JP2006116569A - Method and apparatus for rolling metal plate - Google Patents

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篤 石井
Shigeru Ogawa
茂 小川
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康宏 東田
Takashi Hisatsune
貴史 久恒
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for rolling metal plates, which does not cause a zigzag motion and a camber. <P>SOLUTION: In the method for rolling metal plates carried out using a rolling mill for metal plates having at least a working roll and a back-up roll, a force applied to the roll chocks on the working side and the driving side of the working roll in the direction of rolling is measured during the operation of rolling, and the difference of the force in the direction of rolling on the working side and the driving side is calculated, and then right and left unsymmetrical components at a press-down position of the rolling mill is controlled such that the difference of the force becomes a desired value of the control. Then, the setup value for the press-down position obtained by the calculation based on the deformation characteristic of the rolling mill is compared with the press-down position obtained by the control. Based on these results, the setup correcting value for the press-down position is calculated. The press-down position after the next pass or the next material is set based on the newly obtained setup value for the press-down position and the newly obtained setup correcting value for the press-down position. Further, the setup value for the press-down position is optimized by learning the setup value for the press-down position. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属板材の圧延方法に関し、特に、蛇行およびキャンバーのない、あるいは極めて蛇行およびキャンバーの軽微な金属板材を安定して製造することのできる、金属板材の圧延方法に関する。   The present invention relates to a method for rolling a metal plate, and more particularly, to a method for rolling a metal plate that can stably produce a metal plate that is free of meandering and camber or that is extremely meandering and camber.

金属板材の圧延操業における重要課題の一つに、圧延材の伸び率を作業側と駆動側とで等しくすることがある。尚、以下の説明では、表記を簡単にするため作業側と駆動側のことを左右と称することにする。伸び差が左右不均等になった場合、キャンバーや板厚ウェッジという圧延材の平面形状および寸法精度不良を生ずるばかりではなく、蛇行や尻絞りという通板トラブルを生じることがある。
左右の伸び率を均等にするための操作手段としては、圧延機の圧下位置の左右非対称成分の解消、すなわち圧下レベリング操作が用いられる。通常、圧下レベリングの操作は、圧延前の設定、圧延中の操作ともに、オペレータが圧延操業を注意深く観察しながら操作している場合がほとんどであるが、上述したキャンバーや板厚ウェッジの品質不良や通板トラブルを十分に制御できているとは言えない。 One of the important issues in the rolling operation of a metal plate material is to make the elongation rate of the rolled material equal between the working side and the driving side. In the following description, the working side and the driving side are referred to as left and right for the sake of simplicity. If the difference in elongation becomes uneven from side to side, not only the flat shape and dimensional accuracy of the rolled material such as the camber and the plate thickness wedge, but also a trouble of passing the plate such as meandering and squeezing may occur.
As an operation means for equalizing the left and right elongation, elimination of the left-right asymmetric component at the rolling position of the rolling mill, that is, a rolling leveling operation is used. Normally, the rolling leveling operation is mostly performed by the operator while carefully observing the rolling operation for both the setting before rolling and the operation during rolling. It cannot be said that the board trouble is sufficiently controlled.

上記問題に対して、特許文献１には、圧延機のロードセル荷重の左右差の和に対する比に基づいて圧下レベリング制御を実施する技術が開示されている。
また、特許文献２には、圧延機入側の圧延材のずれ、すなわち蛇行量を直接検出することにより、圧下レベリングを操作する技術が開示されている。
また、特許文献３には、特に圧延機の変形特性の左右非対称性を同定するため、圧下装置を操作してキスロール締め込みを実施し、作業側および駆動側の圧下位置と圧延荷重測定用ロードセルの出力を、複数の圧下位置条件に対して測定し、各圧下位置条件に対応するロール系の変形を計算して分離し、その結果として求められる圧延機ハウジングおよび圧下系の変形特性の左右非対称性を同定し、このようにして得られた圧延機の変形特性を利用して、最適な圧下レベリング設定を実施する技術が開示されている。ここで、キスロール締め込みとは、圧延材の存在しない状態で、上下作業ロールを互いに接触させて、ロール間に負荷を与えることを意味している。また、圧延機の変形特性とは、上記に示す通り圧延機ハウジングおよび圧下系の変形特性のことであり、一般的にミルストレッチと呼ばれるものであることを意味している。
また、特許文献４には、キスロール締め込みによる圧下零点調整および圧延機の変形特性の左右非対称性を抽出する際に、補強ロール以外のロールに作用するスラスト反力と、上下補強ロールの各圧下支点位置に作用する補強ロール反力を測定しロール間スラスト力による外乱を分離し得られた圧下装置の零点と圧延機の変形特性に基づき、最適な圧下レベリング設定および制御を実施する技術が開示されている。ここでスラスト反力とは、各ロール胴部の接触面において主としてロール間の微小なクロス角の存在によって発生するスラスト力の各ロールに関する合力に抗して、当該ロールを定位置に保持するための反力である。
特公昭５８−５１７７１号公報 特開昭５９−１９１５１０号公報 特許第２６０４５２８号公報 特許第３４９９１０７号公報 With respect to the above problem, Patent Document 1 discloses a technique for performing the reduction leveling control based on the ratio of the load cell load of the rolling mill to the sum of the left and right differences.
Patent Document 2 discloses a technique for manipulating the reduction leveling by directly detecting the deviation of the rolling material on the entry side of the rolling mill, that is, the amount of meandering.
Further, in Patent Document 3, in order to identify the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill in particular, the kiss roll is tightened by operating the reduction device, the work side and drive side reduction positions, and the load cell for measuring the rolling load. Output for a plurality of rolling position conditions, calculate and separate the deformation of the roll system corresponding to each rolling position condition, and as a result, the left and right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill housing and the rolling system A technique is disclosed in which the optimum reduction leveling setting is performed by utilizing the deformation characteristics of the rolling mill thus obtained. Here, kiss roll tightening means that the upper and lower work rolls are brought into contact with each other in a state where no rolling material is present, and a load is applied between the rolls. Further, the deformation characteristics of the rolling mill are the deformation characteristics of the rolling mill housing and the rolling reduction system as described above, and generally mean what is called mill stretch.
Further, Patent Document 4 discloses a thrust reaction force that acts on rolls other than the reinforcing rolls and a reduction of each of the upper and lower reinforcing rolls when adjusting the zero point reduction by tightening the kiss roll and extracting the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill. Disclosed is a technology that performs optimum reduction leveling setting and control based on the zero point of the reduction device obtained by measuring the reaction force of the reinforcing roll acting on the fulcrum position and separating the disturbance due to the thrust force between the rolls, and the deformation characteristics of the rolling mill. Has been. Here, the thrust reaction force is used to hold the roll in place against the resultant force relating to each roll of the thrust force generated mainly by the presence of a minute cross angle between the rolls on the contact surface of each roll body. The reaction force.
Japanese Patent Publication No. 58-51771 JP 59-191510 A Japanese Patent No. 2604528 Japanese Patent No. 3499107

しかしながら、上記の特許文献１、特許文献２で例示した圧延材の伸び率の左右差を零にするための技術は、何れも制御手段としては圧下レベリングを最適化することを目標としているが、何れの技術も、圧延材の伸び率に左右差を生じ、これが圧延材の蛇行やキャンバーとして検出されてからアクションを起こすフィードバック方式の制御技術である。このような方式の制御の場合、圧延材の伸び率に左右差を生じてから、これが蛇行やキャンバーとして検出されるまでには有意な時間遅れが存在し、そのためこれらフィードバック方式の制御のみで蛇行やキャンバーの問題を完全に解決するまでには至っていない。
上記技術の問題点を解決できる可能性のある技術として、上記の特許文献３、特許文献４の技術がある。これらの技術は、上記フィードバック方式の技術とは異なり、圧延機の変形特性の左右非対称性を正確に把握し、さらには圧延材の寸法や変形抵抗のような変形特性の左右非対称性をも正確に把握した上で、圧延開始前の圧下設定値を最適に設定して、圧延材頭部の圧延開始時点から蛇行やキャンバーを発生させない操業を実現することを目的としていた。
しかしながら、特許文献３に開示されている技術を実施したところ、圧延機によっては、同定された圧延機ハウジングおよび圧下系の変形特性に十分な再現性が見られない場合があった。この場合は、圧下位置の設定値を必ずしも最適化することができず、その結果として、蛇行やキャンバーの発生を十分に防止できていなかった。 この原因は、ロール間スラスト力による外乱がロードセル荷重の左右差に含まれてしまったため、圧延機の変形特性の左右非対称性の同定結果に大きな誤差が含まれたことによると考えられる。 However, the techniques for making the difference between the left and right elongation rates of the rolled material exemplified in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above as zero aim to optimize the rolling leveling as the control means, Each of these techniques is a feedback type control technique that causes a difference in the elongation rate of the rolled material and causes an action after it is detected as meandering or camber of the rolled material. In the case of this type of control, there is a significant time delay between the occurrence of a left-right difference in the elongation rate of the rolled material and the detection of this as meandering or camber. And the camber problem has not been fully solved.
As technologies that can possibly solve the problems of the above technologies, there are the technologies described in Patent Literature 3 and Patent Literature 4. Unlike the above-mentioned feedback method, these technologies accurately grasp the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill, and also accurately determine the left-right asymmetry of the deformation characteristics such as the dimensions of the rolling material and deformation resistance. It was aimed to realize an operation that does not generate meandering and camber from the start of rolling of the rolled material head by optimally setting the rolling set value before starting rolling.
However, when the technique disclosed in Patent Document 3 was carried out, depending on the rolling mill, there was a case where sufficient reproducibility was not seen in the deformation characteristics of the identified rolling mill housing and the rolling reduction system. In this case, the set value of the reduction position cannot always be optimized, and as a result, the occurrence of meandering and camber cannot be sufficiently prevented. This is probably because the disturbance due to the thrust force between the rolls was included in the left-right difference in the load cell load, and the result of identifying the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill contained a large error.

このようなロール間スラスト力の影響を排除できる技術として上述した特許文献４に開示されている技術がある。この技術は、ロール間スラスト力の影響を考慮し圧下零点調整および圧延機の変形特性の左右非対称性を抽出しているため、圧下装置の零点と圧延機の変形特性を再現性良く求めることができる。しかしながら、上記の技術は、補強ロール以外のロールに作用するスラスト反力と、上下双方の補強ロールの各圧下支点位置に作用する補強ロール反力の測定が必須となるため、これらすべての値を測定できる測定装置が備わっていない圧延機では適用することができないという問題があった。
そこで、本発明は、以上の蛇行やキャンバー制御に関する従来技術の問題点を有利に解決して、蛇行やキャンバーのない、あるいは極めて蛇行やキャンバーの軽微な金属板材を安定して製造することのできる、金属板材の圧延方法および圧延装置を提供することを目的とするものである。 As a technique that can eliminate the influence of the inter-roll thrust force, there is a technique disclosed in Patent Document 4 described above. This technology considers the influence of the thrust force between rolls and extracts the rolling zero adjustment and the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill. Therefore, the zero point of the rolling mill and the deformation characteristics of the rolling mill can be obtained with good reproducibility. it can. However, in the above technique, it is essential to measure the thrust reaction force acting on rolls other than the reinforcement roll and the reinforcement roll reaction force acting on each fulcrum fulcrum position of the upper and lower reinforcement rolls. There is a problem that it cannot be applied to a rolling mill that does not have a measuring device that can measure.
Therefore, the present invention advantageously solves the above-mentioned problems of the prior art relating to meandering and camber control, and can stably produce a light metal plate material having no meandering and camber or extremely meandering and camber. An object of the present invention is to provide a rolling method and a rolling apparatus for a metal plate material.

発明者らは、鋭意研究の末に、以下のような知見を得た。
一般に、圧延によって蛇行やキャンバーを生ずる原因としては、ロールギャップ設定不良、圧延材の入側板厚左右差または変形抵抗左右差等があげられるが、何れの原因の場合でも、最終的には、圧延によって生じる圧延方向の伸び歪に左右差を生じることで先進率および後進率が板幅方向に変化し、圧延材の出側速度および入側速度に左右差を生じ蛇行やキャンバーを生じることになる。このとき、例えば、圧延材先端部圧延時は、既に圧延が終了した出側の圧延材長さが短いので出側速度に左右差を生じることは比較的自由であるが、入側速度に左右差を生じるためには入側に存在する圧延材全体を水平面内で剛体回転させる必要がある。しかしながら先端部圧延時は一般に入側に長い未圧延材が残っているので、圧延材自身の重量とテーブルローラーとの摩擦によって、または、熱間仕上圧延のような連続圧延機の場合は当該圧延機と前の圧延機間の張力によって、上記剛体回転に抗するモーメントが発生する。このモーメントは、圧延機の作業ロールに反力として伝わることになるので、作業ロールチョック部に作用する圧延方向力に左右差を生じることで最終的には支持されることになる。 The inventors have obtained the following findings after extensive research.
In general, the causes of meandering and camber due to rolling include poor roll gap setting, left-right difference in the thickness of the entry side of the rolled material, left-right difference in deformation resistance, etc. Due to the difference between left and right in the elongation strain in the rolling direction caused by the change in the advance rate and reverse rate in the plate width direction, the left and right speeds of the exit side and the input side of the rolled material will be different, resulting in meandering and camber. . At this time, for example, when rolling the tip of the rolled material, since the length of the rolled material on the exit side where the rolling has already been completed is short, it is relatively free to produce a left-right difference in the exit side speed. In order to make a difference, it is necessary to rotate the entire rolled material existing on the entry side in a horizontal plane within a horizontal plane. However, since a long unrolled material is generally left on the inlet side during the tip rolling, the rolling is caused by the friction between the weight of the rolled material itself and the table roller, or in the case of a continuous rolling mill such as hot finish rolling. Due to the tension between the mill and the previous rolling mill, a moment against the rigid body rotation is generated. Since this moment is transmitted as a reaction force to the work roll of the rolling mill, it is finally supported by causing a difference in the rolling direction acting on the work roll chock part.

上記のような先端部圧延時の主として入側圧延材から作用するモーメントは、作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定して、作業側の圧延方向力と駆動側の圧延方向力との差異すなわち圧延方向力左右差を演算することで検知できる。このモーメントは、上記したように蛇行やキャンバー発生の原因となる伸び歪の左右差が生じたときにのみ発生し、しかも伸び歪差の発生とほぼ同時に該モーメントも発生するので、上記圧延方向力左右差を小さくする方向に、当該圧延機の圧下位置の左右非対称成分すなわち圧下レベリングを操作することで、蛇行やキャンバーの発生を未然に防止することが可能となる。
上記の原理は、圧延材尾端部圧延時も同様であり、尾端部圧延時は、既に圧延が終了した出側の圧延材長さが長いので圧延材自身の重量とテーブルローラーとの摩擦によって、または、熱間仕上圧延のような連続圧延機の場合は当該圧延機と次の圧延機間の張力によって、伸び歪そして先進率の左右差を生じようとしたときに主として出側圧延材からこれに抗するモーメントが発生し、これが作業ロールに反力として伝達されるので、この場合も作業ロールチョックに作用する圧延方向力の左右差を測定・演算することで伸び歪の左右差の発生を検知することができ、該圧延方向力左右差を小さくする方向に当該圧延機の圧下位置の左右非対称成分すなわち圧下レベリングを操作することで、尾端部における蛇行やキャンバーの発生も未然に防止することが可能となる。 The moment acting mainly from the entry side rolling material at the time of tip rolling as described above is the measurement of the rolling direction force acting on the work side and driving side roll chock of the work roll, and the working side rolling direction force and drive. It can be detected by calculating the difference from the rolling direction force on the side, that is, the difference between the rolling direction force left and right. This moment is generated only when the left-right difference in elongation strain that causes meandering and camber generation occurs as described above, and the moment also occurs almost simultaneously with the occurrence of the elongation strain difference. By controlling the left-right asymmetric component of the rolling position of the rolling mill, that is, the rolling leveling, in the direction of reducing the left-right difference, it becomes possible to prevent the occurrence of meandering and camber.
The above principle is the same at the time of rolling the tail end of the rolled material, and at the time of tail end rolling, the length of the rolled material on the exit side that has already been rolled is long, so the weight of the rolled material itself and the friction between the table roller and Or in the case of a continuous rolling mill such as hot finish rolling, the outgoing rolled material is mainly produced when an elongation strain and a difference in advance rate are caused by the tension between the rolling mill and the next rolling mill. Therefore, this moment is transmitted as a reaction force to the work roll, and in this case as well, the left-right difference in elongation strain is generated by measuring and calculating the left-right difference in the rolling direction force acting on the work roll chock. By controlling the left-right asymmetric component of the rolling position of the rolling mill, that is, the rolling leveling, in the direction of reducing the rolling direction force left-right difference, the occurrence of meandering and camber in the tail end portion is obviated. It is possible to stop.

以上のような原理に基づき、作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定して、作業側の圧延方向力と駆動側の圧延方向力との差異すなわち圧延方向力左右差を演算し、この圧延方向力左右差を小さくする方向に、当該圧延機の圧下レベリングを操作する圧延方法が考えられる。
また、さらに研究を進めると、上記方法では、圧延開始時の圧下位置設定が不良である場合、最適な圧下位置にするために、大きな圧下レベリング操作が必要になるため、制御ゲインを上げる必要があるが、測定される圧延方向力左右差に外乱が含まれるような場合、制御系がハンチングしたり、板厚ウェッジ等が生じてしまう懸念があることがわかった。
さらに、本発明者らは、上記のような懸念を以下のような方法によって改善できることを新たに知見した。 Based on the principle as described above, the force in the rolling direction acting on the work side and the drive side roll chock of the work roll is measured, and the difference between the rolling direction force on the working side and the rolling direction force on the driving side, that is, the rolling direction force. A rolling method is conceivable in which the difference between left and right is calculated and the rolling leveling of the rolling mill is manipulated in a direction to reduce the rolling direction force left and right difference.
Further, as the research proceeds further, in the above method, if the rolling position setting at the start of rolling is poor, a large rolling leveling operation is required to obtain an optimum rolling position, so it is necessary to increase the control gain. However, it has been found that there is a concern that the control system hunts or a plate thickness wedge or the like occurs when a disturbance is included in the difference between the measured rolling direction force left and right.
Furthermore, the present inventors have newly found that the above-described concerns can be improved by the following method.

すなわち、キスロール締め込みにおける圧延機の変形特性の左右非対称性を抽出し、この圧延機の変形特性および圧下位置設定補正値に基づき圧延開始時の圧下位置設定を行い、圧延実行中に圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御を実施し、さらに、この圧延方向力左右差に基づき、該圧下位置設定補正値を学習し、この補正値を次パスまたは次材の圧下位置設定に反映させる。これにより、ロール間スラスト力による圧延機の変形特性の同定誤差を補正し、圧延開始時の圧下位置設定を最適化することで、圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御の制御ゲインを適正な値にすることができるので、その結果として、制御系のハンチングや板厚ウェッジの発生を抑え、かつ、圧延材先端部から蛇行やキャンバーの抑制効果が高い最適的な圧下レベリング設定および制御を実現することができる。 That is, the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill in the kiss roll tightening is extracted, and the rolling position is set at the start of rolling based on the deformation characteristics of the rolling mill and the rolling position setting correction value. The reduction leveling control based on the left / right difference is performed, and further, the reduction position setting correction value is learned based on the rolling direction force left / right difference, and this correction value is reflected in the next pass or the next material reduction position setting. This corrects the identification error of the deformation characteristics of the rolling mill due to the thrust force between the rolls, and optimizes the reduction position setting at the start of rolling, so that the control gain of the reduction leveling control based on the difference in the rolling direction force is adjusted appropriately. As a result, the optimal reduction leveling setting and control that suppresses the occurrence of control system hunting and sheet thickness wedge and suppresses meandering and camber from the rolling material tip is realized. can do.

上記のような従来技術の問題点を解決する知見を用いた本発明の要旨は以下のとおりである。
（１） 少なくとも作業ロールと補強ロールとを有する金属板材の圧延機を用いて行う金属板材の圧延方法において、圧延実行中に該作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定し、該圧延方向力の作業側と駆動側との差異を演算し、この差異が制御目標値になるように該圧延機の圧下位置の左右非対称成分を制御し、該圧延機の変形特性から計算して得た圧下位置設定値と制御して得た圧下位置とを比較し、これらに基づいて圧下位置設定補正値を演算し、新たに該変形特性から計算で得る圧下位置設定値と該圧下位置設定補正値に基づいて次パスまたは次材以降の圧下位置を設定することを特徴とする、金属板材の圧延方法。
（２） 前記圧延機の変形特性の測定において、該補強ロールの作業側と駆動側の圧下支点位置での、キスロール締め込み状態における、圧下方向に作用する補強ロール反力の測定値から、圧延機の変形特性を求めることを特徴とする（１）に記載の金属板材の圧延方法。
（３） 少なくとも作業ロールと補強ロールとを有する金属板材の圧延機を含む圧延装置において、該作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定する該作業ロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に配置した荷重検出装置と、該荷重検出装置による測定値に基づいて該作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する差異演算装置と、該演算値に基づいて前記圧延機の圧下位置の左右非対称成分制御量を演算する制御量演算装置と、圧下位置の左右非対称成分制御量と圧下位置設定値とを比較して圧下位置設定補正値を演算する補正値演算装置と、前記圧延機の変形特性および該圧下位置設定補正値に基づいて圧延開始時の圧下位置設定並びに該圧下位置の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて圧延実行中の前記圧延機の圧下位置制御を行う圧下位置設定制御装置と、を備えたことを特徴とする、金属板材の圧延装置。
（４）該補強ロールの作業側と駆動側の圧下支点位置におけるキスロール締め込みのできる圧下装置と、該支点位置における圧下方向に作用する補強ロール反力を測定する補強ロール反力検出装置と、該補強ロール反力検出装置による測定値に基づいて該圧延機の変形特性を演算する変形特性演算装置を備えたことを特徴とする、（３）に記載の金属板材の圧延装置。 The gist of the present invention using the knowledge for solving the problems of the prior art as described above is as follows.
(1) In a rolling method of a metal sheet material using a rolling machine for a metal sheet material having at least a work roll and a reinforcing roll, a force in the rolling direction acting on the work side and the drive side roll chock of the work roll during rolling. Measuring the difference between the working side and the driving side of the rolling direction force, controlling the asymmetrical component of the rolling position of the rolling mill so that this difference becomes a control target value, and deforming the rolling mill The reduction position setting value obtained by calculation from the characteristics is compared with the reduction position obtained by control, and the reduction position setting correction value is calculated based on these, and the reduction position setting value newly obtained by calculation from the deformation characteristics And a rolling position of the next plate or the subsequent material is set based on the rolling position setting correction value.
(2) In the measurement of the deformation characteristics of the rolling mill, from the measured value of the reaction force of the reinforcing roll acting in the reduction direction in the kiss roll tightened state at the work side and drive side reduction fulcrum positions of the reinforcement roll, rolling The method for rolling a metal sheet according to (1), wherein deformation characteristics of the machine are obtained.
(3) Rolling direction of the work roll chock for measuring the force in the rolling direction acting on the work chock and the drive side roll chock of the work roll in a rolling device including a rolling mill of a metal plate material having at least a work roll and a reinforcing roll. A load detection device arranged on both the entry side and the exit side, a difference calculation device for calculating the difference between the working side and the driving side of the rolling direction force acting on the work roll chock based on the measurement value by the load detection device, A control amount calculation device that calculates a left-right asymmetric component control amount of the rolling position of the rolling mill based on the calculated value, and a reduction position setting correction value by comparing the left-right asymmetric component control amount of the rolling position with the reduction position setting value A correction value calculation device for calculating the rolling position, the rolling position setting at the start of rolling based on the deformation characteristics of the rolling mill and the rolling position setting correction value, and the left-right asymmetric component control of the rolling position A rolling apparatus for rolling a metal sheet, comprising: a rolling position setting control device that controls a rolling position of the rolling mill that is performing rolling based on a calculated value of the control amount.
(4) a reduction device capable of tightening the kiss roll at the reduction fulcrum positions on the working side and the drive side of the reinforcement roll, a reinforcement roll reaction force detection device for measuring the reinforcement roll reaction force acting in the reduction direction at the fulcrum position, The metal sheet material rolling apparatus according to (3), further comprising a deformation characteristic calculation device that calculates a deformation characteristic of the rolling mill based on a value measured by the reinforcing roll reaction force detection device.

（１）に記載の本発明の金属板材の圧延方法では、圧延実行中、作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定し、該圧延方向力の作業側と駆動側との差異を演算し、この差異すなわち圧延方向力左右差に基づいて、該圧延機の圧下位置の左右非対称成分すなわち圧下レベリングを制御する。このように圧延方向力左右差を検出・演算することで、キャンバー発生の直接原因となる圧延による伸び歪の左右差の正確な検出・測定ができ、これを均一化するための圧下レベリング操作を実施することにより、蛇行やキャンバーの抑制が可能となる。さらに、この圧延方向力左右差が制御目標値になるように、圧下位置を制御し、この圧下位置と変形特性から演算して得た圧下位置設定値との差を比較し、これらに基づいて圧下位置設定補正値を演算することによって次パス以降または次材以降の圧下位置設定をすることができる。
また、（１）に記載の本発明の金属板材の圧延方法では、圧下位置設定補正値を演算しているのでこの補正値を学習し、最適化していることになる。また、この補正値を次パス以降または次材以降の圧下位置設定に反映させることで圧下位置設定を更に高精度化することができる。さらに、この補正値を次パス以降または次材以降の圧下位置設定に反映させることでロール間スラスト力による圧延機の変形特性の同定誤差を補正し、圧延開始時の圧下位置設定を最適化することができる。この最適化を繰り返すことで、圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御の制御ゲインを適正な値にすることができるので、その結果として、制御系のハンチングや板厚ウェッジの発生を抑え、かつ、圧延材先端部から蛇行やキャンバーの抑制効果が高い最適的な圧下レベリング設定および制御を実現することができる。 In the rolling method of the metal plate material of the present invention described in (1), during rolling, the force in the rolling direction acting on the work side and the drive side roll chock of the work roll is measured, and the work side and the drive of the rolling direction force are driven. The difference between the two sides is calculated, and on the basis of the difference, that is, the difference in rolling direction force, the left-right asymmetric component of the rolling position of the rolling mill, that is, the rolling leveling is controlled. In this way, by detecting and calculating the difference in the rolling direction force, it is possible to accurately detect and measure the left-right difference in elongation strain due to rolling, which is the direct cause of camber occurrence, and the rolling leveling operation to make this uniform By carrying out, it becomes possible to suppress meandering and camber. Further, the rolling position is controlled so that the difference between the rolling direction force left and right becomes the control target value, and the difference between the rolling position and the rolling position set value obtained by calculating from the deformation characteristics is compared. By calculating the reduction position setting correction value, it is possible to set the reduction position after the next pass or after the next material.
Moreover, in the rolling method of the metal sheet material of this invention described in (1), since the reduction position setting correction value is calculated, this correction value is learned and optimized. In addition, by reflecting this correction value on the setting of the rolling position after the next pass or after the next material, the rolling position setting can be made more accurate. Furthermore, this correction value is reflected in the setting of the rolling position after the next pass or after the next material, thereby correcting the identification error of the deformation characteristics of the rolling mill due to the inter-roll thrust force, and optimizing the setting of the rolling position at the start of rolling. be able to. By repeating this optimization, the control gain of the rolling leveling control based on the rolling direction force left-right difference can be set to an appropriate value, and as a result, the occurrence of control system hunting and sheet thickness wedges is suppressed, and In addition, it is possible to realize optimal reduction leveling setting and control with a high effect of suppressing meandering and camber from the front end of the rolled material.

（２）に記載の本発明の金属板材の圧延方法では、キスロール締め込み状態において、補強ロールの作業側と駆動側の圧下支点位置における圧下方向に作用する補強ロール反力の測定値から圧延機の変形特性を求め、この圧延機の変形特性および圧下位置設定補正値に基づき圧延開始時の圧下位置設定を行う。この変形特性はキスロール締め込み状態時に測定されたものなので作業側と駆動側の両方について正確に求められており、圧下位置設定のみならず、圧延中の圧下レベリング制御に用いることができる。
そして、これらの結果として、実質的に蛇行やキャンバー発生のない、あるいは極めて蛇行やキャンバーの軽微な圧延が実現可能となる。
次に、（１）または（２）に記載の本発明の金属板材の圧延方法を実施するための圧延装置（３）または（４）の効果について説明する。
（４）に記載の本発明の金属板材の圧延装置では、以下の機能を有する。
１）該圧延機の圧下位置の設定および制御を行うことができる圧下位置設定制御装置が備えられているので、前記圧延機の変形特性および圧下位置設定補正値に基づいて圧延開始時の該圧延機の圧下位置の設定を行うことができる。
２）作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に荷重検出装置が備えられているので、入・出側双方の荷重測定値の方向性を考慮して合力を演算することで、入・出側何れの方向に力が作用していても作業側および駆動側それぞれのロールチョックに作用する圧延方向力を求めることができる。
３）圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する演算装置が備えられているので、作業側ロールチョックに作用する圧延方向力と駆動側ロールチョックに作用する圧延方向力の差異すなわち圧延方向力左右差を演算することができる。また、圧延方向力左右差を求めることによって、キャンバーの原因となる圧延方向の伸び歪の左右差に起因して圧延材より作業ロールに作用するモーメントを検出することができる。
４）圧延方向力左右差に基づいて、伸び歪を左右均等化するための圧延機の圧下位置の左右非対称成分制御量を演算する演算装置が備えられていることにより、左右別々に圧下位置設定値を計算することができる。
５）該圧下位置の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて該圧延機の圧下位置を制御する圧下位置設定制御装置が備えられ、圧下位置設定補正値を下記学習演算装置から得ることにより、補正した圧下位置設定値を計算でき、圧延方向力左右差に基づくキャンバー制御ができる。
６）圧延方向力左右差に基づいて該圧延機の圧下位置設定補正値を演算する演算装置が備えられているので、圧下位置設定補正値を学習することができ、この補正値を次パスまたは次材の圧下位置設定に反映させることで、ロール間スラスト力による圧延機の変形特性の同定誤差を補正し、圧延開始時の圧下位置設定を最適化することができる。 In the rolling method of the metal plate material of the present invention described in (2), in the kiss roll tightened state, the rolling mill is obtained from the measurement value of the reinforcing roll reaction force acting in the reduction direction at the reduction fulcrum positions on the working side and the driving side of the reinforcement roll. Then, the rolling position is set at the start of rolling based on the deformation characteristics of the rolling mill and the rolling position setting correction value. Since this deformation characteristic is measured when the kiss roll is tightened, it is accurately obtained on both the working side and the driving side, and can be used not only for setting the reduction position but also for reduction leveling control during rolling.
As a result, substantially no meandering or camber generation, or very slight meandering or camber rolling can be realized.
Next, the effect of the rolling apparatus (3) or (4) for carrying out the method for rolling a metal sheet according to the present invention described in (1) or (2) will be described.
The rolling device for a metal sheet material of the present invention described in (4) has the following functions.
1) Since a rolling position setting control device capable of setting and controlling the rolling position of the rolling mill is provided, the rolling at the start of rolling based on the deformation characteristics and the rolling position setting correction value of the rolling mill. The machine's reduction position can be set.
2) Since load detection devices are provided on both the entry side and the exit side of the rolling direction of the work roll and the drive side roll chock, the resultant force is taken into consideration in the direction of the load measurement values on both the entry and exit sides. By calculating the above, it is possible to determine the rolling direction force acting on the work chock and the drive side roll chock regardless of which direction the force is acting on.
3) Since a calculation device for calculating the difference between the working side and the driving side of the rolling direction force is provided, the difference between the rolling direction force acting on the working side roll chock and the rolling direction force acting on the driving side roll chock, that is, the rolling direction force. The left / right difference can be calculated. Further, by determining the rolling direction force left-right difference, the moment acting on the work roll from the rolled material due to the left-right difference in elongation strain in the rolling direction that causes camber can be detected.
4) The rolling position is set separately on the left and right sides by providing an arithmetic unit that calculates the left-right asymmetric component control amount of the rolling position of the rolling mill for equalizing the elongation strain on the left and right sides based on the difference in rolling direction force. The value can be calculated.
5) A rolling position setting control device that controls the rolling position of the rolling mill based on the calculated value of the left-right asymmetric component control amount of the rolling position is provided, and obtaining the rolling position setting correction value from the learning calculation device described below, The corrected reduction position setting value can be calculated, and camber control based on the rolling direction force left-right difference can be performed.
6) Since an arithmetic unit for calculating the rolling position setting correction value of the rolling mill based on the rolling direction force left-right difference is provided, the rolling position setting correction value can be learned, and this correction value can be learned in the next pass or By reflecting it in the setting of the rolling position of the next material, it is possible to correct the identification error of the deformation characteristics of the rolling mill due to the thrust force between rolls, and to optimize the setting of the rolling position at the start of rolling.

（４）に記載の本発明の金属板材の圧延装置では、以下の機能を有する。
補強ロールの作業側と駆動側の圧下支点位置における圧下方向に作用する補強ロール反力を測定する補強ロール反力検出装置と、該補強ロール反力検出装置による測定値に基づいて圧延機の変形特性を演算する演算装置が備えられているので、キスロール締め込み状態における圧延機の変形特性を演算することができる。
結局、以上の機能によって、（１）または（２）に記載の金属板材の圧延方法を実施することが可能となり、圧延材先端部から蛇行やキャンバーの抑制効果が高い最適的な圧下レベリング設定および制御を実現することができる。
以上のように、本発明の圧延方法および圧延装置を用いることによって、蛇行やキャンバーのない、あるいは極めて蛇行やキャンバーの軽微な金属板材を安定して製造することが可能となり、金属板材の圧延工程の生産性および歩留の大幅な向上が実現できる。 The rolling device for a metal sheet material of the present invention described in (4) has the following functions.
Reinforcing roll reaction force detecting device for measuring the reinforcing roll reaction force acting in the rolling direction at the work side and driving side fulcrum positions of the reinforcing roll, and deformation of the rolling mill based on the measured value by the reinforcing roll reaction force detecting device Since the calculation device for calculating the characteristics is provided, the deformation characteristics of the rolling mill in the kiss roll tightened state can be calculated.
Eventually, it becomes possible to carry out the rolling method of the metal plate material according to (1) or (2) by the above functions, and an optimum reduction leveling setting that has a high effect of suppressing meandering and camber from the rolling material tip. Control can be realized.
As described above, by using the rolling method and rolling apparatus of the present invention, it becomes possible to stably produce a light metal plate material having no meandering or camber or extremely meandering or camber, and rolling the metal plate material Productivity and yield can be greatly improved.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。
図１には、（１）または（２）に記載の本発明の圧延方法を実現する圧延装置または（３）または（４）に記載の本発明の圧延装置の好ましい実施の形態を示す。尚、図１は基本的に作業側の装置構成のみを図示しているが、駆動側にも同様の装置が存在する。
圧延機の上補強ロールチョック５の圧下支点位置には、補強ロール反力検出装置２３が配備されて、圧下支点位置における圧下方向に作用する補強ロール反力が測定される。この補強ロール反力検出装置は駆動側にも存在し、駆動側の補強ロール反力２４が測定される。これら作業側と駆動側の補強ロール反力の測定値が、圧延機変形特性演算装置２５に送られ、圧延機変形特性演算装置２５において、圧延機の変形特性が演算される。この圧延機の変形特性の具体的な算出方法は、例えば、特許文献３に記載される方法にしたがって算出すれば良い。すなわち、圧下装置を操作してキスロール締め込みを実施し、作業側および駆動側の圧下位置と補強ロール反力の測定値を、複数の圧下位置条件に対して採取し、各圧下位置条件に対応するロール系の変形を計算して分離し、その結果として求められる圧延機ハウジングおよび圧下系の変形特性の左右非対称性を同定し、このようにして得られた圧延機の変形特性を利用する。 Next, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a rolling device for realizing the rolling method of the present invention described in (1) or (2) or the rolling device of the present invention described in (3) or (4). FIG. 1 basically shows only the apparatus configuration on the work side, but there is a similar apparatus on the drive side.
A reinforcing roll reaction force detecting device 23 is provided at the rolling fulcrum position of the upper reinforcing roll chock 5 of the rolling mill, and the reinforcing roll reaction force acting in the rolling direction at the rolling fulcrum position is measured. This reinforcing roll reaction force detecting device also exists on the driving side, and the reinforcing roll reaction force 24 on the driving side is measured. These measured values of the reinforcing roll reaction force on the working side and the driving side are sent to the rolling mill deformation characteristic calculation device 25, and the rolling mill deformation characteristic calculation device 25 calculates the deformation characteristics of the rolling mill. What is necessary is just to calculate according to the method described in patent document 3, for example as the concrete calculation method of the deformation | transformation characteristic of this rolling mill. That is, the kiss roll is tightened by operating the reduction device, and the measured values of the work side and drive side reduction positions and the reinforcing roll reaction force are sampled for a plurality of reduction position conditions and correspond to each reduction position condition. The deformation of the roll system is calculated and separated, and the resulting asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill housing and the rolling system is identified, and the deformation characteristics of the rolling mill thus obtained are used.

圧延機変形特性演算装置２５で得たこの圧延機の変形特性の演算結果に基づき、圧下位置設定制御装置２０により圧下装置１３を操作し、圧延開始時の作業側と駆動側の圧下位置設定が行われる。圧延機の変形特性に基づき、圧下位置設定値を演算する方法は、具体的には、例えば、以下のように行えば良い。すなわち、これから圧延しようとする圧延材の板幅、入側板厚、目標とする出側板厚、圧延速度、熱間圧延の場合には圧延温度を含む変形抵抗特性値等の圧延条件を入力し、次いで、入力された圧延条件と、作業ロール直径、作業ロールの弾性定数等の圧延機側の条件を考慮して圧延荷重を予測計算する。次に、上記圧延荷重の計算値、圧延速度から、上述の方法で同定した圧延機の変形特性に基づき、ロール系以外の板圧延機の変形量を作業側および駆動側個別に演算する。さらに上記圧延荷重にからロール系の変形量を計算して、 この変化量と上記ロール系以外の板圧延機の変形量から、作業側端部と駆動側端部におけるロールギャップ変化を計算する。最後に、上記ロールギャップ変化の計算値と、板厚ウェッジの目標値とから、圧延開始時の圧下位置設定値を演算する。
しかしながら、上述した方法は、圧延機の変形特性の非対称性を同定し圧延開始前の圧下設定値を最適に設定することが主目的であるが、圧延機によってはロール間の微小なクロス角の存在し、これによってロール間スラスト力が発生し、この影響により同定された圧延機の変形特性に誤差が含まれる場合があるので、必ずしも最適化な圧下位置設定値が演算できないことがある。そこで、本発明では、圧下位置設定補正値を定義し、この補正値を圧延方向力左右差の測定値が制御目標値なるように学習し、次パスまたは次材の圧下位置設定に反映させることで、上述のロール間スラスト力の影響による圧延機変形特性の同定誤差を補正している。 Based on the calculation result of the deformation characteristics of the rolling mill obtained by the rolling mill deformation characteristic calculation device 25, the reduction position setting control device 20 operates the reduction device 13 to set the reduction positions on the working side and the driving side at the start of rolling. Done. Specifically, a method for calculating the rolling position setting value based on the deformation characteristics of the rolling mill may be performed as follows, for example. That is, in the case of rolling material to be rolled from now on, input the rolling conditions such as the sheet width, the inlet side plate thickness, the target outlet side plate thickness, the rolling speed, the deformation resistance characteristic value including the rolling temperature in the case of hot rolling, Next, the rolling load is predicted and calculated in consideration of the input rolling conditions and the rolling mill side conditions such as the work roll diameter and the elastic constant of the work roll. Next, from the calculated value of the rolling load and the rolling speed, the deformation amount of the plate rolling machine other than the roll system is calculated separately for the working side and the driving side based on the deformation characteristics of the rolling mill identified by the above-described method. Further, the amount of deformation of the roll system is calculated from the rolling load, and the change in the roll gap at the working side end and the driving side end is calculated from the amount of change and the amount of deformation of the plate rolling machine other than the roll system. Finally, the rolling position setting value at the start of rolling is calculated from the calculated value of the roll gap change and the target value of the plate thickness wedge.
However, the above-described method is mainly intended to identify the asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill and optimally set the rolling setting value before the start of rolling. There exists a thrust force between rolls due to this, and there is a case where an error is included in the deformation characteristics of the rolling mill identified by this influence. Therefore, an optimal reduction position setting value may not always be calculated. Therefore, in the present invention, a reduction position setting correction value is defined, and this correction value is learned so that the measured value of the rolling direction force left-right difference becomes the control target value, and is reflected in the next pass or next material reduction position setting. Thus, the identification error of the rolling mill deformation characteristics due to the influence of the inter-roll thrust force is corrected.

ここで、例えば、圧下位置設定補正値は、下記式(1)のように定義して使用する。

Figure 2006116569
ここで、Sw s、Sd sは、補正された作業側と駆動側の圧下位置設定値、Sw cal、Sd calは、上述の圧延機の変形特性等に基づき演算された作業側と駆動側の圧下位置設定値の演算値、Sw r、Sd rは、作業側と駆動側の圧下位置設定補正値である。
また、圧下位置設定補正値は、作業側と駆動側の差として次式のように定義して使用しても良い。
Figure 2006116569
 ここで、Sdf sは、圧下位置設定値の作業側と駆動側の差、Sdf calは、上述の圧延機の変形特性に基づき演算された圧下位置の演算値の作業側と駆動側の差、Sdf rは、作業側と駆動側の差として定義した圧下位置設定補正値である。 Here, for example, the reduction position setting correction value is defined and used as in the following equation (1).
Figure 2006116569
 Here, S w s and S d s are the corrected work side and drive side reduction position setting values, and S w cal and S d cal are the work sides calculated based on the deformation characteristics of the rolling mill described above. calculation value of the drive side of the rolling position setting value, S w r, S d r is a pressing position set correction value of the work side and drive side.
The reduction position setting correction value may be defined and used as a difference between the working side and the driving side as follows.
Figure 2006116569
 Here, S df s is the difference between the work side and the drive side of the reduction position setting value, and S df cal is the calculated value of the reduction position calculated based on the deformation characteristics of the rolling mill described above between the work side and the drive side. The difference, S df r, is a reduction position setting correction value defined as a difference between the working side and the driving side.

次に、圧延実行中に実施される作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異に基づく、圧下レベリング制御について説明する。圧延機の上作業ロール１に作用する圧延方向力は基本的には上作業ロールチョック５によって支持されるが、上作業ロールチョックには上作業ロールチョック出側荷重検出装置９と上作業ロール入側荷重検出装置１０が配備されており、上作業ロールチョックを圧延方向に固定しているプロジェクトブロック（図示せず）等の部材と上作業ロールチョックの間に作用する力を測定することができる。これらの荷重検出装置は通常は圧縮力を測定する構造とするのが装置構成を簡単にするため好ましい。上作業ロール圧延方向力演算装置１４では、上作業ロール出側荷重検出装置９と上作業ロール入側荷重検出装置１０による測定結果の差異を計算することで上作業ロールチョック５に作用する圧延方向力を算出する。さらに下作業ロール２に作用する圧延方向力についても、下作業ロールチョック６の出側および入側に配備された下作業ロール出側荷重検出装置１１および下作業ロール入側荷重検出装置１２の測定値に基づき下作業ロール圧延方向力演算装置１５によって、下作業ロールチョック６に作用する圧延方向力を演算する。次に下作業ロール圧延方向合力演算装置１６において、上作業ロール圧延方向力演算装置１４の演算結果と下作業ロール圧延方向力演算装置１５の演算結果の和をとることにより、上下作業ロールに作用する圧延方向合力を算出する。上記のような手続きは作業側のみならず駆動側も全く同じ装置構成で演算を実施し、その結果が駆動側の作業ロール圧延方向合力１７として得られる。そして作業側−駆動側圧延方向力差演算装置１８によって作業側の演算結果と駆動側の演算結果との差異が計算され、これによって作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異すなわち圧延方向力左右差が計算されることになる。   Next, the rolling leveling control based on the difference between the working side and the driving side of the rolling direction force acting on the work roll chock performed during the rolling will be described. The rolling direction force acting on the upper work roll 1 of the rolling mill is basically supported by the upper work roll chock 5, but the upper work roll chock has an upper work roll chock outlet load detection device 9 and an upper work roll inlet load detection. The apparatus 10 is provided, and the force acting between a member such as a project block (not shown) that fixes the upper work roll chock in the rolling direction and the upper work roll chock can be measured. These load detection devices are usually preferably configured to measure the compressive force in order to simplify the device configuration. In the upper work roll rolling direction force calculation device 14, the rolling direction force acting on the upper work roll chock 5 is calculated by calculating the difference between the measurement results of the upper work roll exit side load detection device 9 and the upper work roll entry side load detection device 10. Is calculated. Further, the rolling direction force acting on the lower work roll 2 is also measured by the lower work roll outlet load detecting device 11 and the lower work roll inlet load detecting device 12 provided on the outlet side and the inlet side of the lower work roll chock 6. Based on the above, the lower work roll rolling direction force calculation device 15 calculates the rolling direction force acting on the lower work roll chock 6. Next, in the lower work roll rolling direction resultant force calculation device 16, the sum of the calculation result of the upper work roll rolling direction force calculation device 14 and the calculation result of the lower work roll rolling direction force calculation device 15 acts on the upper and lower work rolls. The resultant rolling direction force is calculated. The above procedure is performed not only on the work side but also on the drive side with the same apparatus configuration, and the result is obtained as a work roll rolling direction resultant force 17 on the drive side. Then, the difference between the calculation result on the work side and the calculation result on the drive side is calculated by the work side-drive side rolling direction force difference calculation device 18, and thereby the difference between the work side and the drive side in the rolling direction force acting on the work roll chock. That is, the difference in rolling direction force is calculated.

以上のように演算した該圧延方向力左右差の演算結果に基づいて、蛇行やキャンバーを防止するための圧延機の圧下位置の左右非対称成分制御量を演算する。圧延方向力左右差、圧下位置の左右非対称成分制御量および制御ゲインの関係は、例えば、デジタルPID制御系を考えた場合、次式のような関係で表される。すなわち、１サンプリングあたりの圧下位置の左右非対称成分制御量Sdf C(k)は、次式のようになる。

Figure 2006116569
ここで、e(k) は１サンプリングあたりの誤差
Figure 2006116569
 FR df(k)は１サンプリングあたり圧延方向力左右差、FRT dfは圧延方向力左右差の制御目標値、KTは制御ゲイン(mm/tonf)、KPは制御ゲイン（比例成分）、KIは制御ゲイン（積分成分）、KDは制御ゲイン（微分成分）、Tはサンプリング周期(s)である。 Based on the calculation result of the rolling direction force left / right difference calculated as described above, the left / right asymmetric component control amount of the rolling position of the rolling mill for preventing meandering and camber is calculated. For example, when considering a digital PID control system, the relationship between the rolling direction force left / right difference, the left / right asymmetric component control amount at the rolling position, and the control gain is expressed by the following equation. That is, the left-right asymmetric component control amount S df C (k) at the reduction position per sampling is expressed by the following equation.
Figure 2006116569
 Where e (k) is the error per sampling
Figure 2006116569
 F R df (k) is the rolling direction force left / right difference per sampling, F RT df is the control target value of the rolling direction force left / right difference, K T is the control gain (mm / tonf), K P is the control gain (proportional component) , K I is the control gain (integral component), K D is the control gain (differential component), T is the sampling period (s).

圧下位置左右非対称成分制御量演算装置１９においては、圧延方向力左右差、制御ゲインおよび適正な圧延方向力左右差の目標値に基づき、蛇行やキャンバーを防止するための圧延機の圧下位置の左右非対称成分制御量が演算される。そして、この制御量演算結果に基づいて、圧下位置設定制御装置２０によって圧延実行中に圧延機の圧下位置の左右非対称成分すなわち圧下レベリングの制御を実施する。
通常、式(3)における圧延方向力左右差の制御目標値FRT dfは零であり、圧延方向力左右差がこの制御目標値になるように圧延機の圧下位置の左右非対称成分を制御することで、蛇行やキャンバー発生を防止することができる。このとき、圧延方向力左右差の目標値に制御して得た圧下位置と、圧延機の変形特性に基づいて演算して得た圧下位置設定値との間に差が生じる。そこで、本発明の方法では、この圧延方向力左右差に基づき圧下位置設定補正値を演算し、更にこの補正値を学習していくことにより、圧延開始時の圧下位置設定を最適化する。
しかしながら、例えば、ロールの摩耗等が起因でロール径の左右差あるいは摩擦係数の左右差等が生じた場合、これによって圧延方向力左右差がシフトする可能性があり、この場合、制御目標値は零でなく、実験的に求めるなどして、適切な値に変更する必要がある。また、式(3)における制御ゲインは、圧延開始時の圧下位置設定が不良である場合は、制御応答性を高めるために、より大きくする必要があるが、測定される圧延方向力左右差に外乱が含まれる場合は、制御系がハンチングしたり、板厚ウェッジ等が生じてしまう懸念がある。これらの懸念に対しても本発明の方法によって、上記の制御系ハンチングや板厚ウェッジの発生を抑えた適正な制御ゲインの値にすることができる。 In the rolling position left / right asymmetric component control amount computing device 19, the rolling position force left / right difference of the rolling mill for preventing meandering and camber is determined based on the rolling direction force left / right difference, the control gain, and the target value of the appropriate rolling direction force left / right difference. An asymmetric component control amount is calculated. Based on the control amount calculation result, the rolling position setting control device 20 controls the asymmetrical component of the rolling position of the rolling mill, that is, the rolling leveling, during rolling.
Usually, the control target value F RT df of the rolling direction force left / right difference in Equation (3) is zero, and the left / right asymmetric component of the rolling position of the rolling mill is controlled so that the rolling direction force left / right difference becomes this control target value. As a result, meandering and camber generation can be prevented. At this time, there is a difference between the reduction position obtained by controlling to the target value of the rolling direction force left-right difference and the reduction position setting value obtained by calculation based on the deformation characteristics of the rolling mill. Therefore, in the method of the present invention, the reduction position setting correction value is calculated based on the difference between the rolling direction force left and right, and the correction value is further learned to optimize the reduction position setting at the start of rolling.
However, for example, when there is a left / right difference in roll diameter or a left / right difference in friction coefficient due to roll wear or the like, there is a possibility that the right / left difference in rolling direction force will shift, and in this case, the control target value is It is necessary to change to an appropriate value, for example, experimentally obtained instead of zero. In addition, the control gain in the equation (3) needs to be increased in order to improve the control response when the rolling position setting at the start of rolling is poor. When a disturbance is included, there is a concern that the control system hunts or a plate thickness wedge or the like occurs. Even with respect to these concerns, the method of the present invention can achieve an appropriate control gain value that suppresses the generation of the control system hunting and the plate thickness wedge.

以下、圧下位置設定補正値学習装置２６において、圧延方向力左右差に基づき演算される圧下位置設定補正値の学習方法について、詳細に説明する。
ｎパス目または圧延材ｎ本目の圧延開始時の圧下位置設定値の作業側と駆動側の差をSdf s (n)とすると、式(2)に示した定義に従うと次式で表される。

Figure 2006116569
ここで、Sdf cal (n) は、上述したような圧延機の変形特性に基づき演算されたｎパス目または圧延材ｎ本目の演算して得た圧下位置設定値の作業側と駆動側の差であり、Sdf r (n)は、ｎパス目または圧延材ｎ本目における圧下位置設定補正値である。尚、ここでは圧下位置設定補正値を、圧下位置の作業側と駆動側の差で定義しているが、式(1)に示したように作業側と駆動側でそれぞれ定義しても良い。また、圧下位置設定補正値の初期値、すなわち、作業ロールや補強ロールを組み替え後の１本目、１パス目は、零あるいはロール組替前のそのままの値を使用すれば良い。 Hereinafter, the learning method of the rolling position setting correction value calculated by the rolling position setting correction value learning device 26 based on the rolling direction force left-right difference will be described in detail.
If the difference between the working side and drive side of the rolling position setting value at the start of rolling of the n-th or n-th rolling material is S df s (n) , it is expressed by the following equation according to the definition shown in equation (2). The
Figure 2006116569
 Here, S df cal (n) is the working side and driving side of the rolling position set value obtained by calculating the nth pass or the nth rolled material calculated based on the deformation characteristics of the rolling mill as described above. S df r (n) is a reduction position setting correction value in the n-th pass or the n-th rolled material. Although the reduction position setting correction value is defined here as a difference between the work side and the drive side of the reduction position, it may be defined separately on the work side and the drive side as shown in equation (1). Further, the initial value of the reduction position setting correction value, that is, the first value and the first pass after the work rolls and the reinforcing rolls are rearranged may be zero or the same value before the roll rearrangement may be used.

圧下位置設定補正値は、圧延本数が増加するに従って変化して行く可能性があるので、例えば、下記式(5)を用いてパス毎または圧延材本数毎に学習すれば良い。

Figure 2006116569
ここで、γは学習ゲイン(0〜1.0)である。また、Sdf m (n) はｎパス目または圧延材ｎ本目の圧延方向力左右差の実績値を圧下レベリング量に換算した値であり、下記式(6)で表される。
Figure 2006116569
 ここで、aは比例定数でありKTを用いても良い。Fdf R (n)はｎパス目または圧延材ｎ本目に圧延実行中に実測される圧延方向力左右差の値で、圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御を実施している場合は、制御が開始する前の値であることが望ましい。また、Sdf m (n) は、圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御を実行している場合であれば、圧延方向力左右差が制御目標値に収束した時の式(3)における圧下位置の左右非対称成分制御量の圧延開始時からの総量としても良い。 Since the rolling position setting correction value may change as the number of rolled sheets increases, for example, the reduction position setting correction value may be learned for each pass or number of rolled materials using the following equation (5).
Figure 2006116569
 Here, γ is a learning gain (0 to 1.0). Further, S df m (n) is a value obtained by converting the actual value of the left-right difference in the rolling direction force of the n-th or n-th rolled material into the reduction leveling amount, and is represented by the following formula (6).
Figure 2006116569
 Here, a is a proportionality constant, and K T may be used. F df R (n) is the value of the rolling direction force left / right difference measured during the execution of rolling in the nth pass or nth rolling material, and when rolling leveling control based on the rolling direction force left / right difference is being performed, It is desirable that the value be before control starts. In addition, S df m (n) is the rolling reduction in the expression (3) when the rolling direction force left / right difference converges to the control target value if the rolling leveling control based on the rolling direction force left / right difference is executed. It is good also as a total amount from the time of rolling start of the right-left asymmetric component control amount of a position.

以上のように本発明の方法では、圧延方向力左右差に基づき圧下位置設定補正値を学習し、この補正値を次パスまたは次材の圧下位置設定に反映させることで、ロール間スラスト力による圧延機の変形特性の同定誤差を補正し、圧延開始時の圧下位置設定を最適化することで、圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御の制御ゲインを適正な値にすることができるので、その結果として、制御系のハンチングや板厚ウェッジの発生を抑え、かつ、圧延材先端部から蛇行やキャンバーの抑制効果が高い最適的な圧下レベリング設定および制御を実現することができる。
図２には、（１）または（２）に記載の本発明の圧延方法を実現する圧延装置または（３）または（４）に記載の本発明の圧延装置の他の好ましい実施の形態を示す。図２の実施形態では、図１の実施形態に比べて、下作業ロールチョックに作用する圧延方向力の検出装置および演算装置を省略している。一般に伸び歪の左右差に起因して圧延材から作業ロールに作用するモーメントは、必ずしも上下作業ロールに均等に作用するとは限らないが、その時系列変化挙動については、上下作業ロールで傾向が逆転することはない。この場合も圧延中、圧延方向力左右差に基づき、圧下位置設定補正値を学習し、この補正値を次パスまたは次材の圧下位置設定に反映させることで、制御系のハンチングや板厚ウェッジの発生を抑えた適正な制御ゲインを設定できるので、上下どちらか一方の作業ロールに作用する圧延方向力の左右差に基づく良好な蛇行やキャンバー制御を実現することができる。 As described above, according to the method of the present invention, the reduction position setting correction value is learned based on the rolling direction force left-right difference, and the correction value is reflected in the next pass or the reduction position setting of the next material. By correcting the identification error of the deformation characteristics of the rolling mill and optimizing the rolling position setting at the start of rolling, the control gain of the rolling leveling control based on the rolling direction force left-right difference can be made to an appropriate value, As a result, it is possible to achieve optimal reduction leveling setting and control that suppresses the occurrence of hunting and plate thickness wedges in the control system and has a high effect of suppressing meandering and camber from the rolling material tip.
FIG. 2 shows another preferred embodiment of a rolling device for realizing the rolling method of the present invention described in (1) or (2) or the rolling device of the present invention described in (3) or (4). . In the embodiment of FIG. 2, as compared with the embodiment of FIG. 1, a detection device and a calculation device for the rolling direction force acting on the lower work roll chock are omitted. In general, the moment acting on the work roll from the rolled material due to the left-right difference in elongation strain does not necessarily act equally on the upper and lower work rolls, but the time series change behavior is reversed in the upper and lower work rolls. There is nothing. Also in this case, by learning the rolling position setting correction value based on the difference in the rolling direction force left and right during rolling, and reflecting this correction value in the setting of the next pass or the next material rolling position, hunting and thickness wedges in the control system Accordingly, it is possible to set an appropriate control gain that suppresses the occurrence of the occurrence of the occurrence of the problem. Therefore, it is possible to realize good meandering and camber control based on the left-right difference in the rolling direction force acting on either the upper or lower work roll.

図１に示した圧延機を用いて、本発明の（１）または（２）に記載の圧延方法を適用した場合の実施例について説明する。キャンバーを抑制するための設定および制御を従来の方法と本発明の方法で比較した。図１に示した圧延機においては、上下双方の作業ロールに作用するスラスト反力と上下双方の補強ロール反力を測定できる測定装置が備わっていないので、特許文献４に記載される方法は適用できない。そこで、上のみの補強ロール反力を測定することによって実施可能な従来の方法を実施し、本発明の方法と比較した。
従来の方法では、圧延実行前に圧延機の圧下装置を操作してキスロール締め込みを実施し、圧延機ハウジングおよび圧下系の変形特性の左右非対称性を同定し、このようにして得られた圧延機の変形特性を利用して、圧延開始時の圧下レベリング設定を行った。
これに対して、本発明の方法では、圧延実行前に圧延機の圧下装置を操作してキスロール締め込みを実施し、圧延機ハウジングおよび圧下系の変形特性の左右非対称性を同定し、この変形特性に基づき、圧延開始時の圧下レベリング設定を行い、圧延実行中、作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定し、これらより圧延方向力左右差を演算し、この圧延方向力左右差に基づいて、圧下レベリングを制御すると共に、圧下位置設定補正値を学習し、この補正値を次パスの圧下位置設定に反映させた。尚、学習ゲインγは、０．３とした。 An example in which the rolling method described in (1) or (2) of the present invention is applied using the rolling mill shown in FIG. 1 will be described. The setting and control for suppressing the camber were compared between the conventional method and the method of the present invention. In the rolling mill shown in FIG. 1, since there is no measuring device capable of measuring the thrust reaction force acting on both the upper and lower work rolls and the upper and lower reinforcement roll reaction forces, the method described in Patent Document 4 is applied. Can not. Therefore, a conventional method that can be carried out by measuring the reaction force of the reinforcing roll only on top was implemented and compared with the method of the present invention.
In the conventional method, before rolling, the rolling device of the rolling mill is operated to perform kiss roll tightening, and the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill housing and the rolling system is identified. The rolling leveling setting at the start of rolling was performed using the deformation characteristics of the machine.
On the other hand, in the method of the present invention, before rolling is performed, the rolling device of the rolling mill is operated to perform kiss roll tightening to identify the left-right asymmetry of the deformation characteristics of the rolling mill housing and the rolling system. Based on the characteristics, set the rolling leveling at the start of rolling, measure the rolling direction force acting on the work side and driving side roll chock of the work roll during rolling, calculate the rolling direction force left and right difference from these, Based on the difference between the rolling direction force left and right, the reduction leveling was controlled, the reduction position setting correction value was learned, and this correction value was reflected in the reduction position setting of the next pass. The learning gain γ is set to 0.3.

表１には、従来の方法と本発明の方法のキャンバー設定・制御を実施した同一寸法における圧延材のキャンバーの実測結果を示す。表１に示す通り、１ｍあたりのキャンバー実測値は、従来の方法の場合、圧延材の先端部、定常部および尾端部のいずれにおいても、０．４０mm／m以上あり、キャンバーの発生を十分に防止できていなかった。これに対し、本発明の方法の場合、圧延材の先端部、定常部および尾端部のいずれにおいても、０．１５mm／m以下と小さな値に抑えられていることがわかる。また、圧延材には、顕著な板厚ウェッジの発生も見られなかった。

Figure 2006116569
以上のように本発明の方法では、圧延方向力左右差に基づき、圧下位置設定の補正値を学習し、この補正値を次パスまたは次材の圧下位置設定に反映させることで、ロール間スラスト力による圧延機の変形特性の同定誤差を補正し、圧延開始時の圧下位置設定を最適化することで、圧延方向力左右差に基づく圧下レベリング制御の制御ゲインを適正な値にすることができるので、その結果として、制御系のハンチングや板厚ウェッジの発生を抑え、かつ、圧延材先端部から蛇行やキャンバーの抑制効果が高い最適的な圧下レベリング設定および制御を実現することができる。 Table 1 shows the actual measurement results of the camber of the rolled material in the same dimensions in which the camber setting / control of the conventional method and the method of the present invention was performed. As shown in Table 1, the measured value of camber per meter is 0.40 mm / m or more at the tip, steady and tail ends of the rolled material in the case of the conventional method, and the occurrence of camber is sufficient. Could not be prevented. On the other hand, in the case of the method of the present invention, it can be seen that the rolling material is suppressed to a small value of 0.15 mm / m or less at any of the tip portion, the steady portion, and the tail end portion. Further, no significant thickness wedge was observed in the rolled material.
Figure 2006116569
 As described above, in the method of the present invention, the correction value for the reduction position setting is learned based on the difference between the rolling direction force left and right, and the correction value is reflected in the next pass or the reduction position setting for the next material. By correcting the identification error of the deformation characteristics of the rolling mill due to the force and optimizing the setting of the rolling position at the start of rolling, the control gain of the rolling leveling control based on the difference in rolling direction force can be set to an appropriate value. Therefore, as a result, it is possible to achieve optimal reduction leveling setting and control that suppresses the occurrence of hunting and plate thickness wedges in the control system and has a high effect of suppressing meandering and camber from the front end of the rolled material.

（１）または（２）に記載の本発明の圧延方法に関する圧延装置または（３）または〜（４）に記載の本発明の圧延装置の好ましい実施の形態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically preferable embodiment of the rolling apparatus regarding the rolling method of this invention as described in (1) or (2) or the rolling apparatus of this invention as described in (3) or (4). （１）または（２）に記載の本発明の圧延方法に関する圧延装置または（３）または（４）に記載の本発明の圧延装置の好ましい実施の形態を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically preferable embodiment of the rolling apparatus regarding the rolling method of this invention as described in (1) or (2) or the rolling apparatus of this invention as described in (3) or (4).

符号の説明Explanation of symbols

１ 上作業ロール
２ 下作業ロール
３ 上補強ロール
４ 下補強ロール
５ 上作業ロールチョック（作業側）
６ 下作業ロールチョック（作業側）
７ 上補強ロールチョック（作業側）
８ 下補強ロールチョック（作業側）
９ 上作業ロール出側荷重検出装置（作業側）
１０ 上作業ロール入側荷重検出装置（作業側）
１１ 下作業ロール出側荷重検出装置（作業側）
１２ 下作業ロール入側荷重検出装置（作業側）
１３ 圧下装置
１４ 上作業ロール圧延方向力演算装置（作業側）
１５ 下作業ロール圧延方向力演算装置（作業側）
１６ 作業ロール圧延方向合力演算装置［加算器］（作業側）
１７ 作業ロール圧延方向合力（駆動側）
１８ 作業側−駆動側圧延方向力差異演算装置
１９ 圧下位置左右非対称成分制御量演算装置
２０ 圧下位置設定制御装置
２１ 金属板材
２２ 圧延方向
２３ 補強ロール反力検出装置（作業側）
２４ 補強ロール反力（駆動側）
２５ 圧延機変形特性演算装置
２６ 圧下位置設定補正値演算装置 1 Upper work roll 2 Lower work roll 3 Upper reinforcement roll 4 Lower reinforcement roll 5 Upper work roll chock (working side)
6 Lower work roll chock (work side)
7 Upper reinforcement roll chock (working side)
8 Lower reinforcement roll chock (working side)
9 Upper work roll outlet load detector (work side)
10 Upper work roll entry side load detection device (work side)
11 Lower work roll exit side load detector (work side)
12 Lower work roll entry side load detector (work side)
13 Reduction device 14 Upper work roll rolling direction force calculation device (work side)
15 Lower work roll rolling direction force calculation device (work side)
16 Work roll rolling direction resultant force calculation device [adder] (work side)
17 Work roll rolling direction resultant force (drive side)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Work side-drive side rolling direction force difference calculating device 19 Rolling position left-right asymmetric component control amount calculating device 20 Rolling position setting control device 21 Metal plate material 22 Rolling direction 23 Reinforcement roll reaction force detecting device (working side)
24 Reinforcing roll reaction force (drive side)
25 Rolling mill deformation characteristic calculation device 26 Rolling position setting correction value calculation device

Claims (4)

少なくとも作業ロールと補強ロールとを有する金属板材の圧延機を用いて行う金属板材の圧延方法において、圧延実行中に該作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定し、該圧延方向力の作業側と駆動側との差異を演算し、この差異が制御目標値になるように該圧延機の圧下位置の左右非対称成分を制御し、該圧延機の変形特性から計算して得た圧下位置設定値と制御して得た圧下位置とを比較し、これらに基づいて圧下位置設定補正値を演算し、新たに該変形特性から計算で得る圧下位置設定値と該圧下位置設定補正値に基づいて次パスまたは次材以降の圧下位置を設定することを特徴とする、金属板材の圧延方法。   In a method for rolling a metal sheet using a rolling machine for a metal sheet having at least a work roll and a reinforcing roll, the force in the rolling direction acting on the work chock and the drive side roll chock of the work roll is measured during rolling. The difference between the working side and the driving side of the rolling direction force is calculated, the asymmetrical component of the rolling position of the rolling mill is controlled so that this difference becomes the control target value, and calculated from the deformation characteristics of the rolling mill The reduction position setting value obtained in this way is compared with the reduction position obtained by control, and a reduction position setting correction value is calculated based on these, and the reduction position setting value newly obtained by calculation from the deformation characteristics and the reduction position are calculated. A rolling method for a metal plate material, characterized in that a rolling position after the next pass or the next material is set based on a position setting correction value. 前記圧延機の変形特性の測定において、該補強ロールの作業側と駆動側の圧下支点位置での、キスロール締め込み状態における、圧下方向に作用する補強ロール反力の測定値から、圧延機の変形特性を求めることを特徴とする請求項１に記載の金属板材の圧延方法。   In the measurement of the deformation characteristics of the rolling mill, the deformation of the rolling mill is determined from the measured value of the reaction force of the reinforcing roll acting in the rolling direction in the kiss roll tightened state at the work fulcrum position on the working side and the driving side of the reinforcing roll. The method for rolling a metal sheet according to claim 1, wherein characteristics are obtained. 少なくとも作業ロールと補強ロールとを有する金属板材の圧延機を含む圧延装置において、該作業ロールの作業側と駆動側のロールチョックに作用する圧延方向の力を測定する該作業ロールチョックの圧延方向入側と出側の双方に配置した荷重検出装置と、該荷重検出装置による測定値に基づいて該作業ロールチョックに作用する圧延方向力の作業側と駆動側の差異を演算する差異演算装置と、該演算値に基づいて前記圧延機の圧下位置の左右非対称成分制御量を演算する制御量演算装置と、圧下位置の左右非対称成分制御量と圧下位置設定値とを比較して圧下位置設定補正値を演算する補正値演算装置と、前記圧延機の変形特性および該圧下位置設定補正値に基づいて圧延開始時の圧下位置設定並びに該圧下位置の左右非対称成分制御量の演算値に基づいて圧延実行中の前記圧延機の圧下位置制御を行う圧下位置設定制御装置と、を備えたことを特徴とする、金属板材の圧延装置。   In a rolling apparatus including a rolling mill of a metal sheet material having at least a work roll and a reinforcing roll, the work roll chock for measuring the rolling direction force acting on the work side and the drive side roll chock of the work roll, A load detecting device arranged on both the output side, a difference calculating device for calculating a difference between a working side and a driving side of a rolling direction force acting on the work roll chock based on a measurement value by the load detecting device, and the calculated value A control amount calculation device that calculates a left-right asymmetric component control amount of the rolling position of the rolling mill based on the above, and calculates a reduction position setting correction value by comparing the left-right asymmetric component control amount of the rolling position with the reduction position setting value Based on the correction value calculation device, the deformation characteristics of the rolling mill, and the rolling position setting correction value, the rolling position setting at the start of rolling and the left-right asymmetric component control amount of the rolling position Characterized in that and a pressing position setting control device for performing the rolling position control of the rolling mill during rolling performed based on the calculated value, the rolling apparatus of the metal sheet. 該補強ロールの作業側と駆動側の圧下支点位置におけるキスロール締め込みのできる圧下装置と、該支点位置における圧下方向に作用する補強ロール反力を測定する補強ロール反力検出装置と、該補強ロール反力検出装置による測定値に基づいて該圧延機の変形特性を演算する変形特性演算装置を備えたことを特徴とする、請求項３に記載の金属板材の圧延装置。
A reduction device capable of tightening a kiss roll at the work-side and driving-side fulcrum positions of the reinforcement roll, a reinforcement roll reaction force detecting device for measuring a reinforcement roll reaction force acting in the reduction direction at the fulcrum position, and the reinforcement roll The rolling apparatus for a metal sheet according to claim 3, further comprising a deformation characteristic calculation device that calculates a deformation characteristic of the rolling mill based on a measurement value obtained by a reaction force detection device.
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