JP2002028710A

JP2002028710A - 連続圧延方法

Info

Publication number: JP2002028710A
Application number: JP2000211778A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sakamoto; 浩一阪本; Yoshiro Washikita; 芳郎鷲北
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】速度計の設置を不要とし、隣接スタンド間張
力に与えるセットアップ計算誤差の影響を排除し、さら
には、圧延ロール周速度の手動補正の頻度低減を図り得
る連続圧延方法を提供する。【解決手段】連続圧延機１に設置されたルーパー８の
ルーパートルクから演算した被圧延材１０のスタンド
（Ｆ1〜Ｆ7）間張力が所定の目標値になるように圧延ロ
ールＲの周速度を調整するステップと、圧延ロールＲの
周速度が調整された状態で、各圧延ロールＲの周速度を
実測するステップと、算出された圧延ロールＲの周速度
と、マスフロー一定則とにより、先進率計算値の誤差を
算出するステップと、算出された前記誤差を修正するよ
うに次の被圧延材１０を圧延する際の圧延ロールＲの周
速度を決定するステップとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等の被圧延材
を、例えば熱間仕上げミル等の連続圧延機によって圧延
する方法に関し、特に圧延ロールの周速度を最適に決定
することにより、被圧延材の寸法精度を向上し得る圧延
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ｎ機（ｎ≧２）のスタンドを
有する連続圧延機において、被圧延材の最終スタンド出
側の板厚（ｈf）を所望の値にするべく、まずドラフト
スケジュール（圧下配分スケジュール）を作成し、被圧
延材の圧延後の材料温度を所望の値とするべく、被圧延
材の通板速度（Ｖf）を決定することがなされている。

【０００３】具体的には、次の（１）式に示すマスフロ
ー一定則に基づき、各スタンド出側の板厚（ｈi）と各
スタンド出側の通板速度（Ｖi）が決定される。

【式１】

【０００４】次に、被圧延材の材料情報、圧延ロール情
報を考慮して、Orowan、Karman、Sims等の圧延荷重予測
式に基づいて、圧延荷重（Ｐｉ）、先進率（ｆｉ）を算
出し、圧延ロールの間隙（Ｓｉ）および圧延ロールの周
速度（Ｖｒｉ）を決定する。そのうち、圧延荷重（Ｐ
i）については、下記の（２）式で、圧延ロールの間隙
（Ｓｉ）については、下記の（３）式で決定される。

【式２】

【式３】また、圧延ロールの周速度（Ｖri）については、下記の
（４）式を用いて決定される。

【式４】

【０００５】上記のようにして、被圧延材を圧延するた
めの基本的な初期条件設定を行うセットアップ計算（上
位計算機により計算される）が完了し、被圧延材の通板
を行うことになる。しかしながら、材料温度予測誤差、
圧延荷重予測誤差、圧延ロール状態変化（圧延ロール径
の変化等）の予測誤差等により、先進率の計算誤差が発
生するのが通常である。斯かる先進率の計算誤差に起因
して、被圧延材通板時における隣接スタンド間の張力
は、必ずしも一定せず、被圧延材毎に変化することにな
るため、被圧延材の寸法精度に悪影響を及ぼすことにな
る。

【０００６】そこで、上記問題を解決するべく、被圧延
材の通板速度を実測し、斯かる通板速度の実測値を用い
て先進率を算出する方法が、従来より種々提案されてい
る。例えば、特開昭６２−１９７２１０号公報には、レ
ーザードップラー式速度検出計を用いて被圧延材の通板
速度を実測する方法が開示されている。また、特開平４
−２８４９０９号公報には、圧延荷重検出のためのロー
ドセルからのオン信号を利用して各スタンドへの板噛み
込みタイミングを検出し、被圧延材の通板速度を実測す
る方法が開示されている。さらに、特開平８−７１６２
６号公報には、ルーパーローラーの回転速度を測定し、
斯かる回転速度から被圧延材の通板速度を算出する方法
が開示されている。

【０００７】しかし、上記公報に開示されたいずれの方
法も、測定精度の問題や設備コストが増大する等の問題
がある。例えば、レーザードップラー式速度検出計を用
いる方法は、当該検出計及びその付帯設備を要するのみ
ならず、劣悪な環境下にある熱間仕上げミル等に適用す
るには、多大な環境メンテナンスを必要とする。また、
ロードセルからのオン信号またはルーパーローラーの回
転速度から被圧延材の速度を算出する方法は、板スリッ
プ等による測定誤差を排除しきれないという問題があ
る。

【０００８】一方、熱間圧延においては、圧延機を構成
する各隣接スタンド間にルーパーを設置し、ルーパート
ルクから隣接スタンド間の張力の演算を行なっているの
が一般的である。これは、上述のように上位計算機によ
りセットアップ計算値として与えられた圧延ロールの間
隙及び周速度のままでは、隣接スタンド間の張力が目標
値に対して不安定であり、過張力の場合は、被圧延材の
寸法精度の悪化、被圧延材のスタンド間での破断を発生
させる可能性があり、逆に張力が小さすぎる場合には、
被圧延材のたるみを発生させ通板トラブルを誘発させる
可能性があるからである。斯かる問題を事前に防止する
目的で、ルーパートルクから演算される隣接スタンド間
の張力及びルーパー角度を検出し、ルーパー角度及び圧
延ロール周速度を調整して、スタンド間張力を目標値に
保つように制御している。

【０００９】上記のようにして被圧延材の圧延を行なっ
た後、各スタンドに付設された圧延荷重検出器（ロード
セル）にて検出された圧延荷重実績値（Ｐai）と圧延荷
重計算値（Ｐci）との差を学習するいわゆる圧延荷重学
習、並びに、ゲージメータ板厚により圧下位置零点を補
正する圧下位置零点学習等がなされる。これにより、連
続圧延機で圧延される次の被圧延材に対する圧延ロール
間隙（Ｓi）のセットアップ計算精度が、より所望の板
厚に圧延されるように向上していくことになる。このよ
うにして、圧延ロールの間隙が適正化されることによ
り、板厚の精度が向上し、（１）式に示すマスフロー一
定則も適正化されるため、隣接スタンド間の張力は目標
張力へ近づいていくことになる。しかしながら、当該被
圧延材終了から次の被圧延材へのセットアップ計算の更
新の際には、通常、ルーパーの制御により補正された圧
延ロールの周速度は考慮していないため、隣接スタンド
間張力に与えるセットアップ計算誤差の影響は排除しき
れないという問題がある。

【００１０】また、上述のように、上位計算機による圧
延ロールの間隙及び周速度の算出、並びに上位計算機に
よる圧延荷重学習等による圧延ロール間隙の補正のセッ
トアップのような従来技術を実施するだけの場合、頻繁
にルーパーによる圧延ロール周速度の補正や、圧延監視
オペレータによる圧延ロール周速度の手動補正を行なわ
なければならず手間がかかるという問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、斯かる従来
技術の問題点を解決するべくなされたもので、従来のよ
うな速度計の設置を不要とし、隣接スタンド間張力に与
えるセットアップ計算誤差の影響を排除し、さらには、
圧延ロール周速度の手動補正の頻度低減を図り得る連続
圧延方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するべ
く、本発明は、圧延時における圧延ロールの周速度（Ｖ
ri）を実測して、隣接スタンド間の圧延ロール周速度を
算出することにより、先進率計算値の誤差を算出し、そ
の値を学習することにより、次の被圧延材の圧延を行な
うための圧延ロールの周速度を決定する際に前記学習値
を反映させ、次の被圧延材の圧延時の隣接スタンド間張
力を安定させるようにした。

【００１３】すなわち、本発明は、圧延ロールを具備す
る複数のスタンドと、隣接するスタンド間に設置された
ルーパーとを有する連続圧延機によって連続的に圧延さ
れる被圧延材が、各スタンド出側において予め定められ
た目標厚みになるように、所定スタンドの圧延ロールの
間隙及び周速度を調整して被圧延材を圧延する方法にお
いて、前記ルーパーのルーパートルクから演算した被圧
延材のスタンド間張力が所定の目標値になるように圧延
ロールの周速度を調整する第１ステップと、圧延ロール
の周速度が調整された状態で、各圧延ロールの周速度を
実測する第２ステップと、算出された圧延ロールの周速
度と、マスフロー一定則とにより、先進率計算値の誤差
を算出する第３ステップと、算出された前記誤差を修正
するように次の被圧延材を圧延する際の圧延ロールの周
速度を決定する第４ステップとを有することを特徴とす
る連続圧延方法を提供するものである。

【００１４】好ましくは、前記第４ステップは、前記誤
差に０以上１以下の所定のゲインを乗した値を前記先進
率計算値に加算して次の被圧延材の新たな先進率とし、
該新たな先進率に基づき次の被圧延材を圧延する際の圧
延ロールの周速度を決定することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明に係る連続圧延方法を、対象プラントの一つである
熱間仕上げミル等の熱間連続圧延機に適用した実施形態
について説明する。図１は、本実施形態の適用対象であ
る熱間連続圧延機の概略構成図である。図１に示すよう
に、本実施形態の熱間連続圧延機１は、７つのスタンド
Ｆ1〜Ｆ7から構成される。各隣接スタンド間には、ルー
パー８が設けられており、また、各スタンドＦ1〜Ｆ7の
モーターＭ又は圧延ロールＲには、回転数検出器９が併
設されている。さらに、熱間連続圧延機１には、上位計
算機１１、制御部１２、圧下装置１３及びモーター制御
装置１４が備えられている。

【００１６】斯かる構成を有する熱間連続圧延機１によ
って、被圧延材１０を圧延するに際し、被圧延材１０が
予め定められた各スタンド出側における目標厚みになる
ように、上位計算機１１によって、所定スタンドの圧延
ロールＲの間隙及び周速度が計算される。計算された結
果は、上位計算機１１から制御部１２を介して、各スタ
ンド１〜７の圧下装置１３及びモーター制御装置１４に
与えられ、被圧延材１０の圧延を行うための基本的なセ
ットアップが完了する。斯かるセットアップ計算に基づ
き、被圧延材１０の圧延を行うが、実際には被圧延材１
０の材料温度の予測誤差、圧延荷重予測誤差、圧延ロー
ル状態変化（圧延ロール径の変化等）の予測誤差等によ
り先進率の計算誤差が発生し、これに起因して各スタン
ドＦ1〜Ｆ7間における被圧延材１０の張力は必ずしも目
標通りとはならない。従って、図２に示すように、各隣
接スタンド（Ｆiスタンド及びＦi+1スタンド）間に設け
られているルーパー８のトルク及び角度を制御部１４で
検出し、該制御部１４により、各隣接スタンド間の張力
が目標値になるようにルーパー８の角度及び圧延ロール
Ｒの周速度（実際にはモーターＭの回転数）を制御して
いる。

【００１７】次に、上記圧延ロールＭの周速度の調整に
より、各隣接スタンド間における被圧延材１０の張力が
安定した状態で、回転数検出器９により各スタンドの圧
延ロール１０の周速度を測定する。上位計算機１１は、
斯かる圧延ロール１０の周速度実測値（Ｖa,i）を用い
て、次の（５）式に示すマスフロー一定則により、各ス
タンドの先進率推定値（ｆa,i）を順次算出する。ここ
で、最終スタンドＦ7については、予め上位計算機１１
によって算出された先進率計算値（ｆm,i）を先進率推
定値（ｆa,7）とし、（５）式に従って順次各スタンド
Ｆ6〜Ｆ1の先進率推定値（ｆa,i）が算出される。

【式５】

【００１８】次に、上記（５）式によって算出されたＦ
iスタンドの先進率推定値（ｆa,i）を用い、次の（６）
式に従って先進率の補正値を算出する。すなわち、最初
の更新の際（Δｆold,i＝０）には、先進率計算値の誤
差（ｆa,i−ｆm,i）に所定のゲインα（０〜１．０）を
乗した値を先進率の補正値（Δｆnew,i）として算出す
る。このように、先進率計算値の誤差にゲインαを乗し
た値を補正値とすることにより、ハンチングを防止する
ことができる。

【式６】

【００１９】このように、絶対値的な先進率の測定、す
なわち速度計による被圧延材１０の速度計測を行わずと
も、各隣接スタンド間の圧延ロールＲの周速度を算出す
ることにより、相対的な先進率の誤差測定は可能であ
る。

【００２０】次の被圧延材の先進率（ｆi）は、次の
（７）式に従って算出し、算出された先進率（ｆi）を
（４）式に適用して圧延ロールＲの周速度を決定する。
これにより、モデル単体、すなわち圧延ロールの実測周
速度を考慮しないセットアップ計算での先進率の計算誤
差を排除することが可能である。

【式７】

【００２１】

【実施例】以下、実施例を説明することにより、本発明
の特徴をより一層明らかにする。表１に、板幅１０００
ｍｍ、板厚２．３ｍｍの鋼鈑を熱間圧延する場合の、各
セットアップ条件の一例を示す。ここで、表１中、圧下
位置セットアップ値は、各スタンド（Ｆ1〜Ｆ7）の圧延
ロールの間隙を、通板速度は、各スタンド出側の被圧延
材の通板速度を、先進率計算値は、Orowanの圧延荷重予
測式に基き算出した値をそれぞれ意味する。

【表１】

【００２２】ここで、上位計算機が算出するＦ3スタン
ドの先進率（13.0）が実際よりも大きかったとする。斯
かるセットアップ計算値で被圧延材を圧延すると、Ｆ2
〜Ｆ3スタンド間では被圧延材はループ傾向、Ｆ3〜Ｆ4
スタンド間では被圧延材はテンション傾向の圧延とな
り、圧延中、ルーパートルクから演算されるスタンド間
張力により、圧延ロールの周速度は、例えば表２に示す
ような値に調整される（118ｍ／分→123ｍ／分）。

【表２】

【００２３】本発明に係る連続圧延方法によれば、上記
のように自動的又はオペレータの手動補正によって調整
された表２に示す圧延ロール周速度の実績値を上位計算
機が取り込み、各隣接スタンド間の圧延ロール周速度の
比を算出することにより、先進率計算値の誤差を学習
し、次の被圧延材に対しては、表３に示すような適正な
圧延ロール周速度（119ｍ／分）でセットアップを行
う。すなわち、前の被圧延材で発生した、Ｆ2〜Ｆ3スタ
ンド間のループ傾向及びＦ3〜Ｆ4スタンド間テンション
傾向の不具合を無くすべく、先進率の補正値を考慮し、
適正な圧延ロール周速度セットアップ値にて次の被圧延
材を圧延することができる。なお、本実施例では、先進
率の補正値を算出するに際し、前述した（６）式におい
てα＝０．３、Δｆold,i＝０とした。

【表３】

【００２４】

【発明の効果】以上に説明したように、従来の連続圧延
方法においては、先進率の予測誤差に対し、ルーパート
ルクから演算されるスタンド間の張力及びルーパ角度の
検出による圧延ロール周速度の補正や、圧延監視オペレ
ータによる圧延ロール周速度の手動補正を行ってきた
が、本発明によれば、先進率の予測誤差すなわちセット
アップにおける圧延ロール周速度の設定誤差が排除さ
れ、被圧延材の通板時からほぼ目標通りのスタンド間張
力を得ることができる。従って、（１）被圧延材の寸法
精度の向上、（２）過大張力による被圧延材のスタンド
間での破断防止、（３）過小張力による被圧延材のたる
み防止、及び（４）圧延監視オペレータによる圧延ロー
ル周速度の手動補正の頻度低減を図ることができるとい
う効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る連続圧延方法の適用対
象である熱間連続圧延機の概略構成図である。

【図２】図２は、図１に示す熱間連続圧延機のスタン
ド周りをより詳細に示す構成図である。

【符号の説明】

１連続圧延機８ルーパー９回転数検出器１０被圧延材１１上位計算機１２制御部１３圧下装置１４モーター制御装置Ｆ1〜Ｆ7 スタンドＭモーターＲ圧延ロール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延ロールを具備する複数のスタンド
と、隣接するスタンド間に設置されたルーパーとを有す
る連続圧延機によって連続的に圧延される被圧延材が、
各スタンド出側において予め定められた目標厚みになる
ように、所定スタンドの圧延ロールの間隙及び周速度を
調整して被圧延材を圧延する方法において、前記ルーパーのルーパートルクから演算した被圧延材の
スタンド間張力が所定の目標値になるように圧延ロール
の周速度を調整する第１ステップと、圧延ロールの周速度が調整された状態で、各圧延ロール
の周速度を実測する第２ステップと、算出された圧延ロールの周速度と、マスフロー一定則と
により、先進率計算値の誤差を算出する第３ステップ
と、算出された前記誤差を修正するように次の被圧延材を圧
延する際の圧延ロールの周速度を決定する第４ステップ
とを有することを特徴とする連続圧延方法。
【請求項２】前記第４ステップは、前記誤差に０以上
１以下の所定のゲインを乗した値を前記先進率計算値に
加算して次の被圧延材の新たな先進率とし、該新たな先
進率に基づき次の被圧延材を圧延する際の圧延ロールの
周速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の連
続圧延方法。