JP5924065B2 - 金属帯の圧延ラインにおけるワークロールシフト圧延方法 - Google Patents
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そして、このコフィンサイクルは、最初に、狭幅の被圧延材から広幅の被圧延材に向けて次々と圧延をすすめていくことで、ワークロールの熱膨張を次第に胴長方向に広げていき、当該圧延サイクル内で最大幅の被圧延材を圧延後は、次第に狭幅の被圧延材を圧延していくことで、ワークロールの摩耗した底の部分で圧延ができるような圧延順幅構成とされていた。厚みに関しても、基本的に、厚いものから薄いものの順になるような圧延順厚構成とされていた。
このことは、スラブ製造1では二つのラインで、異幅スラブを製造する場合と、略等幅のスラブを製造する場合があり、異幅スラブを製造する場合は、製造後間もない高温の被圧延材を熱間圧延ライン100に搬送すると、先述の図14(b)に示すような圧延順幅構成になり、略等幅のスラブを製造する場合は、先述の図14(c)に示すような圧延順幅構成になることと対応している。
特許文献1や特許文献2では、次々と被圧延材を圧延していくごとにXmmづつ、2Xmm、3Xmm、・・・という具合にワークロールシフト位置を拡大させていき、機械仕様上の終端に達したら折り返してシフトを続けていくサイクリックシフト方法を基本前提としている。
そして、特許文献1も特許文献2も、ワークロールシフト圧延機のワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数を、圧延サイクル途中の被圧延材までを圧延後に、次の被圧延材以降の被圧延材について、圧延順ワークロールシフト位置を仮定して計算し、あるいはさらに、前記評価関数を次の被圧延材以降の被圧延材について合計し、該評価関数が最小となるような圧延順ワークロールシフト位置を決定し、実際に該圧延サイクルにて圧延予定の各被圧延材を圧延する方法をとっている。
gn+1(x)はワークロールの摩耗プロフィル、
RBはワークロールの胴長、
Jは評価関数であり、gn+1(x)の微分値、すなわちワークロールの摩耗プロフィルの傾きを求め、その分散をとったもの、
をそれぞれ示す。
iはワークロールの胴長方向の座標(1≦i≦m)、
jはワークロルシフト長(1≦j≦n)、
fnow iは目標ワークロールプロフィルの現在値、
ffut iはN本の被圧延材を圧延後の目標ワークロールプロフィルの値、
giはワークロールプロフィルの現在値、
dijは次圧延予定の被圧延材のワークロールシフト長jによるワークロールプロフィルの予測変化量、
Inow jはワークロールプロフィルの現在値に対する次圧延予定の被圧延材のワークロールシフト長jの評価関数値、
Δhiは次々圧延予定の被圧延材からN本の被圧延材を圧延後までのワークロールプロフィルの予測変化量を表す評価関数値、
Ifut jはN本の被圧延材を圧延後のワークロールプロフィルに対する次圧延予定の被圧延材のワークロールシフト長jの評価関数値、
k1、k2はワークロールプロフィルの現在値と、N本の被圧延材を圧延後のワークロールプロフィルの値と、の各重み、
Ijはワークロールシフト長の総合評価関数、
をそれぞれ示す。
本発明は、従来技術のかような問題を解決するべくなされたものであり、熱間圧延ライン等の金属帯の圧延ラインにおける仕上圧延機等で被圧延材を圧延するに際し、逆クラウンの問題や、被圧延材の幅端部の厚みが過薄になったり過厚になったりする問題を解消できる、ワークロールシフト圧延方法を提供し、金属帯の製造におけるスケジュールフリー化を安定的、かつ確実に、実現することを目的とする。
1.金属帯の圧延ラインにて、ワークロールシフト圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、
圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、乱数表を用いて選び出すという方法で圧延順ワークロールシフト位置を仮定して、
前記ワークロールシフト圧延機のワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる下記式(7)の評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算し、下記式(8)のように合計し、これをさらに全被圧延材について下記式(9)のように合計し、
乱数表を用いて選び出すという方法で異なる圧延順ワークロールシフト位置を仮定して、
前記式(7)の評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算し、前記式(8)のように合計し、これをさらに全被圧延材について前記式(9)のように合計する一連の処理を繰り返し、
全ての圧延順ワークロールシフト位置の中から、前記式(9)が、最小となるような圧延順ワークロールシフト位置を選び出す
ことを特徴とする金属帯の圧延ラインにおけるワークロールシフト圧延方法。
圧延サイクルにて圧延予定の1本目の被圧延材について、ワークロールシフト位置を仮定して、圧延後のワークロールプロフィル予測計算値を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算により予測し、
前記ワークロールシフト圧延機のワークロールプロフィル目標値とワークロールプロフィル予測計算値から決まる下記式(7)の評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算した結果を下記式(8)のように合計し、
前記被圧延材の次に圧延予定の被圧延材について、先の被圧延材についてのワークロールシフト位置とはワークロールシフトピッチの分だけ正負異なるワークロールシフト位置ならびに先の被圧延材と同じワークロールシフト位置のうちの一つ以上を仮定して、圧延後のワークロールプロフィルを、前記各評価点について計算により予測し、前記式(7)の評価関数を前記各評価点について計算した結果を前記式(8)のように合計し、該合計した結果を最小にするワークロールシフト位置を、前記次に圧延予定の被圧延材について決定する一連の処理を、前記圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について繰り返すことで、
被圧延材の幅端複数箇所の評価点について、前記式(7)の評価関数を計算し、前記式(8)のように合計し、これをさらに全被圧延材について合計した下記式(9)が、最小となるような圧延順ワークロールシフト位置を得る
ことを特徴とする金属帯の圧延ラインにおけるワークロールシフト圧延方法。
本発明では、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、圧延順ワークロールシフト位置を仮定して、ワークロールシフト圧延機のワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算し、これをさらに全被圧延材について合計し、異なる圧延順ワークロールシフト位置を仮定して、前記評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算し、これをさらに全被圧延材について合計する、一連の処理を繰り返し、全ての圧延順ワークロールシフト位置の中から、合計した結果が、最小となるような圧延順ワークロールシフト位置を選び出す。
評価関数は、ワークロールプロフィル目標値とワークロールプロフィル予測計算値から決まるが、本発明では、図1(a)に示すように、評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算するため、図1(b)に示すように、ワークロールプロフィルをワークロールの胴長方向全体にわたって計算する、従来の特許文献1や特許文献2のような方法に比べ、目標値と予測計算値の誤差が拡大しにくく、しかも、逆クラウンの問題や、被圧延材の幅端部の厚みが過薄になったり過厚になったりする問題の原因となりやすい、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について評価関数を計算し、合計するため、逆クラウンの問題や、被圧延材の幅端部の厚みが過薄になったり過厚になったりする問題を、より効果的に防止し得る。
(ステップ1)評価点A,B,C・・・でのワークロールプロフィルの目標値を、各被圧延材について、圧延順に設定する。ワークロールの胴長中央と左右両評価点A,B,C・・・を放物線や楕円などの2次曲線で結ぶように設定するのが好ましい。
(ステップ3)以上ステップ1〜2の条件のもとで、各被圧延材を圧延する際のワークロールプロフィルの目標値に近づくように、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、圧延順ワークロールシフト位置を決定する。
そして、ワークロールプロフィル目標値とワークロールプロフィル予測計算値から決まる評価関数Jを、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算した結果を合計する。
(ステップ3−2)次に、1本目の被圧延材を圧延する際のワークロールシフト位置はX1=0mmとした上で、ワークロールシフトピッチを例えばXP=50mmなどのある一定の定数として定めるなどし、2本目の被圧延材を圧延する際は、ワークロールシフト位置をX2=XPとするか、あるいは、1本目と変えないでX2=0mmに仮定して、圧延後のワークロールプロフィルを、各評価点について計算により予測し、評価関数Jを各評価点について計算した結果を合計する。
ワークロールシフト位置が機械仕様上の終端に達した場合は、次の被圧延材についてのワークロールシフト位置を折り返して、Xk=Xk-1−XPとするか、あるいは、1本前の被圧延材と変えないでXk=Xk-1に仮定して、圧延後のワークロールプロフィルを、各評価点について計算により予測し、評価関数Jを各評価点について計算した結果を合計する。
(ステップ3−3)さらに、ステップ3−1で仮定した初期ワークロールシフト位置を変更し、1本目の被圧延材を圧延する際のワークロールシフト位置だけをX1=XPとし、2本目の被圧延材を圧延する際以降は、X2=XP+XP、X 3=XP+2XP、X4=XP+3XP、Xk=XP+(k-1)XPという具合にワークロールシフト位置を拡大させていくサイクリックシフト方法で圧延した場合のほか、1本目の被圧延材を圧延する際のワークロールシフト位置だけをX1=2XP、X1=3XP、・・・として圧延した場合を次々に仮定して、各被圧延材を圧延後のワークロールプロフィルを、評価点A,B,C,・・・について、計算により予測する。
以上においては、ワークロールの熱膨張や摩耗は先述の式(4)(5)などにより予測するが、それには、圧延サイクル内の全被圧延材について、各圧延機での圧延後予定厚みや幅に加え、圧延時間、圧延インターバルなどを、圧延サイクル開始前に予測し、それらをもとにワークロール温度を計算により予測した結果を、式(4)(5)の計算に反映する。圧延荷重なども、圧延サイクル開始前に詳説しないロジックにより予測計算しておき、式(4)(5)の計算に反映する。圧延インターバルの予測は、別途行う、加熱炉10における各被圧延材の目標加熱温度到達時刻の予測計算結果を反映して行う。
(ステップ3−5)あるいはさらに、上記最適解として出力された、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材についての、圧延順ワークロールシフト位置における、ワークロールシフトピッチをXPのα倍(0<α<1の場合と1<αの場合と二通りあり。但し、αXP≦XPmax)にしてみた場合に、前記した評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について再度計算した結果が、α倍しなかった場合に比べて小さくなる場合は、ワークロールシフトピッチをXPのα倍した結果を以って、前記した最適解に置き換えてもよい。そうすれば、ワークロールシフトピッチは、必ずしも、ある被圧延材から次の被圧延材へ向けて等ピッチで変化する必要はなくなり、より適切な圧延順ワークロールシフト位置が得られる。
(実施例2)ワークロールベンダーを備えたクロスロールシフト圧延機をF1〜F6として備えた仕上圧延機18を有する熱間圧延ライン100にて、図7に示すような圧延順厚み、幅構成の圧延サイクルを対象に、本発明のワークロールシフト位置決定方法を適用し、各被圧延材について、圧延後の幅方向の厚みプロフィルがどうなるかを計算によりシミュレーションしてみた。圧延機の設備仕様を表3に示す。
従来は、一定のワークロールシフトピッチで、1本被圧延材を圧延するごとにワークロールシフト位置を拡大させていき、機械仕様上の終端180mmに達した10本目の被圧延材を圧延した後に折り返してシフトを続けていくサイクリックシフト方法をとっていたのに対し、本発明の方法をとった場合も、圧延サイクル前半の被圧延材幅が900〜1200mm程度と比較的狭いため、熱膨張をワークロールの胴長方向に広く分散させるため、12本目の被圧延材を圧延した後に折り返すように予測計算されている。
以上の通りである。なお、以上の説明では、本発明を熱間圧延ライン100に適用した場合を例に挙げたが、本発明は、冷間圧延ラインなどの他の金属帯の圧延ラインにも適用しても何ら問題はない。
本発明のワークロールシフト位置決定方法を金属帯の製造に用いれば、被圧延材を圧延するに際し、逆クラウンの問題や、被圧延材の幅端部の厚みが過薄になったり過厚になったりする問題を解消できる。それにより、金属帯の製造におけるスケジュールフリー化を安定的、かつ確実に、実現できる。
7 ローラテーブル
8 被圧延材
9 幅プレス
10 加熱炉
12 粗圧延機
13 エッジャーロール
14 クロップシャー
15 仕上入側温度計
16 デスケーリング装置
18 仕上圧延機
19 ワークロール
20 バックアップロール
21 仕上出側温度計
22 仕上出側板厚計
23 ランナウトテーブル
24 コイラー
25 コイラー入側温度計
50 制御装置
70 プロセスコンピュータ
90 ビジネスコンピュータ
100 熱間圧延ライン
A 搬送方向
Claims (3)
- 金属帯の圧延ラインにて、ワークロールシフト圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、
圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、乱数表を用いて選び出すという方法で圧延順ワークロールシフト位置を仮定して、
前記ワークロールシフト圧延機のワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる下記式(7)の評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算し、下記式(8)のように合計し、これをさらに全被圧延材について下記式(9)のように合計し、
乱数表を用いて選び出すという方法で異なる圧延順ワークロールシフト位置を仮定して、
前記式(7)の評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算し、前記式(8)のように合計し、これをさらに全被圧延材について前記式(9)のように合計する一連の処理を繰り返し、
全ての圧延順ワークロールシフト位置の中から、前記式(9)が、最小となるような圧延順ワークロールシフト位置を選び出す
ことを特徴とする金属帯の圧延ラインにおけるワークロールシフト圧延方法。
記
- 金属帯の圧延ラインにて、ワークロールシフト圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、
圧延サイクルにて圧延予定の1本目の被圧延材について、ワークロールシフト位置を仮定して、圧延後のワークロールプロフィル予測計算値を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算により予測し、
前記ワークロールシフト圧延機のワークロールプロフィル目標値とワークロールプロフィル予測計算値から決まる下記式(7)の評価関数を、被圧延材の幅端複数箇所の評価点について計算した結果を下記式(8)のように合計し、
前記被圧延材の次に圧延予定の被圧延材について、先の被圧延材についてのワークロールシフト位置とはワークロールシフトピッチの分だけ正負異なるワークロールシフト位置ならびに先の被圧延材と同じワークロールシフト位置のうちの一つ以上を仮定して、圧延後のワークロールプロフィルを、前記各評価点について計算により予測し、前記式(7)の評価関数を前記各評価点について計算した結果を前記式(8)のように合計し、該合計した結果を最小にするワークロールシフト位置を、前記次に圧延予定の被圧延材について決定する一連の処理を、前記圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について繰り返すことで、
被圧延材の幅端複数箇所の評価点について、前記式(7)の評価関数を計算し、前記式(8)のように合計し、これをさらに全被圧延材について合計した下記式(9)が、最小となるような圧延順ワークロールシフト位置を得る
ことを特徴とする金属帯の圧延ラインにおけるワークロールシフト圧延方法。
記
- 前記ワークロールシフトピッチに上限を設けることを特徴とする請求項2に記載のワークロールシフト圧延方法。
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