JP3603851B2 - 圧延鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延鋼板の製造方法に関するものであり、具体的には、例えば厚板の圧延やホットストリップの粗圧延等のように、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば厚板の圧延やホットストリップの粗圧延等のように、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造しようとすると、被圧延材の圧延方向の先端部に上方向または下方向への板反りが発生することがある。かかる板反りが発生すると、例えば、その後のパスにおいて被圧延材が衝突してストリップガイドを破損するといった設備トラブルを生じたり、下反りが発生した場合には製品である被圧延材に腰折れ等の表面疵が発生したり、特に製品が制御圧延材である場合には冷却むらが発生して所望の特性が得られないといった、操業上の大きな問題が発生する。
【０００３】
このように板反りは、操業上の様々な問題の原因となることから、その発生を完全に防止すべきものである。しかしながら、板反りは、被圧延材である鋼板の上下面間の温度差や摩擦係数差、上下のワークロールの周速度差やピックアップ量等といった極めて多くの要因が複雑に影響し合って発生すると考えられる。このため、板反りの発生を完全に解消することは容易ではない。
【０００４】
そこで、このような板反りの発生を操業上問題ない程度に抑制するため、例えば特開昭６３−６００１２号公報には、リバース圧延機の前後の少なくとも一方の側に設置された反りセンサによりあるパスを終了した被圧延材の板反り量（反り曲率）を測定し、予め求めた、反り曲率と上下のワークロールの周速度差との関係に基づいて、反り曲率が零となるように次パスを行う際の上下のワークロールの異速率を設定する発明が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のいずれの技術によっても、これまでは、被圧延材の板反り量を操業上の大きな問題を生じない程度に抑制することはできなかった。
【０００６】
すなわち、本発明者らが確認した結果によれば、例えば特開昭６３−６００１２号公報により開示された発明により得られる板反りの抑制効果は、近時に求められている板反りの抑制効果には達しないため、その改善が必要である。
【０００７】
また、板反りは上述したように非常に多くの要因が複雑に影響し合って発生する。このため、複数パスのリバース圧延における各パスにおいて発生する板反り量は一定ではなく不規則に増減する。
【０００８】
図９は、９パスのリバース圧延により厚板を製造した際の各パスにおいて発生した板反り量（反り曲率κ）の測定結果の一例を示すグラフであり、正の値の反り曲率κは上反りが発生したことを意味し、負の値の反り曲率κは下反りが発生したことを意味する。同図にグラフで示すように、この例における反り曲率κは各パスにおいて約＋０．１〜−０．４（１×１０−３／ｍｍ）の範囲で変動していることから、発生する板反り量は各パス毎に不規則に増減することがわかる。
【０００９】
これらの理由により、特開昭６３−６００１２号公報により開示された発明にしたがって、前パスの板反り量の実測値に基づいて次パスの上下のワークロールの異速率を設定したとしても、次パスの板反り量を目標値に高精度で制御することはできない。このため、例えば、最終パスの直前のパスにおける板反り量の実測値に基づいて最終パスの上下のワークロールの異速率を設定しても、最終パス後の製品の板反り量を目標の範囲内に収めるように制御することはできない。
【００１０】
本発明の目的は、複数パスのリバース圧延により圧延鋼板を製造するに際し、被圧延材の板反り量を操業上の大きな問題を生じない程度に十分に抑制することができる圧延鋼板の製造方法を提供することであり、これにより、例えば設備トラブル、鋼板の表面疵さらには制御圧延材の冷却むらによる品質劣化といった、板反りに起因した操業上の各種の問題の発生を抑制でき、特に、最終パス後の製品の板反り量をも目標の範囲内に正確に収めるように制御できることから例えば厚板やホットストリップ粗圧延材といった製品の品質向上を図ることができる圧延鋼板の製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、（ｉ）上下のワークロールそれぞれの周速度の設定は、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における異速率の平均値（本明細書では「平均異速率」という）に基づいて行うこと、および／または、（ｉｉ）一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、最終パス後の板反り量の目標値との偏差に基づいて一のパスの直後のパスを行う際の反り制御要素（例えば上下のワークロールそれぞれの周速度）の設定量をフィードフォワード制御することを連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、板反りを操業上の大きな問題を生じない程度に十分に抑制もしくは解消することができることを知見し、かかる知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、広義には、被圧延材に上下のワークロールによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロールの平均異速率に基づいて、上下のワークロールそれぞれの周速度を、板反りの発生が抑制または解消されるように設定することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、被圧延材に上下のワークロールによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、複数パスのうちの一のパスを行う際に、一のパスの直前のパスを終了した後の板反り量の測定値と、一のパスの後における板反り量の目標値との偏差に基づき、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における上下のワークロールの平均異速率を計算し、計算した平均異速率に基づいて一のパスにおける上下のワークロールそれぞれの周速度を設定することによって、板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。
【００１４】
別の観点からは、本発明は、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量をフィードフォワード制御することを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、これら少なくとも２パスを終了した時点における板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量を変更して直後のパスを行うことを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、少なくとも２パスを終了した時点における板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。この場合に、直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量の変更が、前記の偏差から、一のパスにおける反り制御要素の設定量または実測値の変更量を求め、求めた変更量と、一のパスにおける反り制御要素の設定量または実測値とに基づいて、行われることが望ましい。
【００１６】
これらの本発明において、反り制御要素が、リバース圧延を行う上下のワークロールそれぞれの周速度であることが例示される。この場合に、上下のワークロールそれぞれの周速度の設定量の変更が、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における、上下のワークロールの平均異速率に基づいて、行われることが望ましい。
【００１７】
さらに、これらの本発明にかかる圧延鋼板の製造方法では、一のパスが、複数パスにおける最終パスの１パス前のパスであることが例示される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法の実施の形態を、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、本発明における「圧延鋼板」が熱間圧延により製造される厚板であるとともに、本発明における「反り制御要素」が上下のワークロールそれぞれの周速度である場合を例にとる。この反り制御要素には、下ワークロールの天面と入側テーブルローラの天面との差を調整して、被圧延材の進入角度を調整する「パスライン調整」や、水冷等により被圧延材の上面と下面との温度差を調整する「表裏面温度差制御」等も包含されるが、「反り制御要素」として上下のワークロールそれぞれの周速度を用いることが、板反りの制御量が大きいために望ましいからである。
【００１９】
図１は、本実施の形態で用いる圧延装置１の構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、この圧延装置１は、上下一対のワークロール２ａ、２ｂと、ワークロール２ａ、２ｂをそれぞれ支持するバックアップロール３ａ、３ｂとを有するリバース圧延機４を備えており、このリバース圧延機４により、被圧延材５に熱間で複数パスのリバース圧延が行われ、最終的に製品である厚板が製造される。
【００２０】
リバース圧延機４の前面側および後面側には、それぞれ、各パスにおける被圧延材５に生じる板反り量を測定するための反りセンサ６ａ、６ｂが設置されており、反りセンサ６ａ、６ｂにより各パスを終了した時点の被圧延材５の先端部に生じる板反り量が測定される。反りセンサ６ａ、６ｂにより測定された板反り量は画像処理装置７へ送られる。そして、画像処理装置７により、入力された板反り量に基づいて反り曲率が計算され、計算された反り曲率は、後述する反り制御装置１０へ送られる。
【００２１】
また、図１中に示すデータ収集装置８により、リバース圧延機４によるリバース圧延の各パスにおける圧延荷重、ワークロール周速度（圧延速度）さらには圧延トルク等の各データがリアルタイムで計測される。そして、データ収集装置８によりリアルタイムで計測されたこれらのデータは、データ収集装置８から後述する反り制御装置１０へ送られる。
【００２２】
さらに、圧延機制御プロセスコンピュータ９により、リバース圧延機４による各パスのパススケジュール計算が行われ、得られたパススケジュールは反り制御装置１０へ送られる。
【００２３】
反り制御装置１０では、画像処理装置７から入力される反り曲率と、データ収集装置８から入力される圧延荷重、ワークロール周速度（圧延速度）さらには圧延トルク等の各データと、圧延機制御プロセスコンピュータ９から入力される各パスのパススケジュールとに基づいて、被圧延材５の板反り量を低減するための上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率が計算され、計算された異速率に基づいて、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度が計算される。
【００２４】
反り制御装置１０により計算された上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率および周速度は、モニタ１１に送られてオペレータへの指示値として表示される。オペレータは、モニタ１１に表示された上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率および周速度の指示値にしたがって、上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度を手動操作により設定する。
【００２５】
以上説明したように構成された圧延装置１を用いて、被圧延材５に複数パスのリバース圧延を熱間で行って厚板を製造するが、本実施の形態では下記２点、すなわち、
（ｉ）一のパスの直前のパスにおける、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度を、板反りの発生が抑制または解消されるように設定すること、および
（ｉｉ）例えば上述した特開昭６３−６００１２号公報により開示された発明のように板反り量を測定したパスの次のパスのみに着目するのではなくて、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量をフィードフォワード制御することを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、少なくとも２パスを終了した時点における板反りの発生を抑制または解消すること
を特徴とするものである。そこで、以下、これら２点の内容について詳細に説明する。なお、以降の本実施の形態の説明では、「一のパス」が最終パスの１パス前のパスである場合を例にとる。このため、本実施の形態では、「一のパスの直前のパス」とは最終パスの２パス前のパスであり、「一のパスの直後のパス」とは最終パスである。
【００２６】
（ｉ）噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩに基づいた、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌの設定
本実施の形態では略述すると、上下のワークロール２ａ、２ｂによる被圧延材５に対する複数パスのリバース圧延のうちの一のパス（上述したように、最終パスの１パス前のパスを意味する）を行う際に、まず、この一のパスの直前のパス（上述したように、最終パスの２パス前のパスを意味し、以下単に「直前のパス」という）で実測した板反り量から、一のパスにおいて板反り量を無くすための異速率ΔＶを設定する。すなわち、直前のパスにおける、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率ΔＶＩに基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを、板反りの発生が抑制または解消されるように設定する。
【００２７】
図２は、板厚２０．７ｍｍから板厚１６．４ｍｍまで圧延するあるパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率と、被圧延材５に生じる反り曲率κとの関係を調べた結果の一例を示すグラフであり、図２（ａ）は噛込前の無負荷時の異速率ΔＶ（％）を示し、図２（ｂ）は被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩ（％）を示す。
【００２８】
ここで、異速率ΔＶは、上ワークロール２ａの周速度をＶｕとし、下ワークロール２ｂの周速度をＶｌとすると、（１）式により求められる。
ΔＶ＝（Ｖｌ−Ｖｕ）／Ｖｌ×１００（％） ・・・・・・（１）
また、直前のパスの噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩは、図３に例示する、直前のパスにおける異速率−時間のグラフを用いて決定される。すなわち、本実施の形態では、直前のパスにおいて被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間を、板反りの発生が予想される先端部の領域 （例えば被圧延材５の先端の噛込みから圧延方向へ１０００ｍｍの長さの領域）が圧延されるのに要する時間（本実施の形態では０．３秒間とした）と定め、この噛込直後期間における上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの平均周速度Ｖｕ’、Ｖｌ’を求め、求めたワークロール２ａ、２ｂそれぞれの平均周速度Ｖｕ’、Ｖｌ’を（１）式に代入することにより、直前のパスにおける平均異速率ΔＶＩが求められる。
【００２９】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すグラフから、被圧延材５に生じる反り曲率κは、被圧延材５がリバース圧延機４に噛み込む前の無負荷時における上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率ΔＶとの間には明確な関数関係を有さないのに対し、噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩとの間には明確な関数関係を有することがわかる。このため、被圧延材５に生じる反り曲率κは、直前のパスでの噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを変数とする関数ｆを用いて（２）式のように表される。ここで、この（２）式における係数ａは、形状比といわれるパラメータを用いて表される。
【００３０】
κ＝ａ×ｆ （ΔＶＩ） ・・・・・・（２）
図４は、形状比の説明図である。同図に示すように、入側板厚をｈ１ とし、出側板厚をｈ２ とし、さらに接触弧長をｌｄ とすると、形状比は、（接触弧長）／（入側板厚および出側板厚の平均値） である、２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）として求められる。
【００３１】
図５は、（２）式における係数ａと形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）との関係を示すグラフである。図５にグラフで示すように、（２）式における係数ａは、形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）の関数として表現することができる。このため、図２（ｂ）のグラフから求められた（２）式の関係と、図５のグラフに示す関係とに基づいて、直前のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩと反り曲率κとの関係は、形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）を用いて整理することができる。
【００３２】
すなわち、本実施の形態では、反り制御装置１０に、図２（ｂ）のグラフから求められた（２）式の関係と、図５のグラフに示す関係とが予め入力されており、圧延機制御プロセスコンピュータ９により計算された、直前のパスのスケジュールが反り制御装置１０に入力されると、反り制御装置１０は、形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）を算出し、この算出値と予め入力された図５のグラフの関係とにより、係数ａの値を求める。そして、反り制御装置１０は、求められた係数ａの値を、上述した（２）式に代入することによって、一のパスにおいて板反り量が許容範囲内に収まるように反り曲率κを小さくすることができる、一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを求めることができる。
【００３３】
なお、形状比が１．０近傍の条件では、上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度を異ならせる異周速圧延を行うことが難しい不安定領域となることがある。すなわち、通常、形状比が１．０よりも大きくなると周速度が大きい側のワークロール２ａまたは２ｂに向けて板反りが発生するのに対し、形状比が１．０よりも小さくなると、周速度が小さい側のワークロール２ａまたは２ｂに向けて板反りが発生し、いずれの場合にも板反りの発生方向が定まる安定領域での圧延となるのに対し、形状比が１．０近傍では、板反りの発生方向が定まらない不安定領域となることがある。このため、形状比が１．０近傍の条件では、前述したような、例えばパスライン調整や表裏面温度差制御等の異周速圧延以外の他の反り制御手法を適用するようにしてもよい。
【００３４】
ところで、オペレータの手動操作によって一のパスについて実際に設定されるのは、噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩではなくて、無負荷時における上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌにより規定される異速率ΔＶである。このため、本実施の形態では、上述したようにして反り制御装置１０により算出された平均異速率ΔＶＩとなるように、オペレータの操作によって無負荷時における上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定するために、噛込直後期間におけるリバース圧延機４の特性と圧延条件との関係を利用して、一のパスの噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを正確に与える無負荷時における異速率ΔＶ、すなわち上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを算出することができる予測式を用いる。そこで、以下、この予測式（３）〜（１２）について説明する。
【００３５】
図１における反り制御装置１０によって一のパスが開始される前に把握可能な情報は、圧延機制御プロセスコンピュータ９で計算される各パスの計算圧延トルクと、基準圧延速度である。ここで、基準圧延速度とは、同速度で圧延する場合の各パスの圧延速度であり、異周速圧延を行う場合には上ロールか下ロールのいずれか一方の圧延速度である。
【００３６】
ここで、計算圧延トルクＴｑｓと、一のパスの噛込直後期間における最大圧延トルクの上下のワークロール２ａ、２ｂの平均値Ｔｑｉとの間には（３）式の関係が成立する。なお、（３）式におけるＣ１ は係数である。
【００３７】
Ｔｑｉ＝Ｃ１ ×Ｔｑｓ ・・・・・・・・（３）
また、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度を異ならせる異周速圧延では、周速度が高い側のワークロール２ａまたは２ｂのトルクは増加するのに対し、周速度が低い側のワークロール２ａまたは２ｂのトルクは減少する。このため、一のパスの無負荷時の異速率をΔＶとして、上ワークロール２ａの噛込直後期間における最大圧延トルクＴｑｉｕ、下ワークロール２ｂの噛込直後期間における最大圧延トルクＴｑｉｌは、（４）式〜（６）式によって計算される。なお、（６）式におけるＣ２ およびＣ３ はいずれも係数である。
【００３８】
Ｔｑｉｕ＝（１−Ｔｑａ×ΔＶ）×Ｔｑｉ ・・・・・・・・（４）
Ｔｑｉｌ＝（１＋Ｔｑａ×ΔＶ）×Ｔｑｉ ・・・・・・・・（５）
Ｔｑａ＝Ｃ２ ×（Ｔｑｉ−Ｃ３ ）２ ・・・・・・・・（６）
さらに、一のパスにおいて被圧延材５がワークロール２ａ、２ｂに噛み込んだ時の時刻を０とすると、噛み込んだ時からｔ秒間経過した時点における上ワークロール２ａの圧延トルクＴｑｕ（ｔ）、下ワークロール２ｂの圧延トルクＴｑｌ（ｔ）は、それぞれ（７）式および（８）式により計算される。
【００３９】
Ｔｑｕ（ｔ）＝Ｔｑｉｕ×ｇ（ｔ） ・・・・・・・・（７）
Ｔｑｌ（ｔ）＝Ｔｑｉｌ×ｇ（ｔ） ・・・・・・・・（８）
一方、一のパスにおいて噛み込んだ時からｔ秒間経過した時点における上ワークロール２ａの速度Ｓｐｕ（ｔ）、下ワークロール２ｂの速度Ｓｐｌ（ｔ）は、それぞれ、（９）式〜（１２）式により求められる。ここで、（９）式におけるＶｕ、（１１）式におけるＶｌは、上ワークロール２ａ、下ワークロール２ｂそれぞれの一のパスにおける無負荷時の設定速度である。
【００４０】
このように、上述した（１）式〜（１２）式を用いることにより、一のパスの前に把握することができる情報である、上ワークロール２ａの速度Ｖｕと、下ワークロール２ｂの速度Ｖｌと、計算圧延トルクＴｑｓとに基づいて、図３に例示する、一のパスにおける噛込直後期間における時間−ロール周速度の関係を計算により求めることができ、計算により求めたこの関係により、一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを計算により求めることができる。そして、一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩから一のパスにおける無負荷時の異速率ΔＶを求めるには、例えば、一のパスにおける無負荷時の異速率ΔＶを仮定して（１）式〜（１２）式を用いて一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを求め、求めた平均異速率ΔＶＩが板反り量から求まる平均異速率の所定値となるように繰り返し計算を行うことによって、一のパスにおいて設定すべき無負荷時の異速率ΔＶの値、すなわち一のパスにおける無負荷時の上下のワークロール２ａ、２ｂの設定速度Ｖｕ、Ｖｌを求めることができる。
【００４１】
すなわち、本実施の形態では、一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩと計算圧延トルクＴｑｓとから、被圧延材５の板反り量を抑制することができる異速率ΔＶ、すなわち一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを高精度で設定することができる。
【００４２】
このように、本実施の形態では、被圧延材５に上下のワークロール２ａ、２ｂによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する際であって、複数パスのうちの一のパス（最終パスの１パス前のパス）を行う際に、この一のパスの直前のパス（最終パスの２パス前のパス）における、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定する。
【００４３】
ここで、図２（ｂ）のグラフを参照しながら上述したように、噛込直後期間における平均異速率は被圧延材５に生じる反り曲率との間に明確な相関関係を有しており、本実施の形態ではこの噛込直後期間における平均異速率を因子として上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定するため、板反りの発生を高精度で抑制または解消することができる。
【００４４】
なお、以上の（ｉ）項の説明では「一のパス」が最終パスの１パス前のパスである場合を例にとった。しかし、本発明における「一のパス」は、かかる形態に限定されるものではなく、リバース圧延の複数のパスのうちのいずれか一つのパスであればよく、いずれのパスの場合であっても、このパスを終了した後における板反りの発生を高精度で抑制または解消することができる。
【００４５】
（ｉｉ）制御誤差に基づいた、一のパスの直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量のフィードフォワード制御の、最終パスを含む連続する２パスにおける実施
上述した図９のグラフで例示するように、リバース圧延の各パスにおいて発生する板反り量は、各パス毎に大きく変化することがある。上記（ｉ）項で説明したように、噛込直後期間における平均異速率を用いることとともに、以下に説明するフィードフォワード制御を行うことにより、各パス間における板反り量の変動をも相殺して、さらに高精度で板反りの発生を抑制または解消することができる。
【００４６】
すなわち、本実施の形態では、反り制御装置１０により、リバース圧延機４による複数パスのうちの一のパス（本実施の形態では、上述したように最終パスの１パス前のパスを意味する）を終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差（本明細書では、以下「制御誤差」という）を算出し、算出した制御誤差に基づいて一のパスの直後のパス（本実施の形態では、最終パスを意味し、以下単に「直後のパス」という）を行う際の上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌの設定量をフィードフォワード制御するという操作を、最終パスを含む連続する２パス、すなわち一のパスと直後のパスとについて行う。
【００４７】
具体的には、反り制御装置１０により、直前のパス（最終パスの２パス前のパス）を終了した後の板反り量の測定値と、最終パスの後における板反り量の目標値との制御誤差から、上述したように噛込直後期間における上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて設定された、一のパスでの上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度の設定量の変更量を求め、求めた変更量と直前のパスにおける上下ワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量とに基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量を変更して設定する。そして、この設定量で一のパスを行う。
【００４８】
次に、反り制御装置１０により、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、最終パスの後における板反り量の目標値との制御誤差から、上述したように噛込直後期間における上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて設定された、一のパスでの上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度の設定量の変更量を求め、求めた変更量と一のパスにおける上下ワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量とに基づいて、直後のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量を変更して設定する。そしてこの設定量で直後のパス、すなわち最終パスを行う。
【００４９】
すなわち、本実施の形態では、直後のパスを行う際の上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌの設定量の変更は、一のパスにおける制御誤差から、一のパスで設定された異速率の設定量または実測値の変更量を求め、求めた変更量と、一のパスにおける異速率の設定量または実測値とを加算することにより行われる。
【００５０】
このように、本実施の形態では、反り制御装置１０により、前パスでの板反り量の測定値と最終的な板反り量の目標値とから板反り量の制御誤差を求め、かかる制御誤差を、前パスの直後の次パスでの異速率の設定、すなわち、上下のワークロール２ａ、２ｂの速度の設定にフィードフォワード制御するという制御を、最終パスを含む連続する２パスで行うという、いわば板反り量 （反り曲率） の誤差の学習制御を行う。このため、直前のパス、一のパスおよび直後のパスにおいて発生する板反り量が各パス毎に変動したとしても、変動した板反り量に十分に追従して、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定することができる。これにより、最終パス後の板反り量を目標値によりいっそう高精度で制御することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、このようなフィードフォワード制御を、一のパスと直後のパスとの２パスについて行っているが、直前のパス以上前の複数のパスについても適用することにより、直後のパスを含む３パス以上の複数のパスでかかるフィードフォワード制御を行うようにしてもよい。
【００５２】
また、以上の説明は、最終パスを含む２パス以上の複数のパスにおいて上述したフィードフォワード制御を行う場合に関するものであるが、最終パスを含まない２パス以上の複数のパスにおいてかかるフィードフォワード制御を行うようにしてもよい。これによっても、フィードフォワード制御を行われた最後のパスを終了した後の被圧延材５に生じる板反り量を顕著に低減でき、これにより、このパスの近傍のパスにおける操業上の問題を解消することができる。
【００５３】
そこで、以下、連続する２パスにおいてかかるフィードフォワード制御を行う場合を一般化して説明する。
図６は、本実施の形態において、反り制御装置１０により行われるフィードフォワード制御の一例を示すフローチャートである。なお、本例は、第（ｉ＋１）パスと第（ｉ＋２）パスとにフィードフォワード制御を適用する場合を示す。
【００５４】
図６におけるステップ（以下「Ｓ」と略記する）１では、第ｉパス目の圧延を終了した後の被圧延材５の先端に生じた板反り量 （反り曲率κｉ ） を測定する。そして、測定後にＳ２へ移行する。
【００５５】
Ｓ２において、反り曲率κｉ と反り曲率の目標値κｏ から板反り量の制御誤差Δκｉ （ Δκｉ ＝κｉ −κｏ ） を求め、この制御誤差Δκｉ が零となるように、（２）式および図５に示す係数ａと形状比との関係より、噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩｉを求め、この平均異速率ΔＶＩｉから（１）式〜（１２）式を用いて第ｉパスで設定された異速率ΔＶｉ の修正量ΔＶＳｉ を求める。すなわち、本実施の形態では、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度の設定量は、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間における、リバース圧延を行う上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの平均異速率ΔＶＩｉに基づいて、決定される。そして、Ｓ３へ移行する。
【００５６】
Ｓ３において、第ｉパス目の異速率ΔＶｉ とその修正量ΔＶＳｉ とから第（ｉ＋１）パスにおいて設定される異速率ΔＶｉ＋１ をΔＶｉ＋１ ＝ΔＶｉ ＋ΔＶＳｉ として求め、この異速率ΔＶｉ＋１ で第（ｉ＋１）パスの圧延を行う。そして、Ｓ４へ移行する。
【００５７】
Ｓ４において、第（ｉ＋１）パス目の圧延を終了した後の被圧延材５の先端に生じた板反り量κｉ＋１ を測定する。そして、測定後にＳ５へ移行する。
Ｓ５において、板反り量κｉ＋１ と板反り量の目標κｏ から板反り量の制御誤差Δκｉ＋１ を、Δκｉ＋１ ＝κｉ＋１ −κｏ として求め、この制御誤差Δκｉ＋１ からＳ２で説明した手法と同様にして異速率の修正量ΔＶＳｉ＋１ を求める。そして、Ｓ６へ移行する。
【００５８】
Ｓ６において、第（ｉ＋１）パス目の異速率ΔＶｉ＋１ とその修正量ΔＶＳｉ＋１ とから第（ｉ＋２）パスの異速率ΔＶｉ＋２ をＳ３で説明した手法と同様の手法で求め、この異速率ΔＶｉ＋２ で第（ｉ＋２）パスである最終パスの圧延を行う。
【００５９】
このように、本実施の形態では、例えば上述した特開昭６３−６００１２ 号公報により開示された発明のように、板反り量を測定したパスの次パスのみに着目するのではなくて、複数の各パスにおいて板反り量を徐々に低減していくこと、具体的には、被圧延材５に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する際の複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量を変更して直後のパスを行うことを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行う。
【００６０】
このため、これらの少なくとも２パスを終了した時点に向かって、これらのパスで板反り制御を行うことができ、徐々に板反り量を低減して目標値に近づけることができる。このため、本実施の形態によれば、これらのパスの各パスにおいて板反り量が不規則に変動したとしても、これらの少なくとも２パスを終了した時点においては、板反りの発生を抑制または解消することができ、目標とする板反り量に高精度で制御することが可能となる。
【００６１】
つまり、前述したように、板反りは、鋼板の上下面の摩擦係数差や温度差、噛み込み角度の非対称性、スケールの表裏差、さらには先端噛み込み端の材料形状等といった様々な理由に起因して発生するため、各パス毎の板反りの変動要因を正確かつ定量的に把握することは事実上不可能である。これに対し、この本実施の形態によれば、各パス毎の板反りの変動要因を正確かつ定量的に把握しなくとも、各パス間における板反り量の変動の影響を解消して、板反り量を目標値に高精度で制御することができ、これにより、板反りに起因した各種の問題の発生を抑制でき、特に、最終パスを含む２以上のパスに適用することにより、最終パス後の製品の板反り量を目標値に制御し、製品の品質や歩留りを向上することができる。
【００６２】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながらより詳細に説明する。
実施の形態で用いた、被圧延材５の先端部の板反り量 （反り曲率κ） を測定する反りセンサ６ａ、６ｂを前後に備えた図１に示す圧延装置１により仕上総パス数が９パスからなるリバース圧延を行って、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法を実施することにより、厚板を熱間で製造した。
【００６３】
すなわち、本発明例として、第６パスの圧延を終了した後における被圧延材５における板反り量を測定し、測定した板反り量が板反り量の目標値となるように、第６パスの噛込直後期間における平均異速率を用いて上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、求めた異速率の修正量と第６パスで設定された異速率 （オペレータが経験的に設定したもの） とを加算することによって、第７パスの異速率の設定値を求めた。そして、求めた第７パスの異速率の設定値で、第７パスの圧延を行った。
【００６４】
そして、第７パスの圧延を終了した後における被圧延材５における板反り量を測定し、測定した板反り量が板反り量の目標値となるように、第７パスの噛込直後期間における平均異速率を用いて上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、求めた異速率の修正量と第７パスで設定された異速率とを加算することによって、第８パスの異速率の設定値を求めた。そして、求めた第８パスの異速率の設定値で、第８パスの圧延を行った。
【００６５】
そして、第８パスの圧延を終了した後における被圧延材５における板反り量を測定し、測定した板反り量が板反り量の目標値となるように、第８パスの噛込直後期間における平均異速率を用いて上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、求めた異速率の修正量と第８パスで設定された異速率とを加算することによって、第９パスの異速率の設定値を求めた。そして、求めた第９パスの異速率で最終パスである第９パスの圧延を行った。
【００６６】
一方、比較例として、図１に示す圧延装置１を用い、第８パスの圧延後の板反り量を測定し、測定した板反り量が板反りの目標値となるように、上下ワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、この修正量と第８パスで設定された異速率とを加算することにより、最終パスである第９パスの異速率を求め、この異速率に設定して最終パスの圧延を行った。
【００６７】
表１には、本発明例および比較例それぞれでの圧延条件をまとめて示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
図７には、本発明例について、第６パス〜第９パスにおける異速率（％）および反り曲率（１０−３／ｍｍ）の測定結果をグラフで示す。
図７にグラフで示すように、本発明例では、第７パスにおいて下反りが発生したものの、第８パスでは目標値である狙い反り曲率に近い値の上反りとなり、さらに第９パスの圧延により、ほぼ狙い反り曲率 （上反り曲率０．２×１０−３／ｍｍ） の厚板を製造することができた。
【００７０】
これに対し、比較例では、第９パスの圧延を終了した時点で、反り曲率が−０．３×１０−３／ｍｍ程度の下反りが発生し、目標とする板反り曲率を大きく外れ、不芳であった。
【００７１】
また、図７に示すように、本発明により板反り制御を開始した第７パスでは、狙い反り曲率を大きく逸脱する反り曲率の下反りが発生していることがわかる。このため、本発明例の学習制御は、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって効果が表れることがわかる。
【００７２】
また、図８には、本発明例および比較例について、最終パス完了後の反り曲率の実測値（１０−３／ｍｍ）と形状比との関係をグラフで示す。なお、図９のグラフにおける比較例は、オペレータが勘により経験的に次パスの異速率を設定した例である。また、図８のグラフにおける白丸は比較例を示し、黒丸は本発明例を示す。
【００７３】
図８にグラフで示すように、本発明例によれば、最終パスにおいて発生する反り曲率を目標値の範囲 （上反り曲率０〜０．４×１０−３／ｍｍ） に制御することができたのに対し、オペレータが勘に頼る従来例では、最終パスにおいて発生する反り曲率が、下反り曲率−０．５×１０−３／ｍｍ〜上反り曲率＋１．０×１０−３／ｍｍという広い範囲でばらついてしまったことがわかる。
【００７４】
（変形形態）
実施の形態の説明では、「圧延鋼板」が熱間圧延により製造される厚板である場合を例にとった。しかし、本発明は厚板に限定されるものでなく、例えばホットストリップの粗圧延材のように、複数パスのリバース圧延を行われて製造される圧延鋼板であれば、等しく適用される。
【００７５】
また、実施の形態の説明では、「反り制御要素」が上下のワークロールそれぞれの周速度である場合を例にとった。しかし、本発明における「反り制御要素」は上下のワークロールそれぞれの周速度に限定されるものではなく、例えば前述した「パスライン調整」や「表裏面温度差制御」等の板反り量を低減できる要素であれば、上下のワークロールそれぞれの周速度以外であっても等しく適用される。
【００７６】
また、実施の形態の説明では、最終パスと最終パスの１パス前のパスとの２パスに本発明を適用した場合を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではなく、最終パスを含まない他の２以上の連続するパスに適用してもよい。これによっても、最終パスを含まない他の２以上の連続するパスを終了した時点における板反り量を確実に低減することができる。
【００７７】
また、実施の形態の説明では、前パスで設定された異速率に対する修正量を求め、この修正量と前パスで設定された異速率とから次パスで設定される異速率を求めることにより最終的に上下のワークロールの周速度を設定する場合を例にとった。しかし、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、例えば、前パスの異速率を実測し、この異速率の実測値に対する修正量を求め、この修正量と前パスでの異速率の実測値とから、次パスに設定すべき異速率を求めるようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法により、複数パスのリバース圧延により圧延鋼板を製造するに際し、被圧延材の板反り量を操業上の大きな問題を生じない程度に十分に抑制することができた。
【００７９】
このため、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法により、例えば設備トラブル、鋼板の表面疵さらには制御圧延材の冷却むらによる品質劣化といった、板反りに起因した操業上の各種の問題の発生を抑制でき、特に、最終パス後の製品の板反り量をも目標の範囲内に正確に収めるように制御できることから例えば厚板やホットストリップ粗圧延材といった製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態で用いる圧延装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】あるパスにおける上下のワークロールの異速率と、被圧延材に生じる反り曲率との関係を調査した結果の一例を示すグラフであり、図２（ａ）は噛込前の無負荷時の異速率ΔＶ（％）を示し、図２（ｂ）は被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩ（％）を示す。
【図３】直前のパスにおける異速率−時間の関係の一例を示すグラフである。
【図４】形状比の説明図である。
【図５】（２）式における係数ａと形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）との関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態において、反り制御装置により行われるフィードフォワード制御の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施例における第６パス〜第９パスにおける異速率（％）および反り曲率（１０−３／ｍｍ）の測定結果を示すグラフである。
【図８】本発明例および比較例についての最終パス完了後の反り曲率の実測値（１０−３／ｍｍ）と形状比との関係を示すグラフである。
【図９】９パスのリバース圧延により厚板を製造した際の各パスにおいて発生した板反り量（反り曲率κ）の測定結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧延装置
２ａ、２ｂ 上下のワークロール
３ａ、３ｂ 上下のバックアップロール
４ リバース圧延機
５ 被圧延材
６ａ、６ｂ 反りセンサ
７ 画像処理装置
８ データ収集装置
９ 圧延機制御プロセスコンピュータ
１０ 反り制御装置
１１ モニタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧延鋼板の製造方法に関するものであり、具体的には、例えば厚板の圧延やホットストリップの粗圧延等のように、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば厚板の圧延やホットストリップの粗圧延等のように、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造しようとすると、被圧延材の圧延方向の先端部に上方向または下方向への板反りが発生することがある。かかる板反りが発生すると、例えば、その後のパスにおいて被圧延材が衝突してストリップガイドを破損するといった設備トラブルを生じたり、下反りが発生した場合には製品である被圧延材に腰折れ等の表面疵が発生したり、特に製品が制御圧延材である場合には冷却むらが発生して所望の特性が得られないといった、操業上の大きな問題が発生する。
【０００３】
このように板反りは、操業上の様々な問題の原因となることから、その発生を完全に防止すべきものである。しかしながら、板反りは、被圧延材である鋼板の上下面間の温度差や摩擦係数差、上下のワークロールの周速度差やピックアップ量等といった極めて多くの要因が複雑に影響し合って発生すると考えられる。このため、板反りの発生を完全に解消することは容易ではない。
【０００４】
そこで、このような板反りの発生を操業上問題ない程度に抑制するため、例えば特開昭６３−６００１２号公報には、リバース圧延機の前後の少なくとも一方の側に設置された反りセンサによりあるパスを終了した被圧延材の板反り量（反り曲率）を測定し、予め求めた、反り曲率と上下のワークロールの周速度差との関係に基づいて、反り曲率が零となるように次パスを行う際の上下のワークロールの異速率を設定する発明が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のいずれの技術によっても、これまでは、被圧延材の板反り量を操業上の大きな問題を生じない程度に抑制することはできなかった。
【０００６】
すなわち、本発明者らが確認した結果によれば、例えば特開昭６３−６００１２号公報により開示された発明により得られる板反りの抑制効果は、近時に求められている板反りの抑制効果には達しないため、その改善が必要である。
【０００７】
また、板反りは上述したように非常に多くの要因が複雑に影響し合って発生する。このため、複数パスのリバース圧延における各パスにおいて発生する板反り量は一定ではなく不規則に増減する。
【０００８】
図９は、９パスのリバース圧延により厚板を製造した際の各パスにおいて発生した板反り量（反り曲率κ）の測定結果の一例を示すグラフであり、正の値の反り曲率κは上反りが発生したことを意味し、負の値の反り曲率κは下反りが発生したことを意味する。同図にグラフで示すように、この例における反り曲率κは各パスにおいて約＋０．１〜−０．４（１×１０−３／ｍｍ）の範囲で変動していることから、発生する板反り量は各パス毎に不規則に増減することがわかる。
【０００９】
これらの理由により、特開昭６３−６００１２号公報により開示された発明にしたがって、前パスの板反り量の実測値に基づいて次パスの上下のワークロールの異速率を設定したとしても、次パスの板反り量を目標値に高精度で制御することはできない。このため、例えば、最終パスの直前のパスにおける板反り量の実測値に基づいて最終パスの上下のワークロールの異速率を設定しても、最終パス後の製品の板反り量を目標の範囲内に収めるように制御することはできない。
【００１０】
本発明の目的は、複数パスのリバース圧延により圧延鋼板を製造するに際し、被圧延材の板反り量を操業上の大きな問題を生じない程度に十分に抑制することができる圧延鋼板の製造方法を提供することであり、これにより、例えば設備トラブル、鋼板の表面疵さらには制御圧延材の冷却むらによる品質劣化といった、板反りに起因した操業上の各種の問題の発生を抑制でき、特に、最終パス後の製品の板反り量をも目標の範囲内に正確に収めるように制御できることから例えば厚板やホットストリップ粗圧延材といった製品の品質向上を図ることができる圧延鋼板の製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、（ｉ）上下のワークロールそれぞれの周速度の設定は、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における異速率の平均値（本明細書では「平均異速率」という）に基づいて行うこと、および／または、（ｉｉ）一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、最終パス後の板反り量の目標値との偏差に基づいて一のパスの直後のパスを行う際の反り制御要素（例えば上下のワークロールそれぞれの周速度）の設定量をフィードフォワード制御することを連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、板反りを操業上の大きな問題を生じない程度に十分に抑制もしくは解消することができることを知見し、かかる知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明を完成した。
【００１２】
本発明は、広義には、被圧延材に上下のワークロールによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロールの平均異速率に基づいて、上下のワークロールそれぞれの周速度を、板反りの発生が抑制または解消されるように設定することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、被圧延材に上下のワークロールによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、複数パスのうちの一のパスを行う際に、一のパスの直前のパスを終了した後の板反り量の測定値と、一のパスの後における板反り量の目標値との偏差に基づき、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における上下のワークロールの平均異速率を計算し、計算した平均異速率に基づいて一のパスにおける上下のワークロールそれぞれの周速度を設定することによって、板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。
【００１４】
別の観点からは、本発明は、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量をフィードフォワード制御することを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、これら少なくとも２パスを終了した時点における板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量を変更して直後のパスを行うことを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、少なくとも２パスを終了した時点における板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法である。この場合に、直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量の変更が、前記の偏差から、一のパスにおける反り制御要素の設定量または実測値の変更量を求め、求めた変更量と、一のパスにおける反り制御要素の設定量または実測値とに基づいて、行われることが望ましい。
【００１６】
これらの本発明において、反り制御要素が、リバース圧延を行う上下のワークロールそれぞれの周速度であることが例示される。この場合に、上下のワークロールそれぞれの周速度の設定量の変更が、被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における、上下のワークロールの平均異速率に基づいて、行われることが望ましい。
【００１７】
さらに、これらの本発明にかかる圧延鋼板の製造方法では、一のパスが、複数パスにおける最終パスの１パス前のパスであることが例示される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法の実施の形態を、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、本発明における「圧延鋼板」が熱間圧延により製造される厚板であるとともに、本発明における「反り制御要素」が上下のワークロールそれぞれの周速度である場合を例にとる。この反り制御要素には、下ワークロールの天面と入側テーブルローラの天面との差を調整して、被圧延材の進入角度を調整する「パスライン調整」や、水冷等により被圧延材の上面と下面との温度差を調整する「表裏面温度差制御」等も包含されるが、「反り制御要素」として上下のワークロールそれぞれの周速度を用いることが、板反りの制御量が大きいために望ましいからである。
【００１９】
図１は、本実施の形態で用いる圧延装置１の構成を模式的に示す説明図である。同図に示すように、この圧延装置１は、上下一対のワークロール２ａ、２ｂと、ワークロール２ａ、２ｂをそれぞれ支持するバックアップロール３ａ、３ｂとを有するリバース圧延機４を備えており、このリバース圧延機４により、被圧延材５に熱間で複数パスのリバース圧延が行われ、最終的に製品である厚板が製造される。
【００２０】
リバース圧延機４の前面側および後面側には、それぞれ、各パスにおける被圧延材５に生じる板反り量を測定するための反りセンサ６ａ、６ｂが設置されており、反りセンサ６ａ、６ｂにより各パスを終了した時点の被圧延材５の先端部に生じる板反り量が測定される。反りセンサ６ａ、６ｂにより測定された板反り量は画像処理装置７へ送られる。そして、画像処理装置７により、入力された板反り量に基づいて反り曲率が計算され、計算された反り曲率は、後述する反り制御装置１０へ送られる。
【００２１】
また、図１中に示すデータ収集装置８により、リバース圧延機４によるリバース圧延の各パスにおける圧延荷重、ワークロール周速度（圧延速度）さらには圧延トルク等の各データがリアルタイムで計測される。そして、データ収集装置８によりリアルタイムで計測されたこれらのデータは、データ収集装置８から後述する反り制御装置１０へ送られる。
【００２２】
さらに、圧延機制御プロセスコンピュータ９により、リバース圧延機４による各パスのパススケジュール計算が行われ、得られたパススケジュールは反り制御装置１０へ送られる。
【００２３】
反り制御装置１０では、画像処理装置７から入力される反り曲率と、データ収集装置８から入力される圧延荷重、ワークロール周速度（圧延速度）さらには圧延トルク等の各データと、圧延機制御プロセスコンピュータ９から入力される各パスのパススケジュールとに基づいて、被圧延材５の板反り量を低減するための上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率が計算され、計算された異速率に基づいて、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度が計算される。
【００２４】
反り制御装置１０により計算された上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率および周速度は、モニタ１１に送られてオペレータへの指示値として表示される。オペレータは、モニタ１１に表示された上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率および周速度の指示値にしたがって、上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度を手動操作により設定する。
【００２５】
以上説明したように構成された圧延装置１を用いて、被圧延材５に複数パスのリバース圧延を熱間で行って厚板を製造するが、本実施の形態では下記２点、すなわち、
（ｉ）一のパスの直前のパスにおける、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度を、板反りの発生が抑制または解消されるように設定すること、および
（ｉｉ）例えば上述した特開昭６３−６００１２号公報により開示された発明のように板反り量を測定したパスの次のパスのみに着目するのではなくて、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量をフィードフォワード制御することを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、少なくとも２パスを終了した時点における板反りの発生を抑制または解消すること
を特徴とするものである。そこで、以下、これら２点の内容について詳細に説明する。なお、以降の本実施の形態の説明では、「一のパス」が最終パスの１パス前のパスである場合を例にとる。このため、本実施の形態では、「一のパスの直前のパス」とは最終パスの２パス前のパスであり、「一のパスの直後のパス」とは最終パスである。
【００２６】
（ｉ）噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩに基づいた、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌの設定
本実施の形態では略述すると、上下のワークロール２ａ、２ｂによる被圧延材５に対する複数パスのリバース圧延のうちの一のパス（上述したように、最終パスの１パス前のパスを意味する）を行う際に、まず、この一のパスの直前のパス（上述したように、最終パスの２パス前のパスを意味し、以下単に「直前のパス」という）で実測した板反り量から、一のパスにおいて板反り量を無くすための異速率ΔＶを設定する。すなわち、直前のパスにおける、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率ΔＶＩに基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを、板反りの発生が抑制または解消されるように設定する。
【００２７】
図２は、板厚２０．７ｍｍから板厚１６．４ｍｍまで圧延するあるパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率と、被圧延材５に生じる反り曲率κとの関係を調べた結果の一例を示すグラフであり、図２（ａ）は噛込前の無負荷時の異速率ΔＶ（％）を示し、図２（ｂ）は被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩ（％）を示す。
【００２８】
ここで、異速率ΔＶは、上ワークロール２ａの周速度をＶｕとし、下ワークロール２ｂの周速度をＶｌとすると、（１）式により求められる。
ΔＶ＝（Ｖｌ−Ｖｕ）／Ｖｌ×１００（％） ・・・・・・（１）
また、直前のパスの噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩは、図３に例示する、直前のパスにおける異速率−時間のグラフを用いて決定される。すなわち、本実施の形態では、直前のパスにおいて被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間を、板反りの発生が予想される先端部の領域 （例えば被圧延材５の先端の噛込みから圧延方向へ１０００ｍｍの長さの領域）が圧延されるのに要する時間（本実施の形態では０．３秒間とした）と定め、この噛込直後期間における上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの平均周速度Ｖｕ’、Ｖｌ’を求め、求めたワークロール２ａ、２ｂそれぞれの平均周速度Ｖｕ’、Ｖｌ’を（１）式に代入することにより、直前のパスにおける平均異速率ΔＶＩが求められる。
【００２９】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すグラフから、被圧延材５に生じる反り曲率κは、被圧延材５がリバース圧延機４に噛み込む前の無負荷時における上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率ΔＶとの間には明確な関数関係を有さないのに対し、噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩとの間には明確な関数関係を有することがわかる。このため、被圧延材５に生じる反り曲率κは、直前のパスでの噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを変数とする関数ｆを用いて（２）式のように表される。ここで、この（２）式における係数ａは、形状比といわれるパラメータを用いて表される。
【００３０】
κ＝ａ×ｆ （ΔＶＩ） ・・・・・・（２）
図４は、形状比の説明図である。同図に示すように、入側板厚をｈ１ とし、出側板厚をｈ２ とし、さらに接触弧長をｌｄ とすると、形状比は、（接触弧長）／（入側板厚および出側板厚の平均値） である、２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）として求められる。
【００３１】
図５は、（２）式における係数ａと形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）との関係を示すグラフである。図５にグラフで示すように、（２）式における係数ａは、形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）の関数として表現することができる。このため、図２（ｂ）のグラフから求められた（２）式の関係と、図５のグラフに示す関係とに基づいて、直前のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩと反り曲率κとの関係は、形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）を用いて整理することができる。
【００３２】
すなわち、本実施の形態では、反り制御装置１０に、図２（ｂ）のグラフから求められた（２）式の関係と、図５のグラフに示す関係とが予め入力されており、圧延機制御プロセスコンピュータ９により計算された、直前のパスのスケジュールが反り制御装置１０に入力されると、反り制御装置１０は、形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）を算出し、この算出値と予め入力された図５のグラフの関係とにより、係数ａの値を求める。そして、反り制御装置１０は、求められた係数ａの値を、上述した（２）式に代入することによって、一のパスにおいて板反り量が許容範囲内に収まるように反り曲率κを小さくすることができる、一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを求めることができる。
【００３３】
なお、形状比が１．０近傍の条件では、上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度を異ならせる異周速圧延を行うことが難しい不安定領域となることがある。すなわち、通常、形状比が１．０よりも大きくなると周速度が大きい側のワークロール２ａまたは２ｂに向けて板反りが発生するのに対し、形状比が１．０よりも小さくなると、周速度が小さい側のワークロール２ａまたは２ｂに向けて板反りが発生し、いずれの場合にも板反りの発生方向が定まる安定領域での圧延となるのに対し、形状比が１．０近傍では、板反りの発生方向が定まらない不安定領域となることがある。このため、形状比が１．０近傍の条件では、前述したような、例えばパスライン調整や表裏面温度差制御等の異周速圧延以外の他の反り制御手法を適用するようにしてもよい。
【００３４】
ところで、オペレータの手動操作によって一のパスについて実際に設定されるのは、噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩではなくて、無負荷時における上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌにより規定される異速率ΔＶである。このため、本実施の形態では、上述したようにして反り制御装置１０により算出された平均異速率ΔＶＩとなるように、オペレータの操作によって無負荷時における上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定するために、噛込直後期間におけるリバース圧延機４の特性と圧延条件との関係を利用して、一のパスの噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩを正確に与える無負荷時における異速率ΔＶ、すなわち上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを算出することができる予測式を用いる。そこで、以下、この予測式（３）〜（１２）について説明する。
【００３５】
図１における反り制御装置１０によって一のパスが開始される前に把握可能な情報は、圧延機制御プロセスコンピュータ９で計算される各パスの計算圧延トルクと、基準圧延速度である。ここで、基準圧延速度とは、同速度で圧延する場合の各パスの圧延速度であり、異周速圧延を行う場合には上ロールか下ロールのいずれか一方の圧延速度である。
【００３６】
ここで、計算圧延トルクＴｑｓと、一のパスの噛込直後期間における最大圧延トルクの上下のワークロール２ａ、２ｂの平均値Ｔｑｉとの間には（３）式の関係が成立する。なお、（３）式におけるＣ１ は係数である。
【００３７】
Ｔｑｉ＝Ｃ１ ×Ｔｑｓ ・・・・・・・・（３）
また、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度を異ならせる異周速圧延では、周速度が高い側のワークロール２ａまたは２ｂのトルクは増加するのに対し、周速度が低い側のワークロール２ａまたは２ｂのトルクは減少する。このため、一のパスの無負荷時の異速率をΔＶとして、上ワークロール２ａの噛込直後期間における最大圧延トルクＴｑｉｕ、下ワークロール２ｂの噛込直後期間における最大圧延トルクＴｑｉｌは、（４）式〜（６）式によって計算される。なお、（６）式におけるＣ２ およびＣ３ はいずれも係数である。
【００３８】
Ｔｑｉｕ＝（１−Ｔｑａ×ΔＶ）×Ｔｑｉ ・・・・・・・・（４）
Ｔｑｉｌ＝（１＋Ｔｑａ×ΔＶ）×Ｔｑｉ ・・・・・・・・（５）
Ｔｑａ＝Ｃ２ ×（Ｔｑｉ−Ｃ３ ）２ ・・・・・・・・（６）
さらに、一のパスにおいて被圧延材５がワークロール２ａ、２ｂに噛み込んだ時の時刻を０とすると、噛み込んだ時からｔ秒間経過した時点における上ワークロール２ａの圧延トルクＴｑｕ（ｔ）、下ワークロール２ｂの圧延トルクＴｑｌ（ｔ）は、それぞれ（７）式および（８）式により計算される。
【００３９】
Ｔｑｕ（ｔ）＝Ｔｑｉｕ×ｇ（ｔ） ・・・・・・・・（７）
Ｔｑｌ（ｔ）＝Ｔｑｉｌ×ｇ（ｔ） ・・・・・・・・（８）
一方、一のパスにおいて噛み込んだ時からｔ秒間経過した時点における上ワークロール２ａの速度Ｓｐｕ（ｔ）、下ワークロール２ｂの速度Ｓｐｌ（ｔ）は、それぞれ、（９）式〜（１２）式により求められる。ここで、（９）式におけるＶｕ、（１１）式におけるＶｌは、上ワークロール２ａ、下ワークロール２ｂそれぞれの一のパスにおける無負荷時の設定速度である。
【００４０】
【００４１】
すなわち、本実施の形態では、一のパスにおける噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩと計算圧延トルクＴｑｓとから、被圧延材５の板反り量を抑制することができる異速率ΔＶ、すなわち一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを高精度で設定することができる。
【００４２】
このように、本実施の形態では、被圧延材５に上下のワークロール２ａ、２ｂによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する際であって、複数パスのうちの一のパス（最終パスの１パス前のパス）を行う際に、この一のパスの直前のパス（最終パスの２パス前のパス）における、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間での上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定する。
【００４３】
ここで、図２（ｂ）のグラフを参照しながら上述したように、噛込直後期間における平均異速率は被圧延材５に生じる反り曲率との間に明確な相関関係を有しており、本実施の形態ではこの噛込直後期間における平均異速率を因子として上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定するため、板反りの発生を高精度で抑制または解消することができる。
【００４４】
なお、以上の（ｉ）項の説明では「一のパス」が最終パスの１パス前のパスである場合を例にとった。しかし、本発明における「一のパス」は、かかる形態に限定されるものではなく、リバース圧延の複数のパスのうちのいずれか一つのパスであればよく、いずれのパスの場合であっても、このパスを終了した後における板反りの発生を高精度で抑制または解消することができる。
【００４５】
（ｉｉ）制御誤差に基づいた、一のパスの直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量のフィードフォワード制御の、最終パスを含む連続する２パスにおける実施
上述した図９のグラフで例示するように、リバース圧延の各パスにおいて発生する板反り量は、各パス毎に大きく変化することがある。上記（ｉ）項で説明したように、噛込直後期間における平均異速率を用いることとともに、以下に説明するフィードフォワード制御を行うことにより、各パス間における板反り量の変動をも相殺して、さらに高精度で板反りの発生を抑制または解消することができる。
【００４６】
すなわち、本実施の形態では、反り制御装置１０により、リバース圧延機４による複数パスのうちの一のパス（本実施の形態では、上述したように最終パスの１パス前のパスを意味する）を終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差（本明細書では、以下「制御誤差」という）を算出し、算出した制御誤差に基づいて一のパスの直後のパス（本実施の形態では、最終パスを意味し、以下単に「直後のパス」という）を行う際の上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌの設定量をフィードフォワード制御するという操作を、最終パスを含む連続する２パス、すなわち一のパスと直後のパスとについて行う。
【００４７】
具体的には、反り制御装置１０により、直前のパス（最終パスの２パス前のパス）を終了した後の板反り量の測定値と、最終パスの後における板反り量の目標値との制御誤差から、上述したように噛込直後期間における上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて設定された、一のパスでの上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度の設定量の変更量を求め、求めた変更量と直前のパスにおける上下ワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量とに基づいて、一のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量を変更して設定する。そして、この設定量で一のパスを行う。
【００４８】
次に、反り制御装置１０により、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、最終パスの後における板反り量の目標値との制御誤差から、上述したように噛込直後期間における上下のワークロール２ａ、２ｂの平均異速率に基づいて設定された、一のパスでの上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度の設定量の変更量を求め、求めた変更量と一のパスにおける上下ワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量とに基づいて、直後のパスにおける上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量を変更して設定する。そしてこの設定量で直後のパス、すなわち最終パスを行う。
【００４９】
すなわち、本実施の形態では、直後のパスを行う際の上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌの設定量の変更は、一のパスにおける制御誤差から、一のパスで設定された異速率の設定量または実測値の変更量を求め、求めた変更量と、一のパスにおける異速率の設定量または実測値とを加算することにより行われる。
【００５０】
このように、本実施の形態では、反り制御装置１０により、前パスでの板反り量の測定値と最終的な板反り量の目標値とから板反り量の制御誤差を求め、かかる制御誤差を、前パスの直後の次パスでの異速率の設定、すなわち、上下のワークロール２ａ、２ｂの速度の設定にフィードフォワード制御するという制御を、最終パスを含む連続する２パスで行うという、いわば板反り量 （反り曲率） の誤差の学習制御を行う。このため、直前のパス、一のパスおよび直後のパスにおいて発生する板反り量が各パス毎に変動したとしても、変動した板反り量に十分に追従して、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度Ｖｕ、Ｖｌを設定することができる。これにより、最終パス後の板反り量を目標値によりいっそう高精度で制御することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、このようなフィードフォワード制御を、一のパスと直後のパスとの２パスについて行っているが、直前のパス以上前の複数のパスについても適用することにより、直後のパスを含む３パス以上の複数のパスでかかるフィードフォワード制御を行うようにしてもよい。
【００５２】
また、以上の説明は、最終パスを含む２パス以上の複数のパスにおいて上述したフィードフォワード制御を行う場合に関するものであるが、最終パスを含まない２パス以上の複数のパスにおいてかかるフィードフォワード制御を行うようにしてもよい。これによっても、フィードフォワード制御を行われた最後のパスを終了した後の被圧延材５に生じる板反り量を顕著に低減でき、これにより、このパスの近傍のパスにおける操業上の問題を解消することができる。
【００５３】
そこで、以下、連続する２パスにおいてかかるフィードフォワード制御を行う場合を一般化して説明する。
図６は、本実施の形態において、反り制御装置１０により行われるフィードフォワード制御の一例を示すフローチャートである。なお、本例は、第（ｉ＋１）パスと第（ｉ＋２）パスとにフィードフォワード制御を適用する場合を示す。
【００５４】
図６におけるステップ（以下「Ｓ」と略記する）１では、第ｉパス目の圧延を終了した後の被圧延材５の先端に生じた板反り量 （反り曲率κｉ ） を測定する。そして、測定後にＳ２へ移行する。
【００５５】
Ｓ２において、反り曲率κｉ と反り曲率の目標値κｏ から板反り量の制御誤差Δκｉ （ Δκｉ ＝κｉ −κｏ ） を求め、この制御誤差Δκｉ が零となるように、（２）式および図５に示す係数ａと形状比との関係より、噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩｉを求め、この平均異速率ΔＶＩｉから（１）式〜（１２）式を用いて第ｉパスで設定された異速率ΔＶｉ の修正量ΔＶＳｉ を求める。すなわち、本実施の形態では、上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの周速度の設定量は、被圧延材５に板反りの発生が予想される噛込直後期間における、リバース圧延を行う上下のワークロール２ａ、２ｂそれぞれの平均異速率ΔＶＩｉに基づいて、決定される。そして、Ｓ３へ移行する。
【００５６】
Ｓ３において、第ｉパス目の異速率ΔＶｉ とその修正量ΔＶＳｉ とから第（ｉ＋１）パスにおいて設定される異速率ΔＶｉ＋１ をΔＶｉ＋１ ＝ΔＶｉ ＋ΔＶＳｉ として求め、この異速率ΔＶｉ＋１ で第（ｉ＋１）パスの圧延を行う。そして、Ｓ４へ移行する。
【００５７】
Ｓ４において、第（ｉ＋１）パス目の圧延を終了した後の被圧延材５の先端に生じた板反り量κｉ＋１ を測定する。そして、測定後にＳ５へ移行する。
Ｓ５において、板反り量κｉ＋１ と板反り量の目標κｏ から板反り量の制御誤差Δκｉ＋１ を、Δκｉ＋１ ＝κｉ＋１ −κｏ として求め、この制御誤差Δκｉ＋１ からＳ２で説明した手法と同様にして異速率の修正量ΔＶＳｉ＋１ を求める。そして、Ｓ６へ移行する。
【００５８】
Ｓ６において、第（ｉ＋１）パス目の異速率ΔＶｉ＋１ とその修正量ΔＶＳｉ＋１ とから第（ｉ＋２）パスの異速率ΔＶｉ＋２ をＳ３で説明した手法と同様の手法で求め、この異速率ΔＶｉ＋２ で第（ｉ＋２）パスである最終パスの圧延を行う。
【００５９】
このように、本実施の形態では、例えば上述した特開昭６３−６００１２ 号公報により開示された発明のように、板反り量を測定したパスの次パスのみに着目するのではなくて、複数の各パスにおいて板反り量を徐々に低減していくこと、具体的には、被圧延材５に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する際の複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて直後のパスを行う際の上下のワークロール２ａ、２ｂの周速度の設定量を変更して直後のパスを行うことを、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行う。
【００６０】
このため、これらの少なくとも２パスを終了した時点に向かって、これらのパスで板反り制御を行うことができ、徐々に板反り量を低減して目標値に近づけることができる。このため、本実施の形態によれば、これらのパスの各パスにおいて板反り量が不規則に変動したとしても、これらの少なくとも２パスを終了した時点においては、板反りの発生を抑制または解消することができ、目標とする板反り量に高精度で制御することが可能となる。
【００６１】
つまり、前述したように、板反りは、鋼板の上下面の摩擦係数差や温度差、噛み込み角度の非対称性、スケールの表裏差、さらには先端噛み込み端の材料形状等といった様々な理由に起因して発生するため、各パス毎の板反りの変動要因を正確かつ定量的に把握することは事実上不可能である。これに対し、この本実施の形態によれば、各パス毎の板反りの変動要因を正確かつ定量的に把握しなくとも、各パス間における板反り量の変動の影響を解消して、板反り量を目標値に高精度で制御することができ、これにより、板反りに起因した各種の問題の発生を抑制でき、特に、最終パスを含む２以上のパスに適用することにより、最終パス後の製品の板反り量を目標値に制御し、製品の品質や歩留りを向上することができる。
【００６２】
【実施例】
さらに、本発明を実施例を参照しながらより詳細に説明する。
実施の形態で用いた、被圧延材５の先端部の板反り量 （反り曲率κ） を測定する反りセンサ６ａ、６ｂを前後に備えた図１に示す圧延装置１により仕上総パス数が９パスからなるリバース圧延を行って、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法を実施することにより、厚板を熱間で製造した。
【００６３】
すなわち、本発明例として、第６パスの圧延を終了した後における被圧延材５における板反り量を測定し、測定した板反り量が板反り量の目標値となるように、第６パスの噛込直後期間における平均異速率を用いて上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、求めた異速率の修正量と第６パスで設定された異速率 （オペレータが経験的に設定したもの） とを加算することによって、第７パスの異速率の設定値を求めた。そして、求めた第７パスの異速率の設定値で、第７パスの圧延を行った。
【００６４】
そして、第７パスの圧延を終了した後における被圧延材５における板反り量を測定し、測定した板反り量が板反り量の目標値となるように、第７パスの噛込直後期間における平均異速率を用いて上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、求めた異速率の修正量と第７パスで設定された異速率とを加算することによって、第８パスの異速率の設定値を求めた。そして、求めた第８パスの異速率の設定値で、第８パスの圧延を行った。
【００６５】
そして、第８パスの圧延を終了した後における被圧延材５における板反り量を測定し、測定した板反り量が板反り量の目標値となるように、第８パスの噛込直後期間における平均異速率を用いて上下のワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、求めた異速率の修正量と第８パスで設定された異速率とを加算することによって、第９パスの異速率の設定値を求めた。そして、求めた第９パスの異速率で最終パスである第９パスの圧延を行った。
【００６６】
一方、比較例として、図１に示す圧延装置１を用い、第８パスの圧延後の板反り量を測定し、測定した板反り量が板反りの目標値となるように、上下ワークロール２ａ、２ｂの異速率の修正量を求め、この修正量と第８パスで設定された異速率とを加算することにより、最終パスである第９パスの異速率を求め、この異速率に設定して最終パスの圧延を行った。
【００６７】
表１には、本発明例および比較例それぞれでの圧延条件をまとめて示す。
【００６８】
【表１】
図７には、本発明例について、第６パス〜第９パスにおける異速率（％）および反り曲率（１０−３／ｍｍ）の測定結果をグラフで示す。
図７にグラフで示すように、本発明例では、第７パスにおいて下反りが発生したものの、第８パスでは目標値である狙い反り曲率に近い値の上反りとなり、さらに第９パスの圧延により、ほぼ狙い反り曲率 （上反り曲率０．２×１０−３／ｍｍ） の厚板を製造することができた。
【００７０】
これに対し、比較例では、第９パスの圧延を終了した時点で、反り曲率が−０．３×１０−３／ｍｍ程度の下反りが発生し、目標とする板反り曲率を大きく外れ、不芳であった。
【００７１】
また、図７に示すように、本発明により板反り制御を開始した第７パスでは、狙い反り曲率を大きく逸脱する反り曲率の下反りが発生していることがわかる。このため、本発明例の学習制御は、複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって効果が表れることがわかる。
【００７２】
また、図８には、本発明例および比較例について、最終パス完了後の反り曲率の実測値（１０−３／ｍｍ）と形状比との関係をグラフで示す。なお、図９のグラフにおける比較例は、オペレータが勘により経験的に次パスの異速率を設定した例である。また、図８のグラフにおける白丸は比較例を示し、黒丸は本発明例を示す。
【００７３】
図８にグラフで示すように、本発明例によれば、最終パスにおいて発生する反り曲率を目標値の範囲 （上反り曲率０〜０．４×１０−３／ｍｍ） に制御することができたのに対し、オペレータが勘に頼る従来例では、最終パスにおいて発生する反り曲率が、下反り曲率−０．５×１０−３／ｍｍ〜上反り曲率＋１．０×１０−３／ｍｍという広い範囲でばらついてしまったことがわかる。
【００７４】
（変形形態）
実施の形態の説明では、「圧延鋼板」が熱間圧延により製造される厚板である場合を例にとった。しかし、本発明は厚板に限定されるものでなく、例えばホットストリップの粗圧延材のように、複数パスのリバース圧延を行われて製造される圧延鋼板であれば、等しく適用される。
【００７５】
また、実施の形態の説明では、「反り制御要素」が上下のワークロールそれぞれの周速度である場合を例にとった。しかし、本発明における「反り制御要素」は上下のワークロールそれぞれの周速度に限定されるものではなく、例えば前述した「パスライン調整」や「表裏面温度差制御」等の板反り量を低減できる要素であれば、上下のワークロールそれぞれの周速度以外であっても等しく適用される。
【００７６】
また、実施の形態の説明では、最終パスと最終パスの１パス前のパスとの２パスに本発明を適用した場合を例にとった。しかし、本発明はこの形態に限定されるものではなく、最終パスを含まない他の２以上の連続するパスに適用してもよい。これによっても、最終パスを含まない他の２以上の連続するパスを終了した時点における板反り量を確実に低減することができる。
【００７７】
また、実施の形態の説明では、前パスで設定された異速率に対する修正量を求め、この修正量と前パスで設定された異速率とから次パスで設定される異速率を求めることにより最終的に上下のワークロールの周速度を設定する場合を例にとった。しかし、本発明はかかる形態に限定されるものではなく、例えば、前パスの異速率を実測し、この異速率の実測値に対する修正量を求め、この修正量と前パスでの異速率の実測値とから、次パスに設定すべき異速率を求めるようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法により、複数パスのリバース圧延により圧延鋼板を製造するに際し、被圧延材の板反り量を操業上の大きな問題を生じない程度に十分に抑制することができた。
【００７９】
このため、本発明にかかる圧延鋼板の製造方法により、例えば設備トラブル、鋼板の表面疵さらには制御圧延材の冷却むらによる品質劣化といった、板反りに起因した操業上の各種の問題の発生を抑制でき、特に、最終パス後の製品の板反り量をも目標の範囲内に正確に収めるように制御できることから例えば厚板やホットストリップ粗圧延材といった製品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態で用いる圧延装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図２】あるパスにおける上下のワークロールの異速率と、被圧延材に生じる反り曲率との関係を調査した結果の一例を示すグラフであり、図２（ａ）は噛込前の無負荷時の異速率ΔＶ（％）を示し、図２（ｂ）は被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における平均異速率ΔＶＩ（％）を示す。
【図３】直前のパスにおける異速率−時間の関係の一例を示すグラフである。
【図４】形状比の説明図である。
【図５】（２）式における係数ａと形状比２ｌｄ ／（ｈ１ ＋ｈ２ ）との関係を示すグラフである。
【図６】実施の形態において、反り制御装置により行われるフィードフォワード制御の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施例における第６パス〜第９パスにおける異速率（％）および反り曲率（１０−３／ｍｍ）の測定結果を示すグラフである。
【図８】本発明例および比較例についての最終パス完了後の反り曲率の実測値（１０−３／ｍｍ）と形状比との関係を示すグラフである。
【図９】９パスのリバース圧延により厚板を製造した際の各パスにおいて発生した板反り量（反り曲率κ）の測定結果の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 圧延装置
２ａ、２ｂ 上下のワークロール
３ａ、３ｂ 上下のバックアップロール
４ リバース圧延機
５ 被圧延材
６ａ、６ｂ 反りセンサ
７ 画像処理装置
８ データ収集装置
９ 圧延機制御プロセスコンピュータ
１０ 反り制御装置
１１ モニタ
Claims (8)
- 被圧延材に上下のワークロールによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、
前記被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間での前記上下のワークロールの平均異速率に基づいて、前記上下のワークロールそれぞれの周速度を、前記板反りの発生が抑制または解消されるように設定することを特徴とする圧延鋼板の製造方法。 - 被圧延材に上下のワークロールによる複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、
前記複数パスのうちの一のパスを行う際に、該一のパスの直前のパスを終了した後の板反り量の測定値と、前記一のパスの後における板反り量の目標値との偏差に基づき、前記被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における前記上下のワークロールの平均異速率を計算し、計算した該平均異速率に基づいて前記一のパスにおける前記上下のワークロールそれぞれの周速度を設定することによって、前記板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法。 - 被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、
前記複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、前記一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、前記複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて前記直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量をフィードフォワード制御することを、前記複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、該少なくとも２パスを終了した時点における前記板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法。 - 被圧延材に複数パスのリバース圧延を行って圧延鋼板を製造する方法であって、
前記複数パスのうちの一のパスの直後のパスを行う際に、前記一のパスを終了した後の板反り量の測定値と、前記複数パスのうちの最終パスの後における板反り量の目標値との偏差に基づいて前記直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量を変更して該直後のパスを行うことを、前記複数パスのうちの連続する少なくとも２パスにおいて行うことによって、該少なくとも２パスを終了した時点における前記板反りの発生を抑制または解消することを特徴とする圧延鋼板の製造方法。 - 前記直後のパスを行う際の反り制御要素の設定量の変更は、前記偏差から、前記一のパスにおける反り制御要素の設定量または実測値の変更量を求め、求めた該変更量と、前記一のパスにおける反り制御要素の設定量または実測値とに基づいて、行われる請求項４に記載された圧延鋼板の製造方法。
- 前記反り制御要素は、前記リバース圧延を行う上下のワークロールそれぞれの周速度である請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載された圧延鋼板の製造方法。
- 前記上下のワークロールそれぞれの周速度の設定量の変更は、前記被圧延材に板反りの発生が予想される噛込直後期間における、前記上下のワークロールの平均異速率に基づいて、行われる請求項６に記載された圧延鋼板の製造方法。
- 前記一のパスは、前記複数パスにおける最終パスの１パス前のパスである請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載された圧延鋼板の製造方法。
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