JPH07251212A - 圧延機の走間設定変更制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走間設定変更時における先行被圧延材、後行
被圧延材に生じる板厚不良、形状不良発生域を縮減す
る。 【構成】 ワークロールベンディング力・中間ロールシ
フト量演算装置１２で求めたワークロールベンディング
力及び中間ロールシフト量、並びにこれらの設定変更に
要する時間と、ロールギャップ・ロール速度演算装置１
３で求めたロールギャップ，ロール速度、並びにこれら
の設定変更に要する時間に基づいて変更タイミング演算
装置１４はロールギャップ，ロール速度の設定変更につ
いての共通の時間を決定すると共に、中間ロールシフト
が正側への変更である場合には中間ロールシフトの設定
変更終了時点がロールギャップ，ロール速度の設定変更
終了時点と一致するよう設定変更開始時間を、また中間
ロールシフトが負側への変更である場合には中間ロール
シフトの設定変更開始時点がロールギャップ，ロール速
度の設定変更開始時点と一致するように設定変更開始時
点を夫々定める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は材質、板厚，板幅、寸法
等の寸法諸元が異なる材料を一連に順次溶接した被圧延
材を、相互の連結部分が圧延機を通過するタイミングに
合わせて圧延機の圧延条件を変更しつつ、連続的に圧延
するための圧延機の走間設定変更制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料の材質、板厚，板幅寸法等の寸法諸
元が異なる被圧延材を圧延機にて圧延する際、作業効率
の向上を図る観点から圧延機入側で先行被圧延材の後端
に後行被圧延材の先端を一連に溶接することで複数の被
圧延材を連続的に圧延することが行われている。このよ
うな圧延を行なう場合、先行被圧延材と後行被圧延材と
の連結点が圧延機を通過するのにタイミングを合わせ
て、例えばロールギャップ，ロール速度形状制御装置夫
々の設定値を先行被圧延材に対する値から後行被圧延材
に対する値に変更する必要がある。ところが、これらの
設定値は先行被圧延材，後行被圧延材の肉厚等の寸法、
鋼種等の諸元によって様々でありまた、ロールギャップ
を調節するための圧下装置、ロール速度を調節するため
のモータ、形状制御装置を調節するためのアクチュエー
タ夫々の応答速度にも大きな差異があるため、各設定値
の変更開始から変更終了までの時間、即ち設定変更時間
が異なり、変更開始、変更終了時間が一致しないのが普
通である。

【０００３】このため設定値変更の過渡状態で被圧延材
に形状不良が発生し易く、製品品質を悪化させ、場合に
よっては被圧延材が破断する等のトラブルを招くことが
あった。この対策として、従来にあっては特開昭６１−
２７６７０９号公報、特開平５−３１３号公報等に開示
された技術がある。図４は前者の方法の制御内容を示す
説明図であり、前者の方法はロールギャップ，ロール速
度、形状制御装置等の各設定値変更に際して、各々の設
定値変更に要する時間のうち最も長い形状制御装置の設
定変更時間に他の設定値の変更開始，変更終了時間を一
致させるように各設定値を変更制御する方法である。

【０００４】一方後者の方法は、例えば設定値変更に長
い時間を必要とする形状制御装置の必要変更時間をｔと
したとき、先行被圧延材を形状よく圧延するためのロー
ルクラウン量（以下、必要ロールクラウン量という）が
後行被圧延材に対する必要ロールクラウン量より大きい
場合には連結点が圧延機を通過するt/2 時間前から、連
結点が圧延機を通過した後t/2 時間迄の間に中間ロール
シフト装置の設定変更を終了し、逆に先行被圧延材に対
する必要ロールクラウン量が後行被圧延材に対する必要
ロールクラウン量より小さいときは先行被圧延材と後行
被圧延材の連結点が圧延機を通過する前3t/2時間前から
圧延機を通過後t/2 時間迄の間に中間ロールシフト装置
の設定変更を終了する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで前者の方法に
あっては設定変更時間が最大の形状制御装置の変更時間
に合わせて他の要素の変更時間を調整するため、例えば
形状制御装置として設定変更時間の長いロールの軸方向
シフト装置等を備えた圧延機では他の設定値の変更時間
も極めて長くなり、設定値変更時の過渡状態において、
被圧延材の板厚不良，形状不良領域が広がり、歩留りの
低下を避れ得ないという問題があった。形状制御装置と
して応答速度の速い、例えばロールベンディング装置を
用いた制御方法も提案されている（特公昭６０−７５６
１号公報）が、形状検出器を用いて被圧延材の形状を測
定し、その結果に基づいてロールベンディング装置を操
作するため制御の遅れは免れ得ず大きな形状変化に対し
十分な制御精度が得られていない。

【０００６】更に中間ロールの軸方向シフト装置等の設
定変更に伴う被圧延材の形状変化を計算し、これを補正
するためのワークロールベンディング装置の操作量を求
め、動作指令を出力する方法もあるが、十分な制御効果
を挙げられていないのが現状である。一方後者の方法で
はロールギャップ，ロール速度の設定値変更タイミング
を考慮せずに中間ロールシフト装置の設定変更タイミン
グを決定するため、ロールギャップ，ロール速度の設定
変更タイミングとロールクラウン量の設定変更タイミン
グとによっては、逆に形状不良が増大してしまうという
問題があった。図５は後者の従来方法における中間ロー
ルシフト位置と先行被圧延材Ａ，後行被圧延材Ｂの連結
点の前後における形状変化との関係を示す説明図であ
り、これから明らかなように先行被圧延材Ａには中伸び
が、また後行被圧延材Ｂには端伸びが発生していること
が解る。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは被圧延材の形状不良，
被圧延材の破断を防止し、安定した形状制御が可能な圧
延機の走間設定変更制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る圧延機の走
間設定変更制御方法は、先行被圧延材及びこれに接続さ
れた後行被圧延材を連続的に圧延する過程で、両被圧延
材の連結点が圧延機を通過するタイミングに合せて圧延
機のロールギャップ，ロール速度，形状制御装置の設定
値を変更する圧延機の走間設定変更制御方法において、
ロールギャップ及びロール速度についての先行被圧延材
に対する設定値から後行被圧延材に対する設定値への設
定変更時間は、両者の変更時間のうちより長い時間に合
わせて定め、また形状制御装置についての先行被圧延材
に対する設定値から後行被圧延材に対する設定値への設
定変更は、先行被圧延材に対する必要ロールクラウン量
よりも後行被圧延材に対する必要ロールクラウン量が大
きい場合にはロールギャップ、ロール速度の設定変更終
了タイミングと同時に設定変更を終了させ、また先行被
圧延材に対する必要ロールクラウン量が後行被圧延材に
対する必要ロールクラウン量より大きい場合にはロール
ギャップ，ロール速度の設定変更開始タイミングと同時
に設定変更を開始させることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明にあってはこれによって、設定値変更に
際して必要な設定変更時間が比較的短いロールギャッ
プ，ロール速度と、必要な設定変更時間が長いロールク
ラウン量とに分け、ロールギャップ，ロール速度につい
ては、その変更開始，変更終了時点を一致させ、また形
状制御装置の設定変更はその変更開始時点，変更終了時
点を先行，後行被圧延材夫々の形状制御量に対応して設
定することで板厚不良，形状不良域を短縮し、しかも板
厚不良，形状不良に起因する被圧延材の破断を防止せし
得ることとなる。

【００１０】

【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。図１は本発明に係る圧延機の走間設
定変更制御方法を実施するための具体的構成を示すブロ
ック図である。図中１は圧延機の圧延スタンド、Ａ，Ｂ
は板幅，板厚，材質等の寸法諸元のうちのいずれか１又
は２以上、又は全てが異なる帯状金属材たる被圧延材を
示している。被圧延材Ａ，Ｂは先行する被圧延材（以下
単に先行被圧延材という）Ａの後端に後行する被圧延材
（以下単に後行被圧延材という）Ｂの先端を溶接して一
連に連結されており、連結した状態で白抜矢印方向から
連続的に圧延スタンド１に供給されるようになってい
る。圧延スタンド１は被圧延材Ａ，Ｂの通過域の上，下
に臨ませて夫々ワークロール１ａ，中間ロール１ｂ，バ
ックアップロール１ｃを備え、各ワークロール１ａは図
示しない駆動モータにて回転駆動されるようにしてあ
る。

【００１１】圧延スタンド１には形状制御装置としてワ
ークロールベンディング装置２及び中間ロール１ｂを軸
方向へ移動させるシフト装置（以下単に中間ロールシフ
ト装置という）３が設けられ、ワークロールベンディン
グ装置２にはワークロールベンディング力・中間ロール
シフト量演算装置１２で演算されたワークロールベンデ
ィング力指令が、また中間ロールシフト装置３にはワー
クロールベンディング力・中間ロールシフト量演算装置
１２で演算された中間ロールシフト量指令が夫々設定変
更タイミング指示装置１５からのタイミング指示信号に
合わせて入力されるようになっている。

【００１２】また圧延スタンド１にはロールギャップ設
定装置４，ロール速度設定装置５が設けられ、ロールギ
ャップ設定装置４にはロールギャップ・ロール速度演算
装置１３で演算されたロールギャップ指令が、またロー
ル速度設定装置５にはロールギャップ・ロール速度演算
装置１３で演算されたロール速度指令が夫々設定変更タ
イミング指示装置１５からのタイミング信号に合わせて
入力されるようになっている。

【００１３】１１は被圧延材Ａ，Ｂの情報を伝送する被
圧延材情報伝送装置であり、被圧延材Ａ，Ｂの情報をワ
ークロールベンディング力・中間ロールシフト量演算装
置１２、ロールギャップ・ロール速度演算装置１３へ出
力する。ワークロールベンディング力・中間ロールシフ
ト量演算装置１２は被圧延材情報伝送装置１１から入力
された被圧延材の情報に基づき、次に圧延すべき後行被
圧延材Ｂに対するワークロールベンディング力・中間ロ
ールシフト量を演算し、先行被圧延材Ａに対するこれら
のワークロールベンディング力・中間ロールシフト量か
ら後行被圧延材Ｂに対するワークロールベンディング力
・中間ロールシフト量へ変更するためのワークロールベ
ンディング力変更量ΔＪ，中間ロールシフト量変更量Δ
Ｓ_h を演算すると共に、夫々の変更に必要な設定変更時
間（変更開始から変更終了までの時間）を求め、これら
を変更時間演算装置１４へ出力する。

【００１４】一方ロールギャップ・ロール速度演算装置
１３は後行被圧延材Ｂに対するロールギャップΔＳ，ロ
ール速度ΔＶを演算し、また先行被圧延材Ａに対するロ
ールギャップ，ロール速度から後行被圧延材Ｂに対する
ロールギャップΔＳ，ロール速度ΔＶへ変更するのに必
要な時間（変更開始から変更終了までの時間）を求め、
これを変更時間演算装置１４へ出力する。

【００１５】変更時間演算装置１４はロールギャップ，
ロール速度夫々の変更に共通な設定変更時間をロールギ
ャップ，ロール速度夫々の変更に必要な時間のうち、よ
り長い方の時間とし、これを設定変更タイミング指示装
置１５、ロールギャップ，ロール速度演算装置１３及び
ワークロールベンディング力・中間ロールシフト量演算
装置１２へ出力し、また中間ロールシフトの設定変更中
に後行被圧延材Ｂに端伸びが生じない条件を満たす中間
ロールシフト設定変更タイミングを決定し、これを設定
変更タイミング指示装置１５及びワークロールベンディ
ング力・中間ロールシフト量演算装置１２へ出力する。

【００１６】ロールギャップ，ロール速度夫々の変更に
必要な時間のうちより長い方の時間（これをＴとする）
は、例えばロールギャップの設定変更に要する時間がロ
ール速度のそれよりも長い場合にはロールギャップの設
定変更に要する時間に、またロール速度の設定変更に要
する時間がロールギャップのそれよりも長い場合にはロ
ール速度の設定変更に要する時間に夫々定められる。

【００１７】なおこの時間Ｔはロールギャップの設定変
更に要する時間又はロール速度の設定変更に要する時間
のいずれとも異なるが、これらいずれの時間よりも長
く、しかもこれらに近い第３の時間に定めてもよい。ま
た、中間ロールシフト設定変更タイミングの決定に際
し、被圧延材Ｂに端伸びが生じないようにするには中間
ロールシフト位置が設定値に比べて負側にならないよう
に、換言すれば先行被圧延材に対しては変更しようとし
ている目標シフト位置が変更前のシフト位置より小さく
ならないように、また後行被圧延材に対しては変更しよ
うとしている目標シフト位置が変更後のシフト位置より
小さくならないようにすればよい。

【００１８】従って具体的には中間ロールシフト変更量
ΔＳ_h が正である場合には、図２に示す如くに、また逆
に中間ロールシフト変更量ΔＳ_h が負である場合には図
３に示す如くに変更制御をすればよい。図２，図３はロ
ールギャップ，ロール速度，中間ロールシフト量，ワー
クロールベンディング力の設定変更制御例を示す説明図
であり、図２は中間ロールシフト変更量ΔＳ_h が正の場
合（大きくする場合）を、また図３は中間ロールシフト
変更量ΔＳ_h が負の場合（小さくする場合）を示してい
る。

【００１９】先ず図２に示す如く中間ロールシフト量が
正側である場合にはロールギャップ，ロール速度につい
ては両者に共通の時間Ｔに基づいて、連結点が圧延スタ
ンド１におけるワークロール１ａ，１ａ間を通過する時
点よりもT/2 時間前から設定変更を開始し、連結点通過
後T/2 時間後に設定変更を終了させるべく変更時間を決
定する。一方中間ロールシフト量はその設定変更終了時
点がロールギャップ，ロール速度の設定変更終了時点と
一致させるようロールギャップ，ロール速度の設定変更
時点よりもＴ_sh−Ｔ時間逆のぼった時点τから設定変更
を開始させるべく設定変更時間を決定する。

【００２０】なお、ワークロールベンディング力の設定
変更は、中間ロールシフト装置３が過剰なスラスト力を
発生させない程度の速度で設定変更しなければならない
のに対し、ワークロールベンディング装置２はこれらに
対する配慮は不要で、しかも油圧により動作せしめられ
るから設定変更に要する時間は格段に短いことから、通
常は中間ロールシフト量の設定変更開始、変更終了時点
に合わせて設定変更を開始し、また設定変更を終了させ
るべく設定時間を決定する。

【００２１】一方中間ロールシフト変更量ΔＳ_h が負で
ある場合には、図３に示す如く、ロールギャップ，ロー
ル速度については両者に共通の時間Ｔに基づいて、連結
点が圧延スタンドにおけるワークロール１ａ，１ａ間を
通過する時点よりもT/2 時間前から設定変更を開始し、
連結点通過後T/2 時間後に設定変更を終了させるべく変
更時間を決定する。

【００２２】また中間ロールシフト量の設定変更開始時
点はロールギャップ，ロール速度の設定変更開始時点と
一致する時間τを決定する。ワークロールベンディング
力の設定変更開始時点は中間ロールシフト量の設定変更
開始時点と同じにし、また変更終了時点も中間ロールシ
フト量の変更終了時点と同じに決定する。

【００２３】ロールギャップ，ロール速度演算装置１３
は、ロールギャップ変更量ΔＳ、ロール速度変更量ΔＶ
夫々に共通な設定変更時間Ｔからロールギャップ変更指
令、ロール速度変更指令を計算し、ロールギャップ変更
指令をロールギャップ設定装置４へ、またロール速度変
更指令をロール速度変更装置５へ夫々出力する。

【００２４】また、ワークロールベンディング力・中間
ロールシフト量演算装置１２はロールギャップ，ロール
速度の変更に共通な設定変更時間Ｔと、中間ロールシフ
トの設定変更タイミングτと、ワークロールベンディン
グ力変更量ΔＪ，中間ロールシフト変更量ΔＳ_h とに基
づきΔＳ_h が正の場合にはロールギャップ，ロール速度
の設定変更開始タイミングでの被圧延材の形状を目標形
状に一致させるためのワークロールベンディング力の変
更パターンを求め、また中間ロールシフト量ΔＳ_h が負
の場合にはロールギャップ，ロール速度の設定変更終了
タイミングでの被圧延材の形状を目標形状に一致させる
ためのワークロールベンディング力変更パターンを求
め、ワークロールベンディング力変更指令をワークロー
ルベンディング装置２へ、また中間ロールシフト量の変
更指令を中間ロールシフト装置３へ出力する。以上のよ
うに構成された制御装置を用いた本発明に係る制御方法
を説明する。

【００２５】先行被圧延材Ａの圧延終了が近づいたと
き、被圧延材情報伝送装置１１から後行被圧延材Ｂに関
する情報が出力され、これに基づいてワークロールベン
ディング力・中間ロールシフト量演算装置１２はワーク
ロールベンディング力，中間ロールシフト量の変更量Δ
Ｊ，ΔＳ_h 及び夫々の設定変更に必要な変更時間Ｔ_J ，
Ｔ_shを演算し、変更時間演算装置１４へ出力する。また
同時に被圧延材情報伝送装置１１からの後行被圧延材Ｂ
に関する情報に基づいてロールギャップ・ロール速度演
算装置１３では、ロールギャップ，ロール速度の変更量
ΔＳ，ΔＶ及び夫々の必要変更時間Ｔ_s ，Ｔ_v を演算
し、変更時間演算装置１４へ出力する。

【００２６】変更時間演算装置１４においては先ずロー
ルギャップ，ロール速度の変更に共通な設定変更時間Ｔ
を｛Ｔ＝ｍａｘ（Ｔ_s , Ｔ_v ）｝として決定し、ロール
ギャップ・ロール速度演算装置１３へ出力する。ロール
ギャップ・ロール速度演算装置１３はロールギャップ変
更量ΔＳ、ロール速度変更量ΔＶ、夫々に共通な設定変
更時間Ｔからロールギャップ変更指令値、ロール速度変
更指令値を計算し、夫々ロールギャップ設定装置４，ロ
ール速度設定装置５へ出力する。

【００２７】また変更時間演算装置１４は中間ロールシ
フトの設定変更中に被圧延材Ａ，Ｂが端伸び形状となら
ないように中間ロールシフトの設定変更開始、設定変更
終了のタイミングτを決定し、これをワークロールベン
ディング力・中間ロールシフト量演算装置１２へ出力す
る。

【００２８】ワークロールベンディング力・中間ロール
シフト量演算装置１２は変更時間演算装置１４で求めら
れたロールギャップ，ロール速度の変更に共通な設定変
更時間Ｔと中間ロールシフトの設定変更タイミングτ
と、ワークロールベンディング力変更量ΔＪ、中間ロー
ルシフト変更量ΔＳ_h から、ΔＳ_h が正の場合にはロー
ルギャップ，ロール速度の設定変更開始タイミングでの
被圧延材の形状を目標形状とするためのワークロールベ
ンディング力の変更パターンを求め、また中間ロールシ
フト量ΔＳ_h が負の場合にはロールギャップ，ロール速
度の設定変更終了タイミングでの被圧延材Ａ，Ｂの形状
を目標形状とするためのワークロールベンディング力の
変更パターンを求め、ワークロールベンディング力，中
間ロールシフト量の変更指令をワークロールベンディン
グ装置２，中間ロールシフト装置３に出力する。

【００２９】中間ロールシフト変更量ΔＳ_h が正のとき
には図２に示す如くロールギャップ，ロール速度の設定
変更時間Ｔ内に中間ロールシフトの設定変更が終了する
ように、ロールギャップ，ロール速度の変更開始よりＴ
_sh−Ｔだけ先行する中間ロールシフトの設定変更開始時
点τを演算する。また逆に中間ロールシフト変更量ΔＳ
_h が負のときには図５のようにロールギャップ，ロール
速度の設定変更時間内に中間ロールシフトの設定変更が
終了するように、中間ロールシフトの設定変更開始時点
τをロールギャップ，ロール速度の変更開始タイミング
と一致させる。なお、上述の実施例ではワークロールベ
ンディング装置２と中間ロールシフト装置３を共に備え
た圧延機について説明したが、これに限るものではな
く、中間ロールシフト装置，可変クラウン装置，又はロ
ールクロス装置等を夫々単一に、又は任意の２以上の装
置を組み合わせて備えている圧延機であってもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く本発明方法にあっては、ロー
ルギャップ，ロール速度について先行被圧延材の設定値
から後行被圧延材の設定値への設定変更を、その各設定
変更に必要な時間のうちの長い方の時間に合わせて行
い、また形状制御装置の設定変更は先行被圧延材，後行
被圧延材夫々に対する形状制御装置の設定値の大小に合
わせて決定するから、ロールギャップ，ロール速度の設
定変更時間に比して長い形状制御装置についての設定変
更が必要な場合においても、短時間にロールギャップ，
ロール速度の設定変更をおこなうことで、被圧延材の板
厚不良、形状不良を発生域を短くすることが出来て歩留
りが向上する等、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】本発明の圧延機における走間設定変更制御方法
を実施する装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の圧延機における走間設定変更制御方法
及びその装置でのロールギャップ，ロール速度，ワーク
ロールベンディング力，中間ロールシフト位置の設定変
更制御内容を示すタイミングチャートである。

【図３】本発明の圧延機における走間設定変更制御方法
でのロールギャップ，ロール速度，ワークロールベンデ
ィング力，中間ロールシフト位置の他の設定変更制御内
容を示すタイミングチャートである。

【図４】従来方法によるロールギャップ，ロール速度，
形状制御装置の変更パターンを示すタイミングチャート
である。

【図５】中間ロールシフト位置の設定変更が独立して先
行被圧延材，後行被圧延材の両方にまたがって行われた
場合における被圧延材の形状を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 圧延スタンド ２ ワークロールベンディング装置 ３ 中間ロールシフト装置 ４ ロールギャップ設定装置 ５ ロール速度設定装置 １１ 被圧延材情報伝送装置 １２ ワークロールベンディング力・中間ロールシフト
量演算装置 １３ ロールギャップ・ロール速度演算装置 １４ 変更時間演算装置 １５ 設定変更タイミング指示装置

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 37/00 ＢＢＨ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先行被圧延材及びこれに接続された後行
   被圧延材を連続的に圧延する過程で、両被圧延材の連結
   点が圧延機を通過するタイミングに合せて圧延機のロー
   ルギャップ，ロール速度，形状制御装置の設定値を変更
   する圧延機の走間設定変更制御方法において、 ロールギャップ及びロール速度についての先行被圧延材
   に対する設定値から後行被圧延材に対する設定値への設
   定変更時間は、両者の変更時間のうちより長い時間に合
   わせて定め、 また形状制御装置についての先行被圧延材に対する設定
   値から後行被圧延材に対する設定値への設定変更は、先
   行被圧延材に対する必要ロールクラウン量よりも後行被
   圧延材に対する必要ロールクラウン量が大きい場合には
   ロールギャップ、ロール速度の設定変更終了タイミング
   と同時に設定変更を終了させ、また先行被圧延材に対す
   る必要ロールクラウン量が後行被圧延材に対する必要ロ
   ールクラウン量より大きい場合にはロールギャップ，ロ
   ール速度の設定変更開始タイミングと同時に設定変更を
   開始させることを特徴とする圧延機の走間設定変更制御
   方法。