JPH05123728A - 冷間タンデム圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱延コイルの先後端部のような急激な硬度変
動がある材料を圧延したことによって発生した中間スタ
ンドでの板厚変動を修正し、最終スタンド出側におい
て、板厚精度が高い冷延ストリップ製品を安定的に製造
すること。 【構成】 冷間タンデム圧延機において、後段に位置す
るスタンドの入側及びその１つ前のスタンドの入側に板
厚計２０を設けるとともに、低速時には当該スタンドの
入側板厚計２０の出力に基づいて、高速時には当該スタ
ンドより１つ前のスタンドの入側板厚計２０の出力を当
該スタンドの入側板厚計２０の出力により補正した値に
基づいて、第１スタンドから当該スタンドより１つ前の
スタンドまでのロール速度と当該スタンドの圧下位置と
を、もしくは当該スタンドから最終スタンドまでのロー
ル速度と当該スタンドの圧下位置とを、フィードフォワ
ード方式により同時に変更するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷間タンデム圧延機に
おける板厚制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷間タンデム圧延機では図２に
示す如く、以下のような板厚制御（ＡＧＣ）方法が採用
されている（鉄鋼便覧III （１）「圧延基礎・鋼板」P5
74〜P579参照）。尚、図２において、１は被圧延材、２
Ａ，２Ｂ，２Ｃは板厚計、３は圧下装置である。

【０００３】(1) 第１スタンド出側板厚を一定に制御す
るＡＧＣ (a)フィードフォワード圧下ＡＧＣ…第１スタンド入側
板厚計２Ａで測定された母板板厚偏差に基づき第１スタ
ンド圧下位置を変更する。 (b)ゲージメーター圧下ＡＧＣ…第１スタンドの圧下位
置と圧延荷重から板厚を演算し、これが一定になるよう
に圧下位置を変更する。 (c)フィードバック圧下ＡＧＣ…第１スタンド出側板厚
計２Ｂで測定された第１スタンド出側板厚偏差に基づき
第１スタンド圧下位置を変更する。

【０００４】(2) 第２スタンド出側板厚を一定に制御す
るＡＧＣ フィードフォワード張力ＡＧＣ…第１スタンド出側板厚
計２Ｂで測定された第１スタンド出側板厚偏差に基づ
き、第１スタンドロール速度を変更する。

【０００５】(3) 最終スタンド出側板厚を一定に制御す
るＡＧＣ フィードバック張力ＡＧＣ…最終スタンド出側板厚計２
Ｃで測定された製品板厚偏差に基づき最終スタンドロー
ル速度を変更する。

【０００６】即ち、冷間タンデム圧延機では、板厚制御
は第１スタンドで熱延板の板厚変動を修正し、その後は
各スタンドをそのまま通過させることで高い板厚精度を
得ている。従って、通常の冷間タンデム圧延機にあって
は、熱延板の板厚・硬度変動が後段スタンドまで影響を
及ぼすことは殆どない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】然るに、完全連続化さ
れたタンデム圧延機では、熱延コイルをタンデム圧延機
入側にて溶接して圧延するため、熱延コイルの先後端部
（ホットタンデムミルの非定常部のため、急激な硬度変
動を有する）もコイル中央の定常部と同様に精度良く圧
延することが必要になってくる。然しながら、上記の完
全連続化されたタンデム圧延機で熱延コイルの先後端部
を圧延する場合、第１スタンド出側で比較的良好な板厚
精度が得られていても、その後のスタンドで熱延コイル
の急激な硬度変動の影響が現われ、最終スタンドでは、
板厚精度が大幅に悪化してしまう問題があった。

【０００８】本発明は、熱延コイルの先後端部のような
急激な硬度変動がある材料を圧延したことによって発生
した中間スタンドでの板厚変動を修正し、最終スタンド
出側において、板厚精度が高い冷延ストリップ製品を安
定的に製造することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、冷間タンデム
圧延機において、後段に位置するスタンドの入側及びそ
の１つ前のスタンドの入側に板厚計を設けるとともに、
低速時には当該スタンドの入側板厚計の出力に基づい
て、高速時には当該スタンドより１つ前のスタンドの入
側板厚計の出力を当該スタンドの入側板厚計の出力によ
り補正した値に基づいて、第１スタンドから当該スタン
ドより１つ前のスタンドまでのロール速度と当該スタン
ドの圧下位置とを、もしくは当該スタンドから最終スタ
ンドまでのロール速度と当該スタンドの圧下位置とを、
フィードフォワード方式により同時に変更するようにし
たものである。

【００１０】

【作用】図１に本発明に係る板厚制御方法を最終スタン
ドに通用した場合の一実施例に用いられる板厚制御装置
１０の制御系統図を示す。

【００１１】被圧延材１は、第１〜第ｎ−２（最終スタ
ンドより２スタンド前の）スタンドで圧延される間に熱
延コイル先後端部の急激な硬度変動のため、板厚変動が
生じる。この板厚変動△ｈ_n-2 を板厚計２０で測定する
とともに、更に第ｎ−１スタンドで圧延後の板厚変動Δ
ｈ_n-1 を板厚計３０で測定する。これらの板厚変動測定
値Δｈ_n-2 、Δｈ_n-1 に基づき、修正板厚変動量演算装
置２１により、(1) 、(2) 式を用いて、修正板厚変動量
Δｈ_n'_-1を演算する。

【００１２】

【数１】

【００１３】低速時とは、板厚計３０にて最終スタンド
入側の実板厚変動量△ｈ_n-1 を測定してから、最終スタ
ンドに測定部が到達する時間内に、この測定値から、各
制御量を演算し、更に実際に制御に入れるほどの遅い圧
延速度を指しており、この場合は(1) 式の如く、当然修
正板厚変動量△ｈ_n'_-1は実測値△ｈ_n-1 をそのまま用い
ることができる。ところが高速となると板厚計３０から
最終スタンドまでの到達時間が非常に短くなり、実測値
△ｈ_n-1 は間に合わないため使用できない。そこで、第
ｎ−１スタンド（最終スタンドより１つ前のスタンド）
入側の板厚変動量実測値△ｈ_n-2 より(2) 式を用いて修
正板厚変動量△ｈ_n'_-1を計算する。(2)式の意味すると
ころは、第ｎ−１スタンド入側板厚変動量実測値△ｈ
_n-2 に板厚比ｈ_n-1 ／ｈ_n-2 をかけて、最終スタンド入
側板厚変動量を推定し、この値に板厚変動量補正係数α
をかけたものでる。板厚変動量補正係数αは、上記推定
板厚変動量と実測板厚変動量の比で表わされ、前回に演
算さえた値もしくは学習値（過去のデータから推定した
もの）を用いる。

【００１４】上記(1) 、(2) 式で計算された修正板厚変
動量△ｈ_n'_-1を速度変更量演算装置２２に出力する。速
度演算装置２２において(3) 式を用いて最終（第ｎ）ス
タンド出側板厚ｈ_n を一定に保つべく第ｎスタンドの速
度変更量△Ｖ_Rnを演算する。

【００１５】

【数２】

【００１６】速度変更量ΔＶ_Rnは、速度制御装置２３に
送られ、ロール速度を変更する。また、修正板厚変動量
△ｈ_n'_-1は、圧下位置変更量演算装置２４に送られ、第
ｎ−１スタンドと第ｎスタンドとの間の張力Ｔ_n-1 を一
定に保つべく(4) 式を用いて第ｎスタンドの圧下位置変
更量ΔＳ_n を演算する。

【００１７】

【数３】

【００１８】圧下位置変更量ΔＳ_n は、圧下位置制御装
置２５に送られ、圧下装置２６による圧下位置が変更さ
れる。

【００１９】上述のロール速度と圧下位置の変更は、通
常のフィードフォワード方式と同様に板厚計２０もしく
は板厚計３０で測定された板厚変動部が第ｎスタンドに
到達する時点で同時に行なわれる。また、ロール速度制
御と圧下位置制御の応答性が大幅に異なる場合には、応
答性を一致させるべく応答性の速い制御系に遅れ回路を
設けたりする必要があるのは当然である。また、場合に
よっては、応答性の遅い制御系を先に変更することによ
って見かけ上応答性のズレを補償することも考えられ
る。

【００２０】本方法によれば、第ｎ−１スタンド出側板
厚変動（第１〜第ｎ−１スタンドの圧延によって生じた
板厚変動）を第ｎ−１スタンドと第ｎスタンドとの間の
張力を乱すことなく第ｎスタンドにおいて改善すること
が可能であり、その結果、単に速度変更によって板厚制
御する場合に比べ、張力の乱れによる第ｎスタンドでの
スリップの発生、第１〜第ｎ−１スタンドでの新たな板
厚変動の発生を抑制することができる。尚、被圧延材の
硬度変動によるｎスタンドでの板厚変動をも改善すべ
く、上記速度変更量ΔＶ_Rn、圧下位置変更量ΔＳ_n をそ
の分補正することも当然考えられる。

【００２１】また、速度変更スタンドを第ｎスタンドす
るかわりに第１〜第ｎ−１スタンドの速度を現状の第１
〜第ｎ−１スタンドの速度比を保ったまま変更すること
によっても全く同一の効果を得ることが可能である。

【００２２】更に、本発明方法は、例えば図２に示され
る従来法と組み合せて実施することも当然可能である。

【００２３】また、図１は、最終スタンドに本発明法を
適用した場合の一例にすぎない。本発明法は中間スタン
ドで新たに発生した板厚変動を最終スタンドまでで修正
を行なうことが目的であるから、後段の他のスタンドに
適用していくことも当然本発明の範囲内である。

【００２４】

【実施例】板幅800mm 、板厚2.0mm の母板を５スタンド
の冷間タンデム圧延機列において、0.24mmまで冷間圧延
した。

【００２５】板厚制御のシステムは、図１の本発明法の
板厚制御システムと図２の従来法の板厚制御システムの
両方のシステムを設置した。

【００２６】従来法の図２に示される第１スタンドのフ
ィードフォワード圧下ＡＧＣ、ゲージメータＡＧＣ、フ
ィードバック圧下ＡＧＣ、フィードフォワード張力ＡＧ
Ｃ及び第５スタンドのフィードバック張力ＡＧＣを用い
て制御する場合（従来法Ｉ）、更に図２の従来法Ｉに図
３に示される第５スタンドのフィードフォワード張力Ａ
ＧＣを追加した場合（従来法II）、また図２の従来法Ｉ
に図１に示される第４、第５スタンドの板厚計を用いて
第５スタンドの圧下位置とロール速度を同時に変更する
制御を追加した場合（本発明法）のそれぞれについて熱
延コイルの溶接部の圧延を行なった。尚、図３に示され
るフィードフォワード張力ＡＧＣによる速度変更量は
(3) 式と同様に計算されたものである。

【００２７】図４に低速時（500mpm）の第４スタンド出
側板厚偏差量、第５スタンド出側板厚偏差量、第４〜５
スタンド間張力を示す。第４スタンド出側では、熱延コ
イルの先後端部の急激な硬度変動のため、中間スタンド
で板厚変動が再び発生し、±10μm 以上の変動が発生し
ている。

【００２８】従来法Ｉでは、第５スタンドでの板厚制御
は、フィードバック張力ＡＧＣのみであるため、第５ス
タンド出側で定常的な偏差は完全に修正されるものの溶
接点近傍の熱延コイル先後端部硬度変動にともなう急激
な板厚変動には全く対処できない。また、この硬度変動
によって第４〜５スタンド間張力も同様に変動してい
る。

【００２９】従来法IIでは、張力変更のみでのフィード
フォワード方式で板厚制御を行なうため、第４〜５スタ
ンド間張力が、従来法Ｉに比べ大幅に変動しており、高
張力側では第５スタンドでのスリップ、破断の危険、低
張力側ではしぼり込みの危険があり、実験的には行なえ
ても実際の操業を続けるのは難しい。また、第５スタン
ド出側板厚偏差についても第４〜５スタンド間張力が大
きく変化するため、第５スタンド出側板厚を一定にする
ように制御を行なうと、第４スタンドで張力変動による
板厚偏差を新たに発生させるため、完全には修正しきれ
ていない。

【００３０】一方、本発明法では、板厚偏差を修正する
ようにロール速度を制御すると同時に、張力変動を発生
させないように圧下位置を変更するため、第４〜５スタ
ンド間張力をほぼ一定にできる。その結果、第４スタン
ドでの張力変動による板厚偏差を発生させないため、第
５スタンド出側板厚偏差も従来法Ｉ、IIに比べ非常に小
さく制御することが可能である。

【００３１】図５に高速時（2000mpm ）の第４スタンド
出側板厚偏差量、第５スタンド出側板厚偏差量、第４〜
５スタンド間張力を示す。第４スタンド出側板厚偏差量
は、低速時と同様の板厚変動であるが、高速であるた
め、ロール偏心に起因する板厚変動、熱延板先後端部の
硬度変動に起因する板厚変動とも非常に短い周期となっ
ている。

【００３２】従来法Ｉは低速と同様の挙動を示している
が、従来法IIでは、最終スタンド入側の板厚計出力を利
用してフィードフォワード張力ＡＧＣで制御に行く前に
すでに硬度変動部が通過しているため、第５スタンド出
側板厚偏差量は溶接点での板厚偏差はそのまま残存する
上、上記フィードフォワード張力ＡＧＣの出力で別に板
厚変動を発生させる形になっている。第４〜５スタンド
間張力にもフィードフォワード張力ＡＧＣの影響で別途
に張力変動を発生させている。

【００３３】一方、本発明法では、高速時には、第４ス
タンドの入側板厚計の出力から(2)式に従って、第５ス
タンド入側板厚を推定して制御に用いているため、この
速度でも板厚を測定してから当該測定部が最終スタンド
に到達するまでに十分な時間があり、遅延なく制御を行
なえるため、高速でも低速と同様に、第４〜５スタンド
間張力の変動なく、第５スタンド出側板厚偏差を非常に
小さく制御することが可能である。

【００３４】即ち、本発明法によれば、硬度変動等によ
る中間スタンドで新たに発生する板厚変動を圧延速度に
関わりなく、どの速度においても張力変動を発生させる
ことなく修正することが可能であり、その結果板厚偏差
の少ない冷延ストリップ製品を板のスリップ、板破断、
しぼり込み等のトラブルなく安定的に製造することがで
きる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明法によれば、熱延コ
イルの先後端部のような急激な硬度変動がある材料を圧
延したことによって発生した中間スタンドでの板厚変動
を修正し、最終スタンド出側において、板厚精度が高い
冷延ストリップ製品を安定的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を実施するための板厚制御装置の
一例を示す制御系統図である。

【図２】図２は従来より用いられている板厚制御装置の
一例を示す制御系統図である。

【図３】図３は最終スタンドにフィードフォワード張力
ＡＧＣを適用した場合の制御系統図である。

【図４】図４は低速時の本発明による板厚精度改善効果
を示す線図である。

【図５】図５は高速時の本発明による板厚精度改善効果
を示す線図である。

【符号の説明】

１ 被圧延材 １０ 板厚制御装置 ２０ 板厚計 ２１ 修正板厚変動量演算装置 ２２ 速度変更量演算装置 ２３ 速度制御装置 ２４ 圧下位置変更量演算装置 ２５ 圧下位置制御装置 ３０ 板厚計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 輝弘 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内 (72)発明者 三吉 貞行 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社千葉製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷間タンデム圧延機において、後段に位
   置するスタンドの入側及びその１つ前のスタンドの入側
   に板厚計を設けるとともに、低速時には当該スタンドの
   入側板厚計の出力に基づいて、高速時には当該スタンド
   より１つ前のスタンドの入側板厚計の出力を当該スタン
   ドの入側板厚計の出力により補正した値に基づいて、第
   １スタンドから当該スタンドより１つ前のスタンドまで
   のロール速度と当該スタンドの圧下位置とを、もしくは
   当該スタンドから最終スタンドまでのロール速度と当該
   スタンドの圧下位置とを、フィードフォワード方式によ
   り同時に変更することを特徴とする冷間タンデム圧延機
   の板厚制御方法。