JP2007229764A

JP2007229764A - リバース圧延における蛇行制御方法

Info

Publication number: JP2007229764A
Application number: JP2006054522A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Fujii; 康之藤井; Yasushi Maeda; 恭志前田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP4712580B2

Abstract

【課題】板材の蛇行量測定を必要とせずに、圧延機入側での板材の作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力の差を用いて簡便に蛇行を制御することができるリバースミルにおける蛇行制御方法を提供することである。
【解決手段】一方のリールＡから板材２を巻き解いて、他方のリールＢで巻き取りながら圧延機１で板材を一方向に圧延してリールＢに巻き取り後、リールＢから板材を巻き解いてリールＡで巻き取りながら圧延機１で板材２を逆方向に圧延してリールＡに巻き取る工程を繰り返すリバース圧延で、圧延機１入側の板材２の、板幅端縁部を除いた作業側（ＷＳ）張力Ｓｗと駆動側（ＤＳ）張力Ｓｄの張力差ΔＳから求めた板材２の圧延機１入側での蛇行量Ｚに基づいて通板中または次パス開始前にレベリング量を調整するようにしたのである。入側張力差ΔＳに基づくことにより、より精度よい蛇行制御が可能となる。
【選択図】図３

Description

この発明は、リバース圧延機から出た金属板材の蛇行を、圧延機入側の金属板材の張力に基づいて制御するリバース圧延における蛇行制御方法に関する。

板材の圧延過程で、圧延機から出た板材の進行方向が横方向にずれる蛇行現象は、通板トラブルを引き起こして圧延の続行が不可能になり、また、板材を分割して圧延長さを制限した圧延を余儀なくされるなど、圧延歩留を低下させる大きな原因となっている。この蛇行現象の制御方法としては、従来から多く知られている。例えば、特許文献１では、２台以上のタンデム圧延機間に、板材の張力測定用ロールと、この張力測定用ロールに板材から作用するロール軸方向の力の検出が可能な測定装置と、幅方向通板位置測定装置を配置し、前記張力測定用ロールの位置における板材の幅方向通板位置（オフセンター量）を検出し、この検出位置と、張力測定用ロールの位置で板材に作用している作業側（ＷＳ）張力および駆動側（ＤＳ）張力と、張力測定用ロールに負荷されるロール軸方向の力の検出値とから、板材に作用している作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力の差を演算し、この張力差と前記ロール軸方向の力が予め定めた許容範囲に入るようにレベリング制御を行なう蛇行制御方法が開示されている。また、特許文献２では、タンデム圧延機の出側に設けた張力測定手段により、板材の作業側（ＷＳ）張力および駆動側（ＤＳ）張力を検出してその張力差を算出し、この張力差が所定範囲から外れる場合に、所定範囲内になるようにレベリング制御を行ない、かつ、タンデム圧延機の入側に設けた蛇行量検出用の板材位置検出器と蛇行修正ロールを用いて、前記蛇行量が所定範囲内になるように蛇行修正ロールを制御する蛇行制御方法が開示されている。また、特許文献２では、タンデム圧延機の出側に設けた張力測定手段により、板材の作業側（ＷＳ）張力および駆動側（ＤＳ）張力を検出してその張力差を算出し、この張力差が所定範囲から外れる場合に、所定範囲内になるようにレベリング制御を行ない、かつ、タンデム圧延機の入側に設けた蛇行量検出用の板材位置検出器と蛇行修正ロールを用いて、前記蛇行量が所定範囲内になるように前記蛇行修正ロールを制御する蛇行制御方法が開示されている。
特開平１０−３４２２０号公報特開２００４−２４３３７６号公報

しかし、特許文献１に開示された蛇行制御方法では、張力測定用ロールのほかに、蛇行量（板材がミルセンターから幅方向にずれるオフセンター量）を検出するための幅方向通板位置測定装置や張力測定用ロールに負荷されるロール軸方向の力の測定装置の配置を必要として装置コストが嵩み、また、蛇行制御が煩雑である。また、特許文献２に開示された蛇行制御方法は、圧延機出側の板材張力を用いた一般的な蛇行制御に属するが、タンデム圧延機の入側に蛇行量検出用の板材位置検出器と蛇行修正ロールを必要とし、特許文献１の場合と同様に、装置コストが嵩むなどの問題がある。

そこで、この発明の課題は、板材の蛇行量測定を必要とせずに、圧延機入側での板材の作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力の差を用いて簡便に蛇行を制御することができるリバースミルにおける蛇行制御方法を提供することである。

前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。

即ち、請求項１に係るリバース圧延における蛇行制御方法は、圧延機の両側にリールを配置し、一方のリールＡから板材を巻き解いて、他方のリールＢで巻き取りながら圧延機で板材を一方向に圧延してリールＢに巻き取り後、このリールＢから板材を巻き解いてリールＡで巻き取りながら圧延機で被圧延材を逆方向に圧延してリールＡに巻き取る工程を繰り返すリバース圧延における板材の蛇行制御方法であって、前記圧延機入側の板材の、板幅端縁部を除いた作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力を測定し、この作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力の張力差から板材の圧延機入側での蛇行量を求め、この圧延機入側での蛇行量に基づいて通板中または次パス開始前にレベリング量を調整することを特徴とする。

前記蛇行の発生原因は、板材の作業側（ＷＳ）と駆動側（ＤＳ）との非対称性や板材中心と圧延機中心のずれ（オフセンター）などに起因している。一般に、前記リバース圧延では、巻き解し側、巻き取り側ともに板材に張力が付与されて圧延されるため、作業側（ＷＳ）と駆動側（ＤＳ）との張力差に基づいて蛇行を制御することは妥当である。本発明者らは、図１（ａ）に示すように、リバース圧延の実機データ（圧延条件：板材材質（軟鋼）、板幅（１１００ｍｍ）、入側板厚（５．０ｍｍ）、出側板厚（３．０〜０．１ｍｍ）、圧延速度（最大１４００ｍ／分）、ワークロール径（４４０ｍｍ））を解析し、板材の作業側（ＷＳ）と駆動側（ＤＳ）との張力差ΔＳ（板幅方向の平均値）とその蛇行量との関係を調査したところ、板材の圧延機入側の張力差ΔＳと入側の蛇行量Ｚは、圧延機出側の張力差ΔＳと出側の蛇行量Ｚ１よりも高い相関があることを見出し、この入側での張力差に基づいて入側の蛇行量Ｚを求めて通板中または次パス、すなわちリバース（逆）パス開始前に圧下レベリング量を調整するようにした。それにより、出側での張力差に基づいて出側の蛇行量を求めて圧下レベリング量を調整するよりも、より精度よく蛇行を制御することができ、また、通板中にレベリング制御を行なう場合には、蛇行制御のタイミングが早くなってより迅速に蛇行修正を行なうことができる。さらに、予め、入側張力差ΔＳと圧延機入側の蛇行量Ｚとの関係を求めているため、圧下レベリング量をオンラインで簡便に算出することができる。なお、図１（ａ）で、縦軸の蛇行量Ｚは、図１（ｂ）に示すように、駆動側（ＤＳ）へ蛇行した場合をマイナス（−）符号で表示しており、横軸の張力差ΔＳは、作業側張力Ｓｗと駆動側張力Ｓｄとの差（ΔＳ＝Ｓｗ−Ｓｄ）である（以下の各図においても同様である）。また、前記圧下レベリング量とは、作業側（ＷＳ）または駆動側（ＤＳ）の圧下量の修正量、すなわちロール隙の調整量のことである。図１（ｂ）に模式的に示したように、また、図２に、図１（ａ）の場合と同様の圧延条件での、圧延機入側蛇行量Ｚと出側蛇行量Ｚ１との関係の一例を示すように、一般に、圧延機の入側蛇行量Ｚと出側蛇行量Ｚ１は比例するため、入側の張力差ΔＳに基づいてレベリング量調整により入側の蛇行量を制御することは、実質的に圧延機出側の蛇行量を制御することになり、板材の通板過程で有効な蛇行制御を行なうことができる。

請求項２に係るリバース圧延における蛇行制御方法は、前記板材の作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力が、それぞれ板幅端から板材の中心方向に板幅（Ｗ）の１／１０〜１／３内側に入った範囲の位置での張力であることを特徴とする。

前記作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力は、板材の幅（Ｗ）の１／１０よりも板端部側では、耳波形状等の形状不良要因により、蛇行を制御するための重要パラメータである作業側（ＷＳ）張力および駆動側（ＤＳ）張力の適正値が得られない。また、板材の幅（Ｗ）の１／３よりも板材の中心側になると、作業側（ＷＳ）張力および駆動側（ＤＳ）張力の張力差が小さくなって、この小さい張力差に基づくと圧下レベリング調整に誤差を生じやすく、蛇行量を適正に制御することが難しくなる。

この発明では、リバース圧延において発生する板材の蛇行には、板材の作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力の圧延機入側での張力差ΔＳと入側蛇行量が、圧延機出側での張力差ΔＳと出側蛇行量よりもより強く相関していることを見出し、この入側での張力差に基づき、予め求めた入側での張力差と圧延機出側の蛇行量との関係を用いて圧下レベリング量を調整するようにした。それによって、圧延機出側での張力差に基づくよりも、より精度よく、また、通板中にレベリング制御を行なう場合には、蛇行制御のタイミングも早くなり、オンラインでの蛇行量の測定を必要とせずに圧下レベリング量を簡便に算出することができるため、より迅速に蛇行修正を行なうことができる。そして、蛇行による通板トラブルを未然に回避することが可能であり、圧延歩留および圧延能率の向上などの利点がもたらされる。

以下に、この発明の実施形態を、添付の図３から図８に基づいて説明する。

図３は、リバース圧延機の一例を示したものである。圧延機１の両側にリールＡおよびリールＢが配置され、一方のリールＡから板材（被圧延材）２を巻き解し、他方のリールＢで板材２を巻き取りながら、一例として６段の圧延機１で、板材２が一方向に圧延される。板材２をリールＢで巻き取り後、このリールＢから板材２を巻き解して、リールＡで巻き取りながら圧延機１で板材を逆方向に圧延してリールＡに巻き取られ、これらの正逆方向の圧延工程が繰り返される。この実施形態では、圧延機１は、板材２を直接圧下するワークロール１ａ、１ｂと、このワークロール１ａ、１ｂを支持する中間ロール１ｃ、１ｄおよびバックアップロール１ｅ、１ｆからなる６段式圧延機である。圧延機１のリールＡ側およびリールＢ側の、作業側（ＷＳ）および駆動側（ＤＳ）には、図４に板材２を示すように、板材２の板端から、板幅方向に数十点分の、板材２に作用する張力を測定する装置３ａ〜３ｄがそれぞれ配置されている。そして、これらの張力測定器３ａ〜３ｄで測定した板材２の板幅方向の張力が、演算器（図示省略）に取り込まれ、作業側（ＷＳ）張力Ｓｗおよび駆動側（ＤＳ）張力Ｓｄの張力差ΔＳが算出されるようになっている。図５は、板材２の板端から、その中心方向に、距離ｄｗ内側に入った位置（ｄｗ＝１／４×Ｗ、Ｗ：板幅、図４参照）での、作業側張力Ｓｗと駆動側張力Ｓｄとの張力差ΔＳと蛇行量Ｚとの関係を示したものである（圧延条件：図１の場合と同様）。図５から、作業側張力Ｓｗと駆動側張力Ｓｄとの張力差ΔＳと蛇行量Ｚとの関係が線形で表されるとして、蛇行量Ｚ＝ａ×ΔＳ＋ｂ（図５の場合、係数ａ＝-1.54、Ｂ＝-15.79）により、前記張力差ΔＳから圧延機１の入側の蛇行量Ｚを推定することができる。なお、図５で、入側張力差ΔＳがゼロのときでも蛇行量Ｚが−１５ｍｍ程度とゼロとならないのは、素材に存在するウェッジ量（板幅方向の板厚差）やロール隙設定誤差などの設備的要因によるものである。

図６は、実機圧延データ（圧延条件：図１の場合に同じ）からウェッジ量Δｈｗと蛇行量Ｚとの関係を示したもので、前記ウェッジ量Δｈｗは、図７に示すように、板の作業側（ＷＳ）端部と駆動側（ＤＳ）端部の板厚差（Δｈｗ＝ｈws−ｈds）を表す。図６から、ウェッジ量Δｈｗと蛇行量Ｚの関係は一定の傾向を示し、蛇行量Ｚ＝Ｆ（Δｈｗ）＝ｃ×（Δｈｗ）^２＋ｄ×Δｈｗ＋ｅ（図６の場合、係数ｃ＝0.027、係数ｄ＝2.1、定数ｅ＝24.8）の２次曲線で予め求めておくことができる。上記の関係式により、蛇行量Ｚからウェッジ量Δｈｗを算出し、板材２の蛇行の方向に応じて、作業側（ＷＳ）または駆動側（ＤＳ）のロール隙を、ウェッジ量Δｈｗに相当する量（圧下レベリング量）だけ圧下してレベリング制御を行なうことができる。なお、図６でウェッジ量Δｈｗ（WE25）の符号がプラス（＋）の場合には、作業側（ＷＳ）のロール隙を、マイナス（−）の場合には駆動側（ＤＳ）のロール隙をそれぞれ圧下調整するレベリング制御を行なう。

図８に実施形態の蛇行制御の流れを示す。例えば、板材２がリールＡから巻き解され、リールＢに巻き取られながら圧延されている場合、圧延機１の入側となる張力測定装置３ａおよび３ｂで、板材２の板端から、その中心部に向かって板幅Ｗの（１／１０〜１／３）Ｗの範囲の、好ましくは１／４Ｗの位置での板材２の入側作業側（ＷＳ）張力Ｓｗおよび駆動側（ＤＳ）張力Ｓｄを測定する（Ｓ１０）。次に、測定した圧延機２入側の作業側張力Ｓｗと駆動側張力Ｓｄとの張力差ΔＳを算出する（Ｓ２０）。この張力差ΔＳから、予め求めておいた前記の関係式、圧延機１入側の蛇行量Ｚ＝ａ×ΔＳ＋ｂを用いて、圧延機１の入側で発生している蛇行量Ｚを求める（Ｓ３０）。この推定した蛇行量Ｚに応じて、予め求めておいた入側蛇行量Ｚとウェッジ量Δｈｗの関係式、蛇行量Ｚ＝ｃ×（Δｈｗ）^２＋ｄ×Δｈｗ＋ｅから、ウェッジ量Δｈｗ、すなわちレベリング制御量を算出する（Ｓ４０）。このレベリング制御量（Δｈｗ）に相当する作業側（ＷＳ）または駆動側（ＤＳ）のロール隙を直ちに圧下調整して、蛇行制御を行なう（Ｓ５０）。そして、一方向の圧延が終わると、圧延方向を逆転させてリバース圧延を行なう過程で、上記Ｓ１０〜Ｓ５０のステップを繰り返して蛇行制御を行なう。このようにして、リバース圧延過程で、交互に圧延機１の入側となる前記の張力装置３ａ〜３ｄにより測定した作業側張力Ｓｗと駆動側張力Ｓｄの入側張力差ΔＳに基づいて、圧延機１の入側で発生している板材の蛇行量Ｚを求めることができる。

（ａ）リバース圧延での板材の作業側および駆動側の張力差と蛇行量との関係を示す説明図である。（ｂ）板材の蛇行を模式的に示す説明図である。圧延機の入側蛇行量と出側蛇行量の関係の一例を示す説明図である。リバース圧延機の一例を示す説明図である。実施形態の板材の張力測定位置を模式的に示す説明図である。実施形態の張力測定位置での作業側および駆動側の張力差と蛇行量の関係を示す説明図である。実施形態のウェッジ量と蛇行量の関係を示す説明図である。レベリング制御方法を模式的に示す説明図である。蛇行制御の流れを示す説明図である。

符号の説明

１：圧延機１ａ、１ｂ：ワークロール１ｃ、１ｄ：中間ロール
１ｅ、１ｆ：バックアップロール２：板材３ａ〜３ｄ：張力測定装置
４：支持ロールＡ、Ｂ：リールＲＤ１、ＲＤ２：圧延方向

Claims

圧延機の両側にリールを配置し、一方のリールＡから板材を巻き解いて、他方のリールＢで巻き取りながら圧延機で板材を一方向に圧延してリールＢに巻き取り後、このリールＢから板材を巻き解いてリールＡで巻き取りながら圧延機で被圧延材を逆方向に圧延してリールＡに巻き取る工程を繰り返すリバース圧延における板材の蛇行制御方法であって、前記圧延機入側の板材の、板幅端縁部を除いた作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力を測定し、この作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力の張力差から板材の圧延機入側での蛇行量を求め、この圧延機入側での蛇行量に基づいて通板中または次パス開始前にレベリング量を調整することを特徴とするリバース圧延における板材の蛇行制御方法。
前記板材の作業側（ＷＳ）張力と駆動側（ＤＳ）張力が、それぞれ板幅端から板材の中心方向に板幅（Ｗ）の１／１０〜１／３内側に入った範囲の位置での張力であることを特徴とする請求項１に記載のリバース圧延における板材の蛇行制御方法。