JP2826167B2 - 板形状の非対称修正方法及び装置 - Google Patents

板形状の非対称修正方法及び装置

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JP2826167B2
JP2826167B2 JP2112539A JP11253990A JP2826167B2 JP 2826167 B2 JP2826167 B2 JP 2826167B2 JP 2112539 A JP2112539 A JP 2112539A JP 11253990 A JP11253990 A JP 11253990A JP 2826167 B2 JP2826167 B2 JP 2826167B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軸方向に移動可能な１対の作業ロールを有す
る圧延機における板形状の非対称修正方法及び装置に係
わり、特に、上下作業ロールに生ずる摩耗により板材に
与えられる板形状の非対称性を修正する方法及び装置に
関する。
〔従来の技術〕
従来、軸方向に移動可能なロールを有する圧延機にお
いて、ロールに生ずる摩耗により板材に与えられる板形
状の形状不良を修正するものとして、例えば特開平１−
178306号公報、特開平１−166804号公報、特開昭58−16
3516号公報に記載の方法がある。
特開平１−178306号公報に記載の方法は、上下中間ロ
ールを軸方向に移動可能とした圧延機において、その上
下中間ロールの摩耗量を検出し、上下中間ロールの摩耗
量の差により生じる中間ロールの移動位置のずれを補正
し、ロール摩耗により板材に与えられる板形状の非対称
性を修正するものであり、これにより正確なロール移動
位置が得られ、安定した形状制御が可能となり、また生
産性の向上や製品の歩留り向上が図れる。
特開平１−166804号公報に記載の方法は、片側端部に
円錘部を有する作業ロールを軸方向に移動可能とした圧
延機において、作業ロールの摩耗に応じて変化する円錘
部のテーパ開始点に追従して作業ロールの移動位置を補
正し、常に作業ロールの円錘部に板材の両側縁部が位置
しつつ圧延するようにしたものであり、これにより常に
有効なクラウン値調整幅（有効テーパ量）を確保して圧
延することを可能にし、エッジドロップ、ハイスポット
の発生を防止しかつクラウン値を低減しようとしてい
る。
特開昭58−163516号公報に記載の方法は、上下の作業
ロールを軸方向に移動可能とした圧延機において、作業
ロールの移動量に対応して左右の圧下装置のレベリング
設定量を修正し、左右圧下レベリング操作を自動的に行
うようにしたものであり、これにより作業ロールの移動
位置の変更を容易にかつ自由に行えるようにしようとし
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来の技術は、いずれも上下作業
ロールの摩耗量の差と作業ロールの移動との組み合わせ
により生じる上下作業ロール間ギャップの圧延機中心に
関する非対称性については配慮がされておらず、上下作
業ロール摩耗量に差が生じた場合、作業ロールの移動量
の増大に応じて上記作業ロール間ギャップの非対称性が
拡大し、圧延が不安定となりかつ良好な板形状が得られ
ないという問題があった。
本発明の目的は、上下作業ロールの摩耗量の差と作業
ロールの移動との組合せにより生じる作業ロール間ギャ
ップの非対称性を修正し、安定した圧延と良好な板形状
の確保を可能とする板形状の非対称修正方法及び装置を
提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、軸方向に移動
可能な１対の作業ロールと、前記作業ロールにより圧延
される板材の板形状を制御する２つ以上の板形状制御手
段とを有する圧延機における板形状の非対称修正方法に
おいて、前記１対の作業ロールの移動量と摩耗量とによ
り定まる作業ロール間ギャップの圧延機中心に関する２
つ以上の非対称成分を算出する第１の手順と、前記算出
した２つ以上の非対称成分より前記２つ以上の板形状制
御手段のそれぞれの非対称設定量を算出する第２の手順
と、前記算出したそれぞれの非対称設定量により前記２
つ以上の板形状制御手段を制御する第３の手順とを有
し、前記第１の手順は、圧延機の中心から板材幅方向に
ほぼ等距離離れた２つの点を１組の評価位置とし、この
１組の評価位置での作業ロール間のギャップ差を１つの
非対称成分として算出し、圧延機中心から距離の異なる
２組以上の評価位置を用いて前記２つ以上の非対称成分
を算出するものとする。
ここで、好ましくは、前記第１の手順で用いる２組の
評価位置は、前記板材の幅方向端部より内側に設定され
ている。
また、上記目的を達成するために、本発明は、軸方向
に移動可能な１対の作業ロールと、前記作業ロールによ
り圧延される板材の板形状を制御する２つ以上の板形状
制御手段とを有する圧延機における板形状の非対称修正
装置において、前記１対の作業ロールの移動量と摩耗量
とにより定まる作業ロール間ギャップの圧延機中心に関
する２つ以上の非対称成分を算出する第１の手段と、前
記算出した２つ以上の非対称成分より前記２つ以上の板
形状制御手段のそれぞれの非対称設定量をそれぞれ算出
する第２の手段と、前記算出したそれぞれの非対称設定
量により前記２つ以上の板形状制御手段を制御する第３
の手段とを有し、前記第１の手順は、圧延機の中心から
板材幅方向にほぼ等距離離れた２つの点を１組の評価位
置とし、この１組の評価位置での作業ロール間のギャッ
プ差を１つの非対称成分として算出し、圧延機中心から
距離の異なる２組以上の評価位置を用いて前記２つ以上
の非対称成分を算出するものとする。
この場合も、好ましくは、前記第１の手段で用いる２
組の評価位置は、前記板材の幅方向端部より内側に設定
されている。
なお、本明細書中で「板形状」とは、板材の幅方向の
断面形状、即ち、板クラウンと、板材の圧延方向の板形
状の両方を含む概念で使用するものとする。
〔作用〕
作業ロールを軸方向に移動する圧延機では、第３図
（ａ）〜（ｃ）に示すように、作業ロールの移動位置の
履歴に応じて摩耗プロフィルが形成される。この摩耗プ
ロフィルにより上下作業ロール間に生じるギャップを考
えると、摩耗量が上下の作業ロールで等しい場合は第４
図（ａ）に示すように、作業ロール間ギャップの非対称
性は発生しない。しかしながら、板材の上下面での温度
むらや潤滑むらにより、上下作業ロールの摩耗量に差が
生じることがあり、このような場合は、各作業ロールで
の摩耗量が左右対称であっても、上下作業ロールの移動
位置を変えると、第４図（ｂ）に示すように、作業ロー
ル間ギャップは圧延機中心に対し左右非対称となる。こ
の非対称性は、作業ロールの移動量が大きくなるとそれ
に伴って拡大する。
即ち、第５図において、上下作業ロールで異なる摩耗
量が生じており、それに対応した作業ロール間ギャップ
が形成されている。図示の位置では上下作業ロールの移
動量は０であり、上下作業ロールの軸方向中心と圧延機
中心とは一致している。作業ロール間ギャップの左右対
称性を評価する位置として板材の両板端から30mm内側に
入った位置をとり、第６図に示すように、図示右側を操
作側、左側を駆動側とし、操作側のギャップ距離Gpと駆
動側のギャップ距離Gmとの差Gp−Gmをギャップ差ΔＧと
すると、図示の位置では操作側のギャップ距離Gpと駆動
側のギャップ距離Gmとは等しく、ギャップ差ΔＧは０で
ある。ここで、上下作業ロールの軸方向中心と圧延機中
心との距離を作業ロールの移動量Ｓとし、上下作業ロー
ルが圧延機中心に対して駆動側へ移動したときの移動量
Ｓを正、操作側へ移動したときの移動量Ｓを負とする
と、移動量Ｓに対するギャップ差ΔＧの関係は第７図に
示すようになる。
第７図より、上下作業ロールで摩耗量が異なっても作
業ロールの移動量Ｓが小さいときはギャップ差ΔＧは小
さく、従って作業ロール間ギャップの非対称性は小さ
く、移動量Ｓが大きくなるとギャップ差ΔＧは大きくな
り、従って非対称性も顕著になる。即ち、作業ロール間
ギャップの非対称性は作業ロールの移動量Ｓに大きく依
存する。
以上の検討結果より次の結論が得られる。上下作業ロ
ールに異なる摩耗量が発生した場合、そのロール摩耗に
よる形状不良を修正する方法としてまず考えることは、
一般的には上下作業ロール摩耗量を検出して、摩耗量の
差に相当する補正を行うことである。この場合、摩耗量
の値が同じであれば、常に同じ補正が加えられることに
なる。しかしながら、上述した如く、作業ロールに発生
する非対称性は作業ロールの移動量Ｓの値に大きく依存
するため、摩耗量相当の補正では非対称が残り、このた
め板の形状も左右非対称となり、形状不良が修正できな
い。
本発明は以上の知見に基づくものであって、１対の作
業ロールの移動量と摩耗量とにより定まる作業ロール間
ギャップの圧延機中心に関する非対称成分、例えば上述
した第７図に示すギャップ差ΔＧを算出し、この算出し
た非対称成分より板形状制御手段の非対称設定量を算出
し、板形状制御手段を制御することにより、作業ロール
の移動量の増加に応じて作業ロール間ギャップの非対称
性が増大すれば、それに応じて算出された非対称成分も
大きくなるので、板形状制御手段の非対称設定量も大き
くなり、作業ロール間ギャップの非対称性が修正され
る。これにより、上下作業ロールの摩耗量の差と作業ロ
ールの移動との組み合わせにより生じる作業ロール間ギ
ャップの非対称性が修正され、安定した圧延と良好な板
形状の確保が可能となる。
また、上記のように作業ロール間ギャップの左右対称
性を評価する位置として板材の両板端から所定距離離れ
た位置（圧延機の中心から板材幅方向にほぼ等距離離れ
た２つの点）をとり、この２点でのギャップ差ΔＧを圧
延機中心に関する非対称成分として算出することによ
り、圧延機中心から距離の異なる２組以上の評価位置
（後述する（Xp1,Xm1），（Xp2,Xm2），…）を用いて２
つ以上の非対称成分（後述するΔG1、ΔG2、…）を算出
することが可能となり、このように２つ以上の非対称成
分を算出して、２つ以上の板形状制御手段のそれぞれの
非対称設定量を算出し、これら板形状制御手段を制御す
ることにより、１つの非対称成分を算出して１つの板形
状制御手段を制御する場合では修正できなかった高次の
非対称成分をも修正でき、作業ロール間ギャップの非対
称性を精度良く修正できる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
まず、本実施例における作業ロール間ギャップの非対
称成分の算出方法及び板形状制御手段の非対称設定量の
算出方法を説明する。
作業ロールの摩耗量はギャップセンサやその他のセン
サにより直接計測することもできるが、作業ロール摩耗
量は圧延条件から計算できることが知られており、本実
施例では作業ロール摩耗量を計算で求めるものとする。
この場合、上下作業ロールの移動量と摩耗量とにより定
まる作業ロール間ギャップ、即ち、圧延機中心から距離
ｘの点における上下作業ロールの摩耗量の和は以下の式
で与えられる。
ここで、CU,CLは前もって実験により求められた定
数、Piはｉ本目の平均圧延荷重、RUは上作業ロールの半
径、RLは下作業ロールの半径、Liはｉ本目の圧延長さ、
fjiは摩耗プロフィル関数、ｘは圧延機中心を原点とし
たロール軸方向の距離、Si,Snはそれぞれｉ本目及びｎ
本目の作業ロールの移動量、biはｉ本目の板幅である。
そして、プロフィル関数fiは例えば次のように求めら
れる。
非対称性を評価する位置としてｘ＝Xp,x＝Xmの２点を
定めれば、非対称成分ΔＧは次式より求まる。
ΔＧ＝Ｗ（Xp）−Ｗ（Xm） …（４） 圧延された板材の板形状の非対称量をCA、板形状制御
手段の非対称設定量をΔＡとすると、非対称成分ΔＧと
板形状の非対称量CA及び板形状制御手段の非対称設定量
ΔＡとの間には以下の関数関係がある。
CA＝Ｆ（ΔA1,ΔA2,…ΔAi,ΔＧ） …（５） 例えば、板形状の評価位置が（Xp,Xm）の１組の場合
は次式となる。
CA＝αＡ・ΔＡ＋αＧ・ΔＧ …（６） ここで、αA,αＧはそれぞれΔA,ΔＧのCAに対する影
響係数であり、前もって計算若しくは実験により求める
ことができる。（６）式でCAをゼロとおくことにより、
非対称設定量ΔＡは次式により求めることができる。
ΔＡ＝−（αG/αＡ）ΔＧ …（７） 次に、上記計算方法を用いた本発明の一実施例による
板形状の非対称修正装置の構成を、板形状制御手段毎に
説明する。まず、板形状制御手段として作業ロールベン
ダーを用いた場合について第１図及び第２図により説明
する。
第１図において、圧延機は軸方向に移動可能な上下作
業ロール1,2を有し、これら作業ロール1,2間で板材３が
圧延される。上下作業ロール1,2の上下には上下補強ロ
ール4,5が位置し、これら補強ロール4,5を介して図示し
ない圧下装置により圧延荷重Pw,Pdが付与される。上下
作業ロール1,2の各端部には、板材３の板形状を制御す
る板形状制御手段として、油圧シリンダからなる上下操
作側ロールベンダー6,7及び上下駆動側ロールベンダー
8,9が配置され、これらロールベンダー６〜９はそれぞ
れ上下操作側ベンディング力設定装置10,11及び上下駆
動側ベンディング力設定装置12,13により制御される。
以上の圧延機構成に対して、本実施例の非対称修正装
置は、作業ロール1,2により圧延されている板材３の板
幅ｂを検出する板幅検出器20、板材３の圧延長さＬを検
出する圧延長検出器21、左右の圧延荷重Pw,Pdの和荷重
Ｐを検出する荷重検出器22、上作業ロール１の移動量Ｓ
を検出する位置検出器23と、上位計算機24と、検出器20
〜23及び上位検出器24からの信号を入力し、ベンディン
グ力設定装置10〜13に対する指令信号を演算する制御部
25とからなっている。制御部25は記憶装置26、評価位置
演算器27、摩耗量演算器28、非対称摩耗量差演算器29及
び非対称制御量設定装置30を備えている。
次に、以上のように構成した本実施例の動作及び上位
計算機24と制御部25の各要素の機能を、第２図に合わせ
て参照しながら説明する。
作業ロール1,2により圧延されている板材３の板幅ｂ
が板幅検出器20により検出され、圧延長さＬが圧延長検
出器21により検出され、左右圧延荷重の和荷重Ｐが荷重
検出器22により検出され、上作業ロール１の移動量Ｓが
位置検出器23により検出される。これら検出値P,L,b,S
は現在の圧延本数ｉと共に１組のデータとして記憶装置
26に保持される。作業ロール1,2の摩耗は過去の履歴の
影響を受けるため、１本目の圧延から順次これらデータ
は記憶される。
なお、P,L,b,Sの値は圧延スケジュールにより前もっ
て設定される場合が普通であり、これらの値は直接計測
しなくても、上位計算機24からの予測信号として得るこ
とが可能であり、この場合はこれらの予測データ（i,P,
L,b,S）として上位計算機24から与え、記憶装置26に保
持される。
従って、ｎ本目の圧延設定を行う場合、既に、１本目
からｎ−１本目までのデータが記憶装置26に保持されて
いることになる。
次に、ｎ本目の板幅ｂの値を上部計算機24から評価位
置演算器27に取り込み、評価位置を算出する。評価位置
として板材３の板端から一定距離ｅだけ入った点（第５
図参照）を求めることとすると、評価位置は次式により
与えられる。
Xp＝（W/2）−ｅ …（８） Xm＝−Xp …（９） 次に、評価位置（Xp,Xm）の値とｎ本目の作業ロール
移動量Ｓの値Sn及び１〜ｎ−１本までのデータ（P,L,b,
S）をそれぞれ評価位置演算器27、上位計算機24および
記憶装置26から摩耗量演算器28へ取り込む。摩耗演算器
28では前述した（１）〜（３）式により、評価位置Xp,X
mにおける上下作業ロール1,2の摩耗量の和Ｗ（Xp）,W
（Xm）を演算する。
次に、評価位置における摩耗量の和Ｗ（XP）,W（Xm）
を摩耗量演算器28から非対称摩耗差演算器29へ取り込
む。非対称摩耗差演算器29では前述した（４）式により
作業ロール間ギャップの非対称成分ΔＧを求める。
これら非対称成分ΔＧを求める一連の動作を示したの
が第２図である。
第１図に戻り、次に、非対称成分ΔＧの値を非対称制
御量設定装置30に送る。非対称制御量設定装置30では次
式により、板形状制御手段であるロールベンダー６〜９
がその非対称成分ΔＧを修正するので必要なベンディン
グ力の非対称設定量ΔＦを求める。
ΔＦ＝−（αG/αＦ）ΔＧ …（10） ここでαG,αＦは前述した（６）式のαG,αＡと同
様、それぞれΔF,ΔＧの非対称量CAに対する影響係数で
あり、前もって計算若しくは実験により求めておく。そ
して、非対称制御量設定装置30はΔF/2の信号を駆動側
ベンディング力設定装置12,13に出力し、−ΔF/2の信号
を操作側ベンディング力設定装置10,11へ出力する。
駆動側ベンディング力設定装置12,13は非対称制御量
設定装置30からのその信号を受け、駆動側ベンディング
力をΔF/2だけ増加させるよう駆動側ロールベンダー8,9
を制御し、操作側ベンディング設定装置10,11は操作側
ベンディング力をΔF/2だけ減少させるよう操作側ロー
ルベンダー6,7を制御する。ここで、ベンディング力の
非対称設定量は上述のΔＦであるため、ｎ本圧延時の非
対称量CAは次式に示すように、前述した（６）式の関係
からゼロとなる。
CA＝αＦΔＦ＋αＧΔＧ ＝αＦ（−αG/αＦ）ΔＧ＋αＧΔＧ ＝０ …（11） なお、上側ロールベンダー6,8と下側ロールベンダー
7,9が各々独立に設けられ、それぞれのベンディング力
を設定できる場合、非対称設定量として上下のベンディ
ング力をΔＦとして用いてもよく、これによっても上述
した説明と全く同様に非対称性を修正することができ
る。
次に、板形状制御手段として圧下装置を用いた場合に
ついて第８図により説明する。
第８図において、上側補強ロール４の両端部に圧延荷
重を付与し、左右の圧下量rd,rwを調整する駆動側圧下
装置40及び操作側圧下装置41が設けられ、これら圧下装
置40,41は駆動側圧下設定装置42及び操作側圧下設定装
置43により制御される。駆動側及び操作側の圧下設定装
置42,43には制御部25Aの非対称制御量設定装置30Aで演
算された指令信号が入力される。
作業ロール1,2により圧延されている板材３の板幅ｂ
が板幅検出器20により検出され、圧延長さＬが圧延長検
出器21により検出され、左右圧延荷重の和荷重Ｐが荷重
検出器22により検出され、上作業ロール１の移動量Ｓが
位置検出器23により検出される。
制御部25Aでは第１図の場合と同様に、第２図に示す
手順に従ってｎ本目の圧延の非対称成分ΔＧを求め、こ
の非対称成分ΔＧの値を非対称制御量設定装置30Aに送
る。
非対称制御量設定装置30Aでは次式により板形状制御
手段である圧下装置40,41がその非対称成分ΔＧを修正
するのに必要な圧下量の非対称設定量Δｒを求める。
Δｒ＝−（αG/αｒ）ΔＧ …（12） ここでαG,αｒはそれぞれΔr,ΔＧの非対称量CAに対
する影響係数であり、前もって計算若しくは実験により
求めておく。そして、非対称制御量設定装置30AはΔr/2
の信号を駆動側圧下設定装置42へ出力し、−Δr/2の信
号を操作側圧下設定装置43へ出力する。
駆動側圧下設定装置42は非対称制御量設定装置30Aか
らのその信号を受け、駆動側圧下量rdをΔr/2だけ増加
させるよう駆動側圧下装置40を制御し、操作側圧下設定
装置43は操作側圧下量rwをΔr/2だけ減少させるよう操
作側圧下装置41を制御する。ここで、圧下量の非対称設
定量は上述のΔｒであるため、ｎ本圧延時の非対称量CA
は次式に示すように、前述した（６）式の関係からゼロ
となる。
CA＝αｒΔｒ＋αＧΔＧ ＝αｒ（−αG/αｒ）ΔＧ＋αＧΔＧ ＝０ …（13） 次に、板形状制御手段として中間ロールベンダーを用
いた場合について第９図により説明する。
第９図において、この場合は、上下作業ロール1,2と
上下補強ロール4,5との間に上下中間ロール45,46が位置
する６段圧延機を対象としている。上下中間ロール45,4
6の各端部には、板材３の板形状を制御する板形状制御
手段として、油圧シリンダからなる上下操作側ロールベ
ンダー47,48及び上下駆動側ロールベンダー49,50が配置
され、これらロールベンダー47〜50はそれぞれ上下操作
側ベンディング力設定装置51,52及び上下駆動側ベンデ
ィング力設定装置53,54により制御される。これらベン
ディング力設定装置51〜54には制御部25Bの非対称制御
量設定装置30Bで演算された指令信号が入力される。
作業ロール1,2により圧延されてある板材３の板幅ｂ
が板幅検出器20により検出され、圧延長さＬが圧延長検
出器21により検出され、左右圧延荷重の和荷重Ｐが荷重
検出器22により検出され、上作業ロール１の移動量Ｓが
位置検出器23により検出される。
制御部25Bでは第１図の実施例と同様に、第２図に示
す手順に従ってｎ本目の圧延の非対称成分ΔＧを求め、
この非対称成分ΔＧの値を非対称制御量設定装置30Bに
送る。
非対称制御量設定装置30Bでは次式により板形状制御
手段である中間ロールベンダー47〜50がその非対称成分
ΔＧを修正するのに必要なベンディング力の非対称設定
量ΔFIを求める。
ΔFI＝−（αG/αFI）ΔＧ …（14） ここでαG,αFIはそれぞれΔFI,ΔＧの非対称量CAに
対する影響係数であり、前もって計算若しくは実験によ
り求めておく。そして、非対称制御量設定装置30BはΔF
I/2の信号を駆動側ベンディング力設定装置53,54へ出力
し、−ΔFI/2の信号を操作側ベンディング力設定装置5
1,52へ出力する。
駆動側ベンディング力設定装置53,54は非対称制御量
設定装置30Bからのその信号を受け、駆動側ベンディン
グ力をΔFI/2だけ増加させるよう駆動側ロールベンダー
49,50を制御し、操作側ベンディング力設定装置51,52は
操作側ベンディング力をΔFI/2だけ減少させるよう操作
側ロールベンダー47,48を制御する。ここで、ベンディ
ング力の非対称設定量は上述のΔFIであるため、ｎ本圧
延時の非対称量CAは次式に示すように、前述した（６）
式の関係からゼロとなる。
CA＝αFIΔFI＋αＧΔＧ ＝αFI（−αG/αFI）ΔＧ＋αＧΔＧ ＝０ …（15） なお、この場合も、第１図の場合と同様に、上側ロー
ルベンダー47,49と下側ロールベンダー48,50が各々独立
に設けられ、それぞれのベンディング力を設定できる構
成となっているので、非対称設定量として上下のベンデ
ィング力をΔFIとして用いてもよく、これによっても上
述した説明と全く同様に非対称性を修正することができ
る。
次に、板形状制御手段として中間ロールの軸方向位置
を制御する手段を用いた場合について第10図により説明
する。
第10図において、この場合も、上下作業ロール1,2と
上下補強ロール4,5との間に上下中間ロール45,46が位置
する６段圧延機を対象としている。上下中間ロール45,4
6の操作側の端部には、板材３の板形状を制御する板形
状制御手段として、上下中間ロール45,46の軸方向位置
を制御する油圧シリンダからなる位置制御装置60,61が
配置され、これら位置制御装置60,61はそれぞれ上中間
ロール位置設定装置62及び上中間ロール位置設定装置63
により制御される。これら中間ロール位置設定装置62,6
3には制御部25Cの非対称制御量設定装置30Cで演算され
た指令信号が入力される。
作業ロール1,2により圧延されている板材３の板幅ｂ
が板幅検出器20により検出され、圧延長さＬが圧延長検
出器21により検出され、左右圧延荷重の和荷重Ｐが荷重
検出器22により検出され、上作業ロール１の移動量Ｓが
位置検出器23により検出される。
制御部25Cでは第１図の場合と同様に、第２図に示す
手順に従ってｎ本目の圧延の非対称成分ΔＧを求め、こ
の非対称成分ΔＧの値を非対称制御量設定装置30に送
る。
非対称制御量設定装置30Cでは次式により板形状制御
手段である位置制御手段60,61がその非対称成分ΔＧを
修正するのに必要な上下中間ロール移動位置の非対称設
定量ΔδＩを求める。
ΔδＩ＝−（αG/αδＩ）ΔＧ …（16） ここでαG,αδＩはそれぞれΔδI,ΔＧの非対称量CA
に対する影響係数であり、前もって計算若しくは実験に
より求めておく。そして、非対称制御量設定装置30Cは
ΔδI/2の信号を上中間ロール位置設定装置62へ出力
し、−ΔδI/2の信号を下中間ロール位置設定装置63へ
出力する。
上中間ロール位置設定装置62は非対称制御量設定装置
30Cからその信号を受け、上中間ロール位置をΔδI/2だ
け増加させるよう位置制御装置60を制御し、下中間ロー
ル位置設定装置63は下中間ロール位置をΔδI/2だけ減
少させるよう位置制御装置61を制御する。ここで、中間
ロール移動位置の非対称設定量は上述のΔδＩであるた
め、ｎ本圧延時の非対称量CAは次式に示すように、前述
した（６）式の関係からゼロとなる。
CA＝αδＩΔδＩ＋αＧΔＧ ＝αδＩ（−αG/αδＩ）ΔＧ＋αＧΔＧ ＝０ …（17） 次に、板形状制御手段として上下作業ロールの冷却手
段を用いた場合について第11図及び第12図により説明す
る。
第11図において、上下作業ロール1,2に対面して、板
材３の板形状を制御する板形状制御手段として、上下作
業ロール1,2の操作側半分にクーラントを噴射して冷却
する上下操作側ノズル装置70,71及び上下作業ロール1,2
の駆動側半分にクーラントを噴射して冷却する上下駆動
側ノズル装置72,73が配置され、これらノズル装置70〜7
3から放出されるクーラント流量パターンはそれぞれ上
下操作側クーラント流量調節装置74,75及び上下駆動側
クーラント流量調節装置76,77により制御される。これ
らクーラント流量調節装置76,77には制御部25Dの非対称
制御量設定装置30Dで演算された指令信号が入力され
る。
作業ロール1,2により圧延されている板材３の板幅ｂ
が板幅検出器20により検出され、圧延長さＬが圧延長検
出器21により検出され、左右圧延荷重の和荷重Ｐが荷重
検出器22により検出され、上作業ロール１の移動量Ｓが
位置検出器23により検出される。
制御部25Dでは第１図の場合と同様に、第２図に示す
手順に従ってｎ本目の圧延の非対称成分ΔＧを求め、こ
の非対称成分ΔＧの値を非対称制御量設定装置30Dに送
る。
非対称制御量設定装置30Dでは次式により板形状制御
手段であるノズル装置70〜73がその非対称成分ΔＧを修
正するのに必要なクーラント流量パターンの非対称設定
量Δｑを求める。
Δｑ＝−（αG/αｑ）ΔＧ …（18） ここでαG,αｑはそれぞれΔq,ΔＧの非対称量CAに対
する影響係数であり、前もって計算若しくは実験により
求めておく。そして、非対称制御量設定装置30DはΔq/2
の信号を駆動側クーラント流量調節装置76,77へ出力
し、−ΔFI/2の信号を操作側クーラント流量調節装置7
4,75へ出力する。
駆動側クーラント流量調節装置76,77は非対称制御量
設定装置30Dからのその信号を受け、駆動側クーラント
流量をΔq/2だけ増加させるよう駆動側ノズル装置72,73
を制御し、操作側クーラント流量調節装置74,75は操作
側クーラント流量をΔq/2だけ減少させるよう操作側ノ
ズル装置70,71を制御する。このときクーラント流量パ
ターンは、第12図に示すように駆動側及び操作側それぞ
れの外側半分のクーラント流量が増減するパターンとす
ることが好ましく、これにより作業ロール1,2の駆動側
の部分が操作側の部分より余分に冷却され、非対称性が
修正されることになる。
なお、この場合も、第１図の場合と同様に、上側ノズ
ル装置70,72と下側ノズル装置71,73が各々独立に設けら
れ、それぞれのクーラント流量を制御できる構成となっ
ているので、非対称設定量として上下のクーラント流量
の差Δｑを用いてもよく、これによっても上述した説明
と全く同様に非対称性を修正することができる。
以上の説明は板形状制御手段毎を１つだけ用いた場合
のものである。本発明は、前述したようにΔＧにより２
つ以上の非対称成分を算出して２つ以上の板形状制御手
段を制御するものである。以下、２つの板形状制御手段
を用いた場合につき説明する。
２つの板形状制御手段を併用する場合、作業ロール間
ギャップの非対称性の評価位置として（Xp1,Xm1），（X
p2,Xm2）の２組を用いる。この場合これら２組の評価位
置は２つの手段の板形状制御機能に適した位置が選択さ
れる。そして、これら２組の評価位置から前述した
（１）〜（３）式より次の２つの非対称成分が得られ
る。
これに対し、非対称量CAと非対称設定量ΔA1,ΔA2の
関係は次式で表される。
▲Ｃ1 A▼＝0,▲Ｃ2 A▼＝０とおくと、次式が得られ
る。
（20）式はΔA1,ΔA2に関する線型連立方程式で、▲
Ｃ1 A▼＝0,▲Ｃ2 A▼＝０となるΔA1,ΔA2の非対称操作
量は容易に求まる。
ｎ個の板形状制御手段を併用する場合もｎ組の評価位
置を用いれば、ｎ個の非対称成分、即ち、ギャップ差と
ｎ次連立方程式が得られ、全く同様にしてｎ個の非対称
設定量が求まる。また、さらに作業ロールのクーラント
の冷却部をｎ分割し、ｎ組の評価位置と対応させた場合
も、全く同様のことが言える。
以上のように構成した本実施形態によれば、上下作業
ロールの摩耗量の差と移動量との組み合わせにより生じ
る作業ロール間ギャップの非対称性を修正でき、このた
め安定した圧延と良好な板形状の確保が可能となる。ま
た、圧延機中心から距離の異なる２組以上の評価位置
（Xp1,Xm1），（Xp2,Xm2），…を用いてギャップ差Δ
G1、ΔG2、…により２つ以上の非対称成分を算出し、２
つ以上の板形状制御手段のそれぞれの非対称設定量を算
出し、これら板形状制御手段を制御するので、１つの非
対称成分を算出して１つの板形状制御手段を制御する場
合では修正できなかった高次の非対称成分をも修正で
き、作業ロール間ギャップの非対称性を精度良く修正で
きる。
以上の実施例では、（１）〜（３）式により作業ロー
ルの移動量と摩耗量とにより定まる作業ロール間ギャッ
プ（上下作業ロールの摩耗量の和）を演算し、（４）式
により非対称成分（ギャップ差）ΔＧを求めたが、別の
方法により作業ロール間ギャップを算出し、非対称成分
を求めることも可能である。以下、この点に関する実施
例を説明する。
例えば、第13図に示すように、上下作業ロールをｍ分
割し、一分割領域における摩耗量と記憶装置内のメモリ
とを対応させる。即ち、上下作業ロールをｍ分割し、上
作業ロールのそれぞれの分割要素に１〜ｍの番号を付
け、下作業ロールの分割要素にはｍ＋１〜2mの番号を付
け、１〜2m番のメモリと対応させる。メモリに格納され
る値は分割要素の摩耗量であり、これは（１）式と類似
の次式により求まる。
ΔWU＝CU（Ｐ・Ｌ）/RU …（23） ΔWL＝CL（Ｐ・Ｌ）/RL …（24） ここで、ΔWUは一圧延毎の上作業ロールの摩耗量、Δ
WLは一圧延毎の下作業ロールの摩耗量である。
板材と接触したときのみ作業ロールは摩耗するが、接
触の判定は次式にて行える。上下作業ロールの埋込み座
標をZU,ZLとし、それぞれのバレル中心を零とする。ｉ
番目の要素の間の中心の座標を用い、それぞれ▲Ｚ
i U▼，▲Ｚi L▼とする。このとき接触判定条件は次式よ
り求まる。
この（25）式を用いて一圧延毎の摩耗量ΔWU,ΔWLが
求まり、記憶装置のメモリ上に摩耗量が保持され、これ
を圧延毎に積算することにより、任意本数ｉにおける摩
耗プロフィルがメモリ上に形成される。
次に、前述した（８）及び（９）式により２つの評価
位置Xp,Xmを求め、この評価位置Xp,Xmを用いて次のよう
に評価位置でのギャップ差Ｗ（Xp）,W（Xm）を求める。
まず、評価位置Xp,Xmの次式によりロール埋込み座標に
変換する。
（26）式より求めたZpU,ZmU,ZpL,ZmLと最も近い▲Ｚ
i1 U▼，▲Ｚj1 U▼，▲Ｚi2 L▼，▲Ｚj2 L▼の番号を求
め、i1,j1,i2,j2とすると、i1とi2番のメモリに保持さ
れた摩耗量の和がＷ（Xp）となり、j1とj2番のメモリに
保持された摩耗量の和がＳ（Xm）となる。これにより
（４）式を用いて非対称成分ΔＧが求まる。
以上の一連の手順を第２図と同様なフローで示せば、
第14図のようである。第14図と第２図の差は摩耗量の計
算手法が異なるだけであり、作業ロールの移動量と上下
摩耗量の差から非対称成分を求めるという点では同じで
あり、発明の本質は同じである。また、本実施例の方法
を用い、第２図の方法と同様に第１図、第８図〜第11図
に示す実施例に対応するものを構成することができる。
以上説明したように、本発明の本質は板形状制御手段
の数や作業ロール間ギャップの算出方法の違いに影響さ
れるものでない。また、作業ロールの摩耗は計算によら
ずギャップセンサ、その他のセンサにより直接計測して
求めてもよい。さらに、作業ロール間ギャップの算出に
際しては、摩耗以外のロールカーブ、例えばサーマルク
ラウンによる影響も考慮してもよく、これにより一層精
度の高い非対称修正ができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上下作業ロールの摩耗量の差と移動
量との組み合わせにより生じる作業ロール間ギャップの
非対称性を修正でき、このため安定した圧延と良好な板
形状の確保が可能となる。
また、２つ以上の非対称成分を算出して、これら非対
称成分を修正するのに必要な２つ以上の板形状制御手段
のそれぞれの非対称設定量を算出し、これら板形状制御
手段を制御するので、１つの非対称成分を算出して１つ
の板形状制御手段を制御する場合では修正できなかった
高次の非対称成分をも修正でき、作業ロール間ギャップ
の非対称性を精度良く修正できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例において、１つの板形状制御
手段を用いた場合の板形状の非対称修正装置の概略図で
あり、第２図は制御部の動作内容をフローで示す図であ
り、第３図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ作業ロールに発生
する摩耗の形状を示す図であり、第４図（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ上下作業ロールの摩耗の差と作業ロー
ルの移動との組み合わせにより生じるギャップの形状を
示す図であり、第５図は作業ロール間ギャップの非対称
性の評価方法を説明する図であり、第６図は作業ロール
間ギャップの非対称性に係わる作業ロールの移動量を説
明する図であり、第７図は作業ロール間ギャップにおけ
る作業ロールの移動量と左右のギャップ差との関係を示
す図であり、第８図〜第11図は、本発明の一実施例にお
いて、他の板形状制御手段を用いた場合の板形状の非対
称修正装置の概略図であり、第12図は第11図に示す板形
状制御手段を用いた場合の非対称修正のためのクーラン
ト流量パターンを示す図であり、第13図は作業ロールの
摩耗量を算出する他の方法の説明する図であり、第14図
はその摩耗量の算出方法を用いた非対称修正方法の全体
をフローで示す図である。 符号の説明 1,2……上下作業ロール ３……板材 ６〜９……作業ロールベンダー 10〜13……ベンディング力設定装置（第３の手段） 26……記憶装置（第１の手段） 27……評価位置演算器（第１の手段） 28……摩耗量演算器（第１の手段） 29……非対称摩耗差演算器（第１の手段） 30……非対称制御量設定装置（第２の手段） 40,41……圧下装置 47〜50……中間ロールベンダー 60,61……中間ロール位置制御装置 70〜73……ノズル装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 宏司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 二瓶 充雄 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 坂井 文司 東京都千代田区神田駿河台４丁目６番地 株式会社日立製作所内 (56)参考文献 特開 平58−205607（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21B 37/16 - 37/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】軸方向に移動可能な１対の作業ロールと、
    前記作業ロールにより圧延される板材の板形状を制御す
    る２つ以上の板形状制御手段とを有する圧延機における
    板形状の非対称修正方法において、 前記１対の作業ロールの移動量と摩耗量とにより定まる
    作業ロール間ギャップの圧延機中心に関する２つ以上の
    非対称成分を算出する第１の手順と、 前記算出した２つ以上の非対称成分より前記２つ以上の
    板形状制御手段のそれぞれの非対称設定量を算出する第
    ２の手順と、 前記算出したそれぞれの非対称設定量により前記２つ以
    上の板形状制御手段を制御する第３の手順とを有し、 前記第１の手順は、圧延機の中心から板材幅方向にほぼ
    等距離離れた２つの点を１組の評価位置とし、この１組
    の評価位置での作業ロール間のギャップ差を１つの非対
    称成分として算出し、圧延機中心から距離の異なる２組
    以上の評価位置を用いて前記２つ以上の非対称成分を算
    出することを特徴とする板形状の非対称修正方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の板形状の非対称修正方法に
    おいて、前記第１の手順で用いる２組の評価位置は、前
    記板材の幅方向端部より内側に設定されていることを特
    徴とする板形状の非対称修正方法。
  3. 【請求項３】軸方向に移動可能な１対の作業ロールと、
    前記作業ロールにより圧延される板材の板形状を制御す
    る２つ以上の板形状制御手段とを有する圧延機における
    板形状の非対称修正装置において、 前記１対の作業ロールの移動量と摩耗量とにより定まる
    作業ロール間ギャップの圧延機中心に関する２つ以上の
    非対称成分を算出する第１の手段と、 前記算出した２つ以上の非対称成分より前記２つ以上の
    板形状制御手段のそれぞれの非対称設定量をそれぞれ算
    出する第２の手段と、 前記算出したそれぞれの非対称設定量により前記２つ以
    上の板形状制御手段を制御する第３の手段とを有し、 前記第１の手順は、圧延機の中心から板材幅方向にほぼ
    等距離離れた２つの点を１組の評価位置とし、この１組
    の評価位置での作業ロール間のギャップ差を１つの非対
    称成分として算出し、圧延機中心から距離の異なる２組
    以上の評価位置を用いて前記２つ以上の非対称成分を算
    出することを特徴とする板形状の非対称修正装置。
  4. 【請求項４】請求項３記載の板形状の非対称修正装置に
    おいて、前記第１の手段で用いる２組の評価位置は、前
    記板材の幅方向端部より内側に設定されていることを特
    徴とする板形状の非対称修正装置。
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