JP6232193B2 - 冷間圧延における形状制御方法、及び形状制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、小径ワークロールを用いた冷間圧延において圧延された金属帯の板形状が目標形状に一致するように圧延条件を適正化する方法に関する。

従来実施されている冷間圧延では、圧延機出側に配置された形状検出器で圧延中の圧延材形状を測定し、測定結果に基づいてロールベンダー、ロールシフト、あるいはバックアップロールのサドル押込み等の形状制御手段の制御量を補正する方法が一般的に採用されている。また、圧延中の形状制御に先立って、圧延開始時に圧延形状を形状制御手段や圧延荷重等の関数で表わした圧延形状予測式に基づいて形状制御手段を初期設定するプリセット制御が一般に行われている。

また、圧延機から離れた位置に配置された形状検出器で圧延材の形状を測定すると検出遅れが生じ、応答性の高い制御が困難であるとの問題がある。かかる問題を解消すべく、下記特許文献１〜３に開示されているように、高速応答性で形状制御するために、板形状の直接測定に代えて圧延荷重を測定し、圧延荷重の測定値に基づいて各形状制御手段の制御量を補正する種々の方式が提案されている。

ここで、上述した何れの方式も、圧延形状を圧延荷重の関数で表わした圧延形状予測式に基づいて形状制御しているが、圧延形状予測式では板幅方向の１ヶ所の形状のみで圧延形状を評価している。そのため、圧延荷重が大きく変動する場合、板幅全体にわたって良好な形状を得がたい。

このような問題を解消するため、本発明者等は、板幅方向に沿った複数箇所で圧延材の形状として伸び率差を取り込んだ数式モデルを使用することにより、圧延荷重の変動に応じて形状制御手段の制御量を補正し、板幅全体にわたって良好な形状をもつ鋼帯を製造する方法を開発し、下記特許文献４において紹介した。この方法は、圧延中の形状制御を対象にしているが、圧延開始時に形状制御手段を初期設定するプリセット制御についても数式モデルをそのまま適用できる。

特公昭５２−２３８７３号公報 特開昭５７−７３０９号公報 特開平８−２５７６１２号公報 特開平１１−２６７７２７号公報

上記特許文献４の方法により形状制御を行えば、ワークロールが比較的大きい場合には伸び率差を評価する板幅方向に沿った複数箇所の位置の選定にかかわらず良好な形状が得られる。しかし、上記特許文献４の方法は、圧延材の形状として伸び率差を評価する板幅方向に沿った複数箇所の位置が明確でないため、箔圧延のように直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた圧延では、ワークロールのたわみ変形が複雑になるため、評価位置が適正でないと良好な形状が得られない場合がある。

また、圧延機出側に配置された形状検出器で圧延中の圧延材形状を測定し、測定結果に基づいて形状制御する場合にも、形状の評価位置が適正でないと直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた圧延では、良好な形状が得られない場合がある。

本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、圧延材の形状として伸び率差の評価位置を適正化することにより、直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた圧延にも対応できるようにし、形状精度に優れた圧延材を高生産性で製造できる制御方法を提供することを目的とする。

ここで、本発明者らは、６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延においても良好な形状が得られるような形状の評価領域の適正化方法を種々調査検討した。その結果、板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域及び板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の領域の３箇所を形状の評価領域とすると形状を適切に評価することが可能となること、及び当該評価方法を用いることにより良好な形状をもつ圧延材が製造されることを見出した。

上述した知見に基づいて提供される本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域を形状の評価領域とし、前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、板幅中央における伸び率と前記第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と前記第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と前記第三評価領域における伸び率との差に基づいて前記形状制御手段による制御量を設定することを特徴とする。

また、本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域における伸び率との差を、それぞれ、各評価領域における伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、前記冷間圧延を行うに際して、これから冷間圧延しようとする圧延荷重を前記数式モデルに代入し、前記第一評価領域における前記伸び率差、前記第二評価領域における前記伸び率差、および前記第三評価領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を前記算出された制御量に設定して前記冷間圧延を行うことを特徴とする。

本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域における伸び率との差を、それぞれ、各評価領域における伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、
冷間圧延中に連続的に測定された圧延荷重の測定値を前記数式モデルに代入し、前記第一評価領域における前記伸び率差、前記第二評価領域における前記伸び率差、および前記第三評価領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行うことを特徴とする。

本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域における伸び率との差を、それぞれ、各評価領域における伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、圧延機出側に配置された形状検出器で冷間圧延中の鋼帯について連続的に測定された測定値に基づいて前記第一評価領域、前記第二評価領域、及び前記第三評価領域のそれぞれについて導出された伸び率差を前記数式モデルに代入し、前記第一評価領域における前記伸び率差、前記第二評価領域における前記伸び率差、および前記第三評価領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行うことを特徴とする。

このように、圧延材の形状として伸び率差の評価位置を適正化することにより、直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた圧延にも対応できるようにし、形状精度に優れた圧延材の生産性を向上させることができる。

中間ロールシフト位置の定義を示す図 バックアップロールの概略図 中間ロールシフト位置Ｌｓを変更したときの伸び率差分布の変化を表したグラフ バックアップロールのクラウン調整量Ｓ１を変更したときの伸び率差分布の変化を表したグラフ 圧延荷重Ｐが伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ 中間ロールシフト位置Ｌｓが伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ バックアップロールのクラウン調整量Ｓ１が伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ バックアップロールのクラウン調整量Ｓ2が伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ バックアップロールのクラウン調整量Ｓ3が伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ 実施例１で使用した１２段圧延機及び制御系統の概略図 実施例１で圧延された鋼帯の伸び率差分布を示すグラフ 実施例１で圧延された鋼帯の急峻度の推移を示すグラフ 実施例２で使用した１２段圧延機及び制御系統の概略図 実施例２で圧延された鋼帯の伸び率差分布を示すグラフ 実施例２で圧延された鋼帯の急峻度の推移を示すグラフ

本実施形態において形状制御方法について検討した圧延機１は、６０ｍｍ以下の小径ワークロール１０を有し、形状制御手段として中間ロール２０のシフト機構と、バックアップロール３０のクラウン調整機構を有する１２段圧延機である。図１に示すように、テーパ開始点から板端までの距離Ｌｓでシフト位置を定義し、テーパ開始点が板端よりも内側にある場合を負、外側にある場合を正とする。

図２に示すように、バックアップロール３０は７個のサドル３２と６個のベアリング３４から構成されており、中央の第４サドル３２に対する各サドル３２の相対的な圧下位置でバックアップロール３０のクラウン調整量を定義する。具体的には、第４サドル３２に対する第１，７サドル３２の相対的な圧下位置の平均をＳ_１、第４サドル３２に対する第２，６サドル３２の相対的な圧下位置の平均をＳ_２、第４サドル３２に対する第３，５サドル３２の相対的な圧下位置の平均をＳ_３とする。

図３、４に示すように、本圧延機１において圧延形状を調査した結果、直径６０ｍｍ以下の小径ワークロール１０を用いた圧延では、中間ロール２０のシフト位置、バックアップロール３０のクラウン調整量を広範囲に変化させても、板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の領域が板幅中央に対して相対的に伸びにくいとともに、板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域が板幅中央から４５％〜５５％の領域に対して相対的に伸びやすいことが判明した。また、同じく図３、４に示すように、中間ロール２０のシフト位置、バックアップロール３０のクラウン調整量を変更すると、板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域では伸び率差が大きく変化することが判明した。

そこで、本発明においては、板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域（板端近傍領域）、板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域（以下、「第二評価領域」とも称す）、及び板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の領域（以下、「第三評価領域」とも称す）の３箇所を形状の評価領域として、形状制御する。具体的には、板幅中央における伸び率に対する第一評価領域、第二評価領域、及び第三評価領域における伸び率の差（以下、「伸び率差」とも称す）をそれぞれε_ｅ、ε_７０、ε_５０として数式モデルを予め作成しておき、これらを用いて圧延形状を定義する。また、第一評価領域における伸び率をｅｌ_ｅ、板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域（第二評価領域）の伸び率をｅｌ_７０、板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の領域（第三評価領域）における伸び率をｅｌ_５０、板幅中央における伸び率をｅｌ_ｃとする。具体的には、板幅が６５０ｍｍである場合には、板幅中央からそれぞれ２１１．２５ｍｍ〜２４３．７５ｍｍの距離にある領域が第二評価領域に相当し、板幅中央からそれぞれ１４６．２５ｍｍ〜１７８．７５ｍｍの距離にある領域が第三評価領域に相当する。このとき、伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０は、それぞれ式（１）〜（３）で表される。

ε_ｅ＝ ｅｌ_ｅ− ｅｌ_ｃ ・・・ （１）
ε_７０＝ｅｌ_７０− ｅｌ_ｃ ・・・ （２）
ε_５０＝ｅｌ_５０− ｅｌ_ｃ ・・・ （３）

ここで、圧延材の形状に及ぼす影響要因として、圧延材寸法、材質、潤滑状態、前後方張力、圧延荷重、形状制御手段の制御量、素材クラウン量、及び圧延前形状等がある。これらのうち、圧延材寸法については板厚及び板幅毎にテーブル区分すると、区分内での圧延材寸法の変化が形状に及ぼす影響を小さくできる。材質、潤滑状態及び前後方張力は、圧延材の形状に影響するが、その影響のほとんどは圧延荷重を介したロール撓みの変化によって生じる。また、６０ｍｍ以下の小径ワークロール１０を用いた圧延では、ワークロール１０に大きなたわみ変形が生じるため、素材クラウンの形状に及ぼす影響は小さくなりやすい。また、スキンパス圧延のように圧下率が小さい場合には圧延前形状の影響は大きいが、圧下率５％以上の通常の冷間圧延においては圧延前形状の影響は小さい。したがって、形状変化に及ぼす主要因は、圧延荷重，形状制御手段の制御量（ここでは、中間ロール２０のシフト位置Ｌｓ及びクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３に相当）ということができる。そこで、圧延荷重，形状制御手段の制御量が圧延形状に及ぼす定量的な影響を検討した。

圧延荷重の変化は、ロール撓みの変化となって現れ、圧延材の形状を変化させる。圧延荷重とロール撓み量との関係は弾性領域における変形を対象としていることからほぼ線形的な関係にある。したがって、式（１）〜（３）で表される伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０も図５に示すように圧延荷重Ｐと線形関係にある。

形状制御手段である中間ロール２０のシフト機構もワークロール１０と中間ロール２０間の接触圧力分布を変化させることによりロール撓みを変化させて圧延形状を変化させるものである。したがって、図６に示すように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓと伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０との関係も、線形関係にある。

バックアップロール３０のクラウン調整もロール撓みを変化させて圧延形状を変化させるものである。したがって、図７〜９に示すようにクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３と伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０との間も線形関係にある。

以上の各要因相互の関係から、ａｅ，ｂｅ，ｃｅ，ｄｅ，ｅｅ，ｆｅ，ａ_７０，ｂ_７０，ｃ_７０，ｄ_７０，ｅ_７０， ｆ_７０，ａ_５０，ｂ_５０，ｃ_５０，ｄ_５０，ｅ_５０，ｆ_５０を影響係数として、式（４）〜（６）で圧延形状予測式を表すことができる。

ε_ｅ＝ａｅ・Ｐ＋ｂｅ・Ｌｓ＋ｃｅ・Ｓ_１＋ｄｅ・Ｓ_２＋ｅｅ・Ｓ_３＋ｆｅ …（４）
ε_７０＝ａ_７０・Ｐ＋ｂ_７０・Ｌｓ＋ｃ_７０・Ｓ_１＋ｄ_７０・Ｓ_２＋ｅ_７０・Ｓ_３＋ｆ_７０ …（５）
ε_５０＝ａ_５０・Ｐ＋ｂ_５０・Ｌｓ＋ｃ_５０・Ｓ_１＋ｄ_５０・Ｓ_２＋ｅ_５０・Ｓ_３＋ｆ_５０ …（６）

影響係数ａｅ，ｂｅ，ｃｅ，ｄｅ，ｅｅ，ｆｅ，ａ_７０，ｂ_７０，ｃ_７０，ｄ_７０，ｅ_７０，ｆ_７０，ａ_５０，ｂ_５０，ｃ_５０，ｄ_５０，ｅ_５０，ｆ_５０は、板幅、板厚及び材質等の製造品種によって定まる定数であり、実験又はロールの弾性変形解析と素材の塑性変形解析とを連成させた解析モデルによるシミュレーションからそれぞれ求められる。各影響係数は、板幅、板厚、材質等の区分毎にテーブル設定し、或いは板幅，板厚，材質等の関数として数式化される。

中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の初期設定に際しては、圧延荷重を予測し、圧延荷重の予測値Ｐを式（４）〜（６）に代入し、式（４）〜（６）で伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を算出し、設定する。

ここで、中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の組合せとしては、任意の組合せを採用できるが、いずれか一つの形状制御手段の制御量を固定したり、クラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の関係に制約を加えることにより一つの組合せに固定できる。なお、圧延荷重の予測値Ｐは圧延条件から圧延荷重式にしたがって算出することも可能であり、当該コイルまでの圧延荷重の実績値を学習計算することによっても求められる。

圧延中の形状制御として、形状検出器を備えていない圧延機１では、圧延荷重を連続的に測定し、圧延荷重の測定値Ｐを式（４）〜（６）に代入する。式（４）〜（６）で伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を算出し、随時補正しつつ冷間圧延を実施する。

また、形状検出器を備えている場合には、形状検出器によって連続的に測定される形状の測定値から求められた伸び率差ε_ｅ ^１，ε_７０ ^１，ε_５０ ^１を下記の式（７）〜（９）に代入し、伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０を導出する。また、伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の補正量ｄＬｓとｄＳ_１、ｄＳ_２、ｄＳ_３を算出し、中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を随時補正する。すなわち、下記式（７）〜（９）に対し、実測された伸び率差ε_ｅ ^１，ε_７０ ^１，ε_５０ ^１及びこれに対応する条件を代入することにより、シフト位置Ｌｓ及びクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３をそれぞれ補正量ｄＬｓ及び補正量ｄＳ_１、ｄＳ_２、ｄＳ_３だけ補正したときの伸び率差ε_e,ε₇₀,ε₅₀が表される。補正量ｄＬｓ及び補正量ｄＳ_１、ｄＳ_２、ｄＳ_３は、伸び率差ε_e,ε₇₀,ε₅₀が目標値となるように随時算出され、補正される。この場合も、中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の補正量ｄＬｓとｄＳ_１、ｄＳ_２、ｄＳ_３の組合せとしては、任意の組合せを採用できるが、いずれか一つの形状制御手段の制御量を固定したり、クラウン調整量の補正量ｄＳ_１、ｄＳ_２、ｄＳ_３の関係に制約を加えることにより一つの組合せに固定できる。

ε_ｅ＝ε_ｅ ^１＋ｂ_ｅ・ｄＬｓ＋ｃｅ・ｄＳ_１＋ｄｅ・ｄＳ_２＋ｅ_ｅ・ｄＳ_３ … （７）
ε_７０＝ε_７０ ^１＋ｂ_７０・ｄＬｓ＋ｃ_７０・ｄＳ_１＋ｄ_７０・ｄＳ_２＋ｅ_７０・ｄＳ_３ … （８）
ε_５０＝ε_５０ ^１＋ｂ_５０・ｄＬｓ＋ｃ_５０・ｄＳ_１＋ｄ_５０・ｄＳ_２＋ｅ_５０・ｄＳ_３ … （９）

本実施形態では、６０ｍｍ以下の小径ワークロール１０を有する１２段圧延機を対象に本発明の形状制御方法について説明するが、６０ｍｍ以下の小径ワークロールを有する２０段圧延機等の他の多段圧延機に対しても同様に本発明が適用されることは勿論である。

５０ｍｍの小径ワークロール１０を有し、形状制御手段として中間ロール２０のシフト機構２とバックアップロール３０のクラウン調整機構３を有する１２段圧延機１を用いて板幅６５０ｍｍ、板厚０．１ｍｍの冷延鋼板を０．０９ｍｍに冷間圧延する際に本発明を適用した例を図１０で説明する。図２と同様に、本圧延機１のバックアップロール３０は７個のサドル３２と６個のベアリング３４から構成されている。

上位コンピュータ４には予め圧延条件が入力されており、圧延荷重式にしたがって圧延荷重Ｐが算出される。プロセスコンピュータ５では板幅，板厚及び材質の区分毎に予め算出した影響係数を取り込んでおり、式（４）〜（６）で伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を算出し、初期設定した。なお、形状の評価領域は板端から２０ｍｍの位置、板幅中央から７０％の領域及び板幅中央から５０％の領域の３箇所とした。また、伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０の目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０はいずれも０とした。

圧延開始後は形状検出器６の出力値に基づいて式（７）〜（９）で伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３の補正量ｄＬｓとｄＳ_１、ｄＳ_２、ｄＳ_３を算出し、中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を補正しながら圧延した。

比較のため、形状の評価領域の設定が明確でない上記特許文献４（特開平１１−２６７７２７号公報）に記載の方法により板端から２０ｍｍの位置、板幅中央から５０％の領域の２箇所を形状の評価領域として中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を初期設定し、圧延開始後は形状検出器６の出力値に基づいて形状制御しながら圧延した。

本発明に係る方法により形状の評価領域を適正化して形状制御を行った鋼帯は、図１１に示すように板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域の伸びが抑制され、図１２に示すように圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が０．５％以内に収められており、良好な形状に圧延されていた。これに対し、形状の評価領域が明確化されていない従来法では、圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が約０．７％前後の板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域が伸びた形状を生じていた。

３０ｍｍの小径ワークロール１０を有し、形状制御手段として中間ロール２０のシフト機構２とバックアップロール３０のクラウン調整機構３を有する１２段圧延機１を用いて板幅６５０ｍｍ、板厚０．１ｍｍの冷延鋼板を０．０９ｍｍに冷間圧延する際に本発明を適用した例を図１３で説明する。図２と同様に、本圧延機１のバックアップロール３０は７個のサドル３２と６個のベアリング３４から構成されている。

上位コンピュータ４には予め圧延条件が入力されており、圧延荷重式にしたがって圧延荷重Ｐが算出される。プロセスコンピュータ５では板幅，板厚及び材質の区分毎に予め算出した影響係数を取り込んでおり、式（４）〜（６）で伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を算出し、初期設定した。なお、形状の評価領域は板端から２０ｍｍの位置、板幅中央から７０％の領域及び板幅中央から５０％の領域の３箇所とした。また、伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０の目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０はいずれも０とした。圧延開始後は荷重計７により圧延荷重を連続的に測定し、式（４）〜（６）で伸び率差ε_ｅ，ε_７０，ε_５０がそれぞれの目標値ε_ｅ ^０，ε_７０ ^０，ε_５０ ^０に一致するように中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を算出し、補正しながら圧延した。

比較のため、形状の評価領域の設定が明確でない特開平１１−２６７７２７号の方法により板端から２０ｍｍの位置、板幅中央から５０％の領域の２箇所を形状の評価領域として中間ロール２０のシフト位置Ｌｓとバックアップロール３０のクラウン調整量Ｓ_１、Ｓ_２、Ｓ_３を初期設定し、圧延開始後は荷重計７で連続的に測定した圧延荷重に基づいて形状制御しながら圧延した。

本発明に係る方法により形状の評価領域を適正化して形状制御を行った鋼帯は、図１４に示すように板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域の伸びが抑制され、図１５に示すように圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が０．５％以内に収められており、良好な形状に圧延されていた。これに対し、形状の評価領域が明確化されていない従来法では、圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が約０．７％前後の板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の領域が伸びた形状を生じていた。

１ 圧延機
２ シフト機構
６ 形状検出器
１０ ワークロール（小径ワークロール）
２０ 中間ロール
３０ バックアップロール
３２ サドル
３４ ベアリング

Claims (4)

1. 直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、
   前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域を形状の評価領域とし、
   前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、
   板幅中央における伸び率と前記第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と前記第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と前記第三評価領域における伸び率との差に基づいて前記形状制御手段による制御量を設定する
   ことを特徴とする冷間圧延における形状制御方法。
2. 直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、
   圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域における伸び率との差を、それぞれ、各評価領域における伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、
   前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、
   前記冷間圧延を行うに際して、これから冷間圧延しようとする圧延荷重を前記数式モデルに代入し、前記第一評価領域における前記伸び率差、前記第二評価領域における前記伸び率差、および前記第三評価領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、
   前記形状制御手段による制御量を前記算出された制御量に設定して前記冷間圧延を行う
   ことを特徴とする直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延における形状制御方法。
3. 直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、
   圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域における伸び率との差を、それぞれ、各評価領域における伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、
   前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、
   冷間圧延中に連続的に測定された圧延荷重の測定値を前記数式モデルに代入し、前記第一評価領域における前記伸び率差、前記第二評価領域における前記伸び率差、および前記第三評価領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、
   前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行う
   ことを特徴とする直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延における形状制御方法。
4. 直径が６０ｍｍ以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、
   形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と前記鋼帯の板端から５０ｍｍ以内の第一評価領域における伸び率との差、板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ６５％〜７５％の第二評価領域における伸び率との差、及び板幅中央における伸び率と板幅中央から両側にそれぞれ４５％〜５５％の第三評価領域における伸び率との差を、それぞれ、各評価領域における伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、
   前記第三評価領域は、板幅中央に対して相対的に伸びにくく、前記第二評価領域は、前記第三評価領域に対して相対的に伸びやすくなっており、
   圧延機出側に配置された形状検出器で冷間圧延中の鋼帯について連続的に測定された測定値に基づいて前記第一評価領域、前記第二評価領域、及び前記第三評価領域のそれぞれについて導出された前記伸び率差を前記数式モデルに代入し、前記第一評価領域における前記伸び率差、前記第二評価領域における前記伸び率差、および前記第三評価領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、
   前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行う
   ことを特徴とする直径６０ｍｍ以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延における形状制御方法。