JP3666340B2 - Sheet thickness control method in hot continuous rolling mill - Google Patents

Description

【０００６】
これらの式の中で上記（２）式に示す平均変形抵抗Ｋfmおよび圧下力関数Ｑ中に含まれる摩擦係数μの予測が圧延荷重を算出する際に最も重要であり、特に熱延鋼板のように多くの特性の異なった鋼種を圧延する際には、添加元素（化学成分）別に正確に予測する必要がある。
【０００７】
一般に、熱間圧延における多パス圧延では、通常の添加元素・温度と共に、パス間での時間要素（パス間での歪み累積，歪み回復等）も圧延荷重に大きく影響することが知られている。
変形抵抗の算出の際に、このパス間での歪みを考慮した考えは多数有り、例えば特開平８−２４３６１９号のように、転位密度をパラメータとする変形抵抗の計算式と、各パスでの加工時における歪み硬化および歪み動的回復に対応させて導出した計算式と、パス間での転位密度の変化を前パス直後の転位密度に関する二次多項式で近似した式に基づいて導出した転位密度残留率の計算式とを用いて変形抵抗を計算し、この変形抵抗から圧延荷重を計算する方法が提示されている。この方法によれば、鋼種別に変形抵抗の係数を算出すれば、ある程度は圧延荷重の予測は可能である。
【０００８】
他方、これに対して、特開平１０−１０９１０６号では、変形抵抗を予め何鋼種か求めておき、それをグループ分けすることによって、それ以外の鋼種においては、その化学成分の含有量毎にメンバーシップ関数を設定し、その関数から変形抵抗を求める方法が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の前者の圧延荷重予測方法では、パス間での歪み硬化，動的回復について、全ての鋼種毎にテストサンプルを用いて、その影響を調査・定量化するのは、非常に労力がかかり、実際問題として困難である。しかも、実機での圧延条件の再現には、圧延でのスピードや温度等の面で困難が多い。
【００１０】
前述の後者の圧延荷重予測方法では、何鋼種か変形抵抗のみ算出し、それをグループ分けして化学成分毎にメンバーシップ関数を設定するため、前記の従来方法に比べると簡単であり、効率的だと思われる。しかし、熱延鋼板の場合、特定の化学成分を添加させている場合も多く、圧延での温度域によって変形抵抗に及ぼす各化学成分の影響があり、各スタンドでの歪み速度の変化を考慮しても、特定材質では変形抵抗予測誤差が生じやすい。これは、結局、前述の（１）式中の圧下力関数に誤差が存在するためと考えられる。
【００１１】
本発明者らは、実機での熱間圧延鋼板の製造に際し、この中で特に珪素（Ｓi)を０．５％以上添加したＳi 添加鋼での変形抵抗予測誤差が大きいことを経験上把握していた。Ｓi は、鋼板の成形性向上に効果があるため、成形の複雑な部位に用いられる添加元素である。
【００１２】
このＳi 添加鋼は、従来の転位密度の算出や動的回復等の予測のみでは、歪みの予測と計算圧延荷重は良く一致する。しかし、例え歪みを予測した計算荷重を算出しても、各スタンド毎に、計算荷重と実績荷重とは乖離することが多い。Ｓi 添加鋼については、以上のような原因から従来より、セットアップ予測誤差のバラツキが大きく、圧延荷重予測精度の向上が製品歩留り上、かつ圧延時の通板安定上、必要不可欠であった。
【００１３】
そこで、本発明は、Ｓi 添加鋼の圧延荷重予測精度を向上させることにあり、それによって、ロールギャップのセットアップ精度を向上させ、製品板厚精度の向上および歩留りの向上を図ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、複数スタンドがタンデム配置された熱間連続圧延機において、各スタンドにおける板厚目標値ｈi および材料温度予測値Ｔi に基づいて当該各スタンドにおける圧延荷重予測値Ｐi を求め、この各圧延荷重予測値Ｐi に基づいて各スタンドにおける圧延前の初期ロールギャップをセットアップする方法であって、特に添加元素としてＳi を０．５％以上含有する材料の圧延荷重を算出する際に、転位密度算出時のＳi 含有量に依存する専用パラメータ（転位密度係数）αを設定し、この専用パラメータαを用いて圧延荷重を算出することを特徴とするものである（請求項１）。
【００１５】
即ち、図１，図２に示すように、各スタンドにおける材料温度Ｔi を予測し、この材料温度予測値などから平均変形抵抗Ｋfmi を算出し、この平均変形抵抗Ｋfmi と板厚目標値ｈi とに基づいて、例えば前述した（１）式に従って圧延荷重予測値Ｐi を算出し、この圧延荷重予測値Ｐi とミル剛性Ｍi とに基づき、前述した（３）式に従ってロールギャップ位置Ｓi を決定するセットアップ方法において、図３に示すように、前記平均変形抵抗Ｋfmi を求めるために用いられる転位密度ρの算出式（加工時の歪みによる転位密度増加の項ｂ・動的回復速度の項ｃおよびスタンド間の残留転位密度の化学成分係数Ｒ₀ ）に、Ｓi 含有量に依存する専用パラメータα₁ ，α₂ ，α₃ を導入し設定する。
【００１６】
Ｓi については、熱間圧延時の歪みによる動的回復の遅れだけでなく、再結晶時の軟化により、パス間時間の短い仕上げスタンド後段ほど、計算荷重に対して実績荷重が低くなる。この歪み再結晶時の軟化は、Ｓi 量が０．５％以上で顕著であり、また鋼板の加工性向上のためには、通常Ｓi 量を０．５％以上添加する場合が殆どである。よって、本発明では、Ｓi を０．５％以上含有する被圧延材に最適な圧延荷重予測方法を提示することとした。
【００１７】
また、Ｓi 鋼は圧延時の圧下率変化による歪み速度変化の影響を大きく受けるため、前述のように圧延荷重を算出する際に上記専用パラメータを用いたとしても、計算荷重と実績荷重の乖離が発生することに注目し、本発明では、併せて、圧延荷重を算出する際の圧下力関数Ｑpiに含まれる各スタンドでの摩擦係数μをＳi 専用として設定し（請求項２）、前記専用パラメータαとこの摩擦係数μを用いて圧延荷重を算出する。摩擦係数の設定により圧下力関数の誤差が減少し、圧延計算荷重と実績荷重との偏差を減少させ、安定した製品板厚を得ることが可能となる。
【００１８】
図３，図４に、セットアップにおいて平均変形抵抗Ｋfmi を計算する際、歪みの累積と動的回復の減少を考慮して転位密度ρを求める手法の１例をフローチャートで示す。図３はＳi 専用パラメータαを用いる本発明の場合、図４はパラメータαを用いない従来法の場合であり、これらの図において、歪みによる転位密度の増加と動的回復による減少が圧延材の化学成分に依存する項（ｂ，ｃ）があるが、これらの係数は代表鋼種圧延時の実績データにより決定されている。本発明では、Ｓi を０．５％以上含む鋼種について、その圧延荷重実績データを基にｂ，ｃ中のＳi に係わるパラメータ（α₁ ，α₂ ）を調整し、計算荷重が実績荷重に合うようにする。また、パス間（スタンド間）での転位密度の変化ρ_S ，ρ_r の算出時に考慮すべき化学成分係数Ｒ₀ に含まれるα₃ についても同様に調整実施する。
【００１９】
これらα₁ ，α₂ ，α₃ の各係数は固定値であり、通常のＳi 未添加鋼では考慮されていない。図３における平均変形抵抗Ｋfmi の算出結果と、実際の圧延データ（荷重・温度の実績値）からＫfmi を逆算した結果とを比較し、ｂ，ｃおよびＲ₀ の偏差（計算値／実績値）からＳi の影響項を算出する。係数α₁ ，α₂ ，α₃ にＳi の添加量を掛けて影響項としている。
【００２０】
具体的なＳi 専用の係数としては、通常炭素鋼（Ｃ−Ｍｎ鋼）をベースとした値に比べて表１に示すような数値とする。この表１には、通常炭素鋼とＳi 鋼の代表成分と、転位密度算出の際の係数例を示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
以上のようにして求めた転位速度ρを用い、前述した（１）式に従って圧延荷重計算を実施すると、圧延各スタンドでの歪み（圧下率に依存）の影響を受けるため、計算荷重では歪みの変化を表現できるようになる。しかし、そのように求めた計算荷重と実績荷重では乖離が大きいため、本発明では同時に、（１）式の圧延荷重計算式中の圧下力関数Ｑpiの誤差を低減させるべく、固定値として与えられる摩擦係数μについても、Ｓi 鋼については以下に示す表２のように各スタンド毎で専用に設定する。
【００２３】
圧下力関数Ｑpiでは、各スタンドの入側・出側厚みより中立点角を求めるが、この際のパラメータとして摩擦係数μを設定する必要がある。摩擦係数μは、圧延油・冷却水等の圧延ロール−被圧延材間の状態によって異なり、実験データを基に決定される。本発明では、転位密度の調整後に平均変形抵抗Ｋfmi を算出した際と同様な方法で各スタンド毎の荷重偏差（計算荷重値／実績荷重値）から圧下力関数Ｑpiの値そのものを合わせ込むべく摩擦係数μを逆算して求める。
【００２４】
【表２】

【００２５】
上記の転位密度による変形抵抗予測方法・圧延荷重計算方法によれば、Ｓi 添加鋼専用の転位密度係数を用いて転位密度を計算し、かつ圧延各スタンドにおける歪みの変化に応じて荷重を計算することができるため、さらに圧下力関数に含まれる摩擦係数を調整するため、結果として変形抵抗値・圧延荷重予測値の精度を向上させることができる。このように、Ｓi 鋼において、他の化学成分を除いた条件で、圧下率等の圧延条件の変化に対応したセットアップが可能となり、かつセットアップ精度の向上を図ることができる。
【００２６】
セットアップ精度の向上により、Ｓi 添加材での圧延材先端部の板厚精度の向上を図ることが可能となり、また先端部オフゲージ（目標板厚からの偏差）の減少につながり、製品歩留りの向上を図ることも可能となる。さらに、セットアップ不良原因の圧延材の通板性への悪影響も防止でき、圧延中での板寄り・板破断等の事故防止につなげることもできる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する一実施形態に基づいて詳細に説明する。この実施形態は、図１に示すように、７台のスタンドがタンデム配置された熱間連続仕上げ圧延機１の各スタンドにおける初期ロールギャップおよび初期ロール周速をセットアップ（初期設定）する例である。
【００２８】
従来は、セットアップ計算装置２において、図１，図２に示すように、予め決定された各スタンドの板厚目標値ｈi に基づいて得られる先進率からロール周速Ｖi を決定し、一方、各スタンドにおける材料温度Ｔi を予測し、この材料温度予測値から、例えば下記（２）式に従って平均変形抵抗Ｋfmi を算出し、この平均変形抵抗Ｋfmi と前記板厚目標値ｈi とに基づいて、例えば下記（１）式に従って圧延荷重予測値Ｐi を算出し、この圧延荷重予測値Ｐi とミル剛性Ｍi とに基づき、下記（３）式に従ってロールギャップ位置Ｓi を決定し、ロール開度設定装置３により各スタンドのロールギャップを設定している。
【００２９】
【数２】

【００３０】
このような従来法に対して、本発明および特開平８−２４３６１９号では、上記（２）式に代えて、図３（本発明），図４（特開平８−２４３６１９号）に示す転位密度ρを用いて平均変形抵抗Ｋfmi を算出することが行われている。
即ち、加工時には、▲１▼ 歪みεによる増加分と、▲２▼ 下記（４）式に示す動的回復による減少分と、▲３▼ 動的再結晶ρ_S0による減少分とから、転位密度ρを求め、この転位密度ρから下記（９）式に従って変形応力σを求め、この変形応力σから下記（10）式に従って平均変形抵抗Ｋfmi を算出する。
【００３１】
スタンド間では、▲４▼ 下記（11）式に示す動的再結晶粒の成長による転位密度の変化ρ_S と、▲５▼ 静的再結晶の発生率Ｘ_stと、▲６▼下記（12）式に示す未再結晶部の静的回復による転位密度の変化ρ_r から、残留転位密度ρ_N を算出し、この残留転位密度ρ_N を次スタンドの平均変形抵抗Ｋfmi の計算に用いる。
【００３２】
【数３】

【００３３】
本発明の図３では、（６）式・（８）式・（13) 式において、Ｓi に係数α₁ ，α₂ ，α₃ が付いている点が図４と異なる点であり、本発明では、Ｓi を０．５％以上含有する鋼種に対して、平均変形抵抗Ｋfmi の計算値と実測値の偏差などから係数α₁ ，α₂ ，α₃ （固定値）を決定し、上記（４）〜(13)式を用いて平均変形抵抗Ｋfmi を算出し、この平均変形抵抗Ｋfmi から上記（１）式に従って各スタンドにおける圧延荷重予測値Ｐi を算出する。
【００３４】
さらに、本発明では、これに加えて、上記（１）式の圧延荷重計算式中の圧下力関数Ｑpiの誤差を低減させるべく、その摩擦係数μ（固定値）についても、各スタンド毎の計算荷重値と実績荷重値の偏差などから、各スタンド毎に設定する。
【００３５】
【実施例】
Ｓi 添加鋼の熱間仕上げ圧延に本発明を適用して圧延を実施した。そのセットアップ精度向上効果を図６〜図８に示す。Ｓi 添加鋼の化学成分および転位密度算出のための成分による係数設定値については、前述した表１に示す通りである。下記の表３に示すように、表１の条件で従来のＳi について歪み変化を考慮せずに図４の通常式（通常炭素鋼用の変形抵抗式）で計算していた場合をベースとしてケース１（従来法）、転位密度のみＳi 専用の係数を設定した場合をケース２（本発明Ｉ）、転位密度と摩擦係数を同時に設定した場合をケース３（本発明II）とする。
【００３６】
【表３】

【００３７】
この各ケースについてＳi を約０．８％添加した鋼種の圧延を実施した。ここで、被圧延材の仕上げ入側温度は約１０５０°Ｃ、仕上げ出側温度は約８５０°Ｃ、被圧延材の仕上げ入側板厚は約３０ｍｍ、仕上げ出側板厚は目標値によって異なるが、約１．６〜５ｍｍ程度である。
【００３８】
ケース１の場合のＳi 添加鋼圧延時の材料先端での計算荷重と実績荷重の差を各スタンドで示したのが、図５である。この図５から、Ｓi 添加鋼圧延時は、前段スタンド（Ｆ１〜Ｆ３）では実績荷重が高めに、後段スタンド（Ｆ４〜Ｆ７）ではスタンド毎での差異が大きく最終スタンドＦ７では逆に実績荷重が小さくなっており、圧延荷重予測精度が良くないことがわかる。
【００３９】
ケース２（本発明Ｉ）では、転位密度の算出を正確に行うため、実績荷重データから歪みの累積および動的回復をＳi 材専用の転位密度係数により考慮した場合であり、図６にケース２における各スタンドでの材料先端部の計算荷重と実績荷重の差を示す。この図６から、前段スタンドでの圧延荷重精度が好転しており、従来に比べて圧延荷重予測精度を向上させることができる。しかし、後段スタンドでは常に実績圧延荷重の方が計算荷重に対して小さくなっている。このため、このまま圧延すると、先端部の板厚が薄めとなることが予想される。
【００４０】
ケース２での各スタンドでの変形抵抗・圧延荷重・歪みの関係を図８(a) に示す。この図８(a) から、計算圧延荷重のスタント毎の推移は歪みの推移と類似しており、荷重変化に対する歪みの変化を表現可能となっていることが明らかである。しかし、計算荷重と実際の圧延荷重実績とは後段スタンドで乖離している。これは、荷重計算の際、圧下力関数中に含まれる摩擦係数の設定がＳi 鋼では各スタンドで異なり、誤差が生じていることが原因と推定される。よって、本発明では、この摩擦係数をＳi 専用に設定することが望ましいことがわかる。
【００４１】
ケース３（本発明II) は、ケース２の転位密度係数の調整に加えて摩擦係数を同時に設定した場合であり、図７に各スタンドでの材料先端部での計算荷重と実績荷重の差を示す。また、図８(b) にケース３での変形抵抗・圧延荷重・歪みの関係を示す。この結果から、各スタンドとも従来に比較して荷重予測精度が好転し、また歪みが変化した場合でも計算荷重と実績荷重がほぼ一致させることが可能なことがわかる。このように、Ｓi 添加鋼では、転位密度の算出精度向上による歪みの累積および動的回復効果の考慮のみでなく、摩擦係数の設定が必要であることが明らかになった。
【００４２】
下記の表４に、Ｓi 含有量の異なるＳi 添加鋼と、通常の比較材である一般低炭素鋼の比較をまとめたものを示す。この表４から、Ｓi を０．５％以上含有するＳi 添加鋼においては、転位密度係数を用いた本発明Ｉはほぼ良好で、転位密度係数と摩擦係数を同時設定した本発明IIは最も良好であることがわかる。
【００４３】
【表４】

【００４４】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。
（１）Ｓi を０．５％以上含有する被圧延材の圧延荷重を算出する際に、転位密度算出時のＳi 含有量に依存する専用パラメータ（転位密度係数）を設定し、そのパラメータを用いて圧延荷重を算出するようにしたため、パラメータを実績荷重に基づいて設定するだけの簡単な作業で、Ｓi 添加鋼の圧延荷重の予測精度を向上させることができる。
【００４５】
（２）さらに、上記転位密度算出専用のパラメータを用いると同時に、各スタンドにおける摩擦係数をＳi 専用として設定することにより、圧下力関数の誤差を低減することができ、Ｓi 添加鋼の圧延荷重の予測精度をより向上させることができる。
【００４６】
（３）圧延荷重予測値の精度が向上することにより、セットアップ精度の向上を図ることができ、Ｓi 添加材での圧延材先端部の板厚精度の向上を図ることが可能となり、また先端部オフゲージ（目標板厚からの偏差）の減少につながり、製品歩留りの向上を図ることも可能となる。さらに、セットアップ不良原因の圧延材の通板性への悪影響も防止でき、圧延中での板寄り・板破断等の事故防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱間連続圧延機における仕上げセットアップ計算方法を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る熱間連続圧延機での板厚制御におけるロール周速およびロールギャップのセットアップ例を示すフローチャートである。
【図３】本発明のセットアップで変形抵抗を計算する際、歪みの累積と動的回復による減少を考慮して転位密度を求める際のフローチャートである。
【図４】従来のセットアップで変形抵抗を計算する際、歪みの累積と動的回復による減少を考慮して転位密度を求める際のフローチャートである。
【図５】従来のケース１（通常炭素鋼用の変形抵抗式を用いたケース）の場合のＳi 添加鋼圧延時の材料先端部での計算荷重と実績荷重の差を各スタンド毎に示したグラフである。
【図６】本発明のケース２（変形抵抗の算出に転位密度係数を用いたケース）の場合のＳi 添加鋼圧延時の材料先端部での計算荷重と実績荷重の差を各スタンド毎に示したグラフである。
【図７】本発明のケース３（転位密度係数と共に摩擦係数を調整したケース）の場合のＳi 添加鋼圧延時の材料先端部での計算荷重と実績荷重の差を各スタンド毎に示したグラフである。
【図８】本発明のケース２およびケース３での各スタンド毎における変形抵抗・圧延荷重・歪みの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１…熱間連続仕上げ圧延機
２…セットアップ計算装置
３…ロール開度設定装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet thickness control method for a hot continuous rolling mill such as a hot finish rolling mill.
[0002]
[Prior art]
A hot steel plate is manufactured by performing a hot continuous rolling using a hot continuous rolling mill provided with the some rolling stand arrange | positioned in tandem. At this time, the initial roll gap and initial roll peripheral speed are set up (initially set) for each rolled material in order to perform good thickness control from the leading end of the rolled material.
[0003]
Improving the accuracy of this setup is very important for improving the thickness accuracy of the rolled material tip. In particular, improving the thickness accuracy of the rolled material tip is a tip off-gauge (deviation from the target thickness). ) Is also important for improving product yield. In addition, when the setup accuracy is poor, when the error is corrected, there is also an adverse effect on the sheet passing property of the rolled material, and depending on the case, it may lead to an accident such as a plate shift or a plate breakage in the rolling mill.
[0004]
Conventionally, the roll gap and roll peripheral speed are set up as shown in FIGS. 1 and 2, for example. That is, the plate thickness target value hi of each stand is determined in advance, and the roll peripheral speed Vi is determined from the advanced rate obtained based on the plate thickness target value. On the other hand, the material temperature Ti at each stand is predicted, and the average deformation resistance Kfmi is calculated from the predicted material temperature according to the following equation (2), for example, and based on the average deformation resistance Kfmi and the plate thickness target value hi. For example, the rolling load prediction value Pi is calculated according to the following equation (1). Based on the rolling load prediction value Pi and the mill rigidity Mi, the roll gap position Si is determined according to the following equation (3).
[0005]
[Expression 1]

[0006]
Of these equations, the prediction of the friction coefficient μ included in the average deformation resistance Kfm and the rolling force function Q shown in the above equation (2) is most important when calculating the rolling load, and particularly in the case of a hot-rolled steel sheet. In addition, when rolling many types of steel with different characteristics, it is necessary to accurately predict for each additive element (chemical component).
[0007]
In general, in multi-pass rolling in hot rolling, it is known that time elements between passes (accumulation of strain between passes, strain recovery, etc.) greatly affect rolling load as well as normal additive elements and temperature. .
When calculating the deformation resistance, there are many ideas in consideration of the distortion between the paths. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-243619, a calculation formula for the deformation resistance using the dislocation density as a parameter, Dislocation density derived on the basis of a formula derived in response to strain hardening and strain dynamic recovery during processing, and a formula approximating a change in dislocation density between passes by a second-order polynomial for the dislocation density immediately after the previous pass. A method for calculating the deformation resistance using a calculation formula for the residual ratio and calculating the rolling load from the deformation resistance is proposed. According to this method, if a coefficient of deformation resistance is calculated for each steel type, the rolling load can be predicted to some extent.
[0008]
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-109106, by determining the number of steels for deformation resistance in advance and grouping them, members for each of the chemical components in other steel types are obtained. A method has been proposed in which a ship function is set and deformation resistance is obtained from the function.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former rolling load prediction method described above, it is very laborious to investigate and quantify the effects of strain hardening and dynamic recovery between passes using test samples for all steel types. It is difficult as an actual problem. Moreover, it is difficult to reproduce the rolling conditions with an actual machine in terms of rolling speed and temperature.
[0010]
In the latter rolling load prediction method described above, only the deformation resistance is calculated for several steel types, and the membership function is set for each chemical component by grouping them, which is simpler and more efficient than the conventional method described above. I think. However, in the case of hot-rolled steel sheets, there are many cases where a specific chemical component is added, and there is an influence of each chemical component on the deformation resistance depending on the temperature range during rolling, and changes in strain rate at each stand are taken into consideration. However, a specific material is likely to cause a deformation resistance prediction error. This is considered to be because there is an error in the rolling force function in the above equation (1) after all.
[0011]
In the production of hot-rolled steel sheets with actual machines, the present inventors have grasped from experience that the deformation resistance prediction error is particularly large in Si-added steel to which silicon (Si) is added in an amount of 0.5% or more. It was. Since Si is effective in improving the formability of the steel sheet, it is an additive element used for complex parts of forming.
[0012]
In this Si-added steel, the prediction of strain and the calculated rolling load agree well only with the conventional calculation of dislocation density and prediction of dynamic recovery. However, even if the calculated load predicting the distortion is calculated, the calculated load and the actual load are often different for each stand. For Si-added steels, the variation in set-up prediction error has been larger than in the past due to the above reasons, and the improvement in rolling load prediction accuracy has been indispensable in terms of product yield and the stability of sheeting during rolling.
[0013]
Therefore, the present invention is to improve the rolling load prediction accuracy of the Si-added steel, thereby improving the setup accuracy of the roll gap, improving the product plate thickness accuracy, and improving the yield.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a hot continuous rolling mill in which a plurality of stands are arranged in tandem, and based on the thickness target value hi and the material temperature predicted value Ti at each stand, the rolling load predicted value at each stand is determined. Pi is obtained, and an initial roll gap before rolling in each stand is set up based on each rolling load prediction value Pi, and in particular, a rolling load of a material containing 0.5% or more of Si as an additive element is calculated. In this case, a dedicated parameter (dislocation density coefficient) α depending on the Si content at the time of calculating the dislocation density is set, and the rolling load is calculated using the dedicated parameter α (claims). 1).
[0015]
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the material temperature Ti at each stand is predicted, the average deformation resistance Kfmi is calculated from the predicted material temperature, etc., and the average deformation resistance Kfmi and the plate thickness target value hi are obtained. Based on, for example, the rolling load prediction value Pi is calculated according to the above-described equation (1), and the roll gap position Si is determined based on the rolling load prediction value Pi and the mill rigidity Mi according to the above-described equation (3). 3, a formula for calculating the dislocation density ρ used to determine the average deformation resistance Kfmi (dislocation density increase term b due to strain during processing, dynamic recovery rate term c, and between the stands Dedicated parameters α ₁ , α ₂ and α ₃ depending on the Si content are introduced and set in the chemical component coefficient R ₀ ) of the residual dislocation density.
[0016]
As for Si, not only the delay in dynamic recovery due to strain during hot rolling but also the softening during recrystallization causes the actual load to be lower than the calculated load in the latter stage of the finishing stand with a shorter time between passes. This softening during strain recrystallization is significant when the Si content is 0.5% or more, and usually, in order to improve the workability of the steel sheet, the Si content is usually 0.5% or more. Therefore, in the present invention, an optimum rolling load prediction method for a material to be rolled containing 0.5% or more of Si is presented.
[0017]
In addition, since Si steel is greatly affected by the change in strain rate due to the rolling reduction during rolling, even if the dedicated parameter is used when calculating the rolling load as described above, the difference between the calculated load and the actual load is In addition, in the present invention, the friction coefficient μ at each stand included in the rolling force function Qpi when calculating the rolling load is set exclusively for Si (claim 2), and the dedicated parameter The rolling load is calculated using α and the friction coefficient μ. By setting the friction coefficient, the error of the rolling force function is reduced, the deviation between the rolling calculation load and the actual load is reduced, and a stable product thickness can be obtained.
[0018]
FIGS. 3 and 4 are flowcharts showing an example of a method for obtaining the dislocation density ρ in consideration of the accumulation of strain and the decrease in dynamic recovery when calculating the average deformation resistance Kfmi in the setup. FIG. 3 shows the case of the present invention using the Si exclusive parameter α, and FIG. 4 shows the case of the conventional method not using the parameter α. In these figures, the increase in dislocation density due to strain and the decrease due to dynamic recovery are shown in FIG. Although there are terms (b, c) that depend on the chemical composition, these coefficients are determined by actual data at the time of representative steel type rolling. In the present invention, for steel types containing Si of 0.5% or more, the parameters (α ₁ , α ₂ ) related to Si in b and c are adjusted based on the rolling load actual data, and the calculated load matches the actual load. Like that. Further, α ₃ included in the chemical component coefficient R ₀ to be considered when calculating the dislocation density changes ρ _S and ρ _r between passes (between stands) is similarly adjusted.
[0019]
These coefficients α ₁ , α ₂ , and α ₃ are fixed values, and are not considered in ordinary Si-free steel. The result of calculating the average deformation resistance Kfmi in FIG. 3 and the result of back-calculating Kfmi from actual rolling data (actual values of load and temperature) are compared, and the deviation of b, c and R ₀ (calculated value / actual value) From this, the influence term of Si is calculated. The coefficients α ₁ , α ₂ , and α ₃ are multiplied by the added amount of Si to obtain an influence term.
[0020]
The specific Si coefficient is a numerical value as shown in Table 1 in comparison with a value based on normal carbon steel (C-Mn steel). Table 1 shows typical components of normal carbon steel and Si steel, and coefficient examples when calculating the dislocation density.
[0021]
[Table 1]

[0022]
When the rolling load calculation is performed according to the above-described equation (1) using the dislocation speed ρ obtained as described above, the calculation load is affected by the distortion (depending on the rolling reduction). It becomes possible to express change. However, since there is a large discrepancy between the calculated load and the actual load thus obtained, the present invention simultaneously provides a fixed value to reduce the error of the rolling force function Qpi in the formula (1). The friction coefficient μ is also set for each stand as shown in Table 2 below for Si steel.
[0023]
In the rolling force function Qpi, the neutral point angle is obtained from the entrance and exit thicknesses of each stand, and it is necessary to set the friction coefficient μ as a parameter at this time. The friction coefficient μ varies depending on the state between the rolling roll and the material to be rolled, such as rolling oil and cooling water, and is determined based on experimental data. In the present invention, friction is applied to adjust the value of the rolling force function Qpi itself from the load deviation (calculated load value / actual load value) for each stand in the same manner as when the average deformation resistance Kfmi is calculated after adjusting the dislocation density. The coefficient μ is calculated by back calculation.
[0024]
[Table 2]

[0025]
According to the deformation resistance prediction method and rolling load calculation method based on the above dislocation density, the dislocation density is calculated using the dislocation density coefficient dedicated to the Si-added steel, and the load is calculated according to the strain change in each rolling stand. Since the friction coefficient included in the rolling force function is further adjusted, the accuracy of the deformation resistance value and the rolling load prediction value can be improved as a result. As described above, in Si steel, a setup corresponding to a change in rolling conditions such as a rolling reduction can be performed under conditions excluding other chemical components, and the setup accuracy can be improved.
[0026]
By improving the setup accuracy, it is possible to improve the plate thickness accuracy of the rolled material tip with Si additive material, leading to a reduction in tip off-gauge (deviation from the target plate thickness) and improving product yield. It is also possible to plan. Furthermore, it is possible to prevent adverse effects on the plate-through performance of the rolled material due to the setup failure, and it is possible to prevent accidents such as plate slippage and plate breakage during rolling.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. This embodiment is an example of setting up (initial setting) the initial roll gap and the initial roll peripheral speed in each stand of the hot continuous finish rolling mill 1 in which seven stands are arranged in tandem as shown in FIG. .
[0028]
Conventionally, in the setup calculation device 2, as shown in FIGS. 1 and 2, the roll peripheral speed Vi is determined from the advance rate obtained based on the plate thickness target value hi of each stand determined in advance, The material temperature Ti at the stand is predicted, and the average deformation resistance Kfmi is calculated from the predicted material temperature according to the following equation (2), for example. Based on the average deformation resistance Kfmi and the plate thickness target value hi, for example, The rolling load prediction value Pi is calculated according to the equation (1), the roll gap position Si is determined according to the following equation (3) based on the rolling load prediction value Pi and the mill rigidity Mi, and the roll opening degree setting device 3 The roll gap of the stand is set.
[0029]
[Expression 2]

[0030]
In contrast to such a conventional method, in the present invention and Japanese Patent Laid-Open No. 8-243619, the dislocation density shown in FIG. 3 (the present invention) and FIG. 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-243619) is used instead of the above equation (2). An average deformation resistance Kfmi is calculated using ρ.
That is, at the time of processing, the dislocation density is calculated from (1) the increase due to strain ε, (2) the decrease due to dynamic recovery shown in the following formula (4), and (3) the decrease due to dynamic recrystallization ρ _S0. ρ is obtained, a deformation stress σ is obtained from the dislocation density ρ according to the following equation (9), and an average deformation resistance Kfmi is calculated from the deformation stress σ according to the following equation (10).
[0031]
Between the stands, (4) change in dislocation density ρ _S due to the growth of dynamic recrystallized grains shown in the following formula (11), (5) occurrence rate of static recrystallization X _st, and (6) below (12 The residual dislocation density ρ _N is calculated from the change ρ _r of the dislocation density due to static recovery of the non-recrystallized portion shown in the formula), and this residual dislocation density ρ _N is used for calculating the average deformation resistance Kfmi of the next stand.
[0032]
[Equation 3]

[0033]
FIG. 3 of the present invention is different from FIG. 4 in that the coefficients α ₁ , α ₂ , and α ₃ are attached to Si in the equations (6), (8), and (13). Then, the coefficients α ₁ , α ₂ , α ₃ (fixed values) are determined from the deviation between the calculated value of the average deformation resistance Kfmi and the actually measured value for a steel type containing Si of 0.5% or more, and the above (4 ) To (13) are used to calculate the average deformation resistance Kfmi, and the rolling load prediction value Pi at each stand is calculated from the average deformation resistance Kfmi according to the above equation (1).
[0034]
Furthermore, in the present invention, in addition to this, the friction coefficient μ (fixed value) is also calculated for each stand in order to reduce the error of the rolling force function Qpi in the rolling load calculation formula (1). Set for each stand based on the deviation between the load value and the actual load value.
[0035]
【Example】
Rolling was performed by applying the present invention to hot finish rolling of Si-added steel. The setup accuracy improvement effect is shown in FIGS. The coefficient setting values based on the chemical components of the Si-added steel and the components for calculating the dislocation density are as shown in Table 1 described above. As shown in Table 3 below, the case is based on the case where the conventional Si is calculated by the normal formula (deformation resistance formula for carbon steel) in FIG. Case 1 (Invention I), where 1 (conventional method), only the dislocation density has a coefficient dedicated to Si, and Case 3 (Invention II) when the dislocation density and friction coefficient are set simultaneously.
[0036]
[Table 3]

[0037]
Each of these cases was rolled with a steel type to which about 0.8% Si was added. Here, the finish entry side temperature of the material to be rolled is about 1050 ° C, the finish exit side temperature is about 850 ° C, the finish entry side plate thickness of the material to be rolled is about 30 mm, and the finish exit side plate thickness varies depending on the target value. It is about 1.6-5 mm.
[0038]
FIG. 5 shows the difference between the calculated load and the actual load at the tip of the material during rolling of the Si-added steel in case 1 for each stand. From FIG. 5, during Si-added steel rolling, the actual load is higher in the front stand (F1 to F3), and the difference in each stand is large in the rear stand (F4 to F7). It can be seen that the rolling load prediction accuracy is not good.
[0039]
In Case 2 (Invention I), in order to accurately calculate the dislocation density, the accumulation of strain and dynamic recovery are taken into consideration from the actual load data using the dislocation density coefficient dedicated to the Si material. The difference between the calculated load and the actual load at the material tip at each stand is shown. From FIG. 6, the rolling load accuracy at the front stand is improved, and the rolling load prediction accuracy can be improved as compared with the conventional case. However, in the latter stage stand, the actual rolling load is always smaller than the calculated load. For this reason, if it rolls as it is, it is anticipated that the plate | board thickness of a front-end | tip part will become thin.
[0040]
FIG. 8 (a) shows the relationship between deformation resistance, rolling load and strain at each stand in case 2. From FIG. 8 (a), it is clear that the transition of the calculated rolling load for each stunt is similar to the transition of the strain, and the change of the strain with respect to the load change can be expressed. However, the calculated load differs from the actual rolling load performance at the rear stage stand. This is presumed to be due to the fact that the setting of the friction coefficient included in the rolling force function differs for each stand in Si steel during load calculation, and an error has occurred. Therefore, in the present invention, it can be seen that it is desirable to set this friction coefficient exclusively for Si.
[0041]
Case 3 (Invention II) is the case where the coefficient of friction is set at the same time in addition to the adjustment of the dislocation density coefficient of Case 2, and the difference between the calculated load and actual load at the material tip in each stand is shown in FIG. Show. FIG. 8B shows the relationship between deformation resistance, rolling load and strain in case 3. From this result, it can be seen that the load prediction accuracy of each stand is improved compared to the conventional case, and even if the strain changes, the calculated load and the actual load can be substantially matched. Thus, it has been clarified that, in the Si-added steel, it is necessary to set not only the strain accumulation and dynamic recovery effect by improving the calculation accuracy of dislocation density but also the friction coefficient.
[0042]
Table 4 below shows a summary of comparisons between Si-added steels with different Si contents and general low carbon steels, which are normal comparative materials. From Table 4, in the Si-added steel containing Si of 0.5% or more, the present invention I using the dislocation density coefficient is almost good, and the present invention II in which the dislocation density coefficient and the friction coefficient are set simultaneously is the best. It can be seen that it is.
[0043]
[Table 4]

[0044]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) When calculating the rolling load of a rolled material containing 0.5% or more of Si, a dedicated parameter (dislocation density coefficient) depending on the Si content at the time of calculating the dislocation density is set, and the parameter is used. Since the rolling load is calculated, the prediction accuracy of the rolling load of the Si-added steel can be improved with a simple operation of setting the parameters based on the actual load.
[0045]
(2) Furthermore, by using the above-mentioned parameters exclusively for calculating the dislocation density, and setting the friction coefficient for each stand exclusively for Si, the error of the rolling force function can be reduced, and the rolling load of the Si-added steel can be reduced. The prediction accuracy can be further improved.
[0046]
(3) By improving the accuracy of the rolling load prediction value, it is possible to improve the setup accuracy, it is possible to improve the plate thickness accuracy of the rolling material tip with the Si additive, and the tip This leads to a reduction in off-gauge (deviation from the target plate thickness), and it is also possible to improve the product yield. Furthermore, it is possible to prevent adverse effects on the plate-through property of the rolled material due to the setup failure, and it is possible to prevent accidents such as plate slippage and plate breakage during rolling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a finish setup calculation method in a hot continuous rolling mill according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a setup example of roll peripheral speed and roll gap in sheet thickness control in the hot continuous rolling mill according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for obtaining a dislocation density in consideration of accumulation of strain and reduction due to dynamic recovery when calculating deformation resistance in the setup of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart when calculating the dislocation density in consideration of the accumulation of strain and the decrease due to dynamic recovery when calculating the deformation resistance in the conventional setup.
FIG. 5 shows, for each stand, the difference between the calculated load and the actual load at the material tip during rolling of Si-added steel in the case of the conventional case 1 (case using a deformation resistance formula for normal carbon steel). It is a graph.
FIG. 6 shows, for each stand, the difference between the calculated load and the actual load at the tip of the material when rolling Si-added steel in case 2 of the present invention (case where dislocation density coefficient is used to calculate deformation resistance). It is a graph.
FIG. 7 is a graph showing, for each stand, the difference between the calculated load and actual load at the material tip during rolling of Si-added steel in case 3 of the present invention (case in which the friction coefficient is adjusted together with the dislocation density coefficient). It is.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between deformation resistance, rolling load, and strain for each stand in Case 2 and Case 3 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hot continuous finish rolling mill 2 ... Setup calculation apparatus 3 ... Roll opening degree setting apparatus

Claims (2)

In a hot continuous rolling mill in which a plurality of stands are arranged in tandem, a rolling load prediction value in each stand is obtained based on a thickness target value and a material temperature prediction value in each stand, and each rolling load prediction value is determined based on each rolling load prediction value. A method for setting up an initial roll gap before rolling in a stand,
When calculating the rolling load of a material containing 0.5% or more of Si as an additive element, a dedicated parameter depending on the Si content at the time of calculating the dislocation density is set, and the rolling load is calculated using this dedicated parameter. A sheet thickness control method in a hot continuous rolling mill.   The sheet thickness control method according to claim 1, wherein a friction coefficient at each stand included in a rolling force function when calculating a rolling load is set exclusively for Si. Control method.

Images