JP7091560B2 - 圧延設備および圧延方法 - Google Patents

Description

本発明は、圧延設備および圧延方法に関する。

熱間圧延中における圧延材のキャンバとウェッジとを同時に制御する方法の一例として、特許文献１には、垂直ミルで幅圧延された圧延材を入側サイドガイドで拘束して水平ミルに導き、水平ミルを片圧下調整して圧延材のウェッジを修正し、同時に出側サイドガイドで圧延材のキャンバを修正することにより、キャンバとウェッジとを同時に制御することが記載されている。

また、特許文献２には、熱間圧延における自動板厚制御のような高応答性が要求される機能でゲージメータ板厚を演算する際の１つの要素であるミルストレッチ量を迅速かつ正確に算出することを目的として、ＡＧＣが動作開始以前、例えば圧延材が圧延機に噛み込む一定時間前に、とは別装置内の別機能で圧延材一本毎にその材料条件に合致したミルストレッチを推定する為のミルストレッチパラメータなる影響係数を力論モデルから正確に演算しておき、適切なタイミングで、上記ミルストレッチパラメータをＡＧＣ制御装置に伝送回路を経由して渡しておき、そして圧延材が圧延機に到着後、ＡＧＣによる制御周期毎にミルストレッチ量推定時、ミルストレッチパラメータを使って、実績圧延荷重および実績ベンダー圧から一次式で迅速かつ正確なミルストレッチを推定させる、ことが記載されている。

特許第３２４１５６６号

特許第２８７８０６０号

上述の特許文献１に記載の技術は、板キャンバとウェッジを同時に制御することができるとしているが、圧延ロール部の差荷重測定値から温度要因による差荷重を除去して板ウェッジによる差荷重を抽出する必要がある。すなわち、板ウェッジと温度差による差荷重分離が必要である。その為には温度を計測するための機器が必要である。また、温度計測の精度の影響を大きく受ける。これらの要因のため、高精度なワークロール間隙差修正を得ることが非常に難しい、との課題がある。

また、特許文献２に記載の技術は、板厚を制御することはできるが、板荷重の板幅方向分布の詳細や、入側・出側のサイドガイドについては記載していない。また、作業側と駆動側のミル定数差の影響は考慮していない。更には、板中央部の板厚を算出しており、作業側と駆動側の板厚を別々に算出する概念はなく、圧延後板ウェッジを容易に算出できない、との憾みがある。

本発明は、上述の課題に鑑みなされたものであって、板ウェッジを簡易な構成で制御することが可能な圧延設備および圧延方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、駆動側油圧シリンダと、作業側油圧シリンダと、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定する、前記作業ロールの入側あるいは入側と出側に設置されたサイドガイドと、圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備において、前記板ウェッジ制御装置は、前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した前記作業ロールの作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記サイドガイドによって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算器と、前記板ウェッジ演算器によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算器と、前記間隙差演算器によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御器と、を備え、前記板ウェッジ演算器は、前記サイドガイドによって前記圧延材の板幅方向の中心が前記作業ロールの前記板幅方向の中心に一致することに基づいて、前記圧延後板ウェッジを算出するとともに、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダの変位量を検出する変位計により測定された前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダの前記変位量に基づいて作業側と駆動側のミル定数を求め、作業側と駆動側のミル定数の差も用いて前記圧延後板ウェッジを算出することを特徴とする。

本発明によれば、板ウェッジを簡易な構成で制御することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

熱間仕上タンデム圧延機の構成の一例を示す図である。 粗ミル、厚板ミルの構成の一例を示す図である。 本発明の実施例１における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図である。 実施例１における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。 実施例１における板ウェッジ制御装置での圧延荷重の幅方向分布と圧延後板ウェッジの算出方法を説明する図である。 実施例１における板ウェッジ制御装置のブロック図である。 実施例１の表１に示す条件で、外乱を圧延前板ウェッジとした場合の、ワークロール間隙差と差荷重との関係を示す図である。 実施例１の表１に示す条件で、外乱を圧延前板ウェッジとした場合の、ワークロール間隙差と圧延後板ウェッジとの関係を示す図である。 実施例１の表１に示す条件で、外乱を板幅方向温度差とした場合の、ワークロール間隙差と差荷重との関係を示す図である。 実施例１の表１に示す条件で、外乱を板幅方向温度差とした場合の、ワークロール間隙差と圧延後板ウェッジとの関係を示す図である。 実施例１の表１に示す条件での、差荷重と圧延後板ウェッジを０とするために必要な作業側と駆動側のロール間隙差修正量との関係を示す図である。 実施例１における試験機での板ウェッジの制御結果を示す図であり、制御開始からの圧延距離と差荷重測定値との関係を示す図である。 実施例１における試験機での板ウェッジの制御結果を示す図であり、制御開始からの圧延距離とワークロール間隙差修正量との関係を示す図である。 実施例１における試験機での板ウェッジの制御結果を示す図であり、制御開始からの圧延距離と圧延後板ウェッジ目標値，実測値との関係を示す図である。 実施例１における試験機での圧延後板ウェッジ算出値と実測値との関係を示す図である。 実施例１における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施例２における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図である。 実施例２における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。 実施例２における圧延機の作業側、駆動側のミル定数を算出するための構成を示す図である。 実施例２におけるミル定数算出方法を示した図である。 実施例２における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施例３における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図である。 実施例３における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。 実施例３における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施例４における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図である。 実施例４における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。 実施例４における板ウェッジ制御装置のブロック図である。 実施例４における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。 本発明の実施例５における板ウェッジ制御装置でのサイドガイド定位制御の構成を示す上面図である。 本発明の実施例６における板ウェッジ制御装置のうち、板ウェッジを制御する構成を示す上面図である。 実施例６における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。 実施例６における板ウェッジ制御装置での圧延荷重の幅方向分布と圧延後板ウェッジの算出方法を説明する図である。 実施例６における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。 実施例６における板ウェッジ制御装置の変形例であり、圧延材の板幅方向を制御する構成を示す上面図である。

以下に本発明の圧延設備および圧延方法の実施例を、図面を用いて説明する。

＜実施例１＞
本発明の圧延設備および圧延方法の実施例１について図１乃至図１６を用いて説明する。

最初に、本発明が好適に適用される圧延設備の概略について図１および図２を用いて説明する。図１は一般的な熱間仕上タンデム圧延機の構成の一例を示す図、図２は一般的な粗ミル、厚板ミルの構成の一例を示す図である。

図１に示す圧延設備は、一般的には熱間仕上タンデム圧延機と呼ばれる圧延機であり、圧延材５を圧延するため少なくとも２台以上の水平ミル１、１台目の水平ミル１の入側に配置されており、水平ミル１に導入される圧延材５の板幅方向位置を設定する入側サイドガイド２、その入側サイドガイド２の板幅方向位置を定圧により制御する油圧シリンダ６、１台目の水平ミル１内の油圧シリンダ１１に供給される圧油の油量を制御する板ウェッジ制御装置４０、油圧シリンダ６に供給される圧油の油量など圧延設備全体の各種機器の動作を制御する制御装置（図示省略）等を備えている。

図２に示す圧延設備は、一般的には粗ミルまたは厚板ミルと呼ばれる圧延機であり、圧延材５を圧延する１台の水平ミル１、水平ミル１に導入される圧延材５の板幅方向位置を設定するために水平ミル１の入側に配置された入側サイドガイド２および出側に配置された出側サイドガイド３、入側サイドガイド２の板幅方向位置を定圧により制御する油圧シリンダ６Ａおよび出側サイドガイド３の板幅方向位置を定圧により制御する油圧シリンダ６Ｂ、水平ミル１内の油圧シリンダ１１に供給される圧油の油量を制御する板ウェッジ制御装置４１、油圧シリンダ６Ａ，６Ｂに供給される圧油の油量など圧延設備全体の各種機器の動作を制御する制御装置（図示省略）等を備えている。

次に、本実施例の圧延設備が備えている板ウェッジ制御装置の詳細について図３乃至図６を用いて説明する。図３は本実施例１における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図、図４は本実施例１における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。

以下の説明では、板ウェッジ制御装置を備える圧延設備として図１に示すような複数台の水平ミル１を備える場合について説明するが、図２に示すような圧延設備に本発明を適用する場合も、図１に示すような圧延設備に適用する場合と特に替わる点はない。

図１および図３に示す本実施例の板ウェッジ制御装置４０は、上流側に入側サイドガイド２が設置され、下流側に水平ミル１が設置された最上流の水平ミル１による圧延後の圧延材５の板ウェッジ、ひいては図１に示す圧延設備を通板した後の圧延材５の板ウェッジを調整する装置である。

本実施例の板ウェッジ制御装置４０によって制御される水平ミル１は、図４に示すように、駆動側油圧シリンダ１１Ｄと、作業側油圧シリンダ１１Ｗと、駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗにより付与される圧下力によって圧延材５を圧延する上下一対の上ワークロール２１，下ワークロール３１と、これら上ワークロール２１および下ワークロール３１を支持する上バックアップロール２２，下バックアップロール３２と、駆動側油圧シリンダ１１Ｄによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器１０Ｄと、作業側油圧シリンダ１１Ｗによる圧下力を検出する作業側荷重検出器１０Ｗと、を備えている。

駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗは内部に変位計を備えており、シリンダ油柱位置を計測可能に構成されている。

駆動側荷重検出器１０Ｄおよび作業側荷重検出器１０Ｗは、好適にはロードセルであるが、荷重が検出可能に構成されている公知の機器を適用することができる。これら駆動側荷重検出器１０Ｄおよび作業側荷重検出器１０Ｗの駆動側荷重ＰＤと作業側荷重ＰＷの計測結果を板ウェッジ制御装置４０の板ウェッジ演算器７に対して出力している。

板ウェッジ制御装置４０は、図３および図４に示すように、板ウェッジ演算器７と、ワークロール間隙差演算器８と、ワークロール間隙差制御器９と、を備えている。

板ウェッジ演算器７は、駆動側荷重検出器１０Ｄによって検出した駆動側荷重ＰＤと作業側荷重検出器１０Ｗによって検出した作業側荷重ＰＷとから圧延材５に印加される板荷重の板幅方向分布を求める。

また、板ウェッジ演算器７は、求めた板荷重の板幅方向分布と圧延材位置設定装置によって設定された圧延材５の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する。

本実施例においては、上下一対の上ワークロール２１，下ワークロール３１に導入される圧延材５の板幅方向位置を設定する圧延材位置設定装置は、上ワークロール２１，下ワークロール３１の入側に設置された入側サイドガイド２である。なお、図１に示すような圧延設備の場合、第２スタンド以降によって圧延材５が拘束されているため、圧延材５は基本的に蛇行することがないと判断することができる。そのため、本実施例では、入側サイドガイド２および第２スタンド以降によって圧延材５の板幅方向の中心と上ワークロール２１，下ワークロール３１の幅方向の中心とが一致しているとして、圧延後板ウェッジを算出する。

なお、図２に示すような圧延設備の場合、圧延材位置設定装置は、水平ミル１の入側と出側のいずれにも設置された入側サイドガイド２および出側サイドガイド３である。

以下、板ウェッジ演算器７における圧延材５の圧延後板ウェッジの算出方法の詳細について図５を用いて説明する。図５は本実施例１における板ウェッジ制御装置での圧延荷重の幅方向分布と圧延後板ウェッジの算出方法を説明する図である。

まず、最初に、板ウェッジ演算器７は、駆動側支持部における駆動側荷重ＰＤの入力を駆動側荷重検出器１０Ｄから受けるとともに、作業側支持部における作業側荷重ＰＷの入力を作業側荷重検出器１０Ｗから受け、これら駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷから、図５に示すような圧延材５に印加される板荷重の板幅方向分布を求める。

ここで、圧延材５における上下方向の力釣合は以下に示す式（１）の関係にある。

なお、式（１）中、ＰＤは駆動側荷重検出値（ｋＮ）、ＰＷは作業側荷重検出値（ｋＮ）、Ｗは圧延材５の板幅（ｍｍ）、ｐｄは駆動側板端部での単位幅当りの圧延荷重（ｋＮ／ｍｍ）、ｐｗは作業側板端部での単位幅当りの圧延荷重（ｋＮ／ｍｍ）である。

また図５における圧延機の幅方向の中心であるＡ点回りモーメントの釣合は以下に示す式（２）の関係にある。

なお、式（２）中、ｐ（ｘ）は単位幅当りの圧延荷重板幅方向分布（ｋＮ／ｍｍ）、Ｌは作業側～駆動側シリンダ間距離（ｍｍ）、ｘは圧延材５の板幅方向位置（ｍｍ）である。

ここで、圧延材５の単位幅当りの圧延荷重式（直線分布）は以下に示す式（３）の関係で、ｘの制約範囲は以下に示す式（４）の関係である。

これら式（３），式（４）の関係を代入して演算した式（２）と上記式（１）とから、駆動側板端部での単位幅当りの圧延荷重ｐｄは以下に示す式（５）のように表せ、作業側板端部での単位幅当りの圧延荷重ｐｗは以下に示す式（６）のように表せる。

これら式（５）および式（６）から、板荷重の板幅方向分布が求められる。

次いで、板ウェッジ演算器７は、求めた板荷重の板幅方向分布を付与して、ロール部弾性変形解析を行い、圧延後の板ウェッジを算出する。

このロール部弾性変形解析では、ＷＲ（上ワークロール２１および下ワークロール３１）とＢＵＲ（上バックアップロール２２および下バックアップロール３２）の曲げとせん断変形、偏平変形、およびＷＲとＢＵＲ軸端部の剛体変位を考慮して、圧延後板ウェッジを算出する。

その際、図５に示す未知数（ｆ（ｘ，１），ｙ１，ｙ２）を、（１）ＷＲ，ＢＵＲの上下方向の力の釣合式、（２）ＷＲ，ＢＵＲのモーメント釣合式、（３）ＷＲとＢＵＲの接触部の変位連続性から構成される、以下に示すマトリックス演算式である式（７）を用いて算出する。

ここで、図５および式（７）中、ｆ（ｉ，１）はロール間荷重分布、ｙ１，ｙ２はロール軸両端での上下方向変位であり、ｙ１（１），ｙ２（１），ｙ１（２），ｙ２（２）と記載する。なお、ｙ１はワークロール、ｙ２はバックアップロール、（１）は作業側、（２）は駆動側を示す。また、ａ（ｉ，ｊ），ｃ（１，ｉ），ｃ（２，ｉ），ｃ（３，ｉ），ｃ（４，ｉ），ｂ１（ｉ），ｂ２（ｉ）は影響係数を示す。

上記式（７）を用いて算出した上下ワークロール，上下バックアップロールの軸心撓み量、偏平量を含めたロール変形量から、圧延材５と上ワークロール２１と下ワークロール３１との間の表面プロフィルを算出する。

この求めた表面プロフィルから、圧延後板ウェッジΔｈ（＝駆動側板厚ｈｄ－作業側板厚ｈｗ）を求める。この際、圧延材５の板厚の評価位置は任意に決定することができ、通常は板端２５ｍｍの位置とすることが望ましい。

図３および図４に戻り、ワークロール間隙差演算器８は、板ウェッジ演算器７によって算出した圧延後板ウェッジを所定値とするために必要な作業側と駆動側での上ワークロール２１と下ワークロール３１との間隙差を演算する。

また、ワークロール間隙差制御器９は、ワークロール間隙差演算器８によって演算したワークロール間隙差となるように駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗを制御する。

以下、ワークロール間隙差演算器８におけるワークロール間隙差の演算方法およびワークロール間隙差制御器９における駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗの制御の詳細について図６を用いて説明する。図６は本実施例１における板ウェッジ制御装置のブロック図である。

ワークロール間隙差演算器８では、板ウェッジ演算器７で算出したワークロール出側の板ウェッジΔｈ（＝駆動側板厚ｈｄ－作業側板厚ｈｗ）と所望の板ウェッジ（出側板ウェッジ目標値Δｈｒｅｆ）との偏差に対して、板ウェッジ転写率等を含んだ影響係数Ｋｓを乗算し、さらに通常のＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ－Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を適用して、ワークロール間隙差修正量（作業側と駆動側の油圧シリンダ位置でのストローク差）を求める。その後、ワークロール間隙差演算器８は、求めたワークロール間隙差修正量をワークロール間隙差制御器９に対して出力する。

ここで、影響係数Ｋｓは板ウェッジ修正量からワークロール間隙差修正量への変換の係数で、下記式（８）にて与えられる。

ここで、式（８）中、ζは板端位置での板ウェッジ転写率（－）、Ｌは式（２）と同じで作業側～駆動側シリンダ間距離（ｍｍ）、Ｗは板幅（ｍｍ）である。

また、所望の板ウェッジ（出側板ウェッジ目標値Δｈｒｅｆ）は、板ウェッジ制御装置４０，４１の上位の制御装置から入力された値を用いる、オペレータが板ウェッジ制御装置４０，４１の入力装置（図示省略）を用いて入力された値を用いる、等、様々な方法で設定されたものとする。

ワークロール間隙差制御器９は、ワークロール間隙差演算器８によって演算したワークロール間隙差修正量が得られるように、駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗの油柱位置を制御する。例えば、演算されたワークロール間隙差修正量を１／２にした上で駆動側油圧シリンダ１１Ｄでは１／２ワークロール間隙差修正量を減算し、作業側油圧シリンダ１１Ｗでは１／２ワークロール間隙差修正量を加算する。

上述したような本実施例の制御は、以下に説明するような、圧延材５の圧延前に板ウェッジがあっても、板幅方向で温度差があっても、それら外乱に関係なく、差荷重を測定することで、板ウェッジを所定量とするためのワークロール間隙差修正量が決まるという本発明者らによって初めて明らかとなった知見に基づきなされたものである。

以下、本発明の板ウェッジ制御装置４０，４１の制御（板ウェッジ演算器７およびワークロール間隙差演算器８によるワークロール間隙差修正量の導出）の導出するに至った経緯について図７乃至図１５を用いて説明する。

図７は表１に示す条件で、外乱を圧延前板ウェッジとした場合の、ワークロール間隙差と差荷重との関係を示す図、図８はワークロール間隙差と圧延後板ウェッジとの関係を示す図である。図９は本実施例１の表１に示す条件で、外乱を板幅方向温度差とした場合の、ワークロール間隙差と差荷重との関係を示す図、図１０はワークロール間隙差と圧延後板ウェッジとの関係を示す図である。図１１は本実施例１の表１に示す条件での、差荷重と圧延後板ウェッジを０とする作業側と駆動側のロール間隙差修正量との関係を示す図である。

最初に、本発明者らは、表１に示すような、板幅１７５０ｍｍ、入側板厚３０ｍｍ、圧下率４０％、ワークロール径８３５ｍｍ×バレル長２１８０ｍｍ、バックアップロール径１５５０ｍｍ×バレル長２１６０ｍｍ、ミル定数（作業側、駆動側合計）５８８０ｋＮ／ｍｍとした条件において、板ウェッジ比率（＝（駆動側板厚－作業側板厚）／中央板厚×１００）を０％、１％（駆動側：厚）、２％（駆動側：厚）と変化させた時の、作業側と駆動側ワークロール間隙差（駆動側圧下：正）（ｍｍ）に対する差荷重（作業側－駆動側）（ｋＮ）の関係、および作業側と駆動側ワークロール間隙差（駆動側圧下：正）（ｍｍ）に対する圧延後板ウェッジ（作業側板厚大：正）（ｍｍ）の関係を求めた。ワークロール間隙差に対する差荷重の関係を図７に、ワークロール間隙差に対する圧延後板ウェッジの関係を図８に示す。

その結果、図７に示すように、板ウェッジ比率に関わらずワークロール間隙差が大きくなるにつれて駆動側の荷重が大きくなって差荷重が大きくなるが、板ウェッジ比率が大きくなるほどワークロール間隙差が同じであっても差荷重が大きくなった。

また、図８に示すように、板ウェッジ比率に関わらずワークロール間隙差が大きくなるにつれて作業側の板厚が厚くなるように圧延後板ウェッジが増加することが分かった。また、板ウェッジ比率０％のときに圧延後板ウェッジを０にするためにはワークロール間隙差を０ｍｍに、板ウェッジ比率１％のときではワークロール間隙差を約０．９ｍｍに、板ウェッジ比率２％のときではワークロール間隙差を約１．７～１．８ｍｍにすればよいことが分かった。

次いで、本発明者らは、表１に示す条件において板幅方向温度差がある場合を想定し、変形抵抗比（＝（駆動側変形抵抗－作業側変形抵抗）／中央変形抵抗＋１．０）を１．０、１．３（駆動側：大）、１．５（駆動側：大）と変化させた時の、作業側と駆動側ワークロール間隙差（駆動側圧下：正）（ｍｍ）に対する差荷重（作業側－駆動側）（ｋＮ）の関係、および作業側と駆動側ワークロール間隙差（駆動側圧下：正）（ｍｍ）に対する圧延後板ウェッジ（作業側板厚大：正）（ｍｍ）の関係を求めた。ワークロール間隙差に対する差荷重の関係を図９に、ワークロール間隙差に対する圧延後板ウェッジの関係を図１０に示す。

その結果、図９に示すように、板ウェッジ比率を変化させた場合と同様に、変形抵抗比に関わらずワークロール間隙差が大きくなるにつれて駆動側の荷重が大きくなって差荷重が大きくなること、変形抵抗比が大きくなるほどワークロール間隙差が同じであっても差荷重が大きくなった。

また、図１０に示すように、変形抵抗比に関わらずワークロール間隙差が大きくなるにつれて作業側の板厚が厚くなるように圧延後板ウェッジが増加することが分かった。また、変形抵抗比１．０のときに圧延後板ウェッジを０にするためにはワークロール間隙差を０ｍｍに、変形抵抗比１．３のときではワークロール間隙差を約０．５ｍｍに、変形抵抗比１．５のときではワークロール間隙差を約０．９～１．０ｍｍにすればよいことが分かった。

これら図７乃至図１０の関係を一つにまとめた。図１１に、圧延前板ウェッジおよび幅方向温度差（変形抵抗差）の、差荷重検出値（作業側－駆動側）（ｋＮ）に対する作業側と駆動側のワークロール間隙差補正量（駆動側圧下：正）（ｍｍ）との関係を示す。

その結果、図１１に示すように、圧延前板ウェッジや幅方向温度差（変形抵抗差）との違いに関わらず、差荷重検出値に対してワークロール間隙差の補正量が求められる関係にあることが分かった。

そこで、図６に示す構成を一部変形した圧延試験機において、表２に示す条件で、圧延制御開始後に差荷重測定値から板ウェッジを算出し、算出した板ウェッジを目標値となるようにワークロール間隙差修正量を出力する制御実験を実際に行った。その結果を図１２乃至図１５に示す。

図１２は表２に示す条件で試験機での板ウェッジの制御結果を示す図であり、制御開始からの圧延距離（ｍｍ）に対する差荷重の実測値（駆動側－作業側）（ｋＮ）との関係を示す図、図１３は制御開始からの圧延距離（ｍｍ）に対する作業側，駆動側ワークロール間隙補正量実測値（駆動側圧下：正）（ｍｍ）との関係を示す図、図１４は制御開始からの圧延距離（ｍｍ）に対する圧延後板ウェッジ（駆動側板厚大：正）（ｍｍ）の実測値および目標値を示す図である。図１５は試験機での圧延後板ウェッジ算出値（駆動側板厚大：正）（ｍｍ）に対する圧延後板ウェッジ実測値（駆動側板厚大：正）（ｍｍ）の関係を示す図である。

図１２に示すような差荷重の実測値から図５に示した方法を用いて圧延後板ウェッジ算出値を算出し、ワークロール間隙差修正量を出力して図１３に示すようなワークロール間隙補正量で圧延を行った結果、図１４に示すように、制御開始から５００ｍｍ以降では板ウェッジの目標値と実測値とが高水準で一致した。

また、この図１４に示す実測値と、図１２に示すような差荷重の実測値から圧延後板ウェッジ算出値を算出した結果との関係を評価した結果、図１５に示すように、圧延後実測板ウェッジと板ウェッジ算出値は良く類似していることが分かった。

これら図１１および図１５の知見から、圧延前板ウェッジや幅方向温度差（変形抵抗差）等の各種パラメータに関わらず、差荷重検出値から板ウェッジを所定量にするためのワークロール間隙差の補正量が求められる関係にあることが分かった。

次に、本実施例に係る圧延方法について図１６を参照して説明する。図１６は本実施例１における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。

以下に説明する圧延方法は、図１および図２に示すような圧延設備で実行する。

まず、図１６に示すように、板ウェッジ制御装置４０，４１は、操業条件の入力を受けるとともに、駆動側荷重検出器１０Ｄによって測定された駆動側荷重ＰＤ、および作業側荷重検出器１０Ｗによって検出された作業側荷重ＰＷの入力を受ける（ステップＳ１１）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１の板ウェッジ演算器７は、ステップＳ１１で測定した駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷから、圧延荷重の幅方向分布を演算する（ステップＳ１２）。

その後、板ウェッジ演算器７は、ステップＳ１２で演算した圧延荷重の幅方向分布を用いて、圧延後板ウェッジを演算する（ステップＳ１３）。これらステップＳ１２，Ｓ１３が板ウェッジ演算工程である。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差演算器８は、ステップＳ１３で板ウェッジ演算器７が演算した圧延後板ウェッジから、作業側と駆動側のワークロール間隙差（ワークロール間隙差修正量）を演算する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４がワークロール間隙差演算工程である。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差制御器９は、ステップＳ１４でワークロール間隙差演算器８が演算したワークロール間隙差が得られるように、作業側と駆動側のワークロール間隙差を制御する（ステップＳ１５）。このステップＳ１５がワークロール間隙差制御工程である。

次に、本実施例の効果について説明する。

上述した本発明の実施例１の圧延設備は、駆動側油圧シリンダ１１Ｄと、作業側油圧シリンダ１１Ｗと、駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗにより付与される圧下力によって圧延材５を圧延する上下一対の上ワークロール２１，下ワークロール３１と、駆動側油圧シリンダ１１Ｄによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器１０Ｄと、作業側油圧シリンダ１１Ｗによる圧下力を検出する作業側荷重検出器１０Ｗと、上下一対の上ワークロール２１，下ワークロール３１に導入される圧延材５の板幅方向位置を設定する圧延材位置設定装置と、圧延後の圧延材５の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置４０，４１と、を備えている。

このうち、板ウェッジ制御装置４０，４１は、駆動側荷重検出器１０Ｄおよび作業側荷重検出器１０Ｗにて検出した作業側荷重ＰＷと駆動側荷重ＰＤとから圧延材５に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と圧延材位置設定装置によって設定された圧延材５の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算器７と、板ウェッジ演算器７によって算出した圧延後板ウェッジを所定値とするための上下一対の上ワークロール２１，下ワークロール３１の作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算するワークロール間隙差演算器８と、ワークロール間隙差演算器８によって演算したワークロール間隙差となるように駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗを制御するワークロール間隙差制御器９と、を備えている。

これによって、上述した特許文献１のように温度計測が必要でありながら容易に圧延後の板ウェッジを算出できるようになり、従って、駆動側と作業側の荷重から圧延後板ウェッジを所定量にするために必要なワークロール間隙差修正量を求めることができるようになった。すなわち、本発明によれば、簡易な構成で板ウェッジを所定量に制御することができる。

なお、入側サイドガイド２および第２スタンド以降によって圧延材５の板幅方向の中心と上ワークロール２１，下ワークロール３１の幅方向の中心とが一致しているとして、圧延後板ウェッジを算出する場合について説明したが、必ずしも圧延材５の板幅方向の中心と上ワークロール２１，下ワークロール３１の幅方向の中心とが一致している必要はなく、圧延材５の板幅方向の中心と上ワークロール２１，下ワークロール３１の幅方向の中心とが一致していない場合は、後述する実施例６で説明する式（９）乃至式（１６）の考え方で圧延後板ウェッジを算出する（板蛇行量Ｙｃ≠０で、固定値とみなす）ことができる。

＜実施例２＞
本発明の実施例２の圧延設備および圧延方法について図１７乃至図２１を用いて説明する。実施例１と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。

図１７は本実施例２における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図、図１８は本実施例２における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。図１９は本実施例２における圧延機の作業側、駆動側のミル定数を算出するための構成を示す図である。図２０は本実施例２におけるミル定数算出方法を示した図である。図２１は本実施例２における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。

図１７および図１８に示すように、本実施例では、圧延前に、事前に駆動側油圧シリンダ１１Ｄの変位量を変位計により計測するとともに、作業側油圧シリンダ１１Ｗの変位量を変位計により計測する。

そのうえで、実施例１の板ウェッジ演算器７の替わりに設けられた板ウェッジ演算器７Ａにおいて、測定された駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗの変位量に基づいて作業側と駆動側のミル定数を求め、作業側と駆動側のミル定数の差も用いて圧延後板ウェッジを算出する。

作業側と駆動側のミル定数が異なると、圧延荷重が変わった時に、その影響によりワークロール間隙差修正量が変わる。そこで、上述のように作業側油圧シリンダと駆動側油圧シリンダとを別々にシリンダ変位と荷重を計測し、その勾配から作業側と駆動側のミル定数を算出した上で、上バックアップロール２２を支持する作業側および駆動側のバネ定数、下バックアップロール３２を支持する作業側および駆動側のバネ定数の違いを組み込んで圧延後板ウェッジを算出することが望ましい。

以下、ミル定数の算出方法について図１９および図２０を用いて説明する。

図１９に示すように、上バックアップロール２２を支持する作業側および駆動側のバネ定数をそれぞれＫｔｗ，Ｋｔｄとし、下バックアップロール３２を支持する作業側および駆動側のバネ定数をそれぞれＫｂｗ，Ｋｂｄとする。

このような前提において、最初に、上ワークロール２１と下ワークロール３１とがロールキスした状態で、作業側油圧シリンダ１１Ｗおよび駆動側油圧シリンダ１１Ｄにおいて測定されるシリンダの変位量と、作業側荷重検出器１０Ｗおよび駆動側荷重検出器１０Ｄにて測定した荷重の関係を整理し、図２０に示すようにその勾配から作業側と駆動側のミル定数Ｋを算出する。

その後、それぞれ求めた作業側と駆動側のミル定数Ｋに対して、上下バックアップロール支持バネと上下バックアップロール剛性と上下ワークロール剛性を直列バネとして、ハウジング等を踏まえた別解析により求めた上下のバネ定数の割合を考慮して、未知数である作業側と駆動側のバネ定数Ｋｔｗ，Ｋｔｄ，Ｋｂｗ，Ｋｂｄを求める。このとき、ワークロール軸心撓み変形、ワークロールからバックアップロールへの荷重によるバックアップロール軸心撓み変形、さらに上下ワークロール間の接触荷重による変形、ワークロールとバックアップロール間偏平変形、などを厳密に考慮して算出する。

その他の構成・動作は前述した実施例１の圧延設備および圧延方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

次に、本実施例に係る圧延方法について図２１を参照して説明する。

まず、図２１に示すように、板ウェッジ制御装置４０，４１は、圧延前に、変位計により計測した駆動側油圧シリンダ１１Ｄの変位量および作業側油圧シリンダ１１Ｗの変位量の入力を受ける（ステップＳ２１）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１の板ウェッジ演算器７Ａは、ステップＳ２１で計測した駆動側油圧シリンダ１１Ｄの変位量および作業側油圧シリンダ１１Ｗの変位量を用いて、作業側、駆動側ミル定数を求め、更には上下のバネ定数の割合を決めて、求めたミル定数から作業側および駆動側のバネ定数ＫｔＷ，Ｋｔｄ，ＫｂＷ，Ｋｂｄを演算する（ステップＳ２２）。

また、圧延時は、図２１に示すように、板ウェッジ制御装置４０，４１は、操業条件の入力を受けるとともに、駆動側荷重検出器１０Ｄによって測定された駆動側荷重ＰＤ、および作業側荷重検出器１０Ｗによって検出された作業側荷重ＰＷの入力を受ける（ステップＳ２３）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１の板ウェッジ演算器７Ａは、ステップＳ２３で測定した駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷを用いて、圧延荷重の幅方向分布を演算する（ステップＳ２４）。

その後、板ウェッジ演算器７Ａは、ステップＳ２４で演算した圧延荷重の幅方向分布とステップＳ２２で演算したバネ定数ＫｔＷ，Ｋｔｄ，ＫｂＷ，Ｋｂｄを用いて、圧延後板ウェッジを演算する（ステップＳ２５）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差演算器８は、ステップＳ２５で板ウェッジ演算器７Ａが演算した圧延後板ウェッジから、作業側と駆動側のワークロール間隙差を演算する（ステップＳ２６）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差制御器９は、ステップＳ２６でワークロール間隙差演算器８が演算したワークロール間隙差が得られるように、作業側と駆動側のワークロール間隙差を制御する（ステップＳ２７）。

本発明の実施例２の圧延設備および圧延方法においても、前述した実施例１の圧延設備および圧延方法とほぼ同様な効果が得られる。

また、板ウェッジ演算器７Ａは、駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗの変位量を検出する変位計により測定された駆動側油圧シリンダ１１Ｄおよび作業側油圧シリンダ１１Ｗの変位量に基づいて作業側と駆動側のミル定数を求め、作業側と駆動側のミル定数の差も用いて圧延後板ウェッジを算出する。作業側と駆動側の剛性が異なると圧延荷重が変わった際に、その影響を受けて板ウェッジが発生する憾みがあるが、本実施例のように作業側と駆動側の剛性を事前に求めておくことで、板ウェッジ算出の際の剛性の影響をなくすことが出来、圧延後板ウェッジをより高精度に所定量に制御することができる。

＜実施例３＞
本発明の実施例３の圧延設備および圧延方法について図２２乃至図２４を用いて説明する。

図２２は本実施例３における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図、図２３は本実施例３における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。図２４は本実施例３における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。

図２２および図２３に示すように、本実施例では、フィルタ演算器１２により駆動側荷重検出器１０Ｄおよび作業側荷重検出器１０Ｗの検出値をフィルタリングし、フィルタリング後の検出値を板ウェッジ演算器７Ｂに入力する。

フィルタ演算器１２は、たとえば、１次遅れフィルタである。

板ウェッジ演算器７Ｂは、フィルタリング後の検出値を用いて圧延材５に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、また、求めた板荷重の板幅方向分布と圧延材位置設定装置によって設定された圧延材５の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する。

その他の構成・動作は前述した実施例１の圧延設備および圧延方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

次に、本実施例に係る圧延方法について図２４を参照して説明する。

まず、図２４に示すように、板ウェッジ制御装置４０，４１は、操業条件の入力を受けるとともに、駆動側荷重検出器１０Ｄによって測定された駆動側荷重ＰＤ、および作業側荷重検出器１０Ｗによって検出された作業側荷重ＰＷの入力を受ける（ステップＳ３１）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のフィルタ演算器１２は、ステップＳ３１で計測された駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷをフィルタリングする（ステップＳ３２）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１の板ウェッジ演算器７Ｂは、ステップＳ３２でフィルタリングされた駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷから、圧延荷重の幅方向分布を演算する（ステップＳ３３）。

その後、板ウェッジ演算器７Ｂは、ステップＳ３３で演算した圧延荷重の幅方向分布を用いて、圧延後板ウェッジを演算する（ステップＳ３４）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差演算器８は、ステップＳ３４で板ウェッジ演算器７Ｂが演算した圧延後板ウェッジから、作業側と駆動側のロール間隙差を演算する（ステップＳ３５）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差制御器９は、ステップＳ３５でワークロール間隙差演算器８が演算したロール間隙差が得られるように、作業側と駆動側のロール間隙差を制御する（ステップＳ３６）。

本発明の実施例３の圧延設備および圧延方法においても、前述した実施例１の圧延設備および圧延方法とほぼ同様な効果が得られる。

また、高応答で板ウェッジ制御をすることがない場合は、本実施例のように駆動側荷重検出器１０Ｄおよび作業側荷重検出器１０Ｗの検出値をフィルタリングするフィルタ演算器１２を更に備えることにより、検出値を安定した値（ノイズ除去）とすることができ、ワークロール間隙差操作量の急変を防止し、安定な板ウェッジ制御を実現することができる。

なお、フィルタ演算器１２が１次遅れフィルタの場合について説明したが、フィルタ演算器はこれに限られず、様々なフィルタ機能を備えた演算器を用いることができる。

また、本実施例においても、実施例２のように作業側と駆動側のミル定数の差を用いて圧延後板ウェッジを算出することができる。

＜実施例４＞
本発明の実施例４の圧延設備および圧延方法について図２５乃至図２８を用いて説明する。

図２５は本実施例４における板ウェッジ制御装置の構成を示す上面図、図２６は本実施例４における板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。図２７は本実施例４における板ウェッジ制御装置のブロック図である。図２８は本実施例４における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。

図２５および図２６に示すように、本実施例の板ウェッジ制御装置は、板ウェッジ演算器７で算出した圧延後板ウェッジ算出値Δｈと目標板ウェッジΔｈｒｅｆとの差分が所定値以下の時に差分の絶対値を小さくするデッドバンド演算器１３を更に備えている。このデッドバンド演算器１３は、ワークロール間隙差演算器８Ｃ内に設けられている。

実施例１などでは、板ウェッジ偏差が許容値以下で小さなエラーに対して、所定値に制御するため、エラーを積算してワークロール間隙差修正量が増加し続ける憾みがある。そこで、図２７に示すように、所定の板ウェッジ目標値Δｈｒｅｆと板ウェッジ算出値Δｈとの差分が所定の値以下であるときは、差分値として０を出力するデッドバンド（不感帯）機能を設けたデッドバンド演算器１３を通すことにする。これにより、ごく微量な差分ではワークロール間隙差補正がなされないようにすることが望ましい。

その他の構成・動作は前述した実施例１の圧延設備および圧延方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

次に、本実施例に係る圧延方法について図２８を参照して説明する。

まず、図２８に示すように、板ウェッジ制御装置４０，４１は、操業条件の入力を受けるとともに、駆動側荷重検出器１０Ｄによって測定された駆動側荷重ＰＤ、および作業側荷重検出器１０Ｗによって検出された作業側荷重ＰＷの入力を受ける（ステップＳ４１）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１の板ウェッジ演算器７は、ステップＳ４１で測定した駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷから、圧延荷重の幅方向分布を演算する（ステップＳ４２）。

その後、板ウェッジ演算器７は、ステップＳ４２で演算した圧延荷重の幅方向分布を用いて、圧延後板ウェッジを演算する（ステップＳ４３）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差演算器８Ｃ内のデッドバンド演算器１３は、ステップＳ１３で板ウェッジ演算器７が演算した圧延後板ウェッジの算出値Δｈと板ウェッジ目標値Δｈｒｅｆとの差分に対してデッドバンド演算を行う（ステップＳ４４）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差演算器８Ｃは、ステップＳ４４でのデッドバンド演算の結果得られた圧延後板ウェッジから、作業側と駆動側のワークロール間隙差を演算する（ステップＳ４５）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差制御器９は、ステップＳ１４でワークロール間隙差演算器８Ｃが演算したワークロール間隙差が得られるように、作業側と駆動側のワークロール間隙差を制御する（ステップＳ４６）。

本発明の実施例４の圧延設備および圧延方法においても、前述した実施例１の圧延設備および圧延方法とほぼ同様な効果が得られる。

また、板ウェッジ演算器７で算出した圧延後板ウェッジの算出値Δｈと目標板ウェッジΔｈｒｅｆとの差分が所定値以下の時に差分の絶対値を小さくするデッドバンド演算器１３を更に備えたことにより、板ウェッジ偏差が許容値以下で小さなエラーに対して、エラーを積算してワークロール間隙差補正するのを防ぐことができ、圧延後板ウェッジをより安定した値に制御することができる。

なお、デッドバンド演算器１３は板ウェッジ演算器７で算出した圧延後板ウェッジの算出値と目標板ウェッジとの差分が所定値以下の時に差分として０を出力するものに限られず、絶対値が１未満の所定の係数を乗算して差分を小さくするものであればよい。

また、デッドバンド演算器は板ウェッジ演算器７で算出した圧延後板ウェッジの算出値と目標板ウェッジとの差分が所定値以下の時に差分の絶対値を小さくするものに限られず、間隙差演算器で演算したロール間隙差と現在のロール間隙差との差分の絶対値が所定値以下の時に間隙差演算器が出力する間隙差の絶対値を小さくするものとすることや、間隙差制御器が出力する作業側と駆動側のロール間隙差の制御値が所定値以下の時に制御値の絶対値を小さくするものとすることができる。

また、本実施例においても、実施例２のように作業側支持部と駆動側支持部のミル定数の差を用いて圧延後板ウェッジを算出することや、実施例３のようにフィルタリングすることを、各々単独あるいは併せて実施できる。

＜実施例５＞
本発明の実施例５の圧延設備および圧延方法について図２９を用いて説明する。

図２９は本実施例５における板ウェッジ制御装置でのサイドガイド定位制御の構成を示す上面図である。

図２９に示すように、本実施例の板ウェッジ制御装置は、入側サイドガイド２を定圧制御する替わりに、圧延材５の圧延中に、入側サイドガイド２の板幅方向位置を決定する油圧シリンダ６の油柱位置の入力を受けて、入側サイドガイド２の板幅方向位置の位置が所定位置を保つように油圧シリンダ６の油柱位置を制御する位置制御器２０を更に備えている。

その他の構成・動作は前述した実施例１の圧延設備および圧延方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施例５の圧延設備および圧延方法においても、前述した実施例１の圧延設備および圧延方法とほぼ同様な効果が得られる。

また、サイドガイドの板幅方向位置を所定位置に制御する位置制御器２０を更に備えたことにより、サイドガイドを定位制御することができる。このため、サイドガイドを定圧制御する実施例１に比べて、圧延機を通過した圧延材５の板幅方向の中心がずれるオフセンタや、圧延材５の曲がり現象であるキャンバの発生をより確実に抑制することが出来る。

また、本実施例においても、実施例２のように作業側支持部と駆動側支持部のミル定数の差を用いて圧延後板ウェッジを算出することや、実施例３のようにフィルタリングすること、実施例４のようにデッドバンド演算することを、各々単独あるいは併せて実施できる。

＜実施例６＞
本発明の実施例６の圧延設備および圧延方法について図３０乃至図３４を用いて説明する。

図３０は本実施例６における板ウェッジ制御装置のうち、板ウェッジを制御する構成を示す上面図、図３１は板ウェッジ制御装置の構成を示す側面図である。図３２は本実施例６における板ウェッジ制御装置での圧延荷重の幅方向分布と圧延後板ウェッジの算出方法を説明する図である。図３３は本実施例６における板ウェッジの制御の流れを説明するフローチャートである。図３４は本実施例６における板ウェッジ制御装置の変形例であり、圧延材の板幅方向を制御する構成を示す上面図である。

図３０および図３１に示すように、本実施例の圧延設備は、圧延機への入側にサイドガイドが配置されておらず、替わりに圧延材５の板幅方向位置を検出する水平ミル１の出側に設置された中央線偏移検出装置１４を備えている。

本実施例では、圧延材位置設定装置は、中央線偏移検出装置１４である。なお、中央線偏移検出装置１４は、上ワークロール２１，下ワークロール３１の出側に設置される場合に限られず、入側のみに設置、あるいは入側および出側に設置されるものとすることができる。

中央線偏移検出装置１４は、例えばＣＣＤカメラとその撮像画像を処理する処理系で構成され、ＣＣＤカメラの撮像画像から圧延材５の端部を公知の様々な処理方法で検出することで圧延材５の板幅方向位置を検出するものであるが、もちろんこれに限定されず、圧延材５の板幅方向位置を検出できればよい。

板ウェッジ演算器７Ｅは、中央線偏移検出装置１４によって検出された圧延材５の板幅方向位置の検出値も用いて圧延後板ウェッジを算出する。

以下、図３２を用いて、センタライン（設備中心）≠板中心となる場合に限られない本実施例での板ウェッジ演算器７Ｅにおける圧延荷重の幅方向分布と圧延後板ウェッジ算出方法について説明する。

まず、最初に、板ウェッジ演算器７Ｅは、駆動側支持部の駆動側荷重ＰＤの入力を駆動側荷重検出器１０Ｄから受けるとともに、作業側支持部の作業側荷重ＰＷの入力を作業側荷重検出器１０Ｗから受け、これら駆動側荷重ＰＤおよび作業側荷重ＰＷから、図３２に示すような圧延材５に印加される板荷重の板幅方向分布を求める。

ここで、圧延機における上下方向の力釣合は以下に示す式（９）の関係にある。

なお、式（９）は上述の式（１）と同じであり、ＰＤは駆動側荷重検出値（ｋＮ）、ＰＷは作業側荷重検出値（ｋＮ）、Ｗは圧延材５の板幅（ｍｍ）、ｐｄは駆動側板端部での単位幅当りの圧延荷重（ｋＮ／ｍｍ）、ｐｗは作業側板端部での単位幅当りの圧延荷重（ｋＮ／ｍｍ）である。

また図３２における圧延機の幅方向の中心であるＡ点回りモーメントの釣合は以下に示す式（１０）の関係にある。

なお、式（１０）中、ｐ（ｘ）は単位幅当りの圧延荷重板幅方向分布（ｋＮ／ｍｍ）、Ｌは作業側～駆動側シリンダ間距離（ｍｍ）、Ｙｃは板蛇行量（ｍｍ）、ｘは圧延材５の板幅方向位置（ｍｍ）である。

ここで、圧延材５の単位幅当りの圧延荷重式（直線分布）は以下に示す式（１１）の関係で、ｘの制約範囲は以下に示す式（１２）の関係である。

これら式（１１），式（１２）の関係を代入して演算した式（１０）と上記式（９）とから、駆動側板端部での単位幅当りの圧延荷重ｐｄは以下に示す式（１３）のように表せ、作業側板端部での単位幅当りの圧延荷重ｐｗは以下に示す式（１４）のように表せる。なお、式（１３）および式（１４）中のＣ，Ｄは各々式（１７），式（１８）にて定義され、式（１７）および式（１８）中のＡ，Ｂは各々式（１５），式（１６）にて定義される。

これら式（１３）および式（１４）から、板荷重の板幅方向分布が求められる。

次いで、板ウェッジ演算器７Ｅは、求めた板荷重の板幅方向分布を付与して、ロール部弾性変形解析を行い、圧延後の板ウェッジを算出する。圧延後板ウェッジの算出方法は、実施例１と同様である。

その他の構成・動作は前述した実施例１の圧延設備や圧延方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

次に、本実施例に係る圧延方法について図３３を参照して説明する。

まず、図３３に示すように、板ウェッジ制御装置４０，４１は、操業条件の入力を受けるとともに、駆動側荷重検出器１０Ｄによって測定された駆動側荷重ＰＤ、および作業側荷重検出器１０Ｗによって検出された作業側荷重ＰＷの入力を受ける。さらには、中央線偏移検出装置１４によって圧延材５の板幅方向位置を検出する（ステップＳ５１）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１の板ウェッジ演算器７Ｅは、ステップＳ５１で測定した駆動側荷重ＰＤ，作業側荷重ＰＷ，および圧延材５の板幅方向位置から、圧延荷重の幅方向分布を演算する（ステップＳ５２）。

その後、板ウェッジ演算器７Ｅは、ステップＳ５２で演算した圧延荷重の幅方向分布を用いて、圧延後板ウェッジを演算する（ステップＳ５３）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差演算器８は、ステップＳ５３で板ウェッジ演算器７Ｅが演算した圧延後板ウェッジから、作業側と駆動側のロール間隙差を演算する（ステップＳ５４）。

次いで、板ウェッジ制御装置４０，４１のワークロール間隙差制御器９は、ステップＳ５４でワークロール間隙差演算器８が演算したロール間隙差が得られるように、作業側と駆動側のロール間隙差を制御する（ステップＳ５５）。

本発明の実施例６のような、圧延材位置設定装置として、少なくとも上ワークロール２１，下ワークロール３１の入側もしくは出側に設置された圧延材５の板幅方向位置を検出する中央線偏移検出装置１４を備え、板ウェッジ演算器７Ｅは、中央線偏移検出装置１４によって検出された圧延材５の板幅方向位置の検出値も用いて圧延後板ウェッジを算出する圧延設備や圧延方法においても、前述した実施例１の圧延設備および圧延方法とほぼ同様な効果が得られる。

また、本実施例では、サイドガイドが必須ではなくなることから、設備の構成を簡易化することができ、低コスト化が可能である。

なお、本実施例ではサイドガイドを用いない場合について説明したが、本実施例においても、図３４に示すように、入側サイドガイド２を設けて圧延材５の蛇行を軽減した上で中央線偏移検出装置１４によって板幅方向位置を検出して圧延後板ウェッジを算出することが可能である。あるいは入側および出側のいずれにもサイドガイドを設けることもできる。このような形態であれば、サイドガイドで板蛇行を０と出来ない場合、例えばサイドガイドと圧延材５との間に隙間が存在する場合等、に特に大きな効果が得られる。

また、本実施例においても、実施例２のように作業側支持部と駆動側支持部のミル定数の差を用いて圧延後板ウェッジを算出することや、実施例３のようにフィルタリングすること、実施例４のようにデッドバンド演算することを、各々単独あるいは併せて実施できる。更には、サイドガイドを用いる場合は、実施例５のようにサイドガイドを定位制御することができ、この場合においても実施例２－４を適宜組み合わせて実施できる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１…油圧シリンダ
２…入側サイドガイド
３…出側サイドガイド
５…圧延材
６，６Ａ，６Ｂ…油圧シリンダ
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｅ…板ウェッジ演算器
８，８Ｃ…ワークロール間隙差演算器
９…ワークロール間隙差制御器
１０Ｄ…駆動側荷重検出器
１０Ｗ…作業側荷重検出器
１１Ｄ…駆動側油圧シリンダ
１１Ｗ…作業側油圧シリンダ
１２…フィルタ演算器
１３…デッドバンド演算器
１４…中央線偏移検出装置
２０…位置制御器
２１…上ワークロール
２２…上バックアップロール
３１…下ワークロール
３２…下バックアップロール
４０，４１…板ウェッジ制御装置

Claims (12)

1. 駆動側油圧シリンダと、
   作業側油圧シリンダと、
   前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
   前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、
   前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、
   前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定する、前記作業ロールの入側あるいは入側と出側に設置されたサイドガイドと、
   圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備において、
   前記板ウェッジ制御装置は、
   前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した前記作業ロールの作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記サイドガイドによって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算器と、
   前記板ウェッジ演算器によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算器と、
   前記間隙差演算器によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御器と、を備え、
   前記板ウェッジ演算器は、前記サイドガイドによって前記圧延材の板幅方向の中心が前記作業ロールの前記板幅方向の中心に一致することに基づいて、前記圧延後板ウェッジを算出するとともに、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダの変位量を検出する変位計により測定された前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダの前記変位量に基づいて作業側と駆動側のミル定数を求め、作業側と駆動側のミル定数の差も用いて前記圧延後板ウェッジを算出する
   ことを特徴とする圧延設備。
2. 請求項１に記載の圧延設備において、
   前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器の検出値をフィルタリングするフィルタ演算器を更に備えた
   ことを特徴とする圧延設備。
3. 請求項１に記載の圧延設備において、
   前記板ウェッジ演算器で算出した前記圧延後板ウェッジと目標板ウェッジとの差分が所定値以下の時に前記差分の絶対値を小さくするデッドバンド演算器を更に備えた
   ことを特徴とする圧延設備。
4. 請求項１に記載の圧延設備において、
   前記サイドガイドの板幅方向位置を所定位置に制御する位置制御器を更に備えた
   ことを特徴とする圧延設備。
5. 駆動側油圧シリンダと、
   作業側油圧シリンダと、
   前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
   前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、
   前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、
   前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定する、少なくとも前記作業ロールの入側もしくは出側に設置された前記圧延材の板幅方向位置を検出する中央線偏移検出装置と、
   圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備において、
   前記板ウェッジ制御装置は、
   前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した前記作業ロールの作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記中央線偏移検出装置によって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算器と、
   前記板ウェッジ演算器によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算器と、
   前記間隙差演算器によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御器と、を備え、
   前記板ウェッジ演算器は、前記中央線偏移検出装置によって検出された前記圧延材の板幅方向位置の検出値も用いて前記圧延後板ウェッジを算出する
   ことを特徴とする圧延設備。
6. 駆動側油圧シリンダと、作業側油圧シリンダと、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定する、前記作業ロールの入側あるいは入側と出側に設置されたサイドガイドと、圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備を用いた圧延材の圧延方法において、
   前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記サイドガイドによって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算工程と、
   前記板ウェッジ演算工程によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算工程と、
   前記間隙差演算工程によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御工程と、を有し、
   前記板ウェッジ演算工程では、前記サイドガイドによって前記圧延材の板幅方向の中心と前記作業ロールの幅方向の中心とが一致しているとのことに基づいて、前記圧延後板ウェッジを算出するとともに、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダの変位量を検出する変位計により測定された前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダの前記変位量に基づいて作業側と駆動側のミル定数を求め、作業側と駆動側のミル定数の差も用いて前記圧延後板ウェッジを算出する
   ことを特徴とする圧延方法。
7. 請求項６に記載の圧延方法において、
   前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器の検出値をフィルタリングするフィルタ演算工程を更に有する
   ことを特徴とする圧延方法。
8. 請求項６に記載の圧延方法において、
   前記板ウェッジ演算工程で算出した前記圧延後板ウェッジと目標板ウェッジとの差分が所定値以下の時に前記差分の絶対値を小さくするデッドバンド演算工程を更に有する
   ことを特徴とする圧延方法。
9. 請求項６に記載の圧延方法において、
   前記サイドガイドの板幅方向位置を所定位置に制御する位置制御工程を更に有する
   ことを特徴とする圧延方法。
10. 駆動側油圧シリンダと、作業側油圧シリンダと、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定する、少なくとも前記作業ロールの入側もしくは出側に設置された前記圧延材の板幅方向位置を検出する中央線偏移検出装置と、圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備を用いた圧延材の圧延方法において、
    前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記中央線偏移検出装置によって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算工程と、
    前記板ウェッジ演算工程によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算工程と、
    前記間隙差演算工程によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御工程と、を有し、
    前記板ウェッジ演算工程では、前記中央線偏移検出装置によって検出された前記圧延材の板幅方向位置の検出値も用いて前記圧延後板ウェッジを算出する
    ことを特徴とする圧延方法。
11. 駆動側油圧シリンダと、
    作業側油圧シリンダと、
    前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、
    前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、
    前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、
    前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定する、前記作業ロールの入側あるいは入側と出側に設置されたサイドガイドと、
    圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備において、
    前記板ウェッジ制御装置は、
    前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した前記作業ロールの作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記サイドガイドによって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算器と、
    前記板ウェッジ演算器によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算器と、
    前記間隙差演算器によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御器と、
    前記板ウェッジ演算器で算出した前記圧延後板ウェッジと目標板ウェッジとの差分が所定値以下の時に前記差分の絶対値を小さくするデッドバンド演算器と、を備え、
    前記板ウェッジ演算器は、前記サイドガイドによって前記圧延材の板幅方向の中心が前記作業ロールの前記板幅方向の中心に一致するとのことに基づいて、前記圧延後板ウェッジを算出する
    ことを特徴とする圧延設備。
12. 駆動側油圧シリンダと、作業側油圧シリンダと、前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダにより付与される圧下力によって圧延材を圧延する上下一対の作業ロールと、前記駆動側油圧シリンダによる圧下力を検出する駆動側荷重検出器と、前記作業側油圧シリンダによる圧下力を検出する作業側荷重検出器と、前記上下一対の作業ロールに導入される前記圧延材の板幅方向位置を設定するための前記作業ロールの入側あるいは入側と出側に設置されたサイドガイドと、圧延後の前記圧延材の板ウェッジを調整する板ウェッジ制御装置と、を備えた圧延設備を用いた圧延材の圧延方法において、
    前記駆動側荷重検出器および前記作業側荷重検出器にて検出した作業側支持部の荷重と駆動側支持部の荷重とから前記圧延材に印加される板荷重の板幅方向分布を求め、求めた板荷重の板幅方向分布と前記サイドガイドによって設定された前記圧延材の板幅方向位置とに基づいて圧延後板ウェッジを算出する板ウェッジ演算工程と、
    前記板ウェッジ演算工程によって算出した前記圧延後板ウェッジを所定値とするための前記上下一対の作業ロールの作業側と駆動側とのワークロール間隙差を演算する間隙差演算工程と、
    前記間隙差演算工程によって演算したワークロール間隙差となるように前記駆動側油圧シリンダおよび前記作業側油圧シリンダを制御する間隙差制御工程と、
    前記板ウェッジ演算工程で算出した前記圧延後板ウェッジと目標板ウェッジとの差分が所定値以下の時に前記差分の絶対値を小さくするデッドバンド演算工程と、を有し、
    前記板ウェッジ演算工程では、前記サイドガイドによって前記圧延材の板幅方向の中心と前記作業ロールの幅方向の中心とが一致しているとのことに基づいて、前記圧延後板ウェッジを算出する
    ことを特徴とする圧延方法。

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