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

熱間圧延材の板幅制御方法

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JP3149875B2 JP35531899A JP35531899A JP3149875B2 JP 3149875 B2 JP3149875 B2 JP 3149875B2 JP 35531899 A JP35531899 A JP 35531899A JP 35531899 A JP35531899 A JP 35531899A JP 3149875 B2 JP3149875 B2 JP 3149875B2
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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×(∂wE/∂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、∂wE/∂w0は影響係数であって、wE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。
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