JP2002224727A - 金属帯形状制御システムおよび制御方法 - Google Patents

金属帯形状制御システムおよび制御方法

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JP2002224727A
JP2002224727A JP2001029063A JP2001029063A JP2002224727A JP 2002224727 A JP2002224727 A JP 2002224727A JP 2001029063 A JP2001029063 A JP 2001029063A JP 2001029063 A JP2001029063 A JP 2001029063A JP 2002224727 A JP2002224727 A JP 2002224727A
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Hajime Nagai
肇 永井
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スリットして多条分割を行う金属帯の形状制
御に関する。 【解決手段】 分割型接触式形状測定器で金属帯の形状
分布を測定するとともに、前記金属帯の板幅および蛇行
量を幅測定器で測定し、前記分割型接触式形状測定器で
測定した形状分布を、前記幅測定器で測定した板幅およ
び蛇行量に基づいて補正して補正後の形状分布を演算
し、金属帯をスリットして多条に分割する分割情報に基
づき、前記の補正後の形状分布から金属帯分割後の形状
分布を予測して演算し、該金属帯分割後の形状分布に基
づいて形状制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延ラインに
おける形状制御システムおよび形状制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に鋼帯をはじめとする金属帯の冷間
圧延における形状制御は、圧延機の圧下位置、ロールの
ベンディング力、ロールクラウンの変更・調整等を行う
ことで実施されている。形状制御用のアクチュエータと
しては、ロールベンディング装置、ロール圧下装置、幅
方向分割式のバックアップロール等があげられる。
【0003】一方、冷間圧延における形状制御を行う他
の例として、特開平2-112811号公報には、圧延板材幅方
向に散布する冷却媒体の散布量を制御して修正すること
で形状制御を行うことが開示されている。そして、圧延
板材幅方向の硬度や、熱分布の不均一に起因する形状の
乱れを解消するとしている。ところで、金属帯の形状を
測定する測定器としては、レーザ光を用いた非接触式の
形状測定器や金属帯幅方向に多数分割した接触式分割ロ
ールで測定した張力分布から金属帯の形状を求める分割
型接触式形状測定器等が用いられる。
【0004】冷間圧延においては、その測定精度から主
に幅方向分割式の分割型接触式形状測定器が用いられて
いる。また、冷間圧延における形状制御では、測定した
形状と目標形状との偏差を計算し、その偏差を最小にす
るように各アクチュエータの制御や冷却媒体の制御を行
うことが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、下記のような問題がある。まず、被圧延材の幅方向
の硬度やプロフィルの不均一によって、圧延時に幅方向
に局部的に発生する金属帯の乱れは、上述のような既存
の形状制御方法では除去できないため、目標形状と実績
形状は常に大きな偏差を持つこととなり、アクチュエー
タ操作によって形状を変化させても、その形状を制御す
る最適値を認識することができない。
【0006】また、金属帯は、圧延終了後、幅方向にス
リットして幅の狭い金属帯とすることが多いが、そのス
リット分割によって幅方向の残留応力が解放され、形状
が変化することがある。この場合、スリット前の金属帯
の形状が平坦に近くても、スリット後に形状が乱れるこ
とがあり、また、その逆もあり得る。そのため、圧延時
における形状制御の目標値は、金属帯を幅方向にスリッ
トした後に最適となるように設定することが必要であ
る。
【0007】更に、金属帯の幅方向硬度不均一等は、金
属帯幅方向最端部に発生することが多いが、分割型接触
式形状測定器では金属帯最端部の張力を正確に測定する
ことができないため、金属帯の幅方向端部の形状を正し
く測定することができないことも問題である。本発明
は、以上の問題を解決し、金属帯スリット後の形状を最
適化することを可能とした金属帯形状制御システムおよ
び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】本発明は、冷間圧延機に
おける金属帯形状制御方法において、金属帯の幅方向張
力分布から形状を測定する分割ロール式の形状測定器で
ある分割型接触式形状測定器と、金属帯の板幅と蛇行量
を測定する板幅測定器を用い、金属帯の幅方向最端部ま
で精度良く形状分布を測定可能とするとともに、最終工
程においてスリット後の金属帯の形状も良好とすること
を特徴とする。
【0009】すなわち、本発明は、金属帯の幅方向に多
数分割した接触式の分割ロールで張力分布を測定し、そ
の幅方向の形状分布を求める分割型接触式形状測定器
と、前記金属帯の板幅および蛇行量を測定する幅測定器
と、前記分割型接触式形状測定器で測定した形状分布
を、前記幅測定器で測定した板幅および蛇行量に基づい
て補正演算する形状分布演算装置と、金属帯をスリット
して多条に分割する分割情報があらかじめ設定された金
属帯分割情報設定装置と、該金属帯分割情報設定装置に
設定された分割情報に基づき、前記形状分布演算装置で
補正後の形状分布から金属帯分割後の形状分布を予測し
て演算する形状予測演算装置と、該形状予測演算装置で
予測して演算した金属帯分割後の形状分布に基づいて形
状制御を行い、形状制御指令を出力する形状制御装置
と、該形状制御指令に基づいて金属帯幅方向の形状制御
を行う形状制御アクチュエータと、を有することを特徴
とする金属帯形状制御システムによって上記課題を解決
した。
【0010】また、本発明は、金属帯の幅方向に多数分
割した接触式の分割ロールを有する分割型接触式形状測
定器で、金属帯の形状分布を測定するとともに、前記金
属帯の板幅および蛇行量を幅測定器で測定し、前記分割
型接触式形状測定器で測定した形状分布を、前記幅測定
器で測定した板幅および蛇行量に基づいて補正して補正
後の形状分布を演算し、金属帯をスリットして多条に分
割する分割情報に基づき、前記の補正後の形状分布から
金属帯分割後の形状分布を予測して演算し、該金属帯分
割後の形状分布に基づいて形状制御を行うことを特徴と
する金属帯形状制御方法によって上記課題を解決した。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を図1
に基づき説明する。圧延機4で圧延された金属帯1は、
分割型接触式形状測定器2で分割ロール毎の張力が測定
され、この張力分布から金属帯の形状分布が求められる
が、金属帯端部については、金属帯の一部しか分割ロー
ルにかからないことから、張力の正確な測定ができな
い。そのため、このままでは金属帯端部までの板幅方向
の全体の形状分布を正確に求めることができない。
【0012】本発明の第1の特徴は、金属帯端部に位置
する分割ロールの張力を正確に補正するため、幅測定器
3で金属帯の実際の板幅と蛇行量を測定し、その測定値
から、金属帯端部の分割ロールに対する重なり量を正確
に把握し、金属帯端部での張力を補正するものであり、
ひいては、金属帯幅方向の形状分布を金属帯端部に至る
まで正確に求めることを可能としたものである。
【0013】すなわち、本発明の第1の特徴は、分割型
接触式形状測定器2で求めた各分割ロールの張力信号
(すなわち、形状分布の特徴を有する信号)と、幅測定
器3で求めた実際の板幅と蛇行量を形状分布演算装置5
に入力し、上記補正を実施して金属帯の形状分布を正確
に求めるものである。特に、金属帯端部の形状は、分割
型接触式形状測定器では精度良く測定することができな
いが、板幅測定器を用いることで、金属帯最端部におけ
る金属帯と分割ロールの重なり量を実測することが可能
となり、金属帯端部の形状も精度良く測定することが可
能となり、金属帯全幅で高精度に測定した形状分布を用
いることで金属帯分割後の形状を正確に予測することが
できるようになった。
【0014】また、本発明の第2の特徴は、金属帯分割
情報設定装置7で設定された金属帯分割情報を基にし
て、スリット後の金属帯の形状分布を予測する形状予測
演算装置6を有することである。そして、形状予測演算
装置6で予測した分割後の形状分布に基づき形状制御装
置9でアクチュエータ11a 〜11c を制御して金属帯の形
状を制御する。
【0015】なお、図1に示すアクチュエータ11a 、11
b はロールベンディング装置であり、油圧などによりロ
ールにたわみ荷重をかけてロールをたわませ、このロー
ルのたわみにより被圧延材の形状を制御するものであ
る。また、図1に示すアクチュエータ11c はロール圧下
装置であり、圧下荷重を変化させて被圧延材の片伸びを
修正するものである。
【0016】ここで、予測形状結果記憶装置8は、形状
予測演算装置6で予測した形状分布を一時的に記憶し、
形状制御装置9にセットアップするものである。また、
形状制御装置9には、形状目標設定装置10からあらかじ
め設定されている形状目標値が取り込まれる。すなわ
ち、本発明によれば、金属帯を圧延後にスリットする幅
方向分割情報をベースとしてスリット後の形状を予測
し、その予測形状をベースにしてスリット前の金属帯の
形状制御を行うことで、スリット後の最終製品の形状を
目標形状に整えることを可能とすることができる。
【0017】
【実施例】本発明の形状制御方法の適用例を、従来例と
比較しつつ説明する。なお、本発明の第1の特徴であ
る、幅測定器で金属帯の実際の板幅と蛇行量を測定する
ことで金属帯端部の形状分布を補正することの効果につ
いては、実施例を説明するまでもなく明らかであり、こ
こでは説明を省略する。
【0018】まず、説明を容易にするため、金属帯の多
条スリットの最も簡単な例として、金属帯として鋼帯を
用い、鋼帯の幅方向両端をスリットして切除する3条ス
リットの場合について説明する。ここで、被圧延材は、
図2(a)に示す幅方向硬度分布をもつ鋼帯であり、最
終製品では、幅方向両端部を切除して板幅を整える処理
を行う。
【0019】この鋼帯を、従来から行われている通常の
操業条件で圧延したときの幅方向張力分布の例を図2
(b)に示す。図示のように、例えば鋼帯両端部の硬度
が高い場合、圧延後は両端部が伸びず、張力が高くな
り、逆に幅中央部は張力が低下する。そのため、分割型
接触式形状測定器で測定した形状分布のみに基づき、か
つ、多条取りを一切考慮しない従来の形状制御方法で
は、形状分布が大幅な中央伸びであると認識され、その
結果、圧延機のアクチュエータを両端伸び方向へ操作す
ることになる。
【0020】次に、本発明の形状制御方法を適用した場
合について説明する。本発明の方法で予測した、鋼帯ス
リット実施後の製品部(中央部)の形状分布は図2
(c)に示すように良好な形状分布となっている。これ
は、最終製品の前段階で鋼帯両端部をスリットして切除
することで、切除部の応力が解放されたためである。そ
のため、最終製品での良好な形状を得るためには、圧延
段階での形状制御において、両端伸び方向へアクチュエ
ータを操作する制御を実施せず、そのままとすることが
最良の形状制御となることは明らかである。
【0021】また、次に金属帯を幅方向等分に分割する
場合について、説明する。図3は本発明の金属帯形状制
御方法の適用結果の一例として、鋼帯を幅方向2分割す
る場合の例を示す。分割前の張力分布を図3(a)に示
す。従来の形状制御方法では、形状分布はR側の片伸び
傾向であると判断され、アクチュエータはL側張力を下
げる方向、すなわち、L側板端部を伸ばす方向へ操作す
ることとなる。
【0022】一方、本発明の形状制御方法を適用した場
合について、次に説明する。本発明の方法により予測し
た分割後の張力分布を図3(b)に示すが、図3(b)
から、L側の最終製品で片伸びを示すことが予測され
る。そこで、圧延段階での形状制御で、アクチュエータ
としてロール圧下装置を用いR側の板幅端を伸ばす方向
に操作し、図3(c)に示すような分割前の鋼帯として
はR側が片伸びとなるような形状制御を行う。
【0023】この結果、分割後の最終製品の形状分布は
図3(d)に示すよう予測され、本発明により最終製品
において良好な形状とできる形状制御を行えることが明
らかである。
【0024】
【発明の効果】本発明によって、多条スリット後の最終
製品での形状の最適化を圧延段階の形状制御で達成する
ことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の金属帯形状制御システムの概略を示す
ブロック図である。
【図2】本発明の金属帯形状制御方法の適用結果の一例
を示すグラフである。
【図3】本発明の金属帯形状制御方法の適用結果の他の
例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 金属帯 2 分割型接触式形状測定器 3 幅測定器 4 圧延機ワークロール 5 形状分布演算装置 6 形状予測演算装置 7 金属帯分割情報設定装置 8 予測形状結果記憶装置 9 形状制御装置 10 形状目標設定装置 11a 〜11c 形状制御アクチュエータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属帯の幅方向に多数分割した接触式の
    分割ロールで張力分布を測定し、その幅方向の形状分布
    を求める分割型接触式形状測定器と、前記金属帯の板幅
    および蛇行量を測定する幅測定器と、前記分割型接触式
    形状測定器で測定した形状分布を、前記幅測定器で測定
    した板幅および蛇行量に基づいて補正演算する形状分布
    演算装置と、金属帯をスリットして多条に分割する分割
    情報があらかじめ設定された金属帯分割情報設定装置
    と、該金属帯分割情報設定装置に設定された分割情報に
    基づき、前記形状分布演算装置で補正後の形状分布から
    金属帯分割後の形状分布を予測して演算する形状予測演
    算装置と、該形状予測演算装置で予測して演算した金属
    帯分割後の形状分布に基づいて形状制御を行い、形状制
    御指令を出力する形状制御装置と、該形状制御指令に基
    づいて金属帯幅方向の形状制御を行う形状制御アクチュ
    エータと、を有することを特徴とする金属帯形状制御シ
    ステム。
  2. 【請求項2】 金属帯の幅方向に多数分割した接触式の
    分割ロールを有する分割型接触式形状測定器で、金属帯
    の形状分布を測定するとともに、前記金属帯の板幅およ
    び蛇行量を幅測定器で測定し、前記分割型接触式形状測
    定器で測定した形状分布を、前記幅測定器で測定した板
    幅および蛇行量に基づいて補正して補正後の形状分布を
    演算し、金属帯をスリットして多条に分割する分割情報
    に基づき、前記の補正後の形状分布から金属帯分割後の
    形状分布を予測して演算し、該金属帯分割後の形状分布
    に基づいて形状制御を行うことを特徴とする金属帯形状
    制御方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019141874A (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 Jfeスチール株式会社 金属帯の冷間圧延方法
CN111151577A (zh) * 2020-01-10 2020-05-15 燕山大学 一种单孔多面压电式微型板形检测仪

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