JPH0747414A - 熱間連続圧延機の圧延条件修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後方張力に変動が生じても、被圧延材の噛み
込み先端部より高精度の圧延を行うことができる圧延条
件の修正方法を提供することを目的とする。 【構成】 ある圧延スタンドＳ２の入側で検出した後方
張力を用いて算出した先進率ｆ_i ' （図１ではｉ＝２）
と、該Ｓ２の出側板厚の実績値ｈ_i ' と、該出側板厚の
実績値ｈ_i ' を用いて再計算した次圧延スタンドＳ３の
先進率ｆ_i+1 と、Ｓ３の出側板厚の目標値ｈ_i+1 とを用
いてマスフローが圧延スタンド間で一定となるようにＳ
３のロール周速度Ｖr _i+1 を算出すると共にＳ２の出側
板厚の目標値ｈ_i と前記実績値ｈ_i ' とよりＳ３の圧下
位置修正量ΔＳ_i+1 を算出し、被圧延材がＳ３に噛み込
む前にＳ３のロール周速度及び圧下位置を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱間連続圧延機における
圧延条件の修正方法に係り、特に被圧延材の噛み込み時
においても圧延スタンド間で適正な速度バランスを保つ
ことができる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱間連続圧延機では、最適な圧延が行わ
れるように、圧延理論に基づく変形抵抗式、圧延荷重
式、先進率式などのモデル式を用いて予測計算された圧
下位置およびロール周速度の設定値が圧延前に圧延機に
設定され、セットアップされる。しかし、圧延中に種々
の外乱や設定誤差により、板厚精度が悪化したり、各圧
延機間の速度バランスが崩れる。特に、被圧延材の先端
がロールを通過する時（先端通板時）に生じる速度バラ
ンスの崩れは、各圧延機間において、過大張力（テンシ
ョン）による板切れ・幅引けや、ループと呼ばれる板の
余剰が生じて、これがキャンバー・ミスロールなどの原
因となり、操業上の妨げとなる。

【０００３】熱間連続圧延機の圧延スタンド間には、通
常、ルーパーが設けられ、該ルーパーによりスタンド間
で被圧延材の張力が一定となるように圧延機のロール周
速度が制御されており、定常状態における速度バランス
の崩れは該張力・速度制御により防止可能である。しか
し、先端通板時はルーパーによる張力・速度制御が確立
されておらず、特に後段スタンドにおいては、圧延速度
が速いため、ある圧延スタンドとその上流側の圧延スタ
ンドの間で何らかの要因によって速度バランスが崩れた
場合、スタンド間の張力がセットアップ時の設定張力に
対して大きく外れ、速度バランスの修正を瞬時に行うこ
とは困難である。しかもこの影響は、被圧延材が下流側
の次圧延スタンドに噛み込む毎に、被圧延材を介して張
力の変動が次圧延スタンドに逐次及び、速度バランスの
崩れに起因して、板厚等の形状偏差が生じる。

【０００４】一方、前記ルーパーによる張力・速度制御
によることなく、板厚偏差を解消する制御方法が、特開
昭６０−２２７９０９号に開示されている。この方法
は、ある圧延スタンドｉの圧延荷重Ｐｉ、圧下位置Ｓｉ
の実績値から板厚偏差Δｈを算出し、これを基にして該
圧延スタンドの下流側のスタンドの圧下位置、ロール周
速度を修正する方法であり、該圧延スタンドの板厚偏差
を下流側のスタンドで解消することを主目的とし、下流
側スタンドの圧下位置の修正と、それに伴うマスフロー
変化を吸収するためのロール周速度の修正を行うもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
修正方法では、該圧延スタンドとその上流側の圧延スタ
ンドとの間で速度バランスが崩れた場合、後方張力によ
り板厚変化のみならず、先進率も変化するため、板厚変
化に基づく圧延条件の修正だけでは下流側スタンドにお
ける速度バランスの崩れを解消することができず、張力
の変動ひいては板厚板幅の変動が生じる。

【０００６】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、後方張力に変動が生じても、被圧延材の噛み込み先
端部より高精度の圧延を行うことができる圧延条件の修
正方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の圧延ス
タンドが連続的に配置された熱間連続圧延機に被圧延材
が噛み込む前に各圧延スタンドの圧下位置とロール周速
度を予め設定し、被圧延材が噛み込んだ後に該設定値を
修正する熱間連続圧延機の圧延条件補正方法において、
ある圧延スタンドの圧延荷重の実績値と圧下位置の実績
値とから該圧延スタンドの出側板厚の実績値ｈ_i ' を算
出し、該圧延スタンドの上流側の圧延スタンドの圧延荷
重の実績値と圧下位置の実績値とから該上流側の圧延ス
タンドの出側板厚の実績値ｈ_i-1'を算出し、前記ある圧
延スタンドの入側で検出した後方張力と前記ｈ_i ' 、ｈ
_i-1'とを用いて該圧延スタンドの先進率ｆ_i ' を算出
し、前記ｈ_i ' と次圧延スタンドの出側板厚の目標値ｈ
_i+1 とを用いて次圧延スタンドの先進率ｆ_i+1 を算出
し、前記ｆ_i ' 、ｈ_i ' 、ｆ_i+1 と次圧延スタンドの出
側板厚の目標値ｈ_i+1 とを用いてマスフローが圧延スタ
ンド間で一定となるように次スタンドのロール周速度の
設定値Ｖr _i+1 を算出する工程と、該圧延スタンドの出
側板厚の目標値ｈ_i と前記出側板厚の実績値ｈ_i ' とを
用いて次圧延スタンドの圧下位置修正量ΔＳ_i+1 を算出
する工程とを含み、被圧延材が次圧延スタンドに噛み込
む前に前記ロール周速度の設定値Ｖr _i+1 及び圧下位置
修正量ΔＳ _i+1 を用いて予め設定された次圧延スタンド
のロール周速度及び圧下位置を修正する。

【０００８】

【作用】本発明においては、ある圧延スタンドの入側で
検出した後方張力を考慮して修正算出した先進率（補正
先進率と呼ぶ。）ｆ_i ' 及び該圧延スタンドの出側板厚
の実績値ｈ_i ' 、更に該実績値ｈ_i ' を用いて修正した
次圧延スタンドの先進率の予測値ｆ_i+1 を用いて、マス
フローが圧延スタンド間で一定となるように次スタンド
のロール周速度の設定値Ｖr _i+1 を算出すると共に次圧
延スタンドの圧下位置修正量ΔＳ_i+1 を算出する。これ
らの算出値により、次圧延スタンドのロール周速度及び
圧下位置を修正するので、次圧延スタンドのロール周速
度及び圧下位置が板厚変動のみならず先進率の変化をも
加味して修正され、優れた圧延精度が得られる。しか
も、被圧延材が次圧延スタンドに噛み込む前に次圧延ス
タンドのロール周速度及び圧下位置の設定値が修正され
るので、被圧延材を介しての張力の変動が次圧延スタン
ドに及ばず、被圧延材の先端より安定した圧延を行うこ
とができる。

【０００９】

【実施例】実施例を説明する前に、まず板厚変動および
先進率変化を考慮したロール周速度、圧下位置の修正量
を算出するための計算式の導出について説明する。張力
を考慮した先進率式については、種々の理論式が提唱さ
れており、例えば、Ｓｉｍｓによる下記(1) の式があ
る。(1) 式によれば、後方張力の増大と共に先進率が低
下することが理解される。

【００１０】

【数１】

【００１１】但し、ｆ；先進率、ｈ；出側板厚、Ｈ；入
側板厚、Ｒ’；偏平ロール半径、ｋ；変形抵抗、σ_b ；
後方張力、σ_f ；前方張力（噛み込み時：０） 従って、第ｉ圧延スタンドの先進率は、後方張力の影響
により、噛み込み前に予測された先進率の設定値とは異
なるものとなり、第ｉスタンドと第（ｉ＋１）スタンド
との間で速度バランスが崩れることは既述の通りであ
る。

【００１２】そこで、第ｉ圧延スタンドと第（ｉ−１）
圧延スタンドとの間の張力（第ｉ圧延スタンドの後方張
力）を検出し、例えば前記(1) 式により該張力を考慮し
た補正先進率ｆ_i ’を算出する。この際、(1) 式中、入
側板厚Ｈとして第（ｉ−１）圧延スタンドの出側板厚の
実績値ｈ_(i-1) ’を、出側板厚ｈとして第ｉ圧延スタン
ドの出側板厚の実績値ｈ _i ’を用いる。各出側板厚の実
績値ｈ_(i-1) ’、ｈ_i ’は、第ｉ圧延スタンドと第（ｉ
−１）圧延スタンドの圧延荷重および圧下位置の実績値
を用いて、公知の下記(2) 式（ゲージメータ式）により
算出すればよい。

【００１３】 ｈ_i （ｈ_i ' ）＝Ｓ_i ＋Ｐ_i ／Ｍ_i ＋Ｓ_0i ……(2) 但し、Ｐ；圧延荷重、Ｓ；圧下位置、Ｍ；ミル定数、Ｓ
₀ ；オフセット量、添字；圧延スタンド番号。また、第
ｉ圧延スタンドの出側板厚（第（ｉ＋１）圧延スタンド
の入側板厚でもある。）が設定値ｈ_i から実績値ｈ_i '
に変化することから、第（ｉ＋１）圧延スタンドの先進
率も変化するので、変化後の先進率の予測値ｆ_(i+1) を
前記(1) 式により再計算しておく。

【００１４】さて、被圧延材が第（ｉ＋１）圧延スタン
ドに噛み込んだとき、第ｉ圧延スタンドと第（ｉ＋１）
圧延スタンドとの間の適正な速度バランスを保つには、
下記(3) 式で示される、第ｉ圧延スタンドと第（ｉ＋
１）圧延スタンドとの間のマスフロー変化ΔＭＦが０で
あればよい。 ΔＭＦ＝ Ｖｒ_i （１＋ｆ_i ’）ｈ_i ' −Ｖｒ_(i+1) （１＋ｆ_(i+1) ）ｈ_(i+1) ……(3) 但し、Ｖｒ；ロール周速度、ｆ；先進率、ｆ’；補正先
進率、ｈ；出側板厚（設定値）、ｈ’；出側板厚（実績
値）、添字；圧延スタンド番号 従って、速度バランスが崩れない第（ｉ＋１）圧延スタ
ンドのロール周速度Ｖｒ_(i+1) は、ΔＭＦ＝０とするこ
とにより、下記(4) 式から求めることができる。

【００１５】 Ｖｒ_(i+1) ＝（１＋ｆ_i ’）ｈ_i ' ・Ｖｒ_i ／（１＋ｆ_(i+1) ）ｈ_(i+1) ……(4) 一方、第（ｉ＋１）圧延スタンドの出側板厚を目標通り
にするための第（ｉ＋１）圧延スタンドの圧下位置補正
量ΔＳ_(i+1) は塑性係数Ｑ_(i+1) と、ミル定数Ｍ_(i+1)
を用いて下記(5) 式により算出することができる。

【００１６】 ΔＳ_(i+1) ＝−Ｑ_(i+1) ・（Ｈ_(i+1) ’−Ｈ_(i+1) ）／Ｍ_(i+1) ＝−Ｑ_(i+1) ・（ｈ_i ’−ｈ_i ）／Ｍ_(i+1) ……(5) 但し、Ｑ；塑性係数、Ｍ；ミル定数、ｈ；出側板厚（目
標値）、ｈ’；出側板厚（実績値）、Ｈ；入側板厚（目
標値）、Ｈ’；入側板厚（実績値）、添字；圧延スタン
ド番号 以下、本発明を熱間連続圧延機の全圧延スタンドに適用
した場合の実施例について説明する。図１に示す通り、
実施例にかかる熱間連続圧延機の圧延スタンド数は７段
であり、各圧延スタンド間には各々ルーパー１および張
力検出器２が設けられ、また、各圧延スタンドには圧延
荷重検出器３、圧下位置検出器（図示省略）が付設さ
れ、圧延スタンドＳ３より下流側のスタンドでは、ロー
ル周速度制御器４および圧下位置制御器５により、ロー
ル周速度および圧下位置（ロール隙）が制御される。前
記ロール周速度制御器４および圧下位置制御器５は、前
記(1) 〜(5) 式を演算するためのプログラムが組み込ま
れた圧延条件設定用計算機６により演算されたロール周
速度、圧下位置修正量の設定値が逐次出力され、設定さ
れる。尚、被圧延材が全圧延スタンドを通板後、定常状
態になった後は、従来の同様にルーパーによりスタンド
間張力を一定に保つようにロール周速度が制御される。

【００１７】前記圧延条件設定用計算機６のブロック図
を図２に示す。これは、各種演算機能に対応した仮想回
路ブロックを想定して図示したものである。該計算機６
は、各張力検出器２からの入力信号及び後述の板厚演算
器８により算出された板厚実績値等に基づいて、先進率
を前記(1) 式により予測計算する先進率演算器７と、各
圧延荷重検出器３及び圧下位置検出器からの入力信号に
基づいて、板厚実績値を前記(2) 式により予測計算する
板厚演算器８と、前記先進率演算器７および板厚演算器
８の出力に基づいて、前記(4) 式からロール周速度の設
定値を予測計算し、その結果を前記ロール周速度制御器
４に出力する設定速度演算器９と、前記板厚演算器８の
出力に基づいて、前記(5) 式から圧下位置の設定値を予
測計算し、その結果を前記圧下位置制御器５に出力する
設定圧下位置演算器１０とを備えている。尚、該計算機
６には、図示省略したが、被圧延材の噛み込み前に、目
標板厚を得るように、各圧延スタンドのロール周速度お
よび圧下位置を予測計算する初期値演算器を備えてい
る。

【００１８】本発明の圧延条件修正方法について、説明
を簡単にするため、図１のように、被圧延材２０の先端
が圧延スタンドＳ２に噛み込み、通板したところで、圧
延スタンドＳ１とＳ２間で何らかの要因により速度バラ
ンスが崩れた場合について説明する。速度バランスが崩
れると、圧延スタンドＳ１とＳ２間の被圧延材の張力が
変化する。変化後の張力を圧延スタンドＳ１の下流側に
隣接配置したルーパー１に付設した張力検出器２により
検出し、一方、圧延スタンドＳ２に付設したロードセル
等の圧延荷重検出器３により変化後の圧延荷重を検出す
ると共に圧下位置検出器により圧下位置を検出し、各検
出データを前記計算機６に入力し、前記(1) 式及び(2)
式に基づいて、先進率演算器７および板厚演算器８によ
り、圧延スタンドＳ２の出側板厚の実績値および補正先
進率を算出する。更に、出側板厚の実績値を用いて、次
圧延スタンドＳ３の先進率を再計算しておく。

【００１９】次に、前記演算結果である、圧延スタンド
Ｓ２の出側板厚の実績値および補正先進率、再計算した
圧延スタンドＳ３の先進率から前記(4) 式に基づいて、
設定速度演算器９により、圧延スタンドＳ３のロール周
速度の設定値を演算し、演算結果を圧延スタンドＳ３の
速度制御器４に出力し、圧延延駆動モータＭに変更後の
速度設定電気量を出力する。

【００２０】一方、前記圧延スタンドＳ２の出側板厚の
実績値と、圧延スタンドＳ２の出側板厚の目標値（圧延
スタンドＳ３の入側板厚の目標値でもある。）とを用い
て、(5) 式に基づき、前記圧下位置制御器５により、圧
延スタンドＳ３の圧下位置修正量を演算し、圧下位置制
御器５に出力することにより、ロール隙を修正する。以
上の一連の演算は計算機６により高速で行われるため、
被圧延材が圧延スタンドＳ３に噛み込む前に、圧延スタ
ンドＳ３の制御器４、５に出力され、所期の設定値に修
正される。以上の過程による設定変更動作を、被圧延材
の先端通過と共に下流の各圧延スタンドについて逐次行
うことにより、後方張力の変化に起因した速度バランス
の崩れを未然に防止することができる。

【００２１】図３及び図４は、本発明を適用した熱間連
続圧延における板幅・板厚チャート（Ａ）を従来法によ
る場合（Ｂ）と比較したものであり、従来法に比して、
本発明では被圧延材の先端部から安定して圧延されてい
ることが分かる。これより、本発明によると、板幅のト
リム代を低減することができる。一方、図５は圧延スタ
ンドＳ６と最終圧延スタンドＳ７間のルーパーの立ち上
がり時の角度挙動を示す図であるが、本発明は実施前に
比べて、立ち上がり時より安定して動作していることが
分かる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ある圧延スタンド入側
にて検出される後方張力を考慮した補正先進率と、該圧
延スタンドの出側板厚実績値と、該出側板厚実績値に基
づいて再計算された次圧延スタンドの先進率とから、該
圧延スタンドと次圧延スタンド間の速度バランスが保て
るように、次圧延スタンドのロール周速度、圧下位置の
修正を被圧延材が次圧延スタンドに噛み込む前に行うた
め、被圧延材の先端部より安定した圧延が行え、圧延工
程および次工程におけるトラブルの減少、先端部からの
板厚・板幅の精度向上引いては生産性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る熱間連続圧延機の制御システム構
成図である。

【図２】本発明を実施するための圧延条件設定用計算機
の仮想演算回路ブロック図である。

【図３】実施例（Ａ）および従来法（Ｂ）による圧延時
間と板幅目標値からの偏差との関係を示すチャート図で
ある。

【図４】実施例（Ａ）および従来法（Ｂ）による圧延時
間と板厚目標値からの偏差との関係を示すチャート図で
ある。

【図５】実施例における最終スタンド噛み込みからの時
間経過とルーパー角度の変化を示す線図である。

【符号の説明】

２ 張力検出器 ３ 圧延荷重検出器 ４ ロール周速度制御器 ５ 圧下位置制御器 ６ 圧延条件設定用計算機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 37/18 Ｂ２１Ｂ 37/12 ＢＢＭ 8315−4Ｅ １１１ Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧延スタンドが連続的に配置され
   た熱間連続圧延機に被圧延材が噛み込む前に各圧延スタ
   ンドの圧下位置とロール周速度を予め設定し、被圧延材
   が噛み込んだ後に該設定値を修正する熱間連続圧延機の
   圧延条件修正方法において、 ある圧延スタンドの圧延荷重の実績値と圧下位置の実績
   値とから該圧延スタンドの出側板厚の実績値ｈ_i ' を算
   出し、該圧延スタンドの上流側の圧延スタンドの圧延荷
   重の実績値と圧下位置の実績値とから該上流側の圧延ス
   タンドの出側板厚の実績値ｈ_i-1'を算出し、前記ある圧
   延スタンドの入側で検出した後方張力と前記ｈ_i ' 及び
   ｈ_i-1'とを用いて該圧延スタンドの先進率ｆ_i ' を算出
   し、前記ｈ_i ' と次圧延スタンドの出側板厚の目標値ｈ
   _i+1 とを用いて次圧延スタンドの先進率ｆ_i+1 を算出
   し、 前記ｆ_i ' 、ｈ_i ' 、ｆ_i+1 と次圧延スタンドの出側板
   厚の目標値ｈ_i+1 とを用いてマスフローが圧延スタンド
   間で一定となるように次スタンドのロール周速度の設定
   値Ｖr _i+1 を算出する工程と、 該圧延スタンドの出側板厚の目標値ｈ_i と前記出側板厚
   の実績値ｈ_i ' とを用いて次圧延スタンドの圧下位置修
   正量ΔＳ_i+1 を算出する工程とを含み、 被圧延材が次圧延スタンドに噛み込む前に前記ロール周
   速度の設定値Ｖr _i+1及び圧下位置修正量ΔＳ_i+1 を用
   いて予め設定された次圧延スタンドのロール周速度及び
   圧下位置を修正する熱間連続圧延機の圧延条件修正方
   法。