JPH04197507A

JPH04197507A - 圧延材の形状制御方法

Info

Publication number: JPH04197507A
Application number: JP2326326A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Sanuki; 佐貫　英徳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-17
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JP2909543B2

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、圧延材の形状制御方法に係り、特に、圧延材
が常温冷却された後の次工程で必要とされる最適形状を
得るために圧延機の各種アクチュエータ等を的確に制御
する圧延材の形状制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の圧延材の形状制御方法は、特開昭５７−１５６８
２１号公報に記載のように、圧延機出側に配置した圧延
材の形状検出器と温度検出器とがらの信号により常温冷
却後に所定形状が得られるように補正した形状制御信号
を用いて、多段例えば４段圧延機のロールペンディング
力を制御する方式となっていた。

その場合に、形状検出器で計測される形状と次工程で望
ましいとされる形状との間には差があるので、−圧延機
出側の形状を平坦ではなくしていわゆる耳伸び腹伸びを
出すようにオペレータが仕向は先毎に手動で設定値を変
更していた。

したがって、オペレータの経験や技術により製品の品質
にばらつきが生じやすかった。

これらの欠点を解消−するために４例えば、特開昭６０
−２１１１３号の方法が提案されている。

この方法は、圧延材の幅方向の複数点の板厚と温度と圧
延材の形状とを測定し、最終圧延搬出側に配置した強制
冷却装置出側で圧延材の幅方向の複数点の温度を測定し
、最終圧延機出側にある圧延材の冷却後の形状を予測し
、この予測結果に基づいて仕上げ圧延機の形状制御装置
を操作し、ロールペンディング力と圧下レベルとを調整
する方法であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、圧延材の幅方向での圧延機内
の温度およびロールの温度と、ロール摩耗とについての
配慮が不十分であった。

また、圧延材の出側温度により補正した形状信号に基づ
くロールベンディングと圧下レベルとの調整めみでは、
所定の形状を連続的に得ることができなかった。

すなわち、ロールベンディングと圧下レベルとの調整の
みでは、単純伸び２複合伸び９片伸びまたは部分的な凸
部９部分的な凹部に対する形状補正能力がほとんど無か
った。

本発明の目的は、従来のロールベンディングと圧下レベ
ルとの調整のみでは達成できなかった圧延材の常温冷却
後の板形状を所定の形状にできる圧延材の形状制御方法
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、圧延材の張力検
出器と形状検出器と温度検出器からの信号に基づき常温
冷却後の圧延材の形状を予測し、圧延機の各種アクチュ
エータに形状修正信号を出力し、少なくともロールベン
ディングおよびロールレベリングにより圧延材の形状を
修正する圧延材の形状制御方法において、圧延材の幅方
向に分割したｎゾーンそれぞれの圧延機内温度およびロ
ール温度を測定し、ロールプロファイルをサーマルプロ
ファイルとして算出し、ｎゾーンに対応して設置したノ
ズルからロールクーラントを噴射させてサーマルクラウ
ンを発生させまたは低減させる圧延材の形状制御方法を
提案するものである。

前記各ノズルへのロールクーラントは、少なくとも２種
類の温度のロールクーラントがら選択して供給すると、
より細かい制御が可能となる。

〔作用〕

本発明においては、以下の理論式および実験式に従った
形状制御方法を組み合わせて採用するλを急峻度、δを
板の山の高さ、Ｑを板の波の長さとすると、圧延材の形
状は、（１）式で示すように、圧延材の幅方向をｎ分割
した形状の急峻度で表現される。ただし、ｉ＝１〜ｎ（
以下同様）である。

組本制御では、圧延材のｎ分割された個々の伸び率を制御
することになるため、形状を伸び率Ｅで表わすと、（２
）式になる。ΔＱは、基準長さに対する伸び量である。

Ω□ （１）式と（２）式とから、伸び率Ｅは、（３）式で表
わすことができる。

圧延材の幅方向の温度分布による圧延材の伸び量は、（
４）式で表わされる。ここで、ΩＬは温度ｔによる伸び
量、α□は熱膨張率、ｔは圧延材の温度、ｔｏは常温で
ある。

Ｑｔｔ＝ＱｏＸα１ｘ　（ｔｏ−ｔ＋）　　　　　　　
・・・・・・（４）また、巻取機による張カ分の伸び量
は、（５）式で表わされる。ただし、Ｑｓは張力による
伸び量、Ｔは圧延材にかかる張力、ｋは弾性係数である
。

Ωｓ　＝Ｔ／ｋ　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・（５）以上のことから、圧延機出側で検出された形
状信号を（４）式および（５）式で補正すると、常温ｔ
、に冷却され張力Ｔ０で巻かれたときの形状を考慮して
圧延機の各種アクチュエータへの制御信号を圧力できる
ことになる。

他方、圧延機側の形状に対する影響分の補正として、圧
延機内温度およびロール自体の温度を幅方向にｎ分割し
て測定し、（６）式により、ロールプロファイルをサー
マルプロファイルすなわち熱膨張量として算出する。た
だし、Ｕは表面熱膨張量、α２は線膨張係数、Ｒはロー
ル半径、ｔｒはロール温度上昇である。

Ｕｔ＝α２ＸＲＸｔ　ｒｔ　　　　　　　　　　＋＋＋
＋＋　（６）なお、ロール温度ｔｒは、圧延時間および
熱伝達係数に応じて補正する。

さらに、ロール摩耗によるロールプロファイルの変化量
は、Ｃをロール摩耗量、βをロール摩耗係数、Ｐを圧延
荷重、Ｐｂをベンダ圧力、Ｌを圧延長さ、Ｗを板幅とし
たとき、（７）で表わされる。

（Ｐ＋Ｐｂ）ＸＬロール摩耗係数βは、各種の圧延条件により異なるので
、実機による実験で予め求めておく。

以上の手法によれば、実際のロールプロファイルをｎ分
割した領域ごとに細かく算出できる。

このように、常温および次工程での張力応じて補正され
た形状検出信号と設定形状信号との偏差を、ロールプロ
ファイルおよびロール摩耗を考慮してさらに補正し、圧
延機の各種アクチュエータに出力できる。

具体的には、ロール自体にクーラントを噴射し、サーマ
ルプロファイルで表現したロールプロファイルおよびロ
ール摩耗の影響を補正する。

特に、高温および低温の少なくとも２種類のロールクー
ラントを採用すると、ロールベンディングと圧下レベル
との調整のみでは補正できない板形状すなわち部分的な
凸部や部分的な凹部に対して、サーマルクラウンを発生
させまたは低減させ、所定の形状を得ることができる。

なお、圧下レベルの調整は、補助的に用いることもでき
る。すなわち、圧延機内部の温度は、上記高温／低温の
ロールクーラントの使用により、また、多重圧延機の場
合は前圧延機で発生した幅方向の温度差があり、さらに
、機械構造上制約から排風の流れ方も場所により異なる
ため、一定とはならない。−船釣には、駆動側が高く、
操作側が低くなる。この傾向を把握して、各々のアクチ
ュエータの動作を助ける目的で圧下レベルの調整を行な
うようにしてもよい。

〔実施例〕

次に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明による圧延材の形状制御方法を実施す
るための圧延機の系統構成の一例を示す図である。

多重圧延設備の最終段または可逆圧延設備の巻取側の部
分は、バックアップロール１と、中間ロール２と、ワー
クロール３と、巻取機９とを含んでいる。この部分には
１、ロール温度検出器４と。

圧延材の幅方向にｎ分割したゾーンに対応して設置され
たクーラント噴射ノズル５と、それぞれのクーラント噴
射ノズル５供給する高温／低温ロールクーラントの流量
を制御する流量調節弁６と。

圧延材の張力計７と、圧延材の形状検出器８と。

圧延材の幅方向にｍ分割したゾーンに対応して設置され
た圧延機内温度検出器１９とを設置しである。なお、形
状検出器には温度検出器を併設してもよいし、別に設け
てもよい。

温度および形状検出器８からの形状信号は、温度および
形状検出制御装置１１を介して、張力補正装置１２に取
り込まれ、オンライン方式で、張力による弾性補正を受
ける。弾性補正後の信号は、温度補正装置１３において
、圧延材の幅方向の温度に応じた線膨張補正を受ける。

これらの補正に依り、常温冷却後の圧延材の実形状を把
握できるようになる。

なお、この制御方法では、操作者が目視で確認できる板
形状と設定された所定形状とは、温度と張力とにより異
なるため、常温冷却後の形状として表示する必要がある
。そこで、常温冷却後の形状認識演算装置１５で検出信
号を補正し、形状表示器２３に形状設定値、形状検出補
正値、各々のアクチュエータの制御量等を表示する。

次に、把握された実形状信号と次工程形状設定器２４か
らの所望の形状信号とを比較器１４で比較し、制御修正
量を求める。

一方、ロール温度検圧器４からの温度検出信号に基づき
、ロールを圧延材の幅方向にｎ分割したゾーンのサーマ
ルプロファイルすなわち熱膨張量をサーマルプロファイ
ル演算装置１６で算出する。

また、圧延条件２５から計算できるロール摩耗量をロー
ル摩耗演算装置１７で同様にｎゾーンに分けて算出する
。これらの二つの信号により、ロールプロファイル演算
装置Ｆ１８で圧延中のロールプロファイルを演算すると
、ロールプロファイルを正確に把握できる。さらに、圧
延機内部温度検出器１９により、内部温度の高低の傾向
を把握する。

比較器１４で得られた制御修正量と、ロールプロファイ
ル演算装置１８で求められた圧延中のロールプロファイ
ルと、圧延機内部温度検出器１９により検出された内部
温度とは、制御対象および制御量判定制御装！！２２に
取り込まれる。制御対象および制御量判定制御装置２２
は、これらのパラメータに基づき、それぞれの形状修正
に必要なアクチュエータを判定し、実測による影響係数
を考慮し、各々のアクチュエータに最終的な形状修正信
号を出力する６各々のアクチュエータへの形状修正信号
には、高温／低温クーラント流量調節弁、ワークロール
ベンダ、中間ロールベンダ、ワークロールシフト、中間
ロールシフト、圧下レベリングの制御信号等がある。

この制御方法では、操作者が目視で確認できる板形状と
設定された所定形状とは、温度と張力とにより異なるた
め、常温冷却後の形状として表示する必要がある。常温
冷却後の形状認識演算装置１５で検出信号を補正し、形
状表示器２３に形状設定値、形状検出補正値、各々のア
クチュエータの制御量等を表示する。

なお、本実施例では、６段式圧延設備の例を説明したが
、中間ロールを備えていない４段式圧延設備等の各種圧
延設備にも本発明の制御方法を適用できる。

第２図は、本発明により低温ロールクーラントと高温ロ
ールクーラントの少なくとも一方を供給し回収する系統
の構成の一例を示す図である。

この系統は、すでに述べたように、ｎゾーンに対応して
設置された高温／低温ロールクーラント流量調節弁６と
クーラント噴射ノズル５とを備えている。使用後のロー
ルクーラントは、クーラントタンク２９に回収される。

クーラントタンク２９内のロールクーラントは、加圧ポ
ンプ２８で所定圧力まで加圧され、高温／低温ロールク
ーラント流量調節弁６に向かって送り出される。その途
中には、クーラント加熱１ｉ１２６と、クーラント冷却
器２７とを設けてあり、高温のクーラントと低温のクー
ラントをロールクーラント流量調節弁６に供給する。

ロールクーラントの温度は、例えばクーラントタンク２
９に戻って来る段階では３０〜４０℃。

クーラント加熱器２６の出口では８０℃程度、クーラン
ト冷却器２７の出口では１０℃程度である。

したがって、３０〜４０℃程度の１種類のロールクーラ
ントを用いるよりは、ロールプロファイルを制御しやす
くなる。

第３図は本発明による圧延材の形状制御方法を実施する
ための可逆圧延設備の系統構成の一例を示す図である。

本実施例は、第１図実施例の機械的構造部分すなわち圧
延機をロール部分で折り返し、左右対称に構成してあり
、圧延材は、圧延機内を往復することにより、所望の形
状に圧延される。

この場合は、圧延方向に応じて、左右いずれの張力計７
および形状検出器８の信号を用いるかを切り換えるほか
は、第１図実施例と同様の制御手順となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧延材の幅方向での圧延機内の温度お
よびロールの温度すなわちロールプロファイルとロール
摩耗とについての配慮が十分になされ、圧延材の単純伸
び、複合伸び２片伸びまたは部分的な凸部９部分的な凹
部に対する形状補正が適切となり、ロールベンディング
と圧下レベルとの調整のみでは達成できなかった所定の
形状を連続的に得ることができる。

また、オペレータによる複雑な圧延条件の判断や設定を
なくすことができ、操業経験の差から来る品質のばらつ
きが無くなり、高品質の圧延材が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による圧延材の形状制御方法を実施す
るための圧延機の系統構成の一例を示す図、第２図は本
発明による低温ロールクーラントと高温ロールクーラン
トとを供給し回収する系統の構成の一例を示す図、第３
図は本発明による圧延材の形状制御方法を実施するため
の可逆圧延設備の系統構成の一例を示す図である。１・・・バックアップロール、２・・中間ロール、３・
・・ワークロール、４・・・ロール温度検出器。５・・・クーラント噴射ノズル、６・・・高温／低温ロールクーラント流量調節弁、７・
・・圧延材の張力計、８・・・圧延材の温度および形状検出器、９・・・巻取
機、１ｏ・・・圧下シリンダ、１１・・・温度および形
状検出制御装置、１２・・・張力補正装置、１３・・・
温度補正装置、１４・・・形状比較器、１５・・・形状
認識演算装置、１６・・・サーマルプロファイル演算装
置、１７・・・ロール摩耗演算装置。１８・・・ロールプロファイル演算装置、１９・・・圧
延機内温度検出器、２０　・圧延材、２１・・・圧延圧
力計、２２・・・制御対象および制御量判定制御装置、２３・
・・形状表示装置、２４・・・次工程形状設定器、２５
・・・圧延条件入力装置、２６・・・クーラント加熱器。２７・・クーラント冷却器、２８・・加圧ポンプ、２９
・・・クーラントタンク。

Claims

【特許請求の範囲】１、圧延材の張力検出器と形状検出器と温度検出器から
の信号に基づき常温冷却後の圧延材の形状を予測し、圧
延機の各種アクチュエータに形状修正信号を出力し、少
なくともロールベンディングおよびロールレベリングに
より圧延材の形状を修正する圧延材の形状制御方法にお
いて、前記圧延材の幅方向に分割したｎゾーンそれぞれ
の圧延機内温度およびロール温度を測定し、ロールプロ
ファイルをサーマルプロファイルとして算出し、前記ｎゾーンに対応して設置したノズルからロールクー
ラントを噴射させてサーマルクラウンを発生させまたは
低減させることを特徴とする圧延材の形状制御方法。２、請求項１に記載の圧延材の形状制御方法において、前記各ノズルへのロールクーラントを少なくとも２種類
の温度のロールクーラントから選択供給することを特徴
とする圧延材の形状制御方法。