JP2004322118A - 厚鋼板の圧延方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得るための圧延方法を提供する。
【解決手段】予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板Ｓを圧延する方法において、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板Ｓを圧延する方法において、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚鋼板の圧延方法に関し、特に、所望の寸法（厚み、長さ）を有すると共に平坦度の良好な厚鋼板を得るための圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、厚鋼板を圧延する際には、鋼板製品の規格、寸法、納期等を考慮し、同時に圧延可能な製品を複数選出して、圧延後に必要な鋼板寸法から素材（スラブ）寸法を求めている。そして、所望の鋼板寸法を得るべく、後述するように圧延における所謂パススケジュールを定め、当該パススケジュールに従って熱間圧延を実施し、圧延後の鋼板を冷却した後、必要な製品寸法に切断することがなされている。
【０００３】
このため、予定通りの製品を得るためには、圧延後の鋼板厚みだけではなく、鋼板長さを確保することが必要である。つまり、鋼板長さが不足すると、予定通りの製品を採取することができないため、再圧延が必要となってしまう。一方、圧延後の鋼板形状（平坦度）が悪いと、後工程での矯正が必要となったり、矯正処置を施しても形状が改善されない場合にはスクラップにせざるを得ないなど、生産性の悪化や歩留まり低下を招くため、その改善策が所望されている。
【０００４】
ここで、鋼板長さを確保するための従来技術として、最終圧延パスで所望の鋼板長さが得られるように、レーザドップラー方式の速度計を用いて最終圧延パスの１パス前（最終圧延パスの１パス前の圧延完了後）に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記特許文献１に開示された従来技術は、所望の鋼板長さを確保できるように、圧延前に設定した圧延パススケジュールの最終圧延パスでの狙い板厚を修正し、当該修正した狙い板厚が得られるように、最終圧延パスでのロール間隙（圧下位置）を調整して圧延する技術である。
【０００６】
一方、前述のように、厚鋼板を圧延する際には、一般に、素材の圧延を開始する前に、所望の鋼板寸法を得るべく圧延パススケジュール計算（圧延パス毎の板厚圧下目標値などを定める）を施し、当該計算した圧延パススケジュールに従って圧延を実施している。斯かる圧延パススケジュールを計算する方法としては、圧延後の板厚（板クラウン含む）のみならず、平坦度（形状）の良好な圧延後鋼板を得るためのドラフトスケジュール（圧延パススケジュール）計算方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。斯かる非特許文献１に開示された方法では、圧延前後の板クラウン比率が一定となるように圧延パススケジュールが計算される。当該圧延パススケジュールにより、初期の最終圧延パス狙い板厚を得る圧延を実施すれば、所望する鋼板の平坦度及び板クラウンが得られる。
【０００７】
前述のように、圧延後の鋼板の平坦度が悪いと、後工程での矯正が必要となったり、また、鋼板の板クラウンが大き過ぎる（又は小さ過ぎる）と、製品の板厚公差を外れて格落ちとなってしまうなど、生産性の悪化や歩留まり低下を招くため、鋼板長さを確保するのみならず、良好な平坦度や板クラウンを有する鋼板に圧延する必要がある。
【０００８】
しかしながら、鋼板長さを確保するべく、最終圧延パスでの狙い板厚を修正する上記特許文献１に開示された方法では、所望の鋼板長さが確保され、予定通りの製品寸法（長さ）に切断することは可能であるものの、鋼板の平坦度や板クラウンの変化を考慮していないため、生産性の悪化や歩留まり低下を抑制できないとう問題がある。特に、製品厚が２０ｍｍ以下程度の厚鋼板では、一般的に平坦度が悪化し易いため、最終圧延パス狙い板厚修正により、最終圧延パスの圧延荷重が当初の圧延パススケジュールから変化すると、平坦度が悪化してしまう。また、狙い板厚の修正によって平坦度が大幅に悪化すると、所謂絞り込み等の発生により圧延が不可能となるため、予定通りの狙い板厚修正を行なうことができず、鋼板長さを確保できなくなるという問題もある。
【０００９】
【特許文献１】
特公平５−８５２４７号公報
【非特許文献１】
「厚板圧延における数式モデル」，塑性と加工，日本塑性加工学会，１９７５年，ｖｏｌ．１６，ｎｏ．１６８，ｐ．１０−１７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得るための圧延方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、（１）少なくとも最終圧延パスの２パス前の圧延完了後に鋼板長さを実測し、当該実測値に基づいて最終パス狙い板厚を設定すれば、長さ不足による格落ちを低減できること、（２）前記実測値に基づき最終パス狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が所定の範囲内に収まるように圧延パススケジュールを修正すれば、鋼板の平坦度の悪化を十分抑制できることを見出した。本発明は、斯かる発明者らが見出した知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、請求項１に記載の如く、予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板を圧延する方法において、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むことを特徴とする圧鋼板の圧延方法を提供するものである。
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得ることが可能である。
【００１４】
より具体的には、請求項２に記載の如く、前記圧延パススケジュールを再計算するステップにおいて、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率の差Δγが、−０．０００２ｈｍ≦Δγ≦０．０００２ｈｍ（ｈｍは圧延前後の平均板厚（ｍｍ））を満足するように圧延パススケジュールを再計算すれば、平坦度を±１％以内に抑制することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る圧延方法を可逆式圧延機に適用した場合の装置構成を概略的に示す図である。図１に示すように、可逆式圧延機１は、厚鋼板Ｓを圧延するために上下にそれぞれ配設されたワークロール１１及びバックアップロール１２と、ワークロール１１の圧下位置を調整するための圧下位置制御装置１３と、ワークロール１１による圧延荷重を計測するための圧延荷重検出器１４と、圧延パススケジュールを計算（再計算を含む）し、圧下位置制御装置１３に対して圧延パススケジュールに従ったワークロール１１の圧下位置を指示するための演算装置１５とを備えている。
【００１７】
また、可逆式圧延機１の近傍には、本実施形態に係る圧延方法を実施するために供される厚鋼板Ｓを測長するための鋼板長さ検出器２が配設されている。鋼板長さ検出器２による測定結果は、演算装置１５に送信され、後述するように、最終圧延パスの狙い板厚を設定したり、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するために利用される。なお、鋼板長さ検出器２としては、例えば、レーザドップラー方式速度計の他、ＣＣＤカメラやＰＬＧ（パルスジェネレータ）を用いた測長計など、厚鋼板Ｓの長さを測定できる限りにおいて種々の構成を採用可能である。また、本実施形態に係る演算装置１５は、圧下位置制御装置１３から入力された圧下位置実績値と、圧延荷重検出器１４から入力された圧延荷重とに基づき推定板厚（所謂ゲージ厚）を計算するように構成されており、後述するように、前記計算された板厚を最終圧延パスの狙い板厚の設定の際に利用している。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、γ線厚み計等の板厚を実測する計測器を別途配設し、当該計測器の出力値を利用する構成とすることも可能である。
【００１８】
次に、以上に説明した装置構成に対して適用される本実施形態に係る圧延方法についてより具体的に説明する。
【００１９】
＜最終圧延パス狙い板厚の設定＞
まず最初に、所望の鋼板長さを有する厚鋼板Ｓを得るための最終圧延パス狙い板厚の設定について説明する。
【００２０】
まず、圧延開始前に予め演算装置１５において、素材寸法から圧延後に必要な鋼板寸法（板厚ｈｎ ａｉｍ、鋼板長さＬｎ ａｉｍ）を得るための圧延パススケジュールを計算し設定する。なお、計算方法としては、例えば、前述した非特許文献１に記載されているような公知の方法を利用可能であるため、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
次に、前記設定した圧延パススケジュール（圧延パス回数ｎ）に従って圧延を開始し、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に、鋼板長さ検出器２によって鋼板長さＬｍを測定する。また、演算装置１５により、最終圧延パスのｍパス前の圧延完了後の板厚（ゲージ厚）ｈｍを計算する。
【００２２】
予め設定した圧延パススケジュールによって圧延した場合、最終圧延パスでの圧延後の鋼板長さＬｎｅｓｔは、前記測定した鋼板長さＬｍ及び板厚ｈｍと体積一定則とに基づき、下記（１）式によって推定できる。
Ｌｎ ｅｓｔ＝Ｌｍ・ｈｍ／ｈｎ ａｉｍ ・・・（１）
【００２３】
ここで、上記（１）式で推定される鋼板長さＬｎ ｅｓｔが鋼板長さＬｎ ａｉｍに満たない等の場合には、最終圧延パスでの圧延後の鋼板長さＬｎ ａｉｍを達成可能な最終圧延パス狙い板厚ｈｎを下記（２）式によって計算する。
ｈｎ＝ｈｍ・Ｌｍ／Ｌｎ ａｉｍ ・・・（２）
【００２４】
以上のようにして最終圧延パス狙い板厚ｈｎは設定される。
【００２５】
＜圧延パススケジュールの再計算＞
次に、上記のようにして設定された最終圧延パス狙い板厚ｈｎに基づき、圧延パススケジュールを再計算する方法について説明する。
【００２６】
一般に、圧延機で圧延した後の板クラウン（板厚の中央部と板縁部との差）Ｃｏは、圧延サイズ、圧延荷重、ワークロールのクラウン、圧延前の板クラウンＣＩ等によって決まる。
【００２７】
また、鋼板の平坦度λ（波高さδとピッチｌとを用いた急峻度λ＝δ／ｌ）は、下記（３）式によって定義される圧延前後の板クラウン比率変化Δγを用いて、下記（４）式によって与えられる。
Δγ＝Ｃｏ／ｈ−ＣＩ／Ｈ ・・・（３）
λ＝αｃλ・Δγ１／２ （Δγ≧０の場合）
λ＝−αｃλ・（−Δγ）１／２ （Δγ＜０の場合） ・・・（４）
ここで、（３）式のＨは入側板厚を、ｈは出側板厚をそれぞれ示す。また、（４）式のαｃλは板クラウン比率変化Δγを平坦度λに変換するための係数であり、圧延サイズ等の条件によって決まる定数である。
【００２８】
前述のようにして設定した最終圧延パス（以下、適宜第ｎパスとする）での狙い板厚ｈｎが、当初の圧延パススケジュールに基づく狙い板厚ｈｎ ａｉｍに対してΔｈｎ（＞０）だけ薄く修正したものであるとすれば、第ｎパスでの圧延荷重Ｐｎが増加し、これにより、第ｎパス出側での板クラウンＣｏ，ｎがΔＣｏ，ｎ（＞０）だけ大きくなる。一方、第ｎパス入側での板クラウン比率ＣＩ，ｎ／Ｈｎは不変であるため、狙い板厚修正前の（当初の圧延パススケジュールに基づく狙い板厚ｈｎ ａｉｍでの）板クラウン比率変化Δγｎに対して、狙い板厚修正後（狙い板厚ｈｎの設定後）の板クラウン比率変化Δγｎ，１は、下記（５）式に示すように大きくなってしまう。
Δγｎ，１−Δγｎ
＝（Ｃｏ，ｎ＋ΔＣｏ，ｎ）／ｈｎ−Ｃｏ，ｎ／（ｈｎ＋Δｈｎ）＞０ ・・・（５）
【００２９】
逆に、狙い板厚ｈｎが、当初の圧延パススケジュールに基づく狙い板厚ｈｎ ａｉｍに対してΔｈｎだけ厚く修正したものであるとすれば、第ｎパス出側での板クラウンＣｏ，ｎがΔＣｏ，ｎだけ小さくなるため、板クラウン比率変化Δγｎ，１は、下記（６）式に示すように小さくなる。
Δγｎ，１−Δγｎ
＝（Ｃｏ，ｎ−ΔＣｏ，ｎ）／ｈｎ−Ｃｏ，ｎ／（ｈｎ−Δｈｎ）＜０ ・・・（６）
【００３０】
以上のように、最終圧延パスでの狙い板厚のみを修正すると、修正前後で板クラウン比率変化に変動が生じるため、その結果平坦度は悪化する（狙い平坦度に対してバラツキが生じる）ことになる。
【００３１】
斯かる平坦度の悪化を抑制するためには、狙い板厚ｈｎに修正すると共に、修正前後で板クラウン比率変化をほぼ一定に保つ必要がある。このためには、狙い板厚を修正すると共に、最終圧延パス入側での板厚Ｈｎ（第ｎ−１パス出側での板厚ｈｎ−１に相当する）をも修正するように、圧延パススケジュールの再計算を行えば良い。
【００３２】
特に、本実施形態では、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率変化Δγｎ，１が、下記（７）式を満足するように圧延パススケジュールを再計算し、これにより平坦度を±１％以内に抑制することを可能としている。
−０．０００２ｈｍ≦Δγｎ，１≦０．０００２ｈｍ ・・・（７）
なお、上記（７）式において、ｈｍは、圧延前後の平均板厚（＝（入側板厚＋出側板厚）／２（ｍｍ））である。
【００３３】
例えば、狙い板厚ｈｎが当初の狙い板厚に対してΔｈｎだけ薄く修正したものである場合、（７）式を満足するように、Δγｎ，１≒Δγｎ（≒０）とするためには、下記（８）式を満たすように、入側板厚をＨｎ−ΔＨｎに変更すれば良い。
（Ｃｏ，ｎ＋ΔＣｏ，ｎ−ΔＣｏ，ｎ，Ｈ）／ｈｎ−Ｃｏ，ｎ／（ｈｎ＋Δｈｎ）
≒（ＣＩ，ｎ＋ΔＣＩ，ｎ）／（Ｈｎ−ΔＨｎ）−ＣＩ，ｎ／Ｈｎ ・・・（８）
【００３４】
ここで、ΔＣｏ，ｎ，Ｈは、第ｎ−１パスの圧延条件において、出側板厚ｈｎ−１をＨｎ−ΔＨｎに変更することにより、第ｎパスでの圧延荷重Ｐｎが減少し、これにより、第ｎパス出側での板クラウンが小さくなる量を意味しており、下記（９）式で表すことができる。
ΔＣｏ，ｎ，Ｈ＝βＣＯ，Ｈ，ｎ・ΔＨｎ ・・・（９）
ここで、βＣＯ，Ｈ，ｎは、第ｎパス入側での板厚Ｈｎを変更したときの出側板クラウンへの影響を表す係数であり、圧延条件に応じて決まる定数である。
【００３５】
また、上記（８）式におけるΔＣＩ，ｎは、第ｎ−１パスの圧延条件において、出側板厚ｈｎ−１（＝Ｈｎ）をＨｎ−ΔＨｎに変更することにより、第ｎ−１パスでの圧延荷重が増加し、これにより、第ｎパス入側での板クラウンＣＩ，ｎが大きくなる量を意味しており、下記（１０）式で表すことができる。
ΔＣＩ，ｎ＝βＣＯ，Ｈ，ｎ−１・ΔＨｎ ・・・（１０）
ここで、βＣＯ，Ｈ，ｎ−１は、第ｎ−１パス出側での板厚ｈｎ−１を変更したときの第ｎ−１パス出側での板クラウンへの影響を表す係数であり、圧延条件に応じて決まる定数である。
【００３６】
上記（９）式及び（１０）式を（８）式に代入すれば、第ｎパスでの狙い板厚をΔｈｎだけ変更した場合における（８）式を満足するΔＨｎを算出することが可能である。
【００３７】
ここで、鋼板の平坦度には許容範囲があるため、板クラウン比率変化を完全に一定に保つ（すなわち、Δγｎ，１＝Δγｎ）必要はなく、ほぼ一定（すなわち、Δγｎ，１≒Δγｎ）に保てれば、前述したような後工程での矯正等が必要とならない。従って、（８）式〜（１０）式を満足するΔＨｎをそのまま変更する必要はなく、板クラウン比率変化の平坦度に対する影響（（４）式のαｃλの大きさ）に応じて、κ・ΔＨｎ（０＜κ≦１の範囲内で（７）式を満足するように適宜決定する）だけ変更すればよい。
【００３８】
このように、最終パスでの平坦度悪化を抑制するためには、最終圧延パスでの狙い板厚をｈｎに変更するだけでなく、上記（８）式〜（１０）式によって算出されるκ・ΔＨｎだけ、最終圧延パスの１パス前の出側での狙い板厚ｈｎ−１（＝Ｈｎ）を変更する必要がある。このため、従来技術のように、最終圧延パスの１パス前（最終圧延パスの１パス前の出側）で鋼板長さを測定する場合には、最終圧延パス入側での板厚Ｈｎまで厚鋼板Ｓが既に圧延されているため、当該板厚Ｈｎを変更することはできない。
【００３９】
従って、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度悪化を抑制するためには、少なくとも最終圧延パスの２パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定し、当該測定値に基づいて、残りの圧延パスの狙い板厚を修正する必要がある。本実施形態に係る圧延方法によれば、前述のように、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定し、当該鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚ｈｎを設定すると共に、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するため、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板Ｓを得ることが可能である。
【００４０】
なお、最終圧延パスの３パス以上前の第ｋパス（ｋ≦ｎ−３）での圧延完了後に鋼板長さを測定し、第ｋ＋１パス以降の狙い板厚を修正するように構成すれば、最終圧延パスでの板クラウン比率変化だけではなく、第ｋ＋２パス以降の板クラウン比率変化も調整できるため、平坦度悪化をより一層抑制することができる点で好ましい。
【００４１】
ただし、最終圧延パスの３パス以上前に鋼板長さを測定した場合、その後の圧延パスでの総圧下率が大きいため、鋼板長さの制御精度が悪化する恐れがある。このような長さ制御精度の悪化を回避するには、鋼板長さ検出器２によって次に測定が可能な圧延パス（本実施形態のように圧延機１の入側又は出側の一方に鋼板長さ検出器２を設置している場合には前回測定の２パス後の圧延パス。また、圧延機１の入側及び出側の両方に鋼板長さ検出器２を設置している場合には前回測定の１パス後の圧延パス。）において鋼板長さを再測定し、当該測定結果に基づいて最終圧延パスまでの狙い板厚を再修正することを繰り返せば良い。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【００４３】
＜実施例１＞
図１に示す可逆式圧延機に対して本発明に係る圧延方法を適用し、板厚１００ｍｍ、板幅３０００ｍｍ、板長さ４０００ｍｍの素材から、板厚１０ｍｍ（許容下限９．８５ｍｍ）、板幅３０００ｍｍ、板長さ４００００ｍｍの厚鋼板が得られるように圧延した。
【００４４】
圧延開始前に計算し設定された圧延パススケジュールは、全１１パスであり、第９パスでの圧延完了後に、レーザドップラー方式速度計からなる鋼板長さ検出器で鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき、最終圧延パスでの狙い板厚（以下、適宜最終狙い板厚という）を修正した。
【００４５】
圧延開始前に設定された圧延パススケジュールの第９パス以降のスケジュールを表１に示す。
【表１】
【００４６】
第９パスでの圧延完了後に、鋼板長さ検出器で測定した鋼板長さは、３０２５７ｍｍであった。また、板厚（ゲージ厚）は、１３．１８ｍｍであった。
【００４７】
このまま、当初の圧延パススケジュールに従い、最終狙い板厚を１０ｍｍとして圧延すると、このときの板長さは３９８７９ｍｍとなり、鋼板長さが不足することになる。最終圧延パスでの鋼板長さ４００００ｍｍを得るために必要な最終狙い板厚は９．９７ｍｍであり、これは板厚許容下限値以上であるため、最終狙い板厚を９．９７ｍｍとして、残りの圧延パス（第１０、１１パス）の圧延パススケジュールを表２に示すように修正した。なお、表２に示す圧延パススケジュールは、最終圧延パス（第１１パス）のΔγｎ，１＝０、第１１パス入側での板厚変更についてκ＝０．９として再計算したものである。
【表２】
【００４８】
表２には、本発明に係る方法と対比するべく、従来方法（最終圧延パスの１パス前に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法）によって設定される圧延パススケジュールも併せて示している。表２に示すように、従来方法では、最終圧延パスの１パス前である第１０パスの圧延完了後に鋼板長さを測定するため、最終狙い板厚のみしか変更できないのに対し、本発明に係る方法では最終狙い板厚のみならず、第１０パスでの狙い板厚も変更可能である。
【００４９】
図２は、表２に示す本発明に係る方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。また、図３は、表２に示す従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。なお、図２及び図３には、圧延開始前に設定された圧延パススケジュールによる出側板厚と圧延荷重との関係も図示している。
【００５０】
平坦度が良好な厚鋼板を得るためには、最終圧延パスにおいて、圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、圧延パススケジュールを設定する必要がある。より具体的には、平坦度を±１％以内に抑制するには、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率の差Δγｎ，１が、−０．０００２ｈｍ≦Δγｎ，１≦０．０００２ｈｍ（ｈｍは圧延前後の平均板厚（ｍｍ））を満足するように圧延パススケジュールを設定する必要がある。図２及び図３において、最終圧延パス（第１１パス）を基準にしてハッチングした領域は、前記条件を満足するために、最終圧延パスの１パス前の圧延パス（第１０パス）において満たすべき圧延条件（出側板厚と圧延荷重）の領域を示している（後述する図４〜図６についても同様）。図２に示すように、本発明に係る方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前記領域内に入っており、平坦度の悪化を抑制することが期待できる一方、図３に示すように、従来方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前記領域外となっており、平坦度が悪化すると考えられる。
【００５１】
＜実施例２＞
図１に示す可逆式圧延機に対して本発明に係る圧延方法を適用し、板厚９０ｍｍ、板幅２７００ｍｍ、板長さ４４４５ｍｍの素材から、板厚８ｍｍ（許容下限７．９０ｍｍ）、板幅２７００ｍｍ、板長さ５００００ｍｍの厚鋼板が得られるように圧延した。なお、圧延後の工程におけるライン長さ等の制約により、厚鋼板の長さは最大５００５０ｍｍに制約される。
【００５２】
圧延開始前に計算し設定された圧延パススケジュールは、全１１パスであり、最終圧延パスの４パス前である第７パスと、最終圧延パスの２パス前である第９パスでの圧延完了後に、レーザドップラー方式速度計からなる鋼板長さ検出器で鋼板長さをそれぞれ測定し、当該測定結果に基づき、最終圧延パスでの狙い板厚をそれぞれの測定タイミングで修正した。
【００５３】
圧延開始前に設定された圧延パススケジュールの第７パス以降のスケジュールを表３に示す。
【表３】
【００５４】
まず、第７パスでの圧延完了後に、鋼板長さ検出器で測定した鋼板長さは、２８９５６ｍｍ、板厚（ゲージ厚）は、１３．６９ｍｍであった。
【００５５】
このまま、当初の圧延パススケジュールに従い、最終狙い板厚を８ｍｍとして圧延すると、このときの板長さは４９５５１ｍｍとなり、鋼板長さが不足することになる。最終圧延パスでの鋼板長さ５００００ｍｍを得るために必要な最終狙い板厚は７．９３ｍｍであり、これは板厚許容下限値以上であるため、最終狙い板厚を７．９３ｍｍとして、残りの圧延パス（第８〜１１パス）の圧延パススケジュールを表４に示すように修正した。なお、表４に示す圧延パススケジュールは、第９パス、第１０パス及び第１１パスのΔγｎ，１＝０、第９パス、第１０パス及び第１１パス入側での板厚変更についてκ＝０．９として再計算したものである。図４は、表４に示す第７パスでの鋼板長さ測定値に基づいて設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【表４】
【００５６】
次に、第９パスでの圧延完了後に、再度鋼板長さ検出器で鋼板長さを測定し、板厚（ゲージ厚）を算出した。鋼板長さは３９６３７ｍｍ、板厚（ゲージ厚）は１０．０２ｍｍであった。
【００５７】
このまま、表４に示す圧延パススケジュールに従い、最終狙い板厚を７．９３ｍｍとして圧延すると、このときの板長さは５００９９ｍｍとなり、鋼板長さは確保できるものの、上限値である５００５０ｍｍを超えることになる。従って、上限値である最終圧延パスでの鋼板長さ５００５０ｍｍを得るために必要な板厚７．９４ｍｍを最終狙い板厚として、残りの圧延パス（第１０、１１パス）の圧延パススケジュールを表５に示すように再度修正した。なお、表５に示す圧延パススケジュールは、第１１パスのΔγｎ，１＝０、第１１パス入側での板厚変更についてκ＝０．９として再計算したものである。また、表５には、前述した第７パスでの鋼板長さ測定値に基づいて設定された圧延パススケジュールも反映（第８パスの圧延スケジュールに反映）している。
【表５】
【００５８】
また、表５には、本発明に係る方法と対比するべく、従来方法（最終圧延パスの１パス前に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法）によって設定される圧延パススケジュールも併せて示している。表５に示すように、従来方法では、最終圧延パスの１パス前である第１０パスの圧延完了後に鋼板長さを測定するため、最終狙い板厚のみしか変更できないのに対し、本発明に係る方法では最終狙い板厚のみならず、第８〜１０パスでの狙い板厚も変更可能である。
【００５９】
図５は、表５に示す本発明に係る方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。また、図６は、表２に示す従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。なお、図５及び図６には、圧延開始前に設定された圧延パススケジュールによる出側板厚と圧延荷重との関係も図示している。
【００６０】
図５に示すように、本発明に係る方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前述した−０．０００２ｈｍ≦Δγｎ，１≦０．０００２ｈｍを満足する領域内に入っており、平坦度の悪化を抑制することが期待できる一方、図６に示すように、従来方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前記領域外となっており、平坦度が悪化すると考えられる。
【００６１】
＜実施例３＞
図１に示す可逆式圧延機に対して本発明に係る圧延方法を適用し、圧延終了後の鋼板長さと平坦度とを実測し評価した。また、比較対象として、従来方法（最終圧延パスの１パス前に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法）を適用して圧延した後の、鋼板長さと平坦度とを実測し評価した。ここで、本発明に係る方法及び従来方法の評価Ｎ数は共に５００であり、圧延仕上げ板厚５〜２０ｍｍ、板幅２０００〜４５００ｍｍ、板長さ１２０００〜５００００ｍｍに亘る多種の寸法の厚鋼板を圧延して評価した。評価結果を表６に示す。なお、表６における鋼板長さ誤差は、鋼板長さ誤差＝（実測した鋼板長さ−所望の鋼板長さ）／所望の鋼板長さで定義される。
【表６】
【００６２】
表６に示すように、従来方法で圧延する場合に比べて、本発明に係る方法で圧延した場合には、厚鋼板の平坦度は良好（特に標準偏差が小さくなる）となることが分かった。また、従来方法で圧延する場合には、平坦度が悪化することに伴い、オペレータの手動介入（絞込み防止のためにワークロールの間隙を広げる）が生じ易くなる。つまり、オペレータは、最終圧延パスでの狙い板厚を達成させるよりも絞り込み防止を優先し、ワークロールの間隙を広げる操作を行う場合があり、これにより圧延後の鋼板長さが所望の鋼板長さよりも短くなってしまうケースが生じる。表６において、従来方法を適用した場合の鋼板長さ誤差の平均値が、本発明に係る方法を適用した場合の鋼板長さ誤差の平均値よりも小さくなっているのは、前記のようなオペレータの手動介入が反映されたものであると考えられる。鋼板長さ誤差の標準偏差も考慮し、本発明に係る方法と従来方法とを比較すれば、表６は、鋼板長さの不足が生じる（つまり、鋼板長さ誤差が負の値となる）頻度が、本発明を適用する場合には低減されることを示している。
【００６３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る厚鋼板の圧延方法によれば、予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板を圧延する方法において、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むため、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得ることが可能であり、生産性の悪化や歩留まり低下を抑制できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る圧延方法を可逆式圧延機に適用した場合の装置構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図３】図３は、本発明の実施例１と対比される従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図４】図４は、本発明の実施例２において、最初の鋼板長さ測定値に基づいて設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図５】図５は、本発明の実施例２において、２回目の鋼板長さ測定値に基づいて設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図６】図６は、本発明の実施例２と対比される従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【符号の説明】
１…可逆式圧延機 ２…鋼板長さ検出器 １５…演算装置 Ｓ…厚鋼板
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚鋼板の圧延方法に関し、特に、所望の寸法（厚み、長さ）を有すると共に平坦度の良好な厚鋼板を得るための圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、厚鋼板を圧延する際には、鋼板製品の規格、寸法、納期等を考慮し、同時に圧延可能な製品を複数選出して、圧延後に必要な鋼板寸法から素材（スラブ）寸法を求めている。そして、所望の鋼板寸法を得るべく、後述するように圧延における所謂パススケジュールを定め、当該パススケジュールに従って熱間圧延を実施し、圧延後の鋼板を冷却した後、必要な製品寸法に切断することがなされている。
【０００３】
このため、予定通りの製品を得るためには、圧延後の鋼板厚みだけではなく、鋼板長さを確保することが必要である。つまり、鋼板長さが不足すると、予定通りの製品を採取することができないため、再圧延が必要となってしまう。一方、圧延後の鋼板形状（平坦度）が悪いと、後工程での矯正が必要となったり、矯正処置を施しても形状が改善されない場合にはスクラップにせざるを得ないなど、生産性の悪化や歩留まり低下を招くため、その改善策が所望されている。
【０００４】
ここで、鋼板長さを確保するための従来技術として、最終圧延パスで所望の鋼板長さが得られるように、レーザドップラー方式の速度計を用いて最終圧延パスの１パス前（最終圧延パスの１パス前の圧延完了後）に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上記特許文献１に開示された従来技術は、所望の鋼板長さを確保できるように、圧延前に設定した圧延パススケジュールの最終圧延パスでの狙い板厚を修正し、当該修正した狙い板厚が得られるように、最終圧延パスでのロール間隙（圧下位置）を調整して圧延する技術である。
【０００６】
一方、前述のように、厚鋼板を圧延する際には、一般に、素材の圧延を開始する前に、所望の鋼板寸法を得るべく圧延パススケジュール計算（圧延パス毎の板厚圧下目標値などを定める）を施し、当該計算した圧延パススケジュールに従って圧延を実施している。斯かる圧延パススケジュールを計算する方法としては、圧延後の板厚（板クラウン含む）のみならず、平坦度（形状）の良好な圧延後鋼板を得るためのドラフトスケジュール（圧延パススケジュール）計算方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。斯かる非特許文献１に開示された方法では、圧延前後の板クラウン比率が一定となるように圧延パススケジュールが計算される。当該圧延パススケジュールにより、初期の最終圧延パス狙い板厚を得る圧延を実施すれば、所望する鋼板の平坦度及び板クラウンが得られる。
【０００７】
前述のように、圧延後の鋼板の平坦度が悪いと、後工程での矯正が必要となったり、また、鋼板の板クラウンが大き過ぎる（又は小さ過ぎる）と、製品の板厚公差を外れて格落ちとなってしまうなど、生産性の悪化や歩留まり低下を招くため、鋼板長さを確保するのみならず、良好な平坦度や板クラウンを有する鋼板に圧延する必要がある。
【０００８】
しかしながら、鋼板長さを確保するべく、最終圧延パスでの狙い板厚を修正する上記特許文献１に開示された方法では、所望の鋼板長さが確保され、予定通りの製品寸法（長さ）に切断することは可能であるものの、鋼板の平坦度や板クラウンの変化を考慮していないため、生産性の悪化や歩留まり低下を抑制できないとう問題がある。特に、製品厚が２０ｍｍ以下程度の厚鋼板では、一般的に平坦度が悪化し易いため、最終圧延パス狙い板厚修正により、最終圧延パスの圧延荷重が当初の圧延パススケジュールから変化すると、平坦度が悪化してしまう。また、狙い板厚の修正によって平坦度が大幅に悪化すると、所謂絞り込み等の発生により圧延が不可能となるため、予定通りの狙い板厚修正を行なうことができず、鋼板長さを確保できなくなるという問題もある。
【０００９】
【特許文献１】
特公平５−８５２４７号公報
【非特許文献１】
「厚板圧延における数式モデル」，塑性と加工，日本塑性加工学会，１９７５年，ｖｏｌ．１６，ｎｏ．１６８，ｐ．１０−１７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得るための圧延方法を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、（１）少なくとも最終圧延パスの２パス前の圧延完了後に鋼板長さを実測し、当該実測値に基づいて最終パス狙い板厚を設定すれば、長さ不足による格落ちを低減できること、（２）前記実測値に基づき最終パス狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が所定の範囲内に収まるように圧延パススケジュールを修正すれば、鋼板の平坦度の悪化を十分抑制できることを見出した。本発明は、斯かる発明者らが見出した知見に基づき完成されたものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、請求項１に記載の如く、予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板を圧延する方法において、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むことを特徴とする圧鋼板の圧延方法を提供するものである。
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得ることが可能である。
【００１４】
より具体的には、請求項２に記載の如く、前記圧延パススケジュールを再計算するステップにおいて、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率の差Δγが、−０．０００２ｈｍ≦Δγ≦０．０００２ｈｍ（ｈｍは圧延前後の平均板厚（ｍｍ））を満足するように圧延パススケジュールを再計算すれば、平坦度を±１％以内に抑制することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る圧延方法を可逆式圧延機に適用した場合の装置構成を概略的に示す図である。図１に示すように、可逆式圧延機１は、厚鋼板Ｓを圧延するために上下にそれぞれ配設されたワークロール１１及びバックアップロール１２と、ワークロール１１の圧下位置を調整するための圧下位置制御装置１３と、ワークロール１１による圧延荷重を計測するための圧延荷重検出器１４と、圧延パススケジュールを計算（再計算を含む）し、圧下位置制御装置１３に対して圧延パススケジュールに従ったワークロール１１の圧下位置を指示するための演算装置１５とを備えている。
【００１７】
また、可逆式圧延機１の近傍には、本実施形態に係る圧延方法を実施するために供される厚鋼板Ｓを測長するための鋼板長さ検出器２が配設されている。鋼板長さ検出器２による測定結果は、演算装置１５に送信され、後述するように、最終圧延パスの狙い板厚を設定したり、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するために利用される。なお、鋼板長さ検出器２としては、例えば、レーザドップラー方式速度計の他、ＣＣＤカメラやＰＬＧ（パルスジェネレータ）を用いた測長計など、厚鋼板Ｓの長さを測定できる限りにおいて種々の構成を採用可能である。また、本実施形態に係る演算装置１５は、圧下位置制御装置１３から入力された圧下位置実績値と、圧延荷重検出器１４から入力された圧延荷重とに基づき推定板厚（所謂ゲージ厚）を計算するように構成されており、後述するように、前記計算された板厚を最終圧延パスの狙い板厚の設定の際に利用している。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、γ線厚み計等の板厚を実測する計測器を別途配設し、当該計測器の出力値を利用する構成とすることも可能である。
【００１８】
次に、以上に説明した装置構成に対して適用される本実施形態に係る圧延方法についてより具体的に説明する。
【００１９】
＜最終圧延パス狙い板厚の設定＞
まず最初に、所望の鋼板長さを有する厚鋼板Ｓを得るための最終圧延パス狙い板厚の設定について説明する。
【００２０】
まず、圧延開始前に予め演算装置１５において、素材寸法から圧延後に必要な鋼板寸法（板厚ｈｎ ａｉｍ、鋼板長さＬｎ ａｉｍ）を得るための圧延パススケジュールを計算し設定する。なお、計算方法としては、例えば、前述した非特許文献１に記載されているような公知の方法を利用可能であるため、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
次に、前記設定した圧延パススケジュール（圧延パス回数ｎ）に従って圧延を開始し、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に、鋼板長さ検出器２によって鋼板長さＬｍを測定する。また、演算装置１５により、最終圧延パスのｍパス前の圧延完了後の板厚（ゲージ厚）ｈｍを計算する。
【００２２】
予め設定した圧延パススケジュールによって圧延した場合、最終圧延パスでの圧延後の鋼板長さＬｎｅｓｔは、前記測定した鋼板長さＬｍ及び板厚ｈｍと体積一定則とに基づき、下記（１）式によって推定できる。
Ｌｎ ｅｓｔ＝Ｌｍ・ｈｍ／ｈｎ ａｉｍ ・・・（１）
【００２３】
ここで、上記（１）式で推定される鋼板長さＬｎ ｅｓｔが鋼板長さＬｎ ａｉｍに満たない等の場合には、最終圧延パスでの圧延後の鋼板長さＬｎ ａｉｍを達成可能な最終圧延パス狙い板厚ｈｎを下記（２）式によって計算する。
ｈｎ＝ｈｍ・Ｌｍ／Ｌｎ ａｉｍ ・・・（２）
【００２４】
以上のようにして最終圧延パス狙い板厚ｈｎは設定される。
【００２５】
＜圧延パススケジュールの再計算＞
次に、上記のようにして設定された最終圧延パス狙い板厚ｈｎに基づき、圧延パススケジュールを再計算する方法について説明する。
【００２６】
一般に、圧延機で圧延した後の板クラウン（板厚の中央部と板縁部との差）Ｃｏは、圧延サイズ、圧延荷重、ワークロールのクラウン、圧延前の板クラウンＣＩ等によって決まる。
【００２７】
また、鋼板の平坦度λ（波高さδとピッチｌとを用いた急峻度λ＝δ／ｌ）は、下記（３）式によって定義される圧延前後の板クラウン比率変化Δγを用いて、下記（４）式によって与えられる。
Δγ＝Ｃｏ／ｈ−ＣＩ／Ｈ ・・・（３）
λ＝αｃλ・Δγ１／２ （Δγ≧０の場合）
λ＝−αｃλ・（−Δγ）１／２ （Δγ＜０の場合） ・・・（４）
ここで、（３）式のＨは入側板厚を、ｈは出側板厚をそれぞれ示す。また、（４）式のαｃλは板クラウン比率変化Δγを平坦度λに変換するための係数であり、圧延サイズ等の条件によって決まる定数である。
【００２８】
前述のようにして設定した最終圧延パス（以下、適宜第ｎパスとする）での狙い板厚ｈｎが、当初の圧延パススケジュールに基づく狙い板厚ｈｎ ａｉｍに対してΔｈｎ（＞０）だけ薄く修正したものであるとすれば、第ｎパスでの圧延荷重Ｐｎが増加し、これにより、第ｎパス出側での板クラウンＣｏ，ｎがΔＣｏ，ｎ（＞０）だけ大きくなる。一方、第ｎパス入側での板クラウン比率ＣＩ，ｎ／Ｈｎは不変であるため、狙い板厚修正前の（当初の圧延パススケジュールに基づく狙い板厚ｈｎ ａｉｍでの）板クラウン比率変化Δγｎに対して、狙い板厚修正後（狙い板厚ｈｎの設定後）の板クラウン比率変化Δγｎ，１は、下記（５）式に示すように大きくなってしまう。
Δγｎ，１−Δγｎ
＝（Ｃｏ，ｎ＋ΔＣｏ，ｎ）／ｈｎ−Ｃｏ，ｎ／（ｈｎ＋Δｈｎ）＞０ ・・・（５）
【００２９】
逆に、狙い板厚ｈｎが、当初の圧延パススケジュールに基づく狙い板厚ｈｎ ａｉｍに対してΔｈｎだけ厚く修正したものであるとすれば、第ｎパス出側での板クラウンＣｏ，ｎがΔＣｏ，ｎだけ小さくなるため、板クラウン比率変化Δγｎ，１は、下記（６）式に示すように小さくなる。
Δγｎ，１−Δγｎ
＝（Ｃｏ，ｎ−ΔＣｏ，ｎ）／ｈｎ−Ｃｏ，ｎ／（ｈｎ−Δｈｎ）＜０ ・・・（６）
【００３０】
以上のように、最終圧延パスでの狙い板厚のみを修正すると、修正前後で板クラウン比率変化に変動が生じるため、その結果平坦度は悪化する（狙い平坦度に対してバラツキが生じる）ことになる。
【００３１】
斯かる平坦度の悪化を抑制するためには、狙い板厚ｈｎに修正すると共に、修正前後で板クラウン比率変化をほぼ一定に保つ必要がある。このためには、狙い板厚を修正すると共に、最終圧延パス入側での板厚Ｈｎ（第ｎ−１パス出側での板厚ｈｎ−１に相当する）をも修正するように、圧延パススケジュールの再計算を行えば良い。
【００３２】
特に、本実施形態では、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率変化Δγｎ，１が、下記（７）式を満足するように圧延パススケジュールを再計算し、これにより平坦度を±１％以内に抑制することを可能としている。
−０．０００２ｈｍ≦Δγｎ，１≦０．０００２ｈｍ ・・・（７）
なお、上記（７）式において、ｈｍは、圧延前後の平均板厚（＝（入側板厚＋出側板厚）／２（ｍｍ））である。
【００３３】
例えば、狙い板厚ｈｎが当初の狙い板厚に対してΔｈｎだけ薄く修正したものである場合、（７）式を満足するように、Δγｎ，１≒Δγｎ（≒０）とするためには、下記（８）式を満たすように、入側板厚をＨｎ−ΔＨｎに変更すれば良い。
（Ｃｏ，ｎ＋ΔＣｏ，ｎ−ΔＣｏ，ｎ，Ｈ）／ｈｎ−Ｃｏ，ｎ／（ｈｎ＋Δｈｎ）
≒（ＣＩ，ｎ＋ΔＣＩ，ｎ）／（Ｈｎ−ΔＨｎ）−ＣＩ，ｎ／Ｈｎ ・・・（８）
【００３４】
ここで、ΔＣｏ，ｎ，Ｈは、第ｎ−１パスの圧延条件において、出側板厚ｈｎ−１をＨｎ−ΔＨｎに変更することにより、第ｎパスでの圧延荷重Ｐｎが減少し、これにより、第ｎパス出側での板クラウンが小さくなる量を意味しており、下記（９）式で表すことができる。
ΔＣｏ，ｎ，Ｈ＝βＣＯ，Ｈ，ｎ・ΔＨｎ ・・・（９）
ここで、βＣＯ，Ｈ，ｎは、第ｎパス入側での板厚Ｈｎを変更したときの出側板クラウンへの影響を表す係数であり、圧延条件に応じて決まる定数である。
【００３５】
また、上記（８）式におけるΔＣＩ，ｎは、第ｎ−１パスの圧延条件において、出側板厚ｈｎ−１（＝Ｈｎ）をＨｎ−ΔＨｎに変更することにより、第ｎ−１パスでの圧延荷重が増加し、これにより、第ｎパス入側での板クラウンＣＩ，ｎが大きくなる量を意味しており、下記（１０）式で表すことができる。
ΔＣＩ，ｎ＝βＣＯ，Ｈ，ｎ−１・ΔＨｎ ・・・（１０）
ここで、βＣＯ，Ｈ，ｎ−１は、第ｎ−１パス出側での板厚ｈｎ−１を変更したときの第ｎ−１パス出側での板クラウンへの影響を表す係数であり、圧延条件に応じて決まる定数である。
【００３６】
上記（９）式及び（１０）式を（８）式に代入すれば、第ｎパスでの狙い板厚をΔｈｎだけ変更した場合における（８）式を満足するΔＨｎを算出することが可能である。
【００３７】
ここで、鋼板の平坦度には許容範囲があるため、板クラウン比率変化を完全に一定に保つ（すなわち、Δγｎ，１＝Δγｎ）必要はなく、ほぼ一定（すなわち、Δγｎ，１≒Δγｎ）に保てれば、前述したような後工程での矯正等が必要とならない。従って、（８）式〜（１０）式を満足するΔＨｎをそのまま変更する必要はなく、板クラウン比率変化の平坦度に対する影響（（４）式のαｃλの大きさ）に応じて、κ・ΔＨｎ（０＜κ≦１の範囲内で（７）式を満足するように適宜決定する）だけ変更すればよい。
【００３８】
このように、最終パスでの平坦度悪化を抑制するためには、最終圧延パスでの狙い板厚をｈｎに変更するだけでなく、上記（８）式〜（１０）式によって算出されるκ・ΔＨｎだけ、最終圧延パスの１パス前の出側での狙い板厚ｈｎ−１（＝Ｈｎ）を変更する必要がある。このため、従来技術のように、最終圧延パスの１パス前（最終圧延パスの１パス前の出側）で鋼板長さを測定する場合には、最終圧延パス入側での板厚Ｈｎまで厚鋼板Ｓが既に圧延されているため、当該板厚Ｈｎを変更することはできない。
【００３９】
従って、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度悪化を抑制するためには、少なくとも最終圧延パスの２パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定し、当該測定値に基づいて、残りの圧延パスの狙い板厚を修正する必要がある。本実施形態に係る圧延方法によれば、前述のように、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定し、当該鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚ｈｎを設定すると共に、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するため、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板Ｓを得ることが可能である。
【００４０】
なお、最終圧延パスの３パス以上前の第ｋパス（ｋ≦ｎ−３）での圧延完了後に鋼板長さを測定し、第ｋ＋１パス以降の狙い板厚を修正するように構成すれば、最終圧延パスでの板クラウン比率変化だけではなく、第ｋ＋２パス以降の板クラウン比率変化も調整できるため、平坦度悪化をより一層抑制することができる点で好ましい。
【００４１】
ただし、最終圧延パスの３パス以上前に鋼板長さを測定した場合、その後の圧延パスでの総圧下率が大きいため、鋼板長さの制御精度が悪化する恐れがある。このような長さ制御精度の悪化を回避するには、鋼板長さ検出器２によって次に測定が可能な圧延パス（本実施形態のように圧延機１の入側又は出側の一方に鋼板長さ検出器２を設置している場合には前回測定の２パス後の圧延パス。また、圧延機１の入側及び出側の両方に鋼板長さ検出器２を設置している場合には前回測定の１パス後の圧延パス。）において鋼板長さを再測定し、当該測定結果に基づいて最終圧延パスまでの狙い板厚を再修正することを繰り返せば良い。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。
【００４３】
＜実施例１＞
図１に示す可逆式圧延機に対して本発明に係る圧延方法を適用し、板厚１００ｍｍ、板幅３０００ｍｍ、板長さ４０００ｍｍの素材から、板厚１０ｍｍ（許容下限９．８５ｍｍ）、板幅３０００ｍｍ、板長さ４００００ｍｍの厚鋼板が得られるように圧延した。
【００４４】
圧延開始前に計算し設定された圧延パススケジュールは、全１１パスであり、第９パスでの圧延完了後に、レーザドップラー方式速度計からなる鋼板長さ検出器で鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき、最終圧延パスでの狙い板厚（以下、適宜最終狙い板厚という）を修正した。
【００４５】
圧延開始前に設定された圧延パススケジュールの第９パス以降のスケジュールを表１に示す。
【表１】
第９パスでの圧延完了後に、鋼板長さ検出器で測定した鋼板長さは、３０２５７ｍｍであった。また、板厚（ゲージ厚）は、１３．１８ｍｍであった。
【００４７】
このまま、当初の圧延パススケジュールに従い、最終狙い板厚を１０ｍｍとして圧延すると、このときの板長さは３９８７９ｍｍとなり、鋼板長さが不足することになる。最終圧延パスでの鋼板長さ４００００ｍｍを得るために必要な最終狙い板厚は９．９７ｍｍであり、これは板厚許容下限値以上であるため、最終狙い板厚を９．９７ｍｍとして、残りの圧延パス（第１０、１１パス）の圧延パススケジュールを表２に示すように修正した。なお、表２に示す圧延パススケジュールは、最終圧延パス（第１１パス）のΔγｎ，１＝０、第１１パス入側での板厚変更についてκ＝０．９として再計算したものである。
【表２】
表２には、本発明に係る方法と対比するべく、従来方法（最終圧延パスの１パス前に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法）によって設定される圧延パススケジュールも併せて示している。表２に示すように、従来方法では、最終圧延パスの１パス前である第１０パスの圧延完了後に鋼板長さを測定するため、最終狙い板厚のみしか変更できないのに対し、本発明に係る方法では最終狙い板厚のみならず、第１０パスでの狙い板厚も変更可能である。
【００４９】
図２は、表２に示す本発明に係る方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。また、図３は、表２に示す従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。なお、図２及び図３には、圧延開始前に設定された圧延パススケジュールによる出側板厚と圧延荷重との関係も図示している。
【００５０】
平坦度が良好な厚鋼板を得るためには、最終圧延パスにおいて、圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、圧延パススケジュールを設定する必要がある。より具体的には、平坦度を±１％以内に抑制するには、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率の差Δγｎ，１が、−０．０００２ｈｍ≦Δγｎ，１≦０．０００２ｈｍ（ｈｍは圧延前後の平均板厚（ｍｍ））を満足するように圧延パススケジュールを設定する必要がある。図２及び図３において、最終圧延パス（第１１パス）を基準にしてハッチングした領域は、前記条件を満足するために、最終圧延パスの１パス前の圧延パス（第１０パス）において満たすべき圧延条件（出側板厚と圧延荷重）の領域を示している（後述する図４〜図６についても同様）。図２に示すように、本発明に係る方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前記領域内に入っており、平坦度の悪化を抑制することが期待できる一方、図３に示すように、従来方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前記領域外となっており、平坦度が悪化すると考えられる。
【００５１】
＜実施例２＞
図１に示す可逆式圧延機に対して本発明に係る圧延方法を適用し、板厚９０ｍｍ、板幅２７００ｍｍ、板長さ４４４５ｍｍの素材から、板厚８ｍｍ（許容下限７．９０ｍｍ）、板幅２７００ｍｍ、板長さ５００００ｍｍの厚鋼板が得られるように圧延した。なお、圧延後の工程におけるライン長さ等の制約により、厚鋼板の長さは最大５００５０ｍｍに制約される。
【００５２】
圧延開始前に計算し設定された圧延パススケジュールは、全１１パスであり、最終圧延パスの４パス前である第７パスと、最終圧延パスの２パス前である第９パスでの圧延完了後に、レーザドップラー方式速度計からなる鋼板長さ検出器で鋼板長さをそれぞれ測定し、当該測定結果に基づき、最終圧延パスでの狙い板厚をそれぞれの測定タイミングで修正した。
【００５３】
圧延開始前に設定された圧延パススケジュールの第７パス以降のスケジュールを表３に示す。
【表３】
まず、第７パスでの圧延完了後に、鋼板長さ検出器で測定した鋼板長さは、２８９５６ｍｍ、板厚（ゲージ厚）は、１３．６９ｍｍであった。
【００５５】
このまま、当初の圧延パススケジュールに従い、最終狙い板厚を８ｍｍとして圧延すると、このときの板長さは４９５５１ｍｍとなり、鋼板長さが不足することになる。最終圧延パスでの鋼板長さ５００００ｍｍを得るために必要な最終狙い板厚は７．９３ｍｍであり、これは板厚許容下限値以上であるため、最終狙い板厚を７．９３ｍｍとして、残りの圧延パス（第８〜１１パス）の圧延パススケジュールを表４に示すように修正した。なお、表４に示す圧延パススケジュールは、第９パス、第１０パス及び第１１パスのΔγｎ，１＝０、第９パス、第１０パス及び第１１パス入側での板厚変更についてκ＝０．９として再計算したものである。図４は、表４に示す第７パスでの鋼板長さ測定値に基づいて設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【表４】
次に、第９パスでの圧延完了後に、再度鋼板長さ検出器で鋼板長さを測定し、板厚（ゲージ厚）を算出した。鋼板長さは３９６３７ｍｍ、板厚（ゲージ厚）は１０．０２ｍｍであった。
【００５７】
このまま、表４に示す圧延パススケジュールに従い、最終狙い板厚を７．９３ｍｍとして圧延すると、このときの板長さは５００９９ｍｍとなり、鋼板長さは確保できるものの、上限値である５００５０ｍｍを超えることになる。従って、上限値である最終圧延パスでの鋼板長さ５００５０ｍｍを得るために必要な板厚７．９４ｍｍを最終狙い板厚として、残りの圧延パス（第１０、１１パス）の圧延パススケジュールを表５に示すように再度修正した。なお、表５に示す圧延パススケジュールは、第１１パスのΔγｎ，１＝０、第１１パス入側での板厚変更についてκ＝０．９として再計算したものである。また、表５には、前述した第７パスでの鋼板長さ測定値に基づいて設定された圧延パススケジュールも反映（第８パスの圧延スケジュールに反映）している。
【表５】
また、表５には、本発明に係る方法と対比するべく、従来方法（最終圧延パスの１パス前に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法）によって設定される圧延パススケジュールも併せて示している。表５に示すように、従来方法では、最終圧延パスの１パス前である第１０パスの圧延完了後に鋼板長さを測定するため、最終狙い板厚のみしか変更できないのに対し、本発明に係る方法では最終狙い板厚のみならず、第８〜１０パスでの狙い板厚も変更可能である。
【００５９】
図５は、表５に示す本発明に係る方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。また、図６は、表２に示す従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。なお、図５及び図６には、圧延開始前に設定された圧延パススケジュールによる出側板厚と圧延荷重との関係も図示している。
【００６０】
図５に示すように、本発明に係る方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前述した−０．０００２ｈｍ≦Δγｎ，１≦０．０００２ｈｍを満足する領域内に入っており、平坦度の悪化を抑制することが期待できる一方、図６に示すように、従来方法によって設定された第１０パスの圧延条件は、前記領域外となっており、平坦度が悪化すると考えられる。
【００６１】
＜実施例３＞
図１に示す可逆式圧延機に対して本発明に係る圧延方法を適用し、圧延終了後の鋼板長さと平坦度とを実測し評価した。また、比較対象として、従来方法（最終圧延パスの１パス前に鋼板長さを測定し、当該測定結果に基づき最終圧延パスの狙い板厚を修正する方法）を適用して圧延した後の、鋼板長さと平坦度とを実測し評価した。ここで、本発明に係る方法及び従来方法の評価Ｎ数は共に５００であり、圧延仕上げ板厚５〜２０ｍｍ、板幅２０００〜４５００ｍｍ、板長さ１２０００〜５００００ｍｍに亘る多種の寸法の厚鋼板を圧延して評価した。評価結果を表６に示す。なお、表６における鋼板長さ誤差は、鋼板長さ誤差＝（実測した鋼板長さ−所望の鋼板長さ）／所望の鋼板長さで定義される。
【表６】
表６に示すように、従来方法で圧延する場合に比べて、本発明に係る方法で圧延した場合には、厚鋼板の平坦度は良好（特に標準偏差が小さくなる）となることが分かった。また、従来方法で圧延する場合には、平坦度が悪化することに伴い、オペレータの手動介入（絞込み防止のためにワークロールの間隙を広げる）が生じ易くなる。つまり、オペレータは、最終圧延パスでの狙い板厚を達成させるよりも絞り込み防止を優先し、ワークロールの間隙を広げる操作を行う場合があり、これにより圧延後の鋼板長さが所望の鋼板長さよりも短くなってしまうケースが生じる。表６において、従来方法を適用した場合の鋼板長さ誤差の平均値が、本発明に係る方法を適用した場合の鋼板長さ誤差の平均値よりも小さくなっているのは、前記のようなオペレータの手動介入が反映されたものであると考えられる。鋼板長さ誤差の標準偏差も考慮し、本発明に係る方法と従来方法とを比較すれば、表６は、鋼板長さの不足が生じる（つまり、鋼板長さ誤差が負の値となる）頻度が、本発明を適用する場合には低減されることを示している。
【００６３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る厚鋼板の圧延方法によれば、予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板を圧延する方法において、最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むため、所望の鋼板長さを確保すると共に、平坦度の良好な厚鋼板を得ることが可能であり、生産性の悪化や歩留まり低下を抑制できるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る圧延方法を可逆式圧延機に適用した場合の装置構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図３】図３は、本発明の実施例１と対比される従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図４】図４は、本発明の実施例２において、最初の鋼板長さ測定値に基づいて設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図５】図５は、本発明の実施例２において、２回目の鋼板長さ測定値に基づいて設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【図６】図６は、本発明の実施例２と対比される従来方法によって設定された出側板厚と圧延荷重との関係を示す。
【符号の説明】
１…可逆式圧延機 ２…鋼板長さ検出器 １５…演算装置 Ｓ…厚鋼板
Claims (2)
- 予め計算された圧延パススケジュールに基づき厚鋼板を圧延する方法において、
最終圧延パスのｍ（ｍ≧２）パス前の圧延完了後に鋼板長さを測定するステップと、
前記鋼板長さの測定値に基づいて、最終圧延パスの狙い板厚を設定すると共に、残りの圧延パスの圧延前後の板クラウン比率が同一又はその差が予め定めた所定の範囲内に収まるように、残りの圧延パスの圧延パススケジュールを再計算するステップと、
前記再計算された圧延パススケジュールに基づいて圧延するステップとを含むことを特徴とする圧鋼板の圧延方法。 - 前記圧延パススケジュールを再計算するステップにおいて、少なくとも最終圧延パスの圧延前後の板クラウン比率の差Δγが以下の条件式を満足するように圧延パススケジュールを再計算することを特徴とする請求項１に記載の厚鋼板の圧延方法。
−０．０００２ｈｍ≦Δγ≦０．０００２ｈｍ （ｈｍは圧延前後の平均板厚（ｍｍ））
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