JP3327236B2 - クラスタ圧延機および板形状制御法 - 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、クラスタ圧延機お
よび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いずれも備え
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
ップロールのクラウンをプリセットしておき、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】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」
が発生するために、所望の精度の形状制御を行うことが
できなかった。

【０００６】そこで、本発明者らは、先に特開平10−32
8712号公報により、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。

【０００７】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、ＳＴ01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、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
れたロールからなっており、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の張力を測定することによ
り、形状伸び率を検出する。

【０００８】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
れらに基づいて、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のクラウンをプリセッ
トする。

【０００９】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、正規化直交関数を構成する形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ
₄ を演算する。これにより、鋼板３の形状を４次の正規
化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 を演算する式は、以下のようにして求めら
れる。

【００１０】すなわち、正規化された板幅方向の座標を
符号ｘとすると、正規化直交関数φ ₀(ｉ) 〜φ₄(ｉ)
は、φ₀(ｉ) ＝ａ、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と表され、形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ は、下
記式により求められる。

【００１１】

【数１】

【００１２】ここで、符号ａ〜ｋは正規化直交関数係数
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。

【００１３】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、さらに、求めた偏差ΔＡ₁ 〜ΔＡ₄ を
補正式により補正することにより、制御量を決定する。

【００１４】そして、ＳＴ04では、形状制御コントロー
ラ５から、ＳＴ03において決定した制御量となるよう
に、クラスタ圧延機１の圧下レベリング信号7aおよび中
間ロール８の対称ベンダ制御信号8a等を出力して、鋼板
３の形状制御を行い、処理を終了する。

【００１５】ここで、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。

【００１６】圧下レベリング信号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作
業側（Ｏ／Ｓ側）を圧延し、一方、制御出力の値が負の
値である場合には駆動側（Ｄ／Ｓ側）を圧延する。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】この特開平10−328712号公報により提案し
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。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者ら
は、より一層の圧延品質向上を図るべく、さらに検討を
重ねた結果、この特開平10−328712号公報により提案し
たクラスタ圧延機１の制御方法によっても、鋼板３の所
望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。

【００２２】すなわち、特開平10−328712号公報により
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
のようにずれる現象を「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。以下、これらの課題(1) 、(2) について、詳
細に説明する。

【００２３】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、特開平10−328712号公報により提案した図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。な
お、図６(a) および図６(b) における縦軸は、鋼板３の
伸び率の検出値を示す。

【００２４】前述したように、特開平10−328712号公報
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ものである。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 はともに同じ固定値とさ
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。

【００２５】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次式の成分により近似されることか
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。

【００２６】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。

【００２７】ところが、この特開平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、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。

【００２８】

【数２】

【００２９】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。

【００３０】特開平10−328712号公報により提案したク
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、特開
平10−328712号公報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
式を適用することはできないとともに、特開平９−2068
12号公報に記載された発明では鋼板３のオフセンタ時の
形状の誤認識を、全く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。

【００３１】ここに、本発明の目的は、特開平10−3287
12号公報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、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も確実に行うことができるク
ラスタ圧延機および板形状制御法を提供することであ
る。

【００３２】

【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、求めた複数次の
正規化直交関数における奇数次の形状モード係数の実測
値および目標値の間の偏差と、測定したオフセンタ量と
に基づいて、クラスタ圧延機のレベラおよびベンダの少
なくとも一方の制御量を決定し、決定した制御量となる
ようにレベラおよびベンダの少なくとも一方を制御する
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。

【００３３】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正規化直交関数を求め、
複数次の正規化直交関数における奇数次の形状モード係
数の実測値および目標値の間の偏差と、オフセンタ検出
器の検出値とを用いて、クラスタ圧延機のレベラおよび
ベンダの少なくとも一方の制御量を決定する制御装置と
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。

【００３４】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正規化直
交関数を求め、複数次の正規化直交関数における奇数次
の形状モード係数の実測値および目標値の間の偏差を用
いて、クラスタ圧延機のレベラおよびベンダの少なくと
も一方の制御量を決定して、圧延材の板形状を制御する
際に、さらに、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を用いて、レベラ
およびベンダの少なくとも一方の制御量を決定すること
を特徴とする板形状制御法である。

【００３５】

【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、以降の本実施形態の
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。

【００３６】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。

【００３７】[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。

【００３８】図示していないが、このクラスタ圧延機本
体11には、クラスタ圧延機本体11の圧下レベリングを制
御するレベラと、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。

【００３９】レベラ、ベンダ、クラウン制御機構さらに
はクラスタ圧延機本体11等は、いずれも公知のものでよ
く、本実施形態においても既設のものを用いた。したが
って、レベラ、ベンダおよびクラウン制御機構を有する
クラスタ圧延機本体11に関する説明は、省略する。

【００４０】[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、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
らなっており、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、すなわち鋼板21の形状伸び率を
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、図示しない形状補正器に入力される。

【００４１】[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ｘとして検出する。また、同時に鋼板21の板幅も測定
する。

【００４２】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ｘは、後述する制御装置14に入力され、後述する
圧下レベリング影響係数補正器23および非対称中間ロー
ルベンダ影響係数補正器24により、補正値α、βにそれ
ぞれ補正される。

【００４３】[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ｘとに基づい
て、以下に列記する内容の処理を行う。

【００４４】(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。

【００４５】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
（図示しない）に入力される。そして、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、前述した式により求められる。

【００４６】(ii) 形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ の実測値
と目標値との偏差ΔＡ₁ 〜ΔＡ₄ の算出 制御装置14により求められた形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄
は、検出されたオフセンタ量ｘに基づいた実測値であ
る。そこで、これら実測値と、制御装置14に予め入力さ
れている形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ の目標値との偏差Δ
Ａ₁ 〜ΔＡ₄ が、下記式に基づいて、算出される。

【００４７】

【数３】

【００４８】なお、式において、符号Ａ_i ^* は形状モ
ード係数の目標値を示し、符号Ａ_i ^' は形状モード係数
の実測値を示す。ただし、符号ｉ＝０、１、２、３、４
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４】

【００５０】ここで、

【００５１】

【数５】

【００５２】また、χ_j (x) はｊチャンネルの特性関数
を示す。 (iii)偏差ΔＡ₁ 〜ΔＡ₄ と、オフセンタ量ｘとに基づ
いて、クラスタ圧延機10のレベラおよびベンダそれぞれ
の制御量が決定される。

【００５３】すなわち、本発明者らは、発生した鋼板の
オフセンタが、クラスタ圧延機本体11のレベラ、中間ロ
ールベンダ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及ぼす影響係数を調査した。その
結果、オフセンタ発生時には、圧下レベラおよび非対称
中間ロールベンダそれぞれの影響係数が、オフセンタ量
に応じて一次的に変化することを知見した。

【００５４】図２(a) は、オフセンタ量が圧下レベリン
グ影響係数の補正値αに影響を与えることを示すグラフ
であり、図２(b) はオフセンタ量が非対称中間ロールベ
ンダ影響係数の補正値βに影響を与えることを示すグラ
フである。

【００５５】図２(a) に示すように、圧下レベリング影
響係数の補正値αは、オフセンタ量がＤ／Ｓ側からＯ／
Ｓ側に向かうにつれて非線形ながらも単調に増加する。
一方、図２(b) に示すように、非対称中間ロールベンダ
影響係数の補正値βも、オフセンタ量がＤ／Ｓ側からＯ
／Ｓ側に向かうにつれて非線形ながらも単調に増加す
る。

【００５６】すなわち、オフセンタ量の実測値をｘと
し、オフセンタ量ｘと圧下レベリング影響係数の補正値
αとの相関関数をｆ（ｘ）とすると、圧下レベリング影
響係数補正値αは、α＝ｆ（ｘ）として求められる。一
方、オフセンタ量ｘと非対称中間ロールベンダ影響係数
の補正値βとの相関関数をｇ（ｘ）とすると、圧下レベ
リング影響係数補正値βは、β＝ｇ（ｘ）として求めら
れる。

【００５７】したがって、本実施形態では、圧下レベリ
ング影響係数補正器23により、圧下レベリング制御量Δ
Ｓは、ΔＳ＝ΔＡ₁ ／｛（１＋α）・δＡ₁/δＳ｝とし
て求められる。ここで、項（δＡ₁/δＳ）は、（１次の
形状モード係数変化量）／（圧下レベリング動作量）で
あり、オフセンタ量ｘによる補正を行わない場合の圧下
レベリング影響係数を示している。したがって、本実施
形態では、圧下レベリング影響係数の補正値αを用い
て、圧下レベリング影響係数を、（δＡ₁/δＳ）から
｛（１＋α）・δＡ₁/δＳ｝へと変更したことになる。

【００５８】一方、非対称中間ロールベンダ影響係数補
正器24により、非対称中間ロールベンダ制御量ΔＢは、
ΔＡ₃ ／｛（１＋β）・δＡ₃/δＢ｝として求められ
る。ここで、項（δＡ₃/δＢ）は、（３次の形状モード
係数変化量）／（非対称中間ロールベンダ動作量）であ
り、オフセンタ量ｘによる補正を行わない場合の非対称
中間ロールベンダ影響係数を示している。したがって、
本実施形態では、非対称中間ロールベンダ影響係数の補
正値βを用いて、非対称中間ロールベンダ影響係数を、
（δＡ₃/δＢ）から｛（１＋β）・δＡ₃/δＢ｝へと変
更したことになる。

【００５９】このように、本実施形態の制御装置14で
は、オフセンタ量ｘを、制御装置14内の圧下レベリング
影響係数補正器23および非対称中間ロールベンダ影響係
数補正器24にそれぞれ入力して、補正値α、βを求め、
鋼板21のオフセンタ発生時には、１次および３次の形状
モード係数Ａ₁ 、Ａ₃ に対応する制御量を、これらの補
正値α、βを用いて補正する。

【００６０】したがって、本実施形態では、クラスタ圧
延機本体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制御量のずれが補正される。この
ため、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。

【００６１】(iv) レベラ等への制御信号の出力 決定された制御量となるように、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へレベリング信号が
出力されるとともに、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へベンディング信号が
出力される。また、バックアップロール18、18、19、1
9、20、20のクラウンを制御するクラウン制御機構へ
は、ΔＡ₄ を零とするようにクラウン制御信号が出力さ
れる。このようにして、本実施形態のクラスタ圧延機10
により、圧延材21の板形状が制御される。

【００６２】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) ４次の正規化直交関
数の各次の形状モード係数Ａ₁ 〜Ａ₄ の実測値と目標値
との偏差ΔＡ₁ 〜ΔＡ₄ を求めること、(4) オフセンタ
検出器13の検出値ｘと、偏差ΔＡ₁ 、ΔＡ₃ とに基づい
て、クラスタ圧延機本体11のレベラの制御量ΔＳ、およ
びベンダの非対称制御量ΔＢを決定すること、(5) 求め
た制御量ΔＳ、ΔＢとなるように圧下レベリング量およ
び中間ロールベンディング量を制御すること、(6) 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、(7) 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が、それぞれ行
われる。

【００６３】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、クラスタ圧延機本
体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、クラスタ圧延機本体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
センタ検出器13により、鋼板21のオフセンタ量が検出さ
れる。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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 の目標値に対する偏差ΔＡ₁ 、
ΔＡ₃ と、オフセンタ量ｘを圧下レベリング影響係数補
正器23および非対称中間ロールベンダ影響係数補正器24
により補正した補正値α、βとを用いて、圧下レベラお
よび中間ロール16、17のベンダの制御量を決定して、圧
下レベリングおよび中間ロール16、17のベンディングの
非対称制御をいずれも行う。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、オフセンタ検出器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。

【００６７】

【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。

【００６８】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、オフセンタを
何ら修正しなくとも、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。

【００６９】（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。

【００７０】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およびベ
ンダ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およびベンダの一方を
制御することとしてもよい。

【００７１】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る。板形状
の形状近似手法として正規化直交関数を用い、形状モー
ド係数により制御を行うクラスタ圧延機であれば、実施
形態および実施例で用いた以外の形式のクラスタ圧延機
についても、同様に適用される。

【００７２】

【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。

【００７３】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、高精度で板形状の制御を
行いながら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】図２(a) は、オフセンタ量が圧下レベリング影
響係数の補正値αに影響を与えることを示すグラフであ
り、図２(b) はオフセンタ量が非対称中間ロールベンダ
影響係数の補正値βに影響を与えることを示すグラフで
ある。

【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】特開平10−328712号公報により提案されたクラ
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、特開平10−328712号公報により提案さ
れた図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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−158029（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−328720（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−263650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16804（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 13/14 B21B 37/00 - 37/78

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正規化直交関数を求め、該複数
   次の正規化直交関数における奇数次の形状モード係数の
   実測値および目標値の間の偏差と、前記オフセンタ検出
   器の検出値とを用いて、前記クラスタ圧延機のレベラお
   よび／またはベンダの制御量を決定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、該板形状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正規化直交関数を求め、該
   複数次の正規化直交関数における奇数次の形状モード係
   数の実測値および目標値の間の偏差を用いて、前記クラ
   スタ圧延機のレベラおよび／またはベンダの制御量を決
   定して、圧延材の板形状を制御する際に、 さらに、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を用いて、
   前記制御量を決定することを特徴とする板形状制御法。