JPH01228605A - 連続熱間圧延機での板クラウン制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、複数の圧延スタンドを有する多基連続圧延
機群で良好な断面形状の熱延成品を得るための熱間連続
圧延機の制御方法に関するものである。

〈従来技術とその課題〉 一般に、連続圧延機により板厚ｈ０の圧延材を板厚ｈ２
の成品に圧延する場合、各スタンドのロール間隙Ｓ、及
びワークロールの回転数Ｎｉを決定する方法として次の
ような方法が知られている。

まず、各スタンドにおける圧延後の板厚、つまり出口厚
ｈｔ（ｍｓ＋）を定める。これは、所謂’ＨＨＴ曲線“
を用い、これによって横軸座標ｈ０に相当する縦軸座標
Ｗ（ｈｏ）と横軸座標ｈｐに相当する縦軸座標Ｗ　（ｈ
　ｐ　）とを求め、この間をスタンド台数分だけ分割し
て得られる縦軸座標に相当する横軸座標をそれぞれｈｔ
、　ｈｅｒ　・・・ｈ７とすることによって定められる
。

次いで、各スタンドにおいて出口厚り、にまで圧延する
際に発生する圧延荷重Ｐ！を、下記（１）式として示す
公知のシムス氏の式により計算する。

Ｐム＝１．１５Ｋｆｍ＝Ｆ［πｔ−１””正７ｑｒｉｘ
ｓ・・・（１）また、各スタンドのロール間隙Ｓｌ　（
ｍｍ）を下記（２）式の公知のゲージメータ式によって
計算する。

ｉ Ｓｉ　＝　ｈニー□　　・・・・・・（２）１五 更に、各スタンドにおける先進率ｆ、を計算する。

これには、下記（３）式で示す公知のシムス氏の式が用
いられる。

ｆｌ＝Φｉ”Ｒ４’／ｈｉ　　・・・・・・（３）この
場合において、第１番目のスタンドの出側での圧延材の
速度Ｖ　ｔ＝　（ｍｎ＋／５ｅｃ）は下記（４）式で与
えられる。

そして、最終スタンドが７番目のスタンドとすると、ロ
ール回転数Ｎ、を与え、各スタンドのロール回転数Ｎｉ
を下記（５）式により決定する。

ｈｉ　（１＋ｆｉ）Ｒ，Ｎ五＝ｈ？（１＋　ｆ７）Ｒ７
Ｎ７　　・・・・・・（５）つまり、体積速度一定とす
るので ｂＩＶｒ＋＝ｈｚＶｒｚ＝　　−＝ｈｂＶｔｂ＝ｈｒＶ
ｔｒ　　”・（６）となり、この（６）式に先の（４）
式を代入すれば前記（５）式が得られる。

また、これだけではなく、“鋼板の断面形状“をも考慮
しなければならない。ここで、“鋼板の断面形状”とは
その幅中央部と端部との板厚の差（板クラウン）であり
、これを所定値とする必要がある。

鋼板に所定クラウン量を与えるためには、ロールのたわ
み量を所定値にしなければならない。ロールのたわみは
、第３図で示すように、被圧延材（１）に対しワークロ
ール（２）及びバックアップロール（３）により与えら
れる圧延荷重Ｐと、ロールペンディングカＰ、と、ロー
ルのクラウンＲＣＷとによって決まる。

従って、結局、鋼板のクラウン量ＣＲは次の（７）式で
与えられる。

上記（７）式において、ロールのクラウンＲＣＩＩ及び
Ｒｃｗはロールの熱膨張及びロールの摩耗等によって徐
々に変化するものではあるが、本発明の範囲では一定値
と考えて差し支えない。

即ち、所定の板クラウンを実現するためには、前述の（
１）式による圧延荷重の推定値Ｐに基づいて（７）式よ
りロールペンディングカＰＩｌを求めれば良い。

このようにして、Ｓ　ｉ＋　Ｎｉ＋　　ｐＨｉを求め、
これに従って圧延を行えば、所望板厚・所望板クラウン
の成品が得られるとされてきた。

ところが、前記（１）式における変形抵抗Ｋｆａは次の
（８）式によって表わされるものである。

ＩＩ Ｋｔｍ＝ｅｘｐ（Ｋａ　＋　　　　）　　ｔ”　１″・
”・”（８１Ｔに つまり、前記（８）式において、変形抵抗Ｋｆｍを決定
する要素ＫＡ、　Ｋｌ、　ＴＸについては正確に測定す
ることが難しく、特にＴＫなどは被圧延材の表面温度か
ら推定するため誤差が大きく、正確なに７を被圧延材の
初期データから予知することは困難であった。

従って、上述した従来の手段では圧延荷重の推定精度に
限界があり、成品の板厚や板クラウンに所望設定値から
の誤差が生じるのを如何ともし難かった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、上述のような問題点を解消し、より一
段と精度の高い板厚・板クラウンを安定して実現できる
熱間連続圧延方法を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は前記目的を達成するためになされたものであり
、その特徴は、［複数のスタンドを有する熱間圧延機で
鋼板を圧延するに際して、熱間連続圧延機のスタンド間
に少なくとも１台の厚み計を設け、被圧延材が該厚み計
を通過した時点で該厚み計の上流側スタンドの圧延荷重
と該厚み計で板厚を測定し、予め被圧延材の初期データ
から設定しておいた板厚及び材料の変形抵抗と前記実測
値との誤差を検出し、該検出値に基づいて下流スタンド
のロール間隙、ロール周速度、及びロールペンディング
力の設定値を修正することにより、熱間圧延時の板クラ
ウンを制御を行う点」にある。

即ち、本発明は、熱間圧延の際の変形抵抗の予測値と実
際との誤差を検出し、これにより圧延荷重の予測値を演
算・修正して所定寸法・形状の成品を精度良く安定生産
し得るようにしたことを特徴としているが、以下、実施
例により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明方法を実施する際に用いる装置の１例
を示している。

第１図において、Ｆ、〜Ｆ７まで７台のロールスタンド
が設置されている。ロールスタンドには被圧延材（１２
）が噛み込まれて圧延されており、ロールスタンドＦ１
に被圧延材（１２）が噛み込まれる前には、演算器！　
（１４）によって被圧延材（１２）の圧延前の鋼種、板
厚、温度からＦ、−Ｆ、ロールスタンドのロール間隙、
ロール周速度及び推定圧延荷重が算出されるようになっ
ている。

そして、この演算器Ｉ　（１４）で算出されたロール間
隙及びロール周速度通りにＦ、〜Ｆ、のロールスタンド
で被圧延材（１２）が圧延されるように、圧下制御機構
（１６Ａ）〜（１６Ｇ）及びワークロール回転数制御機
構（１８Ａ）〜（１８Ｇ）が設けられ、これによる制御
がなされるようになっている。

更に、Ｆｆｆ＋　１？４スタンドには圧延荷重を測定す
るロードセル（２０Ｃ）、　（２００）が各々設けられ
ており、前記圧延荷重は、前記演算器１　（１４）の下
流側に設けられた演算器ＩＩ　（２２）に入力される。

Ｆ４スタンドとＦ５スタンドの間には厚み計（２４）が
設けられ、該厚み計（２４）によって出力される信号も
演算器ｎ　（２２）に入力される。

演算器ｎ　（２２）では、前記演算器Ｉ　（１４）で算
出された推定圧延荷重と、ロードセル（２０）で実測し
た圧延荷重とを比較する。

そして、まず、Ｆ４スタンドにおける変形抵抗の予測値
との誤差を算出する。

圧延荷重Ｐと人口厚Ｈ１出口厚り及び変形抵抗に０との
関係は である。なお、Δは実績値と設定計算時の推定値の偏差
を表わす添字である。

ここで、ΔＰ４についてはＦ４スタンドのロードセル（
２０）で検出できる。また、Δｈ４についてはＦ４出口
に設置したスタンド間の厚み計（２４）よって計測でき
る。

ΔＨについては、Ｐ、スタンドのロードセルにて検出し
た圧延荷重偏差からスタンドの剛性係数Ｍを用いて下記
αω式の如くに推定できるが、精度の面で必ずしも満足
できない場合もあり、Δ！！、、＝０と仮定した方が良
い場合もある。

ΔＨ４＝ΔＰ　ｚ　／　Ｍ　、　　　　　・・・・・・
αの前記（９）式及びα０）式より、変形抵抗推定値の
誤差は次の００式で表わすことができる。

そして、下流スタンド（Ｆｓ、　Ｆｂ、　Ｆ？）におけ
る変形抵抗推定誤差による圧延荷重の推定誤差を予測演
算するが、変形抵抗の推定誤差については、次の（２）
式が成立すると考えて良い。

このとき、下流スタンドの変形抵抗推定誤差に起因する
圧延荷重の推定誤差Δｐａｉは次の０１式で算出できる
。

上記圧延荷重推定誤差による板厚の設定計算時の“所定
値からの偏差”を推定し、最終スタンド（Ｆ、）におい
て所定の成品厚となるようなロール間隙修正量を算出す
る。

ここで、まずロール間隙修正量ΔＳと板厚偏差Δｈとの
関係式を導く。

ところで、圧延荷重については と表わすことができる。また、板厚については公知のゲ
ージメータ式により Ｍ五 で表わされるから、前記Ｑ４）及びＱＳｉ式より、Ｐ となる。

さて、Ｆ、スタンドについては、被圧延材先端に対する
ロール間隙修正が時間的に間に合わないのでロール間隙
修正は行わず、次の（１７１式のようにＦ。

出口板厚偏差Δ稿を予測する。

Ｐ 次に、Ｆｈ、　Ｆ’ｒスタンドのロール間隙を修正して
Ｆ？出口板厚を所定の製造厚にする訳であるが、Ｆ６−
＋Ｆ、でどのように修正するかについては種々考えられ
るが、特定のスタンドのロール間隙変更量が過大となら
ないように配慮する必要がある。ここでは、Ｆ、、　Ｆ
、の出ロ厚偏差推定値Δ訂、Δ訂を次ようにする。

Δｈｔ＝０ これが定まれば、Ｆ、、　Ｆ？でのロール間隙修正量Δ
Ｓｈ＋　ΔＳ、は、０１９式より分かるように、次のα
槌式で算出すれば良い。

Ｍ。

また、前記のロール開度設定値の修正と同時にロール周
速度の修正を行う。修正後のロール周速変可は次のα９
式の関係より算出すれば良い。

（１＋　ｆ４）Ｖ　＊（Ｌ＋Δｈ４）　＝　（ｔ　＋　
ｒ、＞瞥（ｈｓ＋Δ訂）＝（１＋ｆｂ）看（ｈｉ＋Δ訂
）＝（１＋ｆ、８八り、・・・α匂ここで、ｆ、は先進
率である。

このとき、Ｆｓ、Ｆｂ、　ｈスタンドの圧延荷重の設定
計算時からの偏差推定量ΔＰＳ、　ＡＰ、、　Δ鍔は、
Ｑ優式より となるから、所望の板クラウンを得るためには、（７）
式によりロールペンディングカΔＰ３を次式（２１）の
如くに変更すれば良い。

αＢＬ 以上の説明において、偏微分計数ａ　Ｐ／ａ　ｈ。

ａＰ／ａＨ，ａＰ／Ｋ１．及び先進率ｆは設定計算時に
計算しておく。

以上のように演算器ｎ　（２２）で演算が行われる。

このようにして得られたロール間隙設定値の修正値に係
る信号は、演算器ＩＩ　（２２）からＦ６＋　ｐｔスタ
ンドの圧下制御機構（１６Ｆ）、　（１６Ｇ）へ送られ
てＦＡ＋Ｆ？スタンドのロール間隙を修正し、ロール周
速度の修正値の信号は演算器ＩＩ　（２２）からＦｓ、
　Ｆ６．ＦＴスタンドのワークロール回転数制御機構（
１８Ｂ）　、　（１８Ｆ）　。

（１８Ｇ）へ送られてＦＳ、　Ｆ６．ｈスタンドのロー
ル周速度修正が行われ、板厚が修正される。

更に、ロールペンディング力設定値の修正信号は、演算
器ｎ　（２２）からＦｓ、　Ｆｂ、　Ｆ７スタンドのロ
ールペンディング力制御機構（１９Ｂ）、　（１９Ｆ）
、　（１９Ｇ）へ送られてＦｓ’、　Ｆｈ、Ｆｔのロー
ルベンディング力修正が行われ、所望の板クラウンにな
る。

なお、上記の説明ではスタンド間の厚み計が１台の場合
で説明したが、経済的に許されれば厚み計は多いほど望
ましく、板厚精度は向上する。

また、スタンド数も７スタンドの場合で説明したが、７
スタンドに限定されるものでないことは言うまでもない
。

次に、この発明の効果を実施例に基づいて具体的に説明
する。

〈実施例〉 第２図は、板幅１０５０ｎ、板厚２．８鶴の鋼板の圧延
に際し、圧延材の温度推定で約４０℃の誤差があり、圧
延スタンドが７スタンドであった場合について、従来通
りに熱間圧延を行ったときの板厚偏差の計算例である。

この第２図からは、従来通りに熱間圧延すると約１５０
μＩの板厚偏差が発生することが分かる。

これに対して、第１図で説明したような様式で本発明を
実施した場合には、第４スタンド（Ｆ４）にて板厚偏差
を検出し、Ｆ、、　Ｆ、スタンドの圧下設定値を修正す
ることにより、Ｆ、出口厚をほぼ目標値に制御できてい
ることが分かる。

このとき、板クラウンについては約１５贋の偏差が発生
するのが、本発明を実施した場合には、Ｆｓ、　Ｆｈ、
Ｆ？スタンドのロールペンディング力設定値を修正する
ことにより板クラウンをほぼ目標値に制御できている。

また、ロール周速度についても、第２図に示すように修
正することによって、過大な張力やループは発生するこ
とはなく安定な通板状態が確保できることが確認された
。

〈発明の効果〉 以上に説明した如く、この発明によれば、被圧延材の先
端部が該厚み計を通過した時点で板厚と前記厚み計上流
側スタンドの圧延荷重とを測定し、この実測した圧延荷
重と板厚とに基づいて板厚と変形抵抗の誤差を分離して
演算した上で、被圧延材の初期データから予め設定した
下流スタンドのロール間隙、ロール周速度並びにロール
ペンディング力設定値を修正するので、板厚偏差、仮ク
ラウン偏差を大幅に減少させることができ、板厚精度の
著しい改善が可能となることに加えて、ロール周速度も
最適に選ばれるので過大な張力やループが発生すること
なく安定した通板状態が確保できると言う優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施する際に用いる装置の１例
を示す概略模式図である。 第２図は、実施例にて確認したところの、本発明法と従
来法とにおける各ロールスタンドでの板厚偏差、圧下修
正量、ロール周速修正割合を示すグラフである。 第３図は、ロールたわみを説明するために呈示した圧延
ロールの概念図である。 図面において、 １．１２・・・被圧延材、　　２・・・ワークロール。 ３・・・バックアップロール。 １４・・・演算器Ｉ、１６・・・油圧圧下制御機構。 １８・・・ワークロール回転数制御機構。 １９・・・ロールベンディング制御機構。 ２０・・・ロードセル、２２・・・演算器■。 ２４・・・厚み計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のスタンドを有する熱間圧延機で鋼板を圧延するに
   際して、スタンド間に少なくとも１台の厚み計を設け、
   被圧延材が該厚み計を通過した時点で該厚み計の上流側
   スタンドの圧延荷重と該厚み計で板厚を測定し、予め被
   圧延材の初期データから設定しておいた板厚及び材料の
   変形抵抗の前記実測値との誤差を検出し、該検出値に基
   づいて下流スタンドのロール間隙とロール周速度の設定
   値を修正すると共に、所定の板厚クラウンとなるように
   ロールベンド力をも修正することを特徴とする、熱間連
   続圧延機の制御方法。