JP2000210707A - 線材又は棒鋼圧延の寸法制御方法及び圧延装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 制御アルゴリズム及びパラメータを単純化
し、制御時間を短くし、且つ、高精度な制御ができる線
材又は棒鋼の寸法制御方法及びその圧延装置を提供する
こと。 【解決手段】 予め、圧延材の断面形状を、前記第１及
び第２の方向の断面寸法の許容値との関係において所定
の類型にパターン化すると共に、各パターンにおいて実
測値と目標値との関係に基づくロール間隙調整方法を予
め設定しておき、前記第２圧延機の出側における圧延材
の第１及び第２の方向の寸法を実測し、該実測値と前記
許容値との関係により、当該圧延材の断面形状が前記ど
のパターンに属するかを決定し、該決定したパターンに
おける前記予め設定したロール間隙調整方法に基づき、
前記第１及び第２圧延機のロール間隙の調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンデム式鉄鋼圧
延設備における線材又は棒鋼の寸法制御方法及びその方
法を使用する圧延装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】線材又は棒鋼製品を生産するタンデム式
鉄鋼圧延設備では、異形棒鋼等の最終製品及びボルト・
ナット等の素材を生産する設備故に、製品品質の向上、
歩留の向上、操業効率の向上（オペレータ負荷の低
減）、生産安定性の向上、生産コストの低減、作業環境
の改善、等が要求される。これらの要求を満たす為に、
圧延材の形状・寸法制御方法の確立が望まれている。こ
の種の制御方法に関するものとして、特開昭５１−１１
１４５９号公報、特公昭５６−５２６４１号公報、特公
平２−５９００２号公報、特公平４−４９０４３号公
報、特公平６−４９２０４号公報に記載の技術が公知で
ある。

【０００３】しかし、従来の制御方法における制御アル
ゴリズムは非常に複雑で、現実的でなかった。即ち、板
形状の製品を生産する圧延機の場合は、二次元圧延理論
を適用し、圧延変形の理論的解明が行われ、その解析結
果に基づく自動形状制御機能が、既に適用されている
が、線材又は棒鋼製品を生産する圧延機の場合は、三次
元の孔型（カリバ）内材料挙動が非常に複雑なため、理
論的な解明は余り行われていない。矩形換算法等を利用
した便宜的な圧延変形解明手法は種々報告されている
が、あらゆる鋼種・製品サイズに適用できる手法は、現
時点では報告されていない。

【０００４】また、既に報告されている便宜的な圧延変
形解明手法には、数多くの外的要因（パラメータ）が含
まれ、あらゆる鋼種、製品サイズ用のパラメータを決定
する必要があり、莫大な労力が必要となるので、現実的
でない。なお、制御アルゴリズムを極力単純化した制御
方法として、特公昭５７−６００８４号公報に記載の技
術がある。この従来の技術は、条材の圧延機において、
圧延された条材の外形の、水平、垂直、４５°各方向の
４方向の寸法を測定し、この測定結果から圧延された条
材の外形の歪形状を４つのパターンに類別し、このパタ
ーンの類別と寸法上の誤差とに従って、所望の断面形
状、寸法の条材を得るようにロールギャップを調整する
ものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特公昭５７−６０
０８４号公報に記載の従来技術は、測定寸法を基にその
断面形状をパターン分類しているが、目標値との偏差は
考慮していない。例えば、前記特公昭５７−６００８４
号公報に記載の「上下径（ｄ1 ）＞左右径（ｄ2 ）」の
楕円形の「パターン２」の場合、ｄ1 −ｄ2 ＝Δの値を
「くるい量」として求め、ラウンドロール（水平ロー
ル）に関しては、前記くるい量Δを一定時間について積
分し、その積分結果に比例してランドロールのギャップ
を少なくする方向に修正し、また、オーバルロール（垂
直ロール）については、前記くるい量Δを積分して、こ
の積分結果に比例してオーバルロールのギャップを大き
くする方に修正している。

【０００６】しかし、目標値との関係では、 ｄ1 ＜
目標天地（上下）寸法、 ｄ1 ＝目標天地寸法、
ｄ1 ＞目標天地寸法、 ｄ2 ＜目標オーバル（左右）
寸法、 ｄ2 ＝目標オーバル寸法、 ｄ1 ＞目標オ
ーバル寸法、のような場合があり、該公報に記載の調整
方法では、前記〜の場合、同じ調整方法であり、全
ての場合に目標寸法の製品を得ることが困難であった。
更に、前記従来の技術では、「比例積分制御」を行って
いるが、圧延材の形状制御の場合、制御のオーバーシュ
ートは許容されないため、比例ゲイン・積分ゲインをあ
まり大きくすることはできない。従って、この様な条件
下で比例積分制御を適用する場合、制御時間（制御開始
から完了までに要する時間）が長くなるという問題があ
った。

【０００７】そこで、本発明は、制御アルゴリズム及び
パラメータを単純化し、制御時間を短くし、且つ、高精
度な制御ができる線材又は棒鋼の寸法制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明の特徴
とするところは、圧延材の走行方向に直角な断面におけ
る第１の方向に圧延材を圧下する第１の圧延機と、該第
１圧延機の下流側に隣接して配置され前記第１方向に直
角な第２の方向に圧延材を圧下する第２の圧延機とに圧
延材を通して線材又は棒鋼製品を生産するタンデム式圧
延設備における線材又は棒鋼の寸法制御方法において、
予め、圧延材の断面形状を、前記第１及び第２の方向の
断面寸法の許容値との関係において所定の類型にパター
ン化すると共に、各パターンにおいて実測値と目標値と
の関係に基づくロール間隙調整方法を予め設定してお
き、前記第２圧延機の出側における圧延材の第１及び第
２の方向の寸法を実測し、該実測値と前記許容値との関
係により、当該圧延材の断面形状が前記どのパターンに
属するかを決定し、該決定したパターンにおける前記予
め設定したロール間隙調整方法に基づき、前記第１及び
第２圧延機のロール間隙の調整を行う点にある。

【０００９】前記パターン化は次表に示す９種類とする
のが好ましい。

【００１０】

【表２】

【００１１】前記圧延材の第１及び第２の方向の寸法の
実測は、圧延材の長手方向に沿って連続して行い、前記
第１の方向の寸法の最小値を、第１方向寸法実測値と
し、前記第１の方向の寸法の最小値となる点における第
２の方向の寸法を第２方向寸法実測値とするのが好まし
い。前記ロール間隙の調整に際し、各圧延機のロール間
隙操作量が所定値を越える場合は、前記予め設定したロ
ール間隙調整方法に係わらず、各圧延機のロール間隙操
作量を、前記所定値以内となるように、制約条件を付加
することができる。

【００１２】前記ロール間隙調整を行う際に、当該ロー
ル間隙操作量の波及効果に相当する外乱抑制用補正を他
の制御系に与えることができる。前記第１圧延機の入側
において、圧延材の第１及び第２方向の断面寸法を測定
し、該測定結果が所定の範囲に入っている場合のみ、前
記ロール間隙調整を行うのが好ましい。前記ロール間隙
の調整に際し、前記第１及び第２圧延機のロール間隙調
整を行うアクチュエータの操作に要する時間を求め、該
時間と間ピッチ時間との関係を考慮して、最終的なロー
ル間隙操作量を、前記アクチュエータに出力することが
できる。

【００１３】また、本発明の圧延装置の特徴とするとこ
ろは、圧延材の走行方向に直角な断面における第１の方
向に圧延材を圧下する第１の圧延機と、該第１圧延機の
下流側に隣接して配置され前記第１方向に直角な第２の
方向に圧延材を圧下する第２の圧延機とに圧延材を通し
て線材又は棒鋼製品を生産するタンデム式圧延設備にお
いて、予め、圧延材の断面形状を、前記第１及び第２の
方向の断面寸法の許容値との関係において所定の類型に
パターン化すると共に、各パターンにおいて実測値と目
標値との関係に基づくロール間隙調整方法を予め設定し
ておき、前記第２圧延機の出側における圧延材の第１及
び第２の方向の寸法を実測し、該実測値と前記許容値と
の関係により、当該圧延材の断面形状が前記どのパター
ンに属するかを決定し、該決定したパターンにおける前
記予め設定したロール間隙調整方法に基づき、前記第１
及び第２圧延機のロール間隙の調整を行うように構成し
た制御装置を備えている点にある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づき説明する。図１において示すものは、線材又
は棒鋼製品を生産するタンデム式圧延設備の一部分であ
り、圧延材の走行方向に直角な断面における第１の方向
に圧延材を圧下する第１の圧延機1 と、該第１圧延機1
の下流側に隣接して配置され前記第１方向に直角な第２
の方向に圧延材を圧下する第２の圧延機2 が示されてい
る。前記第１圧延機1 の具体例として、縦型圧延機が例
示され、第２圧延機2 として横型圧延機が例示されてい
る。従って、本発明で言うところの第１の方向は、この
実施の形態では水平方向（以下、この方向の寸法を「オ
ーバル寸法」という）であり、第２の方向は垂直方向
（以下、この方向の寸法を「天地寸法」という）を指し
ている。

【００１５】前記第１圧延機1 は、電動機3 によって駆
動される左右一対の縦ロール4 を有し、該縦ロール4 に
は、オーバル孔型が形成されている。前記第２圧延機2
には、電動機5 によって駆動される上下一対の水平ロー
ル6 を有し、該水平ロール6にラウンド孔型が形成され
ている。前記各圧延機1,2 の電動機3,5 には、各圧延機
1,2 のロール回転速度を測定するためのロール回転速度
測定装置7 が設けられている。前記第１圧延機1 及び第
２圧延機2 には、各々のロール間隙を操作するためのア
クチュエータ8,9 と、各々のロール間隙を測定するため
のロール間隙測定装置10,11 とが設けられている。そし
て、前記第１圧延機1 の入側に圧延材の入側寸法測定装
置12が設けられ、該装置12は、圧延材の天地寸法を測定
する天地寸法測定装置13と、オーバル寸法を測定するオ
ーバル寸法測定装置14とからなる。第２圧延機2 の出側
にも同様の圧延材の出側寸法測定装置15が設けられ、該
装置15も天地寸法測定装置16と、オーバル寸法測定装置
17とからなる。

【００１６】前記各装置は制御装置18に接続されてい
る。この制御装置18は、入側圧延材寸法チェック装置1
9、出側圧延材形状パターン認識装置20、形状・寸法制
御装置21、操作量リミッタ22、ロール間隙制御装置23、
等から構成されている。前記入側の圧延材寸法測定装置
12は、入側圧延材寸法チェック装置19に接続されてい
る。出側の圧延材寸法測定装置15は、圧延材形状パター
ン認識装置20に接続されている。そして、前記入側圧延
材寸法チェック装置19と圧延材形状パターン認識装置20
は、圧延材の形状・寸法制御装置21に接続されている。

【００１７】前記形状・寸法制御装置21は、第１及び第
２圧延機1,2 の操作量リミッタ22を介してロール間隙制
御装置23に接続され、該ロール間隙制御装置23は、各々
圧延機1,2 のロール間隙を操作するための前記アクチュ
エータ8,9 に制御量を出力するよう接続されている。前
記各圧延機1,2 のロール間隙測定装置10,11 は、その測
定結果を前記ロール間隙制御装置23にフィードバックす
るよう接続されている。更に、前記形状・寸法制御装置
21は、他制御系への外乱抑制装置24を介して、ロール回
転数制御装置25に接続されている。このロール回転数制
御装置25は、前記各電動機3,5 に回転指令を出力すると
ともに、ロール回転速度測定装置7 からの結果がフィー
ドバックされるよう構成されている。

【００１８】前記構成の圧延ラインにおいて、圧延材
は、図１の矢印方向に進行し、第１圧延機1 のロール4
及び第２圧延機2 のロール6 により圧下・成形される。
入側圧延材寸法測定装置12及び出側圧延材寸法測定装置
15は、第１圧延機1 の入側において又第２圧延機2 の出
側において、圧延材の天地寸法とオーバル寸法を、その
圧延材の長さ方向にわたって始端から終端まで連続して
測定する。入側圧延材寸法測定装置12にて測定した天地
寸法値及びオーバル寸法値は、前記圧延材料寸法チェッ
ク装置19に入力され、該チェック装置19により、妥当な
サイズの圧延材が入ってきたか否かをチェックし、この
チェック結果を圧延材の形状・寸法制御装置21に送る。

【００１９】出側圧延材寸法測定装置15にて測定した天
地寸法値及びオーバル寸法値は、前記圧延材形状パター
ン認識装置20に入力され、該装置20において、圧延材の
形状状態が、次表に示す「典型的な９種類の雛形パター
ン」のどのパターンに属するかを認識する。この認識結
果は、圧延材の形状・寸法制御装置21に送られる。

【００２０】

【表３】

【００２１】尚、図２に前記９種類のパターンが図示さ
れている。前記圧延材の形状・寸法制御装置21は、入側
圧延材寸法チェック装置19のチェック結果、及び、出側
圧延材形状パターン認識装置20の認識結果に基づいて、
各圧延機1,2 のロール間隙補正量を演算し、本演算結果
を各圧延機1,2 のロール間隙制御装置23に指示する。そ
して、各圧延機1,2 のロール間隙制御装置23は、ロール
間隙測定装置10,11 により測定したロール間隙現在値に
基づいて、位置偏差を演算し、補正量を各圧延機ロール
間隙操作用アクチュエータ8,9 に出力し、各圧延機1,2
のロール間隙が制御される。

【００２２】尚、圧延材は適切に調整されたガイド装置
により、カリバ中心に正確に誘導されるものとする。そ
して、本発明では、「ロール違い」は考慮しないものと
する。また、圧延材に作用する張力は、他の制御系（張
力制御系、ループ制御系、等）により、無視できるレベ
ル（≒０）に制御されているものとする。次に、図３、
４に示すフローチャートに基づき、本発明に係る制御方
法を説明する。尚、フローチャート中の「エリア」と
は、第１及び第２圧延機1,2 からなる領域を言い、「ｉ
−１圧延機」と「ｉ圧延機」は、「第１圧延機1 」と
「第２圧延機2 」を言う。また、「Ｗmin 値」とは、入
側又は出側圧延材寸法測定装置12,15 により、圧延材の
全長に渡って連続的に測定したオーバル寸法値の内の最
小値を言い、「Ｈmin 値」とは、前記オーバル寸法が最
小となるポイントでの天地寸法を言う。そして、本発明
において、パターン認識に使用する実測値とは、出側圧
延材寸法測定装置15により測定された前記「Ｗmin 値」
と「Ｈmin 値」をいう。

【００２３】先ず最初にパターン認識装置20に、前記表
に示す９種類のパターンを記憶させておく。また、形状
・寸法制御装置21に、前記９種類のパターンに基づく次
の制御方法を記憶させておく。なお、目標天地寸法及び
目標オーバル寸法も予め設定されている。 （１）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値＞天地寸法の許容最大値α）且つ
（オーバル寸法Ｗmin 値＞オーバル寸法の許容最大値
γ）の場合、本パターンに属すると認識される。

【００２４】この場合、天地寸法Ｈmin 及びオーバル寸
法Ｗmin を許容範囲に入れるために、第１圧延機1 及び
第２圧延機2 を同時に圧下操作する必要がある。但し、
このパターンの場合、第１圧延機ロール間隙と、第２圧
延機ロール間隙とを個別に操作すると、圧延材に噛み出
し等の現象が生じる可能性があるため、第１圧延機ロー
ル間隙補正量ΔＷと、第２圧延機ロール間隙補正量ΔＨ
に相関を持たせる必要がある。この様な場合、現場サイ
ドの操業ノウハウでは、（第１圧延機ロール間隙操作量
ΔＷ）：（第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ）＝２：１
となるように操作している。

【００２５】そこで、第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ
及び第１圧延機ロール間隙操作量ΔＷは、以下の式に基
づいて決定する。 ΔＨ＝｜（天地寸法Ｈmin ）−（目標天地寸法）｜ ΔＷ＝ΔＨ×２ （２）パターンと認識された場合 （天地寸法Ｈmin 値＞天地寸法の許容最大値α）且つ
（オーバル寸法Ｗmin 値は許容範囲内）の場合、本パタ
ーンに属すると認識される。

【００２６】このパターンの場合、許容範囲を外れてい
る天地寸法Ｈmin を補正するために第２圧延機のみを圧
下すると、圧延材の幅広がり量が変化し、オーバル寸法
が許容範囲外になる。つまり寸法精度が悪化する可能性
がある。従って、このパターンの場合も、第１圧延機1
及び第２圧延機2 を同時に圧下操作する必要がある。但
し、このパターンの場合、第１圧延機ロール間隙と第２
圧延機ロール間隙とを個別に操作すると、圧延材に噛み
出し等の現象が生じる可能性があるため、第１圧延機ロ
ール間隙操作量ΔＷと第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ
に相関を持たせる必要がある。この様な場合、現場サイ
ドの操業ノウハウでは、（第１圧延機ロール間隙操作量
ΔＷ）：（第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ）＝２：１
となるように操作している。

【００２７】そこで、第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ
及び第１圧延機ロール間隙操作量ΔＷは、以下の式に基
づいて決定する。 ΔＨ＝｜（天地寸法Ｈmin ）−（目標天地寸法）｜ ΔＷ＝ΔＨ×２ （３）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値＞天地寸法の許容最大値α）且つ
（オーバル寸法Ｗmin 値＜オーバル寸法の許容最小値
δ）の場合、本パターンに属すると認識される。

【００２８】この場合、天地寸法Ｈmin を許容範囲に入
れるために、第２圧延機2 のみを圧下操作する必要があ
る。第２圧延機2 を圧下すると、圧延材の幅広がり量が
変化し、オーバル寸法も改善される。第２圧延機ロール
間隙操作量ΔＨは、以下の式に基づき決定される。 ΔＨ＝｜（天地寸法Ｈmin ）−（目標天地寸法）｜ （４）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値は許容範囲内）且つ（オーバル寸法
Ｗmin 値＞オーバル寸法の許容最大値γ）の場合、本パ
ターンに属すると認識される。

【００２９】この場合、オーバル寸法Ｗmin を許容範囲
に入れるために、第１圧延機1 のみを圧下操作する必要
がある。第１圧延機ロール間隙操作量ΔＷは、以下の式
に基づき決定される。 ΔＷ＝｜（オーバル寸法Ｗmin ）−（目標オーバル寸
法）｜ （５）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値は許容範囲内）且つ（オーバル寸法
Ｗmin 値は許容範囲内）の場合、本パターンに属すると
認識される。

【００３０】この場合、第１圧延機1 及び第２圧延機2
の圧下・圧上操作を行う必要はない。 （６）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値は許容範囲内）且つ（オーバル寸法
Ｗmin 値＜オーバル寸法の許容最小値δ）の場合、本パ
ターンに属すると認識される。この場合、オーバル寸法
Ｗmin を許容範囲に入れるために、第１圧延機1 のみを
圧上操作する必要がある。第１圧延機ロール間隙操作量
ΔＷは、以下の式に基づき決定される。

【００３１】ΔＷ＝｜（オーバル寸法Ｗmin ）−（目標
オーバル寸法）｜ （７）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値＜天地寸法の許容最小値β）且つ
（オーバル寸法Ｗmin 値＞オーバル寸法の許容最大値
γ）の場合、本パターンに属すると認識される。この場
合、天地寸法Ｈmin を許容範囲に入れるために、第２圧
延機2 のみを圧上操作する必要がある。第２圧延機2 を
圧上すると、圧延材の幅広がり量が変化し、オーバル寸
法も改善される。第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨは、
以下の式に基づき決定される。

【００３２】 ΔＨ＝｜（天地寸法Ｈmin ）−（目標天地寸法）｜ （８）パターンと認識された場合 （天地寸法Ｈmin 値＞天地寸法の許容最小値β）且つ
（オーバル寸法Ｗmin 値は許容範囲内）の場合、本パタ
ーンに属すると認識される。このパターンの場合、許容
範囲を外れている天地寸法Ｈmin を補正するために第２
圧延機2 のみを圧上すると、圧延材の幅広がり量が変化
し、オーバル寸法が許容範囲外になる。つまり寸法精度
が悪化する可能性がある。従って、このパターンの場
合、第１圧延機1 及び第２圧延機2 を同時に圧上操作す
る必要がある。但し、このパターンの場合、第１圧延機
ロール間隙と第２圧延機ロール間隙とを個別に操作する
と、圧延材に痩せ細り等の現象が生じる可能性があるた
め、第１圧延機ロール間隙操作量ΔＷと第２圧延機ロー
ル間隙操作量ΔＨに相関を持たせる必要がある。この様
な場合、現場サイドの操業ノウハウでは、（第１圧延機
ロール間隙操作量ΔＷ）：（第２圧延機ロール間隙操作
量ΔＨ）＝２：１となるように操作している。

【００３３】そこで、第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ
及び第１圧延機ロール間隙操作量ΔＷは、以下の式に基
づいて決定する。 ΔＨ＝｜（天地寸法Ｈmin ）−（目標天地寸法）｜ ΔＷ＝ΔＨ×２ （９）パターンと認識された場合の制御方法 （天地寸法Ｈmin 値＜天地寸法の許容最小値β）且つ
（オーバル寸法Ｗmin 値＜オーバル寸法の許容最小値
δ）の場合、本パターンに属すると認識される。

【００３４】この場合、天地寸法Ｈmin 及びオーバル寸
法Ｗmin を許容範囲に入れるために、第１圧延機1 及び
第２圧延機2 を同時に圧上操作する必要がある。但し、
このパターンの場合、第１圧延機ロール間隙と、第２圧
延機ロール間隙とを個別に操作すると、圧延材に痩せ細
り等の現象が生じる可能性があるため、第１圧延機ロー
ル間隙補正量ΔＷと、第２圧延機ロール間隙補正量ΔＨ
に相関を持たせる必要がある。この様な場合、現場サイ
ドの操業ノウハウでは、（第１圧延機ロール間隙操作量
ΔＷ）：（第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ）＝２：１
となるように操作している。

【００３５】そこで、第２圧延機ロール間隙操作量ΔＨ
及び第１圧延機ロール間隙操作量ΔＷは、以下の式に基
づいて決定する。 ΔＨ＝｜（天地寸法Ｈmin ）−（目標天地寸法）｜ ΔＷ＝ΔＨ×２ 以上の初期設定がされたのち、制御が開始される。図
３、４に示すフローチャートのステップ１では、次ビレ
ットが当該エリアに到着したか否かが判断される。ｎｏ
の場合は、前記判断が繰り返される。ｙｅｓの場合、ス
テップ２に進む。

【００３６】ステップ２では、入側寸法測定装置12及び
出側寸法測定装置15で、エリア入側・出側の天地・オー
バル寸法が測定される。そして、ステップ３で、入側圧
延材寸法チェック装置19により、エリア入側のオーバル
寸法最小値Ｗmin と、オーバル寸法が最小となるポイン
トでの天地寸法Ｈmin が求められ、また、圧延材形状パ
ターン認識装置20により、エリア出側のオーバル寸法最
小値Ｗmin と、オーバル寸法が最小となるポイントでの
天地寸法Ｈmin が求められる。ステップ４では、ビレッ
ト１本が通過したか否かが判断され、ｙｅｓの場合、ス
テップ５に進み、ｎｏの場合、ステップ２に戻る。

【００３７】ステップ５では、前記入側圧延材寸法チェ
ック装置19により、エリア入側における圧延材寸法Ｈmi
n 、Ｗmin は許容範囲内か否かが判断される。この許容
値は予め設定されている。（尚、この実施の形態では圧
延材の最小値にてチェックする例を明示しているが、圧
延材の最大値、平均値でチェックすることも可能であ
る。）前記判断においてｎｏの場合、本発明の処理を行
わないで、ステップ１に戻る。ｙｅｓの場合、ステップ
６に進む。

【００３８】ステップ６において、前記圧延材形状パタ
ーン認識装置20により、エリア出側の寸法偏差の演算が
行われる。即ち、エリア出側の圧延材寸法Ｈmin 、Ｗmi
n と、天地寸法の許容最大値α、最小値β、オーバル寸
法の許容最大値γ、最小値δとの偏差を求める。これら
許容値α、β、γ、δは予め設定されている。そして、
ステップ７では、前記偏差にもとづき、エリア出側にお
ける製品形状パターンが、前記「表３」のどのパターン
に属するかを判別する。ステップ８では、前記判別した
パターンが「パターン」かどうかを判断する。ｙｅｓ
の場合、即ち、「パターン」の場合は、各圧延機1,2
のロール間隙量を調整する必要がないので、ステップ１
に戻る。ｎｏの場合、ステップ９に進み、前記形状・寸
法制御装置21において、当該パターンの制御方法に従
い、ロール間隙補正量ΔＨ，ΔＷが演算される。

【００３９】そして、ステップ１０では、前記操作量リ
ミッタ22により前記求めたロール間隙補正量ΔＨ，ΔＷ
が許容値の範囲内か否かが判断される。例えば、１回の
制御（圧延材非噛込毎）に於ける第１圧延機1 若しくは
第２圧延機2 のロール間隙操作量ΔＨ，ΔＷが、０．２
ｍｍを越える場合、前記判断はｎｏとなり、ステップ９
に戻り、第１圧延機1 及び第２圧延機2 のロール間隙操
作量が、両方とも０．２ｍｍ以内になるよう、前記操作
量リミッタ22により制約条件が付加される。但し、制約
条件を付加する場合でも、ΔＨとΔＷの比は、一定のま
ま維持させる。

【００４０】前記判断がｙｅｓの場合、更にステップ１
１で「ロールキッス」が生じるかどうかが判断される。
前記ロール間隙操作量ΔＨ，ΔＷによる操作により、ロ
ールキッスが生じる場合（ｙｅｓ）は、ステップ１に戻
り、ｎｏの場合は、ステップ１２に進む。ステップ１２
において、ロール間隙操作時間の推定演算を行う。即
ち、前記決定されたロール間隙補正量の操作に要するロ
ール間隙アクチュエータ8,9 の操作時間を推定計算す
る。そして、ステップ１３において、前記推定時間は、
許容範囲内かどうかを判断する。尚、この許容範囲と
は、間ピッチ時間以内とされている。

【００４１】前記推定操作時間が許容範囲内でない場合
（ｎｏ）、ステップ９に戻り、許容時間内になるようロ
ール間隙補正量の計算をやり直す。但し、再計算の場合
でも、ΔＨとΔＷの比は、一定のまま維持させる。また
は、間ピッチ時間の補正を行うことが可能な場合は、間
ピッチ時間を補正してもよい。前記判断がｙｅｓの場
合、ステップ１４に進み、第１または第２圧延機1,2 の
圧延材非噛込かどうかが判断される。圧延材が圧延機に
噛み込んでいるとき（ｎｏ）は、ステップ１に戻り、圧
延材が噛み込み状態でない場合（ｙｅｓ）は、ステップ
１５と１６に並列的に進む。

【００４２】ステップ１５では、第１または第２圧延機
1,2 のロール間隙アクチュエータ8,9 の操作が、前記ロ
ール間隙操作量ΔＨ，ΔＷに基づき、ロール間隙制御装
置23を介して行われる。前記ロール間隙調整と同時に、
ステップ１６においては、他制御系への外乱抑制用補正
量の演算が行われ、そしてステップ１７において、外乱
抑制装置24やロール回転数制御装置25を介して他制御系
アクチュエータ3 、5 の操作が行われる。

【００４３】即ち、前記ロール間隙調整を行えば、圧延
状態の変化が生じるため、他の制御系にとっては一つの
外乱となる。例えば、圧延加工では、（圧延材断面積）
×（圧延材速度）＝（一定）の関係が成り立つため、ロ
ール間隙を調整すると、圧延材の面積が変化し、その結
果、圧延材の速度も変化し、圧延機間において「張力」
若しくは「たくれ」現象が生じる。この外乱による悪影
響を低減するために、ロール間隙操作量の波及効果に相
当する外乱抑制用補正を他制御系に与える。この他制御
系としては、圧延ラインの速度制御系（カスケード速度
制御系）、張力制御系、ループ制御系が挙げられる。

【００４４】尚、本発明は、前記実施の形態に限定され
るものではない。例えば、第１圧延機を水平圧延機と
し、第２圧延機を垂直圧延機としてもよい。また、圧延
材噛み込み時にも、本発明を適用することは可能であ
る。前記実施の形態では、圧延材非噛込時に、各ロール
間隙操作用アクチュエータ8,9 に補正を与えるようにし
ているが、この方法では、１本のビレットに対して、各
圧延機1,2 のロール間隙は一定となる。しかし、実際の
圧延機では、上流側圧延機群での張力制御状態、加熱炉
での加熱状態、スキッドマーク等の影響を受けるため、
１本のビレット内においても、圧延材寸法は変化する。
この寸法偏差を低減するためには、圧延材非噛込時のみ
では無く、圧延材噛込時にも、圧延材の形状・寸法制御
を行うのが好ましい。

【００４５】前記圧延材噛込時の制御を行う場合は、前
記実施の形態に示したフィードバック的な制御のみでは
なく、エリア入側の圧延材寸法結果に基づくフィードフ
ォワード制御のような予測制御を適用するのが好まし
い。また、本発明で得られる圧延材寸法測定結果（特に
オーバル寸法測定結果）を他の制御系（例えば、張力制
御系、ループ制御系）に併用することができる。即ち、
通常、張力制御は、圧延機用電動機の電流値に基づい
て、実施されている。しかし、電動機の電流値から圧延
材に作用する張力を求めるには、精度的な限界もある。
電動機の電流値よりも、直接的で高精度な圧延材寸法を
張力制御系に適用すれば、張力制御精度を向上すること
が出来る。また、仕上列に採用されているループ制御に
関しては、ループ高さを制御することではなく、張力を
制御することが主目的である。間接的なループ高さでは
なく、圧延材寸法をループ制御系に適用すれば、張力制
御精度を改善できるのみではなく、ループ高さを低くで
きる。即ち、ミスロールの可能性が低くなる等のメリッ
トを得ることが出来る。また、最良の場合、ループ床を
無くすることも可能である。

【００４６】更に、本発明のシステムにて行うロール間
隙の操作頻度を記録することにより、圧延に使用してい
るロールの摩耗特性を把握することができる。即ち、ロ
ール間隙調整が必要となる主原因は、ロールの摩耗であ
る。従って、ロール間隙調整とロール磨耗とは相関関係
があるので、ロール間隙の操作頻度を記録することによ
り、圧延に使用しているロールの摩耗特性を把握するこ
とができる。ロールの摩耗特性を把握することができれ
ば、ロールのメンテナンス用ガイダンス・ロール交換ガ
イダンスを行うことも可能である。これらのガイダンス
システムを確立することができれば、操業効率の向上
（オペレータ負荷の低減）、生産安定性の向上、生産コ
ストの低減などのメリットを得ることができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、制御アルゴリズム及び
パラメータを単純化し、制御時間を短くし、且つ、高精
度な制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態を示す圧延装置の
構成のブロック図である。

【図２】図２は、圧延材の断面形状のパターン化図面で
ある。

【図３】図３は、本発明の実施の形態を示す制御方法の
フローチャートのその１である。

【図４】図４は、前記図３の続きのフローチャートその
２である。

【符号の説明】

１ 第１圧延機 ２ 第２圧延機 １５ 出側寸法測定装置 １８ 制御装置 ２０ 出側圧延材形状パターン認識装置 ２１ 形状・寸法制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 満 大阪府大阪市西区江戸堀１−６−14 株式 会社神戸製鋼所内 Ｆターム(参考） 4E024 AA10 CC01 EE01 GG10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延材の走行方向に直角な断面における
   第１の方向に圧延材を圧下する第１の圧延機と、該第１
   圧延機の下流側に隣接して配置され前記第１方向に直角
   な第２の方向に圧延材を圧下する第２の圧延機とに圧延
   材を通して線材又は棒鋼製品を生産するタンデム式圧延
   設備における線材又は棒鋼圧延の寸法制御方法におい
   て、 予め、圧延材の断面形状を、前記第１及び第２の方向の
   断面寸法の許容値との関係において所定の類型にパター
   ン化すると共に、各パターンにおいて実測値と目標値と
   の関係に基づくロール間隙調整方法を予め設定してお
   き、 前記第２圧延機の出側における圧延材の第１及び第２の
   方向の寸法を実測し、該実測値と前記許容値との関係に
   より、当該圧延材の断面形状が前記どのパターンに属す
   るかを決定し、 該決定したパターンにおける前記予め設定したロール間
   隙調整方法に基づき、前記第１及び第２圧延機のロール
   間隙の調整を行うことを特徴とする線材又は棒鋼圧延の
   寸法制御方法。
2. 【請求項２】 前記パターン化を次表に示す９種類とし
   たことを特徴とする請求項１記載の線材又は棒鋼圧延の
   寸法制御方法。 【表１】
3. 【請求項３】 前記圧延材の第１及び第２の方向の寸法
   の実測は、圧延材の長手方向に沿って連続して行い、前
   記第１の方向の寸法の最小値を、第１方向寸法実測値と
   し、前記第１の方向の寸法の最小値となる点における第
   ２の方向の寸法を第２方向寸法実測値とすることを特徴
   とする請求項１又は２記載の線材又は棒鋼圧延の寸法制
   御方法。
4. 【請求項４】 前記ロール間隙の調整に際し、各圧延機
   のロール間隙操作量が所定値を越える場合は、前記予め
   設定したロール間隙調整方法に係わらず、各圧延機のロ
   ール間隙操作量を、前記所定値以内となるように、制約
   条件を付加することを特徴とする請求項１〜３の何れか
   一つに記載の線材又は棒鋼圧延の寸法制御方法。
5. 【請求項５】 前記ロール間隙調整を行う際に、当該ロ
   ール間隙操作量の波及効果に相当する外乱抑制用補正を
   他の制御系に与えることを特徴とする請求項１〜４の何
   れか一つに記載の線材又は棒鋼圧延の寸法制御方法。
6. 【請求項６】 前記第１圧延機の入側において、圧延材
   の第１及び第２方向の断面寸法を測定し、該測定結果が
   所定の範囲に入っている場合のみ、請求項１〜５の何れ
   か一つに記載のロール間隙調整を行うことを特徴とする
   線材又は棒鋼圧延の寸法制御方法。
7. 【請求項７】 前記ロール間隙の調整に際し、前記第１
   及び第２圧延機のロール間隙調整を行うアクチュエータ
   の操作に要する時間を求め、該時間と間ピッチ時間との
   関係を考慮して、最終的なロール間隙操作量を、前記ア
   クチュエータに出力することを特徴とする請求項１〜６
   の何れか一つに記載の線材又は棒鋼圧延の寸法制御方
   法。
8. 【請求項８】 圧延材の走行方向に直角な断面における
   第１の方向に圧延材を圧下する第１の圧延機と、該第１
   圧延機の下流側に隣接して配置され前記第１方向に直角
   な第２の方向に圧延材を圧下する第２の圧延機とに圧延
   材を通して線材又は棒鋼製品を生産するタンデム式圧延
   設備において、 予め、圧延材の断面形状を、前記第１及び第２の方向の
   断面寸法の許容値との関係において所定の類型にパター
   ン化すると共に、各パターンにおいて実測値と目標値と
   の関係に基づくロール間隙調整方法を予め設定してお
   き、前記第２圧延機の出側における圧延材の第１及び第
   ２の方向の寸法を実測し、該実測値と前記許容値との関
   係により、当該圧延材の断面形状が前記どのパターンに
   属するかを決定し、該決定したパターンにおける前記予
   め設定したロール間隙調整方法に基づき、前記第１及び
   第２圧延機のロール間隙の調整を行うように構成した制
   御装置を備えていることを特徴とする線材又は棒鋼圧延
   装置。