JPH0547289B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、複数個のスタンドを有し、かつ最終
スタンドのロールがダルロールである連続冷間圧
延機においてストリツプを所定の素厚から仕上厚
に圧延する際のドラフトスケジユールの設定方法
に関するものである。 （従来の技術） 複数のスタンドを有する連続冷間圧延機におい
てストリツプを圧延する際、ストリツプの素厚
（入口厚）と仕上厚（出口厚）は予め与えられる
が、各スタンド間の板厚圧下量、すなわち最終ス
タンドを除く各圧延スタンドにおける目標出口板
厚に関しては、従来オペレータが経験に基づき各
スタンドの圧延荷重配分、モータ動力配分等を適
当な値に選択することによつて設定していた。 近年コンピユータの普及によりロールギヤツプ
をコンピユータを使用して自動的に設定すること
が行われるようになつてきているが、この場合に
おいてもこれまでに経験的に得られている適当な
ドラフトスケジユールをテーブル値としてまとめ
たデータを使用し、このテーブル値を用いた内挿
法によつて目標仕上厚に対応するドラフトスケジ
ユールを決定する方法が採用されている。 今上述の如き従来方法の１例として５スタンド
連続冷間圧延機の場合のテーブル値を用いた内挿
法を第１図を参照しながら説明する。第１図は各
スタンドにおける出口板厚値をプロツトしたもの
である。折線１は素厚h₀に対して最小の圧下率の
ドラフトスケジユールの例であり、折線２は素厚
h₀に対して最大の圧下率のドラフトスケジユール
の例を示し、いずれもテーブル値としてコンピユ
ータに記憶されている。この従来技術のテーブル
値を用いた内挿法により求められる折線３の目標
ドラフトスケジユールの全圧下率γ_TAは予め与え
られた素厚h₀と目標仕上厚h_5Aから式(1)で表わさ
れる。 γ_TA＝１−h_5A／h₀ ……(1) 折線１のドラフトスケジユールの全圧下率γ_TB
は同様に式(2)で表わされる。 γ_TB＝１−h_5B／h₀ ……(2) 同様に折線２のドラフトスケジユールの全圧下
率γ_TCは式(3)で表わされる。 γ_TC＝１−h_5C／h₀ ……(3) 次に各スタンドにおける目標出口板厚即ち目標
ドラフトスケジユールh_iA（ｉ＝１、２、３、４）
は比例配分によつて下式で表わされる。 h_iA＝h_iC＋（h_iB−h_iC）（h_5A−h_5C／h_5B−h_5C） ここで式(1)、(2)および(3)より h_5A−h_5C／h_5B−h_5C ＝（h_5A−h_5C）／h₀／（h_5B−h_5C）／h₀＝γ_TC−γ_TA
／γ_TC−γ_TB 上記した２つの式より h_iA＝h_iC＋（h_iB−h_iC）（γ_TC−γ_TA／γ_TC−γ_TB）…
…(4) 式(4)から明らかなように折線３の目標ドラフト
スケジールh_iA（ｉ＝１、２、３、４）は、折線１
および折線２のドラフトスケジユール並びに目標
仕上厚h_5Aから決定することができる。 ここでは予め与えられたストリツプの素厚h_Oに
一致する素厚がテーブル値に実際に存在した場合
について説明したが、もし与えられた素厚h_Oに一
致する素厚がテーブル値にない場合は、テーブル
値に存在する値のうちであつて、テーブル値に存
在しない素厚h_Oに対して大きな素厚値h_ODおよび
小さな素厚h_OEを用いてドラフトスケジユールを
決定する。 まず第１図中に示すように、h_OD、_OEに関して、
折線４のドラフトスケジユールh_iD（ｉ＝１、２、
３、４）と、折線５のドラフトスケジユールh_iE
（ｉ＝１、２、３、４）とを、前述したテーブル
値を用いた内挿法を用いて決定する。 h_iD＝h_iJ＋（h_iG−h_iJ）×（h_5D−h_5J／h_5G−h_5J） h_iE＝h_iL＋（h_iK−h_iL）×（h_5E−h_5L／h_5K−h_5L） なお、h_5D、h_5Eに関しては、素厚h_Oと目標仕上
厚h_5Aを用いて、 γ_TA＝１−h_5A／h_O、 h_5D＝h_OD×（１−γ_TA）、 h_5E＝h_OE×（１−γ_TA） と決定する。 このようにして、折線４および折線５を描いた
後、これら２本のドラフトスケジユールから、下
式に示すようにして、目標ドラフトスケジユール
h_iA（ｉ＝１、２、３、４）を決定する。 h_iA＝h_iE＋（h_iD−h_iE）×h_5A−h_5E／h_5D−h_5E （従来技術の問題点） このようなテーブル値を用いた内挿法に従つて
目標仕上厚に対応するドラフトスケジユールを決
定しこれに基づいてストリツプを圧延した場合、
ストリツプの圧延中にある特定のスタンドのモー
タ電流値が異常に高くなることがある。このよう
な事態が発生するとこの特定のスタンドのロール
表面にヒートスクラツチと称する微細な焼付きキ
ズが生ずることは経験的に知られている。このヒ
ートスクラツチがいつたん発生すると除々に成長
しストリツプ表面にプリントされるため、ロール
替をする必要が生ずる。スタンドのロール表面に
このようなヒートスクラツチが発生しかけた場合
圧延速度を下げることによつてヒートスクラツチ
の成長を防止する方法もあるが、この場合ミルの
生産性を著しく減ずることになる。 そこでこのようなヒートスクラツチのロール表
面への発生を防止するためのドラフトスケジユー
ル決定方法として、各スタンドのモータ電流の配
分を所定の比率となるように設定するドラフトス
ケジユール決定方法が特開昭49−106951号公報に
提案されている。 しかしながらこの公報に記載のドラフトスケジ
ユール決定方法の如く、連続圧延機を構成する全
スタンドのモータ電流の配分比率を目標値に設定
しようとすると、最終スタンドのドラフトスケジ
ユールの決定が以下に説明する理由から困難とな
る場合が多く、実用化する上で問題点を多く含ん
でいる。 連続冷間圧延機の最終スタンドから出たストリ
ツプは次工程としてコイル状で焼鈍処理を施され
る場合が多いが、この際コイルストリツプ間での
焼付きのおそれがある。そこで焼鈍処理工程での
焼付きを防止するために、表面粗度の高いダルロ
ール（シヨツトブラストロール）を最終スタンド
のワークロールとして用い、ストリツプ表面へマ
ツト（凹凸状の模様）をつける場合が多い。そし
てこの場合にはロールと圧延材の間の摩擦係数が
高くなる。 一方最終スタンドでは仕上げ板形状を良好に保
つ必要があるが、このためには最終スタンドの圧
延荷重を所望の値に設定する必要がある。しかし
前述のとおりロールと圧延材の間の摩擦係数が高
いので最終スタンドで可能な圧下率は１〜５％と
非常に小さくなつてしまい、この範囲内で微妙に
圧下率を決定する必要がある。 更に圧延動力の点から考慮すれば、連続圧延機
の最終スタンドにおいては入側の全張力は高く、
出側ではストリツプの巻取を行うので張力を余り
高くできないため、最終スタンドの前後の張力差
によるトルクの割合が大きく圧延トルクの割合は
相対的に小さい。このような状況下で最終スタン
ドのモータ電流（張力トルクに圧延トルクを加え
たものに相当）の目標値をある一定値に設定して
圧下量を求めると圧下量がばらつき、結果的に最
終スタンドの圧延荷重がばらつくという問題が生
ずる。すなわち、このような微小な圧下量をモー
タ電流目標値より決定することは実際上困難であ
る。 ここに、本発明の目的は、複数個のスタンドを
有し、かつ最終スタンドのロールがダルロールで
ある連続冷間圧延機により冷間圧延を行う際に、
最終スタンドにおける圧延速度等を最適にすると
ともに最終スタンド以外のスタンドでのヒートス
クラツチの発生を防止することができるドラフト
スケジユールの設定方法を提供することにある。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題を解決するための種々
検討を重ねた結果、このようなダルロールを用い
た最終スタンドではヒートスクラツチは全く生じ
ないという経験上の知見に基づき、上述の各スタ
ンドのモータ電流の配分を所定の比率となるよう
に設定するドラフトスケジユール設定方法におい
て、最終スタンドより一つ上流のスタンドのドラ
フトスケジユールを他のスタンドのドラフトスケ
ジユールとは別の方法であるテーブル値を用いた
内挿法によつて設定し、このようにして設定した
ドラフトスケジユールにしたがつて圧延を行うこ
とにより、最終スタンドにおける圧延速度等を最
適に決定できると共に、他のロールでのヒートス
クラツチの発生を防止できることを知見して、本
発明を完成した。 ここに、本発明の要旨とするところは、複数個
のスタンドから成り、かつ最終スタンドのロール
がダルロールである連続冷間圧延機のドラフトス
ケジユールを設定するに際して、前記複数個のス
タンドのうちの最終スタンドより一つ上流のスタ
ンドの目標出口板厚はテーブル値を用いた内挿法
によつて定めるとともに、前記スタンドよりさら
に上流の複数のスタンドそれぞれの目標出口板厚
は各々のスタンドの駆動モータ電流の配分が所定
の比率となるように定めることを特徴とする連続
冷間圧延機のドラフトスケジユール設定方法であ
る。 つまり本発明においては、最終スタンドの圧下
量、すなわち最終スタンドよりも一つ上流のスタ
ンドの目標出口板厚は１例を第１図に示したテー
ブル値を用いた内挿法によつて定め、前記スタン
ドよりさらに上流の複数のスタンドのドラフトス
ケジユールは各スタンドの駆動モータ電流の配分
が所定の比率となるように定める。このように２
つのドラフトスケジユール決定方法を組合せるこ
とによつて、それぞれのドラフトスケジユール決
定方法において避けられなかつた不都合を合理的
に解決でき、結果として前述の効果を達成するこ
とができるわけである。 なお、本発明において、「ドラフトスケジユー
ルを設定する」とは、最終スタンドを除く各スタ
ンドにおける目標出口板厚を設定することをい
い、例えば上流より順にF1、F2、F3、F4および
F5の５スタンドを有する連続冷間圧延機では、
F1、F2、F3およびF4の各スタンドにおける目標
出口板厚を設定することをいう。因みに最終スタ
ンドの目標出口板厚は仕上厚のことであり、それ
は成品の仕様により決定されるものであつて、本
発明にかかるドラフトスケジユールの設定方法に
より設定するものではない。 （作用） ここで５スタンド連続冷間圧延機を例にとつ
て、本発明に従うドラフトスケジユール設定方法
を説明する。 まずはじめに第１図を参照して詳述したテーブ
ル値を用いた内挿法を用いて予め仮のドラフトス
ケジユール即ち各スタンドにおける目標出口板厚
h_iK（ｉ＝１、２、３、４）を求める。このドラフ
トスケジユールh_iKよりF4スタンドの目標出口厚
すなわち最終スタンドであるF5スタンドの目標
入口厚h_4Aは下記の通り表わされる。 h_4A＝h_4K ……(5) なお、F5スタンドの目標出口板厚は、目標仕
上厚h_5Aが設定されることはいうまでもない。 次に、このようにして求めた仮のドラフトスケ
ジユールh_iK（ｉ＝１、２、３、４）を使用してF1
〜F4スタンドのモータ電流値A_Pi（ｉ＝１、２、
３、４）を予測する。この際ロール周速は各モー
タのスピードコーンを考慮して最大ロール周速
Vmax_i（ｉ＝１、２、３、４、５）を仮定してお
く。また入側、出側の張力値は例えば圧延材の仕
上厚、板幅ごとに経験的に求まつた張力応力値を
テーブル化しておき、この張力応力値に入側、出
側の板厚を乗ずると単位幅全張力が決められる。 この場合のモータ電流予測式に関しては種々の
理論式が知られており、例えば下記に表示した
Hillの近似式によつて単位板幅ロールトルクＧ
（ロール１本分）を算出することができる（日本
鉄鋼協会編「圧延理論とその応用」第２章54頁参
照）。 Ｇ＝ｋ・Ｒ・δ［1.05＋（0.07＋1.32γ）ｃ −0.85γ］ ……(6) ここでｋ：圧延材の２次元変形抵抗 Ｒ：ワークロール半径 δ：圧下量（δ＝h_i-1−h_i） γ：圧下率（γ＝１−h_i／h_i-1） R′：偏平したワークロール半径 Ｈ：入口板厚（Ｈ＝h_i-1） μ：圧延材とロールの間の摩擦係数 上式によつてロールトルクＧを求めたら次式に
従いモータ電流Ａ（ロール２本分）を求めること
ができる。 Ａ＝｛2G＋Ｒ（T_b−T_f）｝Ｋ・ｂ・Ｎ／Ｅ／η ……(7) ここでｂ：板厚 Ｎ：ロール回転速度 Ｅ：モータ電圧 Ｋ：単位換算係数 η：機械効率 T_b：単位幅入側全張力 T_f：単位幅出側全張力 次に第ｉスタンドの出口厚のみをΔh_iだけ変化
させたときの第ｊスタンドのモータ電流値の変化
に対する影響係数をC_ijとすると、第ｉスタンド
でのモータ電流値の変化ΔA₁〜ΔA₄は下式のとお
り表わされる。 ΔA₁＝C₁₁Δh₁ ΔA₂＝C₂₁Δh₁＋C₂₂Δh₂ ΔA₃＝C₃₂Δh₂＋C₃₃Δh₃ ΔA₄＝C₄₃Δh₃ ……(8) 影響係数C_jiは仮のドラフトスケジユールにお
いて出口厚を微小量変化させたときにおけるその
前後のスタンドのモータ電流変化量を(7)式のよつ
て算出することにより得られる。 F1〜F4スタンドのモータ電流配分目標値を
ξ_1〜4（但し、ξ_iはF3スタンドを基準（ξ₃＝1.0）と
し、それとの比として表す）とするとこの目標の
モータ電流配分値を得るには以下に示す式(9)が成
り立つ必要がある。_Pi ＝A_Pi＋ΔA_i＝ξ_i（A_P3＋ΔA₃） ……(9) 但し、ｉ＝１、２、４ なおA_Piは前述のように仮にドラフトスケジユ
ールh_ikによつて予測したモータ電流値であり、
これを各々Δh₁、Δh₂、Δh₃だけ修正したとき目
標配分比率ξ₁〜ξ₄が得られると考える。(8)、(9)式
より、Δh_iを解くとF1スタンド、F2スタンドおよ
びF3スタンドの各スタンド出口厚変更量は次の
ようになる。 Δh₁＝｛（ξ₂・C₃₂・C₄₃−C₂₂・C₄₃＋ξ₄・C₂₂・C₃₃
）A_P1 −ξ₁・C₃₂・C₄₃・A_P2＋ξ₁・C₂₂・C₄₃・A_P3−ξ₁
・C₂₂・C₃₃・A_P4｝／Δ Δh₂＝｛C₂₁（C₄₃−ξ₄・C₃₃）A_P1−C₁₁（C₄₃−ξ₄・
C₃₃）A_P2 −（ξ₁・C₂₁−ξ₂・C₁₁）C₄₃・A_P3＋（ξ₁・C₂₁−
ξ₂・C₁₁）C₃₃・A_P4｝／Δ Δh₃＝｛C₂₁・C₃₂・ξ₄・A_P1−C₁₁・C₃₂・ξ₄・A_P2＋
C₁₁・C₂₂・ξ₄・A_P3 −（ξ₁・C₂₁・C₃₂・ξ₂・C₁₁・C₃₂＋C₁₁・C₂₂）A_P
4｝／Δ ただし、 Δ＝ξ₁・C₂₁・C₃₂・C₄₃−ξ₂・C₁₁・C₃₂・C₄₃＋C₁₁・C
₂₂・C₄₃・ξ₄・C₁₁・C₂₂・C₃₃……(10) このようにして、F1スタンド、F2スタンドお
よびF3スタンドの出口厚の修正量Δh₁〜Δh₃が求
まると、下記式により、目標ドラフトスケジユー
ルを算出することができる。 h_iA＝h_iK＋Δh_i、ｉ＝１、２、３ ……(11) 更に精度を上げるためには式(11)で求めたh_iAを
h_iKの代わりに仮のドラフトスケジユールとして
前述の式(6)、(7)、(8)及び(9)を用い再度A_Piを計算
し直し、式(10)を用いて板厚修正量Δh₁〜Δh₃を算
出すれば良い。これによつて目標ドラフトスケジ
ユールh_iAの精度を一層高めることができる。 上述の計算を２〜３回繰り返せば十分な精度で
目標のモータ電流配分比率を満たすドラフトスケ
ジユールh_iAが定まる。このドラフトスケジユー
ルで予測される各スタンドモータ電流が許容され
るモータ電流の範囲内であり、かつ各モータのス
ピードコーンを満たすかをもチエツクし、満たさ
ないときは最高圧延速度Vmax_iを比例的に修正
することにより上記許容範囲内に各スタンドモー
タ電流およびロール速度が入るように修正する。 本発明により、このようにドラフトスケジユー
ルが決定されれば、すなわち、h_1A、h_2Aおよび
h_3Aが各スタンドの駆動モータ電流の配分が所定
の比率となるようにして、h_4Aがテーブル値を用
いた内挿法により、それぞれ決定されれば、h_5A
は仕上厚であるため、入側、出側板厚および目標
張力応力値等を用いて各スタンドの圧延荷重P_iを
予測し、この圧延荷重P_iが生じたときロール出側
での負荷時のロールギヤツプが目標板厚と一致す
るように無負荷時のロールギヤツプを決定する。
これらの決定方法については一般に良く知られて
いる方法を採用すればよい。 すなわち、圧延荷重の予測式に関しては、例え
ば下記のHillの近似式によつて算出することがで
きる（日本鉄鋼協会偏「圧延理論とその応用」第
２章53頁参照）。 Ｐ＝ｋ√′・{1.08+1.79γ・C-1.02γ}ｂ
……(12) ここで、ｋ、R′、δ、γ、Ｃは(6)式と同様で
あり、ｂは板幅を示す。 また、求めようとする無負荷時のロールギヤツ
プをS_Oiとすると S_Oi＝h_iA−P_i／K_i＋ΔS_Oi＋ΔS_ji ……(13) ここで、K_i：F_iスタンドのミル剛性 ΔS_Oi：F_iスタンドの零点変動量 ΔS_ji：F_iスタンドの零調時のオフセツト量 ΔS_Oiは各スタンド出側でのマスフロー板厚と圧
延荷重、ミル剛性から予測されるゲージメータ板
厚の差であり、ロール替から圧延コイルごとに順
次指数平滑法等により学習（アダプテイブ）され
るものである。又ΔS_jiはロール替後に実施される
零点調整（所定の基準荷重、例えば500tonfで上
下ロールを接触させ、この時の圧下位置を所定の
基準値とする作業）条件により定まる補正値であ
る。 また、各スタンドのモータ電流の目標となる配
分比率についてはあらかじめ圧延材の寸法（素
厚、仕上厚、板幅）ごとに経験的に得られた最適
な配分値をテーブルで与えておくか、あるいはオ
ペレータがその時の圧延状況に応じて各圧延材ご
とに配分比率を与えることもできる。 （実施例） ここで本発明の一層具体的な実施例について説
明する。第１表に示すサイズの冷延コイルを５ス
タンド連続冷間圧延機で圧延する場合の従来法
（テーブル値を用いた内挿法によるドラフトスケ
ジユール設定法）と本発明法によるドラフトスケ
ジユール及び最高圧延速度等の比較を第２表に示
す。

【表】

【表】 従来例ではF2スタンドのモータ電流値が高く
モータ許容電流（12900A）で制限されるため、
F5スタンドの最高ロール周速Vmax₅は1340ｍ／
分に押さえられる。一方本発明法においてF1〜
F4スタンドのモータ電流配分値（ξ_i）のうちF2
スタンドの値（ξ₂）を若干小さくするようなドラ
フトスケジユールを本発明の方法で求めたところ
第２表に示されるとおりとなり、F2スタンドで
危惧されたヒートスクラツチの発生の心配がなく
なるとともにVmax₅＝1406ｍ／分となり、従来
法のVmax₅＝1340ｍ／分と比べ約５％最高圧延
速度を上昇させることができた。 このようなパススケジユールの設定方法を採用
することにより全スタンドが安定した操業が可能
となり生産性の向上を達成させることができる。

【図面の簡単な説明】

添付した図面は、テーブル値を用いた内挿法を
説明するための図であり、各スタンドにおける出
口板厚値をプロツトしたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個のスタンドから成り、かつ最終スタン
   ドのロールがダルロールである連続冷間圧延機の
   ドラフトスケジユールを設定するに際して、前記
   複数個のスタンドのうちの最終スタンドより一つ
   上流のスタンドの目標出口板厚はテーブル値を用
   いた内挿法によつて定めるとともに、前記スタン
   ドよりさらに上流の複数のスタンドそれぞれの目
   標出口板厚は各々のスタンドの駆動モータ電流の
   配分が所定の比率となるように定めることを特徴
   とする連続冷間圧延機のドラフトスケジユール設
   定方法。