈ、、（１＋ΔＬ□）　・・・　（１）ｈ−１
＝ｈＪ１）（１＋Δ！ｌ　Ｊ、ｌ）　　・・・　（２）
Δｈ、＝ｈ１４．ｌ−ｈ、、４ （１）〜（５）弐より ・・・　　（５） ・・・・・・（６） ただし、 ｈ　：出側基準板厚（板厚制御の中心値）ｈ８．：幅方
向ｎゾーンの出側目標板厚ｈＪｎコｎゾーン出側実板厚 ｌ　：ワークロールセンターから形状検出器までの基準
長さ Δ１０：ワークロールセンターから形状検出器までの目
標板伸び量 ΔｌＪｎ：ワークロールセンターから形状検出器までの
実仮伸び量 次いで、この出側板厚変更量Δｈ７より、上下ロール間
の各分割位置における圧下位置変更量ΔＳ７を下記（７
）弐にて求める。

（Ｑ−塑性係数　　Ｍ：ミル定数） 次に圧下位置変更量ΔＳｎより、各分割位置におけるロ
ール径変更量ΔＲｎを求める。

ΔＲ，＝ΔＳ７／２　　　　・・・　（８）ここでロー
ル径変更量ΔＲ７を、ロールクーラントの冷却およびヒ
ートアップによるロール熱膨張量ｕ（ｒ）であたえる。

そこでよく用いられている下式にて求める。

ここで、β：熱膨張係数、シ：ボアソン比、ｒ：ロール
半径、Δ下、：ロール断面内の平均温度変化 また、（９）式の近似式は、ｒ＝Ｒを代入して、ここで
、Ｔ、、：クーラント温度、Ｃ，、：クーラント濃度、
α：熱伝達率 として、各分割位置における必要とするクーラント流量
Ｑｎを求める。

また、ある噴射ノズルからの単位時間当りのクーラント
最大流量能力をＱ　ｍ　ｍ　ｘであるとき、当該噴射ノ
ズル系統のオンオフ弁の単位時間当りのオン（開）時間
割合Ｔ７を０濁式により求める。

−（１＋ν）βΔＴＲＲ・・・　０ω として求められ、 として、ロール熱膨張量を温度変更量として求めること
ができる。

このように求められた温度変更量ΔＴＲｎ　　が正か負
によって次のように区分する。

１）Δ下π　　が負のとき（ロール温度の低下を図ると
き） Ｑ、＝ｆ、（ΔＴＲ１ｌ、Ｔ、、Ｃ，，α）・Ｕ１２）
　ΔＴ□が正のとき（ロール温度の上昇を図るとき） 当該分割位置のＴ、、をゼロにする（オンオフ弁をオフ
にする）か、Ｔ、、を小さくする。なお、オンオフ弁を
閉にすることを続行する方が応答性が速まる。

前記Ｔ７は、第２図および第３図のように、０４１式の
オン／オフ比率（ｒ）としてもあられすことができる。

このように求められたＴ１を実際には、次の方法でたと
えば制御するのが好ましい。

まず初めに１秒／周期で過去の単位時間（たとえば３０
秒）分の分割位置ごとの開閉実績パターンを記録する。

次に、クーラントバルブの開閉制約条件として、次記（
イ）〜（ニ）を考慮して、未来の単位時間内の出力バク
ーンを第４図例および後述の（ａ）〜（ｄｌの方法で決
定するのが好ましい。

（イ）クーラントバルブの開閉切替は、開状態、閉状態
を最低３　ｓｅｃ以上保つ（機械的制約条件） （ロ）同時に開閉可能なバルブは１０個以下（機械的制
約条件） （ハ）圧延速度がある一定以下では全て閉（クーラント
制約条件） （ニ）開最大個数２０個（流量安定制約条件）ｆａ）　
　出力予定値を、（目標％値−過去単位時間実績％）に
て求め、大きい値のものから順に設定する。

（ｂｌ　　予定％値が同じものは、実績％値の少ないも
のから順に設定。

（Ｃ）　　バルブ同時開閉制限数１０個までは、時間軸
のＱから設定し１０個以上のゾーンは、バルブＯＮの重
複の少ないところへ振り分ける。

（ｄ）　　予定％値が負になったものについてはパター
ン設定しない。

なお、第４図においては、クーラントバルブ数＝７個で
、同時バルブ開の最大数Ｎ＝３としたものである。

上記の手順を実施する装置を第１図に示した。

〔実施例〕

（実施例１） 本制御方法の効果を確認するために、本制御を途中で切
るとともに、本制御中および制御項の過程で鋼板形状を
１０秒間隔で記録したところ、第７図の結果を得た。

同図の結果から、本制御の開始におよび進行によって板
形状が改善化され、形状パターン■のように、なめらか
な中伸び形状となるとともに、本制御切によって形状パ
ターン■のようにクォータ伸びになり悪化し、再び本制
御を行うと形状パターン■のように、なめらかな中伸び
形状に回復することが判る。したがって、本制御法が板
形状の改善にきわめて有効であることが判明する。

なお、同図におけるＩＵＮｉｔとは、単位長さβ当りの
伸び長をｂｌとしたとき、伸び率差＝Δｌ／ｌを１０５
倍したものである。したがって、θ５）式％式％ また、急峻度とは００式の関係がある。

（実施例２） 板厚０．５　ｘｘ　ｘ幅１０００　ｍｍの銅板について
の板圧延において、従来のアナログ制御では、急峻度（
ｈ／ｊ’）が０．８％であったのに対して、本発明法に
よると急峻度が０．４％となり、板形状制御性が高まる
ことが認められた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、制御に必要な設備費の低
減化を図ることができるとともに、板形状の制御性が高
まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法を実施するための制御系の概要図、第
２図および第３図はオン／オフ比率の説明図、第４図は
出カバターンの設定順の説明図、第５図は本発明による
オン／オフ比率に基く流量特性図、第６図は従来の流量
調整弁による流量特性図、第７図は本発明法による制御
結果の板形状パターン経時変化図である。 Ｍ・・・材料、Ｓ・・・圧延機、１・・・ワークロール
、２・・・噴射ノズル、３・・・形状検出器第 図 第 図 ％ ％ ％ 第 図 （ｒ＝３３％） 醋 ｍｌ 第 図 （ｒ：１０Ｏ１０） 蒋 閏 第 図 １００％ 才〉／オフ比率（ｒ） 第 図 ○ １００％ 全開度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークロールに対してその長手方向にｎ個分割さ
   れた噴射ノズルからクーラントを投射しながら板形状を
   制御する方法において； 圧延機の出側に設けられた前記ｎ個の分割位置において
   板形状を検出する形状検出器からの各分割位置における
   現形状信号と形状目標値との偏差に基いて、この偏差を
   解消するためのロールの各分割位置における変更サーマ
   ルクラウン量を求め、この変更サーマルクラウン量に必
   要なクーラント流量を単位時間当りの各噴射ノズルから
   のクーラント噴射のオンオフ制御によって得ることを特
   徴とする板圧延における形状制御方法。