JPH0580281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は厚板圧延におけるキヤンバー制御方法
に関するものである。

（従来の技術） 厚板圧延におけるキヤンバー形状（圧延材の横
曲がり）を制御する従来の技術としては、圧延パ
ス間で公知の種々のキヤンバー量検出器により測
定、もしくは操作者が目視により観測した圧延材
全長のキヤンバー量に基づき、次パス噛込迄に適
当な左右ロール開度差を設定する単純なものがほ
とんどであつた。また、最近では、圧延材全長を
任意の区間に分割しキヤンバー量もしくはキヤン
バー曲率の分布を求め、適当な左右ロール開度差
パターンを設定する方法（特開昭55−112116号公
報）や、これに加えて、圧延材噛込後のオフセン
ター量およびその変化を把握し制御に反映させる
方法（特開昭59−13506号公報）等が提案されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のキヤンバー制御で採用されるキヤンバー
量操作方法は、圧延材のウエツジ率（ウエツジ
量／平均板厚）を圧延の前後で変化させる事であ
り、圧延前後のウエツジ率変化ΔΨ₁₂とキヤンバ
ー曲率変化ΔΧ₁₂の関係は、次式で与えられる。

ΔΧ₁₂＝Χ₂−Χ₁＝f₁（ΔΨ₁₂、λ、ｂ、Χ₁）
……(1) ここで、 ΔΨ₁₂：ウエツジ率変化 （＝（h_2df／h₂）−（h_1df／h₁））、 X₁：圧延前キヤンバー曲率、 X₂：圧延後キヤンバー曲率、 λ：延伸、ｂ：板幅、h₁：圧延前平均板厚、h₂：
圧延後平均板厚、h_1df：圧延前ウエツジ量、
h_2df：圧延後ウエツジ量 従つて、現在キヤンバー曲率がX₁の圧延材を
任意の目標曲率X₂、例えばX₂＝０に制御するた
めには、まず、(1)式にX₂＝０を代入し、延伸λ
及び板幅ｂを圧延条件より与え、ウエツジ率変化
ΔΨ₁₂について次式を解き、目標値ΔΨ^t ₁₂を求め
る。

ΔX^t ₁₂＝−X₁＝f₁（ΔΨ^t ₁₂、λ、ｂ、X₁） ……(2) ここで、f₁：例えば、昭和55年度日本塑性加工
学会春季講演会予稿集63頁に開示されている公知
の（2′）式がある。

f₁＝ΔΨ^t ₁₂・（１＋αλ³）／ｂ／（λ²＋αλ³）
……（2′） ただし、αは圧延条件より決まる正の定数 次に、圧延前のウエツジ量h_1dfと圧延前後の板
厚h₁，h₂を既知量として与えれば、次式より圧延
後のウエツジ量h_2dfの目標値h^t _2dfが得られ、 h^t _2df＝h₂（ΔΨ^t ₁₂＋（h_1df／h₁）） ……(3) これを達成するように圧延を行えばよい。

しかしながら、実際の圧延後のウエツジ量h_2df
は h_2df＝f₂（S_df、y_c、ｇ（p_0df、h_1df）、ｍ
、Ｅ、Ｄ、ｄ、ａ）……(4) ここで、S_df：左右ロール開度差、y_c：オフセン
ター量、p_0df：温度差等による変形抵抗の左右差
（以下、変形抵抗差と略す）、ｍ：塑性係数、Ｅ、
Ｄ：蛇行現象に対する圧延機の基本定数、ａ：チ
ヨツク間距離 f₂：例えば、昭和55年度日本塑性加工学会 春
季講演会予稿集64頁に開示されている式 f₂＝｛S_df・ｂ／ａ＋Ｅ・y_c＋Ｄ・（p_0df＋
ｍ・h_1df）｝／（１＋mD） で示されるように、人為的に設定可能な左右ロー
ル開度差S_dfや圧延中には殆ど変化しない塑性係
数ｍ、基本定数Ｅ、Ｄ、板幅ｂ、チヨツク間距離
ａのみに依存するのではなく、オフセンター量
y_c、変形抵抗差p_0df、圧延前ウエツジ量h_1dfのよ
うな、圧延中に時々刻々変化する未知の外乱量の
影響を少なからず受けるため、圧延後ウエツジ量
h_2dfをその目標値h^t _2dfに調整することは容易では
ない。

前述した従来キヤンバー制御方法は、これら外
乱量を総て零と仮定し、 h_2df＝f₂（S_df、y_c＝０、p_0df＝０、h_1df＝
０、ｍ、Ｅ、Ｄ、ｂ、ａ）……（4′） を満たす左右ロール開度差S_dfに従つて圧延する
か（上掲特開昭55−112116号公報）、上掲特開昭
59−13506号公報のように、オフセンター量y_cの
み影響を圧延中にフイードバツク制御により補正
するに止まるものであり、このため、圧延後、ウ
エツジ量目標値h^t _2dfに対して圧延後ウエツジ量
h_2dfに誤差が少なからず生じて、十分なキヤンバ
ー制御精度は得られない。これに対し、発明者等
はこれら全ての外乱量を考慮したキヤンバー制御
方法を案出し、出願したが、この方法においては
全ての外乱量の影響を圧延中に修正しなければな
らないため左右ロール開度差変化を大きくまた頻
繁に行う必要があり、圧延機によつて付帯する計
算機の能力、ロール開度設定装置の能力の制約か
ら実行できない場合も考えられる。

本発明は、これらの問題点を解決することを目
的として成された。

（問題点を解決するための手段およびその作用） 以下に本発明の詳細を具体例を挙げて説明す
る。

本発明においては、例えば、第１図に示すよう
に、圧延機１に駆動側及び操作側荷重検出器２，
２′、出側の圧延材９の左右板厚検出器３，３′、
オフセンター量検出器４及びキヤンバー形状検出
器５を設置する。オフセンター量及びキヤンバー
形状検出方法は、従来のように、圧延機直近に設
けた幅計及びITVによる方法でも良いし、特開
昭61−172609号公報による方法でもよい。

最終パスより前のパス、例えば最終パス直前の
パス圧延中もしくは圧延後に上記キヤンバー検出
器５により検出されたキヤンバー形状（曲率分布
X₁）及び左右板厚検出器３，３′の出力を減算器
６に入力して得られたウエツジ量h_1dfは、演算装
置７に送られ、圧延条件とし予め設定した延伸
λ、板幅ｂ、最終パス前の平均板厚h₁及び最終パ
ス後の平均板厚h₂と共に、(1)、(2)、(3)式に従つて
最終パス圧延時の目標ウエツジ率変化ΔΨ^t ₁₂及び
圧延後の目標ウエツジ量h^t _2dfが計算、記憶され
る。

ここで、最終パス圧延中の圧延材９の運動は、
第２図に示すように、圧延機入側、出側で夫々圧
延方向速度v₁，v₂、回転角速度ω₁，ω₂をもつ剛
体運動で近似される。このとき、圧延材の入側回
転角速度ω₁は次式で与えられる。

ω₁＝f₄（ΔΨ^t ₁₂、V₁、λ、ｂ、α） ……(5) ここで、α：圧延条件により決る係数（≧０） (5)式の具体的な関数形としては、例えば、昭和
55年度日本塑性加工学会春季講演会予稿集63頁に
開示されている公知の式から求められた（5′）式
がある。

ω₁＝ΔΨ^t ₁₂・v₁／｛ｂ・（１＋αλ）｝5′
……（5′） すなわち、圧延条件（圧延材速度を含む）が設
定され、目標ウエツジ率変化ΔΨ^t ₁₂が決まれば、
キヤンバー形状を目標値（例えば曲率X₂＝０）
に制御した時の圧延中の圧延材の運動が予測で
き、オフセンター量の予測値y^p _cが次式により求ま
る。

y^p _c(t)＝f₅（ω₁、V₁、ｔ） ……(6) ここで、ｔ：時刻 (6)式の具体的な関数形としては、例えば、第36
回日本塑性加工学会連合講演会予稿集170頁に開
示されている公知の式から求められた（6′）式が
ある。

y^p _c＝−∫^t _pv₁・｛f′₀（−∫^t _pv₁dσ）−∫
^t _pω₁dσ｝ds……（6′） ここで、f′₀：入側圧延材のキヤンバー形状を
表わす関数f₀の圧延方向座標に関する１階微分 次に得られたオフセンター量の予測値y^p _cと記憶
しておいた目標ウエツジ量h^t _2dfを、前出(4)式の右
辺においてp_0df及びh_1dfを０と仮定した次の（4″）
式を代入し、これを解くことにより、最終パス左
右ロール開度差S^t _dfを計算、記憶しておく。

h^t _2df＝f₂（S^t _df、y^p _c、p_0df＝０、h_1df＝０
、ｍ、Ｅ、Ｄ、ｂ、ａ）……（4″） 最終パスでは、この記憶した左右ロール開度差
S^t _dfに従つて左右ロール開度設定装置８，８′を操
作し、左右ロール開度設定を行い圧延する。

より厳密な制御を行うには、最終パス圧延時に
おいて、検出器４からのオフセンター量検出値
y^m _c及び検出器２，２′からの駆動側荷重P^m _d、操作
側荷重P^m _wを演算装置７に送り、次式により圧延
後のウエツジ量h^e _2dfを推定する。

h^e _2df＝f₃（y^m _c、P^m _d、P^m _w、S^t _df、Ｅ、Ｄ、
ａ、ｂ）……(7) ここで、f₃：例えば、昭和55年度日本塑性加工
学会春季講演会予稿集63頁に開示されている公知
の式から求められた（6″）式がある。

f₃＝S^t _df・ｂ／ａ＋Ｅ・y^m _c＋｛２（P^m _d＋P^m _w）
・y^m _c／ａ＋（^pm _d−P^m _w）｝6Da／b₂……（6″） 次に、この圧延後のウエツジ量h^e _2dfと記憶して
おいた目標ウエツジ量h^t _2dfの偏差 Δh_2df＝h^t _2df−h^e _2df ……(8) から次式に従つて左右ロール開度差修正量ΔS^t _df
を求め、 ΔS^t _df＝f₆（Δh_2df、y^m _c、P^m _d、P^m _w、Ｅ、
Ｄ、ｂ、ａ）……(9) ここで、f₆：例えば、簡単には f₆＝Δh_2df・ａ／ｂ 左右ロール開度設定値を次式に従い修正し、 S^tc _df＝S^t _df＋ΔS^t _df ……(10) 圧延後の平均板厚h₂と加算して駆動側及び操作
側ロール開度設定装置８，８′に送る。

ここで、前述した(4)式中のｇ（p_0df、h_1df）は荷
重P^m _d、P^m _wと ｇ（P_0df、h_1df）＝f₇（y^m _c、S^t _df、P^m _d、P^m
_w、ｍ、Ｅ、Ｄ、ｂ、ａ）……(11) ここで、ｇ及びf₇：例えば、昭和55年度日本塑
性加工学会春季講演会予稿集63頁に開示されてい
る公知の式から求められた（11′）式がある。

ｇ＝p_0df＋ｍ・h_1df、f₇＝｛２（P^m _d＋P^m _w）・y^m
_c／ａ＋（P^m _d＋P^m _w）｝6a／b₂＋ｍ・h^e _2df……（11″）
なる関係を有することから、(4)式の全ての外乱量
の影響が考慮されていることが判る。すなわち、
本発明によれば前述したキヤンバーに対する種々
の外乱の影響を受けないキヤンバー制御を行え、
また、予めオフセンター量を予測し、ウエツジ量
に対する影響を左右ロール開度差設定値S^t _dfに考
慮しているため最終パス圧延中の開度差修正量
ΔS^t _dfが微小なキヤンバー制御が実現できる。

上記記載においては、最終直前パスからの適用
について示したが、それ以前のパスから継続して
本発明を適用しても良い。

上記記載中の諸量、例えばキヤンバー曲率X₁，
X₂、ΔX₁₂、ウエツジ率ΔΨ₁₂、ΔΨ^t ₁₂、圧延方向
速度v₁、v₂、回転角速度ω₁、ウエツジ量h_1df、
h^t _2df、h^e _2df、板厚h₁、h₂、オフセンター量y^p _c、y^m _c、
左右ロール開度差S^t _df、S^tc _df、変形抵抗差p_0df等は、
圧延材長手方向位置もしくは時間の関数であつて
も良い。

また、最終パス直前のパスにおいて、検出器に
より、オフセンター量、駆動側及び操作側荷重を
測定すれば、上記(7)式により、最終パス入側のウ
エツジ量h_1dfが推定可能となり、検出器のうち板
厚検出器３，３′は不要となる。

（実施例） 本発明の実施例を以下に示す。

圧延機は、ワークロール径1000mm、バツクアツ
プロール径2500mmの４段の可塑圧延機であり、入
力側、出側にそれぞれ１台設置した幅計によりオ
フセンター量及びキヤンバー形状を特開昭61−
172609号公報の方法で検出し、また、圧延荷重を
ハウジング内に組み込んだロードセルで、板厚を
γ線板厚計で測定している。圧延材は普通鋼であ
り、最終パス直前で幅2000mm、長さ約20ｍ、平均
板厚12mm、最終パスで平均板厚８mmまで圧延され
る。

圧延スケジユールは、最終２パス前迄は通常の
圧延、最終前パスでキヤンバー形状及びウエツジ
量の測定、最終パスで本発明に基づくキヤンバー
制御を行うものである。

第３図〜第７図に圧延結果を示す。第３図は最
終パス直前の圧延材キヤンバー量、第４図は最終
パス直前の圧延材キヤンバー曲率、第５図はオフ
センター量の予測値、第６図は計算された左右ロ
ール開度差パターンS^t _df、第７図は最終パス圧延
後の圧延材キヤンバー量である。

（発明の効果） 本発明によれば、従来法に比べより高精度なキ
ヤンバー制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す説明図、第２図は
本発明の作用説明図、第３図〜第７図は本発明の
実施例を説明するグラフである。 １……圧延機、２，２′……圧延荷重検出器、
３，３′……板厚計、４，５……オフセンター量
検出器及びキヤンバー形状検出器、６……減算
器、７……演算装置、８，８′……ロール開度設
定装置、９……圧延材、１０……圧延ロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧延後の圧延材のウエツジ量（即ち左右板厚
   差）及びキヤンバー形状（即ちキヤンバー量、キ
   ヤンバー曲率）を求め、得られた値に応じて目標
   ウエツジ量を設定し、これを実現するに際して生
   ずるオフセンター量（即ちロール中心軸直下の材
   料蛇行量）を推定し、このオフセンター量推定値
   と前記目標ウエツジ量とに基づいて次パスにおけ
   る左右ロール開度パターンを設定して次パス圧延
   を行うことを特徴とする厚板圧延におけるキヤン
   バー制御方法。 ２ 圧延後の圧延材のウエツジ量及びキヤンバー
   形状を求め、得られた値に応じて目標ウエツジ量
   を設定し、これを実現するに際して生ずるオフセ
   ンター量を推定し、このオフセンター量推定値と
   前記目標ウエツジ量とに基づいて次パスにおける
   左右ロール開度パターンを設定して次パス圧延を
   行うとともに、次パス圧延中の圧延材のオフセン
   ター量及び圧延機駆動側と操作側の圧延加重から
   圧延機出側のウエツジ量を演算し、このウエツジ
   量演算値が前記目標ウエツジ量となるように左右
   ロール開度制御を行うことを特徴とする厚板圧延
   におけるキヤンバー制御方法。