JP5326798B2 - Method for determining the rolling order of steel sheets, manufacturing method for steel sheets - Google Patents
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Description
本発明は、複数の鋼板を圧延機で圧延する際の圧延順序を決定する方法、及びこの方法による鋼板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for determining a rolling order when rolling a plurality of steel plates with a rolling mill, and a method for producing a steel plate by this method.
複数の鋼板が圧延される圧延工程では、圧延機で圧延される鋼板の圧延順序が、製品（最終的に得られる鋼板）の寸法精度、生産効率、生産コストに大きく影響することが知られている。特に、圧延機のワークロールを交換して圧延を開始してから、次にワークロールを交換するまでを一単位とする期間を圧延チャンスと呼び、１つの圧延チャンスの中では、板幅の広い鋼板から順に圧延し、同圧延チャンス内での圧延が進むに連れて板幅の狭い鋼板を圧延する、いわゆるナローダウンの圧延順が好ましいとされている。これは、鋼板の圧延において、ワークロールと鋼板との接触部が、該鋼板との摩擦によって摩耗し、ワークロールの幅方向に摩耗分布を生じることによる。すなわち、板幅の狭い鋼板を圧延した後に板幅の広い鋼板を圧延すると、図４（ａ）のように、板幅の狭い鋼板の圧延で生じたワークロールの摩耗段差が板幅の広い鋼板との接触部にかかってしまい、板幅の広い鋼板の圧延時に板プロフィル不良や形状不良が発生してしまう。 In a rolling process in which a plurality of steel plates are rolled, it is known that the rolling order of the steel plates rolled by a rolling mill greatly affects the dimensional accuracy, production efficiency, and production cost of the product (the steel plate finally obtained). Yes. In particular, the period from the start of rolling after replacing the work roll of the rolling mill until the next replacement of the work roll is called a rolling chance, and within one rolling chance, the plate width is wide. It is said that a so-called narrow-down rolling order is preferable in which rolling is performed in order from a steel plate, and a steel plate having a narrow plate width is rolled as rolling progresses within the same rolling chance. This is because, in rolling a steel plate, the contact portion between the work roll and the steel plate is worn by friction with the steel plate, and wear distribution is generated in the width direction of the work roll. That is, when a steel plate having a wide plate width is rolled after rolling a steel plate having a narrow plate width, as shown in FIG. When the steel plate having a wide plate width is rolled, a plate profile defect or a shape defect occurs.
一方、板幅の広い鋼板を圧延した後に板幅の狭い鋼板を圧延すれば、図４（ｂ）のように、板幅の広い鋼板の圧延で生じたワークロールの摩耗分布の内側で板幅の狭い鋼板を圧延することができるので、ワークロールの摩耗の影響はほとんど受けない。このように鋼板の板幅を考慮して圧延順を決定する方法として、例えば特許文献１に開示されている方法がある。 On the other hand, if a steel plate with a narrow plate width is rolled after rolling a steel plate with a wide plate width, as shown in FIG. 4 (b), the plate width is within the work roll wear distribution generated by rolling the steel plate with a wide plate width. Since a narrow steel plate can be rolled, it is hardly affected by wear of the work roll. As a method for determining the rolling order in consideration of the plate width of the steel plate, there is a method disclosed in Patent Document 1, for example.
特許文献１に記載の方法では、圧延順の悪さ度合いを表す評価関数を設定しておき、評価関数値が小さくなるように圧延順を変更して圧延順を決定する。この評価関数の一項目には、なるべくナローダウンの圧延順になるように板幅の並びを評価する項が導入されている。具体的には、圧延順で先後する２枚の鋼板の板幅に応じて計算される関数を、先後の鋼板の板幅差が０のときに関数値が最小になるように、また、後に圧延する鋼板の板幅が先に圧延する鋼板の板幅より広くなる場合はその大きくなる度合いに応じて関数値が急激に大きくなるようにしている。また、後に圧延する鋼板の板幅が先に圧延する鋼板の板幅より狭くなる場合はその狭くなる度合いに応じて関数値が緩やかに大きくなるように設定する。このような圧延チャンスの最初から最後までの関数値の総和が評価関数の一項目に導入され、これにより、概ねナローダウンとなるように圧延順が決定される。 In the method described in Patent Document 1, an evaluation function representing the degree of poor rolling order is set, and the rolling order is determined by changing the rolling order so that the evaluation function value becomes small. In one item of this evaluation function, a term for evaluating the arrangement of the sheet widths is introduced so that the rolling order is as narrow as possible. Specifically, the function calculated according to the sheet width of the two steel sheets preceding and following in the rolling order is set so that the function value is minimized when the sheet width difference between the preceding and subsequent steel sheets is 0, and later When the plate width of the steel plate to be rolled is wider than the plate width of the steel plate to be rolled first, the function value is rapidly increased according to the degree of increase. Further, when the plate width of the steel plate to be rolled later becomes narrower than the plate width of the steel plate to be rolled first, the function value is set so as to increase gradually according to the degree of the narrowing. The sum of the function values from the beginning to the end of such rolling chances is introduced as one item of the evaluation function, whereby the rolling order is determined so as to be substantially narrowed down.
しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、１つの圧延チャンス内に圧延される鋼板の板幅の推移はマクロ的には広幅から狭幅の順になるが、局所的には板厚等の板幅以外の評価関数項が優先されて、前に圧延された鋼板の板幅よりも次に圧延する鋼板の板幅が広くなる、いわゆる幅上がり部が生じることがある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, the transition of the sheet width of the steel sheet rolled within one rolling opportunity is macroscopically in order from wide to narrow. An evaluation function term other than the plate width is prioritized, and a so-called raised portion may be formed in which the plate width of the steel plate to be rolled next is wider than the plate width of the previously rolled steel plate.
この幅上がり部における幅上がりの大きさは１圧延チャンスに圧延される鋼板の組み合わせに依存しているため、評価関数の係数で調整することは難しく、大きな幅上がりが生じた場合には板プロフィル不良や形状不良が生じ、圧延トラブルとなって生産停止に至る虞もあった。 Since the size of the increase in the width-dependent portion depends on the combination of steel plates rolled in one rolling opportunity, it is difficult to adjust with the coefficient of the evaluation function. There was a risk that defects and shape defects would occur, resulting in rolling trouble and production stoppage.
そこで本発明は、板プロフィル不良や形状不良が生じないような鋼板の圧延順決定方法、及び該方法による鋼板の製造方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the rolling order determination method of the steel plate which does not produce a board profile defect and a shape defect, and the manufacturing method of the steel plate by this method.
発明者らは鋭意検討の結果、幅上がりによって板プロフィル不良や形状不良が発生するのは、上述したように、それまでの圧延で生じたワークロールの摩耗段差が鋼板との接触部にかかってしまうことによることに着目した。そして、従来のように圧延チャンス内の鋼板の板幅の推移だけを評価するのではなく、鋼板との接触部に存在するワークロールの摩耗分布を圧延前に評価することによって、板プロフィル不良や形状不良の発生の危険性を従来より正確に評価することができるとの知見を得た。また、これによりその危険性を下げるように圧延順を決定することも可能になる。発明者はこれら得た知見に基づいて発展させて本発明を完成させた。以下、本発明について説明する。 As a result of intensive investigations, the inventors have found that the plate profile failure and shape failure are caused by the increase in width, as described above, because the wear roll level difference caused by the rolling up to that point is in contact with the steel plate. We focused on the fact that And not only evaluating the transition of the sheet width of the steel sheet within the rolling chance as in the past, but by evaluating the wear distribution of the work roll existing at the contact portion with the steel sheet before rolling, The knowledge that the risk of occurrence of shape defects can be more accurately evaluated than before was obtained. This also makes it possible to determine the rolling order so as to reduce the risk. The inventor has developed the invention based on these findings. The present invention will be described below.
請求項１に記載の発明は、圧延機で圧延される複数の鋼板の圧延順を決定する方法であって、複数の鋼板のそれぞれの圧延開始時に生じている圧延機のワークロールの摩耗分布を予測計算し、複数の鋼板のそれぞれにおいて得られた摩耗分布に関して、鋼板とワークロールとの接触部における最大値と最小値との差を計算し、複数の鋼板の全ての差を加算して差の総和を算出し、差の総和からなる項と、圧延順で先後する鋼板間における板幅の変化を評価する関数項と、圧延順で先後する鋼板間における仕上げ板厚の変化を評価する関数項とを含む評価関数から評価関数値を計算して該評価関数値が最小となるように鋼板の圧延順を決定することを特徴とする鋼板の圧延順決定方法を提供することにより前記課題を解決する。
The invention according to claim 1 is a method for determining a rolling order of a plurality of steel plates rolled by a rolling mill, wherein the wear distribution of a work roll of the rolling mill occurring at the start of rolling of each of the plurality of steel plates is determined. Calculate the difference between the maximum value and the minimum value at the contact area between the steel plate and the work roll, and calculate the difference between the wear distribution obtained for each of the steel plates and add all the differences between the steel plates. A function that evaluates the change in the finished sheet thickness between the steel sheet that precedes the term that consists of the term consisting of the sum of the differences, the steel sheet that precedes the rolling order, and the steel sheet that precedes the rolling order And calculating the evaluation function value from the evaluation function including the terms, and determining the rolling order of the steel sheet so that the evaluation function value is minimized. Solve.
ここで「最小」とは、真に最小であることの他、真の最小値を求めることが時間的な制約等により不可能である場合に、例えば発見的手法であるヒューリスティック探索等の方法により求めた準最小も含むものとする。以下同様である。 Here, the term “minimum” refers to a method such as heuristic search, which is a heuristic method, for example, when it is impossible to obtain a true minimum value due to time constraints, in addition to being truly minimum. It shall include the calculated subminimum. The same applies hereinafter.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋼板の圧延順決定方法において、複数の鋼板のそれぞれにおいて得られた摩耗分布に関して、鋼板とワークロールとの接触部における最大値と最小値との差が、いずれも所定の値以内となるように制約条件が付加されることを特徴とする。
The invention according to
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の鋼板の圧延順決定方法により得られた圧延順に圧延を行うことを特徴とする鋼板の製造方法を提供することにより前記課題を解決する。
Invention according to
本発明によれば、鋼板との接触部に存在するワークロールの摩耗分布を圧延前に評価することによって、板プロフィル不良や形状不良の発生の危険性を評価し、その危険性を下げるように圧延順を決定することが可能となる。これにより、板プロフィル不良や形状不良の発生頻度を低減させることができる。また、それらによる圧延トラブルが減少し、生産性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, by evaluating the wear distribution of the work roll existing at the contact portion with the steel plate before rolling, the risk of occurrence of plate profile failure and shape failure is evaluated, and the risk is reduced. It becomes possible to determine the rolling order. Thereby, the occurrence frequency of a board profile defect and a shape defect can be reduced. Moreover, the rolling trouble by them decreases and it becomes possible to improve productivity.
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。 The above-described operation and gain of the present invention will be clarified from embodiments for carrying out the invention described below. However, the present invention is not limited to these embodiments.
図１は、１つの実施形態に係る圧延順決定方法Ｓ０の流れを示す図である。ここで、圧延順決定方法Ｓ０では評価関数値Ｊに１つの圧延チャンス内の第ｊ番目に圧延する鋼板（以下、第ｊ鋼板と記載することがある。）を圧延する際のワークロールの摩耗分布に関する制約条件評価値ｔｊを導入する。そして全ての鋼板に対して制約条件評価値ｔｊが予め定めておいた制約上限値以下となる制約条件下で、当該評価関数値Ｊが最小の値をとる条件を得てこれにより圧延順が決定される。従って、初めに、制約条件評価値ｔｊを含む評価関数値Ｊについて説明し、その後、圧延順決定方法Ｓ０について説明する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a flow of a rolling order determination method S0 according to one embodiment. Here, in the rolling order determination method S0, the wear of the work roll when rolling the j-th rolled steel plate (hereinafter, sometimes referred to as the j-th steel plate) within one rolling chance in the evaluation function value J. A constraint evaluation value t j regarding the distribution is introduced. Then, under the constraint conditions where the constraint condition evaluation value t j is less than or equal to a predetermined constraint upper limit value for all the steel plates, a condition that the evaluation function value J takes the minimum value is obtained, and thereby the rolling order is It is determined. Therefore, first, the evaluation function value J including the constraint evaluation value t j will be described, and then the rolling order determination method S0 will be described.
１つの例に係る評価関数値Ｊは、次式１で表される。 The evaluation function value J according to one example is expressed by the following formula 1.
評価関数Ｊは３つの項の和で構成されている。ここでＪＴはワークロールの摩耗分布の影響を評価する評価関数項、Ｊｗは板幅の評価関数項、及びＪｈは仕上げ板厚の評価関数項である。以下それぞれについて説明する。 The evaluation function J is composed of the sum of three terms. Here, J T is an evaluation function term for evaluating the influence of the wear distribution of the work roll, J w is an evaluation function term for the sheet width, and J h is an evaluation function term for the finished sheet thickness. Each will be described below.
＜摩耗分布の影響を評価する評価関数項ＪＴ＞
第ｊ鋼板を圧延する際のワークロールの摩耗分布Ｄｊ（ｘ）は、第１〜第ｊ−１鋼板の圧延においてワークロールと鋼板の接触部が摩耗するので、式２、式３で表すことができる。
<Evaluation function term J T for evaluating the influence of wear distribution>
The wear distribution D j (x) of the work roll when the j-th steel sheet is rolled is expressed by
ここでＰｊは第ｊ鋼板圧延時の単位幅当たりの圧延荷重、ｄｊは第ｊ鋼板の圧延に要したワークロールの回転距離、Ｗｊは第ｊ鋼板の板幅、ｃはワークロールの材質などで決まる摩耗係数、ｘはワークロールの幅方向位置（中心をｘ＝０とする。）である。 Here, P j is the rolling load per unit width during rolling of the j-th steel plate, d j is the rotation distance of the work roll required for rolling the j-th steel plate, W j is the plate width of the j-th steel plate, and c is the work roll width. The wear coefficient determined by the material and the like, x is the position in the width direction of the work roll (the center is x = 0).
しかし、圧延順を決める際に圧延荷重Ｐｊを予測計算するには計算に必要な情報が一般的に不足することが多く、簡単のため、ここでは固定値とし、ｃ・Ｐｊを改めてｃとする。ただし、鋼板の材質などから圧延荷重が概算できる場合はＰｊを用いてもよい。また、ｄｊは圧延後の板の長さで近似することができるので、式３は下記式４のように書き直すことが可能である。
However, in order to predict the rolling load P j when determining the rolling order, information necessary for the calculation is generally insufficient, and for simplicity, a fixed value is used here, and c · P j is changed to c And However, P j may be used when the rolling load can be estimated from the material of the steel plate. Further, since d j can be approximated by the length of the plate after rolling,
ここでＬｊは第ｊ鋼板の圧延前板長さ、Ｈｊは第ｊ鋼板の圧延前板厚、ｈｊは第ｊ鋼板の圧延後板厚である。複数の圧延機を用いてタンデム圧延する場合は、各圧延機のワークロールに対して式４で表される摩耗分布を計算する。しかしながら、最終圧延スタンド以外の圧延スタンドの出側板厚ｈｊは圧延順を決定する段階では決められないことが多いこと、最終圧延スタンドのワークロールの摩耗分布とそれ以外の圧延スタンドのワークロールの摩耗分布は相似の関係になることから、最終圧延スタンドのワークロールの摩耗分布だけを計算して評価するのが簡便であり好ましい。この場合、ｈｊは第ｊ鋼板の仕上げ板厚（最終圧延スタンドの出側板厚）を用いることができる。以上により、複数の鋼板の圧延順を決定する際に、第ｊ鋼板を圧延する時のワークロールの摩耗分布Ｄｊ（ｘ）が式２、式４で予測できる。
Here, L j is the plate length before rolling of the j-th steel plate, H j is the plate thickness before rolling of the j-th steel plate, and h j is the plate thickness after rolling of the j-th steel plate. When tandem rolling is performed using a plurality of rolling mills, the wear distribution represented by Equation 4 is calculated for the work rolls of each rolling mill. However, in many cases, the outlet side thickness h j of the rolling stands other than the final rolling stand cannot be determined at the stage of determining the rolling order, the wear distribution of the work rolls of the final rolling stand and the work rolls of the other rolling stands. Since the wear distribution has a similar relationship, it is simple and preferable to calculate and evaluate only the wear distribution of the work roll of the final rolling stand. In this case, h j can be the finished plate thickness of the j-th steel plate (exit side plate thickness of the final rolling stand). As described above, when determining the rolling order of the plurality of steel plates, the wear distribution D j (x) of the work roll when the j-th steel plate is rolled can be predicted by
そして第ｊ鋼板を圧延する際のワークロールの摩耗の影響を、下記式５のｔｊ、すなわち、ワークロールと鋼板の接触部での摩耗分布の最大値と最小値の差で評価する。 Then, the influence of the wear of the work roll when rolling the j-th steel sheet is evaluated by t j in the following formula 5, that is, the difference between the maximum value and the minimum value of the wear distribution at the contact portion between the work roll and the steel sheet.
ここでｔｊが大きければ、図４（ａ）のように、ワークロールと第ｊ鋼板の接触部内に大きなワークロールの摩耗段差があり、第ｊ鋼板の板プロフィルや形状への影響が大きいことを表す。一方、ｔｊが小さければ、図４（ｂ）のように、ワークロールと鋼板の接触部内にあるワークロールの摩耗段差が小さく、第ｊ鋼板の板プロフィルや形状への影響が小さいことを表している。 If t j is large here, as shown in FIG. 4A, there is a large work roll wear step in the contact portion between the work roll and the j-th steel plate, which greatly affects the plate profile and shape of the j-th steel plate. Represents. On the other hand, if t j is small, as shown in FIG. 4B, the wear step of the work roll in the contact portion between the work roll and the steel plate is small, and the influence on the plate profile and shape of the j-th steel plate is small. ing.
圧延順を決める複数の鋼板に対するワークロールの摩耗の影響ＪＴは、鋼板毎に計算された式５の値の総和である下記式６で評価する。 The influence J T of the work roll wear on a plurality of steel plates that determines the rolling order is evaluated by the following formula 6, which is the sum of the values of formula 5 calculated for each steel plate.
ここでαＴは重み係数であり、当該圧延に関して、この項をＪの値に対してどの程度影響させるかを示すものである。式６の評価関数項ＪＴの値を小さくすることによって、ワークロールの摩耗の影響を小さくすることができる。しかしながら、ＪＴは圧延順を決定する複数の鋼板の評価値の総和になっているため、ある鋼板の圧延時のワークロールの摩耗の影響の評価値ｔｊは、大きな値になっている場合もあり得る。このような場合は、制約条件として上限値ｐ（＞０）を予め定めておき、任意のｊに対して下記式７が成立することを制約条件とすればよい。これにより、総和は小さいものの、ある特定の鋼板の圧延に対してのみｔｊが大きくなってしまうことを防止することができる。
Here, α T is a weighting factor and indicates how much this term affects the value of J with respect to the rolling. By reducing the value of the evaluation function term J T of formula 6, it is possible to reduce the influence of the work roll wear. However, since JT is the sum of the evaluation values of a plurality of steel plates that determine the rolling order, the evaluation value t j of the influence of work roll wear during rolling of a certain steel plate is a large value. There is also a possibility. In such a case, an upper limit value p (> 0) may be determined in advance as a constraint condition, and the constraint condition may be that the following
ここで、αＴ、ｐの値は圧延の目的、品質、圧延安定性の観点から、鋼板の製造の事情に応じて都度設定される。 Here, the values of α T and p are set each time depending on the circumstances of the production of the steel sheet from the viewpoint of rolling purpose, quality, and rolling stability.
＜板幅の評価関数項Ｊｗ＞
板幅の評価関数項Ｊｗは、圧延順で先後する鋼板間における仕上げ圧延の板幅に関してその変化を評価する関数項で、各鋼板の板幅Ｗｊが変数となる。理想は１つの圧延チャンス内で、常に後に圧延する鋼板の板幅Ｗｊがその前に圧延する鋼板の板幅Ｗｊ−１より狭いことである。しかし、他の条件の影響によりこれが必ずしも理想的にはならないので、当該板幅評価関数項Ｊｗによりそれを評価する。Ｊｗは下記式８で表される。
<Evaluation function term J w of plate width>
Evaluation function terms J w of the plate width is a function section for evaluating the change with respect to the plate width of the finishing rolling between steel sheet front-rear rolled order, plate width W j of the steel sheet becomes variable. Ideally, the sheet width W j of the steel sheet to be rolled later is always smaller than the sheet width W j−1 of the steel sheet to be rolled before that within one rolling chance. However, since this is not necessarily ideal due to the influence of other conditions, it is evaluated by the plate width evaluation function term Jw . Jw is represented by the following formula 8.
ここで、ｆ（Ｗｊ、Ｗｊ−１）は第ｊ鋼板における評価関数であり、圧延機の特性、製造ラインの性質等により得られる関数である。αｗは重み係数であり、当該圧延に関して、この項をＪの値に対してどの程度影響させるかを示すものである。そしてこれは圧延の目的、品質、圧延安定性の観点から、鋼板の製造の事情に応じて都度設定される。 Here, f (W j , W j−1 ) is an evaluation function in the j-th steel sheet, and is a function obtained by the characteristics of the rolling mill, the properties of the production line, and the like. αw is a weighting factor and indicates how much this term affects the value of J with respect to the rolling. And this is set every time according to the situation of manufacture of a steel plate from a viewpoint of rolling purpose, quality, and rolling stability.
具体的には、ｆ（Ｗｊ、Ｗｊ−１）は、図２に示したような性質を有する関数である。図２では横軸に圧延順で先後する鋼板の板幅の差をとり、縦軸はｆ（Ｗｊ、Ｗｊ−１）を表している。このように、関数ｆ（Ｗｊ、Ｗｊ−１）は、先後の鋼板の板幅差が０のとき最小値をとる。そして、後に圧延する鋼板の板幅の方が先に圧延する鋼板の板幅より大きくなる場合には、その大きくなる度合いに応じてｆ（Ｗｊ、Ｗｊ−１）も大きくなる。一方、後に圧延する鋼板の板幅の方が先に圧延する鋼板の板幅より小さくなる場合には、ｆ（Ｗｊ、Ｗｊ−１）は緩やかに大きくなるとともに、所定の値を超えると急激に大きくなる。 Specifically, f (W j , W j−1 ) is a function having properties as shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the difference in the sheet widths of the steel sheets preceded by the rolling order, and the vertical axis represents f (W j , W j−1 ). Thus, the function f (W j , W j−1 ) takes the minimum value when the difference in sheet width between the preceding and subsequent steel plates is zero. And when the plate | board width of the steel plate rolled later becomes larger than the plate | board width of the steel plate rolled previously, f ( Wj , Wj-1 ) also becomes large according to the degree to which it becomes large. On the other hand, when the plate width of the steel plate to be rolled later is smaller than the plate width of the steel plate to be rolled first, f (W j , W j-1 ) increases gradually and exceeds a predetermined value. It grows rapidly.
＜仕上げ板厚の評価関数項Ｊｈ＞
仕上げ板厚の評価関数項Ｊｈは、圧延順で先後する鋼板間における仕上げ圧延の板厚に関してその変化を評価する項で、各鋼板の仕上げ板厚ｈｊが変数となる。理想は１つの圧延チャンス内で、後に圧延する鋼板の仕上げ板厚ｈｊとその前に圧延する鋼板の仕上げ板厚ｈｊ−１の差が小さいことである。しかし、他の条件の影響によりこれが必ずしも理想的なものにはならないので、当該仕上げ板厚評価関数項Ｊｈによりそれを評価する。Ｊｈは、下記式９で表される。
<Finished plate thickness evaluation function term Jh >
Evaluation function terms J h finishing thickness is in the section to evaluate the change with respect to the thickness of the finishing rolling between steel sheet front-rear rolled order, finish thickness h j of each steel sheet becomes variable. Ideally, within one rolling opportunity, the difference between the finished plate thickness h j of the steel plate to be rolled later and the finished plate thickness h j-1 of the steel plate to be rolled before that is small. However, since this is not always ideal due to the influence of other conditions, assessing it by the finish thickness evaluation function term J h. Jh is represented by the following formula 9.
ここで、ｇ（ｈｊ、ｈｊ−１）は第ｊ鋼板の仕上げ板厚に関する評価関数であり、圧延機の特性、製造ライン性質等により得られる関数である。またαｈは重み係数であり、当該圧延に関して、この項をＪの値に対してどの程度影響させるかを示すものである。そしてこれは圧延の目的、品質、圧延安定性等の観点から、鋼板の製造の事情に応じて都度設定される。 Here, g (h j , h j-1 ) is an evaluation function related to the finished plate thickness of the j-th steel plate, and is a function obtained by the characteristics of the rolling mill, the production line properties, and the like. Α h is a weighting coefficient, and indicates how much this term affects the value of J with respect to the rolling. And this is set every time according to the situation of manufacture of a steel plate from a viewpoint of rolling purpose, quality, rolling stability, and the like.
具体的にｇ（ｈｊ、ｈｊ−１）は、図３に示したような性質を有する関数である。図３では横軸に圧延順で先後する鋼板の仕上げ板厚の差をとり、縦軸はｇ（ｈｊ、ｈｊ−１）を表している。このように、関数ｇ（ｈｊ、ｈｊ−１）は、先後の鋼板の仕上げ板厚差が０のとき最小値をとる。そして、後に圧延する鋼板の仕上げ板厚の方が先に圧延する鋼板の仕上げ板厚より厚くなる場合には、その大きくなる度合いに応じてｇ（ｈｊ、ｈｊ−１）も大きくなる。一方、後に圧延する鋼板の仕上げ板厚の方が先に圧延する鋼板の仕上げ板厚より薄くなる場合には、ｇ（ｈｊ、ｈｊ−１）はさらに大きな割合で大きくなる。 Specifically, g (h j , h j−1 ) is a function having properties as shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the difference in the finished sheet thickness of the steel sheets preceded by the rolling order, and the vertical axis represents g (h j , h j−1 ). Thus, the function g (h j , h j−1 ) takes the minimum value when the finished plate thickness difference between the preceding and subsequent steel plates is zero. And when the finish plate thickness of the steel plate rolled later becomes thicker than the finish plate thickness of the steel plate rolled previously, g ( hj , hj-1 ) also becomes large according to the degree to which it becomes large. On the other hand, when the finished plate thickness of the steel plate to be rolled later is thinner than the finished plate thickness of the steel plate to be rolled first, g (h j , h j-1 ) becomes larger at a larger rate.
以上説明したＪＴ、Ｊｗ、Ｊｈを各項とする式１により評価関数値Ｊを求めることができる。本実施形態では、評価関数値Ｊを３つの項の和から求めることとしたが、摩耗分布の影響を評価する評価関数項ＪＴを含むものであれば他の項が追加されてもよいし、変更されてもよい。どのような項を用いるかについては、圧延の目的、得るべき鋼板の性質（寸法精度や機械的性質）等により選択することができる。 The evaluation function value J can be obtained by Equation 1 with J T , J w , and J h as described above as terms. In this embodiment, the evaluation was as to obtain the function value J from the sum of three terms, the evaluation function term J T may be other terms additional long as it contains to assess the impact of the wear distribution , May be changed. Which term is used can be selected depending on the purpose of rolling, the properties (dimensional accuracy and mechanical properties) of the steel sheet to be obtained, and the like.
次に圧延順決定方法Ｓ０について図１を参照しつつ説明する。図１に圧延順決定方法Ｓ０の流れを示した。以下、各工程について説明する。
＜鋼板情報を入力する工程Ｓ１＞
鋼板情報を入力する工程Ｓ１は、圧延すべき鋼板の情報を入力する工程である。ここでは、鋼板に関する各情報を入力し、後工程に受け渡す。入力される情報は、例えば鋼板の圧延前板厚、圧延前板長さ、仕上げ板厚、及び板幅を挙げることができる。
Next, the rolling order determination method S0 will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the flow of the rolling order determination method S0. Hereinafter, each step will be described.
<Step S1 for inputting steel plate information>
Step S1 for inputting steel plate information is a step for inputting information on a steel plate to be rolled. Here, each information regarding a steel plate is input and passed to a post process. The input information can include, for example, a plate thickness before rolling, a plate length before rolling, a finished plate thickness, and a plate width of the steel plate.
＜圧延チャンス数及び各チャンスの鋼板数を決定する工程Ｓ２＞
圧延チャンス数及び各チャンスの鋼板数を決定する工程Ｓ２は、鋼板をいくつかの圧延チャンスに分割し、圧延チャンス数及び各チャンスを構成する鋼板の数を決定する工程である。圧延チャンス数及び各チャンスを構成する鋼板の数は、過去の圧延工具の表面荒れ状況等から経験的に決められる。
<Step S2 for determining the number of rolling chances and the number of steel plates for each chance>
The step S2 of determining the number of rolling chances and the number of steel plates for each chance is a step of dividing the steel plate into several rolling opportunities and determining the number of rolling chances and the number of steel plates constituting each chance. The number of rolling chances and the number of steel plates constituting each chance are determined empirically from the past surface roughness of the rolling tool.
＜鋼板の圧延順初期値を与え評価関数値Ｊを算出する工程Ｓ３＞
鋼板の圧延順初期値を与え、評価関数値Ｊを算出する工程Ｓ３は、初期値として与えた初期圧延順に基づいて上記評価関数値Ｊを求める工程である。ここでは、以下に説明する各工程の計算を行うための初期値を提供することを目的とし、例えば、板幅の広い順にソートして圧延順を決定する。このように決定した圧延順は、任意のｊについてｔｊ＝０となるので、制約条件式７を満たす圧延順である。
<Step S3 in which an evaluation function value J is calculated by giving an initial value in the rolling order of the steel sheet>
The step S3 of giving an initial value in the rolling order of the steel sheet and calculating the evaluation function value J is a step of obtaining the evaluation function value J based on the initial rolling order given as the initial value. Here, it aims at providing the initial value for performing calculation of each process demonstrated below, for example, sorts in order with a wide board width, and determines a rolling order. Since the rolling order determined in this way is t j = 0 for any j, the rolling order satisfies the
＜鋼板の変更された圧延順候補により評価関数値Ｊ’と制約条件評価値ｔｊを算出する工程Ｓ４＞
鋼板の変更された圧延順候補により評価関数値Ｊ’と制約条件評価値ｔｊを算出する工程Ｓ４は、工程Ｓ３の計算の基礎となる圧延順とは異なる鋼板の圧延順を設定し、これに基づいて評価関数値Ｊ’と制約条件評価値ｔｊを算出する工程である。算出の方法は上記の通りである。これにより工程Ｓ３で得られた評価関数値Ｊと工程Ｓ４で得られた評価関数値Ｊ’との２つの評価関数値を得ることができる。
<Step S4 of calculating the evaluation function value J ′ and the constraint condition evaluation value t j from the rolling order candidates whose steel sheet has been changed>
The step S4 of calculating the evaluation function value J ′ and the constraint condition evaluation value t j from the changed rolling order candidates of the steel sheet sets a rolling order of the steel sheet different from the rolling order that is the basis of the calculation of the step S3. The evaluation function value J ′ and the constraint condition evaluation value t j are calculated based on The calculation method is as described above. Thereby, two evaluation function values of the evaluation function value J obtained in step S3 and the evaluation function value J ′ obtained in step S4 can be obtained.
＜制約条件式を比較判定する工程Ｓ５＞
制約条件式を比較判定する工程Ｓ５は、制約条件評価値ｔｊと制約上限値ｐを比較する工程である。いずれかの鋼板の制約条件評価値ｔｊが予め定めておいた制約上限値ｐより大きい場合、後述する評価関数値Ｊをもって計算終了を判定する工程Ｓ８へ進む。一方、全ての鋼板の制約条件評価値ｔｊが制約上限値ｐ以下の場合、評価関数値を比較判定する工程Ｓ６へ進む。すなわちここでは、変更された圧延順候補が制約条件式７を満足するかどうかを判定する。
<Step S5 for comparing and determining constraint expressions>
Comparing step of determining a constraint condition S5, a step of comparing a constraint condition evaluation value t j constraints limit p. If any constraint evaluation value greater than t j is predetermined constraint limit had been p of the steel sheet, the process proceeds to step of determining S8 calculated ended evaluation function value J to be described later. On the other hand, the constraint evaluation value t j of all of the steel sheet in the following cases restrictions limit p, advances the evaluation function value to the comparison determining step S6. That is, here, it is determined whether or not the changed rolling order candidate satisfies the
＜評価関数値を比較判定する工程Ｓ６＞
評価関数値を比較判定する工程Ｓ６は、評価関数値Ｊと評価関数値Ｊ’との大きさを比較する工程である。評価関数値Ｊが評価関数値Ｊ’以下の場合、後述する圧延順候補に圧延順を変更してＪ’の値をＪとする工程Ｓ７を飛ばして、該評価関数値Ｊをもって計算終了を判定する工程Ｓ８へ進む。一方、評価関数値Ｊ’が評価関数値Ｊよりも小さい場合、圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ７へ進む。すなわちここでは、より小さい評価関数値が選択されるように判定する。
<Step S6 for comparing and determining evaluation function values>
Step S6 for comparing and determining evaluation function values is a step of comparing the magnitudes of the evaluation function value J and the evaluation function value J ′. When the evaluation function value J is equal to or less than the evaluation function value J ′, the step S7 in which the rolling order is changed to a later-described rolling order candidate and the value of J ′ is J is skipped, and the end of the calculation is determined with the evaluation function value J The process proceeds to step S8. On the other hand, if the evaluation function value J ′ is smaller than the evaluation function value J, the rolling order is changed to a rolling order candidate, and the process proceeds to step S7 where the value of J ′ is J. That is, here, it is determined that a smaller evaluation function value is selected.
＜圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ７＞
圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程Ｓ７は、工程Ｓ６において、評価関数値Ｊ’が評価関数値Ｊよりも小さいと判断された場合に、当該評価関数値Ｊ’を評価関数値Ｊと置き換える工程である。これにより、現時点でとり得る最小の評価関数値を評価関数値Ｊとすることができる。
<Step S7 in which the rolling order is changed to a rolling order candidate and the value of J 'is set to J>
In step S7 in which the rolling order is changed to a rolling order candidate and the value of J ′ is set to J, the evaluation function value J is determined when it is determined in step S6 that the evaluation function value J ′ is smaller than the evaluation function value J. In this step, 'is replaced with the evaluation function value J. Thereby, the minimum evaluation function value that can be taken at the present time can be set as the evaluation function value J.
＜計算終了を判定する工程Ｓ８＞
工程Ｓ８は、評価関数値Ｊのこれ以上の計算を終了して結果を実際の圧延順に反映させるかを判断する工程である。計算は、本来であれば、最小の評価関数値Ｊが得られる圧延順を見出したときに終了する。しかし実際には、圧延順の候補は膨大であり、厳密に最小の評価関数値Ｊを見出すのは時間的な制約等から困難である。そこで、所定の数の評価関数値計算の中で最も小さい評価関数値を採用する。計算終了を判定する工程Ｓ８は、この計算が所定回数に至ったか否かを判断する工程である。計算が所定回数に至っていないときには、工程Ｓ４に戻り、新たなる評価関数値Ｊ’を算出するように指令する。一方、計算が所定回数に至ったときには終了し、ここまでで最小の評価関数値Ｊを得た圧延順を採用する。ここで、所定回数の設定方法は特に限定されるものではないが、計算機の能力や圧延順を決定する際に許される時間などから決定する。
<Step S8 for determining the end of calculation>
Step S8 is a step of determining whether to finish the further calculation of the evaluation function value J and reflect the result in the actual rolling order. The calculation ends when the rolling order that provides the minimum evaluation function value J is found. However, in reality, the candidates for the rolling order are enormous, and it is difficult to find the minimum evaluation function value J strictly due to time constraints and the like. Therefore, the smallest evaluation function value among the predetermined number of evaluation function value calculations is adopted. Step S8 for determining the end of the calculation is a step for determining whether or not this calculation has reached a predetermined number of times. When the calculation has not reached the predetermined number of times, the process returns to step S4 to instruct to calculate a new evaluation function value J ′. On the other hand, when the calculation reaches a predetermined number of times, the process is terminated, and the rolling order in which the smallest evaluation function value J is obtained is adopted. Here, the setting method for the predetermined number of times is not particularly limited, but is determined based on the capacity of the computer and the time allowed for determining the rolling order.
このように圧延順の決定方法により決められた順により圧延を行うことにより、板プロフィル不良や形状不良が生じないような鋼板を製造することができる。 Thus, by rolling in the order determined by the method for determining the rolling order, it is possible to manufacture a steel plate that does not cause a plate profile failure or a shape failure.
次に実施例によりさらに詳しく説明する。ただし、本発明は本実施例に限定されるものではない。本実施例では、７つスタンドからなるタンデム圧延機で圧延する際の鋼板の圧延順を上記した圧延順決定方法Ｓ０により決定した。比較例として従来方法でも圧延順を決定した。 Next, the embodiment will be described in more detail. However, the present invention is not limited to this embodiment. In this example, the rolling order of the steel plates when rolling with a tandem rolling mill consisting of seven stands was determined by the rolling order determination method S0 described above. As a comparative example, the rolling order was also determined by the conventional method.
ここで、従来方法による圧延順の決定は、上記説明した式１の評価関数Ｊとは異なり、摩耗分布の影響を評価する評価関数項を含まない評価関数Ｋを用い、制約条件式７も考慮することなく計算をおこなった。評価関数Ｋは、下記式１０により表される。
Here, the determination of the rolling order by the conventional method is different from the above-described evaluation function J of Equation 1, and uses the evaluation function K that does not include the evaluation function term for evaluating the influence of the wear distribution, and also considers the
ここで、Ｋｗは板幅の評価関数項、及びＫｈは仕上げ板厚の評価関数項であり、上記式８及び式９と重み関数が異なるだけである。板幅の評価関数項Ｋｗは下記式１１により、仕上げ板厚の評価関数項Ｋｈは下記式１２により、それぞれ表される。 Here, Kw is an evaluation function term for the sheet width, and Kh is an evaluation function term for the finished sheet thickness, and only the weighting function is different from the above equations 8 and 9. The plate width evaluation function term Kw is expressed by the following equation 11, and the finish plate thickness evaluation function term Kh is expressed by the following equation 12.
実施例と比較例とで、板幅、板厚に関する評価が同等、すなわち、Ｊｗ／αｗ＝Ｋｗ／βｗ、Ｊｈ／αｈ＝Ｋｈ／βｈとなるように重み係数αｗ、αｈ、βｗ、βｈを調整して圧延順を決定した。決定された圧延順に基づいて圧延することを想定し、ワークロールの摩耗分布を計算しつつ、圧延後の各鋼板の板端から２５ｍｍ位置の板クラウンが目標値に一致するように公知の方法により圧延機に備えられたワークロールベンダの値を決定し、圧延後の板プロフィルと、形状不良を表す急峻度を計算した。そして、幅方向中心部の板厚よりも板厚の厚い部分が生じる板プロフィル不良の発生率と急峻度の標準偏差を、本発明の方法の場合（実施例）と従来方法（比較例）の場合とで比較した。表１に結果を示す。 The weight coefficient α is set so that the evaluation regarding the plate width and the plate thickness is the same in the example and the comparative example, that is, J w / α w = K w / β w , J h / α h = K h / β h. The rolling order was determined by adjusting w , α h , β w and β h . Assuming rolling based on the determined rolling order, calculating the wear distribution of the work roll, and using a known method so that the plate crown at the 25 mm position from the plate end of each steel plate after rolling matches the target value The value of the work roll bender provided in the rolling mill was determined, and the plate profile after rolling and the steepness representing the shape defect were calculated. Then, the occurrence rate of the plate profile and the standard deviation of the steepness in which the portion having a thicker thickness than the thickness at the central portion in the width direction is compared between the case of the method of the present invention (Example) and the conventional method (Comparative Example). Compared with the case. Table 1 shows the results.
表１からわかるように、ワークロールの摩耗分布の評価を用いた本発明により決定された圧延順（実施例）では、従来方法で決定された圧延順（比較例）に比べて板プロフィル不良発生率は大幅に低減するとともに、急峻度の標準偏差も小さくなっており、板プロフィルや形状が改善している。 As can be seen from Table 1, in the rolling order determined according to the present invention using the evaluation of the wear distribution of the work roll (Example), the plate profile failure occurred compared to the rolling order determined by the conventional method (Comparative Example). The rate is greatly reduced and the standard deviation of the steepness is also reduced, improving the plate profile and shape.
以上、現時点において最も実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではない。本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う、鋼板の圧延順序決定方法、鋼板の製造方法も本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。 While the present invention has been described in connection with the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. The present invention can be appropriately changed without departing from the gist or the idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the steel plate rolling order determination method and the steel plate manufacturing method that involve such changes are also included in the present invention. Should be understood as being included in the technical scope of
Ｓ０ 鋼板の圧延順決定方法
Ｓ１ 鋼板情報を入力する工程
Ｓ２ 圧延チャンス数及び各チャンスの鋼板数を決定する工程
Ｓ３ 鋼板の圧延順初期値を与え評価関数値Ｊを算出する工程
Ｓ４ 鋼板の変更された圧延順候補により評価関数値Ｊ’と制約条件評価値ｔｊを算出する工程
Ｓ５ 制約条件式を比較判定する工程
Ｓ６ 評価関数値を比較判定する工程
Ｓ７ 圧延順候補に圧延順を変更しＪ’の値をＪとする工程
Ｓ８ 計算終了を判定する工程
S0 Steel plate rolling order determination method S1 Step of inputting steel plate information S2 Step of determining the number of rolling chances and the number of steel plates at each chance S3 Step of giving the initial value of the rolling order of the steel plate and calculating the evaluation function value J S4 The change of the steel plate Step S5 for calculating the evaluation function value J ′ and the constraint condition evaluation value t j using the rolling order candidates Step S6 for comparing and determining the constraint condition expressions Step S6 for comparing and determining the evaluation function values S7 Step S8 in which 'is J
Claims (3)
前記複数の鋼板のそれぞれの圧延開始時に生じている圧延機のワークロールの摩耗分布を予測計算し、
前記複数の鋼板のそれぞれにおいて得られた前記摩耗分布に関して、前記鋼板と前記ワークロールとの接触部における最大値と最小値との差を計算し、
前記複数の鋼板の全ての前記差を加算して差の総和を算出し、
前記差の総和からなる項と、圧延順で先後する前記鋼板間における板幅の変化を評価する関数項と、圧延順で先後する前記鋼板間における仕上げ板厚の変化を評価する関数項とを含む評価関数から評価関数値を計算して該評価関数値が最小となるように前記鋼板の圧延順を決定することを特徴とする鋼板の圧延順決定方法。 A method for determining a rolling order of a plurality of steel plates rolled by a rolling mill,
Predicting and calculating the wear distribution of the work roll of the rolling mill occurring at the start of rolling of each of the plurality of steel plates,
Regarding the wear distribution obtained in each of the plurality of steel plates, the difference between the maximum value and the minimum value at the contact portion between the steel plate and the work roll is calculated,
Add all the differences of the plurality of steel plates to calculate the sum of the differences,
A term consisting of the sum of the differences, a function term that evaluates a change in the sheet width between the steel plates preceded in the rolling order, and a function term that evaluates a change in the finished sheet thickness between the steel plates preceded in the rolling order. A method of determining the rolling order of steel sheets, comprising: calculating an evaluation function value from an evaluation function including the determining function and determining the rolling order of the steel sheets so that the evaluation function value is minimized.
ークロールとの接触部における最大値と最小値との差が、いずれも所定の値以内となるよ
うに制約条件が付加されることを特徴とする請求項１に記載の鋼板の圧延順決定方法。 Regarding the wear distribution obtained in each of the plurality of steel plates, a constraint condition is added so that the difference between the maximum value and the minimum value at the contact portion between the steel plate and the work roll is within a predetermined value. The method of determining the rolling order of steel sheets according to claim 1 , wherein:
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