JP2000158026A - 板圧延における板形状制御方法 - Google Patents
板圧延における板形状制御方法Info
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Abstract
御することができる板形状制御方法を提供する。 【解決手段】 3以上に分割された分割型バックアップ
ロール33、34ごとに設けられた圧下装置36、荷重
検出装置37、および圧下位置検出装置38からなる複
数の分割バックアップロール・ユニット27、28が、
インナーハウジングに独立して取り付けられた板圧延機
において、板圧延時に検出した各分割バックアップロー
ル33、34の荷重および圧下位置に基づいて板圧延時
の板形状を推定し、推定結果に基づいて目標板形状とな
るように分割バックアップロール33、34の圧下位置
を制御する。制御開始前に各分割バックアップロールの
ロックオン荷重の合計値を求めてこれを基準荷重とし、
各分割バックアップロール33、34の荷重合計値が基
準荷重と一致するように主圧下装置でロールギャップを
制御する。
Description
および圧下制御可能な分割バックアップロールを備えた
板圧延機における板厚および板形状制御方法に関する。
クアップロールのそれぞれについて荷重分布を検出し
て、圧延材〜ワークロール間の荷重分布を推定し、推定
した荷重分布に基づいて板形状を制御する板圧延機が注
目されている(例えば、特開平5−48375号公報参
照)。この板圧延機では、原理的に圧延機出側で板形状
を計測してフィードバックする必要はなく、したがって
時間遅れなく直接的に板形状を制御することができる。
この板圧延機によれば、良好な板品質、つまり良好な板
クラウンおよび平坦度を得ることができる。以下、この
ような板圧延機を知能型板圧延機という。
は、知能型板圧延機の圧延制御方法が示されている。第
i分割バックアップロールに作用する荷重をqi 、その
位置に対応する圧延材〜ワークロール間荷重をpi と
し、ワークロール軸心たわみの変形マトリクスを
KW ij、バックアップロール系の変形マトリクスをKB
ij、ロールクラウンの形式で表現したワークロールプロ
フィルをCW i 、分割バックアップロールプロフィルを
CB i 、上ワークロール軸心たわみをYW i とすると、
分割バックアップロールとワークロールの適合条件よ
り、式(1)が得られる。
影響を及ぼし、ワークロールベンダーがある場合には力
の釣り合いと、モーメントの釣り合いの条件を考慮する
必要がある。なお、この明細書の数式では、同添字の繰
り返しがある場合にはアインシュタインの総和規約を用
いて表現する。また、KB ijは第j分割バックアップロ
ールに単位荷重が負荷された時の第i分割バックアップ
ロールの変位を表す影響係数マトリクスであるが、ここ
では、ハウジングの変形およびワークロール〜分割バッ
クアップロールの接触による両ロールの偏平変形を含め
た変形マトリクスを表す。KB ij、KW ij、YW i はす
べてミルセンターからの相対位置のみを抽出する。
W i は、変形マトリクスKW ijおよび圧延材〜ワークロ
ール間に作用する圧延荷重分布pi を用いて、次の式
(2)で表される。
(3)が得られる。
マトリクスである。
板厚H、出側板厚h、変形抵抗k、摩擦係数μ、平均入
側張力σb 、平均出側張力σf 、板形状を表現する伸び
ひずみ差Δεの関数であり、式(4)で与えられる。
μは板幅方向にほとんど一定であり計算および実験によ
って求めることがでる。入側板厚H、出側板厚h、平均
入側張力σb 、および平均出側張力σf は所望とする圧
延条件を入力することによって与えられる。したがっ
て、式(4)より目標とする伸びひずみ差Δεを代入す
れば、所望の形状が得られるための圧延荷重pi が求め
られる。
とによって、所望の形状が得られるための各分割バック
アップロールの荷重qi が求められる。このようにし
て、所望の圧延荷重pi となるように各分割バックアッ
プロールの荷重分布を制御する。
i番目の分割バックアップロールの変位を変えると、上
ワークロールに作用する力が変化するため、基本的には
すべての分割バックアップロールの荷重が変化する。し
たがって、分割バックアップロールの荷重分布を所望の
荷重分布と一致させることはかなり困難である。このた
め、オペレータは高い熟練度が要求される。
は、形状制御するために分割バックアップロールの圧下
位置を制御すると、ロール軸方向の荷重分布だけではな
くロールギャップが変化する。タンデム圧延の場合、第
1スタンド以外のロールギャップが変化しても、後方張
力が変化して、ロールギャップ変化とミルストレッチが
相殺されるので、最終的には上記方法で板厚が変化する
ことはない。しかしながら、単スタンドの場合はこのよ
うな張力変化はないので、板厚も変化する。したがっ
て、形状は良くなっても板厚精度が悪化するという問題
があった。
計を設置し、その出力からロールギャップを制御するフ
ィードバック制御が行われていた。しかし、この方法で
はむだ時間が生じるので、応答性の高い板厚制御はでき
なかった。
には、板幅、板厚、変形抵抗などの外乱がない場合、分
割バックアップロールの圧下位置を操作しても圧延荷重
が一定となるようにロールギャップを制御すればよい。
インナーハウジング方式の場合、インナーハウジングと
ミルハウジングの間にロードセルを設けてその出力を基
にロールギャップを制御することも考えらるが、圧延中
のインナーハウジングとメインハウジングとの間の摺動
抵抗が大きいために高い精度でロールギャップ、つまり
板厚を制御することはできない。したがって、板形状と
板厚とが干渉することなく制御することができる板厚・
板形状制御方法が望まれていた。
度で板形状を制御することができる板形状制御方法を提
供することを課題としている。
型板圧延機は、ミルハウジングと、ミルハウジングに昇
降可能に取り付けられた上下インナーハウジングと、イ
ンナーハウジングの一つに設けられた主圧下装置と、上
下インナーハウジングのそれぞれにロールチョックを介
して取り付けられた上下ワークロールと、3分割以上に
分割された分割バックアップロールとを備えている。そ
して、分割型バックアップロールならびに分割バックア
ップロールごとに設けられた圧下装置、荷重検出装置、
および圧下位置検出装置からなる複数の分割バックアッ
プロール・ユニットが、少なくとも一つのインナーハウ
ジングにそれぞれ独立して取り付けられている。
は、制御開始前に各分割バックアップロールのロックオ
ン荷重の合計値を求めてこれを基準荷重とし、圧延中に
目標板形状となるように各分割バックアップロールの圧
下位置をそれぞれ制御するとともに、各分割バックアッ
プロールの荷重合計値が前記基準荷重と一致するように
前記主圧下装置でロールギャップを制御する。
置を圧下装置により、板厚はワークロールのロールギャ
ップを主圧下装置によりそれぞれ制御する。したがっ
て、板形状制御および板厚制御が干渉することなく、目
標とする板形状および板厚が得られる。
機の概略を示している。図2は、図1に示す知能型板圧
延機の主要部を模式的に示している。知能型板圧延機1
0は、ミルハウジング11内に上、下のインナーハウジ
ング12、13が昇降可能に支持されている。上のワー
クロール20は、ワークロールチョック15を介して上
のインナールハウジング12に上下方向および水平方向
に変位可能に支持されている。また、下のワークロール
21は、ワークロールチョック15を介して下のインナ
ールハウジング13に上下方向に変位可能に支持されて
いる。
ット27および4組の出側分割バックアップロール・ユ
ニット28がそれぞれ、板幅方向(図2で左右方向)に
一列となって上インナーハウジング12に独立して取り
付けられている。入出側分割バックアップロール・ユニ
ット27、28はそれぞれ、分割バックアップロール3
3、34、圧下装置36、荷重検出装置37および圧下
位置検出装置38からなっている。上ワークロール20
と、入出側分割バックアップロール列30、31とは、
逆ピラミッド型に配置されている。また、入側分割バッ
クアップロール33と出側分割バックアップロール34
は、図2に示すように板幅方向に交互に配置されてい
る。圧下装置36は、荷重検出装置37を介し各分割バ
ックアップロール33、34にそれぞれ独立して圧下力
を加える。圧下装置36は、例えば油圧シリンダーが用
いられる。荷重検出装置37は、各分割バックアップロ
ール33、34に加わる圧下荷重を検出する。荷重検出
装置37として、例えばロードセルが用いられる。ま
た、油圧シリンダーの圧力を検出して、圧下荷重を求め
てもよい。圧下位置検出装置38は、分割バックアップ
ロール33、34の基準位置(例えば無負荷時のロール
位置)からの変位を検出する。例えば、容量形変位セン
サー、誘導形変位センサーなどで、圧下装置36のシリ
ンダー位置を検出する。
つまり非分割型の下バックアップロール40が支持され
ている。上インナーハウジング12はパスライン調整装
置17により昇降され、圧延材Sのパス位置が調整され
る。下インナーハウジング13は、主圧下装置18によ
り圧下力が加えられる。
0において、圧延開始直後、圧延制御開始前に、板厚が
目標板厚となったときの各分割バックアップロールの荷
重(ロックオン荷重)を測定する。このロックオン荷重
の合計値を基準荷重とする。圧延中に、分割バックアッ
プロール33、34ごとに荷重および圧下位置を検出す
る。検出した荷重および圧下位置にに基づいて、板圧延
時の板形状をモデル式により推定する。モデル式は、あ
らかじめ実験で求めておく。推定結果に基づいて、目標
板形状となるように分割バックアップロール33、34
の圧下位置を制御する。同時に、各分割バックアップロ
ールの荷重の合計値が前記基準荷重と一致するように前
記主圧下装置18でワークロール20、21のロールギ
ャップを制御する。各分割バックアップロールの圧下位
置を制御することにより目標板形状が得られ、主圧下装
置でロールギャップを制御することにより目標板厚が得
られる。
ップロール列は2列であったが、これを3列としてもよ
い。下バックアップロールは非分割バックアップロール
であったが、これを分割バックアップロールとしてもよ
い。
を行った。圧延機の仕様および圧延条件を表1に示す。
板形状は、圧延機の出側デフレクターロールに設けた接
触式形状検出器で測定した。板厚は、圧延機出側でX線
厚み計で測定した。
形状(急峻度で表す)および板厚の経時変化を示してい
る。板形状は目標形状を維持し、良好な板形状を得るこ
とができた。しかし、板厚は時間の経過とともに変動
し、目標板厚範囲から外れる場合があった。図4は、こ
の発明により圧延した場合の板形状および板厚の経時変
化を示している。良好な板形状を得ることができ、板厚
も目標板厚範囲内であった。
標板厚とともに、良好な板形状を得ることができる。
圧延機の概略側面図である。
示す正面図である。
よび板厚の経時変化を示す線図である。
よび板厚の経時変化を示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ミルハウジングと、ミルハウジングに昇
降可能に取り付けられた上下インナーハウジングと、イ
ンナーハウジングの一つに設けられた主圧下装置と、上
下インナーハウジングのそれぞれにロールチョックを介
して取り付けられた上下ワークロールと、3分割以上に
分割された分割バックアップロールとを備え、前記分割
型バックアップロールならびに分割バックアップロール
ごとに設けられた圧下装置、荷重検出装置、および圧下
位置検出装置からなる複数の分割バックアップロール・
ユニットが、少なくとも一つのインナーハウジングにそ
れぞれ独立して取り付けられた板圧延機で、板圧延時に
検出した各分割バックアップロールの荷重および圧下位
置に基づいて板圧延時の板形状を推定し、推定結果に基
づいて目標板形状となるように分割バックアップロール
の圧下位置を制御する方法において、制御開始前に各分
割バックアップロールのロックオン荷重の合計値を求め
てこれを基準荷重とし、圧延中に目標板形状となるよう
に各分割バックアップロールの圧下位置をそれぞれ制御
するとともに、各分割バックアップロールの荷重合計値
が前記基準荷重と一致するように前記主圧下装置でロー
ルギャップを制御することを特徴とする板圧延における
板形状制御方法。
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---|---|---|---|
JP33612798A JP3938635B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 板圧延における板形状制御方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-11-26 JP JP33612798A patent/JP3938635B2/ja not_active Expired - Fee Related
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