JPH04284910A - 熱間圧延機における板幅制御方法 - Google Patents

熱間圧延機における板幅制御方法

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JPH04284910A
JPH04284910A JP3072502A JP7250291A JPH04284910A JP H04284910 A JPH04284910 A JP H04284910A JP 3072502 A JP3072502 A JP 3072502A JP 7250291 A JP7250291 A JP 7250291A JP H04284910 A JPH04284910 A JP H04284910A
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JP
Japan
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roll
width
rolling
vertical
vertical roll
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JP3072502A
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Katsuji Matsuo
松尾 勝次
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は竪ロール及びこれに続い
て水平ロールを交互に配設した熱間圧延機における板幅
制御方法に関する。 【0002】 【従来の技術】図3は一般的な従来の熱間圧延機を示す
模式図であり、竪ロール1と水平ロール2とをこの順序
で交互に複数組(図には1組のみ表している)配設して
構成されており、被圧延材10は矢符で示す如く先ず竪
ロール1により、続いて水平ロール2により垂直圧延,
水平圧延を交互に施されていくようになっている。熱間
圧延機における板幅制御は竪ロール1の入側板幅と水平
ロール2の出側板幅との関係式を用いて水平ロール2の
出側板幅が目標板幅と一致するよう竪ロール1の入側板
幅に基づいて竪ロール1のロール開度を設定するフィー
ドフォワード制御方法が広く行われているが、このよう
な熱間圧延機における水平ロール2の出側板幅精度の向
上を図る技術として、竪ロールの入側板幅,出側板幅を
実測検出し、竪ロールの入側板幅と水平ロール出側板幅
との関係式に基づいて水平ロールの出側板幅を予測する
方法が提案されている(特開昭56−117814 号
) 。 【0003】この方法における竪ロール入側板幅と水平
ロール出側板幅との関係式は次の如くに求められる。図
4は垂直及び水平圧延による被圧延材10の変形挙動を
示す説明図であり、図4(a) は垂直圧延前の、また
図4(b) は垂直圧延後の、更には図4(c) は水
平圧延後の夫々圧延方向と直交する方向の断面を示して
いる。ドッグボーン部の存在を無視した場合の水平圧延
による幅拡がり量をwH (以後、一様幅拡がり量と称
す)、側端部盛り上り部(図4の(b) の斜線で示す
部分) の水平圧延による幅拡がり量 (図4の(c)
 の斜線で示す部分) をwM (以後、盛り上り幅拡
がり量と称す)とすれば、水平圧延後の板幅wは、図4
(c) に示す如くw=WE +wH +wM となる
。これらの幅拡がり量wH ,盛り上り幅拡がり量wM
 は、次の3つのパラメータCH ,CE ,CM を
用いることにより近似的に(1),(2) 式の如き関
係式が得られる。 wH ={(H/h)CH−1}・WE       
…(1)wM =CME・ΔW           
           …(2)但し、CH :一様幅
拡がり係数 CME:盛り上り幅拡がり係数(=CM ・CE )W
E :竪ロール出側の板幅 ΔW:幅殺し量(=W−WE ) H  :竪ロール入側板厚 h  :水平ロール出側板厚 【0004】なおCH ,CMEは下記(3),(4)
 式の如くに表され、 CH =f(H,WE ,R,Δh)        
  …(3)CME=f(H,W,ΔW,γ)    
        …(4)但し、R  :水平ロール半
径 Δh:水平ロール圧下量 W  :竪ロール入側板幅 γ  :スラブの焼け具合を表すパラメータ【0005
】これを回帰手法にて求めると、下記(5),(6),
(7) 式の如くになる。即ち(i)   ドッグボー
ン部の存在を無視した場合の水平圧延による一様幅拡が
り係数CH は下記(5)式の如くに表わせる。 【0006】 【数1】 但し、HE :竪ロール出側板厚 【0007】(ii)  垂直圧延による増厚+端部盛
り上り量発生係数CE は下記(6) 式の如くに表わ
せる。 【0008】 【数2】 但し、SE :垂直圧延による側端部盛り上がり量【0
009】(iii) 増厚+側端部盛り上り量の合計に
対する側端部盛り上り量比率CM は下記(7) 式の
如くに表わせる。 CM =SE /(SH +SE )  …(7)但し
、SH :垂直圧延による増厚 これに基づいて、一様幅拡がり係数CH ,盛り上り幅
拡がり係数CMEを決めれば幅拡がり量wH ,盛り上
り幅拡がり量wMが求まり、水平ロールの出側板幅変化
を予測することができる。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の方法では関係式における一様幅拡がり係数CH ,盛
り上り幅拡がり係数CME(=CM ・CE )はいず
れも実圧延データから回帰手法により求めた値であり、
回帰誤差が含まれるため全ての寸法,材質の被圧延材に
適用して十分な精度が得られないという問題があった。 【0011】本発明者は前述した板幅制御モデル式を全
てのサイズ,材質の被圧延材に適用可能とすべく実験,
研究を行った結果、次のような事実を知見した。即ち、
(5) 式で与えられるCH は(5) ′式の如くに
書き直せるから変数の水平ロール出側板幅w,竪ロール
出側板幅WE を、例えば水平ロールの入側,出側夫々
において板幅計,板厚計により測定すればCH は実圧
延データから求め得る。 【0012】 【数3】 【0013】また(6) 式中の変数である堅ロール入
側板厚H,竪ロール出側板厚HE ,竪ロール入側板幅
W,竪ロール出側板幅WEを竪ロールの入側,出側の夫
々において板厚計,板幅計により測定し、また変数であ
る垂直圧延後の側端部盛り上がり量SE は被圧延材の
側端部に対向させた板厚計又はレーザ距離計の検出値を
積分することにより求めれば、同様にこれらは実圧延デ
ータから求め得る。更に(7) 式で与えられるCM 
は (7)′の如くに書き直せるから、側端部盛り上り
量SE は前述の方法で、また竪ロール出側板厚HE 
,竪ロール入側板厚Hは竪ロールの入側,出側夫々にお
いて板厚計で測定すればCM は実圧延データから求め
得る。 【0014】 【数4】 このような実圧延データから求めたCH ,CE ,C
Mを圧延中にフィードバックして(1),(2) 式か
ら竪ロール開度指令の演算を行えば精度よく自動板幅制
御を実現することが可能となる。 【0015】本発明はかかる知見に基づきなされたもの
であって、その目的とするところは板幅制御モデル式の
パラメータに含まれる回帰誤差を垂直圧延後の実圧延デ
ータ及び水平圧延後の実圧延データに基づき随時適応修
正し、圧延方向の板幅精度の向上を図ると共に、更に圧
延終了後にはこの圧延実績値に基づきパラメータを学習
によって修正し、次の被圧延材を圧延する際の板幅制御
モデル式を適応修正し、次圧延のためのセットアップ精
度の向上も図れるようにした熱間圧延機における板幅制
御方法を提供するにある。 【0016】 【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の熱間
圧延機における板幅制御方法は、竪ロール及びこれに続
く水平ロールにより被圧延材を圧延する熱間圧延機にお
いて、竪ロールの入側,出側及び水平ロール出側で被圧
延材の圧延方向各部の板厚,板幅、並びに竪ロールと水
平ロールの中間で被圧延材の幅方向における側端部盛り
上り量を検出する過程とこれらの検出値より圧延中に板
幅制御モデル式のパラメータである一様幅拡がり係数C
H ,盛り上がり幅拡がり係数CMEを修正する過程と
、修正したパラメータを用いた板幅制御モデル式に基づ
き目標とする水平ロール出側板幅を得べく竪ロール開度
をフィードバック制御することを特徴とする。また本発
明に係る第2の熱間圧延機における板幅制御方法は、圧
延終了後に材料の圧延方向の各部で検出した竪ロール入
側,出側及び水平ロール出側の板厚,板幅、並びに竪ロ
ールと水平ロールとの中間での側端部盛り上り量と、圧
延スケジュール情報に基づき板幅制御モデル式における
各制御パラメータを修正する請求項1記載の熱間圧延機
における板幅制御方法を含むことを特徴とする。 【0017】 【作用】本発明にあっては、これによって圧延中の実圧
延データに基づいてパラメータCH ,CM ,CE 
を適応修正し、この修正したパラメータを用いた板幅制
御モデル式に従って板幅のフィードバック制御を行うこ
とで回帰誤差を排除出来、板幅精度の向上を図れる。 【0018】 【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。 (実施例1)図1は本発明に係る熱間圧延機の板幅制御
方法の制御系を示すブロック図であり、図中1は竪ロー
ル、2は水平ロール、10は被圧延材を示している。被
圧延材10は矢符方向から竪ロール1、続いて水平ロー
ル2に通されて圧延されるが、この過程で竪ロール1の
入側、竪ロール1と水平ロール2との中間及び水平ロー
ル2の出側において夫々被圧延材10に臨ませた板厚計
11,12,13、板幅計14,15,16にて板厚,
 板幅を夫々計測される外、竪ロール1と水平ロール2
との中間位置においては被圧延材10の側端部上方に臨
ませたレーザ距離計等の距離計17にて被圧延材10の
側端部迄の距離の変化を計測されるようになっている。 この距離計17の出力は、側端部盛り上がり演算装置2
5へ入力され、演算された側端部盛り上がり量SE a
ct は演算装置24へ入力されるようになっている。 【0019】また、竪ロール1の入側における被圧延材
10の下面にはメジャリングロール18を転接させてあ
り、これに付設したパルスジェネレータ PLG1 の
出力を図示しないトラッキング装置に取り込み、被圧延
材10の板幅,板厚測定位置をトラッキングし、この被
圧延材10における測定位置に対し、竪ロール1のロー
ル開度を設定するようになっている。竪ロール1はこれ
に連結した開度設定用モータMによってロール開度を設
定調節されるよう構成されており、モータMは竪ロール
開度指令演算装置20の指令に基づく竪ロール開度制御
装置21からの制御信号により駆動制御されるようにな
っている。また、竪ロール開度指令演算装置20は圧延
スケジュール情報22、演算装置23から入力される各
一様幅拡がり係数等の初期値CH0,CE0,CM0、
演算装置24から入力される各一様幅拡がり係数等のパ
ラメータCH act ,CE act ,CM ac
t に基づき竪ロール開度指令を演算し、これを竪ロー
ル開度制御装置21へ出力するようになっている。 【0020】演算装置23は圧延スケジュール情報22
に基づき各パラメータの初期値CH0,CE0,CM0
を演算し、これを竪ロール開度指令演算装置20へ出力
し、また演算装置24は前記した板厚計11,12,1
3の検出信号H,HE act ,h、板幅計14,1
5,16の検出信号W,WE act ,w、側端部盛
り上り演算装置25が演算した側端部盛り上り量SE 
act 、竪ロール開度設定用モータMに付設したパル
スジェネレータ PLG2から取り込んだ信号及び竪ロ
ール1の圧延過重P act等に基づきCH act 
,CEact ,CM act を逐次演算してこれを
竪ロール開度指令演算装置20へ出力するようになって
いる。 【0021】ところでこのような熱間圧延機で圧延され
る被圧延材10はその圧延方向の先端部, 後端部と、
中間部とでは圧延条件が著しく異るため夫々先端部, 
後端部等の非定常部と、中間部である定常部とに分けて
板幅制御が行われる。先ず非定常部についてみると、こ
の非定常部についての板幅変動予測式としては下記(8
) 〜(12)式が知られており、竪ロール開度指令演
算装置24にてこれら板幅変動予測式に従い竪ロール開
度指令を演算し、竪ロール1の開度S(x) を設定調
節して、板幅制御を行う。被圧延材10の先端部, 後
端部の長さは竪ロール1の半径, 水平ロール2の半径
及び水平ロール2の入側,出側板厚から求まるから、こ
の長さをメジャリングロール18に付設したパルスジェ
ネレータPLG1の出力信号に基づき検出し、その各部
についてトラッキングを行い板幅制御を施す。 【0022】垂直圧延による板幅変動予測式W(x) 
>S(x) の場合 【0023】 【数5】 但しwV (x) :先端部の場合 ΔwV =−0.13{w(x) /Δw(x)}0.
469 ・(H/RE )0.274・Δw(x)後端
部の場合  ΔwV =0x:垂直圧延後の先,後端か
らの距離 S(x) :非定常部圧延中の堅ロール開度S:定常部
圧延中の堅ロール開度 RE :竪ロール半径 【0024】W(x) ≦S(x) の場合     
 ΔwV (x) =S(x) −S        
                        …
(9) 【0025】盛り上り幅拡がりによる板幅変動
予測式      ΔwM (x) =a(x) ・w
M (x) −wM                
     …(10)            (a(
x) ≦1)【0026】水平圧延による板幅変動予測
式      ΔwH (y) =ΔwH ・exp 
( −3.4 y/R)              
…(11)  但し     先端部の場合:ΔwH =0.27(Δh/H
)0.953 ・(H/R)0.428・R    後
端部の場合:ΔwH =0.313 (Δh/H)0.
689 ・(H/R)0.471 ・R             y:水平圧延後の先,後端か
らの距離{y=(W・H/w・h)・x} R:水平ロール半径 【0027】垂直, 水平圧延後の板幅変動予測式  
    ΔwVH(y) =ΔwV (x) +ΔwM
 (x) +ΔwH (y)         …(1
2)但し、 W(x) :先,後端部の入側板幅 S(x),S:先,後端部,中間部の圧延中の竪ロール
開度wM (x),wM :先,後端部、中間部の盛り
上り幅拡がり量 H  :堅ロール入側板厚 w  :水平ロール出側板幅 h  :水平ロール出側板厚 Δh:水平ロール圧下量 【0028】一方被圧延材10の中間部である定常部に
ついては、定常部板幅関係式である(1) 〜(5) 
式と、竪ロール開度と竪ロールの出側板幅の関係式であ
る式(13)から求まる(14)式とを用いて竪ロール
開度指令(竪ロール開度:S)を演算する。 WE =S+P/M      …(13)但し、S:
竪ロール開度 P:竪ロール圧延荷重 M:竪ロールミル定数 【0029】 【数6】 【0030】即ち具体的には被圧延材10に転接させて
あるメジャーリングロール18のパルスジェネレータ 
PLG1 にて測長し、先端部の非定常部が通過した直
後、竪ロール1の入側板厚H,入側板幅Wを板幅計14
及び板厚計11で実測し、図示しないトラッキング装置
にてこの実測位置が竪ロール1の直下に到着した時、圧
延スケジュール情報22の水平ロール出側目標板幅wa
im 、目標板厚haim 、予測荷重PY 、並びに
回帰手法にて演算した初期値CH0,CME0 を用い
て演算装置20により(15)式に従って竪ロール開度
指令を演算し、竪ロール開度を制御する。 【0031】 【数7】 【0032】ここで竪ロール圧延荷重の実績値(Pac
t ) に基づき(16)式に従って竪ロール圧延荷重
変更量ΔPを求め、(17)式に従って竪ロール入側の
実測位置に対する竪ロール開度指令を演算する。 ΔP=PY −Pact         …(16)
【0033】 【数8】 【0034】次に前述の定常部における実測を行った第
1点目が竪ロール出側の板厚計12、板幅計15に到達
すると竪ロール出側板厚HE 、竪ロール出側板幅WE
 が実測され、これより(18)式に従ってCH を演
算する。 【0035】 【数9】 【0036】このCH と回帰手法にて求めたCH0の
誤差を(19)式で求め、これをフィールドバックして
ΔCH =CH0−CH act   …(19)(2
0)式より竪ロール入側での板厚,板幅実測位置に対す
る竪ロール開度指令を求める。 【0037】 【数10】 【0038】次に、前述の定常部における実測を行った
第1点目が竪ロール出側の距離計17に到達すると、竪
ロール出側における側端部盛り上り量SE act が
実測され、これによって (6)式,(7)式のCE 
act ,CM act を演算し、求めたCEact
 ,CMact と回帰手法にて求めたCME0 の誤
差を(21)式から求め、これをフィールドバックして
(22)式に示す如く竪ロール入側の実測点に対する竪
ロール開度指令を求める。 ΔCME=CME0 −CM act ・CE act
       …(21)【0039】 【数11】 【0040】前述した定常部の第1点目が水平ロール2
の出側の板厚計13、板幅計16下に到達すると、水平
ロール出側の板厚h,板幅wが実測され、(5) 式,
(6)式,(7)式より全て実測値から求めたCH a
ct ,CE act ,CM act を用いて竪ロ
ール入側での板厚,板幅実測位置に対する竪ロール開度
指令にフィードバックする。以下同様にして定常部にお
ける第2点目以降の実測位置についても順次前述の手順
と同様にして竪ロール開度指令を求める。以上の方法に
て初期に回帰手法により求めたCH0,CME0 に含
まれる回帰誤差を圧延中の圧延実績値により随時適応修
正する。 【0041】次に圧延終了後は、圧延方向の全長にわた
る各部の実測データから竪ロール入側板厚平均値<H>
、竪ロール入側板幅平均値<W>、竪ロール出側板厚平
均値<HE >、竪ロール出側板幅平均値<WE >、
側端部盛り上り量平均値<SE >、水平ロール出側板
厚平均値<h>、水平ロール出側板幅平均値<w>を求
める。次に (5)式,(6)式,(7)式の変数の全
てについてこれら実測データを用いてCH ,CE ,
CM 夫々の平均値<CH >、<CE >、<CM 
>を求め、この求めた<CH >、<CE >、<CM
 >を板厚、板幅、材質、材料温度等で分類したテーブ
ルにて(23),(24),(25)式に従って学習さ
せ、得られたCH2,CE2,CM2を用いた板幅制御
モデル式(18)式にて竪ロール開度を設定し、竪ロー
ル開度のセットアップ精度を向上させる。 【0042】 CH2=CH1+(CH1−<CH >)・G4   
    …(23)CE2=CE1+(CE1−<CE
 >)・G5       …(24)CM2=CM1
+(CM1−<CM >)・G6       …(2
5)但し CH2,CE2,CM2,:今回の圧延終了後の学習の
結果得た値 CH1,CE1,CM1:今回使用した圧延前の値G4
 ,G5 ,G6 :学習ゲイン 【0043】(実施例2)図2は本発明の他の実施例を
示すブロック図である。この実施例2においては実施例
1における竪ロール1の入側に配設されている板厚計1
1、水平ロール2の出側に配設されている板厚計13夫
々に代えて、水平ロール2と、竪ロール1の入側に配設
されている水平ロール3とに夫々付設されている圧下装
置31,32 、荷重検出器33,34 の検出信号に
基づき板厚を演算する板厚演算装置35,36 を設置
し、水平ロール2の出側板厚h及び竪ロール1の入側板
厚Hを板厚演算装置35,36から演算装置24へ取り
込むようになっている。例えば竪ロール1の入側に設け
てある水平ロール3の圧下位置をSH 、圧延荷重をP
H とすると、竪ロール入側板厚Hは(26)式にて求
まる。 H=(PH /MH )+SH       …(26
)水平ロール2の出側板厚についても同様である。他の
構成及び作用は図1に示す実施例1の場合と実質的に同
じであり、対応する部分には同じ番号を付して説明を省
略する。 【0044】 【発明の効果】以上の如く本発明方法にあっては板幅制
御モデル式の制御パラメータを垂直圧延,水平圧延後夫
々の実圧延データに基づいて随時回帰誤差の適応修正を
行い得、圧延方向板幅精度の向上が図れる外、圧延終了
後は圧延実績値に基づいて次圧延材への適応修正を行う
ことにより次圧延に際してのセットアップ精度を向上し
得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】
【図1】本発明方法を適用した熱間圧延機の制御系を示
すブロック図である。
【図2】本発明の他の制御系を示すブロック図である。
【図3】一般的な熱間圧延機の模式図である。
【図4】熱間圧延機による圧延過程での被圧延材の変形
挙動を示す説明図である。
【符号の説明】
1        竪ロール 2        水平ロール 3        水平ロール 11,12,13  板厚計 14,15,16  板幅計 17        距離計 20        竪ロール開度指令演算装置21 
       竪ロール開度制御装置23,24,25
  演算装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  竪ロール及びこれに続く水平ロールに
    より被圧延材を圧延する熱間圧延機において、竪ロール
    の入側,出側及び水平ロール出側で被圧延材の圧延方向
    各部の板厚,板幅、並びに竪ロールと水平ロールとの中
    間で被圧延材の幅方向における側端部盛り上り量を検出
    し、これらの検出値より圧延中に板幅制御モデル式のパ
    ラメータである一様幅拡がり係数CH ,盛り上がり幅
    拡がり係数CMEを修正する過程と、修正した前記各パ
    ラメータを用いた板幅制御モデル式に基づき目標とする
    水平ロール出側板幅を得べく竪ロール開度をフィードバ
    ック制御することを特徴とする熱間圧延機における板幅
    制御方法。
  2. 【請求項2】  圧延終了後に材料の圧延方向の各部で
    検出した竪ロール入側,出側及び水平ロール出側の板厚
    ,板幅、並びに竪ロールと水平ロールとの中間での側端
    部盛り上り量と、圧延スケジュール情報に基づき板幅制
    御モデル式における各パラメータを修正する請求項1記
    載の熱間圧延機における板幅制御方法。
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