JPH08112610A - 連続圧延機における板クラウン制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は板材の板クラウンを容易且つ精度良く
制御することができる連続圧延機における板クラウン制
御方法を提供することを目的とする。 【構成】各圧延スタンドに設けられた板クラウン制御装
置毎に、その板クラウン制御装置がスタンドで圧延され
た板材の板幅方向の数点の位置で板クラウンに及ぼす影
響を求め、次いでこの求めた結果に基づいて板材におけ
る板幅方向の数点の位置での板クラウン目標値を満足す
る板クラウン制御装置の制御量を決定することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属板材を連続圧延機に
おいて圧延する場合における板クラウン制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】金属からなる板材を複数の圧延スタンド
に夫々設けられるワークロールに通して連続して圧延す
る連続圧延機において、板材に発生する板クラウンを極
力小さく制御することは、圧延品質および圧延の歩留り
を向上させる点から重要である。また、板クラウンの形
状が板材の単一方向の曲率を有する緩やかなカーブであ
ることも下流の圧延工程での圧延性の点から好ましい。

【０００３】特に純アルミニウムのように比較的軟らか
い材料を熱間圧延する場合には、板材からの入熱によリ
圧延スタンドのワークロールが板幅方向に不均一に膨脹
し、その不均一形状が板材に転写されやすいために、図
９に示すように板材には板幅方向の両端部の板厚が局部
的に厚くなる形状の板クラウンが発生することがある。
このため、圧延現場では、板材に発生する板クラウンを
小さくし、板クラウンの形状が単一方向の曲率を有する
緩やかなカーブにするために、板材の板幅方向の端部付
近では端部近傍の数点が目標範囲を満足するように管
理、制御を行っている。

【０００４】一方、圧延機では板クラウンを制御するた
めにワークロールベンダーなどの板クラウン制御装置を
備えているものが多い。この板クラウン制御装置は、与
えられた圧延条件と板クラウン目標値により制御量を初
期設定するセットアップ機能と、圧延中に圧延条件の変
動、セットアップモデルの誤差によって生じる初期設定
された制御量との目標値との偏差に基づいて制御量を修
正するフィードバック制御機能とを有している。

【０００５】これらの制御方法は、各社様々であるが、
例えば特開昭５９ー６４１１０号公報では、６段圧延機
において、板材の板幅方向の数点での板クラウン量を制
御するためにベンディング力、中間ロールの軸移動およ
び中間ロールのベンディング力の複数の板クラウン制御
装置による制御方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の連続圧
延機において板幅方向の数点で板クラウン量を制御する
方法には、以下に述べる問題がある。連続圧延機におけ
る各圧延スタンド間では、蒸気、冷却水、潤滑剤などの
影響で測定環境が悪いために、板クラウンを精度良く測
定することが困難である。このため、セットアップ機能
において、どの圧延スタンドで板材の板幅方向の数点の
板クラウン量をどの程度制御するかを決定することが困
難である。また、フィードバック制御において、上流ス
タンドでの板クラウン制御装置の変更点が最下流の圧延
スタンドに達成するまでの時間的な送れを考慮しない
と、板クラウンの目標範囲を外れる可能性がある。

【０００７】このように従来は、連続圧延機の各圧延ス
タンドに設けられた板クラウン制御装置で、板材の板幅
方向の数点を板クラウン目標値にするように制御するた
めには大変困難で手数を要していた。

【０００８】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、板材の板クラウンを容易且つ精度良く制御すること
ができる連続圧延機における板クラウン制御方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１の連続圧延機における板クラウン制御方法
は、板クラウン制御装置を備えた複数の圧延スタンドに
より、板幅方向の数点の位置で板クラウンの目標値が設
定されている板材を順次圧延する連続圧延機において、
各圧延スタンドに設けられた板クラウン制御装置毎に、
その板クラウン制御装置が圧延スタンドの出側での前記
板材における板幅方向の数点の位置の板クラウンに及ぼ
す影響を求め、次いでこの求めた結果に基づいて前記板
材における板幅方向の数点の位置の板クラウン目標値を
満足する板クラウン制御装置の制御量を決定することを
特徴とする。

【００１０】また、請求項２の連続圧延機における板ク
ラウン制御方法は、板クラウン制御装置を備えた複数の
圧延スタンドにより、板幅方向の数点の位置で板クラウ
ンの目標値が設定されている材料を順次圧延する連続圧
延機において、前記複数のスタンドのうち板材搬送方向
の最下流に位置する圧延スタンドの板材出側に設置した
板クラウン検出装置により、最下流に位置する圧延スタ
ンドの出側での板材における板幅方向の数点の位置の板
クラウン量と、圧延すべき板材における板幅方向の数点
の位置の目標板クラウン量との偏差を求め、前記各圧延
スタンドの板クラウン制御装置が各圧延スタンドの出側
での板材における板幅方向の数点の位置の板クラウンに
及ぼす影響量から各圧延スタンドの板クラウン制御装置
の前記板材に対する制御量を決定して制御し、さらに板
材搬送方向の上流側に位置する圧延スタンドに設けられ
た板クラウン制御装置における前記板材に対する制御量
の変更点が、その圧延スタンドで圧延された板材が最下
流に位置する圧延スタンドに到達するまでに、初期設定
された板クラウン目標範囲を達成できない場合には、最
下流に位置する圧延スタンドで目標範囲を達成可能とす
る目標値に変更し、次いで最下流に位置する圧延スタン
ドに設けられたクラウン制御装置を制御して、上流側の
圧延スタンドに設けられた板クラウン制御装置における
変更点が、板材が最下流に位置する圧延スタンドに到達
するタイミングで、板クラウンの目標値を前記初期設定
された目標値にすることを特徴する。

【００１１】

【作用】まず、連続圧延機において、板幅方向の数点の
位置で板クラウン量の目標値および目標範囲を達成する
ために、各圧延スタンドに設けられた板クラウン制御装
置が、圧延スタンドの出側における板材の幅方向の数点
の位置で板クラウンに及ぼす影響量から各圧延スタンド
の制御装置の制御量を決定することにより、圧延に伴板
材に発生する板クラウンを効果的に制御することができ
る。

【００１２】また、連続圧延機において、板幅方向の数
点の位置で板クラウン量の目標値および目標範囲が規定
されている板材を連続圧延する場合に、目標板クラウン
を得るための各圧延スタンドに設けられたクラウン制御
装置の最も効果的な設定が可能であり、また設定誤差、
圧延条件の変動により板材の板クラウン目標値が達成さ
れない場合でも、フィードバック制御により板材におけ
る板クラウン目標範囲外れ領域を極力小さくすることが
できる。従って、板材に発生する板クラウンを容易且つ
精度良く制御することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。この実施例では、複数の各圧延スタンドに板ク
ラウン制御装置の一例としてワークロールベンディング
装置を有する連続圧延機において、各圧延スタンドのワ
ークロールに加えるベンディング力を制御する方法につ
いて説明する。

【００１４】本発明の制御方法が対象とする連続圧延機
について図１を参照して説明する。図１において１（ｉ
ー１）および２（ｉ）は圧延スタンドで、これら圧延ス
タンド１（ｉー１）、２（ｉ）はワークロール３、３お
よびバックアップロール４、４を備え、さらに板クラウ
ン制御装置の一例としてワークロール３、３に対してベ
ンディングを行うロールベンディング装置（図示せず）
を有している。圧延スタンド２（ｉ）は板材Ｌの最下流
に位置するスタンドである。５は板クラウン検出装置
で、この板クラウン検出装置５は板材Ｌの板幅方向の各
位置での板クラウンを測定することが可能である。６は
コイル巻き取り機である。なお、７は圧延スタンド１
（ｉー１）より上流側の圧延スタンドで、ワークロール
３、３およびバックアップロール４、４を備えている。

【００１５】すなわち４、板材Ｌは圧延スタンド７およ
び図示しない圧延スタンドにより順次圧延されて圧延ス
タンド１（ｉー１）に達して圧延され、さらに最下流の
スタンド２（ｉ）を通過して圧延されて、コイル巻き取
り機６によりコイル状に巻き取られる。圧延スタンド１
（ｉー１）、２（ｉ）ではロールベンディング装置によ
りワークロール３、３に対してベンディングが加えられ
る。また、板クラウン検出装置５により圧延を終えた圧
延スタンド２（ｉ）の出側における板材Ｌの板幅方向の
数点で板クラウンを測定する。

【００１６】次に本実施例の制御方法について説明す
る。この連続圧延機における出側における板材Ｌの板ク
ラウン目標値および目標範囲について説明する。この目
標値および目標範囲は、図２および図３に示すように板
材Ｌの幅方向の端縁（板エッジ）から３０mmでの板クラ
ウン比率（ＣＲ３０）と、板材Ｌの幅方向の端縁から９
０mmでの板クラウン比率（ＣＲ９０）で与えられるもの
とする。なお、板材Ｌの板クラウンは板材Ｌにおいて板
幅方向の中心として左右対称的に発生する。また、板ク
ラウン比率は板材における板幅方向の中心の板厚に対す
る各位置の板厚の割合をいう。

【００１７】 ＣＲｘ＝（ｈｃーｈｘ）／ｈｃ×１００ （式１） ただし、ｈｃ：板幅中心の板厚 ｈｘ：板エッジよりｘmmでの板厚 次にセットアップ機能について説明する。まず、図４の
線図に示すように与えられる圧延条件およびロールベン
ディング装置のロールベンディング力から、理論的な板
クラウン計算式により出側における板材Ｌの板幅方向の
板クラウン偏差量（ΔＣＲ３０、ΔＣＲ９０）に及ぼ
す、圧延スタンド１（ｉー１）および２（ｉ）のワーク
ロール３、３に対するベンディング力変更量ΔＦｉー
１、ΔＦｉを理論的な板クラウン計算式あるいは実績に
より求める。

【００１８】一般的に同一ミル構成である圧延スタンド
におけるワークロールベンディングは、下流側の圧延ス
タンドほど、言い換えれば板材Ｌの板厚が薄いほど板エ
ッジ側に対して効果がある。これらより次に示す式２に
て標準ワークロールベンディング力からのベンディング
力変更量ΔＦｉー１、ΔＦｉを求める。

【００１９】

【数１】

【００２０】ただし、αｉ、βｉは、圧延スタンド２
（ｉ）でのベンディング力変更量が、板材における板幅
方向の数点の位置で板クラウン変化に及ぼす影響係数。
図５は、圧延圧延スタンド１（ｉー１）および２（ｉ）
においてロールベンディング装置により板材Ｐに発生す
る板クラウンを目標値に制御するために、ワークロール
３、３に対するベンディング力を制御する方法の概念を
示している。

【００２１】これらの一連の計算により板材Ｐの板幅方
向における数点の位置で板クラウン量の目標値を達成す
る各圧延スタンドのロールベンディング力を設定するこ
とができる。ただし、ベンディング力を決定できない場
合には、同様な方法により別種の板クラウン制御装置に
ついて一連の計算を繰り返して行う。

【００２２】このようなセットアップ機能は次に述べる
ようにをまとめることができる。すなわち、板クラウン
制御装置を備えた複数の圧延スタンドにより、板幅方向
の数点の位置で板クラウンの目標値が設定されている板
材を順次圧延する連続圧延機において、複数のスタンド
のうち板材搬送方向の最下流に位置する圧延スタンドの
板材出側に設置した板クラウン検出装置により、最下流
に位置する圧延スタンドで圧延した板材における板幅方
向の数点の位置の板クラウン量と、圧延すべき板材にお
ける板幅方向の数点の位置での目標板クラウン量との偏
差を求め、前記各圧延スタンドの板クラウン制御装置が
各圧延スタンドの出側での板材における板幅方向の数点
の位置での板クラウンに及ぼす影響量より各圧延スタン
ドの前記板材に対する制御量を決定して制御する。

【００２３】次に圧延中のフィードバック機能について
説明する。前述したセットアップ機能により各圧延スタ
ンド１（ｉー１）、２（ｉ）におけるロールベンディン
グ装置のベンディング力を初期設定して圧延を行う。と
ころが、圧延条件の変動、板クラウン計算式の誤差など
により、圧延中において板材Ｌに対する板クラウン制御
の目標値を達成できないことがある。この場合には、初
期設定された制御量との目標値との偏差に基づいて制御
量を修正する必要がある。

【００２４】そこで、一例として圧延中に測定された板
クラウン形状（ＣＲ３０，ＤＲ９０）が図％に示すＸ点
と同様な場合について説明する。図５においてＸ点から
目標値Ｐを制御するためには、前述した式２を用いて同
様に、各圧延スタンド１（ｉー１）および２（ｉ）に設
けられた各ロールベンディング装置のベンディング力変
更量ΔＦｉー１、ΔＦｉを算出して決定する。

【００２５】ただし、ベンディング力変更量ΔＦｉー
１、ΔＦｉを同時に制御しても、ｉー１圧延スタンド１
での変更点は、板材Ｌがｉ圧延スタンド２（ｉ）に到達
するまでの時間的遅れがあることから。最下流の圧延ス
タンド２（ｉ）の出側における板材Ｌの板クラウンはＸ
ーＹーＰとなり、Ｙ点ではＣＲ６０が目標置から外れて
しまう。

【００２６】圧延中に常に板材Ｌ幅方向の板厚を目標板
クラウンの範囲内に制御するためには、図６に示すよう
に最下流の圧延スタンド２（ｉ）でのベンディング力変
更量ΔＦｉを２回に分けて操作する必要がある。

【００２７】すなわち、まずＸ点から目標範囲内である
Ｚ点に制御すべきベンディング力変更量ΔＦｉ・１を式
２で求め、求めたΔＦｉ・１と変更量ΔＦｉー１とでベ
ンディング力を変更する。この時点で最下流の圧延スタ
ンド２（ｉ）の出側における板材Ｌの板クラウンは目標
内のＺ点である。次に圧延スタンド１（ｉー１）におけ
る変更点をトラッキングする。この時点で最下流の圧延
スタンド２（ｉ）の出側における板材Ｌの板クラウンは
目標内のＷ点である。そして、板材Ｌがｉスタンド２の
真下に到達した時点で圧延スタンド２（ｉ）におけるベ
ンディング力をΔＦｉ・２だけ変更する。この操作量Δ
Ｆｉ・２と圧延スタンド１（ｉー１）での変更量ΔＦｉ
ー１により、この時点での板クラウン形状は目標値Ｐと
なる。

【００２８】これらの制御方法を時間経過に対して模式
的に示したものが図７および図８であり、図８が本発明
の制御方法による結果である。このようなフィードバッ
クは次のようにまとめることができる。すなわち、板材
搬送方向の上流側に位置する圧延スタンドに設けられた
板クラウン制御装置における前記板材に対する制御量の
変更点が、その圧延スタンドで圧延された板材が最下流
に位置する圧延スタンドに到達するまでに、初期設定さ
れた板クラウン目標範囲を達成できない場合には、最下
流に位置する圧延スタンドで目標範囲を達成可能とする
目標値に変更し、次いで上流側の圧延スタンドに設けら
れた板クラウン制御装置における変更点が板材が最下流
に位置する圧延スタンドに到達するタイミングで、板ク
ラウンの目標値を初期設定された目標値にするように、
最下流に位置する圧延スタンドに設けられた板クラウン
制御装置を制御する。

【００２９】このように本実施例によれば、連続圧延機
において、板幅方向の数点の位置で板クラウン量の目標
値および目標範囲が規定されている板材を連続圧延する
場合に、目標板クラウンを得るための各圧延スタンドに
設けられた板クラウン制御装置の最も効果的な設定が可
能であり、また設定誤差、圧延条件の変動により板材の
板クラウン目標値が達成されない場合でも、フィードバ
ック制御により板材における板クラウン目標範囲外れ領
域を極力小さくすることができる。

【００３０】以上、実施例として、板材の板幅方向の２
点（一般的には板クラウンは、板幅方向中心に対して左
右対称的に生じるため実質板幅方向の４点）の位置での
板クラウンを制御する方法について説明したが、この方
法に限定されずに、板幅方向の３点での位置（例えばＣ
Ｒ３０，ＣＲ６０、ＣＲ９０）での板クラウンを３スタ
ンドで制御する場合にも、本発明の方法を適用すること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の連続圧延
機における板クラウン制御方法によれば、連続圧延機に
おいて、板幅方向の数点の位置で板クラウン量の目標値
および目標範囲を達成するために、各圧延スタンドに設
けられた板クラウン制御装置が、圧延スタンドの出側に
おける板材の幅方向の数点の位置で板クラウンに及ぼす
影響量から各圧延スタンドの制御装置の制御量を決定す
ることにより、圧延に伴板材に発生する板クラウンを効
果的に制御することができる。

【００３２】また、請求項２の連続圧延機における板ク
ラウン制御方法によれば、連続圧延機において、板幅方
向の数点の位置で板クラウン量の目標値および目標範囲
が規定されている板材を連続圧延する場合に、目標板ク
ラウンを得るための各圧延スタンドに設けられたクラウ
ン制御装置の最も効果的な設定が可能であり、また設定
誤差、圧延条件の変動により板材の板クラウン目標値が
達成されない場合でも、フィードバック制御により板材
における板クラウン目標範囲外れ領域を極力小さくする
ことができる。従って、板材の板クラウンを容易且つ精
度良く制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一実施例を適用した連続圧延機の
概略的構成を示す図。

【図２】同実施例の目標板クラウン形状を示す線図。

【図３】同実施例の目標板クラウン形状を示す線図。

【図４】同実施例の板クラウン変化量を示す線図。

【図５】同実施例のベンディング力の制御を示す線図。

【図６】同実施例のベンディング力変更の操作を示す線
図。

【図７】同実施例の制御の時間経過を示す線図。

【図８】同実施例の制御の時間経過を示す線図。

【図９】板クラウンの一例を示す線図。

【符号の説明】

１…圧延スタンド、 ２…圧延スタンド、
３…ワークロール、 ４…バックアップロ
ール、５…板クラウン検出装置、 ６…コイル巻
き取り機。

───────────────────────────────────────────────────── 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 8315−4Ｅ Ｂ２１Ｂ 37/00 １１７ Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板クラウン制御装置を備えた複数の圧延
   スタンドにより、板幅方向の数点の位置で板クラウンの
   目標値が設定されている板材を順次圧延する連続圧延機
   において、 各圧延スタンドに設けられた板クラウン制御装置毎に、 その板クラウン制御装置が圧延スタンドの出側での前記
   板材における板幅方向の数点の位置の板クラウンに及ぼ
   す影響を求め、 次いでこの求めた結果に基づいて前記板材における板幅
   方向の数点の位置の板クラウン目標値を満足する板クラ
   ウン制御装置の制御量を決定することを特徴とする連続
   圧延機における板クラウン制御方法。
2. 【請求項２】 板クラウン制御装置を備えた複数の圧延
   スタンドにより、板幅方向の数点の位置で板クラウンの
   目標値が設定されている材料を順次圧延する連続圧延機
   において、 前記複数のスタンドのうち板材搬送方向の最下流に位置
   する圧延スタンドの板材出側に設置した板クラウン検出
   装置により、最下流に位置する圧延スタンドの出側での
   板材における板幅方向の数点の位置の板クラウン量と、
   圧延すべき板材における板幅方向の数点の位置の目標板
   クラウン量との偏差を求め、 前記各圧延スタンドの板クラウン制御装置が各圧延スタ
   ンドの出側での板材における板幅方向の数点の位置の板
   クラウンに及ぼす影響量から各圧延スタンドの板クラウ
   ン制御装置の前記板材に対する制御量を決定して制御
   し、 さらに板材搬送方向の上流側に位置する圧延スタンドに
   設けられた板クラウン制御装置における前記板材に対す
   る制御量の変更点が、その圧延スタンドで圧延された板
   材が最下流に位置する圧延スタンドに到達するまでに、
   初期設定された板クラウン目標範囲を達成できない場合
   には、最下流に位置する圧延スタンドで目標範囲を達成
   可能とする目標値に変更し、 次いで最下流に位置する圧延スタンドに設けられたクラ
   ウン制御装置を制御して、上流側の圧延スタンドに設け
   られた板クラウン制御装置における変更点が、板材が最
   下流に位置する圧延スタンドに到達するタイミングで、
   板クラウンの目標値を前記初期設定された目標値にする
   ことを特徴する連続圧延機における板クラウン制御方
   法。