JP5195528B2 - Method for predicting camber amount at room temperature and operation method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延後の金属のストリップ(金属帯または金属板)をランナウトテーブル上で冷却する際、冷却むらに起因する残留歪に伴うストリップのキャンバー量、あるいは条切り後の条切りキャンバー量の予測方法に関するものである。
さらに、予測したキャンバー量に応じて、その後の処置を決定し、精整工程等の負荷を軽減するといったキャンバー量予測方法を用いた金属ストリップの製造方法に関する技術である。
In the present invention, when a metal strip (metal strip or metal plate) after hot rolling is cooled on a run-out table, the amount of camber of the strip due to residual strain caused by uneven cooling, or the cut camber after the cut It relates to a method for predicting quantities.
Further, the present invention relates to a technique for manufacturing a metal strip using a camber amount prediction method in which a subsequent treatment is determined in accordance with a predicted camber amount and a load such as a refining process is reduced.
ここで、キャンバーの定義を示す。キャンバーとは、所定の圧延方向長さに対して定義される板幅方向の曲がり量である。図9に幅方向に曲がった板の形状の例を示す。図9で定義されたキャンバー量は圧延方向の位置A−B間の長さに対して定義されたキャンバー量である。 Here, the definition of camber is shown. Camber is the amount of bending in the plate width direction defined for a predetermined length in the rolling direction. FIG. 9 shows an example of the shape of a plate bent in the width direction. The camber amount defined in FIG. 9 is a camber amount defined with respect to the length between positions A and B in the rolling direction.
図10に、冷間時の鋼板横振れ量と、例として所定の圧延方向長さを10mとして幾何学的キャンバー量を逐次定義する方法を示す。測定される幾何学的キャンバーは、圧延方向に弦を張って、その弦の中央に対して生じる幅方向の横触れ量として定義される。幾何学的キャンバーは弦を圧延方向に所定の長さのままずらしていくことによって逐次測定される。 FIG. 10 shows a method of sequentially defining the geometric camber amount with the steel plate lateral runout amount during cold and, for example, a predetermined rolling direction length of 10 m. The geometric camber to be measured is defined as the amount of lateral touch that occurs with respect to the center of the string with the string stretched in the rolling direction. The geometric camber is sequentially measured by shifting the chord while maintaining a predetermined length in the rolling direction.
図11に図10で示された方法で求められた幾何学的キャンバーを圧延方向に対してプロットしたものを示す。幾何学的キャンバー量は基準となる所定長さ以降で逐次測定することができる。ここで示した例は幾何学的キャンバー量の変動する例を示している。 FIG. 11 shows a plot of the geometric camber obtained by the method shown in FIG. 10 with respect to the rolling direction. The geometric camber amount can be sequentially measured after a predetermined length as a reference. The example shown here shows an example in which the geometric camber amount varies.
現在、例えば鋼板の熱延工程では、冷却後の鋼板キャンバー量が大きくなると、次工程の連続熱処理設備や連続冷延鋼板製造設備等で蛇行を起こし易い鋼板や、ユーザーにおいて条切りする鋼板は全量、矯正工程を通過させているため、コスト増となっている。本来は、全量を矯正することなく、精度良くキャンバー量を予測し、必要な分だけ矯正すればよい。 At present, for example, in the hot rolling process of steel sheets, when the amount of steel plate camber after cooling becomes large, all of the steel sheets that are likely to meander in the continuous heat treatment equipment and continuous cold rolled steel sheet manufacturing equipment in the next process, and the steel sheets to be cut by the user Because the correction process is passed, the cost is increased. Originally, it is only necessary to predict the camber amount with high accuracy and correct as much as necessary without correcting the total amount.
このような状況に対し、特許文献1では、厚鋼板を対象とし、鋼板の幅方向、長手方向の温度を離散的にサーモビュアーで測定し、その測定された温度と、歪の釣り合い式をもとに鋼板面内の任意の点での曲率を求め、それを積算することにより、不均一な温度分布での鋼板全体のキャンバー量を推定する方法を提案している。
For such a situation,
しかしながら、特許文献1において開示されている平坦度の評価式を熱延鋼板のキャンバー量の評価に適用しようとしても、圧延で発生したキャンバー(圧延キャンバー)及び蛇行の影響が内在するため、常温で温度均一となった鋼板のキャンバー量は、鋼板が常温で温度均一となった際に生じる熱歪だけによる予測では精度が悪く、実用に供さないと言う問題があった。
However, even if the evaluation formula for flatness disclosed in
つまり、実測した鋼板のキャンバー量(幾何学的キャンバー量)は、圧延時に発生したキャンバー(圧延キャンバー)によるものなのか、それとも蛇行による見かけのキャンバーによるものなのか判別が付かないため、これまで幾何学的キャンバー量は精度のよい予測には適用できなかった。 In other words, since the measured camber amount (geometric camber amount) of the steel sheet is due to the camber generated during rolling (rolling camber) or the apparent camber due to meandering, it is impossible to determine whether it is geometrical or not. The amount of scientific camber could not be applied for accurate prediction.
そこで本発明では上記課題に鑑み、精度の良く熱延鋼板のキャンバー量を予測する方法を提供し、さらにその予測されたキャンバー量を用いた操業方法を提供することを目的としている。 In view of the above problems, the present invention has an object to provide a method for accurately predicting the camber amount of a hot-rolled steel sheet and to provide an operation method using the predicted camber amount.
発明者らは、鋭意検討の結果、常温で温度均一状態となった金属ストリップのキャンバー量は、熱歪によるキャンバー量と、金属ストリップの圧延時の形状に起因するキャンバー量の重ね合わせ(加算)により求められることを見出し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive studies, the inventors have conducted a superposition (addition) of the camber amount of the metal strip that has become a uniform temperature at room temperature by the camber amount due to thermal strain and the shape of the metal strip during rolling. And found out that the present invention is required.
さらに、金属ストリップの圧延時の形状に起因するキャンバー量は、ROT後で温度計6により板幅方向及び長手方向の温度測定(定点温度測定方法)と同時に得られるキャンバー量、または鋼板の横振れ変位を測定する変位計(キャンバー計)によってもたらされる横変位量から測定したキャンバー量で求められることを見出した。
Furthermore, the camber amount resulting from the rolling shape of the metal strip is the camber amount obtained simultaneously with the temperature measurement in the plate width direction and the longitudinal direction (fixed temperature measurement method) by the
本発明の要旨は以下の通りである。
(1)所定の製造サイズに熱間仕上げ圧延され、所定の材質に作り込むために冷却装置によって所定の板温度まで冷却され、ピンチロールで曲げ曲げ戻しされ、コイル状に巻き取られることによって製造される金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法において、
ランナウトテーブル冷却後の鋼板の表面温度分布を板幅方向及び圧延方向に対して測定し、
当該温度分布がその後冷却されて常温で均一になった時点での熱歪を用いて釣り合い計算を行い、熱歪によるキャンバー量を求め、
定点測定方法で板幅方向及び圧延方向の温度測定と同時に得られる幾何学的キャンバー量又は別途設置した変位計によってもたらされる横振れ量から測定した幾何学的キャンバー量を求め、
前記熱歪によるキャンバー量と前記幾何学的キャンバー量を重ね合わせることを特徴とした金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法。
The gist of the present invention is as follows.
(1) Hot finish rolled to a predetermined production size, cooled to a predetermined plate temperature by a cooling device to be made into a predetermined material, bent and bent back by a pinch roll, and wound into a coil shape In the method of predicting the camber amount at normal temperature of the metal strip to be used ,
Measure the surface temperature distribution of the steel sheet after runout table cooling with respect to the sheet width direction and the rolling direction,
Perform the balance calculation using the thermal strain at the time when the temperature distribution is then cooled and becomes uniform at room temperature, and determine the camber amount due to thermal strain,
Obtain the geometric camber amount measured from the amount of geometric camber obtained at the same time as the temperature measurement in the sheet width direction and rolling direction by the fixed point measurement method or the lateral runout amount provided by a separately installed displacement meter,
A method of predicting a camber amount at normal temperature of a metal strip, wherein the camber amount due to thermal strain and the geometric camber amount are overlapped.
(2)前記熱歪によるキャンバー量を、前記温度分布を用いた有限要素法(以下、FEMともいう)で求めることを特徴とした(1)に記載の金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法。 (2) The method for predicting the camber amount at the normal temperature of the metal strip according to (1), wherein the camber amount due to the thermal strain is obtained by a finite element method (hereinafter also referred to as FEM) using the temperature distribution. .
(3)所定の製造サイズに熱間仕上げ圧延され、所定の材質に作り込むために冷却装置によって所定の板温度まで冷却され、ピンチロールで曲げ曲げ戻しされ、コイル状に巻き取られることによって製造される金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法において、
ランナウトテーブル冷却後の鋼板の表面温度分布を板幅方向及び圧延方向に対して測定し、
当該温度分布がその後冷却されて常温で均一になった時点での熱歪を用いて波座屈を考慮したFEMによる大たわみ解析により鋼板の面外変形を考慮したキャンバー量を求め、
定点温度測定方法で板幅方向及び圧延方向の温度測定と同時に得られる幾何学的キャンバー量を求め、
前記熱歪によるキャンバー量と前記幾何学的キャンバー量を重ね合わせることを特徴とした金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法。
(3) Hot finish rolled to a predetermined production size, cooled to a predetermined plate temperature by a cooling device in order to make it into a predetermined material, bent and bent back by a pinch roll, and manufactured by winding in a coil shape In the method of predicting the camber amount at normal temperature of the metal strip to be used ,
Measure the surface temperature distribution of the steel sheet after runout table cooling with respect to the sheet width direction and the rolling direction,
Obtain the camber amount considering the out-of-plane deformation of the steel sheet by the FEM large deflection analysis considering the wave buckling using the thermal strain when the temperature distribution is then cooled and becomes uniform at room temperature,
Obtain the geometric camber amount obtained simultaneously with the temperature measurement in the sheet width direction and rolling direction by the fixed point temperature measurement method,
A method of predicting a camber amount at normal temperature of a metal strip, wherein the camber amount due to thermal strain and the geometric camber amount are overlapped.
(4)(1)〜(3)のいずれかに記載の金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法を用いて、所定のクライテリアを超えると精整工程へ通板させることを特徴とする金属ストリップの製造方法。 (4) A metal strip characterized by using the method for predicting a camber amount at normal temperature of a metal strip according to any one of (1) to (3), and passing through a refining process when a predetermined criterion is exceeded. Manufacturing method.
(5)(1)〜(3)のいずれかに記載のストリップの常温時のキャンバー量予測方法を用いて、所定のクライテリアを超えた領域を記憶し、次工程の際のストリップ捲き解き時、前記クライテリアを超えた領域をシャーカットして次工程の通板を行うことを特徴とする金属ストリップの製造方法。 (5) Using the camber amount prediction method at normal temperature of the strip according to any one of (1) to (3), an area exceeding a predetermined criterion is stored, and when unraveling the strip in the next process, A method for producing a metal strip, wherein a region beyond the criteria is shear-cut and a subsequent plate is passed.
前記(1)に記載の発明では、冷却後のコイルを捲き解いた際に生じるキャンバーが冷却中に発生した残留ひずみ分布を所定の熱歪の釣り合い式で求めた熱歪によるキャンバー量と、定点温度測定方法もしくは別途設置した変位計によってもたらされる横変位量から求めた幾何学的キャンバー量を重ね合わせることによって精度が良いキャンバー量を予測することが可能となる。 In the invention described in (1), the camber amount due to thermal strain obtained by balancing the residual strain generated during cooling of the camber generated when the coil after cooling is unwound by a predetermined thermal strain balance formula, and a fixed point It is possible to predict a camber amount with high accuracy by superimposing a geometric camber amount obtained from a lateral displacement amount provided by a temperature measuring method or a separately installed displacement meter.
前記(2)に記載の発明では、熱歪の釣り合い式を簡易的な手法とせずに、FEMとし、幅方向の連続性の効果を無視せずに厳密に解くことによって更に精度の良いキャンバー量を予測することが可能となる。 In the invention described in (2) above, a more accurate camber amount is obtained by using the FEM as a FEM instead of a simple method for the thermal strain balance and solving it strictly without ignoring the effect of continuity in the width direction. Can be predicted.
前記(3)に記載の発明では、FEMの解析を曲がり解析だけでなく弾性波座屈を考慮した大撓み解析とすることで面外変形を考慮したキャンバー予測が可能となり更に精度の良いキャンバー量を予測することが可能となる。 In the invention described in the above (3), the camber prediction considering the out-of-plane deformation becomes possible by making the FEM analysis not only the bending analysis but also the large deflection analysis considering the elastic wave buckling, and the camber amount with higher accuracy. Can be predicted.
前記(4)に記載の発明では、常温時の精度の良いキャンバー予測を用いて精整工程の必要可否判断をおこなうので効率的な精整工程使用となる。 In the invention described in the above (4), since the necessity determination of the refining process is performed using accurate camber prediction at normal temperature, the refining process is used efficiently.
前記(5)に記載の発明では、所定のクライテリアを超えた領域を記憶し、次工程の際のストリップ捲き解き時、クライテリアを超えた領域をシャーカットして次工程の通板を行うことによって精整工程自体を使用しなくても良くなる。 In the invention described in (5) above, by storing the area exceeding the predetermined criteria, and unrolling the strip in the next process, the area exceeding the criteria is shear-cut and the next plate is passed through It is not necessary to use the refining process itself.
本発明の実施のための最良の形態を、鋼のストリップ(鋼板)を例にして以下に説明する。
なお、本発明は、鋼板だけでなく、アルミニウムや銅などのあらゆる金属板に適用できるものであるが、鉄鋼(特に熱延工程後の鋼板)への適用が一番求められていると想定されることから鋼板を例に、以下、図面に基づいて、本発明を説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below by taking a steel strip as an example.
The present invention can be applied not only to steel plates but also to all metal plates such as aluminum and copper, but it is assumed that application to steel (especially steel plates after a hot rolling process) is most demanded. Therefore, the present invention will be described below with reference to the drawings, taking a steel plate as an example.
本発明者らは熱延鋼板の製造工程において鋼板の平坦度悪化のメカニズムを把握するために実験を実施した。図1は熱延鋼板の製造工程における仕上げ圧延機以降の製造設備概要図である。まず、熱延された鋼板(熱延鋼板)9は仕上げ圧延機最終スタンド1を通り、事前に圧延板幅サイズに合わせた開度で待機中のサイドガイド7によってガイドされながら、仕上げ圧延機1を経て所定の製造サイズに圧延され、温度計6で幅方向温度分布が測定され、ランアウトテーブル(ROT)2によって通板され、所定の材質に作り込むためにROT冷却装置3によって所定の板温度まで冷却され、ピンチロール4を通過し、ダウンコイラー5によってコイル状に巻き取られる。
The present inventors conducted an experiment in order to grasp the mechanism of deterioration of flatness of the steel plate in the manufacturing process of the hot-rolled steel plate. FIG. 1 is a schematic diagram of manufacturing equipment after a finish rolling mill in a manufacturing process of a hot-rolled steel sheet. First, the hot-rolled steel sheet (hot-rolled steel sheet) 9 passes through the
巻き取る際の鋼板温度は、鋼板の材質によって異なるが100〜750℃である。本発明において問題としているキャンバー量は、このコイル温度が常温(通常の工場内の大気温度)まで下がり、鋼板全体の温度が常温で均一になった時点で巻き解いたとき生じるキャンバー量のことである。前述のように仕上げ圧延機最終スタンド1までで生じる鋼板の形状に起因するキャンバー量(圧延キャンバー量)と、ROT冷却装置の不均一冷却によって生じる熱歪によるキャンバー量(熱歪キャンバー量)との重ね合わせである。
Although the steel plate temperature at the time of winding changes with the materials of a steel plate, it is 100-750 degreeC. The amount of camber that is a problem in the present invention is the amount of camber that is generated when the coil temperature is lowered to room temperature (normal atmospheric temperature in a factory) and the temperature of the entire steel plate becomes uniform at room temperature. is there. As described above, the amount of camber (rolling camber amount) due to the shape of the steel plate generated up to the
しかし、前述のように圧延後の鋼板のキャンバー量を測定して得られる幾何学的キャンバー量からは、蛇行量と圧延キャンバー量の分離ができない。 However, as described above, the meandering amount and the rolling camber amount cannot be separated from the geometric camber amount obtained by measuring the camber amount of the steel sheet after rolling.
そこで本発明者らは圧延後のランアウトテーブル2、ピンチロール4、ダウンコイラー5までの鋼板6の通板挙動についてピンチロール前に設置した鋼板の板幅方向の横振れ量(板幅方向の変位量)を変位計8やキャンバー計で計測し、コイルのテレスコ量の関係を調べた結果、図2に示すように横振れ量とテレスコ量が強い正の相関を示すことを見出した。
Therefore, the present inventors have made the plate run-out behavior (the displacement in the plate width direction) of the steel plate installed before the pinch roll with respect to the plate passing behavior of the
ここで、図8にテレスコ量を説明する熱延コイルの断面図を示す。
テレスコ量とは、コイルを巻き取る際、コイルが少しずつずれて望遠鏡(テレスコープ)を伸ばしたように変位する量のことである。
Here, FIG. 8 shows a cross-sectional view of a hot-rolled coil for explaining the telescopic amount.
The telescopic amount is an amount of displacement when the coil is wound up so that the coil is slightly shifted and the telescope is extended.
変位計で測定した横振れ量には、圧延キャンバー成分と蛇行成分が混在している。一方、テレスコ量は、巻き取り後の鋼板のキャンバー量に相当するものであることから、ダウンコイラー前のピンチロールに鋼板が倣う事によって曲げ曲げ戻し効果が加わり、鋼板が矯正されるため、蛇行による横振れ成分がそのまま塑性変形して圧延キャンバーに加わったため生じたものであることを突き止めた。つまり、巻き取り後の鋼板のキャンバー量は、巻き取り直前の幾何学的キャンバー量となることを見出した。 A rolling camber component and a meander component are mixed in the lateral runout measured with the displacement meter. On the other hand, since the telescopic amount corresponds to the camber amount of the steel sheet after winding, since the steel sheet imitates the pinch roll before the downcoiler, the bending and bending back effect is added, and the steel sheet is corrected. It was ascertained that the lateral vibration component due to was generated because it was plastically deformed and added to the rolling camber. That is, it has been found that the camber amount of the steel sheet after winding is the geometric camber amount immediately before winding.
この結果を受けて、ピンチロール前の横振れ量を幾何学的キャンバー量とし、冷却中に発生した残留ひずみ分布を所定の熱歪の釣り合い式で求めた熱歪的キャンバー量を加えて、常温に均一となった時の鋼板のキャンバー量を予測した。 Based on this result, the lateral runout before the pinch roll was taken as the geometric camber amount, and the residual strain distribution generated during cooling was added to the thermal strain camber amount obtained by a predetermined thermal strain balance equation. The amount of camber of the steel plate when it became uniform was predicted.
図12に、実際に測定された横振れ量(図中には幾何学的横振れ量と表記)と冷却中に発生した残留ひずみ分布を所定の熱歪の釣り合い式で求めた熱歪による横振れ量(図中には熱歪横振れ量と表記)に基づいて常温時のキャンバー量を予測したものを示す。 FIG. 12 shows the actual lateral vibration amount (denoted as the geometric lateral vibration amount in the figure) and the residual strain distribution generated during cooling by the thermal strain obtained by a predetermined thermal strain balance equation. The camber amount at normal temperature is predicted based on the shake amount (indicated as the thermal strain lateral shake amount in the figure).
図12(a)は実際に測定された横振れ量と熱歪による横振れ量を同時に図示したものである。ここでは熱歪による横振れ量はコイルTOPで0mmであるとしている。 FIG. 12A simultaneously shows the actually measured lateral shake amount and the lateral shake amount due to thermal strain. Here, it is assumed that the amount of lateral vibration due to thermal strain is 0 mm in the coil TOP.
図12(b)は実際に測定された横振れ量と熱歪による横振れ量とを合計した横振れ量を示したものである。この横振れ量に対して10mの長さに対してキャンバー量を求める。図中ではコイルTOPでのキャンバー量を求めている。 FIG. 12B shows a lateral shake amount obtained by adding up the actually measured lateral shake amount and the lateral shake amount due to thermal strain. The camber amount is obtained for a length of 10 m with respect to the lateral shake amount. In the figure, the camber amount at the coil TOP is obtained.
図12(c)は図12(b)の方法で求めたキャンバー量を示す。キャンバーは基準とする所定の長さ以降から定義できるので、キャンバー量の値は10mのところから始まっている。キャンバー量の値は、図12(b)において先に実際に測定された横振れ量と熱歪による横振れ量とを合計してから求めているが、それぞれの横振れ量をキャンバー量に変換してからこれらを合計しても同じ図12(c)を得ることができる。 FIG.12 (c) shows the camber amount calculated | required by the method of FIG.12 (b). Since the camber can be defined after a predetermined length as a reference, the value of the camber amount starts from 10 m. The value of the camber amount is obtained after totaling the lateral shake amount actually measured in FIG. 12B and the lateral shake amount due to thermal strain. Each lateral shake amount is converted into a camber amount. Then, even if these are summed, the same FIG. 12C can be obtained.
複数のコイルを捲き解いて各コイルトップ部の10mのキャンバー量を上記のように実測定し、前記予測したキャンバー量と比較した結果を図4に示す。ここでキャンバー量として用いられるデータは図12(c)の●印の値である。 FIG. 4 shows a result of unwinding a plurality of coils and actually measuring the 10 m camber amount of each coil top portion as described above and comparing it with the predicted camber amount. Here, the data used as the camber amount is the value of the mark ● in FIG.
図4から、前記熱歪的キャンバー量と幾何学的キャンバー量から、冷却後の鋼板のキャンバー量を予測する本発明は、実測結果と非常に良い一致を示すことがわかる。 From FIG. 4, it can be seen that the present invention for predicting the camber amount of the steel sheet after cooling from the thermostrictive camber amount and the geometric camber amount shows a very good agreement with the actual measurement result.
一方、図3には熱歪だけから予測した結果を、図5には幾何学的キャンバー測定だけから予測した結果を示す。これら従来の方式である熱歪だけや幾何学的キャンバー測定だけでの予測では、値がばらつくことがよくわかる。 On the other hand, FIG. 3 shows a result predicted only from the thermal strain, and FIG. 5 shows a result predicted only from the geometric camber measurement. It can be clearly seen that these values vary in the conventional methods of prediction only by thermal strain or geometric camber measurement.
また変位計による横振れ量測定を定点温度測定方法によって求めたキャンバーで置き換えても同様の精度で幾何学的キャンバー量として求めることが可能なことも分かった。つまり、図1に示した変位計8で計測したキャンバー量は温度計6で計測したキャンバー量で置き換えてもよい。
It was also found that the lateral camber amount measurement by the displacement meter can be obtained as the geometric camber amount with the same accuracy even if it is replaced with the camber obtained by the fixed point temperature measurement method. That is, the camber amount measured by the
図4に示すフロント10mのキャンバー量予測は一つの例であって、本予測ではコイル全長に亘ったキャンバー量を予測することも可能である。例として、コイル全長に亘って測定したキャンバー量と予測キャンバー量を比較したものを図6に示す。非常に良い一致を示すことが判る。
このような知見を受けて(1)に記載の発明をするに至った訳である。
The camber amount prediction of the front 10 m shown in FIG. 4 is an example, and in this prediction, it is also possible to predict the camber amount over the entire coil length. As an example, FIG. 6 shows a comparison between the camber amount measured over the entire coil length and the predicted camber amount. It turns out that it shows a very good agreement.
In response to such knowledge, the inventors have arrived at the invention described in (1).
次に(2)について説明する。(1)では熱歪の釣り合いの式を簡易的な手法としているために、幅方向の連続性の効果を無視している。そのため、厳密な熱歪によるキャンバー計算とはなっていない。そこで熱歪によるキャンバー量の予測を有限要素法(FEM)によって解くことにより、更に精度の良いキャンバー量を予測することが可能となる。 Next, (2) will be described. (1) ignores the effect of continuity in the width direction because the equation of thermal strain balance is a simple technique. Therefore, it is not a camber calculation by strict thermal strain. Therefore, it is possible to predict the camber amount with higher accuracy by solving the prediction of the camber amount due to thermal strain by the finite element method (FEM).
(3)に記載の発明は、(2)に記載のFEMの解析を曲がり解析だけでなく弾性波座屈を考慮した大撓み解析とすることで面外変形を考慮した熱歪キャンバー量予測が可能となり更に精度の良いキャンバー量を予測することが可能となる。その結果、(2)に記載の予測方法では波形状がある場合は実測と予測がずれており、図4に示すように相関係数R2=0.983であるのに対し、弾性波座屈を考慮した大撓み解析によって波形状がある場合は、図7に示すように相関係数R2=0.9976であり、実測と予測が一致することが分かる。 In the invention described in (3), the FEM analysis described in (2) is performed not only by bending analysis but also by large deflection analysis considering elastic wave buckling, so that thermal strain camber amount prediction considering out-of-plane deformation can be performed. It becomes possible to predict the camber amount with higher accuracy. As a result, in the prediction method described in (2), when there is a wave shape, the actual measurement and the prediction are deviated, and the correlation coefficient R 2 = 0.983 as shown in FIG. When there is a wave shape by a large deflection analysis in consideration of bending, it is found that the correlation coefficient R 2 = 0.9976 as shown in FIG.
(4)に記載の発明は、客先での要望や熱処理ラインであるFIPLにおいてキャンバー起因で生じる蛇行によって破断が発生するため、熱処理ラインを通過させる鋼板は実際にキャンバーの大小にかかわらず全コイル矯正工程を通す必要があったが(1)、(2)、(3)に記載の精度の良いキャンバー量予測を用いることで、キャンバー量が大きいと予測されたコイルだけ精整工程の増工程することが可能となるため効率的な操業が可能となる。 In the invention described in (4), the steel plate that passes through the heat treatment line is not limited to the size of the camber because the fracture occurs due to the request from the customer and the meandering caused by the camber in the FIPL which is the heat treatment line. It was necessary to go through the correction process, but using the accurate prediction of the camber amount described in (1), (2), (3), only the coil that was predicted to have a large camber amount was added to the refining process. This makes it possible to operate efficiently.
(5)に記載の発明は(1)、(2)、(3)に記載の精度の良いキャンバー量予測ではどの位置にどれほどのキャンバー量が生じているか位置を特定できる(例えば図5を参照)。この予測結果を次工程のFIPLや客先に示すことによって必要によって問題となるキャンバーが発生した位置をシャーカット等で除去すれば精整工程そのものを増工程すること自体がなくなる。 The invention described in (5) can specify the position of how much camber amount is generated at which position in the accurate camber amount prediction described in (1), (2), (3) (see, for example, FIG. 5). ). If this predicted result is shown to the next process FIPL or the customer and the position where the camber that causes a problem is removed by shear cutting or the like is eliminated, the refining process itself is not increased.
熱延鋼板の製造工程を例にとって、金属板の平坦度悪化予測を行い、精整工程への通板可否判定を行った事例を示す。図1は熱延鋼板の製造工程における仕上げ圧延機以降の製造設備概要図である。まず、熱延鋼板6は仕上げ最終圧延機1を経て所定の製造サイズに圧延されランアウトテーブル(ROT)2によって通板され、所定の材質に作り込むためにROT冷却装置3によって所定の板温度まで冷却され、事前に圧延板幅サイズに合わせた開度で待機中のサイドガイド7によってガイドされながら、温度計6で幅方向温度分布が測定され、変位計8で横振れ量を測定しコイラー4によってコイル状に巻き取られる。巻き取る板温度は材質によって色々異なるが100〜750℃まであり、本発明において問題としている平坦度は、このコイル温度が室温まで下がった時点で巻き解くと鋼板センター部には中波、エッジ部には耳波と呼ばれる波状の面外変形を起こした場合である。
この時、冷却後の温度計6を用いて熱歪、熱応力分布を求め、本モデルに入力し、キャンバー量予測を行った。本予測で、コイル全長に渡ったキャンバー量を予測することが可能である。
Taking a manufacturing process of a hot-rolled steel sheet as an example, an example of performing flatness deterioration prediction of a metal plate and determining whether or not a plate can be passed through a refining process is shown. FIG. 1 is a schematic diagram of manufacturing equipment after a finish rolling mill in a manufacturing process of a hot-rolled steel sheet. First, the hot-rolled
At this time, thermal strain and thermal stress distribution were obtained using the cooled
しかし、実用的には、コイルのフロント10m、及びテール10mのキャンバー量が問題となる。そこで、100本分のコイルフロント10m及びテール10mのキャンバー量予測をし、所定のクライテリアとして1σ(ここで、σは標準偏差)を超えるキャンバー量を持つコイルは精整工程に通板し、キャンバー量を矯正させることにより、熱延後の連続焼鈍設備通板時のキャンバー起因の板破断は0%であった。その結果、これまで全数精整通板していたコイル本数が66.6%減ることになった。
However, practically, the amount of camber on the front 10 m and the
状況に応じて所定のクライテリアを2σ、3σと拡げていっても良いし、過去の実績に応じてクライテリアを設定してもよい。 The predetermined criteria may be expanded to 2σ and 3σ according to the situation, or the criteria may be set according to past results.
なお、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明は、その技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
以上説明したように、本発明により、金属ストリップの常温時のキャンバー量予測が、精度よくできるため、精整工程や、矯正工程へ通す金属ストリップを高精度で選別することができ、コストの削減だけでなく、生産性の向上にも貢献する。従って、本発明が、鉄鋼業だけでなく、広く金属加工(圧延)業界の発展に寄与するものである。 As described above, according to the present invention, the amount of camber at the normal temperature of the metal strip can be predicted with high accuracy, so the metal strip to be passed through the refining process and the correction process can be selected with high accuracy, and the cost can be reduced. As well as improving productivity. Therefore, the present invention contributes not only to the steel industry but also to the development of the metal working (rolling) industry.
1 仕上げ圧延機最終スタンド
2 ROT
3 ROT冷却装置
4 ピンチロール
5 ダウンコイラー
6 温度計
7 サイドガイド
8 変位計
9 鋼板
1 Finishing mill
3
Claims (5)
ランナウトテーブル冷却後の鋼板の表面温度分布を板幅方向及び圧延方向に対して測定し、
当該温度分布がその後冷却されて常温で均一になった時点での熱歪を用いて釣り合い計算を行い、熱歪によるキャンバー量を求め、
定点測定方法で板幅方向及び圧延方向の温度測定と同時に得られる幾何学的キャンバー量又は別途設置した変位計によってもたらされる横振れ量から測定した幾何学的キャンバー量を求め、
前記熱歪によるキャンバー量と前記幾何学的キャンバー量を重ね合わせることを特徴とした金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法。 Metal manufactured by hot finish rolling to a predetermined production size, cooled to a predetermined plate temperature by a cooling device to be made into a predetermined material, bent and bent back by a pinch roll, and wound into a coil shape In the method for predicting the amount of camber at room temperature of the strip
Measure the surface temperature distribution of the steel sheet after runout table cooling with respect to the sheet width direction and the rolling direction,
Perform the balance calculation using the thermal strain at the time when the temperature distribution is then cooled and becomes uniform at room temperature, and determine the camber amount due to thermal strain,
Obtain the geometric camber amount measured from the amount of geometric camber obtained at the same time as the temperature measurement in the sheet width direction and rolling direction by the fixed point measurement method or the lateral runout amount provided by a separately installed displacement meter,
A method of predicting a camber amount at normal temperature of a metal strip, wherein the camber amount due to thermal strain and the geometric camber amount are overlapped.
ランナウトテーブル冷却後の鋼板の表面温度分布を板幅方向及び圧延方向に対して測定し、
当該温度分布がその後冷却されて常温で均一になった時点での熱歪を用いて波座屈を考慮したFEMによる大たわみ解析により鋼板の面外変形を考慮したキャンバー量を求め、
定点温度測定方法で板幅方向及び圧延方向の温度測定と同時に得られる幾何学的キャンバー量を求め、
前記熱歪によるキャンバー量と前記幾何学的キャンバー量を重ね合わせることを特徴とした金属ストリップの常温時のキャンバー量予測方法。 Metal manufactured by hot finish rolling to a predetermined production size, cooled to a predetermined plate temperature by a cooling device to be made into a predetermined material, bent and bent back by a pinch roll, and wound into a coil shape In the method for predicting the amount of camber at room temperature of the strip
Measure the surface temperature distribution of the steel sheet after runout table cooling with respect to the sheet width direction and the rolling direction,
Obtain the camber amount considering the out-of-plane deformation of the steel sheet by the FEM large deflection analysis considering the wave buckling using the thermal strain when the temperature distribution is then cooled and becomes uniform at room temperature,
Obtain the geometric camber amount obtained simultaneously with the temperature measurement in the sheet width direction and rolling direction by the fixed point temperature measurement method,
A method of predicting a camber amount at normal temperature of a metal strip, wherein the camber amount due to thermal strain and the geometric camber amount are overlapped.
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