JP2015030035A - Determination method of plate crown prediction model - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧延機で圧延される圧延材の板クラウン予測モデルの決定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for determining a sheet crown prediction model of a rolled material rolled by a rolling mill.
厚鋼板を製造するに際しては、まず粗圧延機において、スラブ鋳片を予め決められた板厚に圧延し、仕上圧延機に送る。仕上圧延機では、粗圧延機で圧延された圧延材を目標の板厚になるまで圧延する。この製造工程では、圧延材の板クラウンをあらかじめ予測モデルを用いて算出し、それを目標値とするように圧延機の圧下特性を制御することが行われている。 When manufacturing a thick steel plate, first, a slab slab is rolled to a predetermined plate thickness in a rough rolling mill and sent to a finishing mill. In the finish rolling mill, the rolled material rolled by the rough rolling mill is rolled until the target plate thickness is reached. In this manufacturing process, a sheet crown of a rolled material is calculated in advance using a prediction model, and the rolling characteristics of the rolling mill are controlled so as to make it a target value.
より高精度の圧延制御を行うために、逐次、板クラウン実測値を計測し、その板クラウン実測値と板クラウン予測値との差（板クラウン誤差）を算出し、かかる板クラウン誤差が最小となるように予測モデルを修正することが行われている。
例えば、特許文献１には、板クラウン予測モデルを、圧延荷重に依存する成分を予測する荷重依存予測式（ロール弾性変形式）や、圧延荷重に依存しない成分を予測する荷重非依存予測式（ロールの熱膨張予測式や摩耗予測式）とから構成し、板クラウン誤差と圧延終了後における圧延本数の関係から、板クラウン予測モデルの各要素がどの程度の誤差を有するものであるかを判定し、この判定結果に基づいて板クラウン予測モデルを修正する技術が開示されている。
In order to perform more accurate rolling control, the measured value of the sheet crown is successively measured, and the difference (plate crown error) between the measured value of the sheet crown and the predicted value of the sheet crown is calculated. The prediction model is corrected so as to be.
For example, in Patent Document 1, a sheet crown prediction model includes a load-dependent prediction formula (roll elastic deformation formula) that predicts a component that depends on the rolling load, and a load-independent prediction formula that predicts a component that does not depend on the rolling load ( Roll thermal expansion prediction formula and wear prediction formula), and determine how much error each element of the plate crown prediction model has from the relationship between the plate crown error and the number of rolls after rolling. And the technique which corrects a plate crown prediction model based on this determination result is indicated.
また、特許文献２には、ロール摩耗量予測モデルならびにオンラインロールグラインダによるロール全面および段差研削量予測モデルを備えた板クラウン予測モデルを用いて圧延機に設けた板クラウン修正機構の設定を行う板クラウンの制御方法において、出側板厚のゲージメータ式値と実測値との差の変化量と、ロール摩耗量予測モデルによる計算値ならびにロール全面および段差研削量予測モデルによる計算値の変化量とに基づいて、前記各計算値を修正する板クラウンの制御方法が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a plate for setting a plate crown correction mechanism provided in a rolling mill using a roll wear prediction model and a plate crown prediction model including a roll entire surface and step grinding amount prediction model using an online roll grinder. In the crown control method, the amount of change in the difference between the gauge value of the outlet plate thickness and the measured value, the value calculated by the roll wear prediction model, and the value calculated by the roll whole surface and step grinding amount prediction model Based on this, there is disclosed a method for controlling the plate crown that corrects the calculated values.
また、従来より、力学的な関係から圧延ロールの変形を予測し、圧延材の板クラウンを予測する方法も行われている。
例えば、特許文献３には、通常の板クラウン予測モデルから得られる板クラウン予測値と板クラウン実測値との差である板クラウン誤差を求め、この板クラウン誤差について荷重依存項と荷重非依存項に分離する。板クラウン予測モデルに圧延機のハウジングに対する圧延ロールの両端部の拘束度合いを示すパラメータを新たに導入する。そして、板クラウン誤差の荷重依存項が最小となるように、パラメータ（定数）を重回帰分析により求める。このようにして、決定したパラメータを用いて、板クラウンを予測する方法が開示されている。
Conventionally, a method of predicting deformation of a rolling roll from a mechanical relationship and predicting a sheet crown of a rolled material has also been performed.
For example, in Patent Document 3, a plate crown error, which is a difference between a plate crown predicted value obtained from a normal plate crown prediction model and a plate crown measured value, is obtained, and a load-dependent term and a load-independent term are obtained for this plate-crown error. To separate. The parameter which shows the restraint degree of the both ends of the rolling roll with respect to the housing of a rolling mill is newly introduced into a plate crown prediction model. Then, parameters (constants) are obtained by multiple regression analysis so that the load-dependent term of the plate crown error is minimized. A method for predicting a plate crown using parameters determined in this manner is disclosed.
特許文献１に開示された技術は、ロールの熱膨張予測式や摩耗予測式に基づく予測値から各式の係数を調整して板クラウン誤差を小さくするものである。特許文献２に記載された技術は、圧延機出側の板厚のゲージメータ式値と実測値との差と、ロール摩耗量予測モデルによる計算値と、ロール研削量予測モデルによる計算値とに基づいて、各計算値を修正するものである。 The technique disclosed in Patent Document 1 adjusts the coefficient of each formula from the predicted value based on the thermal expansion prediction formula and the wear prediction formula of the roll to reduce the plate crown error. The technique described in Patent Document 2 is based on the difference between the gauge meter value of the sheet thickness on the delivery side of the rolling mill and the actual measurement value, the calculated value based on the roll wear amount prediction model, and the calculated value based on the roll grinding amount prediction model. Based on this, each calculated value is corrected.
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術は、ロール弾性変形式の修正に関しては明確に開示されていない。つまり、圧延荷重の変動に依存する板クラウン誤差に着目し、予測モデルの修正を行うものとなっていない。
実際の圧延工程においては、圧延荷重変動やロールの力学的状態により、ロールの弾性変形は大きく異なり、それに伴う板クラウン誤差も非常に大きなものとなる。すなわち、板クラウン誤差には圧延荷重に起因する成分が多く含まれていることは、現場の認識としては一般的である。
However, the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are not clearly disclosed regarding correction of the roll elastic deformation type. That is, the prediction model is not corrected by paying attention to the plate crown error depending on the rolling load fluctuation.
In the actual rolling process, the elastic deformation of the roll varies greatly depending on the rolling load fluctuation and the mechanical state of the roll, and the accompanying plate crown error becomes very large. That is, the fact that the plate crown error contains many components due to the rolling load is generally recognized in the field.
そのため、精度のよい板クラウン予測を行うためには、板クラウン誤差の内、圧延荷重に依存する成分を考慮しつつ、板クラウン予測モデルの修正を行うことが不可欠である。
そこで、特許文献３に開示された技術を用いて、板クラウン予測モデルの修正を行うことを考える。特許文献３は、板クラウン誤差を圧延荷重に依存する荷重依存誤差と圧延荷重に非依存の荷重非依存誤差とに分離し、板クラウン誤差又は荷重依存誤差が最小となるように当該予測モデルを修正するものであって、特許文献１及び特許文献２に開示された技術より、ある程度精度よく板クラウン予測モデルの修正を行うことができる。
Therefore, in order to perform accurate plate crown prediction, it is indispensable to correct the plate crown prediction model in consideration of the component depending on the rolling load among the plate crown errors.
Therefore, it is considered that the plate crown prediction model is corrected using the technique disclosed in Patent Document 3. Patent Document 3 separates the plate crown error into a load-dependent error that depends on the rolling load and a load-independent error that does not depend on the rolling load, and the prediction model is determined so that the plate crown error or the load-dependent error is minimized. The plate crown prediction model can be corrected with a certain degree of accuracy by the technique disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2.
ところが、特許文献３の技術では、圧延機のハウジングに対する圧延ロールの拘束度合いを示すパラメータが「定数」であるとの前提で、板クラウン予測モデルが決定されている。この点に関し、検証を進めた結果、本願発明者らは、圧延機の圧延荷重や圧延材の板幅などの圧延条件が変動すると、板クラウンの予測精度が不十分であることがわかった。特に、圧延条件が大幅に変動する場合においては、拘束度合いを示すパラメータを定数とする技術では、板クラウンの予測精度が大幅に低下してしまうことを確認した。そして、本願発明者らは、ロールの拘束度合いが圧延条件に依存するものであることを知見した。 However, in the technique of Patent Document 3, the plate crown prediction model is determined on the premise that the parameter indicating the degree of restriction of the rolling roll with respect to the housing of the rolling mill is “constant”. As a result of further verification on this point, the inventors of the present application have found that the prediction accuracy of the sheet crown is insufficient when the rolling conditions such as the rolling load of the rolling mill and the sheet width of the rolled material fluctuate. In particular, when the rolling conditions fluctuate greatly, it was confirmed that the prediction accuracy of the plate crown would be greatly reduced by the technique using the parameter indicating the degree of restraint as a constant. And this inventor discovered that the restraint degree of a roll depended on rolling conditions.
そこで、本発明は上記問題点を鑑み、圧延機の圧延荷重や圧延材の板幅などの圧延条件が変動する場合であっても、その変動する圧延条件に合うように圧延ロールの拘束度合いを示す拘束度合いパラメータを算出し、圧延条件によるロールの拘束度合いの変化を考慮した板クラウンの予測を行うことが可能となる板クラウン予測モデルの決定方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention sets the degree of restraint of the rolling roll so as to meet the changing rolling conditions even when the rolling conditions such as the rolling load of the rolling mill and the sheet width of the rolled material change. It is an object of the present invention to provide a method for determining a plate crown prediction model that calculates a constraint degree parameter shown and makes it possible to predict a sheet crown in consideration of a change in the degree of constraint of a roll depending on rolling conditions.
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る板クラウン予測モデルの決定方法は、上下一対のワークロールと、当該ワークロールを支持するバックアップロールと、で構成される圧延ロールを備えた圧延機により圧延される圧延材の板クラウンの予測を行う際に、前記圧延機のベアリングチョック部に対する前記圧延ロールの拘束度合いを示す「拘束度合いパラメータ」を用いて、圧延ロールの幅方向の圧延荷重分布から圧延ロールのたわみを算出し、その圧延ロールのたわみを用いて板クラウンの予測を行う板クラウン予測モデルの決定方法において、前記「拘束度合いパラメータ」を前記圧延材の単位板幅当りの圧延荷重の関数とし、当該「拘束度合いパラメータ」に基づいて、板クラウンの予測を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
A method for determining a plate crown prediction model according to the present invention includes a plate crown of a rolled material rolled by a rolling mill including a pair of upper and lower work rolls and a backup roll that supports the work rolls. When performing the prediction, using the "constraint degree parameter" indicating the degree of restraint of the rolling roll with respect to the bearing chock part of the rolling mill, the deflection of the rolling roll is calculated from the rolling load distribution in the width direction of the rolling roll, In the method for determining a sheet crown prediction model for predicting a sheet crown using deflection of the rolling roll, the “constraint degree parameter” is a function of a rolling load per unit sheet width of the rolled material, and the “constraint degree parameter” The plate crown is predicted based on the above.
好ましくは、前記「拘束度合いパラメータ」を、下式を満たすように決定するとよい。 Preferably, the “constraint degree parameter” is determined so as to satisfy the following expression.
本発明の板クラウン予測モデルの決定方法によれば、圧延機の圧延荷重や圧延材の板幅などの圧延条件が変動する場合であっても、その変動する圧延条件に対応するように圧延ロールの拘束度合いを示す拘束度合いパラメータを算出し、圧延機の圧延荷重や圧延材の板幅による影響を受けずに板クラウンの予測を行うことが可能となる。 According to the method for determining a sheet crown prediction model of the present invention, even if rolling conditions such as a rolling load of a rolling mill and a sheet width of a rolled material fluctuate, the rolling rolls correspond to the fluctuating rolling conditions. It is possible to calculate a restraint degree parameter indicating the degree of restraint of the sheet and predict the plate crown without being affected by the rolling load of the rolling mill or the sheet width of the rolled material.
以下、本発明に係る板クラウン予測モデルの決定方法を、図を基に説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の板クラウン予測モデルの決定方法が適用される圧延装置１は、スラブ鋳片などの圧延材Ｘを厚鋼板Ｚに圧延するものであり、圧延材Ｘを加熱する加熱炉１３と、加熱された圧延材Ｘを予め決定された板厚及び板幅Ｗに圧延する粗圧延機２と、粗圧延機２で圧延された圧延材Ｘを目標の板厚及び板幅Ｗになるまで圧延して最終製品となる厚鋼板Ｚを製造する仕上圧延機３と、を有している。
Hereinafter, a method for determining a plate crown prediction model according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG.1 and FIG.2, the rolling apparatus 1 to which the determination method of the sheet | seat crown prediction model of this invention is applied rolls rolled material X, such as a slab slab, into the thick steel plate Z, and rolled material A heating furnace 13 that heats X, a rough rolling machine 2 that rolls the heated rolled material X to a predetermined thickness and width W, and a rolled material X that is rolled by the rough rolling machine 2 as a target plate And a finishing mill 3 that produces a thick steel plate Z that is rolled to a thickness and a sheet width W to be a final product.
粗圧延機２は、圧延材Ｘを圧延する上下一対のワークロール４とワークロール４を支持する一対のバックアップロール５とで構成される圧延ロールと、上方側のバックアップロール５を介してワークロール４に圧延荷重Ｐを付与する圧下装置１０とを有している。
また、粗圧延機２には圧延荷重Ｐを計測するための圧延荷重計６が備えられ、粗圧延機２の出側には圧延材Ｘの出側板厚を計測するための板厚計７が設けられている。さらに、粗圧延機２は、板クラウン予測モデルを基に板クラウンを算出し、その値を目標値として粗圧延機２を制御する制御手段９を備えている。
The rough rolling mill 2 includes a rolling roll composed of a pair of upper and lower work rolls 4 for rolling the rolled material X and a pair of backup rolls 5 that support the work rolls 4, and a work roll via the upper backup roll 5. 4 and a rolling reduction device 10 that applies a rolling load P to 4.
The rough rolling mill 2 is provided with a rolling load meter 6 for measuring the rolling load P, and a strip thickness meter 7 for measuring the exit side thickness of the rolled material X is provided on the exit side of the rough rolling mill 2. Is provided. Further, the rough rolling mill 2 includes a control unit 9 that calculates the plate crown based on the plate crown prediction model and controls the rough rolling mill 2 using the value as a target value.
圧延荷重計６や板厚計７で計測された粗圧延機２での圧延材Ｘのデータは、予測モデル修正手段８に送られ、板クラウン予測モデルの決定（修正）に用いられるようになっている。
下流工程にある仕上圧延機３は、粗圧延機２と同様な略構成とされており、上下一対のワークロール４とワークロール４を支持するバックアップロール５とで構成される圧延ロールと、ワークロール４に圧延荷重Ｐを付与する圧下装置１０とを有している。
The data of the rolled material X in the rough rolling mill 2 measured by the rolling load meter 6 and the plate thickness meter 7 is sent to the prediction model correcting means 8 and used for determining (correcting) the plate crown prediction model. ing.
The finish rolling mill 3 in the downstream process has the same configuration as that of the rough rolling mill 2, and includes a rolling roll composed of a pair of upper and lower work rolls 4 and a backup roll 5 that supports the work roll 4, A rolling device 10 that applies a rolling load P to the roll 4 is provided.
また、仕上圧延機３にも、圧延荷重Ｐを計測するための圧延荷重計６と、圧延材Ｘの出側板厚を計測するための板厚計７とが設けられていると共に、修正された板クラウン予測モデルを基に板クラウンを算出し、その値を目標値として仕上圧延機３を制御する制御手段９も備えられている。
圧延荷重計６や板厚計７で計測された仕上圧延機３での計測データは、予測モデル修正手段８に送られ、板クラウン予測モデルの決定（修正）に用いられるようになっている。
Further, the finishing mill 3 is also provided with a rolling load meter 6 for measuring the rolling load P and a plate thickness meter 7 for measuring the exit side plate thickness of the rolled material X and has been corrected. Control means 9 is also provided for calculating the plate crown based on the plate crown prediction model and controlling the finishing mill 3 using the value as a target value.
The measurement data of the finishing mill 3 measured by the rolling load meter 6 and the plate thickness meter 7 is sent to the prediction model correcting means 8 and used for determining (correcting) the plate crown prediction model.
上記した圧延装置１において、スラブ鋳片など圧延材Ｘは、加熱炉１３で所定の温度まで加熱された後に圧延機２，３に導入されて、圧延機２，３に備えられているワークロール４の圧下による複数回の往復圧延（複数回の圧延パス）が施される。この圧延パスを複数回行うことで、目標とする板厚及び板幅Ｗの厚鋼板Ｚが製造される。
次に、本実施形態で用いられている板クラウン予測モデルの決定方法の基本的な考え方について、説明する。
In the rolling apparatus 1 described above, the rolled material X such as a slab slab is heated to a predetermined temperature in the heating furnace 13 and then introduced into the rolling mills 2 and 3 so that the work rolls provided in the rolling mills 2 and 3 are provided. A plurality of reciprocating rolling (a plurality of rolling passes) is performed under the reduction of 4. By performing this rolling pass a plurality of times, a thick steel plate Z having a target thickness and width W is manufactured.
Next, the basic concept of the plate crown prediction model determination method used in the present embodiment will be described.
板クラウン予測モデルから得られる板クラウン予測値と板クラウン実測値との差である板クラウン誤差は、圧延荷重Ｐに依存する荷重依存誤差と、圧延荷重Ｐに非依存の荷重非依存誤差とに分離される。
板クラウン予測モデルは、式（２）に示すように、板クラウンの荷重依存成分を予測する荷重依存予測式Ｃｈ１と、板クラウンの荷重非依存成分を予測する荷重非依存予測式Ｃｈ２との和で表される。
The plate crown error, which is the difference between the plate crown prediction value obtained from the plate crown prediction model and the plate crown actual measurement value, is a load-dependent error that depends on the rolling load P and a load-independent error that is independent of the rolling load P. To be separated.
As shown in Equation (2), the plate crown prediction model is a sum of a load dependent prediction formula Ch1 for predicting a load dependent component of the plate crown and a load independent prediction formula Ch2 for predicting a load independent component of the plate crown. It is represented by
荷重非依存予測式で予測される板クラウンの荷重非依存成分、換言すれば荷重非依存誤差は、熱膨張又は摩耗による圧延ロール（バックアップロール５及び／又はワークロール４）のプロフィールの変形に起因するものであって、圧延が進むにつれて、圧延ロール４
，５が熱膨張したり、圧延ロール４，５表面の摩耗が進み、圧延ロール４，５のロールプロフィールが変化したりすることで発生するものである。
The load-independent component of the plate crown predicted by the load-independent prediction formula, in other words, the load-independent error is caused by deformation of the profile of the rolling roll (backup roll 5 and / or work roll 4) due to thermal expansion or wear. As the rolling progresses, the rolling roll 4
, 5 is thermally expanded, or wear on the surface of the rolling rolls 4 and 5 is advanced, and the roll profile of the rolling rolls 4 and 5 is changed.
一方、板クラウンの荷重依存成分、換言すれば荷重依存誤差は、式（３）に示すように、圧延荷重Ｐ、圧延ロール４，５のロールクラウンＣＷ、圧延機２，３のハウジング（チョック部１２など）に対する圧延ロール４，５の拘束度合いを示す拘束度合いパラメータαからなる関数で構成されている。 On the other hand, the load-dependent component of the plate crown, in other words, the load-dependent error is expressed by the rolling load P, the roll crown CW of the rolling rolls 4 and 5, the housing (chock part) of the rolling mills 2 and 3, as shown in the equation (3). 12), and the like.
図２に示すように、圧延ロール４，５は、その幅方向両側に圧延ロール４，５の両端面より突出し、且つ圧延ロール４，５の径より径小なロールネック部１１を備えている。このロールネック部１１は、圧延機２，３のチョック部１２に嵌り込んでおり、チョック部１２内に設けられている軸受け（図示せず）により回転自在に支持されている。チョック部１２は、圧延機２，３のハウジングに連結固定されている。また、圧延機２，３のチョック部１２の上方には、圧延荷重Ｐをワークロール４及びバックアップロール５に付与する圧下装置１０が備えられている。 As shown in FIG. 2, the rolling rolls 4, 5 are provided with roll neck portions 11 that protrude from both end faces of the rolling rolls 4, 5 on both sides in the width direction and are smaller in diameter than the rolling rolls 4, 5. . The roll neck portion 11 is fitted into the chock portion 12 of the rolling mills 2 and 3 and is rotatably supported by a bearing (not shown) provided in the chock portion 12. The chock portion 12 is connected and fixed to the housings of the rolling mills 2 and 3. In addition, a reduction device 10 that applies a rolling load P to the work roll 4 and the backup roll 5 is provided above the chock portion 12 of the rolling mills 2 and 3.
チョック部１２に対する圧延ロール４，５のロールネック部１１の拘束状態を示すものが、拘束度合いパラメータαであり、拘束状態が弱い（圧延ロール４，５の両端部が自由端である）と、ロールネック部１１はチョック部１２から抜けるような状況であったり、チョック部１２の弾性変形により回転自由になり、圧延ロール４，５のたわみが大きくなる。つまり、拘束度合いパラメータαは、０に近似するようになる。 What shows the restraint state of the roll neck part 11 of the rolling rolls 4 and 5 with respect to the chock part 12 is the restraint degree parameter α, and the restraint state is weak (both ends of the rolling rolls 4 and 5 are free ends) The roll neck part 11 is in a situation where it can be removed from the chock part 12 or is free to rotate due to the elastic deformation of the chock part 12 and the deflection of the rolling rolls 4 and 5 is increased. That is, the constraint degree parameter α approximates 0.
拘束状態が強固である（圧延ロール４，５の両端部が固定端である）と、ロールネック部１１は、チョック部１２に一体となるように連結されているため、圧延中であっても圧延ロール４，５の変形は小さくなり、回転軸芯は略水平となっている。つまり、拘束度合いパラメータαは、１に近似するようになる。
不適切な拘束度合いパラメータαを選択した場合、圧延ロール４，５のたわみが実態と予測で大きく外れることになり、その状態で、圧延荷重Ｐを横軸、板クラウン誤差を縦軸に取った関係式を考えた場合、そこに現れる「圧延荷重Ｐと板クラウン誤差との関係」を示す線形近似直線の傾きは、非常に大きなものとなる。すなわち、圧延荷重Ｐが大きなものになるにつれ、板クラウン予測値と板クラウン実測値との差が大きくなり、板クラウン予測モデルの精度が悪いものとなっている。
When the restraint state is strong (both ends of the rolling rolls 4 and 5 are fixed ends), the roll neck portion 11 is connected to the chock portion 12 so as to be integrated, so even during rolling. The deformation of the rolling rolls 4 and 5 is reduced, and the rotation axis is substantially horizontal. That is, the constraint degree parameter α approximates to 1.
When the inappropriate restraint degree parameter α is selected, the deflection of the rolling rolls 4 and 5 is greatly deviated from the actual situation and prediction. In this state, the rolling load P is taken on the horizontal axis and the plate crown error is taken on the vertical axis. When the relational expression is considered, the slope of the linear approximate straight line indicating the “relationship between the rolling load P and the sheet crown error” appearing there is very large. That is, as the rolling load P increases, the difference between the plate crown predicted value and the plate crown measured value increases, and the accuracy of the plate crown predicted model becomes poor.
一方、適切な拘束度合いパラメータαを選択した場合、板クラウン予測モデルは非常に精度のよいものとなり、圧延荷重Ｐが大きい場合であっても小さい場合であっても、板クラウン予測値は実測値に非常に近いものとなり、「圧延荷重Ｐと板クラウン誤差との関係」を示す線形近似直線の傾きは略０に近く、勾配が小さいものとなる。
従って、「圧延荷重Ｐと板クラウン誤差との関係」を示す線形近似直線の傾きが小さいものとなるような拘束度合いパラメータαを算出し、このαを板クラウン予測モデルに適用することで予測モデル修正を行えば、板クラウンの荷重依存誤差を最小とすることができる。
On the other hand, when an appropriate constraint degree parameter α is selected, the plate crown prediction model becomes very accurate, and the plate crown prediction value is an actual measurement value regardless of whether the rolling load P is large or small. The slope of the linear approximation line indicating “the relationship between the rolling load P and the sheet crown error” is almost 0, and the slope is small.
Therefore, the prediction model is calculated by calculating the constraint degree parameter α such that the slope of the linear approximation line indicating “the relationship between the rolling load P and the plate crown error” is small, and applying this α to the plate crown prediction model. If correction is made, the load-dependent error of the plate crown can be minimized.
板クラウン予測モデルの決定方法について、詳細に説明する。
例えば、圧延機２，３において、圧延材Ｘを１パスからｎ−１パス目まで圧延し、現在ｎパス目の圧延を行っているとする。その際に、ｎパス目での圧延荷重Ｐや圧延ロール４，５のロールクラウンＣＷ等の測定データを収集する。
次に、式（３）に示した板クラウン予測モデルを用いて、ｎパス目の板クラウン予測値を算出すると共に、板厚計７を用いて、板クラウン実測値を算出する。
A method for determining the plate crown prediction model will be described in detail.
For example, in the rolling mills 2 and 3, it is assumed that the rolled material X is rolled from the 1st pass to the (n-1) th pass, and the nth pass is currently being rolled. At that time, measurement data such as the rolling load P at the n-th pass and the roll crowns CW of the rolling rolls 4 and 5 are collected.
Next, the n-th-pass plate crown predicted value is calculated using the plate crown prediction model shown in Expression (3), and the plate crown actual value is calculated using the plate thickness meter 7.
そして、ｎパス目での測定データと板クラウン実測値を用いて、板クラウン誤差δ（ｎ）、すなわちδ（ｎ）＝板クラウン予測値−板クラウン実測値を算出する。算出されたδ（ｎ）と、同様に求めた過去ｎパス分のδ（１）、・・、δ（ｎ−１）を用いて、最適な拘束度合いパラメータαを算出する。
このようにして求められた拘束度合いパラメータαを、板クラウン予測モデルの荷重依
存式Ｃｈ１＝ｆ（Ｐ，ＣＷ，α，・・・）の独立変数に含まれているαと置き換えることで、板クラウン予測モデルが決定する。
Then, using the measurement data at the n-th pass and the plate crown actual measurement value, the plate crown error δ (n), that is, δ (n) = plate crown predicted value−plate crown actual measurement value is calculated. An optimal constraint degree parameter α is calculated using the calculated δ (n) and δ (1),..., Δ (n−1) for the past n paths obtained in the same manner.
By replacing the constraint degree parameter α thus obtained with α included in the independent variable of the load dependence formula Ch1 = f (P, CW, α,...) Of the plate crown prediction model, The crown prediction model is determined.
以上の処理を各圧延パス毎に実施し、その都度αを算出してモデルに適用させる。すなわち、αを制御手段９に学習させることで、板クラウン予測モデルの決定（修正）を行うようにすることは非常に好ましい。なお、上記した技術は、本願出願人らが既に出願した技術であり、特開２００５−１５２９１９公報などに詳しく記されている。
しかしながら、上述したような、板クラウン誤差を荷重依存誤差と荷重非依存誤差とに分離するだけでは、より精度よく板クラウンの予測を行えないことがある。
The above processing is performed for each rolling pass, and α is calculated and applied to the model each time. That is, it is very preferable to determine (correct) the plate crown prediction model by causing the control means 9 to learn α. The above-described technique is a technique already filed by the applicants of the present application, and is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-152919.
However, the plate crown may not be predicted more accurately by simply separating the plate crown error into a load-dependent error and a load-independent error as described above.
例えば、式（３）で示される荷重依存誤差の算出式の中にある拘束度合いパラメータαに関し、この拘束度合いパラメータαをある一定の値、すなわち「定数」として板クラウンの予測を行った場合、圧延機２，３の圧延荷重Ｐや圧延材Ｘの板幅Ｗなどの圧延条件が大幅に変動すると、板クラウンの予測精度が低下することが明らかとなってきている。
係る知見のもと、本願発明者らは、数値解析による圧延ロール４，５のたわみ計算などの鋭意研究を重ねた。その結果、図３に示すような知見を得るに至った。
For example, regarding the constraint degree parameter α in the calculation formula for the load-dependent error expressed by Equation (3), when the plate crown is predicted with the constraint degree parameter α set to a certain value, that is, “constant”, It has become clear that when the rolling conditions such as the rolling load P of the rolling mills 2 and 3 and the sheet width W of the rolled material X vary greatly, the prediction accuracy of the sheet crown decreases.
Based on such knowledge, the inventors of the present application have made extensive studies such as calculation of deflection of the rolling rolls 4 and 5 by numerical analysis. As a result, the inventors have obtained knowledge as shown in FIG.
図３には、圧延材Ｘの板幅Ｗ（圧延荷重Ｐが付与される範囲）に対して、拘束度合いパラメータα＝１のときの圧延ロール４，５のたわみ量と、拘束度合いパラメータα＝０のときの圧延ロール４，５のたわみ量との差が示されている。なお、この結果は、数値シミュレーションにより得られたものであって、それぞれの圧延ロール４，５（自由端及び固定端）にかかる圧延荷重Ｐは同じ荷重としている。 In FIG. 3, with respect to the sheet width W of the rolled material X (the range in which the rolling load P is applied), the deflection amount of the rolling rolls 4 and 5 when the restraint degree parameter α = 1, and the restraint degree parameter α = The difference from the amount of deflection of the rolling rolls 4 and 5 at 0 is shown. In addition, this result was obtained by numerical simulation, Comprising: The rolling load P concerning each rolling roll 4 and 5 (free end and fixed end) is made into the same load.
図３から明らかなように、それぞれの圧延ロール４，５（自由端及び固定端）に同じ圧延荷重Ｐが付与されていても、圧延材Ｘの板幅Ｗによって、圧延ロール４，５のたわみ状況がそれぞれ異なることを見出した。このようなことから、本願発明者らは、圧延条件（圧延材Ｘの板幅Ｗ、圧延荷重Ｐなど）が圧延ロール４，５のたわみに影響を及ぼしていることを知見した。 As is apparent from FIG. 3, even if the same rolling load P is applied to the respective rolling rolls 4 and 5 (free end and fixed end), the deflection of the rolling rolls 4 and 5 is caused by the sheet width W of the rolled material X. I found that the situation was different. From these facts, the inventors of the present application have found that the rolling conditions (the sheet width W of the rolled material X, the rolling load P, etc.) affect the deflection of the rolling rolls 4 and 5.
また、図３から明らかなように、圧延材Ｘの板幅Ｗが広い場合には、圧延ロール４，５の拘束状態の違いによる圧延ロール４，５のたわみ量が大きく異なること（図３の縦軸の値が大となること）が明らかとなり、拘束度合いパラメータαが圧延条件（圧延材Ｘの板幅Ｗ、圧延荷重Ｐなど）と大きく関係しているとの知見を得た。
そこで、本願発明者らは、拘束度合いパラメータαを一定の「定数」とせずに、圧延条件によりα（拘束係数）が変化すると仮定し、板クラウン誤差の詳細な分析を行った。
Further, as is apparent from FIG. 3, when the plate width W of the rolled material X is wide, the deflection amount of the rolling rolls 4 and 5 due to the difference in the restrained state of the rolling rolls 4 and 5 is greatly different (in FIG. 3). It became clear that the value of the vertical axis becomes large), and the knowledge that the constraint degree parameter α is greatly related to the rolling conditions (the sheet width W of the rolled material X, the rolling load P, etc.) was obtained.
Therefore, the inventors of the present application did not set the constraint degree parameter α to a constant “constant”, but performed a detailed analysis of the plate crown error on the assumption that α (restraint coefficient) changes depending on the rolling conditions.
その結果、拘束度合いを示す拘束度合いパラメータαを、単位幅あたりの圧延荷重（Ｐ／Ｗ）の線形式で表現することで、板クラウンの予測を高精度で行うことが可能であることを見出した。
図４には、単位幅あたりの圧延荷重［Ｐ／Ｗ（ｔｏｎｆ／ｍｍ）］と拘束度合いパラメータαとの関係を示すデータがプロットされている。この図から明らかなように、単位幅あたりの圧延荷重［Ｐ／Ｗ（ｔｏｎｆ／ｍｍ）］と拘束度合いパラメータαとには、正の相関があり、両者の関係を線形式で表現することが可能である。なお、この図の拘束度合いパラメータαは、圧延後の板クラウンの実績値と計算から得られた板クラウンとの差を基に算出されたものである（図５のステップＳ−４の手法など）。
As a result, it has been found that the plate crown can be predicted with high accuracy by expressing the restriction degree parameter α indicating the degree of restriction in a linear form of the rolling load per unit width (P / W). It was.
FIG. 4 plots data indicating the relationship between the rolling load per unit width [P / W (tonf / mm)] and the constraint degree parameter α. As is clear from this figure, the rolling load per unit width [P / W (tonf / mm)] and the constraint degree parameter α have a positive correlation, and the relationship between the two can be expressed in a linear form. Is possible. Note that the constraint degree parameter α in this figure is calculated based on the difference between the actual value of the rolled sheet crown and the calculated sheet crown (the method of step S-4 in FIG. 5 and the like). ).
以上述べた知見の基に導出された本発明の板クラウン予測モデルの決定方法は、圧延材Ｘの板クラウンの予測を行う際に、圧延機２，３のチョック部１２に対する圧延ロール４，５の拘束度合いを示す拘束度合いパラメータαを圧延材Ｘの単位板幅当りの圧延荷重（Ｐ／Ｗ）の関数とし、その拘束度合いパラメータαを用いて、圧延ロール４，５の幅方向の圧延荷重分布から圧延ロール４，５のたわみを算出し、その圧延ロール４，５のたわみを用いて板クラウンの予測を行う方法である。 The method for determining the sheet crown prediction model of the present invention derived based on the above-described knowledge is that when the sheet crown of the rolled material X is predicted, the rolling rolls 4 and 5 for the chock portion 12 of the rolling mills 2 and 3 are used. The constraint degree parameter α indicating the degree of constraint is defined as a function of the rolling load (P / W) per unit plate width of the rolled material X, and the rolling load in the width direction of the rolling rolls 4 and 5 is determined using the constraint degree parameter α. This is a method of calculating the deflection of the rolling rolls 4 and 5 from the distribution and predicting the plate crown using the deflection of the rolling rolls 4 and 5.
すなわち、以上より、本発明の板クラウン予測モデルの決定方法に用いられる拘束度合いパラメータαは、式（１）を満たすように決定すると、高精度で板クラウンの予測をすることができる。 That is, as described above, if the constraint degree parameter α used in the method for determining the plate crown prediction model of the present invention is determined so as to satisfy the expression (1), the plate crown can be predicted with high accuracy.
次に、図５を基に、拘束度合いを示す拘束度合いパラメータαの決定方法、及び式（１）の係数ａと定数項ｂの決定方法を説明する。
まず、板クラウン予測値と板クラウン実測値との差である板クラウン誤差のうち、圧延荷重Ｐに非依存の荷重非依存項（荷重非依存誤差）の影響を受けず、且つ板クラウンの測定結果に関して信頼性の高いデータのみを制御手段９などに蓄積する。
Next, based on FIG. 5, a method for determining the constraint degree parameter α indicating the degree of constraint, and a method for determining the coefficient a and the constant term b in Equation (1) will be described.
First, of the plate crown error, which is the difference between the predicted value of the plate crown and the measured value of the plate crown, it is not affected by the load-independent term (load-independent error) independent of the rolling load P, and the plate crown is measured. Only data with high reliability regarding the result is stored in the control means 9 or the like.
圧延材Ｘの板厚誤差、ウエッジ、及び板クラウンなどの測定データに関しては、板クラウンの測定が確実に行われたことが明確に判断できたときの圧延材Ｘの測定データのみを抽出する。なお、板クラウンの計測不良、圧延材Ｘの幅曲がり、及びオフセンターした場合の圧延材Ｘの測定データは採用しないようにする。
上述のようにして求められた圧延材Ｘの測定データを基に、それぞれの圧延材Ｘごとに対して拘束度合いパラメータα＝０とした場合の圧延機２，３出側の予測板クラウンを算出する。そして、そのα＝０とした場合の予測板クラウンを制御手段９などに蓄積する（ステップＳ−１）。
Regarding the measurement data of the sheet thickness error, the wedge, the sheet crown, etc. of the rolled material X, only the measured data of the rolled material X when it can be clearly determined that the measurement of the sheet crown has been reliably performed is extracted. It should be noted that measurement data of the rolled material X in the case of the measurement failure of the plate crown, the bending of the rolled material X, and the off-center is not adopted.
Based on the measurement data of the rolled material X obtained as described above, the predicted plate crown of the rolling mills 2 and 3 on the outlet side when the constraint degree parameter α = 0 is calculated for each rolled material X. To do. Then, the predicted plate crown when α = 0 is stored in the control means 9 or the like (step S-1).
また、ステップＳ−１と同様に、圧延材Ｘの測定データを基に、それぞれの圧延材Ｘごとに対して拘束度合いパラメータα＝１とした場合の予測板クラウンを算出する。そして、そのα＝１とした場合の予測板クラウンも制御手段９などに蓄積する（ステップＳ−２）。
α＝０とした場合の予測板クラウン及びα＝１とした場合の予測板クラウンと、実測の板クラウンとを用いて、測定対象となる圧延材Ｘの板クラウンの予測誤差が０となるような拘束度合いパラメータαを、式（４）に示される直接補完により算出する。
Further, similarly to step S-1, based on the measurement data of the rolled material X, a predicted plate crown when the constraint degree parameter α = 1 is calculated for each rolled material X. Then, the predicted plate crown when α = 1 is also accumulated in the control means 9 or the like (step S-2).
Using the predicted plate crown when α = 0, the predicted plate crown when α = 1, and the actually measured plate crown, the prediction error of the plate crown of the rolled material X to be measured is zero. The constraint degree parameter α is calculated by direct complementation shown in Expression (4).
蓄積されている全ての圧延データを基に、ステップＳ−３での方法を用いて、それぞれの圧延材Ｘごとにおいて最適な拘束度合いパラメータαを算出し、その拘束度合いパラメータαを蓄積する（ステップＳ−３）。
算出された拘束度合いパラメータαと、単位幅あたりの圧延荷重（Ｐ／Ｗ）を変数として最小二乗法により線形近似し、式（１）として係数ａ、及び定数項ｂの値を決定する（ステップＳ−４）。本願発明者らが今回行った実験結果によれば、本実施形態の場合、係数ａは１．９９となり、定数項ｂは１．７６となった。
Based on all the accumulated rolling data, the method of step S-3 is used to calculate the optimum restraint degree parameter α for each rolled material X, and the restraint degree parameter α is accumulated (step S-3).
Using the calculated constraint degree parameter α and the rolling load per unit width (P / W) as variables, linear approximation is performed by the method of least squares, and the value of the coefficient a and the constant term b is determined as equation (1) (step) S-4). According to the results of experiments conducted by the present inventors this time, in the present embodiment, the coefficient a is 1.99 and the constant term b is 1.76.
なお、このときに用いる圧延荷重Ｐは、実績の圧延荷重Ｐ（ｔｏｎｆ）の全長平均とし、圧延材Ｘの板幅Ｗは、実績の圧延幅（ｍｍ）とすることが好ましい。
なお、セットアップ計算やゲージメータ計算において板クラウン予測を行う際には、式
（１）の係数ａ、及び定数項ｂを上述のようにして決定し、圧延荷重Ｐを予測圧延荷重（ｔｏｎｆ）とし、圧延材Ｘの板幅Ｗを圧延幅（ｍｍ）とすれば、式（１）を用いて該圧延パスにおける拘束度合いパラメータαを決定することができる。
In addition, it is preferable that the rolling load P used at this time is the average of the entire length of the actual rolling load P (tonf), and the sheet width W of the rolled material X is the actual rolling width (mm).
When performing the plate crown prediction in the setup calculation or the gauge meter calculation, the coefficient a and the constant term b in the equation (1) are determined as described above, and the rolling load P is set as the predicted rolling load (tonf). If the plate width W of the rolled material X is the rolling width (mm), the constraint degree parameter α in the rolling pass can be determined using the equation (1).
上述した本発明の板クラウン予測モデルの決定方法で算出した圧延材Ｘの単位板幅当りの圧延荷重（Ｐ／Ｗ）を用いて、拘束度合いパラメータαを決定し、決定された拘束度合いパラメータαを式（３）に適用することで、式（２）に示す板クラウン予測モデルを決定することが可能となる。この板クラウン予測モデルを用いることで、圧延機２，３出側の圧延材Ｘの板クラウンを予測し、予測した圧延材Ｘの板クラウンに基づき、圧延機２，３の圧下量や板クラウンを制御する板クラウン制御機構の制御量を決定して、圧延材Ｘを圧延する前に予め圧延条件を設定して、圧延材Ｘの圧延制御を行う。 Using the rolling load (P / W) per unit plate width of the rolled material X calculated by the above-described method for determining the plate crown prediction model of the present invention, the constraint degree parameter α is determined, and the determined constraint degree parameter α is determined. Is applied to the equation (3), the plate crown prediction model shown in the equation (2) can be determined. By using this sheet crown prediction model, the sheet crown of the rolled material X on the exit side of the rolling mills 2 and 3 is predicted, and the rolling amount of the rolling mills 2 and 3 and the sheet crown are determined based on the predicted sheet crown of the rolled material X. The control amount of the plate crown control mechanism for controlling the rolling is determined, the rolling conditions are set in advance before rolling the rolled material X, and the rolling control of the rolled material X is performed.
表１は、上述した本発明の板クラウン予測モデルの決定方法で予測した板クラウンの精度と、従来の方法で予測した板クラウンの精度を比較したものである。 Table 1 compares the accuracy of the plate crown predicted by the method of determining the plate crown prediction model of the present invention described above and the accuracy of the plate crown predicted by the conventional method.
表１に示すように、本発明の板クラウン予測モデルの決定方法で予測した板クラウンの精度は、従来の方法で予測した板クラウンの精度よりも偏差で約１５％、平均で約３３％改善されている。つまり、本発明の板クラウン予測モデルの決定方法では、高精度の板クラウンを予測することができる。
以上述べたように、本発明の板クラウン予測モデルの決定方法は、圧延工程において圧延機２，３の圧延荷重Ｐや圧延材Ｘの板幅Ｗなどの圧延条件が変動する場合であっても、その変動する圧延条件に合うように圧延ロール４，５の拘束度合いを示す拘束度合いパラメータαを算出し、圧延機２，３の圧延荷重Ｐや圧延材Ｘの板幅Ｗによる影響を受けずに板クラウンの予測を行うことが可能となる。
As shown in Table 1, the accuracy of the plate crown predicted by the method for determining the plate crown prediction model of the present invention is improved by about 15% in deviation and about 33% on average than the accuracy of the plate crown predicted by the conventional method. Has been. In other words, the plate crown prediction model determination method of the present invention can predict a highly accurate plate crown.
As described above, the method for determining the sheet crown prediction model of the present invention is a case where rolling conditions such as the rolling load P of the rolling mills 2 and 3 and the sheet width W of the rolled material X vary in the rolling process. The restraint degree parameter α indicating the restraint degree of the rolling rolls 4 and 5 is calculated so as to meet the changing rolling conditions, and is not affected by the rolling load P of the rolling mills 2 and 3 and the sheet width W of the rolled material X. In addition, it is possible to predict the plate crown.
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
また、板クラウン予測モデルを適用できる圧延機２，３として、厚鋼板Ｚのリバース圧延機を例示したが、薄鋼板の圧延機でもよく、タンデム型であってもよい。圧延形態は熱間又は冷間のどちらであってもよい。
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive.
Further, as the rolling mills 2 and 3 to which the plate crown prediction model can be applied, the reverse rolling mill for the thick steel plate Z is exemplified, but a rolling mill for a thin steel plate may be used, and a tandem type may be used. The rolling form may be either hot or cold.
特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。 In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
１ 圧延装置
２ 粗圧延機
３ 仕上圧延機
４ ワークロール
５ バックアップロール
６ 圧延荷重計
７ 板厚計
８ 予測モデル修正手段
９ 制御手段
１０ 圧下装置
１１ ロールネック部
１２ チョック部（圧延機のハウジング）
１３ 加熱炉
Ｘ 圧延材
Ｚ 厚鋼板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling device 2 Rough rolling mill 3 Finish rolling mill 4 Work roll 5 Backup roll 6 Rolling load meter 7 Sheet thickness meter 8 Predictive model correction means 9 Control means 10 Rolling device 11 Roll neck part 12 Chock part (housing of rolling mill)
13 Heating furnace X Rolled material Z Thick steel plate
Claims (2)
前記「拘束度合いパラメータ」を前記圧延材の単位板幅当りの圧延荷重の関数とし、
当該「拘束度合いパラメータ」に基づいて、板クラウンの予測を行うことを特徴とする板クラウン予測モデルの決定方法。 When predicting a sheet crown of a rolled material to be rolled by a rolling mill having a rolling roll comprising a pair of upper and lower work rolls and a backup roll that supports the work roll, the bearing chock of the rolling mill is used. Using the “constraint degree parameter” indicating the degree of restraint of the rolling roll with respect to the part, the deflection of the rolling roll is calculated from the rolling load distribution in the width direction of the rolling roll, and the sheet crown is predicted using the deflection of the rolling roll. In the method of determining the plate crown prediction model to be performed,
The “constraint degree parameter” is a function of the rolling load per unit plate width of the rolled material,
A method for determining a plate crown prediction model, wherein the plate crown is predicted based on the “constraint degree parameter”.
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