JP2968647B2 - 熱間圧延における板幅制御法 - Google Patents

熱間圧延における板幅制御法

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JP2968647B2 JP4192034A JP19203492A JP2968647B2 JP 2968647 B2 JP2968647 B2 JP 2968647B2 JP 4192034 A JP4192034 A JP 4192034A JP 19203492 A JP19203492 A JP 19203492A JP 2968647 B2 JP2968647 B2 JP 2968647B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延における板幅
制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の熱間仕上圧延機の板幅制御方法と
しては、仕上圧延機における板幅変化量を測定または演
算により求め、この測定値または演算値に基づいてスタ
ンド間張力を変化させて板幅を制御する方法(例えば特
開平1−262011号公報),粗圧延機および/また
は仕上圧延機入口に設置されたエッジャーの開度を制御
して圧延材料の板幅を制御する方法(例えば特開昭62
−68616号公報)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来法では、仕上圧延機での板幅変化量を演算する際に,
スキッドマーク部の変形抵抗の変化に対する考慮がない
ため、これに伴う長手方向の板幅変動を避けることがで
きず、充分な板幅精度を得ることができない。
【0004】また、仕上圧延機出側の板幅を板幅計によ
り測定し、フィードバック制御により板幅を調整する場
合においても、むだ時間が大きいためスキッドマーク位
置の板幅を的確に調整することは困難である。
【0005】本発明は、上記で述べたような問題点を解
消するために、圧延材の圧延方向温度分布の計測結果ま
たは粗圧延機における圧延荷重の変化からスキッドマー
クの位置を検出し、スキッドマークでの板幅変動を考慮
に入れて仕上圧延機での板幅変化を高精度に予測し、従
来に比して高精度な板幅制御が可能な熱間圧延における
板幅制御法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
従来法の欠点を有利に排除しうる熱間圧延における板幅
制御法であり、その要旨とするところは、圧延材の圧延
方向温度分布の計測結果または粗圧延機における圧延荷
重の変化からスキッドマークの位置を検出し、仕上圧延
機で生じると予想される板幅変化量を、各スタンドにお
ける圧延材の板厚,圧下率,スタンド間張力,クラウン
比率変化,圧延材変形抵抗,圧延材温度,スタンド間通
過時間から、定常部及びスキッドマーク部毎に演算し、
この演算値と目標板幅値から粗圧延機および/または仕
上圧延機に設置してあるエッジャーの開度量を設定し、
さらにスキッドマーク部の板幅変化を補償するように該
エッジャーでショートストローク制御することを特徴と
したものである。
【0007】
【作用】以下、図2に示すフローにしたがって詳細に説
明する。まず、図3に示されるような、粗圧延機の圧延
荷重検出装置によって測定された圧延方向荷重分布また
は粗圧延機後面の温度計によって検出された圧延方向温
度分布から、圧延材のスキッドマークの位置を推定する
(例えば、圧延材先頭からj番目のスキッドマークの位
置は、
【0008】
【数01】
【0009】次に、仕上圧延機入側の板厚Hin ,クラ
ウン量Cin ,板幅Win ,圧延材温度Tin を計測ある
いは推定により求める。また、上記で決定した
【0010】
【数02】
【0011】さらに、仕上セットアップ計算と同等の計
算機能を用いて、これらの値と圧延材の材料特性および
仕上圧延機出側の目標板厚,目標クラウン量などに基づ
いて、仕上圧延機各スタンドでのロールギャップ(圧下
スケジュール),ロールベンディング力(クラウンスケ
ジュール),ロール周速,スタンド間張力が決まる。こ
のセットアップ値にしたがって、仕上圧延機での板幅変
化量を演算する。以下、この演算過程について説明を行
う。
【0012】板幅変化は、図8に示すような3つの領域
で起り、ロールバイト入口近傍で幅縮みが、ロールバイ
ト内で幅広がりが、スタンド間において幅縮みが生じて
いると考えられる。したがって、仕上圧延機での板幅変
化を予測する場合は、メカニズムの異なる各領域毎に板
幅変化特性を把握し予測を行えば、高精度な予測が可能
であると考えられる。
【0013】そこで、本発明では高精度な予測を行うた
めに、このような3つの領域毎に板幅予測を行うという
ステップを踏んでいる。
【0014】図4から図7は、ロールバイト(RB)近
傍の領域について板圧延解析システム(3次元剛塑性F
EMによる板変形解析と分割モデルによる汎用のロール
変形解析コードを連成させたもの)を用いて解析した結
果である。これらの結果からわかるようにRB入口,R
B内における幅変化量ΔW1 ,ΔW2 は、出側板厚h,
圧下率r,入,出側張力Ti ,To ,クラウン比率変化
r =Ch /h−CH/H(CH ,Ch ;入,出側のクラ
ウン量、H,h:入,出側板厚),変形抵抗kf の関数
として下記(1),(2)式によって求められる。
【0015】 ΔW1 =ΔW1 (h,r,Ti ,To ,Cr ,kf ) ・・・(1) ΔW2 =ΔW2 (h,r,Ti ,To ,Cr ,kf ) ・・・(2) したがって,No.iスタンドにおけるRB入近傍での
板幅変化量,PB内での板幅変化量を、
【0016】
【数03】
【0017】とすると、仕上圧延機全スタンドのRB入
口近傍およびRB内で生じる板幅変化量ΔW1 ,ΔW2
は、(1),(2)式より下記(3),(4)式のよう
に算出される。
【0018】
【数1】
【0019】但し、ΣはスタンドNo.iに関する総和
記号であり、
【0020】
【数04】
【0021】である。
【0022】また、スタンド間での板幅変形について
は、第35回塑性加工連合講演論文集(1984)第277〜280
頁で述べられているように、短時間で生じるクリープ変
形であると考えられ、No.iからi+1スタンド間に
生じる板幅変化量
【0023】
【数05】
【0024】したがって、仕上圧延機全スタンド間で生
じる板幅変化量△W3 は、下記(5)式のように算出さ
れる。
【0025】
【数2】
【0026】上記より、仕上圧延機で生じる板幅変化量
の総和△Wは下記(6)式のように算出される。
【0027】 △W=△W1 +△W2 +△W3 ・・・(6) また、同様にj番目のスキッドマーク部で生じる仕上圧
延機における板幅変化量の総和
【0028】
【数06】
【0029】下記(7)式のように算出される。
【0030】
【数3】
【0031】従って、仕上圧延機入側板幅をWin と板
幅変化量△Wから、出側板幅Wout は、次式のように算
出される。
【0032】 Wout =Win +△W ・・・(8) 以上より演算された仕上圧延機出側板幅Wout と仕上圧
延機出側目標板幅Wpを一致させるように幅戻りを考慮
した上で、初期のエッジャー開度量We を設定する。
【0033】さらにスキッドマーク部に対しては、初期
のエッジャー開度量We から、スキッドマーク部と定常
との幅変化量の差分、すなわち、次式に示される初期
板幅変化量
【0034】
【数07】
【0035】相当する分だけエッジャーのショートスト
ローク制御を行えば、スキッドマーク部の板幅変化を補
償でき、より高精度な板幅制御が可能となる。
【0036】
【数4】
【0037】
【実施例】以下、本発明の実施例を、本発明における装
置の構成図を示す図1に基づいて説明する。
【0038】圧延材1が粗の水平圧延機5を通過中、圧
延荷重の変動を圧延荷重検出装置によって測定し、その
データからスキッドマークの位置を推定する。または、
粗圧延機5後面に設置されている温度計11から長手方
向の温度分布を求め、それよりスキッドマークの位置を
推定してもよい。
【0039】次に粗圧延機後面の板厚計12,板幅計1
3の測定結果により、仕上圧延機入側の板厚,クラウン
量,板幅が計測または推定される。同時に上記のスキッ
ドマーク位置の推定結果からスキッドマーク部の温度,
板厚,クラウン量,板幅も計測または推定される。
【0040】演算処理装置17においては、これらの値
と圧延材の材料特性および仕上圧延機出側の目標板厚,
目標クラウン量などに基づいて仕上圧延機各スタンドで
のロールギャップ,ロールベンディング力,ロール周速
およびスタンド間張力を決定する仕上セットアップ計算
を行い、仕上圧延機制御装置16にその情報が伝えら
れ、各スタンドの圧延条件が設定される。
【0041】さらに、演算処理装置17においては、仕
上セットアップ計算機能により決定された仕上圧延機5
の各スタンドでの圧延条件(圧下率,スタンド間張力,
クラウン比率変化,入出側板厚,圧延材温度,変形抵抗
およびスタンド間通過時間)より仕上圧延機で生じると
予想される板幅変化量を上述の(6),(8)式を用いて演算
する。その演算値と目標板幅値を一致させるように初期
のエッジャー開度量を求め、エッジャー制御装置15によ
り仕上圧延機前に設置されたエッジャー装置6を制御し
板幅を制御する。
【0042】さらに、スキッドマーク部においては、
(7)式を用いて板幅変化量を推定し、(9)式によってスキ
ッドマーク部の初期板幅変更量
【0043】
【数08】
【0044】これに相当する分だけエッジャーのショー
トストローク制御を行い、スキッドマーク部の板幅変化
を補償し、高精度な板幅制御を行う。
【0045】なお、エッジャー開度を求める際には、幅
圧下により生じるドッグボーン形状に起因する幅戻り量
を考慮することは言うまでもない。
【0046】以上、仕上圧延機前に設置されたエッジャ
ー装置6によって板幅を制御した場合の実施例を説明し
たが、次に、エッジャー装置6がなく粗圧延機前に設置
されたエッジャー装置4によって板幅を制御する場合の
実施例について説明する。
【0047】エッジャー装置4によって板幅を制御する
場合は、粗の水平圧延機3における荷重変化または、粗
圧延機3後面に設置されている温度計8によってスキッ
ドマークの位置を推定する。また、セットアップ計算前
の初期の板厚,クラウン重,板幅は、スキッドマーク部
も含め粗圧延機3後面に設置されている板厚計9,板幅
計10によって計測される。演算処理装置17において
は、粗の水平圧延機5の圧延条件を設定し、上記と同様
にセットアップ計算を行い、仕上圧延機各スタンドの圧
延条件が設定される。したがって、板幅変化量の演算に
おいては、粗の水平圧延機5近傍,水平圧延機5と仕上
No.1圧延機間で生じると予想される板幅変化量も考
慮し、さらにスキッドマーク部を含めて、上記と同様に
板幅変化量の予測演算を行い、エッジャー装置4によっ
て板幅を制御する。
【0048】なお、本実施例では、粗圧延機および/ま
たは仕上圧延機入口に設置してあるエッジャーによる制
御法について述べたが、本発明は、仕上圧延機のスタン
ド間にエッジャーを有する設備や張力圧延によって板幅
制御を行う他の設備に実施しても同様の効果を得ことが
できる。
【0049】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、予めスキッ
ドマークの位置を検出し、スキッドマークの位置での変
形抵抗の変化を考慮に入れて正確に仕上圧延時の板幅変
化量を予測しているので、従来に比べ板幅精度を向上す
ることができ、歩留を向上させるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を一態様で実施するための装置構成を
示すブロック図である。
【図2】 本発明の板幅制御法の内容を示すフロ−チャ
−トである。
【図3】 スキッドマークによる圧延荷重の変動と圧延
材の温度分布を示すグラフである。
【図4】 RB入口およびRB出口での板幅変化量と圧
下率との関係を示したグラフである。
【図5】 板幅変化量と入,出側張力との関係を出側板
厚h毎に示すグラフである。
【図6】 板幅変化量とクラウン比率変化量との関係を
示すグラフである。
【図7】 板幅変化量と変形抵抗との関係を示すグラフ
である。
【図8】 仕上圧延時の板幅変化挙動を模式的に表わし
た平面図である。
【符号の説明】
1:圧延材 2,4:粗圧
延機のエッジャー 3,5:粗の水平圧延機 6:仕上圧延機前に設置されたエッジャー 7:7スタンドのロールを備えた仕上圧延機 8:粗圧延機3後面に設置された温度計 9:粗圧延機3後面に設置された板厚計 10:粗圧延機3後面に設置された板幅計 11:粗圧延機5後面に設置された温度計 12:粗圧延機5後面に設置された板厚計 13:粗圧延機5後面に設置された板幅計 14:圧延荷重検出装置 15:エッ
ジャー制御装置 16:仕上圧延機制御装置 17:演算
処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉 田 忠 継 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平1−99710(JP,A) 特開 昭63−199010(JP,A) 特開 平3−71909(JP,A) 特公 昭51−36711(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21B 37/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延材の圧延方向温度分布の計測結果また
    は粗圧延機における圧延荷重の変化からスキッドマーク
    の位置を検出し、仕上圧延機で生じると予想される板幅
    変化量を、各スタンドにおける圧延材の板厚,圧下率,
    スタンド間張力,クラウン比率変化,圧延材変形抵抗,
    圧延材温度,スタンド間通過時間から、定常部及びスキ
    ッドマーク部毎に演算し、この演算値と目標板幅値から
    粗圧延機および/または仕上圧延機に設置してあるエッ
    ジャーの開度量を設定し、さらにスキッドマーク部の板
    幅変化を補償するように該エッジャーでショートストロ
    ーク制御することを特徴とする熱間圧延における板幅制
    御方法。
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