JP2016131991A

JP2016131991A - 鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法

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Publication number: JP2016131991A
Application number: JP2015007341A
Authority: JP
Inventors: 義典沼澤; Yoshinori Numazawa; 一仁岡田; Kazuhito Okada
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-25
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: JP6206422B2

Abstract

【課題】硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する必要がなく、オンラインで形状矯正を行うことができる形状矯正装置および形状矯正方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る形状矯正装置は、鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正装置であって、複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーと、レベラーのロールのインターメッシュを調整するインターメッシュ調整装置と、レベラーの入側に設けられ、鋼板の硬度を測定する硬度計と、レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、硬度計によって測定された硬度に基づいて、インターメッシュ調整装置を用いてレベラーのロールのインターメッシュを制御する演算器と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼板の長手方向の反り（以下、Ｌ反りと言う）等の形状不良を矯正する鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法に関する。

鋼板の連続処理ラインにおいては、鋼板のＬ反りを矯正する形状矯正装置が設けられている。形状矯正装置は、複数のロール（レベラー）によって鋼板に繰り返し曲げを与えることで、鋼板のＬ反りを矯正する。

例えば、特許文献１には、レベラーの前段に反り検出器と厚み計を設け、反り検出器と厚み計の少なくとも一方の出力に応じて、レベラーのインターメッシュを調整する装置が開示されている。

特開昭６１−２３２０１７号公報

しかしながら、特許文献１のように、鋼板の反り量や厚みに基づいてインターメッシュを調整する方法では、同一の反り量であり、かつ同一の厚みを有する鋼板に、同じように矯正を行っても、矯正後の形状にバラツキがあるという問題があった。

本発明は、このような問題に対してなされたものであり、矯正精度を向上させた鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、このように、矯正後の反りにバラツキが生じる原因について鋭意検討を行った。その結果、このバラツキは、鋼板の硬度のバラツキに起因しているとの結論に至った。この硬度に起因した矯正後のバラツキを低減させるためには、硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する方法も考えられるが、演算が複雑になるという問題がある。そこで、発明者らは、さらに検討を行い、以下のような発明を想到するに至った。

本発明に係る鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法は、以下のような特徴を有している。
［１］鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正装置であって、
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーと、
レベラーのロールのインターメッシュを調整するインターメッシュ調整装置と、
レベラーの入側に設けられ、鋼板の硬度を測定する硬度計と、
レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、硬度計によって測定された硬度に基づいて、インターメッシュ調整装置を用いてレベラーのロールのインターメッシュを制御する演算器と、を備える鋼板の形状矯正装置。
［２］鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正方法であって、
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーの入側において、鋼板の硬度を測定し、レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、測定された硬度に基づいて、レベラーのロールのインターメッシュを制御する鋼板の形状矯正方法。

本発明に係る鋼板の形状矯正装置および形状矯正方法によれば、硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する必要がなく、また、硬度が異なっていても、矯正後の形状のバラツキを高精度に低減させることができる。

本発明の実施の形態に係る形状矯正装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る形状矯正方法を示すフローチャートである。３本のレベラーロールによる鋼板の形状矯正を行うモデルを示した図である。複数のロールによる鋼板の形状矯正を行うモデルを示した図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る形状矯正装置の構成を示す図である。図１に示すように、この形状矯正装置には、鋼板１の通板方向順に、入側反り検出器２、板厚計３、硬度計４、レベラー８、出側反り検出器９が配置されている。

入側反り検出器２は、レベラー８の入側に設けられ、鋼板１の長手方向の反り量を測定して、演算器６に鋼板１の反り量に関する情報を出力する。

板厚計３は、レベラー８の入側に設けられ、鋼板１の板厚を測定して、演算器６に鋼板１の板厚に関する情報を出力する。

硬度計４は、レベラー８の入側に設けられ、鋼板１の硬度を非接触で測定して、演算器６に鋼板１の硬度に関する情報を出力する。硬度計４によって測定された鋼板１の硬度は、降伏応力ＹＳに換算することができる。そのため、演算器６は、硬度計４によって測定された鋼板１の硬度に基づいて降伏応力ＹＳを算出し、この降伏応力ＹＳを用いて、後述するようにインターメッシュを設定することができる。

レベラー８は、複数のロールを有している。ロールは、交互に、上下に回転中心がずらして配されており、上側のロールと下側のロールの間を、鋼板１を通板させることによって、鋼板１に繰り返し曲げを与える。

出側反り検出器９は、レベラー８の出側に設けられ、鋼板１の矯正後の長手方向の反り量を測定して、学習器５に、鋼板１の反り量に関する情報を出力する。

学習器５は、出側反り検出器９から取得した反り量を用いて、インターメッシュ調整装置７を調整する制御量を学習するように構成されている。学習器５は、学習値を算出し、演算器６に出力する。具体的には、学習器５は、板厚や硬度に応じたテーブルを作成することで、インターメッシュの設定値の精度を向上させる。

演算器６は、入側反り検出器２から取得した反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度と、学習器５から取得した学習値に基づいて、インターメッシュ調整装置７を制御する。

インターメッシュ調整装置７は、演算器６からの制御指令に基づいて、レベラー８のインターメッシュを調整する。

図２は、本発明の実施の形態に係る形状矯正方法を示すフローチャートである。

フローに示す括弧内の数字は、各処理を実行する装置を示している。

演算器６は、入側反り検出器２から取得した入側の反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度に基づいて、インターメッシュの設定値を演算する（ステップＳ１）。

インターメッシュ調整装置７は、演算器６によって演算されたインターメッシュの設定値となるように、レベラー８のインターメッシュを調整する（ステップＳ２）。そして、インターメッシュが設定されたレベラー８に鋼板１を通板して、鋼板１の形状を矯正する（ステップＳ３）。

レベラー８に通板後の鋼板１の反りを出側反り検出器９によって検出する。学習器５は、出側反り検出器９から出側の反り量を取得して、学習値を算出する（ステップＳ４）。学習器５は、算出した学習値を格納する（ステップＳ５）。学習器５は、学習値を算出し、演算器６に出力する。具体的には、学習器５は、矯正後の反り量と、矯正前の演算結果とを比較して演算内の影響係数を学習し、学習値として演算器６に出力する。なお、影響係数は、後述する（式１）〜（式３）の反り量Ｒ、板厚ｔ、インターメッシュδ等の係数として細分化させることができるが、学習を容易にするため、学習させる対象は、１つの学習計算において、１つの係数とすることが好ましい。

なお、本発明では、入側反り検出器２から取得した入側の反り量と、板厚計３から取得した板厚と、硬度計４から取得した硬度に基づいて、インターメッシュの設定値を演算するため、出側反り検出器９および学習器５は、設けられていなくてもよいが、出側反り検出器９および学習器５を用いて、インターメッシュの設定値を学習させることで、より形状矯正の精度を向上させることができる。

次に、インターメッシュの設定方法について具体的に説明する。図３は、３本のレベラーロールによる鋼板の形状矯正を行うモデルを示した図である。図３では、３本のロールによる３点支持での曲げをモデルとしている。

レベラー８では、上側ロールまたは下側ロールを他方に押し込む（締め込む）ことで、鋼板１に塑性歪を与えて、鋼板１の形状を矯正する。

締め込み量δ［ｍｍ］は、インターメッシュｄ［ｍｍ］と板厚ｔ［ｍｍ］の和として表すことができる。インターメッシュｄは、上側ロールの下端の位置と、下側ロールの上端の位置との距離である。

式１に示すように、鋼板１に与える曲げ歪ε_１を、板厚計３の出力（板厚ｔ）と、曲げ半径Ｒ［ｍｍ］により算出する。

曲げ半径Ｒは、式２に示すように、締め込み量δと、ロール間隔の１／２（＝Ｌ）を用いて示すことができる（図３参照）。

硬度計４を用いて測定された硬度から降伏応力（ＹＳ）を演算し、式３に示すように、降伏点における歪ε_２を算出する。

式４に示すように、塑性歪εを算出する。

次に、図４に示すように、複数のロールによる鋼板１の形状矯正を考える。３点支持での曲げを行う３本のロール組を、それぞれＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖとする。複数のロールによる形状矯正を行った最終的な塑性歪ε_allは、矯正前の塑性歪をε_０とし、ロール組Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖによる塑性歪をε_Ｉ、ε_ＩＩ、ε_ＩＩＩ、ε_ＩＶ、ε_Ｖとすると、式５のように、曲げの向きを考慮した塑性歪の和として示すことができる。

なお、矯正前の曲げ歪は、入側反り検出器２を用いて曲げ半径Ｒを算出し、式１に代入することで算出し、以降は、（式３）および（式４）の計算を行うことで、矯正前の塑性歪ε_０を算出することができる。

なお、矯正前の塑性歪ε_０を求めるにあたり、形状矯正装置に入側反り検出器２が設けられていない場合には、曲げ半径Ｒは、鋼種や板厚などから、経験的に得ることができる値を用いてもよい。また、形状矯正装置に板厚計３が設けられていない場合には、事前に測定された板厚を取得するようにしてもよい。

また、式１を変形した式６より最終的な形状（反り）を、最終曲げ半径Ｒ_allとして算出することができる。

この最終的な形状（反り）Ｒ_allが目標範囲に入るよう、予め設定した優先順で、各インターメッシュを調整する。各ロールのインターメッシュの優先順は、経験的に適宜設定することができるが、例えば、最終形状への影響は、下流のロールの曲げが最も大きいため、Ｒ_allが目標範囲に入るよう、最終ロールのインターメッシュを優先的に調整することが望ましい。

ここで、学習器５において学習させる項目は、式３の降伏応力ＹＳとし、降伏応力ＹＳに応じて学習値を算出することが好ましいが、使用するモデルにより学習項目は適切に選択すればよい。

このように、本発明では、レベラー８の入側に設けた硬度計４によって検出した鋼板１の硬度（若しくは、硬度から演算された降伏応力ＹＳ）に基づいてレベラー８のインターメッシュを調整することにより、硬度の異なる鋼種、品種毎にインターメッシュを細かく設定する必要がなく、形状矯正を行うことができる。また、新鋼種であっても、インターメッシュの初期設定が不要となる。

また、本発明では、学習器５を設けることにより、さらに精度よく形状矯正を行うことができる。

なお、上述の説明では、演算器６は、板厚、入側の反り、硬度、さらに、必要に応じて、出側の反りの学習値に基づいてインターメッシュを調整するとして説明したが、本発明は、少なくとも、板厚と入側の反りの少なくとも一方と、硬度に基づいてインターメッシュを調整すれば、本発明の効果を奏することができる。

１鋼板
２入側反り検出器
３板厚計
４硬度計
５学習器
６演算器
７インターメッシュ調整装置
８レベラー
９出側反り検出器

Claims

鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正装置であって、
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーと、
レベラーのロールのインターメッシュを調整するインターメッシュ調整装置と、
レベラーの入側に設けられ、鋼板の硬度を測定する硬度計と、
レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、硬度計によって測定された硬度に基づいて、インターメッシュ調整装置を用いてレベラーのロールのインターメッシュを制御する演算器と、を備える鋼板の形状矯正装置。
鋼板の長手方向の形状不良を矯正する形状矯正方法であって、
複数のロールにより鋼板に繰り返し曲げを与えるレベラーの入側において、鋼板の硬度を測定し、レベラーの入側の鋼板の板厚および反り量と、測定された硬度に基づいて、レベラーのロールのインターメッシュを制御する鋼板の形状矯正方法。