JP2000094023A - 熱間仕上圧延機のレベリング制御方法及び装置 - Google Patents

熱間仕上圧延機のレベリング制御方法及び装置

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孝行 加地
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、熱間仕上圧延機における圧延後端
部の絞り発生の防止方法に関する。 【解決手段】 帯状材の両幅端部の板厚をスタンド間で
測定できる中間スタンド板厚計を設置し、該中間スタン
ド板厚計により測定した板厚値より当該スタンド間にお
ける板ウェッジ量を求め、該板ウェッジ量に基づいて、
該スタンド間よりも上流側の圧延スタンドの駆動側と作
業側の圧下装置を操作して、ロール開度を修正すること
により、絞りの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間仕上圧延にお
けるレベリング制御方法および装置に関し、特に被圧延
材の尾端部の絞り防止に有効なレベリング制御方法およ
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】鋼板などの帯状材(被圧延材)の熱間仕
上圧延においては被圧延材の蛇行、特に尾端部での局所
的な蛇行現象が問題となっている。蛇行現象とは、圧延
中に被圧延材(板)が圧延機の中心から左右(駆動側あ
るいは作業側)にずれることをいう。被圧延材の蛇行が
大きくなると、被圧延材が圧延機入側のサイドガイドに
あたり、サイドガイドにあたった部分が折れ込んで2枚
噛みが発生し、被圧延材の表面に疵が入ったり、ロール
に疵をつけたりして、製品表面品質の劣化を招き、さら
にはロール交換が必要となることから生産性が低下す
る。このような被圧延材の蛇行によって、特に尾端部で
局所的に発生する2枚噛みのことを「絞り」と称する。
【0003】圧延中の被圧延材が蛇行する原因の一つ
に、圧延機の作業側(以下OP側と称す)と駆動側(以
下DR側と称す)とで、ミル剛性が異なることが挙げら
れる。1本の被圧延材を圧延中には被圧延材の温度が低
下するため、圧延が被圧延材の尾端側へと進行するにつ
れて圧延荷重が増大する(以下サーマルランダウンと称
する)。先端噛み込み時の圧延荷重を想定して圧延機の
レベリングを調整している場合、すなわち、先端噛み込
み時の圧延荷重と同レベルの圧延荷重を負荷した状態
で、OP側とDR側とでのロール開度差が所定範囲内に
収まるように調整している場合、尾端側で圧延荷重が大
きくなると、OP側とDR側とでミル剛性が異なること
に起因して、OP側とDR側とのロール開度差が大きく
なる。このロール開度差が大きい状態で圧延を行うと、
被圧延材に板ウェッジ(OP側とDR側の板厚差)を生
じさせることになるが、圧延機の入側と出側とでの板ウ
ェッジ比率(板ウェッジ/板厚) の変化が大きいと蛇行
量が大きくなることが知られている。
【0004】そして、被圧延材の尾端が圧延機を抜ける
際には、圧延機の入側の張力がなくなり、被圧延材の横
方向の拘束力がなくなるため蛇行現象が起こりやすくな
り、絞りに至る。このような、OP側とDR側とでのミ
ル剛性差に起因した被圧延材の蛇行を防止する技術とし
て、例えば、特開平7-323319号公報には、板圧延開始後
の圧延安定時の圧延荷重と尾端部分が圧延される前の圧
延荷重とをそれぞれ検出し両圧延荷重の差を求めるとと
もに、この圧延荷重差と予め求めておいた圧延機のミル
伸び特性係数を用いてミル伸び量を求め、このミル伸び
量を基に尾端部圧延時のOP側とDR側とのロール開度
を調節(以下レベリングと称する)する技術が開示され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は左右荷
重を検出した後、理論的に求めた圧延式を用いて計算さ
れた結果を制御対象とするものである。しかしながら、
上記従来技術には、以下のような問題が指摘される。 (1) 仕上圧延機後段での適用では、一般的な制御実行サ
イクルを0.3 秒程度と非常に短くすることが必要であ
り、十分な制御応答を確保するためには圧延機の大規模
なハード改造が必要となる。 (2) 制御対象が圧延荷重を基にした計算結果のみに基づ
くため、必ずしも鋼板の蛇行とあっていない場合もあ
り、蛇行の防止を正確に行うことができない。
【0006】本発明は、以上述べた問題を解決し、被圧
延材の圧延中に実時間処理でレべリング制御を行い、特
に尾端部で発生する「絞り」を防止することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の圧延ス
タンドが連設されてなる熱間仕上圧延機のレベリング制
御方法において、中間スタンド間にて被圧延材の両幅端
部の板厚を測定し、該測定値に基づいて、前記中間スタ
ンド間における被圧延材の板ウェッジ量を求め、該板ウ
ェッジ量に基づいて前記中間スタンド間よりも上流側の
圧延スタンドの作業側と駆動側のロール開度差を修正す
ることを特徴とするものである。
【0008】また、本発明は、複数のスタンドが連設さ
れてなる熱間仕上圧延機のレべリング制御装置であっ
て、中間スタンド間に設置した、被圧延材の両幅端部の
板厚を測定する中間スタンド板厚計と、該中間スタンド
板厚計により測定した両幅端部の板厚値から、前記中間
スタンドにおける被圧延材の板ウェッジ量を求め、該板
ウェッジ量にもとづいて前記中間スタンドよりも上流側
の圧延スタンドの作業側と駆動側のロール開度差修正量
を演算し、さらに、該演算値にもとづいて前記上流側の
圧延スタンドの圧下装置にロール開度差修正信号を送信
する演算制御装置とを有することを特徴とするものであ
る。
【0009】なお、十分な制御応答を確保するために、
前記圧下装置は油圧圧下方式の圧下装置であることが好
ましい。本発明者らは、前述のサーマルランダウンによ
る尾端の圧延荷重上昇は、特に上流側スタンドにて生じ
易く、上流側スタンドの圧延にて被圧延材に大きな板ウ
エッジを生じさせていること、および、下流側スタンド
においては圧延荷重の変動が少ないために左右ミル剛性
の差に起因したレベリング変動は生じにくく、下流側ス
タンドの入側における被圧延材の板ウェッジ量を小さく
しておけば、後段スタンドでの板ウェッジ比率の変化を
小さくできることに着目して本発明を達成するに至っ
た。
【0010】図2はF1〜F7の7スタンドからなる熱間仕
上圧延機により被圧延材を圧延した時の、各スタンドの
圧延荷重(OP側とDR側との和荷重)の経時変化を示
している。特に上流側スタンドであるF1〜F4スタンドに
おいて、尾端側の圧延荷重が先端側よりも増大してお
り、下流側スタンドであるF5〜F7スタンドでは先端側の
圧延荷重と後端側の圧延荷重とにさほど差がないことが
わかる。
【0011】図3は、F4スタンド出側に設置した、被圧
延材の両端部の板厚を測定する中間スタンド板厚計で測
定した被圧延材の両幅端部のエッジプロフィールを示す
図である(幅方向中心を基準点とした)。図3(a)は
被圧延材の先端側、図3(b)は被圧延材の尾端側のエ
ッジプロフィールをそれぞれ示している。先端側の板ウ
エッジ、すなわち、OP側端から25mm位置の板厚からD
R側端から25mm位置の板厚を差し引いた値は、先端側で
−10μmであるのに対し、尾端側では−20μmに増加し
ていることがわかる。
【0012】このようにF4出側において、尾端側の板ウ
ェッジ量が大きくなると、この下流側スタンドF5〜F7で
は、F4出側における板ウェッジ比率を維持できるように
レベリングを修正しないと蛇行が発生する。本発明で
は、中間スタンド間で被圧延材の両幅端部の板厚を測定
し、該中間スタンド間での被圧延材の板ウェッジ量を求
め、求めた板ウェッジ量に基づいて中間スタンド間より
も上流側スタンドのレベリングをフィードバック制御に
より調整し、前記上流側スタンドの出側における板ウェ
ッジ量を減少させる。これにより、サーマルランダウン
の大きい上流側スタンドのレベリングを上流側スタンド
出側にて実測することにより求めた板ウェッジ量にもと
づいて修正することができるので、下流側スタンド入側
の板ウェッジ量は小さくなり、下流側スタンドでは板ウ
ェッジ比率の変化を小さくして被圧延材の蛇行を抑制す
ることができ、その結果、絞りの発生を防止することが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。図1は本発明のレベリング制御装置を
7スタンドからなる熱間仕上圧延機に適用した例を示す
図である。被圧延材1は、第1スタンドF1〜第7スタン
ドF7からなる熱間仕上圧延機2によりタンデム圧延され
る。また、F1〜F4の各スタンドのOP側およびDR側の
圧下装置3は、油圧圧下シリンダを有する圧下装置とな
っている。本実施形態においては、F4スタンド出側に中
間スタンド板厚計4が設置されている。中間スタンド板
厚計4は、被圧延材の板厚をオンラインで測定する装置
であり、被圧延材の両幅端部の板厚を測定することが可
能となっている。そして、中間スタンド板厚計により測
定された両幅端部の板厚測定値は、演算制御装置5に入
力される。
【0014】演算制御装置5は両端部板厚より、OP側
とDR側との板厚差である板ウェッジ量Hdfを求め、該
板ウェッジ量Hdfに基づいて、中間スタンド板厚計5よ
りも上流側にあるスタンドのOP側およびDR側のロー
ル開度差修正量(レベリング修正量)を演算する。例え
ば、F4スタンドのみのレベリングを修正して、F4スタン
ド出側における板ウェッジ量を減少させる場合、レベリ
ング修正量Sdf4 は下記(1)式により求められる。
【0015】 Sdf4 =Hdf×L4 /b×(K4 +Q4 )/K4 …(1) ここで、 K4 :F4スタンドの平行剛性(被圧延材の厚さ、幅毎の
定数) Q4 :F4スタンドの平行塑性定数(被圧延材の鋼種、厚
さ、幅毎の定数) b:被圧延材の幅 L4 :F4スタンドのOP側とDR側の圧下装置間の距離 である。
【0016】そして、(1)式により求めたSdf4 だけ
のレベリング修正が実施されるようにF4スタンドの圧下
装置3にロール開度差修正信号を送る。以上の操作によ
り、F1〜F3スタンドで大きな板ウェッジを生じさせるよ
うな圧延をした場合でも、F4スタンド出側では板ウェッ
ジ量は小さくなり、被圧延材の板厚が薄く絞りが発生し
やすいF5〜F7スタンドではウェッジ比率の変化が小さい
圧延が実施できるようになる。また、 F1 〜F3スタンド
で生じた板ウェッジをF4スタンドのみのロール開度差を
修正して減少させるような圧延を実施しても、つまり、
F4スタンドにて板ウェッジ量を変化させるような圧延を
行っても、F4スタンドでは被圧延材の板厚が厚いため板
ウェッジ比率(板ウェッジ量/板厚)の変化は小さく、
被圧延材の尾端がF4スタンドの抜ける際に絞りには至ら
ない。
【0017】なお、上記(1)式により求めた、F4スタ
ンドにて実施するレベリング修正量があまりに大きい
と、F4スタンドで絞りに至るほどの板ウェッジ比率の変
化を与える可能性がある。したがって、F1〜F3スタンド
のいずれかにてレベリング修正を実施するか、または、
F1〜F4スタンドに配分してレベリング修正を実施するよ
うにしてもよい。この場合、F1、F2、F3、F4の各スタン
ドについて、Sdf1 、Sdf2 、Sdf3 、Sdf4 だけのレ
ベリング修正を行う場合、各スタンド出側における板エ
ッジ修正量ΔWe1 、ΔWe2 、ΔWe3 、ΔWe4 は、下記
(2)〜(5)式で表わされる。
【0018】したがって、F4出側における板ウェッジ修
正量ΔWe4 が、F4出側における両幅端部の板厚測定値か
ら求めた板ウェッジ量Hdf4 と等しくなるように(2)
〜(5)式中の、Sdf1 、Sdf2 、Sdf3 、Sdf4 を求
めればよい。
【0019】
【数1】
【0020】なお、上記実施形態は、中間スタンド板厚
計はF4スタンドの出側に設置した例であるが、本発明は
これに限らず、いずれのスタンド間に中間スタンド板厚
計を設置してもよい。但し、レベリングを修正して板ウ
ェッジ量を変化させても絞りに至らないほど通過する被
圧延材の板厚が厚いスタンドの出側に設置する必要があ
り、通常の熱間仕上圧延において、絞りが発生しやすい
スタンドがF5スタンド以降であることからF4スタンド出
側に設置することが好ましい。また、被圧延材の製品板
厚によっては絞りが発生しやすいスタンドがF7スタンド
のみの場合、F6とF7スタンドの場合等があり得るので、
F4スタンドより下流側の複数のスタンド間に中間スタン
ド板厚計を設置し、フィードバック制御によりレべリン
グ調整を実施する上流側スタンドは適宜選択するように
してもよい。
【0021】
【実施例】本発明を、ホットコイルを生産する熱間圧延
ラインの仕上げ圧延設備に適用した。本発明を適用する
前は、絞り発生によるラインの休止を示す指標である絞
り休止率(絞り発生によるライン休止時間/全ライン休
止時間)が0.5 %であったが、本発明の適用によって、
0.2 %に削減することができ、熱間圧延ラインのライン
停止を0.3 %改善した。
【0022】
【発明の効果】本発明の適用によって、熱間圧延ライン
の絞り休止率を0.3 %向上させることができた。特に、
本発明はサーマルランダウンによる尾端荷重増加が顕著
なときに有効であり、絞り発生を有効に低減することが
でき、ロール交換の必要から生じる生産性低下の防止に
有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する熱間仕上げ圧延機の側面図で
ある。
【図2】熱間仕上げ圧延機各スタンドにおける圧延荷重
の一例を示すグラフである。
【図3】熱間仕上げ圧延機に設置した中間板厚計で測定
したエッジプロフィールの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 被圧延材 2 熱間仕上圧延機 3 圧下装置 4 中間スタンド板厚計 5 演算制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 克史 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 香川 卓士 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 4E024 AA04 AA18 AA20 CC01 EE01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の圧延スタンドが連設されてなる熱
    間仕上圧延機のレべリング制御方法において、中間スタ
    ンド間にて被圧延材の両幅端部の板厚を測定し、該測定
    値に基づいて、前記中間スタンド間における被圧延材の
    板ウェッジ量を求め、該板ウェッジ量に基づいて前記中
    間スタンド間よりも上流側の圧延スタンドの作業側と駆
    動側のロール開度差を修正することを特徴とする熱間仕
    上圧延機のレベリング制御方法。
  2. 【請求項2】 複数のスタンドが連設されてなる熱間仕
    上圧延機のレベリング制御装置であって、中間スタンド
    間に設置した、被圧延材の両幅端部の板厚を測定する中
    間スタンド板厚計と、該中間スタンド板厚計により測定
    した両幅端部の板厚値から、前記中間スタンドにおける
    被圧延材の板ウェッジ量を求め、該板ウェッジ量にもと
    づいて前記中間スタンドよりも上流側の圧延スタンドの
    作業側と駆動側のロール開度差修正量を演算し、さら
    に、該演算値にもとづいて前記上流側の圧延スタンドの
    圧下装置にロール開度差修正信号を送信する演算制御装
    置とを有することを特徴とする熱間仕上圧延機のレベリ
    ング制御装置。
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