JP2002282922A - 連続調質圧延機の伸び率制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続調質圧延設備において、初期プリセット
荷重値の誤差の大きさにかかわらず、圧延材料の伸び率
不合期間を最小化することを課題とする。 【解決手段】 プリセットされた圧延荷重値に基づき圧
延機を圧下する際、圧延荷重実績が初期プリセット荷重
値に到達する前の任意の時点に圧下位置、圧延荷重値、
および伸び率と、圧延荷重実績が初期プリセット荷重値
に到達した時の圧下位置、圧延荷重値、および伸び率と
から、圧延材の圧延機入側板厚と塑性係数を算出すると
ともに、予め与えられた目標の伸び率となるように前記
プリセット荷重値を補正することで、より精度の高いプ
リセット荷重値をオンラインで再設定することが可能と
なり、伸び率設定変更時における伸び率不合長を最小化
することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、調質圧延機による
鋼板の調質圧延方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１のように、調質圧延機１のワークロ
ールおよび前後のブライドルロール２，５がそれぞれ独
立な電動機６〜６ｈに減速機７〜７ｈを介して連結さ
れ、それぞれ独立な速度制御手段８〜８ｈによって制御
される一般的な調質圧延設備では、従来以下のような伸
び率制御手法が用いられている。すなわち、何らかの
方法で計算された最適圧延荷重値をあらかじめ初期プリ
セット荷重値として設定。鋼板１０の溶接点が調質圧
延機を通過した後、当該プリセット荷重値を実現するま
で圧下制御手段９で圧延機ロールの圧下量を操作し、
圧延荷重実績が初期プリセット荷重値に到達した後、伸
び率実績のフィードバック情報を用いて、圧下制御手段
９により圧下量を操作することで、所望の伸び率を達成
させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上記制御手法
におけるの段階では、プリセットされた圧延荷重値を
達成するまで、圧下量を比較的高速で操作するため、そ
の際の伸び率は速やかに変化し、プリセットされた圧延
荷重値と所望の伸び率を実現するために必要な圧延荷重
の真値との間に誤差が全く無ければ、伸び率制御開始か
ら最短時間で所望の伸び率を実現することが出来る。

【０００４】しかしながら、このプリセットされた最適
圧延荷重値と圧延荷重の真値との間には、材料特性のば
らつき等さまざまな条件によって実際には多少の誤差が
生じ、結果として目標伸び率に対して、伸び率偏差が生
じる。上記した従来の手法では、この初期プリセット荷
重値達成時に発生した伸び率偏差分を、圧下制御手段に
フィードバックし、圧延力を操作するという伸び率フィ
ードバック制御を行うことで解決しているが、この場
合、上記誤差が大きいと、それに伴って伸び率不合期間
が長くなり、製品の歩留まりの点で問題が生じる。そこ
で、本発明は、このような問題を解決して、初期プリセ
ット荷重値の誤差の大きさにかかわらず、圧延材料の伸
び率不合期間を大幅に短縮化し、圧延材の歩留まりを向
上させることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる連続調質
圧延機の伸び率制御方法は、調質圧延機ワークロールと
圧延機前後のブライドルロールがそれぞれ独立の電動機
によって速度制御され、鋼板の調質圧延最適圧延荷重を
算出し、プリセットする連続式調質圧延機において、プ
リセットされた圧延荷重値に基づき圧延機の圧下制御手
段により圧下し、圧延荷重実績が前記プリセット荷重値
に到達する前の任意の時点に圧下位置、圧延荷重値、お
よび入側・出側ブライドルロールのロール周速度より算
出される入側・出側板速度より算出した伸び率を求め、
これらの値と圧延荷重実績が前記プリセット荷重値に到
達した時の圧下位置、圧延荷重値、および入側・出側ブ
ライドルロールのロール周速度より算出される入側・出
側板速度より算出した伸び率とから、圧延材の圧延機入
側板厚と塑性係数を算出するとともに、予め与えられた
目標の伸び率となるように前記プリセット荷重値を補正
して新たなプリセット荷重値を前記圧下制御手段に再セ
ットすることを特徴とする。

【０００６】さらに、本発明に係わる別の連続調質圧延
機の伸び率制御方法は、前記プリセット荷重値の補正量
を下式より求めることを特徴とする。 ΔＰ＝Ｑ×Ｈ₁ ×｛１／（ｅ^ref ＋１）−１／（ｅ＋
１）｝ ΔＰ：プリセット荷重値の補正量 Ｑ：塑性係数 Ｈ₁ ：圧延材の圧延機入側板厚 ｅ^ref ：目標伸び率 上記構成とすることにより、伸び率設定変更後の初期プ
リセット荷重確立までの間に得られる圧延情報を用いる
ことで、数値的に安定して材料特性が推定可能となる。
これによってより精度の高いプリセット荷重値をオンラ
インで再設定することが可能となり、伸び率設定変更時
における伸び率不合長を最小化することが出来る。

【０００７】

【発明の実施の形態】まず、入側板厚がＨ₁ 、入側板速
度がＶ₁ だったとき、設定伸び率ｅ^ref を実現する目標
出側板厚Ｈ₂ ^ref 、目標出側板速度Ｖ₂ ^ref は、一般に
次式で与えられることが知られている。 Ｈ₂ ^ref ＝Ｈ₁ ／（ｅ^ref ＋１） （１） Ｖ₂ ^ref ＝（１＋ｅ^ref ）×Ｖ₁ いま、伸び率実績がｅ（目標伸び率との偏差がΔｅ）だ
った時、出側速度Ｖ₂を、以下のように目標出側板速度
Ｖ₂ ^ref とそれとの偏差ΔＶを用いて Ｖ₂ ＝Ｖ₂ ^ref −ΔＶ₂ （２） と表すと、伸び率実績ｅに関して ｅ＝ｅ^ref −Δｅ＝｛（Ｖ₂ ^ref −Ｖ₁ ）／Ｖ₁ ｝−ΔＶ₂ ／Ｖ₁ （３） が成立するので、出側板速度Ｖ₂ は伸び率偏差Δｅを用
いて（６）式のように表すことができる。 Ｖ₂ ＝Ｖ₂ ^ref −ΔｅＶ₁ （４）

【０００８】ここで、その時の出側板厚Ｈ₂ は、マスフ
ロー則より Ｈ₁ Ｖ₁ ＝Ｈ₂ Ｖ₂ （５） が成立するので、（１）、（４）、（５）式より、出側
板厚Ｈ₂ は Ｈ₂ ＝Ｈ₁ ／（ｅ^ref −Δｅ＋１）＝Ｈ₁ ／（ｅ＋１） （６） となるので、伸び率偏差Δｅの時の目標板厚Ｈ₂ ^ref に
対する出側板厚偏差ΔＨ ₂ は、 ΔＨ₂ ＝Ｈ₂ ^ref −Ｈ₂ ＝｛１／（ｅ^ref ＋１）−１／（ｅ＋１）｝×Ｈ₁ （７） と表すことが出来る。

【０００９】ここで、圧下をΔＳ変動させた時の出側の
板厚変動をΔＨ、荷重変動をΔＰとすると、ミル定数を
Ｍ、塑性係数をＱとして、一般に以下の式が成立するこ
とが知られている。 ΔＨ＝−Ｍ／（Ｍ＋Ｑ）×ΔＳ （８） ΔＰ＝ＭＱ／（Ｍ＋Ｑ）×（−ΔＳ） そこで（８）式より、上記（９）式のミル直下での出側
板厚偏差ΔＨ₂ を、ΔＳだけ圧下して除去することを考
えると、そのときの荷重変動ΔＰは、 ΔＰ＝Ｑ×Ｈ₁ ×｛１／（ｅ^ref ＋１）−１／（ｅ＋１）｝ （９） となり、伸び率偏差Δｅを解消する為の必要圧延荷重
は、最終的に（９）式で与えられる値となる。

【００１０】つまり、当初のセットアップ荷重値確立の
時点でその時の伸び率誤差を算出し、（９）式で算出さ
れる荷重ΔＰをセットアップ荷重補正量Ｐ_asj としてプ
リセット荷重に加えることで得られる荷重を、新しいプ
リセット荷重として再設定することで、ＦＢ制御に比べ
てより速やかに所望の伸び率を確保できることになる。
ここで、ミル定数Ｍは予め測定等しておく必要がある。
なお、（９）式を用いるためには、塑性係数Ｑおよび、
設定値からのオフゲージを考慮して、入側板厚Ｈ₁ を推
定する必要がある。以下では、その推定方法について述
べる。

【００１１】塑性係数Ｑについては一般的なＭ−Ｑグラ
フより、次式が成立する。 Ｑ＝（Ｐ_b −Ｐ_a ）／（Ｈ_2b−Ｈ_2a） Ｈ_2a＝Ｐ_a ／Ｍ＋Ｓ_a （１０） Ｈ_2b＝Ｐ_b ／Ｍ＋Ｓ_b ここで、Ｓ_a ，Ｈ_2aは圧延荷重がＰ_a だった時の圧下位
置、出側板厚であり、Ｓ_b ，Ｈ_2bは圧延荷重がＰ_b だっ
た時の圧下位置、出側板厚である。よって、塑性係数Ｑ
は次式で推定出来る。 Ｑ＝（Ｐ_b −Ｐ_a ）／｛１／Ｍ×（Ｐ_b −Ｐ_a ）＋（Ｓ_b −Ｓ_a ）｝ （１１）

【００１２】入側板厚値については、入出側板厚、入出
側板速度がそれぞれＨ_1aＨ_2aＶ_1aＶ _2a、圧下位置と圧延
荷重がそれぞれＳ_a ，Ｐ_a で、その時の伸び率実績がｅ
_a だったとし、その状態からΔＳ＝Ｓ_b −Ｓ_a だけ圧下
して、伸び率がｅ_b に変化したとすると、同様の考え方
から、次式が得られる。 ｛１／（ｅ_b ＋１）−１／（ｅ_a ＋１）｝×Ｈ_1a＝−Ｍ／（Ｍ＋Ｑ）×ΔＳ （１２）

【００１３】さらに、その際の荷重の変化ΔＰ＝Ｐ_b −
Ｐ_a は、（１０）式より、 Ｐ_b −Ｐ_a ＝Ｑ×Ｈ_1a×｛１／（ｅ_b ＋１）−１／（ｅ_a ＋１）｝ （１３） となるため、入側板厚Ｈ_1aは、（１１）式で推定された
塑性係数Ｑおよび、各測定値Ｐ_a ，Ｐ_b ，ｅ_a ，ｅ_b よ
り、（１４）式で推定できる。 Ｈ₁ ＝Ｈ_1a＝（Ｐ_b −Ｐ_a ）／Ｑ｛１／（ｅ_b ＋１）−１／（ｅ_a ＋１）｝ （１４）

【００１４】以上まとめて、具体的には各推定値の誤差
等を考慮して、図２に示すフローにてセットアップ荷重
値を補正し、伸び率制御開始時の応答性の向上を図る。
なお、図中のα，β，γは任意の定数である。なお、本
発明においては（１４）式にて入側板厚を推定する方法
を用いたが、圧延機入側に板厚計がある場合は、検出さ
れた入側板厚をトラッキングさせた値を用いても良い。

【００１５】

【実施例】本発明を実施した例を図３に示す。時刻ｔ＜
３０秒は、圧延荷重を１００ｔｏｎで定圧下力制御し、
時刻＞３０秒で目標伸び率を１％に設定して伸び率制御
を行っている。実線は本発明の制御方法を適用した時の
伸び率実績を、破線は従来の制御方式を適用した時の伸
び率実績であり、（ａ）は初期プリセット荷重誤差が、
所望の伸び率を実現できる圧延荷重の真値に対して−１
０％あった場合、（ｂ）は初期プリセット荷重誤差が、
−３０％あった場合を示している。この図３より、初期
プリセット圧延荷重に誤差が大きい場合でも、本制御手
法を適用することで、伸び率不合時間を最短化できてい
ることが分かる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
調質圧延機を用いて伸び率制御を行う際に、従来の伸び
率制御に比べると次のような利点を有している。 （１）従来の伸び率制御手法では、初期プリセット荷重
の誤差が大きいと伸び率制御開始時に発生する伸び率不
合長が長くなるが、本発明ではオンラインでプリセット
荷重値を補正する手段を講じたため、伸び率設定変更時
の伸び率不合長を最小化することが出来る。 （２）さらに、本発明を用いることで、初期プリセット
荷重値の精度を学習などによって必要以上に上げる必要
性がなくなるため、副次的な効果として初期プリセット
荷重計算部の作業負荷を軽減させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な連続式調質圧延設備の設備構成を示す
図である。

【図２】本発明のプリセット荷重補正値の計算手法と、
プリセット荷重値の補正方法の手順を示す流れ図であ
る。

【図３】本発明を実施する場合と、従来例を実施する場
合の鋼板の伸び率実績の時系列推移を示すグラフであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 賢一 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4E024 BB01 CC01 CC02 CC10 FF10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 調質圧延機ワークロールと圧延機前後の
   ブライドルロールがそれぞれ独立の電動機によって速度
   制御され、鋼板の調質圧延最適圧延荷重を算出し、プリ
   セットする連続式調質圧延機において、プリセットされ
   た圧延荷重値に基づき圧延機の圧下制御手段により圧下
   し、圧延荷重実績が前記プリセット荷重値に到達する前
   の任意の時点に圧下位置、圧延荷重値、および入側・出
   側ブライドルロールのロール周速度より算出される入側
   ・出側板速度より算出した伸び率を求め、これらの値と
   圧延荷重実績が前記プリセット荷重値に到達した時の圧
   下位置、圧延荷重値、および入側・出側ブライドルロー
   ルのロール周速度より算出される入側・出側板速度より
   算出した伸び率とから、圧延材の圧延機入側板厚と塑性
   係数を算出するとともに、予め与えられた目標の伸び率
   となるように前記プリセット荷重値を補正して、新たな
   プリセット荷重値を前記圧下制御手段に再セットするこ
   とを特徴とする連続調質圧延機の伸び率制御方法。
2. 【請求項２】 前記プリセット荷重値の補正量を下式よ
   り求めることを特徴とする請求項１に記載の連続調質圧
   延機の伸び率制御方法。 ΔＰ＝Ｑ×Ｈ₁ ×｛１／（ｅ^ref ＋１）−１／（ｅ＋
   １）｝ ΔＰ：プリセット荷重値の補正量 Ｑ：塑性係数 Ｈ₁ ：圧延材の圧延機入側板厚 ｅ^ref ：目標伸び率