JP5257559B1 - Strain calculation method and rolling system - Google Patents
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Abstract
圧延装置20で圧延された鋼板101の形状を検出するステップと、検出された形状から、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを示す第2歪みε2を演算するステップと、圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みを示す第3歪みε3のしきい値と圧延された鋼板の形状との間の相関関係と、検出された形状とから第3歪みε3を決定するステップであって、相関関係は、検出された形状により決定される境界条件と、圧延された鋼板の板厚と、圧延された鋼板の板幅と、圧延された鋼板の張力と、第3歪みの分布形状とから座屈解析により演算されるステップと、第2歪みε2と第3歪みε3とを加算することにより、全応力に対応する歪みと、目標とする圧延による鋼板の歪みとの差を示す第1歪みε1を演算するステップと、を有することを特徴とする歪み演算方法。A step of detecting the shape of the steel plate 101 rolled by the rolling device 20, and a second strain ε indicating a distortion appearing as an uneven shape on the plate surface that is a deviation from the target value of the rolled steel plate from the detected shape. From the step of calculating 2 , the correlation between the threshold value of the third strain ε 3 indicating the strain corresponding to the internal stress of the rolled steel sheet and the shape of the rolled steel sheet, and the detected shape A step of determining a third strain ε 3 , wherein the correlation is a boundary condition determined by the detected shape, a plate thickness of the rolled steel plate, a plate width of the rolled steel plate, and the rolled By adding the step calculated by buckling analysis from the tension of the steel sheet and the distribution shape of the third strain, the second strain ε 2 and the third strain ε 3 , the strain corresponding to the total stress, and the target 1 showing the difference from the distortion of the steel sheet due to rolling Distortion calculation method characterized by comprising the steps of: calculating a viewing epsilon 1.
Description
本発明は、圧延された鋼板の歪みと内部応力とを演算する演算方法及び圧延システムに関する。
鋼板の圧延では、圧延前の鋼材に対して圧延装置で鋼板に応力を加え、厚さ、幅、長さを所定のサイズ(以下、目標値とも称する)とした鋼板を得ることが目的である。しかし、目標値通りの鋼板を得ることは容易ではなく、圧延後の鋼板の板面上には耳波あるいは中波と呼ばれるような各種の凹凸を生じやすい。圧延装置から鋼板に加えられた応力(以下、全応力とも称する)は、1)目標値となる所定のサイズとするための歪みの生成、2)目標値からのズレである板面上の各種の凹凸となる歪みの生成、および3)鋼板内の残留応力の生成に費やされる。
板面上の凹凸が生じないような圧延を実施するには、これらの歪みと応力の関係を全て把握して制御する必要がある。特に、全応力に対応する歪みと、所定のサイズにするための歪みとの差を把握し、これを制御することが重要である。しかし、この差の把握を的確に行う方法は、いまだ実現されていない。The present invention relates to a calculation method and a rolling system for calculating strain and internal stress of a rolled steel sheet.
The purpose of rolling steel sheets is to obtain a steel sheet having a predetermined size (hereinafter also referred to as a target value) by applying stress to the steel sheet with a rolling device with respect to the steel material before rolling. . However, it is not easy to obtain a steel plate according to the target value, and various irregularities such as ear waves or medium waves are likely to occur on the surface of the rolled steel plate. The stress applied to the steel sheet from the rolling machine (hereinafter also referred to as total stress) is as follows: 1) generation of strain to obtain a predetermined size as a target value, and 2) various stresses on the plate surface that are offset from the target value. And 3) generation of residual stress in the steel sheet.
In order to perform rolling that does not cause unevenness on the plate surface, it is necessary to grasp and control all the relations between these strains and stresses. In particular, it is important to grasp and control the difference between the strain corresponding to the total stress and the strain for obtaining a predetermined size. However, a method for accurately grasping this difference has not yet been realized.
圧延における歪みを把握するためには、圧延前後での鋼板の形状を測定しなければならない。圧延された鋼板の形状を計測する技術は、いくつか知られている。例えば、特許文献1には、複数の光学系距離計を有する計測装置を使用して測定される鋼板の板厚と、鋼板の板平面上の位置とを関連付けて、歪みによる鋼板の変形を把握する技術が記載されている。さらに、特許文献1には、圧延後に測定された鋼板の変形に基づいて、圧下位置及び圧下力を調整して、圧延された鋼板の変形を抑制する技術が記載されている。
In order to grasp the distortion in rolling, the shape of the steel sheet before and after rolling must be measured. Several techniques for measuring the shape of a rolled steel sheet are known. For example, in
また、圧延された鋼板の歪みを予測する形状予測モデルと、圧延された鋼板の歪みを測定した測定データを使用して圧延による鋼板の形状不良の発生を抑制する技術が知られている。特許文献2には、圧延された鋼板の歪みを連続して測定した測定データと、歪みを予測する予測形状モデルとから、圧延中の鋼板の形状不良を逐次修正するためにワークロールベンディング力を調整する技術が記載されている。ここで、予測形状モデルは、圧延された鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みのしきい値に相当する不感帯を考慮した上で、測定された歪みに基づいて逐次修正されている。
In addition, a technique for suppressing the occurrence of a shape defect of a steel sheet due to rolling using a shape prediction model for predicting the distortion of the rolled steel sheet and measurement data obtained by measuring the distortion of the rolled steel sheet is known. In
一方、耳波(Edge Wages)、及び中波(Center Wages)などの薄板の形状不良の発生メカニズムを解析する技術が知られている。非特許文献1には、耳波及び中波の発生メカニズムを、耳波の座屈方程式及び中波の座屈方程式によりそれぞれ近似的に解析する技術が記載されている。非特許文献2には、圧延された鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みのしきい値である座屈臨界点を解析する技術が記載されている。
On the other hand, a technique for analyzing a generation mechanism of a shape defect of a thin plate such as an ear wave (Edge Wages) and a medium wave (Center Wages) is known.
特許文献3には、非特許文献1に記載される座屈方程式を応用した技術が記載されている。具体的には、特許文献3には、全応力と、目標とする圧延による鋼板の歪みに対応する応力との差を、冷却後に凹凸形状として現れる歪みに変換されて開放される応力成分と、変形後も鋼板内に残留する応力成分とに分離する技術が記載されている。さらに、特許文献3では、このような技術に基づいて、鋼板が冷却されたときに生じる波型形状を予測する技術が記載されている。特許文献3に記載される技術では、冷却後に凹凸形状として現れる歪みに変換されて開放される応力成分は、全応力と、目標とする圧延による鋼板の歪みに対応する応力との差から、変形後も鋼板内に残留する応力成分を減算して得られる。次いで、減算して得られた応力成分と、急峻度から演算される歪みとを比較することにより冷却後の波型形状が予測されている。ここでは、全応力と、目標とする圧延による鋼板の歪みに対応する応力との差は、温度分布等から推定される既知の値であるとして扱われている。
しかしながら、特許文献1に記載される技術におけるの制御では、圧延された鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みは考慮されているものの、鋼板の内部応力は考慮されていない。このため、何らかの外乱により圧延時の応力が変化することにより、内部応力が鋼板の板面上の凹凸形状として現れるおそれがある。
However, in the control in the technique described in
また、特許文献2に記載される技術では、圧延された鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みのしきい値に相当する不感帯の演算方法が記載されていない。さらに、特許文献2に記載される技術の制御対象は、非線形であるクラウン変化率であるため、制御が複雑になるおそれがある。
Moreover, in the technique described in
また、特許文献3に記載される技術では、全応力と、目標とする圧延による鋼板の歪みに対応する応力との差を、凹凸形状として現れる歪みに変換されて開放される応力成分と、変形後も鋼板内に残留する応力成分とに分離している。しかしながら、凹凸形状として現れる歪みに変換されて開放される応力成分と、変形後も鋼板内に残留する応力成分とに基づいて、全応力と、目標とする圧延による鋼板の歪みに対応する応力との差を演算する方法は全く記載及び示唆されていない。本発明は、上記問題点に鑑み、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みと、圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みとに基づいて、全応力に対応する歪みと、目標値となる所定のサイズとするための歪みとの差を演算する演算方法及び圧延システムを提供することを目的としている。
Moreover, in the technique described in
以下のように第1、第2および第3歪みを定義する。
圧延装置から鋼板に加えられた応力に対応すべき歪みと、目標値となる所定のサイズとするための歪みとの差を第1歪みと呼ぶ。圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを第2歪みと呼ぶ。さらに、圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みを第3歪みと呼ぶ。
本発明の要旨は以下の通りである。
(1)圧延装置で圧延された鋼板の形状を検出するステップと、
検出された形状から、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる第2歪みを演算するステップと、
圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みを示す第3歪みのしきい値と検出された形状の圧延方向成分の波長との間の相関関係と、検出された形状の圧延方向成分の波長とから第3歪みを決定するステップであって、相関関係は、検出された形状により決定される境界条件と、圧延された鋼板の板厚と、圧延された鋼板の板幅と、圧延された鋼板の張力と、第3歪みの分布形状とから座屈解析により演算されるステップと、
第2歪みと第3歪みとを加算することにより、圧延装置から鋼板に加えられた応力に対応する歪みと、目標値となる所定のサイズとするための歪みとの差を示す第1歪みを演算するステップと、
を有することを特徴とする歪み演算方法。
(2)第3歪みの分布形状は、幅方向成分が、一端が鋼板の中央部であり且つ他端が鋼板の端部である一次直線、単調増加曲線、及び単調減少曲線、鋼板の中央部から単調増加し、鋼板の端部の近傍から単調減少する山型形状、並びに鋼板の中央部から単調減少し、鋼板の端部の近傍から単調増加する谷型形状から選択される何れか1つの形状であるとして演算される(1)の歪み演算方法。
(3)相関関係は、座屈方程式により演算される(1)又は(2)の何れかの歪み演算方法。
(4)相関関係は、FEMにより求められて、検出された形状の圧延方向成分の波長と第3歪みのしきい値との間の対応関係を示すテーブルとして記憶される(1)又は(2)の何れかの歪み演算方法。
(5)演算された第1歪みを示す信号を圧延装置に送信するステップを更に含み、圧延装置は、演算された第1歪みに基づいて、圧延された鋼板を所望の形状にするように制御される(1)〜(4)の何れかの歪み演算方法。
(6)耳波又は中波が少なくとも半波長に亘って形成されていることを検出するステップを更に含む(5)に記載の歪み演算方法。
(7)演算装置は、第1歪みがゼロになるように制御される(5)に記載の歪み演算方法。
(8)鋼板を圧延する圧延装置と、
圧延装置で圧延された鋼板の形状を検出する形状計と、
検出された形状から、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを示す第2歪みを演算し、
圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みを示す第3歪みのしきい値と圧延された鋼板の形状との間の相関関係と、検出された形状とから第3歪みを決定することであって、相関関係は、検出された形状により決定される境界条件と、圧延された鋼板の板厚と、圧延された鋼板の板幅と、圧延された鋼板の張力と、第3歪みの分布形状とから座屈解析により演算され、
第2歪みと第3歪みとを加算することにより、圧延装置から鋼板に加えられた応力に対応する歪みと、目標値となる所定のサイズとするための歪みとの差を示す第1歪みを演算し、
演算された第1歪みを示す信号を圧延装置に送信する歪み演算装置と、を有し、
圧延装置は、演算された第1歪みに基づいて第1歪みを所望の値とするように制御されることを特徴とする圧延システム。The first, second and third distortions are defined as follows.
The difference between the strain that should correspond to the stress applied to the steel plate from the rolling mill and the strain that is used to obtain a predetermined size that is the target value is called the first strain. The distortion that appears as an uneven shape on the plate surface, which is a deviation from the target value of the rolled steel sheet, is called a second distortion. Furthermore, the strain corresponding to the internal stress of the rolled steel sheet is called third strain.
The gist of the present invention is as follows.
(1) detecting a shape of a steel sheet rolled by a rolling device;
From the detected shape, calculating a second strain appearing as an uneven shape on the plate surface that is a deviation from the target value of the rolled steel plate;
The correlation between the threshold value of the third strain indicating the strain corresponding to the internal stress of the rolled steel sheet and the wavelength of the rolling direction component of the detected shape, and the wavelength of the rolling direction component of the detected shape Determining the third strain from the correlation conditions determined by the detected shape, the plate thickness of the rolled steel plate, the plate width of the rolled steel plate, and the rolled steel plate Calculated by buckling analysis from the tension and the third strain distribution shape,
By adding the second strain and the third strain, the first strain indicating the difference between the strain corresponding to the stress applied to the steel plate from the rolling device and the strain for obtaining a predetermined size as the target value is obtained. A step of calculating;
A distortion calculation method characterized by comprising:
(2) The distribution shape of the third strain is such that the width direction component is a linear straight line having one end at the center of the steel plate and the other end at the end of the steel plate, a monotonically increasing curve, and a monotonically decreasing curve, the center of the steel plate Any one selected from a mountain shape that monotonously increases from the vicinity of the end of the steel plate and monotonously decreases from the vicinity of the end of the steel plate, and a valley shape that monotonously decreases from the center of the steel plate and monotonously increases from the vicinity of the end of the steel plate. The distortion calculation method of (1) calculated as a shape.
(3) The distortion calculation method according to any one of (1) and (2), wherein the correlation is calculated by a buckling equation.
(4) The correlation is obtained by FEM and stored as a table indicating the correspondence between the wavelength of the rolling direction component of the detected shape and the third strain threshold (1) or (2 ) Any one of the distortion calculation methods.
(5) The method further includes a step of transmitting a signal indicating the calculated first strain to the rolling device, and the rolling device controls the rolled steel sheet to have a desired shape based on the calculated first strain. The distortion calculation method according to any one of (1) to (4).
(6) The distortion calculation method according to (5), further including a step of detecting that an ear wave or a medium wave is formed over at least a half wavelength.
(7) The distortion calculation method according to (5), wherein the calculation device is controlled so that the first distortion becomes zero.
(8) a rolling device for rolling a steel sheet;
A shape meter for detecting the shape of a steel sheet rolled by a rolling device;
From the detected shape, a second distortion indicating a distortion appearing as an uneven shape on the plate surface, which is a deviation from the target value of the rolled steel plate, is calculated,
The third strain is determined from the correlation between the threshold value of the third strain indicating the strain corresponding to the internal stress of the rolled steel plate and the shape of the rolled steel plate and the detected shape. The correlation is determined by the boundary condition determined by the detected shape, the thickness of the rolled steel sheet, the width of the rolled steel sheet, the tension of the rolled steel sheet, and the third strain distribution shape. And is calculated by buckling analysis from
By adding the second strain and the third strain, the first strain indicating the difference between the strain corresponding to the stress applied to the steel plate from the rolling device and the strain for obtaining a predetermined size as the target value is obtained. Operate,
A strain calculation device that transmits a signal indicating the calculated first strain to the rolling device,
The rolling system is controlled such that the first strain is set to a desired value based on the calculated first strain.
本発明によれば、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを示す第2歪みと、圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みである第3歪みとに基づいて、圧延装置から鋼板に加えられた応力に対応する歪みと、目標値となる所定のサイズとするための歪みとの差を示す第1歪みを演算することが可能になった。 According to this invention, the 2nd distortion which shows the distortion which appears as the uneven | corrugated shape on the plate | board surface which is a shift | offset | difference from the target value of the rolled steel plate, and the 3rd distortion which is a distortion corresponding to the internal stress of the rolled steel plate. Based on the above, it is possible to calculate the first strain indicating the difference between the strain corresponding to the stress applied to the steel sheet from the rolling device and the strain for obtaining a predetermined size as the target value.
また、本発明によれば、圧延された鋼板の張力が小さいときの鋼板の歩留まりを向上させることが可能になる。例えば、熱間圧延において、圧延を開始してから巻き取り張力が生じるまでの間に圧延される部分(圧延トップ部とも称される)の歩留まりを向上させることも可能になる。また、熱間圧延において、圧延を終了する直前の巻き取り張力が減少しているの間に圧延される部分(圧延ボトム部とも称される)の歩留まりを向上させることも可能になる。 Moreover, according to this invention, it becomes possible to improve the yield of a steel plate when the tension | tensile_strength of the rolled steel plate is small. For example, in hot rolling, it is possible to improve the yield of a portion (also referred to as a rolling top portion) that is rolled between the start of rolling and the occurrence of winding tension. In hot rolling, it is also possible to improve the yield of a portion (also referred to as a rolling bottom portion) that is rolled while the winding tension just before the end of rolling is reduced.
以下、図1〜12を参照して、本発明に係る電源選択回路を有する圧延システムについて説明する。まず、図1〜8を参照して、圧延システムの第1実施形態について説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1-12, the rolling system which has a power supply selection circuit which concerns on this invention is demonstrated. First, with reference to FIGS. 1-8, 1st Embodiment of a rolling system is described.
図1は、第1実施形態に係る圧延システム1の回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a rolling
圧延システム1は、歪み演算装置10と、鋼板101を矢印Aの方向に圧延する熱間タンデム圧延装置20(以下、単に圧延装置20とも称する)とを有する。さらに、圧延システム1は、圧延された鋼板101の形状、板厚、板幅及び張力をそれぞれ検出する形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33を有する。
The rolling
歪み演算装置10は、演算部11と、記憶部12と、I/O部13とを有する。熱間タンデム圧延装置20は、鋼板101を順次圧延する複数段のスタンド21と、鋼板101を搬送する複数の通板ロール22と、複数段のスタンド21の圧下位置及び圧下力をそれぞれ調整する圧延制御装置23とを有する。
The
演算部11は、CPU(Central Processing Unit: 中央処理ユニット)や、DSP(digital signal processor)を備える。演算部11は、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33から受信する検出データを記憶部12に記憶される演算プログラムに基づいて、全応力に対応する歪みと、目標値となる所定のサイズとするための歪みとの差を示す第1歪みε1を演算する。The
記憶部12は、各種プログラムを記憶するための非揮発性メモリと、データを一次的に記憶するための揮発性メモリとを有する。記憶部12は、演算部11が実行する演算プログラム、及び演算プログラムを実行するために必要なOSなどの基本ソフトを記憶する。また、記憶部12は、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33から受信する検出データを記憶する。
The
I/O部13は、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33からそれぞれ送信された検出データを演算部11が処理可能なデータに変換する。I/O部13で受信された検出データは、記憶部12に記憶される。I/O部13は、演算部11が処理したデータを圧延制御部23に送信する。
The I /
複数段のスタンド21はそれぞれ、上下1対の作業ロールと、作業ロールを挟むように配置される一対の補強ロールとを有する。スタンド21の段数はいくつでもよいが、2段、4段、6段としてもよい。また、複数段のスタンド21はそれぞれ、不図示の形状制御アクチュエータを有する。形状制御アクチュエータは、圧延制御部23から送信される制御信号に基づいて、鋼板101に所定の圧下荷重を加えるとともに、鋼板101にベンダー、ワークロールシフト、ペアークロス等の種々の形状を付与する。
Each of the multi-stage stands 21 has a pair of upper and lower work rolls and a pair of reinforcing rolls arranged so as to sandwich the work roll. The number of stages of the
形状計30は、複数の点状光源と、撮像装置とを有し、鋼板101の圧延方向と垂直方向に鋼板101の上面に順次照射される複数の点状光源からの光を撮像することにより、圧延された鋼板101の形状を検出する。
The
板厚計31は、X線厚さ計であり、鋼板101の板厚を検出する。 The plate thickness meter 31 is an X-ray thickness meter and detects the plate thickness of the steel plate 101.
板幅計32は、スポット型レーザー光波距離計であり、鋼板101の板幅を検出する。
The
張力計33は、所定の間隔で配置された2つの検出部を有し、2つの検出部が鋼板101に形成される検出孔を検出することにより鋼板101の張力を検出する。
The
図2は、歪み演算装置10の演算部11の機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
演算部11は、形状データ解析部51と、第2歪み演算部52と、境界条件判定部53と、第3歪み演算部54と、第1歪み演算部55とを有する。これらの構成要素51〜255による処理は、記憶部12に記憶された演算プログラムを演算部11が実行することによって実施される。
The
形状データ解析部51は、形状計30が検出した鋼板101の形状から、鋼板101に周期的に現れる凹凸形状の圧延方向成分の波長2L、及び鋼板101の平面上の検出地点それぞれの高さ方向の変位を解析する。
From the shape of the steel plate 101 detected by the
図3(a)は、形状計30が検出した鋼板101の形状から形状データ解析部51が解析したデータの一例をプロット表示した解析画像300を示す図である。
FIG. 3A is a diagram showing an
解析画像300は、x座標、y座標及びz座標を有する。x座標は、鋼板101の幅方向の中央部における圧延方向に対応する座標である。y座標は、鋼板101の幅方向に対応する座標である。z座標は、鋼板101の高さ方向に対応する座標である。
The
解析画像300の正弦波型形状の断面は、鋼板101の幅方向の端部の断面に対応する。鋼板101の凹凸形状として現れる歪みの形状は耳波であるので、解析画像300は、幅方向の端部に正弦波型形状の断面を有する。なお、鋼板101の凹凸形状として現れる歪みの形状が中波である場合は、鋼板101の幅方向の端部には凹凸形状は生じず、鋼板101の幅方向の中央部に対応するx座標上に正弦波型形状の断面が生じる。
The cross section of the sine wave shape of the
第2歪み演算部52は、形状データ解析部51が解析したデータに基づいて、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる第2歪みε2を演算する。まず、第2歪み演算部52は、式(1)〜(3)に基づいて、幅位置がj番目である歪みεj´を順次演算する。The second
ここで、dxijは、x軸方向に互いに隣接する検出地点間の距離であり、dzijは、dxijに対応する検出地点間のz軸方向の距離である。Lは、鋼板101に周期的に現れる凹凸形状の圧延方向成分の半波長であり、εjは鋼板101の幅方向の中央部のz方向の高さと幅方向からj番目の地点の第2歪みε2の値とを含む値ある。また、式(3)のε(j=1)は幅方向の中央部のz方向の高さである。式(3)で演算される歪みε´jは、幅方向からj番目の地点の第2歪みε2の値に対応する。Here, dx ij is a distance between detection points adjacent to each other in the x-axis direction, and dz ij is a distance in the z-axis direction between detection points corresponding to dx ij . L is the half-wavelength of the rolling direction component of the concavo-convex shape that periodically appears on the steel plate 101, and ε j is the height in the z direction at the center of the width direction of the steel plate 101 and the second strain at the jth point from the width direction. a value and a epsilon 2 values. In the equation (3), ε (j = 1) is the height in the z direction at the center in the width direction. The strain ε ′ j calculated by Expression (3) corresponds to the value of the second strain ε 2 at the j-th point from the width direction.
図3(b)は、式(1)〜(3)に基づいて、演算される第2歪みε2と、鋼板101の幅方向位置との間の関係を示す図である。FIG. 3B is a diagram showing a relationship between the calculated second strain ε 2 and the position in the width direction of the steel plate 101 based on the equations (1) to (3).
境界条件判定部53は、形状データ解析部51が解析したデータに基づいて、鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状が、耳波、中波、又はクォータ波の何れかであるかを判定する。
Based on the data analyzed by the shape
図4は、境界条件判定部53の判定処理フローを示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a determination process flow of the boundary
まず、ステップS101において、境界条件判定部53は、鋼板101の幅方向のクォータ部の高さと、鋼板101の幅方向の中央部及び端部の高さとを比較する。境界条件判定部53が鋼板101の幅方向のクォータ部のピーク高さが高いと判定した場合は、処理はステップS102に進む。一方、境界条件判定部53が鋼板101の幅方向のクォータ部のピーク高さが低いと判定した場合は、処理はステップS103に進む。
First, in step S <b> 101, the boundary
ステップS101において、境界条件判定部53が鋼板101の幅方向のクォータ部の高さが高いと判定した場合、ステップS102において、境界条件判定部53は、鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状はクォータ波であると判定する。
In step S101, when the boundary
ステップS101において、境界条件判定部53が鋼板101の幅方向のクォータ部の高さが低いと判定した場合、ステップS103において、境界条件判定部53は、鋼板101の幅方向の中央部の高さと、端部の高さとを比較する。
In step S101, when the boundary
ステップS103において、境界条件判定部53が鋼板101の幅方向の中央部の高さが高いと判定した場合、ステップS104において、境界条件判定部53は、鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状は中波であると判定する。
In step S103, when the boundary
ステップS103において、境界条件判定部53が鋼板101の幅方向の中央部の高さが低いと判定した場合、ステップS105において、境界条件判定部53は、鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状は耳波であると判定する。
In step S103, when the boundary
図5は、鋼板101の凹凸形状により決定される境界条件を概略的に示す図である。図5(a)は、鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状が耳波の場合の境界条件を示す。図5(b)は、鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状が中波の場合の境界条件を示す。図5(c)は、鋼板の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状がクォータ波の場合の境界条件を示す。 FIG. 5 is a diagram schematically showing boundary conditions determined by the uneven shape of the steel plate 101. FIG. 5A shows a boundary condition when the shape of distortion appearing as an uneven shape on the plate surface of the steel plate is an ear wave. FIG.5 (b) shows the boundary conditions in case the shape of the distortion which appears as an uneven | corrugated shape on the plate surface of a steel plate is a medium wave. FIG.5 (c) shows the boundary conditions in case the shape of the distortion which appears as an uneven | corrugated shape on the plate surface of a steel plate is a quarter wave.
図5(a)に示す鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状が耳波である場合の境界条件は、幅方向の断面(以下、C断面とも称する)の中央部において幅方向の変位及び高さ方向の変位を拘束し、且つ端部において無拘束とする条件である。 The boundary condition when the shape of the distortion appearing as the uneven shape on the plate surface of the steel plate 101 shown in FIG. 5A is an ear wave is the width direction at the center of the cross section in the width direction (hereinafter also referred to as C cross section). And the displacement in the height direction are constrained and the end portion is unconstrained.
図5(b)に示す鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状が中波である場合の境界条件は、C断面の中央部において圧延方向廻りの回転を拘束し、且つ端部において高さ方向の変位を拘束する条件である。 The boundary condition in the case where the shape of the distortion appearing as the uneven shape on the plate surface of the steel plate 101 shown in FIG. 5B is a medium wave is that the rotation around the rolling direction is constrained at the center of the C cross section, and the end portion Is a condition for restraining displacement in the height direction.
図5(c)に示す鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状がクォータ波であるの場合境界条件は、C断面の中央部及び端部の双方において幅方向の変位及び高さ方向の変位を拘束する条件である。 In the case where the shape of the distortion appearing as the uneven shape on the plate surface of the steel plate 101 shown in FIG. 5C is a quarter wave, the boundary conditions are the displacement and the height in the width direction at both the center and the end of the C cross section. This is a condition for restraining the displacement in the direction.
第3歪み演算部54は、圧延された鋼板101の内部応力に対応する歪みを示す第3歪みε3を演算する。第3歪みε3は、圧延された鋼板101の板厚、板幅、張力、境界条件判定部53の判定により決定される境界条件、及び鋼板101に周期的に現れる凹凸形状の圧延方向成分の波長に基づいて、座屈方程式を使用した座屈解析により演算される。The third
第3歪み演算部54は、所定の幅方向位置毎に、式(4)〜(11)に示される座屈方程式の解を求める。第3歪み演算部54は、求められた解から、圧延された鋼板101の第3歪みε3のしきい値(criteria)を決定する。第3歪み演算部54が決定する第3歪みε3のしきい値は、鋼板101にこの値以上の歪みが残留した場合に、鋼板101がに第2歪みが生ずることを示す値である。ここでは、圧延された鋼板101に第3歪みε3のしきい値以上の歪みが残留している場合、圧延された鋼板101に第2歪みが生ずるものとしている。すなわち、第2歪みが生じている鋼板101の内部には、少なくとも第3歪みε3のしきい値に相当する歪みが内部に残留しているものとしている。The 3rd
第3歪み演算部54は、式(4)において、非特許文献1に記載されるようにF=0を満たす解を求めることにより、歪みεx *の座屈方程式の解を求める。The third
ここで、wは凹凸形状の高さ方向の変位を示し、添え字1は座屈後の微小変位増分を示し、εm *は、
一方、圧延された鋼板101の凹凸形状の高さ方向の変位の圧延方向成分は、波長2Lの正弦曲線とする。座屈方程式の解を求めるとき、波長2Lは所定の範囲内の変数として与えられる。
On the other hand, the rolling direction component of the displacement in the height direction of the uneven shape of the rolled steel sheet 101 is a sine curve having a wavelength of 2L. When finding the solution of the buckling equation, the
図6(a)に鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分を示す。これから、鋼板101の凹凸形状の変位は式(8)に示すようになる。
また、図6(b)及び式(9)に示すように、第3歪みの分布の幅方向成分は、幅方向の中央部を原点とする無次元化された(non-dimensional)2次曲線とする。
さらに、式(3)を半波長Lだけ積分して簡易化すると、式(10)が導き出される。 Further, when equation (3) is integrated by a half wavelength L and simplified, equation (10) is derived.
さらに、式(10)を離散化して解を求めるために、式(11)に示すように、式(10)を離散化する。
ここで、右辺は、各要素を積分したものである。式(11)を行列式に展開することにより、離散化された要素全体の一般固有値として、塑性歪分布εx *の平均値εm *と鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lとの間の相関関係を導くことができる。式(11)の解を求めるときに、境界条件判定部53が判定に基づいて決定した境界条件が適用される。Here, the right side is obtained by integrating each element. By developing equation (11) to the determinant, as a general eigenvalue of the entire discretized element half wavelength L in the rolling direction component of plastic strain distribution epsilon x * Average value epsilon m * and irregular shape of the steel plate 101 of The correlation between can be derived. When the solution of Expression (11) is obtained, the boundary condition determined by the boundary
図6(c)は、式(11)により演算される塑性歪分布εx *の平均値εm *と鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lとの間の相関関係を示す図である。図6(c)に示すように、塑性歪分布εx *の平均値εm *の値は、鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lの値を増加させると、当初は急減した後に、緩やかな減少となり、平坦な極小値をとり、その後、徐々に増加する。FIG. 6C shows a correlation between the average value ε m * of the plastic strain distribution ε x * calculated by the equation (11) and the half-wavelength L of the rolling direction component of the uneven shape of the steel plate 101. It is. As shown in FIG. 6 (c), the average value ε m * of the plastic strain distribution ε x * initially decreased rapidly when the half-wavelength L value of the rolling direction component of the uneven shape of the steel plate 101 was increased. Later, it gradually decreases, takes a flat minimum, and then gradually increases.
第3歪み演算部54は、塑性歪分布εx *の平均値εm *と、鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lとの間の相関関係から、鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lに対応する歪みεmsを決定する。ここで、鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lは、形状計30が検出した鋼板101の形状から形状データ解析部51によって解析された値が使用される。The third
次いで、第3歪み演算部54は、演算された歪みεmsと、無次元化された2次曲線で示される幅方向成分の第3歪みの分布とを対応させることにより、圧延された鋼板101の第3歪みのしきい値を決定する。第3歪み演算部54が演算した歪みεmsを無次元化された2次曲線で示される幅方向成分の第3歪みの端部の値とすることにより、第3歪みε3のしきい値は決定される。Next, the third
図6(d)は、第3歪み演算部54が決定した第3歪みε3のしきい値と、鋼板101の幅方向の位置との間の関係を示す図である。歪みεmsは、鋼板101の幅方向の端部の第3歪みである。FIG. 6D is a diagram illustrating a relationship between the threshold value of the third strain ε 3 determined by the third
第1歪み演算部55は、第2歪み演算部52が演算した第2歪みε2と、第3歪み演算部54が演算した第3歪みε3とを加算することにより第1歪みε1を演算する。The first
図7(a)は、第2歪みε2の鋼板101の幅方向中央部から幅方向端部までの分布を示す図である。図7(b)は、第3歪みε3の鋼板101の幅方向中央部から幅方向端部までの分布を示す図である。図7(c)は、第2歪みε2と第3歪みε3とを加算した第1歪みε1の鋼板101の幅方向中央部から幅方向端部までの分布を示す図である。FIG. 7A is a diagram showing a distribution of the second strain ε 2 from the center portion in the width direction to the end portion in the width direction of the steel plate 101. FIG. 7B is a diagram showing a distribution of the third strain ε 3 from the center portion in the width direction to the end portion in the width direction of the steel plate 101. FIG. 7C is a diagram showing a distribution of the first strain ε 1 obtained by adding the second strain ε 2 and the third strain ε 3 from the center in the width direction to the end in the width direction of the steel sheet 101.
次に、歪み演算装置10による第1歪みε1の演算フローについて説明する。Next, the calculation flow of the first strain ε 1 by the
図8は、歪み演算装置10による第1歪みε1の演算フローを示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a calculation flow of the first distortion ε 1 by the
まず、ステップS201において、歪み演算装置10は、記憶部12に記憶された検出データを読み出す。歪み演算装置10が読み出す検出データは、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33がそれぞれ検出したデータである。
First, in step S <b> 201, the
次いで、ステップS202において、形状データ解析部51は、読み出された検出データに基づいて、鋼板101に周期的に現れる凹凸形状の圧延方向成分の波長2L、及び鋼板101の平面上の検出地点それぞれの高さ方向の変位を解析する。
Next, in step S202, the shape
次いで、ステップS203において、第2歪み演算部52は、形状データ解析部51が解析したデータに基づいて、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを示す第2歪みε2を演算する。Next, in step S203, the second
次いで、ステップS204において、境界条件判定部53は、形状データ解析部51が解析したデータに基づいて、鋼板101の板面上の凹凸形状として現れる歪みの形状が、耳波、中波、又はクォータ波の何れかであるかを判定する。
Next, in step S204, the boundary
次いで、ステップS205において、第3歪み演算部54は、圧延された鋼板101の内部応力に対応する歪みを示す第3歪みε3を演算する。第3歪みε3は、圧延された鋼板101の板厚、板幅、張力、境界条件判定部53の判定により決定される境界条件、及び鋼板101に周期的に現れる凹凸形状の圧延方向成分の波長に基づいて、座屈解析によって演算される。Next, in step S <b> 205, the third
そして、ステップS206において、第1歪み演算部55は、ステップS203で演算された第2歪みε2と、ステップS205で演算された第3歪みε3演算したとを加算することにより第1歪みε1を演算する。In step S206, the first
以上、演算部11の演算フローについて説明した。演算部11は、形状データ解析部51、第2歪み演算部52、境界条件判定部53、第3歪み演算部54及び第1歪み演算部55を有し、圧延された鋼板の板面上の凹凸形状として現れる第2歪みε2と座屈方程式から演算される第3歪みε3とに基づいて第1歪みε1を演算する。The calculation flow of the
なお、第3歪みε3には、周期が相違するn次のモードがあるが、演算部11は、1次モードのみを考慮している。これは、圧延システム1が対象とする鋼板の板厚及び板幅の範囲では、理論上2次以上のモードを考慮する必要がないためである。Note that the third distortion ε 3 includes n-th order modes having different periods, but the
熱間タンデム圧延装置20は、鋼板101を順次圧延する複数段のスタンド21と、鋼板101を搬送する複数の通板ロール22と、複数段のスタンド21の圧下位置及び圧下力をそれぞれ調整する圧延制御装置23とを有する。
The hot
圧延制御装置23は、シーケンサであり、演算部11で演算された第1歪みε1に基づいて、圧延された鋼板を所望の形状にするように、PID制御により複数段のスタンド21の圧下位置及び圧下力等の圧下条件をそれぞれ調整する。例えば、圧延制御装置23は、圧延された鋼板の第1歪みをゼロにするように複数段のスタンド21の圧下位置及び圧下力等の圧下条件を制御することができる。また、圧延制御装置23は、急峻度λが1%の耳波が形成されるように、複数段のスタンド21の圧下位置及び圧下力等の圧下条件を制御することができる。第2歪みと第3歪みとに基づいて演算された第1歪みを圧延装置にフィードバックすることにより、第1歪みを所望の値とするようにフィードバック制御することも可能になる。さらに、圧延された鋼板の第1歪みをゼロにするように複数段のスタンド21の圧下位置及び圧下力等の圧下条件を制御することにより、圧延された鋼板が切断されときに解放される歪みをゼロにできるので、切断後の鋼板も、平坦度が維持される。The rolling
形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33はそれぞれ、圧下条件がそれぞれ調整された複数段のスタンド21により圧延された鋼板101の形状等を検出して、演算部10に検出データを送信する。
The
演算部10は、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33がそれぞれ検出した検出データに基づいて演算された第1歪みε1を熱間タンデム圧延装置20にフィードバックすることにより、鋼板101の歪みをフィードバック制御する。The
以上、圧延システムの第1実施形態について説明した。 The first embodiment of the rolling system has been described above.
次に、図9及び10を参照して、圧延システムの第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the rolling system will be described with reference to FIGS.
図9は、第2実施形態に係る圧延システム2の回路ブロック図である。
FIG. 9 is a circuit block diagram of the rolling
圧延システム2は、歪み演算装置10が、板厚計31、板幅計32、及び張力計33の代わりに、上位計算装置40に接続されることが図1に示す圧延システム1と相違する。
The rolling
上位計算装置40は、鋼板形状テーブル41と、第3歪み演算テーブル42とを有する。
The
鋼板形状テーブル41は、圧延装置20で圧延される鋼板の識別番号と、圧延された鋼板の板厚及び板幅の推定値、並びに圧延された鋼板の張力の推定値との間の対応関係を含む。
The steel plate shape table 41 shows the correspondence between the identification number of the steel plate rolled by the rolling
第3歪み演算テーブル42は、塑性歪分布εx *の平均値εm *と鋼板101の凹凸形状の圧延方向成分の半波長Lとの間の相関関係を含む。第3歪み演算テーブル42は、演算部11は式(4)〜(11)で説明された座屈方程式の解を所与の計算条件においてFEM(Finite Element Method、有限要素法)で求めたものであり、計算条件ごとに複数のテーブルを含む。FEMの計算条件には、圧延された鋼板の板厚、板幅、ユニットテンション及び第3歪みε3の分布形状等が含まれる。The third strain calculation table 42 includes a correlation between the average value ε m * of the plastic strain distribution ε x * and the half wavelength L of the rolling direction component of the uneven shape of the steel plate 101. In the third strain calculation table 42, the
図10は、圧延システム2における第1歪みε1の演算フローを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a calculation flow of the first strain ε 1 in the rolling
図10に示す演算フローのステップS301〜S304及びS306では、図8に示す演算フローのステップS201〜S204及びS206と同一の処理が実行される。すなわち、図10に示す演算フローは、ステップS305の処理が図8に示す演算フローと相違する。具体的には、図10に示す演算フローでは、演算部11は式(4)〜(11)で説明された座屈方程式の解を求めて第3歪みε3を演算する代わりに、鋼板形状テーブル41及び第3歪み演算テーブル42を参照して第3歪みε3を決定する。In steps S301 to S304 and S306 of the calculation flow shown in FIG. 10, the same processing as steps S201 to S204 and S206 of the calculation flow shown in FIG. 8 is executed. That is, the calculation flow shown in FIG. 10 is different from the calculation flow shown in FIG. Specifically, in the calculation flow shown in FIG. 10, the
以上、圧延システムの第2実施形態について説明した。 The second embodiment of the rolling system has been described above.
次に、図11を参照して、圧延システムの第3実施形態について説明する。 Next, a third embodiment of the rolling system will be described with reference to FIG.
図11は、第2実施形態に係る圧延システム3の回路ブロック図である。
FIG. 11 is a circuit block diagram of the rolling
圧延システム3は、熱間タンデム圧延装置20の代わりに、熱間リバース圧延装置25が配置されることが図1に示す圧延システム1と相違する。矢印Cで示すように、熱間リバース圧延装置25では、鋼板103は、通板ロール22により熱間リバース25の左右方向に往復するように搬送される。このため、圧延システム3は、一方に配置される形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33に加えて、他方に配置される形状計35、板厚計36、板幅計37、及び張力計38を更に有する。演算部10は、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33の検出データに基づいて第1歪みε1を演算するとともに、形状計35、板厚計36、板幅計37、及び張力計38の検出データに基づいて第1歪みε1を演算する。The rolling
以上、圧延システムの第3実施形態について説明した。 The third embodiment of the rolling system has been described above.
次に、圧延システムの変形について説明する。 Next, deformation of the rolling system will be described.
圧延システム1〜3において、熱間圧延について説明されているが、圧延システムは、冷間圧延においても適用可能である。
In the rolling
圧延システム1〜3において、歪み演算装置10は、熱間タンデム圧延装置20又は熱間リバース25圧延装置に含まれていないが、歪み演算装置10の機能及び構成は、圧延装置20の圧延制御装置23に含まれてもよい。また、圧延システム2において、歪み演算装置10の機能及び構成は、圧延制御装置23、形状計30、又は上位計算装置40に含まれてもよい。
In the rolling
また、圧延システム1において、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33は、最終段のスタンド21の出口側にのみ配置されるが、複数段のスタンド21全ての出口側に配置されてもよい。また、圧延制御装置23からの制御信号は、数段のスタンド21の全てに出力されているが、最終段のスタンド21のみに出力されてもよい。
In the rolling
また、圧延システム2において、形状計30は、最終段のスタンド21の出口側にのみ配置されるが、複数段のスタンド21全ての出口側に配置されてもよい。また、圧延制御装置23からの制御信号は、数段のスタンド21の全てに出力されているが、最終段のスタンド21のみに出力されてもよい。
In the rolling
また、圧延システム3は、形状計30、板厚計31、板幅計32、及び張力計33に加えて、形状計35、板厚計36、板幅計37、及び張力計38を更に有するが、板厚計31、板幅計32、及び張力計33をスタンド21の何れか一方に有してもよい。
The rolling
また、第2歪み演算部52は、式(1)〜(3)に基づいて、第2歪みε2を演算しているが、以下の急峻度λを示す式(12)に基づいて、第2歪みε2を演算してもよい。
また、形状計30から送信される検出データが幅方向の中央部及び両端部に対応するデータのみである場合、第2歪み演算部52は、これらのデータに基づいて凹凸形状の幅方向成分を2次曲線に近似してもよい。
Further, when the detection data transmitted from the
また、形状計30から送信される検出データが幅方向の中央部、両端部並びにワークサイド(WS、work side)及びドライブサイド(DS、Drive side)のクォータ部(中央部と端部との中点)に対応するデータのみである場合、第2歪み演算部52は、これらのデータに基づいて凹凸形状の幅方向成分を2次〜4次曲線に近似してもよい。
In addition, the detection data transmitted from the
また、第3歪み演算部54は、座屈方程式の解を求めるときに、幅方向の第3歪みの分布は、幅方向の中央部を原点とする無次元化された2次曲線と仮定されているが、1次直線、又は3次曲線、4次曲線としてもよい。さらに、第3歪み演算部54は、座屈方程式の解を求めるときに、幅方向の第3歪みの分布は、鋼板の中央部から単調増加し、鋼板の端部の近傍から単調減少する山型形状としてもよい。また、幅方向の第3歪みの分布は、鋼板の中央部から単調減少し、鋼板の端部の近傍から単調増加する谷型形状としてもよい。式(13)〜(22)及び図12(a)〜12(e)に方向の第3歪みの分布を例示する。
また、形状計30は、耳波又は中波が半波長Lに相当する長さに亘って形成されていることを検出する機能を有してもよい。例えば、形状計30は、圧延方向の両端部及び中央部の高さを検出する機能を有することにより、圧延トップ部の先端の高さと同一の高さとなったときに、圧延された鋼板の板面上に現れる耳波又は中波が半波長Lに亘って形成されていることを検出する。形状計30は、圧延トップ部の先端から耳波又は中波が少なくとも半波長Lの長さに亘って形成されていることを検出すると、半波長検出信号を歪み演算装置10に送信する。半波長検出信号を受信した歪み演算装置10は、図8に示す第1歪みε1の演算フローの処理を開始する。形状計30が耳波又は中波が、半波長Lなどの所定の長さに亘って形成されていることを検出する機能を有することにより、圧延トップ部から所定の長さの耳波又は中波を検出すると、第1歪みε1の演算フローの処理を開始することができる。したがって、張力が比較的低い圧延トップ部において、第1歪みε1の演算フローの処理を早期に開始することができるので、圧延された鋼板の平坦性を向上させることができる。また、張力が小さくなる圧延ボトム部においても、圧延された鋼板の平坦性を向上させることができる。Further, the
また、圧延システム2において、鋼板形状テーブル41及び第3歪み演算テーブル42は、上位計算装置40に配置されているが、歪み演算装置10の記憶部12に記憶されてもよい。また、歪み演算装置10の機能及び構成が圧延制御装置23又は形状計30に含まれる場合は、鋼板形状テーブル41及び第3歪み演算テーブル42は、圧延制御装置23又は形状計30に含まれてもよい。
In the rolling
また、圧延システム3において、圧延システム2と同様に、歪み演算装置10が、板厚計31、板幅計32、及び張力計33の代わりに、上位計算装置40に接続される構成を採用してもよい。
Further, in the rolling
図1に示す熱間タンデム圧延装置1において薄鋼板を圧延する実施例、図11に示す熱間リバース圧延装置3において厚鋼板を圧延する実施例の2つの実施例を実施した。
Two examples, an example of rolling a thin steel plate in the hot
熱間タンデム圧延装置1では、板厚35mm、板幅1200mmの鋼板を圧延して板厚3mm、板幅1200mmの鋼板とした。このときの張力は20MPaである。また、形状計30で測定した測定データは4次曲線で近似した。そして、演算された第1歪みε1に基づいて、圧延された鋼板の第1歪みをゼロとするように圧延制御装置23で生成される制御信号により最終段スタンド21のワークロールベンダーのベンダー力をリアルタイムで補正した。In the hot
この結果、薄鋼板の形状的中率は、従来の形状計の方式を使ったのに比べ、熱延鋼板の形状的中率では20%改善した。 As a result, the geometric mid ratio of the thin steel sheet was improved by 20% in the geometric mid ratio of the hot-rolled steel sheet as compared with the conventional shape measuring method.
熱間リバース圧延装置3では、板厚200mm、板幅2000mmの鋼板を圧延して板厚15mm、板幅4000mmの鋼板とした。このときの張力は0MPaである。また、形状計30で測定した測定データは、4次曲線で近似した。そして、演算された第1歪みε1に基づいて、圧延された鋼板の第1歪みをゼロとするように圧延制御装置23で生成される制御信号により次パス以降のワークロールベンダーのベンダー力を補正した。In the hot
この結果、厚鋼板の形状的中率は、従来の形状計の方式を使ったのに比べ、リバース圧延の厚鋼板で15%改善した。 As a result, the geometric mid ratio of the thick steel plate was improved by 15% in the reverse-rolled thick steel plate as compared with the conventional shape meter method.
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではなく、明細書のそのような例の構成は発明の利点および欠点を示すものではない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。 Although the embodiment has been described above, all examples and conditions described herein are described for the purpose of helping understanding of the concept of the invention applied to the invention and the technology. It is not intended to limit the scope of the invention, and the construction of such examples in the specification does not indicate the advantages and disadvantages of the invention. Although embodiments of the invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
1、2、3 圧延システム
10 歪み演算装置
20 熱間タンデム圧延装置
25 熱間リバース圧延装置
30、35 形状計1, 2, 3
Claims (8)
前記検出された形状から、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを示す第2歪みを演算するステップと、
圧延された鋼板の内部応力に対応するする歪みを示す第3歪みのしきい値と前記検出された形状の圧延方向成分の波長との間の相関関係と、前記検出された形状から求められる形状の圧延方向成分の波長とから前記第3歪みを決定するステップであって、前記相関関係は、前記検出された形状により決定される境界条件と、圧延された鋼板の板厚と、圧延された鋼板の板幅と、圧延された鋼板の張力と、前記第3歪みの分布形状とから座屈解析により演算されるステップと、
前記第2歪みと前記第3歪みとを加算することにより、前記圧延装置から鋼板に加えられた応力に対応する歪みと、目標とする圧延による鋼板の歪みとの差を示す第1歪みを演算するステップと、
を有することを特徴とする歪み演算方法。Detecting the shape of the steel sheet rolled by the rolling device;
From the detected shape, calculating a second strain indicating a strain that appears as an uneven shape on the plate surface that is a deviation from the target value of the rolled steel plate;
The correlation between the third strain threshold value indicating the strain corresponding to the internal stress of the rolled steel sheet and the wavelength of the rolling direction component of the detected shape, and the shape determined from the detected shape Determining the third strain from the wavelength of the rolling direction component of the step, wherein the correlation is a boundary condition determined by the detected shape, a plate thickness of the rolled steel sheet, and rolled A step calculated by buckling analysis from the plate width of the steel plate, the tension of the rolled steel plate, and the distribution shape of the third strain;
By adding the second strain and the third strain, the first strain indicating the difference between the strain corresponding to the stress applied to the steel plate from the rolling device and the strain of the steel plate due to the target rolling is calculated. And steps to
A distortion calculation method characterized by comprising:
前記演算装置は、前記演算された第1歪みに基づいて、圧延された鋼板を所望の形状にするように制御される請求項1に記載の歪み演算方法。Further comprising the step of transmitting a signal indicating the calculated first strain to the rolling apparatus,
2. The strain calculation method according to claim 1, wherein the calculation device is controlled based on the calculated first strain so that the rolled steel sheet has a desired shape.
前記圧延装置で圧延された鋼板の形状を検出する形状計と、
前記検出された形状から、圧延された鋼板の目標値からのズレである板面上の凹凸形状として現れる歪みを示す第2歪みを演算し、
圧延された鋼板の内部応力に対応する歪みを示す第3歪みのしきい値と前記検出された形状から求められる形状の圧延方向成分の波長との間の相関関係と、前記検出された形状から求められる形状の圧延方向成分の波長とから前記第3歪みを決定することであって、前記相関関係は、前記検出された形状により決定される境界条件と、圧延された鋼板の板厚と、圧延された鋼板の板幅と、圧延された鋼板の張力と、前記第3歪みの分布形状とから座屈解析により演算され、
前記第2歪みと前記第3歪みとを加算することにより、前記圧延装置から鋼板に加えられた応力に対応する歪みと、目標とする圧延による鋼板の歪みとの差を示す第1歪みを演算し、
前記演算された第1歪みを示す信号を前記圧延装置に送信する歪み演算装置と、を有し、
前記圧延装置は、演算された第1歪みに基づいて、圧延された鋼板を所望の形状にするように制御されることを特徴とする圧延システム。A rolling device for rolling steel sheets;
A shape meter for detecting the shape of the steel sheet rolled by the rolling device;
From the detected shape, to calculate a second strain showing a strain that appears as an uneven shape on the plate surface that is a deviation from the target value of the rolled steel plate,
From the detected shape and the correlation between the third strain threshold value indicating the strain corresponding to the internal stress of the rolled steel sheet and the wavelength of the rolling direction component of the shape obtained from the detected shape Determining the third strain from the wavelength of the rolling direction component of the required shape, wherein the correlation is a boundary condition determined by the detected shape, and the thickness of the rolled steel sheet; Calculated by buckling analysis from the sheet width of the rolled steel sheet, the tension of the rolled steel sheet, and the distribution shape of the third strain,
By adding the second strain and the third strain, the first strain indicating the difference between the strain corresponding to the stress applied to the steel plate from the rolling device and the strain of the steel plate due to the target rolling is calculated. And
A strain computation device that transmits a signal indicating the computed first strain to the rolling device,
The rolling system is controlled to make a rolled steel plate into a desired shape based on the calculated first strain.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6172401B2 (en) * | 2014-09-16 | 2017-08-02 | 新日鐵住金株式会社 | Rolling control method of metal plate, rolling control device, and manufacturing method of rolled metal plate |
MX2018013681A (en) * | 2016-05-16 | 2019-05-02 | Sintokogio Ltd | Surface treatment processing method and surface treatment processing device. |
JP6607318B2 (en) * | 2016-07-26 | 2019-11-20 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Edger control device |
CN112789123B (en) * | 2018-10-05 | 2024-03-22 | 纽科尔公司 | Flatness defect detection using a single thickness profiler |
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CN111922267A (en) * | 2020-07-31 | 2020-11-13 | 安徽信息工程学院 | Steel rolling control system and method |
CN113405485B (en) * | 2021-04-20 | 2022-10-04 | 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 | Surface quality diagnosis method based on plastic deformation-aerodynamic cross theory |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11169939A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of hot rolled steel sheet and manufacturing equipment |
JP2001252710A (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-18 | Nippon Steel Corp | Device and method for judging shape of steel sheet and storage medium readable with computer |
JP2007507354A (en) * | 2003-10-06 | 2007-03-29 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Operation method and control device for rolling path of metal strip |
JP4262142B2 (en) * | 2003-10-28 | 2009-05-13 | 新日本製鐵株式会社 | Metal plate shape prediction method and metal plate manufacturing method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2506249B2 (en) * | 1991-12-06 | 1996-06-12 | 吉川工業株式会社 | Straightening device |
JP2988645B2 (en) * | 1991-12-24 | 1999-12-13 | 川崎製鉄株式会社 | Measurement method of sheet material distortion shape |
JP3230648B2 (en) * | 1996-05-07 | 2001-11-19 | 日本鋼管株式会社 | Shape control method in reverse rolling |
US7823428B1 (en) * | 2006-10-23 | 2010-11-02 | Wright State University | Analytical method for use in optimizing dimensional quality in hot and cold rolling mills |
EP2301684A1 (en) * | 2009-09-24 | 2011-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Welding method with optimised strain protection |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11169939A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of hot rolled steel sheet and manufacturing equipment |
JP2001252710A (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-18 | Nippon Steel Corp | Device and method for judging shape of steel sheet and storage medium readable with computer |
JP2007507354A (en) * | 2003-10-06 | 2007-03-29 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | Operation method and control device for rolling path of metal strip |
JP4262142B2 (en) * | 2003-10-28 | 2009-05-13 | 新日本製鐵株式会社 | Metal plate shape prediction method and metal plate manufacturing method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020121316A (en) * | 2019-01-29 | 2020-08-13 | 日本製鉄株式会社 | Roller correction method |
JP7151513B2 (en) | 2019-01-29 | 2022-10-12 | 日本製鉄株式会社 | Roller straightening method |
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