JPH04100620A - 熱間連続圧延における板巾制御法 - 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、複数の圧延スタンドを用いた熱間連続圧延に
おける、被圧延材の板巾制御法に関する。

（従来の技術） 一般的に、複数の圧延スタンドを有する熱間連続圧延に
おける被圧延材の機中は、粗圧延機群に設けられている
機中方向の圧延機において、竪ロールを有するエソジャ
ーにより制御されているが、歩留りをより一層向上させ
るために、更に高精度の機中制御が望まれている。

機中制御の精度を高める手段として、スタンド間または
スタンド群人出口に設置された巾計を用いて、前記スタ
ンド間又はスタンド群人出口通過後の、被圧延材の目標
板厚に対する板厚偏差を測定し、この板厚偏差に応じて
被圧延材にかかる張力を変更することにより機中を制御
する手段が種々提案されている。

例えば、特開昭５５−９２２１９号公報には、ストリッ
プの熱間圧延ラインにおいて、粗ロール列出側に設置さ
れた巾計により計測された板巾偏差に応じて、被圧延材
が仕上圧延機に到達した時に、当該仕上圧延機の張力を
フィードフォワード的に変更し、巾偏差を吸収するとと
もに、さらに仕上圧延機出側に設置された巾計により計
測された板巾偏差に応じて、仕上スタンド間張力をフィ
ードバック的に変更して板巾偏差を吸収する方法が提案
されている。

一方、特開昭５６−６８５１９号公報には、熱間連続圧
延機において、スタンド間に設置された巾計を用い、ス
タンド間の張力を変更することにより機中を制御する方
法が提案されている。すなわち、この方法は、機巾計に
よる測定点が下流側スタンドに到達した時点を計測し、
このタイミングにおいて下流側スタンドの後方張力を計
測された板巾偏差に応してフィードフォワード的に変更
するのである。

なお、本明細書において、「後方張力」とは、あるスタ
ンド間において、該スタンド間に設けられた巾計と出側
スタンドとの間の被圧延材に佳しる張力をいい、「前方
張力」とは、巾計と入側スタンドとの間の被圧延材に生
しる張力をいう。

（発明が解決しようとする課題） しかし、特開昭５５−９２２１９号公報により提案され
た発明では、仕上スタンドのどの位置で張力による巾縮
みが生しるかを考慮しておらず、効果的な制御を行うこ
とはむずかしい。

また、特開昭５６−６８５１９号公報により提案された
発明では、機中制御の精度を低下させる主たる原因は、
下流側スタンドの入側ロールハイド　（圧延ロールと被
圧延材との接触部分）である（以下、この説を「後方張
力主要図説」という）として張力設定タイミングを設定
しているが、機中制御に後方張力を用いるという性格上
フィードフォワード制御となるために、モデル誤差が著
しく太き（なる可能性が大である。また、後方張力主要
図説自体にも実操業における経験的事実と合致しない点
で疑問がある。

さらに、これら両者の方法に共通する問題として、両者
ともに、機中制御に材料温度を考慮していないために、
特に材料温度低下時には、適切な張力変更量を得ること
が困難であり、さらにこのことはフィードフォワードモ
デルにおける誤差の増大にもつながってしまう。

このように、従来の技術では、被圧延材の機中を高精度
で制御することはできなかったのである。

ここに、本発明の目的は、上記の課題を解決し、複数の
圧延スタンドを用いた熱間連続圧延における、被圧延材
の板巾制御法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記課題を解決するため種々検討を重ねた
。その結果、第１図（ａ）において示す構成の実機テス
トを繰り返して、以下に示すような知見を得た。

■張力を付加して圧延を行った際の機中縮みは、第１図
（ａ）における上流側スタンド、つまり入側スタンドの
前方張力により生しることが明らかとなった。従来は、
ラボテストの結果より、スタンド入側張力（ここでは後
方張力に相当）が機中縮みに対して支配的であるという
知見を得ていたために前方張力を調整しても、機中精度
を向上させることはできないと考えられていたが、この
ような測定においては単スタンドによるテストしか行わ
れ得す、従って入側張力のかかっている部分の方が、出
側張力のかかっている部分より温度が高い等、実操業と
合わない条件があった。そこで本発明者は、実操業時の
データを、実際にスタンド間に巾計を設置して測定した
ところ、はぼ１００％前スタンドの出側張力（前方張力
）により機中縮みが発生していることを知見して、機中
制御の因子として前方張力の調整が有効であることがわ
かった。したがって、板巾偏差に応じて、被圧延材に対
しての入側スタンドの前方張力の調整を行うことにより
、無駄時間がなく効果的なフィードハック制御が可能と
なる。また、板巾偏差に応して前方張力の調整を行うこ
とにより、フィードフォワード制御におけるモデル誤差
の発生要因を無くすこともできる。

■機中のみならず、材料温度をも考慮して、前記前方張
力の調整を行うことにより、適切な変更量を得ることが
でき、速やかに目標とする機中へ変更することができる
。

このような知見に基づいて、さらに検討を重ねた結果、
本発明を完成した。

ここに、本発明の要旨とするところは、板状金属材料に
張力を付加しながら行われる熱間連続圧延における板巾
制御法であって、少なくとも１つのスタンド間に設置し
た巾計および温度計により測定された板巾偏差および材
料温度に応して入側スタンドの前方張力の調整を行うこ
とを特徴とする熱間連続圧延における板巾制御法である
。

また、別の観点からは、本発明は、板状金属材料に張力
を付加しながら行われる熱間連続圧延における板巾制御
法であって、少なくとも一つのスタンド間に設置した巾
計および温度計により測定された板巾偏差および材料温
度に応じて求めた前方張力の補正量と、前記材料温度に
応じて求めた、前記スタンド間より下流の各スタンド間
において予測される板巾変動量を補償し得る前方張力の
補正量とのそれぞれの値の和に応じて、入側スタンドの
前方張力の調整を行うことを特徴とする熱間連続圧延に
おける板巾制御法である。

（作用） 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。

前記の本発明において、スタンド間の機巾計は、理論上
どこに設置してもよく、また設置数はいくつであっても
よい。当然のことながら、機巾計の数が多いほど高精度
の制御を行うことができる。

しかし、現実には、設置スペース等の設置条件により機
巾計の設置位置および設置数は制限され、既設の通常の
熱間連続圧延ラインに本発明を適用する場合、機巾計の
設置数は１〜２個程度である。

そのため、機巾計を設置したスタンド間より下流のスタ
ンド間で生じる機中の誤差（外乱）を調整する必要があ
るが、本発明においては、被圧延材の表面温度を前方張
力の調整に適用するため、前記誤差に対して効果的にフ
ィードフォワード制御を行うことができる。

そこで、本発明では、機巾計の設置数が少なくとも、高
精度の機中制御を行うことができる。

さらに、本発明の作用効果を添付図面を参照しながら詳
述する。

第１図（ａ）にその構成を示す、前述の実機テストによ
り、第１図ら）に示すように、圧延中の被圧延材にかか
る張力による被圧延材の中方向歪みは前方張力が主要因
となり、上流側スタンドの出側において発生することが
わかる。

また、この張力による機中方向歪み量は、前方張力の他
に、被圧延材の温度によっても直接的な影響を受けるこ
とは公知の事実である。参考に、被圧延材の中方向歪と
材料温度との関係を、第１図（Ｃ）にグラフで示す。

したがって、これらの関係は、前記実機テストの結果か
ら、 ΔＷ／Ｗ＝　（ａ（Ｔ−ｂ）＋ｃｌ　　ｃｔ　・・・■
ただし、ΔＷ：被圧延材の機中変化量 Ｗ：被圧延材の機中 σ：被圧延材にかかるユニット張力 Ｔ：被圧延材の温度 ａ、ｂ、ｃ：被圧延材に応した定数 で表わせる。

すなわち、本発明の特徴は、スタンド間に設置された巾
計および温度計を用いて測定された巾偏差、材料温度に
基づいて、入側スタンドの前方張力を調整することによ
って、効果的なフィードバック機中制御を行うこと、お
よび測定された材料温度に基づき、前記スタンド間より
下流の各スタンド間において予測される機中変動を吸収
すべく、同様に前記前方張力を調整することによってフ
ィードフォワード制御を行うことを併せて行う点にある
。

（実施例１） さらに、本発明の実施例として、本発明を実施するため
の装置の簡単な構成図を第２図に示す。

第２図において、φは被圧延材、１．３は機巾計、２は
温度針、１１．１２．２１．２２．３１．３２．４１．
４２はそれぞれ圧延ロール、５１ないし５３はルーパー
ロール、６１ないし６３はルーパー軸、７１は張力変更
量演算装置、８１はルーパー軸トルク演算装置、９１は
ルーパー軸トルク制御装置、１０１はルーパー軸アクチ
ュエーター（空圧、油圧、さらには電動のいずれの駆動
源であっても可）　、１１１は上位計算機（材料情報）
を示す。また、第２図において、各スタンド間では、一
定張力制御がなされており、以下に示す張力変更量は、
この制御により保たれている一定張力値に付加されるも
のである。

機巾計１および温度計２により測定した板巾偏差および
材料温度、さらに上位計算＄！１１１より得られる材料
情報に基づいて、張力変更量演算装置７１にて張力変更
量を計算する。次に、出力された張力変更量および材料
情報に基づいて、ルーバー軸トルク演算装置８１により
ルーバー軸トルク変換量が計算され、この値はルーバー
軸トルク制御装置９１を介してルーバー軸アクチュエー
ター１０１への操作量となる。

この張力変更量演算装置７１は、第３図に示すフローに
従って、張力変更量を計算する。以下、この内容につい
て詳述する。

まず、第３図中の■工程においては、測定された板巾偏
差および材料温度に基づき、前述の０式を変更した■式
より、機中を圧延ロール１１．１２の出側における目標
値に到達させるのに必要な張力変更量を計算する。

−ａ　　α（Ｔ−β）＋Ｔ ただし、Δσ１：ユニット張力変更量、ΔＷａ：板中偏
機中測定された機中と、圧延ロール１１．１２の出側に
お ける目標機中との差） Ｗａ：測定された機中 Ｔ　：測定された材料温度 α、β、Ｔ：被圧延材の材質により決定される定数 次に、第３図中の■工程においては、以降のスタンド間
、すなわち第２図における圧延ロール２１．２２と３１
．３２との間、および圧延ロール３１．３２と４１．４
２との間において一定張力制御が行われているとき、被
圧延材の長手方向の温度変動により生しる機中変動をフ
ィードフォワード的に吸収すべく、温度計２で測定され
た材料温度に基づき、０式によって張力変更量を計算す
る。

ただし、 Δσ２：ユニソト張力変更量、 Ｗｏ、圧延ロール１１．１２の出側での目標中、ｉ　：
機巾計１および温度計２に対して下流側にある圧延スタ
ンド（この場合 ２１．２２）の番号を１とし、下流に行くに従って昇べ
きの順に記される圧 延スタンド番号）、 ｎ　：機巾計１および温度計２より下流側にある圧延ス
タンド数、 Ｔｏ：最終圧延スタンドの出側の設定温度、σ、：第、
スタンドと第８．１スタンドの間における定張力制御設
定張力、 Ｗ０□；　１番スタンド出側の目標中、Ｗ、、、：最終
圧延スタンド出側目標中（即ち成品寸法） なお、上記■および０式において、Ｗ、　、Ｗ、。

については、Ｗ１８．で代用しても大きな差異は生しな
い。

そして、第３図中の■工程においては、前記Ｉおよび■
工程で計算された、張力変更量の和としてのトータルの
張力変更量Δσ、が得られる。これを０式に示す。

Δσ、−Δσ１＋Δσ２　・・・■ このようにして、張力変更量演算装置７】により張力変
更量Δσ、が計算される。

そして、本発明においては、前記張力変更量Δσ７だけ
、入側スタンドの前方張力の調整が行われる。

次に、第４図（ａ）ないし第４図（ｄ）に、本発明の各
工程をグラフで示す。

第４図（ａ）は、機巾計１および温度計２において測定
される板巾偏差および被圧延材温度を示す。

被圧延材温度は、一般にスキッドマークと呼ばれる、第
４図（ａ）中の破線で示すように、長手方向の温度変動
を有する。

第４図（ｂ）には、本発明による各張力変更量を示す、
Δσ１は板巾偏差に、Δσ２は温度変動にそれぞれ対応
したグラフを示している。

第４図（Ｃ）には、ルーパー軸アクチュエーター１０１
を用いて、（ｂ）に示される張力変更量を与えられた後
の機中（すなわち、第２図中のロール２１．２２の入側
における機中）を示す。当該位置における機中を目標値
に到達させるのみではなく、ロール２１．２２以降の下
流工程において発生する板中変動を予想し、これを吸収
するべく、新たに変動を付加している。

ここで、０式、０式で求められる張力変更量を付加する
ことは、圧延ロール１１．１２の出側の目標中を、下記
０式で与えられるＷｏ”　としたフィードバック制御で
あるため、精度よく第４図（Ｃ）に示される形に制御を
行うことができる。

×　−０，ｋｌａｉｍ　　・　・　・■第４図（ｄ）に
、最終スタンド出側における、被圧延材の機中を示すが
、Δσ７によって制御すると、下流スタンドにおける機
中変動が吸収されて、目標値に近似した値の機中を得る
ことができたことがわかる。

なお、本実施例においては、ルーバーロールを用いて張
力制御を行う場合について説明したが、圧延ロールの回
転数を変更することによって張力制御を行う、いわゆる
ＴＦＣにおいても同様の効果を期待することができる。

（実施例２） 本発明例として、第２図にその構成を示す装置を用いて
、板厚２．３ｍｍの熱延鋼板を製造した。この際の、仕
上圧延出側における機中の偏差を第５図（ａ）に示す。

一方、比較例として、本発明にかかる制御を行わなかっ
た場合（単にエツジヤ−ロールのみによる板厚制御を行
った場合）の、機中の偏差を第５図（ｂ）に、被圧延材
の材料温度により前方張力の調整を行わなかった場合（
特開昭５５−９２２１９号公報により提案された方法に
よる場合）の板巾偏差を第５図（Ｃ）に示す。

第５［１４（ｂ）から、仕上最終スタンド出側の機中に
は、定常的な板中偏差と板肉の変動とが生し、第５図（
Ｃ）から、定常的な板中偏差は解消するものの、板肉の
変動が生していることがわかる。

これに対し、第５図（ａ）から、略目標値通りの値の機
中が得られたことがわかり、本発明の効果が明らかであ
る。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明により、 ■適切な張力変更量が得られること、 ■精度よく一機中制御を行うことができること、■演算
ロジックが比較的簡単であり、機中制御を、早く、かつ
高い信転性の下で行うことができること、さらに ■既存設備への通用も容５であること という効果を得ることができた。

かかる効果を有する本発明の意義は著しい。

【図面の簡単な説明】

第１図（旬は、実機テストを行った際の圧延機および被
圧延材の構成を示す略式説明図；第１図ら）は、板中方
向の歪量に及ぼす、ユニット張力の影響を示すグラフ； 第１図（Ｃ）は、機中方向の歪量に及ぼす、材料温度の
影響を示すグラフ； 第２図は、本発明を実施する際に用いる装置の一例を示
す略式説明図； 第３図は、第２図中の張力変更量演算装置Ｉ７１で行わ
れる演算ロジックの概要を示す略式説明図；第４図（ａ
）ないし第４図（イ）は、本発明のプロセスにおける、
中偏差・被圧延材温度、張力変更量、ロール２１．２２
の入側における機中、最終成品中をそれぞれ示すグラフ
：および 第５図（ａ）ないし第５図（Ｃ）は、実施例２における
本発明例および比較例の結果を示すグラフである。 １．３：機巾計 ２　：温度計 １１．１２．２１，２２，３１，３２．４１，４２　：
圧延ロール５１．５２．５３　　ニ ルーパーロール ６１．６２，６３　　ニ ルーパー軸 ７１　： 張力変更量演算装置 ８１　ニ ルーパー軸トルク演算装置 １１１　： 上位計算機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状金属材料に張力を付加しながら行われる熱間
   連続圧延における板巾制御法であって、少なくとも１つ
   のスタンド間に設置した巾計および温度計により測定さ
   れた板巾偏差および材料温度に応じて入側スタンドの前
   方張力の調整を行うことを特徴とする熱間連続圧延にお
   ける板巾制御法。
2. （２）板状金属材料に張力を付加しながら行われる熱間
   連続圧延における板巾制御法であって、少なくとも一つ
   のスタンド間に設置した巾計および温度計により測定さ
   れた板巾偏差および材料温度に応じて求めた前方張力の
   補正量と、前記材料温度に応じて求めた、前記スタンド
   間より下流の各スタンド間において予測される板巾変動
   量を補償し得る前方張力の補正量とのそれぞれの値の和
   に応じて、入側スタンドの前方張力の調整を行うことを
   特徴とする熱間連続圧延における板巾制御法。