CN117917971A

CN117917971A - 热轧机的板厚控制装置

Info

Publication number: CN117917971A
Application number: CN202280059790.3A
Authority: CN
Inventors: 橘稔
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2024-04-23
Also published as: KR20240046210A; WO2024042601A1

Abstract

本公开提供在将被轧制材轧制为极薄的情况下也不增加设备成本的、能够使被轧制材的前端部可靠地通板的热轧机的板厚控制装置。热轧机的板厚控制装置具备设置于在排列设置方向上的最终的轧制机架的出侧的板厚计，计算与比被轧制材的产品目标板厚大并且能够使被轧制材的前端部稳定地通板的可通板板厚对应的各轧制机架的辊间的间隙的间隙计算部，将由间隙计算部计算出的间隙设定于各轧制机架的间隙设定部，执行使板厚计的板厚测量值与可通板板厚的板厚偏差成为最小的自动板厚控制的自动板厚控制部，在被轧制材的前端部通过最终的轧制机架之后以规定的斜坡率对板厚偏差附加板厚偏置从而将可通板板厚变更为产品目标板厚的目标板厚变更部。

Description

热轧机的板厚控制装置

技术领域

本公开涉及排列设置有多个轧制机架，通过该多个轧制机架依次轧制加热后的钢板等被轧制材的热轧机的板厚控制装置，特别是涉及适合制造精轧机出侧的板厚为1.0mm以下的极薄的热轧钢带的板厚控制装置。

背景技术

一般来说，热轧钢带如以下那样制造：在加热炉中将作为被轧制材的板坯加热至规定温度，通过粗轧机将加热后的板坯粗轧为约30mm左右的厚度而制成粗条，将获得的粗条例如通过排列设置有七架轧制机架的精轧机轧制而制成规定厚度的热轧钢带，将该热轧钢带在输出台(run-out table)上冷却之后，利用作为卷绕机的卷绕机进行卷绕。

热轧钢带的板厚越薄，热轧钢带的前端部的精轧温度的降低越大。因此，越是薄的热轧钢带，越难以确保其前端部的精轧温度，而且轧制速度高，因此存在前端部的通板变得困难的问题。为了解决该问题，在以往的方法中，将多个粗条相互连接，使连接后的粗条高速通过精轧机，使精轧连续化。但是，在该方法中，必须设置焊接装置那样的接合装置，设备成本增加。

在下述专利文献1所公开的方法中，为了提高板轮廓、板形状、板宽度、板厚等尺寸精度，使粗条的厚度小于20mm，在粗轧机与精轧机之间设置钢卷箱(coil box)、在线加热装置，从而补偿粗条的温度降低。但是，专利文献1的方法着眼于产品尺寸的高精度化，关于确保钢带前端部的精轧温度，特别是精轧机入侧的温度、尤其是针对与尺度相关的表面瑕疵等产品表面性状的对策，未进行任何研究。另外，若使粗条的厚度小于20mm，则粗轧过程中的温度降低显著增大，为了补偿该温度降低，如上述那样需要设置极高输出的在线加热装置，设备成本增加。

另外，关于使粗条的厚度增厚的方法，在产品板厚较厚的情况下能够有效确保精轧温度，另一方面，在产品板厚较薄的情况下，由于精轧机的负荷、动力等轧制规程的限制而难以实现。

另外，在下述专利文献2所公开的方法中，将粗条的厚度设为20～30mm的范围内，通过设于精轧机的入侧的在线加热装置，以粗条的精轧入侧温度成为1000～1150℃的范围内的方式加热该粗条，对加热至该温度的粗条进行精轧。但是，在专利文献2的方法中，也需要设置在线加热装置，设备成本增加。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-165802号公报

专利文献2：日本特开平9-300004号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

如此，由于被轧制材的前端部的温度降低导致的形状恶化、并且被轧制材以高速进行轧制，因此前端部的上下翘曲、蛇行等使被轧制材的前端部的通板困难。为了抑制前端部的温度降低，在上述现有技术中，提出了增大粗轧机出侧的板厚的轧制规程，在精轧机入侧设置用于降低被轧制材温度的加热装置等，但存在设备成本、轧制规程等限制。

本申请为了解决上述的技术问题而完成，目的在于提供即使在将被轧制材轧制成极薄的情况下，也不增加设备成本地，能够使被轧制材的前端部可靠地通板的热轧机的板厚控制装置。

用于解决技术问题的手段

第一观点涉及排列设置有多个轧制机架并且通过多个轧制机架依次轧制加热后的被轧制材的热轧机的板厚控制装置。板厚控制装置具备：板厚计，设置于在排列设置方向上的最终的轧制机架的出侧，测量被轧制材的板厚；间隙计算部，计算与比被轧制材的产品目标板厚大并且能够使被轧制材的前端部稳定地通板的可通板板厚对应的各轧制机架的辊间的间隙；间隙设定部，将由间隙计算部计算出的间隙设定于各轧制机架；自动板厚控制部，执行使板厚计的板厚测量值与可通板板厚的板厚偏差成为最小的自动板厚控制；以及目标板厚变更部，在被轧制材的前端部通过最终的轧制机架之后，以规定的斜坡率对板厚偏差附加板厚偏置，从而将可通板板厚变更为产品目标板厚。

第二观点除了第一观点之外，还具有以下特征。目标板厚变更部构成为，在被轧制材的尾端部通过在排列设置方向上的最初的轧制机架之前，以规定的斜坡率对板厚偏差附加板厚偏置，从而将产品目标板厚变更为可通板板厚。

发明效果

根据第一观点，即使在将被轧制材轧制为极薄的情况下，通过设定为与可通板板厚对应的间隙，从而能够使被轧制材的前端部可靠地通过热轧机。因此，无需如现有技术那样在热轧机入侧设置加热装置，能够防止设备成本的增加。并且，在被轧制材的前端部通过最终的轧制机架之后，对板厚测量值与可通板板厚的板厚偏差附加板厚偏置，以附加了板厚偏置的板厚偏差来执行自动板厚控制，从而比被轧制材的前端部靠后的部分以极薄的产品目标板厚进行轧制。并且，由于对板厚偏差逐渐附加板厚偏置，因此逐渐地进行从可通板板厚向产品目标板厚的变更。由此，能够将被轧制材稳定地轧制为极薄。

根据第二观点，在被轧制材的尾端部的轧制之前，从产品目标板厚变更为可通板板厚。即，对被轧制材的尾端部，以板厚测量值与可通板板厚的板厚偏差执行自动板厚控制。由此，能够抑制被轧制材的尾端蛇行、尾端收缩的发生。

附图说明

图1是用于说明具备实施方式的热轧机的板厚控制装置的轧制设备的构成的图。

图2是用于说明板厚控制装置的主要部分的构成的框图。

图3是表示轧制设备所具备的过程计算机的硬件构成的一例的图。

图4是用于说明使用了板厚控制装置的板厚控制的流程的时序图。

图5是用于说明使用了板厚控制装置的板厚控制的流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中对于共通的要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

图1是表示具备实施方式的热轧机的板厚控制装置的轧制设备1的构成的示意图。轧制设备1是将钢铁或者其他金属材料作为被轧制材M，通过热轧将被轧制材M轧制成板状的设备。

在轧制设备1中设置有加热炉2、粗轧机3、修剪机4、作为热轧机的精轧机5、冷却装置6、以及卷绕机7。在本实施方式中，以将作为热轧机的精轧机5的出侧的板厚控制为极薄(例如1.0mm以下)的产品目标板厚的情况为例进行说明。

加热炉2构成为将作为被轧制材M的板坯加热至规定温度。粗轧机3至少具有一架轧制机架，构成为对由加热炉2加热后的被轧制材M进行轧制。

修剪机4构成为基于由后述的形状检测器81测定出的形状，通过上下刃将被轧制材M的尾端部存在的形状不良部分切断。

精轧机5是具备在被轧制材M的输送方向上排列设置的多个轧制机架Fi(1≤i≤N)的连轧机。在本实施方式中，以七架的轧制机架F1～F7排列设置的情况为例进行说明。各轧制机架F1～F7具备上下两根工作辊51、上下两根支撑辊(backup roll)52、以及辊旋转用的电动机53。在支撑辊52设置压下装置54，并构成为能够通过压下装置54调整上下的工作辊51之间的间隙。

冷却装置6构成为通过利用冷却槽对被轧制材M注水，从而能够将被轧制材M冷却。冷却后的被轧制材M由卷绕机7卷绕。由此，可获得钢卷(coil)状产品。

在轧制设备1的重要位置设置作为测量器的各种传感器。轧制设备1的重要位置例如是指加热炉2的出侧、粗轧机3的出侧、精轧机5的出侧以及卷绕机7的入侧等。各种传感器也能够设于精轧机5的轧制机架F1～F7之间。各种传感器包含在粗轧机3出侧能够测定被轧制材M的形状的形状检测器81、在精轧机5的入侧测量被轧制材M的表面温度的温度计82、在精轧机5的出侧测量被轧制材M的表面温度的温度计83、在精轧机5的出侧测量被轧制材M的板厚Ta的板厚计84、以及测量各轧制机架F1～F5中的轧制负荷的轧制负荷传感器85。各种传感器依次测量被轧制材M和各设备的状态。

轧制设备1通过使用了计算机的控制系统而运转(运行)。计算机包含经由网络相互连接的上位计算机10和过程(process)计算机11。在过程计算机11经由网络而连接有作为操作画面的接口画面12以及数据库13。在数据库13中依次储存有过去的轧制数据。在过去的轧制数据中包含各轧制机架F1～F7的辊间间隙(以下也有时简称“间隙”)的实际值。间隙的实际值按每个钢种、产品目标板厚Tt进行区分。另外，在数据库23中，不产生前端部的通板故障的、即被轧制材M的前端部稳定地通板的间隙的实际值，与此时的板厚(相当于后述的“可通板板厚”)对应地储存。

本实施方式的板厚控制装置20构成为不仅使用产品目标板厚Tt，还使用能够使被轧制材M的前端部稳定地通板的可通板板厚Ts，来控制被轧制材M的板厚。图2是用于说明板压控制装置20的主要部分的构成的框图。

板厚控制装置20具备上述板厚计84、间隙计算部21、间隙设定部22、板厚偏差计算部23、自动板厚控制部24、以及目标板厚变更部25。

间隙计算部21构成为当从上位计算机11被输入产品目标板厚Tt时，计算与比产品目标板厚Tt大、且能够使被轧制材M的前端部稳定地通板的可通板板厚Ts对应的各轧制机架F1～F7的工作辊51之间的间隙。例如，间隙计算部21构成为取得在数据库23中与产品目标板厚Tt建立对应地储存的可通板板厚Ts，并分别计算用于实现所取得的可通板板厚Ts的各轧制机架F1～F7的间隙。另外，各轧制机架F1～F7的间隙以在排列设置方向上按照从最初的轧制机架F1到最终的轧制机架F7的顺序变小的方式计算。

间隙设定部22构成为根据由间隙计算部21计算出的间隙分别控制各轧制机架F1～F7的压下装置54，从而将间隙设定于各轧制机架F1～F7。

板厚偏差计算部23通过从由板厚计84测量出的板厚测量值(实际板厚)Ta减去可通板板厚Ts，来计算板厚偏差FBK1(＝Ta－Ts)。自动板厚控制部24构成为以由板厚偏差计算部23计算出的板厚偏差FBK1成为最小、或者对板厚偏差FBK1附加(加上)后述的板厚偏置Tb而得的板厚偏差FBK2成为最小的方式，分别控制各轧制机架F1～F7的压下装置54。自动板厚控制部24进行的控制相当于AGC(Auto Gain Control：自动增益控制)控制。另外，板厚偏差FBK1、FBK2成为最小意味着板厚偏差FBK1、FBK2例如收敛为零。

目标板厚变更部25具有斜坡器(Ramp)251、计时器252、通过计时器252的触发而输入到斜坡器251的偏置量253、以及输入到斜坡器251的斜坡率(Ramp rate)254。偏置量253即为可通板板厚Ts与产品目标板厚Tt之差，能够根据被轧制材M的钢种而设定，例如能够设为300μm。目标板厚变更部25能够以规定的斜坡率输出(变更)对板厚偏差FBK1附加的板厚偏置Tb。通过附加板厚偏置Tb而得到的板厚偏差FBK2为正，自动板厚控制部24以使板厚偏差FBK2收敛为零的方式进行AGC控制，因此各轧制机架F1～F7的间隙向压紧方向逐渐变更。

这里，计时器252在从被轧制材M的前端部通过最终的轧制机架F7的时刻(F7_In)起经过规定的时间TD1之后，将触发信号设为SET(置位)。由此，从目标板厚变更部25输出的板厚偏置Tb以规定的斜坡率逐渐变大。通过以附加该板厚偏置Tb的板厚偏差FBK2来进行AGC控制，从而使各轧制机架F1～F7的间隙向压紧方向逐渐变更。其结果，比被轧制材M的前端部靠后的板厚从可通板板厚Ts逐渐变更为产品目标板厚Tt。

另外，计时器252在由修剪机4切断被轧制材M的尾端部之后，将触发信号设为RESET(复位)。由此，从目标板厚变更部25输出的板厚偏置Tb以规定的斜坡率逐渐变小。通过以附加该板厚偏置Tb的板厚偏差FBK2来进行AGC控制，从而各轧制机架F1～F7的间隙向放缓的方向逐渐变更。其结果，被轧制材M的尾端部的板厚从产品目标板厚Tt逐渐变更为可通板板厚Ts。

板压控制装置20的具体的构造不做限定，作为一例，也可以是以下的构造。图3是表示板压控制装置20的硬件构成的一例的图。板压控制装置20的功能能够通过图3所示的处理电路来实现。该处理电路也可以是专用硬件20a。该处理电路也可以具备处理器20b以及存储器20c。该处理电路也可以一部分形成为专用硬件20a，并且还具备处理器20b以及存储器20c。在图3的例子中，处理电路的一部分形成为专用硬件20a，并且处理电路也具备处理器20b以及存储器20c。

处理电路的至少一部分也可以是至少一个专用硬件20a。在该情况下，处理电路例如相当于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者将其组合的电路。

处理电路也可以具备至少一个处理器20b以及至少一个存储器20c。在该情况下，过程计算机11的各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件以及固件被描述为程序，并储存于存储器20c中。处理器20b通过读出并执行存储于存储器20c中的程序，从而实现各部的功能。

处理器20b也被称作CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、DSP。存储器20c例如相当于RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或者易失性的半导体存储器等。另外，存储器20c也能够构成为兼用作数据库13。

如此，处理电路能够通过硬件、软件、固件、或者其组合，来实现板压控制装置20的各功能。

在上述轧制设备1中，被轧制材M在加热炉2中升温之后，被抽出到轧制生产线的辊台(未图示)上。该阶段的被轧制材M例如为钢坯。当被轧制材M到达粗轧机3后，一边改变轧制方向一边反复进行轧制。该阶段的被轧制材M例如是具有几十毫米左右的厚度的钢条。通过粗轧机3出侧的形状检测器81测定被轧制材M的形状，并基于测定结果，通过修剪机4切断被轧制材M的尾端部的形状不良部分。被轧制材M被依次咬入精轧机5的轧制机架F1～F7进行轧制，并被控制为希望的产品目标板厚Tt。

接下来，对使用了上述精轧机5的板厚控制装置20的板厚控制方法进行说明。图4是用于说明使用了板厚控制装置20的板厚控制的流程的时序图。图5是用于说明使用了板厚控制装置20的板厚控制的流程的流程图。

在图5所示的例程启动之前，若从上位计算机11向过程计算机12输入产品目标板厚Tt，则间隙计算部21取得比输入的产品目标板厚Tt大，并且能够使被轧制材M的前端部稳定地通板的可通板板厚Ts。间隙计算部21计算与取得的可通板板厚Ts对应的各轧制机架F1～F7的间隙。间隙设定部22根据由间隙计算部21计算出的间隙分别控制各轧制机架F1～F7的压下装置54，从而将间隙设定于各轧制机架F1～F7。

图5所示的例程启动后，辨别F7_In是否为ON(开启)，即被轧制材M的前端部是否通过最终轧制机架F7(步骤S1)。

由于在时刻t1之前，F7_In为OFF(关闭)，因此从目标板厚变更部25输出的板厚偏置Tb为零(换句话说，对板厚偏差FBK1附加的板厚偏置Tb为零)。在该情况下，自动板厚控制部24以板厚偏差FBK1成为最小(例如零)的方式，分别对各轧制机架F1～F7的压下装置54进行AGC控制(步骤S2)。由此，为了使被轧制材M的前端部可靠地通板，各轧制机架F1～F7的间隙被控制得较大。

这里，在从由形状检测器81检测出被轧制材M的前端部的时刻起经过规定时间后的时刻t1，若F7_In成为ON，则移至步骤S3。

在步骤S3中，辨别是否经过了时间TD1。时间TD1相当于时间延迟。由于在未经过时间TD1的情况下，来自计时器252的触发信号为OFF，因此从目标板厚变更部25输出的板厚偏置Tb为零(换句话说，对板厚偏差FBK1附加的板厚偏置Tb为零)。在该情况下，自动板厚控制部24也以板厚偏差FBK1成为最小(例如零)的方式，分别对各轧制机架F1～F7的压下装置54进行AGC控制(步骤S4)。在步骤S4中，为了使被轧制材M的前端部可靠地通板，各轧制机架F1～F7的间隙也被控制得较大。之后，返回步骤S3。

在从时刻t1起经过时间TD1的时刻t2，若来自计时器252的触发信号成为SET，则判断为被轧制材M的前端部的通板结束，从目标板厚变更部25输出板厚偏置Tb。输出的板厚偏置Tb被附加到板厚偏差FBK1，成为板厚偏差FBK2。这里，在板厚偏置Tb的偏置量例如为300μm的情况下，在时刻t2至时刻t3的时间，从目标板厚变更部25输出的板厚偏置Tb以规定的斜坡率变大。当板厚偏置Tb达到300μm时，成为FBK2＝Ta－Ts+300μm。自动板厚控制部24以附加了板厚偏置Tb的正的板厚偏差FBK2成为最小(例如零)的方式，分别对各轧制机架F1～F7的压下装置54进行AGC控制(步骤S5)。在时刻t2至时刻t3的时间，通过AGC控制，各轧制机架F1～F7的间隙逐渐控制得较小(间隙被逐渐向压紧方向控制)。由此，能够将比被轧制材M的前端部靠后的部分的板厚控制为极薄的产品目标板厚Tt。

这里，若被轧制材M的尾端部变得极薄，则容易发生被轧制材M的尾端蛇行、尾端收缩。其结果，被轧制材M的尾端部容易缠绕于各轧制机架F1～F7的工作辊51，存在工作辊51的更换次数增加的隐患。

因此，在本实施方式中，执行接下来的控制。即，辨别CS_TCut是否为ON，即是否通过修剪机4切断了被轧制材M的尾端部的形状不良部分(步骤S6)。在CS_TCut为OFF的情况下，返回上述步骤S5。

在时刻t4，若CS_TCut成为ON，即通过修剪机4进行切断，则移至步骤S7。在步骤S7中，辨别是否经过了时间TD2。时间TD2相当于时间延迟。时间TD2设定为在由修剪机4切断后被轧制材M的尾端部未通过最初的轧制机架F1。时间TD2通常与时间TD1不同。与上述步骤S5相同，以Tb＝300μm的产品目标板厚Tt继续执行AGC控制，直至经过时间TD2(步骤S8)。

在从时刻t4经过了时间TD2的时刻t5，若来自计时器252的触发成为RESET，则从目标板厚变更部25输出的板厚偏置Tb以规定的斜坡率从300μm逐渐变小为0μm，自动板厚控制部24以板厚偏差FBK2成为最小(例如零)的方式，分别对各轧制机架F1～F7的压下装置54进行AGC控制(步骤S8)。由此，在时刻t5至时刻t6的时间，通过各AGC控制，各轧制机架F1～F7的间隙分别逐渐变更得较大。其结果，被轧制材M的尾端部的板厚逐渐由产品目标板厚Tt变更为可通板板厚Ts。而且，能够抑制被轧制材M的尾端蛇行、尾端收缩的发生。由此，被轧制材M的尾端部不易缠绕于各轧制机架F1～F7的工作辊51，能够抑制工作辊51的更换次数的增加。

如以上说明那样，根据本实施方式，即使在将被轧制材M轧制为极薄的产品目标板厚Tt的情况下，通过将各轧制机架F1～F7的间隙设定为与可通板板厚Ts对应的间隙，也能够使被轧制材M的前端部可靠地通过精轧机5。因此，无需如现有技术那样在精轧机5的入侧设置加热装置，能够防止设备成本的增加。并且，在使被轧制材M的前端部可靠地通板之后，以将板厚偏置Tb逐渐附加到板厚偏差FBK1而得的板厚偏差FBK2来执行AGC控制，从而使各轧制机架F1～F7的间隙向产品目标板厚Tt所对应的间隙逐渐变更。由此，与不急剧地变更各轧制机架F1～F7的间隙相互配合，能够使被轧制材M稳定地轧制为极薄。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形地实施。在上述的实施方式中提及各要素的个数、数量、量、范围等数时，除了特别明示的情况、在原理上明确特定为该数的情况以外，该发明不限定为该提及的数。另外，在上述的实施方式中说明的构造等，除了特别明示的情况、在原理上明确特定为该构造的情况以外，并非为该发明所必须。

附图标记说明

5…精轧机(热轧机)，20…板厚控制装置，21…间隙计算部，22…间隙设定部，23…板厚偏差计算部，24…自动板厚控制部，25…目标板厚变更部，84…板厚计，F1～F7…轧制机架，F1…最初的轧制机架，F7…最终的轧制机架，FBK1、FBK2…板厚偏差，M…被轧制材，Ta…板厚测量值，Tb…板厚偏置，Ts…可通板板厚，Tt…产品目标板厚。

Claims

1.一种热轧机的板厚控制装置，该热轧机中排列设置有多个轧制机架，通过所述多个轧制机架依次轧制加热后的被轧制材，所述热轧机的板厚控制装置具备：

板厚计，设置于在排列设置方向上的最终的所述轧制机架的出侧，测量被轧制材的板厚；

间隙计算部，计算与比被轧制材的产品目标板厚大、并且能够使被轧制材的前端部稳定地通板的可通板板厚对应的各轧制机架的辊间的间隙；

间隙设定部，将由所述间隙计算部计算出的间隙设定于各轧制机架；

自动板厚控制部，执行使所述板厚计的板厚测量值与所述可通板板厚之间的板厚偏差成为最小的自动板厚控制；以及

目标板厚变更部，在被轧制材的前端部通过所述最终的轧制机架之后，以规定的斜坡率对所述板厚偏差附加板厚偏置，从而将所述可通板板厚变更为所述产品目标板厚。

2.如权利要求1所述的热轧机的板厚控制装置，其中，

所述目标板厚变更部构成为，在被轧制材的尾端部通过在所述排列设置方向上的最初的所述轧制机架之前，以规定的斜坡率对所述板厚偏差附加板厚偏置，从而将所述产品目标板厚变更为所述可通板板厚。