JPH0639414A - 多段圧延機用中間ロールのロールプロフィール決定方法 - Google Patents

多段圧延機用中間ロールのロールプロフィール決定方法

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JPH0639414A
JPH0639414A JP4201098A JP20109892A JPH0639414A JP H0639414 A JPH0639414 A JP H0639414A JP 4201098 A JP4201098 A JP 4201098A JP 20109892 A JP20109892 A JP 20109892A JP H0639414 A JPH0639414 A JP H0639414A
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JP
Japan
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shape
pass
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roll
evaluation function
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JP4201098A
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English (en)
Inventor
Yasushi Maeda
恭志 前田
Shigeo Hattori
重夫 服部
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一のテーパー形状を有する中間ロールを用
いて、標準パス以外でも良好な圧延形状を得ることを可
能にした多段圧延機用中間ロールのロールプロフィール
の決定方法を提供する。 【構成】 評価関数として、標準パスだけでなく、標準
パス以外でも、同一テーパーの中間ロールで圧延するよ
うに、板厚,板幅,材質(硬度)の違いも考慮した評価
関数χとして、例えばχ(板厚,板幅,材質)=Σχ
(l)(χ(1):標準パスでの形状評価関数,χ
(2):最大板厚パスでの形状評価関数,χ(3):最
小板厚パスでの形状評価関数,χ(4):最大板幅パス
での形状評価関数,χ(5):最小板幅パスでの形状評
価関数,…χ(n):…形状評価関数)を採用して、こ
の評価関数の値を最小にするように、数値解析によりテ
ーパー形状、および各パス毎に制御量を定め、全パスで
同一テーパー形状の中間ロールを用いて圧延するように
してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばステンレス等の
硬質薄板の製造に適用する多段圧延機のテーパー形状の
決定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、硬質薄板を製造するために、多段
圧延機が広く用いられている。しかしながら、多段圧延
機では、4段,6段圧延機と比較して、ワークロールの
長さに比して径が小さいため、ワークロールのたわみ量
が大きい。このため、通常の4段,6段圧延機と比較し
て、圧延された薄板は複雑な形状をしている。そこで、
多段圧延機には、この複雑な形状を修正するために、種
々の形状制御機構を設けてある。その中で、テーパーを
設けた中間ロールを圧延中に板幅方向方向へ移動させる
ラテラルシフトと呼ばれる機構を採用すれば、形状制御
能力を向上させ、板端部の耳波形状(板端部で板が極端
に伸び過ぎている状態をいう)の修正に効果がある。
【0003】しかしながら、圧延された板の形状(以
下、圧延形状という)は、単純な耳波,中伸び(板中央
部で局部的に板が伸び過ぎている状態をいう)だけでな
く、もっと複雑な形状をしている場合が多い。したがっ
て、圧延パススケジュールをある程度仮定して、板幅方
向全体にわたって、均一に形状を修正できるように、テ
ーパーロールの形状を設計することが必要となる。この
ため、従来、数値解析モデルを用いて、圧延形状を予測
し、この予測形状をなるべく目標形状に近付けるよう
に、多段圧延機の中間ロール形状を未知数を含む4次以
上の関数で近似し、最小2乗法を用いて、中間ロール形
状を表現する未知数を決定する方法が採用されている
(特開昭62−142012号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法によっ
て、与えられたパススケジュール(板幅,材質,圧下率
等)に対して、最適なテーパー形状を決定することは可
能である。しかしながら、実際の圧延においては、種々
の材料,種々の板幅のものが同じ圧延機により圧延され
るため、上記方法によれば、圧延パス毎に中間ロールを
交換しなければ圧延形状を目標形状にすることはできな
い。
【0005】また、標準パスで決定したテーパー形状を
用いて、標準以外の圧延パススケジュールでも圧延する
必要もある。このため、上記方法を採用した場合、圧延
パス毎に中間ロールを交換しなければ目標形状は得られ
ない。或は、標準パスで決定したテーパー形状を用い
て、標準以外の圧延パススケジュールでも圧延しなけれ
ばならないため、標準パス以外では最適なテーパーロー
ル形状ではないので、良好な圧延形状が得られない。ま
た、標準パスをどの様に決めればよいかも分からないた
め、計算と実験を繰り返す必要がある等の問題がある。
本発明は、斯る従来の問題点を課題としてなされたもの
で、同一のテーパー形状を有する中間ロールを用いて、
標準パス以外でも良好な圧延形状を得ることを可能とし
た多段圧延機用中間ロールのロールプロフィール決定方
法を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧延機構造を決めるステップ1と、圧延
パススケジュールの個数を決定するステップ2と、中間
ロールのテーパー量,テーパー間隔,中間ロールを背後
から支持するバックアップロールを構成する分割ロール
の押出し量等の変数の初期値を各パス毎に設定するステ
ップ3と、上記初期値に基づき、各パスでの形状予測の
数値解析を行うステップ4と、上記形状予測に基づき、
各パス毎に形状評価関数の値を定めるステップ5と、上
記形状評価関数の値に基づき、総合的な評価関数の値を
定めるステップ6と、上記評価関数の値に基づき、収束
計算により上記評価関数の値を最小にする上記変数の最
適解を算出するステップ7と、ステップ7で算出した上
記変数の最適解により、上記評価関数の値を算出するス
テップ8と、ステップ8で算出した評価関数の値が設定
値より小さいか判断するステップ9と、ステップ9で小
さいと判断された場合に中間ロールの最適形状を決定す
るステップ10と、ステップ9で小さくないと判断され
た場合に、ステップ7での算出値を上記変数の初期値と
してステップ4に進むステップ11とから構成した。
【0007】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。本発明に係る多段圧延機のテーパー形状の決
定方法によれば、図1にフローチャートで示すように、
ステップ1(S1)で、圧延機の構造を決める。まず、
最適テーパー形状を決めるに当たって、対象となる圧延
機の構造(ロール配置,ロール径,バックアップロール
の分割数,圧延中にシフトできるロールの本数等)を決
めて、最適化する各々のテーパー形状を表現する関数を
予め決める。例えば、一例として、圧延機のタイプとし
て、図2,図3に上半分のみを示す20段圧延機に決め
る。
【0008】この圧延機は、圧延材1を直接圧延するワ
ークロール2と、その背後に、これを支持する第1中間
ロール3,第2中間ロール4と、さらに第2中間ロール
4の背後に、これを支持する複数、例えば本実施例では
8個の分割ロール5からなるバックアップロール6とを
有している。そして、第1中間ロール3が2本、第2中
間ロール4が3本、バックアップロール6が4本となっ
ている。また、バックアップロール6を構成する分割ロ
ール5は、形状制御のための9個のサドル7からなるバ
ックアップロール調整機構8により支持されている。こ
のうち、第1中間ロール3,第2中間ロール4が横(ラ
テラル)方向にシフト可能となっており、図3に示すよ
うに第1中間ロール3が軸方向の片側に2段にテーパを
設けた形状で、第2中間ロール4が軸方向の片側に1段
だけテーパを設けた形状をしている。第1中間ロール3
のテーパー量をA(1)(=t1/L1),A(2)(=
2/L2),中間のテーパー部の軸方向の長さをA
(3)(=L1)とし、第2中間ロール4のテーパー量
をA(4)(=t3/L3)とする。
【0009】制御量として、図3中下向きの各サドル7
の変位量(図示しない下半分については、上向きの変位
量)X(1)〜X(9)、および第1中間ロール3の図
3中右向きのシフト量X(10),第2中間ロール4の
図3中左向きのシフト量X(11)を採用する。このX
(1)〜X(11)は変数であり、各パス毎に決められ
る。ステップ2(S2)で、圧延パススケジュールを決
める。上記圧延機において、ロール組換えなしに圧延し
ようとする任意の数Nのパススケジュールを選び、この
パススケジュール毎の圧延条件(材質,板幅,圧下率,
張力等)を決定する。この決定に際し、決めたパススケ
ジュールの中で圧延回数の多いもの、或は最終パスであ
るために形状精度が必要なものの重みW(1)を大きく
しておく。
【0010】ステップ3(S3)で、各種変数の初期値
を設定する。上記圧延機、および圧延パススケジュール
が決定した段階で、ロールの形状A(1)〜A(4)、
および形状制御機構の制御量X(l,1)〜X(l,1
1)(lはパス番号を示し、制御量についてはパス毎に
変える。)の初期値を適当に与える。この値は、ほぼ同
じ仕様の圧延機の実績値などを与えておけばよい。ステ
ップ4(S4)で、各パスでの形状予測の数値解析を行
う。上記圧延機,圧延パススケジュールが決定した段階
で、ロールの形状A(1)〜A(4)、および上記制御
量の初期値に基づき、数値解析を行うことにより、各パ
スでの圧延形状F(i,l)(iは板幅方向の圧延形状
を示す。)を算出する。
【0011】ステップ5(S5)で、各パス毎に形状評
価関数の値を定める。上記のように求めた圧延形状F
(i,l)により、形状評価関数χ(l)=Σ(F
(i,l)−F(i,0))2の値を定める。但し、F
(i,0)は圧延によって得ようとする目標の形状を示
している。ステップ6(S6)で、評価関数χの値を定
める。上で各パス毎に求めた形状評価関数χ(l)の値
から、総合的な評価関数χの値をχ=Σχ(l)・W
(l)と定める。例えば、板厚,板幅,材質(硬度)の
違いも考慮した評価関数χとして、χ(板厚,板幅,材
質)=Σχ(l)(χ(1):標準パスでの形状評価関
数,χ(2):最大板厚パスでの形状評価関数,χ
(3):最小板厚パスでの形状評価関数,χ(4):最
大板幅パスでの形状評価関数,χ(5):最小板幅パス
での形状評価関数,…χ(n):…形状評価関数)の値
を定める。
【0012】ステップ7(S7)で、最小2乗法により
最適解(χの最小値)を算出する。上記χの最小値は、 ∂χ/∂A(i)=0.0,∂χ/∂X(j,l)=
0.0 で与えられる。この連立方程式をテーラ展開して、2階
の偏微分の値を数値微分により算出することにより、線
形の連立1次方程式となり、A(i)およびX(j,
l)を算出することができる。ステップ8(S8)で、
評価関数χの大小を判定する。以上により求めた、A
(i)およびX(j,l)により、再度評価関数χを計
算し、この値が十分に小さければ、最適形状が決定され
たことになる。評価関数χが十分に小さくない場合は、
ステップ9(S9)で、初期値をA(i)およびX
(j,l)に変更した後、ステップ4に戻る。
【0013】図4,図5は、上記のアルゴリズムに基づ
いて計算された最適テーパ形状を有する中間ロールを用
いて圧延した圧延形状を示している。図4,図5の縦軸
の形状変化に関して、“Iunit”は、圧延した圧延
材の長手方向の最短部の長さをL,同じく最長部と最短
部の長さの差をΔLとすると、ΔL/Lの値を表してい
る。なお、図6は図4に対応する図で、本発明を適用せ
ず、第2中間ロールの形状を最適化しなかった場合にお
ける板中心から板幅方向の距離と圧延形状との関係を示
す図である。これらの図から、従来の圧延機により圧延
した場合に比して、高範囲の圧延荷重,板幅変化におい
ても、良好な圧延形状が得られることが分かる。なお、
本発明に係る方法が適用できる圧延機は、20段圧延機
に限定されるものではない。
【0014】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、圧延機構造を決めるステップ1と、圧延パス
スケジュールの個数を決定するステップ2と、中間ロー
ルのテーパー量,テーパー間隔,中間ロールを背後から
支持するバックアップロールを構成する分割ロールの押
出し量等の変数の初期値を各パス毎に設定するステップ
3と、上記初期値に基づき、各パスでの形状予測の数値
解析を行うステップ4と、上記形状予測に基づき、各パ
ス毎に形状評価関数の値を定めるステップ5と、上記形
状評価関数の値に基づき、総合的な評価関数の値を定め
るステップ6と、上記評価関数の値に基づき、収束計算
により上記評価関数の値を最小にする上記変数の最適解
を算出するステップ7と、ステップ7で算出した上記変
数の最適解により、上記評価関数の値を算出するステッ
プ8と、ステップ8で算出した評価関数の値が設定値よ
り小さいか判断するステップ9と、ステップ9で小さい
と判断された場合に中間ロールの最適形状を決定するス
テップ10と、ステップ9で小さくないと判断された場
合に、ステップ7での算出値を上記変数の初期値として
ステップ4に進むステップ11とから構成してある。
【0015】このように、中間ロールのシフト量以外の
形状制御機構の制御量も考慮して、考えられるすべての
圧延形状を決定しているため、同一のテーパー形状を有
する中間ロールを用いて、標準パス以外でも良好な圧延
形状を得ることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る多段圧延機用中間ロールのロー
ルプロフィールの決定方法の内容を示すフローチャート
である。
【図2】 本発明を適用した20段圧延機の上半分のみ
を示す概略正面図である。
【図3】 図2に示す圧延機についての、テーパー形
状,変数等を示す図である。
【図4】 図2に示す圧延機により、圧延荷重を変えて
圧延した場合における板中心から板幅方向の距離と圧延
形状との関係を示す図である。
【図5】 図2に示す圧延機により、圧延材の板幅を変
えて圧延した場合における板中心から板幅方向の距離と
圧延形状との関係を示す図である。
【図6】 図4に対応する図で、本発明を適用しなかっ
た場合における板中心から板幅方向の距離と圧延形状と
の関係を示す図である。
【符号の説明】
3 第1中間ロール 4 第2中間ロール 6 バックアップロール 7 サドル A(1),A(2),A(4), テーパー量 A(3) 中間のテーパー部の軸方向長さ X1〜X9 各サドルの変位量 X10 第1中間ロールのシフト量 X11 第2中間ロールのシフト量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延機構造を決めるステップ1と、圧延
    パススケジュールの個数を決定するステップ2と、中間
    ロールのテーパー量,テーパー間隔,中間ロールを背後
    から支持するバックアップロールを構成する分割ロール
    の押出し量等の変数の初期値を各パス毎に設定するステ
    ップ3と、上記初期値に基づき、各パスでの形状予測の
    数値解析を行うステップ4と、上記形状予測に基づき、
    各パス毎に形状評価関数の値を定めるステップ5と、上
    記形状評価関数の値に基づき、総合的な評価関数の値を
    定めるステップ6と、上記評価関数の値に基づき、収束
    計算により上記評価関数の値を最小にする上記変数の最
    適解を算出するステップ7と、ステップ7で算出した上
    記変数の最適解により、上記評価関数の値を算出するス
    テップ8と、ステップ8で算出した評価関数の値が設定
    値より小さいか判断するステップ9と、ステップ9で小
    さいと判断された場合に中間ロールの最適形状を決定す
    るステップ10と、ステップ9で小さくないと判断され
    た場合に、ステップ7での算出値を上記変数の初期値と
    してステップ4に進むステップ11とからなることを特
    徴とする多段圧延機用中間ロールのロールプロフィール
    決定方法。
JP4201098A 1992-07-28 1992-07-28 多段圧延機用中間ロールのロールプロフィール決定方法 Pending JPH0639414A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021058923A (ja) * 2019-10-09 2021-04-15 日本製鉄株式会社 冷間圧延における材料特性の推定方法および計算装置、制御方法および制御装置、冷間圧延板の製造方法および製造設備

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