JPH10216802A - ウェブ中心の偏りの小さいh形鋼の製造方法 - Google Patents
ウェブ中心の偏りの小さいh形鋼の製造方法Info
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- JPH10216802A JPH10216802A JP9016182A JP1618297A JPH10216802A JP H10216802 A JPH10216802 A JP H10216802A JP 9016182 A JP9016182 A JP 9016182A JP 1618297 A JP1618297 A JP 1618297A JP H10216802 A JPH10216802 A JP H10216802A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】H形鋼の製造に際し、従来と同様のウェブ中心
の偏り制御設備を用いて最終パスにおけるウェブ中心の
偏りを確実に目標値内に収め、比較的安価な構成により
ウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を製造できるようにす
る。 【解決手段】粗孔型圧延機2、粗ユニバーサル圧延機3
・エッジャー圧延機4、仕上げユニバーサル圧延機6に
より圧延されるH形鋼の製造方法において、粗ユニバー
サル圧延機群5の上流側、下流側、あるいは中間位置
で、H形鋼のウェブ中心の偏りを計測し、その計測結果
に基づいて当該圧延材の中心の偏りを制御する従来の方
法に加え、当該圧延材の以前に圧延した過去の情報(計
測値、制御結果など)を用いたフィードバックおよび学
習制御を前記計測結果に加味した制御(過去平均偏り量
から最終パスの過去平均偏り量を引いた値を制御の目標
値とする)を更に行い、最終パスのウェブ中心の偏りを
目標値内に収める。
の偏り制御設備を用いて最終パスにおけるウェブ中心の
偏りを確実に目標値内に収め、比較的安価な構成により
ウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を製造できるようにす
る。 【解決手段】粗孔型圧延機2、粗ユニバーサル圧延機3
・エッジャー圧延機4、仕上げユニバーサル圧延機6に
より圧延されるH形鋼の製造方法において、粗ユニバー
サル圧延機群5の上流側、下流側、あるいは中間位置
で、H形鋼のウェブ中心の偏りを計測し、その計測結果
に基づいて当該圧延材の中心の偏りを制御する従来の方
法に加え、当該圧延材の以前に圧延した過去の情報(計
測値、制御結果など)を用いたフィードバックおよび学
習制御を前記計測結果に加味した制御(過去平均偏り量
から最終パスの過去平均偏り量を引いた値を制御の目標
値とする)を更に行い、最終パスのウェブ中心の偏りを
目標値内に収める。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、H形鋼あるいは類
似形鋼(以下、単にH形鋼という)のユニバーサル圧延
においてウェブ中心の偏りの小さいH形鋼を製造するた
めのH形鋼の製造方法に関するものである。
似形鋼(以下、単にH形鋼という)のユニバーサル圧延
においてウェブ中心の偏りの小さいH形鋼を製造するた
めのH形鋼の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、H形鋼は、図4(a) に示すよう
に、鋼片を加熱後、2重式孔型圧延機(ブレークダウン
ミル)、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、仕
上げユニバーサル圧延機で順次圧延することにより所定
の断面寸法に造形され、その後、切断、冷却、矯正、検
査を行って製造される。粗ユニバーサル圧延機では、ブ
レークダウンミルで粗造形された粗鋼片に水平ロール・
垂直ロールによる圧延を施し、ウェブ・フランジの厚み
を所定の寸法に圧下する。ここで圧延されないフランジ
端部がエッジャー圧延機により圧下され、フランジ幅を
所定の寸法にする。これら粗ユニバーサル圧延機および
エッジャー圧延機による圧延を複数回繰り返した後、仕
上げユニバーサル圧延機により最終断面に仕上げられ
る。
に、鋼片を加熱後、2重式孔型圧延機(ブレークダウン
ミル)、粗ユニバーサル圧延機、エッジャー圧延機、仕
上げユニバーサル圧延機で順次圧延することにより所定
の断面寸法に造形され、その後、切断、冷却、矯正、検
査を行って製造される。粗ユニバーサル圧延機では、ブ
レークダウンミルで粗造形された粗鋼片に水平ロール・
垂直ロールによる圧延を施し、ウェブ・フランジの厚み
を所定の寸法に圧下する。ここで圧延されないフランジ
端部がエッジャー圧延機により圧下され、フランジ幅を
所定の寸法にする。これら粗ユニバーサル圧延機および
エッジャー圧延機による圧延を複数回繰り返した後、仕
上げユニバーサル圧延機により最終断面に仕上げられ
る。
【0003】このようなユニバーサル圧延では、ユニバ
ーサルミルパスラインと被圧延材フランジ中央部とのず
れ、フランジ厚みの偏肉、エッジャーロールと被圧延材
のクリアランス等により、フランジ幅方向中央とウェブ
厚み方向中心が一致せず、図4(b) に示すようなウェブ
中心の偏りが発生する。H形鋼製品の形状・寸法につい
ては、JIS規格等により寸法許容差が定められてお
り、ウェブ中心の偏り量Sは、従来の方法で製造された
ものでもJIS規格を十分に満足するが、近年、二次加
工は用途により多様化しており、ウェブ中心の偏り量の
小さい、より寸法精度の高い製品が要求されている。特
に、H形鋼は、圧延により長尺成形品に製造した後、製
品寸法長さに切断するが、使用先では必要に応じ製品同
士を長手方向に連結して使用するから、ユニバーサル圧
延による製造では、長尺成形品を全長にわたりウェブ中
心の偏りの小さいものとする必要がある。
ーサルミルパスラインと被圧延材フランジ中央部とのず
れ、フランジ厚みの偏肉、エッジャーロールと被圧延材
のクリアランス等により、フランジ幅方向中央とウェブ
厚み方向中心が一致せず、図4(b) に示すようなウェブ
中心の偏りが発生する。H形鋼製品の形状・寸法につい
ては、JIS規格等により寸法許容差が定められてお
り、ウェブ中心の偏り量Sは、従来の方法で製造された
ものでもJIS規格を十分に満足するが、近年、二次加
工は用途により多様化しており、ウェブ中心の偏り量の
小さい、より寸法精度の高い製品が要求されている。特
に、H形鋼は、圧延により長尺成形品に製造した後、製
品寸法長さに切断するが、使用先では必要に応じ製品同
士を長手方向に連結して使用するから、ユニバーサル圧
延による製造では、長尺成形品を全長にわたりウェブ中
心の偏りの小さいものとする必要がある。
【0004】そこで、従来においては、このウェブ中心
の偏りを制御するために、次のような方法が種々提案さ
れている。
の偏りを制御するために、次のような方法が種々提案さ
れている。
【0005】 従来例1(特開昭59−144502
号公報) ユニバーサル圧延機のパスライン高さを予め求めてお
き、圧延時のユニバーサル圧延機の入口において少なく
ともフランジ上端部高さを測定し、これらパスライン高
さとフランジ上端部高さに基づいてフランジ下端部の目
標高さを演算して求め、圧延機手前のガイドローラを上
下させて被圧延材のフランジ下端部を前記目標高さに調
整する方法。
号公報) ユニバーサル圧延機のパスライン高さを予め求めてお
き、圧延時のユニバーサル圧延機の入口において少なく
ともフランジ上端部高さを測定し、これらパスライン高
さとフランジ上端部高さに基づいてフランジ下端部の目
標高さを演算して求め、圧延機手前のガイドローラを上
下させて被圧延材のフランジ下端部を前記目標高さに調
整する方法。
【0006】 従来例2(特開昭59−16612号
公報) 圧延機の入側または出側で被圧延材のウェブ中心の偏り
を検出し、この検出結果に基づき、圧延機手前の材料拘
束装置を高さ調整することにより、圧延機への被圧延材
の噛み込み角度を変えてウェブ中心の偏りを連続的に制
御する方法。
公報) 圧延機の入側または出側で被圧延材のウェブ中心の偏り
を検出し、この検出結果に基づき、圧延機手前の材料拘
束装置を高さ調整することにより、圧延機への被圧延材
の噛み込み角度を変えてウェブ中心の偏りを連続的に制
御する方法。
【0007】 従来例3(特開平5−177226号
公報) 圧延機の前方および後方でウェブの位置(パスライン)
を検出し、これを目標パスラインと比較して、その偏差
が基準値を超えているときに、水平ロールの圧下位置・
圧上位置、あるいはチルチングテーブルの昇降位置を修
正し、ウェブ中心の偏りを矯正する方法。被圧延材が最
初にユニバーサルミルに噛み込まれるときには、圧延前
の検出値に従って前記水平ロール等の位置がフィードフ
ォワード制御され、これ以降は圧延後の検出値に従って
フィードバック制御される。
公報) 圧延機の前方および後方でウェブの位置(パスライン)
を検出し、これを目標パスラインと比較して、その偏差
が基準値を超えているときに、水平ロールの圧下位置・
圧上位置、あるいはチルチングテーブルの昇降位置を修
正し、ウェブ中心の偏りを矯正する方法。被圧延材が最
初にユニバーサルミルに噛み込まれるときには、圧延前
の検出値に従って前記水平ロール等の位置がフィードフ
ォワード制御され、これ以降は圧延後の検出値に従って
フィードバック制御される。
【0008】 従来例4(特開平2−104413号
公報) 第1の粗ユニバーサルミルと第2の粗ユニバーサルミル
の中間に設置されたエッジャー圧延機の前後で被圧延材
のウェブ中心の偏りを検出し、この検出結果に基づき、
エッジャー圧延機のパスセンターを変更しウェブ中心の
偏りを連続的に制御する方法。ウェブ中心の偏りが上方
にΔSだけ偏位している場合には、エッジャー圧延機の
パスセンターを上方にΔHだけ移動させれば、粗ユニバ
ーサルミル入側でウェブに下向きのモーメントが作用し
てウェブが下方にずれる。
公報) 第1の粗ユニバーサルミルと第2の粗ユニバーサルミル
の中間に設置されたエッジャー圧延機の前後で被圧延材
のウェブ中心の偏りを検出し、この検出結果に基づき、
エッジャー圧延機のパスセンターを変更しウェブ中心の
偏りを連続的に制御する方法。ウェブ中心の偏りが上方
にΔSだけ偏位している場合には、エッジャー圧延機の
パスセンターを上方にΔHだけ移動させれば、粗ユニバ
ーサルミル入側でウェブに下向きのモーメントが作用し
てウェブが下方にずれる。
【0009】 従来例5・従来例6(特開平1−23
7014号公報・特開平3−128109号公報)本発
明者が提案したものであり、ユニバーサル圧延機の入側
に設置した接触式測定装置でウェブ中心の偏りを測定
し、あるいはエッジャー圧延機の上下水平ロールのモー
メント差をウェブ中心の偏りとして測定し、得られた噛
み込み角度あるいはモーメント差に基づいて、ユニバー
サル圧延機の水平ロール位置または入側テーブル位置を
移動させることによりウェブ中心の偏りを制御する方
法。
7014号公報・特開平3−128109号公報)本発
明者が提案したものであり、ユニバーサル圧延機の入側
に設置した接触式測定装置でウェブ中心の偏りを測定
し、あるいはエッジャー圧延機の上下水平ロールのモー
メント差をウェブ中心の偏りとして測定し、得られた噛
み込み角度あるいはモーメント差に基づいて、ユニバー
サル圧延機の水平ロール位置または入側テーブル位置を
移動させることによりウェブ中心の偏りを制御する方
法。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
1では、被圧延材に既にウェブ中心の偏りが発生してい
る場合や、圧延方向および断面内の形状または材料温度
に不均一がある場合には、フランジ幅上端の位置情報の
みでは、ウェブ中心の偏りを改善することができず、場
合によってはウェブ中心の偏りが悪化するといった不具
合があった。
1では、被圧延材に既にウェブ中心の偏りが発生してい
る場合や、圧延方向および断面内の形状または材料温度
に不均一がある場合には、フランジ幅上端の位置情報の
みでは、ウェブ中心の偏りを改善することができず、場
合によってはウェブ中心の偏りが悪化するといった不具
合があった。
【0011】これに対して、従来例2〜6はいずれも、
フランジ幅の上端位置ではなく、被圧延材のウェブ中心
の偏りを計測し、その測定結果に基づいて、ユニバーサ
ル圧延機の水平ロールのパスライン位置、エッジャー圧
延機のパスセンター、あるいはユニバーサル圧延機の入
側テーブル位置をフィードバック制御またはフィードフ
ォワード制御することでウェブ中心の偏りを制御してい
るため、ウェブ中心の偏りを改善することができる。し
かし、これら従来例2〜6の制御方法によっても、次に
示すような理由により、最終パスにおいてウェブ中心の
偏りを目標値内に収めることができないという問題が生
じていた。
フランジ幅の上端位置ではなく、被圧延材のウェブ中心
の偏りを計測し、その測定結果に基づいて、ユニバーサ
ル圧延機の水平ロールのパスライン位置、エッジャー圧
延機のパスセンター、あるいはユニバーサル圧延機の入
側テーブル位置をフィードバック制御またはフィードフ
ォワード制御することでウェブ中心の偏りを制御してい
るため、ウェブ中心の偏りを改善することができる。し
かし、これら従来例2〜6の制御方法によっても、次に
示すような理由により、最終パスにおいてウェブ中心の
偏りを目標値内に収めることができないという問題が生
じていた。
【0012】即ち、ユニバーサル圧延機の前方に、H形
鋼のフランジを上下から拘束するローラーガイドを設置
し、このローラーガイドのパスラインを上下に変更して
H形鋼のフランジ部がユニバーサル圧延機に噛み込む位
置を上下に調整し、被圧延材の噛み込み位置によるウェ
ブ中心の偏り量を本発明者らが調査したところ、ローラ
ーガイドのパスライン変更量に対するウェブ中心の偏り
変化量の割合ηは、例えば、ウェブ厚9〜12mmのH
形鋼の仕上げ圧延時で約7%前後であり、ブレークダウ
ンミル圧延後の粗ユニバーサル圧延機における圧延で
は、ηはさらに小さく約5%以下である(特開平6−5
5201号公報、第97回圧延理論部会資料 H形鋼の
ウェブ中心の偏り制御圧延方法、あるいは平5 第12
5回春季鉄鋼協会 講演大会 H形鋼ウェブ中心の偏り
制御技術の開発)。
鋼のフランジを上下から拘束するローラーガイドを設置
し、このローラーガイドのパスラインを上下に変更して
H形鋼のフランジ部がユニバーサル圧延機に噛み込む位
置を上下に調整し、被圧延材の噛み込み位置によるウェ
ブ中心の偏り量を本発明者らが調査したところ、ローラ
ーガイドのパスライン変更量に対するウェブ中心の偏り
変化量の割合ηは、例えば、ウェブ厚9〜12mmのH
形鋼の仕上げ圧延時で約7%前後であり、ブレークダウ
ンミル圧延後の粗ユニバーサル圧延機における圧延で
は、ηはさらに小さく約5%以下である(特開平6−5
5201号公報、第97回圧延理論部会資料 H形鋼の
ウェブ中心の偏り制御圧延方法、あるいは平5 第12
5回春季鉄鋼協会 講演大会 H形鋼ウェブ中心の偏り
制御技術の開発)。
【0013】一方、図5に示すのは、ウェブ中心の偏り
制御を行わない一般的なH形鋼圧延におけるウェブ中心
の偏りの測定結果であり、ウェブ中心の偏りの発生量
が、例えば5パス目の5mm近傍の場合に、ローラーガ
イドのパスライン変化量に対するウェブ中心の偏り変化
量の割合ηが先ほどの5%と仮定すると、このウェブ中
心の偏り量を0にするためのローラガイドの上下移動量
は約100mmとなる。
制御を行わない一般的なH形鋼圧延におけるウェブ中心
の偏りの測定結果であり、ウェブ中心の偏りの発生量
が、例えば5パス目の5mm近傍の場合に、ローラーガ
イドのパスライン変化量に対するウェブ中心の偏り変化
量の割合ηが先ほどの5%と仮定すると、このウェブ中
心の偏り量を0にするためのローラガイドの上下移動量
は約100mmとなる。
【0014】この100mmのパスライン変更は、フラ
ンジ幅150〜300mm、鋼片重量が10〜20tの
製品を圧延機近傍で移動させることであり、これは現有
の一般的な形鋼圧延設備では不可能であり、設備改造を
施すにしても非常に大掛かりな設備となり、設備投資の
回収の観点からみても生産効率の面からも経済的でなく
経営上好ましくない。
ンジ幅150〜300mm、鋼片重量が10〜20tの
製品を圧延機近傍で移動させることであり、これは現有
の一般的な形鋼圧延設備では不可能であり、設備改造を
施すにしても非常に大掛かりな設備となり、設備投資の
回収の観点からみても生産効率の面からも経済的でなく
経営上好ましくない。
【0015】また、一般的に、ロールH形鋼の圧延にお
いては、複数パスの圧延によってその厚み・フランジ幅
が所定の寸法に成形されるため、圧延の初期パスから最
終パスまでの間に連続してウェブ中心の偏りを制御する
ことも有効であるが、前述したように、初期パスの入側
材料のパスラインの変更によるウェブ中心の偏り変化量
は非常に小さく、被圧延材の初期断面の不均一、温度分
布の不均一により発生するウェブ中心の偏りを、当該パ
ス内で0に制御することは困難である。また、本発明者
の知見によれば、ウェブ中心の偏りのパス毎の変化は、
図5に示すように、緩やかに変化する場合が多い。一
方、ウェブ中心の偏りを制御するための材料噛み込み高
さや角度を変更するための設備としては、チルチングテ
ーブル、ユニバーサルミル水平ロールのパスライン等が
あるが、被圧延材を上下させる際の駆動容量の制約、圧
延ロール近傍のガイド等との干渉の制約、あるいは水平
ロールのパスラインの変化による上下フランジ厚みの変
化等による制約などがあり、材料のパスラインの変更
は、数mmから数10mmが一般的である。
いては、複数パスの圧延によってその厚み・フランジ幅
が所定の寸法に成形されるため、圧延の初期パスから最
終パスまでの間に連続してウェブ中心の偏りを制御する
ことも有効であるが、前述したように、初期パスの入側
材料のパスラインの変更によるウェブ中心の偏り変化量
は非常に小さく、被圧延材の初期断面の不均一、温度分
布の不均一により発生するウェブ中心の偏りを、当該パ
ス内で0に制御することは困難である。また、本発明者
の知見によれば、ウェブ中心の偏りのパス毎の変化は、
図5に示すように、緩やかに変化する場合が多い。一
方、ウェブ中心の偏りを制御するための材料噛み込み高
さや角度を変更するための設備としては、チルチングテ
ーブル、ユニバーサルミル水平ロールのパスライン等が
あるが、被圧延材を上下させる際の駆動容量の制約、圧
延ロール近傍のガイド等との干渉の制約、あるいは水平
ロールのパスラインの変化による上下フランジ厚みの変
化等による制約などがあり、材料のパスラインの変更
は、数mmから数10mmが一般的である。
【0016】以上のように、設備制約によりパスライン
変化量が小さく、このパスライン変化量に対するウェブ
中心の偏り変化量の割合ηが非常に小さいため、またウ
ェブ中心の偏りがパス毎に緩やかに変化することから、
ウェブ中心の偏りを最終パスで0にすることができなか
った。図6(a) は、図6(b) に示すように、粗ユニバー
サル圧延機群においてパス(奇数パス)毎にウェブ中心
の偏りを計測してウェブ中心の偏りを制御したものであ
るが、最終パスにおいてウェブ中心の偏りを目標の2m
m以内にすることができなかった例である。
変化量が小さく、このパスライン変化量に対するウェブ
中心の偏り変化量の割合ηが非常に小さいため、またウ
ェブ中心の偏りがパス毎に緩やかに変化することから、
ウェブ中心の偏りを最終パスで0にすることができなか
った。図6(a) は、図6(b) に示すように、粗ユニバー
サル圧延機群においてパス(奇数パス)毎にウェブ中心
の偏りを計測してウェブ中心の偏りを制御したものであ
るが、最終パスにおいてウェブ中心の偏りを目標の2m
m以内にすることができなかった例である。
【0017】
【数1】
【0018】本発明は、前述のような問題点を解消する
ためになされたもので、その目的は、従来と同様のウェ
ブ中心の偏り制御設備を用いて最終パスにおけるウェブ
中心の偏りを確実に目標値内に収めることができ、比較
的安価な構成によりウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を
製造することができるH形鋼の製造方法を提供すること
にある。
ためになされたもので、その目的は、従来と同様のウェ
ブ中心の偏り制御設備を用いて最終パスにおけるウェブ
中心の偏りを確実に目標値内に収めることができ、比較
的安価な構成によりウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を
製造することができるH形鋼の製造方法を提供すること
にある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、粗孔型圧延機と、粗ユニバーサル圧延
機およびエッジャー圧延機からなる粗ユニバーサル圧延
機群と、仕上げユニバーサル圧延機により圧延されるH
形鋼の製造方法において、前記粗ユニバーサル圧延機群
の上流側、下流側、あるいは中間位置で、H形鋼のウェ
ブ中心の偏りを計測し、その計測結果に基づいて当該圧
延材のウェブ中心の偏りを制御するとともに、当該圧延
材の以前に圧延した過去の情報(計測値、制御結果な
ど)を用いたフィードバックおよび学習制御を前記計測
結果に加味した制御を更に行う。これらの制御は、例え
ば、次のように行う。
め、本発明では、粗孔型圧延機と、粗ユニバーサル圧延
機およびエッジャー圧延機からなる粗ユニバーサル圧延
機群と、仕上げユニバーサル圧延機により圧延されるH
形鋼の製造方法において、前記粗ユニバーサル圧延機群
の上流側、下流側、あるいは中間位置で、H形鋼のウェ
ブ中心の偏りを計測し、その計測結果に基づいて当該圧
延材のウェブ中心の偏りを制御するとともに、当該圧延
材の以前に圧延した過去の情報(計測値、制御結果な
ど)を用いたフィードバックおよび学習制御を前記計測
結果に加味した制御を更に行う。これらの制御は、例え
ば、次のように行う。
【0020】(1) 基本となるウェブ中心の偏りの制御 従来と同様の制御であり、例えば図1(a),(b) に示すよ
うに、粗ユニバーサル圧延機群5の下流側に設置したウ
ェブ中心の偏り計測装置7により、前パスでのウェブ中
心の偏り量Sn を計測し、この計測結果に基づいて、次
パスにおける粗ユニバーサルミル圧延機群5の上流側の
チルチングテーブル8等の上下位置Hnを調整して噛み
込み位置を変更し、当該次パスにおいてウェブ中心の偏
りを制御する(図の例では、奇数パス(n=k)で計測
し、次奇数パス(n=k+2)で制御を行ってい
る。)。
うに、粗ユニバーサル圧延機群5の下流側に設置したウ
ェブ中心の偏り計測装置7により、前パスでのウェブ中
心の偏り量Sn を計測し、この計測結果に基づいて、次
パスにおける粗ユニバーサルミル圧延機群5の上流側の
チルチングテーブル8等の上下位置Hnを調整して噛み
込み位置を変更し、当該次パスにおいてウェブ中心の偏
りを制御する(図の例では、奇数パス(n=k)で計測
し、次奇数パス(n=k+2)で制御を行ってい
る。)。
【0021】(2) 前記基本制御に付加する過去計測値に
基づく制御 例えば図1(c) に示すように、nパス目の過去平均のウ
ェブ中心の偏り量Sn,past[平均値]およびラストパス
の過去平均のウェブ中心の偏り量SL,past[平均値]か
ら、ラストパスにおけるウェブ中心の偏りを0とするn
パス目のウェブ中心の偏り目標値San(=Sn,past[平
均値]−SL,past[平均値])を求め、(1) の制御にお
いて、nパス目のウェブ中心の偏りが目標値Sanとなる
ように、チルチングテーブル等の上下位置Hn を制御す
る(図の例では、奇数パス(n=k)でSanを求め、次
奇数パス(n=k+2)でHn を制御している)。
基づく制御 例えば図1(c) に示すように、nパス目の過去平均のウ
ェブ中心の偏り量Sn,past[平均値]およびラストパス
の過去平均のウェブ中心の偏り量SL,past[平均値]か
ら、ラストパスにおけるウェブ中心の偏りを0とするn
パス目のウェブ中心の偏り目標値San(=Sn,past[平
均値]−SL,past[平均値])を求め、(1) の制御にお
いて、nパス目のウェブ中心の偏りが目標値Sanとなる
ように、チルチングテーブル等の上下位置Hn を制御す
る(図の例では、奇数パス(n=k)でSanを求め、次
奇数パス(n=k+2)でHn を制御している)。
【0022】本発明者は、前述の解決しようとする課題
に記した知見に基づいて、H形鋼のウェブ中心の偏りを
詳細に計測し、試験・研究を重ねた結果、以下のことが
判明した。粗ユニバーサル圧延機における圧延パス毎の
ウェブ中心の偏りは、図5に示すように、0を中心にば
らつくというよりも、パスが進行するにつれて緩やかに
進行する場合が多い。図6(a) はウェブ中心の偏りを、
例えば図4(a) に示す圧延ラインで複数パスの粗ユニバ
ーサル圧延を実施し、かつその圧延パス毎にそのウェブ
中心の偏り計測値に応じて圧延機入側のチルチングテー
ブルの高さを調節し、ウェブ中心の偏りを制御した結果
である。目標のウェブ中心の偏り量を0とするため、図
6(b) に示すように、奇数パスにてウェブ中心の偏りを
計測し、更に次奇数パスで制御を行うという工程をパス
進行に伴い継続してH形鋼を圧延した場合の例である。
に記した知見に基づいて、H形鋼のウェブ中心の偏りを
詳細に計測し、試験・研究を重ねた結果、以下のことが
判明した。粗ユニバーサル圧延機における圧延パス毎の
ウェブ中心の偏りは、図5に示すように、0を中心にば
らつくというよりも、パスが進行するにつれて緩やかに
進行する場合が多い。図6(a) はウェブ中心の偏りを、
例えば図4(a) に示す圧延ラインで複数パスの粗ユニバ
ーサル圧延を実施し、かつその圧延パス毎にそのウェブ
中心の偏り計測値に応じて圧延機入側のチルチングテー
ブルの高さを調節し、ウェブ中心の偏りを制御した結果
である。目標のウェブ中心の偏り量を0とするため、図
6(b) に示すように、奇数パスにてウェブ中心の偏りを
計測し、更に次奇数パスで制御を行うという工程をパス
進行に伴い継続してH形鋼を圧延した場合の例である。
【0023】この図6(a) において、7パスから13パ
スまでは、フランジの下側の脚長が長くウェブ中心の偏
り量Sがマイナスの場合であるが、制御をかけているた
め、全体にプラス側へシフトしていることがわかる。こ
れは、ウェブ中心の偏り変化率ηが数%と小さく、チル
チングテーブルの変化量の絶対値が数10mmと制約さ
れているため、ウェブ中心の偏り量が0にできず、プラ
ス側にウェブ中心の偏りがシフトしている状態である。
また、最終パス前の奇数パスでは、符号が逆転したプラ
スのウェブ中心の偏りの計測値に対し制御をかけている
ものの、上述と同じ理由で、最終パスのウェブ中心の偏
りは許容差を越えている。従って、本ケースの場合で
は、結果的に7〜13パスでの制御は、ウェブ中心の偏
りを0にするために、プラス側にシフトしているもの
の、当該サイズが緩やかにプラス方向にシフトする特性
があることと、最終的にウェブ中心の偏りがプラスであ
ることを考え合わせれば、7〜13パスの制御はむしろ
逆方向の制御であり、ウェブ中心の偏りの大きな改善に
は至らない。
スまでは、フランジの下側の脚長が長くウェブ中心の偏
り量Sがマイナスの場合であるが、制御をかけているた
め、全体にプラス側へシフトしていることがわかる。こ
れは、ウェブ中心の偏り変化率ηが数%と小さく、チル
チングテーブルの変化量の絶対値が数10mmと制約さ
れているため、ウェブ中心の偏り量が0にできず、プラ
ス側にウェブ中心の偏りがシフトしている状態である。
また、最終パス前の奇数パスでは、符号が逆転したプラ
スのウェブ中心の偏りの計測値に対し制御をかけている
ものの、上述と同じ理由で、最終パスのウェブ中心の偏
りは許容差を越えている。従って、本ケースの場合で
は、結果的に7〜13パスでの制御は、ウェブ中心の偏
りを0にするために、プラス側にシフトしているもの
の、当該サイズが緩やかにプラス方向にシフトする特性
があることと、最終的にウェブ中心の偏りがプラスであ
ることを考え合わせれば、7〜13パスの制御はむしろ
逆方向の制御であり、ウェブ中心の偏りの大きな改善に
は至らない。
【0024】また、通常、H形鋼は素材鋼片毎に圧延さ
れ、その本数は受注量により異なるが、少ない場合は数
本から、多い場合は数10本,数100本を超える。前
述したようにチルチングテーブルや水平ロールのパスラ
イン等にその設備制約がある場合で、当該鋼片内のみの
独立した制御のみでは、制御結果はその鋼片本数に依存
せず、制御を施しても全ての圧延鋼片についてウェブ中
心の偏りが目標値から外れるという不具合がある。
れ、その本数は受注量により異なるが、少ない場合は数
本から、多い場合は数10本,数100本を超える。前
述したようにチルチングテーブルや水平ロールのパスラ
イン等にその設備制約がある場合で、当該鋼片内のみの
独立した制御のみでは、制御結果はその鋼片本数に依存
せず、制御を施しても全ての圧延鋼片についてウェブ中
心の偏りが目標値から外れるという不具合がある。
【0025】これに対して、本発明では、前述のような
複数本の圧延を実施する場合(商業生産では殆どがこれ
に当たる)、当該圧延材の以前に圧延した過去のウェブ
中心の偏り量・制御結果を用いたフィードバックおよび
学習制御を前記計測結果に加味してウェブ中心の偏り制
御を行うため、全ての被圧延材のウェブ中心の偏りを目
標値内に収めることができる。
複数本の圧延を実施する場合(商業生産では殆どがこれ
に当たる)、当該圧延材の以前に圧延した過去のウェブ
中心の偏り量・制御結果を用いたフィードバックおよび
学習制御を前記計測結果に加味してウェブ中心の偏り制
御を行うため、全ての被圧延材のウェブ中心の偏りを目
標値内に収めることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する一実施例
に基づいて詳細に説明する。図1に、本発明の圧延工程
レイアウトの1例、ウェブ中心の偏り制御、過去計測値
に基づく制御を示す。図2に、本発明におけるパスライ
ン変更手段の1例、本発明で用いるウェブ中心の偏り計
測装置の1例を示す。図3に、本発明によるウェブ中心
の偏り量の推移を示す。
に基づいて詳細に説明する。図1に、本発明の圧延工程
レイアウトの1例、ウェブ中心の偏り制御、過去計測値
に基づく制御を示す。図2に、本発明におけるパスライ
ン変更手段の1例、本発明で用いるウェブ中心の偏り計
測装置の1例を示す。図3に、本発明によるウェブ中心
の偏り量の推移を示す。
【0027】図1(a) において、H形鋼の熱間圧延は、
加熱炉1側から順に配設された2重式可逆式粗孔型圧延
機(ブレークダウンミル)2、可逆式粗ユニーバーサル
圧延機3と可逆式エッジャー圧延機4からなる粗ユニバ
ーサル圧延機群5、仕上げユニバーサル圧延機6により
行われる。粗ユニバーサル圧延機群5は、第1の可逆式
粗ユニーバーサル圧延機3−1と第2の可逆式粗ユニー
バーサル圧延機3−2との間にエッジャー圧延機4を配
置して構成され、この粗ユニバーサル圧延機群5におい
て、ブレークダウンミルで粗造形された粗鋼片が正逆方
向の複数パスによりほぼ最終製品の断面寸法まで成形さ
れ、最後に仕上げユニバーサル圧延機6を用いて仕上げ
られる。なお、粗ユニバーサル圧延機群5は、粗ユニー
バーサル圧延機3と可逆式エッジャー圧延機4をそれぞ
れ1台配置して構成されることもある。
加熱炉1側から順に配設された2重式可逆式粗孔型圧延
機(ブレークダウンミル)2、可逆式粗ユニーバーサル
圧延機3と可逆式エッジャー圧延機4からなる粗ユニバ
ーサル圧延機群5、仕上げユニバーサル圧延機6により
行われる。粗ユニバーサル圧延機群5は、第1の可逆式
粗ユニーバーサル圧延機3−1と第2の可逆式粗ユニー
バーサル圧延機3−2との間にエッジャー圧延機4を配
置して構成され、この粗ユニバーサル圧延機群5におい
て、ブレークダウンミルで粗造形された粗鋼片が正逆方
向の複数パスによりほぼ最終製品の断面寸法まで成形さ
れ、最後に仕上げユニバーサル圧延機6を用いて仕上げ
られる。なお、粗ユニバーサル圧延機群5は、粗ユニー
バーサル圧延機3と可逆式エッジャー圧延機4をそれぞ
れ1台配置して構成されることもある。
【0028】このような圧延工程において、粗ユニバー
サル圧延機群5の下流側にウェブ中心の偏り計測装置7
を設置し、H形鋼のウェブ中心の偏りを計測する。この
ウェブ中心の偏り計測装置7には、図2(b),(c) に示す
ような中心偏り計が使用される。この中心偏り計は、水
冷した計測架台10にスキャンニングレーザー距離計1
1と1点レーザー距離計12を合計8台設置して構成さ
れ、スキャンニングレーザー距離計11でフランジ上下
端面までの距離を測定し、1点レーザー距離計12でウ
ェブまでの距離を測定し、上下の脚長a,bの差を演算
し、(a−b)/2をウェブ中心の偏り値として出力す
る。
サル圧延機群5の下流側にウェブ中心の偏り計測装置7
を設置し、H形鋼のウェブ中心の偏りを計測する。この
ウェブ中心の偏り計測装置7には、図2(b),(c) に示す
ような中心偏り計が使用される。この中心偏り計は、水
冷した計測架台10にスキャンニングレーザー距離計1
1と1点レーザー距離計12を合計8台設置して構成さ
れ、スキャンニングレーザー距離計11でフランジ上下
端面までの距離を測定し、1点レーザー距離計12でウ
ェブまでの距離を測定し、上下の脚長a,bの差を演算
し、(a−b)/2をウェブ中心の偏り値として出力す
る。
【0029】このウェブ中心の偏り計測装置7は、H形
鋼の長さ方向に連続して計測が可能であり、奇数パスと
偶数パスの両方向とも測定が可能であるが、本実施例で
は、図1(b) に示すように、粗ユニバーサル圧延におけ
る正方向の奇数パスを計測する。基本となるウェブ中心
の偏りの制御方法は、前記奇数パスの計測値を演算装置
9に入力して後述するような演算処理を行い、次奇数パ
スにおける粗ユニーバーサル圧延機3−1の入側チルチ
ングテーブル8を上下し、圧延機への噛み込み位置を変
更することによりウェブ中心の偏りを制御する。ここ
で、ウェブ中心の偏り変化量ΔS(目標値と計測値の偏
差)とチルチングテーブルの移動量ΔHは次の(1)式
の関係があるとした。
鋼の長さ方向に連続して計測が可能であり、奇数パスと
偶数パスの両方向とも測定が可能であるが、本実施例で
は、図1(b) に示すように、粗ユニバーサル圧延におけ
る正方向の奇数パスを計測する。基本となるウェブ中心
の偏りの制御方法は、前記奇数パスの計測値を演算装置
9に入力して後述するような演算処理を行い、次奇数パ
スにおける粗ユニーバーサル圧延機3−1の入側チルチ
ングテーブル8を上下し、圧延機への噛み込み位置を変
更することによりウェブ中心の偏りを制御する。ここ
で、ウェブ中心の偏り変化量ΔS(目標値と計測値の偏
差)とチルチングテーブルの移動量ΔHは次の(1)式
の関係があるとした。
【0030】
【数2】
【0031】チルチングテーブル8は、図2(a) に示す
ように、テーブルローラーを傾動昇降させて被圧延材の
粗ユニバーサル圧延機への噛み込み位置を調整するもの
であり、ウェブ中心の偏りが上方に偏位している場合に
はチルチングテーブル8を上昇させる。また、(1)式
のKは、被圧延材のウェブパスセンターの上下方向位置
偏差に対するユニバーサル圧延前後のウェブ中心の偏り
変化量を表しており、前述したηと同等である。このη
は次の(1’)式で表される(特開平6−55201号
公報等参照)
ように、テーブルローラーを傾動昇降させて被圧延材の
粗ユニバーサル圧延機への噛み込み位置を調整するもの
であり、ウェブ中心の偏りが上方に偏位している場合に
はチルチングテーブル8を上昇させる。また、(1)式
のKは、被圧延材のウェブパスセンターの上下方向位置
偏差に対するユニバーサル圧延前後のウェブ中心の偏り
変化量を表しており、前述したηと同等である。このη
は次の(1’)式で表される(特開平6−55201号
公報等参照)
【0032】
【数3】
【0033】なお、パスライン位置を変更する手段は、
チルチングテーブルに限らず、被圧延材を上下から拘束
するローラーガイドや、ユニバーサル圧延機の水平ロー
ルなどでもよい。
チルチングテーブルに限らず、被圧延材を上下から拘束
するローラーガイドや、ユニバーサル圧延機の水平ロー
ルなどでもよい。
【0034】次に、このような基本制御において、図1
(c)に示すように、ラストパスにおいてウェブ中心の
偏りを0とすべく、nパス目のウェブ中心の偏り目標値
Sanを過去のウェブ中心の偏り計測値を用いて次の
(2)式とした。
(c)に示すように、ラストパスにおいてウェブ中心の
偏りを0とすべく、nパス目のウェブ中心の偏り目標値
Sanを過去のウェブ中心の偏り計測値を用いて次の
(2)式とした。
【0035】
【数4】
【0036】
【数5】
【0037】演算装置9において、過去の計測データ等
を登録しておき、(2)式からn=kの奇数パスでのウ
ェブ中心の偏り目標値Sanを求め、n=kの奇数パスで
ウェブ中心の偏り計測値Sbnを計測し、(3)式,
(4)式によりn=k+2の次奇数パスにおけるチルチ
ングテーブル8の調節量ΔHn を求め、このΔHn によ
りチルチングテーブル8をパス毎に制御し、ラストパス
においてウェブ中心の偏りを0にする。ここで、前記S
n,past[平均値]・SL,past[平均値]は、常に最新の
過去のある一定鋼片本数の平均値を使うこととし、その
学習効果によりラストパスのウェブ中心の偏りの制御精
度は飛躍的に向上する。その際、Sn,past[平均値]・
SL,past[平均値]の算出に当たっては、圧延パススケ
ジュールがチルチングテーブルの設定も含めて基本的に
同一条件のものを平均化するものとする。また、Sn,pa
st[平均値]・SL,past[平均値]の更新に際しては、
次の(5)式に示すように、制御対象であるチルチング
テーブルの各パス調節量をチルチングテーブルのスケジ
ュール設定値に足し込むこととする。
を登録しておき、(2)式からn=kの奇数パスでのウ
ェブ中心の偏り目標値Sanを求め、n=kの奇数パスで
ウェブ中心の偏り計測値Sbnを計測し、(3)式,
(4)式によりn=k+2の次奇数パスにおけるチルチ
ングテーブル8の調節量ΔHn を求め、このΔHn によ
りチルチングテーブル8をパス毎に制御し、ラストパス
においてウェブ中心の偏りを0にする。ここで、前記S
n,past[平均値]・SL,past[平均値]は、常に最新の
過去のある一定鋼片本数の平均値を使うこととし、その
学習効果によりラストパスのウェブ中心の偏りの制御精
度は飛躍的に向上する。その際、Sn,past[平均値]・
SL,past[平均値]の算出に当たっては、圧延パススケ
ジュールがチルチングテーブルの設定も含めて基本的に
同一条件のものを平均化するものとする。また、Sn,pa
st[平均値]・SL,past[平均値]の更新に際しては、
次の(5)式に示すように、制御対象であるチルチング
テーブルの各パス調節量をチルチングテーブルのスケジ
ュール設定値に足し込むこととする。
【0038】
【数6】
【0039】なお、上記実施例において、(1)式の比
例定数K,Cについては、前記(1’)式あるいは特開
平6−55201号の(3)式に示すように、ロールと
被圧延材との接触長、あるいは被圧延材の断面2次モー
メント等から算出してもよいし、経験値によってサイズ
・パス毎の固定値でもかまわない。また、K,Cの値
は、サイズ毎、パス毎に加えてパス内でその定数を変化
させ、制御効率を上げてもよい。
例定数K,Cについては、前記(1’)式あるいは特開
平6−55201号の(3)式に示すように、ロールと
被圧延材との接触長、あるいは被圧延材の断面2次モー
メント等から算出してもよいし、経験値によってサイズ
・パス毎の固定値でもかまわない。また、K,Cの値
は、サイズ毎、パス毎に加えてパス内でその定数を変化
させ、制御効率を上げてもよい。
【0040】また、前記Sn,past[平均値]・SL,past
[平均値]の更新の際の更新タイミングは、1鋼以上で
あればよく、学習の必要進度に応じて設定すればよい。
また、パス毎の制御は、本実施例ではパス間の制御とし
たが、パス内で被圧延材の長さ方向のウェブ中心の偏り
に応じて被圧延材の全長にわたって制御してもよい。
[平均値]の更新の際の更新タイミングは、1鋼以上で
あればよく、学習の必要進度に応じて設定すればよい。
また、パス毎の制御は、本実施例ではパス間の制御とし
たが、パス内で被圧延材の長さ方向のウェブ中心の偏り
に応じて被圧延材の全長にわたって制御してもよい。
【0041】さらに、本実施例では、ウェブ中心の偏り
計測装置は、粗ユニバーサル圧延機の下流側に設置した
が、上流側に配置しても、また上流側,下流側ともに配
置してもよい。
計測装置は、粗ユニバーサル圧延機の下流側に設置した
が、上流側に配置しても、また上流側,下流側ともに配
置してもよい。
【0042】以上のような本発明のウェブ中心の偏り制
御方法を採用してH形鋼の圧延を行ったところ、次表に
示すような結果が得られた。また、図3に、本発明と従
来法のウェブ中心の偏りの変化(パス推移)を示す。
御方法を採用してH形鋼の圧延を行ったところ、次表に
示すような結果が得られた。また、図3に、本発明と従
来法のウェブ中心の偏りの変化(パス推移)を示す。
【0043】
【表1】
【0044】上表において、従来のウェブ中心の偏り量
が2mm以上の大きな値になっているのに対して、本発
明ではウェブ中心の偏り量をH形鋼全長にわたって2m
m以下の目標値内に収めることができた。上表および図
3から明らかな通り、本発明は、従来に比べてウェブ中
心の偏りを小さくする方法として極めて高い効果が得ら
れ、従来と比較してウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を
製造することができた。
が2mm以上の大きな値になっているのに対して、本発
明ではウェブ中心の偏り量をH形鋼全長にわたって2m
m以下の目標値内に収めることができた。上表および図
3から明らかな通り、本発明は、従来に比べてウェブ中
心の偏りを小さくする方法として極めて高い効果が得ら
れ、従来と比較してウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を
製造することができた。
【0045】
【発明の効果】前述の通り、本発明は、粗ユニバーサル
圧延機群の上流側、下流側、あるいは中間位置で、H形
鋼のウェブ中心の偏りを計測し、その計測結果に基づい
て当該圧延材のウェブ中心の偏りを制御する従来の方法
に加え、当該圧延材の以前に圧延した過去の情報を用い
たフィードバックおよび学習制御を前記計測結果に加味
した制御を更に行うようにしたため、従来と同様のウェ
ブ中心の偏り制御設備を用いて最終パスにおけるウェブ
中心の偏りを確実に目標値内に収めることができ、比較
的安価な構成によりウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を
製造することができる。
圧延機群の上流側、下流側、あるいは中間位置で、H形
鋼のウェブ中心の偏りを計測し、その計測結果に基づい
て当該圧延材のウェブ中心の偏りを制御する従来の方法
に加え、当該圧延材の以前に圧延した過去の情報を用い
たフィードバックおよび学習制御を前記計測結果に加味
した制御を更に行うようにしたため、従来と同様のウェ
ブ中心の偏り制御設備を用いて最終パスにおけるウェブ
中心の偏りを確実に目標値内に収めることができ、比較
的安価な構成によりウェブ中心の偏りの小さなH形鋼を
製造することができる。
【図1】(a) は本発明の圧延工程レイアウトの1例を示
す概略平面図、(b) は本発明のウェブ中心の偏り制御の
1例を示すブロック図、(c) は本発明のウェブ中心の偏
り目標値を示すグラフである。
す概略平面図、(b) は本発明のウェブ中心の偏り制御の
1例を示すブロック図、(c) は本発明のウェブ中心の偏
り目標値を示すグラフである。
【図2】(a) は本発明におけるチルチングテーブルを示
す側面図、(b),(c) は本発明で用いるウェブ中心の偏り
計測装置の1例を示す正面図, 部分拡大図である。
す側面図、(b),(c) は本発明で用いるウェブ中心の偏り
計測装置の1例を示す正面図, 部分拡大図である。
【図3】ウェブ中心の偏り量の推移を本発明と従来法で
比較したグラフである。
比較したグラフである。
【図4】(a) は一般的なH形鋼圧延工程のレイアウトと
各圧延機を示す概略平面図および詳細図、(b) はH形鋼
のウェブ中心の偏りを示す正面図である。
各圧延機を示す概略平面図および詳細図、(b) はH形鋼
のウェブ中心の偏りを示す正面図である。
【図5】一般的なH形鋼圧延のウェブ中心の偏りの推移
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図6】(a) は従来法によるウェブ中心の偏りの推移を
示すグラフ、(b) は従来法におけるウェブ中心の偏り制
御を示す概略平面図およびブロック図である。
示すグラフ、(b) は従来法におけるウェブ中心の偏り制
御を示す概略平面図およびブロック図である。
1…加熱炉 2…2重式粗孔型圧延機 3…粗ユニバーサル圧延機 4…エッジャー圧延機 5…粗ユニバーサル圧延機群 6…仕上げユニバーサル圧延機 7…ウェブ中心の偏り計測装置 8…チルチングターブル 9…演算装置
Claims (1)
- 【請求項1】 粗孔型圧延機と、粗ユニバーサル圧延機
およびエッジャー圧延機からなる粗ユニバーサル圧延機
群と、仕上げユニバーサル圧延機により圧延されるH形
鋼の製造方法において、 前記粗ユニバーサル圧延機群の上流側、下流側、あるい
は中間位置で、H形鋼のウェブ中心の偏りを計測し、そ
の計測結果に基づいて当該圧延材のウェブ中心の偏りを
制御するとともに、当該圧延材の以前に圧延した過去の
情報を用いたフィードバックおよび学習制御を前記計測
結果に加味した制御を更に行うことを特徴とするウェブ
中心の偏りの小さいH形鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9016182A JPH10216802A (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | ウェブ中心の偏りの小さいh形鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9016182A JPH10216802A (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | ウェブ中心の偏りの小さいh形鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10216802A true JPH10216802A (ja) | 1998-08-18 |
Family
ID=11909383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9016182A Pending JPH10216802A (ja) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | ウェブ中心の偏りの小さいh形鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10216802A (ja) |
-
1997
- 1997-01-30 JP JP9016182A patent/JPH10216802A/ja active Pending
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