JPH02235511A - 熱間仕上圧延時の板幅制御方法 - 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、複数の水平圧延スタンドからなる仕上圧延ミ
ルを用いて熱延鋼帯を製造する方法における、圧延スタ
ンドの入側および出側の圧延材に作用する圧延方向張力
を制御することによって行う、板幅制１ｎ方法に関する
。

（従来の技術） 一般に圧延後の熱延鋼帯には、第１図に示したような板
幅変動が生じるため、通常は製品幅に対してかなりの余
幅をつけて圧延し、板幅端部を長手方向に沿ってトリム
している。

すなわち、第１図は、熱延鋼板の長平方向に沿って見ら
れる板幅変動を略式で示す説明図であり、鋼板先端から
後端に向って、まず最先端幅広および先端部幅狭がみら
れ、これにつづいてスキンドマーク部幅広が長手方向の
実質的長さだけ続き、最後に至り、後端部幅狭そして最
後端部幅広が見られる．これらの平均幅は図中実線で示
すが、実際にトリムするのは点線で示す箇所である。

したがって、このようなトリム量があるためその分だけ
歩留が悪い．そこで、高歩留で熱延鋼帯を製造するため
に現在でも板幅制御が行われている．仮幅変動を可及的
に少なくし、例えば第１図の例で言えば、できるだけ平
均幅に近い板幅とすることにより、トリ広量を少なくし
、あるいはトリム作業を不要として歩留り向上を図るの
である。

例えば、現状の板幅制御は、厚み２００〜２５０　ａｍ
のスラブを厚み２０〜５０一の仕上げ圧延素材（“粗バ
“ともいうことがある）に圧延する粗圧延工程で粗バー
を目標板幅に圧延するために主に竪型圧延スタンドを使
いそのロール開度を調整する方法で行われている．この
竪型圧延スタンドを使う方法によれば、仮幅９００〜１
６００Ｔｍの圧延材で目標幅に対して先後端部を除けば
誤差５ＩＩＩｌ１程度の範囲内に圧延することが可能と
なり、板幅精度が大幅に向上した．しかし、製品幅を公
差内におさえるにはまだトリムせざるを得す、さらに幅
精度の向上が望まれる．このため、近年、粗バーから製
品板厚まで圧延する仕上圧延工程での板幅制御方法が各
種試みられている． ところで、前述のような仕上圧延素材への粗圧延に続い
て仕上圧延が行われる．この熱関連続圧延の仕上圧延は
、６〜７スタンドの水平圧延ミルを使用して行われるが
、この仕上圧延での板幅制御方法としては、粗圧延の場
合と同様に、仕上圧延ミルの入側あるいは圧延スタンド
間に設置した竪型圧延機のロール開度を調整する方法と
、圧延スタンド間の圧延材に作用する長手方向張力を調
整する方法とがある。

しかしながら、仕上圧延で竪型圧延機を用いる阪幅制御
方法は、板厚が薄くなると可能板幅圧下量が急激に減少
すること、せっかく幅圧延しても下流の水平圧延機に入
ってしまうとほとんど幅圧延制御前の板幅にもどってし
まうこと、竪型圧延機がかなり高価であることなどの問
題があり、必ずしも有効な仮幅制御方法とはいえない。

一方、仕上圧延スタンド間にあって圧延材に作用する圧
延方向張力を調整する仮幅制御方法は、圧延スタンド入
側および出側の圧延材に対して２〜３　ｋｇｆ／ｍｍ”
の低張力を圧延方向に付与すれぱ５■程度とかなり大き
な輻縮みが生じることから、板幅調整能力は大きく、仕
上圧延で有効な板幅制御方法であると考えられ、例えば
特公昭５０−２４９０５号公報および特開昭６３−１９
９０１０号公報などでその方式による仮幅制御方法が提
案されている．特公昭５０　−　２４９０５号公報に開
示された方法は、入側の仮幅を測定して、目標板幅との
偏差をゼロにする必要張力を、予め求められた関係式に
よって算出し、これに基づいて測定位置よりも下流の張
力をフィードフォワード方式で制御する方法である。

特開昭６３−１９９０１０号公報に開示された方法は、
ある位置で検出された板輻に基づき、その地点より下流
側における目！板幅との偏差を予測し、この予測値をゼ
ロにすぺく下流圧延スタンド間の張力を調整する方法で
ある．この方法も１種のフィードフォワード方式である
． しかしながら、これら従来方法には以下のような問題点
があり、現状では十分にその効果を発揮させるのが困難
といわれており、いまだ実施された例はない。

■張力の板幅変化に対する影響が大きすぎ、圧延条件に
よっては少しの張力変化で幅不ツキングを生じる． ■水平圧延時に入側張力あるいは出側張力を付与すると
その圧延スタンドの両側で板幅が縮むことが知られてお
り、熱間仕上圧延ミルのようなタンデム圧延でスタンド
間の張力を大きく変化させると、上流・下流の圧延スタ
ンドで同時に板幅も変化してしまう．圧延条件によって
は、例えば下流側の圧延スタンド出側板幅を目標値にな
るように上流側の圧延スタンド間張力を変化させた瞬間
に生じたこの上流側スタンド出側板幅変化を、この変化
部分が下流スタンドで圧延される時に、調整しきれない
場合があり、スタンド間張力を変化させることが逆に熱
延鋼帯の板幅変動を助長するという問題がある．特にス
キンドマークのように調帯長手方向に周期的に温度高低
部が有る場合には問題である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、圧延後の板幅が高精度で目標幅に圧延
することが可能な、安価設備で行える熱延鋼帯仕上圧延
時の板幅制御方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） すでに述べたように、水平圧延時に圧延スタンド入側圧
延材あるいは出側圧延材に圧延方向張力を付与すると圧
延後板幅が狭くなることが知られている． そこで、本発明者は、熱間圧延の仕上圧延を対象として
さらに詳しく調査したところ、仕上圧延のように板厚（
１，５〜３０ｍｍ）に比べてワークロール径（５００〜
８５０Ｉ）が大きい場合、出側張力の影響に比べ入側張
力の影響が非常に太き《、仕上圧延ミルの下流圧延スタ
ンドでは、特に張力が２ｋｇｆ／，Ｎｚ以上の範囲では
、出側張力と比較して３倍程度人側張力の影響が大きい
ことが判明した。

すなわち、第２図は、仕上げミルの圧延スタンドの入側
張力と出側張力とを変化させた場合の熱延仕上げ鋼帯の
幅縮み量との相関を示すグラフである。なお、これは厚
み３ｍａ＋、幅１０００ｍ＋ｗの炭素鋼板について７ス
タンドの仕上げミルの最終圧延スタンドでの例であるが
、同様の傾向はその他の寸法、材料、そして圧延スタン
ドの場合にも見られた． この第２図に示す結果から、次のことが分かる。

まず、第ｉ番目の圧延スタンドの出側板幅を目標値にす
るために入側張力を変更した場合、第１１番目の圧延ス
タンドでの仮幅変化を無《すためには、第ｉ−１番目の
圧延スタンドの入側張力を第ｉ番目の圧延スタンドの入
側張力変化量の約１７３を変化させればよい。また、第
ｉ−１番目圧延スタンドの入側張力変化が小さく、さら
に上記のとおり出側張力の影響も小さいので、第ｉ−２
番目の圧延スタンドでの幅変化は、無視しうる量となる
。

したがって、第ｉ番目の圧延スタンド出側の板幅制御は
、この第１番目の圧延スタンド入側張力と第卜１番目圧
延スタンドの入側張力を変更するだけでよく、例えば上
記第ｉ番目の圧延スタンドを仕上げミルの最終圧延スタ
ンドとすると最終的板輻制１Ｂが掻めて簡便にかつ精度
よく行われることがわかる。

ここに、本発明は上述のような知見にもとづくものであ
って、その要旨とするところは、複数の圧延スタンドを
有する熱間圧延仕上ミルで圧延材長手方向に作用する張
力を制御することにより圧延材の坂幅制御を行う方法に
おいて、第ｉ番目の圧延スタンドの出側板幅を実測し目
標板幅との偏差を算出すること、該偏差が０となるよう
に第ｉ番目の圧延スタンドの入側張力を変更すること、
および該人側張力の変更により生じる第ｉ−１番目の圧
延スタンドの出側板幅変化量を推定し、その准定量に応
して第ｊ−１番目の圧延スタンドの出側板幅変化量が０
となるように第ｉ−１番目の圧延スタンドの入側張力を
変更することを特徴とする熱間仕上圧延時の仮幅制１Ｂ
方法である．本発明の好適態様によれば、上述の第ｉ−
１番目の圧延スタンドの出側板幅変化量の推定を、第ｉ
番目の圧延スタンドの入側張力を実測して得た張力変動
値に基づいて行うようにしてもよい。

かくして、本発明の方法を用いれば、スタンド間張力変
更時の上流側スタンドでの幅変動が実質上生じることが
ないため、張力制御による高精度の仮幅制御が可能とな
るのであって、その優れた作用効果は明らかである． （作用） 次に、本発明の板幅制御方法の作用効果についてさらに
詳述する． まず、前述したように従来の圧延方向張力を用いた板幅
制御方法が効果を発揮していない理由は、■板幅変化に
対する張力の影響が非常に大きいこと、■スタンド間張
力を変化させると下流側圧延スタンドと同時に上流側圧
延スタンドでも板幅変化が生じ、スキッドマーク等が原
因の周期的板幅変動があるとコイル内の板幅変動を助長
することがあるからである． ここに、本発明によれば、上記間屈■に対しては、張力
の板輻変化に対する影響度を明確にし、制御したい仕上
げ圧延スタンド出側の板幅を仮輻計により実測し、本実
測値に基づいてその圧延スタンドの入側張力を制御して
いる。また、上記問題■に対しては、前述したように板
幅を目標値に制御したい圧延スタンドの１スタンド上流
のスタンド間張力を利用することで解決している．すな
わち、制御したい第ｉ番目圧延スタンドの出側板幅実測
値から目標板幅との偏差δ一ｉを求め、予め求めてある
第ｉ−１番目と第ｉ番目との圧延スタンド間張力σｉの
板幅変化に対する影響係数θＷｉ／θσｉを用いて δσｉ一δ一ｉバθ旧／θσ１）　・・・（１）でδ−
ｉ＝０となるスタンド間張力σｉの変化量δσｉを求め
、スタンド間張力をσｉからσｉ＋δσｉに変化させれ
ば第ｉ番目圧延スタンドの出側板幅は目標値となる．一
方、第ｉ−１番目の圧延スタンドの出側板幅変化量δ一
，−，は、それぞれ入側、出側張力σＩ−１、σｉの変
化量δσ．−１、δσｉによって θσｉ−１　　　　　　　　　θσ１ で表わされるので、δσ，−．＝＝０であれば、第ｉ−
１番目の圧延スタンドの出側板幅は、δσｉに応じて変
化してしまう．そこで、δＷ＋−＋　＝０とするために
は、δσｉに応じて、第ｉ−１番目圧延スタンドの入側
張力σ．−１を θＷｔ一鳥／θσ・−２ たけ変化させれば良い。

本発明者が調査したところ、第２図に示したように、仕
上ミルでは、出側張力の影響に比べ人側張力の板幅変化
に対する影響は３倍程度ある。すなわち上記（３）式の （θＷ　ｒ　−　ｒ　／θσｉ）／（θＷ．−．／θσ
３−１）ζ０．３程度であり、σ．−１をδσト．だけ
変化させても、第ｉ−２番目の圧延スタンドの出側板幅
はほとんど変化せず、第ｉ番目の圧延スタンドでの入側
張力変更による上流スタンド出側板幅変化補償は、１ス
タンド上流のみで十分である．また、第２図から判るよ
うに、張力を０〜３　ｋｇｆ／ａｍ”変化させることで
１０閤近い仮幅変更が可能であるが、これは、現状粗幅
制御精度から考えると、６〜７スタンドある仕上圧延ミ
ルの内の１スタンドで、目標板幅となるように張力制御
を行えば十分であることを示している。

すでに述べたところからも明らかなように、特にそれに
制限されるものではないが、高精度の板幅で、仕上熱間
圧延を行うためには、本発明にかかる板幅制御方法は、
仕上ミルのうちの下流圧延スタンドに通用するのが望ま
しい。

また、（３）式で示した第ｉ−１番目圧延スタンドの入
側張力σ．−１の修正量δσ．−１は、（１）式から算
出した第ｉ番目圧延スタンドの入側張力σｉの修正量δ
σｉから求めても良いが、板厚変動、温度変動、圧延速
度変動等に起因する張力σｉの変動発生を考えると、第
ｉ番目の圧延スタンドの入側張力σｉを実測し、その実
測値から変化量δσｉを求め、そのδσｉを用いて（３
）式でδσＩ−１を算出すれば、さらに高精度で張力が
制御でき板幅制御精度も向上する． ここで、添付図面を参照して本発明の好適態様を説明す
る． 第３図は、本発明の一つの実施態様を示す略式説明図で
ある．木例では、本発明にかかる板幅制御方法を７スタ
ンドの圧延スタンドから成る熱間圧延仕上ミルの下流ス
タンドであるスタンドＦ６、Ｆ７　（第６、第７スタン
ド）に適用した場合を示している．図では最後の３スタ
ンドのみ示してある。

図中、仕上ミル出側に設置した慣用の板幅計３１で仕上
板幅を実測し、演算器３２で実測した仕上板幅と目標仕
上板幅の偏差から前記（１）式を用いてスタンドＦ６、
Ｆ７のスタンド間張力変更量δσ，を算出し、スタンド
Ｆ７用の駆動装置１３およびルーパ２２に張力変更指令
を出力する．ルーバ２２には張力実測用ロードセル２４
が設置されている．このロードセル２４で実測された張
力σ，は演算器３３に人力され、張力変動量δσ，を算
出し（この張力変動量δσ７と前述の張力変更量δσ，
は理論的には同一値となる）、スタンドＦ６の出側板幅
が張力σ，の変更により変化しないようにスタンドＦ５
、Ｆ６のスタンド間張力σ，の変更量δσ，を前記（３
）式に？って算出し、スタンドＦ６用の駆動装置ｌ２お
よびルーパ２１に張力変更指令を出力する．当然のこと
であるが、スタンドＦ６用の駆動装置１２の速度変更に
より張力σ，が変化しないようにルーパ２４およびスタ
ンドＦ７用の駆動装置１３の制御も実施している。スタ
ンドＦ５については特に調整を必要としないが、必要に
応じて駆動装置１１によって張力調整を行ってもよい． なお、　前述の（１）式、（３）式に示された張力の影
響係数θ一Ｊθσ８、θ讐，−１／θσいａ讐１ｉ−１
／θσ■、１は、鋼種、温度、圧下率、圧延速度等の圧
延条件の関数で与えられている。実際には実験式により
経験的に求めておいてもよい． 第４図は、本発明の他の実施例である。

図中、第３図と同一部材は同一符号でもって示すが、板
輻計３１で実測された板幅と目標板幅の偏差から演算器
３４でスタンドＦ６、Ｐ７のスタンド間張力σ７の変更
量δσ，を算出し、このδσ，からさらにスタンドＦ５
、Ｆ６のスタンド間張力σ，の変更盟δσ．を演算し、
張力σ，、σ，の変更指令を駆動装置１２、１３および
ルーバ２１、２３にそれぞれ出力している．本例では演
算器３４がＦ６〜Ｆ７問およびＦ５〜Ｆ６間張力制御を
同時に行っている。このような構成をとる場合、本発明
は特に張力制御の高速応答が必要になる高速圧延に適し
ている。

次に、本発明をその実施例によってより具体的にその作
用効果を説明する。

実施例 本例では第３図に示す構成を備えた熱間圧延仕上げミル
を使って本発明の仮幅制御方法を実施した．参考のため
本発明による板幅制御を行わなかった圧延も行った。

供試圧延材は、いずれの場合も仕上板厚２．６　ａｍ、
仕上板幅１２５０ｍｍの低炭素鋼であった。

本例の板幅制御効果を第５図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ
）にそれぞれグラフで示す．図は仕上圧延後の板幅実測
値を示している。

第５図中、第５図（ａ）は、参考例であり、仕上圧延ミ
ルで本発明による板幅制御を実施しなかった場合であり
、先後端を除いたコイル内の平均板幅は、目標板幅値に
対し約３鴫広くなっている。また、スキノドマーク位置
に応じて板幅が広くなっておりコイル内での板輻変動が
約３Ｉある。従って、先後端を除けば最大板幅部で目標
板幅より約５一広くなっている。図中、点線は平均幅で
ある。

目標値は偏差ゼロの線で示す。

第５図０−１）は、比較例であり、本発明にかかる上流
スタンド間張力補正を行なわず、つまりスタンドＦ５、
Ｆ６のスタンド間張力変更を行なわず、板幅計３１で実
測した坂幅が目標板幅になるようにスタンドＦ６、Ｆ７
のスタンド間張力のろを変化させた場合を示す．この場
合、コイル内の平均板幅はほぼ目標値になっているが、
コイル内の仮幅変動は５閣と第５図（ａ）の場合より拡
大している．これに対し、本発明の板輻制御方法を適用
した第５図（Ｃ）の場合、つまり、仮幅計測値にもとす
き目標値との偏差をゼロとするため前述の（１）式によ
りδσ，を求め、これにもとすき、（３）式の係数を０
．３としたときのスタンドＦ６人側の張力変更量δσ．
を求め、これにより制御した場合、平均仮幅はほぼ目標
値になり、かつ、コイル内の板幅変動も１．５閣と大幅
に減少した。

なお、上述のδσ７を実測により求めて同様の制御を行
った場合、コイル内の板幅変動は０．８１とほ＼５０％
減少した。

（発明の効果） 本発明の板幅制御方法を用いれば、高精度の板幅で熱延
鋼帯が製造でき、高歩留による大幅コストダウンが実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱延鋼帯の板幅変動例を示す略式説明図； 第２図は、出側、入側張力と幅縮みの関係を示すグラフ
： 第３図および第４図は、本発明の実施例を示す図：およ
び 第５図（ａ）、［有］）および（Ｃ）は、本発明の板幅
制御効果を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の圧延スタンドを有する熱間圧延仕上ミルで
   圧延材長手方向に作用する張力を制御することにより圧
   延材の板幅制御を行う方法において、第ｉ番目の圧延ス
   タンドの出側板幅を実測し目標板幅との偏差を算出する
   こと、該偏差が０となるように第ｉ番目の圧延スタンド
   の入側張力を変更すること、および該入側張力の変更に
   より生じる第ｉ−１番目の圧延スタンドの出側板幅変化
   量を推定し、その推定量に応じて第ｉ−１番目の圧延ス
   タンドの出側板幅変化量が０となるように第ｉ−１番目
   の圧延スタンドの入側張力を変更することを特徴とする
   熱間仕上圧延時の板幅制御方法。
2. （２）第ｉ−１番目の圧延スタンドの出側板幅変化量の
   推定を、第ｉ番目の圧延スタンドの入側張力を実測して
   得た張力変動値に基づいて行うことを特徴とする請求項
   （１）記載の板幅制御方法。