JPS6289510A - 板圧延におけるキヤンバ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、板圧延におけるキャンバ制御方法、具体的に
は被圧延材のキャンバとウェッジを同時に修正する方法
に関するものである。

（従来の技術） 一般に板圧延においては、しばしば圧延機及び被圧延材
の作業側と駆動側（以下、この両側を総称して左右とい
う。）についての種々の非対称が起因して、被圧延材に
キャンバが生じることがある。

これは、左右圧下位置差、左右入側板厚差、左右板温度
差、左右ミル剛性差及び板中心とミル中心とのずれなど
の要因が複合して左右圧下率差を生じ、被圧延材にキャ
ンバが発生するのである。

このようなキャンバが厚板圧延において生じると歩留り
低下の原因となり、またホットストリップミルの粗圧延
で生じると、仕上圧延時の先端面がりによる通板不良や
、尾端筑後は時の蛇行による絞り込み等の圧延トラブル
の原因となる。

このような場合、作業者が被圧延材のキャンバを目視観
察し、圧延機の左右圧下位置を手動で修正することによ
ってキャンバを制御することが可能であるが、キャンバ
に対する定量的な把握ができず、また圧下位置修正量も
必ずしも最適値とはならないため、確実な制御がなされ
ない′場合が多い。そこで、従来よりキャンバを制御す
るために種々の方法が提案されている。例えば、刻々の
左右圧延荷重差を検出し、レベリングを制御してキャン
バの発生を防止する方法や、前パスでのキャンバを実測
して圧下位置を調整し、次のパスでキャンバを修正する
方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前者は一旦発生したキャンバを修正出来
ず、後者はキャンバは修正できてもウェッジが残るため
、続く圧延パスあるいは次工程で圧延加工を行う場合に
再びキャンバが発生するという問題点を有している。

本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたもので、被圧
延材のキャンバとウェッジを同時に修正可能で、次圧延
工程においてキャンバが再発する等のトラブルが解消さ
れ、高い歩留りを達成しうる板圧延におけるキャンバ制
御方法を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため、本発明は、少なくとら２つ
の最終板圧延パスを除く任意の第ｉパスにて推定又は実
測により求めた当該第ｉパス通過後の被圧延材のキャン
バ量とウェッジ量及び後続のパススケジュールに基づい
て、後続する少なくとも第ｉ＋２バス以降のキャンバ量
及びウェッジ量を零とするための第ｉ＋１バス通過後の
目標キャンバ量及び目標ウェッジ量を推定し、この目標
ウェッジ量から第ｉ＋１パス以降における圧延機の作業
側と駆動側の圧下位置差の修正量を求め、この圧下位置
差の修正量に応じて前記両側の圧下位置を設定し、後続
する第ｉ＋１パス以降の圧延を行うものである。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を第１図に示すフローヂャート
に従って説明する。

まず任意の第ｉパスの圧延において、ステップ１として
、左右圧延荷重差Ｐｄｆｉを圧延中２以上の任意の時点
で測定し、測定時点の時間間隔とその間での左右圧延荷
重差の変化量δＰｄｆｉを求める。なお、添え字ｄｆは
左右の差を表し、駆動側に蛇行する方向を正とする。

次にステップ２として、この時間間隔と左右圧延荷重差
の変化量δＰｄｆｉから、当該パスでの左右圧下位置差
の適性値５ｄｒｉ＊からのズレ量Δ５ｄｒｔを実験式又
は理論式により推定する。

第２図は左右圧下位置差のズレ量ΔＳｄｆとある時間間
隔での左右圧延荷重差の変化量δＰｄｆの関係をアルミ
ニウム板を用いた実験で求めたものであり、両者はほぼ
比例関係にある。従って、前置てこの関係を実験により
求めておけば、δＰｄｆｉｔ、町１１つ１プ＾Ｑ　ｗｒ
ｒ　？、子弁つ斗プψしよＪマ北鴫をプまた、δＰｄｆ
ｉから理論的にΔ５ｄ４ｉを計算することらできる。左
右圧延荷重差の変化は主として被圧延材の蛇行によって
生じ、ある時刻ＡからＢの間の左右圧延荷重差がｐｄｒ
ｌからｐｃｔｒＢになり、第３図で表される蛇行量がＹ
ｌからｙ−こなったとすると、両者の関係は力とモーメ
ントのつり合いから次式で表される。

６　Ｐ　ｄｆ＝　Ｐ　ｄｆＢ−Ｐ　ｄｆＡＰ ＝丁（ｙＢ　ＶＡ）　　　　・・・■ ここで、Ｐは左右圧延荷重の和、Ｌはバックアップロー
ルの支点間距離である。蛇行量の圧延の進行に伴う変化
は次式で表される。

ｙ−丁（ｙｏ＋ｒ（Ｚ））（ｅγＸ　＋ｅ−γｘ）−ｆ
（Ｚ）　　−・・■ここで、Ｙｏは噛み込み時のオフセ
ンター量、Ｘは圧延長さ、γは圧延機の仕様及び圧延条
件から求まる定数である。「（２）は種々の左右非対称
要因の影響項であり、例えば左右非対称要因のひとつと
して左右ミル定数差Ｍｄｆを考えると、次式で表される
。

５ｄ４＝Ｓｄｒ＊＋ＡＳｄｆ ここで、Ｍは左右ミル定数の和である。■式から明らか
なように噛み込み時に被圧延材がオフセンターしていな
ければ（ｙｏ＝０）、ｆ（ｚ）−〇のとき蛇行は生じな
い。従って、蛇行を生じないための左右圧下位置差の適
正値Ｓ　ｄｒ＊は０式でｆ（ｚ）＝０とおいて求められ
る。

左右圧下位置差が適正値Ｓ　ｄｆ＊からズしているとき
、ｆ　（ｚ）は適正値からのズレ量ΔＳｄｒによって次
のように表される。

ｒ（ｚ）は他の左右非対称要因についても０式と同じく
それぞれの項の一次結合で表されるので、どのような非
対称要因についても左右圧下位置差の適正値Ｓ　ｄｆ＊
が存在し、適正値からのズレ量ΔＳｄｆがあるとき蛇行
が生じる。■式に■式から求まるＹｌ及びＶＢを代入す
ると、 −ｅ−７ＸＡ）　　　　　　　　　　　　・・・■■式
に０式を代入し、ｙ０＝０とおくと、・ΔＳｄｆ　　　
　　　　　　　　　・・・■となり、δＰｄｒとΔＳｄ
ｆが比例関係にあることがわかる。従って、δＰｄｆを
実測すれば■式を用いてΔＳｄｆを計算することができ
る。

第４図は左右圧延荷重差の変化量を実際のΔＳｄｆから
計算した値（δＰ　ｄｆ）ｃと実測値（δＰ　ｄＤ　ｙ
の関係を調べたものである。両者はほぼ比例関係にある
が、実測値のほうが計算値より若干小さい。

これを補うため修正係数を導入して、 （δＰ　ｄｒ）　Ｍ−α・（δＰ　ｄＤｃ　　　　　　
・・・■と表すことができる。ここで、αは実験によっ
て求められる修正係数である。■式と■式より、実測の
圧延荷重差の変化量（δＰ　ｄｆ）　Ｍから当該パスの
左右圧下位置差のズレ量ΔＳｄｒは次式で求めることが
できる。

・（δＰ　ｄｆ）　Ｍ　　　　　　　　　　　・・・０
次にステップ３として、左右圧下位置差のズレ量ΔＳｄ
ｆから当該パス後のウェッジ率φを推定する。ウェッジ
がワークロールの傾きにならって生じるとすれば、幾何
学的関係からウェッジｆｆ１ｈｄｆとΔＳｄｒの関係は
次式で表される。

ここで、Ｂは板幅である。ウェッジ率φを次式で定義す
る。

ここで、ｈは平均の出側板厚である。［相］式と０式よ
りΔＳｄｆとφの関係は次式で表される。

０式によって左右圧下位置差のズレ量ΔＳｄｆからウェ
ッジ率φを推定することができる。なお、０式から第ｉ
パスと第（ｉ　−１）パスの間でのΔＳｄｆの変更量と
ｈｄｆの変化量の関係は次式で求めることができる。

第５図は０式を確認するために行った実験結果であり、
ｈｄｆ＋　−ｈｄＬ−＋とＡＳｄｆ＋−ΔＳ　ｄｆ　＋
−＋は比例関係にあり、［株］式が正しいことがわかる
。ただし、この場合ウェッジを板幅端から１０ｍｍ位置
の板厚で定義しているので、図中の理論式は［株］式お
いてＢをＢ−２０としている。

次にステップ４として、ウェッジ率φからキャンバ曲率
ρを推定する。第ｉパスと第（ｉ−１）パスのウェッジ
率とキャンバ曲率の関係は、平面歪み状態を仮定すれば
次式で表される。

ここで、λ１は第ｉパスの伸び率（λｔ＝ｈｉ−ｔ／’
ｈρであり、ウェッジ率が変化しなくてもキャンバ曲率
は伸びの分だけ小さくなることがわかる。しかし実際に
は３次元変形が生じるため、ウェッジ率の変化はどキャ
ンバ曲率は変化しない。第６図はウェッジ率変化とキャ
ンバ曲率変化の関係を実験により求めたものである。両
者は板厚に拘わらずほぼ一定の比例関係にあるが、平面
歪みを仮定した場合（傾き４５°の直線）に比べて実際
のキャンバ曲率の変化は小さい。ここで、実際の両者の
比劾１則瓜ル実十直垣の碩当木ネルソバ寥（１−隊持ｒ
と定義する。第７図は圧下率ｒとキャンバ変化係数ξの
関係を実験で求めたものである。圧下率ｒが大きいほど
キャンバ変化係数ξは小さい。従って、実際のウェッジ
率変化とキャンバ曲率変化の関係は次式で表される。

従ってξ（ｒ）をあらかじめ実験によって求めておけば
、０式でρト１＝０．φト、＝０とすることによって第
五パス後のウェッジ率φｉから第五パス後のキャンバ曲
率ρ１が求められる。

次にステップ５として、ステップ３およびステップ４に
おいて推定した第五パス後のウェッジ率φＩ及びキャン
バ曲率ρＩと第（＋＋１）パス以降のパススケジュール
から、第（ｉ＋　１　）パス後のウェッジ率φｌ＋１及
びキャンバ曲率ρｉ＋１の目標値を決定する。以下、こ
の決定方法を第８図に示す制御概念図によって説明する
。

今、第五パス後のウェッジ率φ１及びキャンバ曲率ρＩ
が上記の推定によって既知とする。ここでφｉ及びρｉ
は縦軸にキャンバ曲率、横軸にウェッジ率をとった座標
上の点Ａで表される。

次に第（＋＋１）パスで、ウェッジ率及びキャンバ曲率
は０式に従って変化するが、この過程を左右均一圧下に
よりウェッジ率が変化しない成分と、左右不均一圧下に
よりウェッジ率が変化する成分に分けて考える。まずキ
ャンバ曲率が左右均一圧下ニヨリρｉカラρＩ／λｒ＋
１（りだし、λｉ＋１＝ｈ１／ｈｉ＋１）になった状態
が座標上の点Ａ°であり、左右不均一圧下によりウェッ
ジ率とキャンバ曲率がそれぞれφ１からφ、＋１に、ρ
１／λ２１＋１からρｉ＋１になった状態が点Ｂである
。即ち、点Ｂは点へ。

を通って傾きξ（ｒｉ＋１）の直線Ｑ１上の点である。

同様に第（＋＋２）パスでは、ウェッジ率及びキャンバ
曲率は点Ｂ（φ１＋１．ρ、＋１）から点Ｂ’（φｉ＋
）ρｉ＋１／λｉ”＋２）を経”ｒ点Ｃ（φＩ＋２．ρ
Ｉ＋２）ニナル。

ここで点Ｂ゛は第（ｉ＋Ｉ）パスでの点Ａ°と同様に点
Ｂの縦軸の値がｌ／λｒ＋２になる点である。点Ｂは傾
きξ（ｒｌ＋１）の直線Ｑ１上にあるから、点Ｂ。

は直線Ｑ、と横軸の交点（ρ＋＋＋＝ρｔ＋ｔ／λ＋’
＋２＝　Ｏ）を通り、傾きξ（ｒ（４４）／λ１２＋２
の直線Ｇ上にある。

一方、第（１＋２）パス後はキャンバ、ウェッジとも零
とすることが目標であるから、第（＋＋２）パス後の状
態（点Ｃ）は原点になければならない。従って、点Ｂ°
は原点を通って傾きξ（ｒｌ＋２）の直線ｅ３上にある
ことが必要である。よって目標を達成するための点Ｂ゛
は直線りと直線１２３の交点として決まり、点Ｂ°から
縦軸に平行におろした線と直線Ｉ２１の交点が目標とす
る点Ｂ、即ち第（１＋１）パス後のウェッジ率φｉ＋１
及びキャンバ曲率ρＩ＋１である。

次にステップ６として、ステップ５において決定した第
（＋＋１）パス後のウェッジ率φｉ＋ｆｆｉの目標値を
用いて、０式及び０式から得られる次式により第（＋＋
１）パスでの左右圧下位置差の修正量を求める。

Δ５ｄｒＩ＋１−Δ５ｄｆｉ＝Ｌ（ｈ＋＋１φｉ＋ｌ　
　”ｉφＩ）・・・［相］ 次にステップ７において、初期設定の左右圧下位置を”
’Ｄｉ＋１及びＳＷｉ　＋　ｌとして、第（＋＋１）パ
スにおける修正左右圧下位置ＳＤｉ＋１及びＳｊｉ＋１
を次式により求める。

−ｈ、φ１）） −ｈ、φｉ））　　　　　　　　　　　・・・Ｏそして
、０式より求めた左右圧下位置に従って圧下位置を設定
し、第（＋＋１）パスの圧延を行う。

次にステップ８として、第（＋＋１）パスと同様に第（
＋＋２）パスの左右圧下位置差の修正量を求める。ここ
で第（＋＋２）パス後のウェッジを零とするため、０式
から第（＋＋２）パスの左右下位置差のズレ量は ΔＳｄｒ、＋２＝０　　　　　　　　　　　　・・・［
株］となる。すなわち、第（＋＋２）パスではウェッジ
を零とするため、左右圧下位置差の適正値Ｓ　ｄ［＊か
らのズレ量をなくすようにして圧延する。なお、左右圧
下位置差の適正値Ｓｄ４＊は前述したように、例えば、
左右のミル定数差がある場合は０式から求めことができ
る。

なお、前記実施例では任意の第ｉパスでキャンバとウェ
ッジを検出して後続する２ノ（スでこれらを修正するよ
うにしたが、同じ原理に基づいて後続する３パス以上で
キャンバとウェッジを修正することも可能である。

また、前記実施例は特別なセンサーを必要とせず、左右
圧延荷重差の変化量からウェッジ率及びキャンバ曲率を
推定する方法であるが、センサー等により被圧延材のウ
ェッジ量及びキャンノく量を実測してウェッジ率及びキ
ャンバ曲率を算出してもよい。あるいは、ウェッジ量又
はキャンノく量のいずれか一方を実測して、他方は前記
０式によって推定することも可能である。

次に、本発明に係るキャンバ制御方法を下記仕様の熱延
粗ミルに適用した場合の実施例について説明する。

バックアップロール寸法：　１４３０’ｍｍｍｍＸ２１
３４Ｑワークロール寸法：　　　　　１Ｇ７Ｇ’ｍｍＸ
２１８６’ｍｍバックアップロール支点間距離：３１５
０ｍｍミル定敗：　　　　　　　　　３８０　ＴｏＮ／
＋ｎｍ上記仕様の祖ミルの第２スタンドにおいて、厚さ
１２０ｍｍ、幅１２１４ｍｍのバーを本発明に係る方法
を適用して３パスで厚さ３０ｍｍに圧延した。　　　　
　−圧下スケジュールは１２０ｍｍ−＞７５ｎ＋ｍ−＋
４５１１１１１１４３０顛である。第９図は各パスのウ
ェッジ率とキャンバ曲率であり、以下本図に基づいて説
明を行なう。

粗ミル第１スタンド出側でのキャンバ曲率及びウェッジ
率はほぼ零であったが、第１パスの圧延を行なったとこ
ろ、キャンバが発生し、この時の左右圧延荷重差の変化
量は圧延開始から終了まで約１２０　ｔｏｎであった。

この左右圧延荷重差の変化量からキャンバ曲率ρ１及び
ウェッジ率φ１を推定すると図中に示すように、ρ、＝
ｔ、ｏｘｔｏ″″＠（１ノ＋ｎｍ）、φｔ＝２．０Ｘｌ
Ｏ−”（１７ｍｍ）となった。また本発明に係る方法に
従って計算を行なえば第２パス後の目標キャンバ曲率ρ
、及び目標ウェッジ率φ、は図中に示すようにρｘ＝　
　１．　Ｏｘ　ｌ　Ｏ−”（１ノｍｍ）　、　φｔ＝　
　１．　ＯＸ　Ｉ　Ｏ−’（１７ｍｍ）となり、目標を
達成するための左右圧下位置差の修正量は−０゜６１部
となった。この左右圧下位置差に従って左右圧下位置を
設定して第２パスの圧延を行ない、逆キャンバを発生さ
せた。続いて左右圧下位置差が零となるように圧下位置
を設定して第３　ｔ＜スの圧延を行なったところ、キャ
ンバ、ウェッジともほぼ零のラフバーが得られた。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、キャ
ンバとウェッジを同時に修正することができ、歩留りの
向上および当該工程と次工程の圧延トラブルを著しく減
少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るキャンバ制御方法のフローチャー
ト、第２図は左右圧下位置差と左右圧延荷重差の変化量
の関係図、第３図は蛇行量の説明図、第４図は左右圧延
荷重差の変化量の計算値と実測値の関係図、第５図は左
右圧下位置差の修正量とウェッジの変化量の関係図、第
６図はウエツ圧下率とキャンバ変化係数の関係図、第８
図は本発明に係るキャンバ制御方法の概念図、第９図は
熱延祖ミルでの本発明の実施例である。 特　許　出　願　人　　株式会社神戸製鋼所代　理　人
　弁理士　　前出　葆　ほか２名第１図　　　　　　　
　　第２図 第８５１ｉ 第９図 第４ｔ！Ｉ Ｅｏ。 第６＠ １　　翼１σ４ さ 山 才ＥＷＡ　：　ｌｏｏ’ ａ＋　　圧“畔：３０％　　　　　　　４ｔｏｎｅ嶋 ５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＧΦ、〆′ Ｉ／〆 〆イ　°・ ２・１ｔ １．５ 第５図 １５、−− ａＳｄｆｌ−ｈＳｄずｌ−１１−１（ 第７１り！１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも２つの最終板圧延パスを除く任意の第
   ｉパスにて推定又は実測により求めた当該第ｉパス通過
   後の被圧延材のキャンバ量とウェッジ量及び後続のパス
   スケジュールに基づいて、後続する少なくとも第ｉ＋２
   パス以降のキャンバ量及びウェッジ量を零とするための
   第ｉ＋１パス通過後の目標キャンバ量及び目標ウェッジ
   量を推定し、この目標ウェッジ量から第ｉ＋１パス以降
   における圧延機の作業側と駆動側の圧下位置差の修正量
   を求め、この圧下位置差の修正量に応じて前記両側の圧
   下位置を設定し、後続する第ｉ＋１パス以降の圧延を行
   うことを特徴とする板圧延におけるキャンバ制御方法。
2. （２）前記キャンバ量とウェッジ量のうち少なくとら一
   方を、前記任意の第ｉパスの２以上の任意の時点にて計
   測した前記両側の圧延荷重差の時間的変化量に基づいて
   前記両側の圧下位置差を推定した後、この圧下位置差に
   基づいて推定することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の板圧延におけるキャンバ制御方法。