JPS5923882B2 - 熱間圧延機の板幅制御方法 - Google Patents

熱間圧延機の板幅制御方法

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JPS5923882B2
JPS5923882B2 JP54130149A JP13014979A JPS5923882B2 JP S5923882 B2 JPS5923882 B2 JP S5923882B2 JP 54130149 A JP54130149 A JP 54130149A JP 13014979 A JP13014979 A JP 13014979A JP S5923882 B2 JPS5923882 B2 JP S5923882B2
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一雄 前原
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エツジヤ−ロールと水平ロールトカらなる熱
間圧延機の板幅制御方法に関するものである。
例えばホットストリップミルにおいては、エツジヤ−ロ
ールと水平ロールとからなる圧延機を複数含有する粗圧
延機群で鋼片を所望の板幅、板厚となるように圧延し、
引続いて仕上圧延機群により成品厚さになるように圧延
して種々の寸法の成品を得ている。
このホットストリップ圧延においては、仕上圧延工程で
は板幅はほとんど変わらないから、成品の板幅は粗圧延
工程においてほぼ決定されてしまうといってよく、この
ため粗圧延における板幅を精度良く制御することが要請
される。
この粗圧延の板幅制御方法として従来は、各圧延機の水
平ロール圧下による幅拡がり量の和と、鋼片幅と粗圧延
機群山側目標板幅との差の総和を求め、各圧延機のエツ
ジヤ−に負荷配分することにより各エツジヤ−における
幅殺し量を決定し、これにエツジヤ−圧延時に生じるド
ツグボーン部(エツジ部のふくらみ部)の水平ロール圧
下による幅回復量(これをドツグボーン回復量という)
を加味してエツジヤ−ロールの開度な決定する方法が用
いられていた。
しかし上記従来の板幅制御方法では次のような欠点があ
った。
すなわち、ドツグボーン回復量や幅拡がり量は圧延材の
エツジ部の温度に大きく影響されるのであるが、従来は
圧延材の幅方向の温度を考慮していないため、ドツグボ
ーン回復量や幅拡がり量の予測が悪いという欠点があっ
た。
最近のホットストリップミルでは鋼片の加熱炉としてウ
オーキングビームタイプの加熱炉が多く採用されており
、このタイプの加熱炉は鋼片を一定間隔で装入して加熱
する方式であるため、加熱後の鋼片は一般に中央部に比
べてエツジ部の温度が高く、また両エツジ部の間でも温
度が異なることが多い。
エツジヤ−圧延におけるドツグボーン部のふくらみの程
度および水平ロール圧下によるドツグボーン回復量1幅
拡がり量は、エツジ部の温度に犬ぎく影響されるので、
圧延材の中央部の温度測定値をもって圧延材の代表温度
とする従来の方法では水平ロール圧下によるドツグボー
ン回復量および幅拡がり量を精度よく予測することがで
きなかった。
本発明は、カルる従来法の欠点を解消するために、圧延
中の圧延材の幅方向の温度とくにエツジヤ−圧延によっ
て生じるドツグボーン部に相当する部分の温度を測定し
、この温度測定値を用いてドツグボーン回復量9幅拡が
り量を精度よく予測するようにしたものである。
すなわち本発明の要旨は、エツジヤ−ロールと水平ロー
ルとからなる圧延機の熱間圧延において、圧延機入側の
圧延材の両エツジ部の温度を測定し、該温度測定値と該
圧延材の幅および厚さとを含むドツグボーン回復水平ロ
ールでの 率(ただしドツグボーン回復率=−−−−:−−エツシ
ャー ドツグボーン部ならし圧下時の幅回復量 □)の算出 ロールの圧下量 式ならびに幅拡がり係数(ただし幅拡がり係数−水平ロ
ールでの減厚圧下時の幅拡がり量 □)の算出 水平ロールの圧下量 式を用いて前記圧延材の水平ロール圧下時のドツグボー
ン回復率ならびに幅拡がり係数を予測算出し、該算出値
を用いて圧延機出側の圧延材の目標を得るためのエンジ
ャーロール開度を算出し、該算出値に基づいてエツジヤ
−ロール開度を予測制御することを特徴とする熱間圧延
機の板幅制御方法である。
以下本発明を図面に基づき詳細に説明する。
第1図はエツジヤ−ロールと水平ロールとからなる圧延
機における圧延材の幅の変化を説明するための平面図で
、図においてREはエツジヤ−ロール、RHは水平ロー
ルを示し、Pは圧延材である。
図に示すように圧延機入側の幅をWI、出側の幅をWO
、エツジヤ−ロールREの出側幅をWEとすると、圧延
による幅減少量ΔWは ΔW==WI −WO・・・・・・・・・・・・ け)
で表わされ、エツジヤ−ロールREによるエツジング量
ΔEは ΔE =Wi −WE ・・・・・・
・・・・・・ (2)と表わされる。
エツジヤ−ロールRE出側の圧延材の形状(断面形状)
は第2図に示すごとく、入側で同図イのようにフラット
であったものがエツジングにより同図口のようなドツグ
ボーン形状になり、この後水平ロールRHで圧延されて
同図ハに示すように再びフラットになる。
水平ロールRHによる圧延時にまづドツグボーン部がな
らされてこのとぎ幅が拡がり(前記のようにこのときの
幅拡がり量をドツグボーン回復量という)、つづく厚さ
方向の全体圧下によりさらに幅が拡がり(これを幅拡が
り量という)、最終的に幅はWoとなる。
前述した従来の幅制御方法においては、上記ドツグボー
ン回復量を求めるのに、経験的にドツグボーン回復率(
エツジング量に対する回復量の割合で1より小さい数)
を圧延材の寸法(幅、厚さ)範囲区分毎に予め定めてお
き、これからドツグボーン回復量を推定し、また幅拡が
り量に対しても同様に経験的に幅拡がり係数(厚さ方向
の圧下量と幅拡がり量の比)を圧延材の寸法(幅、厚さ
)範囲区分毎に予め定めておき、これから幅拡がり量を
推定する方法をとっていた。
そしてこのようにして推定したドツグボーン回復量およ
び幅拡がり量を用いてエツジヤ−ロールの開度を決定し
、圧延材の温度に関しては圧延材の中央部の温度を連続
的に測定し、スキッドマーク(加熱炉内のスキッドに当
接していた部分で他の部分に比して温度が低い)などに
よる温度変動に対してエツジヤ−ロールの開度を修正す
る方式であった。
従って従来の方法ではドツグボーンの回復量や幅拡がり
量に大きく影響するエツジ部の温度が考慮されていない
ので、これらの推定精度が低かったものである。
通常ホットストリップミルの粗圧延時における圧延材の
幅方向温度分布は、第4図に例示するように、圧延材の
側端から100mm程度内側の点が最も温度が高(、こ
の点の温度と中央部または側端の温度との差は50℃程
度ある。
そしてこの温度分布のピーク点を含むエツジ部の温度が
ドツグボーンの回復量や幅拡がり量に犬ぎく影響し、ま
たこの温度分布のピーク点に相当する位置がエツジヤ−
圧延によって生じるドツグボーン部のふくらみのピーク
点にほぼ一致する。
第5図はエツジ部温度とドツグボーン回復率および幅拡
がり係数との関係につし・て本発明者等が実験的に調査
した結果の1例を示す図で、横軸は両エツジ部のピーク
点温度の平均値、縦軸はドツグボーン回復率または幅拡
がり係数であり、図中線イはドツグボーン回復率を示し
、綜目は幅拡がり係数を示す。
この調査データによって、エツジ部温度がたとえば50
℃変化するとドツグボーン回復率は約o、i変化し、幅
拡がり係数は約0.013変化することが確認された。
本発明では以下に述べるように、当該制御圧延機に到来
する圧延材の幅および厚さを実測ないしは他の検出値を
もとに算出するとともに圧延材の両エツジ部の温度を実
測して、これらの値から当該圧延機におけるドツグボー
ン回復率および幅拡がり係数を圧延材の長さ方向にわた
って予測算出し、この算出値を用いてエツジヤ−ロール
の開度を予測制御するようにしたものである。
すなわち、ドツグボーン回復率を ΔWD=ft(WItHt+DEtTw+Td、Kp)
”−(3)ΔWD:ドッグボーン回復率 WI :圧延機入側の幅 HI :圧延機入側の厚さ DE :エッジャーロールの直径 Tw:圧延材のワークサイド側エツジ部 の温度 Td :圧延材のドライブサイド側エツジ部の温度 Kp :圧延材の材質によって定まる定数として過去の
実績値にもとづいて予め算出式を求めておき、また幅拡
がり係数を α=f2(WI、HI、DH9Tw、Td、Kp)・・
・・・・(4)α:幅幅拡り係数 DH:水平ロールの直径 として過去の実績値にもとづいて予め算出式を求めてお
く。
しかるとぎ、入側幅WI、入側厚さHIの圧延材を圧延
して出側幅WO,出側厚さ面を得るために必要なエツジ
ヤ−ロールの開度はつぎのようにして求められる。
WO=W、−ΔE+ΔE−ΔWD+(HI−HO)・α
WO=W、−ΔE(1−ΔWD)+(Hi −Ho)
・aここで(2)式から ΔE=WI−WE であるから wo =WI −W、 −(1−ΔWD)+WE−(1
−ΔWD )+(HI−HO)・α Wo−WI・ΔVv[y−1−WE・(1−、#l))
+(HI−HO)・α従って、エツジヤ−出側幅WE
(エツジヤ−開度とほぼ等しい)は すなわち、圧延機の入側幅Wlおよび入側厚さHIを実
測ないしは算出し、両エツジ部の温度Tw 、Tdを実
測し、(3)式および(4)式によりドツグボーン回復
率ΔWDおよび幅拡がり係数αを算出し、(5)式によ
ってエツジヤ−ロール出側幅WEになるエツジヤ−ロー
ルの開度を一定周期または圧延材の一定長さ区間毎に求
め、これによってエツジヤ−ロールの開度を予測制御す
ることにより圧延材の全長にわたって精度のよい幅制御
ができる。
次に実施例について説明する。
第3図は本発明の一実施例における制御系を示すブロッ
ク図で、第1段目の圧延機と第2段目の圧延機(これを
制御圧延機とする)の2台の圧延機について示しである
図において、1は設定器、2〜7は演算器、8はエツジ
ヤ−ロール開度制御装置であり、10はエツジヤ−ロー
ル11および水平ロール12からなる圧延機(これを第
1スタンドとする)、20はエツジヤ−ロール21およ
び水平ロール22からなる圧延機(これを第2スタンド
とする)、13はエツジヤ−ロールのロール開度検出器
、14はエツジヤ−ロールの圧延力検出器、15は水平
ロールのロール開度検出器、16は水平ロールの圧延力
検出器、31は温度計、32は板幅計、Pは圧延材であ
る。
本実施例では、制御圧延機である第2スタンドに到来す
る圧延材Pの入側幅W1および入側厚さHlは前段の第
1スタンドにおける圧延時のロール開度、圧延力等から
算出することとし、圧延材Pの温度は第1スタンド出側
に設けた温度計31により実測することとした。
ここで温度計31は圧延材Pの幅方向の温度が測定でき
るものであればその型式は特に限定する必要はな(、輻
射温度計や光電変換素子を機械的に走査する型式のもの
や、光電変換面を電子的に走査する型式のものが使用で
きるが、実用的には幅方向の特定の2点(前記した温度
分布のピーク点に相当する点で両側端からそれぞれ10
0朋程度内側の2点)を測定できる温度計であれば充分
である。
本実施例では温度分布のピーク点の温度に相当する位置
として両側端からそれぞれ1001m内側の点の温度(
これはTwtTdとする)を測定するようにした。
このような装置を用いて本発明を実施する方法について
説明する。
まづ第1スタンド10で圧延された圧延材Pの厚さと板
幅を次のようにして算出する。
第1スタンド出側厚さHlは下記公知のゲージメータの
式から計算により求める。
I H1=Sl+−+Δkl ・・・・・・・・・
・・・ (6)1 ここで 81:第1スタンド水平ロールの開度Fl:第
1スタンド水平ロールの圧延力 Ml: 第1スタンド水平ロールミルの剛性率 Δに1:第1スタンド水平ロールのオフセット量 また第1スタンド出側幅W1は次式から計算により求め
る。
Wl−E1+ΔE1 ・・・・・・・・
・・・・ (7)ここで El:第1スタンドエツジヤ
−ロールの開度 ΔE1:下式で計算した幅変動量 ΔEt=f3(FEl、+Tw、Td、Kp)FEI
:エツジャーロール圧延力 (6)式の演算は演算器2で行ない、(7)式の演算は
演算器3で行ない、求めたHlおよびWlはそれぞれ演
算器4に入力される。
演算器4は次式により第2スタンドの水平ロール圧下に
おける幅拡がり量ΔW師を計算する。
ΔWH2= (Hl、 H2)・α2 ・・・・・
・・・・・・・ (8)ここでH2は第2スタンド出側
の目標厚さ、α2は第2スタンドの水平ロール圧下にお
げろ幅拡がり係数で前出の(4)式に対応する下式から
求められる。
α2=f4(Wl tHl 、DHztTw+Td、K
p) ++++++ (9)DH2:第2スタンドの水
平ロールの直径また演算器5は第2スタンドの水平ロー
ル圧下におけるドツグボーン回復率ΔWD2を前出の(
3)式に対応する下式から求める。
ΔWD2二f5(Wl、Hl、DE2.Tw、Td、K
p)・・・(10)DE2:第2スタンドのエツジヤ−
ロールの直径 上記で求めたΔwH2およびΔWD2は演算器6に入力
され演算器6は前出の(5)式に対応する下式から第2
スタンドのエツジヤ−ロールの開度wE2ヲ演算する。
W2:第2スタンド出側の目標幅 演算器6により求めた第2スタンドのエツジヤ−ロール
の開度wE2はエツジヤ−ロール開度制御装置8に設定
される。
以上の動作を一定周期あるいは圧延材の一定長さ毎に繰
り返す。
また本実施例では第2スタンド出側に板幅計32を設け
て第2スタンド出側の幅を測定し、この測定値W2′に
もとづき演算器7で(9)式および(10)式のなかの
係数を動的に修正することができるようにしである(こ
の詳細についての説明は省略する)。
なお上述の実施例は第2スタンドに到来する圧延材の幅
および厚さを第1スタンドにおける圧延時のロール開度
、圧延力等の検出値から算出する方式としたものである
が、この幅および厚さは幅計や厚さ計で実測する方式と
してもよく、また第1スタンドも制御圧延機とする場合
は第1スタンドの入側幅、厚さとして圧延素材(鋼片)
の幅。
厚さをそのまま用いて上述の第2スタンドに対すると同
様の操作を行なえばよい。
また更に後続のスタンド(第3スタンド以降)について
もエツジヤ−ロールの開度制御を行なう場合は上述の第
2スタンドに対すると同様の操作を後続スタンドに対し
ても行なえばよい。
また第3図において演算器2〜7(同図点線で囲んだM
の部分)は計算機に置換してもよい。
さらに本発明はホットストリップミルの粗圧延機に限ら
ずエツジヤ−ロールと水平ロールとからなる圧延機であ
れば厚板ミルのような可逆式圧延機にも応用できるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は圧延による幅の変化を説明するための平面図、
第2図は圧延における圧延材の断面形状の変化を示す図
、第3図は本発明の実施例における制御系を示すブロッ
ク図、第4図は圧延材の幅方向温度分布の例を示す図、
第5図はエツジ部温度とドツグボーン回復率および幅拡
がり係数との関係の1例を示す図である。 1:設定器、2〜7:演算器、8:エツジヤ−ロール開
度制御装置、10,20:圧延スタンド、11.21:
エツジヤ−ロール、12,22:水平ロール、13.1
5:ロール開度検出器、14゜16:圧延力検出器、3
1:温度計、32:板幅計、P:圧延材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 エツジヤ−ロールと水平ロールとからなる圧延機の
    熱間圧延において、圧延機入側の圧延材の両エツジ部の
    温度を測定し、該温度測定値と該圧延材の幅および厚さ
    とを含むドツグボーン回復率の算出式ならびに幅拡がり
    係数の算出式を用いて前記圧延材の水平ロール圧下時の
    ドツグボーン回復率ならびに幅拡がり係数を予測算出し
    、該算出値を用いて圧延機出側の圧延材の目標幅を得る
    ためのエツジヤ−ロール開度を算出し、該算出値に基づ
    いてエツジヤ−ロールの開度な予測制御することを特徴
    とする熱間圧延機の板幅制御方法。
JP54130149A 1979-10-09 1979-10-09 熱間圧延機の板幅制御方法 Expired JPS5923882B2 (ja)

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