JP2012045616A

JP2012045616A - 圧延機の板厚制御方法

Info

Publication number: JP2012045616A
Application number: JP2010192782A
Authority: JP
Inventors: Kenshi Fujimoto; 健資藤本; Naoto Hirata; 直人平田; Akira Nagao; 亮長尾; Yasushi Nanbu; 康司南部
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2030-08-30
Also published as: JP5565214B2

Abstract

【課題】ゲージメータ式を用いて板厚制御を行うにあたり、圧延荷重に依存する誤差を推定して高精度な板厚制御を可能とする圧延機の板厚制御方法を提供する。
【解決手段】圧延材のラストパス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出されたラストパス後の推定板厚とのラストパス板厚誤差及びラストパス以前の途中パス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出された途中パス後の推定板厚との途中パス板厚誤差を算出し、ラストパス板厚誤差及び途中パス板厚誤差の板厚誤差差分値とラストパス及び途中パスの圧延荷重の圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差を推定する。具体的には、複数の圧延材について板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とを求め、それらから単位圧延荷重あたりのミル伸び量の計算誤差の修正係数を算出し、その修正係数と次回以降の圧延荷重との積値をゲージメータ式に加算して次回以降の圧延時に適用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄鋼の圧延プロセス等に適用して好適な圧延機の板厚制御方法に関するものである。

鋼板圧延において圧延後の板厚を目標とする板厚とするには、圧延前のロールギャップを精度よく見積もる必要がある。このロールギャップを求めるときには、一般に下記（１）式で表れるゲージメータ式を用いている。
Ｈ＝Ｓ＋Ｆ／Ｍ＋Ｋ ……… (1)
ここで、Ｈ：ゲージメータ厚（推定板厚）、Ｓ：圧延前のロールギャップ、Ｆ：圧延荷重、Ｍ：ミル常数、Ｋ：ロールギャップオフセット量である。ミル常数Ｍは圧延機（ミル）の剛性の大きさを表しており、圧延荷重Ｆをミル常数Ｍで除したＦ／Ｍは、圧延荷重Ｆによるミル伸び量である。また、ロールギャップオフセット量は、熱や摩耗等による誤差である。圧延後の板厚を目標とする板厚に近づけるためには、ミル常数Ｍとロールギャップオフセット量Ｋを精度よく把握する必要がある。

ミル常数Ｍは、圧延機のワークロールをキスロールさせてロールギャップと圧延荷重の関係を示すストレッチカーブを測定することにより把握することができるが、実際の圧延においては圧延条件（圧延荷重、板幅、板クラウン、ワークロール径、ワークロールクラウンなど）によりミル常数Ｍは変化するため、そのときの圧延条件を元にミル常数Ｍを計算している。

ミル常数Ｍは様々な要因によって変動し、板厚精度の外乱となるため、従来から同一圧延材のパス間、並びに圧延終了時に圧延材間の板厚実測を行い、それらの板厚実測値とゲージメータ厚Ｈとの差をオフセット量としてゲージメータ式を修正することで板厚精度を向上しようとしてきた。しかしながら、この方法では、オフセット量取得時と圧延時とで圧延条件が異なるために、ミル常数Ｍの計算精度の向上は十分でない。

これに対し、下記特許文献１には、圧延中に圧延荷重Ｆｉと圧延中のロールギャップＳｉを圧延材の長さ方向に複数測定すると共に、圧延後に板厚計で同一複数点位置の板厚ｈｉを測定し、測定された圧延荷重Ｆｉ、ロールギャップＳｉ、板厚ｈｉからミル常数Ｍとロールギャップオフセット量Ｋを算出する方法が記載されている。また、下記特許文献２には、前記特許文献１と同様に、圧延材の長手方向の複数点で圧延荷重Ｆｉ、ロールギャップＳｉ、板厚ｈｉを測定し、それらに基づいてミル常数Ｍとロールギャップオフセット量Ｋを算出し、更に測定時の圧延条件と次圧延材の圧延条件との差を考慮してミル常数Ｍとロールギャップオフセット量Ｋを修正し、修正したミル常数Ｍとロールギャップオフセット量Ｋを次圧延時の板厚制御に適用することにより板厚精度を向上することが記載されている。

特許第２５３８９４２号公報特開平８−１５５５１５号公報

しかしながら、ゲージロール厚Ｈと板厚実測値の差には、圧延荷重に依存する誤差が残存しており、前記特許文献に記載される方法でも、この誤差を修正して高精度な板厚制御を行うことができないという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、圧延荷重に依存する誤差を推定して高精度な板厚制御を可能とする圧延機の板厚制御方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の圧延機の板厚制御方法は、ゲージメータ式を用いて板厚制御を行う圧延機の板厚制御方法であって、圧延材のラストパス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出されたラストパス後の推定板厚とのラストパス板厚誤差及びラストパス以前の途中パス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出された前記途中パス後の推定板厚との途中パス板厚誤差を算出し、ラストパス板厚誤差及び途中パス板厚誤差の板厚誤差差分値とラストパス及び前記途中パスの圧延荷重の圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差を推定し、当該計算誤差を用いてゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することを特徴とするものである。

また、複数の圧延材について前記板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とを求め、それら複数の板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差の修正係数を算出し、そのミル伸び量の計算誤差の修正係数と次回以降の圧延荷重とからゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することを特徴とするものである。

而して、本発明の圧延機の板厚制御方法によれば、ゲージメータ式を用いて板厚制御を行うにあたり、圧延材のラストパス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出されたラストパス後の推定板厚とのラストパス板厚誤差及びラストパス以前の途中パス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出された途中パス後の推定板厚との途中パス板厚誤差を算出し、ラストパス板厚誤差及び途中パス板厚誤差の板厚誤差差分値とラストパス及び途中パスの圧延荷重の圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差を推定し、当該計算誤差を用いてゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することとしたため、圧延荷重に依存するミル伸び量の計算誤差を推定して高精度な板厚制御を行うことができる。

また、複数の圧延材について板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とを求め、それら複数の板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差の修正係数を算出し、そのミル伸び量の計算誤差の修正係数と次回以降の圧延荷重とからゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することとしたため、次回以降の圧延時の圧延荷重に依存するミル伸び量の計算誤差を正確に推定してより一層高精度な板厚制御を行うことができる。

本発明の圧延機の板厚制御方法を適用した圧延設備の一実施形態を示す概略構成図である。圧延荷重に応じたミル伸び量の計算誤差の説明図である。ミル伸び量の計算誤差から修正係数を算出する説明図である。ミル伸び量の計算誤差を用いてゲージメータ式を修正したゲージメータ厚誤差の実施例と従来例の説明図である。

次に、本発明の圧延機の板厚制御方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の圧延機の板厚制御方法を適用した圧延設備の概略構成図である。この圧延設備は、圧延材１０を繰り返し圧延することができる可逆式圧延機１からなる。この可逆式圧延機１は、上下のワークロール２と上下のバックアップロール３を備える。上下のワークロール２間の開度量は開度変更機構４によって調整可能であり、ワークロール２間の開度量を開度変更機構４によって調整することで、圧下量、つまり所定の圧下率に設定することができる。開度変更機構４は、コントローラ５からの開度指令によって、各パスでの開度を設定変更する。圧延時の圧延加重はロードセル６によって検出され、その検出値がコントローラ５に出力される。

本実施形態の圧延設備の例では、図の左側から圧延材１０が搬送されてきて、可逆式圧延機１によって、図の左側から右側へ、右側から左側へと、決められたパス数だけ圧延処理が行われる。目標板厚とする圧延が終了すると、圧延後の圧延材１０が、図の右側に設けられた図示しない後工程に搬送される。
可逆式圧延機１の１パス目の出側（図１の右側）には、圧延材１０の板厚を実測する板厚計７が設けられており、この板厚計７で実測された圧延材１０の板厚はコントローラ５で読込まれ、後述するようにしてミル伸び量の計算誤差を推定し、その計算誤差から修正係数を算出し、次回以降の圧延時の圧延荷重と修正係数からゲージメータ式を修正し、修正されたゲージメータ式を用いて次回以降の圧延時の板厚制御を行う。なお、ミル伸び量の計算誤差から修正係数を算出するためには、複数の圧延材に対してラストパスの出側及び途中パスの出側で板厚の実測を行う必要がある。板厚計７は、可逆式圧延機１の１パス目の出側（図１の右側）だけでなく、１パス目の入側（図１の左側）に設置することもできる。これにより、図１の右側から左側への圧延パスの出側での板厚の実測を行うことができる。

途中パス出側の実測板厚並びに途中パス後の推定板厚（ゲージメータ厚）と、ラストパス出側の実測板厚並びにラストパス後の推定板厚（ゲージメータ厚）と、圧延荷重との関係は図２のように表れる。ラストパスの圧延荷重は小さく、熱、摩耗等による誤差（ロールギャップオフセット量に相当）は、パスが違っていても同等又はほぼ同等であると考えられるので、ラストパスの実測板厚と推定板厚とのラストパス板厚誤差を、途中パスの実測板厚と推定板厚との途中パス板厚誤差から減じれば、途中パスにおける圧延荷重によるミル伸び量の計算誤差（図ではミル伸び誤差）が得られる。

この圧延荷重によるミル伸び量の計算誤差を複数の圧延材から複数求め、それらをラストパスの圧延荷重と途中パスの圧延荷重の圧延荷重差に応じてプロットすると、図３に示すように、圧延荷重差に依存するミル伸び量の計算誤差（図ではミル伸び誤差）の相関が得られる。この相関は、リニアな特性があるので、例えば最小自乗法などによって傾きαを求めれば、単位圧延荷重あたりのミル伸び量の計算誤差が得られる。この単位荷重あたりのミル伸び量の計算誤差αをミル伸び量の計算誤差の修正係数αとする。このミル伸び量の計算誤差の修正係数αは、操業中の圧延ライン毎にほぼ一定であると考えられる。

ミル伸び量は、前述のように、ゲージメータ式中のＦ／Ｍによってゲージメータ厚Ｈの中に織り込まれているはずである。しかしながら、実際の操業では、前述したキスロールによるストレッチカーブには表れない計算誤差が発生する。このミル伸び量の計算誤差は、前記修正係数αに次回以降の圧延時の圧延荷重Ｆを乗じることで、次回以降の圧延時の推定板厚、即ちゲージメータ厚Ｈを修正することが可能となるので、前記ゲージメータ式に修正係数αと圧延荷重Ｆの積値を加算して修正された推定板厚、即ちゲージメータ厚Ｈが得られる。つまり、修正されたゲージメータ厚Ｈは、下記２式で表れる。この修正されたゲージメータ厚Ｈが各パスの出側板厚の目標値になるように各パスのロールギャップＳを設定すれば、実測板厚を推定板厚に近づけることが可能となる。なお、下記（２）式の圧延荷重Ｆの項をまとめるとＦ（（１／Ｍ）＋α）となることから、前記修正係数αはミル常数Ｍを修正するものであるとも言える。
Ｈ＝Ｓ＋Ｆ／Ｍ＋Ｋ＋αＦ ……… (2)

図４は、前記ミル伸び量の計算誤差の修正を行った実施例のゲージメータ厚の誤差と、修正を行わない従来例のゲージメータ厚の誤差を示したものである。プロットは、例えば圧延荷重４０００Ｔ以下、４０００Ｔ超５０００Ｔ以下、５０００Ｔ超６０００Ｔ以下、６０００Ｔ超という圧延荷重区分を示す。同図から明らかなように、ミル伸び量の計算誤差の修正を行った実施例は、修正を行わない従来例よりも全体的にゲージメータ厚の誤差が小さい。また、特に、高圧延荷重区分でのゲージメータ厚の誤差を抑制できている。これは、前述したミル伸び量の計算誤差が圧延荷重に依存していることから、圧延荷重の大きい領域で有効にゲージメータ厚を修正できていることを意味する。

このように本実施形態の圧延機の板厚制御方法では、ゲージメータ式を用いて板厚制御を行うにあたり、圧延材のラストパス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出されたラストパス後の推定板厚とのラストパス板厚誤差及びラストパス以前の途中パス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出された途中パス後の推定板厚との途中パス板厚誤差を算出し、ラストパス板厚誤差及び途中パス板厚誤差の板厚誤差差分値とラストパス及び途中パスの圧延荷重の圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差を推定し、当該計算誤差を用いてゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することにより、圧延荷重に依存するミル伸び量の計算誤差を推定して高精度な板厚制御を行うことができる。

また、複数の圧延材について板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とを求め、それら複数の板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差の修正係数を算出し、そのミル伸び量の計算誤差の修正係数と次回以降の圧延荷重とからゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することにより、次回以降の圧延時の圧延荷重に依存するミル伸び量の計算誤差を正確に推定してより一層高精度な板厚制御を行うことができる。

１は可逆式圧延機、２はワークロール、３はバックアップロール、４は開度変更機構、５はコントローラ、６はロードセル、７は板厚計、１０は圧延材

Claims

ゲージメータ式を用いて板厚制御を行う圧延機の板厚制御方法であって、圧延材のラストパス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出されたラストパス後の推定板厚とのラストパス板厚誤差及びラストパス以前の途中パス出側で実測された実測板厚とゲージメータ式から算出された前記途中パス後の推定板厚との途中パス板厚誤差を算出し、ラストパス板厚誤差及び途中パス板厚誤差の板厚誤差差分値とラストパス及び前記途中パスの圧延荷重の圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差を推定し、当該計算誤差を用いてゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することを特徴とする圧延機の板厚制御方法。
複数の圧延材について前記板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とを求め、それら複数の板厚誤差差分値と圧延荷重差分値とからミル伸び量の計算誤差の修正係数を算出し、そのミル伸び量の計算誤差の修正係数と次回以降の圧延荷重とからゲージメータ式を修正して次回以降の圧延時に適用することを特徴とする請求項１に記載の圧延機の板厚制御方法。