JP2003320407A - パススケジュール設計システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被圧延材を圧延加工するに必要なパススケジ
ュールを、圧延仕様に応じて簡易に精度良く設定するこ
とのできるパススケジュール設計システムを提供する。 【解決手段】 圧延実績として収集した種々のパススケ
ジュールにおける圧延パス毎の圧延制御データを、予め
被圧延材の種別とその圧延寸法とに従って分類して標準
データ化し、そのパス回数データと共に登録したデータ
ベースと、被圧延材の圧延仕様に応じて前記データベー
スを検索して、上記被圧延材を圧延するに必要なパス回
数と圧延パス毎の標準化データとを求めて前記圧延機に
付与する圧延パス毎の圧延制御データをそれぞれ計算す
ることでパススケジュールを設定する計算手段とを備え
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、被圧延材の種別
（鋼種）とその圧延寸法（仕上げ寸法）とに応じて上記
被圧延材を圧延加工するに必要なパススケジュールを、
簡易に精度良く設定することのできるパススケジュール
設計システムに関する。

【０００２】

【関連する背景技術】被圧延材（スラブ）を圧延加工し
て所望とする圧延寸法（仕上げ寸法）の製品を製造する
場合、圧延機におけるパススケジュールを如何に設定す
るかが、その製品品質を左右する要因となる。そこで従
来より、種々のパススケジュールの設計手法が提案され
ている。

【０００３】例えば特許第２８２９６９７号公報には、
予め適正なパススケジュールを複数パターンに亘って登
録しておき、実際の圧延時における板厚実績等に従って
圧延条件に適合するパターンのパススケジュールを選択
し、このパススケジュールを実績値を考慮して修正する
ことで、圧延仕様に応じたパススケジュールを決定する
ことが開示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら多種多様
な圧延製品に対処するには、圧延仕様の異なりに応じた
パターンのパススケジュールを登録しておく必要があ
る。しかも各パススケジュールのデータ自体も、複数の
圧延パス毎に定められた複数種の制御データからなるの
で、そのデータ量が膨大なものとなることが否めない。
これ故、圧延仕様に応じてパススケジュールを変更・修
正しようとしても多大な負担が伴う上、圧延制御データ
の修正や調整等は現場作業者の知識と経験に委ねられて
いるのが実情である。また圧延機の設備仕様に応じて各
パススケジュールのメンテナンスを行うことも相当困難
である。

【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、被圧延材を圧延加工するに必要
なパススケジュールを、被圧延材の種別（鋼種）とその
圧延寸法（仕上げ寸法）とからなる圧延仕様に応じて簡
易に精度良く設定することのできるパススケジュール設
計システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係るパススケジュール設計システムは、 圧延実績として収集した種々のパススケジュールに
おける圧延パス毎の圧延制御データを、予め被圧延材の
種別とその圧延寸法とに従って分類して標準データ化
し、そのパス回数データと共に登録したデータベース
と、 被圧延材の圧延仕様に応じて前記データベースを検
索して、上記被圧延材を圧延するに必要なパス回数と圧
延パス毎の標準化データとを求めて前記圧延機に付与す
る圧延パス毎の圧延制御データをそれぞれ計算すること
でパススケジュールを設定する計算手段とを具備したこ
とを特徴としている。

【０００７】ちなみに前記圧延パス毎の圧延制御データ
の標準データ化は、被圧延材の種別とその圧延寸法とに
従って分類した区分毎に、複数の圧延パスからなるパス
スケジュール中の特定の圧延パスにおける圧下寸法およ
び／または複数の圧延パス間における圧下割合としてデ
ータ化することによりなされる（請求項２）。この際、
前記特定の圧延パスにおける圧下寸法は、仕上げ圧延の
パススケジュールに対して設定し、また前記複数の圧延
パス間における圧下割合は、上記仕上げ圧延に先立つ粗
圧延のパススケジュールに対して設定することが好まし
い（請求項３）。

【０００８】また本発明の好ましい態様は、前記計算手
段は、前記データベースから求められた圧延パス毎の標
準化データに従って各圧延パスでの圧延寸法をそれぞれ
計算し、これらの各圧延パスでの圧延寸法と前記圧延機
の設備仕様とに従って前記圧延機に付与する圧延パス毎
の圧延制御データをそれぞれ計算するように構成される
（請求項４）。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係るパススケジュール設計システムについて
説明する。図１は圧延機の概略構成を示す図で、１は垂
直圧延スタンド（Ｖst）、２は水平圧延スタンド（Ｈs
t）である。図示しない被圧延材（スラブ）は、上記垂
直圧延スタンド（Ｖst）１および水平圧延スタンド（Ｈ
st）２を通して複数回（例えば３〜５回）に亘って往復
移動させることにより垂直・水平方向に順次圧延され
る。尚、図中３は被圧延材を圧延スタンド１,２に送り
込むローラ、４は可動式ガイド、５はデスケーラ、そし
て６はサイドガイドである。

【００１０】パススケジュールは、このような圧延を行
うに際して必要となるロール隙や圧延荷重等の数値制御
データを、その圧延パス毎に設定する為の制御指示であ
り、被圧延材の種別（鋼種）や圧延仕様（仕上げ圧延寸
法）に応じて個々に設定される。ちなみに１サイズ当た
りのパススケジュールデータの入力項目数は、一般的に
は３００項目にも及び、また事前に入力しておくべきパ
ススケジュール数は８０００件にも及ぶ。

【００１１】さてこのようなパススケジュールを自動設
計するパススケジュール設計システムは、概略的には図
２に示すようにプロセスコンピュータ１０からのパス作
成要求を受けて作動し、圧延に必要なバススケジュール
を自動作成すると共に、作成したパススケジュールデー
タを圧延機１,２等に割り付けて実圧延制御データを作
成する機能を備える。

【００１２】このパススケジュール設計システムの機能
については後に詳述するが、圧延実績として収集した種
々のパススケジュールにおける圧延パス毎の圧延制御デ
ータを、予め被圧延材の種別とその圧延寸法とに従って
分類して標準データ化し、そのパス回数データと共に登
録したデータベース（表計算データ）を備える。ちなみ
に上記被圧延材の種別は１０種類程度の鋼種グループに
分類され、また圧延寸法は１４種類程度の寸法グループ
に区分される。そしてこれらの区分したグループ（１０
×１４グループ）毎に、そのパス回数と圧延パス毎の圧
延制御データがそれぞれ標準データ化されてデータベー
スに登録される。

【００１３】パススケジュール設計システムにおけるパ
ススケジュールの自動作成機能は、新規に与えられた被
圧延材の種別（鋼種）や圧延仕様（仕上げ圧延寸法）に
応じて上記データベースを参照して［ステップＳ１
１］、上記被圧延材を圧延するに必要な圧延パス回数を
決定し［ステップＳ１２］、更に圧延パス毎の圧延制御
データ（パススケジュールデータ）をそれぞれ計算する
［ステップＳ１３］処理からなる。またパススケジュー
ルの割付処理は、プロセスコンピュータ１０から与えら
れたパス割付指示に従って圧延仕様を特定し［ステップ
Ｓ１５］、上述した如く作成した圧延パス毎の圧延制御
データ（パススケジュールデータ）を圧延機１,２等に
割り付けて検証する［ステップＳ１６］。そして適宜、
ロール径補正等を行って圧延パス毎の実圧延制御データ
を求め［ステップＳ１７］、この実圧延制御データを前
記プロセスコンピュータ１０に設定する処理からなる。

【００１４】ここで前述したデータベースと、このデー
タベースを用いたパススケジュールの自動作成機能につ
いて更に詳しく説明する。前記データベース２０は、予
め種々の圧延仕様に応じて実行した過去のパススケジュ
ールにおける、例えば図３に示すような圧延パス毎の圧
延制御データを分類・整理して構築される。特にこのデ
ータベース２０は、例えば図４に示すように複数種のパ
ススケジュールを、被圧延材の種別を１０種類程度の鋼
種グループに分類し、更に上記各鋼種グループ毎にその
圧延寸法を板厚ｔと板幅ｗとに応じて１４種類程度の寸
法グループＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,…にそれぞれ区分し、各グルー
プの圧延制御データを標準データ化して登録することに
よって構築される。ちなみに上記圧延制御データは、そ
の圧延に必要な圧延パス回数と、圧延パス毎の標準的な
圧延量と、その圧延に必要なロール隙の寸法とその偏
差、噛込速度、圧延速度、圧延断面積等の標準的な数値
データ、或いは制御データ算出の為の演算式等からな
る。

【００１５】尚、圧延パス毎の標準的な圧延量は、例え
ば特定の圧延パスにおける圧下寸法（絶対値）および／
または複数の圧延パス間における圧下割合（相対値）と
して与えられる。具体的には上記圧延パス毎の標準的な
圧延量は、例えばそのパススケジュールが粗圧延３回お
よび仕上げ圧延３回からなる計６回のパスとして求めら
れたとき、図５に例示するように３回に亘る粗圧延パス
においては最大圧下量を規定可能な機能を有した上で４
０％,３０％,３０％の割合で粗圧延を段階的に実行し、
その後の３回の仕上げ圧延においてはその圧下量（圧延
量）を３.０ｍｍ,２.０ｍｍ,２.０ｍｍとして、その実
圧下量を順に圧延する構成となっている。

【００１６】このようなデータベース２０を参照して実
行されるパススケジュールの自動設計は、先ず被圧延材
の種別とその圧延寸法（仕上げ圧延寸法；板厚ｔと板幅
ｗ）とを指定し、パススケジュールの作成を指示するこ
とにより開始される。すると上記指定データ（被圧延材
の種別と圧延寸法）に従って前記データベース２０が検
索され、データベース２０において参照すべき分類グル
ープが特定される。例えば板厚７０.０ｍｍの被圧延材
を圧延して板厚３４.５ｍｍの製品を製造する場合、デ
ータベースから図５に示すようにその圧延には粗圧延３
回と仕上げ圧延３回の計６パスが必要であること、また
各圧延パスにおける圧下量（圧延量）を標準的には［４
０％,３０％,３０％,３.０ｍｍ,２.０ｍｍ,２.０ｍｍ］
として設定すれば良いことが求められる。

【００１７】するとこれらの圧延制御データに従って、
例えば図５において処理３１として示すように最終的な
仕上げ圧延寸法（板厚）［３４.５ｍｍ］を基準として
最終圧延パス（第６パス）での入口板厚を[３６.５ｍ
ｍ]とすれば良いことが求められ、またその前段の圧延
パス（第５パス）での入口板厚を[３８.５ｍｍ]とし、
更にその前段の圧延パス（第４パス）での入口板厚を
[４１.５ｍｍ]とすれば良いことがそれぞれ求められ
る。即ち、仕上げ用の第４パスにおいては被圧延材の板
厚を[４１.５ｍｍ]として圧延機１,２に供給して板厚
[３８.５ｍｍ]まで[３.０ｍｍ]だけ圧延し、また第５パ
スにおいては上記板厚が[３８.５ｍｍ]の被圧延材を更
に[２.０ｍｍ]だけ圧延してその板厚を[３６.５ｍｍ]と
し、最終の第６パスにおいては上記板厚が[３６.５ｍ
ｍ]の被圧延材を更に[２.０ｍｍ]圧延してその板厚[３
４.５ｍｍ]に圧延すれば良いことが求められる。

【００１８】またこのような仕上げ圧延に先立つ粗圧延
において必要な圧延量が、図５において処理３２として
示すように、前記被圧延材の元厚［７０.０ｍｍ］と上
述した仕上げ圧延に供する際の板厚［４１.５ｍｍ］と
から［２８.５ｍｍ（＝７０.０ｍｍ−４１.５ｍｍ）］
として求められる。しかる後、この粗圧延すべき圧下量
（圧延量）を、図５において処理３３として示すように
前述した第１〜第３パスにおける圧延割合［４０％,３
０％,３０％］に従って比例配分することで各粗圧延パ
ス（第１〜第３パス）における圧下量を［１１.４０ｍ
ｍ,８.５５ｍｍ,８.５５ｍｍ］としてそれぞれ求める。

【００１９】しかる後、これらの各粗圧延パス（第１〜
第３パス）においてそれぞれ必要な圧下量に従って、図
５において処理３４として示すように、第１パスに導く
板厚［７０.０ｍｍ］の被圧延材を［１１.４０ｍｍ］だ
け圧延して板厚［５８.６ｍｍ］にすること、また板厚
［５８.６ｍｍ］の被圧延材を［８.５５ｍｍ］だけ圧延
して板厚［５０.０５ｍｍ］にすること、更にこの板厚
［５０.０５ｍｍ］の被圧延材を［８.５５ｍｍ］だけ圧
延して板厚［４１.５０ｍｍ］にすることがそれぞれ求
められる。

【００２０】尚、ここでは垂直方向の圧延による板厚の
制御についてだけ例示しているが、板幅についても同時
に圧延制御する場合、つまり平角の圧延制御を実行する
場合には、水平方向の圧延制御データも各圧延パス毎に
同様にして求められる。そしてこれらの各圧延パスにお
ける入口寸法と出口寸法、或いは圧下量（圧延量）に従
って、各圧延パス毎に圧延機１,２等に設定すべき圧延
制御データがパススケジュールデータとしてそれぞれ計
算される。そして実際の圧延機１,２等の設備仕様等に
応じてロール補正値等が求められて、例えば図４に示し
たように各圧延パスに必要なロール隙の寸法とその偏
差、噛込速度、圧延速度、圧延断面積等からなる数値デ
ータが実圧延制御データとして作成されて前述したプロ
セスコンピュータ１０に入力設定される。

【００２１】かくして上述した如く構成されたパススケ
ジュール設計システムによれば、被圧延材の種別とその
圧延寸法とを指定するだけで、その圧延に必要な圧延パ
スの回数と、各圧延パス毎の標準化された圧延制御デー
タとからなるパススケジュールをデータベース２０から
容易に求めることができる。そして上記各圧延パス毎の
標準化された圧延データに従って圧延機１,２に設定す
べき実圧延制御データを算出し、これをプロセスコンピ
ュータ２０に直接的に入力することができる。従ってパ
ススケジュールの設計が容易であることのみならず、設
計したパススケジュールデータの入力設定を一括して容
易に行うことができる等の実用上多大なる効果が奏せら
れる。従って圧延設備に対する圧延制御データの入力に
多大な時間が係ることがなくなるので、その分、圧延設
備の稼働率を高めることができる等の効果も奏せられ
る。

【００２２】しかもデータベース２０は、予め収集した
種々のパススケジュールにおける圧延実績データを分類
整理して標準化し、被圧延材の種別とその圧延寸法とに
応じて分類したものであるから、分類グループ毎にその
標準的な圧延制御データの修正・更正を一括して容易に
行うことができる。従って、例えばその後の圧延実績に
基づいてデータベース２０に登録したパススケジュール
を学習し、標準的な圧延制御データの精度を逐次高めて
いくことも容易である。

【００２３】また前述したデータベース２０は、例えば
汎用の表計算ソフトが持つデータベース機能を利用して
容易に構築することができるので、その取り扱いが容易
で有り、実圧延制御データを求める上で必要な演算処理
も上記表計算ソフト上で容易に実行することができる。
更には上記実圧延制御データのプロセスコンピュータ１
０への移し替えも容易に行うことができる等の利点があ
る。従ってプロセスコンピュータ等からなる既存のプロ
セス制御機器の処理能力を高めたり、新規の制御専用ソ
フトを開発する必要がないので、既存の圧延設備に対し
て安価に導入することができる等の二次的な利点もあ
る。

【００２４】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。ここでは２段の圧延機１,２を用いた
圧延プロセスのパススケジュールを設計する場合を例に
説明したが、更に多段に圧延機をタンデム配置した圧延
設備を用いる場合にも本発明を同様に適用することがで
きる。またデータベース２０に登録する標準的なパスス
ケジュールの圧延パス回数等は、被圧延材の種別やその
圧延寸法等に応じて設定すればよいものであり、また平
角圧延のみならず、一般的な平板圧延を行う場合にも適
用可能である。また前述した実施形態においては鋼種と
圧延寸法とに基づいてパススケジュールを区分した。し
かし仕上げ圧延機の前段に粗圧延ミルを備える場合に
は、粗圧延ミルでの送り寸法（分１送り角）を圧延情報
に加えることで、同一圧延寸法・同一パス回数ではある
が、その通過寸法が異なる圧延スケジュールのパススケ
ジュールを分類しておくことも可能である。その他、本
発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施す
ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
場作業者の知識と経験等に委ねられていたパススケジュ
ールの設計を、容易にしかも精度良く行うことができる
ので、圧延製品のバラツキを抑えてその品質を高めるこ
とができ、また設計したパススケジュールデータの圧延
機への設定も容易なので、圧延設備の稼働率を高めるこ
とができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延設備の概略的な構成例を示す図。

【図２】本発明の一実施形態に係るパススケジュール設
計システムの要部概略構成図。

【図３】パススケジュールを構成する圧延パス毎の圧延
制御データの例を示す図。

【図４】図２に示すパススケジュール設計システムに組
み込まれるデータベースの構築例を示す図。

【図５】データベースを参照したパススケジュールの自
動設計の処理概念を示す図。

【符号の説明】

１０ プロセスコンピュータ ２０ データベース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧延実績として収集した圧延パス毎の圧
   延制御データを、予め被圧延材の種別とその圧延寸法と
   に従って分類して標準データ化し、そのパス回数データ
   と共に登録したデータベースと、 被圧延材の圧延仕様に応じて前記データベースを検索し
   て、上記被圧延材の圧延に必要なパス回数と圧延パス毎
   の標準化データとを求めて前記圧延機に付与する圧延パ
   ス毎の圧延制御データを計算してパススケジュールを設
   定する計算手段とを具備したことを特徴とするパススケ
   ジュール設計システム。
2. 【請求項２】 前記圧延パス毎の圧延制御データの標準
   データ化は、被圧延材の種別とその圧延寸法とに従って
   分類した区分毎に、複数の圧延パスからなるパススケジ
   ュール中の特定の圧延パスにおける圧下寸法および／ま
   たは複数の圧延パス間における圧下割合としてデータ化
   するものである請求項１に記載のパススケジュール設計
   システム。
3. 【請求項３】 前記特定の圧延パスにおける圧下寸法
   は、仕上げ圧延のパススケジュールに対して設定される
   ものであって、 前記複数の圧延パス間における圧下割合は、上記仕上げ
   圧延に先立つ粗圧延のパススケジュールに対して設定さ
   れるものである請求項２に記載のパススケジュール設計
   システム。
4. 【請求項４】 前記計算手段は、前記データベースから
   求められた圧延パス毎の標準化データに従って各圧延パ
   スでの圧延寸法をそれぞれ計算し、これらの各圧延パス
   での圧延寸法と前記圧延機の設備仕様とに従って前記圧
   延機に付与する圧延パス毎の圧延制御データをそれぞれ
   計算するものである請求項１に記載のパススケジュール
   設計システム。