JP2006281239A - 連続式圧延機の圧下配分制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板厚ハンチングの問題を生じさせること無く、各ロールスタンドの圧下配分を最適に修正することが可能である連続式圧延機の圧下配分制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】複数のロールスタンドを備えた連続式圧延機により自動板厚制御を行うに際し、同一圧延材圧延中の圧延条件が変化したタイミングで圧延実績データを取り込み、該圧延実績データによりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算結果に基づいて各ロールスタンドの目標板厚を修正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のロールスタンドを配した連続式圧延機の各ロールスタンドにおける圧下配分を、同一圧延材圧延中にダイナミックに変更する連続式圧延機の圧下配分制御方法に関するものである。

複数のロールスタンドを配した連続式熱間圧延機においては、所望の板厚・プロフィール・形状を得るために適切な各ロールスタンドへの圧下配分を決定する必要があり、セットアップ計算により各ロールスタンドの目標板厚の初期値を決定している。図４は、セットアップ計算例の概要を説明する図である。圧延機入り側の温度（FET実績）、圧延命令（バー厚、仕上厚、FDT目標、クラウン、圧延速度など）、および圧延条件パラメータ（圧下配分初期値、冷却パターン、各スタンド目標急峻度など）を入力として仕上設定条件を収束計算させて求めるものである。設定計算結果としては、各スタンド出側板厚（圧下配分）、各スタンド圧延温度、各スタンド圧延速度、ベンダ、シフト、クロス角設定などがある。

そして、初期値計算のセットアップ計算の後、板厚を目標とする寸法に精度良く効率的に圧延するため、自動板厚制御（Automatic Gauge Control；略称ＡＧＣ）が行われる。図５は、自動板厚制御（ＡＧＣ）の概要を説明する図である。一般の自動板厚制御は、圧延荷重から算出した計算板厚（ゲージメータ板厚）を一定にするように圧下を操作する「単スタンドでのＡＧＣ」と、仕上出側板厚計の実績から板厚誤差を各スタンドに割り振りフィードバック（目標板厚の修正）する「モニタＡＧＣ」との組合せで、板厚の制御を
行っている。

しかし、板厚のセットアップ誤差やスキッドマーク、加速圧延による圧延温度上昇による板厚変動が発生するため、これを吸収するようにAGC（自動板厚制御）が動作すると、結果的に各ロールスタンドにおける圧下配分がバー内で変動してしまうという問題がある。圧下配分が変動すると所望のプロフィール・形状が得られないだけでなく、絞り等の通板不良を招くこともある。

これに対処するため、例えば特許文献１に開示された技術がある。圧延中の各ロールスタンドの圧下配分をダイナミックに修正する方法であり、図６に示すようにロールスタンドの隣合う二つのうち、圧延方向上流側の圧延荷重Ｐ_i と同下流側の圧延荷重Ｐ_i+1 との比Ｐ_i ／Ｐ_i+1 が、目標荷重の比Ｐ_io ／Ｐ_(i+1)o となるように圧延方向上流側のロールスタンドの目標板厚を補正する（略称：荷重比一定AGC）というものである。
特開平８−１７４０２５号公報

特許文献１に開示された技術（荷重比一定AGC）は、サーマルランダウンのような長周期の外乱に対しては有効に機能する。しかしながら、スキッドマークのような短周期の外乱に対して荷重比一定AGCを高応答で機能させようとすると、上記自動板厚制御と相互干渉し、板厚ハンチング等の問題を引き起こすという問題がある。そのため、荷重比一定AGCの制御ゲインを下げて操業せざるをえず、本来の十分な制御効果を得ることができないでいる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、板厚ハンチングの問題を生じさせること無く、各ロールスタンドの圧下配分を最適に修正することが可能である連続式圧延機の圧下配分制御方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、複数のロールスタンドを備えた連続式圧延機により自動板厚制御を行うに際し、同一圧延材圧延中の圧延条件が変化したタイミングで圧延実績データを取り込み、該圧延実績データによりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算結果に基づいて各ロールスタンドの目標板厚を修正することを特徴とする連続式圧延機の圧下配分制御方法である。

また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の連続式圧延機の圧下配分制御方法において、前記目標板厚の修正に際しては、前記セットアップ計算結果による目標板厚修正量を所定の期間を設けてランプ状に徐々に加算することを特徴とする連続式圧延機の圧下配分制御方法である。

本発明によれば、同一圧延材圧延中の圧延条件が変化したタイミングで圧延実績データを取り込み、圧延実績データによりセットアップ計算を行うようにしたので、板厚ハンチングの問題を生じさせること無く、各ロールスタンドの圧下配分を最適に修正することが可能である。また、セットアップ計算結果による目標板厚修正量を直ちに加算するのではなく、所定の期間を設けてランプ状に徐々に加算するようにしたので、急激な圧下位置修正による速度バランスの乱れ、圧延形状の破綻を回避できる。

図１〜図３を用いて、本発明の詳細説明を行う。先ず、図２は、圧延中のバー内の変動の一例として、圧延荷重（F1,F6,F7）およびF7ミル速度の変化を示した図である。圧延期間中のF7ミル速度は、圧延開始後２段で速度が上昇する加速領域を経て、一定速度になり圧延終盤で減速するという台形形状をとる。セットアップ計算で、所望の板厚・クラウン・形状を得るための圧下配分設定した後、後段のロールスタンドの圧延荷重（F6,F7）は、加速圧延による出口バーの温度上昇により圧延荷重が低下する、そして定速領域に入ってからは、サーマルランダウンによる入り口バー温度の低下により、圧延荷重はなだらかに増加する。

本発明では、バー内の圧延条件が変化したタイミングで温度、圧延荷重等の実績を取り込み、再度セットアップ計算を行うことで、各ロールスタンドの荷重配分を再設定する。図２では、ミル加速完了後のタイミングでセットアップ再起動している。セットアップ計算としては、先に図４を用いて説明した方法を用い、バー内の圧延条件が変化したタイミングで温度、圧延荷重等の実績値を取り込むという点が異なる。

図３は、本発明に係る圧下配分制御方法を説明する図である。図５で示したモニタAGCによる目標板厚修正量ΔＨ1〜ΔＨ６にさらに目標板厚修正量Δｈ1〜Δｈ６を加算するという目標板厚修正という形をとる。この形は、図６で示した荷重比一定AGCと同じであるが、目標板厚修正量Δｈ1〜Δｈ６を再セットアップ計算で求める点が異なっている。

図１は、本発明による目標板厚の時間変化を模式的に示した図である。F6スタンドの目標板厚の推移を示す例であり、セットアップ計算から再セットアップ計算までは、モニタAGCによる目標板厚修正量ΔＨ６だけセットアップ計算での目標板厚から修正されている。再セットアップ計算後は、ただちに再セットアップ計算で算出した目標板厚修正量Δｈ６を加算（図では、Δｈ６が負であり減算となっている）するのでなく、移行期間をとり定められたレートでランプ状に目標板厚修正Δｈ6を加算している。これは、急激な圧下位置修正による速度バランスの乱れ、圧延形状の破綻を回避するようにするためである。

以上説明した本発明によれば、荷重比一定AGCのような板厚ハンチングの問題を生じさせること無く、各ロールスタンドの圧下配分を最適に修正することが可能である。

本発明は熱延ミルで圧延するすべての材料に適用可能であるが、特に薄物材、広幅材等の難圧延材の圧延に効果を発揮する。難圧延材では、圧延でのプロフィール・形状不良（耳伸び・腹伸び）による歩留ロスが、従来の制御方法と比べて３０％少なくなった。さらに、バー内荷重変動に起因する圧延トラブル（例えば絞り、板切れ、ちぎれ等）の発生頻度も、３０％程度削減できた。

本発明による目標板厚の時間変化を模式的に示した図である。 圧延中のバー内の変動の一例を示した図である。 本発明に係る圧下配分制御方法を説明する図である。 セットアップ計算例の概要を説明する図である。 自動板厚制御（ＡＧＣ）の概要を説明する図である。 特許文献１に開示された技術（荷重比一定AGC）の概要を説明する図である。

Claims (2)

1. 複数のロールスタンドを備えた連続式圧延機により自動板厚制御を行うに際し、
   同一圧延材圧延中の圧延条件が変化したタイミングで圧延実績データを取り込み、該圧延実績データによりセットアップ計算を行い、該セットアップ計算結果に基づいて各ロールスタンドの目標板厚を修正することを特徴とする連続式圧延機の圧下配分制御方法。
2. 請求項１に記載の連続式圧延機の圧下配分制御方法において、
   前記目標板厚の修正に際しては、前記セットアップ計算結果による目標板厚修正量を所定の期間を設けてランプ状に徐々に加算することを特徴とする連続式圧延機の圧下配分制御方法。