JP2014117710A

JP2014117710A - タンデム圧延機の制御方法及び制御装置

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Publication number: JP2014117710A
Application number: JP2012272552A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Nagano; 哲志長野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-06-30
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: JP5786844B2

Abstract

【課題】オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御すること。
【解決手段】プロセスコンピュータ１１が、実績荷重が予測荷重に一致していないと判別された場合、実績荷重と予測荷重との差が所定範囲内に収まるように圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を補正すると共に、圧延スタンド間の荷重比と鋼板の目標板厚を設定する際に用いた圧延スタンド間の荷重比の設定値との差が所定範囲内に収まるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を補正する。これにより、オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の通板方向に並設された複数台の圧延スタンドを利用して鋼板を圧延するタンデム圧延機の制御方法及び制御装置に関する。

タンデム圧延機では、所望の板厚、プロフィール、及び形状を有する鋼板を製造するために、プロセスコンピュータが、圧延スタンド間の荷重比が設定値になるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を設定し、例えばOrowanの圧延理論式を用いて鋼板の目標板厚から各圧延スタンドの目標荷重及び先進率を算出する。そして、プロセスコンピュータは、ゲージメータ式やマスフロー一定則に基づいて目標荷重及び先進率から各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出し、制御装置が、プロセスコンピュータによって算出されたロール速度や圧下位置に従って各圧延スタンドの圧延動作を制御する。

特開２００８−１２６３０７号公報

このようなタンデム圧延機に鋼板を通板している際、目標荷重を算出する際に用いた圧延ロールの摩擦係数や鋼板の変形抵抗が実際の値とは異なることによって、圧延スタンドの実績荷重が目標荷重から大きく乖離した場合、先進率の実績値が算出値から乖離する。先進率の実績値が算出値から乖離すると、圧延スタンド間のマスフローのバランスが乱れることによって、鋼板の通板中にループや過剰張力等のトラブルが発生することがある。さらに、圧延スタンドの実績荷重が目標荷重から大きく乖離した場合、圧延スタンド間の荷重比が事前に最適化された設定値から乖離することによって、鋼板の幅方向の形状であるクラウン形状の制御精度が悪化する。

しかしながら、既存の技術には、鋼板の通板中に圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御する手段がない。このため、従来までは、オペレータが手動操作によって圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御する必要があり、オペレータにとって大きな負荷になっていた。なお、圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持するために、ルーパー設備等の張力制御系を利用してロール速度をフィードバック制御する方法が考えられる。しかしながら、この方法を用いたとしても圧延スタンド間の荷重比を一定に制御することはできない。このような背景から、オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御可能な技術の提供が期待されていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御可能なタンデム圧延機の制御方法及び制御装置を提供することにある。

本発明に係るタンデム圧延機の制御方法は、鋼板の通板方向に並設された複数台の圧延スタンドを利用して鋼板を圧延するタンデム圧延機の制御方法であって、圧延スタンド間の荷重比が設定値になるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を設定し、各圧延スタンドを構成する圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を用いて鋼板の目標板厚から各圧延スタンドの目標荷重及び先進率を算出し、該目標荷重及び先進率から各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する初期設定ステップと、前記初期設定ステップにおいて算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延する圧延制御ステップと、前記圧延制御ステップを実行している際、各圧延スタンドの圧延荷重を検出し、検出された圧延荷重が前記初期設定ステップにおいて算出された目標荷重に一致しているか否かを判別する判別ステップと、前記判別ステップにおいて圧延荷重が目標荷重に一致していないと判別された場合、該圧延荷重と目標荷重との差が所定範囲内に収まるように圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を補正すると共に、圧延スタンド間の荷重比と前記鋼板の目標板厚を設定する際に用いた圧延スタンド間の荷重比の設定値との差が所定範囲内に収まるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を補正する補正ステップと、前記補正ステップにおいて補正された圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値と各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚とを用いて各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する再設定ステップと、前記再設定ステップにおいて算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延するフィードバック圧延制御ステップと、を含む。

本発明に係るタンデム圧延機の制御方法は、上記発明において、前記補正ステップは、目標荷重が圧延荷重より大きい場合に圧延ロールの摩擦係数又は鋼板の変形抵抗の設定値を減少させるステップと、目標荷重が圧延荷重より小さい場合に圧延ロールの摩擦係数又は鋼板の変形抵抗の設定値を増加させるステップと、を含む。

本発明に係るタンデム圧延機の制御方法は、上記発明において、前記補正ステップは、荷重比が設定値より大きい圧延スタンドについては、該圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を減少又は該圧延スタンドの１つ上流側にある圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を増加させるステップと、荷重比が設定値より小さい圧延スタンドについては、該圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を増加又は該圧延スタンドの１つ上流側にある圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を減少させるステップと、を含む。

本発明に係るタンデム圧延機の制御装置は、鋼板の通板方向に並設された複数台の圧延スタンドを利用して鋼板を圧延するタンデム圧延機の制御装置であって、圧延スタンド間の荷重比が設定値になるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を設定し、各圧延スタンドを構成する圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を用いて鋼板の目標板厚から各圧延スタンドの目標荷重及び先進率を算出し、該目標荷重及び先進率から各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する初期設定手段と、前記初期設定手段によって算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延する圧延制御手段と、前記圧延制御手段が動作している際、各圧延スタンドの圧延荷重を検出し、検出された圧延荷重が前記初期設定手段によって算出された目標荷重に一致しているか否かを判別する判別手段と、前記判別手段によって圧延荷重が目標荷重に一致していないと判別された場合、該圧延荷重と目標荷重との差が所定範囲内に収まるように圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を補正すると共に、圧延スタンド間の荷重比と前記鋼板の目標板厚を設定する際に用いた圧延スタンド間の荷重比の設定値との差が所定範囲内に収まるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値と各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚とを用いて各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する再設定手段と、前記再設定手段によって算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延するフィードバック圧延制御手段と、を備える。

本発明に係るタンデム圧延機の制御方法及び制御装置によれば、オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御することができる。

図１は、本発明の一実施形態であるタンデム圧延機の制御装置が適用される熱間圧延ラインの構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態である再セットアップ処理の流れを示すフローチャートである。図３は、図２に示す変形抵抗／摩擦係数補正処理の流れを示すフローチャートである。図４は、図２に示す出側板厚目標値補正処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるタンデム圧延機の制御装置及びその制御方法について説明する。

〔熱間圧延ラインの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態であるタンデム圧延機の制御装置が適用される熱間圧延ラインの構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態であるタンデム圧延機の制御装置が適用される熱間圧延ラインの構成を示す模式図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態であるタンデム圧延機の制御装置が適用される熱間圧延ライン１では、加熱炉２から抽出された鋼板は、粗圧延機３及び鋼板の通板方向に並設された７つの圧延スタンド４ａ〜４ｇによって構成される仕上圧延機４において順次圧延されて帯状の鋼板となる。そして、帯状の鋼板は、水冷シャワー等の冷却装置５によって冷却された後、ダウンコイラ６によって巻き取られて熱延コイルとなる。なお、ここでは、デスケーラ等の本発明に直接関係しない付帯設備についての図示及び説明は省略している。

図１に示す熱間圧延ライン１は、制御系として、プロセスコンピュータ１１と、制御装置１２と、を備えている。プロセスコンピュータ１１及び制御装置１２は、本発明の一実施形態であるタンデム圧延機の制御装置として機能する。プロセスコンピュータ１１及び制御装置１２は、後述する再セットアップ処理を含む制御処理を実行することによって、タンデム圧延機である仕上圧延機４の動作を制御する。

〔再セットアップ処理〕
このような構成を有する熱間圧延ライン１では、鋼板を通板している際、プロセスコンピュータ１１及び制御装置１２が、以下に示す再セットアップ処理を実行することによって、オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド４ａ〜４ｇ間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド４ａ〜４ｇ間の荷重比を一定に制御する。以下、図２乃至図４に示すフローチャートを参照して、この再セットアップ処理を実行する際のプロセスコンピュータ１１及び制御装置１２の動作について説明する。

図２は、本発明の一実施形態である再セットアップ処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、仕上圧延機４に鋼板が通板されたタイミングで開始となり、再セットアップ処理はステップＳ１の処理に進む。再セットアップ処理は、仕上圧延機４に鋼板が通板されている間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、制御装置１２が、仕上圧延機４の圧延スタンド４ａ〜４ｇに設けられているロードセルを介して圧延スタンド４ａ〜４ｇの圧延荷重を実績荷重として検出し、検出された圧延スタンド４ａ〜４ｇの実績荷重に関するデータをプロセスコンピュータ１１に出力する。プロセスコンピュータ１１は、鋼板を通板する前に算出された圧延スタンド４ａ〜４ｇの圧延荷重（予測荷重）と実績荷重とが一致しているか否かを判別する。判別の結果、予測荷重と実績荷重とが一致していない場合、プロセスコンピュータ１１は再セットアップ処理をステップＳ２の処理に進める。一方、予測荷重と実績荷重とが一致している場合には、プロセスコンピュータ１１は一連の再セットアップ処理を終了する。なお、予測荷重は、本発明に係る目標荷重に対応する。

ステップＳ２の処理では、プロセスコンピュータ１１が、予測荷重と実績荷重との差が所定範囲内に収まるように予測荷重を算出する際に用いた鋼板の変形抵抗及び圧延スタンド４ａ〜４ｇを構成する圧延ロールの摩擦係数を補正する（変形抵抗／摩擦係数補正処理）。この変形抵抗／摩擦係数補正処理の詳細については、図３に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、再セットアップ処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、プロセスコンピュータ１１が、圧延スタンド４ａ〜４ｇ間の荷重比と鋼板を通板する前に最適化された荷重比との差が所定範囲内に収まるように圧延スタンド４ａ〜４ｇの出側における鋼板の目標板厚を補正する（出側板厚目標値補正処理）。この出側板厚目標値補正処理の詳細については、図４に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、再セットアップ処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、プロセスコンピュータが、例えばOrowanの圧延理論式又はHillやSimsの近似式に従ってステップＳ２，Ｓ３の処理によって補正された変形抵抗、摩擦係数、及び目標板厚を用いて圧延スタンド４ａ〜４ｇの目標荷重及び先進率（ロール速度と圧延スタンドの出側における鋼板の速度との比）を算出する。そして、プロセスコンピュータは、ゲージメータ式やマスフロー一定則に基づいて目標荷重及び先進率から圧延スタンド４ａ〜４ｇのロール速度や圧下位置を算出する。

より具体的には、例えばOrowanの圧延理論式によれば、圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重Ｐは、以下に示す数式（１）のように、圧延スタンドの入側及び出側における鋼板の板厚Ｈ及び板厚ｈと、圧延スタンドを構成する圧延ロールの摩擦係数μと、鋼板の変形抵抗ｋと、圧延スタンドの入側及び出側における鋼板の張力σ_ｂ及びσ_ｆと、圧延スタンドを構成する圧延ロールの半径Ｒ’とをパラメータとする関数ｆにより表される。

そこで、始めに、プロセスコンピュータ１１は、摩擦係数μ及び変形抵抗ｋの補正値を含む各パラメータの値を数式（１）により表される関数ｆに代入することによって圧延スタンド４ａ〜４ｇの目標荷重Ｐを算出する。また、プロセスコンピュータ１１は、圧延スタンド４ａ〜４ｇの入側及び出側における鋼板の板厚Ｈ及び板厚ｈを用いて先進率ｆｓを算出する。

一方、ゲージメータ式によれば、圧延スタンド４ａ〜４ｇの出側における鋼板の板厚ｈと圧延スタンド４ａ〜４ｇの圧下位置Ｓ及び圧下荷重Ｐとの間には以下の数式（２）に示す関係がある。なお、数式（２）中のパラメータＭは圧延スタンド４ａ〜４ｇのミル定数である。そこで、次に、プロセスコンピュータ１１は、鋼板の板厚ｈ及び圧延スタンド４ａ〜４ｇの目標荷重Ｐを以下に示す数式（２）に代入することによって圧延スタンド４ａ〜４ｇの圧下位置Ｓを算出する。

また、マスフロー一定則によれば、ｉ番目の圧延スタンドの出側における鋼板の板厚ｈ（ｉ）、ロール速度ｖ（ｉ）、及び先進率ｆｓ＿（ｉ）とｉ番目の圧延スタンドの１つ下流側に位置する（ｉ＋１）番目の圧延スタンドの出側における鋼板の板厚ｈ（ｉ＋１）、ロール速度ｖ（ｉ＋１）、及び先進率ｆｓ＿（ｉ＋１）との間には以下の数式（３）に示す関係がある。

従って、最下流側の７番目の圧延スタンド４ｇの目標ロール速度ｖ（７）、算出された６番目及び７番目の圧延スタンド４ｆ，４ｇの先進率ｆｓ＿（６），ｆｓ＿（７）、及び６番目及び７番目の圧延スタンド４ｆ，４ｇの出側における鋼板の目標板厚ｈ（６），ｈ（７）を数式（３）に代入することによって、６番目の圧延スタンド４ｆのロール速度ｖ（６）を算出することができる。そして、以下上流側の圧延スタンドに向かって同様の計算を繰り返すことによって、圧延スタンド４ａ〜４ｆのロール速度ｈ（ｉ）（ｉ＝１〜７）を算出することができる。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、再セットアップ処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、制御装置１２が、圧延スタンド４ａ〜４ｆのロール速度及び圧下位置がステップＳ４の処理によって算出されたロール速度及び圧下位置になるように圧延スタンド４ａ〜４ｆを制御する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の再セットアップ処理は終了する。

〔変形抵抗／摩擦係数補正処理〕
次に、図３を参照して、ステップＳ２の変形抵抗／摩擦係数補正処理の流れについて詳しく説明する。

図３は、変形抵抗／摩擦係数補正処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは図２に示すステップＳ１の処理において予測荷重が実績荷重と一致していないと判別されたタイミングで開始となり、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１１の処理に進む。

ステップＳ１１の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋを１にリセットする。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、プロセスコンピュータ１１が、予測荷重が実績荷重より大きいか否かを判別する。判別の結果、予測荷重が実績荷重より大きい場合、プロセスコンピュータ１１は、予測荷重を算出する際に用いた圧延ロールの摩擦係数や鋼板の変形抵抗が実際の値より大きいと判断し、変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ１３の処理に進める。一方、予測荷重が実績荷重より小さい場合には、プロセスコンピュータ１１は、予測荷重を算出する際に用いた圧延ロールの摩擦係数や鋼板の変形抵抗が実際の値より小さいと判断し、変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ１６の処理に進める。

ステップＳ１３の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋが偶数であるか否かを判別する。判別の結果、プログラムカウンタの値ｋが偶数（２ｎ）である場合、プロセスコンピュータ１１は変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ１４の処理に進める。一方、プログラムカウンタの値ｋが奇数（２ｎ＋１）である場合には、プロセスコンピュータ１１は変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ１５の処理に進める。

ステップＳ１４の処理では、プロセスコンピュータ１１が、圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重を算出する際に用いる鋼板の変形抵抗の設定値を所定値α（＞０）だけ減少させる。これにより、ステップＳ１４の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１９の処理に進む。

ステップＳ１５の処理では、プロセスコンピュータ１１が、圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重を算出する際に用いる圧延ロールの摩擦係数の設定値を所定値β（＞０）だけ減少させる。これにより、ステップＳ１５の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１９の処理に進む。

ステップＳ１６の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋが偶数であるか否かを判別する。判別の結果、プログラムカウンタの値ｋが偶数（２ｎ）である場合、プロセスコンピュータ１１は変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ１７の処理に進める。一方、プログラムカウンタの値ｋが奇数（２ｎ＋１）である場合には、プロセスコンピュータ１１は変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ１８の処理に進める。

ステップＳ１７の処理では、プロセスコンピュータ１１が、圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重を算出する際に用いる鋼板の変形抵抗の設定値を所定値α（＞０）だけ増加させる。これにより、ステップＳ１７の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１９の処理に進む。

ステップＳ１８の処理では、プロセスコンピュータ１１が、圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重を算出する際に用いる圧延ロールの摩擦係数の設定値を所定値β（＞０）だけ増加させる。これにより、ステップＳ１８の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１９の処理に進む。

ステップＳ１９の処理では、プロセスコンピュータ１１が、例えばOrowanの圧延理論式に従って補正後の圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗を用いて圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重［ｉ］（ｉ＝１〜７）を算出する。これにより、ステップＳ１９の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ２０の処理に進む。

ステップＳ２０の処理では、プロセスコンピュータ１１が、ステップＳ１９の処理によって算出された圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重［ｉ］（ｉ＝１〜７）と実績荷重［ｉ］（ｉ＝１〜７）との二乗差の和が所定値εより小さいか否かを判別する。判別の結果、二乗差の和が所定値εより小さい場合、プロセスコンピュータ１１は、予測荷重を算出する際に用いる圧延ロールの摩擦係数や鋼板の変形抵抗が適正な値になったと判断し、一連の変形抵抗／摩擦係数補正処理を終了する。一方、二乗差の和が所定値ε以上である場合には、プロセスコンピュータ１１は変形抵抗／摩擦係数補正処理をステップＳ２１の処理に進める。

ステップＳ２１の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋを１増数する。これにより、ステップＳ２１の処理は完了し、変形抵抗／摩擦係数補正処理はステップＳ１２の処理に戻る。

〔出側板厚目標値補正処理〕
次に、図４を参照して、ステップＳ３の出側板厚目標値補正処理の流れについて詳しく説明する。

図４は、出側板厚目標値補正処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは図２に示すステップＳ２の処理が完了したタイミングで開始となり、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３１の処理に進む。

ステップＳ３１の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋを１にリセットする。これにより、ステップＳ３１の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３２の処理に進む。

ステップＳ３２の処理では、プロセスコンピュータ１１が、１〜６番目の圧延スタンド４ａ〜４ｆそれぞれについて、最下流側の７番目の圧延スタンド４ｇの圧延荷重に対する圧延荷重の比（以下、荷重比と略記）の実績値が予測値（設定値）より大きいか否かを判別する。判別の結果、荷重比の実績値が予測値より大きい場合、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ３３の処理に進める。一方、荷重比の実績値が予測値より小さい場合には、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ３６の処理に進める。

ステップＳ３３の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋが偶数であるか否かを判別する。判別の結果、プログラムカウンタの値ｋが偶数（２ｎ）である場合、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ３４の処理に進める。一方、プログラムカウンタの値ｋが奇数（２ｎ＋１）である場合には、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ３５の処理に進める。

ステップＳ３４の処理では、プロセスコンピュータ１１が、荷重比の実績値が予測値より大きくなっているｉ番目の圧延スタンド［ｉ］の１つ上流側にある（ｉ−１）番目の圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を所定値γ１（＞０）だけ増加させる。これにより、ステップＳ３４の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３９の処理に進む。

ステップＳ３５の処理では、プロセスコンピュータ１１が、荷重比の実績値が予測値より大きくなっているｉ番目の圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を所定値γ２（＞０）だけ減少させる。これにより、ステップＳ３５の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３９の処理に進む。

ステップＳ３６の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋが偶数であるか否かを判別する。判別の結果、プログラムカウンタの値ｋが偶数（２ｎ）である場合、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ３７の処理に進める。一方、プログラムカウンタの値ｋが奇数（２ｎ＋１）である場合には、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ３８の処理に進める。

ステップＳ３７の処理では、プロセスコンピュータ１１が、荷重比の実績値が予測値より小さくなっているｉ番目の圧延スタンドの１つ上流側にある（ｉ−１）番目の圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を所定値γ１（＞０）だけ減少させる。これにより、ステップＳ３７の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３９の処理に進む。

ステップＳ３８の処理では、プロセスコンピュータ１１が、荷重比の実績値が予測値より小さくなっているｉ番目の圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を所定値γ２（＞０）だけ増加させる。これにより、ステップＳ３８の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３９の処理に進む。

ステップＳ３９の処理では、プロセスコンピュータ１１が、例えばOrowanの圧延理論式に従ってステップＳ３５〜Ｓ３８の処理によって更新された鋼板の出側板厚目標値を用いて圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重［ｉ］（ｉ＝１〜６）を算出する。これにより、ステップＳ３９の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ２０の処理に進む。

ステップＳ４０の処理では、プロセスコンピュータ１１が、最下流側の７番目の圧延スタンド４ｇの圧延荷重の実績値に対するステップＳ３９の処理によって算出された１〜６番目の圧延スタンド４ａ〜４ｇの荷重［ｉ］（ｉ＝１〜６）の比率（荷重比）を算出する。そして、プロセスコンピュータ１１は、荷重比の計算値と実績値との差の二乗和が所定値εより小さいか否かを判別する。判別の結果、二乗差の和が所定値εより小さい場合、プロセスコンピュータ１１は、圧延スタンド４ａ〜４ｆの荷重比が最適な値になったと判断し、一連の出側板厚目標値補正処理を終了する。一方、二乗差の和が所定値ε以上である場合には、プロセスコンピュータ１１は出側板厚目標値補正処理をステップＳ４１の処理に進める。

ステップＳ４１の処理では、プロセスコンピュータ１１が、プログラムカウンタの値ｋを１増数する。これにより、ステップＳ４１の処理は完了し、出側板厚目標値補正処理はステップＳ３２の処理に戻る。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である再セットアップ処理では、プロセスコンピュータ１１が、実績荷重が予測荷重に一致していないと判別された場合、実績荷重と予測荷重との差が所定範囲内に収まるように圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を補正すると共に、圧延スタンド間の荷重比と鋼板の目標板厚を設定する際に用いた圧延スタンド間の荷重比の設定値との差が所定範囲内に収まるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を補正する。これにより、オペレータの負荷を軽減しつつ圧延スタンド間のマスフローのバランスを維持しながら圧延スタンド間の荷重比を一定に制御することができる。

１熱間圧延ライン
２加熱炉
３粗圧延機
４仕上圧延機
４ａ〜４ｇ圧延スタンド
５冷却装置
６ダウンコイラ
１１プロセスコンピュータ
１２制御装置

Claims

鋼板の通板方向に並設された複数台の圧延スタンドを利用して鋼板を圧延するタンデム圧延機の制御方法であって、
圧延スタンド間の荷重比が設定値になるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を設定し、各圧延スタンドを構成する圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を用いて鋼板の目標板厚から各圧延スタンドの目標荷重及び先進率を算出し、該目標荷重及び先進率から各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する初期設定ステップと、
前記初期設定ステップにおいて算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延する圧延制御ステップと、
前記圧延制御ステップを実行している際、各圧延スタンドの圧延荷重を検出し、検出された圧延荷重が前記初期設定ステップにおいて算出された目標荷重に一致しているか否かを判別する判別ステップと、
前記判別ステップにおいて圧延荷重が目標荷重に一致していないと判別された場合、該圧延荷重と目標荷重との差が所定範囲内に収まるように圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を補正すると共に、圧延スタンド間の荷重比と前記鋼板の目標板厚を設定する際に用いた圧延スタンド間の荷重比の設定値との差が所定範囲内に収まるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を補正する補正ステップと、
前記補正ステップにおいて補正された圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値と各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚とを用いて各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する再設定ステップと、
前記再設定ステップにおいて算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延するフィードバック圧延制御ステップと、
を含むことを特徴とするタンデム圧延機の制御方法。
前記補正ステップは、目標荷重が圧延荷重より大きい場合に圧延ロールの摩擦係数又は鋼板の変形抵抗の設定値を減少させるステップと、目標荷重が圧延荷重より小さい場合に圧延ロールの摩擦係数又は鋼板の変形抵抗の設定値を増加させるステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のタンデム圧延機の制御方法。
前記補正ステップは、荷重比が設定値より大きい圧延スタンドについては、該圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を減少又は該圧延スタンドの１つ上流側にある圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を増加させるステップと、荷重比が設定値より小さい圧延スタンドについては、該圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を増加又は該圧延スタンドの１つ上流側にある圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を減少させるステップと、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のタンデム圧延機の制御方法。
鋼板の通板方向に並設された複数台の圧延スタンドを利用して鋼板を圧延するタンデム圧延機の制御装置であって、
圧延スタンド間の荷重比が設定値になるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を設定し、各圧延スタンドを構成する圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を用いて鋼板の目標板厚から各圧延スタンドの目標荷重及び先進率を算出し、該目標荷重及び先進率から各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する初期設定手段と、
前記初期設定手段によって算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延する圧延制御手段と、
前記圧延制御手段が動作している際、各圧延スタンドの圧延荷重を検出し、検出された圧延荷重が前記初期設定手段によって算出された目標荷重に一致しているか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段によって圧延荷重が目標荷重に一致していないと判別された場合、該圧延荷重と目標荷重との差が所定範囲内に収まるように圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値を補正すると共に、圧延スタンド間の荷重比と前記鋼板の目標板厚を設定する際に用いた圧延スタンド間の荷重比の設定値との差が所定範囲内に収まるように各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された圧延ロールの摩擦係数及び鋼板の変形抵抗の設定値と各圧延スタンドの出側における鋼板の目標板厚とを用いて各圧延スタンドのロール速度や圧下位置を算出する再設定手段と、
前記再設定手段によって算出されたロール速度及び圧下位置になるように各圧延スタンドのロール速度及び圧下位置を制御することによって各圧延スタンドにおいて鋼板を圧延するフィードバック圧延制御手段と、
を備えることを特徴とするタンデム圧延機の制御装置。