JP2002178015A - 連続式冷間タンデム圧延機における走間板厚変更方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延条件の異なる被圧延材を連続圧延する際
に、圧延条件変更点の通過時における圧下動作変更時に
張力低下量を抑制して良好な連続圧延を行う。 【解決手段】 第ｉスタンドを圧延条件変更点が通過す
る際における第ｉスタンドの圧下変更量をΔＳｉとし、
圧下変更時のアクチュエータの動作速度をｄＳ_i／ｄｔ
とし、第ｉスタンドのロールをＶｒ_i とし、第ｉスタン
ドを圧延条件変更点が通過する際における第ｉスタンド
とｉ−１スタンドのロール周速比の変更量をΔＶｒ_i と
し、ロール周速変更時のロール周速変更速度をｄＶｒ_i
／ｄｔとし、張力低下を考慮した調整項をｔｌ_i とした
とき、圧下量変更動作開始から前記圧延条件変更点が第
ｉスタンドに到達する迄の圧下量変更動作時間ｔ_i を、
ｔ_i＝Δｔ_i −ｔｌ_i ，Δｔ_i ＝ｍａｘ｛ΔＳ_i ／（ｄ
Ｓ_i ／ｄｔ）、Ｖｒ_i-1 ・ΔＶｒ_i ／（ｄＶｒ_i ／ｄ
ｔ）｝で設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、材質、板厚、板幅
等の圧延条件が異なる被圧延材を複数連接して、複数ス
タンドを有する冷間タンデム圧延機により連続圧延する
場合に、圧延条件変更点が通過する際の走間板厚変更方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の連続式タンデム圧延機圧延機にお
ける走間板厚変更時の制御方法としては、例えば特開昭
６０−２２１１０９号公報に記載されているものが知ら
れている。この従来例には、母材条件の異なる２個以上
の金属ストリップ材料を長さ方向端で順次溶接してタン
デム圧延機に連続的に通し、前記溶接された各点におい
て、走間板厚変更時の圧延機制御を行うに際し、前記溶
接点がタンデム圧延機の各スタンドに到達する前に各ス
タンドのロール間隙量の変更を開始することを特徴とす
る圧延機の走間板厚変更時の制御方法が記載されてい
る。

【０００３】具体的には、ロール間隙量の変更必要量Δ
Ｓ₀ を変更するのに必要な時間をΔｔとし、溶接点がス
タンドを通過する時刻をＴ₀ としたときに、Ｔ₂ ＝（Ｔ
₀ −Δｔ／２）で求められる時刻、即ち、時刻Ｔ₀ より
Δｔ／２だけ早い時刻をロール間隙量変更開始時刻と設
定することにより、ロール間隙量の誤差を最小として、
張力変動を抑制するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、ロール間隙量変更開始時刻Ｔ₂ を溶接
点がスタンドを通過する時刻Ｔ₀ よりΔｔ／２だけ早い
時刻に設定することにより、溶接点通過時のロール間隙
量の誤差を最小として張力変動を抑制するようにしてい
るが、張力変動を完全になくすことはできていない。ま
た、従来例では、溶接点が通過するスタンドと次のスタ
ンド間の張力変動しか考慮されていない。

【０００５】実際には、圧延条件の変更には、ロール間
隙の変更だけでなく、ロール周速の変更も含まれる。こ
のような圧力条件変更点がスタンドを通過する時点で
は、設定変更するスタンドのロールと被圧延剤との接触
部分であるロールバイト部においては、瞬間的に被圧延
材のロールバイト部への流入体積速度又はロールバイト
部からの流出体積速度を表わすマスフローが大きく変化
するため、ロールバイト上流側のマスフローとロール間
隙の関係が適切でないとマスバランスが崩れ、上流側で
急激な張力低下が生じ、圧延作業が不安定となる。特
に、張力低下が生じた場合には、ロールによる被圧延材
の拘束力が弱まってしまい、被圧延材の重ね圧延現象と
いったトラブルを発生し、ロールの損傷や被圧延材のロ
スによる歩留低下を引き起こしてしまうという未解決の
課題がある。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、圧延条件変更点が
スタンドを通過する際に発生する上流側の急激な張力変
動を適正に制御する、特に、張力低下を適正に抑制する
ことができる連続式冷間タンデム圧延機における走間板
厚変更方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る連続式冷間タンデム圧延機における
走間板厚変更方法は、圧延条件の異なる複数の被圧延材
を連接して、複数のスタンドを有する連続式冷間タンデ
ム圧延機で連続的に圧延する際に、圧延条件変更点が各
スタンドに到達する前に当該各スタンドの圧下量の変更
を開始する連続式冷間タンデム圧延機における走間板厚
変更方法において、第ｉスタンドを圧延条件変更点が通
過する際における第ｉスタンドの圧下変更量をΔＳ_i と
し、圧下変更時のアクチュエータの動作速度をｄＳ_i ／
ｄｔとし、第ｉ−１スタンドのロール速度をＶｒ_i-1 と
し、第ｉスタンドを圧延条件変更点が通過する際におけ
る第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドのロール周速比の変
更量をΔＶｒ_i とし、ロール周速変更時のロール周速変
更速度をｄＶｒ／ｄｔとし、張力低下を考慮した調整項
をｔｌ_i としたとき、圧下量変更動作開始から前記圧延
条件変更点が第ｉスタンドに到達する迄の圧下量変更動
作時間ｔ_i を、 ｔ_i ＝Δｔ_i −ｔｌ_i Δｔ_i ＝ｍａｘ｛ΔＳ_i ／（ｄＳ_i ／ｄｔ）、Ｖｒ_i-1
・ΔＶｒ_i ／（ｄＶｒ _i ／ｄｔ）｝ で設定するようにしたことを特徴としている。

【０００８】ここで、「第ｉスタンドを圧延条件変更点
が通過する」時点とは、前記圧延条件変更点が第ｉスタ
ンドのロール間隙位置に到達することをいう。この請求
項１に係る発明では、圧下変更時間（ΔＳ_i ／（ｄＳ_i
／ｄｔ））とロール周速変更時間（Ｖｒ_i-1 ・ΔＶｒ_i
／（ｄＶｒ_i ／ｄｔ））との何れか大きい値を選択して
走間板厚変更動作時間Δｔ_i を算出し、この走間板厚変
更動作時間Δｔ_i から張力低下を考慮した調整項ｔｌ_i
を減算することにより、圧下量変更動作開始から前記圧
延条件変更点が第ｉスタンドに到達するまでの圧下量変
更動作時間ｔ_i を算出する。

【０００９】ここで、圧延条件変更点の第ｉスタンド通
過時における圧下動作がロール間隙を小さくする閉方向
であるときには、圧延条件変更点の第ｉスタンド通過時
点より先に圧下閉動作を行うと、ロール間隙に対しロー
ルバイト前のマスフローが過多となり、ロールバイト上
流側の張力が急激に低下する。したがって、圧延条件変
更点が第ｉスタンドに到達すると同時に圧下量変更動作
を行うことが好ましく、圧下量変更動作時間ｔ_i が
“０”になるようにｔｌ_i を設定する。すなわち、ｔｌ
_i ＝Δｔ_i と設定する。

【００１０】一方、圧延条件変更点の第ｉスタンド通過
時における圧下動作がロール間隙を大きくする開方向で
あるときには、圧延条件変更点の第ｉスタンド通過時点
と同時に圧下開動作を行ったのでは、ロール間隙に対し
ロールバイト上流側のマスフローが過多となり、ロール
バイト上流側の張力が急激に低下する。したがって、圧
延条件変更点が第ｉスタンドを通過するよりも先に圧下
量変更動作を開始する必要がある。こうすることで、ロ
ールバイト上流側のマスフローに対しロール間隙が大き
くなるため、第ｉ−１スタンドと第ｉスタンドとの間に
ある被圧延材の拘束力が小さくなり、張力が大きくな
る。しかしながら、圧延条件変更点が第ｉスタンドを通
過するよりも先に圧下量変更動作が終了したのでは、張
力上昇が大きくなり過ぎて板破断の畏れがあるので、第
ｉスタンドの圧下量変更動作中に圧延条件変更点が第ｉ
スタンドを通過することが好ましい。圧下量変更動作中
に圧延条件変更点が第ｉスタンドを通過すると、通過前
後で第ｉ−１スタンドと第ｉスタンドとの間にある被圧
延材の拘束力が瞬間的に逆転することにより、上流側に
急激な張力低下を生ずる。この張力低下が大き過ぎると
絞りのような歩留低下や重ね圧延現象のような大きな被
害を引き起こすことになる。これを防止するために、張
力低下が一定量を越えないように圧延条件変更点が第ｉ
スタンドを通過した時点から圧下量変更動作の終了まで
の時間を調整項ｔｌ_i として与え、圧下量変更動作時間
ｔ_i を決定する。

【００１１】また、請求項１に係る発明において、圧延
条件変更点の第ｉスタンド通過時における圧下動作がロ
ール間隙を小さくする閉方向であるときには、圧下量変
更動作時間ｔ_i が“０”になるようにｔｌ_i を設定する
が、圧下条件変更点が第ｉスタンドに到達する時間と圧
下量変更動作の開始時間を完全に一致させることは難し
い。

【００１２】通常の連続式冷間タンデム圧延機のスタン
ド間長さは５〜６ｍであり、走間板厚変更時の速度は、
最初のスタンドの入側で２０〜５０ｍ／ｍｉｎ、最終ス
タンド出側で１００〜２００ｍ／ｍｉｎ程度であり、圧
下条件変更点が第ｉスタンドに到達する時間は通常の予
測では数百ｍｓｅｃほどのバラツキである。圧下変更動
作の開始タイミングが数百ｍｓｅｃ程度のバラツキであ
っても、実際の圧延条件変更点が当該スタンドに到達す
るより前に圧下変更動作を開始すると、上流側で大きな
張力低下を引き起こすことになり、逆に遅すぎても材料
ロスが多くなったり、不必要に張力の大きな圧延を強い
られることになる。そこで、圧下変更動作開始の精度の
良い予測を行うため、第ｉ−１スタンドのロール出側速
度Ｖｏを精度良く算出し、第ｉ−１スタンドと第ｉスタ
ンドとの間を圧延条件変更点が移動する時間を計算する
ことにより、第ｉスタンドにおける走間板厚変更開始時
点を決定する（発明の好適態様１）のが望ましい。

【００１３】この発明の好適態様１に係る連続式冷間タ
ンデム圧延機における走間板厚変更方法は、請求項１に
係る発明において、前記第ｉスタンドを圧延条件変更点
が通過する際に、当該第ｉスタンドの圧下動作を閉方向
に変更する場合に、前記張力低下を考慮した調整項ｔｌ
_i をｔｌ_i ＝Δｔ_i （すなわち、ｔ_i ＝０）に設定する
と共に、第ｉ−１スタンドの先進率をｆ、第ｉ−１スタ
ンドのロール周速をＶｒ、第ｉ−１スタンドにおける被
圧延材のかみ込み開始位置からロール周速と該被圧延材
の速度が一致する位置までのロール円弧角を中立角θ
ｎ、第ｉ−１スタンドの入側板厚をＨ、第ｉ−１スタン
ドの出側板厚をｈ、第ｉ−１スタンドの入側張力を
ｔ_f 、第ｉ−１スタンドの出側張力をｔ_b 第ｉ−１スタ
ンドの圧下率をｒ、第ｉ−１スタンドにおけるロールと
被圧延材の接触面の摩擦係数をμ、圧延時にロールが偏
平変形をし、その偏平変形後の接触面を円弧と考えた場
合に計算により求まる第ｉ−１スタンドのロール径をＲ
ｄ、入側変形抵抗をｋ_f 、出側変形抵抗をｋ_b としたと
き、第ｉ−１スタンドのロール出側速度Ｖｏを Ｖｏ＝（１＋ｆ）Ｖｒ …………（３） ｆ＝（１−cos φｎ ) ｛（２Ｒｄ／ｈ）・cos φｎ −１｝ …………（４） φｎ＝√(h/Rd)tan[sinｒ/2−√(h/2Rd)/4μ・ln｛(H/h・(1-t_f/k_f)/(1+t_b/k_b)｝] …………（５） で演算すると共に、摩擦係数μを被圧延材の種類、圧延
油の種類、ロールの種類、被圧延材のサイズのうちの少
なくとも１つに応じて設定するようにしたものである。

【００１４】さらに、発明の好適態様２では、前記摩擦
係数μは、μ＝μ₀ ＋μ₁ ・Ｆｕｎｃ（Ｖｒ）で算出
し、このうちμ₀ 及びμ₁ を被圧延材の種類、圧延油の
種類、ロールの種類、被圧延材のサイズののうちの少な
くとも１つに応じて設定することが好ましい。この発明
の好適態様２では、摩擦係数μをロール周速Ｖｒの関数
Ｆｕｎｃ（Ｖｒ）として与えたので、ロール周速により
ロールバイトへの導入油量が変化して摩擦係数μが変化
することを考慮した正確な摩擦係数μを求めることがで
き、式（３）〜（５）を通して圧延材のスタンド出側速
度Ｖｏの予測精度が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を伴って説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す
概略構成図であり、図中、１は第１スタンド１１〜第６
スタンド１６を有し、板厚、板幅、機械的特性など圧延
条件の異なる先行被圧延材の尾端と後行被圧延材の先端
とを溶接して連接した被圧延材２を連続的に圧延する連
続式冷間タンデム圧延機である。

【００１６】各スタンド１１〜１６のそれぞれは、被圧
延材２を圧延するワークロールＷＲと、これらに接触す
るバックアップロールＢＲとを備えており、下側のバッ
クアップロールＢＲに油圧式又は電動モータ式の圧下装
置２１〜２６が設けられていると共に、下側のワークロ
ールＷＲに電動モータ等で構成されるロール駆動装置３
１〜３６が配設され、これらロール駆動装置３１〜３６
の回転軸に回転速度センサ４１〜４６が連結されてい
る。

【００１７】また、連続式冷間タンデム圧延機１の上流
側にはブライドルロール５１が配設され、このブライド
ルロール５１に回転速度センサ５２が連結されていると
共に、連続式冷間タンデム圧延機１との間に、前記被圧
延材２の溶接点即ち圧延条件変更点を検出する変更点検
出器５３が配設されている。さらに、連続式冷間タンデ
ム圧延機１の各スタンド１１〜１６間には、スタンド間
張力を検出する張力センサ６１〜６６が配設されている
と共に、板厚を検出する板厚センサ７１〜７６が配設さ
れている。

【００１８】そして、回転速度センサ４１〜４６、５２
の回転速度検出値、変更点検出器５３の変更点検出信
号、張力センサ６１〜６６の張力検出値及び板厚センサ
７１〜７６の板厚検出値がコントローラ５５に入力され
ると共に、冷間圧延工程を統括制御する上位計算機５６
から被圧延材毎の圧延条件がコントローラ５５に入力さ
れ、このコントローラ５５で、圧下装置２１〜２６を制
御して圧下量を制御すると共に、ロール駆動装置３１〜
３６を制御してロール回転速度制御を行い、さらに第１
〜第６スタンド１１〜１６に被圧延材２の圧延条件変更
点（溶接点等）が通過する際に圧下条件変更制御を行
う。

【００１９】この圧下条件変更制御は、第ｉ（ｉ＝１〜
６）スタンド１ｉにおける走間板厚変更タイミングを設
定するために、先ず、同スタンド１ｉの圧下変更量ΔＳ
_i と圧下変更時のアクチュエータの最大動作速度ｄＳ_i
／ｄｔにより計算される圧下変更時間Δｔ_Siを下記
（４）式に従って求める。 Δｔ_Si＝ΔＳ_i ／（ｄＳ_i ／ｄｔ） …………（６） 次いで、同様に第ｉ−１スタンドのロール周速Ｖｒ_i-1
と第ｉスタンド１ｉを圧延条件変更点が通過する際にお
ける第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドのロール周速比の
変更量ΔＶｒ_i とロール周速変更時の最大ロール周速変
更速度ｄＶｒ_i／ｄｔとより下記（７）式に従ってロー
ル周速変更時間Δｔ_Viを求める。

【００２０】 Δｔ_Vi＝Ｖｒ_i-1 ・ΔＶｒ_i ／（ｄＶｒ_i ／ｄｔ） …………（７） そして、求めた圧下変更時間Δｔ_Si及びロール周速変更
時間Δｔ_Viを比較し、下記（２）式に示すように、大き
い方の値を走間板厚変更動作時間Δｔ_i とする。 Δｔ_i ＝ｍａｘ｛ΔＳ_i ／（ｄＳ_i ／ｄｔ）、Ｖｒ_i-1 ・ΔＶｒ_i ／（ｄＶｒ _i ／ｄｔ）｝ …………（２） 一方、圧下変更時間Δｔｓ_i 及びロール周速変更時間Δ
ｔ_Viのうち値の小さい方については、走間板厚変更動作
時間Δｔ_i と圧下変更量ΔＳ_i （又はロール周速比の変
更量ΔＶｒ_i ）よりアクチュエータの動作速度ｄＳ_i ／
ｄｔ（又はロール周速変更速度ｄＶｒ／ｄｔ）を修正す
る。

【００２１】このようにして求めた走間板厚変更動作時
間Δｔ_i と調整時間ｔｌ_i とに基づいて下記（１）式に
従って第ｉスタンドにおける圧下変更動作開始から圧延
条件変更点がロール間隙位置を通過するまでの圧下量変
更動作時間ｔ_i を決定する。 ｔ_i ＝Δｔ_i −ｔｌ_i …………（１） この圧下量変更動作時間ｔ_i は、圧下動作の方向で２種
類に分けて設定を行う。

【００２２】先ず、圧下動作がロール間隙を小さくする
閉方向の場合は、異なる被圧延材の溶接による連接点で
ある圧延条件変更点が当該スタンドに到達するより前に
圧下変更動作を開始するとロール間隙に対しロールバイ
ト前のマスフローが過多となり、ロールバイト上流側
（第ｉ−１スタンドと第ｉスタンドとの間）の張力が急
激に低下してしまうことになる。そのため、圧下動作が
閉方向の場合は圧延条件変更点がロール間隙位置に到達
すると同時に圧下量変更動作を行うため、圧下量変更動
作時間ｔ_i ＝０と設定することが好ましい。

【００２３】一方、圧延条件変更点の第ｉスタンド通過
時における圧下動作がロール間隙を大きくする開方向で
あるときには、圧延条件変更点の第ｉスタンド通過時点
と同時に圧下開動作を行ったのでは、ロール間隙に対し
ロールバイト上流側のマスフローが過多となり、ロール
バイト上流側の張力が急激に低下する。したがって、圧
延条件変更点が第ｉスタンドを通過するよりも先に圧下
量変更動作を開始する必要がある。こうすることで、ロ
ールバイト上流側のマスフローに対しロール間隙が大き
くなるため、第ｉ−１スタンドと第ｉスタンドとの間に
ある被圧延材の拘束力が小さくなり、張力が大きくな
る。しかしながら、圧延条件変更点が第ｉスタンドを通
過するよりも先に圧下量変更動作が終了したのでは、張
力上昇が大きくなり過ぎて板破断の畏れがあるので、第
ｉスタンドの圧下量変更動作中に圧延条件変更点が第ｉ
スタンドを通過することが好ましい。

【００２４】しかし、圧下量変更動作中に圧延条件変更
点が第ｉスタンドを通過すると、通過前後で第ｉ−１ス
タンドと第ｉスタンドとの間にある被圧延材の拘束力が
瞬間的に逆転することにより、上流側に急激な張力低下
を生ずる。この張力低下が大き過ぎると前述したように
絞りのような歩留低下や重ね圧延現象のような大きな被
害を引き起こてしまう。

【００２５】そこで、このような問題の発生を防止する
ために、上記の張力低下量が一定値を越えないように圧
延条件変更点が第ｉスタンドを通過した時間から圧下量
変更動作の終了までの時間を調整時間ｔｌ_i として与
え、前記（１）式により圧下量変更動作時間ｔ_i を決定
する。また、圧下動作の方向が閉状態であるときには、
前述したように、圧下量変更動作時間ｔ_i を“０”に設
定するが、これだけでは実際の圧下量変更開始タイミン
グを圧延条件変更点がロール間隙位置を通過する時間に
正確に合わせることが困難である。

【００２６】圧延条件変更点の圧延スタンド到達時間
は、以下のようにして予測する。すなわち、被圧延材２
を各スタンド１１〜１６のワークロールＷＲで圧延する
ときの、ワークロールＷＲと被圧延材２とを図２の模式
図で表わす。図２で表わすように、被圧延材２のロール
入側速度をＶｉ、ロール出側速度をＶｏとし、ワークロ
ールＷＲの周速をＶｒとしたとき、被圧延材の体積変化
はないので、ロール出側速度Ｖｏはロール周速Ｖｒより
も速くなる。

【００２７】このとき、Ｖｉ＜Ｖｒ＜Ｖｏの関係となる
が、ロール出側速度Ｖｏのロール周速Ｖｒに対する増速
率即ち先進率ｆを用いることにより、下記（３）式によ
ってロール周速Ｖｒからロール出側速度Ｖｏを算出する
ことができる。 Ｖｏ＝（１＋ｆ）Ｖｒ …………（３） この先進率ｆについては、ワークロールＷＲと被圧延材
２との力のつりあい等から下記（４）及び（５）式によ
って解析的に演算することができる。 ｆ＝（１−cos φｎ) ｛（２Ｒｄ／ｈ）・cos φｎ−１｝ …………（４） φｎ＝√(h/Rd)tan[sinｒ/2−√(h/2Rd)/4μ・ln｛(H/h・(1-t_f/k_f)/(1+t_b/k_b)｝] …………（５） ここで、中立角φ_n は被圧延材のかみ込み開始位置から
ロール周速と該被圧延材の速度が一致する位置（中立
点）までのロールの円弧角、Ｈは入側板厚、ｈは出側板
厚、ｔ_f は入側張力、ｔ_b は出側張力、ｒは圧下率（＝
１−ｈ／Ｈ）、μはロールと被圧延材の接触面における
摩擦係数、Ｒｄは圧延時にロールが偏平変形をし、その
偏平変形後の接触面を円弧と考えた場合に計算により求
まるロール径、ｋ_f は入側変形抵抗、ｋ_b は出側変形抵
抗であり、入側変形抵抗ｋ_f 、出側変形抵抗ｋ_b も圧延
条件から塑性力学的に求められる値である。

【００２８】そして、上記（４）及び（５）式はＢｌａ
ｎｄ＆Ｆｏｒｄの先進率式と呼ばれているものであり、
この（４）及び（５）式を用いて先進率ｆを計算し、そ
の値を用いて前記（３）式からロール出側速度Ｖｏを計
算し、このロール出側速度Ｖｏに基づいて、下流側スタ
ンド間を圧延条件変更点が移動する所要時間を計算して
各スタンドの圧下量変更開始タイミングを決定する。

【００２９】上記（３）〜（５）式は複雑なわりには、
精度がよく、通常の連続式冷間タンデム圧延機の場合、
スタンド間の長さが５〜６ｍ程度であり、走間板厚変更
時の速度も、最初のスタンドの入側で２０〜５０ｍ／ｍ
ｉｎ、最終スタンド出側で１００〜２００ｍ／ｍｉｎ程
度でも、数百ｍｓｅｃほどのバラツキのずれで発煙条件
変更開始タイミングを予測できる。

【００３０】ここで、圧延条件変更点のロール間隙位置
通過時に圧下動作を閉方向とする場合には、前述したよ
うに圧下量変更動作時間ｔ_i を“０”とするのが望まし
いが、圧延条件等によっては、圧下動作開始タイミング
を正確に予測することは難しい場合があり、前述した
（３）〜（５）式を使用した場合でも数百ｍｓｅｃ程度
のバラツキは許容せざるを得ない状況にある。しかし、
たとえ数百ｍｓｅｃ程度のバラツキであっても、実際の
圧延条件変更点がスタンド１１〜１６に到達するより前
に圧下変更アクチュエータとしての圧下装置２１〜２６
の動作を開始すると、上流側で大きな張力低下を引き起
こすことになり、逆に遅すぎても材料ロスが多くなった
り、不必要に張力の大きな圧延を強いられることにな
り、好ましくない。

【００３１】そこで、前述した（５）式中の摩擦係数μ
を、潤滑工学的に摩擦係数μの変動要因となる被圧延材
の種類（鋼種）、圧延油の種類、ロールの種類（ロール
表面の粗度）、被圧延材のサイズによってテーブル化し
て調整可能とし、これらに基づいて摩擦係数μを選定す
ることにより、前記（４）及び（５）式を用いて先進率
ｆを計算し、その値を用いて前記（３）式からロール出
側速度Ｖｏを計算し、このロール出側速度Ｖｏに基づい
て下流側のスタンド間を圧延条件変更点が移動する所要
時間を計算して各スタンドの正確な走間板厚変更開始タ
イミングを決定することができる。

【００３２】このため、コントローラ５５で、図３に示
す圧下量変更制御処理を実行する。この圧下量変更制御
処理は、所定のメインプログラムに対して所定時間（例
えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行さ
れ、先ず、ステップＳ１で、各センサの検出値を読込
み、次いで、ステップＳ２に移行して、前述した（６）
式に従って圧下量変更時間Δｔ_Siを算出し、次いで、ス
テップＳ３に移行して、前述した（７）式に従ってロー
ル周速変更時間Δｔ_Viを求めてからステップＳ４に移行
する。

【００３３】このステップＳ４では、前述した（２）式
に従って圧下量変更時間Δｔ_Siとロール周速変更時間Δ
ｔ_Viとの何れか大きい値を走間板厚変更動作時間Δｔ_i
として設定すると共に、走間板厚変更動作時間Δｔ_Si及
びロール周速変更時間Δｔ_Viのうち値の小さい方につい
ては、圧下量変更時間Δｔ_i と圧下量変更量ΔＳ_i （又
はロール周速比の変更量ΔＶｒ_i ）よりアクチュエータ
の動作速度ｄＳ_i ／ｄｔ（又はロール周速変更速度ｄＶ
ｒ_i ／ｄｔ）を修正する。

【００３４】次いで、ステップＳ５に移行して、冷間圧
延工程を統合制御している上位計算機５６からの次に通
過する圧延条件変更点後の圧延条件（板厚、板幅、機械
的特性等）を読込み、次いでステップＳ６に移行して、
現在の圧延条件と圧延条件変更点以後の圧延条件とを比
較して、圧下動作が開方向であるか否かを判定する。圧
下動作が開方向である場合にはステップＳ７に移行し
て、調整項ｔｌ_i として予め実験等によって求められた
調整時間を設定し、次いでステップＳ８に移行して、ス
テップＳ４で算出した走間板厚変更動作時間Δｔ_i の１
／２が調整項ｔｌ _i より小さいか否かを判定する。Δｔ
_i ／２≧ｔｌ_i であるときにはステップＳ９に移行し
て、走間板厚変更動作時間Δｔ_i と調整項ｔｌ_i とに基
づいて前述した（１）式の演算を行って、圧下量変更動
作時間ｔ_i を算出し、ステップＳ１１に移行する。ステ
ップＳ８でΔｔ_i ／２＜ｔｌ_i であるときにはステップ
Ｓ１０に移行して、走間板厚変更動作時間Δｔ_i の１／
２を圧下量変更動作時間ｔ_i として設定してからステッ
プＳ１１に移行する。

【００３５】このステップＳ１１では、設定された変更
点検出器５３で圧延条件変更点を検出した時点からブラ
イドルロール５１に回転速度センサ５２の検出値、各ス
タンド１１〜１６でのロール出側速度Ｖｏに基づいて圧
延条件変更点をトラッキングし、各スタンド１ｉでの圧
延条件変更点の通過時刻を求め、この通過時刻から圧下
量変更動作時間ｔ_i だけ先行して実施する圧下量変更動
作開始タイミングを求める。

【００３６】次いで、ステップＳ１２に移行して、圧下
量変更動作開始タイミングであるか否かを判定し、圧下
量変更動作開始タイミングでないときにはそのままタイ
マ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰
し、圧下量変更動作開始タイミングであるときにはステ
ップＳ１３に移行して、圧下装置２ｉに対して、圧下量
変更動作開始指令を出力してからタイマ割込処理を終了
して所定のメインプログラムに復帰する。

【００３７】一方、ステップＳ６の判定結果で圧下動作
が閉方向であるときにはステップＳ１４に移行して、圧
下量変更動作時間ｔ_i を“０”に設定し、次いでステッ
プＳ１５に移行して、被圧延材の種類、圧延油の種類、
ロールの種類（ロール表面の粗度）、被圧延材のサイズ
によって予め設定された摩擦係数μ算出テーブルを参照
して摩擦係数μを選定してからステップＳ１６に移行す
る。

【００３８】このステップＳ１６では、上流側の第ｉ−
１スタンドについて前記（３）〜（５）式の演算を行っ
て、先進率ｆを算出してから、算出した先進率ｆとロー
ル周速度Ｖｒとに基づいて前記（３）式からロール出側
速度Ｖｏを算出し、次いでステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、算出したロール出側速度Ｖｏに基
づいて、上流側の第ｉ−１スタンドと第ｉスタンドとの
間を圧延条件変更点が移動する所要時間を算出し、これ
と変更点検出器５３で圧延条件変更点を検出した時刻と
から圧延条件変更点の通過時刻を求め、この通過時刻か
ら圧下量変更動作時間ｔ_i だけ先行した圧下量変更動作
開始タイミングを求めてから前記ステップＳ１２に移行
する。

【００３９】圧下動作が開方向であり、且つステップＳ
４で算出した走間板厚変更動作時間Δｔ_i の１／２の値
が設定された調整時間ｔｌ_i 以上であるときの上流側張
力、圧下動作の推移を示す模式図を図４に表わす。この
とき、圧下量変更動作時間ｔ _i は走間板厚変更動作時間
Δｔ_i から調整時間ｔｌ_i を減算して算出し、圧下動作
開始タイミングを圧延条件変更点のロール間隙通過時刻
から圧下量変更動作時間ｔ_i だけ先行した時刻に設定し
ている。

【００４０】先行する被圧延材についての圧下量制御を
行っている状態では、上流側の第ｉ−１スタンドと第ｉ
スタンドとの間における張力は図４（ａ）に示すように
略一定値に制御されていると共に、第ｉスタンドの圧下
量も図４（ｂ）に示すように一定値に制御されている。
この状態から時刻Ｔ₁ で、圧下量変更動作開始タイミン
グとなると、コントローラ５５から圧下装置２ｉに対し
て圧下動作を開方向とする指令が出力されることによ
り、圧下装置２ｉで図４（ｂ）に示すようにロール間隙
を大きくする方向に圧下量変更動作が開始される。この
圧下装置２ｉによる圧下量変更動作によって先行する被
圧延材に対する第ｉ−１スタンドと第ｉスタンドとの間
の張力も図４（ａ）に示すように圧下量の開方向への動
作量に応じて増加する。

【００４１】そして、時刻Ｔ₁ から圧下量変更動作時間
ｔ_i が経過した時刻Ｔ₂ で圧延条件変更点が第ｉスタン
ド１ｉを通過しても、第ｉスタンド１ｉにおける圧下動
作の開方向制御を継続する。一方、第ｉ−１スタンド及
び第ｉスタンド間における張力は第ｉ−１スタンドと第
ｉスタンドとの間の被圧延材と各スタンドのロール間隙
による拘束力の関係が圧延条件変更点通過前後で瞬間的
に逆転するため、急激に低下することになるが、このと
きの張力低下量が一定値を越えないように圧延条件変更
点通過から圧下量変更動作終了までの時間を調整時間ｔ
ｌ_i として与えているので、通常状態での第ｉ−１スタ
ンド及び第ｉスタンド間における張力に対する張力低下
分を少なく抑制する事が可能となる。

【００４２】その後、第ｉ−１スタンドと第ｉスタンド
との間における張力が図４（ａ）に示すように徐々に増
加し、調整項ｔｌ_i で与えた時間が経過した時刻Ｔ₃ に
なると、第ｉスタンドの圧下量変更動作が終了すること
により、通常時の目標張力に復帰する。実際に、先行す
る被圧延材に対して板厚が厚い後行被圧延材を連接して
圧延したときの第４スタンドでの圧延状況を図５に示
す。この図５から明らかなように、時刻Ｔ₁₁に第４スタ
ンドでの開方向の圧下動作を開始し、これによって３−
４スタンド間張力が上昇し始める。その後、時刻Ｔ
₁₂に、圧延条件変更点が第４スタンドを通過すると、３
−４スタンド間張力が上昇し始める。その後、時刻Ｔ₁₂
に、圧延条件変更点が第４スタンドを通過すると、３−
４スタンド間張力が急減するが、通常時の目標張力に対
する張力低下分を少なく抑制する事ができており、絞り
欠陥や重ね圧延現象、板破断の発生を確実に防止するこ
とができ、ロール損傷の防止や歩留改善、設備稼働率の
向上に貢献することが実証された。

【００４３】また、圧下動作の方向が開方向であり、ス
テップＳ４で算出した走間板厚変更動作時間Δｔ_i の１
／２の値が設定された調整項ｔｌ_i 未満であるときに
は、圧下量変更動作時間ｔ_i としてΔｔ_i ／２が設定さ
れることにより、張力低下を防止できると共に、設定板
厚との板厚偏差が発生している部分を削減することがで
きる。

【００４４】一方、圧下動作の方向が閉方向であるとき
には、図３の処理におけるステップＳ６からステップＳ
１４に移行して、圧下量変更動作時間ｔ_i を“０”に設
定する。同時に、第ｉ−１スタンドにおける、ワークロ
ールＷＲと被圧延材２の接触面の摩擦係数μを被圧延材
の種類（鋼種）、圧延油の種類、ロールの種類（ロール
表面の粗度）、被圧延材のサイズをもとに、例えば、表
１に示すような摩擦係数算出テーブルを参照して最適な
摩擦係数μを選定し、選定した摩擦係数μに基づいて
（５）式の演算を行って中立角φｎを算出し、算出した
中立角φｎに基づいて（４）式の演算を行って先進率ｆ
を算出し、算出した先進率ｆとロール周速Ｖｒとに基づ
いて（３）式の演算を行ってロール出側速度Ｖｏを算出
し、このロール出側速度Ｖｏと、変更点検出器５３の検
出信号とに基づいて、圧延条件変更点が第ｉスタンドを
通過する時刻を求める。

【００４５】

【表１】

【００４６】そして、上記で求めた圧延条件変更点のス
タンド通過時刻を圧下量変更動作開始タイミングとして
設定することにより、圧下量変更動作開始タイミングを
圧延条件変更点が第ｉスタンドを通過する時刻に精度良
く一致させることができ、張力低下を確実に抑制し、か
つ、被圧延材の歩留ロス及び不必要に過大な高張力状態
の継続を抑制することができる。

【００４７】なお、上記実施形態においては、（５）式
中の摩擦係数μを潤滑工学的に摩擦係数を変動させる因
子となる被圧延材の種類（鋼種）、圧延油の種類、ロー
ルの種類（ロール表面の粗度）、被圧延材のサイズに応
じて選定する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、これら摩擦係数μを変動させる因子の
うちの１つ又は複数に応じて摩擦係数μを選定するよう
にしてもよい。加えて、摩擦係数μを変動させる因子と
して、上記に挙げたものに限るものでもない。

【００４８】また、上記実施形態においては、摩擦係数
μを被圧延材の種類（鋼種）、圧延油の種類、ロールの
種類（ロール表面の粗度）、被圧延材のサイズに応じて
直接選定する場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、摩擦係数μをロール周速Ｖｒの関数と
して下記（８）式によって算出するようにし、この
（８）式におけるμ₀ 及びμ₁ を被圧延材の種類（鋼
種）、圧延油の種類、ロールの種類（ロール表面の粗
度）、被圧延材のサイズに応じて選定するようにしても
よく（好適態様２）、この場合にはロール周速Ｖｒによ
るロールバイトへの導入油量が変化して摩擦係数が変化
することを補償することができる。

【００４９】 μ＝μ₀ ＋μ₁ ・Ｆｕｎｃ（Ｖｒ） …………（１１） さらに、上記実施形態においては、連続式冷間タンデム
圧延機１が６スタンドである場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、任意のスタンド数の連
続式冷間タンデム圧延機１に本発明を適用し得る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、圧下変更時間（ΔＳ_i ／（ｄＳ_i ／ｄ
ｔ））とロール周速変更時間（Ｖｒ_i-1 ・ΔＶｒ_i ／
（ｄＶｒ_i ／ｄｔ））との何れか大きい値を選択して走
間板厚変更動作時間Δｔ_i を算出し、この走間板厚変更
動作時間Δｔ_i から張力低下を考慮した調整項ｔｌ_i を
減算することにより、圧下量変更動作開始から圧延条件
変更点がロール間隙位置を通過するまでの圧下量変更動
作時間ｔ_i を算出するようにしたので、圧延条件変更点
の通過時の圧下動作がロール間隙を小さくする閉方向の
場合は、圧下量変更動作時間ｔ_i ＝０と設定することに
より、圧延条件変更点の通過と圧下量変更動作の開始タ
イミングを一致させて、張力低下を防止し、一方、圧延
条件変更点の通過時の圧下動作がロール間隙を大きくす
る開方向であるときには、張力低下量が一定値を越えな
いように圧延条件変更点がスタンドを通過した時間から
圧下量変更動作の終了までの時間を調整項ｔｌ_i として
与え、この調整項ｔｌ_i から逆算して圧下量変更動作時
間ｔ_i を決定することにより、圧延条件変更点付近での
張力低下量を適切に抑制して、絞り欠陥や重ね圧延現
象、板破断の発生を防止することができ、ロール損傷の
防止や歩留改善、設備稼働率の向上に貢献する等の効果
が得られる。

【００５１】また、発明の好適態様１によれば、摩擦係
数μを各種操業条件にあわせて設定することでスタンド
の出側速度Ｖｏが精度良く推定できるので、圧延条件変
更点の通過時の圧下動作が閉方向であるときに、圧延条
件変更点の各スタンド通過時刻を正確に予測することが
可能となり、圧下量変更動作開始タイミングを圧延条件
変更点の通過時刻に精度良く一致させることができるの
で、張力低下を抑制し、かつ、被圧延材の歩留ロス及び
不必要に過大な高張力状態の継続を防止できるという効
果が得られる。

【００５２】さらに、発明の好適態様２によれば、摩擦
係数をロール周速Ｖｒの関数Ｆｕｎｃ（Ｖｒ）として与
えたので、ロール周速によりロールバイトへの導入油量
が変化して摩擦係数が変化することを考慮した正確な摩
擦係数μを求めることができ、好適態様１と同様の効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】圧延時のワークロールと被圧延材とを表す模式
図である。

【図３】図１のコントローラで実行する圧下量変更処理
手順の一例を示すフローチャートである。

【図４】走間板厚変更を行った場合の圧下動作に対する
張力変動状況を示す模式図である。

【図５】実際に実機に適用した場合の張力変動状況を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 連続式冷間タンデム圧延機 ２ 被圧延材 １１〜１６ 第１〜第６スタンド ２１〜２６ 圧下装置 ３１〜３６ ロール駆動装置 ４１〜４６ 回転速度センサ ５１ ブライドルロール ５２ 回転速度センサ ５３ 変更点検出器 ５５ コントローラ ６１〜６６ 張力センサ ７１〜７６ 板厚センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延条件の異なる複数の被圧延材を連接
   して、複数のスタンドを有する連続式冷間タンデム圧延
   機で連続的に圧延する際に、圧延条件変更点が各スタン
   ドに到達する前に当該各スタンドの圧下量の変更を開始
   する連続式冷間タンデム圧延機における走間板厚変更方
   法において、第ｉスタンドを圧延条件変更点が通過する
   際における第ｉスタンドの圧下変更量をΔＳ_i とし、圧
   下変更時のアクチュエータの動作速度をｄＳ_i ／ｄｔと
   し、第ｉ−１スタンドのロール速度をＶｒ_i-1 とし、第
   ｉスタンドを圧延条件変更点が通過する際における第ｉ
   スタンドと第ｉ−１スタンドのロール周速比の変更量を
   ΔＶｒ_i とし、ロール周速変更時のロール周速変更速度
   をｄＶｒ／ｄｔとし、張力低下を考慮した調整項をｔｌ
   _i としたとき、圧下量変更動作開始から前記圧延条件変
   更点が第ｉスタンドに到達する迄の圧下量変更動作時間
   ｔ_i を、 ｔ_i ＝Δｔ_i −ｔｌ_i Δｔ_i ＝ｍａｘ｛ΔＳ_i ／（ｄＳ_i ／ｄｔ）、Ｖｒ_i-1
   ・ΔＶｒ_i ／（ｄＶｒ _i ／ｄｔ）｝ で設定するようにしたことを特徴とする連続式冷間タン
   デム圧延機における走間板厚変更方法。