JP2002282915A

JP2002282915A - 可逆式圧延機、及び、圧延方法

Info

Publication number: JP2002282915A
Application number: JP2001081063A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Okura; 克寛大倉; Yuji Ikemoto; 裕二池本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】圧延作業の安定度、精度を向上させると共
に、省力化を図ることを目的とする。【解決手段】可逆式圧延機１は、予め定められた圧延
パススケジュールに従って板材Ｓを圧延するものであ
る。この可逆式圧延機１には、圧延パススケジュールに
従って板材を圧延する際の圧延荷重を実測するロードセ
ル１４と、板材Ｓの圧延機入側における板厚を実測する
入側板厚計測装置１５ａと、板材Ｓの圧延機出側におけ
る板厚を実測する出側板厚計測装置１５ｂと、ロードセ
ル１４の計測値、入側板厚計測装置１５ａの計測値、及
び、出側板厚計測装置１５ｂの計測値から、板材の変形
抵抗を算出し、算出した変形抵抗と、実測された出側板
厚とに基づいて、新たな圧延パススケジュールを再設定
する演算処理装置７０とが備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可逆式圧延機、及
び、可逆式圧延機における圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば冷間可逆式圧延機等の圧延機を用
いて、金属製帯板等の板材を圧延するに際しては、予め
圧延パススケジュールを定めておき、この圧延パススケ
ジュールに従って作業を進めるのが一般的である。圧延
パススケジュールは、圧延作業中における圧延パス数、
入側板厚、出側板厚、圧下率、圧延荷重、ロールギャッ
プ、ベンディング圧力、張力、圧延速度といった各種パ
ラメータをテーブル化したものである。圧延パススケジ
ュールを定めるに際しては、母材板厚、鋼種といった既
知のパラメータをHillの式、Hitchcockの式といった数
式モデルに従って処理し、母材を目標板厚まで圧延する
ためのパス数が最少となるように、各パラメータを算出
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような圧延パススケジュールを予め定めた上で板材の
圧延を実施しても、実際の圧延荷重が、当初の圧延パス
スケジュールに定められている圧延荷重よりも大きくな
ってしまうことがある。この場合、予め定められた圧延
パススケジュールに従って圧延作業を行なったとして
も、所望厚さの板材が得られなくなってしまう。また、
圧延作業中の実際の圧延荷重が大きくなって許容上限値
を越えてしまうと、圧延機は設備保護上、自動停止して
しまう。この場合、オペレータの経験、感等により、当
初の圧延パススケジュールを見直し、新たな圧延パスス
ケジュールを手作業で再設定した上で、圧延作業を再開
する必要が生じる。これらの点で、従来の圧延機には、
圧延作業の安定性、精度、人的労力といった面で改善の
余地がある。

【０００４】そこで、本発明は、安定かつ精度よい圧延
作業を可能とし、かつ、容易に省力化を図ることができ
る可逆式圧延機、及び、圧延方法の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による可逆式圧延機は、予め定められた圧延パススケジ
ュールに従って板材を圧延する可逆式圧延機において、
圧延パススケジュールに従って板材を圧延する際の圧延
荷重を実測する圧延荷重計測手段と、板材の圧延機入側
における板厚を実測する入側板厚計測手段と、板材の圧
延機出側における板厚を実測する出側板厚計測手段と、
圧延荷重計測手段の計測値、入側板厚計測手段の計測
値、及び、出側板厚計測手段の計測値から、板材の変形
抵抗を算出する変形抵抗算出手段と、出側板厚計測手段
によって実測された出側板厚と、変形抵抗算出手段によ
って算出された変形抵抗とに基づいて、新たな圧延パス
スケジュールを再設定するパススケジュール設定手段と
を備えることを特徴とする。

【０００６】この可逆式圧延機は、予め定められた圧延
パススケジュールに従って板材を圧延するものである。
このような可逆式圧延機では、圧延パススケジュールを
予め定めた上で板材の圧延を実施しても、実際の圧延荷
重が、当初の圧延パススケジュールに設定されている圧
延荷重よりも大きくなってしまうことがある。この場
合、予め定められた圧延パススケジュールに従って圧延
作業を行なうと、所望厚さの板材が得られなかったり、
圧延作業が中断してしまったりすることがある。

【０００７】そこで、本発明者らは、圧延作業の安定
化、精度向上、省力化を図るべく鋭意研究を進めた。そ
の結果、圧延パススケジュールに定められた圧延荷重
と、実際の圧延荷重とに差を生じさせる要因となるの
は、主として、母材の公称板厚と実際の板厚との差、及
び、圧延パススケジュールに定められた板材の変形抵抗
と実際の変形抵抗との差であることが判明した。

【０００８】このような結果を踏まえ、この可逆式圧延
機では、一旦、圧延開始前に設定された圧延パススケジ
ュールに従って板材を圧延し、その際の圧延荷重、板材
の圧延機入側板厚、及び、板材の圧延機出側板厚とを実
測した上で、新たな圧延パススケジュールを再設定する
こととした。このため、この可逆式圧延機には、圧延荷
重計測手段、入側板厚計測手段、出側板厚計測手段と、
変形抵抗算出手段、及び、パススケジュール設定手段が
備えられている。

【０００９】すなわち、この可逆式圧延機では、当初の
圧延パススケジュールに定められているパスのうち、所
定のパス（例えば、第１番目のパス）における圧延が実
施される際に、圧延荷重、板材の入側板厚、及び、板材
の出側板厚が、圧延荷重計測手段、入側板厚計測手段、
及び、出側板厚計測手段によってそれぞれ実測される。
圧延荷重計測手段、入側板厚計測手段、及び、出側板厚
計測手段の計測値は、変形抵抗算出手段に送られる。変
形抵抗算出手段は、各計測値に基づいて、圧延対象であ
る板材の変形抵抗を所定のモデル式等を用いて算出す
る。

【００１０】また、出側板厚計測手段の計測値は、パス
スケジュール設定手段にも送られる。そして、パススケ
ジュール設定手段は、出側板厚の実測値と、変形抵抗算
出手段によって算出された板材の変形抵抗とに基づい
て、新たな圧延パススケジュールを再設定する。このよ
うに新たな圧延パススケジュールが設定されると、以
降、可逆式圧延機は、新たな圧延パススケジュールに従
って板材を圧延する。

【００１１】これにより、この可逆式圧延機によれば、
圧延作業中における実際の圧延荷重と、新たな圧延パス
スケジュールに定められている圧延荷重との差を極めて
小さくすることが可能となる。従って、圧延精度が向上
するので、所望厚さの板材を所定のパス数で確実に得る
ことができる。また、圧延作業中に圧延荷重が許容上限
値を上回ってしまう事態を確実に防止できるので、圧延
作業の安定性が向上する。更に、オペレータの手作業に
よる圧延パススケジュールの見直し作業等が不要となる
ので、圧延作業の省力化を容易に達成することができ
る。

【００１２】請求項２に記載の本発明による圧延方法
は、予め定められた圧延パススケジュールに従って板材
を圧延する可逆式圧延機に適用される圧延方法におい
て、圧延パススケジュールに従って板材を圧延する際の
圧延荷重を実測すると共に、板材の入側板厚と出側板厚
とを実測し、圧延荷重の実測値、入側板厚の実測値、及
び、出側板厚の実測値から、板材の変形抵抗を算出し、
出側板厚の実測値と、算出した変形抵抗とに基づいて、
新たな圧延パススケジュールを再設定することを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による圧
延機、及び、圧延方法の好適な実施形態について詳細に
説明する。

【００１４】図１は、本発明による可逆式圧延機を示す
ブロック構成図である。同図に示す可逆式圧延機１は、
多段圧延機（１２段）として構成されており、一対のワ
ークロール２を備える。圧延対象となる板材Ｓは、各ワ
ークロール２同士の隙間に通板される。そして、板材Ｓ
の両端部は、左右一対のデフレクタロール３ａ，３ｂを
介して、左右一対のテンションリール４ａ，４ｂに巻回
される。

【００１５】また、可逆式圧延機１には、上側のワーク
ロール２の上方に位置する２体の上側中間ロール５と、
下側のワークロール２を支持する２体の下側中間ロール
６とが備えられている。各上側中間ロール５と各下側中
間ロール６とに対しては、図１に示すように、ベンディ
ング圧力調整装置７が設けられている。ベンディング圧
力調整装置７は、図示を省略する油圧シリンダ、比例電
磁弁、油圧ポンプ等を含む。このベンディング圧力調整
装置７を作動させ、各上側中間ロール５と各下側中間ロ
ール６との軸端に加えるベンディング圧力を変化させる
ことにより、各ワークロール２によって圧延される板材
の形状を修正可能となる。このベンディング圧力調整装
置７は、ベンダ制御装置２０を介して、ライン制御装置
３０によって制御される。

【００１６】更に、可逆式圧延機１は、各上側中間ロー
ル５の上方に位置する３体の上側バックアップロール８
と、各下側中間ロール６の下方に位置する３体の下側バ
ックアップロール９とを備える。各上側バックアップロ
ール８に対しては、クラウン形状を調整するための上側
クラウン調整装置（図示省略）が設けられている。ま
た、各下側バックアップロール９に対しては、図示しな
い下側クラウン調整装置が設けられている。

【００１７】加えて、可逆式圧延機１には、圧下装置１
０が備えられている。この圧下装置１０を作動させるこ
とにより、各上側中間ロール５及び各上側バックアップ
ロール８を板材Ｓに対して一体的に上下動させることが
できる。同様に、各下側中間ロール６及び各下側バック
アップロール９も、この圧下装置１０により、板材Ｓに
対して一体的に上下動させることができる。圧下装置１
０の圧下位置は、位置検出器１１によって検出され、位
置検出器１１の検出信号は、圧下制御装置４０に減算入
力される。また、圧下制御装置４０には、ライン制御装
置３０、板厚制御装置５０、及び、操作盤６０から制御
信号が加算入力される。圧下制御装置４０は、位置検出
器１１、ライン制御装置３０、板厚制御装置５０、及
び、操作盤６０から受け取った信号に基づいて、圧下装
置１０のサーボ弁１２を制御するための信号を生成す
る。

【００１８】更に、可逆式圧延機１は、ロードセル（圧
延荷重計測手段）１４、入側板厚計測装置１５ａ、出側
板厚計測装置１５ｂ、圧延速度計測装置１６ａ，１６ｂ
を備える。ロードセル１４は、圧延作業中の圧延荷重を
計測し、計測値を示す信号をライン制御装置３０と板厚
制御装置５０とに送出する。また、入側板厚計測装置１
５ａは、図１において左側に位置するデフレクタロール
３ａと各ワークロール２との間に配置されており、板材
Ｓの圧延機入側における板厚を計測して、計測値を示す
信号をライン制御装置３０と板厚制御装置５０とに送出
する。一方、出側板厚計測装置１５ｂは、図１において
右側に位置するデフレクタロール３ｂと各ワークロール
２との間に配置されており、板材Ｓの圧延機出側におけ
る板厚を計測して、計測値を示す信号をライン制御装置
３０と板厚制御装置５０とに送出する。

【００１９】圧延速度計測装置１６ａは、図１において
左側に位置する入側板厚計測装置１５ａと各ワークロー
ル２との間に配置されており、圧延機入側における板材
Ｓの搬送速度を計測して、計測値を示す信号を板厚制御
装置５０に送出する。一方、圧延速度計測装置１６ｂ
は、図１において右側に位置する出側板厚計測装置１５
ｂと各ワークロール２との間に配置されており、圧延機
出側における板材Ｓの搬送速度を計測して、計測値を示
す信号を板厚制御装置５０に送出する。

【００２０】このように構成された可逆式圧延機１で
は、板厚制御装置５０によって、いわゆる自動板厚制御
（ＡＧＣ）が行なわれると共に、ライン制御装置３０に
よって、圧延パススケジュールに基づくライン制御が行
われる。このため、この可逆式圧延機１には、圧延パス
スケジュールを設定するための演算処理装置７０が備え
られている。演算処理装置７０は、図１に示すように、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、及び、ＲＡＭを有する。ＣＰＵは、マ
イクロプロセッサ等からなり、各種演算処理を行う。ま
た、ＲＯＭには、制御・演算処理のためのプログラムが
予め記憶されており、ＲＡＭは、制御・演算処理の際に
各種データを読み書きするために用いられる。

【００２１】更に、演算処理装置７０は、ＣＰＵと接続
された入出力ポート７１を有する。この入出力ポート７
１を介して、ＣＰＵとライン制御装置３０とが接続され
る。また、入出力ポート７１には、図示を省略するキー
ボード等の入力装置が接続されている。加えて、演算処
理装置７０は、記憶装置７２を有する。この記憶装置７
２は、入出力ポート７１を介してＣＰＵと接続されてい
る。記憶装置７２には、ライン制御装置３０で用いられ
る圧延パススケジュールを設定するためのプログラムが
記憶されている。演算処理装置７０のＣＰＵは、記憶装
置７２から当該プログラムを読み出し、入力装置を介し
て入力されたデータ、又は、ライン制御装置３０等から
受け取ったデータ等に基づいて、圧延パススケジュール
を算出する。

【００２２】図２を参照しながら、演算処理装置７０に
よる圧延パススケジュール設定の基本的流れについて説
明する。この場合、演算処理装置７０では、可逆式圧延
機１における生産効率を向上させる観点から、板材Ｓを
母材板厚Ｈ₀から目標板厚ｈまで圧延するのに必要なパ
ス数が最少になるように、圧延パススケジュールが算出
される。また、この演算処理では、各パスにおける圧下
率の制約、圧延荷重の制約、及び、圧延機主機電動機の
トルク制約等を踏まえた上で、最小の出側板厚が求めら
れる。そして、１番目のパス（初パス）から順次パスを
進めて、出側板厚が目標板厚ｈ以下になるまで計算を行
い、その後、仕上パスの出側板厚が目標板厚ｈと一致す
るように各パスの圧下率を修正する。更に、修正された
圧下率に基づいて各パスの出側板厚を決定し、各出側板
厚に対する圧延荷重、圧延トルク、ワークロールギャッ
プといった各パスにおけるプリセット値を算出する。

【００２３】母材板厚Ｈ₀から目標板厚ｈまで圧延する
ための圧延パススケジュールを設定するに際して、演算
処理装置７０のＣＰＵは、まず、パス数ｊを１に設定す
ると共に、初パスの入側板厚Ｈ_jを母材板厚Ｈ₀に設定す
る（Ｓ２）。そして、ＣＰＵの処理は、当該パスにおけ
る圧下率の制約、圧延荷重の制約、及び、トルク制約を
踏まえながら最小の出側板厚ｈ_jを求める出側板厚算出
ルーチン（Ｓ４）に移行する。Ｓ４において、出側板厚
ｈ_jが求められたならば、出側板厚ｈ_jが目標板厚ｈを下
回っているか否かの判定が行なわれる（Ｓ６）。出側板
厚ｈ_jが目標板厚ｈを下回っていると判断された場合、
最終パス数Ｊが決定され、ＣＰＵの処理は、圧下率修正
ルーチン（Ｓ１２）に移行する。

【００２４】一方、Ｓ６において、出側板厚ｈ_jが目標
板厚ｈを上回っていると判断された場合、Ｓ８におい
て、パス数ｊがｊ＋１とされると共に、ｊパスの入側板
厚Ｈ_jが、前パス出側板厚ｈ_j-1に設定される。このよう
に、次パス演算処理のための前処理がなされると、新た
に設定されたパス数ｊが予め定められている最大許容パ
ス数Ｊ_maxを上回っているか否かの判定が行なわれる
（Ｓ１０）。Ｓ１０において、パス数ｊが最大許容パス
数Ｊ_maxを上回っていると判断されると、パス数ｊがＪ
_maxに設定され、ＣＰＵの処理は、Ｓ１２における圧下
率修正ルーチンに移行する。

【００２５】Ｓ１２における圧下率修正ルーチンが終了
すると、Ｓ１４にて、ｊ＝１とされた上で、Ｓ１６とＳ
１８とにおける処理がｊ＝Ｊとなるまで繰り返され、圧
延単位荷重ｑ_j、圧延トルクＴ_qj、及び、ワークロール
ギャップＳ_jのプリセット値が算出される。すなわち、
まず、Ｓ１６において、各パスの圧下率ｒ_jと母材板厚
Ｈ₀とから、各パスの出側板厚ｈ_jが決定される。また、
次パスの入側板厚Ｈ_j+1として前パス出側板厚ｈ_jが設定
される。

【００２６】そして、Ｓ１８において、決定された各パ
スの入側板厚Ｈ_jと出側板厚ｈ_jとから、圧延単位荷重ｑ
_j、圧延トルクＴ_qj、及び、ワークロールギャップＳ_jの
プリセット値が算出される。ここで、ワークロールギャ
ップＳ_jの計算式は、Ｓ＝ｆ（ｈ，ｑ，Ｗ，Ｍ，Ｓ₀）と
表される。ただし、Ｓ：ワークロールギャップ（ｍｍ）Ｈ：出側板厚（ｍｍ）ｑ：圧延単位荷重（ｋｇ／ｍｍ）Ｗ：板幅（ｍｍ）Ｍ：ミル定数（ｔｏｎ／ｍｍ）Ｓ₀：零調位置補正値（ｍｍ）である。すべてのパスについて上記各プリセット値が算
出されると、圧延パススケジュールの設定が完了する。

【００２７】図３は、図２に示した出側板厚算出ルーチ
ン（Ｓ４）における出側板厚ｈ_jの算出手順を示すフロ
ーチャートである。同図を参照しながら、出側板厚算出
ルーチンにおける演算処理について説明すると、この場
合、演算処理装置７０のＣＰＵは、まず、各パスにおけ
る入側板厚Ｈ_jと圧下率上限値ｒ_maxjとから出側板厚ｈ_j
を算出する（Ｓ４１）。ここで、圧下率上限値ｒ_{max j}
は、鋼種、入側板厚、ワークロールの種類、パス数等の
それぞれについて層別された定数のテーブルが予め記憶
装置７２に記憶されており、ＣＰＵによって、該当条件
に対応する圧下率上限値ｒ_maxjが記憶装置７２から読み
出される。

【００２８】次に、ＣＰＵは、出側単位張力σｆ_jと、
入側単位張力σｂ_jとを算出する（Ｓ４２）。この場
合、出側単位張力σｆ_jは、鋼種、パス出側板厚、パス
数等について層別された定数のテーブルが予め記憶装置
７２に記憶されており、ＣＰＵは、該当条件に対応する
出側単位張力σｆ_jを記憶装置７２から読み出す。ま
た、入側単位張力σｂ_jは、張力係数Ｃｂｔより σｂ_j=σｆ_j×Ｃｂｔとして定められる。

【００２９】更に、Ｓ４３において、ワークロール偏平
半径Ｒ’との収束計算によって圧延単位荷重ｑ_jが求め
られる。この場合、まず、Ｒ’の仮定値Ｒａ’を与えた
上で、Hillの式によって圧延単位荷重が求められ、Hill
の式による圧延単位荷重から、Hitchcockの式を用いて
Ｒ’が求められる。そして、Ｒａ’とＲ’との誤差が
許容値以下となるまで収束計算を繰り返すことにより、
圧延単位荷重ｑ_jを求める。

【００３０】圧延単位荷重は、Hillの式により、ｑ＝ｆ（ｋＭ，σｆ，σｂ，Ｒ’，Ｈ，μ）と表される。ここで、変形抵抗ｋＭ（ｋｇ／ｍｍ²）
は、圧延開始前における圧延パススケジュール設定に際
しては、ｋＭ＝ｆ（Ｃ，ｎ，ε₀，Ｈ₀，ｈ）と表されるものが用いられる。ただし、σｆ：出側単位
張力（ｋｇ／ｍｍ²）、σｂ：入側単位張力（ｋｇ／ｍ
ｍ²）、Ｒ’：ワークロール偏平半径（ｍｍ）、Ｈ：入
側板厚（ｍｍ）、μ：摩擦係数、Ｃ：変形抵抗係数（ｋ
ｇ／ｍｍ²）、ｎ：歪み硬化指数、ε₀：初期歪み、
Ｈ₀：母材板厚（ｍｍ）である。

【００３１】摩擦係数μは鋼種、ワークロール種類、圧
延速度のそれぞれについて層別されたテーブルが予め記
憶装置７２に記憶されており、ＣＰＵは、該当条件に対
応する値を記憶装置７２から読み出して使用する。ま
た、Ｃ，ｎ，ε₀は、鋼種別に層別されたテーブルが予
め記憶装置７２に記憶されており、ＣＰＵは、該当条件
に対応する各値を記憶装置７２から読み出して使用す
る。

【００３２】一方、ワークロール偏平半径はHitchcock
の式により、Ｒ’＝ｆ（Ｒ，ν，Ｅ_R，ｑ，Ｈ，ｈ）と表される。ただし、Ｒ：ワークロール半径（ｍ
ｍ），ν：ワークロールのポアソン比、Ｅ_R：ワークロ
ールのヤング率（ｋｇ／ｍｍ）であり、ν，Ｅ_Rは、ワ
ークロール種類別に層別されたテーブルが予め記憶装置
７２に記憶されており、ＣＰＵは、該当条件に対応する
各値を記憶装置７２から読み出して使用する。

【００３３】このようして、圧延単位荷重ｑ_jが求めら
れると、求められた圧延単位荷重ｑ_jが荷重上限値ｑ_max
を下回っているか否かの判定が行なわれる（Ｓ４４）。
圧延単位荷重ｑ_jが荷重上限値ｑ_maxを下回っている場
合、ＣＰＵは、Ｓ４６における処理を開始する。一方、
圧延単位荷重ｑ_jが荷重上限値ｑ_maxを上回っている場
合、ＣＰＵは、Ｓ４５において、圧延荷重が荷重上限値
ｑ_max以下となる出側板厚ｈ_jを収束計算する。ここで、
荷重上限値ｑ_maxは、ワークロールの直径から求められ
るロール間ヘルツ面圧の上限値と、常用最大荷重の上限
値（定数）とのうちの最小値である。

【００３４】そして、ＣＰＵは、Ｓ４６において、圧延
トルクＴ_qjを計算する（Ｓ４６）。圧延トルクＴ_qjはHi
llの式により、Ｔ_qj＝ｆ（Ｗ，ｋＭ，σｆ，σｂ，Ｒ，Ｒ’，Ｈ，ｈ，
μ）（ｋｇ／ｍ）と表される。圧延トルクＴ_qjが求められると、求められ
た圧延トルクＴ_qjが圧延トルク上限値Ｔ_qmaxを下回って
いるか否かの判定が行なわれる（Ｓ４７）。圧延トルク
Ｔ_qjが圧延トルク上限値Ｔ_qmaxを下回っている場合、出
側板厚ｈ_jの算出は終了となる。

【００３５】一方、圧延トルクＴ_qjが圧延トルク上限値
Ｔ_qmaxを上回っている場合、Ｓ４８において、圧延トル
クＴ_qjがＴ_qmax以下となる出側板厚ｈ_jが収束計算され
る。この場合、圧延トルク上限値Ｔ_qmaxは、主機電動機
トルクの上限値と、ロール間スリップ限界トルクとのう
ちの最小値である。そして、Ｓ４９において、Ｓ４３と
同様の手順によって圧延単位荷重ｑ_jが求められる。

【００３６】図４は、図２に示した圧下率修正ルーチン
（Ｓ１２）における処理手順を示すフローチャートであ
る。同図を参照しながら、圧下率修正ルーチンにおける
演算処理について説明すると、まず、ＣＰＵは、各パス
の修正前圧下率から対数歪み量ε_jを求める（Ｓ１２
１）。ここで、対数歪み量ε_jは、ε_j＝−ｌｎ（１−ｒ
_j）と表される。次に、ＣＰＵは、母材板厚Ｈ₀から目標
板厚ｈまでの目標対数歪みと、各パスの対数歪み量の総
和Σε_jとの差から必要修正歪み量△εを △ε＝ｌｎ（Ｈ／ｈ）−Σε_j として求める（Ｓ１２２）。

【００３７】更に、ＣＰＵは、Ｓ１２３において、各パ
スの圧延荷重差が小さくなるように、圧下率修正前の圧
延荷重ｑ_jに基づいて、圧下率修正重み係数α_jを、 α_j＝（ｑ_j−ｑ_min）／ｑ_min として求める。この場合、重み係数α_jは、圧下率修正
前の圧延荷重が大きいほど修正量を大きくするように定
められる。これにより、各パスにおける圧延荷重差が小
さくなるように圧下率ｒ_jを修正可能となる。なお、ｑ
_minは全パス中の圧延荷重最小値×調整係数である。
ＣＰＵは、圧下率修正重み係数α_jを求めると、各パス
の圧下率修正配分量を定めるために、圧下率修正重み係
数の総和Ｓα＝Σα_jを算出する（Ｓ１２４）。

【００３８】Ｓ１２１〜Ｓ１２４の処理が完了すると、
Ｓ１２５にて、ｊ＝１とされ、Ｓ１２７における処理が
繰り返され、各ステップで求められた計算値から、各パ
スの圧下率ｒ_jがｒ_j＝１−１／ｅｘｐ（ε_j＋△ε×α_j／Ｓα）として求められる。

【００３９】以下、図５及び図６を参照しながら、上述
したように構成された可逆式圧延機１の動作について説
明する。

【００４０】まず、圧延開始に先立って、圧延対象とな
る板材Ｓの公称板厚、鋼種、Hillの式に基づく変形抵抗
ｋＭ等に基づいて、演算処理装置７０によって圧延パス
スケジュール（当初パススケジュール）が設定される。
この当初パススケジュールは、演算処理装置７０からラ
イン制御装置３０に送られ、ライン制御装置３０は、当
初パススケジュールに従って、１番目のパスを開始す
る。１番目のパス（初パス）では、図５に示すように、
圧延開始からしばらくの間、板材Ｓは、当初パススケジ
ュールに定められている当初圧延荷重Ｐ₁で定圧圧延さ
れる（定圧圧延モード）。この定圧圧延モードは、圧延
速度が板厚制御装置５０による自動板厚制御（ＡＧＣ）
が開始される圧延速度Ｖ₁（例えば、３０ｍｐｍ）に達
するまで継続される。

【００４１】定圧圧延モードの間、ロードセル１４は、
圧延荷重を検出し（Ｓ５０）、ライン制御装置３０に計
測値を示す信号を送出する。ライン制御装置３０は、ロ
ードセル１４によって計測される圧延荷重が当初圧延荷
重Ｐ₁となるように、圧下制御装置４０を介して圧下装
置１０を制御する。また、この定圧圧延モードの間、圧
延機入側における板材Ｓの板厚（入側板厚）が入側板厚
計測装置１５ａによって計測され、圧延機出側における
板材Ｓの板厚（出側板厚）が出側板厚計測装置１５ｂに
よって計測される（Ｓ５０）。

【００４２】なお、圧延速度が所定値Ｖ₁に達すると、
図５に示すように、ライン制御装置３０は、定圧圧延を
終了させ、圧下位置を固定した定位圧延を開始させる。
また、この段階から、板厚制御装置５０による自動板厚
制御（ＡＧＣ）が開始される。これにより、定常圧延部
の板厚変動をできるだけ少なくすることができる。板厚
制御装置５０は、所定の段階で自動板厚制御（ＡＧＣ）
を停止し、この段階から、当初パススケジュールに従っ
て所定時間だけ定位圧延を継続させた後、可逆式圧延機
１における初パスを終了させる。

【００４３】一方、図６に示すように、定圧圧延モード
の間、ロードセル１４によって計測された圧延荷重、入
側板厚計測装置１５ａによって計測された入側板厚、出
側板厚計測装置１５ｂによって計測された出側板厚に対
しては、ライン制御装置３０によって次のような演算処
理が施される。すなわち、ライン制御装置３０は、図示
しない記憶装置に記憶されている所定のプログラムを読
み出し、まず、定圧圧延モード中に、ロードセル１４、
入側板厚計測装置１５ａ、及び、出側板厚計測装置１５
ｂによって計測された圧延荷重、入側板厚、及び、出側
板厚の平均をとり、圧延荷重の平均値Ｐ_a、入側板厚の
平均値Ｈ_a、及び、出側板厚の平均値ｈ_aを算出する（Ｓ
５２）。

【００４４】次に、ライン制御装置３０は、圧延荷重の
平均値Ｐ_a、入側板厚の平均値Ｈ_a、及び、出側板厚の平
均値ｈ_aから、板材Ｓの塑性係数Ｑ_aをＱ_a＝Ｐ_a／（Ｈ_a−ｈ_a）×β として近似的に算出する。ここで、βは補正係数であ
り、Ｙ＝Ｋ₀（K₁×ε＋ε₀）ⁿ なる二次元変形抵抗式を用いて決定し、 β＝σＹ／δε となる。ただし、Ｙ：二次元変形抵抗、Ｋ₀：二次元変
形抵抗係数、ε：対数歪みε＝ｌｎ（Ｈ／ｈ）、ε₀：
初期歪み、ｎ：歪み硬化指数、Ｋ₁：定数（通常２／√
３＝１．１５４７）である。

【００４５】そして、ライン制御装置３０は、初パス中
における板材Ｓの変形抵抗の実績値ｋＭ_aを、ｋＭ_a＝Ｑ_a／Ｗとして求める（Ｓ５４）。すなわち、ライン制御装置３
０は、ロードセル１４の計測値、入側板厚計測装置１５
ａの計測値、及び、出側板厚計測装置１５ｂの計測値か
ら、板材Ｓの変形抵抗（実績値）ｋＭ_aを算出する変形
抵抗算出手段として機能する。

【００４６】このようにして、板材Ｓの変形抵抗ｋＭ_a
を算出すると、ライン制御装置３０は、出側板厚計測装
置１５ｂによって実測された出側板厚の平均値ｈ_aを示
す信号と、求めた変形抵抗の実績値ｋＭ_aを示す信号と
を演算処理装置７０のＣＰＵに送出する。演算処理装置
７０のＣＰＵは、変形抵抗の実績値ｋＭ_aと、出側板厚
計測装置１５ｂによって実測された出側板厚の平均値ｈ
_aとを用いて、図２〜図４に示したパススケジュール設
定手順に従って、２番目以降の各パスについての新たな
圧延パススケジュールを再設定する（Ｓ５６）。

【００４７】具体的には、実測された出側板厚ｈ_aの平
均値は、図２に示したＳ４において用いられ、変形抵抗
の実績値ｋＭ_aは、図３に示したＳ４３において用いら
れる。このような新たな圧延パススケジュールの設定
は、可逆式圧延機１の初パスが終了するまでの間に行な
われる。演算処理装置７０は、新たなパススケジュール
を設定すると、そのデータをライン制御装置３０に送出
する。そして、ライン制御装置３０は、再設定された新
たなパススケジュールに従って対象機器を制御する。

【００４８】このように、一旦、圧延開始前に設定され
た当初パススケジュールに従って板材Ｓを圧延し、その
際の圧延荷重、板材Ｓの入側板厚、及び、板材Ｓの出側
板厚とを実測した上で、新たな圧延パススケジュールを
再設定することにより、圧延作業中における実際の圧延
荷重と、新たな圧延パススケジュールに定められている
圧延荷重との差を極めて小さくすることが可能となる。
従って、圧延精度が向上するので、所望形状の板材を確
実に得ることができる。また、圧延作業中に圧延荷重が
許容上限値を上回ってしまう事態を確実に防止できるの
で、圧延作業の安定性が向上する。更に、オペレータの
手作業による圧延パススケジュールの見直し作業等が不
要となるので、圧延作業の省力化を容易に達成すること
が可能となる。

【００４９】なお、上述した可逆式圧延機１について
は、１番目のパスが実施される際に、圧延荷重、板材Ｓ
の入側板厚、及び、板材Ｓの出側板厚を実測した上で、
２番目以降の各パスについて新たな圧延パススケジュー
ルを再設定するものとして説明したが、これに限られる
ものではない。すなわち、２番目以降、任意のパスま
で、当初パススケジュールに従って板材Ｓを圧延すると
共に、その間、適宜、圧延荷重、板材Ｓの入側板厚、及
び、板材Ｓの出側板厚を実測し、当該任意のパス以降の
各パスについて新たな圧延パススケジュールを再設定す
ることも可能である。また、板材Ｓの変形抵抗の実績値
を算出するに際しては、上述したモデル式以外の式や、
事前に計測または算出した値をテーブル化しておいて、
このテーブルに基づいて板材Ｓの変形抵抗を定めてもよ
い。

【００５０】

【発明の効果】本発明による可逆式圧延機は、当初の圧
延パススケジュールに従って板材を圧延する際の圧延荷
重を実測する圧延荷重計測手段と、板材の圧延機入側に
おける板厚を実測する入側板厚計測手段と、板材の圧延
機出側における板厚を実測する出側板厚計測手段と、圧
延荷重計測手段の計測値、入側板厚計測手段の計測値、
及び、出側板厚計測手段の計測値から、板材の変形抵抗
を算出する変形抵抗算出手段と、出側板厚計測手段によ
って実測された出側板厚と、変形抵抗算出手段によって
算出された変形抵抗とに基づいて、新たな圧延パススケ
ジュールを再設定するパススケジュール設定手段とを備
える。そして、本発明による圧延方法では、当初の圧延
パススケジュールに従って板材を圧延する際の圧延荷重
を実測すると共に、板材の入側板厚と出側板厚とを実測
し、圧延荷重の実測値、入側板厚の実測値、及び、出側
板厚の実測値から、板材の変形抵抗を算出し、出側板厚
の実測値と、算出した変形抵抗とに基づいて、新たな圧
延パススケジュールを再設定する。これにより、安定か
つ精度よい圧延作業を可能とし、かつ、容易に省力化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による可逆式圧延機を示すブロック構成
図である。

【図２】パススケジュールを設定する手順を説明するた
めのフローチャートである。

【図３】図２のフローチャートにおける出側板厚算出ル
ーチンを説明するためのフローチャートである。

【図４】図２のフローチャートにおける圧下率修正ルー
チンを説明するためのフローチャートである。

【図５】図１の可逆式圧延機を用いて板材を圧延する場
合の初パスにおける制御手順を説明するためのタイムチ
ャートである。

【図６】本発明による圧延方法を説明するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１…可逆式圧延機、２…ワークロール、５…上側中間ロ
ール、６…下側中間ロール、７…ベンディング圧力調整
装置、８…上側バックアップロール、９…下側バックア
ップロール、１０…圧下装置、１１…位置検出器、１２
…サーボ弁、１４…ロードセル、１５ａ…入側板厚計測
装置、１５ａ…入側板厚計測装置、１６ａ，１６ｂ…圧
延速度計測装置、２０…ベンダ制御装置、３０…ライン
制御装置、４０…圧下制御装置、５０…板厚制御装置、
６０…操作盤、７０…演算処理装置、７１…入出力ポー
ト、７２…記憶装置、Ｓ…板材。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められた圧延パススケジュールに
従って板材を圧延する可逆式圧延機において、前記圧延パススケジュールに従って前記板材を圧延する
際の圧延荷重を実測する圧延荷重計測手段と、前記板材の圧延機入側における板厚を実測する入側板厚
計測手段と、前記板材の圧延機出側における板厚を実測する出側板厚
計測手段と、前記圧延荷重計測手段の計測値、前記入側板厚計測手段
の計測値、及び、前記出側板厚計測手段の計測値から、
前記板材の変形抵抗を算出する変形抵抗算出手段と、前記出側板厚計測手段によって実測された出側板厚と、
前記変形抵抗算出手段によって算出された変形抵抗とに
基づいて、新たな圧延パススケジュールを再設定するパ
ススケジュール設定手段とを備えることを特徴とする可
逆式圧延機。
【請求項２】予め定められた圧延パススケジュールに
従って板材を圧延する可逆式圧延機に適用される圧延方
法において、前記圧延パススケジュールに従って前記板材を圧延する
際の圧延荷重を実測すると共に、前記板材の入側板厚と
前記出側板厚とを実測し、前記圧延荷重の実測値、前記
入側板厚の実測値、及び、前記出側板厚の実測値から、
前記板材の変形抵抗を算出し、前記出側板厚の実測値
と、算出した変形抵抗とに基づいて、新たな圧延パスス
ケジュールを再設定することを特徴とする圧延方法。