JP2002035814A - 熱間仕上圧延機の板厚および板プロフィル制御方法 - Google Patents

熱間仕上圧延機の板厚および板プロフィル制御方法

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JP2002035814A
JP2002035814A JP2000185646A JP2000185646A JP2002035814A JP 2002035814 A JP2002035814 A JP 2002035814A JP 2000185646 A JP2000185646 A JP 2000185646A JP 2000185646 A JP2000185646 A JP 2000185646A JP 2002035814 A JP2002035814 A JP 2002035814A
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rolled
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Yasuhiko Takee
康彦 武衛
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】粗圧延機と仕上圧延機の間に被圧延材を加熱す
る加熱装置を有する場合に、仕上圧延で良好な板厚精度
および板プロフィル精度が得られる熱間仕上圧延機の板
厚制御方法および板プロフィル制御方法を提供する。 【解決手段】加熱後の被圧延材８の長さ方向温度を仕上
圧延機２の各スタンドまで温度遅延装置２２でトラッキ
ングし、当該位置が仕上圧延機の各スタンドに到達した
時点でその位置における温度に基いて該スタンドの圧下
位置を修正する。これに加えて、仕上圧延機入側厚さ計
の板厚測定値に基いて圧下位置を修正すればさらによ
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間仕上圧延機の
板厚制御方法および板プロフィル制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間仕上圧延機の板厚制御方法の１つと
して、フィードフォワードＡＧＣ（Automatic Gauge Co
ntrol ：自動板厚制御）が知られている。
【０００３】図５は、従来方法によるフィードフォワー
ドＡＧＣの制御系統を示す概要図である。同図において
は、仕上圧延機２を１スタンドしか図示していないが、
複数のスタンドで構成される場合も同様である。
【０００４】一般的なフィードフォワードＡＧＣでは、
まず、仕上圧延機入側厚さ計３で板厚偏差△Ｈを検出す
る。△Ｈは、仕上圧延機の圧下位置を初期設定した際に
基準となった仕上圧延機入側板厚からの偏差である。す
なわち、被圧延材の最先端部の実測値あるいは目標値か
らの偏差に相当する。次に、前記板厚偏差△Ｈを板厚遅
延装置１０でｔL だけ遅延する。ここで、仕上圧延機入
側厚さ計３から仕上圧延機２までの距離をｘL 、被圧延
材の速度をＶとすれば、ｔL ＝ｘL ／Ｖで表される。次
いで、板厚制御装置１１で圧下位置修正量△Ｓを求め、
圧下装置４に出力する。ここで、初期設定値からの圧下
位置修正量△Ｓは、仕上圧延機のミル剛性係数をＭ、入
側板厚が圧延荷重に与える影響係数をＱ、ゲインをＡと
すると、 △Ｓ＝−（Ｑ／Ｍ）・Ａ・△Ｈ (1) で表される。この結果△Ｓに相当する圧下量を、圧下装
置４に与えて、仕上圧延機出側における板厚偏差を抑制
する。
【０００５】同様に、板プロフィル制御方法の１つとし
てもフィードフォワード制御が知られている。この方法
は圧延機入側において板プロフィル計を設置し、板プロ
フィル計で測定した板プロフィルの変動に基づいて圧延
機の板プロフィル制御量を修正する方法である。測定し
た板プロフィルを板プロフィル計から圧延機まで遅延す
る方法は板厚制御と同じ考え方で良く、圧延機の板プロ
フィル制御量の修正量を△Ｂは次式で計算される。
【０００６】 △Ｂ＝−ａ・η・△Ｃ／δ (2) 但し、圧延機の板プロフィル制御用アクチュエータが圧
延機の板プロフィルに与える影響係数をδ 、圧延機の
入側板プロフィルが圧延機の板プロフィルに与える影響
係数（いわゆる遺伝係数）をη 、圧延機入側で測定し
た板プロフィル偏差を△Ｃ、ゲインをａとする。
【０００７】しかし、近年、コスト削減を目的として、
冷延鋼板に代替する製品目標厚さの薄い熱延鋼板を製造
する傾向にあり、このような鋼板では、仕上圧延におけ
る被圧延材の温度が低下しすぎて仕上圧延機の耐荷重の
限界を越えたり、製品の材料特性に悪影響を与える場合
がある。このことから、粗圧延機と仕上圧延機の間に加
熱装置を設け、仕上圧延機入側において被圧延材の温度
を仕上圧延機の保護や材料特性上必要な目標温度まで昇
温する対策がとられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】加熱装置を用いる場
合、仕上圧延機における板厚精度上問題となるのは、仕
上入側における板厚変動よりも加熱装置で加熱された被
圧延材の温度変動であり、温度変動を考慮しないフィー
ドフォワードＡＧＣでは十分な板厚精度が得られない。
また、同様の理由から板プロフィルに関しても十分な精
度が得られない。
【０００９】本発明の目的は、粗圧延機と仕上圧延機の
間に加熱装置を設けた場合でも、加熱装置出側の被圧延
材温度を検出することによって圧下位置、ロール回転速
度、更には板プロフィル制御量を正確に修正し、良好な
寸法精度が得られる熱間仕上圧延機の板厚制御方法およ
び板プロフィル制御方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らが前記の課題を
検討した結果、下記の知見を得た。
【００１１】(a) 前記(1) 式の影響係数はロール径、圧
延速度、圧延荷重、などから計算されるが、被圧延材の
変形抵抗の影響が大きい。変形抵抗は被圧延材の材料が
決れば温度に依存する。従って、板厚制御の精度を向上
させるには、加熱装置で加熱後の被圧延材の温度を長さ
方向に追跡し、これを板厚制御に反映させる必要があ
る。被圧延材温度としては、加熱装置出側の温度実測値
または加熱装置入側の温度実測値に加熱装置による昇温
量を加味した温度推定値を用いることができる。
【００１２】(b) 加熱装置での加熱後、仕上圧延するま
での時間は、被圧延材の先端部と後端部とでは大きく異
なり、その間での放熱による冷却が無視できないことが
ある。また、仕上圧延においては、圧延加工による温度
上昇やロールとの接触による冷却がある。従って、仕上
スタンドで被圧延材温度に基いて変形抵抗などを計算
し、圧延制御（板厚制御またはプロフィル制御）に反映
するには、の熱履歴を考慮するのが望ましい。
【００１３】(c) 上記の被圧延材の温度を圧延制御に用
いる方法を、仕上圧延機前で板厚を測定して仕上圧延で
のフィードフォワード板厚制御と併用すると一層効果が
ある。その場合、被圧延材温度は長さ方向に対応させて
いるので、板厚値も温度値と同様に長さ位置を認識する
必要がある。
【００１４】(d) 板厚制御のために仕上スタンドの圧下
位置を修正する場合、一つのスタンドのみ単独で圧下位
置を修正すると、前後のスタンドとのマスフローバラン
スが崩れ、スタンド間張力が過大または過小になって、
ループ発生は板破断などのトラブルを招く。これを防止
するには、一つのスタンドの圧下位置を修正するに際
し、それより上流側のスタンドの圧下位置を参照しなが
ら制御するようにすればよい。すなわち、下流側のスタ
ンドは常に上流側スタンドに従属するように圧下位置制
御を行うがよい。
【００１５】(e) 前記(d) に述べたマスフローバランス
の崩れは、当該スタンドの前後のロール速度を変更する
ことによって防止することができるので、圧下位置修正
とともに、ロール速度を調整するのが望ましい。
【００１６】(f) 仕上圧延機におけるロールベンダやロ
ールシフトによるプロフィル制御についても、被圧延材
の温度変動が板プロフィルに影響する。従って、前項ま
でに述べた板厚制御の手法がプロフィル制御にも適用可
能である。
【００１７】(g) 当該スタンドのプロフィル制御量を求
めるとき、上流側スタンドのプロフィル制御量を考慮す
る制御、すなわち、下流側スタンドは上流側スタンドに
従属してプロフィル制御を行うようにすれば、平坦度の
乱れを防止できる。
【００１８】(f) 板プロフィル制御によって、仕上圧延
機各スタンド間のマスフローバランスが崩れる問題は殆
どないので当該スタンドのプロフィル制御とロール速度
制御は併存させなくてもよい。
【００１９】上記の知見に基いて完成した本発明の要旨
は以下のとおりである。
【００２０】(1) 粗圧延機と仕上圧延機の間に加熱装置
を有する金属帯圧延設備における熱間仕上圧延機の板厚
制御方法であって、加熱装置で加熱後の被圧延材の温度
を、長さ方向に測定または推定し、前記被圧延材の長さ
位置を仕上圧延機の各スタンドまでトラッキングし、前
記長さ位置が仕上圧延機の各スタンドに到達した時点で
該位置における被圧延材温度に基いて該スタンドの圧下
位置を修正することを特徴とする熱間仕上圧延機の板厚
制御方法。以下、本項の発明を第１発明という。
【００２１】(2) 仕上圧延機の各スタンドに到達した時
点での長さ位置における被圧延材温度が、加熱装置にお
ける加熱後から仕上圧延機の各スタンドに到達するまで
の間の温度変化に基づいた温度であることを特徴とする
前記(1) 項に記載の熱間仕上圧延機の板厚制御方法。以
下、本項の発明を第２発明という。
【００２２】(3) 粗圧延機と仕上圧延機の間で被圧延材
の温度を検出した位置と同じ長さ位置での被圧延材の板
厚を測定し、被圧延材温度と前記板厚測定値とに基いて
仕上圧延機の各スタンドの圧下位置を修正することを特
徴とする前記(1) または(2)項に記載の熱間仕上圧延機
の板厚制御方法。以下、本項の発明を第３発明という。
【００２３】(4) 仕上圧延機の各スタンドの圧下位置を
修正するに際し、被圧延材温度に基くとともに、該スタ
ンドより上流のスタンドにおける圧下位置修正量に基づ
いて該スタンドの圧下位置を修正することを特徴とする
前記(1) 〜(3) 項までのいずれかに記載の熱間仕上圧延
機の板厚制御方法。以下、本項の発明を第４発明とい
う。
【００２４】(5) 仕上圧延機の各スタンドの圧下位置を
修正するとともに、該スタンドの上流または下流スタン
ドのロール回転速度を修正することを特徴とする前記
(1) 〜(3) 項までのいずれかに記載の熱間仕上圧延機の
板厚制御方法。以下、本項の発明を第５発明という。
【００２５】(6) 仕上圧延機の各スタンドより上流のス
タンドにおける圧下位置修正量に基づいて該スタンドの
圧下位置を修正することを特徴とする前記(5) 項に記載
の熱間仕上圧延機の板厚制御方法。以下、本項の発明を
第６発明という。
【００２６】(7) 粗圧延機と仕上圧延機の間に加熱装置
を有する金属帯圧延設備における熱間仕上圧延機の板プ
ロフィル制御方法であって、加熱装置で加熱後の被圧延
材の温度を、長さ方向に測定または推定し、前記被圧延
材の長さ位置を仕上圧延機の各スタンドまでトラッキン
グし、前記長さ位置が仕上圧延機の各スタンドに到達し
た時点で該位置における被圧延材温度に基いて該スタン
ドの板プロフィル制御量を修正することを特徴とする熱
間仕上圧延機の板プロフィル制御方法。以下、本項の発
明を第７発明という。
【００２７】(8) 仕上圧延機の各スタンドに到達した時
点での長さ位置における被圧延材温度が、加熱装置にお
ける加熱後から仕上圧延機の各スタンドに到達するまで
の間の温度変化に基づいた温度であることを特徴とする
前記(7) 項に記載の熱間仕上圧延機の板プロフィル制御
方法。以下、本項の発明を第８発明という。
【００２８】(9) 粗圧延機と仕上圧延機の間で被圧延材
の温度を検出した位置と同じ長さ位置での被圧延材の板
厚を測定し、被圧延材温度と前記板厚測定値とに基いて
仕上圧延機の各スタンドの板プロフィル制御量を修正す
ることを特徴とする前記(7)または(8) 項に記載の熱間
仕上圧延機の板プロフィル制御方法。以下、本項の発明
を第９発明という。
【００２９】(10)仕上圧延機の各スタンドの板プロフィ
ル制御量を修正するに際し、被圧延材温度に基くととも
に、該スタンドより上流のスタンドにおける板プロフィ
ル制御量に基づいて該スタンドの板プロフィル制御量を
修正することを特徴とする前記(7) 〜(9) 項までのいず
れかに記載の熱間仕上圧延機の板プロフィル制御方法。
以下、本項の発明を第１０発明という。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る熱間仕上圧
延機の板厚制御方法の構成を示す概要図である。
【００３１】図１に示す圧延設備では、被圧延材８を粗
圧延機１によって粗圧延し、次いで、加熱装置２０によ
って加熱した後、タンデムに配置した複数のスタンドか
らなる仕上圧延機２で仕上圧延する。同図において、仕
上圧延機２として任意の隣接する２つのスタンド２ａ、
２ｂのみ図示している。以下では、仕上圧延機２の任意
の第i 番目のスタンド２ｂに関する板厚制御方法につい
て説明するが、他の隣接スタンド間においても同様の説
明が可能である。
【００３２】同図において、加熱装置２０の出側に設け
られた加熱装置出側温度計２１で被圧延材８の温度ＴB
を検出し、仕上圧延機の圧下位置およびロール回転速度
の初期設定計算（セットアップ計算ともいう）の際に基
準となった温度ＴB0からの偏差△ＴB を求める。すなわ
ち、 △ＴB ＝ＴB −ＴB0 (3) 次に、前記温度偏差△ＴB を温度遅延装置２２でｔB だ
け遅延する。ここで、加熱装置出側温度計２１から仕上
圧延機２の第１スタンドまでの距離をｘB 、この間の被
圧延材の速度をＶB 、第(j-1) スタンドと第j スタンド
の間の距離をｘ j 、この間の被圧延材の速度をＶj とす
れば、
【００３３】
【数１】 で表される。
【００３４】このとき、被圧延材の速度ＶB 、Ｖj は初
期設定計算で予め与えられる値や被圧延材温度を検出し
た際のロール回転速度の実測値に基づいて計算した値を
使用することができる。すなわち、第j スタンドのロー
ル回転速度をＮj 、ギヤ比をＧrj、ロール半径をＲj 、
初期設定計算で予め予測した先進率をｆj とすると、 Ｖj＝Ｎj・Ｒj・Ｇrj・(１＋ｆj) (5) である。
【００３５】あるいは、温度遅延装置２２で、いわゆる
トラッキング処理を行うとさらに精度向上が見込める。
【００３６】トラッキング処理では、仕上圧延機の入側
およびスタンド間に設定された被圧延材の速度検出器２
３により、時刻ｔにおける被圧延材速度ＶBa(t) 、第j
スタンド出側の被圧延材速度Ｖja(t) を実測することに
よって被圧延材の移動量を計算する。例えば、加熱装置
出側温度計２１で被圧延材温度を検出した位置が第(j-
1) スタンドに到達した時刻ｔj から、サンプリング間
隔ｄｔで被圧延材速度Ｖ ja(t) を実測し、
【００３７】
【数２】 で表される被圧延材の移動量Ｌがスタンド間の距離ｘj
に等しくなった時刻を仕上圧延機の第j スタンド到達時
刻とする。
【００３８】この処理を第１スタンドから第i スタンド
まで繰り返すことによって、仕上圧延機の第i スタンド
２ｂに到達する時刻まで圧下位置修正量の出力を遅延す
る。ここで、速度検出器２３としては、接触式または非
接触式の速度計が使用されるが、このような特別な装置
が設定されていない熱間圧延設備においては、被圧延材
速度Ｖja(t) のかわりに、時刻ｔにおけるロール回転速
度の実測値Ｎja(t) を用いて、 Ｖja(t)＝Ｎja(t)・Ｒj・Ｇrj・(１＋ｆj) (7) としてもよい。
【００３９】本発明の第１発明においては、加熱装置２
０の出側で温度が検出された被圧延材の長さ方向位置が
温度遅延装置２２によって仕上圧延機の第i スタンド２
ｂに到達したと判断された時点で、板厚制御装置１１で
決定された圧下位置修正量が圧下装置４に出力され、圧
下位置が修正される。
【００４０】以下、板厚制御装置１１の動作について説
明する。
【００４１】被圧延材の温度偏差△ＴB は、被圧延材の
硬度を変化させ、仕上圧延機の各スタンドにおける圧延
荷重の外乱となる。仕上圧延機第i スタンドのミル剛性
係数をＭi 、仕上圧延機第i スタンドの出側板厚が仕上
圧延機第i スタンドの圧延荷重に与える影響係数をｑ
i 、仕上圧延機第i スタンドの被圧延材温度が仕上圧延
機第i スタンドの圧延荷重に与える影響係数をαi 、板
厚制御による圧下位置修正量を△Ｓi 、仕上圧延機第i
スタンド出側板厚偏差を△ｈi とすると、圧下位置およ
びロール回転速度を初期設定した際の仕上圧延機第i ス
タンドの圧延荷重予測値からの偏差△Ｐi は、 △Ｐi＝αi・△ＴB＋ｑi・△ｈi (8) で表され、ゲージメータ式より、 △ｈi＝△Ｓi＋△Ｐi/Ｍi (9) である。(8) 、(9) 式より、 (Ｍi＋ｑi)△ｈi＝Ｍi・△Ｓi＋αi・△ＴB (10) である。
【００４２】ここで、仕上圧延機第i スタンド出側板厚
偏差△ｈi をなくすためには、(10)式より、 △Ｓi＝−Ａi・αi/Ｍi・△ＴB (11) だけ圧下位置修正すればよい。但し、Ａi は仕上圧延機
第iスタンドの板厚制御ゲインである。
【００４３】本発明の第２発明においては、加熱装置２
０の出側から仕上圧延機の第i スタンドまでの温度変化
量を計算し、仕上圧延機第i スタンドにおける被圧延材
温度偏差に基づいて、圧下修正量を決定する。すなわ
ち、加熱装置２０の出側から仕上圧延機第i スタンドま
での温度変化影響係数をβi とすると、仕上圧延機第i
スタンドにおける被圧延材温度偏差△Ｔi は、 △Ｔi＝βi・△ＴB (12) と表される。この値に基づいて、 △Ｓi＝−Ａi・αi/Ｍi・△Ｔi (13) として圧下位置修正量△Ｓi を決定する。
【００４４】本発明の第４発明においては、仕上圧延機
の第１スタンドから第(i-1) スタンドまでの圧下位置修
正量に基づいて、第i スタンドの圧下位置修正量を決定
する。
【００４５】仕上圧延機第i スタンドの圧延荷重偏差を
(8) 式から算出するにあたり、被圧延材の温度偏差だけ
でなく、当該スタンドの入側板厚偏差の影響を加味す
る。仕上圧延機第i スタンドの入側板厚が仕上圧延機第
i スタンドの圧延荷重に与える影響係数をＱi 、仕上圧
延機第i スタンドの入側板厚偏差推定値を△Ｈi とする
と、仕上圧延機第i スタンドの圧延荷重偏差は、 △Ｐi＝αi・△Ｔi＋Ｑi・△Ｈi＋ｑi・△ｈi (14) で表され、ゲージメータ式より、 △ｈi＝△Ｓi＋△Ｐi/Ｍi (15) である。これら２式より、 が得られる。
【００４６】ここで、仕上圧延機第i スタンド出側板厚
偏差△ｈi をなくすためには、式(16)より、 だけ圧下位置修正すればよい。但し、Ａi は仕上圧延機
第i スタンドの板厚制御ゲインである。
【００４７】ここで、Ｍi やＱi などのパラメータ設定
誤差に起因する圧下位置の過修正により圧延の安定性が
損なわれることを回避するため、板厚制御ゲインＡi
は、Ａ i ＜1.0 に設定するのが一般的である。このと
き、仕上圧延機第i スタンド出側板厚偏差は、式(16)、
(17)式より、 だけ残留する。これが次スタンドの入側板厚偏差となる
ので、任意の仕上圧延機第j スタンドの入側板厚偏差推
定値△Ｈj は、 （但し、j≧２） で表される。ここで、仕上圧延機第１スタンド入側板厚
偏差△Ｈ1 は簡易的に、 △Ｈ1＝０ (20) とおいて、第２スタンドから第i スタンドまで（j=2,・
・,i）順次(19)式を計算し、(19)式で求まった△Ｈi と
(17)式とに基づいて圧下修正量を決定する。
【００４８】本発明の第３発明においては、加熱装置出
側温度計２１で被圧延材温度を検出した位置と同じ位置
での被圧延材の板厚を、粗圧延機１と仕上圧延機２の間
に設けられた仕上圧延機入側厚さ計３で検出し、これを
△Ｈ1 として、第２スタンドから第i スタンドまで（j=
2,・・,i）順次(19)式を計算し、(19)式で求まった△Ｈ
i と(17)式とに基づいて圧下修正量を決定する。
【００４９】ここで、仕上圧延機第i スタンドの圧下位
置修正量を△Ｓi 変化させると、第(i-1) スタンドと第
i スタンドの間のマスフローバランスが乱れる。(16)式
より、圧下位置修正△Ｓi による仕上圧延機第i スタン
ドの出側板厚変化△ｈciは、 △ｈci＝Ｍi/(Ｍi＋ｑi)・△Ｓi (21) で表されるので、予め設定された仕上圧延機第i スタン
ドの目標板厚をｈi とすると、マスフローバランスの変
化率は、△ｈci／ｈi となる。
【００５０】本発明の第５発明においては、前記圧下位
置の修正に加え、マスフローバランスの変化を補償する
ために、当該スタンドより上流または下流スタンドのロ
ール回転速度を次式に従って修正する。
【００５１】 △Ｎj＝△ｈci／ｈi・Ｎj (22) （j=１,・・,i-1、または、j=i+1,・・,n） 但し、Ｎj は、第j スタンドのロール回転速度の初期設
定値、△Ｎj は、第j スタンドのロール回転速度の修正
量であり、ｎは仕上圧延機最終スタンドを示す。ロール
回転速度は板厚制御装置１１からロール駆動モータ５へ
の出力変更によって行われる。
【００５２】本発明の第６発明は、第４発明に第５発明
のロール速度修正を平行して行うものであり、第４発
明、第５発明を単独で行う場合に比較して、より広い範
囲での制御が可能になる。
【００５３】図２は、本発明に係る熱間仕上圧延機の板
プロフィル制御方法の構成を示す概要図である。
【００５４】ここで、板プロフィルとは板クラウン、エ
ッジドロップなど製品の幅方向板厚分布、または幅方向
板厚分布が原因となり、被圧延材の長さ方向のメタルフ
ローが幅方向の位置で異なることによって発生する板の
平坦形状に関する総称である。これらを制御する板プロ
フィル制御用アクチュエータ６とは、例えばワークロー
ルベンダ、ワークロールシフトのようなプロフィル制御
用の装置を総称する。また、板プロフィルを目標値に制
御するための板プロフィル制御用アクチュエータの出力
を板プロフィル制御量と称する。
【００５５】図２に示す熱間圧延設備では、被圧延材８
を粗圧延機１によって粗圧延し、次いで、加熱装置２０
によって加熱した後、タンデムに配置した複数のスタン
ドからなる仕上圧延機２で仕上圧延する。同図におい
て、仕上圧延機２として任意の隣接する２つのスタンド
２ａ、２ｂのみ図示している。以下では、仕上圧延機２
の任意の第i 番目のスタンド２ｂに関する板プロフィル
制御方法について説明するが、他の隣接スタンド間にお
いても同様の説明が可能である。
【００５６】まず、加熱装置出側温度計２１で被圧延材
８の温度ＴB を検出し、仕上圧延機の板プロフィル制御
量の初期設定計算の際に基準となった温度ＴB0からの偏
差△ＴB を求める。すなわち、 △ＴB＝ＴB−ＴB0 (23) である。
【００５７】次に、前記温度偏差△ＴB を温度遅延装置
２２でｔB だけ遅延する。ここで、加熱装置出側温度計
２１から仕上圧延機２の第１スタンドまでの距離をｘ
B 、この間の被圧延材の速度をＶB 、第(j-1) スタンド
と第j スタンドの間の距離をｘ j 、この間の被圧延材の
速度をＶj とすれば、
【００５８】
【数３】 で表される。
【００５９】このとき、被圧延材の速度ＶB 、Ｖj は初
期設定計算で予め与えられる値や被圧延材温度を検出し
た際のロール回転速度の実測値に基づいて計算した値を
使用することができる。すなわち、第j スタンドのロー
ル回転速度をＮj 、ギヤ比をＧrj、ロール半径をＲj 、
初期設定計算で予め予測した先進率をｆj とすると、 Ｖj ＝Ｎj・Ｒj・Ｇrj・(１+ｆj） (25) である。
【００６０】あるいは、温度遅延装置２２で、いわゆる
トラッキング処理を行うと、さらに精度向上が見込め
る。
【００６１】トラッキング処理では、仕上圧延機の入側
やスタンド間に設定された速度検出器２３により、時刻
ｔにおける被圧延材速度ＶBa(t) 、スタンド間の被圧延
材速度Ｖja(t) を実測することによって被圧延材の移動
量を計算する。例えば、加熱装置出側温度計２１で被圧
延材温度を検出した位置が第(j-1) スタンドに到達した
時刻tjから、サンプリング間隔ｄｔで被圧延材速度Ｖja
(t) を実測し、
【００６２】
【数４】 で表される被圧延材の移動量Ｌがスタンド間の距離ｘj
に等しくなった時刻を仕上圧延機の第j スタンド到達時
刻とする。この処理を第１スタンドから第i スタンドま
で繰り返すことによって、仕上圧延機第i スタンド２ｂ
に到達する時刻まで板プロフィル制御量の修正量の出力
を遅延する。ここで、速度検出器２３としては、接触式
または非接触式の速度計が使用されるが、このような特
別な装置が設定されていない熱間圧延設備においては、
スタンド間の被圧延材速度Ｖja(t)のかわりに、時刻ｔ
におけるロール回転速度の実測値Ｎja(t) を用いて、 Ｖja(t)＝Ｎja(t)・Ｒj・Ｇrj・(1+ｆj) (27) としてもよい。
【００６３】第７発明においては、加熱装置２０の出側
で被圧延材温度が検出された位置が温度遅延装置２２に
よって仕上圧延機の第i スタンド２ｂに到達したと判断
された時点で、板プロフィル制御装置１２で決定された
板プロフィル制御量の修正量が板プロフィル制御用アク
チュエータ６に出力され、板プロフィル制御量が修正さ
れる。
【００６４】以下、板プロフィル制御装置１２の作用に
ついて説明する。
【００６５】被圧延材の温度偏差△ＴB は、被圧延材の
硬度を変化させ、仕上圧延機の各スタンドにおける圧延
荷重外乱となる。仕上圧延機第i スタンドの被圧延材温
度が仕上圧延機第i スタンドの圧延荷重に与える影響係
数をαi 、仕上圧延機第i スタンドの圧延荷重が仕上圧
延機第i スタンドにおける被圧延材の板プロフィルに与
える影響係数をγi 、仕上圧延機第i スタンドの板プロ
フィル制御用アクチュエータが仕上圧延機第i スタンド
の板プロフィルに与える影響係数をδi 、仕上圧延機第
i スタンドの板プロフィル制御量の修正量を△Ｂi とす
ると、仕上圧延機第i スタンドにおける被圧延材の板プ
ロフィル偏差△Ｃi は、 △Ｃi＝γi・αi・△ＴB＋δi・△Ｂi (28) と表される。
【００６６】仕上圧延機第i スタンドにおける被圧延材
の板プロフィル偏差△Ｃi をなくすための仕上圧延機第
i スタンドの板プロフィル制御量の修正量△Ｂi は、(2
8)式より、 △Ｂi ＝−ａi・γi・αi・△ＴB/δi (29) で計算される。但し、ａi は仕上圧延機第i スタンドの
板プロフィル制御ゲインである。
【００６７】第８発明においては、加熱装置２０の出側
から仕上圧延機の第i スタンドまでの温度変化量を計算
し、仕上圧延機第i スタンドにおける被圧延材温度偏差
に基づいて、圧下修正量を決定する。すなわち、加熱装
置２０の出側から仕上圧延機第i スタンドまでの温度変
化影響係数をβi とすると、仕上圧延機第i スタンドに
おける被圧延材温度偏差△Ｔi は、 △Ｔi＝βi・△ＴB (30) と表される。この値に基づいて、 △Ｂi＝−ａi・γi・αi・△Ｔi/δi (31) として、板プロフィル制御量の修正量△Ｂiを決定す
る。
【００６８】第１０発明においては、仕上圧延機の第１
スタンドから第(i-1) スタンドまでの板プロフィル制御
量に基づいて、板プロフィル制御量を決定する。
【００６９】仕上圧延機第i スタンドの圧延荷重偏差を
(28)式で算出するにあたり、被圧延材の温度偏差だけで
なく、当該スタンドの入側板プロフィル偏差の影響を加
味する。仕上圧延機第i スタンドの入側板プロフィルが
仕上圧延機第i スタンド出側の板プロフィルに与える影
響係数（いわゆる遺伝係数）をηi とすると、仕上圧延
機第i スタンドにおける板プロフィル偏差は、 で表される。
【００７０】ここで、仕上圧延機第iスタンド出側板プ
ロフィル偏差△Ｃi をなくすためには、式(32)より、 として、板プロフィル制御量を決定する。
【００７１】しかし、γi やηi などのパラメータ設定
誤差に起因する板プロフィル制御量の過修正により圧延
の安定性が損なわれることを回避するため、板プロフィ
ル制御ゲインａi は、ａi ＜1.0 に設定するのが一般的
である。このとき、仕上圧延機第i スタンド出側の板プ
ロフィル偏差は、(32)、(33)式より、 だけ残留する。これが次スタンドの入側板プロフィル偏
差となるので、任意の仕上圧延機第j スタンドの入側板
プロフィル偏差推定値は仕上圧延機第(j-1) スタンド出
側板プロフィル偏差推定値△Ｃej-1と等しく、 （但し、j≧２） で表される。ここで、仕上圧延機第１スタンド入側板プ
ロフィル偏差はないと考えて、 △Ｃ0＝０ (36) とおいて、第２スタンドから第i スタンドまで（j=2,・
・,i）順次(35)式を計算し、(35)式で求まった△Ｃj-1
と(33)式とに基づいて板プロフィル制御量の修正量を決
定する。
【００７２】第９発明においては、加熱装置出側温度計
２１で被圧延材温度を検出した位置と同じ位置での被圧
延材の板厚を、粗圧延機１と仕上圧延機２の間に設けら
れた仕上圧延機入側厚さ計３で検出し、これを△Ｈ1 と
して、第２スタンドから第iスタンドまで（j=2,・・,
i）順次(19)式を計算することによって、仕上圧延機第i
スタンド入側の板厚偏差△Ｈi を求める。ここで、入
側板厚偏差△Ｈi による圧延荷重変動を考慮すれば、板
プロフィル偏差△Ｃi は、 と表されるので、仕上圧延機第i スタンドにおける被圧
延材の板プロフィル偏差△Ｃi をなくすための仕上圧延
機第i スタンドの板プロフィル制御量の修正量△Ｂi
は、(37)式より、 として決定する。
【００７３】
【実施例】本発明に係る方法として、加熱装置出側で被
圧延材温度を検出し、粗圧延機と仕上圧延機の間で被圧
延材の板厚偏差を検出し、これらに基づいて圧下位置修
正量を決定するフィードフォワードＡＧＣを実施した場
合のシミュレーション試験を実施した。
【００７４】一方、従来の方法として、仕上圧延機入側
の板厚偏差のみに基づいてフィードフォワードＡＧＣを
実施した場合のシミュレーション試験を実施した。
【００７５】図３は本発明に係るシミュレーション結果
を示すグラフであり、同図(a) は仕上圧延機入側の板厚
偏差、同図(b) は仕上圧延機入側の温度偏差、同図(c)
は仕上圧延機の圧下位置、同図(c) は仕上圧延機出側の
板厚偏差を、それぞれ被圧延材の長さ方向の変動として
示す。
【００７６】図４は従来方法に係るシミュレーション結
果を示すグラフであり、同図(a) は仕上圧延機入側の板
厚偏差、同図(b) は仕上圧延機入側の温度偏差、同図
(c) は仕上圧延機の圧下位置、同図(c) は仕上圧延機出
側の板厚偏差を、それぞれ被圧延材の長さ方向の変動と
して示す。シミュレーション試験においては加熱後の被
圧延材の条件は同一であるため、図３(a) および(b)
は、図４(a) および(b) と同じである。
【００７７】一般に、仕上圧延機入側における被圧延材
の温度は、仕上圧延機出側の被圧延材温度を材料特性上
などの要求仕様に従って予め設定された温度に制御すべ
く、加熱装置によって昇温される。しかし、その昇温量
は、被圧延材の通板速度の変化に応じて、被圧延材の長
手方向に変化させる必要がある。従って、加熱装置出側
の被圧延材温度は、図３(b) または図４(b) のような変
化を示す。また、粗圧延機における被圧延材の温度降下
によって被圧延材が硬化し、仕上圧延機入側の板厚偏差
は被圧延材尾端部ほど若干増加する（図３(a) および図
４(a) 参照）。
【００７８】従来方法は板厚偏差（図３(a) および図４
(a) ）のみに基づいて圧下位置を修正するが、本発明は
板厚偏差だけでなく、温度偏差（図３(b) および図４
(b) ）に基づいて圧下位置を修正する（図３(c) ）た
め、本発明を実施した図３(d) と従来例の図４(d) を比
較することによって、本発明の制御方法は製品の寸法精
度悪化を防止できることがわかる。
【００７９】板プロフィル制御に関しても、同様の理由
から本発明に係る方法を実施することによって板プロフ
ィル精度悪化を防止できることは明らかである。
【００８０】
【発明の効果】本発明によって、仕上圧延機における圧
下位置の修正量、ロール回転速度および板プロフィル制
御量を正確に決定して板厚制御ならびに板プロフィル制
御を行うことができ、被圧延材全長・全幅にわたる板厚
寸法品質を保証することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱間仕上圧延機の板厚制御方法の
構成を示す概要図である。
【図２】本発明に係る熱間仕上圧延機の板プロフィル制
御方法の構成を示す概要図である。
【図３】本発明に係るシミュレーション結果を示すグラ
フであり、同図(a)は仕上圧延機入側の板厚偏差、同図
(b) は仕上圧延機入側の温度偏差、同図(c)は仕上圧延
機の圧下位置、同図(c) は仕上圧延機出側の板厚偏差
を、それぞれ被圧延材の長さ方向の変動として示す。
【図４】従来方法に係るシミュレーション結果を示すグ
ラフであり、同図(a) は仕上圧延機入側の板厚偏差、同
図(b) は仕上圧延機入側の温度偏差、同図(c) は仕上圧
延機の圧下位置、同図(c) は仕上圧延機出側の板厚偏差
を、それぞれ被圧延材の長さ方向の変動として示す。
【図５】従来方法によるフィードフォワードＡＧＣの制
御系統を示す概要図である。
【符号の説明】
１：粗圧延機 ２、２ａ、２ｂ：仕上圧延機 ３：仕上圧延機入側厚さ計 ４：圧下装置 ５：ロール駆動モータ ６：板プロフィル制御用アクチュエータ ８：被圧延材 １０：板厚遅延装置 １１：板厚制御装置 １２：板プロフィル制御装置 ２０：加熱装置 ２１：加熱装置出側温度計 ２２：温度遅延装置 ２３：速度検出器

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粗圧延機と仕上圧延機の間に加熱装置を有
    する金属帯圧延設備における熱間仕上圧延機の板厚制御
    方法であって、加熱装置で加熱後の被圧延材の温度を、
    長さ方向に測定または推定し、前記被圧延材の長さ位置
    を仕上圧延機の各スタンドまでトラッキングし、前記長
    さ位置が仕上圧延機の各スタンドに到達した時点で該位
    置における被圧延材温度に基いて該スタンドの圧下位置
    を修正することを特徴とする熱間仕上圧延機の板厚制御
    方法。
  2. 【請求項２】仕上圧延機の各スタンドに到達した時点で
    の長さ位置における被圧延材温度が、加熱装置における
    加熱後から仕上圧延機の各スタンドに到達するまでの間
    の温度変化に基づいた温度であることを特徴とする請求
    項１に記載の熱間仕上圧延機の板厚制御方法。
  3. 【請求項３】粗圧延機と仕上圧延機の間で被圧延材の温
    度を検出した位置と同じ長さ位置での被圧延材の板厚を
    測定し、被圧延材温度と前記板厚測定値とに基いて仕上
    圧延機の各スタンドの圧下位置を修正することを特徴と
    する請求項１または２に記載の熱間仕上圧延機の板厚制
    御方法。
  4. 【請求項４】仕上圧延機の各スタンドの圧下位置を修正
    するに際し、被圧延材温度に基くとともに、該スタンド
    より上流のスタンドにおける圧下位置修正量に基づいて
    該スタンドの圧下位置を修正することを特徴とする請求
    項１〜３までのいずれかに記載の熱間仕上圧延機の板厚
    制御方法。
  5. 【請求項５】仕上圧延機の各スタンドの圧下位置を修正
    するとともに、該スタンドの上流または下流スタンドの
    ロール回転速度を修正することを特徴とする請求項１〜
    ３までのいずれかに記載の熱間仕上圧延機の板厚制御方
    法。
  6. 【請求項６】仕上圧延機の各スタンドより上流のスタン
    ドにおける圧下位置修正量に基づいて該スタンドの圧下
    位置を修正することを特徴とする請求項５に記載の熱間
    仕上圧延機の板厚制御方法。
  7. 【請求項７】粗圧延機と仕上圧延機の間に加熱装置を有
    する金属帯圧延設備における熱間仕上圧延機の板プロフ
    ィル制御方法であって、加熱装置で加熱後の被圧延材の
    温度を、長さ方向に測定または推定し、前記被圧延材の
    長さ位置を仕上圧延機の各スタンドまでトラッキング
    し、前記長さ位置が仕上圧延機の各スタンドに到達した
    時点で該位置における被圧延材温度に基いて該スタンド
    の板プロフィル制御量を修正することを特徴とする熱間
    仕上圧延機の板プロフィル制御方法。
  8. 【請求項８】仕上圧延機の各スタンドに到達した時点で
    の長さ位置における被圧延材温度が、加熱装置における
    加熱後から仕上圧延機の各スタンドに到達するまでの間
    の温度変化に基づいた温度であることを特徴とする請求
    項７に記載の熱間仕上圧延機の板プロフィル制御方法。
  9. 【請求項９】粗圧延機と仕上圧延機の間で被圧延材の温
    度を検出した位置と同じ長さ位置での被圧延材の板厚を
    測定し、被圧延材温度と前記板厚測定値とに基いて仕上
    圧延機の各スタンドの板プロフィル制御量を修正するこ
    とを特徴とする請求項７または８に記載の熱間仕上圧延
    機の板プロフィル制御方法。
  10. 【請求項１０】仕上圧延機の各スタンドの板プロフィル
    制御量を修正するに際し、被圧延材温度に基くととも
    に、該スタンドより上流のスタンドにおける板プロフィ
    ル制御量に基づいて該スタンドの板プロフィル制御量を
    修正することを特徴とする請求項７〜９までのいずれか
    に記載の熱間仕上圧延機の板プロフィル制御方法。
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