JPH02197309A - クーラントによる板形状制御方法 - 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〕 本発明は圧延材、特に冷間圧延材等に用いられる形状制
御方法に関する。

［従来の技術］ 一般に圧延成品は形状の良否が成品の歩留り、下工程で
の作業性に与える影響が大きいため、重要な管理項目と
なっているが、特にトランス等に使用される電磁鋼板に
あっては、これを多数重ね合わせて使用するため、形状
が不良のときは隙間が形成され、トランス等の品質の安
定性に影響することとなることから板形状に対する要求
は極めて厳しい。

〔発明が解決しようとする課題〕

このため、従来より圧延材に対する板形状の制御方法は
種々提案され、実施されているが、板形状の制御は主と
して中間ロールベンダー、ワークロールベンダー等ロー
ル、或いは中間ロールヲ板幅方向に変更してロールクラ
ウンを機械的に調整する方法等が採られている。

しかしこれらの方法はいずれも耳伸び、中伸びを制御す
る手段として用いられ、複合伸び１局部伸びについては
形状制御能力が小さいという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは複合伸び、局部伸びに対する形状制
御能力の大きいゾーンクーラント、スポットクーラント
を組合せ使用することにより、高精度の板形状制御を可
能とした形状制御方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る形状制御方法は、圧延材の板幅方向の複数
個所で板形状を検出し、各検出値を予め定めた目標値と
比較して形状エラーを求め、この形状エラーを板幅とゾ
ーンクーラント寸法より求めた制御可能な低次成分エラ
ーと高次成分エラーとに分離し、制御可能な低次成分エ
ラーに基づきゾーンクーラントの各ゾーンに対する冷却
液噴射量を制御し、また高次成分エラーに基づきスポッ
トクーラントの各領域に対する冷却液噴射量を制御する
。

〔作用〕

本発明は、これによってゾーンクーラント、スポットク
ーラント夫々の形状制御特性を生かした形状制御が可能
となる。

（実施例） 以下本発明を図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図であり、図
中１は圧延機、２は圧延材、５はゾーンクーラント、７
はスポットクーラント、９は板形状検出器を示している
。

圧延機１は上下各一対のワークロール１ａ、バックアッ
プロールｌｂ　（下側のロールは図示せず）を備えてお
り、上、下のワークロール１８間に圧延材２が矢符方向
から挿通されて圧延されるようになっている。圧延機１
に対する圧延材２の入側であって圧延機１から所要寸法
隔てた位置には圧延材２の上、下面（上面のゾーンクー
ラントのみを示す）に臨ませて幅方向に略等間隔でゾー
ンクーラント５を構成するノズル５ａ、　５ｂ・・・５
ｎを配設し、また圧延機１に対する圧延材２の入側にお
けるバックアップロールｌｂのロール周面にはその軸長
方向に略等間隔でスポットクーラント７を構成するノズ
ル７ａ、７ｂ・・・７ｎを臨ませ、更に圧延機１の出側
には圧延材２下に転接させて形状検出器９が配設されて
いる。

ゾーンクーラント５の各ノズル５ａ、５ｂ＋・・・５ｎ
は幅方向に複数個ずつに組分けされており、各組のうち
圧延材２のパスライン中央部の組Ａに属するノズルは開
閉弁６ａを備えた冷却液の給液管から分岐された枝管に
夫々接続され、またＡ組の両隣りの組Ｂ、Ｂは開閉弁６
ｂを備えた給液管から分岐された各枝管に接続され、更
に組Ｂ、Ｂの両外側に位置する組Ｃ１Ｃは開閉弁６Ｃを
備えた給液管から分岐された各枝管に夫々接続されてお
り、各開閉弁６ａ、６ｂ、６ｃの開閉調節によって各組
Ａ、Ｂ、Ｃ毎に圧延材２に対し冷却液を独立して噴射す
るようになっている。

一方スポットクーラント７のノズル７ａ、７ｂ、・・・
７ｎはバックアップロール１ｂの周面に対向させてその
軸長方向に略等間隔で配設され、７８〜７ｎ毎に開閉弁
８ａ、８ｂ、・・・８ｎを備えた冷却液の供給管が接続
されており、各開閉弁８ａ＋８ｂ＋・・・８ｎの開閉に
よって各ノズル７８〜７ｎから冷却液をバックアツプロ
ール１ｂ周面に噴射するようになっている。

形状検出器９は圧延機１の出側であって、圧延材２下に
その移動方向と直交する向きに配設されており、圧延材
２の幅方向の実形状、具体的には前記ゾーンクーラント
５．スポットクーラント７の各ノズルの対向領域と対応
する位置毎に伸び率差を検出するようになっている。

圧延材２の幅方向に定めた各領域ａ、　　ｂ、・・・ｉ
・・・ｎについてその張力を検出し、これにヤング率を
乗じて各領域毎の伸び率Δ２を検出し、各領域毎に単位
板長Ｐに対する伸び率Δｌの比、即ち伸び率差（Δｐ、
／Ｅ）Ｊ−ε。（ｊ＝ａ、ｂ・・・ｎ）を減算器１１へ
出力するようになっている。

第２図は伸び率差を示す説明図であり、第２図（イ）は
伸び率Δｌが圧延材２の幅方向の両端部よりも中央部の
方が大きくなった、所謂中伸びの状態を、また第２図（
ロ）は伸び率Δｌが圧延材２の幅方向の中央部よりも両
端部の方が大きくなった、所謂耳伸びの状態を夫々示し
ている。

減算器】１には予め求めた目標形状が人力されており、
形状検出器９から入力された実形状との差が求められる
。

なお、目標形状は実形状と、板幅、板厚、板材質及び下
工程等に基づき決定され、板幅方向における前記形状検
出器９の形状検出領域夫々に対応する領域毎の目標伸び
率差ε。ｊとして与えられる。

従って減算器１１は目標形状より定まる圧延材２におけ
る各領域毎の目標伸び率差ε。ｊと実形状により定まる
ε８４との差である形状エラーε。、を下記（１）式に
従ってを求め、これを形状エラー２次成分抽出装置１２
、形状エラー４次成分抽出装置１３及び減算器１４へ出
力し、これらによって形状エラーを２次成分エラー、４
次成分エラーを含む低次成分とそれ以外の高次成分に分
離する。

ε、、−ε。Ｊ−εａｊ　　　・・・（１）形状エラー
２次成分抽出装置１２は入力された形状エラーε８．か
ら下記（２）式に従って２次成分を抽出し、これを２次
成分エラー用ゾーン流量決定装？ＦＩ５へ出力し、また
、形状エラー４次成分抽出装置ｆ　Ｉ　３は同じく下記
（３）式に従って４次成分を抽出し、これを４次成分エ
ラーゾーン流量決定装Ｗ１６へ出力すると共に、形状エ
ラー２次成分抽出装置１２形状エラー４次成分抽出装Ｗ
１３は別に各領域毎の２次成分、４次成分からなる低次
成分を減算器１４へ出力し、減算器１４にて形状エラー
εｎ４との差、即ち形状エラーε、ｌｊ中の高次成分を
求め、この高次成分を高次成分エラースポットクーラン
ト出力装置１９へ出力する。

Ｅ２−Σε０・））２Ｊ　　　　　・・・（２）Ｅ４−
Σεｌ！ｊ　’　Ｐ　ｄＪ　　　　　・・・（３）但し
、Ｐｚ７：２次成分抽出パラメータＰａｉ：４次成分抽
出パラメータ 以下低次成分エラー、高次成分エラー夫々についての制
御内容を説明する。

〔低次成分エラーの制御〕 ２次成分エラー用ゾーン流量決定装置１５は入力された
２次成分エラーＥ２に基づいて、ゾーンクーラント５に
おける各ノズル組Ａ、Ｂ、Ｃが分担する各ゾーンＺ１〜
Ｚ４毎の２次成分エラーを制御するに必要な冷却液流量
を算出し、また４次成分エラー用ゾーン流量決定装置１
６は入力された４次成分エラーＥ４に基づいて各ゾーン
Ｚ、〜Ｚ４毎の４次成分エラーを制御するに必要な冷却
液流量を算出し、これらを各ゾーン流量指令出力装置１
７へ出力する。

２次成分エラーＥ７，４次成分エラーＥ４に対する各ゾ
ーン流量決定方法は各ゾーン毎に２次成分エラー、４次
成分エラーに対する割合がら圧延材２の幅方向における
形状エラーが低次成分中の２次成分エラーＥ２，４次成
分エラーＥ４のいずれかを決定し、その制御に必要な各
ノズル組Ａ、ＢＣを定める。

第３図は圧延材の幅とゾーンクーラント５による各ゾー
ン７１〜Ｚ４の使い分けを示す説明図であり、例えば板
幅Ｗが１ゾーンＺ、の幅よりも狭いときＷ≦７１のとき
はゾーンクーラントによる制御は行わず、また板幅Ｗが
第１ゾーンＺ１より大きいが第２ゾーンＺ２よりも小さ
いとき、即ちＺｌ＜Ｗ≦Ｚ２のときはゾーンクーラント
による２次成分の制御、換言すれば耳伸びの制御が行わ
れる。更に板幅Ｗが第２ゾーンＺ２よりも大きいとき、
即ちＺ２〈Ｗのときは２次成分、４次成分ともに制御が
行われる。即ち板幅Ｗとゾーンクーラント寸法よりゾー
ンクーラントの制御可能な次数を決定し、次数に対応し
たゾーンクーラントを制御する。これによって２次、４
次、６次成分の制御が可能となる。

各ゾーンＺ、〜Ｚ４に対する制御対象が設定されると各
ゾーン２１〜ｚ４毎のゾーン流量変更係数Ｑ　！＋＋　
Ｑｚｚ＋　Ｑｚ３．　Ｑｚａ＋　Ｑ４＋＋　Ｑａｚ＋　
Ｑａｓ＋Ｑ　４４を、板幅Ｗ、圧下率γ、圧延速度ｖ等
のパターンに基づき実機テストにて回帰して下記（４）
式の如くに求める。

各ゾーン流量指令出力装置１７は入力された各ゾーン毎
の冷却液量を得るに必要な制御出力を算出し、これを１
ゾ一ンＺＩ流量調節器１８ａ、　２ゾーンＺ２、流量調
節器１８ｂ　、３ゾ一ンＺ３流量調節器１８ｃへ出力す
る。

各流量調節器１８ａ、　１８ｂ、　１８ｃは開閉弁６ａ
、６ｂ、６ｃに対する開閉調節を行い、圧延材２の各ゾ
ーンＡ〜Ｃ毎の冷却液噴射量を時間制御する。

なお開閉弁６ａ、６ｂ、６ｃに代えて流量制御弁を設け
、流量調節器１８ａ、　１８ｂ、　１８ｃにより開度調
節を行って流量を調節することとしてもよいことは勿論
である。

第４図は２次成分エラーの、また第５図は４次成分エラ
ーの各制御のためのゾーンクーラントにおける流量変更
係数を示しており、夫々縦軸に流量変更係数を、また横
軸に２次成分、４次成分のエラーＥｔ、Ｅ−をとって示
しである。

グラフ中０は第１ゾーン、■は第２ゾーン、■は第３ゾ
ーンにおける各流量変更係数の変更例を示している。

〔高次成分エラーの制御〕

減算器１１から出力される各領域毎の形状エラーεａｊ
（ｊ＝ａ、ｂ・・・ｎ）と形状エラー２次成分抽出装置
１２、形状エラー４次成分抽出装置１３から出力される
２次成分エラー、４次成分エラーに基づき減算器１４に
て下記（５）式に従って形状エラーの高次成分を算出し
、これを高次成分エラースポットクーラント出力装置１
９に出力する。

ＥＭｊ−ε、Ｊ−ε８、’Ｐ２ｊ−ε０、・Ｐ、ｊ　　
・（５）高次成分エラースポットクーラント出力装置１
９では高次成分のエラー量がデッドバンド範囲を外れる
と前回の出力流量パーセントを考慮して各領域毎の今回
の出力流量パーセントを決定し、スポットクーラント開
閉装置２０へ出力する。

スポットクーラント開閉装置２０は各スポットクーラン
ト出力流量パーセントを単位時間当たりのスポットクー
ラント開閉時間に変換し、スポットクーラントの各ノズ
ル７８〜７ｎに対する開閉弁８８〜８ｎの開閉を時間制
御する。出力流量パーセントを単位時間当たりのスポッ
トクーラント開閉時間に変換する方法は特に限定するも
のではなく、従来知られている方法を採用すればよい。

第６図は高次成分の形状エラーに対する制御計を示すブ
ロック線図であり、形状エラーε、ｊから２次成分エラ
ーε。、−Ｐχ４．４次成分エラーε、ｊ・Ｐ４ｊを減
算し、得られた高次成分の形状エラーＥ□がデッドバン
ドを越えるか否かを判断し、越える場合ばスポットクー
ラント出力流量パーセントを求め、これを各領域ごとの
前回流量パーセントと加算して次回の出力流量パーセン
トを求め、これをスポットクーラント開閉装置２０へ出
力する。

第７図は本発明方法を適用したときの試験結果を示す波
形図であり、中伸びを目標形状として本発明方法を適用
し、板状検出器出力を訓べた。（＋）（ｉ）の領域は本
発明方法を適用し、　（＋１）の領域は本発明方法の制
御を中断した領域を示している。

このグラフから明らかなように本発明方法を適用した領
域（ｉ）、　（ｉ）では滑らかな中伸び形状となってい
るが、本発明方法を適用しない（１１）の領域ではクォ
ータ伸びが現れており、本発明方法の制御効果が大きい
ことが解る。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては圧延材の形状エラーを
低次成分と高次成分とに分離し、低次成分エラーに基づ
き圧延材をゾーン別に冷却するゾーンクーラントの流量
を、また高次成分エラーに基づきロールをその軸長方向
の領域毎に冷却するスポットクーラント流量を夫々制御
することとしているから、中伸び、耳伸び及びこれらの
複合エラー等を高い精度で効率的に制御することが出来
て製品歩留りが大幅に向上する等、本発明は優れた効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２図は
形状検出器の検出内容を示す説明図、第３図は圧延材の
幅と低次成分エラーの制御担当ゾーンとの関係を示す説
明図、第４図は２次成分エラーと冷却液の流量変更係数
との関係を示すグラフ、第５図は４次成分エラーと流量
変更係数との関係を示すグラフ、第６図は高次成分エラ
ーの制御系を示すブロック線図、第７図は本発明方法の
試験結果を示す波形図である。 １・・・圧延機　　　　　１ａ・・・ワークロール１ｂ
・・・バックアップロール　２・・・ゾーンクーラント
５ａ、５ｂ　〜５ｎ・＝ノズル　　　６ａ、６ｂ、６ｃ
　・・−開閉弁７・・・スポットクーラント ７ａ　７ｂ　　・・・７ｎ・・・ノズル８ａ、８ｂ、・
・・８ｎ・・・開閉弁　９・・・形状検出器】】・・・
減算器　１２・・・形状エラー２次成分抽出装置１３・
・・形状エラー４次成分抽出装置１５・・・２次成分エ
ラー用ゾーン流量決定装置１６・・・４次成分エラー用
ゾーン流量決定装置１７・・・ゾーン流量指令出力装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧延機入側で圧延材の幅方向に定めた複数のゾーン
   夫々に独立して冷却液を噴射するゾーンクーラントと、
   圧延機のロール周面にその軸長方向における前記領域よ
   りも挟い複数の領域に、冷却液を独立して噴射するスポ
   ットクーラントとを用いて圧延材の形状を制御する方法
   において、 圧延材の板幅方向の複数個所で板形状を検 出し、各検出値を予め定めた目標値と比較して形状エラ
   ーを求め、この形状エラーを低次成分エラーと高次成分
   エラーとに分離し、低次成分エラーに基づきゾーンクー
   ラントの各ゾーンに対する冷却液噴射量を制御し、また
   高次成分エラーに基づき前記スポットクーラントの各領
   域に対する冷却液噴射量を制御することを特徴とするク
   ーラントによる板形状制御方法。 ２、ゾーンクーラントの制御において、圧延材の板幅と
   ゾーンクーラント寸法より求めたゾーンクーラントの制
   御可能な次数を決定し、この次数に対応したゾーンクー
   ラントを制御することを特徴とする請求項１記載のクー
   ラントによる板形状制御方法。