JP3214399B2 - クラスタ圧延機の形状制御方法 - Google Patents
クラスタ圧延機の形状制御方法Info
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- JP3214399B2 JP3214399B2 JP14557697A JP14557697A JP3214399B2 JP 3214399 B2 JP3214399 B2 JP 3214399B2 JP 14557697 A JP14557697 A JP 14557697A JP 14557697 A JP14557697 A JP 14557697A JP 3214399 B2 JP3214399 B2 JP 3214399B2
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- Japan
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- roll
- control mechanism
- shape
- rolling
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はクラスタ圧延機の形
状制御方法に関する。
状制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】クラスタ圧延機は、側面から見たときに
ぶどうの房（ＣＬＵＳＴＥＲ）の様に、ワークロールを
中間ロール及びバックアップロールで囲んだ形式の圧延
機の総称である。また、クラスタ圧延機に限らず、板を
圧下する圧延機においては圧延後の板の形状（平坦度、
板厚均一性など）が良好である程よい。そのために形状
制御が重要となる。
ぶどうの房（ＣＬＵＳＴＥＲ）の様に、ワークロールを
中間ロール及びバックアップロールで囲んだ形式の圧延
機の総称である。また、クラスタ圧延機に限らず、板を
圧下する圧延機においては圧延後の板の形状（平坦度、
板厚均一性など）が良好である程よい。そのために形状
制御が重要となる。
【０００３】ところで、圧延前の素材がスラブ、インゴ
ットである場合は、造塊の段階で偏析が発生するなどし
て部位によって冶金的性質に差がでるため、単にワーク
ロールのロールギャップを一様にするだけでは均一な圧
延は行なえない。圧延材を更に圧延する場合も、圧延前
の圧延材に歪が内在しているために、単にワークロール
のロールギャップを一様にするだけでは均一な圧延は行
なえない。従って、圧延機の形状制御は複雑で高度な技
術が必要となる。
ットである場合は、造塊の段階で偏析が発生するなどし
て部位によって冶金的性質に差がでるため、単にワーク
ロールのロールギャップを一様にするだけでは均一な圧
延は行なえない。圧延材を更に圧延する場合も、圧延前
の圧延材に歪が内在しているために、単にワークロール
のロールギャップを一様にするだけでは均一な圧延は行
なえない。従って、圧延機の形状制御は複雑で高度な技
術が必要となる。
【０００４】例えば、特開昭６１−２５５７１０号公報
「クラスタ圧延機の形状制御装置」は、同公報の第１図
に示されるとおり、クラスタ圧延機１はバックアップロ
ールクラウン調整サーボ系７、ロールベンダサーボ系８
及び圧下レベリングサーボ系９を備え、同公報の第
（３）頁右下欄第２０行〜第（４）頁右上欄第１行によ
れば、「以上の実施例装置の動作は、まず・・・（略）・・・
バックアップロールクラウン調整サーボ系７に指令して
バックアップロールクラウンのプリセットを行なう。次
に、圧延中は、・・・（略）・・・１次モードについては・・・
（略）・・・圧下レベリングサーボ系９に入力し、Ａ1 *＝
Ａ1になる様にフイードバック制御をする。同時に２次
モードについても・・・（略）・・・ロールベンダサーボ系８
に入力し、Ａ2 *＝Ａ2になる様にフイードバック制御を
する。」というものである。
「クラスタ圧延機の形状制御装置」は、同公報の第１図
に示されるとおり、クラスタ圧延機１はバックアップロ
ールクラウン調整サーボ系７、ロールベンダサーボ系８
及び圧下レベリングサーボ系９を備え、同公報の第
（３）頁右下欄第２０行〜第（４）頁右上欄第１行によ
れば、「以上の実施例装置の動作は、まず・・・（略）・・・
バックアップロールクラウン調整サーボ系７に指令して
バックアップロールクラウンのプリセットを行なう。次
に、圧延中は、・・・（略）・・・１次モードについては・・・
（略）・・・圧下レベリングサーボ系９に入力し、Ａ1 *＝
Ａ1になる様にフイードバック制御をする。同時に２次
モードについても・・・（略）・・・ロールベンダサーボ系８
に入力し、Ａ2 *＝Ａ2になる様にフイードバック制御を
する。」というものである。
【０００５】更に、特開昭６３−１６８０４号公報「多
段クラスタ圧延機における板形状制御方法」は、それの
特許請求項の範囲の後半に記載された通り、「２次の成
分量に応じて中間ロールベンディング装置を操作し、４
次の成分量に応じてバックアップロールクラウン調整装
置のクオータ調整部及びエッジ調整部を作動させる」こ
とを特徴としたものである。上記２つの技術から、１
次、２次及び４次モードを制御することで板形状を制御
する方法が考えられる。
段クラスタ圧延機における板形状制御方法」は、それの
特許請求項の範囲の後半に記載された通り、「２次の成
分量に応じて中間ロールベンディング装置を操作し、４
次の成分量に応じてバックアップロールクラウン調整装
置のクオータ調整部及びエッジ調整部を作動させる」こ
とを特徴としたものである。上記２つの技術から、１
次、２次及び４次モードを制御することで板形状を制御
する方法が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、１次、２次及
び４次モードを制御する従来の形状制御は、比較的固い
ステンレス板では不十分であることが分かった。その具
体例を次に説明する。
び４次モードを制御する従来の形状制御は、比較的固い
ステンレス板では不十分であることが分かった。その具
体例を次に説明する。
【０００７】図１２（ａ），（ｂ）は従来の複合伸び圧
延材のグラフである。（ａ）は形状制御なしでの圧延で
得た圧延材のグラフであり、横軸は圧延材の断面ポジシ
ョン、縦軸は各断面における伸び率（％）を示す。すな
わち、このときの供試材は前工程までの製造上の要因か
ら歪が板中心に対して非対称となり、中心から左側より
中心から右側が大きく伸びる結果となる。この様に伸び
率が板中心に対して非対称のものを以下「複合伸び」と
いうことにする。
延材のグラフである。（ａ）は形状制御なしでの圧延で
得た圧延材のグラフであり、横軸は圧延材の断面ポジシ
ョン、縦軸は各断面における伸び率（％）を示す。すな
わち、このときの供試材は前工程までの製造上の要因か
ら歪が板中心に対して非対称となり、中心から左側より
中心から右側が大きく伸びる結果となる。この様に伸び
率が板中心に対して非対称のものを以下「複合伸び」と
いうことにする。
【０００８】（ｂ）は１次、２次及び４次モードによる
従来の形状制御を施した圧延材のグラフであり、細線グ
ラフは前記（ａ）の曲線を写したもので、太線グラフは
従来の形状制御を施したときのグラフである。形状制御
を実施すると左エッジ側の伸びが矢印のごとく若干増
加し、中心付近が矢印のように伸びが増加し、右エッ
ジ側の伸びが矢印のように減少して、「形状制御な
し」よりは「従来の形状制御」を施した方が、対称形に
近づいたので、効果は認められる。なお、伸び量が対称
であれば、次工程で再圧延するにしても圧延が容易にな
り、次工程で別の処理をするときでも取扱が容易になる
から好ましい。
従来の形状制御を施した圧延材のグラフであり、細線グ
ラフは前記（ａ）の曲線を写したもので、太線グラフは
従来の形状制御を施したときのグラフである。形状制御
を実施すると左エッジ側の伸びが矢印のごとく若干増
加し、中心付近が矢印のように伸びが増加し、右エッ
ジ側の伸びが矢印のように減少して、「形状制御な
し」よりは「従来の形状制御」を施した方が、対称形に
近づいたので、効果は認められる。なお、伸び量が対称
であれば、次工程で再圧延するにしても圧延が容易にな
り、次工程で別の処理をするときでも取扱が容易になる
から好ましい。
【０００９】しかし、上記（ｂ）に示した従来の形状制
御では対称形に程遠く、不満足である。そこで、本発明
者らは上記（ｂ）を詳細に検討し、１次・２次モードが
複合して作用しているが、概念的に次のごとく考察し
た。１次モードを制御したことにより、１次曲線の傾き
を変更することができたので矢印及びの通りに細線
グラフを時計回りに回転させることができた。そして、
２次モードを制御したことにより、矢印のごとく細線
グラフは中心を頂点とした２次曲線に近づけることがで
きた。しかし、ステンレスの複合伸び圧延においては、
１次モード制御は左エッジ部に示すとおり伸びが増加さ
れ、２次モード制御は矢印に示すとおりにグラフを平
行移動する結果となって、非対称を対称に是正する作用
に乏しいことが分かった。
御では対称形に程遠く、不満足である。そこで、本発明
者らは上記（ｂ）を詳細に検討し、１次・２次モードが
複合して作用しているが、概念的に次のごとく考察し
た。１次モードを制御したことにより、１次曲線の傾き
を変更することができたので矢印及びの通りに細線
グラフを時計回りに回転させることができた。そして、
２次モードを制御したことにより、矢印のごとく細線
グラフは中心を頂点とした２次曲線に近づけることがで
きた。しかし、ステンレスの複合伸び圧延においては、
１次モード制御は左エッジ部に示すとおり伸びが増加さ
れ、２次モード制御は矢印に示すとおりにグラフを平
行移動する結果となって、非対称を対称に是正する作用
に乏しいことが分かった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記（ｂ）において、点Ｒを図中で強制的に下げるか点
Ｌを上げてやれば、直接的に対称形に近づけることがで
きることに着目し、左右エッジ近傍における伸び率を強
制的に合致させるという制御を加えることにより、対称
形を得ることに成功した。具体的には、請求項１は、形
状検知機構で検出した検出値から板の左端付近における
最大値と最小値をピックアップして左の最大伸びを求
め、同時に右端付近における最大値と最小値をピックア
ップして右の最大伸びを求め、これらの最大伸び同士が
一致するように前記非対称ロールベンダ制御機構で非対
称ロールベンダ制御を実施し、形状検知機構で検出した
板形状の検出値から板形状の歪分布に対応する４次直交
関数を演算し、この４次直交関数の係数のうち１次の係
数を目標値に一致する様に圧下レベリング制御機構で圧
下レベリング制御を実施し、４次直交関数の係数のうち
２次の係数を目標値に一致する様に対称ロールベンダ制
御機構で対称ロールベンダ制御を実施し、４次直交関数
の係数のうち４次の係数を目標値に一致する様にバック
アップロールクラウン制御機構でバックアップロールク
ラウン制御を実施することを特徴としたクラスタ圧延機
の形状制御方法である。
上記（ｂ）において、点Ｒを図中で強制的に下げるか点
Ｌを上げてやれば、直接的に対称形に近づけることがで
きることに着目し、左右エッジ近傍における伸び率を強
制的に合致させるという制御を加えることにより、対称
形を得ることに成功した。具体的には、請求項１は、形
状検知機構で検出した検出値から板の左端付近における
最大値と最小値をピックアップして左の最大伸びを求
め、同時に右端付近における最大値と最小値をピックア
ップして右の最大伸びを求め、これらの最大伸び同士が
一致するように前記非対称ロールベンダ制御機構で非対
称ロールベンダ制御を実施し、形状検知機構で検出した
板形状の検出値から板形状の歪分布に対応する４次直交
関数を演算し、この４次直交関数の係数のうち１次の係
数を目標値に一致する様に圧下レベリング制御機構で圧
下レベリング制御を実施し、４次直交関数の係数のうち
２次の係数を目標値に一致する様に対称ロールベンダ制
御機構で対称ロールベンダ制御を実施し、４次直交関数
の係数のうち４次の係数を目標値に一致する様にバック
アップロールクラウン制御機構でバックアップロールク
ラウン制御を実施することを特徴としたクラスタ圧延機
の形状制御方法である。
【００１１】非対称ロールベンダ制御機構で圧延材の左
右の最大伸びを互いに一致させると、非対称伸びを効率
よく対称伸びにすることができる。従って、複合伸び圧
延材を良好に圧延することができ、圧延材の仕上り品質
を大幅に改善することができる。
右の最大伸びを互いに一致させると、非対称伸びを効率
よく対称伸びにすることができる。従って、複合伸び圧
延材を良好に圧延することができ、圧延材の仕上り品質
を大幅に改善することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るクラスタ圧延機の概念
図であり、クラスタ圧延機１は上下一対のワークロール
２，２と、これらのワークロール２，２を中間ロール
３，３，４，４を介してバックアップする大径バックア
ップロール６・・・（・・・は複数本を示す。以下同様。）及
び小径バックアップロール７，７と、圧延機の出口にお
いて圧延材８の形状を測定する形状検知機構１０と、上
下のワークロール２，２における左右のロールギャップ
を変更する圧下レベリング制御機構２０と、中間ロール
３，３を圧延ライン中心に対称に湾曲させる対称ロール
ベンダ制御機構３０と、中間ロール４を圧延ライン中心
に非対称に湾曲させる非対称ロールベンダ制御機構４０
と、バックアップロール６を圧延ライン中心に対称に湾
曲させるバックアップロールクラウン制御機構６０と、
これらの機構１０〜６０を制御する制御部及びコントロ
ーラと、各種の演算部とからなる。以下、要部の構成若
しくは原理を説明する。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るクラスタ圧延機の概念
図であり、クラスタ圧延機１は上下一対のワークロール
２，２と、これらのワークロール２，２を中間ロール
３，３，４，４を介してバックアップする大径バックア
ップロール６・・・（・・・は複数本を示す。以下同様。）及
び小径バックアップロール７，７と、圧延機の出口にお
いて圧延材８の形状を測定する形状検知機構１０と、上
下のワークロール２，２における左右のロールギャップ
を変更する圧下レベリング制御機構２０と、中間ロール
３，３を圧延ライン中心に対称に湾曲させる対称ロール
ベンダ制御機構３０と、中間ロール４を圧延ライン中心
に非対称に湾曲させる非対称ロールベンダ制御機構４０
と、バックアップロール６を圧延ライン中心に対称に湾
曲させるバックアップロールクラウン制御機構６０と、
これらの機構１０〜６０を制御する制御部及びコントロ
ーラと、各種の演算部とからなる。以下、要部の構成若
しくは原理を説明する。
【００１３】図２（ａ）〜（ｄ）は本発明で採用した形
状検知機構の原理図である。（ａ）において、形状検知
機構１０は、例えばロール１１に軸方向に一定ピッチｔ
でロードセル１２・・・を埋め込んだものである。ロード
セル１２は圧力を電気信号に置き換える荷重計のことで
ある。（ｂ）はロール断面を示し、ロードセル１２・・・
を一周に４〜８個を等ピッチ（等角度）で配置する。
状検知機構の原理図である。（ａ）において、形状検知
機構１０は、例えばロール１１に軸方向に一定ピッチｔ
でロードセル１２・・・を埋め込んだものである。ロード
セル１２は圧力を電気信号に置き換える荷重計のことで
ある。（ｂ）はロール断面を示し、ロードセル１２・・・
を一周に４〜８個を等ピッチ（等角度）で配置する。
【００１４】（ｃ）は形状検知機構１０の作用図であ
り、圧延材８のある断面に張力Ｔが作用し且つロール１
１に巻きついていれば、ロードセル１２に分力Ｌが作用
する。巻付け角が一定であるから、この分力Ｌは張力Ｔ
に比例し、分力Ｌを知ることにより、張力Ｔを逆算する
ことができる。（ｄ）は圧延材８の平面図であり、中央
に対して左エッジが伸びていれば、左エッジは浮き加減
になり、前記分力Ｌは小さくなり、逆算して求めた張力
Ｔは小さくなる。従って、圧延材８を中央から左右に細
かく分割して前記ロードセル１２・・・にて分力Ｌ・・・を計
測し、張力Ｔ・・・を逆算すれば、各部における「伸び」
を演算することができる。この伸びを形状の指標にす
る。
り、圧延材８のある断面に張力Ｔが作用し且つロール１
１に巻きついていれば、ロードセル１２に分力Ｌが作用
する。巻付け角が一定であるから、この分力Ｌは張力Ｔ
に比例し、分力Ｌを知ることにより、張力Ｔを逆算する
ことができる。（ｄ）は圧延材８の平面図であり、中央
に対して左エッジが伸びていれば、左エッジは浮き加減
になり、前記分力Ｌは小さくなり、逆算して求めた張力
Ｔは小さくなる。従って、圧延材８を中央から左右に細
かく分割して前記ロードセル１２・・・にて分力Ｌ・・・を計
測し、張力Ｔ・・・を逆算すれば、各部における「伸び」
を演算することができる。この伸びを形状の指標にす
る。
【００１５】図３は圧下レベリング制御機構の原理図で
あり、圧下レベリング制御機構２０は、下部のワークロ
ール２、下部の中間ロール３，４及び下部のバックアッ
プロール６を一括して左右の油圧シリンダ２１，２２で
上げ下げする様にしたものであり、圧下レベリング制御
部２３の作用で、ワークロール２，２間隔、すなわち右
のロールギャップＧｒ及び左のロールギャップＧｌを任
意に変更することができる。
あり、圧下レベリング制御機構２０は、下部のワークロ
ール２、下部の中間ロール３，４及び下部のバックアッ
プロール６を一括して左右の油圧シリンダ２１，２２で
上げ下げする様にしたものであり、圧下レベリング制御
部２３の作用で、ワークロール２，２間隔、すなわち右
のロールギャップＧｒ及び左のロールギャップＧｌを任
意に変更することができる。
【００１６】図４は対称ロールベンダ制御機構の原理図
であり、対称ロールベンダ制御機構３０は、中間ロール
３をロールチョック３１，３２で回転自在に支持し、か
つロール端部をシリンダ３３，３４で図面上下に押し引
きする構造とし、対称ロールベンタ制御部３５で左右の
シリンダ３３，３４を同時に制御するように構成したも
のである。図５（ａ），（ｂ）は対称ロールベンダ制御
機構の作用図である。（ａ）において中間ロール３の両
端に下向きの力Ｆ１，Ｆ１を掛けたとすれば中間ロール
３は上に凸に撓み且つ最大撓みは中央で発生する。
（ｂ）において中間ロール３の両端に上向きの力Ｆ２，
Ｆ２を掛けたとすれば中間ロール４は下に凸に撓み且つ
最大撓みは中央で発生する。すなわち、この対称ロール
ベンダ制御は圧延ライン中心に対称にベンディングを掛
けるものである。
であり、対称ロールベンダ制御機構３０は、中間ロール
３をロールチョック３１，３２で回転自在に支持し、か
つロール端部をシリンダ３３，３４で図面上下に押し引
きする構造とし、対称ロールベンタ制御部３５で左右の
シリンダ３３，３４を同時に制御するように構成したも
のである。図５（ａ），（ｂ）は対称ロールベンダ制御
機構の作用図である。（ａ）において中間ロール３の両
端に下向きの力Ｆ１，Ｆ１を掛けたとすれば中間ロール
３は上に凸に撓み且つ最大撓みは中央で発生する。
（ｂ）において中間ロール３の両端に上向きの力Ｆ２，
Ｆ２を掛けたとすれば中間ロール４は下に凸に撓み且つ
最大撓みは中央で発生する。すなわち、この対称ロール
ベンダ制御は圧延ライン中心に対称にベンディングを掛
けるものである。
【００１７】図６は非対称ロールベンダ制御機構の原理
図であり、非対称ロールベンダ制御機構４０は、中間ロ
ール４をロールチョック４１，４２で回転自在に支持
し、かつロール端部をシリンダ４３，４４で図面上下に
押し引きする構造とし、非対称ロールベンダ制御部４５
で左のシリンダ４３と右のシリンダ４４を個別に制御す
るように構成したものである。図７（ａ），（ｂ）は非
対称ロールベンダ制御機構の作用図である。（ａ）にお
いて、例えば中間ロール４の左端に大きな下向き力Ｆ３
を掛け、右端に小さな下向き力Ｆ４を掛けると最大撓み
は圧延ライン中心から左により、曲り形状が非対称にな
る。この形状はＦ３とＦ４との差が大きいほど顕著であ
る。（ｂ）において、中間ロール４の左端に下向き力Ｆ
５、右端に上向き力Ｆ６を掛けると中間ロール４は横Ｓ
字型、すなわち３次曲線的に変形する。
図であり、非対称ロールベンダ制御機構４０は、中間ロ
ール４をロールチョック４１，４２で回転自在に支持
し、かつロール端部をシリンダ４３，４４で図面上下に
押し引きする構造とし、非対称ロールベンダ制御部４５
で左のシリンダ４３と右のシリンダ４４を個別に制御す
るように構成したものである。図７（ａ），（ｂ）は非
対称ロールベンダ制御機構の作用図である。（ａ）にお
いて、例えば中間ロール４の左端に大きな下向き力Ｆ３
を掛け、右端に小さな下向き力Ｆ４を掛けると最大撓み
は圧延ライン中心から左により、曲り形状が非対称にな
る。この形状はＦ３とＦ４との差が大きいほど顕著であ
る。（ｂ）において、中間ロール４の左端に下向き力Ｆ
５、右端に上向き力Ｆ６を掛けると中間ロール４は横Ｓ
字型、すなわち３次曲線的に変形する。
【００１８】図８は本発明に係るバックアップロールク
ラウン制御機構の原理図であり、バックアップロールク
ラウン制御機構６０は、固定軸６１に偏心カム６２Ａ〜
６２Ｃ及び６２Ｄ〜６２Ｇを嵌め、これらの偏心カム６
２Ａ〜６２Ｃ及び６２Ｄ〜６２Ｇにリング６３Ａ〜６３
Ｃ及び６３Ｄ〜６３Ｇを嵌めた、中央に円筒ロール６２
Ｄを嵌め、この円筒ロール６２Ｄにリング６３Ｄを嵌め
た構造のバックアップロール６を、バックアップロール
クラウン制御部６５及び油圧制御部６６で、偏心カム６
２Ａ〜６２Ｃ及び６２Ｄ〜６２Ｇを各々油圧シリンダな
どである角度回すことにより、矢印のごとくリング６
３Ａ〜６３Ｃ及び６３Ｄ〜６３Ｇが出入させるように構
成したものである。リング６３Ａ〜６３Ｃ及び６３Ｄ〜
６３Ｇで図示せぬ中間ロールを介してワークロールを曲
げることができる。なお、原則として偏心カム６２Ａと
偏心カム６２Ｇとを同時に制御し、同様に偏心カム６２
Ｂと６２Ｆ、偏心カム６２Ｃと６２Ｅとを同時に制御す
ることで、このバックアップロールクラウン制御で圧延
ライン中心に対称な２次曲線又は４次曲線を作ることが
できる。
ラウン制御機構の原理図であり、バックアップロールク
ラウン制御機構６０は、固定軸６１に偏心カム６２Ａ〜
６２Ｃ及び６２Ｄ〜６２Ｇを嵌め、これらの偏心カム６
２Ａ〜６２Ｃ及び６２Ｄ〜６２Ｇにリング６３Ａ〜６３
Ｃ及び６３Ｄ〜６３Ｇを嵌めた、中央に円筒ロール６２
Ｄを嵌め、この円筒ロール６２Ｄにリング６３Ｄを嵌め
た構造のバックアップロール６を、バックアップロール
クラウン制御部６５及び油圧制御部６６で、偏心カム６
２Ａ〜６２Ｃ及び６２Ｄ〜６２Ｇを各々油圧シリンダな
どである角度回すことにより、矢印のごとくリング６
３Ａ〜６３Ｃ及び６３Ｄ〜６３Ｇが出入させるように構
成したものである。リング６３Ａ〜６３Ｃ及び６３Ｄ〜
６３Ｇで図示せぬ中間ロールを介してワークロールを曲
げることができる。なお、原則として偏心カム６２Ａと
偏心カム６２Ｇとを同時に制御し、同様に偏心カム６２
Ｂと６２Ｆ、偏心カム６２Ｃと６２Ｅとを同時に制御す
ることで、このバックアップロールクラウン制御で圧延
ライン中心に対称な２次曲線又は４次曲線を作ることが
できる。
【００１９】以上に述べたクラスタ圧延機における形状
制御方法を次に説明する。図９は本発明に係るクラスタ
圧延機の形状制御フロー図であり、ＳＴ××はステップ
番号を示す。また、説明中の演算部や機構は図１を参照
願う。 ＳＴ０１：圧延に先立って、ラインを統轄しているコン
ピュータ（不図示）から、圧延条件（鋼種、板厚、板
幅、圧下率、鋼材の入口における温度など）が与えられ
るので、この圧延条件に基づいてプリセット演算部７１
で、バックアップロールクラウンのクラウン形状を決定
し、これに基づいてバックアップロールクラウン制御部
６５でバックアップロール６をプリセット（初期設定）
する。 ＳＴ０２：同時に、圧延条件に基づいて目標係数演算部
７２で、モード係数の目標値である目標Ａ１，Ａ２及び
Ａ４を演算する。 ＳＴ０３：圧延を開始する。 ＳＴ０４：図２の形状検知機構１０で圧延材の各部の伸
び率を計測し、これを形状演算部７３で形状信号βｉ
（ｉは測定箇所でありチャンネルＮｏ．である）に変換
する。
制御方法を次に説明する。図９は本発明に係るクラスタ
圧延機の形状制御フロー図であり、ＳＴ××はステップ
番号を示す。また、説明中の演算部や機構は図１を参照
願う。 ＳＴ０１：圧延に先立って、ラインを統轄しているコン
ピュータ（不図示）から、圧延条件（鋼種、板厚、板
幅、圧下率、鋼材の入口における温度など）が与えられ
るので、この圧延条件に基づいてプリセット演算部７１
で、バックアップロールクラウンのクラウン形状を決定
し、これに基づいてバックアップロールクラウン制御部
６５でバックアップロール６をプリセット（初期設定）
する。 ＳＴ０２：同時に、圧延条件に基づいて目標係数演算部
７２で、モード係数の目標値である目標Ａ１，Ａ２及び
Ａ４を演算する。 ＳＴ０３：圧延を開始する。 ＳＴ０４：図２の形状検知機構１０で圧延材の各部の伸
び率を計測し、これを形状演算部７３で形状信号βｉ
（ｉは測定箇所でありチャンネルＮｏ．である）に変換
する。
【００２０】図１０は圧延材の左右伸びを示すグラフで
あり、形状制御なしの場合、板の左端部付近における最
大値と最小値との差を「左の最大伸びε1l」とし、右端
部付近における最大値と最小値との差を「右の最大伸び
ε1ｒ」としすれば、ε1l＞ε1ｒであることが分かる。
これは、右側の最小値は比較的上に行っているためにε
1ｒが小さくなったと考えられる。すなわち、伸びの非
対称性と左右の最大伸びの差とが関連していることに着
目した。そこで左の最大伸びとε1ｌと右の最大伸びε1
ｒとを互いに同じにすれば対称伸びが達成できると予測
した。
あり、形状制御なしの場合、板の左端部付近における最
大値と最小値との差を「左の最大伸びε1l」とし、右端
部付近における最大値と最小値との差を「右の最大伸び
ε1ｒ」としすれば、ε1l＞ε1ｒであることが分かる。
これは、右側の最小値は比較的上に行っているためにε
1ｒが小さくなったと考えられる。すなわち、伸びの非
対称性と左右の最大伸びの差とが関連していることに着
目した。そこで左の最大伸びとε1ｌと右の最大伸びε1
ｒとを互いに同じにすれば対称伸びが達成できると予測
した。
【００２１】具体的に、左端部付近における伸び率の最
大値εmaxｌと最小値εmｉnｌとから、（εmaxｌ−εm
ｉnｌ）の算式により、左の最大伸びε1lを求める。同
様に、右端部付近における伸び率の最大値εmaxｒと最
小値εmｉnｒとから、（εmaxｒ−εmｉnｒ）の算式に
より、右の最大伸びε1ｒを求める。なお、ステンレス
鋼の圧延材の幅は９００ｍｍ〜１３００ｍｍであり、左
右端における最小値εmｉnｌ，εmｉnｒは、経験的にエ
ッジからほぼ１５０ｍｍ中心へ寄った位置に出現する。
従って、左右の「端付近」はエッジから２００ｍｍ又は
３００ｍｍの範囲を注目していればよいことになる。
大値εmaxｌと最小値εmｉnｌとから、（εmaxｌ−εm
ｉnｌ）の算式により、左の最大伸びε1lを求める。同
様に、右端部付近における伸び率の最大値εmaxｒと最
小値εmｉnｒとから、（εmaxｒ−εmｉnｒ）の算式に
より、右の最大伸びε1ｒを求める。なお、ステンレス
鋼の圧延材の幅は９００ｍｍ〜１３００ｍｍであり、左
右端における最小値εmｉnｌ，εmｉnｒは、経験的にエ
ッジからほぼ１５０ｍｍ中心へ寄った位置に出現する。
従って、左右の「端付近」はエッジから２００ｍｍ又は
３００ｍｍの範囲を注目していればよいことになる。
【００２２】図９に戻って、ＳＴ０５：左・右最大伸び
演算器７４で、形状演算器７３（又は直接、形状検知機
構１０）の情報から左の最大伸びε1ｌと右の最大伸び
ε1ｒとを演算する。 ＳＴ０６：左の最大伸びε1ｌと右の最大伸びε1ｒとが
同じになるように形状コントローラ７５で非対称ロール
ベンダ制御部３５を作動する。
演算器７４で、形状演算器７３（又は直接、形状検知機
構１０）の情報から左の最大伸びε1ｌと右の最大伸び
ε1ｒとを演算する。 ＳＴ０６：左の最大伸びε1ｌと右の最大伸びε1ｒとが
同じになるように形状コントローラ７５で非対称ロール
ベンダ制御部３５を作動する。
【００２３】ＳＴ０７：形状モード係数演算部７６に
は、予め次に示す４次正規直交関数がインプットされて
いる。
は、予め次に示す４次正規直交関数がインプットされて
いる。
【００２４】
【数１】
【００２５】ＳＴ０４で求めた形状信号βｉを代入する
ことにより、形状モード係数Ａ１，Ａ２及びＡ４を形状
モード係数演算部７６で計算する。
ことにより、形状モード係数Ａ１，Ａ２及びＡ４を形状
モード係数演算部７６で計算する。
【００２６】ＳＴ０８：形状コントローラ７５は、目標
Ａ１，Ａ２及びＡ４と形状モード係数Ａ１，Ａ２及びＡ
４とに基づいて、次の制御を実施する。形状モード係数
Ａ１と目標Ａ１との偏差ΔＡ１を求め、このΔＡ１がゼ
ロになるように、圧下レベリング制御機構２０で圧下レ
ベリング制御を実施する。同様に形状モード係数Ａ２と
目標Ａ２との偏差ΔＡ２を求め、このΔＡ２がゼロにな
るように、対称ロールベンダ制御機構３０で対称ロール
ベンダ制御を実施する。形状モード係数Ａ４と目標Ａ４
との偏差ΔＡ４を求め、このΔＡ４がゼロになるよう
に、バックアップロールクラウン制御機構６０でバック
アップロールクラウン制御を実施する。 ＳＴ０９：圧延が継続中であればＳＴ０４に戻り、圧延
完了であれば制御を終了する。なお、ＳＴ０１とＳＴ０
２は同時進行のステップであるが、便宜上、順を付け
た。
Ａ１，Ａ２及びＡ４と形状モード係数Ａ１，Ａ２及びＡ
４とに基づいて、次の制御を実施する。形状モード係数
Ａ１と目標Ａ１との偏差ΔＡ１を求め、このΔＡ１がゼ
ロになるように、圧下レベリング制御機構２０で圧下レ
ベリング制御を実施する。同様に形状モード係数Ａ２と
目標Ａ２との偏差ΔＡ２を求め、このΔＡ２がゼロにな
るように、対称ロールベンダ制御機構３０で対称ロール
ベンダ制御を実施する。形状モード係数Ａ４と目標Ａ４
との偏差ΔＡ４を求め、このΔＡ４がゼロになるよう
に、バックアップロールクラウン制御機構６０でバック
アップロールクラウン制御を実施する。 ＳＴ０９：圧延が継続中であればＳＴ０４に戻り、圧延
完了であれば制御を終了する。なお、ＳＴ０１とＳＴ０
２は同時進行のステップであるが、便宜上、順を付け
た。
【００２７】図１１は本発明による形状制御で実施した
複合伸び圧延材のグラフである。太線は、本発明の形状
制御を実施したものであり、左の最大伸びε2lと右の最
大伸びε2ｒとが同一であることを示し、矢印で示し
たとおりに右エッジ側が下り（伸びが減少し）、また中
心付近の伸びが矢印のごとく回転してほぼ水平なカー
ブになり、結果としてほぼ左右対称の形状を得ることが
できた。図の太線と前記図１２（ｂ）の太線とを比較す
ると、両者の差は明らかであり、この差は本発明で非対
称ベンダ制御機構を採用し、非対称ロールベンダ制御を
実施したことによるものである。
複合伸び圧延材のグラフである。太線は、本発明の形状
制御を実施したものであり、左の最大伸びε2lと右の最
大伸びε2ｒとが同一であることを示し、矢印で示し
たとおりに右エッジ側が下り（伸びが減少し）、また中
心付近の伸びが矢印のごとく回転してほぼ水平なカー
ブになり、結果としてほぼ左右対称の形状を得ることが
できた。図の太線と前記図１２（ｂ）の太線とを比較す
ると、両者の差は明らかであり、この差は本発明で非対
称ベンダ制御機構を採用し、非対称ロールベンダ制御を
実施したことによるものである。
【００２８】尚、本発明は、炭素鋼を対象とする圧延に
適用できるが、非対称な複合伸びの出やすいステンレ
ス、チタンなどの難圧延材の圧延に格別の効果がある。
適用できるが、非対称な複合伸びの出やすいステンレ
ス、チタンなどの難圧延材の圧延に格別の効果がある。
【００２９】また、クラスタ圧延機は図１に示すロール
アレンジのものに限らず、バックアップロール６，７の
本数に変更があってもよい。さらには、形状検知機構１
０、圧下レベリング制御機構２０、対称ロールベンダ制
御機構３０、非対称ロールベンダ制御機構４０及びバッ
クアップロールクラウン制御機構６０は、実施例で説明
した機能を発揮するものであれば、構造は実施例に限る
ものではない。
アレンジのものに限らず、バックアップロール６，７の
本数に変更があってもよい。さらには、形状検知機構１
０、圧下レベリング制御機構２０、対称ロールベンダ制
御機構３０、非対称ロールベンダ制御機構４０及びバッ
クアップロールクラウン制御機構６０は、実施例で説明
した機能を発揮するものであれば、構造は実施例に限る
ものではない。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、形状検知機構で検出した検出値から
板の左端付近における最大値と最小値をピックアップし
て左の最大伸びを求め、同時に右端付近における最大値
と最小値をピックアップして右の最大伸びを求め、これ
らの最大伸び同士が一致するように前記非対称ロールベ
ンダ制御機構で非対称ロールベンダ制御を実施し、形状
検知機構で検出した板形状の検出値から板形状の歪分布
に対応する４次直交関数を演算し、この４次直交関数の
係数のうち１次の係数を目標値に一致する様に圧下レベ
リング制御機構で圧下レベリング制御を実施し、４次直
交関数の係数のうち２次の係数を目標値に一致する様に
対称ロールベンダ制御機構で対称ロールベンダ制御を実
施し、４次直交関数の係数のうち４次の係数を目標値に
一致する様にバックアップロールクラウン制御機構でバ
ックアップロールクラウン制御を実施することを特徴と
したクラスタ圧延機の形状制御方法である。
する。請求項１は、形状検知機構で検出した検出値から
板の左端付近における最大値と最小値をピックアップし
て左の最大伸びを求め、同時に右端付近における最大値
と最小値をピックアップして右の最大伸びを求め、これ
らの最大伸び同士が一致するように前記非対称ロールベ
ンダ制御機構で非対称ロールベンダ制御を実施し、形状
検知機構で検出した板形状の検出値から板形状の歪分布
に対応する４次直交関数を演算し、この４次直交関数の
係数のうち１次の係数を目標値に一致する様に圧下レベ
リング制御機構で圧下レベリング制御を実施し、４次直
交関数の係数のうち２次の係数を目標値に一致する様に
対称ロールベンダ制御機構で対称ロールベンダ制御を実
施し、４次直交関数の係数のうち４次の係数を目標値に
一致する様にバックアップロールクラウン制御機構でバ
ックアップロールクラウン制御を実施することを特徴と
したクラスタ圧延機の形状制御方法である。
【００３１】非対称ロールベンダ制御機構で圧延材の左
右の最大伸びを互いに一致させると、非対称伸びを効率
よく対称伸びにすることができる。従って、複合伸び圧
延材を良好に圧延することができ、圧延材の仕上り品質
を大幅に改善することができる。
右の最大伸びを互いに一致させると、非対称伸びを効率
よく対称伸びにすることができる。従って、複合伸び圧
延材を良好に圧延することができ、圧延材の仕上り品質
を大幅に改善することができる。
【図１】本発明に係るクラスタ圧延機の概念図
【図２】本発明で採用した形状検知機構の原理図
【図３】圧下レベリング制御機構の原理図
【図４】対称ロールベンダ制御機構の原理図
【図５】対称ロールベンダ制御機構の作用図
【図６】非対称ロールベンダ制御機構の原理図
【図７】非対称ロールベンダ制御機構の作用図
【図８】本発明に係るバックアップロールクラウン制御
制御の原理図
制御の原理図
【図９】本発明に係るクラスタ圧延機の形状制御フロー
図
図
【図１０】圧延材の左右伸びを示すグラフ
【図１１】本発明による形状制御で実施した複合伸び圧
延材のグラフ
延材のグラフ
【図１２】従来の複合伸び圧延材のグラフ
１…クラスタ圧延機、２…ワークロール、３，４…中間
ロール、６…バックアップロール、８…圧延材、１０…
形状検知機構、２０…圧下レベリング制御機構、３０…
対称ロールベンダ制御機構、４０…非対称ロールベンダ
制御機構、６０…バックアップロールクラウン制御機
構、εmaxｌ，εmaxｒ…最大値、εminｌ，εminｒ…最
小値、ε1ｌ…左の最大伸び、ε1ｒ…右の最大伸び。
ロール、６…バックアップロール、８…圧延材、１０…
形状検知機構、２０…圧下レベリング制御機構、３０…
対称ロールベンダ制御機構、４０…非対称ロールベンダ
制御機構、６０…バックアップロールクラウン制御機
構、εmaxｌ，εmaxｒ…最大値、εminｌ，εminｒ…最
小値、ε1ｌ…左の最大伸び、ε1ｒ…右の最大伸び。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 重明 茨城県鹿嶋市大字光３番地 住友金属工 業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 出倉 直樹 茨城県鹿嶋市大字光３番地 住友金属工 業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平10−263650（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−328712（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16804（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−523（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−116915（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21B 37/38 B21B 13/14 B21B 37/28 B21B 37/58
Claims (1)
- 【請求項１】 圧延後の板形状を検出する形状検知機構
と、上ワークロールと下ワークロールとにおける左右の
ロールギャップを変更する圧下レベリング制御機構と、
中間ロールを圧延ライン中心に対称に湾曲させる対称ロ
ールベンダ制御機構と、中間ロールを圧延ライン中心に
非対称に湾曲させる非対称ロールベンダ制御機構と、バ
ックアップロールを圧延ライン中心に対称に湾曲させる
バックアップロールクラウン制御機構とを備えたクラス
タ圧延機において、 前記形状検知機構で検出した検出値から板の左端付近に
おける最大値と最小値をピックアップして左の最大伸び
を求め、同時に右端付近における最大値と最小値をピッ
クアップして右の最大伸びを求め、これらの最大伸び同
士が一致するように前記非対称ロールベンダ制御機構で
非対称ロールベンダ制御を実施し、前記形状検知機構で
検出した板形状の検出値から板形状の歪分布に対応する
４次直交関数を演算し、この４次直交関数の係数のうち
１次の係数を目標値に一致する様に圧下レベリング制御
機構で圧下レベリング制御を実施し、４次直交関数の係
数のうち２次の係数を目標値に一致する様に対称ロール
ベンダ制御機構で対称ロールベンダ制御を実施し、４次
直交関数の係数のうち４次の係数を目標値に一致する様
にバックアップロールクラウン制御機構でバックアップ
ロールクラウン制御を実施することを特徴としたクラス
タ圧延機の形状制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14557697A JP3214399B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | クラスタ圧延機の形状制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14557697A JP3214399B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | クラスタ圧延機の形状制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10328720A JPH10328720A (ja) | 1998-12-15 |
| JP3214399B2 true JP3214399B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=15388306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14557697A Expired - Lifetime JP3214399B2 (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | クラスタ圧延機の形状制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214399B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3309819B2 (ja) * | 1998-12-01 | 2002-07-29 | 住友金属工業株式会社 | クラスタ圧延機及びこれを用いた板形状制御法 |
| JP3327236B2 (ja) * | 1999-01-27 | 2002-09-24 | 住友金属工業株式会社 | クラスタ圧延機および板形状制御法 |
| JP4206541B2 (ja) * | 1999-01-27 | 2009-01-14 | 株式会社Ｉｈｉ | 多段圧延機 |
| KR100406405B1 (ko) * | 1999-08-18 | 2003-11-19 | 주식회사 포스코 | 다단 압연기 형상제어방법 |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP14557697A patent/JP3214399B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10328720A (ja) | 1998-12-15 |
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