JP3309819B2 - クラスタ圧延機及びこれを用いた板形状制御法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クラスタ圧延機及
びこれを用いた板形状制御法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、クラスタ圧延機とは、ワ
ークロールを１本以上のバックアップロールや中間ロー
ルにより支持した圧延機であり、特に、側面から見た場
合に、ぶどうの房（クラスタ）のように、一対のワーク
ロールが、バックアップロールおよび中間ロールによっ
て取り囲まれるようにして配置された形式の圧延機であ
る。

【０００３】ところで、このクラスタ圧延機により圧延
される圧延材の板形状には、ワークロールだけでなく、
中間ロールやバックアップロールも少なからず影響す
る。そのため、クラスタ圧延機を用いた板形状制御で
は、これら各種の要因を的確に制御する必要がある。こ
のため、従来より、クラスタ圧延機を用いて圧延材の板
形状を高精度で制御する技術が種々提案されている。

【０００４】例えば、特開昭61−255710号公報には、バ
ックアップロールクラウン調整サーボ系、ロールベンダ
サーボ系および圧下レベリングサーボ系を備えるクラス
タ圧延機を用いた形状制御装置が提案されている。この
形状制御装置では、圧延前にバックアップロールクラウ
ン調整サーボ系に制御信号を出力してバックアップロー
ルクラウンのプリセットを行っておき、圧延時には、圧
延材である鋼板の形状を数学的に近似した４次の正規化
直交関数（ルジャンドルの正規化直交関数）における１
次の形状モード係数Ａ₁ に基づいて圧下レベリングサー
ボ系に制御信号を出力して、形状モード係数Ａ₁ が目標
値となるようにフィードバック制御を行うとともに、２
次の形状モード係数Ａ₂ に基づいてロールベンダサーボ
系に制御信号を出力して、形状モード係数Ａ₂ が目標値
となるようにフィードバック制御を行うことにより、圧
延材の板形状を高精度で制御する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この特開昭61
−255710号公報により提案されたクラスタ圧延機を用い
た形状制御装置は、炭素鋼からなる圧延材の圧延には有
効であるものの、比較的硬いステンレス鋼からなる圧延
材の圧延では、圧延時に伸び率が板中心に対して非対称
となる「複合伸び」の影響を受けて、所望の精度の形状
制御を行うことができないことがわかった。

【０００６】そこで、本発明者らは、先に特願平９−14
5569号により、所望の精度の形状制御を行うことができ
るクラスタ圧延機とその制御方法を提案した。図５は、
この提案にかかるクラスタ圧延機の制御方法の概要を示
す説明図である。同図に示すクラスタ圧延機１では、Ｓ
Ｔ01において、クラスタ圧延機１の出側に設けられた形
状検出器２を用いて、鋼板３の形状を板幅方向に区切っ
た各ポイントの形状伸び率を表す形状信号を検出する。
なお、形状検出器２は、ロール軸方向および周方向に一
定ピッチで縦横にロードセルを埋め込まれたロールから
なり、形状検出器２の外周面の一部に鋼板３を巻き付か
せることにより、各ロードセルが接触する位置における
鋼板３の張力、すなわち形状伸び率を測定する。

【０００７】また、このＳＴ01においては、圧延条件の
決定に先立ってラインを統括している圧延プロセスコン
ピュータ (図示しない) から、鋼種、板厚、板幅、圧下
率、入口における鋼材温度等の圧延条件が形状制御コン
トローラ５に入力され、形状制御コントローラ５ではこ
れに基づいて、バックアップロールクラウン制御信号6a
を出力し、バックアップロールクラウンをプリセットす
る。

【０００８】次に、ＳＴ02において、形状制御コントロ
ーラ５内に記憶されている４次の正規化直交関数に、検
出した形状信号 (形状伸び率) を代入することによって
形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ を演算する。これにより、鋼
板３の形状を４次の直交関数により数学的に近似する。
ここで、形状検出器２を用いて検出した形状信号に基づ
いて形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ を演算する式を示す。

【０００９】φ₁(ｉ) ＝ｂ・ｘ (ｉ) 、φ₂(ｉ) ＝ｃ・
ｘ² (ｉ) ＋ｄ、φ₃(ｉ) ＝ｅ・ｘ³ (ｉ) ＋ｆ・ｘ
(ｉ) 、φ₄(ｉ) ＝ｇ・ｘ⁴ (ｉ) ＋ｈ・ｘ² (ｉ) ＋
ｋとすると、形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ は、下記式に
より求められる。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、符号Ａ₁ 〜Ａ₄ は形状モード係数
を示し、符号ａ〜ｋは直交関数係数を示し、符号ｉは形
状検出器２のチャンネルNo. を示し、符号ｎは形状検出
器２のチャンネル数を示し、さらに、符号β_i は形状検
出器２により検出された形状信号 (形状の伸び率) を示
す。

【００１２】次に、ＳＴ03では、形状制御コントローラ
５により、ＳＴ02において求めた形状モード係数Ａ₁ 〜
Ａ₄ と、それぞれの目標値との間の偏差ΔＡ₁ 〜ΔＡ₄
をそれぞれ求め、制御量を決定する。

【００１３】そして、ＳＴ04では、形状制御コントロー
ラ５から、偏差ΔＡ₁ 〜ΔＡ₄ が零になるように、クラ
スタ圧延機１のレベリング制御信号7aおよび中間ロール
８の対称ベンダ制御信号8aを出力して、鋼板３の形状制
御を行い、処理を終了する。

【００１４】形状制御コントローラ５が、クラスタ圧延
機１のレベリング、中間ロールベンダーおよびバックア
ップロールクラウン制御機構の各アクチュエータに対し
て出力する制御信号の内容は、以下の通りである。

【００１５】レベリング制御信号7a 鋼板３の形状が片伸びである時の形状制御に有効であ
り、形状モード係数Ａ₁、Ａ₃ それぞれに基づいて求め
られる偏差ΔＡ₁ 、ΔＡ₃ を制御の対象量として、ワー
クロールレベラーのアクチュエータに出力される。制御
出力の値 (偏差ΔＡ₁ 、ΔＡ₃ ) が正の値である場合に
はＯ／Ｓ側を圧延し、一方、制御出力の値が負の値であ
る場合にはＤ／Ｓ側を圧延する。

【００１６】対称中間ロールベンダ制御信号8a 鋼板３の形状が左右対称であって、中伸びあるいは耳伸
び時の鋼板３の形状制御に有効であり、中間ロールベン
ダのアクチュエータに、形状モード係数Ａ₂ 、Ａ₄ それ
ぞれに基づいて求められる偏差ΔＡ₂ 、ΔＡ₄ を制御の
対象量として出力される。制御出力の値 (偏差ΔＡ₂ 、
ΔＡ₄ ) が正の値である場合には鋼板３のエッジを延ば
す制御を行い、一方、制御出力の値が負の値である場合
には鋼板３の板幅方向中心部を延ばす制御を行う。

【００１７】分割バックアップロールクラウン調整信
号6a 鋼板３の形状が左右対称であって、中端伸び、クォータ
伸び時に鋼板３の形状制御に有効であり、分割バックア
ップロールのアクチュエータに、形状モード係数Ａ₄ に
よる偏差ΔＡ₄ を制御の対象量として出力する。

【００１８】非対称中間ロールベンダ制御信号8b 鋼板３の形状が左右非対称であって、片伸びあるいは複
合伸び時に鋼板３の形状制御に有効であり、中間ロール
ベンダのアクチュエータに、形状モード係数Ａ₁ 、Ａ₃
それぞれに基づいて求められる偏差ΔＡ₁ 、ΔＡ₃ を制
御の対象量として、出力する。そして、制御出力の値が
(偏差ΔＡ₁ ： (−) 、偏差ΔＡ₃ ： (＋))である場合
にはＤ／Ｓ側を圧下するとともにＯ／Ｓ側を開放し、一
方、制御出力の値が (偏差ΔＡ₁ ： (＋) 、偏差Δ
Ａ₃ ： (−))である場合には、Ｏ／Ｓ側を圧下するとと
もにＤ／Ｓ側を開放する。

【００１９】この特願平９−145569号により提案したク
ラスタ圧延機１の制御方法により、複合伸びが発生した
鋼板３を良好に圧延することができ、鋼板３の仕上がり
品質を大幅に改善することができる。

【００２０】しかし、本発明者らは、より一層の圧延品
質向上を図るため、さらに検討を重ねた結果、この特願
平９−145569号により提案したクラスタ圧延機１の制御
方法によっても、鋼板３の仕上がり品質を確保できない
場合があることを知見した。すなわち、特願平９−1455
69号により提案したクラスタ圧延機１の制御方法は、鋼
板３の形状が左右対象であることを前提として、各々の
制御モード係数を決定する。このため、鋼板３の例えば
蛇行に起因して、鋼板３の板幅方向に関するクラスタ圧
延機１の中心に対して、クラスタ圧延機１を通過した鋼
板３の板幅方向の中心がずれている場合 (本明細書にお
いては、このずれを「オフセンタ」という。) には、
(1) 形状検出器２が板形状を誤検出してしまうととも
に、(2) 左右非対称の形状の鋼板３の制御は行うことが
できないという二つの課題があった。以下、この課題
(1) および課題(2) について、詳細に説明する。

【００２１】課題(1) ：形状検出器２が鋼板３の板形状
を誤検出すること 図６は、特願平９−145569号により提案した図５に示す
クラスタ圧延機１の制御方法により、形状検出器２が鋼
板３の板形状を検出した結果（形状信号）の一例を示す
説明図であり、図６(a) は鋼板３のセンタ通板時を示
し、図６(b) は鋼板３のオフセンタ通板時を示す。

【００２２】特願平９−145569号により提案したクラス
タ圧延機の制御方法は、例えば、鋼板３が単純耳伸び形
状である場合に、鋼板３のパスセンタを中心として対称
の形状に修正する方法である。このため、図６(a) に示
すように、板形状制御に先立って行われる鋼板３の板形
状の認識では、パスセンタＯ−Ｏからの左右の検出距離
l₁、l₂ は同じ固定値とされる。したがって、図６(b)
に示すように鋼板３のオフセンタが発生すると、鋼板３
の一方の板端部3aは正規の検出位置からずれてしまい、
検出荷重が検出されない。このため、形状検出器２に
は、この板端部3aで伸びが発生して荷重を検出しない状
態と同じ状態のデータが検出される。一方、他方の板端
部3bでは、実際のエッジ部よりも内側の位置における荷
重を検出してしまうため、検出荷重が大きくなり、形状
としては“張り”の状態と同じ状態のデータが検出され
る。このため、鋼板３のオフセンタ時には、図６(b) に
グラフで示すように、形状検出器２は、鋼板３は強度の
片伸び状態にあるものと、鋼板３の板形状を誤検出して
しまう。

【００２３】課題(2) ：左右非対称の形状の圧延材の制
御は行うことができないこと 例えば特開平９−206812号公報では、４重式や６重式と
いった、炭素鋼からなる圧延材を圧延する通常の圧延機
では、圧延材のオフセンタが生じても、片伸び形状の分
布はほぼ直線的な１次式の成分からなることから、同様
の形状制御特性を有する左右のワークロール開度制御を
行うことにより、比較的容易に圧延材の形状不良を解消
できる。

【００２４】しかしながら、前述したように、図５に示
すクラスタ圧延機１により圧延される鋼板３の板形状に
は、ワークロール７だけでなく、中間ロール８やバック
アップロール６も複雑に影響する。このため、クラスタ
圧延機１により圧延される鋼板３にオフセンタが生じた
場合、圧延された鋼板３の形状の分布は、片伸び形状で
はなく複合伸びとなるため、単純な１次の近似式で近似
することはできなくなり、２次成分以上の高次の近似式
を用いて近似する必要が生じる。

【００２５】なお、特開平９−206812号公報では、オフ
センタ発生時の形状制御の方法として、被圧延材のオフ
センタ量と、ワークロールベンディング力のＤ／Ｓ側お
よびＯ／Ｓ側の差との関係を下記式により規定してい
る。

【００２６】

【数２】 ａ₁ ・ΔＺ＋ａ₂ ・ΔＦ＝０ ・・・・・・・ ここで、符号ａ₁ 、符号ａ₂ は、いずれも、コイルおよ
びテーパロール形状毎に決定されるパラメータを示し、
符号ΔＺは被圧延材のオフセンタ量を示し、さらに、符
号ΔＦはＤ／Ｓ側およびＯ／Ｓ側それぞれにおけるロー
ルベンディング力の差を示す。

【００２７】特願平９−145569号により提案したクラス
タ圧延機の制御方法では、Ｄ／Ｓ側およびＯ／Ｓ側それ
ぞれにおけるロールベンディング力の差ΔＦを直接制御
する形状モード係数が存在しない。このため、特願平９
−145569号により提案したクラスタ圧延機の制御方法
に、特開平９−206812号公報により開示された式を適
用することも困難であるとともに、特開平９−206812号
公報に記載された発明では鋼板３のオフセンタ時の形状
の誤認識についても、何ら考慮していないため、かかる
誤認識を防止することもできない。

【００２８】ここに、本発明の目的は、特願平９−1455
69号により提案したクラスタ圧延機の制御方法が有する
課題を解消すること、具体的には、被圧延材のオフセン
タの場合にも形状検出器により鋼板の形状を正確に検出
できるとともに、オフセンタに起因した複合伸び形状を
有する鋼板の形状制御も行うことができるクラスタ圧延
機およびこれを用いた板形状制御法を提供することであ
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討を重ねた結果、鋼板のオフセン
タ量をクラスタ圧延機の出側で測定し、オフセンタ量の
測定値に基づいて、演算された形状モード係数のうちで
１次以上の奇数次の形状モード係数 (たとえばＡ₃ 、Ａ
₅ 等) を変更することにより、鋼板のオフセンタに起因
した形状の誤認識を修正し、修正した形状モード係数と
それぞれの目標値との間の偏差を零にするように、非対
称に圧下レベリングおよび中間ロールベンディングの一
方または双方を制御することにより、上記課題を解決で
きることを知見して、本発明を完成した。

【００３０】ここに、本発明の要旨とするところは、
(i) クラスタ圧延機本体と、(ii)クラスタ圧延機本体の
出側に設けられて圧延材の板形状を検出する板形状検出
器と、(iii) クラスタ圧延機本体の出側に設けられて、
圧延材の板幅方向に関するクラスタ圧延機本体の中心
と、クラスタ圧延機本体を通過した圧延材の板幅方向の
中心との偏差であるオフセンタ量を検出するオフセンタ
検出器と、(iv)板形状検出器の検出値に基づいて圧延材
における歪分布を示す複数次の直交関数を求め、オフセ
ンタ検出器の検出値に基づいて、求めた複数次の直交関
数における奇数次の形状モード係数をそれぞれ変更し、
形状モード係数がそれぞれの目標値に等しくなるよう
に、少なくとも、クラスタ圧延機本体のレベラーおよび
ベンダーの一方または双方を制御する制御装置とを組み
合わせて備えることを特徴とするクラスタ圧延機であ
る。

【００３１】また別の面からは、本発明は、クラスタ圧
延機を通過した圧延材の板形状を検出し、この検出値に
基づいて圧延材における歪分布を示す複数次の直交関数
を求め、複数次の直交関数の各次の形状モード係数がそ
れぞれの目標値に等しくなるように、少なくとも、クラ
スタ圧延機のレベラーおよびベンダーの一方または双方
を制御することにより、圧延材の板形状を制御する際
に、圧延材の板幅方向に関するクラスタ圧延機の中心
と、クラスタ圧延機を通過した圧延材の板幅方向の中心
との偏差であるオフセンタ量に基づいて、複数次の直交
関数における奇数次の形状モード係数を変更することを
特徴とするクラスタ圧延機を用いた板形状制御法であ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるクラスタ圧
延機およびこれを用いた板形状制御法の実施形態を、添
付図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以降の
説明では、４次の正規化直交関数を用いて、鋼板の形状
制御を行う場合を例にとる。

【００３３】図１は、本実施形態のクラスタ圧延機10を
模式的に示す説明図である。同図に示すように、本実施
形態のクラスタ圧延機10は、クラスタ圧延機本体11と、
板形状検出器12と、オフセンタ検出器13と、制御装置14
とを備える。以下、これらの構成要素について順次説明
する。

【００３４】[クラスタ圧延機本体11]同図に示すよう
に、本実施形態のクラスタ圧延機本体11は、上下一対の
ワークロール15、15と、上下一対の中間ロール16、16、
17、17と、上下一対の大径バックアップロール18、18、
19、19と、上下一対の小径バックアップロール20、20と
を有する。本実施形態では、このクラスタ圧延機本体11
により、図面右方向へ搬送される圧延材である鋼板21の
圧延が行われる。

【００３５】図示していないが、このクラスタ圧延機本
体11には、クラスタ圧延機11の圧下レベリングを制御す
るレベラーと、中間ロール16、16、17、17のベンディン
グを対称制御または非対称制御するベンダーと、バック
アップロール18、18、19、19、20、20のクラウンを制御
するクラウン制御機構とが組み込まれている。

【００３６】このクラスタ圧延機本体11は公知のもので
よく、本実施形態でも既存のものを用いた。したがっ
て、クラスタ圧延機本体11に関するこれ以上の説明は、
省略する。

【００３７】[板形状検出器12]本実施形態の板形状検出
器12は、クラスタ圧延機本体11の出側に設けられてお
り、鋼板21の板形状を検出する。本実施形態では、前述
した図５における板形状検出器２と同様のものを用い
た。すなわち、形状検出器12は、ロール軸方向および周
方向に一定ピッチで縦横にロードセルを埋め込まれたロ
ールからなり、形状検出器12の外周面の一部に鋼板21を
巻き付かせることにより、各ロードセルが接触する位置
における鋼板21の張力、すなわち形状伸び率を測定す
る。これにより、鋼板21の形状を板幅方向に区切った各
ポイントの形状伸び率を表す形状信号12A が検出され
る。検出された形状信号12A は、後述する制御装置14に
入力され、同じく後述する形状補正器22により補正され
る。

【００３８】[オフセンタ検出器13]クラスタ圧延機本体
12の出側には、オフセンタ検出器13が設けられる。この
オフセンタ検出器13は、鋼板21の板幅方向に関するクラ
スタ圧延機本体11の中心と、クラスタ圧延機本体11を通
過した鋼板21の板幅方向の中心との偏差を、オフセンタ
量として検出する。また、同時に鋼板21の板幅も測定す
る。このようなオフセンタ検出器13は、特定の型式のも
のには限定されないが、ヒュームが発生するというクラ
スタ圧延機10の周辺環境を考慮して、電磁誘導式の測定
機を用いることが望ましい。検出されたオフセンタ量13
A は、後述する制御装置14に入力され、同じく後述する
Ａ₁補正器23およびＡ₃補正器24により補正される。

【００３９】[制御装置14]本実施形態の制御装置14は、
板形状検出器12から入力される形状信号12A と、オフセ
ンタ検出器13から入力されるオフセンタ量13A とに基づ
いて、以下に列記する内容の処理を行う。

【００４０】(i)４次の正規化直交関数の算出 板形状検出器12からの検出値である形状信号12A に基づ
いて、鋼板21における歪分布を示す４次の正規化直交関
数を求める。

【００４１】前述したように、板形状検出器12からの検
出値である形状信号12A は、制御装置14内の形状補正器
22に入力され、後述する図３(b) の修正形状のように修
正する。その後、φ₁(ｉ) ＝ｂ・ｘ (ｉ) 、φ₂(ｉ) ＝
ｃ・ｘ²(ｉ) ＋ｄ、φ₃(ｉ)＝ｅ・ｘ³(ｉ) ＋ｆ・ｘ
(ｉ) 、φ₄(ｉ) ＝ｇ・ｘ⁴(ｉ) ＋ｈ・ｘ²(ｉ) ＋ｋを
有する４次の正規化直交関数に代入される。これによ
り、１次〜４次の形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ が、前記
式により求められる。

【００４２】(ii) 形状モード係数Ａ₁ 、Ａ₃ の変更
(Ａ₁'、Ａ₃'の算出) オフセンタ検出器13からの検出値であるオフセンタ量13
A に基づいて、求めた奇数次の形状モード係数であるＡ
₁ 、Ａ₃ が変更される。

【００４３】すなわち、本発明者らは、鋼板のオフセン
タ発生時に、オフセンタ量が１次〜４次の形状モード係
数Ａ₁ 〜Ａ₄ に与える影響を調査した。その結果、オフ
センタ量は、Ａ₂ 、Ａ₄ 等の偶数次の形状モード係数に
は影響を与えないものの、Ａ₁ 、Ａ₃ 等の奇数次の形状
モード係数には影響を与えることを、知見した。図２
は、オフセンタ量が奇数次の形状モード係数に影響を与
えることを示すグラフであり、図２(a) は１次の場合
を、図２(b) は３次の場合をそれぞれ示す。

【００４４】そこで、本実施形態の制御装置14では、オ
フセンタ量13A を、制御装置14内のＡ₁補正器23および
Ａ₃補正器24にそれぞれ入力し、鋼板21のオフセンタ発
生時に、１次の形状モード係数Ａ₁および３次の形状モ
ード係数Ａ₃それぞれに、下記式に基づいて、補正を
行う。

【００４５】

【数３】 Ａ_i 補正値＝ｆ_i (x) ・・・・・・・ ただし、式において、符号ｘは実測オフセンタ量を示
し、符号ｆ_i (x) はオフセンタ量と形状モード係数との
間の相関関数を示す、符号Ａ_i 補正値は形状モード係数
補正値を示す。なお、符号ｉ＝１、３である。

【００４６】このように、本実施形態では、クラスタ圧
延機11の出側に設けられたオフセンタ検出器 (板端検出
器) 13を用いて、鋼板21のオフセンタ量を検出し、オフ
センタに起因したオフセンタ検出器13の出力のずれを補
正する。これにより、本実施形態によれば、鋼板21のオ
フセンタを何ら修正することなく、鋼板21の形状を高精
度で修正することが可能となる。

【００４７】(iii)算出した形状モード係数Ａ₁'、
Ａ₂ 、Ａ₃'、Ａ₄ と目標値との偏差の算出 そして、制御装置14により求められた１次〜４次の形状
モード係数Ａ₁'、Ａ₂、Ａ₃'、Ａ₄ と、それぞれの目標
値との偏差ΔＡ_i が、下記式に基づいて、算出され
る。

【００４８】

【数４】 ΔＡ_i ＝ (Ａ_i ^* ＋Ａ_i補正値）−Ａ_i ^' ・・・・・・・ なお、式において、符号Ａ_i ^* は形状モード係数目標
値を示し、符号Ａ_i ^'は形状モード係数実測値を示し、符
号Ａ_i は、形状モード係数の目標値に対する偏差であ
り、形状モード係数指令値を示す。ただし、符号ｉ＝
０、１、２、・・・、ｎである。例えば、オフセンタ量
をｍチャンネルと仮定すると、オフセンタ量と形状モー
ド係数との間の相関関数ｆ_i (x) は下記式のようにな
る。

【００４９】

【数５】

【００５０】

【数６】

【００５１】また、χ_j (x) はｊチャンネルの特性関数
を示す。

【００５２】(iv) レベラー等への制御信号の出力 求めた形状モード係数Ａ₁'、Ａ₂ 、Ａ₃'、Ａ₄ と、それ
ぞれの目標値との偏差ΔＡ_i がそれぞれ零となるよう
に、クラスタ圧延機本体11の圧下レベリングを制御する
レベラーと、中間ロール16、16、17、17のベンディング
を非対称制御するベンダーと、バックアップロール18、
18、19、19、20、20のクラウンを制御するクラウン制御
機構とに、それぞれ、レベリング制御信号、ベンディン
グ制御信号およびクラウン制御信号を出力し、レベラ
ー、中間ロール16、17のベンダーおよびバックアップロ
ール18、19、20のクラウン調整機構を制御する。

【００５３】このように、本実施形態の制御装置14によ
れば、(1) 図示しない圧延プロセスコンピュータから入
力される圧延条件に応じて、この圧延条件に適したバッ
クアップロール18、19、20のクラウンのパターンおよび
量を計算し、プリセットすること、(2) 圧延後の板形状
の検出値に基づいて、板形状の歪分布に対応する４次の
正規化直交関数を求めること、(3) 検出したオフセンタ
量に基づいて、求めた正規化直交関数の１次の形状モー
ド係数Ａ₁ および３次の形状モード係数Ａ₃ を修正し
て、Ａ₁'、Ａ₃'を求めること、(4) 求めた正規化直交関
数の係数のうち１次の係数Ａ₁'が目標値に一致するよう
にワークロール15の圧下レベリングを制御すること、
(5) 求めた正規化直交関数の係数のうち２次の係数Ａ₂
が目標値に一致するように中間ロール16、17のベンディ
ングを対称制御すること、(6) 求めた正規化直交関数の
係数のうち４次の係数Ａ₄ が目標値に一致するように分
割バックアップロールベアリングを制御すること、(7)
求めた正規化直交関数の係数のうち１次以上の奇数次の
係数Ａ₁'、Ａ₃'が目標値に一致するように中間ロール1
6、17のベンディングを非対称制御することが、それぞ
れ行われる。

【００５４】本実施形態のクラスタ圧延機10は、以上の
ように構成される。次に、本実施形態のクラスタ圧延機
10の動作を説明する。図１において、クラスタ圧延機11
に鋼板21が噛み込んで、鋼板21の圧延が開始される。す
ると、クラスタ圧延機11の出側に設けられた形状検出器
12により、鋼板21の板幅方向の形状が検出される。ま
た、クラスタ圧延機11の出側に設けられたオフセンタ計
測器13により、鋼板21のオフセンタ量が検出される。

【００５５】図３は、本実施形態のクラスタ圧延機11に
より、形状検出器12が鋼板21の板形状を検出した結果
(形状信号) の一例を示す説明図であり、図３(a) は鋼
板21のセンタ通板時を示し、図３(b) は鋼板21のオフセ
ンタ通板時を示す。

【００５６】本実施形態においても、図６に示す従来の
クラスタ圧延機１と同様に、形状検出器12は、図３(a)
に示すセンタ通板時には問題ないものの、図３(b) に示
すオフセンタ時には、鋼板21は強度の片伸び状態にある
ものと、鋼板21の板形状を誤検出する。

【００５７】しかし、本実施形態では、制御装置14内に
おいて、検出された形状信号に基づいて得られる４次の
正規化直交関数を展開することにより得られる形状モー
ド係数Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄ のうちの奇数次の形状モ
ード係数Ａ₁ およびＡ₃ を、オフセンタ計測器13により
検出されたオフセンタ量に基づいて、Ａ₁補正器23およ
びＡ₃補正器24を用いて補正し、補正された形状モード
係数Ａ₁'およびＡ₃'に基づいて、中間ロール16、17の非
対称ベンディング制御および対称レベリング制御が行わ
れる。これにより、誤認識した非対称形状を修正する制
御が行われる。このため、図３(b) に示すように、オフ
センタ計測器13による補正後には、鋼板21のオフセンタ
を何ら修正することなく、鋼板21の形状を正確に認識す
ることができ、鋼板21の形状を左右対称へ容易に修正す
ることができる。

【００５８】

【実施例】図５および図６を用いて説明した従来例のク
ラスタ圧延機１と、図１〜図３を用いて説明した本実施
形態のクラスタ圧延機11とを用いて、ステンレス鋼帯
(板厚：0.572mm 、板幅：1023mm) の形状制御を行っ
た。

【００５９】図４(a) には、クラスタ圧延機１によった
場合の制御結果をグラフで示し、図４(b) にはクラスタ
圧延機11によった場合の制御結果をグラフで示す。図４
(a) および図４(b) から、本発明により、ステンレス鋼
帯を高精度で左右対称に形状制御することができたこと
がわかる。

【００６０】

【変形形態】実施形態および実施例の説明では、４次の
正規化直交関数を用いた場合を例にとった。しかし、本
発明はかかる形態に限定されるものではなく、２次以上
の複数次の正規化直交関数を用いた場合にも同様に適用
される。

【００６１】また、実施形態および実施例の説明では、
制御装置により、クラスタ圧延機本体のレベラーおよび
ベンダーの双方を制御することとした。しかし、本発明
はかかる形態に限定されるものではなく、制御量等に応
じて、クラスタ圧延機本体のレベラーおよびベンダーの
一方を制御することとしてもよい。さらに、実施形態お
よび実施例の説明で用いたクラスタ圧延機は、あくまで
も例示であり、他の形式のクラスタ圧延機にも同様に適
用される。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明により、圧延材の
オフセンタの場合にも形状検出器により鋼板の形状を正
確に検出できるとともに、オフセンタに起因した複合伸
び形状を有する鋼板の形状制御を行うことができた。

【００６３】このため、本発明によれば、圧延材のオフ
センタによる形状の誤認識に起因した圧延時の絞り込み
やキャンバー等が防止されるとともに、鋼板の複合伸び
に対応することができる。したがって、本発明によれ
ば、クラスタ圧延機を用いて、高精度で圧延を行うこと
ができる。かかる効果を有する本発明の意義は、極めて
著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のクラスタ圧延機を模式的に示す説明
図である。

【図２】オフセンタ量が奇数次の形状モード係数に影響
を与えることを示すグラフであり、図２(a) は１次の場
合を示し、図２(b) は３次の場合を示す。

【図３】実施形態のクラスタ圧延機により、形状検出器
が鋼板の板形状を検出した結果(形状信号) の一例を示
す説明図であり、図３(a) は鋼板のセンタ通板時を示
し、図３(b) は鋼板のオフセンタ通板時を示す。

【図４】図４(a) は、従来のクラスタ圧延機によった場
合の制御結果を示すグラフであり、図４(b) は、本発明
にかかるクラスタ圧延機によった場合の制御結果を示す
グラフである。

【図５】特願平９−145569号による提案されたクラスタ
圧延機の制御方法の概要を示す説明図である。

【図６】図６は、特願平９−145569号により提案した図
５に示すクラスタ圧延機の制御方法により、形状検出器
が鋼板の板形状を検出した結果の一例を示す説明図であ
り、図６(a) は鋼板のセンタ通板時を示し、図６(b) は
鋼板のオフセンタ通板時を示す。

【符号の説明】

10 クラスタ圧延機 11 クラスタ圧延機本体 12 板形状検出器 13 オフセンタ検出器 14 制御装置 21 鋼板 Ａ₁ 、Ａ₃ 奇数次の形状モード係数 Ａ₁'、Ａ₃' 変更された形状モード係数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−221607（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−328720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−158517（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−179414（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78 B21B 13/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クラスタ圧延機本体と、 該クラスタ圧延機本体の出側に設けられて圧延材の板形
   状を検出する板形状検出器と、 前記クラスタ圧延機本体の出側に設けられて、前記圧延
   材の板幅方向に関する前記クラスタ圧延機本体の中心
   と、前記クラスタ圧延機本体を通過した圧延材の板幅方
   向の中心との偏差であるオフセンタ量を検出するオフセ
   ンタ検出器と、 前記板形状検出器の検出値に基づいて前記圧延材におけ
   る歪分布を示す複数次の直交関数を求め、前記オフセン
   タ検出器の検出値に基づいて、求めた前記複数次の直交
   関数における奇数次の形状モード係数をそれぞれ変更
   し、該形状モード係数がそれぞれの目標値に等しくなる
   ように、少なくとも、前記クラスタ圧延機本体のレベラ
   ーおよび／またはベンダーを制御する制御装置とを組み
   合わせて備えることを特徴とするクラスタ圧延機。
2. 【請求項２】 クラスタ圧延機を通過した圧延材の板形
   状を検出し、該検出値に基づいて前記圧延材における歪
   分布を示す複数次の直交関数を求め、該複数次の直交関
   数の各次の形状モード係数がそれぞれの目標値に等しく
   なるように、少なくとも、前記クラスタ圧延機のレベラ
   ーおよび／またはベンダーを制御することにより、圧延
   材の板形状を制御する際に、 前記圧延材の板幅方向に関する前記クラスタ圧延機の中
   心と、前記クラスタ圧延機を通過した圧延材の板幅方向
   の中心との偏差であるオフセンタ量に基づいて、前記複
   数次の直交関数における奇数次の形状モード係数を変更
   することを特徴とするクラスタ圧延機を用いた板形状制
   御法。