JP3149875B2 - 熱間圧延材の板幅制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属熱間圧延材の板
幅制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間圧延材の自動板幅制御方法と
して、竪ロ−ル入側の板幅測定装置によって測定された
熱間圧延材の板幅測定値と、竪ロ−ルの下流に配置され
た水平ロ−ルで圧延されることによって形成される材料
の幅拡がりを推定する幅拡がりモデルとを用いて、水平
ロ−ルの出側における板幅が目標値になるように竪ロ−
ルの開度を制御する方法がある。

【０００３】例えば、特開昭62-127111 号公報には、圧
延スケジュ−ルと竪ロ−ル入側の板幅パタ−ンにより、
代表的な板幅予測パタ−ンを、予め記憶されたものの中
から選び出し、代表板幅予測パタ−ンにおける竪ロ−ル
入側の板幅と測定した入側板幅とを比較し、その差を検
出して代表板幅予測パタ−ンを修正し、修正されたパタ
−ンに基づいて竪ロ−ルの開度を決定し、水平ロ−ル出
側の板幅予測値が目標値となるようにするとともに、制
御結果の出側板幅の測定値から代表板幅予測パタ−ンを
自動的に学習するようにした技術（以下、先行技術１と
いう）が記載されている。従って、この技術では、竪ロ
−ル入側における板幅の、実測値と幅拡がりモデルによ
る予測値とによって、竪ロ−ル開度が決定されることに
なる。

【０００４】また、特開平3-165911号公報には、竪ロ−
ル入側の板幅およびその温度を測定し、これらの測定値
に基づいて水平ロ−ルによる幅広がり量を求め、この幅
広がり量および水平ロ−ル出側の目標値に基づいて竪ロ
−ル出側の目標板幅を求め、竪ロ−ルの荷重を検出して
帰還し、竪ロ−ル出側の目標板幅が得られるように竪ロ
−ルの開度を調整する技術( 以下、先行技術２という）
が記載されている。従って、この技術では、竪ロ−ル入
側における板幅の実測値と幅拡がりモデルを使って求め
られる竪ロ−ル出側における板幅設定目標値とによっ
て、竪ロ−ル開度が決定されることになる。

【０００５】次に、鋼材等の熱間圧延において、熱間ス
ラブ、それから圧延された粗バ−または鋼板等の熱間圧
延材の幅（以下、板幅という）を、熱間圧延材の走行中
に連続的に測定する方法として、非接触式（光学式）お
よび接触式の２種類があるが、一般的に実用化されてい
るのは前者の非接触式による方法である。

【０００６】光学式による板幅測定方法として、例え
ば、特開昭58-96204号公報に記載された技術( 以下、先
行技術３という) がある。先行技術３に開示された板幅
測定装置は、圧延機をはさんでその下方に光源が、そし
て、その上方にイメ−ジセンサ−が配置され、熱間圧延
材が圧延機を通過中に、光源から発せられた光線の被圧
延材による板幅方向の陰影長に基づいて板幅の寸法測定
を行おうとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱間圧延材の板幅制御方法において竪ロ−ルの開度を調
整する方法は、前述したように、先行技術１では、竪ロ
−ル入側での板幅実測値と、板幅予測パタ−ン（幅拡が
りモデル）で求められる竪ロ−ル入側での板幅の予測値
（目標板幅）との差によって、また先行技術２では、竪
ロ−ル入側における板幅の実測値と、幅拡がりモデルで
求められる竪ロ−ル出側における板幅の設定目標値との
差によって、竪ロ−ル開度が決定される。そして、いず
れの場合もそれらの差を打ち消すように竪ロ−ルの開度
を調整するものである。従って、測定板幅と予想板幅ま
たは目標板幅との差が大きいほど竪ロ−ルの開度を大き
く絞り込むことになるので、熱間圧延材にル−プが発生
したり、あるいは、座屈が発生し、正常な圧延が困難と
なる危険性があった。また、この危険を避けるため自動
板幅制御（以下、ＡＷＣ（Automatic Width Control)と
いう）装置のゲインを大きくとることができないという
問題があったため、板幅の精度向上を阻害していた。

【０００８】また、従来の熱間圧延材の板幅測定装置に
ついて、先行技術３では、上述のように圧延材の陰影長
から板幅を求めようとするものであるから、板幅の最大
値しか測定することができない。

【０００９】図７〜図９は、通常の熱間圧延材１の垂直
横断面形状を示す図である。このように、熱間圧延材１
の側面およびその近傍の表面の断面形状は、図７のよう
に矩形状を呈するとは限らず、前工程の圧延条件等によ
り種々に変化する。従って、熱間圧延材の板幅を求める
場合は、前記陰影長等から求めた見かけ上の板幅に、そ
の側面形状に応じた各種の補正を施すことが必要であ
り、そのために、複雑な信号処理を要する。

【００１０】更に、熱間圧延材の場合は、圧延ラインを
走行中の熱間圧延材にその反りによって生ずる上下挙
動、および、その側面形状が複雑な場合があること等の
ため測定値にバラツキが発生するので、各種の補正を行
っても板幅の測定精度が劣るという問題がある。また、
水蒸気や水滴がたちこめる環境下においては測定が困難
となるので、圧延機出側直近における測定には問題があ
る。

【００１１】従って、この発明の目的は、竪ロ−ル入側
における幅偏差（板幅実測値と板幅目標値との差）が大
きい場合でも熱間圧延材にル−プや座屈が発生しないよ
うな板幅制御方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１のこの発明の板
幅制御方法は、従来技術である竪ロ−ルの入側幅偏差等
から求められる幅圧下量に、新たに、板幅実測値および
材料諸元により影響を受ける圧延製品の品質上、および
圧延ラインの通板上適した限界値を考慮に加えた上で竪
ロ−ル開度を調整するものである。また、請求項２は、
板幅の測定をこの発明による板幅測定装置を用いて行う
ものであり、詳細は下記のとおりである。

【００１３】竪ロ−ルの入側に板幅測定装置を配置し、
前記板幅測定装置により測定された熱間圧延材の板幅実
測値と、前記竪ロ−ルの下流に配置された水平ロ−ルで
圧延されることによって形成される前記熱間圧延材の板
幅の拡がりを予測する幅拡がりモデルとを用いて、前記
水平ロ−ルの出側における前記熱間圧延材の板幅が目標
値になるように竪ロ−ル開度を調整する板幅制御方法に
おいて、前記板幅測定装置で測定された前記竪ロ−ル入
側における前記熱間圧延材の板幅実測値、前記熱間圧延
材の材料諸元および設備能力限界に基づいて、前記竪ロ
−ルによる板幅圧下によって材料にル−プまたは座屈が
生じることのない幅圧下量の最大値（最大幅圧下量とい
う）を演算し、最大幅圧下量に基づいて計算された幅圧
下制御量をＡＷＣ制御量の上限値として前記竪ロ−ルの
開度をダイナミックに調整することに特徴を有するもの
である。

【００１４】請求項２の発明は、前記板幅測定装置は、
走行する熱間圧延材の板幅方向の両側に、前記熱間圧延
材を間にして互いに向き合って配設された２台の２次元
レ−ザ−距離計と、前記２台の２次元レ−ザ−距離計か
ら送られた電気信号を距離値に変換する距離計ユニット
と、前記距離計ユニットから送られた電気信号を処理し
て前記熱間圧延材の板幅および両側面の曲面形状を演算
する演算ユニットとを有する板幅測定装置であることに
特徴を有するものである。

【００１５】

【作用】次に、従来の、各種の幅拡がりモデルを用いて
予測された幅拡がり量に基づいて決定されていた竪ロ−
ルの締め込み量に対して、この発明の板幅制御方法で
は、幅圧下制御量に対して竪ロ−ル入側における材料の
板幅実測値、板厚および温度等からなる材料諸元によ
り、材料にル−プおよび座屈が発生しない限界内で且つ
設備能力限界内の竪ロ−ル締め込み量を上限値とする制
約を加えた。従って、従来の方法では入側幅偏差が大き
いときに発生する恐れのある材料のル−プおよび座屈の
発生を未然に防止することができる。

【００１６】図１は、この発明に係る竪ロ−ル締め込み
量（幅圧下制御量またはＡＷＣ制御量）の制限値決定方
法の考え方を説明する図である。同図において、横軸は
時間を、縦軸は竪ロ−ル入側における板幅、および、竪
ロ−ル開度を示す。竪ロ−ル入側における板幅の実測値
と目標値との差（以下、入側幅偏差という）が大きくな
るにつれて、この差の増加傾向を打ち消すために、竪ロ
−ル開度の締め込み量を大きくし、それが材料諸元で決
るある許容量を超えると材料にル−プあるいは座屈が発
生する。なお、同図においては、設備能力上は常に許容
範囲内にあるものとしてある。

【００１７】同図において、太線で示した直線ｐおよび
ｑの竪ロ−ル開度線がこの発明の方法によるものであ
り、細線で示した直線ｒの部分はこの発明の方法の範囲
外の竪ロ−ル開度線を示す。竪ロ−ル開度の締め込み量
（負）の絶対値を時間とともに大きくした場合（縦軸で
下方向に向かった場合）、直線ｑが座屈または／および
ル−プ発生領域の境界線と交わる点Ｐにおいて、ル−プ
または／および座屈発生を示す斜線の領域に達するの
で、直線ｒに従って開度を締め込むと材料にル−プまた
は／および座屈が発生する。従って、これを回避するた
めに、点Ｐ以降は直線ｐで示された開度に変更する。

【００１８】竪ロ−ル開度を締め込む方向および板幅を
圧下する方向は、上述したように同図においては縦軸の
負の方向であるから、竪ロ−ル開度の締め込み量即ちＡ
ＷＣ制御量、および、幅圧下量は負（マイナス）の値を
とる。

【００１９】竪ロ−ル開度は下記（１）式、 〔竪ロ−ル開度〕＝〔竪ロ−ルプリセット開度〕＋〔ＡＷＣ制御量〕・・・（１ ） で表わされる。ここで、ＡＷＣ制御量は、下記（２）
式、 〔ＡＷＣ制御量〕＝〔入側幅偏差〕×〔ＡＷＣ制御ゲイン〕・・・（２） で表わされる。また、幅圧下量は下記（３）式、 −〔幅圧下量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロール開度〕・・・（３） で表わされ、（３）式の竪ロ−ル開度に（１）式を代入
し、下記（４）式、 −〔幅圧下量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロ−ルプリセット開度〕−〔ＡＷＣ制御量〕 ・・・（４） がえられ、（４）式を変形して、下記（５）式、 〔ＡＷＣ制御量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロールプリセット開度〕＋〔幅圧下量〕 ・・・（５） がえられる。

【００２０】（３）および（４）式の幅圧下量（負）の
絶対値は、図２中の、入側幅を示す線（以下、入側幅線
という。その他についても同様のいい方をする）と竪ロ
−ル開度線との差の絶対値に相当するものであり、
（５）式のＡＷＣ制御量（負）の絶対値を、点Ｐ以降
（横軸の増加方向）については、竪ロ−ルプリセット開
度線と竪ロ−ル開度太線（直線ｐ）との差の絶対値とす
ることによって、材料にル−プまたは／および座屈が発
生しなくなる。

【００２１】このように、材料にル−プや座屈が発生し
ない幅圧下量の最大値、即ち最大幅圧下量、は前記
（４）式の左辺：−〔幅圧下量〕に対応し、一方、同図
中では、点Ｐから右側では竪ロ−ル開度太線（直線ｐ）
と入側幅線との差の絶対値を、また、点Ｐよりも左側で
は竪ロ−ル開度細線（直線ｑ）と入側幅線との差の絶対
値を採用することにより達成される。従って、（４）式
および（５）式をこの発明に適用すると、下記（６）お
よび（７）式、 −〔最大幅圧下量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロールプリセット開度〕−〔ＡＷＣ制御 量〕・・・（６） 〔ＡＷＣ制御量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロールプリセット開度〕＋〔最大幅圧下量 〕・・・（７） がえられる。

【００２２】次に、板幅測定方法および装置について説
明する。

【００２３】ロ−ラ−テ−ブル上を走行する熱間圧延材
の板幅方向の両側に、その熱間圧延材を間にして各１台
の２次元レ−ザ−距離計が互いに向き合って設置され
る。２次元レ−ザ−距離計はレ−ザ−光発生器と２次元
イメ−ジセンサ−からなり、レ−ザ−発生器からのレ−
ザ−光をスリット状に拡散し材料面に照射し、そこで乱
反射されたレ−ザ−光が集光レンズで捕捉され、検出素
子を縦横に多数配置した２次元イメ−ジセンサ−で受光
する。２次元イメ−ジセンサ−で受光されたレ−ザ−光
は電気信号に変換されて距離計ユニットに送られ、距離
値に変換される。このようにして測定された距離値は電
気信号として演算ユニットに送られ、熱間圧延材の板幅
および板側面の曲面形状が求められる。

【００２４】演算ユニットにおいては、下記のようにし
て板幅の平均値（平均板幅という）、板幅の最大値（最
大板幅という）が求められる。

【００２５】図２は、熱間圧延材1 を間にしてその幅方
向の両側に１台ずつ設置された２次元レ−ザ−距離計3-
1 、3-2 を用いて、平均板幅および最大板幅を求める場
合の説明図であり、熱間圧延材1 の走行方向に対して直
角方向の鉛直断面図である。そして、同図中の各種符号
は下記のとおりである。 ＬＤ(i),i=0,1, ,n-1,n：左側のレ−ザ−光線発射基準
面から板側面までの距離、 ＬＦ(i),i=0,1, ,n-1,n：右側のレ−ザ−光線発射基準
面から板側面までの距離、 Ｗｈ ：左右のレ−ザ−光線発射基準面間の距離、 Ｗmax：最大板幅、 Ｗave ：平均板幅。

【００２６】ＬＤ(i) ＋ＬＦ(i),i=0,1, ,n-1,nの最小
値を、（ＬＤ(i) ＋ＬＦ(i) ）_minで表わし、また、Ｌ
Ｄ(i) ,i=0,1, ,n-1,nおよびＬＦ(i),i=0,1, ,n-1,n
の各々のグル−プの算術平均値を、それぞれＬＤave お
よびＬＦave で表わすと、最大板幅（Ｗmax ）および平
均板幅（Ｗave ）はそれぞれ下記の計算式で求めること
ができる。

【００２７】 最大板幅：Ｗmax ＝Ｗｈ−（ＬＤ(i) ＋ＬＦ(i)
）_min、 平均板幅：Ｗave ＝Ｗｈ−（ＬＤave ＋ＬＦave ）。

【００２８】このようにして平均板幅を測定することが
できるので、幅拡がりモデルによる竪ロ−ル開度を調整
により、板幅の精度が向上する。

【００２９】また、２次元レ−ザ−距離計のレ−ザ−光
線発射基準面から、走行する熱間圧延材の板側面上の点
（ｎ＋1 個）までの距離が測定されるので、板側面の曲
面形状が求められる。従って、例えば、粗バ−の口開き
の検出等、材料の異常検出を行うことができる。

【００３０】また、２次元イメ−ジセンサ−を使用して
いるので、熱間圧延材の板側面だけでなく、側面から上
面および下面に若干入った位置からのレ−ザ−反射光の
測定も可能である。従って、熱間圧延材が走行中に生ず
る異常な上下挙動にも対処することができる。

【００３１】

【実施例】次に、この発明を実施例に基づいて説明す
る。 〔実施例１〕図３は、この発明の板幅制御方法の実施例
を示すブロック図であり、太線部分のブロックがこの発
明の特徴部分であって、従来の通常のＡＷＣ処理方法で
ある細線部分のブロックに、太線部分のブロックを付加
したものである。

【００３２】先ず、材料の品質上および通板上問題がな
く、かつ設備上許容できる最大の幅圧下量を求める。こ
れは固定された値である設備能力上許容できる限界値、
板幅および温度の関数から求められた材料にル−プが発
生しない限界値、および、板厚および温度の関数から求
められた材料に座屈が発生しない限界値の中での最小値
で表わすことができる。そして、この最小値を極性変換
によって負の値とする。

【００３３】一方、前記（５）式でＡＷＣ制御量（負）
をダイナミックに計算し、この値と、上記極性変換後の
値（負）とを比較して大きい方（絶対値の小さい方）の
値を、前記（７）式中の〔最大幅圧下量〕の項に代入し
て、左辺の〔ＡＷＣ制御量〕（負）を求める。他方、従
来方法によるＡＷＣ制御量（負）を入側幅偏差×ＡＷＣ
ゲイン×（∂ｗ_E／∂ｗ₀）によって求め、両者を比較し
て大きい方（絶対値の小さい方）の値をＡＷＣ制御量の
値として採用し、竪ロ−ル開度を調整する。なお、ここ
で、∂ｗ_E／∂ｗ₀は影響係数であって、ｗ_Eは竪ロ−ル
開度の締め込み調整量を、ｗ₀は竪ロ−ル入側幅偏差を
表わし、竪ロ−ル入側幅偏差に対して水平ロ−ル出側で
の幅を目標値にするための竪ロ−ル開度の調整量を示
す。

【００３４】この発明による板幅測定装置を、連続熱間
ストリップ圧延ラインの第４粗圧延機の竪ロ−ルの入側
に設置し、これで熱間圧延材の板幅平均値を測定した。
次いで、その値を用いて竪ロ−ル入側の幅偏差を求め、
上述したこの発明の方法および従来の通常の方法（以
下、比較法という）によって、それぞれＡＷＣ制御量を
求め、次いで、この発明の方法の「最大幅圧下量」を決
定して竪ロ−ル開度を調整した。

【００３５】図４は、この実施例における竪ロ−ル入側
の幅偏差、従来の方法により求められたＡＷＣ制御量、
本発明の方法により求められたＡＷＣ制御量、および、
本発明の方法による竪ロ−ル開度調整量の、経過時間に
対する変化を示すグラフである。同図から明らかなよう
に、竪ロ−ルの入側偏差が時間の経過とともに単調増大
パタ−ンで増大し、それに対応して、従来の方法による
ＡＷＣ制御量も単調に増大しているので、もし従来の方
法で竪ロ−ル開度を調整すると開度をどんどん締め込ん
でいくことになる。これに対して本発明の方法による
と、ＡＷＣ制御量は当初増大するが、ある点からは幅偏
差が増大しても増加せず竪ロ−ル開度の締め込み量（Ａ
ＷＣ制御量）は比較的小さく、しかもある時期以降は締
め込み量が減少している。このように、この発明の方法
で竪ロ−ル開度を調整した場合には、材料にル−プや座
屈が発生することなく、しかも板幅圧下の制御が十分に
行われた。

【００３６】〔実施例２〕図５は、この発明の板幅制御
方法を、２つの粗圧延機スタンド、即ちＮo.３およびＮ
o.４粗圧延機スタンド（以下、それぞれのスタンドの竪
ロ−ルおよび水平ロ−ルをＥ３，Ｒ３および、Ｅ４，Ｒ
４という）にわたって適用し、更に、板幅測定装置をＥ
３の入側に設置することによってこの発明を実施した場
合の、竪ロ−ル開度の制御方法を説明する制御系統図の
要旨である。同図を参照しながら、Ｎo.３粗圧延機スタ
ンドのＥ３の入側（Ｎo.２粗圧延水平ロ−ル（Ｒ２とい
う）の後面）に設置された板幅測定装置で板幅を実測
し、Ｎo.４粗圧延機スタンドの出側（Ｒ４の出側）にお
いて板幅が目標値となるように、Ｅ３およびＥ４の開度
を修正した実施例について述べる。なお、板幅測定装置
はＥ３の入側に設置した。

【００３７】はじめに、Ｅ３の開度を調整する方法につ
いて述べる。

【００３８】先ず、Ｅ３入側における板幅の実測値（Ｅ
３入側実測幅という）、および、Ｒ３およびＲ４のプリ
セット開度並びにＥ３およびＢ４のプリセット開度より
幅拡がりモデルを用いてＲ４出側における予想幅（Ｒ４
出側予想幅という）を求めた（同図中（Ａ））。

【００３９】次に、Ｒ４出側予想偏差を、Ｒ４出側予想
幅−Ｒ４出側目標幅で求め、Ｅ３およびＥ４による幅圧
下量の和に対するＥ３の幅圧下分担率、並びに、Ｅ３の
幅圧下効率を用いて、Ｅ３で実施すべき竪ロ−ル開度の
修正量、即ち、Ｅ３のプリセット開度に対して加えるべ
き修正量（以下、Ｅ３開度修正量１という）を、下記
（８）式、 〔Ｅ３開度修正量１〕＝｛（Ｒ４出側予想偏差）×Ｅ３の幅圧下分担率｝／Ｅ ３の幅圧下効率・・・（８） によって計算した（同図中（Ｂ））。

【００４０】上記（８）式で計算したＥ３開度修正量１
は、前述した下記（４）式、 −〔幅圧下量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロ−ルプリセット開度〕−〔ＡＷＣ制御量〕 ・・・（４） のＡＷＣ制御量に相当するものであるから、（４）式を
Ｅ３による幅圧下に適用するために、Ｅ３開度修正量１
を（４）式のＡＷＣ制御量に代入して、修正後の幅圧下
量（Ｅ３開度修正後幅圧下量という）を下記（９）式、 −〔Ｅ３開度修正後幅圧下量〕＝〔Ｅ３入側幅実測値〕−〔Ｅ３プリセット開度 〕−〔Ｅ３開度修正量１〕・・・（９） で求めることができる。

【００４１】従って、−〔Ｅ３開度修正後幅圧下量〕
（正の値）が、この発明の方法により求められた最大幅
圧下量（Ｅ３最大幅圧下量という）を超えないように決
定した。即ち、−〔Ｅ３開度修正後幅圧下量〕がＥ３最
大幅圧下量を超えない場合（同図中、ＹＥＳの場合）
は、材料にル−プや座屈が発生する恐れはないので、Ｅ
３の竪ロ−ル開度の修正量は上記（８）式のＥ３開度修
正量１をそのまま採用した。一方、−〔Ｅ３開度修正後
幅圧下量〕がＥ３最大幅圧下量を超える場合（同図中Ｎ
Ｏの場合）は、材料のル−プや座屈発生を防止するため
に、Ｅ３による幅圧下量をＥ３最大幅圧下量とすること
が必要となるので、Ｅ３の開度修正量（以下、Ｅ３開度
修正量１’というを求めるためには前記（７）式を適用
すればよく、下記（１０）式、 〔Ｅ３開度修正量１’〕＝〔Ｅ３入側実測幅〕−〔Ｅ３プリセット開度〕＋〔Ｅ ３最大幅圧下量〕・・・（１０） がえられる。従って、（１０）式によりＥ３の最終開度
修正量を求めた（同図中（Ｃ））。なお、Ｅ３最大幅圧
下量は、前述した実施例２で述べた方法で求めたもので
ある。

【００４２】次に、Ｅ４の開度を調整する方法について
述べる。基本的には、上述したＥ３の開度調整方法にお
いて、Ｅ３に対する開度調整方法をＥ４に準用すること
により行う。以下、具体的に述べる。

【００４３】Ｅ３入側における板幅実測値、および、Ｒ
３およびＲ４のプリセット開度並びにＥ３およびＢ４の
プリセット開度より幅拡がりモデルを用いてＲ４出側に
おける予想幅（Ｒ４出側予想幅という）を求める。次
に、Ｒ４出側予想偏差を、Ｒ４出側予想幅−Ｒ４出側目
標幅で求め、Ｅ３およびＥ４による幅圧下量の和に対す
るＥ４の幅圧下分担率、並びに、Ｅ４の幅圧下効率を用
いて、Ｅ４で実施すべき竪ロ−ル開度の修正量、即ち、
Ｅ４のプリセット開度に対して加えるべき修正量（以
下、Ｅ４開度修正量１という）を、下記（１１）式、 〔Ｅ４開度修正量１〕＝｛（Ｒ４出側予想偏差）×Ｅ４の幅圧下分担率｝／Ｅ ４の幅圧下効率・・・（１１） によって計算する。

【００４４】上記（１１）式で計算したＥ４開度修正量
１は、前述した下記（４）式、 −〔幅圧下量〕＝〔入側幅〕−〔竪ロールプリセット開度〕−〔ＡＷＣ制御量〕 ・・・（４） のＡＷＣ制御量に相当するものであるから、（４）式を
Ｅ４による幅圧下量に準用するために、前記Ｅ３開度修
正量１またはＥ３開度修正量１’を使用し、前記幅拡が
りモデルを用いてＥ４入側幅予想値を求め、これを
（４）式の入側幅に代入して、修正後のＥ４による幅圧
下量（以下、Ｅ４開度修正後幅圧下量という）を下記
（１２）式、 −〔Ｅ４開度修正後幅圧下量〕＝〔Ｅ４入側幅予想値〕−〔Ｅ４プリセット開度 〕−〔Ｅ４開度修正量１〕・・・（１２） で求めることができる。

【００４５】従って、−〔Ｅ４開度修正後幅圧下量〕
（正の値）が、この発明の方法により求められた最大幅
圧下量（Ｅ４最大幅圧下量）を超えないように決定し
た。即ち、−〔Ｅ４開度修正後幅圧下量〕がＥ４最大幅
圧下量を超えない場合は、材料にル−プや座屈が発生す
る恐れはないので、Ｅ４の竪ロ−ル開度の修正量は上記
（１１）式のＥ４開度修正量１をそのまま採用した。一
方、−〔Ｅ４開度修正後幅圧下量〕がＥ４最大幅圧下量
を超える場合は、材料のル−プや座屈発生を防止するた
め、Ｅ４による幅圧下量をＥ４最大幅圧下量とすること
が必要となるので、Ｅ４の開度修正量（以下、Ｅ４開度
修正量１’という）を求めるためには前記（７）式を適
用すればよく、下記（１３）式、 〔Ｅ４開度修正量１’〕＝〔Ｅ４入側幅予想値〕−〔Ｅ４プリセット開度〕＋〔 Ｅ４最大幅圧下量〕・・・（１３） がえられる。従って、（１３）式によりＥ４の最終開度
修正量を求めた。なお、Ｅ４最大幅圧下量は、前述した
実施例２で述べた方法で求めたものである。

【００４６】以上のようにして、粗圧延機中間スタンド
入側の板幅を精度よく実測することができ、また、竪ロ
−ル開度の締め込みすぎによる材料のル−プや座屈を発
生させることなく、かつＡＷＣの制御ゲインを大きくと
ることができ、精度よく竪ロ−ルの開度調整を行うこと
ができた。 〔実施例３〕図６は、板幅測定装置の１例を示す全体構
成図である。同図に基づいて、板幅測定装置および測定
方法を更に説明する。

【００４７】熱間圧延工程において、ロ−ラテ−ブル2
上を搬送されてきた高温の熱間圧延材1 は、粗圧延機の
水平ロ−ル( 図示せず) の出側のロ−ラテ−ブル2 を間
にして両側に各１台ずつ設置された２次元レ−ザ距離計
3-1 、3-2 の間を、ロ−ラテ−ブル2 で搬送され、次の
粗圧延機の竪ロ−ル( 図示せず) に挿入される。２次元
レ−ザ−距離計3-1 、3-2 は、熱間圧延材1 の側面に対
してレ−ザ−光を照射するためのレ−ザ−発生器4-1 、
4-2 と、その側面から反射されたレ−ザ−光9bを受光す
る２次元イメ−ジセンサ5-1 、5-2 とを備えている。２
台のレ−ザ−発生器4-1 、4-2 は、それから発せられる
レ−ザ−光のスリット光9aが、ロ−ラテ−ブル2 のライ
ン方向に対して垂直方向の水平光であって、しかも熱間
圧延材1の側面の厚さを十分カバ−することができるよ
うに設計されている。

【００４８】熱間圧延材1 の側面で乱反射されたレ−ザ
−光9bを捕捉するための集光レンズが２次元イメ−ジセ
ンサ−5-1 、5-2 に付属している。このようにして、集
光され、測定された信号を受信して距離値に変換するた
めの距離計ユニット6-1 、6-2 が、２次元レ−ザ−距離
計3-1 、3-2 に接続され、一方、距離計ユニット6-1、6
-2 から送り出された信号を受信し、熱間圧延材1 の最
大板幅、平均板幅および板側面の曲面形状を演算するた
めの演算ユニット7 が距離計ユニット6-1 、6-2 に接続
されている。更に、熱間圧延材1 の側面近傍の上下面に
ついては２次元レ−ザ−距離計3-1 、3-2 の特性から、
測定困難な場合があるので、上位計算機8 からの板厚設
定によって、厚み方向の測定範囲を任意に設定すること
ができるようにした。また、水蒸気や水滴等により測定
精度の低下をきたすことを避けるために、特異点除去お
よびスム−ジング処理手段を装備した。

【００４９】この実施例の板幅測定装置で熱間圧延材1
の板幅を測定した結果、平均板幅および最大板幅を高精
度で測定し、また、側面の曲面形状を正確に求めること
ができた。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
竪ロ−ル入側幅偏差が大きい場合でも材料にル−プや座
屈を発生させることなく、しかもＡＷＣの制御ゲインを
大きくとることができるので板幅精度の向上をはかるこ
とができ、また、水蒸気や水滴がたちこめる悪環境下に
おいても、走行中の熱間圧延材の板幅、板幅平均値、板
側面の曲面形状および反りを精度よく測定することがで
きる、工業上有益な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の板幅制御方法による竪ロ−ル締め込
み量の制限値決定方法の考え方を説明する図である。

【図２】この発明の板幅制御方法の実施例に係る板幅測
定装置によって板幅を求めるときの説明図である。

【図３】この発明の板幅制御方法の実施例を示すブロッ
ク図である。

【図４】この発明の板幅制御方法による竪ロ−ル開度調
整量の経時変化の実施例を示すグラフである。

【図５】この発明の実施例に係る板幅測定装置および板
幅制御方法を同時に実施した場合の、竪ロ−ル開度の調
整方法を説明する制御系統図の要旨である。

【図６】この発明の実施例に係る板幅測定装置の１例を
示す全体構成図である。

【図７】熱間圧延材の垂直横断面の望ましい形状を示す
図である。

【図８】熱間圧延材の垂直横断面形状の１例を示す図で
ある。

【図９】熱間圧延材の垂直横断面形状の他の例を示す図
である。

【符号の説明】

1 熱間圧延材、 2 ロ−ラテ−ブル、 3-1、3-2 ２次元レ−ザ−距離計、 4-1、4-2 レ−ザ−光発生装置、 5-1、5-2 ２次元イメ−ジセンサ−、 6-1、6-2 距離計ユニット、 7 演算ユニット、 8 上位計算機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 雅明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 倉岡 健悟 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 中西 一生 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 村上 史敏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−252609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−238914（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−90310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−283405（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 竪ロ−ルの入側に板幅測定装置を配置
   し、前記板幅測定装置により測定された熱間圧延材の板
   幅測定値と、前記竪ロ−ルの下流に配置された水平ロ−
   ルで圧延されることによって形成される前記熱間圧延材
   の板幅の拡がりを予測する幅拡がりモデルとを用いて、
   前記水平ロ−ルの出側における前記熱間圧延材の板幅が
   目標値になるように前記竪ロ−ルの開度を制御する板幅
   制御方法において、 前記竪ロ−ル入側における前記熱間圧延材の板幅測定値
   と、前記熱間圧延材の材料諸元および設備能力限界に基
   づいて、前記熱間圧延材にル−プまたは座屈が生じるこ
   とのない最大幅圧下量を演算し、得られた最大幅圧下量
   に基づいて計算された幅圧下制御量を上限値として、前
   記竪ロ−ルの開度をダイナミックに制御することを特徴
   とする、熱間圧延材の板幅制御方法。
2. 【請求項２】 前記板幅測定装置は、走行する熱間圧延
   材の板幅方向の両側に、前記熱間圧延材を間にして互い
   に向き合って配設された２台の２次元レ−ザ−距離計
   と、前記２台の２次元レ−ザ−距離計から送られた電気
   信号を距離値に変換する距離計ユニットと、前記距離計
   ユニットから送られた電気信号を処理して前記熱間圧延
   材の板幅および両側面の曲面形状を演算する演算ユニッ
   トとを有する板幅測定装置であることを特徴とする請求
   項１記載の板幅制御方法。