JPH0714526B2

JPH0714526B2 - 板圧延のエッジドロップ制御におけるセットアップ方法

Info

Publication number: JPH0714526B2
Application number: JP61086201A
Authority: JP
Inventors: 峻浅村; 普康山本; 英雄高橋; 純忠柿本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1986-04-16
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPS62244506A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、板圧延のエッジドロップ制御におけるセッ
トアップ方法に関する。

（従来の技術）圧延された板はエッジドロップが小さく、形状が良好で
あること、すなわち板の平坦度が板長手方向のみなら
ず、板幅方向についても一様に良好であることが望まし
い。特に、最近では圧延板のエッジドロップおよび形状
に対する要求は一層厳しくなって来ている。

エッジドロップを制御する方法の一つとして、ロール胴
端部が先細りとなったワークロールの板幅方向シフト量
を調整する方法がある。

たとえば、特開昭58-209402号公報で開示された技術で
は、先細りとなったワークロール対の板幅方向シフト量
を板幅に応じて調整する。また、特開昭60-12213号公報
で開示された技術では、最終スタンド出側における板厚
計からの鋼板のエッジドロップ量計測値と、目標エッジ
ドロップ量設定値とを比較演算し、この比較演算値に基
づき、前記ワークロールのシフト制御と、ロールベンダ
ーの操作圧力制御とを行う。

また、板形状制御方法が多数提案され、実施されてい
る。板形状の制御は主としてロールの曲げたわみ、ある
いはクラウンを調整して行なわれる。ロールの曲げたわ
み、あるいはクラウンを機械的に調整する手段として、
バックアップロールベンダー、中間ロールベンダー、ワ
ークロールベンダー、中間ロールの板幅方向シフト量、
バックアップベアリングの板幅方向分割調整、あるいは
ロールの内圧調整などがある。また、ロールクラウンを
熱的に調整する手段として、ロール冷却水調整、ロール
局部加熱などの手段がある。これらのロールの曲げたわ
み、あるいはクラウンの制御手段は、圧延開始前に素材
板（たとえば熱延コイル）および圧延条件に基づいて操
作量（たとえばロールベンダー力、中間ロールシフト
量）がプリセットされる。また、定常圧延中では圧延機
出側で板形状を検出し、ロール曲げたわみあるいはロー
ルクラウン制御手段をフィードバック制御するのが普通
である。

上記定常圧延中に圧延機出側で板形状を検出し、板形状
をフィードバック制御する方法として、たとえば特開昭
60-46804号公報で開示された技術がある。この方法で
は、圧延機出側に設けられた形状検出器により検出され
た形状パターンに基づき、ロールベンダー力および中間
ロール位置を調節する。

これらエッジドロップ制御および形状制御では、通常ワ
ークロールシフト量の最適設定値を圧延条件に基づいて
予め求めておき、圧延時にワークロールシフト量をその
最適設定値に設定することが行なわれている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、実際の圧延では熱間圧延の条件により熱延板の
エッジドロップ量は変化し、またトリミングしていない
板では板幅が公称値よりも若干異なっている。したがっ
て、従来のエッジドロップ制御のセットアップでは十分
にエッジドロップを減少することはできなかった。さら
に、ワークロールをシフトすると、エッジ部は厚くなっ
て過大なテンションが発生し、耳割れなどを引き起すこ
とがあった。

また、エッジドロップ制御のセットアップにおいてワー
クロールシフト量およびベンダー力を修正すると、板形
状が崩れるという問題もあった。

（問題点を解決するための手段）第１の発明による板圧延のエッジドロップ制御における
セットアップ方法は、ロール胴端部が先細りとなったワ
ークロールを板幅方向にシフトして板のエッジドロップ
を制御する方法において、冷間圧延に供する熱間圧延原
板の板幅およびエッジドロップ量を冷却圧延前に検出
し、目標エッジドロップ量ならびに前記熱間圧延原板の
検出板幅および検出エッジドロップ量に基づいてワーク
ロールシフト量およびワークロールベンダー力を設定す
る。なお、ワークロールの先細りとなった胴端部は直線
状に、あるいはサイン曲線、円弧などの曲線状に先細り
となっており、板の側端部に接触する。上記先細りとな
った胴端部を、以下テーパー部という。

エッジドロップを制御するには、これを適切に定量化し
なければならない。そこで、板側端から板中央に向って
それぞれａおよびｂの距離にある位置において式（１）
で表わされるD₁およびD₂の二つの値によってエッジドロ
ップＤを定義する。

D₁＝h_c−h_a D₂＝h_c−h_b ……（１）ここで、h_a,h_bおよびh_cは板側端から板中央に向ってそ
れぞれa,bおよびｃの距離にある位置における板厚であ
り、ａ＜ｂ＜ｃである。これら距離a,bおよびｃはエッ
ジドロップＤを適切に表わすように経験的に選ばれる。

上記のように定義されたエッジドロップＤは、ワークロ
ールシフト量S_W、ワークロールベンダー力F_Wおよび圧延
前の板のエッジドロップD_Oの関数として一般にＤ＝f_D（S_W,F_W,D_O） ……（２）で表わされる。ここで、ワークロールシフト量S_Wはワー
クロールのテーパー始点から板側端までの距離である。
なお、エッジドロップＤに及ぼすワークロールベンダー
力F_Wの効果はワークロールシフト量S_Wに比べて一般に小
さい。

また、圧延中の板端の張力Λはワークロールシフト量
S_W、ワークロールベンダー力F_W、中間ロールベンダー力
F_I、圧延前の板のエッジドロップD_Oおよび中間ロールシ
フト量Ｓの関数として Λ＝ｆ_Λ（S_W,F_W,F_I,D_O,S） ……（３）によって表わされる。ここで張力Λに及ぼす中間ロール
ベンダー力F_Iと中間ロールシフト量Ｓの効果はワークロ
ールシフト量S_Wとワークロールベンダー力F_Wに比べて一
般に小さい。圧延前の板のエッジドロップD_Oは、たとえ
ば圧延機の直前に配置されたクラウンメーターにより計
測される。なお、板張力は急峻度などで表わされる板形
状に依存するので、Λを板端張力の代わりに板端形状を
表わすものとして取り扱ってもよい。

そして、エッジドロップを最適な値とするには、で表わされるエッジドロップ量および板端張力の評価関
数Ｊが最小となるように、ワクロールシフト量S_Wおよび
ワークロールベンダー力F_Wを決める。

はそれぞれ目標値である。ワークロールシフト量S_Wの設
定は、圧延機の上流側に配置された板幅計などによって
板側端位置を確認し、板側端位置からワークロールシフ
ト量S_Wだけ置いた距離にロールテーパーの始点が位置す
るようにワークロールをシフトして行なう。

上記式（１）〜（３）は、実機について予め実験あるい
は数値解析により求めておく。また、学習によってこれ
ら式（１）〜（３）の精度を高めることができる。

第２の発明による板圧延のエッジドロップ制御における
セットアップ方法は、上記第１の発明の方法に加えて板
の形状修正を行う。板の形状修正は板の形状変化ΔΛに
基づきロールクーラントの板幅方向の流量分布Ｑを調整
する。板の形状はワークロールシフト量の変化ΔS_Wおよ
びワークロールベンダー力の変化ΔF_Wに従って変化し、
一般に次の式（５）で表わされる。

ΔΛ＝ｆ_Λ（ΔS_W，ΔF_W） ……（５）また、板形状の変化ΔΛによりロールクーラントの流量
分布の変化ΔＱは ΔＱ＝f_Q（ΔΛ） ……（６）となる。式（５）および（６）も実機について予め実験
あるいは数値解析により求めておく。

（作用）圧延機入側の板のエッジドロップD_Oが大きい場合、ワー
クロールのテーパー部の接触長さがより大きくなるよう
にワークロールシフト量S_Wを設定する。この結果、板は
端部の圧下は小さくなるので、圧延された板のエッジド
ロップＤは減少する。なお、ワークロールシフト量S_Wを
設定する際、板端部の張力が過大とならないようにベン
ダー力F_Wの大きさも同時に設定する。

上記のようにエッジドロップＤを減少するためにワーク
ロールシフト量S_Wおよびベンダー力F_Wを設定すると、圧
延された板は一般に中伸びを生じる傾向となる。この中
伸びを防ぐために、中間ロールシフト量S_Iおよび中間ロ
ールベンダー力F_Iを設定すると同時に、板形状の予測結
果に基づいて板形状が板全幅にわたって良好となるよう
にロールクーラントの板幅方向流量分布Ｑを調整する。
なお、この中伸びを防ぐ方法としてロールクーラントの
板幅方向流量分布Ｑのみを調整してもよい。ロールクー
ラントの板幅方向流量分布Ｑの調整によって、ワークロ
ールの熱歪分布が変化してワークロールクラウンが修正
される。これより、板は全体にわたって一様な厚みと形
状に圧延される。

（実施例）第１の発明の実施例第１図はこの発明が実施される冷間圧延機の一例を示し
ている。

冷間圧延機５はワークロール６、中間ロール７およびバ
ックアップロール８よりなる６段圧延機である。ワーク
ロール６はロール胴端部にテーパー部6aを有しており、
ワークロールシャフト13によりロール軸方向に変位され
る。また、形状制御手段としてワークロールベンダー1
1、中間ロールシフト14およびクーラント供給装置16を
備えている。冷間圧延機５の入側には、圧延される熱延
コイル１のエッジドロップおよび板幅を計測するエッジ
ドロップ検出器18と板幅計18が配置されている。入側の
板エッジドロップ検出器18と板幅計18としてＸ線式のク
ラウンメータと光学式の板幅計かあるいはマルチビーム
式クラウンメーター（クラウンと板幅を同時計測）が用
いられる。さらに、圧下装置（図示しない）には圧延荷
重Ｐを検出するロードセル22が配置されている。冷間圧
延機５は制御コンピューターおよびコントローラー（い
ずれも図示しない）により制御される。

第２図はエッジドロップの定義を説明する図面である。
この実施例ではエッジドロップD₁およびD₂を次のように
定義している。

D₁＝h₅₀−h₁₅ D₂＝h₅₀−h₂₅ ……（７）すなわち、前記式（１）においてａ＝15mm,b＝25mm,c＝
50mmとしている。

第３図はセットアップ手順を示すフローチャートであ
る。

第３図に示すように、まずワークロール６の半径Ｒおよ
び圧延荷重Ｐにより中間ロールベンダー力F_I、中間ロー
ル７のシフト量Ｓを予め設定する。このとき、中間ロー
ル７をシフトしない場合（圧延機が４重圧延機か、ある
いは単なる６重圧延機の場合）には、シフト量Ｓ＝Ｏと
する。また、目標板端張力および目標エッジドロップを設定する。

エッジドロップＤを減少するための、ワークロールシフ
ト量S_Wおよびベンダー力F_Wは次のようにして求められ
る。

ワークサイドのワークロールシフト量をS_WW、ドライブ
サイドのワークロールシフト量をS_WD、ワークロールベ
ンダー力をF_W原板の板端より50と15mmとの間のエッジド
ロップ量をD_O1および原板の板端より50と25mmとの間の
エッジドロップ量をD_O2とすると、圧延された板のワー
クサイドのエッジドロップD_1W、D_2Wおよびドライブサイ
ドエッジドロップD_1D、D_2Dは次のように表わされる。

D_1W＝A_S1S_WW＋A_F1F_W＋A_D1D_O1＋C₁ D_1D＝A_S1S_WD＋A_F1F_W＋A_D1D_O1＋C₁ D_2W＝A_S2S_WW＋A_F2F_W＋A_D2D_O2＋C₂ D_2D＝A_S2S_WD＋A_F2F_W＋A_D2D_O2＋C₂ ……（８）ここで、C₁およびC₁は学習項、A_S1,A_F1,A_D1,A_S2,A_F2,A
_D2は影響係数である。

また、ワークサイドのワークロールシフト量S_WW、ドラ
イブサイドのワークロールシフト量S_WD、ワークロール
ベンダー力F_Wおよび中間ロールベンダー力F_Iを上記のよ
うに設定した場合の板端張力Λ_eは次の式（９）で表わ
される。

Λ_e＝A_se（S_WW＋S_WD）＋A_FeF_W ＋A_IeF_I＋A_1eD_O1＋A_2eD_O2 ＋A_PeP＋A_Oe ……（９）ここで、A_se,A_Fe,A_Ie,A_1e,A_2e,A_Pe,A_Oeは影響係数であ
り、一般に A_mn＝α_mnＲ＋β_mnＳ＋γ_mn …（9a） α_mn，β_mn，γ_mn：定数ｍ＝S,F,D,1,2,P,O ｎ＝1,2,e の形で示される。

上記式（８），（９），および（9a）における影響係数
はいずれも実機について予め実験、あるいは数値解析に
より求められており、制御コンピューターに記憶されて
いる。

上記のようにして求められるエッジドップ量D_1W〜D_2D、
板端張力Λ_eおよびこれらの目標値ならびに圧延機入側におけるエッジドロップ量D_O1,D_O2
に基づき、次の式（10）で表わされるエッジドロップ量
および板端張力の評価関数Ｊが最小となるようにワーク
サイドのワークロールシフト量S_WW、ドライブサイドの
ワークロールシフト量S_WD、およびワークロールベンダ
ー力F_Wが決められる。

なお、上式においてw₁〜w₃は重み係数であり、操業実績
に基づき経験的に決められる。

ここで、この実施例の方法により得られた板のエッジド
ロップの具体例について説明する。圧延設備は６スタン
ドタンデム冷間圧延機で、第１スタンド出側においてエ
ッジドロップを測定した。圧延スタンドの諸元および圧
延条件は次の通りである。

ワークロール直径:350mm 胴長:2020mm 中間ロール直径:600mm 胴長:2020mm バックアップロール直径:1300mm 胴長:2020mm 板サイズ：板厚 2.7mm→1.89mm、板幅1200mm 圧下率:30％圧延荷重:690ton 張力：前方13kg/mm² 後方3kg/mm² 上記条件において、従来法によりワークロールシフトの
セットアップを行なった場合、圧延機出側の板のエッジ
ドロップはコイルごとにバラツキが大きく、電磁鋼板の
ような脆性材料では板破断が多発した。これに対し、こ
の実施例の方法によれば、圧延機出側の板のエッジドロ
ップはコイル間のバラツキが大幅に減少し、電磁鋼板の
ような脆性材料であっても板破断は皆無となった。

第２の発明の実施例この実施例では、第１図に示す圧延機において上記第１
の発明の実施例の方法に加えて板の形状修正を考慮した
セットアップを行う。第４図はそのセットアップ手順を
示すフローチャートである。

第４図に示すように、まずワークロール６の半径Ｒおよ
び圧延荷重Ｐに基づき板形状セットアップ条件、すなわ
ち中間ロール７のベンダー力F_Iとシフト量Ｓ、ロールク
ーラントの板幅方向流量分布Q_c,Q_q,Q_eおよびQ_oを、板形
状がフラットとなるように予め設定する。ここで、添字
のｃは板幅中央部近傍、ｑは板幅クォーター部近傍、ｅ
は板端近傍、およびｏは板道外をそれぞれ示している。
また、目標板端張力および目標エッジドロップを設定する。

ワークサイドのワークロールシフト量をS_WW、ドライブ
サイドのワークロールシフト量をS_WD、ワークロールベ
ンダー力をF_W原板の板端より50と15mmとの間のエッジド
ロップ量をD₀₁、および原板の端板より50と25mmとの間
のエッジドロップ量をD₀₂とすると、圧延された板のワ
ークサイドのエッジドロップD_1W、D_2Wおよびドライブサ
イドエッジドロップD_1D、D_2Dは次のように表わされる。

D_1W＝A_S1S_WW＋A_F1F_W＋A_D1D_O1W＋C₁ D_1D＝A_S1S_WD＋A_F1F_W＋A_D1D_O1D＋C₁ D_2W＝A_S2S_WW＋A_F2F_W＋A_D2D_O2W＋C₂ D_2D＝A_S2S_WD＋A_F2F_W＋A_D2D_O2D＋C₂ ……（11）ここで、C₁およびC₁は学習項、A_S1,A_F1,A_D1,A_S2,A_F2,A
_D2は影響係数である。また、D_O1W,D_O1Dなどの添字Ｗお
よびＤはそれぞれワークサイドおよびドライブサイドを
表わしている。

また、ワークサイドのワークロールシフト量S_WW、ドラ
イブサイドのワークロールシフト量S_WD、ワークロール
ベンダー力F_Wおよび中間ロールベンダー力F_Iを上記のよ
うに設定した場合の板端張力Λ_eは次の式（12）で表わ
される。

Λ_e＝A_se（S_WW＋S_WD）＋A_FeF_W ＋A_IeF_I＋A_1e（D_O1W＋D_O1D）＋A_2e（D_O2W＋D_O2D）＋A_peP ＋A_Oe ……（12）ここで、A_se,A_Fe,A_Ie,A_1e,A_2e,A_Pe,A_Oeは影響係数であ
り、一般に A_mn＝α_mnＲ＋β_mnＳ＋γ_mn ……（12a） α_mn，β_mn，γ_mn：定数ｍ＝S,F,D,1,2,P,O ｎ＝1,2,e の形で示される。

上記式（11），（12），および（12a）における影響係
数はいずれも実機について予め実験、あるいは数値解析
により求められており、制御コンピューターに記憶され
ている。

上記のようにして求められるエッジドップ量D_1W〜D_2D、
板端張力Λ_eおよびこれらの目標値ならびに圧延機入側におけるエッジドロップ量D₀₁,D₀₂
に基づき、次の式（13）で表わされるエッジドロップ量
および板端張力の評価関数Ｊが最小となるようにワーク
サイドのワークロールシフト量S_WW、ドライブサイドの
ワークロールシフト量S_WD、およびワークロールベンダ
ー力F_Wが決められる。

なお、上式においてw₁〜w₃は重み係数である。

上記のようにエッジドロップＤを減少するためにワーク
ロールシフト量S_Wおよびベンダー力F_Wが調整されると、
この調整に応じて圧延された板の形状は変化する。そこ
で、ワークロールシフト量の変化ΔS_Wおよびワークロー
ルベンダー力の変化ΔF_Wによる板の形状変化ΔΛを求
め、この形状変化ΔΛに基づきロールクーラントの板幅
方向の流量分布Ｑを調整する。

ロールクーラントの板幅方向の流量分布Ｑを調整して板
形状を修正するためには、中伸び、端伸びなどの形状を
定量的に表わさなければならない。そこで、この実施例
では急峻度分布λを用いて次の式（14）により形状評価
関数Λ₂およびΛ₄を定義する。

ここで、（）内のｗおよびＯは板中央から計った板側
端および板中央の距離を示しており、ａは25〜50mmを表
わしている。

このように形状評価関数Λ₂およびΛ₄を定義すると、ワ
ークロールシフトの位置の変化ΔS_Wおよびワークロール
ベンダー力の変化ΔF_Wによる板の形状変化ΔΛ₂，Δ
Λ₄、ならびにロールクーラント修正量ΔQ_e，ΛQ_qはそ
れぞれ次の式（15）および（16）で表わされる。

ΔΛ₂＝β₁₁ΔF_W＋β₁₂（ΔS_WW＋ΔS_WD） ΔΛ₄＝β₂₁ΔF_W＋β₂₂（ΔS_WW＋ΔS_WD） ……（15）ここで、β₁₁〜β₂₂は影響係数である。

ΔQ_e＝B_cΔΛ₂ ΔQ_q＝B_qΔΛ₄ ……（16）ここで、β₁₁〜β₂₂、B_cおよびB_qは影響係数である。

このようにしてロールクーラント修正量ΔQ_e，ΔQ_qが求
まると、ロールクーラント流量は次のように設定され
る。

Q_e＝Q_eO＋ΔQ_e Q_q＝Q_qO＋ΔQ_q ……（17）ここで、Q_eOおよびQ_qOは修正前のロールクーラント流量
を表わしている。

ワークロール直径:350mm 胴長:2020mm 中間ロール直径:600mm 胴長:2020mm バックアップロール直径:1300mm 胴長:2020mm 板サイズ：板厚 2.7mm→1.89mm、板幅1200mm 圧下率:30％圧延荷重:690ton 張力：前方13kg/mm² 後方3kg/mm² 上記条件において、従来法によりワークロールシフト量
の設定を行なった場合、圧延機出側の板のエッジドロッ
プはコイルごとにバラツキが大きく、電磁鋼板のような
脆性材料では板破断が多発した。これに対し、この実施
例の方法によれば、圧延機出側の板のエッジドロップは
コイル間のバラツキが大幅に減少し、電磁鋼板のような
脆性材料であっても板破断は皆無となった。また、板形
状は良好であった。

（発明の効果）この発明によれば、圧延前の板のエッジロップに基づい
てワークロールシフト量およびベンダー力を設定するよ
うにしているので、エッジドロップのコイル間のバラツ
キが大幅に減少し、また板破断は皆無となった。

さらに、上記設定とともにワークロールクーラントの板
幅方向の流量分布を調整してワークロールクラウンを修
正するようにしているので、板の形状不良がなくなり、
歩留りが向上する。また、形状修正のために圧延ライン
を減速する必要がなく、加減速の時間が短縮されて生産
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が実施される冷間圧延機の一例を示す
もので、圧延機の概略斜視図、第２図はエッジドロップ
の定義を説明する図面、第３図および第４図はそれぞれ
この発明のセットアップ手順を示すフローチャートであ
る。１、２……圧延板、６……ワークロール、6a……ワーク
ロールのテーパー部、７……中間ロール、８……バック
アップロール、11……ワークロールベンダー、13……ワ
ークロールシフト、14……中間ロールシフト、16……ロ
ールクーラント供給装置、18……圧延機入側の板クラウ
ン検出器、22……ロードセル。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２１Ｂ 37/42 8315−4ＥＢ２１Ｂ 37/00 １１６ＦＢＢＫ (72)発明者柿本純忠福岡県北九州市八幡東区枝光１−１−１新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (56)参考文献特開昭50−46545（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−45760（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−179804（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール胴端部が先細りとなったワークロー
ルを板幅方向にシフトして板のエッジドロップを制御す
る方法において、冷間圧延に供する熱間圧延原板の板幅
およびエッジドロップ量を冷間圧延前に検出し、目標エ
ッジドロップ量ならびに前記熱間圧延原板の検出板幅お
よび検出エッジドロップ量に基づいてワークロールシフ
ト量およびワークロールベンダー力を設定することを特
徴とする板圧延のエッジドロップ制御におけるセットア
ップ方法。
【請求項２】ロール胴端部が先細りとなったワークロー
ルを板幅方向にシフトして板のエッジドロップを制御す
る方法において、冷間圧延に供する熱間圧延原板の板幅
およびエッジドロップ量を検出し、目標エッジドロップ
量および目標板形状ならびに前記熱間圧延原板の検出板
幅および検出エッジドロップ量に基づいてワークロール
シフト量およびワークロールベンダー力を設定するとと
もに、板幅方向における板形状が実質的にフラットとな
るようにロールクーラントの板幅方向の流量分布を設定
することを特徴とする板圧延のエッジドロップ制御にお
けるセットアップ方法。