WO2002040188A1 - Depressing position setting method for rolling plate - Google Patents

Depressing position setting method for rolling plate Download PDF

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WO2002040188A1
WO2002040188A1 PCT/JP2001/010064 JP0110064W WO0240188A1 WO 2002040188 A1 WO2002040188 A1 WO 2002040188A1 JP 0110064 W JP0110064 W JP 0110064W WO 0240188 A1 WO0240188 A1 WO 0240188A1
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thrust
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reaction force
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Shigeru Ogawa
Atsushi Ishii
Akihiro Ikeda
Koichi Yamazaki
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Nippon Steel Corp
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    • B21B2269/12—Axial shifting the rolls
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/58—Roll-force control; Roll-gap control

Definitions

  • the present invention relates to a rolling position setting method for suppressing a thickness change and a thickness-to-edge change at a tip end of a rolled sheet, in particular, to improve dimensional accuracy and rollability of a material to be rolled, Things.
  • the rolled steel sheet may be subjected to rolling.
  • a thrust force is also generated between the rolling plate and the (up and down) work rolls.
  • the rolling load difference (hereinafter referred to as the rolling load difference) changes, and the amount of deformation of the rolling mill, the so-called stretch, changes. (Thickness difference), which is a cause of not only poor dimensional accuracy but also meandering trample caused by meandering and campers.
  • the method of adjusting the rolling position in consideration of this thrust force is as described above.
  • a mechanism that supports thrust force for example, the detection value of thrust reaction force (and its change) generated in the key plate of the work roll chuck, and the detection obtained by other reaction force detection means such as rolling load
  • a method of adjusting the rolling position according to the estimated thrust force value (and its change) estimated based on the value (hereinafter referred to as the rolling position control technology taking into account the measured thrust force) It is broadly classified into a method of setting the rolling position in advance based on the predicted thrust force (hereinafter referred to as a rolling position setting technology considering the predicted thrust force).
  • the prior art classified into the rolling position control technology in consideration of the actually measured thrust force (hereinafter referred to as the actually measured thrust force) is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-144511.
  • a thrust counterforce detector is installed on the support mechanism for the displacement of the work roll in the rotation axis direction, and the rolling position is adjusted according to the detection value from the detector during rolling and the detection values of the left and right rolling loads.
  • the work roll and the plate to be rolled are determined based on the detected values of the rolling loads at the upper, lower and left and right four points of the housing during rolling.
  • a method of estimating the thrust force and adjusting the rolling position according to the estimated value of the thrust force there is a method of estimating the thrust force and adjusting the rolling position according to the estimated value of the thrust force.
  • a conventional technology classified into a rolling position setting technology in consideration of a predicted thrust force hereinafter, referred to as a predicted thrust force
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-154832 discloses.
  • the thrust force generated during the next pass rolling is predicted based on the rolling performance of the previous pass and the rolling position is set in consideration of the thrust force.
  • the roll-down position control technology that takes into account the measured thrust force using various detected values (and changes thereof) during rolling involves detection ⁇ calculation (calculation of the roll-down position correction amount) ⁇ roll-down position correction.
  • a time margin (a so-called control cycle) is required for the operation.
  • the end of the plate to be rolled passes through the rolling mill between the subsequent stands of the hot finishing rolling mill. It is essentially incapable of responding to changes that occur within a short period of time, and its scope of application is limited.
  • the detected value is mixed with non-negligible disturbance. It is extremely difficult to suppress and control the thickness of the sheet tip, the thickness of the sheet, the change in edge, and the resulting meandering and campering in the threading.
  • the rolling position setting technique of setting the rolling position in consideration of the predicted thruster before the start of rolling does not essentially cause the above-described difficulty, but is disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-154832.
  • the conventional technology even if a thrust force equal to the predicted value is actually generated, it is possible to cope with the change in the thickness of the rolled sheet tip and the change in the thickness wedge due to the reasons described later. Therefore, practically sufficient effects cannot be obtained.
  • the present invention solves the above-mentioned various problems found in the prior art, and changes in the amount of mill stretch after penetration of the leading end of a plate to be rolled by thrust, and changes in the sheet thickness and the sheet thickness ledge caused by the change.
  • To provide a rolling position setting method that can improve the dimensional accuracy of the product and eliminate the trouble of passing through due to meandering and camber by accurately considering the The purpose is to: Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and the gist thereof is as follows. '
  • the rolled plate and the work roll are set at the setting of the rolling position at the rolling start time.
  • the set value is determined based on the predicted value of the thrust force between the rolling plate and the thrust force between the work roll and the work roll, and at least one or more points when the thrust reaction force is stabilized.
  • the time when the thrust reaction force is stabilized is a time when a predetermined period of time has elapsed from the start of rolling, and before the start of rolling, the rolling position is set at the rolling position at the start of rolling, and
  • the rolling position is set based on the predicted value of the thrust force, and after the start of rolling, the thrust is set. After the thrust reaction force generated at the force support point becomes stable, the predicted value of the thrust force and the measured value of Z or the thrust reaction force during rolling and the Z or the right and left rolling loads A rolling position setting method in sheet rolling, wherein the rolling position is set based on the following.
  • the point in time at which a predetermined time has elapsed from the start of rolling is defined as a point in time at least 0.2 seconds or more from the start of rolling.
  • a predetermined time determined from the above-mentioned rolling start time is determined based on the cross angle between the upper and lower work rolls and the rotation distance of the work roll surface after the rolled plate is inserted.
  • the predetermined time determined from the start of the rolling described above is determined based on the rolling results up to the previous rolling material or the previous pass.
  • the stability of thrust reaction force detected using the thrust reaction force detection means is monitored after the start of rolling, and the thrust reaction force is monitored.
  • the point at which the thrust reaction force is determined to be stable is defined as the point at which the thrust reaction force has stabilized.
  • the stability of the thrust reaction force is evaluated by the time change rate of the thrust reaction force or the value obtained by dividing the time change rate by the rotation speed of the work roll, and the time change rate or The time when the value obtained by dividing the time change rate by the rotation speed of the work roll becomes equal to or less than a predetermined value is defined as the time when it is determined that the thrust reaction force is stabilized (9). Or, the method for setting the rolling position in sheet rolling according to any one of the above (11).
  • FIG. 1 shows one embodiment of the method according to the item (1) or (2) of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a time change of a thrust reaction force and a measured value of a difference between right and left rolling loads after the tip end of the plate to be rolled was taken in devising the method of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the structure of a plate rolling mill to which the method of the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing definitions of various physical quantities used in explaining the operation of the method of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view showing one embodiment of the method according to the above mode (9).
  • the present inventors first adjusted the thrust to be constant (thrust between the work roll and the work roll and / or between the work roll and the reinforcing roll).
  • Thrust reaction force immediately after the penetration in the figure, measured with a load detector attached to the thrust bearing of the working port
  • the measured value of the difference between the left and right rolling loads in the figure, the (Shown by smoothing the vibrations caused by the impact force) changed remarkably and was found to be stable after a certain period of time.
  • the thickness and the thickness edge of the front end portion of the rolled sheet after rolling were changed substantially in accordance with the change in the actually measured value.
  • This phenomenon generally occurs, for example, between the work roll chuck and the key plate (in the case of a rolling mill having a shift device for rotating the work roll in the axial direction), the roll rotating shaft is located between the work roll chuck and the chuck device of the shift device.
  • direction Roll gaps are free-running before rolling (thrust force is zero or very small) due to the existence of an undesired gap, so-called play (hereinafter referred to as “thrust play”) and elastic (contact) deformation of the relevant portion.
  • the thrust force (or, for example, in the case of a four-high rolling mill, the thrust force between the work roll and the work roll and the combined force of the thrust force between the work roll and the reinforcing roll) after the start of rolling
  • the thrust reaction force starts to increase from the point of contact with the key plate, and the thrust is sufficient to support the movement of the roll chuck in the rotation axis direction due to the thrust force (or the resultant force). It is understood that when the reaction force is reached, the movement of the portal in the direction of the rotation axis stops, and the thrust reaction force is stabilized. It is also understood that even when the thrust force is constant, the moment acting on each roll changes due to the change in the thrust reaction force, so that the difference between the right and left rolling loads also fluctuates.
  • the change in the thrust reaction force and the difference between the left and right rolling loads after the start of rolling, and the resulting change in the plate thickness at the tip end of the rolled plate and the plate thickness edge are caused by the above-mentioned thrust in the thrust direction and the roll chuck.
  • the rolling position is set in consideration of the change after the start of the rolling in advance, that is, the rolling start time and the thrust reaction force It was concluded that it was indispensable to set the rolling position at each time individually in order to obtain the optimum rolling position at each time when the time became stable.
  • the present invention has been made based on the above findings.
  • FIG. 3 is a schematic view showing one embodiment of a plate rolling mill to which the method of the present invention is applied, taking a four-high rolling mill as an example.
  • the plate 3 to be rolled is composed of upper and lower reinforcing rolls 5a. , 5b are rolled between the upper and lower work rolls 4a, 4b.
  • the upper and lower reinforcing rolls 5a and 5b are 7a, 7b, 7c, and 7d are supported at both ends, and the upper and lower work rolls 4a and 4b are supported by work roll chicks 6a, 6b, 6c, and 6d. Both ends are supported, and the upper and lower roll shift mechanisms 10a and 10b adjust the position in the roll rotation axis direction.
  • the rolling position set value calculated by the rolling position setting computer 1 is sent to the rolling devices 2a and 2b, and the rolling position is adjusted to the set value.
  • the thrust reaction force detectors 8a and 8b and the rolling load detectors 9a, 9b, 9c and 9d are provided with the rate of change of the thrust reaction force after the start of rolling described later. (Stability).
  • the terms “upper” and “lower” mean above or below the plate to be rolled.
  • Fig. 4 is a schematic diagram showing the forces (including the reaction force and the load; the force in the direction of the arrow in the figure is assumed to be positive) and dimensions used in the following description, and the physical meaning of each symbol. The amounts are as follows:
  • T W W M M Thrust between the rolled plate and the work roll
  • T ff BT Restaurant T , T WB B Thrust force acting between work rolls and reinforcing rolls, where the superscripts indicate T: upper side, B: lower side, and so on.
  • T Thrust reaction force acting on the work roll.
  • PPP df B Difference between left and right rolling reaction force (load).
  • the difference between the left and right physical quantities is defined as [physical quantity on the working side]-[physical quantity on the driving side].
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the method shown in (1) or (2) of the present invention.
  • thrust between the plate to be rolled and the work roll and thrust between the work roll and the reinforcing roll during rolling are predicted.
  • the thrust force T WM between the plate to be rolled and the work rolls for example, a conventional technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-154832 may be used.
  • the previous pass in the case of repurse rolling
  • the thrust force during rolling of the pre-rolled material in the case of tandem rolling
  • prediction may be made using the following equation (1).
  • T ff B P red Predicted value of thrust force between work rolls and reinforcement rolls
  • T Prepare idnt Work rolls and reinforcement rolls during rolling of previous pass or front material
  • Ppred predicted value of rolling load (right and left resultant force) in a rolling pass to which the method of the present invention is applied
  • R 1 d Rolling conditions for pre-pass or pre-rolled material (eg, thickness, width, rolling reduction, etc.)
  • R new rolling conditions in a rolling pass to which the method of the present invention is applied
  • the calculation of the rolling set position at both times may be performed using, for example, the following equations ⁇ 2> to ⁇ 5>.
  • Thickness after rolling (What is the thickness at the center of the width or the average thickness in the width direction) It may be. However, in the following explanation, it is defined as the width center plate thickness).
  • h df aiffl Target value of left and right difference (thickness wedge) of the thickness after rolling.
  • the predicted value p df pr "of the left-right difference in the surface pressure between the rolled plate and the working opening may be calculated based on, for example, the left-right temperature difference of the rolled plate, the thickness before rolling, and the edge.
  • the rolling setting position S 1 calculated at the start of rolling, which was calculated using the rolling position setting computer 1 in accordance with the formulas 2> and ⁇ 3> as described above, is sent to the rolling devices 2a and 2b. Prior to the start of rolling, the rolling position is adjusted to the set position, and rolling is started. As described above, the thrust reaction force starts to change after the start of rolling, and transitions to a stable state. For example, when it is determined that the thrust reaction force is stabilized by the method described later, the rolling position setting calculator 1 stabilizes the stored thrust reaction force according to the equations 4> and ⁇ 5> as described above.
  • the current reduction setting positions S 2 and S df 2 are sent to the reduction devices 2 a and 2 b, and the reduction positions are corrected to the corresponding setting positions.
  • the influence term of P red may be omitted.
  • the thrust force between the work plate and the work roll and the thrust force between the work roll and the reinforcing roll T WB can be individually predicted both at the start of rolling and when the thrust reaction force is stabilized.
  • the predicted value of thrust between the rolled plate and the work roll at the start of rolling is ⁇ WM red - 1 and the supplementary value of the work roll.
  • the predicted value of thrust toka between strong rolls ⁇ " -1 the ⁇ 4> equation
  • the predicted value T of the thrust force between the rolled plate and the work roll and the predicted value T of the thrust force between the work roll and the reinforcing roll when the thrust reaction force becomes stable are calculated. It may be used to calculate the rolling reduction position at both times.
  • a predicted value of the inter-roll thrust force defined for each roll-to-roll contact interface can be obtained.
  • the following formulas (2-1) to (5-—) may be used.
  • ⁇ S (P) Mill stretch amount (defined at the center of the sheet width) when the rolling load (right and left resultant force) is P,
  • ⁇ S ff (P) The amount of change in the working roll opening (defined by the widthwise edge position on the working side of the plate to be rolled) when the rolling load acting on the working reinforcing roll support point is P,
  • ⁇ S D (P) The amount of change in the drive roll opening (defined by the widthwise edge position of the drive side of the plate to be rolled) when the rolling load acting on the drive side reinforcing roll support point is P,
  • C w (P) The tangent slope (compliance) of AS ff (P) when the rolling load acting on the working side reinforcing roll support point is P,
  • the stability of the thrust reaction force may be determined to be stable when a predetermined period of time has elapsed from the start of rolling. At that time, in order to avoid the influence of the impact force due to the penetration of the end of the plate to be rolled and the effect of the response time of the rolling devices 2a and 2b, at least 0.2 seconds have elapsed since the start of rolling. In the case of a normal plate rolling mill, if it is less than 0.2 seconds, it is highly likely that the rolling load / thrust reaction force fluctuates significantly due to the impact force and the response time of the rolling device. If the method described in 5) is applied, the setting of the rolling position will fluctuate extremely and the risk of passing troubles will increase.
  • the time required for the last reaction force to stabilize is expected to be approximately proportional to the relative (rolling) sliding distance between the plate to be rolled and the work roll after the start of rolling in the direction of the roll rotation axis.
  • the cross angle that is, the relative slip angle 0 slip X 2 between the rolled plate and the work roll
  • L the speed of the work roll peripheral speed from the start of rolling.
  • the rolling mill used has a thrust reaction force detecting means, for example, the work rolls 4a and 4b and the roll shift mechanisms 10a and 10b as shown in the rolling mill schematically shown in FIG.
  • the thrust reaction force detectors 8a and 8b are provided between the two, the method described in the item (9) of the present invention is applied (see FIG. 5), for example, as an index of stability.
  • the time change rate (change rate) of the measured values of the thrust reaction detectors 8a and 8b after the start of rolling is monitored, and when the absolute value of the change rate becomes equal to or smaller than a predetermined small value, the thrust is started.
  • the reaction force may be determined to be stable.
  • d (T w (t)) / dt is the rate of change of the thrust reaction force over time at the current time.
  • the above-mentioned measured value of the thrust reaction and the temporal change rate of the difference between the left and right rolling loads from the start of rolling are the temporal change rates of the relative sliding distance between the plate to be rolled and the work roll in the roll rotation axis direction, that is, If the roll rotation speed changes after the start of rolling because it seems to depend on the relative slip speed, the value obtained by dividing the time change rate of the thrust reaction force or the rolling load difference by the roll rotation speed may be used. Also, for example,
  • the thrust reaction force detector and / or rolling load detector must be at the upper and lower sides. placed in both thrust preparative anti mosquitoes when determining the stability of the thrust preparative reaction force T w and based on the detected values of both (e.g., the upper, both of the lower test detection value satisfies the above conditions It is preferable to determine that T w is stable), but only one of the upper and lower sides It may be detection.
  • both the thrust counterforce detector and the rolling load detector may be arranged on the upper and / or lower sides, and different detectors are used for the upper and lower sides (for example, the lower side is a rolling load detector, the upper side is a rolling load detector).
  • Thrust reaction force detector may be arranged.
  • thrust reaction force detectors may be provided for some or all of the intermediate stall group located between the work stall and the reinforcing stall.
  • the thrust reaction force detection means only needs to be sufficient to judge the above-mentioned rate of change of the detection value, and it is not necessary to use a detection device having excellent absolute value accuracy and resolution like a so-called load cell.
  • the rolling position may be adjusted based on the value measured by the detector. For example, in this case, after the thrust reaction force becomes stable, it is considered that the moment condition equation described in Equation 8 above is satisfied, and the measured value of the left and right rolling load difference is calculated by the same equation.
  • the predicted value of the thrust force between the rolled sheet and the work port in the right side of the equation T WM pred or the predicted value of the thrust force at the contact interface between the work roll and the reinforcing roll T it can be obtained as estimated values of either one of the WB P r ed (left-right difference of the surface pressure between the work port Lumpur and the rolled plate predictors P df P l: using ed).
  • the estimated thrust force based on this measured value is
  • the so-called pattern control method in which the rolling position between the two points is smoothly changed using a function with the predetermined elapsed time as an independent variable,
  • the rolling reduction position is set based on the predicted value before rolling, and then calculated from the above-mentioned moment-by-moment measurement values (or the estimated thrust force calculated from the measurement values).
  • a well-known control method such as a so-called operation amount acceleration / deceleration process for gradually shifting to the roll-down position can be used for adjusting the roll-down position in the present invention.
  • the present invention is applied to the calculation of the left and right difference S 1 and S df 2 of the reduction setting position (Eq. ⁇ 3> above).
  • 3 ⁇ > Equation and Equation 5> Equation 5 ⁇ ] ⁇ Calculation using Equation>) may be performed only for the rolling position adjustment.
  • the calculation of the left and right average values S 1 and S 2 of the rolling reduction position may be performed by a conventionally used formula, for example, by the following formula 10>.
  • a so-called learning technique is applied to the method of the present invention, and a pre-pass or pre-rolled material is used. For example, based on the rolling results up to, for example, the learning terms S lr , S l rn " 2 , Sdf"" -1 and S df lrn " 2 of the rolling reduction position are calculated, and this is taken into account (for example, ⁇ 2> expression ⁇ ⁇ 5> expression, ...
  • the reduction setting position may be calculated (by adding each learning term corresponding to the right side of the expression 5 ⁇ m>).
  • T WM pr ed ⁇ ( ⁇ ) P t pred rather than 11>
  • T WB pr ed ⁇ p r ed rather 12>
  • alpha (theta) is a coefficient term determined for each cross angle 0, was identified from the rolling track record data for advance various cross angle.
  • the method described in paragraph (12) of the present invention was used, and the values measured by the left and right rolling load detectors installed on the upper side were used as described in ⁇ 9.
  • the estimated value of the change in thrust reaction force is calculated by substituting into equation 9_ ⁇ > derived from the equation below, and the time change rate of the estimated value is divided by the rotational speed of the working port ( The absolute value was determined to be stable when the various rolling performance data became equal to or less than the predetermined judgment value.
  • the dimensional accuracy of the rolled sheet is dramatically improved by suppressing the change in the sheet thickness and the change in the sheet thickness margin, particularly at the end of the rolled sheet, during the rolling. And the threading performance can be improved as much as possible.

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Description

明 細 書 板圧延における圧下位置設定方法 技術分野
本発明は、 板圧延中の、 特に、 被圧延板先端の板厚変化および板 厚ゥエッジ変化を抑制し、 被圧延材の寸法精度、 通板性を向上させ るための圧下位置設定方法に関する,ものである。 背景技術
通常、 板圧延機内のロールチヨ ック とハウジングとの間には、 有 意な間隙、 いわゆるガタが存在するため、 例えば 4段圧延機の場合 、 互いに接する作業ロールと補強ロール間に微小クロス （水平面上 に投影した作業口ール回転軸と補強口ール回転軸の微小な交差） が 発生し、 当該ロール間にロール回転軸方向の力、 すなわちスラス ト 力が生じることがある。 また、 いわゆるロールク ロス圧延機のよ う に、 上下作業ロール間にクロス角 （水平面上に投影した上下作業口 ール回転軸間の交差角） を意図的に与えて圧延する場合には、 被圧 延板と （上下） 作業ロール間にもスラス ト力が発生する。 このよ う にスラス ト力が生じた場合、 各ロールに対し余分なモーメントが加 わり、 口ール間の接触圧の幅方向分布や圧延機の作業側および駆動 側 （以下、 左右と称する） の圧延荷重の差 （以下、 圧延荷重差と称 する） が変化し、 圧延機の変形量、 いわゆるス ト レッチ量が変化す るため、 圧延後の板厚や板厚ゥエッジ量 （左右の板厚差） の変化が 生じ、 寸法精度不良のみならず、 蛇行、 キャ ンパーの発生などに起 因した通板トラプルの一因となっている。
このスラス ト力を考慮した圧下位置の調整方法としては、 上述の スラス ト力を支持する機構、 例えば作業ロールチヨ ックのキーパプ レー トに生じるスラス ト反力の検出値 （およびその変化） や、 圧延 荷重等、 他の反力検出手段によ り得られた検出値に基づき推定され たスラス ト力の推定値 （およびその変化） に応じて圧下位置を調整 する方法 （以下、 実測したスラス ト力を考慮した圧下位置制御技術 と称する） と、 圧延開始前に予測したスラス ト力に基づき、 予め圧 下位置を設定する方法 （以下、 予測したスラス ト力を考慮した圧下 位置設定技術と称する） に大別される。
上述の実測したスラス ト力 （以下実測スラス ト力と称する） を考 慮した圧下位置制御技術に分類される従来技術と レては、 例えば、 特開昭 59— 144511号公報に開示されているように、 作業ロールの回 転軸方向変位の支持機構にスラス ト反カ検出器を設置し、 圧延中の 当該検出器からの検出値と左右の圧延荷重検出値に応じて圧下位置 を調整する方法や、 あるいは、 特開昭 58—218302号公報に開示され ているよ うに、 圧延中のハウジングの上部、 下部および左右の 4箇 所の圧延荷重検出値に基づき作業ロールと被圧延板間のスラス ト力 を推定し、 当該スラス ト力の推定値に応じて圧下位置を調整する方 法がある。 また、 予測したスラス ト力 （以下、 予測スラス ト力と称 す） を考慮した圧下位置設定技術に分類される従来技術と しては、 例えば、 特開平 6 — 154832号公報に開示されているよ うに、 前パス の圧延実績等に基づき次パス圧延中に生じるスラス ト力を予測し、 これを考慮して圧下位置の設定を行う方法がある。
上述した従来技術の内、 圧延中の各種検出値 （およびその変化） を用いる、 実測スラス ト力を考慮した圧下位置制御技術では、 検出 →演算 （圧下位置修正量の計算） →圧下位置修正を行うための時間 的余裕 （いわゆる制御周期） が必要であり、 例えば、 熱間仕上げ圧 延ミルの後段スタ ンド間を被圧延板先端が圧延機を通過する、 極め て短い時間内で生じる変化に対しては本質的に対応できず、 適用範 囲が限られる。 また、 一般には、 被圧延板先端が圧延機に嚙み込む 際には衝撃力に起因した圧延荷重の顕著な振動などが発生し、 検出 値に無視し得ない外乱が混入するため、 被圧延板先端の板厚、 板厚 ゥエッジ変化、 およびこれに起因した通板中の蛇行、 キャンパーの 発生を抑制、 制御することは極めて困難である。
一方、 圧延開始前に予測スラス トカを考慮して圧下位置を設定す る圧下位置設定技術では、 上述の困難さは本質的に生じないが、 前 述した特開平 6—154832号公報に開示されている従来技術では、 た とえ予測値と同値のスラス ト力が実際に生じた場合でも、 後述する 理由によ り発生する被圧延板先端の板厚、 板厚ゥェッジの変化には 対応できず、 実用上十分な効果を得ることはできない。
本発明は、 上記した従来技術に見られる種々の問題を解消し、 ス ラス トカによる被圧延板先端嚙み込み後のミルス ト レツチ量の変化 およびこれに起因する板厚、 板厚ゥュッジの変化を正確に考慮し、 圧下設定位置に反映することで、 製品の寸法精度を向上し、 かつ蛇 行、 キャ ンバーの発生に起因した通板トラブルを解消させ得る、 圧 下位置設定方法を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 前記の目的を達成するためになされたものであり、 そ の要旨とするところは、 以下のとおりである。 '
( 1 ) 圧延開始前に圧延中に生じる被圧延板と作業ロール間のス ラス トカを予測し、 当該スラス ト力の予想値に基づいて圧延実行時 の圧下位置設定を行うに際して、 圧延開始時点および当該ス ラス ト 力の支持点に生じるスラス ト反力が安定した時点の、 両時点での圧 下位置を個別に設定することを特徴とする、 板圧延における圧下位 置設定方法。
( 2 ) 4段以上の多段圧延機を用いた板圧延方法において、 圧延 開始前に圧延中に生じる被圧延板と作業ロール間のスラス トカおよ び Zまたは少なく とも 1箇所以上の口ール間接触界面でのスラス ト 力を予測し、 当該スラス ト力の予測値に基づいて圧延実行時の圧下 位置設定を行うに際して、 圧延開始時点および当該スラス ト力の支 持点に生じるス ラス ト反力が安定した時点の、 両時点での圧下位置 を個別に設定することを特徴とする板圧延における圧下位置設定方 法。
( 3 ) 前記の圧延開始時点およびスラス ト反力が安定した時点の 、 両時点での圧下位置を個別に設定するに際して、 圧延開始時点で の圧下位置の設定においては、 被圧延板と作業ロール間のスラス ト 力の予測値に基づき設定値を定め、 ス ラス ト反力が安定した時点で の圧下位置の設定においては、 被圧延板と作業ロール間のスラス ト 力および少なく とも 1箇所以上の口ール間接触界面でのスラス ト力 の予測値に基づき設定値を定めることを特徴とする （ 2 ) 項に記载 の板圧延における圧下位置設定方法。
( 4 ) 前記のスラス ト反力が安定した時点を、 圧延開始時点から 予め定めた所定の時間を経過した時点とし、 圧延開始前には、 前記 圧延開始時点での圧下位置に設定し、 圧延開始から当該所定の時間 を経過した時点で前記スラス ト反力が安定した時点での圧下位置に 再設定することを特徴とする、 （ 1 ) 項〜 （ 3 ) 項の何れか 1項に 記載の板圧延における圧下位置設定方法。
( 5 ) 圧延開始前に圧延中に生じる被圧延板と作業ロール間のス ラス トカおよび/または少なく とも 1箇所以上のロール間接触界面 でのスラス ト力を予測し、 圧延開始時点では、 当該スラス ト力の予 測値に基づいて圧下位置の設定を行い、 圧延開始後に当該ス ラス ト 力の支持点に生じるスラス ト反力が安定した時点以降は、 当該スラ ス ト力の予測値、 および Zもしくは、 圧延中の当該ス ラス ト反力お よび Zもしくは左右の圧延荷重の測定値に基づき圧下位置を設定す ることを特徴とする板圧延における圧下位置設定方法。
( 6 ) 前記の圧延開始時点から予め定めた所定の時間を経過した 時点を、 圧延開始から少なく とも 0.2秒以上経過した時点とするこ とを特徴とする （ 4 ) 項もしく は （ 5 ) 項のいずれかに記載の板圧 延における圧下位置設定方法。
( 7 ) 前記の圧延開始時点から予め定めた所定の時間を、 上下作 業ロール間のクロス角度および被圧延板嚙み込み後の作業ロール表 面の回転距離に基づき定めることを特徴とする （ 4 ) 項〜 （ 6 ) 項 の何れか 1項に記載の板圧延における圧下位置設定方法。
( 8 ) 前記の圧延開始時点から予め定めた所定の時間を、 前圧延 材もしく は前パスまでの圧延実績に基づき定めることを特徴とする
( 4 ) 項〜 （ 7 ) 項の何れか 1項に記載の板圧延における圧下位置 設定方法。
( 9 ) ス ラス ト反力の検出手段を有する圧延機において、 圧延開 始後に当該スラス ト反力の検出手段を用いて検出されるスラス ト反 力の安定度を監視し、 スラス ト反力が安定したと判定された時点を 前記スラス ト反力が安定した時点とすることを特徴とする （ 1 ) 項 〜 （ 3 ) 項もしく は （ 5 ) 項の何れか 1項に記載の板圧延における 圧下位置設定方法。
(10) 左右独立の圧延荷重検出手段を上側および/もしく は下側 に有する圧延機において、 圧延開始後に当該圧延荷重検出手段の検 出値から演算される上側および もしくは下側の左右の圧延荷重差 の安定度を監視し、 当該圧延荷重差が安定したと判定された時点を 前記スラス ト反力が安定した時点とすることを特徴とする （ 1 ) 項 〜 （ 3 ) 項もしく は （ 5 ) 項の何れか 1項に記載の板圧延における 圧下位置設定方法。
(11) スラス ト反力の検出手段および左右独立の圧延荷重検出手 段を有する圧延機において、 圧延開始後に当該スラス ト反力の検出 手段を用いて検出されるスラス ト反力の安定度および当該圧延荷重 検出手段の検出値から演算される左右の圧延荷重差の安定度を監視 し、 当該スラス ト反力および当該圧延荷重差の双方が安定したと判 定された時点を前記ス ラス ト反力が安定した時点とすることを特徴 とする （ 1 ) 項〜 （ 3 ) 項もしく は （ 5 ) 項の何れか 1項に記載の 板圧延における圧下位置設定方法。
(12) 前記ス ラス ト反力の安定度を、 当該スラス ト反力の時間変 化率もしく は当該時間変化率を作業ロールの回転速度で除した値で 評価し、 当該時間変化率もしくは当該時間変化率を作業ロールの回 転速度で除した値が予め定めた数値以下となった時点を前記スラス ト反力が安定したと判定された時点とすることを特徴とする （ 9 ) 項もしくは （11) 項の何れかに記載の板圧延における圧下位置設定 方法。
(13) 前記左右の圧延荷重差の安定度を、 当該圧延荷重差の時間 変化率もしくは当該時間変化率を作業ロールの回転速度で除した値 で評価し、 当該時間変化率もしくは当該時間変化率を作業ロールの 回転速度で除した値が予め定めた数値以下となつた時点を前記圧延 荷重差が安定したと判定された時点とすることを特徴とする （10) 項もしく は （11) 項の何れかに記載の板圧延における圧下位置設定 方法。 図面の簡単な説明
図 1 は、 本発明の （ 1 ) 項もしくは （ 2 ) 項の方法の一実施形態 を示す模式図である。
図 2は、 本発明の方法を考案するに際して採取された、 被圧延板 先端嚙み込み後のスラス ト反力および左右の圧延荷重差の実測値の 時間変化の一例を示した図である。
図 3は、 本発明の方法を適用する板圧延機の構造の一例を示す模 式図である。
図 4は、 本発明の方法の作用を説明する際に用いられる種々の物 理量の定義を示す模式図である。
図 5は、 本発明の （ 9 ) 項の方法の一実施形態を示す模式図であ る。 発明を実施するための最良の形態
本発明者らは、 綿密な調査分析および検討の結果、 先ず、 一定の スラス ト力 （被圧延板と作業ロール間および/もしく は作業ロール と補強ロール間のスラス ト力） となるよう調整 （例えば、 上下作業 ロール間のク口ス角および もしく は作業ロールと補強ロール間の 微小ク ロス角を厳密に調整） した場合でも、 一例を図 2に示すよ う に、 被圧延板先端嚙み込み直後のスラス ト反力 （同図では、 作業口 一ルのスラス ト軸受けに取り付けた荷重検出器で測定） および左右 の圧延荷重差の実測値 （同図では、 嚙み込み時の衝撃力に伴う振動 などを平滑化して表示） は、 顕著に変化し、 ある時間を経過した後 に安定することを知見した。 また、 ほぼこの実測値の変化に倣い、 圧延後の被圧延板先端部分の板厚および板厚ゥェッジが変化してい ることも確認した。
この現象は、 一般に、 例えば作業ロールチヨ ック とキーパプレー ト （作業ロールの回転軸方向シフ ト装置を有する圧延機の場合は、 該シフ ト装置のチヨ ック支持部位） の間にはロール回転軸方向の有 意な間隙、 いわゆるガタ （以下、 スラス ト方向ガタと称す） や当該 部位の弾性 （接触） 変形が存在するため、 ロールチヨ ックは、 圧延 前の空転時 （スラス ト力は零もしく は微小） の位置から、 圧延開始 後にスラス ト力 （もしく は、 例えば 4段圧延機の場合、 被圧延板と 作業ロール間スラス ト力および作業ロールと補強ロール間スラス ト 力の合力） の作用する方向に移動を始め、 キーパプレー ト との接触 時点からスラス ト反力が増加を開始し、 該スラス ト力 （もしくはそ の合力） によるロールチヨ ッ クの回転軸方向移動を支持するに十分 なスラス ト反力に到達した時点で口ールの回転軸方向移動が停止し 、 スラス ト反力が安定するものと理解される。 また、 該スラス ト力 が一定の場合でも、 該スラス ト反力の変化により各ロールへ作用す るモーメ ン トが変化するため、 左右の圧延荷重差も変動したものと 理解される。 即ち、 圧延開始後のスラス ト反力や左右の圧延荷重差 の変化、 およびこれらに起因する被圧延板先端の板厚、 板厚ゥ ッ ジの変動は、 上記のスラス ト方向ガタゃロールチヨ ックの回転軸方 向支持部の弾性変形が存在する限り、 本質的に生じるものであり、 当該圧延開始後の変化を予め考慮した圧下位置の設定、 即ち、 圧延 開始時点およびス ラス ト反力が安定した時点の、 各々の時点での最 適な圧下位置とするべく、 両時点での圧下位置を個別に設定するこ とが不可欠であることを結論した。
本発明は上記の知見に基づき為されたものである。
以下に添付の図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に 説明する。
図 3は、 本発明の方法の実施対象となる板圧延機の一形態を、 4 段圧延機を例と して示した模式図であり、 被圧延板 3は、 上下の補 強ロール 5 a， 5 bで支持された上下の作業ロール 4 a , 4 bの間 で圧延される。 上下の補強ロール 5 a， 5 bは、 補強ロールチヨ ッ ク 7 a， 7 b , 7 c , 7 dでその両端を支持されており、 上下の作 業ロール 4 a， 4 bは、 作業ロールチヨ ック 6 a， 6 b , 6 c , 6 dでその両端を支持され、 かつ上下のロールシフ ト機構 1 0 a， 1 0 bでロール回転軸方向の位置調整がなされる。 圧下位置設定計算 機 1で計算された圧下位置設定値は、 圧下装置 2 a , 2 bに送られ 、 当該設定値に圧下位置が調整される。 スラス ト反力検出器 8 a， 8 bおよび圧延荷重検出器 9 a， 9 b , 9 c , 9 dは、 本発明の方 法においては、 後述する圧延開始後のスラス ト反力の変化率 （安定 度） の判定に用いられる。 なお、 本発明において上側、 下側とは、 被圧延板より上方あるいは下方を意味する。 また、 図 4は、 以下の 説明で用いる力 （反力、 荷重を含む。 図中の矢印方向の力を正とす る） および寸法を示した模式図であり、 各々の記号の意味する物理 量は下記の通りである。
TW WM M ： 被圧延板と作業ロール間に作用するスラス トカ
T ff B T„T， TWB B ： 作業ロールと補強ロール間に作用するスラ ス ト力。 ここで、 上付添え字は、 T ： 上側 、 B ： 下側を表す。 以下も同様。
1 W， T ： 作業ロールに作用するスラス ト反力。
τΒ， TB T， T ： 補強ロールに作用するスラス ト反力。
ί ， pD， PD T, P ， PD B ： 補強ロール支持点に作用す る圧延反力 （圧延荷重） 。 ここで下付添え字は、 W： 作業側、 D ： 駆動側を表す
P P Pd f B ： 左右の圧延反力 （荷重） 差。
(例えば、 Pd f T = Pff T- PD T, ) h 11 B hB B ： 補強ロールに作用するスラス ト反力の作用点 位置と、 作業ロールと補強ロール間に作用す
るスラス ト力の作用点位置との距離。
また、 以下では、 物理量の左右差を 〔作業側の物理量〕 一 〔駆動 側の物理量〕 と して定義する。
図 1 は、 本発明の （ 1 ) 項もしく は （ 2 ) 項に示した方法の一実 施形態を示す模式図である。 圧延開始前に、 先ず、 圧延中に生じる 被圧延板と作業ロール間のスラス トカおよびノもしくは作業ロール と補強ロール間のスラス トカを予測する。 被圧延板と作業ロール間 のスラス ト力 TWMの予測については、 例えば、 特開平 6— 154832号 公報に開示されている従来技術を用いればよい。 また、 作業ロール と捕強ロール間のスラス ト力 TWBの予測については、 例えば、 特開 平 10— 263656号公報に開示されている従来技術を用いて前パス （リ パース圧延の場合） もしく は前圧延材 （タンデム圧延の場合） を圧 延中の当該スラス ト力を同定し、 当該同定値に基づき、 例えば、 下 記の （ 1 ) 式を用いて予測すればよい。
T P r e d一 -p ( '- i d n t τ m e a s p p r e d
W B 一 1 " l ^ 丄 W B ' r t ·> r t
R0 l d , R n e w ? D， K) < 1 > 伹し、
Tff B P r e d ： 作業ロールと補強ロール間のスラス ト力の予測値、 T„i dnt ： 前パスもしく は前材を圧延中の作業ロールと補強ロー
ル間のスラス ト力の同定値、
： 前パスもしく は前圧延材を圧延中の圧延荷重 （左右合 力） の実績値、
P p r e d ： 本発明の方法を適用する圧延パスでの圧延荷重 （左右 合力） の予測値、
R 1 d 前パスもしく は前圧延材での圧延条件 （例えば、 板厚、 板幅、 圧下率など） 、 Rnew ： 本発明の方法を適用する圧延パスでの圧延条件、
D ： 圧延機の寸法パラメータ群、
K ： 圧延機の剛性パラメータ群、
である。
次に、 被圧延板と作業ロール間のスラス ト力の予測値 Tff M p r e dお よび/もしく は作業ロールと補強口ール間のスラス ト力の予測値 T ff B p r ed, および本発明の方法を適用する圧延パスでの圧延条件 Rn e w などに基づいて、 圧延開始時点の圧下設定位置 S 1 (圧下設定位 置、 即ち圧下位置の設定値の左右平均値成分） 、 S df1 (圧下設定 位置、 即ち圧下位置の設定値の左右差成分） 、 および作業ロールに 作用するスラス ト反力 Tff (以下、 特に断らない限り、 スラス ト反 力と略する） が安定した時点の圧下設定位置 S2 , sd f 2 を計算す る。
両時点の圧下設定位置の計算は、 例えば、 下記の < 2〉式から < 5 >式を用いて行えばよい。
S I —— "p ( p r e d τ p r e d ρ r e d "U a i m
— 2 、 丄 W M ， 丄 W B ，
Rnew， D, K， ） < 2 >
S I —— τ? ( ηρ r e d T P r e d r r e d „ p r e d
d f — 3 丄 ff ii ， 丄 ff B » t t d f ，
hd f a i m， Rn ew， D， K) く 3 >
S 2 ― τ? '- p r e d ' p r e d r> r e d 1_ a i m
—— Γ 4 丄 W M 5 1 W B t ， 丄 1 ，
Rnew， D， K， ） く 4 >
S 2 ― r / <τ> r e d r e d π r e d r e d
d f 一 5 1 W ll ， 丄 W B » t > ά f ,
h d f a i m, Rn ew， D， K)' < 5 > ここで、
P d f p r e d ： 本発明の方法を適用する圧延パスで予測される被圧延 板と作業口ール間の面圧の左右差、
ha i m ： 圧延後の板厚 （幅中央板厚もしく は幅方向平均板厚の何 れでもよい。 伹し、 以下の説明では、 幅中央板厚と して 定義する） の目標値、
hdf aiffl ： 圧延後の板厚の左右差 （板厚ゥェッジ） の目標値、 である。
被圧延板と作業口ール間の面圧の左右差の予測値 p d f p r "は、 例 えば、 被圧延板の左右温度差、 圧延前の板厚ゥエッジなどに基づい て計算すればよい。
圧下位置設定計算機 1 を用いて上記く 2 >式および < 3 >式に従 つて計算、 記憶された圧延開始時点の圧下設定位置 S1, は、 圧下装置 2 a， 2 bに送られ、 当該設定位置となるように圧延開始 に先立ち圧下位置が調整され、 圧延が開始される。 前述したように 、 圧延開始後にスラス ト反力が変化を呈し始め、 安定状態まで遷移 する。 圧下位置設定計算機 1 は、 例えば、 後述の方法によりスラス ト反力が安定したと判定された時点で、 上記く 4 >式および < 5 > 式に従って計算、 記憶されたスラス ト反力が安定した時点の圧下設 定位置 S2， Sd f 2を圧下装置 2 a， 2 bに送り、 当該設定位置に圧 下位置が修正される。
上下作業ロール間に有意なクロス角を生じない場合のように、 被 圧延板と作業ロール間のスラス トカが実質零と想定される場合には 、 上記の < 2 >式〜 < 5 >式の右辺中の当該スラス トカ予測値 Τ„
P r edの影響項を省略してもよい。
被圧延板と作業ロール間のスラス トカ Τ„および作業ロールと補 強ロール間のス ラス ト力 TWBが、 圧延開始時点とスラス ト反力が安 定した時点の両時点について個別に予測可能な場合には、 く 2〉式 およびく 3 〉式の計算においては、 圧延開始時点での被圧延板と作 業ロール間のス ラス トカの予測値 τ WM p r e d - 1および作業ロールと補 強ロール間のスラス トカの予測値丁^ "- 1を用い、 < 4 >式およ びく 5〉式の計算においては、 スラス ト反力が安定した時点での被 圧延板と作業ロール間のスラス ト力の予測値 T および作業 ロールと補強ロール間のスラス ト力の予測値 T を用いて両 時点での圧下設定位置を計算してもよい。
図 3に示した 4段圧延機のように、 作業ロールと補強ロール間接 触界面が上下に存在する場合には、 上記く 2 >式〜く 5 >式に代え て、 上下個々の作業口ールと補強口ール間のスラス ト力の予測値を 用いる、 例えば、 下記のく 2— 1 >式〜く 5— I 〉式を用いてもよ い。
<"p "p
一
h a 1 Rn D K, ) < 2 - I > s F (T T p
P h Rn D, K) < 3 - I >
(Tw T T "p
Pt
h Rnew 9 D K, ) < 4 - I > s F ( T w M p
J
P Rn D K) < 5 - I > で、
上作業口ール 4 a と上補強口ール 5 a間のスラス ト 力 TWB T の予測値、
T 下作業口ール 4 b と下補強口ール 5 b間のスラス ト 力 TWB B の予測値、
である。
また、 同様に、 4段以上の圧延機でロール間接触界面を複数有す る形式の圧延機において、 各ロール間接触界面毎に定義されるロー ル間スラス ト力の予測値が得られる場合には、 例えば、 下記の （ 2 一 Π ) から （ 5— Π ) 式を用いてもよい。 S F (T p r e d 1： e d
M T : r e d
W B
T N : p r e d r e d
B P p h Rn D , K, )
< 2 - Π >
S 1 ― = F (T p r e d p r e d ： r e d
W M T W B
T N : p r e d i m e w B P e d
p p r e d, h a
d f - K »
D K, ) < 3 - Π > s F (T r e d ： r e d
W T 1 : r e d
W B
T N : p r e d e d
W B Pt h ， D， K， ）
< 4 - Π > s F (T p r e d T 1 : r e d T i : p r e d
W M X W B W B
T N : p r e d p r e d
ff B P p pr e d , h ， Rnew ,
D， K， ) < 5 - Π > で、
T i： p r e d
W B i 番目 （ 1 は 1〜 間の整数） のロール間接触界面 のスラス ト力の予測値、
である。
勿論、 種々の制約条件 （例えば、 特定のロール間接触界面のス ラ ス ト力の予測が不可能） や前提条件 （例えば、 特定のロール間接触 界面が十分に潤滑されており、 スラス ト力が実質生じない） によ り 、 一部のロール間接触界面のスラス ト力を考慮しない場合には、 当 該ロール間接触界面のスラス トカを除いた式を用いればよい。 2段 圧延機のよう に口ール間接触界面が存在しない場合や、 口ールチョ ック〜ハウジング間ガタの十分な管理もしく は口ール間接触界面の 十分な潤滑により全てのロール間接触界面でのスラス ト力が実質生 じない場合、 もしくは設備制約によ り全てのロール間接触界面のス ラス ト力の予測が不可能な場合など、 全てのロール間接触界面のス ラス ト力を考慮しない場合には本発明の （ 1 ) 項に記載の方法を適 用し、 例えば、 前記 < 2 >式〜 < 5 >式に代えて下記の < 2— m > 式〜 < 5— Π >式を用いればよい。
S 1 = F 2 ffl (T„p r e d， P t p r e d, ha i m, Rnew，
D , K, ) < 2 - m >
S = F (T p r e d p r e d p r e d
W M > P t p d f h d f
Rnew 5 D， K， ) く 3— >
S 2 ― IK η p r e d p p r e d
一 r 4 丄 W M ' r t h Rn
D， K， ) < 4 - in >
S 2― -p ΠΙ ( p r e d τ> p r e d r e d
d f — 5 » r t P d h d f
Rnew， D， K， ) く 5— m > 圧延開始時点のスラス ト反力が、 前述の図 2に模式的に示したよ うにほぼ零と想定される場合には、 下記のく 6 >式に示す作業ロー ルに作用する口ール回転軸方向の力の釣合条件から、 当該時点での 作業ロールと補強ロール間のスラス トカ T ff Bが被圧延板と作業口一 ル間のスラス トカ Tff Mの予測値から一意に求められるため、 圧延開 始時点での圧下位置の設定においては、 作業ロールと補強ロール間 のスラス ト力の予測値は不要となり、 本発明の （ 3 ) 項に記載の方 法が適用できる。
T 丁
-1 W B TWH = TW T= 0 (上作業ロール） 、
T„一 T„B = T = 0 (下作業ロール） < 6〉 伹し、 スラス ト反力が安定した時点での反力値は一般に零でない ため、 当該時点での圧下設定位置の計算には被圧延板と作業ロール 間のスラス トカ TWMと作業ロールと補強ロール間のスラス トカ Τ„· の両スラス ト力の予測値が必要となる。 また、 モーメ ントの釣合条 件を考慮すれば、 各スラス ト力の予測値に基づき左右の圧延荷重差 Pd f が求められため、 上述の < 2 >式〜 < 5 >式に代えて、 下記の 比較的単純な < 2— IV〉式〜く 5— IV〉式を用いてもよい。 S 1 = h a i ra - Δ S ( P t p r e d) _ Pd f p r e d— i
{ Cff ( P t p r e d/ 2 ) 一 CD (P t p r e d/ 2 ) }
/ 4 < 2 -IV>
S d f' = ( h d f a i m - { Δ Sw (Pt p r e d/ 2 ) 一
Δ S D ( P t p r e d/ 2 ) } — P d f p r e d_ i
{ Cff ( P t p r e d/ 2 ) + CD (P t p r e d/ 2 ) }
/ 2 ) a B/ b < 3 - IV>
S 2 = h a i m - Δ S (Pt p r e d) _ Pd f p r e d一 2
{ Cw ( P t p r e d/ 2 ) 一 CD (P t p r e d/ 2 ) }
/ 4 < 4 - IV >
S d f 2= C h d f a i m - { A SW (P t p r e d/ 2 ) - Δ S D ( P t p r e d/ 2 ) } - Pd f p r e d- 2
{ Cw ( P t p r e d/ 2 ) + CD ( P t p r e d/ 2 ) }
/ 2 ] a B/ b < 5 - IV > ここで、
Δ S ( P ) ： 圧延荷重 （左右合力） が Pのときのミルス ト レッチ 量 （板幅中央で定義） 、
Δ Sff (P ) ： 作業側補強ロール支持点に作用する圧延荷重が P のときの作業側ロール開度 （被圧延板の作業側の 幅方向エッジ位置で定義） の変化量、
Δ SD (P ) ： 駆動側補強ロール支持点に作用する圧延荷重が P のときの駆動側ロール開度 （被圧延板の駆動側の 幅方向エッジ位置で定義） の変化量、
Cw (P ) ： 作業側補強ロール支持点に作用する圧延荷重が Pの ときの A Sff ( P ) の接線勾配 （コンプライアンス ) 、
CD (P ) ： 駆動側補強ロール支持点に作用する圧延荷重が Pの ときの Δ S D ( P ) の接線勾配、
b ： 板幅、
a B ： 補強口ールの左右支持点間の距離、
である。
上式中の Δ S ( P ) 、 Δ S ff ( P ) および Δ S D ( P ) は、 例え ば、 キスロール締め込み荷重測定結果、 圧延条件、 および圧延機の 寸法パラメタなどから決定することができる。 また、 P d f P r e d ^は 圧延開始時点での左右の圧延荷重差の予測値、 P d f 2はスラス ト反力が安定した時点での左右の圧延荷重差の予測値であり、 上述 したよ うに、 モーメ ン トの釣合条件から下記の < 7 >式、 < 8 〉式 を用いて計算される。
pd f p r e d - l = 2 T^ P r e d (Dw+ hB T) /
{ b 2/ ( 6 a B) } p d f p r e d < 7 >
P d fP r e d-2 = { T„pr e dDw + TWB p r ed (Dw+ 2 hB T) }
/ a B + { b2/ ( 6 a B) } pd f p r ed < 8 > ここで、
Dff ： 作業口ール直径、
である。
スラス ト反力の安定度は、 圧延開始から予め定めた所定の時間を 経過した時点をもって安定したと判定してもよい。 その際、 被圧延 板先端の嚙み込みに伴う衝撃力の影響や圧下装置 2 a , 2 bの応答 時間の影響を避けるため、 圧延開始から少なく とも 0.2秒以上経過 した時点とする。 通常の板圧延機の場合、 0.2秒未満では、 当該衝 撃力や圧下装置の応答時間の影響で圧延荷重ゃスラス ト反力が顕著 に変動している可能性が高く、 例えば本発明の （ 5 ) 項に記載の方 法を適用した場合に圧下位置設定が極端に変動し、 通板トラブルを 生じる危険性が増すため、 0.2秒以上とすることが要件となる。 ス ラス ト反力が安定するまでの時間は、 圧延開始後の被圧延板と作業 ロール間の、 ロール回転軸方向の相対 （転がり） 滑り距離に略比例 するものと予想され、 上下作業ロール間のク ロス角度 （すなわち、 被圧延板と作業ロール間の相対滑り角度 0 s l i p X 2 ) および被圧延 板嚙み込み後の作業ロール表面の回転距離 （L ： 圧延開始時点から の作業ロール周速度の時間積分値） に基づき、 例えば、 当該相対滑 り距離 （= L X (sin Θ s l i p) ) が予め定め距離 Ls t ab I eとなる時 点をもって、 スラス ト反力が安定する時点と定めてもよい。 また、 いわゆる学習技術を適用し、 前圧延材もしくは前パスまでの圧延実 績に基づいて、 判定に用いる経過時間を設定もしく は逐次修正して もよい。
また、 用いる圧延機がスラス ト反力の検出手段を有する場合、 例 えば、 前述の図 3に模式的に示した圧延機のよ うに作業ロール 4 a ， 4 b と ロールシフ ト機構 10 a， 10bの間にス ラス ト反力検出器 8 a , 8 bを有する場合には、 本発明の （ 9 ) 項に記載の方法を適用 し （図 5参照） 、 例えば、 安定度の指標と して圧延開始後のスラス ト反カ検出器 8 a， 8 bの測定値の時間変化率 （変化速度） を監視 し、 当該変化率の絶対値が予め定めた小さい数値以下となった時点 でス ラス ト反力が安定したと判定してもよい。 スラス ト反力検出手 段を有しない圧延機を用いる場合でも、 例えば、 上側の圧延荷重検 出器 9 a， 9 bを用いて左右の圧延荷重差 Pd f T を時々刻々求めれ ば、 当該圧延荷重差の時間変化率の絶対値が予め定めた小さい数値 以下となった時点でスラス ト反力が安定したと判定することが可能 である。 これは、 作業ロールに作用するスラス ト反力 Tw 以外の外 力が実質的に不変の場合、 圧延開始時点からの当該圧延荷重差の変 化量 A Pd f (= 〔Pd f ( t ) ： 現時刻の Pd f〕 一 〔Pd f ( 0 ) ： 圧 延開始時点の Pdf〕 ) と、 スラス ト反力の変化量 Δ Ί\ (= 〔TW ( t ) ： 現時刻の Tw 〕 一 〔TW ( 0 ) ： 圧延開始時点の Tw 〕 ) の関係がモーメ ン ト （変化量） の釣合条件から導かれる下記 < 9 > 式で表され、 さらに、 その時間変化率が < 9一 I >式で表されるこ とから理解される。
なお、 両式は、 上側、 下側の何れにおいても成立する。
Δ P d f = Δ T„, ( D„, + 2 h B ) / a B < 9 > d (Pdf ( t ) ) d t = { d (Tw ( t ) ) / d t }
(Dw + 2 h B) / a B < 9 I > こで、
d (Pd ( t ) ) / d t 現時刻の左右の圧延荷重差の時間変 化率、
d (Tw ( t ) ) / d t 現時刻のスラス ト反力の時間変化率、 である。
但し、 圧延荷重の検出値には被圧延板先端が嚙み込む際の衝撃力 の影響を少なからず受けるため、 前述したスラス ト反カ検出器 8 a ， 8 bを用いることが好ましい。 上記スラス ト反カ測定値や圧延開 始時点からの左右の圧延荷重差の時間変化率は、 前述した被圧延板 と作業ロール間のロール回転軸方向の相対滑り距離の時間変化率、 即ち、 相対滑り速度に依存すると思われ、 圧延開始後にロール回転 速度が変化する場合には、 スラス ト反カ測定値や圧延荷重差の時間 変化率をロール回転速度で除した値を用いてもよい。 また、 例えば
、 作業ロールに作用するスラス ト反力が安定する時点が上下間で異 なる場合に対応するには、 スラス ト反力検出器および/もしく は圧 延荷重検出器は、 上側、 下側の双方に配置し、 双方の検出値に基づ いてスラス ト反力 Tw の安定を判定する （例えば、 上側、 下側の検 出値の何れもが上記条件を満たした時点でスラス ト反カ Tw が安定 したと判定する） ことが好ましいが、 上下の何れか片側のみの配置 、 検出であってもよい。 勿論、 上側および/もしく は下側にスラス ト反カ検出器と圧延荷重検出器の双方を配置してもよく、 上下で異 なる検出器 （例えば、 下側は圧延荷重検出器、 上側はスラス ト反力 検出器） を配置してもよい。 5段以上の圧延機の場合には、 作業口 ールおよび補強口ール間に位置する中間口ール群の一部または全て に対してスラス ト反力検出器を配置してもよい。 スラス ト反力の検 出手段は、 上述した検出値の変化率の判定に十分であればよく、 い わゆるロー ドセルのよ うに絶対値精度、 分解能に優れる検出装置を 用いる必要はない。
また、 スラス ト反カ検出器および/もしく は左右独立の圧延荷重 検出器を有する圧延機の場合、 前記スラス ト反力が安定した時点以 降は、 前記のスラス ト力の予測値のみならず当該検出器による測定 値にも基づいて圧下位置を調整してもよい。 例えばこの場合、 スラ ス ト反力が安定した時点以降は、 上記く 8〉式に記したモーメ ン ト の釣合条件式が成立すると考えられ、 左右の圧延荷重差の測定値を 同式の左辺に代入すれば、 同式右辺中の被圧延板と作業口ール間の スラス ト力の予測値 TWM p r e dもしく は作業ロール〜補強ロール間接 触界面でのスラス ト力の予測値 TWB P r edの何れか一方を推定値とし て得ることができる （被圧延板と作業口ール間の面圧の左右差は予 測値 P d f P l: edを使用） 。 この実測値に基づくスラス ト力の推定値を
、 上記 < 4 >式〜く 4— ΙΠ >式および/もしく は < 5 >式〜く 5 — m〉式の右辺中の対応するスラス ト力の予測値と置換し、 圧下設定 位置を算出することで、 予測値のみに基づく場合より も高い精度の 圧下位置調整が可能となることは容易に想到できる。 勿論、 圧延前 の予測値との乖離が大きい場合には、 調整時点の圧下位置変化が過 大となる可能性が生じるため、 予測値と推定値の双方を用いて圧下 位置調整を行ってもよい。 圧延開始時点からスラス ト反力が安定する時点までの間、 予め定 めた経過時間を独立変数とする関数を用いて両時点間の圧下位置を 滑らかに変化させる、 いわゆるパターン制御法や、 スラス ト反力が 安定した時点では圧延前の予測値に基づく圧下設定位置とし、 その 後上記した時々刻々の測定値 （もしく は当該測定値から算出したス ラス ト力の推定値） から算出される圧下設定位置に徐々に移行させ るための、 いわゆる操作量の加減速処理など、 周知の制御方法を本 発明での圧下位置の調整に際して用い得ることは言うまでもない。 左右のハゥジング剛性が均等であり、 かつ被圧延板と作業ロール およびロール間接触界面における線荷重とロール変形量 （偏平量、 橈み量など） の関係が左右で均等の場合など、 上述した各スラス ト 力、 スラス ト反力が圧延後の板厚に実質影響しない場合には、 本発 明の適用を圧下設定位置の左右差 S 1 ， Sd f 2 の計算 （上記 < 3 >式〜く 3— ΙΠ >式およびく 5 〉式〜く 5— ] Π >式を用いた計算） 、 圧下位置調整についてのみ行ってもよい。 この場合、 圧下設定位 置の左右平均値 S 1 , S2 の計算は、 従来から一般に用いられる、 例えば下記のく 10>式によ り計算すればよい。
S 1 = S 2 = F 8 (Pt p re d， Rnew, D， K， ···) < 10> 本発明の方法にいわゆる学習技術を適用し、 前パスもしく は前圧 延材までの圧延実績に基づき、 例えば、 圧下設定位置の学習項 S l r ， S l rn"2 ， Sdf""— 1 ， Sd f l r n"2 を算出し、 これをも加味 して （例えば、 前述の < 2 >式〜 < 5 >式、 ···、 く 2 _ΙΠ >式〜く
5— m>式の右辺に対応する各学習項を加算して） 圧下設定位置を 計算してもよい。 実施例
前段に 3台のペアクロス圧延機を有するタンデムミルに、 本発明 の （ 3 ) 項および （ 9 ) 項に記載の方法を適用した。 その際、 被圧 延板と作業ロール間のスラス トカ TWMの予測は、 ペアクロス圧延機 については下記のく 11>式を用い、 他の圧延機については零とした 。 また、 作業ロールと補強ロール間のスラス ト力 Tff Bについては、 前圧延材までの圧延実績から下記のく 12>式中の係数項 ;3を同定し 、 同式を用いて予測した。
TWM p r ed = α ( θ ) P t p r e d く 11>
TWB pr ed = β p r ed く 12〉 ここで、 α ( θ ) はク ロス角 0毎に定まる係数項であり、 予め種々 のク ロス角についての圧延実績データから同定した。 また、 圧延開 始後のスラス ト反力の安定の判定には、 本発明 （12) 項に記載の方 法を用い、 上側に設置した左右の圧延荷重検出器による測定値を前 記 < 9 >式から導出される下記く 9 _ Π〉式に代入してスラス ト反 力の変化量の推定値を算出し、 当該推定値の時間変化率を作業口一 ル回転速度で除した値 （の絶対値） 力 種々の圧延実績データが予 め定めた判定値以下となった時点をもって安定と判定した。
Δ Tff = { Pd f ( t ) - Pd f ( 0 ) }
a B / (Dw + 2 h B ) < 9 - Π > その結果、 圧延後の被圧延板先端の板厚、 板厚ゥエッジ精度の向 上のみならず先端のキヤンパー量も著しく軽減すると ともに、 いわ ゆる被圧延板先端の蛇行に起因した通板事故も略半減した。 産業上の利用可能性
以上詳述したよ うに、 本発明の方法によれば、 板圧延中の特に被 圧延板先端の板厚変化および板厚ゥ ッジ変化を抑制することで、 被圧延板の寸法精度を飛躍的に向上させ、 かつ通板性を可能な限り 向上させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 圧延開始前に圧延中に生じる被圧延板と作業ロール間のスラ ス トカを予測し、 当該スラス ト力の予想値に基づいて圧延実行時の 圧下位置設定を行うに際して、 圧延開始時点および当該スラス トカ の支持点に生じるスラス ト反力が安定した時点の、 両時点での圧下 位置を個別に設定することを特徴とする板圧延における圧下位置設 定方法。
2 . 4段以上の多段圧延機を用いた板圧延方法において、 圧延開 始前に圧延中に生じる被圧延板と作業ロール間のスラス トカおよび /または少なく とも 1箇所以上の口ール間接触界面でのスラス ト力 を予測し、 当該ス ラス ト力の予測値に基づいて圧延実行時の圧下位 置設定を行うに際して、 圧延開始時点および当該スラス ト力の支持 点に生じるスラス ト反力が安定した時点の、 両時点での圧下位置を 個別に設定することを特徴とする板圧延における圧下位置設定方法
3 . 前記の圧延開始時点およびスラス ト反力が安定した時点の、 両時点での圧下位置を個別に設定するに際して、 圧延開始時点での 圧下位置の設定においては、 被圧延板と作業ロール間のスラス トカ の予測値に基づき設定値を定め、 スラス ト反力が安定した時点での 圧下位置の設定においては、 被圧延板と作業ロール間のスラス トカ および少なく とも 1箇所以上の口ール間接触界面でのスラス ト力の 予測値に基づき設定値を定めることを特徴とする請求の範囲第 2項 に記載の板圧延における圧下位置設定方法。
4 . 前記のスラス ト反力が安定した時点を、 圧延開始時点から予 め定めた所定の時間を経過した時点と し、 圧延開始前には、 前記圧 延開始時点での圧下位置に設定し、 圧延開始から当該所定の時間を 経過した時点で前記スラス ト反力が安定した時点での圧下位置に再 設定することを特徴とする、 請求の範囲第 1項〜第 3項の何れか 1 項に記載の板圧延における圧下位置設定方法。
5 . 圧延開始前に圧延中に生じる被圧延板と作業ロール間のスラ ス トカおよび/または少なく とも 1箇所以上のロール間接触界面で のスラス ト力を予測し、 圧延開始時点では、 当該スラス ト力の予測 値に基づいて圧下位置の設定を行い、 圧延開始後に当該スラス トカ の支持点に生じるスラス ト反力が安定した時点以降は、 当該スラス ト力の予測値、 および/もしく は、 圧延中の当該スラス ト反力およ び/もしく は左右の圧延荷重の測定値に基づき圧下位置を設定する ことを特徴とする板圧延における圧下位置設定方法。
6 . 前記の圧延開始時点から予め定めた所定の時間を経過した時 点を、 圧延開始から少なく とも 0. 2秒以上経過した時点とすること を特徴とする請求の範囲第 4項もしくは、 第 5項のいずれかに記載 の板圧延における圧下位置設定方法。
7 . 前記の圧延開始時点から予め定めた所定の時間を、 上下作業 口ール間のク口ス角度および被圧延板嚙み込み後の作業ロール表面 の回転距離に基づき定めることを特徴とする請求の範囲第 4項〜第 6項の何れか 1項に記載の板圧延における圧下位置設定方法。
8 . 前記の圧延開始時点から,予め定めた所定の時間を、 前圧延材 もしく は前パスまでの圧延実績に基づき定めることを特徴とする請 求の範囲第 4項〜第 7項の何れか 1項に記載の板圧延における圧下 位置設定方法。
9 . スラス ト反力の検出手段を有する圧延機において、 圧延開始 後に当該ス ラス ト反力の検出手段を用いて検出されるスラス ト反カ の安定度を監視し、 スラス ト反力が安定したと判定された時点を前 記スラス ト反力が安定した時点とすることを特徴とする請求の範囲 第 1項〜第 3項もしくは第 5項の何れか 1項に記載の板圧延におけ る圧下位置設定方法。
10. 左右独立の圧延荷重検出手段を上側および Zもしくは下側に 有する圧延機において、 圧延開始後に当該圧延荷重検出手段の検出 値から演算される上側および zもしくは下側の左右の圧延荷重差の 安定度を監視し、 当該圧延荷重差が安定したと判定された時点を前 記スラス ト反力が安定した時点とすることを特徴とする請求の範囲 第 1項〜第 3項もしくは第 5項の何れか 1項に記載の板圧延におけ る圧下位置設定方法。
11. スラス ト反力の検出手段および左右独立の圧延荷重検出手段 を有する圧延機において、 圧延開始後に当該スラス ト反力の検出手 段を用いて検出されるスラス ト反力の安定度および当該圧延荷重検 出手段の検出値から演算される左右の圧延荷重差の安定度を監視し 、 当該スラス ト反力および当該圧延荷重差の双方が安定したと判定 された時点を前記スラス ト反力が安定した時点とすることを特徴と する請求の範囲第 1項〜第 3項もしくは第 5項の何れか 1項に記载 の板圧延における圧下位置設定方法。
12. 前記ス ラス ト反力の安定度を、 当該ス ラス ト反力の時間変化 率もしくは当該時間変化率を作業ロールの回転速度で除した値で評 価し、 当該時間変化率もしく は当該時間変化率を作業ロールの回転 速度で除した値が予め定めた数値以下となった時点を前記ス ラス ト 力が安定したと判定された時点とすることを特徴とする請求の範囲 第 9項もしく は第 11項の何れかに記載の板圧延における圧下位置設 定方法。
13. 前記左右の圧延荷重差の安定度を、 当該圧延荷重差の時間変 化率もしくは当該時間変化率を作業口ールの回転速度で除した値で 評価し、 当該時間変化率もしく は当該時間変化率を作業ロールの回 転速度で除した値が予め定めた数値以下となつた時点を前記圧延荷 重差が安定したと判定された時点とすることを特徴とする請求の範 囲第 10項もしくは第 11項の何れかに記載の板圧延における圧下位置 設定方法。
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