JPH0699209A - 帯板のクラウンおよび平坦度制御方法 - Google Patents

帯板のクラウンおよび平坦度制御方法

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JPH0699209A
JPH0699209A JP4246765A JP24676592A JPH0699209A JP H0699209 A JPH0699209 A JP H0699209A JP 4246765 A JP4246765 A JP 4246765A JP 24676592 A JP24676592 A JP 24676592A JP H0699209 A JPH0699209 A JP H0699209A
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尚規 波床
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延条件の変動があった場合にも精度不良を
防止でき、帯板クラウンだけでなく帯板平坦度の精度向
上も図る。 【構成】 タンデム圧延ラインの形状制御機能を有する
各圧延機間におけるクラウンおよび平坦度を計算により
算出・推定する際に、上流側の圧延スタンド側では形状
変化係数εを小さめに変更設定してクラウン経路を求
め、このクラウン経路に応じて、各圧延スタンドのアク
チュエータを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばワークロールベ
ンディング装置、ワークロールシフト装置、ワークロー
ルペアクロス装置さらにはバックアップバリアブルクラ
ウン装置等といった装置を備え、形状制御機能を有する
圧延機を用いてタンデム圧延を行うことにより所定のク
ラウンおよび平坦度を有する金属鋼板を製造できる帯板
のクラウンおよび平坦度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延後の板クラウンを正確に制御するた
めには、圧延を行う前に圧延後の板クラウンを可及的高
精度で推定する必要がある。圧延後の板クラウンを高精
度で推定するには、理論的な解析を行い解析結果に基づ
いた演算を行って推定することが有効であるが、理論的
な解析を行う場合、圧延材の幅方向へのメタルフロー
(ラテラルフロー) をどのように評価するかにより解析
精度に著しい差異が発生する。
【0003】従来より、ラテラルフローの解析として3
次元解析および近似解析がなされているが、これら以外
にも、栗津原らにより、ラテラルフローを形状変化係数
ξで代用し、幾何学的パラメータγ(=D/D0×D0.5h1.5
/B2 、ただしD:作業ロール径(mm)、h:板厚(mm)、B:板幅
(mm)、D0=300mm)との関係により整理した例が、「塑性
と加工、23」 (1982−263 、P1172)に報告されている。
図6は、この報告にある、形状変化係数ξと幾何学的パ
ラメータγとの関係を示すグラフである。同図からは、
幾何学的パラメータγが減少すると形状変化係数ξは増
加することがわかる。
【0004】しかしながら、ラテラルフローを理論的に
解析するために重要なポイントは、板幅方向における各
分割位置での形状変化係数を知ることであるが、この報
告では板幅方向における各分割位置での形状変化係数へ
の言及は行われていない。したがって、この方法では、
圧延後の板クラウンを高精度で推定することはできな
い。
【0005】また、板幅方向における各分割位置での形
状変化係数を理論的に求める手法に替え、より現実的な
手法として、板端部のみで形状変化係数を変化させるこ
とにより形状変化係数の変化を表現しているものもあ
る。図7は、板中心からの距離xと塑性流れ係数η(形
状変化係数を代用する)との関係を示すグラフであり、
このグラフは、下記式
【0006】
【数1】
【0007】に基づいて求めたものである。
【0008】図7に示す方法は、塑性流れ係数ηを板中
心からの距離xの二次関数として設定し、形状変化係数
を板端部から100mm の位置から減少させて板最端部で0
としたものである。しかしながら、板最端部では0にな
る形状変化係数がどの板幅位置から減少し始めるのかが
明確に解析がされているわけではないために形状変化係
数を板最端部から100mm の位置から減少させる根拠がな
く、この方法によっても圧延後の板クラウンの推定精度
が疑問である。
【0009】従来より、圧延後の板クラウンを正確に計
算することを目的とした方法が種々提案されている。例
えば、特開昭61−209708号公報または同61−209709号公
報には、帯板クラウンおよび帯板平坦度の推定式内に学
習制御補正項を導入し、クラウンおよび平坦度の実績値
により補正量を修正・適正化し、計算により設定する次
材の圧延条件のプリセット値を決定する手法が提案され
ている。以下、特開昭61−209709号公報により提案され
た方法を例にとって、従来の推定方法を詳細に説明す
る。
【0010】形状制御機能を有するN基の圧延機を備え
たタンデム圧延ラインにおける帯板クラウン推定式およ
び帯板平坦度推定式は、iをスタンド数(スタンド総数
N)とし、Chi をi番目スタンド出側の帯板クラウ
ン、εi をi番目スタンド出側の帯板平坦度、Ci をi
番目スタンドの帯板クラウン推定式中の定数項(圧延条
件に基づく関数)、εci をi番目スタンドの帯板平坦
度推定式中の定数項、Qi をi番目スタンドにおける形
状制御操作量、hi をi番目スタンド出側の帯板板厚、
Riをi番目スタンドのワークロールイニシャルクラウ
ン、xi をi番目スタンドのワークロールイニシャルク
ラウンを板幅相当量に換算するための係数とし、さらに
i をクラウン遺伝係数、bi を帯板の入側平坦度の出
側クラウンへの影響係数、di を形状制御操作量の板ク
ラウンへの影響係数、ξi を形状変化係数、fi を帯板
の入側平坦度の出側平坦度への影響係数、ei をワーク
ロールイニシャルクラウンの帯板クラウンへの影響係数
とした場合に、それぞれ
【0011】
【数2】 帯板クラウン:Chi =Ci+ai Chi-1+biεi-1+dii+eiiRi ・・・・・・
【0012】
【数3】 帯板平坦度:εi =ξi(Chi /hi−Chi-1/hi-1)+fiεi-1+εci ・・・・・・ により与えられる。
【0013】タンデム圧延機において圧延された帯板の
クラウンは、圧延機より下流に設置されたクラウンメー
タにより計測され、帯板クラウンの目標値と実績値との
誤差に基づいて、例えば下記式のような演算により目標
値修正量ChLRN を決定する。すなわち、ChLRN (−
1) を前回の目標値修正量、Chf を目標帯板クラウ
ン、Ch を帯板クラウン実測値、Kを学習ゲインとして
【0014】
【数4】 ChLRN =KChLRN (−1) + (1−k) (Chf −Ch ) ・・・・・・ により目標値修正量ChLRN を算出する。そして、次コ
イルの目標板クラウンを上記の目標値修正量ChLRN
加味し、Chf +ChLRN として中間スタンドで帯板平
坦度の上下限値および帯板平坦度および操作量上下限値
を満たし、目標帯板クラウンを達成する操作量Qi の組
合せを求める。
【0015】そして、特開昭61−209709号公報により提
案された方法では、圧延条件の変動や式自体に誤差が
ある場合の帯板平坦度の誤差を補正するため、さらに、
帯板平坦度と帯板クラウンの両方の実測値を用い、目標
関数G
【0016】
【数5】
【0017】ただし、Ch:帯板クラウン実測値、ε:
形状平坦度実測値、Chi * 、ChN * :所定の数式モデ
ルによる帯板平坦度、wi 、wN 、W:重み係数が最小
となるような中間スタンドでの帯板クラウンを推定し、
これより学習制御用補正量をロールクラウンとして求
め、この学習制御用補正量を基にして次コイルの形状制
御用プリセット値を決定することとしている。
【0018】このように、特開昭61−209709号公報また
は同61−209708号公報により提案された方法によれば、
圧延材に応じて形状変化係数を設定しており、圧延条件
の変動があった場合にも精度不良を防止でき、帯板クラ
ウンだけでなく帯板平坦度の精度向上も図れるうえ、板
幅変更にも容易に対応できるとされている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らは
さらに検討を重ねた結果、特開昭61−209708号公報また
は同61−209709号公報により提案された方法によって
も、(a) 平坦度実績値は高精度なものであること、およ
び(b) 圧延材条件 (変形抵抗値、寸法等) が一定である
ことが高精度の推定を行うためには必須条件であるが、
通常の圧延ラインでは、これらの条件はしばしば変動す
るため、板クラウンの推定精度が低下してしまうことが
わかった。
【0020】ここに、本発明の目的は、圧延条件の変動
があった場合にも精度不良を防止でき、帯板クラウンだ
けでなく帯板平坦度の精度向上も図ることができる帯板
のクラウンおよび平坦度制御方法を提供することにあ
る。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため種々検討を重ね、形状変化係数を如何に
して各圧延材毎の実績値に近づけるかという前述の従来
技術の問題を直接的に解決するのではなく、たとえ、形
状変化係数を正確に同定できずに多少厳密解に対してず
れた値として設定し、その結果平坦度に影響を及ぼして
も、連続スタンド間における上流スタンドでは形状変化
係数を小さめに設定し、クラウン制御能力を前段側で大
きく引き出すことにより、下流スタンドでのクラウン一
定比率の要件を十分に満足させてクラウンおよび平坦度
の目標値を達成でき、圧延性には大きな問題を生じるこ
となく最終的に所望のクラウンおよび平坦度の鋼板を製
造できるとの知見を得て、さらに検討を重ねた結果、本
発明を完成した。
【0022】ここに、本発明の要旨とするところは、形
状制御機能を有する圧延機を用いて帯板にタンデム圧延
を行うことにより所定のクラウンおよび平坦度を有する
鋼板を製造する際に、各圧延スタンド間における帯板の
クラウンおよび平坦度の目標値を、(i)形状変化係数を
変化させるとともに、(ii) 変化させた形状変化係数に
基づいて各圧延スタンドのクラウン変化量を設定するこ
とにより、最終スタンド出側でのクラウン値変化量を推
定することにより算出し、算出した目標値に応じて各圧
延スタンドのアクチュエータを制御することを特徴とす
る帯板のクラウンおよび平坦度制御方法である。
【0023】すなわち、従来の方法では、形状変化係数
ξi は一定として演算を行っていたが、これでは、圧延
条件の変動に柔軟かつ的確に対応することができない。
そこで、本発明では、従来の各圧延スタンドにおける帯
板のクラウンおよび平坦度の目標値を算出する際に、上
流スタンドにおいては、形状変化係数を例えば小さめに
変化させることにより簡単にクラウン経路の修正を行
い、これに応じて各圧延スタンドでの帯板のクラウンお
よび平坦度を制御する。
【0024】
【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、タンデム圧延ラインに設置された、形状制御
機能を有する各圧延機間におけるクラウンおよび平坦度
を計算により算出・推定する際に、従来のように形状変
化係数を一定値として固定するのではなく、上流側の圧
延スタンド側では小さめに変更設定してクラウン経路を
求め、このクラウン経路に応じて、各圧延スタンドのア
クチュエータを制御する。
【0025】したがって、本発明によれば、形状変化係
数を正確に求めなくとも、最終的に得られる帯板のクラ
ウンおよび平坦度を所定の値に正確に制御することがで
きる。次に、本発明におけるクラウンおよび平坦度の決
定ロジックを(1) 〜(6) により詳細に説明する。
【0026】(1) 粗バークラウン値 (計算値および実測
値いずれもよい) を初期値として、形状制御機能 (アク
チュエータ) を全ての連続仕上圧延スタンドにおいて中
立位置(制御能力範囲内の中立点) にした場合のクラウ
ン経路を、各圧延スタンドについて算出する。
【0027】(2) 各圧延スタンドのアクチュータを、最
大能力〜最小能力の範囲で変化させた場合、で求めた
クラウン経路からどの程度クラウン量が変化するかを求
める。具体的には、
【0028】
【数6】 ΔCi =αHiΔCi-1 +αBiΔPBi+αViΔPVi+αCiΔδi ・・・・・ Ci :i番目スタンドの板クラウン値 PBi:i番目スタンドのベンダ値 PVi:i番目スタンドのVC値 δi :i番目スタンドのワークロールシフト値 αHi:入側クラウン変化量による影響係数 αBi: 入側ベンダ変化量による影響係数 αVi: 入側VC圧力変化量による影響係数 αCi: 入側ワークロールシフト変化量による影響係数 により計算される。つまり、いわゆる設備能力限界を算
出することになる。
【0029】(3) 次に、粗バーは平坦であるとして、各
圧延スタンドにおいて平坦度制約限界値までクラウンを
変化させるとした場合のクラウン経路の変化代を求め
る。具体的には、
【0030】
【数7】
【0031】 Δλi : i番目スタンド出側における伸び歪偏差 ηi : 形状変化係数 Hi : i番目スタンドの板厚 である。すなわち、いわゆる平坦度限界を算出すること
になる。
【0032】(4) ここで、各圧延スタンドにおいて、
(2) と(3) とを同時に成立させる。領域を限定する、す
なわちクラウン経路の領域を限定できる。 (5) 仕上最終スタンド出側の目標クラウンが(4) を満足
するか否かをチェックする。
【0033】(6) (5) で求めた目標クラウンを初期値と
してクラウン一定比率で上流の圧延スタンドへさかのぼ
り、各圧延スタンドにおける目標クラウンを決定し、各
圧延スタンドにおける目標クラウンを達成すべく、各圧
延スタンドのアクチュエータの設定値を決定する。
【0034】このようなクラウンおよび平坦度の決定ロ
ジックにおいて、本発明では、形状変化係数ξi を適当
に変化させて選定することにより、計算により推定する
クラウン経路を簡単に修正できる。クラウンを大きく変
化させても形状に変化を及ぼさないような形状変化係数
として計算ロジック上は形状変化係数ξi を決定し、ク
ラウン制御能力をタンデム圧延機の前段で充分に引き出
す。これは板厚が厚い間には圧延の不安定性は少ないと
いう観点からは、望ましいものである。
【0035】このようにして、本発明によれば、クラウ
ンおよび平坦度の推定計算の際に用いていた形状変化係
数を可変としてクラウン経路を変更し、最適なクラウン
経路を求め、このクラウン経路に基づいてタンデム圧延
を行うため、圧延条件の変動があった場合にも精度不良
を防止でき、帯板クラウンだけでなく帯板平坦度の精度
向上も図ることができる。
【0036】
【実施例】熱間薄板圧延において、クラウンおよび平坦
度を両立させることが比較的困難である高張力鋼板 (引
張強さ≧540kN/mm2)の製造に、本発明にかかる帯板のク
ラウンおよび平坦度制御方法を適用した例を示す。
【0037】圧延スタンド数は、7スタンド仕上ミルで
あり、形状修正機能はワークロールベンダ力、バリ
アブルクラウンバックアップロール、CVCロール付
ワークロールシフト) とした。
【0038】なお、高張力鋼板の仕様は、引張強さ:54
0 kN/cm2以上、板厚: 2.8mm、板幅:1082 mm であっ
た。本発明は、前述のように、形状変化係数を変化させ
る点に特徴があるため、本実施例においても、比較のた
めに形状変化係数を2水準選定した。
【0039】図1には、各圧延スタンドにおける形状変
化係数 (図1では塑性流れ係数を用いる) の設定値を示
す。また、図2は、図1中のケース1、ケース2につい
てのクラウン経路を比較して示すグラフであり、図2
(a) はケース1を、図2(b) はケース2をそれぞれ示
す。
【0040】図2から、クラウン経路がケース1、ケー
ス2のそれぞれで変化していることがわかる。つまり、
ケース2では、上流の仕上圧延スタンドにおいて、強圧
下を行ってクラウンを大きく変化させたことがわかる。
【0041】また、図3、図4および図5には、図2に
示すクラウン経路を達成するための各種アクチュエータ
の設定値を示し、図3から順にそれぞれベンド力、VC
圧、およびシフト量を示す。
【0042】図3、図5から、ベンド力およびCVCシ
フト量をケース2ではいずれも上流の圧延スタンドにお
いて充分に活用すべく設定されたことがわかる。また、
ケース2に示すようなクラウン経路を経ることによっ
て、仕上出側目標クラウンおよび平坦目標値も確保でき
ることも確認できた。
【0043】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、圧
延条件の変動があった場合にも精度不良を防止でき、帯
板クラウンだけでなく帯板平坦度の精度向上も図ること
ができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において、各圧延スタンドにおける形状
変化係数 (図1では塑性流れ係数を用いる) の設定値例
を示すグラフである。
【図2】図1中のケース1、ケース2についてのクラウ
ン経路を比較して示すグラフであり、図2(a) はケース
1を、図2(b) はケース2をそれぞれ示す。
【図3】各圧延スタンドについて、図2に示すクラウン
経路を達成するためのベンド力の設定値を示すグラフで
ある。
【図4】各圧延スタンドについて、図2に示すクラウン
経路を達成するためのVC圧の設定値を示すグラフであ
る。
【図5】各圧延スタンドについて、図2に示すクラウン
経路を達成するためのシフト量の設定値を示すグラフで
ある。
【図6】形状変化係数ξと幾何学的パラメータγとの関
係を示すグラフである。
【図7】板中心からの距離xと塑性流れ係数η(形状変
化係数を代用する)との関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 形状制御機能を有する圧延機を用いて帯
    板にタンデム圧延を行うことにより所定のクラウンおよ
    び平坦度を有する鋼板を製造する際に、各圧延スタンド
    間における前記帯板のクラウンおよび平坦度の目標値
    を、(i)形状変化係数を変化させるとともに、(ii) 変化
    させた形状変化係数に基づいて各圧延スタンドのクラウ
    ン変化量を設定することにより、最終スタンド出側での
    クラウン値変化量を推定することにより算出し、算出し
    た目標値に応じて各圧延スタンドのアクチュエータを制
    御することを特徴とする帯板のクラウンおよび平坦度制
    御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06210334A (ja) * 1993-01-12 1994-08-02 Nippon Steel Corp 板圧延における板クラウン、板形状制御方法

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