JP2003164906A

JP2003164906A - 圧延機の制御方法

Info

Publication number: JP2003164906A
Application number: JP2001364784A
Authority: JP
Inventors: Kunio Sekiguchi; 邦男関口; Hiroyuki Imanari; 宏幸今成
Original assignee: Toshiba GE Automation Systems Corp
Current assignee: Toshiba GE Automation Systems Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、出側板厚変動を増長することなく
圧延荷重を目標値に制御し、圧延荷重変動を増長するこ
となく圧下量を制御し、タンデム圧延機においてタンデ
ム圧延機全体の負荷バランスを適正化して圧延材の板平
坦度やクラウンの悪化を防止することを目的とする。【解決手段】圧延機における入り側板厚を変更するこ
とにより被圧延材の長手方向に亘って圧延機の圧延荷重
を目標値に制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等の金属板材
を圧延する圧延機の圧延荷重と圧下量を制御する圧延機
の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板等を圧延する圧延機において、圧延
荷重を制御する代表的な従来技術の例を図９に示す。同
図において、３は荷重検出器であり、検出した圧延荷重
実績値を荷重制御装置４へ出力する。荷重制御装置４に
は圧延荷重目標値が別途設定されており、目標値と実績
値との偏差に応じて圧延機２のロール開度操作量を演算
し、ロール開度制御装置５へ出力する。ロール開度制御
装置５は入力された操作量信号に基づき圧延機２のロー
ル開度を操作する。このように従来技術では、圧延荷重
を制御する操作端として自スタンドのロール開度を用い
ている。

【０００３】また、圧延機の出側板厚を制御する手段と
して従来は、ロール開度もしくは圧延機の入り側張力ａ
ｎｄ／ｏｒ出側張力を操作量とする方法がよく使われて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１０は、従来の荷重
一定制御を適用した場合の動作例である。ミルカーブと
塑性カーブの交点Ａで圧延しているとする。このとき入
り側板厚はＨ、ロール開度はＳ_A、出側板厚はｈ_A、圧延
荷重はＰ_Aが発生している。いま被圧延材の変形抵抗が
増加し、これにより塑性カーブが変化して圧延状態がＢ
に移行したとすると、圧延荷重はＰ_Bに増大し、出側板
厚はｈ_Bになり厚くなる。ここで荷重一定制御が圧延荷
重をＰ_Aに保持すべく動作すると、ロール開度はＳ_Cに操
作され圧延状態はＣに移行する。このため出側板厚はｈ
_Cとなりさらに厚くなってしまう。即ち、従来の荷重一
定制御はロール開度の外乱に起因した荷重変動以外に対
しては、出側板厚の変動を増長する欠点がある。

【０００５】図１１は、ロール開度を操作する板厚制御
を適用した場合の動作例である。やはりミルカーブと塑
性カーブの交点Ａで圧延している状態を考える。このと
き入り側板厚はＨ_A、ロール開度はＳ_A、出側板厚は
ｈ_A、圧延荷重はＰ_Aが発生している。この圧延状態にお
いて入り側板厚がＨ_Bに薄くなったとすると、圧延状態
はＢに移行し、出側板厚はｈ_Bに薄くなり圧延荷重はＰ_B
に低下する。この状態で板厚制御が動作すると、ロール
開度はＳ_Cに操作され圧延状態はＣに移行し、出側板厚
はｈ_Aに保持される。しかし圧延荷重はＰ_Cとなり、さら
に低下する。このようにロール開度を操作する板厚制御
が適用された場合、入り側板厚の変動に対しては圧延荷
重の変化量が増長される。また圧延荷重実績値を用いロ
ール開度を操作する板厚制御の場合、ロール開度の外乱
による出側板厚及び圧延荷重の変化量を増長する欠点が
あることは周知である。

【０００６】このような荷重一定制御及び板厚制御を、
例えば熱間仕上げ圧延機のようなタンデム圧延機に適用
した場合、圧延材長手方向で変動する圧延状態に対し、
各スタンドの負荷変動が増長され、タンデム圧延機全体
の圧延荷重バランスあるいは圧下量バランスが圧延材長
手方向で大きく変動する。その結果、特に圧延材の平坦
度やクラウンの変動が大きくなる恐れがある。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
出側板厚変動を増長することなく圧延荷重を目標値に制
御することができ、圧延荷重変動を増長することなく圧
下量を制御することができ、またタンデム圧延機におい
てタンデム圧延機全体の負荷バランスを適正化すること
ができて圧延材の板平坦度やクラウンの悪化を防止する
ことができる圧延機の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】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、金属板等の被圧延材を圧延
する圧延機の制御方法において、前記圧延機における入
り側板厚を変更することにより前記被圧延材の長手方向
に亘って前記圧延機の圧延荷重を目標値に制御すること
を要旨とする。この構成により、被圧延材の変形抵抗が
変化した場合等において、圧延機における入り側板厚を
変更することで出側板厚変動を増長することなく圧延荷
重が目標値に制御される。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の圧
延機の制御方法において、前記圧延機は複数の圧延スタ
ンドにより連続的に被圧延材を圧延するタンデム圧延機
であり、前記複数の圧延スタンドにおける第１スタンド
以外の任意のｊスタンドの圧延荷重実績値と圧延荷重目
標値との差が低減するように（ｊ−１）スタンドを含む
複数の上流スタンドのロール開度を操作し、前記ｊスタ
ンドの圧延荷重を制御することを要旨とする。この構成
により、請求項１記載の圧延機の制御方法における入り
側板厚の変更は、当該圧延スタンドの圧延荷重実績値と
圧延荷重目標値との差が低減するように上流スタンドの
ロール開度を操作し、その上流スタンドの出側板厚を変
更することで実現される。

【００１０】請求項３記載の発明は、金属板等の被圧延
材を圧延する圧延機の制御方法において、前記圧延機に
おける入り側板厚を変更することにより前記被圧延材の
長手方向に亘って前記圧延機の圧下量を制御することを
要旨とする。この構成により、ロール開度を操作する板
厚制御が適用された場合において、圧延機における入り
側板厚を変更することで圧延荷重変動を増長することな
く圧下量が制御される。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項２記載の圧
延機の制御方法において、前記圧延機は複数の圧延スタ
ンドを備え、隣接する２つのｊスタンド及び（ｊ−１）
スタンドのうち当該（ｊ−１）スタンドのロール速度を
操作することによりスタンド間張力を制御する張力制御
機能を備え連続的に被圧延材を圧延するタンデム圧延機
であり、前記張力制御機能の操作量が低減するように前
記（ｊ−１）スタンドを含む複数の上流スタンドのロー
ル開度を操作し、前記ｊスタンドの圧下量を制御するこ
とを要旨とする。この構成により、請求項２記載の圧延
機の制御方法における入り側板厚の変更による圧下量の
制御は、当該圧延スタンド（ｊスタンド）の圧下量の変
化をマスフローの変化から検出する。そして、このマス
フローの変化としてｊスタンド−（ｊ−１）スタンド間
の張力制御機能の操作量を用い、張力制御機能の操作量
が低減するように（ｊ−１）スタンドのロール開度を操
作して（ｊ−１）スタンドの出側板厚を変更することで
実現される。

【００１２】請求項５記載の発明は、前記圧延機はｎ台
の圧延スタンドを備えたタンデム圧延機であり、前記ｎ
台の圧延スタンドにおける第２スタンドからｋスタンド
までには請求項３記載の制御方法を適用し、（ｋ＋１）
スタンドからｎスタンドには請求項４記載の制御方法を
適用することを要旨とする。この構成により、第１スタ
ンドを除く上流スタンドは板クラウンに対するロール変
形の影響が大きいことから圧延荷重を目標値に制御する
請求項３記載の制御方法が適用され、最終スタンドを含
む下流スタンドは出側板厚を目標値に制御する必要があ
ることから圧下量を制御する請求項４記載の制御方法が
適用されてタンデム圧延機全体の負荷バランスが適正化
される。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項１，３又は
５記載の圧延機の制御方法において、前記被圧延材の長
手方向位置に応じて前記圧延荷重目標値を変更すること
を要旨とする。この構成により、帯板の熱間仕上げ圧延
機ではサーマルランダウンの影響から被圧延材長手方向
で圧延荷重が大幅に変化することがある。これに対し、
被圧延材の長手方向位置に応じて圧延荷重目標値を変更
することでタンデム圧延機全体の負荷バランスが適正化
される。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の圧
延機の制御方法において、前記圧延機はｎ台の圧延スタ
ンドを備えたタンデム圧延機であり、前記ｎ台の圧延ス
タンドにおける第２スタンドからｋスタンドまでには請
求項３記載の制御方法を適用し、（ｋ＋１）スタンドか
らｎスタンドには請求項４記載の制御方法を適用し、
（ｋ＋１）スタンドからｎスタンドまでの何れかのスタ
ンド（ｍスタンド）の圧延荷重実績値と、予め定めた当
該ｍスタンド圧延荷重と前記第２スタンドからｋスタン
ドそれぞれの圧延荷重との比とを用いて前記第２スタン
ドからｋスタンドの圧延荷重目標値を決定し、被圧延材
の長手方向に亘って圧延荷重と圧下量を制御することを
要旨とする。この構成により、請求項６記載の制御方法
における圧延荷重目標値の決定において、圧延荷重制御
を適用しているスタンドの圧延荷重目標値を同一比率で
変更することで、被圧延材長手方向で圧延荷重が大幅に
変化する場合でも板平坦度の悪化を防止することが可能
となる。

【００１５】請求項８記載の発明は、請求項７記載の圧
延機の制御方法において、前記ｍスタンドの圧延荷重実
績値と第１スタンドの圧延荷重実績値との比が所定の範
囲から外れた場合、その範囲内に入るように前記第２ス
タンドからｋスタンドの圧延荷重目標値を一律に変更す
ることを要旨とする。この構成により、第１スタンドは
入り側板厚を変更することはできない。そこでｍスタン
ドと第１スタンドの圧延荷重実績値の比がある範囲を超
えた場合、その範囲内に戻すように圧延荷重制御が適用
されている上流スタンドの圧延荷重目標値を変更するこ
とで、第１スタンドの負荷が他のスタンドの負荷とかけ
離れないようにすることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１７】図１を用いて本発明の第１の実施の形態を
説明する。図１は、本実施の形態の動作例を示してお
り、前記図１０と同様の外乱、即ち圧延材の変形抵抗が
変化し、圧延状態がＡからＢに移行した場合である。圧
延荷重制御が適用された場合、圧延荷重をＰ_Aに制御す
るため入り側板厚をＨ_AからＨ_Cに変更する。このため出
側板厚はｈ_Bからｈ_Aに戻り、圧延荷重、出側板厚とも目
標値に制御される。

【００１８】図２を用いて本発明の第２の実施の形態を
説明する。図２は、前記図１１と同様の外乱、即ち当該
圧延スタンド（以下、単にスタンドと言う）の入り側板
厚がＨ_AからＨ_Bに変化し、圧延状態がＡからＢに移行
し、さらに板厚制御によりロール開度がＳ_AからＳ_Cに操
作され圧延状態がＣに移行した場合である。出側板厚は
目標値のｈ_Aに保持されているが圧延荷重はＰ_CとなりＰ
_Aに比べかなり低下している。さらに入り側板厚はＨ_Bと
薄くなっているため、当該スタンドの圧下量は小さくな
っている。このため当該スタンドのロール速度が一定で
あるとすると当該スタンドのマスフローは圧延状態Ａの
時より小さくなっている。本実施の形態はこのマスフロ
ーの変化を検出し、マスフローの変化量が低減するよう
に当該スタンドの入り側板厚を変更する。即ち図２にお
いて入り側板厚をＨ_Bから厚くする方向に変更する。そ
の結果、出側板厚が厚くなってしまうため、板厚制御は
ロール開度を締め込む方向に操作する。制御が進み入り
側板厚がＨ_Aに変更された時点でマスフロー変化量がゼ
ロになり、ここで制御が完了する。図２のケースでは、
元のＡの圧延状態に移行することになる。その結果、圧
下量がＡの圧延状態に保持されると共に圧延荷重の低下
も解消される。

【００１９】本発明の第３の実施の形態を説明する。ま
ず制御作用から説明する。第３の実施の形態は第１の実
施の形態における入り側板厚の変更方法に関する。当該
スタンドの圧延荷重は公知の圧延荷重検出器で検出され
る。検出された圧延荷重実績値と圧延荷重目標値との差
を演算し、これがゼロとなるような当該スタンドの入り
側板厚変更量を演算する。これは（１）式で表される。

【００２０】

【数１】ここでｊ：当該スタンドNo. ΔＨ：入り側板厚変更量Ｍ：ミル定数Ｑ：塑性係数Ｐ^ACT：圧延荷重実績値Ｐ^REF：圧延荷重目標値入り側板厚の変更は上流スタンドの出側板厚を変更する
ことで実現する。具体的には上流スタンドのロール開度
を操作する。その操作量は（２）式で得られる。

【００２１】

【数２】この（ｊ−１）スタンドのロール開度操作により（ｊ−
１）スタンドの出側板厚がΔｈ_j-1（＝ΔＨ_j）だけ変化
する。このため（ｊ−１）スタンドのマスフローが変わ
ってしまうことになる。これを補償するため（ｊ−２）
スタンドから上流スタンドについてもロール開度を操作
し出側板厚を変更する。変更量は（３）式で得られる。

【００２２】

【数３】ここでｈは変更前の出側板厚である。

【００２３】図３は、本実施の形態における圧延機の構
成例を示している。３台のスタンド６，７，８で圧延材
１を圧延している。２つのロール開度制御装置９，１０
は、それぞれスタンド６及び７のロール開度を制御す
る。荷重検出器３はスタンド８の圧延荷重を検出する。
１２はスタンド７の荷重制御装置であり、スタンド８の
圧延荷重目標値と荷重検出器３で検出したスタンド８の
圧延荷重実績値が入力される。荷重制御装置１２は、前
記（１），（２）式でスタンド７のロール開度操作量を
演算する。この演算結果に制御系が安定となるようにゲ
インを掛け時間積分してスタンド７のロール開度操作量
としてロール開度制御装置１０に出力する。荷重制御装
置１２は（１）式で演算したスタンド８の入り側板厚変
更量をロール開度操作量演算装置１１へ出力する。ロー
ル開度操作量演算装置１１は前記（３）式によりスタン
ド６のロール開度変更量を演算し、制御系が安定となる
ようにゲインを掛け時間積分してロール開度制御装置９
へ出力する。以上により、スタンド８の圧延荷重は目標
値に制御され、スタンド７のマスフローは保持される。

【００２４】本発明の第４の実施の形態を説明する。ま
ず制御作用から説明する。当該スタンドの圧下量の変化
をマスフローの変化から検出するが、本実施の形態で
は、マスフローの変化としてスタンド間張力制御の操作
量を用いる。当該スタンドｊと（ｊ−１）スタンド間の
張力の変化を考える。スタンド間の張力は（４）式で表
される。

【００２５】

【数４】ここで、Ａは圧延材の断面積、Ｅは圧延材のヤング率、
Ｌはスタンド間距離、Ｖ _Ejはｊスタンド入り側材速、Ｖ
_oj-1は（ｊ−１）スタンド出側材速である。（ｊ−１）
スタンドの出側板厚あるいはｊスタンドの入り側板厚な
どが変わりマスフローが変化するとＶ_oj-1あるいはＶ_Ej
の変化として現れ、張力Ｔ_j-1,jが変化する。（ｊ−
１）スタンドのロール速度を操作する張力制御が適用さ
れる場合、張力変動を低減するように操作量を出力す
る。即ち張力制御の操作量は（ｊ−１）、ｊスタンド相
互のマスフローの変化を表していると言える。本実施の
形態はこの点に着目し、張力制御の操作量を用い、この
操作量が低減するように（ｊ−１）スタンドのロール開
度を操作し、（ｊ−１）スタンドの出側板厚を変更し、
結果的にｊスタンドの入り側板厚を変更する。いま張力
制御操作量がｘ（％）だけ（ｊ−１）スタンドロール速
度を修正する値であったとすると、ｊスタンドの入り側
マスフローがｘ（％）変化していると考えられる。そこ
で本実施の形態は（ｊ−１）スタンド出側板厚をｘ
（％）変更する。即ち（ｊ−１）スタンド出側板厚変更
量を（５）式で算出し、ロール開度操作量を（６）式で
算出する。

【００２６】

【数５】ｊスタンドの出側板厚が目標値に制御されていれば張力
制御の操作量がゼロになった時点でｊスタンドの圧下量
はマスフロー変化前の状態にほぼ到達する。第３の実施
の形態と同様に（ｊ−２）スタンドより上流スタンドに
ついては（５）式で求めたΔｈ_j-1を（３）に代入しロ
ール開度操作量を決定し操作する。

【００２７】図４は、本実施の形態における圧延機の構
成例を示している。３台の圧延スタンド６，７，８で圧
延材１を圧延している。全スタンドは電動機で駆動され
るが、図４では、電動機１３，１５はスタンド６及び７
についてのみ記載している。電動機１３，１５は速度制
御装置１４，１６でそれぞれの目標速度に制御されてい
る。スタンド間には、ルーパ１７，２０が設置され、圧
延材の張力を制御している。ルーパには通常、ルーパ高
さと張力を制御する機能が適用されるが、図４は、この
うち張力制御機能のみ記載している。１８，２１は張力
検出器であり、圧延材に印加される張力を検出し、張力
制御装置１９，２２に送られる。張力制御装置１９，２
２は張力目標値と張力検出値との差がゼロになるように
上流スタンドの速度操作量を演算し速度制御装置１４，
１６に出力する。スタンド７，８間の張力制御装置２２
の出力は圧下量制御装置２３に送られる。圧下量制御装
置２３は、この張力制御操作量から（５），（６）式に
よりロール開度操作量を演算し、さらに制御系が安定と
なるようにゲインを掛け時間積分してスタンド７のロー
ル開度操作量としてロール開度制御装置１０に出力す
る。圧下量制御装置２３は（５）式で演算したスタンド
７の出側板厚変更量をロール開度操作量演算装置１１へ
出力する。ロール開度操作量演算装置１１は前記（３）
式によりスタンド６のロール開度変更量を演算し、制御
系が安定となるようにゲインを掛け時間積分してロール
開度制御装置９へ出力する。以上により、スタンド８の
圧下量は制御され、スタンド７のマスフローは保持され
る。

【００２８】本発明の第５の実施の形態を説明する。ま
ず制御作用から説明する。帯板の熱間仕上げ圧延機では
最終スタンド出側にのみ厚み計を設置するケースが殆ど
である。この厚み計を用いた板厚制御が適用され、少な
くとも最終スタンド出側板厚は目標値に制御されるし、
最終スタンド出側板厚は目標値に制御する必要がある。
一方板クラウンの制御の観点からは、板クラウンに対す
るロール変形の影響が大きい上流スタンドにおいては圧
延荷重が目標値に制御される効果は大きい。このような
考えから上流スタンドには荷重制御を適用し、下流スタ
ンドには圧下量制御を適用することで、タンデム圧延機
全体の負荷バランスを適切な状態に制御できる。

【００２９】図５は、本実施の形態における圧延機の構
成例を示している。図５は、６スタンド帯板熱間仕上げ
圧延機に適用した場合の例を示している。６台の圧延ス
タンド３１〜３６で圧延材１を圧延している。各スタン
ドは電動機３７〜４２でそれぞれ駆動され、速度制御装
置４３〜４８により、それぞれのスタンドの目標速度に
制御されている。ロール開度制御装置４９〜５４は、各
スタンドのロール開度を所定の値に制御する。スタンド
間には、ルーパ５５〜５９が設置され、圧延材に印加さ
れる張力を制御している。図４と同様に図５もルーパ高
さ制御機能は記してない。各ルーパには張力検出器６０
〜６４が設置され、検出した張力実績値を張力制御装置
６５〜６９へ出力する。各張力制御装置６５〜６９は目
標張力に保持するため上流スタンドロール速度操作量を
演算し速度制御装置４３〜４７へ出力する。最終スタン
ド３６の出側には厚み計７０が設置されており、目標板
厚との偏差を検出し板厚制御装置７１へ送る。板厚制御
装置７１はこの板厚偏差を低減すべくロール開度操作量
を演算しロール開度制御装置５４へ出力する。これによ
りスタンド３６の出側板厚は目標値に制御される。図５
の例は、第３の実施の形態に記載の荷重制御をスタンド
３２，３３及び３４に適用し、第４の実施の形態に記載
の圧下量制御をスタンド３５と３６に適用した例を示
す。荷重検出器７２〜７４は圧延荷重を検出し、荷重検
出器７２で検出されたスタンド３２の圧延荷重実績値は
荷重制御装置７５に入力される。荷重制御装置７５は、
前記（１），（２）式でスタンド７のロール開度操作量
を演算する。この演算結果に制御系が安定となるように
ゲインを掛け時間積分してスタンド３１のロール開度操
作量としてロール開度制御装置４９に出力する。スタン
ド３３の荷重制御装置７６には、スタンド３３の圧延荷
重目標値と荷重検出器７３で検出したスタンド３３の圧
延荷重実績値が入力される。荷重制御装置７６は、前記
（１），（２）式でスタンド３２のロール開度操作量を
演算する。この演算結果に制御系が安定となるようにゲ
インを掛け時間積分してスタンド３２のロール開度操作
量としてロール開度制御装置５０に出力する。荷重制御
装置７６は（１）式で演算したスタンド３３の入り側板
厚変更量を荷重制御装置７５へ出力する。荷重制御装置
７５は前記（３）式によりスタンド３１のロール開度変
更量を演算し、制御系が安定となるようにゲインを掛け
時間積分してロール開度制御装置４９へ出力する。スタ
ンド３４の荷重制御装置７７には、スタンド３４の圧延
荷重目標値と荷重検出器７４で検出したスタンド３４の
圧延荷重実績値が入力される。荷重制御装置７７は、前
記（１），（２）式でスタンド３３のロール開度操作量
を演算する。この演算結果に制御系が安定となるように
ゲインを掛け時間積分してスタンド３３のロール開度操
作量としてロール開度制御装置５１に出力する。荷重制
御装置７７は（１）式で演算したスタンド３４の入り側
板厚変更量を荷重制御装置７６へ出力する。荷重制御装
置７６は前記（３）式によりスタンド３２のロール開度
変更量を演算し、制御系が安定となるようにゲインを掛
け時間積分してロール開度制御装置５０へ出力する。以
上により、スタンド３２，３３，３４の圧延荷重は目標
値に制御される。

【００３０】次に、張力制御装置６８の出力は圧下量制
御装置７８に送られる。圧下量制御装置７８は、この張
力制御操作量から（５），（６）式によりロール開度操
作量を演算し、さらに制御系が安定となるようにゲイン
を掛け時間積分してスタンド３４のロール開度操作量と
してロール開度制御装置５２に出力する。圧下量制御装
置７８は（５）式で演算したスタンド３４の出側板厚変
更量を荷重制御装置７７へ出力する。荷重制御装置７７
は前記（３）式によりスタンド３３のロール開度変更量
を演算し、制御系が安定となるようにゲインを掛け時間
積分してロール開度制御装置５１へ出力する。張力制御
装置６９の出力は圧下量制御装置７９に送られる。圧下
量制御装置７９は、この張力制御操作量から（５），
（６）式によりロール開度操作量を演算し、さらに制御
系が安定となるようにゲインを掛け時間積分してスタン
ド３５のロール開度操作量としてロール開度制御装置５
３に出力する。圧下量制御装置７９は（５）式で演算し
たスタンド３５の出側板厚変更量を圧下量制御装置７８
へ出力する。圧下量制御装置７８は前記（３）式により
スタンド３４のロール開度変更量を演算し、制御系が安
定となるようにゲインを掛け時間積分してロール開度制
御装置５２へ出力する。以上により、スタンド３５，３
６の圧下量は制御される。

【００３１】本発明の第６の実施の形態を説明する。ま
ず制御作用から説明する。帯板の熱間仕上げ圧延機では
圧延材の長手方向位置によって仕上げ圧延機入り側での
空冷時間が異なるため、仕上げ圧延機に到達したときの
圧延材温度が異なる。これはサーマルランダウンと通常
言われ、圧延材の先端部が最も温度が高く、尾端に行く
ほど温度が低下する。このサーマルランダウンの影響は
仕上げ圧延機出側温度にも現れ、出側温度を一定にする
目的からズーミングと称する圧延機の加速が行われる。
ズーミングにより出側温度が一定になるとともに下流ス
タンドでの圧延材温度もサーマルランダウンの影響は低
減する。しかし上流スタンドではズーミングを行っても
サーマルランダウンの影響は残り、尾端部に行くほど圧
延荷重が上昇するのが一般的である。本実施の形態はこ
のような圧延現象に鑑み、圧延材長手方向で圧延荷重が
大幅に変化するような場合には、圧延材長手方向位置に
応じて圧延荷重目標値を変更することにより、タンデム
圧延機全体の負荷バランスを適正化する。例えば荷重制
御を行うスタンドｊの圧延荷重目標値を（７）式に示す
ように圧延コイル長の関数として演算し設定する。

【００３２】

【数６】ここでＬ_COIL ^ACTは圧延コイル長実績値であり、例えば
最終スタンドロール速度実績値を用いて演算できる。

【００３３】図６は、本実施の形態における圧延機の構
成例を示している。図６において前記図５の説明と重複
する部分の説明は省略する。図６において、電動機４２
の回転速度を検出する回転速度検出器８０の検出信号は
圧延荷重目標値演算装置８１に送られる。圧延荷重目標
値演算装置８１はこの信号から最終スタンド３６のロー
ル速度を演算し、ロール速度を積分することにより圧延
コイル長を演算する。次に（７）式によりスタンド３
２，３３及び３４の圧延荷重目標値を演算し荷重制御装
置７５，７６及び７７へ出力する。これにより圧延材長
手方向に亘って指定した圧延荷重に制御できる。

【００３４】本発明の第７の実施の形態を説明する。ま
ず制御作用から説明する。本実施の形態は圧延荷重目標
値の具体的な決定方法に関する。前述のように圧延材長
手方向で圧延荷重が大幅に変化する場合、板平坦度の悪
化を回避することが重要である。板平坦度の悪化はスタ
ンド入り側板クラウンと出側板クラウンの変化率に依存
する。従って入り出側の板クラウンが同じ比率で変化す
れば板平坦度は悪化しない。出側板クラウンと圧延荷重
との関係は（８）式で表される。

【００３５】Ｃ_h＝α_P・Ｐ＋Ｃ_O …（８）ここでＣ_hは出側板クラウン、Ｐは圧延荷重、α_Pは係
数、Ｃ_Oは圧延荷重以外の因子による板クラウンであ
る。圧延荷重が変化した場合の板クラウンはＣ_h＋ΔＣ_h＝α_P・（Ｐ＋ΔＰ）＋Ｃ_O …（９）となり、これから板クラウン変化率は

【数７】となる。（１０）式から板クラウン変化率は圧延荷重変
化率に比例すると言える。これから本実施の形態では荷
重制御を適用しているスタンドの圧延荷重目標値を同一
比率で変更する。具体的には（１１）式に示すように圧
下量制御を適用している下流スタンドのうちのあるスタ
ンド（ｍスタンド）との圧延荷重比に基づき決定する。

【００３６】

【数８】ここでＰ_i ^REFは荷重制御を行っているｉスタンドの圧延
荷重目標値、（Ｐ_i ⁰／Ｐ _m ⁰）は予め定めたｉスタンドと
ｍスタンドの圧延荷重比、Ｐ_m ^ACTはｍスタンドの圧延荷
重実績値である。（１１）式で圧延材長手方向に圧延荷
重目標値を決定し、ｉスタンド荷重制御に設定する。

【００３７】図７は、本実施の形態における圧延機の構
成例を示している。図７において前記図５の説明と重複
する部分の説明は省略する。本実施の形態は、（１１）
式により圧延荷重目標値を決定するが、（１１）式にお
けるスタンドｍとして図７ではスタンド３５とした場合
を示している。図７において、荷重検出器８２はスタン
ド３５の圧延荷重を検出し、その出力を圧延荷重目標値
演算装置８３へ送る。圧延荷重目標値演算装置８３には
スタンド３５とスタンド３２，３３及び３４との圧延荷
重比が予め入力されている。圧延荷重目標値演算装置８
３は、この圧延荷重比とスタンド３５の圧延荷重実績値
を用い、（１１）式により時々刻々スタンド３２，３３
及び３４の圧延荷重目標値を演算し荷重制御装置７５，
７６及び７７へ出力する。これにより圧延材長手方向に
亘って予め定めた圧延荷重比に制御される。

【００３８】本発明の第８の実施の形態を説明する。ま
ず制御作用から説明する。上記第７の実施の形態におい
て、第２スタンドから最終スタンドまでは制御されるが
第１スタンドは制御されない。本実施の形態はこの第１
スタンドの制御に関する。第１スタンドの場合、入り側
板厚を変更することはできない。そこで第１スタンドの
負荷が他スタンドとかけ離れないように荷重制御が適用
されている上流スタンドの圧延荷重目標値を変更する。
具体的には、例えば（１２）式に示すように第１スタン
ドとｍスタンドの圧延荷重比と予め定めた圧延荷重比の
差がある範囲を超えた場合、範囲内に戻すように荷重制
御が適用されている上流スタンドの圧延荷重目標値を変
更する。

【００３９】

【数９】即ち第１スタンドの負荷が増加した場合は他スタンドに
負荷を分担させて第１スタンドの負荷を軽減し、第１ス
タンドの負荷が低下した場合は他スタンドの負荷を軽く
して第１スタンドの負荷を増加する。

【００４０】図８は、本実施の形態における圧延機の構
成例を示している。図８において前記図５の説明と重複
する部分の説明は省略する。本実施の形態では、上記第
７の実施の形態と同様に（１１）式により圧延荷重目標
値を決定し、（１１）式におけるスタンドｍとしてスタ
ンド３５とした場合を示している。図８において、荷重
検出器８２はスタンド３５の圧延荷重を検出し、その出
力を圧延荷重目標値演算装置８５へ送る。圧延荷重目標
値演算装置８５にはスタンド３５とスタンド３２，３３
及び３４との圧延荷重比並びにスタンド３５とスタンド
３１との圧延荷重比が予め入力されている。圧延荷重目
標値演算装置８５は、この圧延荷重比とスタンド３５の
圧延荷重実績値を用い、（１１）式により時々刻々スタ
ンド３２，３３及び３４の圧延荷重目標値を演算し荷重
制御装置７５，７６及び７７へ出力する。荷重検出器８
４はスタンド３１の圧延荷重を検出し、その出力を圧延
荷重目標値演算装置８５へ送る。圧延荷重目標値演算装
置８５は予め設定されたスタンド３５とスタンド３１と
の圧延荷重比、スタンド３５の圧延荷重実績値、スタン
ド３１の圧延荷重実績値を用い、（１２）式によりスタ
ンド３２，３３，３４の圧延荷重目標値を変更する。こ
れにより第１スタンドであるスタンド３１も予め定めた
圧延荷重比に制御される。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２記載
の発明によれば、入り側板厚を変更して圧延荷重を目標
値に制御することで、出側板厚変動を増長することなく
圧延荷重を目標値に制御することができる。

【００４２】請求項３，４記載の発明によれば、入り側
板厚を変更して圧下量を制御することで、圧延荷重変動
を増長することなく圧下量を制御することができる。

【００４３】請求項５，６，７及び８記載の発明によれ
ば、タンデム圧延機において、タンデム圧延機全体の負
荷バランスを適正化することができて圧延材の板平坦度
やクラウンの悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である圧延機の制御
方法の制御動作を説明するための図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の制御動作を説明す
るための図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態に適用される圧延機
のブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態に適用される圧延機
のブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態に適用される圧延機
のブロック図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態に適用される圧延機
のブロック図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態に適用される圧延機
のブロック図である。

【図８】本発明の第８の実施の形態に適用される圧延機
のブロック図である。

【図９】従来の圧延機のブロック図である。

【図１０】従来の圧延機の制御動作を説明するための図
である。

【図１１】従来の圧延機の他の制御動作を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１圧延材３，７２，７３，７４，８２，８４荷重検出器６，７，８，３１，３２，３３，３４，３５，３６圧
延スタンド９，１０，４９，５０，５１，５２，５３，５４ロー
ル開度制御装置１２，７５，７６，７７荷重制御装置１８，２１，６０，６１，６２，６３，６４張力検出
器１９，２２，６５，６６，６７，６８，６９張力制御
装置２３，７８，７９圧下量制御装置７１板厚制御装置８１，８３，８５圧延荷重目標値演算装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２１Ｂ 37/12 (72)発明者今成宏幸東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中事業所内Ｆターム(参考） 4E024 AA03 AA07 BB02 BB03 CC01 CC02 CC05 EE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属板等の被圧延材を圧延する圧延機の
制御方法において、前記圧延機における入り側板厚を変
更することにより前記被圧延材の長手方向に亘って前記
圧延機の圧延荷重を目標値に制御することを特徴とする
圧延機の制御方法。
【請求項２】前記圧延機は複数の圧延スタンドにより
連続的に被圧延材を圧延するタンデム圧延機であり、前
記複数の圧延スタンドにおける第１スタンド以外の任意
のｊスタンドの圧延荷重実績値と圧延荷重目標値との差
が低減するように（ｊ−１）スタンドを含む複数の上流
スタンドのロール開度を操作し、前記ｊスタンドの圧延
荷重を制御することを特徴とする請求項１記載の圧延機
の制御方法。
【請求項３】金属板等の被圧延材を圧延する圧延機の
制御方法において、前記圧延機における入り側板厚を変
更することにより前記被圧延材の長手方向に亘って前記
圧延機の圧下量を制御することを特徴とする圧延機の制
御方法。
【請求項４】前記圧延機は複数の圧延スタンドを備
え、隣接する２つのｊスタンド及び（ｊ−１）スタンド
のうち当該（ｊ−１）スタンドのロール速度を操作する
ことによりスタンド間張力を制御する張力制御機能を備
え連続的に被圧延材を圧延するタンデム圧延機であり、
前記張力制御機能の操作量が低減するように前記（ｊ−
１）スタンドを含む複数の上流スタンドのロール開度を
操作し、前記ｊスタンドの圧下量を制御することを特徴
とする請求項２記載の圧延機の制御方法。
【請求項５】前記圧延機はｎ台の圧延スタンドを備え
たタンデム圧延機であり、前記ｎ台の圧延スタンドにお
ける第２スタンドからｋスタンドまでには請求項３記載
の制御方法を適用し、（ｋ＋１）スタンドからｎスタン
ドには請求項４記載の制御方法を適用することを特徴と
する圧延機の制御方法。
【請求項６】前記被圧延材の長手方向位置に応じて前
記圧延荷重目標値を変更することを特徴とする請求項
１，３又は５記載の圧延機の制御方法。
【請求項７】前記圧延機はｎ台の圧延スタンドを備え
たタンデム圧延機であり、前記ｎ台の圧延スタンドにお
ける第２スタンドからｋスタンドまでには請求項３記載
の制御方法を適用し、（ｋ＋１）スタンドからｎスタン
ドには請求項４記載の制御方法を適用し、（ｋ＋１）ス
タンドからｎスタンドまでの何れかのスタンド（ｍスタ
ンド）の圧延荷重実績値と、予め定めた当該ｍスタンド
圧延荷重と前記第２スタンドからｋスタンドそれぞれの
圧延荷重との比とを用いて前記第２スタンドからｋスタ
ンドの圧延荷重目標値を決定し、被圧延材の長手方向に
亘って圧延荷重と圧下量を制御することを特徴とする請
求項６記載の圧延機の制御方法。
【請求項８】前記ｍスタンドの圧延荷重実績値と第１
スタンドの圧延荷重実績値との比が所定の範囲から外れ
た場合、その範囲内に入るように前記第２スタンドから
ｋスタンドの圧延荷重目標値を一律に変更することを特
徴とする請求項７記載の圧延機の制御方法。