JP2524672B2 - 厚板圧延方法 - Google Patents

厚板圧延方法

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JP2524672B2 JP4011371A JP1137192A JP2524672B2 JP 2524672 B2 JP2524672 B2 JP 2524672B2 JP 4011371 A JP4011371 A JP 4011371A JP 1137192 A JP1137192 A JP 1137192A JP 2524672 B2 JP2524672 B2 JP 2524672B2
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鉄也 中野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、板クラウン及び平坦度
制御の操作端を有するリバース圧延機に於いて、成品目
標クラウンを達成し、かつ各圧延パスの出側平坦度を良
好に保持する圧下スケジュール及びクラウン制御操作量
を決定する厚板圧延方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に厚板圧延に於ける圧延荷重、1パ
ス当たりの圧下量等の圧下スケジュールは、次の制約条
件下で最小圧延パス回数となるように決定される。 .圧延荷重及び圧延動力(トルク)及び1パス当たり
の圧下量が圧延機の設備仕様から決まる許容最大値を超
えないこと。 .仕上げの平坦度が良好でかつ板クラウンが請求材料
(スラブ)の歩留に応じて適切であること。
【0003】板クラウン及び平坦度制御手段を持たない
従来の圧延機では、の平坦度良好でかつ板クラウンが
適切となる圧下スケジュールを実現する目的で、パス間
のクラウン比率(板クラウン/板厚)が厳密に一定であ
るか、あるいは平坦度を損なわない限定されたクラウン
比率の許容範囲内で圧延が可能となるように、圧延荷重
に依存して変化する圧延機の撓み量を下流数パスに於い
て軽減する方法が一般的であり、圧延機の撓み量を軽減
する手段として、下流数パスの圧下量を制限して圧延荷
重あるいは圧延トルクを許容最大能力以下に抑える方法
が採用されている(最近の厚板製造技術の進歩(鉄鋼協
会)264頁)。以後、良好な平坦度と適切な板クラウ
ンを確保する目的で圧延荷重、あるいは圧延トルクを軽
減するパスを形状調整パスと称す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来法によれ
ば、平坦度確保の観点から下流数パスに於ける圧延荷重
あるいは圧延トルクを許容最大能力以下に軽減する必要
上、下流数パスに於いて1パス当たりの圧下量が制限さ
れ必要以上のパス回数の増加を来たし、圧延能率の低下
を招く。
【0005】本発明は、従来法のかかる問題点に着目し
てなされたもので、板クラウン及び平坦度制御手段を有
するリバース圧延機を用いて、良好な平坦度を確保しつ
つ成品目標板厚及び成品目標板クラウンを達成し、かつ
従来法の下流数パスに於ける形状調整パスを撤廃するこ
とでパス回数を減少し、圧延能率の改善を図ることを目
的とした圧下スケジュール及びクラウン制御操作量を簡
便に、かつ自動的に決定する厚板圧延方法を提供するも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、板クラウン及
び平坦度制御の手段を有するリバース圧延機による板圧
延に於いて、出側目標板厚、出側目標板クラウン、目標
平坦度与件として、平坦度許容限界から定まるメカニ
カルクラウンの最大値及び最小値の範囲内で、かつ圧延
機及びクラウン制御操作端の設備制約から定まるメカニ
カルクラウンの範囲内で目標メカニカルクラウンを決定
し、該目標メカニカルクラウンと圧延機の最大圧延荷重
の範囲内で与えられた目標圧延荷重から後述の(2)式
に示すメカニカルクラウンの構成式に基づきクラウン制
御操作量を決定し、前記目標圧延荷重から荷重予測モデ
ルに基づき圧下率を求め、該圧下率から入側板厚を算出
し、該入側板厚と前記の出側目標板厚、出側目標板クラ
ウン及び目標平坦度から後述の(3)式に示す平坦度の
構成式に基づき入側の目標板クラウンを決定し、以上の
目標メカニカルクラウン、クラウン制御操作量及び入側
目標板クラウンを決定する操作を最終nパスの成品目標
板厚から始めて入側板厚がスラブ厚あるいは幅出し圧延
完了厚まで繰り返すことによって成品目標クラウンを
達成し、かつ平坦度良好となる圧下スケジュール及び
クラウン制御操作量を決定することを特徴とする厚板
延方法である。
【0007】
【作用】まず、この発明の理解を助けるために上述した
板クラウン(Ci)、メカニカルクラウン(CMi)、
及び平坦度の関係を表わすモデル式について説明する。 すなわち、板クラウンCiの構成式 Ci=(1−η)・CMi+η・(1−ri)・Ci−1……(1) η:クラウン遺伝係数 CMi:メカニカルクラウン r:圧下率
【0008】メカニカルクラウンCMiの構成式 CMi=Cp・Pi+Cr+Cx・xi ………………………(2) Cp:圧延荷重のクラウン影響係数 Pi:圧延荷重 Cr:ロールプロフィールのクラウン影響項 Cx:クラウン制御操作手段のクラウン制御量影響係数 xi:クラウン制御操作量
【0009】平坦度fiの構成式 fi=ξ(Ci/hi−Ci−1/hi−1+α) …………(3) h:板厚 ξ:形状変化係数(クラウン比率変化の平坦度に及ぼす影響) α:幅方向メタルフロー影響項 ここで、Cp,ξ,η,αは板厚、板幅、ロールディメ
ンジョンにより決定されるモデルパラメータであり、サ
フィックスiは任意iパスを示す。
【0010】上述の(1)〜(3)式に示す関係式を基
礎式として本発明の目的とする圧下スケジュール及び各
パスのクラウン制御操作量を以下のとおり決定する。ま
ず第一に任意iパスにおける出側目標板クラウンC
* 、出側目標平坦度fi* (f=0のときフラット)
を与件として、出側目標メカニカルクラウンCMi *
(1),(3)式及び圧下率の定義であるri=(hi
-1−hi)/hi-1から導入される下記(4)式から
める(図1の符号1)。 CMi* =Ci* +η/(1−η)・hi・(fi* /ξ−α)…(4)
【0011】同様に下記(5)式に示す平坦度許容限界
値fiL ,fiU から当該圧延パスにおけるメカニカル
クラウンの許容限界値が求められる(図1の符号2)。 平坦度許容限界 fiL ≦fi* ≦fiU ,fnL ≦fnU ≦fn* ………(5) L:下限(中波限界) U:上限(耳波限界) n:最終圧延パス
【0012】すなわち、平坦度の許容限界内で取り得る
メカニカルクラウンの最大値をCMimax1、最小値をC
Mimin1とすると平坦度から決まるメカニカルクラウン
の許容範囲として(6)式を得る。 CMimin1≦CMi* ≦CMmax1, CMnmin1=CMnmax1=CMn* …………………………(6) ここで、 CMimin1=Ci* +η/(1−η)・hi・(fiL /ξ−α)…(7) CMimax1=Ci* +η/(1−η)・hi・(fiU /ξ−α)…(8)
【0013】一方、圧延機の最大圧延荷重の範囲内で目
標圧延荷重Pi* が与えられると、下記(9)式に示す
クラウン制御操作量の範囲内で取り得るメカニカルクラ
ウンの許容限界値が求められる(図1の符号3)。 クラウン制御操作量限界 xL ≦xi≦xU …………………………(9)
【0014】すなわち、クラウン制御操作量の範囲内で
取り得るメカニカルクラウンの許容最大値をCM
max2,最小値をCMimin2とすると、クラウン制御操
作量から決まるメカニカルクラウンの許容範囲として
(10)式を得る。 CMimin2≦CMi* ≦CMimax2 ……………(10) ここで、(2)式より CMimin2=Cp・Pi* +Cr+Cx・xL ………(11) CMimax2=Cp・Pi* +Cr+Cx・xU ………(12) したがって、上述の(6)式及び(10)式から平坦度
の許容限界内で、かつクラウン制御操作手段の設備上実
現可能なメカニカルクラウンの範囲は次のようになる
(図1の符号4)。
【0015】本発明では、このメカニカルクラウン範囲
の最大値CMimax を許容最大メカニカルクラウン、最
小値CMimin を許容最小メカニカルクラウンと称す。 許容最大メカニカルクラウン範囲 CMimin ≦CMi* ≦CMimax ……………………(13) ここで、 CMimin =max〔CMimin1,CMimin2〕 ……(14) CMimax =min〔CMimax1,CMimax2〕 ……(15)
【0016】このとき、(4)式で求めた目標メカニカ
ルクラウンCMi * が(13)式に示す許容限界の範囲
であれば、図1の符号5の手段により目標メカニカル
クラウンCMi* として(14)及び(15)式に示す
許容限界値であるCMimax1、あるいはCMimin を用
い、(2)式から算出される下記(16)式によりクラ
ウン制御操作量xiを求める(図1の符号7)。すなわ
ち、 xi={CMi* −(Cp・Pi* +Cr)}/Cx ……(16)
【0017】次に、上述の目標圧延荷重Pi* に基づき
荷重予測モデルから圧下率riを求め、圧下率の定義式
に基づき入側板厚hi−1を求める(図1の符号7)。 圧下率の定義式 ri=(hi−1−hi)/hi−1 ………………(17)
【0018】最後に、与件として与えた出側目標板厚h
* 、目標平坦度fi* 、出側目標板クラウンCi*
(17)式で算出される入側板厚hi−1に基づき
(3)式から入側の目標板クラウンCi−1* が次のよ
うに求められる(図1の符号8)。 Ci−1* ={Ci* /hi* −(fi* /ξ−α)}・hi−1…(18)
【0019】以上に述べた演算を最終nパスからはじめ
て入側板厚hi−1がスラブ厚または幅出し圧延完了厚
を超えるまで繰り返し行うことにより、本発明の目的と
する成品目標板クラウンを達成し、かつ平坦度良好とな
る圧下スケジュール及び各パスのクラウン制御操作量を
求めることができる。
【0020】更に、この方法によれば、クラウン制御手
段のクラウン制御能力が十分大きい場合は、全圧延パス
において圧延機の許容最大荷重を目標圧延荷重として採
用することも可能であり、従来法に於ける形状調整パス
を撤廃して圧延能率の飛躍的向上をもたらすものであ
る。表1に示すように、本発明の方法を実機に適用した
結果、従来法と比較してパス回数が減少し圧延能率が向
上した。
【0021】
【表1】
【0022】
【実施例】本発明による圧下スケジュール及びクラウン
制御操作量の決定方法を、表2に示す仕様の厚板圧延機
に適用した実施例について説明する。
【表2】
【0023】図2は本発明を表3に示す圧延サイズとス
ラブサイズの圧延に適用した場合で、幅出し圧延完了後
最終パスまでの圧下スケジュールを示す。図中実線が本
発明の方法により得られる圧下スケジュールで、点線は
従来法によるものであるが、従来法と比較してパス回数
が2パス減少しており、圧延時間にして約30sec の短
縮効果がある。
【表3】
【0024】なお、本発明を適用した厚板圧延機は許容
最大荷重が8000ton であるが、圧延過程で発生する
板厚誤差あるいは温度誤差に起因する過荷重を防止する
目的で、この実施例ではあえて最終パス目標圧延荷重を
6500ton に抑えているが、これを許容最大荷重とし
て圧下スケジュールを作成することももちろん可能であ
る。
【0025】図3及び図4は、成品目標板クラウンCn
* を40μm、目標平坦度fn* を0%として、本発明
の方法により図2の圧下スケジュールと同時に算出され
る各パスの目標板クラウンとクラウン制御操作量の計算
例である。
【0026】なお、図4に示すクラウン制御操作量は、
図5に示す形状のイニシャルクラウンを付与した上下作
業ロールを用いて、互いに軸方向に相対移動させてクラ
ウンを制御する場合の相対移動量を示すものであるが、
例えばペアクロス圧延であればクロス角度として算出さ
れるべき量であり、クラウンを積極的に制御する手段で
あれば、どのような方法でも本発明の本質を逸脱するも
のではない。
【0027】
【発明の効果】本発明の方法によると、板クラウン及び
クラウン制御の手段を有するリバース圧延機に於いて、
成品目標板クラウンを達成しかつ各圧延パスの出側形状
を良好に保持する圧下スケジュール及びクラウン制御操
作量を決定することができる。また、この方法によれ
ば、クラウン制御手段のクラウン制御能力が十分大きい
場合には、全圧延パスにおいて圧延機の許容最大荷重を
目標圧延荷重として採用することも可能であり、従来法
に於ける形状調整パスを撤廃して圧延能率の飛躍的向上
をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を説明するブロック図である。
【図2】本発明を適用した圧下スケジュールの算出例の
図表である。
【図3】本発明を適用した目標板クラウンの算出例の図
表である。
【図4】本発明を適用したクラウン制御操作量の算出例
の図表である。
【図5】本発明の実施例に於いて用いたクラウン制御手
段の説明図である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板クラウン及び平坦度制御の手段を有す
    るリバース圧延機による板圧延に於いて、出側目標板
    厚、出側目標板クラウン、目標平坦度与件として、平
    坦度許容限界から定まるメカニカルクラウンの最大値及
    び最小値の範囲内で、かつ圧延機及びクラウン制御操作
    の設備制約から定まるメカニカルクラウンの許容範囲
    内で目標メカニカルクラウンを決定する手段と、目標
    メカニカルクラウン決定手段からの出力と圧延機の最大
    圧延荷重の範囲内で与えられた目標圧延荷重からクラウ
    ン制御操作量を決定する手段と、前記目標圧延荷重から
    荷重予測モデルに基づき圧下率を求め、圧下率から入
    側板厚を算出し、該入側板厚と前記の出側目標板厚、出
    側目標板クラウン及び目標平坦度から入側目標板クラウ
    ンを決定する手段とから構成され、かかる手段により目
    標メカニカルクラウン、クラウン制御操作量及び入側目
    標板クラウンを決定する操作を最終nパスからはじめて
    入側板厚がスラブ厚あるいは幅出し圧延完了厚まで繰り
    返すことによって成品目標クラウンを達成し、かつ平
    坦度良好となる圧下スケジュール及びクラウン制御操
    作量を決定することを特徴とする厚板圧延方法。
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JP4269400B2 (ja) * 1999-03-26 2009-05-27 住友金属工業株式会社 圧延機の圧延条件算出方法及び圧延条件算出装置
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JP6805993B2 (ja) * 2017-07-24 2020-12-23 Jfeスチール株式会社 厚鋼板の圧延方法および製造方法

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