JPH0520169B2 - - Google Patents

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JPH0520169B2
JPH0520169B2 JP58182850A JP18285083A JPH0520169B2 JP H0520169 B2 JPH0520169 B2 JP H0520169B2 JP 58182850 A JP58182850 A JP 58182850A JP 18285083 A JP18285083 A JP 18285083A JP H0520169 B2 JPH0520169 B2 JP H0520169B2
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JP
Japan
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work rolls
rolling
pass
gap
passes
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JP58182850A
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JPS6076211A (ja
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Akihiro Tanaka
Teruo Iura
Hiroyuki Shiozaki
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Toshiba Corp
IHI Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Steel Corp
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/222—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a rolling-drawing process; in a multi-pass mill
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2271/00—Mill stand parameters
    • B21B2271/06—Mill spring

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は１台の圧延スタンドで少なくとも３個
のワークロールを有し、圧延すべき圧延材が通過
するパスを複数個有した圧延装置の制御方法に関
する。
〔発明の技術的背景〕
従来板材等の被圧延材を圧延するタンデム圧延
機として、例えば特開昭58−7705号公報（第１の
公知例）があり、これは２段ミル，４段ミル，６
段ミルのいずれかが使用されていた。この第１の
公知例ではスタンド数が例えば２〜６と多く、生
産性も悪く、また、圧延装置のレイアウトが複雑
で、設置面積を多く必要とする。
この様な問題点を解決するものとして、特開昭
58−29502号公報があり、これは４個のワークロ
ールを相隣るワークロールが圧延パスを形成する
ように配置した１スタンド３パス圧延機（第１ス
タンド）と、１パス高圧下圧延機（第２スタン
ド）と、ワークロールのクラウン形状が調整可能
な圧延機（第３スタンド）とを順位タンデムに配
列したものである。
この第２の公知例によれば、第１の公知例に比
べて少いスタンド数で所定の全圧下率を達成で
き、しかも良好な形状のストリツプを得ることが
できる。
しかしながら、第２の公知例では、第１〜第３
のスタンドを組み合せた構成であるので、前述の
スタンド数を減らすこと、生産性を向上させるこ
と、レイアウトの簡略化と、設置面積を縮小化す
ることの面では、必ずしも満足できるできるもの
ではない。このような事から、近年１台の圧延ス
タンドで複数個のパスが得られるようにワークロ
ールを３個以上備えたいわゆる１スタンド多パス
圧延機の開発が試みられている。
第１図は１スタンド多パス圧延機の基本概念を
示すもので、ワークロールがW1，W2，W3，W4
と４本の場合を示している。被圧延材である板材
１が、ワークロールW1とW2の間、W2とW3の間
およびW3とW4の間で同時に圧延されている状態
を示している。この場合、１スタンド当り３パス
の圧延が行われており、板材１には３パス分の圧
下率が与えられている。なお、図中B1，B2はバ
ツクアツプロールを示し、このうちのB1側に図
示しない圧下装置が配設されている。矢印はワー
クロールW1〜W4の回転方向および板材１の進行
方向を示している。
第１図から明らかなように、ワークロールW1
とW2，W2とW3およびW3とW4の間に、それぞれ
ロールギヤツプが存在し、１台の圧延機でロール
ギヤツプが３個所、３水準存在する。このため、
１スタンド多パス圧延機を実現化する上で、板材
１の通板性が問題となる。
すなわち、第２図のように板材１は、第１パス
であるワークロールW1とW2の間で圧延され、ワ
ークロールW2とW3の間に達していない状態で、
第２パスであるワークロールW2とW3、第３パス
であるワークロールW3とW4により板材１を連続
して圧延するには、ワークロールW2とW3，W3
とW4およびワークロールW4とバツクアツプロー
ルB2はいずれもキスロール状態になければなら
ない。このことは、第２図の状態から板材１の先
端が第２パスであるワークロールW2とW3間にか
みこまれるに際してかみ込み性が悪く、第２パス
への通板が不可能となる場合が生じる。
また、第２図の状態で第２パスに板材１のかみ
込みが実現できたとしても、かみ込みの瞬間にワ
ークロールW1とW2のロールギヤツプが変化し、
ワークロールW1とW2の出側板厚変化となり、第
３パス以後の板厚制御に支障をきたす。
〔発明の目的〕
本発明はこのような事情にかんがみてなされた
もので、通板性の問題を解決でき、通板中または
通板後の板厚制御が精度よく行える１スタンド多
パス圧延装置の制御方法を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
本発明は上記目的を達成するために、第１番目
の発明では第１〜第ｎパスのワークロール間又は
このうちの一つのパスをのぞくワークロール間に
初期ロールギヤツプ設定装置を設け、被圧延材の
通板前において圧延荷重P0、ミル定数M0、圧延
後の板厚h0から設定間隔S0を各パス毎に算出し、
これを前記初期ロールギヤツプ設定装置にセツト
して前記被圧延材を前記第１〜第ｎパスのワーク
ロール間に順次通板させるようにした制御方法で
ある。
第２番目の発明では第１番目の発明によつて被
圧延材が第１〜第ｎパスのワークロール間のすべ
てに通板した状態で、前記ワークロール間のギヤ
ツプを測定装置で実測した測定値とすでにセツト
されている初期ロールギヤツプ設定装置の設定間
隙とに差があるとき、この差が零になるように前
記ワークロールに与える圧下力を補正するように
した制御方法である。
第３番目の発明では第２番目の発明によつて被
圧延材が第１〜第ｎパスのワークロール間に通板
後、最終パスのワークロール間を通過する被圧延
材の板厚を測定装置で実測し、実測値と最終パス
のワークロール間の板厚設定値に差があるとき、
この差が零になるように前記ワークロールに与え
る圧下力を補正する制御方法である。
〔発明の実施例〕
以下本発明について図面を参照して説明する
が、はじめに本発明の対象である圧延装置の概略
構成について説明する。第３図は、板材１がワー
クロールW1とW2間で圧延され、この場合の出側
板厚がh1であり、ワークロールW2とW3間には未
だ板材１がかみこまれていない状態にある。この
状態で、ワークロールW2とW3間およびワークロ
ールW3とW4間は、ワークロール設定間隙がそれ
ぞれS20，S30になるように、ロールチヨツクC2と
C3およびC3とC4間に初期ロールギヤツプ設定装
置２，３が設置されている。この初期ロールギヤ
ツプ設定装置２，３として例えば油圧駆動装置を
用いる。この場合初期ロールギヤツプ設定装置
２，３のワークロール設定間隙S20，S30は、第１
パスであるワークロールW1とW2間での圧延が開
始されても、第２パスであるワークロールW2と
W3、第３パスであるW3とW4間がキスロール状
態になることがないような値となつている。
このように圧延装置が構成されているので、板
材１の通板時にもワークロールW2とW3および
W3とW4間にそれぞれロールギヤツプが保持さ
れ、通板中の板厚変化を制御しながら通板性を確
保できるが、初期ロールギヤツプ設定装置２，３
の設定間隙S20，S30をいかに制御するかが問題で
ある。
以下これについて説明するが、はじめに圧延荷
重Ｐと、圧延後の出側板厚ｈを求める式について
説明する。圧延荷重Ｐは(1)式より求めることがで
きる。
Ｐ＝KLbQ …(1) ここで、Ｋは変形抵抗、Ｌはワークロールと被
圧延材である板材の接触投影弧長、ｂは被圧延材
の幅、Ｑは圧下力関数である。また、圧延後の出
側板厚ｈは(2)式のようになる。
ｈ＝Ｓ＋Ｐ／Ｍ …(2) ここで、Ｓはワークロール設定間隙、Ｍはミル
定数、Ｐは(1)式から求められる圧延荷重である。
次に本発明方法を実施する制御装置について第
４図および第５図を参照して説明する。第４図は
板材１が通板前および通板中の制御方法を説明す
るためのものである。４，５はワークロールW2
とW3の間およびW3とW4の間のギヤツプをそれ
ぞれ検出するギヤツプ検出器、６，７はギヤツプ
検出器４，５の出力をそれぞれ入力して実際のワ
ークロールのギヤツプを測定するギヤツプ測定
器、８，９は演算増幅器であり、ギヤツプ測定器
６，７の出力および後述する第２パス、第３パス
のワークロール間の設定間隙S20，S30をともに入
力可能で、板材１が通板前の状態には設定間隙
S20，S30がそのまま出力され、また通板中の状態
にはギヤツプ測定器６，７の出力と設定間隙S20，
S30に差があるときこの値が補正値として出力さ
れる。１０，１１は演算増幅器８，９の出力が入
力され、初期ロールギヤツプ設定装置２，３の設
定間隙S20，S30をそれぞれ制御するロールギヤツ
プ制御装置である。１２は例えばバツクアツプロ
ールB2側に設けられ、実際に圧延装置に与えら
れている圧延荷重を検出する圧延荷重検出器であ
る。１３は演算増幅器であり、これには圧延荷重
検出器１２からの出力、後述する第１パスのワー
クロールの設定間隙S10が入力可能で圧延許容荷
重Pcが設定されている。通板前の状態には設定間
隙S10がそのまま出力され、通板中の状態には圧
延荷重検出器の出力と圧延許容荷重Pcの差ΔPcが
負のときのみ設定間隙S10が出力され、また設定
間隙S10と圧延荷重検出器１２の出力Ｐ、ミル定
数Ｍから第１パスの圧延後の板厚ｈが求められ
る。
１４は演算増幅器１３の出力のうち設定間隙
S10とS20，S30を加算する加算器、１５は加算器
１４の出力が入力され圧下装置１６に対して圧下
制御量が出力されるようになつている。
このような構成のものにおいて、板材１の通板
前の状態では初期ロールギヤツプ設定装置２，３
の設定間隙は以下のようにして求める。すなわ
ち、被圧延材で板材１の圧延条件が決まれば、圧
延荷重Ｐは前述した(1)式により算出することがで
き、出側厚ｈは前述した(2)式により算出すること
ができる。このとき圧延荷重Ｐは、ワークロール
W2，W3およびW4またはワークロールチヨツク
C2，C3およびC4または初期ロールギヤツプ設定
装置２，３のいずれかの許容荷重Pcをこえないも
のとする。(1)，(2)式により圧延荷重Ｐと出側板厚
ｈがきまれば設定間隙Ｓは Ｓ＝ｈ−Ｐ／Ｍ …(3) から求めることができる。
ここで、１台の圧延スタンドの多パス圧延装置
であることから、例えば第１図のように第１〜第
３パスの圧延が実施されていても圧延荷重Ｐによ
つてワークロールW1とW2間、W2とW3間および
W3とW4間で同時に圧延されている。従つて、ワ
ークロールW1とW2間、W2とW3およびW3とW4
間の設定間隙S10，S20，S30は次の式からそれぞ
れ求めることができる。
S10＝h1−Ｐ／M1 …(4) S20＝h2−Ｐ／M2 …(5) S30＝h3−Ｐ／M3 …(6) である。但しh1，h2，h3はワークロールW1と
W2、W2とW3およびW3とW4とで板材１が圧延さ
れた後の板厚である。M1，M2およびM3は板材
１がワークロールW1とW2、W2とW3およびW3と
W4により圧延されるときのミル定数である。
なお、第４図ではワークロールW1とW2間の設
定間隙S10は検出できる状態にないが、１スタン
ド多パス圧延装置のトータルの設定間隙STとすれ
ば、 ST＝S10＋S20＋S30 …(7) であり、STは圧下制御装置１５により決められ
る。(4)，(5)，(6)および(7)式により設定間隙S10，
S20，S30およびSTが求められれば、このうち、設
定間隙S20，S30を演算増幅器８，９にそれぞれ入
力する。この状態つまり板材１は通板前の状態で
あるので、ギヤツプ測定器６，７からの出力は入
力されておらず、演算増幅器８，９から設定間隙
S20，S30がそのまま初期ロールギヤツプ制御装置
１０，１１に出力され、初期ロールギヤツプ設定
装置２，３の設定間隙は、S20，S30となるように
設定される。
一方、演算増幅器１３に前述のようにして求め
た設定間隙S10を入力させると、圧延荷重検出器
１２からの出力が入力されていないので、設定間
隙S10は演算増幅器１３からそのまま出力され、
加算器１４において求められるトータルの設定間
隙STが圧下制御装置１５に入力されるので、圧下
装置１６からトータルの設定間隙STに相当する圧
下力が出力され、これに応じてバツクアツプロー
ルB1がワークロールW1の方向の圧下力が作用す
る。この場合すでに、ワークロールW2とW3間お
よびW3とW4間がそれぞれ設定間隙S20，S30にセ
ツトされているので、ワークロールW1とW2間は
設定間隙S10に設定されることになる。
このように板材１の通板前の状態において、ワ
ークロールW1とW2間、W2とW3間、W2とW3間
は、計算で求めた設定間隙S10，S20，S30が確保
されているので、板材１の通板の準備が完了した
ことになる。従つて、この状態で板材１が通板し
ても第２図で述べたごとく、通板前にワークロー
ルW1とW2間、W2とW3間、W3とW4間のいずれ
もキスロール状態になることもなく、スムーズに
通板が行われると、同時に最終パスの出側板厚h3
を所定の精度に制御することができる。
このようにして板材１の通板が行なわれている
間、演算増幅器８，９には、ギヤツプ測定器６，
７から実際のワークロールW2とW3の間、W3と
W4の間のギヤツプ実測値が入力され、このギヤ
ツプ実測値と設定間隙S20，S30とに差があると
き、この差出力を零にするように演算増幅器８，
９から補正指令が出力され、この補正指令は初期
ロールギヤツプ制御装置１０，１１をそれぞれ介
して初期ロールギヤツプ設定装置２，３に与えら
れる。このように通板中ワークロールのギヤツプ
実測値と設定間隙とが比較され、両者に差がある
ときこの差分を補正することにより、最終パスの
出側板厚h3は、通板前に設定した設定間隙を何ら
変えることなく圧延する場合に比べて精度がさら
に向上する。
なお、被圧延材である板材１が、ワークロール
W1とW2間にかみ込みを開始して、ワークロール
W3とW4間でのかみ込みが終了するまでのいわゆ
る通板中にあつては、圧延荷重Ｐは第３図に示す
ロールチヨツクC2，C3およびC4にも負荷として
かかるが、これは常に圧延許容荷重Pc以下となる
ようにする。通板中の圧延荷重Ｐは圧延荷重検出
器１２により、さらに許容荷重Pcは演算増幅器１
３により設定されており、ここで次の計算も行わ
れる。
Pc−Ｐ＝ΔPc …(8) (8)式のΔPcが常に正となるように第１〜第３パ
スの設定間隙S10，S20およびS30が制御されるこ
とで圧延装置の破損もなく、機能の低下をまねく
こともない。
以上述べた本発明の実施例によれば通板性の問
題を解決できると同時に通板中の出側板厚を所定
の板厚に精度よく制御できる。
次に第５図に通板終了後の制御方法について説
明する。最終パス（ここでは第３パス）の出側に
板材の厚さ検出器１７を設け、この厚さ検出器１
７の出力から圧延後の板厚h3を測定する厚さ測定
器１８が設けられている。圧延荷重検出器１２の
出力つまり検出圧延荷重Ｐが演算増幅器１９の一
方の入力端に入力され、他方の入力端にはミル定
数M3が設定されており、演算増幅器１９におい
てはＰ／M3が演算される。この演算出力Ｐ／M3は加算 器２０の一方の入力端に入力され、他方の入力端
に設定間隙S20が入力され、加算器２０でＰ／M3と S30を加算して出側の板厚h3′（計算値）が求めら
れる。この出側の板厚h3′は比較器２１の一方の
入力端に入力され、他方の入力端に前記厚さ測定
器１８の板厚h3（実測値）が入力され、比較器２
１において両者の差分Δh′が求められる。この差
分Δh′は演算増幅器２２に入力され、ここで次の
式が演算される。
3＝Ｐ／h3−S30 …(9) つまりこの(9)式は第５図の加算器２０で加算さ
れる（S30＋Ｐ／M3）のM3を修正することである。
このM3は最終パス（ここでは第３パス）の出側
板厚h3に直接関与するミル定数である。演算増幅
器２２の出力は、圧下制御装置１５を介して圧下
装置１６に与えられる。これにより出側板厚h3は
精度よく修正される。
なお、演算増幅器の出力は許容荷重Pcより小さ
い値であることは前述と同様である。
このようにして圧延装置の最終パスの出側の板
厚h3に直接関与するミル定数3の圧延状態にお
ける正しい値を得ることができる。最終パスの出
側板厚h3に直接関与するミル定数3は通板中、
通板後のいずれでも決定することができる。ミル
定数3にもとづいて通板中板厚制御が精度よく
実施できれば、通板後の所定の板厚を得るための
圧延制御は、従来の方法すなわち、第５図の厚さ
検出器１７と厚さ測定器１８を用いて圧下力を調
整する方法、張力制御による方法およびゲージメ
ータ方式（(2)式にもとづく制御）により可能とな
る。
なお、本発明は以上述べた実施例に限定され
ず、例えば以下のように実施することもできる。
すなわち、前述の実施例では初期ロールギヤツプ
設定器２，３を第２パス，第３パスのワークロー
ルW2とW3間およびW3とW4間に設置した例につ
いて述べたが、ワークロールW1とW2間、W2と
W3間およびW3とW4間のすべてに初期ロールギ
ヤツプ設定器を設置してもよく、ワークロール
W1とW2間、W3とW4間に初期ロールギヤツプ設
定器に設置してもよい。通板終了後または板材１
がロールバイト内通過後、当該の初期ロールギヤ
ツプ設定器２，３は、通板のための機能を停止
（初期ロールギヤツプ設定器２，３を無負荷状態
にする）または許容荷重Pcを越えないように制御
すればよい。さらに実施例では演算増幅器８，
９，１３，１９，２２として別々のものをあげた
が、これらをすべてまとめたものでもよいことは
いうまでもない。
〔発明の効果〕
以上述べた本発明によれば通板性の問題を解決
でき、通板中、通板後のいずれの状態でも板厚制
御が精度よく行えるとともに歩留向上に寄与する
１スタンド多パス圧延装置の制御方法を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は１スタンド多パス圧延装置の基本概念
を示す図、第２図は第１図の圧延装置において第
１パスのみが終了した通板中の１過程を示す概念
図、第３図は本発明の制御対象である１スタンド
多パス圧延装置の基本概念を示す図、第４図は本
発明方法を説明するための被圧延材の通板前の状
態および通板中の状態を示す図、第５図は本発明
方法を説明するための被圧延材の通板後の状態を
示す図である。 １……被圧延材である板材、２，３……初期ワ
ークロールギヤツプ設定器、４，５……ギヤツプ
検出器、６，７……ギヤツプ測定器、８，９，１
３，１９，２２……演算増幅器、１０，１１……
初期ロールギヤツプ制御装置、１２……圧延荷重
検出器、１４，２０……加算器、１５……圧下制
御装置、１６……圧下装置、１７……厚さ検出
器、１８……厚さ測定器、２１……比較器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ １台の圧延スタンドに第１，第２，……第ｎ
    パスが得られるように複数個のワークロールを有
    し、かつこのワークロール間のギヤツプを任意に
    制御可能で、前記第１〜第ｎパスのワークロール
    間に被圧延材を通板させて圧延するものにおい
    て、前記第１〜第ｎパスのすべてのワークロール
    間又はこのうちの一つのパスをのぞくワークロー
    ル間にそれぞれ初期ロールギヤツプを任意に設定
    可能な初期ロールギヤツプ設定装置を設け、前記
    各パスのワークロール間の設定間隔をそれぞれ
    S1，S2，……So、各パスのワークロール間で圧延
    された後の板厚をそれぞれh1，h2，……ho、各パ
    スのワークロールの圧延荷重をそれぞれP1，P2，
    Po、各パスのワークロールのミル定数をそれぞ
    れM1，M2，……Moとしたとき、 So＝ho−Po／Mo からSoを各パス毎に算出し、これらの算出値に応
    じて前記初期ロールギヤツプ設定装置の設定間隙
    をセツトし、この状態で前記被圧延材を、前記第
    １〜第ｎパスのワークロール間に順次通板させる
    ようにした圧延装置の制御方法。 ２ １台の圧延スタンドに第１，第２，……第ｎ
    パスが得られるように複数個のワークロールを有
    し、かつこのワークロール間のギヤツプを任意に
    制御可能で、前記第１〜第ｎパスのワークロール
    間に被圧延材を通板させて圧延するものにおい
    て、前記第１〜第ｎパスのすべてのワークロール
    間又はこのうちの一つのパスをのぞくワークロー
    ル間にそれぞれ初期ロールギヤツプを設定可能な
    初期ロールギヤツプ設定装置を設け、この初期ロ
    ールギヤツプ設定装置に設定間隙がそれぞれ最適
    値にセツトされ、かつ前記被圧延材を第１〜第ｎ
    パスのワークロール間のすべてに通板させた状態
    で、前記ワークロール間のギヤツプを測定装置で
    実測した測定値とすでにセツトされている前記初
    期ロールギヤツプ設定装置の設定間隙に差がある
    ときこの差が零になるように前記ワークロールに
    与える圧下力を補正するようにした圧延装置の制
    御方法。 ３ １台の圧延スタンドに第１，第２，……第ｎ
    パスが得られるように複数個のワークロールを有
    し、かつこのワークロール間のギヤツプを任意に
    制御可能で、前記第１〜第ｎパスのワークロール
    間に被圧延材を通板させて圧延するものにおい
    て、前記第１〜第ｎパスのすべてのワークロール
    間又はこのうちの一つのパスをのぞくワークロー
    ル間にそれぞれ初期ロールギヤツプを設定可能な
    初期ロールギヤツプ設定装置を設け、この初期ロ
    ールギヤツプ設定装置に設定間隙がそれぞれ最適
    値にセツトされ、かつ前記被圧延材を第１〜第ｎ
    パスのワークロール間のすべてに通板させ、最終
    パスのワークロール間を通過する被圧延材の板厚
    を測定装置で実測し、この実測値と前記最終パス
    のワークロール間の板厚設定値に差があるとき、
    この差が零になるように前記ワークロールに与え
    る圧下力を補正するようにした圧延装置の制御方
    法。
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