JP6645325B2 - 鋼板圧延方法及び鋼板圧延装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱間圧延により厚板を圧延する鋼板圧延方法及び鋼板圧延装置に関する。

厚板鋼板は、上側と下側の一対の圧延ロールにより圧延をすることで製造される。その際、上側ロールの圧延速度と、下側ロールの圧延速度とを異なるようにする、異周速圧延が知られている。

異周速圧延をすることで、厚板鋼板を圧延しているときの板の反りを緩和することができる。例えば、特許文献１には、上下の圧延ロールの回転速度差を圧延材の長手方向に時間積分し、被圧延材の上面及び下面の長手方向の伸び差を検出して、板反りを防止する技術が開示されている。

また、鋼板の反りは、鋼板の上下の温度差に起因して発生するが、例えば、特許文献２には、圧延材先端の上下面の表面温度を測定し、反り量を相殺するだけの異周速率を上下ワークロール周速に付与して、圧延材の先端の反りを防止する技術が示されている。

また、異周速圧延においては、例えば、特許文献３に記載されたように、入側の圧延材料の上側と下側の圧延材料の速度を等しくして圧延することで、圧延材料の上下における回り込み量を少なくして、シーム疵を製品エッジ近傍に移動させ、高い製品歩留を達成する効果があることが知られている。

また、製品エッジ近傍のシーム疵を小さくする技術としては、例えば、特許文献４には、被圧延材の幅方向に沿う端面の形状を測定し、この端面の形状に基づいて、鋼片加熱炉における鋼片表面側の加熱量と、鋼片加熱炉における鋼片裏面側の加熱量を制御することで、鋼板の四周疵（シーム疵）を防止する熱間圧延方法が示されている。

特開２００２−９６１０３号公報 特開２００４−２５２５４号公報 特開２０００−３１２９０４号公報 特許第２７９２４４５号公報

上記のように、鋼板の幅方向に沿う端面の形状を測定し、この端面の形状を用いて、鋼板の圧延方向の長手方向の四周疵を防止する技術は存在するが、鋼板の圧延方向に沿う端面の形状、すなわち鋼板端部の側面形状を測定し、測定した鋼板端部の側面形状を用いて四周疵を小さくする技術は存在しなかった。このため、従来では、鋼板端部の四周疵を小さくするのが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋼板の端部の側面の形状を測定しない場合と比較して、鋼板の端部の四周疵を小さくすることができる鋼板圧延方法及び圧延装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の鋼板圧延方法は、鋼板が圧延される圧延方向における前記鋼板の端部の側面の形状を測定し、測定された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋼板圧延方法において、測定された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出し、算出した伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の鋼板圧延方法において、測定された前記鋼板の端部の側面の形状の板厚方向の反りを用いて、前記鋼板の端部の側面の形状を補正し、補正した前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出する。

請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の鋼板圧延方法において、測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記鋼板の板厚中央部に凸部を有するシングルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｌｅｆｔから上側の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｌｅｆｔから下側の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記板厚中央部に凹部を有するダブルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｒｉｇｈｔから上側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｒｉｇｈｔから下側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記シングルバルジ形状及び前記ダブルバルジ形状の何れの形状でもない場合は、前記圧延方向における前記鋼板の上側の伸びと下側の伸びとの差を伸び差として設定し、設定した前記伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の鋼板圧延方法において、前記一対の圧延ロールの少なくとも入側に設けられた撮影手段によって撮影された鋼板側面の撮影画像に基づいて、前記鋼板の端部の側面の形状を測定する。

請求項６記載の発明の鋼板圧延装置は、鋼板を圧延する一対の圧延ロールと、前記鋼板が圧延される圧延方向における前記鋼板の端部の側面の形状を測定する測定手段と、前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する制御手段と、を含む。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の鋼板圧延装置において、前記測定手段により測定された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出する算出手段を備え、前記制御手段は、前記算出手段により算出した前記伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の鋼板圧延装置において、前記測定手段により測定された前記鋼板の端部の側面の形状の板厚方向の反りを用いて、前記鋼板の端部の側面の形状を補正する補正手段を備え、前記算出手段は、前記補正手段により補正された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出する。

請求項９記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の鋼板圧延装置において、測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記鋼板の板厚中央部に凸部を有するシングルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｌｅｆｔから上側の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｌｅｆｔから下側の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記板厚中央部に凹部を有するダブルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｒｉｇｈｔから上側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｒｉｇｈｔから下側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、前記測定手段により測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記シングルバルジ形状及び前記ダブルバルジ形状の何れの形状でもない場合は、前記圧延方向における前記鋼板の上側の伸びと下側の伸びとの差を伸び差として設定する設定手段を備え、前記制御手段は、前記設定手段により設定した前記伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する。

請求項１０記載の発明は、請求項６〜９の何れか１項に記載の鋼板圧延装置において、前記一対の圧延ロールの少なくとも入側に設けられた撮影手段を備え、前記測定手段は、前記撮影手段によって撮影された鋼板側面の撮影画像に基づいて、前記鋼板の端部の側面の形状を測定する。

本発明によれば、鋼板の端部の側面の形状を測定しない場合と比較して、鋼板の端部の四周疵を小さくすることができる。

（Ａ）は鋼板圧延装置の概略構成を示す側面図、（Ｂ）は鋼板圧延装置の概略構成を示す平面図である。 鋼板圧延装置の概略ブロック図である。 プロセスコンピュータで実行される鋼板圧延処理のフローチャートである。 上下伸び差算出処理のフローチャートである。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。 鋼板の端部の形状の測定について説明するための図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。

図１（Ａ）には、本実施形態に係る鋼板圧延装置１０の概略構成を示す側面図を、図１（Ｂ）の平面図には、本実施形態に係る鋼板圧延装置１０の概略構成を示す平面図を示した。また、図２には、鋼板圧延装置１０の機能ブロック図を示した。

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、鋼板圧延装置１０は、鋼板Ｓを圧延する一対の圧延ロール１２と、鋼板Ｓが圧延される圧延方向における鋼板Ｓの端部の側面を撮影する撮影カメラ１４と、鋼板Ｓの表面温度を測定する表面温度計１６と、鋼板Ｓの裏面温度を測定する裏面温度計１８と、設備全体を制御するプロセスコンピュータ２０と、を含む。

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、一対の圧延ロール１２は、上側の圧延ロール１２Ａ、下側の圧延ロール１２Ｂから構成される。鋼板Ｓは、図１（Ａ）において矢印Ａ方向に搬送され、一対の圧延ロール１２によって圧延される。なお、リバース圧延が行われる際には、鋼板Ｓは、図１（Ａ）において矢印Ａ方向に搬送されて圧延された後、矢印Ａ方向と反対方向に搬送され、再度一対の圧延ロール１２によって圧延される。

プロセスコンピュータ２０は、撮影カメラ１４によって撮影された鋼板Ｓの側面の撮影画像に基づいて、鋼板Ｓの端部の側面の形状を測定する。

また、プロセスコンピュータ２０は、測定された鋼板Ｓの端部の側面の形状に基づいて、鋼板Ｓの端部を圧延する際に、圧延ロール１２Ａ、１２Ｂの周速（圧延速度）が異周速となるように制御する。

プロセスコンピュータ２０は、鋼板Ｓの端部の圧延方向における上下伸び差が零となるように、鋼板Ｓの端部を圧延する際に、圧延ロール１２Ａ、１２Ｂの周速に周速差を与える。

以下、圧延ロール１２Ａ、１２Ｂの周速の周速差の程度を表す異周速割合Δωの算出方法について説明する。

まず、一対の圧延ロール１２による圧延前の鋼板Ｓの端部の上下伸び差Ｌ_圧延前（ｍｍ）、圧延後の鋼板Ｓの端部の上下伸び差Ｌ_圧延後（ｍｍ）は、圧延前の鋼板Ｓの端部の上面の長さをＬＡ_圧延前、下面の長さをＬＢ_圧延前、圧延後の鋼板Ｓの端部の上面の長さをＬＡ_圧延後、下面の長さをＬＢ_圧延後として、次式で表される。

Ｌ_圧延前＝ＬＡ_圧延前−ＬＢ_圧延前 ・・・（１）
Ｌ_圧延後＝ＬＡ_圧延後−ＬＢ_圧延後 ・・・（２）

上下伸び差Ｌ_圧延前、Ｌ_圧延後は、撮影カメラ１４により撮影された撮影画像に基づいて測定した鋼板Ｓの端部の形状に基づいて算出するが、詳細は後述する。また、上記（１）、（２）式より、圧延前後における鋼板Ｓの端部の上下伸び差の変化ΔＬは次式で表される。

ΔＬ＝Ｌ_圧延後−Ｌ_圧延前 ・・・（３）

また、圧延ロール１２Ａ、１２Ｂの周速の異周速割合Δω（％）は、圧延ロール１２Ａの周速をＳ_Ａ、圧延ロール１２Ｂの周速をＳ_Ｂとして、次式で表される。

Δω＝ （Ｓ_Ａ−Ｓ_Ｂ）／Ｓ_Ｂ ・・・（４）

また、圧延ロール１２Ｂの半径をＲ、単位時間当たりの回転数をｎとすると、下側の圧延ロール１２Ｂの周速Ｓ_Ｂ（ｍ／ｓ）は次式で表される。

Ｓ_Ｂ＝２π×Ｒ×ｎ ・・・（５）

そして、異周速圧延を行う鋼板Ｓの端部の長さをＭ（ｍｍ）とすると、鋼板Ｓの端部を異周速圧延する時間Ｔｉｍ（ｓ）は次式で表される。

Ｔｉｍ＝Ｍ／Ｓ_Ｂ ・・・（６）

そして、異周速割合Δωの１％当たりの鋼板Ｓの端部の上下伸び差をβ（ｍｍ／％）とすると、異周速割合Δωによる鋼板Ｓの端部の上下伸び差ΔＬｒは次式で表される。なお、βは実験結果等から予め定められる。

ΔＬｒ＝β×Ｔｉｍ×Ｓ_Ｂ×Δω
＝β×Ｍ×Δω ・・・（７）

また、鋼板Ｓの表面温度（上側温度）をＴ_Ａ、裏面温度（下側温度）をＴ_Ｂとすると、鋼板Ｓの表裏温度差ΔＴ（℃）は次式で表される。

ΔＴ＝Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ ・・・（８）

そして、表裏温度差ΔＴの１℃当たりの鋼板Ｓの端部の上下伸び差をα（ｍｍ／℃）とすると、表裏温度差ΔＴによる鋼板Ｓの端部の上下伸び差ΔＬｔは次式で表される。なお、αの求め方については後述する。

ΔＬｔ＝α×ΔＴ ・・・（９）

鋼板Ｓの端部のトータルの上下伸び差ΔＬは、次式に示すように、異周速割合Δωによる上下伸び差ΔＬｒと、表裏温度差ΔＴによる上下伸び差ΔＬｔの合計で表される。

ΔＬ＝ΔＬｒ＋ΔＬｔ ・・・（１０）

上記（１）〜（１０）式より、表裏温度差ΔＴの１℃当たりの鋼板Ｓの端部の上下伸び差αは次式で表される。

α＝（ΔＬ−ΔＬｒ）／ΔＴ
＝（Ｌ_圧延後−Ｌ_圧延前−β×Ｍ×Δω）／（Ｔ_Ａ−Ｔ_Ｂ） ・・・（１１）

一対の圧延ロール１２が、厚板のように往復圧延するようなリバースミルである場合、往時（１パス目）のα_１パス目と複時（２パス目）のα_２パス目の平均であるα_往復平均は、１パス目のΔＬをΔＬ１、１パス目のΔＬｒをΔＬｒ１、１パス目のΔＴをΔＴ１、２パス目のΔＬをΔＬ２、２パス目のΔＬｒをΔＬｒ２、２パス目のΔＴをΔＴ２として、次式で表される。

α_往復平均＝（α_１パス目＋α_２パス目）／２
＝［（ΔＬ１−ΔＬｒ１）／ΔＴ１＋（ΔＬ２−ΔＬｒ２）／ΔＴ２］／２
・・・（１２）

そして、１パス目と２パス目の圧延時の表裏温度差がほぼ同じ（ΔＴ１≒ΔＴ２）であると仮定すると、次式が成り立つ。

α_往復平均＝［（ΔＬ１−ΔＬｒ１）＋（ΔＬ２−ΔＬｒ２）］／（２×ΔＴ１）
・・・（１３）

ここで、１パス目の圧延前のＬ_圧延前をＬ_{１パス圧延前}、１パス目の圧延後のＬ_圧延後をＬ_{１パス圧延後}、２パス目の圧延前のＬ_圧延前をＬ_{２パス圧延前}、２パス目の圧延後のＬ_圧延後をＬ_{２パス圧延後}とすると、上記（３）式より、上記（１３）式は次式で表される

α_往復平均＝（Ｌ_{１パス圧延後}−Ｌ_{１パス圧延前}−ΔＬｒ１＋Ｌ_{２パス圧延後}−Ｌ_{２パス圧延前}−ΔＬｒ２）／（２×ΔＴ１） ・・・（１４）

また、リバース圧延では、Ｌ_{１パス圧延後}とＬ_{２パス圧延前}は同じ値であるから、上記（１４）式は次式で表される。

α_往復平均＝（Ｌ_{２パス圧延後}−Ｌ_{１パス圧延前}−ΔＬｒ１−ΔＬｒ２）／（２×ΔＴ１）
・・・（１５）

１パス目の鋼板Ｓの先端部は、２パス目の鋼板Ｓの後端部となるが、異周速とするのは鋼板Ｓが一対の圧延ロール１２に突入する際の先端部のみである。このため、２パス目の後端部が一対の圧延ロール１２によって圧延される際の異周速割合Δωは、通常は零（ΔＬｒ２＝０）である。従って、次式が成り立つ。

α_往復平均＝（Ｌ_{２パス圧延後}−Ｌ_{１パス圧延前}−ΔＬｒ１）／（２×ΔＴ１）
＝（Ｌ_{２パス圧延後}−Ｌ_{１パス圧延前}−β×Ｍ×Δω）／（２×ΔＴ１） ・・・（１６）

本実施形態のように、鋼板Ｓの端部の形状を撮影する撮影カメラ１４が一対の圧延ロール１２の入側にのみ設けられている場合は、上記（１６）式により、往復圧延する際の平均である、表裏温度差ΔＴの１℃当たりの鋼板Ｓの端部の上下伸び差α、すなわち、上下伸び差α_往復平均を求めることができる。

このようにして求めた上下伸び差α_往復平均を用いて、次回の圧延をする際には、Ｌ_圧延後が零になるように、異周速割合Δωを求める。

これまで述べたように、上記（３）、（７）、（９）、（１０）式より、次式が成立する。

ΔＬ＝Ｌ_圧延後−Ｌ_圧延前＝ΔＬｒ＋ΔＬｔ＝β×Ｍ×Δω＋α×ΔＴ ・・・（１７）

ここで、上記（１７）式のαに上記（１６）式で表されるα_往復平均を用いると共に、Ｌ_圧延後を零としてΔωの式にすると、次式が成立する。

Δω＝（−Ｌ_圧延前−α_往復平均×ΔＴ）／（β×Ｍ） ・・・（１８）

上記（１８）式で表される異周速割合Δωが成立するように、鋼板Ｓの端部を圧延する際の圧延ロール１２Ａ及び圧延ロール１２Ｂの周速を設定することにより、圧延後の鋼板Ｓの端部の上下伸び差Ｌ_圧延後が零となり、四周疵を抑制できる。

なお、リバース圧延が複数回の往復圧延で行われる場合、例えばリバース圧延が２回の往復圧延で行われる場合には、１回目の往復圧延におけるα_往復平均をα_{往復平均１}、２回目の往復圧延におけるα_往復平均をα_{往復平均２}、配分係数をｒ（０≦ｒ≦１）として次式によりα_往復平均を求めても良い。

α_往復平均＝ｒ×α_{往復平均１}＋（１−ｒ）×α_{往復平均２} ・・・（１９）

また、リバース圧延がｎ回以上（ｎ≧３）の往復圧延で行われる場合には、配分係数をｒ_１、ｒ_２、・・・ｒ_ｎ（ｒ_１＋ｒ_２＋・・・＋ｒ_ｎ＝１）として、次式によりα_往復平均を求めればよい。

α_往復平均＝ｒ_１×α_{往復平均１}＋ｒ_２×α_{往復平均２}＋・・・＋ｒ_ｎ×α_{往復平均ｎ} ・・・（２０）

次に、プロセスコンピュータ２０で実行される鋼板圧延処理について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１００では、鋼板Ｓの端部で異周速圧延をする際の圧延ロール１２Ａの周速をＳ_Ａ、圧延ロール１２Ｂの周速をＳ_Ｂとするように圧延ロール１２Ａ、１２Ｂを制御する。なお、鋼板Ｓの端部で異周速圧延をする長さＭ以降は、通常、圧延ロール１２Ａの周速と、圧延ロール１２Ｂの周速とは同じ速さである。

ステップＳ１０２では、表面温度計１６から鋼板Ｓの表面温度Ｔ_Ａを取得する。

ステップＳ１０４では、裏面温度計１８から鋼板Ｓの裏面温度Ｔ_Ｂを取得する。

ステップＳ１０６では、鋼板Ｓの先端部が撮影カメラ１４を通過するタイミングで撮影カメラ１４に撮影指示し、撮影カメラ１４により撮影された鋼板Ｓの先端部の側面の撮影画像を取得する。

ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で取得した撮影画像に基づいて、１パス目の圧延前のＬ_{１パス圧延前}を算出する。具体的には、図４に示す伸び差算出処理により１パス目の圧延前のＬ_{１パス圧延前}を算出する。

図４に示すように、ステップＳ２００では、境界点を取得する処理を実行する。以下では、ステップＳ１０６で取得した撮影画像が図５に示すような撮影画像３０の場合について説明する。なお、図５において、撮影画像３０の右下の角部を原点Ｏとし、図５において左右方向（鋼板Ｓの圧延方向）をＸ方向、上下方向（鋼板Ｓの厚み方向）をＹ方向とする。また、原点Ｏより左方向及び上方向がプラス方向であり、右方向及び下方向がマイナス方向である。

まず、撮影画像３０の左上の画素から順に１画素ずつＸ方向に走査しながら、対象画素の輝度と左隣の画素の輝度との輝度差が予め定めた閾値以上か否かを判定する。これは、熱間圧延の鋼板は例えば１０００℃前後であり自発光しているため、輝度が高い部分が鋼板と考えられるためである。そして、Ｘ方向に走査しながら、対象画素の輝度が左隣の画素の輝度よりも閾値以上高くなった画素をその高さの画像開始点とし、その後、対象画素の輝度が左隣の画素の輝度よりも閾値以上低くなった画素をその高さの画像終了点とする。例えば、図５に示すように、Ｙ座標がｙ１の画素の輝度値のグラフ３２を見ると、座標（ｘ１、ｙ１）の画素の輝度値が急激に上昇するため、この画素を画像開始点とする。また、座標（ｘ２、ｙ１）の画素の輝度値が急激に下降するため、この画素を画像終了点とする。このような処理を画像の左上の画素から右下の画素まで実行することにより、画像の境界点の集合である境界点群３４を取得することができる。

ステップＳ２０２では、例えば図６に示すように、最も右上にある境界点に境界点１とし、境界点１に最も近い境界点を境界点２とする。以下同様に、境界点ｉに最も近く、未だ境界点番号が付与されていない境界点を境界点（ｉ＋１）とする。このようにして、全ての境界点に境界点番号を付与する。

ステップＳ２０４では、境界点群３４で表される鋼板Ｓの端部の画像の反りを補正する。例えば、図７に示すように、まず境界点群３４のうち最も左側にある境界点Ｌを求める。そして、境界点１と境界点Ｌ／２（境界点１と境界点Ｌの中間点）に注目し、これら２つの境界点の各々のＸ座標に最も近い境界点を、最も右下の境界点Ｎから逆番号順に探索し、それぞれ境界点１’、境界点Ｌ／２’とする。

次に、図８に示すように、境界点１と１’の中点Ａ、境界点Ｌ／２とＬ／２’の中点Ｂを通る傾きがｍ、切片がｎである直線ｙ（＝ｍ×ｘ＋ｎ）を求める。

次に、中点Ａが原点Ｏと一致するように、境界点群３４全体をＹ方向にｎ画素分平行移動する。そして、傾きｍ＝０となるように、境界点群３４に含まれる各境界点の座標を補正する。すなわち、全ての境界点について、Ｙ座標から（Ｘ座標×ｍ）を減じた値を新たなＹ座標とする。これにより、図９に示す直線ｙが原点Ｏを通るＸ軸と一致することとなる。

ステップＳ２０６では、鋼板Ｓの端部の形状を判定するための境界点Ｕ、Ｄ、Ｒｉｇｈｔ、Ｌｅｆｔを特定する。具体的には、図１０に示すように、原点Ｏを通るＸ軸と境界点群３４との交点となる境界点Ｃを求める。すなわち、境界点番号順にＹ座標がプラスからマイナス又は０へ変化する境界点を境界点Ｃとする。そして、境界点Ｃを起点に、境界点１と境界点１’とのＹ座標の差をＨとし、ａを係数として、境界点のＹ座標がａ×Ｈを初めて越える境界点を境界点番号の逆番号順に探索する。そして、境界点のＹ座標がａ×Ｈを初めて越える境界点を上側の境界点Ｕとする。また、境界点Ｃを起点として、境界点のＹ座標が−ａ×Ｈを初めて下回る境界点を境界点番号の番号順に探索する。そして、境界点のＹ座標が−ａ×Ｈを初めて下回る境界点を下側の境界点Ｄとする。なお、ａは固定の係数であり、図１０の例では０．３としているが、ａの値はこれに限らず、実験結果等に基づいて適宜設定すればよい。

また、境界点Ｕから境界点Ｄの間で最も左側の点である境界点を境界点Ｌｅｆｔとし、最も右側の境界点を境界点Ｒｉｇｈｔとする。なお、図１０の例では、境界点Ｕ＝境界点Ｌｅｆｔであり、境界点Ｄ＝境界点Ｒｉｇｈｔである。

なお、以下では、図１１に示すように、境界点ＵのＸ座標をＸｕ、境界点ＤのＸ座標をＸｄ、境界点ＬｅｆｔのＸ座標をＸｌ、境界点ＲｉｇｈｔのＸ座標をＸｒとする。

ステップＳ２０８では、鋼板Ｓの端部の形状がシングルバルジ形状又はダブルバルジ形状であるか否かを判定するための判定閾値をＴＢとして、次式を満たすか否かを判定する。なお、判定閾値ＴＢは実験結果等に基づいて適宜設定すればよい。

Ｘｌ＞Ｘｕ＋ＴＢ かつ Ｘｌ＞Ｘｄ＋ＴＢ ・・・（２１）

ここで、シングルバルジ形状とは、図１２に示すように、鋼板Ｓの板厚中央部に凸部を有する形状である。すなわち、ステップＳ２０８は、境界点Ｌｅｆｔが境界点Ｕや境界点Ｄよりも判定閾値ＴＢ以上左側に存在するか否かを判定しており、この判定により、鋼板Ｓの端部の形状がシングルバルジ形状であるか否かを判定することができる。

そして、ステップＳ２０８の判定が肯定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状がシングルバルジ形状であった場合は、ステップＳ２１０へ移行する。一方、ステップＳ２０８の判定が否定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状がシングルバルジ形状ではない場合は、ステップＳ２１２へ移行する。

ステップＳ２１０では、鋼板Ｓの端部の形状がシングルバルジ形状であるものとして、鋼板Ｓの端部の上下伸び差を設定する。具体的には、板厚中央部から上側の圧延方向における伸び差と、板厚中央部から下側の圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を上下伸び差として設定する。例えば図１２の場合、板厚中央部、すなわち境界点Ｌｅｆｔから上側の圧延方向における伸び差（Ｘｌ−Ｘｕ）と、境界点Ｌｅｆｔから下側の圧延方向における伸び差（Ｘｌ−Ｘｄ）と、のうち大きい方である伸び差（Ｘｌ−Ｘｄ）を、鋼板Ｓの端部の上下伸び差として設定する。なお、境界点Ｕの方を採用した場合は上伸び形状であり、境界点Ｄの方を採用した場合は下伸び形状である。

ステップＳ２１２では、次式を満たすか否かを判定することにより、鋼板Ｓの端部の形状がダブルバルジ形状であるか否かを判定する。

Ｘｕ＞Ｘｒ＋ＴＢ かつ Ｘｄ＞Ｘｒ＋ＴＢ ・・・（２２）

ここで、ダブルバルジ形状とは、図１３に示すように、鋼板Ｓの板厚中央部に凹部を有する形状である。すなわち、ステップＳ２１２は、境界点Ｕや境界点Ｄが境界点Ｒｉｇｈｔよりも判定閾値ＴＢ以上左側に存在するか否かを判定しており、この判定により、鋼板Ｓの端部の形状がダブルバルジ形状であるか否かを判定することができる。

そして、ステップＳ２１２の判定が肯定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状がダブルバルジ形状であった場合は、ステップＳ２１４へ移行する。一方、ステップＳ２１２の判定が否定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状がダブルバルジ形状ではない場合は、ステップＳ２１６へ移行する。

ステップＳ２１４では、鋼板Ｓの端部の形状がダブルバルジ形状であるものとして、鋼板Ｓの端部の上下伸び差を設定する。具体的には、板厚中央部より上側の凸部の圧延方向における伸び差と、板厚中央部より下側の凸部の圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定する。例えば図１３の場合、板厚中央部、すなわち境界点Ｒｉｇｈｔから上側の圧延方向における伸び差（Ｘｕ−Ｘｒ）と、境界点Ｒｉｇｈｔから下側の圧延方向における伸び差（Ｘｄ−Ｘｒ）と、のうち大きい方である伸び差（Ｘｕ−Ｘｒ）を、鋼板Ｓの端部の上下伸び差として設定する。なお、境界点Ｕの方を採用した場合は上伸び形状であり、境界点Ｄの方を採用した場合は下伸び形状である。

ステップＳ２１６では、鋼板Ｓの端部の形状が上伸び形状又は下伸び形状であるか否かを判定するための判定閾値をＴＬとして、次式を満たすか否かを判定することにより、鋼板Ｓの端部の形状が上伸び形状であるか否かを判定する。

Ｘｕ＞Ｘｄ＋ＴＬ ・・・（２３）

ここで、上伸び形状とは、図１１に示すように、鋼板Ｓの板厚中央部よりも上側の伸び量が下側の伸び量よりも大きい形状である。すなわち、ステップＳ２１６は、境界点Ｕが境界点Ｄよりも判定閾値ＴＬ以上左側に存在するか否かを判定しており、この判定により、鋼板Ｓの端部の形状が上伸び形状であるか否かを判定することができる。

そして、ステップＳ２１６の判定が肯定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状が上伸び形状であった場合は、ステップＳ２１８へ移行する。一方、ステップＳ２１６の判定が否定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状が上伸び形状ではない場合は、ステップＳ２２０へ移行する。

ステップＳ２１８では、鋼板Ｓの端部の形状が上伸び形状であるものとして、鋼板Ｓの端部の上下伸び差を設定する。具体的には、圧延方向における鋼板Ｓの上側の伸びと下側の伸びとの差を伸び差として設定する。例えば図１１の場合、上側の境界点Ｕと下側の境界点ＤのＸ座標の差（Ｘｕ−Ｘｄ）を、鋼板Ｓの端部の上下伸び差として設定する。

ステップＳ２２０では、次式を満たすか否かを判定することにより、鋼板Ｓの端部の形状が下伸び形状であるか否かを判定する。

Ｘｄ＞Ｘｕ＋ＴＬ ・・・（２４）

ここで、下伸び形状とは、図１４に示すように、鋼板Ｓの板厚中央部よりも下側の伸び量が上側の伸び量よりも大きい形状である。すなわち、ステップＳ２２０は、境界点Ｄが境界点Ｕよりも判定閾値ＴＬ以上左側に存在するか否かを判定しており、この判定により、鋼板Ｓの端部の形状が下伸び形状であるか否かを判定することができる。

そして、ステップＳ２２０の判定が肯定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状が下伸び形状であった場合は、ステップＳ２２２へ移行する。一方、ステップＳ２２０の判定が否定判定であった場合、すなわち鋼板Ｓの端部の形状が下伸び形状ではない場合は、ステップＳ２２４へ移行する。

ステップＳ２２２では、鋼板Ｓの端部の形状が下伸び形状であるものとして、鋼板Ｓの端部の上下伸び差を設定する。具体的には、圧延方向における鋼板Ｓの上側の伸びと下側の伸びとの差を伸び差として設定する。例えば図１４の場合、下側の境界点Ｄと上側の境界点ＵのＸ座標の差（Ｘｄ−Ｘｕ）を、鋼板Ｓの端部の上下伸び差として設定する。

ステップＳ２２４では、鋼板Ｓの端部の形状が、上下伸び差が無い形状であるものとして、上下伸び差を０に設定する。

以上のようにして鋼板Ｓの端部の形状を判定する。

図３へ戻って、ステップＳ１１０では、鋼板Ｓの１パス目の圧延を実行する。

ステップＳ１１２では、鋼板Ｓの２パス目の圧延を実行する。

ステップＳ１１４では、鋼板Ｓの先端部（２パス目の後端部）が撮影カメラ１４を通過するタイミングで撮影カメラ１４に撮影指示し、撮影カメラ１４により撮影された鋼板Ｓの先端部の撮影画像を取得する。

ステップＳ１１６では、ステップＳ１１４で取得した撮影画像に基づいて、ステップＳ１０８と同様に２パス目の圧延後のＬ_{２パス圧延後}を算出する。
ステップＳ１１８では、表面温度計１６から鋼板Ｓの表面温度Ｔ_Ａを取得する。
ステップＳ１２０では、裏面温度計１８から鋼板Ｓの裏面温度Ｔ_Ｂを取得する。

ステップＳ１２２では、異周速割合Δωを上記（８）、（１６）、（１８）式により算出する。すなわち、ステップＳ１０２で取得した鋼板Ｓの表面温度Ｔ_Ａ、ステップＳ１０４で取得した鋼板Ｓの裏面温度Ｔ_Ｂを上記（８）式に代入して表裏温度差ΔＴを算出する。また、ステップＳ１００で設定した、鋼板Ｓの端部で異周速圧延をする際の圧延ロール１２Ａの周速Ｓ_Ａ、圧延ロール１２Ｂの周速Ｓ_Ｂと上記（４）式よりΔωを算出する。そして、算出したΔＴ、算出したΔω、ステップＳ１０８で算出したＬ_{１パス圧延前}、ステップＳ１１６で算出したＬ_{２パス圧延後}、Ｍ、βを上記（１６）式に代入してα_往復平均を算出する。そして、算出したα_往復平均、ステップＳ１１８で取得した鋼板Ｓの表面温度Ｔ_Ａ、ステップＳ１２０で取得した鋼板Ｓの裏面温度Ｔ_Ｂを、上記（８）式に代入して得られる表裏温度差ΔＴを用い、ステップＳ１１６で算出したＬ_{２パス圧延後}をＬ_圧延前として用い、Ｍ、βを上記（１８）式に代入してΔωを算出する。なお、ステップＳ１０８、Ｓ１１６で算出した伸び差は、上伸び形状である場合は正の数とし、下伸び形状である場合は負の数とする。

そして、次の鋼板Ｓの先端部を圧延する際には、ステップＳ１２２で算出した異周速割合Δωとなるように、圧延ロール１２Ａの周速Ｓ_Ａ及び圧延ロール１２Ｂの周速Ｓ_Ｂを設定する。
ステップＳ１２４では、ステップＳ１２２で設定した周速Ｓ_Ａ、Ｓ_Ｂで駆動されるように圧延ロール１２Ａ、１２Ｂを各々制御することにより、異周速圧延を実行する。これにより、四周疵を抑制することができる。

そして、これらの一連の制御は、３パス目以降も同様に繰り返し行っても良い。すなわち、３パス目及び４パス目の圧延を実行する場合は、ステップＳ１０２〜Ｓ１２４が再度実行される。また、５パス目及び６パス目の圧延が実行される場合は、ステップＳ１０２〜Ｓ１２４が再度実行される。このように、往復圧延の回数に応じてステップＳ１０２〜Ｓ１２４が繰り返し実行される。

このように、本実施形態では、撮影カメラ１４により鋼板Ｓの端部の側面の形状を撮影し、撮影した画像に基づいて、鋼板Ｓの端部の上下伸び差が０となるように、圧延ロール１２Ａ、１２Ｂの周速が異周速となるように制御する。これにより、精度良く鋼板Ｓの先端部の四周疵を小さくすることができる。

なお、本実施形態では、撮影カメラ１４が一対の圧延ロール１２の入側に設けられた場合について説明したが、一対の圧延ロール１２の出側にも撮影カメラ１４を設けてもよい。この場合、１回の圧延で圧延前及び圧延後の鋼板Ｓの端部の形状を撮影できるため、リバース圧延では無く圧延が１回の場合でも上記の制御が可能となる。

１０ 圧延装置
１２Ａ、１２Ｂ 圧延ロール
１４ 撮影カメラ
１６ 表面温度計
１８ 裏面温度計
２０ プロセスコンピュータ

Claims (10)

1. 鋼板が圧延される圧延方向における前記鋼板の端部の側面の形状を測定し、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する
   鋼板圧延方法。
2. 請求項１記載の鋼板圧延方法において、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出し、
   算出した伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する
   鋼板圧延方法。
3. 請求項２記載の鋼板圧延方法において、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状の板厚方向の反りを用いて、前記鋼板の端部の側面の形状を補正し、補正した前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出する
   鋼板圧延方法。
4. 請求項２又は請求項３に記載の鋼板圧延方法において、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記鋼板の板厚中央部に凸部を有するシングルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｌｅｆｔから上側の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｌｅｆｔから下側の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記板厚中央部に凹部を有するダブルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｒｉｇｈｔから上側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｒｉｇｈｔから下側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記シングルバルジ形状及び前記ダブルバルジ形状の何れの形状でもない場合は、前記圧延方向における前記鋼板の上側の伸びと下側の伸びとの差を伸び差として設定し、
   設定した前記伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する
   鋼板圧延方法。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の鋼板圧延方法において、
   前記一対の圧延ロールの少なくとも入側に設けられた撮影手段によって撮影された鋼板側面の撮影画像に基づいて、前記鋼板の端部の側面の形状を測定する
   鋼板圧延方法。
6. 鋼板を圧延する一対の圧延ロールと、
   前記鋼板が圧延される圧延方向における前記鋼板の端部の側面の形状を測定する測定手段と、
   前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する制御手段と、
   を含む鋼板圧延装置。
7. 請求項６記載の鋼板圧延装置において、
   前記測定手段により測定された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出する算出手段を備え、
   前記制御手段は、前記算出手段により算出した前記伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する
   鋼板圧延装置。
8. 請求項７記載の鋼板圧延装置において、
   前記測定手段により測定された前記鋼板の端部の側面の形状の板厚方向の反りを用いて、前記鋼板の端部の側面の形状を補正する補正手段を備え、
   前記算出手段は、前記補正手段により補正された前記鋼板の端部の側面の形状に基づいて、前記鋼板の端部の前記圧延方向における伸び差を算出する
   鋼板圧延装置。
9. 請求項７又は請求項８に記載の鋼板圧延装置において、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記鋼板の板厚中央部に凸部を有するシングルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｌｅｆｔから上側の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｌｅｆｔから下側の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、
   測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記板厚中央部に凹部を有するダブルバルジ形状の場合は、前記鋼板の端部の形状に基づき特定された境界点Ｒｉｇｈｔから上側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、前記境界点Ｒｉｇｈｔから下側の凸部の前記圧延方向における伸び差と、のうち大きい方を伸び差として設定し、
   前記測定手段により測定された前記鋼板の端部の側面の形状が、前記シングルバルジ形状及び前記ダブルバルジ形状の何れの形状でもない場合は、前記圧延方向における前記鋼板の上側の伸びと下側の伸びとの差を伸び差として設定する設定手段を備え、
   前記制御手段は、前記設定手段により設定した前記伸び差に基づいて、前記鋼板を圧延する一対の圧延ロールの圧延速度が異周速となるように制御する
   鋼板圧延装置。
10. 請求項６〜９の何れか１項に記載の鋼板圧延装置において、
    前記一対の圧延ロールの少なくとも入側に設けられた撮影手段を備え、
    前記測定手段は、前記撮影手段によって撮影された鋼板側面の撮影画像に基づいて、前記鋼板の端部の側面の形状を測定する
    鋼板圧延装置。

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