JP3568726B2

JP3568726B2 - タンデム圧延機の制御装置

Info

Publication number: JP3568726B2
Application number: JP00661697A
Authority: JP
Inventors: 原信之井; 村政功野; 友勉秋; 口邦男関; 義朗関
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp; Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp; Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2017-01-17
Also published as: JPH10192936A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の圧延スタンド（以下、単にスタンドとも言う）をタンデムに配置して鋼板等を連続的に圧延するに当たり、先行材の尾端と後行材の先端とを接合し、圧延機を止めることなく先行材のパススケジュールから後行材のパススケジュールに変更し、走間にて板厚変更を実施するタンデム圧延機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板等を圧延する熱間あるいは冷間圧延機では、生産性と製品品質の向上とを目的として、先に圧延する圧延材の尾端、すなわち、先行材の尾端と、次に圧延する圧延材の先端、すなわち、後行材の先端とを圧延機の入側において溶接あるいは圧着等により接合し、タンデム圧延機で連続的に圧延する操業が広く行われるようになってきた。この場合、接合した部分あるいは任意の圧延材位置において、圧延機のパススケジュールを圧延している状態で変更する、いわゆる、走間板厚変更技術が必要となる。
【０００３】
この走間板厚変更技術が、例えば、特公昭４８一１７１４５号公報や特公昭５５一１１９２３号公報に開示されている。以下、冷間タンデム圧延機を対象とし、図５、図６を用いて従来技術の概略を説明する。
図５は５台の圧延スタンド１〜５で圧延材６を圧延するタンデム圧延機を示している。各スタンドは電動機７〜１１により駆動され、各電動機は速度制御装置１２〜１６によって所定のロール速度に制御される。Ｖ_ｌＲＥＦ〜Ｖ_５ＲＥＦは各スタンドのロール速度設定値であり、第５スタンドを基準スタンド（以下、ピボットスタンドとも言う）としている。ロール開度制御装置１７〜２１は各スタンドのロール開度を制御するものであり、各スタンドの出側板厚が目標の値となるように設定された各スタンドのロール開度設定値Ｓ_ｌ〜Ｓ_５に追従するようにロール開度を制御する。
【０００４】
図５に示すタンデム圧延機で連続圧延を行う場合、圧延される先行材の尾端と後行材の先端とが圧延機の入側で溶接されて圧延機に供給される。先行材と後行材は鋼種、板幅、板厚が同一の場合もあるし、これらのうちの１つ以上が異なる場合もある。
【０００５】
図６（ａ）は、先行材と後行材の各母材厚（圧延機の入側板厚）が異なる場合の溶接点近傍を示しており、先行材の板厚がＨ_１Ａ、後行材の板厚がＨ_ｌＢである。このような母材厚の圧延材を連続的に圧延し、図６（ｂ）に示すように先行材の最終スタンドの出側目標板厚ｈ_５Ａから後行材の最終スタンドの出側目標板厚ｈ_５Ｂに変更することが走間板厚変更技術である。板厚の変更は図６（ｂ）に示すように通常は溶接点を挟んで板厚が暫増（又は暫減）するように行われる。以下、板厚の変更が開姶される圧延材上の点を板厚変更点、板厚変更開始から終了までの間の圧延材部分を板厚変更部と称する。
【０００６】
従来、このような板厚変更を行う場合、板厚変更点が第１スタンドから第５スタンドの各スタンドに到達したタイミングでロール開度設定値とロール速度設定値を変更し、各スタンドの出側板厚を後行材の目標値に変更すると共に、スタンド間張力を目標の値に変更していた。すなわち、従来は、１箇所の板厚変更点で先行材のパススケジュールから後行材のパススケジュールに変更していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
板厚変更点がｉスタンドを通過後（ｉ＋１）スタンドに到達するまでの間、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力を先行材の値に保持すると、ｉスタンドの前方張力応力ｔｆ_Ｃｉは（１）式の値となる。
【０００８】
【数１】

ただし、
Ｔ_{Ａｉ，ｉ＋１}：先行材のｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力
Ｗ_Ｂｉ：後行材のｉスタンドの出側板幅
ｈ_Ｂｉ：後行材のｉスタンドの出側板厚
である。
【０００９】
また、先行材のｉスタンドの出側の圧延材の断面積をＡ_Ａｉ、後行材の断面積をＡ_Ｂｉとすると、先行材のｉスタンドの前方張力応力ｔｆ_Ａｉと（１）式で得られる前方張力応力ｔｆ_Ｃｉとの比は（２）式で表される。
【００１０】
【数２】

先行材と後行材とで圧延材の断面積が大きく変化しない場合は問題ないが、例えば、Ａ_Ｂｉ＝３・Ａ_Ａｉとすると、ｔｆ_Ｃｉはｔｆ_Ａｉの１／３の値となってしまう。このような張力応力の大幅な減少は圧延材の蛇行の発生や板平坦度の悪化の原因となり、操業トラブルが発生する恐れがある。このため先行材と後行材の断面積の比、あるいは先行材と後行材の板厚の違いに制限を設け、制限値より大きくならないように先行材と後行材を組み合わせるように生産スケジュールを調整していた。しかし、生産スケジュールの調整は多大な労力を要するばかりでなく、生産スケジュールの調整がつかず製品出荷の遅れなども生じる恐れがあった。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、先行材と後行材の任意の組み合わせにおいて、走間板厚変更過程における張力応力の低下あるいは過大張力の発生を防ぎ、安定且つ効率的な連続圧延を実現するタンデム圧延機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のタンデム圧延機の制御装置は、先行材の尾端と後行材の先端とを接合し、圧延機を止めることなく先行材のパススケジュールから後行材のパススケジュールに変更し、走間にて板厚変更を実施する場合、パススケジュール設定手段により先行材及び後行材の各パススケジュールを設定すると、パススケジュール演算手段がこのパススケジュールを用いて先行材と後行材の中間のパススケジュールを決定し、さらに、設定値演算手段が先行材のパススケジュールから中間のパススケジュールへの第１の走間板厚変更、及び中間のパススケジュールから後行材のパススケジュールへの第２の走間板厚変更の各過程におけるタンデム圧延機の各スタンドのロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力設定値を予め決定する一方、板厚変更点位置決定手段が先行材、後行材及び中間の各パススケジュールを用い、圧延材上の第１の板厚変更点位置及び第２の板厚変更点位置を決定するようにし、さらに、設定値出力手段が板厚変更点位置決定手段で決定された２つの板厚変更点の位置を検出し、板厚変更点が各スタンドに到達したタイミングで設定値演算手段の出力を用い、該当する圧延機のロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力設定値を変更するようにしたものであり、これにより、２箇所の板厚変更点で走間板厚変更が行われるため、先行材と後行材の任意の組み合わせにおいて、走間板厚変更過程における張力応力の低下あるいは過大張力の発生を防ぐことができる。
【００１３】
請求項２に記載のタンデム圧延機の制御装置は、板厚変更点位置決定手段が板厚変更点を決定する際、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点間の圧延材長を、第１スタンドと第２スタンドのスタンド間距離に等しく決定するか、又は、このスタンド間距離よりも長く決定するので、同一のスタンド間に二つの板厚変更点が存在せず、かつ、オフゲージとなる中間パススケジュールの圧延材長を最小にすることができる。
【００１４】
請求項３に記載のタンデム圧延機の制御装置は、後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材のそれよりも厚い場合、第１の板厚変更を先行材で、第２の板厚変更を先行材と後行材の接合点で行い、後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材のそれよりも薄い場合、第１の板厚変更を先行材と後行材の接合点で行い、第２の板厚変更を後行材で行うようにしたもので、これによって、板破断等のトラブルを防止することができる。
【００１５】
請求項４に記載のタンデム圧延機の制御装置は、設定値演算手段が各スタンドのロール開度、ロール速度設定値及びスタンド間張力設定値を決定するに当たり、第１の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚を中間のパススケジュールにおける目標板厚に変更し、且つ、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力を先行材の全張力に保持し、第２の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚を後行材の目標板厚に変更し、且つ、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力を後行材の全張力に変更するように、各スタンドのロール開度設定値およびロール速度設定値を変更するもので、これにより安定、且つ、高精度な走間板厚変更ができる。
【００１６】
請求項５に記載のタンデム圧延機の制御装置は、パススケジュール演算手段が中間のパススケジュールにおける各スタンドの出側板厚を決定するに際して、中間のパススケジュールによって圧延される圧延材部分に印加される張力応力が、予め定めた張力応力の上、下限値以内に納まるように各スタンドの出側板厚を決定するようにしたので、圧延材に印加される張力応力が過大あるいは過小になることがなく、安定な操業が行われる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態の概略構成図であり、図中、従来技術の説明に用いた図５と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
図１において、圧延スタンド１〜５の各スタンド間には、圧延材張力を検出する張力検出器２２〜２５が設けられ、その検出値が張力制御装置２６〜２９に加えられる。張力制御装置２６〜２９には、詳細を後述する設定値出力部３４で設定される張力基準値も加えられる。張力制御装置２６〜２９はこれら張力基準値と張力検出値との偏差を演算し、さらに、この張力偏差を零にするべく、この張力偏差に従って後段スタンドのロール開度操作量を演算しロール開度制御装置１８〜２１に加えるようになっている。
【００１９】
一方、先行材及び後行材のパススケジュール、すなわち、圧延機の入側板厚、各スタンドの出側板厚、出側板幅、前方張力応力及び後方張力応力などを設定するパススケジュール設定部３０が設けられている。パススケジュール設定部３０は先行材及び後行材のパススケジュールをパススケジュール演算部３１、設定値演算部３２及び板厚変更点位置決定部３３に加える。パススケジュール演算部３１は先行材と後行材の中間のパススケジュールを演算し設定値演算部３２と板厚変更点位置決定部３３に加えるものである。
【００２０】
設定値演算部３２は先行材、後行材及びパススケジュール演算部３１で決められた中間のパススケジュールを用い、先行材のパススケジュールを実現する各スタンドのロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力基準、後行材のパススケジュールを実現する各スタンドのロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力基準、先行材から中間パススケジュールに変更する第１の板厚変更に対する各スタンドのロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力基準、及び中間パススケジュールから後行材に変更する第２の板厚変更に対する各スタンドのロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力基準を演算し、設定値出力部３４に加えるものである。
【００２１】
板厚変更点位置決定部３３は先行材、後行材のパススケジュール及び中間パススケジュールの値を用い、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点の圧延材上の位置、例えば先行材と後行材の溶接点からの圧延材長を決定し設定値出力部３４に加える。設定値出力部３４は第１の板厚変更点と第２の板厚変更点をトラッキングし、第１及び第２の板厚変更点が各スタンドに到達したタイミングで、設定値演算部３２の出力を用い各スタンドのロール開度設定値をロール開度制御装置１７〜２１に加え、ロール速度設定値を速度制御装置１２〜１６に加え、さらに、スタンド間張力基準を張力制御装置２６〜２９に加える構成になっている。
【００２２】
上記のように構成された本実施形態の動作について、図２乃至図４をも参照してその制御の概要を説明した後で、各構成要素の動作を説明する。
【００２３】
本実施形態は、図２に示すように、板厚変更点を２箇所設けて２回の板厚変更を行うことにより、先行材から後行材に変更する。この場合、第１の板厚変更点がｉスタンドを通過した時点においてｉスタンドの出側板厚を先行材の板厚ｈ_Ａｉから中間の板厚ｈ_Ｃｉに変更し、第２の板厚変更点がｉスタンドを通過した時点で中間の板厚ｈ_Ｃｉから後行材の板厚ｈ_Ｂｉに変更する。例えば、中間の板厚ｈ_Ｃｉを（３）式で決定すると、板厚変更点がスタンド間を通過している間での第１の板厚変更点前後の張力応力の比および第２の板厚変更点前後の張力応力の比は、一回の板厚変更で先行材から後行材に変更した場合の約１／２に低減され、従来技術の課題である張力応力の減少や過大張力の発生が防止される。
【００２４】
【数３】

図３は任意の２スタンド、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドにおける第１の板厚変更点と第２の板厚変更点の位置関係を示した図である。同図に示すように本実施形態では第１の板厚変更点と第２の板厚変更点が同時に同じスタンド間に存在しないようにする。これは板厚変更点がスタンド間を通過している間の張力応力の減少や過大張力の発生を防止するためである。圧延材は圧延スタンドを通過する毎に減厚され圧延材長は長くなる。従って、上記の条件を実現する第１の板厚変更点と第２の板厚変更点との間の最短の圧延材長は、第１の板厚変更点が第２スタンドに到達したタイミングで第２の板厚変更点が第１スタンドに到達するような圧延材長であればよいことになる。これを実現するには母材における圧延材長Ｌ_Ｅｌ２を求める必要がある。これは、例えば図３において先行材と中間のパススケジュールの母材が同じであるとすれば、圧延材長Ｌ_Ｅｌ２は（４）式で得られる。
【００２５】
【数４】

ただし、
Ｌ_ｓ：スタンド間距離
Ｌ_ｌ：第１スタンドの出側における第１の板厚変更部圧延材長
Ｈ_ｌ：母材板厚
である。
【００２６】
他の圧延条件、例えば先行材と中間のパススケジュールで母材厚、あるいは板幅が異なる場合などについても（４）式と同じように幾何学的な関係で圧延材長Ｌ_Ｅｌ２を求めることができる。
【００２７】
次に、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点の決定方法について説明する。
走間板厚変更における最大のトラブルは板破断である。この板破断は板厚が薄い場合や、先行材と後行材との溶接点近傍で多く発生することが経験上明らかになっている。これは溶接点近傍の圧延材の板端部に割れなどの欠陥が多いこと、板厚が薄い場合は厚物に比べて一般に張力応力が高く圧延材の欠陥から破断する危険性が高いことが原因として考えられる。
【００２８】
本実施形態はこの点を考慮し、先行材と後行材の板厚の関係により第１および第２の板厚変更点を決定する。図４に本実施形態における板厚変更点位置を示す。図４（ａ）は後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材の最終スタンドの出側板厚より厚い場合であって、第１の板厚変更は先行材の圧延中に行い、第２の板厚変更は先行材と後行材の溶接点の近傍、すなわち、溶接点が板厚変更部に含まれるようにして行う。また図４（ｂ）は後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材の最終スタンドの出側板厚より薄い場合であって、第１の板厚変更は先行材と後行材の溶接点の近傍で行い、第２の板厚変更は後行材の圧延中に行う。これにより溶接点での板厚変更は板厚が厚い部分で行うことができ、板破断等のトラブルの発生を低減できる。なお、図４における添字ｎは、最終スタンドの番号を表わしている。
【００２９】
５スタンドのタンデム冷間圧延機を適用対象とする本実施形態におけるロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間全張力基準の変更タイミングを表１、表２及び表３にそれぞれ示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
【表３】

本実施形態におけるポイントは中間パススケジュールでの圧延過程の張力をどのような値にするかである。操業上は任意の張力値で圧延可能であるが、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点との間の圧延材長（オフゲージ分）をできるだけ短くすることと、安定な走間板厚変更を実現するために、本実施形態では次のような張力設定を行う。
【００３３】
すなわち、表３に示すように、第２の板厚変更点がｉスタンドに到達するまでｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力は先行材の値Ｔ_{Ａｉ，ｉ＋１}を保持し、第２の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力を後行材の全張力Ｔ_{Ｂｉ，ｉ＋１}に変更する。このような張力設定を実現すると共に、各スタンドの出側板厚を目標値通りに変更するため、表１及び表２に示すようなロール開度およびロール速度設定値の変更を行う。これらの設定値は公知の圧延モデルを用いて容易に算出することができる。
【００３４】
表１のＳ_Ａｉは先行材圧延時のロール開度設定値であり、第１の板厚変更点が到達するまでこの設定値で圧延される。第１の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚は中間パススケジュールの板厚ｈ_Ｃｉに変更される。この時ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドのスタンド間の全張力は前述のように先行材の値であるから、ｉスタンドの前方張力応力ｔｆ_ＣＸｉは（５）式の関係で定まる。
【００３５】
【数５】

ここで、Ｗ_Ｃは中間パススケジュールの板幅である。従って圧延荷重Ｐ_ＣＸｉは（６）式で得られ、ロール開度設定値Ｓ_ＣＸｉは（７）式で決定できる。
【００３６】
Ｐ_ＣＸｉ＝ｆ（Ｈ_Ｃｉ，ｈ_Ｃｉ，Ｗ_Ｃ，ｋｍ_Ｃｉ，ｔｂ_ＣＸｉ，ｔｆ_ＣＸｉ、μ_ｉ，Ｒ_ｉ）…（６）
【００３７】
【数６】

ただし、
Ｈ_Ｃｉ：中間パススケジュールの入側板厚
ｋｍ_Ｃｉ：圧延材の平均変形抵抗
ｔｂ_ＣＸｉ：後方張力応力（ｔｂ_ＣＸｉ＝ｔｆ_{ＣＸｉ−１}とおける）
μ_ｉ：ロールバイト内の摩擦係数
Ｒ_ｉ：ワークロール半径
Ｍ_ｉ：ミル定数
である。
【００３８】
第２の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングで、表３に示すようにｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間のスタンド間の全張力を後行材の値に変更する。従って、ｉスタンドのロール開度設定値は後行材の設定値に変更することによって後行材の出側板厚に圧延される。一方（ｉ＋１）スタンドは中間パススケジュールの圧延を行っていることから、（ｉ＋１）スタンドの後方張力応力が変更されることによる出側板厚の変化を補償するべくロール開度設定値をＳ_{ＣＹｉ＋１}に変更する。Ｓ_{ＣＹｉ＋１}は次の（８）〜（１０）式で算出できる。
【００３９】
【数７】

表２のロール速度設定値において、Ｖ_Ａｉは先行材に対する設定値、Ｖ_Ｂｉは後行材に対する設定値である。また第５スタンドをピボットスタンドとすると、第５スタンドのロール速度設定値は一般に変更しないため、Ｖ_Ａ５＝Ｖ_ＣＸ５＝Ｖ_ＣＹ５＝Ｖ_Ｂ５である。
【００４０】
第１の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚は中間パススケジュールの板厚に変更される。この時、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力は先行材の値を保持するため、ｉスタンドのロール速度設定値は次式に示すＶ_ＣＸｉに変更される。
【００４１】
【数８】

（１１）式のｆ_Ａｉ，ｆ_ＣＸｉは、それぞれ先行材圧延時、第１の板厚変更完了時のｉスタンドの先進率であり公知の圧延モデル式により算出できる。（１２）式はｆ_ＣＸｉの計算式である。
【００４２】
表２のＶ_１ｉｊはマスフローバランスを維持するためのロール速度設定値である（ｉはスタンド番号、ｊは板厚変更点到達スタンド番号）。
【００４３】
第２の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚は後行材の板厚に変更され、同時にｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力も後行材の値に変更される。すなわちｉスタンドは後行材の圧延状態となる。この時（ｉ＋１）スタンドの前方張力応力は中間パススケジュールの値を保持する。このため（ｉ＋１）スタンドのロール速度を（１３）式に示すＶ_{ＣＹｉ＋１}に変更すると共に、マスフローバランスを保持するようにｉスタンドのロール速度をＶ_２ｉｊに変更する。
【００４４】
【数９】

次に中間のパススケジュールにおける各スタンドの出側板厚の決定方法について述べる。
前述のように中間パススケジュールでの圧延時に、圧延材に印加される張力は、ｉスタンドにおける第１の板厚変更完了後から第２の板厚変更点到達までは（５）式の値となり、第２の板厚変更完了から第２の板厚変更点が（ｉ＋１）スタンドに到達するまでは（８）式の値となる。
【００４５】
走間板厚変更過程においても圧延材に印加される張力が過大になったり過小になることはトラブルの原因となるため避けなければならない。そこで本実施形態では、（５）式および（８）式で得られる張力値が予め定めた制限値内に納まるように中間パススケジュールにおける各スタンドの出側板厚を決定する。ここでスタンドの前方張力応力の上限値をｔｆ_ＵＬｉ、下限値をｔｆ_ＬＬｉとする。
【００４６】
図４（ａ）に示すように後行材の板厚が先行材より厚い場合、（５）式で得られる値が下限値以上であり、（８）式で得られる値が上限値以下であることが条件となる。そこで（５）式で下限張力応力ｔｆ_ＬＬｉを実現する出側板厚を板厚上限値ｈ_ＣＵＬｉとし、（８）式で上限張力応力ｔｆ_ＵＬｉを実現する入側板厚、すなわち、ｉスタンドの出側板厚を板厚下限値ｈ_ＣＬＬｉとすると、これらの板厚上、下限値はそれぞれ次の（１５）（１６）式で得られる。
【００４７】
【数１０】

また、図４（ｂ）に示すように後行材の板厚が先行材より薄い場合、（５）式で得られる値が上限値以下であり、（８）式で得られる値が下限値以上であることが条件となる。そこで（５）式で上限張力応力ｔｆ_ＵＬｉを実現する出側板厚を板厚下限値ｈ_ＣＬＬｉとし、（８）式で下限張力応力ｔｆ_ＬＬｉを実現する入側板厚、すなわち、ｉスタンドの出側板厚を板厚上限値ｈ_ＣＵＬｉとすると、これらの板厚上、下限値はそれぞれ次の（１７）（１８）式で得られる。
【００４８】
【数１１】

本実施形態は（１５）〜（１８）式で得られるｈ_ＣＵＬｉ，ｈ_ＣＬＬｉを中間パススケジュールにおけるｉスタンドの出側板厚の上下限値とし各スタンドの出側板厚を決定する。
【００４９】
例えば各スタンドの負荷配分を基準に出側板厚を決定する方法において、全スタンドの出側板厚が（１５）〜（１８）式で得られる上、下限値以下となるようにドラフトスケジュールを決定する。もちろん、中間パススケジュールの出側板厚は先行材と後行材の板厚の範囲内となる。
【００５０】
図１に示した実施形態はこれらの制御を実現するもので、板厚変更点位置決定部３３が第１の板厚変更点位置と第２の板厚変更点位置を決定する場合、例えば（４）式により第１の板厚変更点と第２の板厚変更点間の母材における圧延材長を決定する。設定値出力部３４は、このように決定された第１の板厚変更点位置と第２の板厚変更点位置をトラッキングし設定値の変更を行うことにより、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点とが同一スタンド間に存在することは無く、且つ中間パススケジュールの圧延材長を最小にすることができる。
【００５１】
一方、板厚変更点位置決定部３３はパススケジュール設定部３０にて設定された先行材と後行材のパススケジュールから最終スタンドの出側板厚を抽出して大きさを比較する。次に、後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材のそれより厚い場合、第２の板厚変更部に先行材と後行材の溶接点が含まれるように第２の板厚変更点を決定し、第１の板厚変更点を先行材の任意の点、例えば、（４）式で計算される位置に決定する。また、後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材のそれより薄い場合、第１の板厚変更部に先行材と後行材の溶接点が含まれるように第１の板厚変更点を決定し、第２の板厚変更点を後行材の任意の点、例えば、（４）式で計算される位置に決定し、設定値出力部３４に加える。設定値出力部３４は、このように決定された第１の板厚変更点位置と第２の板厚変更点位置をトラッキングし設定値の変更を行うことにより、溶接点での走間板厚変更を板厚の厚い部分で行うことができるため板破断等のトラブルを低減することができる。
【００５２】
次に、設定値演算部３２は表３に示すスタンド間張力の変更を基本にして、（５）〜（１４）式により第１の板厚変更及び第２の板厚変更過程における各スタンドのロール開度設定値とロール速度設定値を演算し、表１、表２及び表３に示す設定値を設定値出力部３４に加える。設定値出力部３４は表１、表２及び表３に示す設定値及び設定値変更タイミングに従い、該当するロール開度制御装置１７〜２１、速度制御装置１２〜１６及び張力制御装置２６〜２９に設定値を出力して変更する。これにより安定且つ高精度な走間板厚変更が実施できる。
【００５３】
次に、パススケジュール演算部３１は中間のパススケジュールにおける各スタンドの出側板厚の決定に際し、各スタンドの出側板厚が（１５）〜（１８）式で得られる板厚上、下限値の範囲内に納まるように決定し設定値演算部３２と板厚変更点位置決定部３３とに加える。
【００５４】
この結果、走間板厚変更の過程においても圧延材に印加される張力応力が過大あるいは過小になることがなくなり、安定な操業が達成される。
【００５５】
なお、上記実施形態では、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点との間の圧延材長を第１スタンドと第２スタンドのスタンド間距離に一致させたので、オフゲージとなる圧延材長を最短に抑えることができるが、安全性の観点から、これらのスタンド間距離よりも僅かに長く設定することも有力である。
【００５６】
また、上記実施形態では、先行材と後行材とを圧延機の前段で溶接により接合する場合について説明したが、先行材と後行材とを、例えば、圧着等の他の方法で接合しても良いことは言うまでもない。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、先行材と後行材の任意の組み合わせにおいて、走間板厚変更過程における張力応力の低下あるいは過大張力の発生を防ぎ、安定且つ効率的な連続圧延を実現できると共に、板厚変更量があまり大きくならないように生産スケジュールを調整していた労力が不要となり、省力効果も期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。
【図２】図１に示した実施形態の動作を説明するために、任意のスタンドの出側板厚の変化を示した説明図。
【図３】図１に示した実施形態の動作を説明するために、板厚変更点間の圧延材長とスタンド間距離との関係を示した説明図。
【図４】図１に示した実施形態の動作を説明するために、板厚変更点位置の決定方法を示した説明図。
【図５】従来のタンデム圧延機の制御装置の概略構成図。
【図６】図５に示した従来のタンデム圧延機の制御装置の動作を説明するために、走間板厚変更における板厚パターンを示した説明図。
【符号の説明】
１〜５圧延スタンド
６圧延材
７〜１１電動機
１２〜１６速度制御装置
１７〜２１ロール開度制御装置
２２〜２５張力検出器
２６〜２９張力制御装置
３０パススケジュール決定部
３１パススケジュール演算部
３２設定値演算部
３３板厚変更点位置決定部
３４設定値出力部

Claims

複数台の圧延スタンドをタンデムに配置して鋼板等を連続的に圧延するに当たり、圧延機の入側で先行材の尾端と後行材の先端とを接合し、圧延機を止めることなく先行材のパススケジュールから後行材のパススケジュールに変更し、走間にて板厚変更を実施するタンデム圧延機の制御装置において、
先行材及び後行材の各パススケジュールを設定するパススケジュール設定手段と、
前記パススケジュール設定手段により設定された先行材と後行材の各パススケジュールを用い、先行材と後行材の中間のパススケジュールを決定するパススケジュール演算手段と、
先行材のパススケジュールから中間のパススケジュールへの第１の走間板厚変更、及び中間のパススケジュールから後行材のパススケジュールへの第２の走間板厚変更の各過程における前記タンデム圧延機の各スタンドのロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力設定値を予め決定する設定値演算手段と、
先行材、後行材及び中間の各パススケジュールを用い、圧延材上の第１の板厚変更点位置及び第２の板厚変更点位置を決定する板厚変更点位置決定手段と、
前記板厚変更点位置決定手段で決定された２つの板厚変更点の位置を検出し、板厚変更点が前記各スタンドに到達したタイミングで前記設定値演算手段の出力を用い、該当する圧延機のロール開度設定値、ロール速度設定値及びスタンド間張力設定値を変更する設定値出力手段と、
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機の制御装置。
前記板厚変更点位置決定手段は、第１の板厚変更点と第２の板厚変更点間の圧延材長を、第１スタンドと第２スタンドのスタンド間距離に等しく決定するか、又は、このスタンド間距離よりも長く決定することを特徴とする請求項１に記載のタンデム圧延機の制御装置。
前記板厚変更点位置決定手段は、後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材の最終スタンドの出側板厚より厚い場合、第１の板厚変更を先行材で、第２の板厚変更を先行材と後行材の接合点で行い、後行材の最終スタンドの出側板厚が先行材の最終スタンドの出側板厚より薄い場合、第１の板厚変更を先行材と後行材の接合点で行い、第２の板厚変更を後行材で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のタンデム圧延機の制御装置。
複数の圧延スタンドの任意の１台をｉスタンド、その下流のスタンドを（ｉ＋１）スタンドとし、前記設定値演算手段は、第１の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚を中間のパススケジュールにおける目標板厚に変更し、且つ、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力を先行材の全張力に保持し、第２の板厚変更点がｉスタンドに到達したタイミングでｉスタンドの出側板厚を後行材の目標板厚に変更し、且つ、ｉスタンドと（ｉ＋１）スタンドの間の全張力を後行材の全張力に変更するように、各スタンドのロール開度設定値及びロール速度設定値を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタンデム圧延機の制御装置。
前記パススケジュール演算手段は、中間のパススケジュールによって圧延される圧延材部分に印加される張力応力が、予め定めた張力応力の上、下限値以内に納まるように中間のパススケジュールにおける各スタンドの出側板厚を決定することを特徴とする請求項４に記載のタンデム圧延機の制御装置。