JPH0839105A

JPH0839105A - 板クラウン制御方法

Info

Publication number: JPH0839105A
Application number: JP6178779A
Authority: JP
Inventors: Junji Sato; 準治佐藤; Yoshio Oike; 美雄大池; Tomoya Dobashi; 智也土橋; Hiroyuki Hasegawa; 裕之長谷川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓ字状ロールを用いた板クラウン制御におけ
る通板安定性と板クラウンの確保とを両立させ、Ｓ字状
ロールを用いた板クラウン制御の実機への適用を容易に
する。【構成】Ｓ字状のプロフィルを有する作業ロールを上下
点対称に配置し、該上下作業ロールを軸方向に互いに逆
方向に移動させて複数本の圧延材の板クラウンを制御す
る方法において、後続する複数本の圧延材の仕上板厚、
板幅、目標板クラウン等の情報に基づいて後続する各圧
延材の目標板クラウンを確保するための適正シフト量と
該適正シフト量の変更許容範囲を求めるとともに、通板
性を阻害しないシフト移動量の上限値を設定した後、ま
ず、各圧延材のシフト量を適正シフト量に設定し、連続
する２本の圧延材間のシフト移動量が前記上限値を越え
る場合は、各圧延材のシフト量が前記変更許容範囲内と
なりかつ当該シフト移動量が前記上限値以下となるよう
に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｓ字状のプロフィルを
有する作業ロールを用いて板クラウンを制御する方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱延製品の板厚精度に対する要求
の厳格化に伴って板クラウンの低減が強く求められるよ
うになり、これに対応するために種々の板クラウン制御
方法が開発されてきた。その制御方法の一つとして、Ｓ
字状のプロフィルを有する作業ロールを上下点対称に配
置し、この上下作業ロールを軸方向に互いに逆方向に移
動させることによってロールギャッププロフィルを変化
させて板クラウンを制御する方法が知られており（特公
昭６３−６２２８３号公報、特公平５−７１３２３号公
報参照）、この方法は、作業ロールのＳ字状プロフィル
を適切に選ぶことにより大きな板クラウン制御能力を有
する。

【０００３】一方、操業面からは工期の短縮、作業能率
の向上といった点から圧延スケジュール制約の緩和いわ
ゆるスケジュールフリー化が指向されている。すなわ
ち、通常の熱間仕上圧延では、作業ロール替えから次の
作業ロール替えまでの間に作業ロールがかなり摩耗し、
特に作業ロールの同一部分が偏摩耗すると圧延材の断面
プロフィルを悪化させるため、従来は圧延本数の増加に
従って板幅の広い圧延材から狭い圧延材へ順に圧延する
という制約を設けて圧延スケジュールを編成していた
が、この制約を緩和するために作業ロールが軸方向移動
可能な構造の圧延機が開発され、圧延材を１本圧延する
毎に作業ロールのシフト量を変更することによって作業
ロールの摩耗を分散させて偏摩耗を防止する方法が行わ
れている。

【０００４】しかるに、上記のＳ字状プロフィルの作業
ロールを用いる板クラウン制御方法は作業ロールを軸方
向に移動させることによってロールギャッププロフィル
を変化させて板クラウンを制御する方法であるから、目
標板クラウンが得られるように作業ロールのシフト量を
設定しなければならず、摩耗分散のためのシフト量設定
との両立ができないという問題があった。

【０００５】このような問題を解決するための手段とし
て、Ｓ字状プロフィルの作業ロールを組み込んで板クラ
ウン制御を行うスタンドにおいて、鋼種、寸法、目標板
クラウン等の圧延条件が同じ場合に、作業ロールのシフ
ト量を許容範囲内で所定寸法だけずらして圧延を行い、
これによってロールの摩耗を分散させるとともに目標板
クラウンも同時に確保する方法が特開平５−２００４１
９号公報に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この公報に記載の技術
では、連続する２本の圧延材の間で圧延条件が変化した
場合のシフト量の設定については何ら考慮されていない
ので、当然そのような変化が生じた場合は各圧延材の板
クラウン確保のみを考えたシフト量設定とならざるを得
ない。

【０００７】従って、連続する２本の圧延材の圧延条件
が、例えば目標板クラウンが大きいものと小さいもの、
あるいは熱間での強度が低い材料と高い材料というよう
に大きく異なる場合には、異なる圧延材間でシフト量設
定値が大幅に変化することがあり得る。ところが、この
ように異なる圧延材間におけるシフト移動量が大きい
と、板クラウンや形状予測モデルの誤差に起因する形状
不良、上下作業ロールの摩耗や熱膨張の違い等に起因す
る圧延材の蛇行やキャンバーの発生などにより通板性が
悪くなる確率が高く、このため、圧延材のミスロールや
絞り等の圧延トラブルが発生しやすいという実用上の問
題が生じうる。

【０００８】即ち、上記従来技術は同一圧延条件の材料
が多数連続して圧延される場合の板クラウンの確保と摩
耗の分散を両立してはいるが、圧延条件が変化した場合
については実用上の問題が残っており、実際に適用した
場合にトラブルが生じる可能性が高いのである。このこ
とは、最近の操業においては同一圧延条件の材料の多数
連続圧延よりもむしろ多品種、小ロット化への対応が課
題となっていることを考えると、Ｓ字状ロールを用いた
板クラウン制御を実機に適用する上での重大な問題が解
決されていないと言わざるを得ない。

【０００９】本発明は、このような課題を解決しようと
するもので、Ｓ字状ロールを用いた板クラウン制御にお
ける通板安定性と板クラウンの確保とを両立させること
によってＳ字状ロールを用いた板クラウン制御の実機適
用を容易にし、その結果として板クラウンの低減に大き
く寄与することができる板クラウン制御方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は次の技術的手段を講じた。即ち、請求項１に記
載の発明は、Ｓ字状のプロフィルを有する作業ロールを
上下点対称に配置し、該上下作業ロールを軸方向に互い
に逆方向に移動させて複数本の圧延材の板クラウンを制
御する方法において、次の手順によって連続する２本の
圧延材間のシフト移動量が通板性を阻害しないシフト移
動量の上限値を越えないようにすることを特徴とする。

【００１１】（１）後続する複数本の圧延材の仕上板
厚、板幅、熱間強度、目標板クラウン等の情報に基づい
て後続する各圧延材の目標クラウンを確保するための適
正シフト量と該適正シフト量の変更許容範囲を求める。（２）通板性を阻害しないシフト移動量の上限値を設定
する。（３）各圧延材のシフト量を適正シフト量に設定する。

【００１２】（４）連続する２本の圧延材間のシフト移
動量をチェックし、その移動量が前記上限値を越える場
合は、各圧延材のシフト量が前記変更許容範囲内となり
かつ当該シフト移動量が前記上限値以下なるように変更
する。また、請求項２に記載の発明は、上記した手順の
うち、手順（２）に、作業ロールの同一部分を偏摩耗さ
せないためのシフト移動量の下限値の設定を、手順
（４）に、連続する２本の圧延材間のシフト移動量が前
記下限値未満の場合は、その２本のいずれか一方または
両方のシフト量が前記変更許容範囲内となりかつ当該シ
フト移動量が前記下限値以上となるように変更する機能
を、それぞれ加えることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明では、後続する複数本の圧延材の情報を
参照して各圧延材について目標板クラウンを確保するた
めの適正シフト量を求めて基本のシフトパターンとする
一方、これに対して圧延材の通板性も考慮してシフトパ
ターンを修正するようにした。

【００１４】具体的なシフトパターン決定方法として
は、目標板クラウンを確保するための適正シフト量を設
定した場合の連続する２本の圧延材間のシフト移動量に
ついて、通板の安定性確保の観点から定めた上限値以下
であるかの判定を行い、この上限値を越える場合は、各
圧延材の設定シフト量を、Ｓ字状ロールを用いて板クラ
ウン制御を行うスタンドおよびその下流側スタンドの平
坦度が許容範囲内でかつ目標板クラウンの確保が可能な
シフト量変更許容範囲内で変更するようにする。このた
め、通板安定性と目標板クラウンの確保とを両立させる
ことができる。

【００１５】さらに、上記のシフトパターン決定方法に
おいて、連続する２本の圧延材間のシフト移動量につい
て、効果的な摩耗分散を行うのに必要な下限値以上であ
るかの判定を行い、下限値未満の場合は、各圧延材の設
定シフト量を、Ｓ字状ロールを用いて板クラウン制御を
行うスタンドおよびその下流側スタンドの平坦度が許容
範囲内でかつ目標板クラウンの確保が可能なシフト量変
更許容範囲内で変更する機能を付け加えることによっ
て、作業ロールの偏摩耗防止も両立することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を説明する。
図１は本発明を実施したホットトリップミル仕上スタン
ドの配置を示す図で、第１スタンド１および第２スタン
ド２は作業ロール８が軸方向に移動しない従来の４段圧
延機であり、第３スタンド３〜第７スタンド７は作業ロ
ール９，１０が軸方向に移動する圧延機である。

【００１７】このうち、第３スタンドのみにＳ字状プロ
フィルを有する作業ロール９を組み込んでいる。第４ス
タンド〜第７スタンドにはロールプロフィルがフラット
な作業ロール１０が組み込まれている。なお、作業ロー
ルの軸方向移動可能範囲は第３スタンドが±１００ｍ
ｍ、第４スタンド〜第７スタンドが０〜６００ｍであ
る。なお、１１は圧延材である。

【００１８】図２は第３スタンドに組み込んだ作業ロー
ルの模式的正面図であり、プロフィルは胴長方向位置に
関する３次式で表される。上作業ロールの下側プロフィ
ルと下作業ロールの上側プロフィルが点対称となってい
るためロールギャッププロフィルは２次式となり、通常
の２次式のロールプロフィルを有する上下作業ロールを
組み込んだ場合と同様になる。

【００１９】そこで、Ｓ字状ロールを用いた板クラウン
制御方法の制御能力をロールギャップの軸方向中央位置
での値と任意のロールギャップ評価位置での値の差で定
義される等価ロールクラウンで表すと、この上下作業ロ
ールを軸方向に互いに逆方向に移動させることによって
等価ロールクラウンはシフト量に比例して変化する。こ
の時のシフト方向は、シフト量が大きくなる方向、即ち
本実施例では等価ロールクラウンが大きくなり、板クラ
ウンを小さくする方向に移動した場合を正とする。

【００２０】図３は本発明によって作業ロールのシフト
量を設定する手順を示したフローチャートである。本実
施例では、前記特許請求の範囲第２項に記載の通板安定
性と目標板クラウンの確保に加えて作業ロールの偏摩耗
防止も両立するロジックとした。以下、図３に沿って本
発明の方法を詳細に説明する。まず、ステップ１では今
回の設定材および後続する複数本の圧延材の圧延指令情
報を読み込む。後続材の本数については、作業ロールの
設備的な移動可能範囲と通板安定性の観点から定めた１
本毎のシフト移動量上限値とから考えて本実施例では１
０本とした。

【００２１】次に、これらの情報を用いてステップ２で
は目標板クラウンを確保するための適正シフト量を求
め、ステップ３ではシフト量変更許容範囲（シフト量の
上限値および下限値）を求める。この上下限値はＳ字状
ロールを用いて板クラウン制御を行う当該スタンドおよ
びその下流側スタンドの平坦度が許容範囲内でかつ目標
板クラウンの確保が可能な範囲として決定される。

【００２２】すなわち、図４はＳ字状ロールを用いて板
クラウン制御を行う第３スタンドの板クラウン比率の上
下限値を決定する方法の概念を説明するためのもので、
図中の実線は、板クラウン制御を行わない第１及び第２
スタンドの板クラウン比率が計算されたときの第３スタ
ンドの平坦度が許容範囲内となる条件での板クラウン比
率の範囲を示し、他方、図中の点線は、製品目標板クラ
ウンが与えられたときの第３スタンドより下流側の各ス
タンドの平坦度が許容範囲内となる条件のもとに設定さ
れる第３スタンド以降の板クラウン比率範囲を示す。第
３スタンドでの板クラウン比率の許容範囲はこれらの共
通範囲（図中の矢印）として求められる。

【００２３】図４の場合、下限値は上流側スタンドの制
約による第３スタンドの中伸び限界となり、上限値は下
流側スタンドでの中伸び限界によって決まる。板クラウ
ン比率の許容範囲が決まれば、公知の板クラウン予測モ
デルを用いて等価ロールクラウン量の許容範囲が求ま
り、等価ロールクラウン量の上下限値から前述の関係に
従ってシフト量上下限値が一義的に求まる。

【００２４】それぞれの求め方は、圧延指令情報から求
められる方法であればどのような方法でもよいが、本実
施例では次のような簡易式を用いた。ＳＣ＝ｆ（ｈ_f、Ｗ_f、σ、ＣＰ）ＳＵ＝ｇ（ｈ_f、Ｗ_f、σ）ＳＬ＝ｈ（ｈ_f、Ｗ_f、σ）ここで、ＳＣ：適正シフト量、ＳＵ：シフト量上限値、
ＳＬ：シフト量下限値、ｈ_f：仕上狙厚、Ｗ_f：仕上狙
幅、σ：熱間強度、ＣＰ：製品目標板クラウンである。

【００２５】なお、関数ｆ，ｇ，ｈの形はオフラインで
板クラウン予測モデルを用いた解析に基づいて決定し
た。以上が目標板クラウンを確保するための適正シフト
量およびシフト量変更許容範囲を求める処理であり、以
下、通板安定性と偏摩耗防止を考慮してシフト量を決定
する処理について述べる。

【００２６】まず、ステップ４においてシフト移動量の
上下限値を設定する。上限値は通板の安定性確保の観点
から、また、下限値は摩耗分散のための必要量として設
定するものであり、本実施例では上下限値ともこれまで
の操業経験に基づく値を設定した。より具体的には、通
板トラブルが発生したときのシフト移動量に基づいて上
限値を、偏磨耗に起因する板プロフィル異常が発生した
ときのシフト移動量に基づいて下限値を設定した。

【００２７】次に、ステップ５において今回の設定材の
直前に圧延された圧延材のシフト量およびシフト方向を
読み込む。本実施例では、１本目から順に当該材に適正
シフト量を設定した場合の前材との間のシフト移動量を
チェックし、設定シフト量を決めていくようにした。以
下、１本毎のチェック方法とシフト量決定方法を説明す
る。

【００２８】まず、ステップ６では当該材と前材との間
のシフト移動量が効果的に摩耗分散を行うのに必要な条
件を満足しているか判定する。即ち、シフト移動量がス
テップ４で設定した下限値以上であればステップ８に進
み、下限値未満であればシフト移動量が下限値となるよ
う当該材のシフト量を変更する（ステップ７）。ここ
で、本実施例では、効果的に磨耗分散を行うために、ス
テップ６での判定についてシフト移動の方向が前材と同
じという条件も加えている。また、ステップ７での処理
においても、前材と同じシフト方向にシフト量を変更す
る。ただし、これによってシフト量が上下限値を越える
場合は、シフト方向を反転してシフト量を設定する。

【００２９】ステップ７のこの場合はシフト移動量は通
板性から決めた下限値以下となっているので、当該材の
設定シフト量は一応決定されたことになり、判定の対象
材を次材としてステップ６に戻って処理を繰り返す。ス
テップ８ではシフト移動量が通板性から決めた上限値を
越えていないかを判定する。即ち、シフト移動量が上限
値以下であれば、適正シフト量をそのまま設定シフト量
として（ステップ９）、次材の判定に進む。シフト移動
量が上限値を越える場合は、これを修正するようにステ
ップ１０以下の処理に進む。

【００３０】ステップ１０ではシフト方向の判別を行
う。これは、シフト方向によって以下の処理が若干異な
るためで、負の場合はステップ１１に、正の場合はステ
ップ１１’に進む。シフト方向が負の場合は、まずシフ
ト移動量が上限値となるように当該材のシフト量を上げ
る（ステップ１１）。この処理によって当該材のシフト
量がステップ３で求めた上限値を越えていないかをチェ
ックし（ステップ１２）、許容範囲内であれば次材の判
定に進む。上限値を越える場合は当該材のシフト量を上
下値に設定し（ステップ１３）、シフト移動量が上限値
となるように前材より順にシフト量を下げていく（ステ
ップ１４）。ただし、その場合も各圧延材のシフト量は
下限値を越えて下げることのないようにする（ステップ
１５，１６）。

【００３１】シフト方向が正の場合も、負の場合と同様
の処理を行う。ただし、シフト量を変更する方向が逆に
なる。即ち、各圧延材のシフト量を変更許容範囲内で、
まず当該材のシフト量を下げ、前材より順にシフト量を
上げていく（ステップ１１’〜１６’）。以上のように
して、１０本先まで設定シフト量が決定されると処理を
終了する。

【００３２】なお、本実施例では１本目から順にシフト
移動量とシフト量をチェックしながら設定シフト量を決
めていくようにロジックを作成したが、今回設定材と後
続材の適正シフト量およびシフト量変更許容範囲のパタ
ーンを見て、シフト移動量が上限値以下かつ下限値以上
となるように修正することができれば、どのようなロジ
ックとしてもよい。

【００３３】図５は本発明によるシフト量設定値を従来
法と比較した例を示す。この例では１〜７本目と８〜１
０本目がそれぞれ同一圧延条件であり、図中の一点鎖線
は適正シフト量、点線はシフト量変更許容範囲の推移を
示す。この場合、目標板クラウンは全て同じであるが、
８〜１０本目の方が熱間強度が高いため適正シフト量が
大きくなっている。●および○を実線で結んだものが本
発明法および従来法による設定シフト量のパターンを示
す。

【００３４】この図から分かるように、１〜６本目まで
は当初のシフト方向を負として摩耗分散のために設定し
たシフト移動量下限値（１０ｍｍ）で変化しており、本
発明法と従来法は同じシフト量設定となるが、従来法で
は７本目と８本目の間でシフト量が−６０ｍｍから４０
ｍｍまで大きく動いている。これに対して、本発明法で
は、シフト移動量上限値を４０ｍｍに設定しているの
で、まず７本目（−６０ｍｍ）を基準としてシフト移動
量が上限値となるように８本目のシフト量を下げる（−
２０ｍｍ）が、そうすると今度はシフト量変更許容範囲
（下限値＝−１０ｍｍ）を越えてしまうため８本目がシ
フト量下限値に設定される。

【００３５】そして、８本目を基準としてシフト移動量
が上限値となるように７本目のシフト量を−５０ｍｍま
で上げる。この処理によって６〜７本目間、７〜８本目
間ともシフト移動量が上限値となり、かつ目標板クラウ
ンを確保できる範囲にシフト量を設定することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の板クラウ
ン制御方法によれば、Ｓ字状ロールを用いた板クラウン
制御における作業ロールの軸方向位置を適切に設定して
通板安定性と板クラウンの確保とを両立させることがで
きる。このため、Ｓ字状ロールを用いた板クラウン制御
の実機への適用を容易にし、その結果として板クラウン
の低減に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したホットストリップミル仕上ス
タンドの配置を示す図である。

【図２】板クラウン制御を行うために組み込んだＳ字状
作業ロールの模式的正面図である。

【図３】本発明によって作業ロールのシフト量を設定す
る手順を示したフローチャートである。

【図４】Ｓ字状ロールを用いて板クラウン制御を行うス
タンドの板クラウン比率上下限値決定方法の概念を説明
する図である。

【図５】本発明と従来法によるシフト量設定値を対比し
て示すグラフである。

【符号の説明】

１，２従来の４段圧延機３Ｓ字状ロールを用いたロール移動式圧延機４〜７Ｓ字状ロールを用いないロール移動式圧延機８従来の作業ロール９Ｓ字状プロフィルを有する軸方向移動式上下
作業ロール１０プロフィルのフラットな軸方向移動式上下
作業ロール１１圧延材

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【手続補正書】

【提出日】平成６年９月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】（１）後続する複数本の圧延材の仕上板
厚、板幅、熱間強度、目標板クラウン等の情報に基づい
て後続する各圧延材の目標板クラウンを確保するための
適正シフト量と該適正シフト量の変更許容範囲を求め
る。（２）通板性を阻害しないシフト移動量の上限値を設定
する。（３）各圧延材のシフト量を適正シフト量に設定する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】このうち、第３スタンドのみにＳ字状プロ
フィルを有する作業ロール９を組み込んでいる。第４ス
タンド〜第７スタンドにはロールプロフィルがフラット
な作業ロール１０が組み込まれている。なお、作業ロー
ルの軸方向移動可能範囲は第３スタンドが±１００ｍ
ｍ、第４スタンド〜第７スタンドが０〜６００ｍｍであ
る。なお、１１は圧延材である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】ステップ１０ではシフト方向の判別を行
う。これは、シフト方向によって以下の処理が若干異な
るためで、負の場合はステップ１１に、正の場合はステ
ップ１１’に進む。シフト方向が負の場合は、まずシフ
ト移動量が上限値となるように当該材のシフト量を上げ
る（ステップ１１）。この処理によって当該材のシフト
量がステップ３で求めた上限値を越えていないかをチェ
ックし（ステップ１２）、許容範囲内であれば次材の判
定に進む。上限値を越える場合は当該材のシフト量を上
限値に設定し（ステップ１３）、シフト移動量が上限値
となるように前材より順にシフト量を下げていく（ステ
ップ１４）。ただし、その場合も各圧延材のシフト量は
下限値を越えて下げることのないようにする（ステップ
１５，１６）。

───────────────────────────────────────────────────── 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 29/00 Ｚ 31/18 Ａ 37/00 ＢＢＭ 37/42 8315−4ＥＢ２１Ｂ 37/00 １１７Ｃ (72)発明者長谷川裕之兵庫県加古川市金沢町１番地株式会社神戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｓ字状のプロフィルを有する作業ロール
を上下点対称に配置し、該上下作業ロールを軸方向に互
いに逆方向に移動させて複数本の圧延材の板クラウンを
制御する方法において、後続する複数本の圧延材の仕上板厚、板幅、熱間強度、
目標板クラウン等の情報に基づいて後続する各圧延材の
目標板クラウンを確保するための適正シフト量と該適正
シフト量の変更許容範囲を求めるとともに、通板性を阻
害しないシフト移動量の上限値を設定した後、まず、各
圧延材のシフト量を適正シフト量に設定し、連続する２
本の圧延材間のシフト移動量が前記上限値を越える場合
は、各圧延材のシフト量が前記変更許容範囲内となりか
つ当該シフト移動量が前記上限値以下となるように変更
することを特徴とする板クラウン制御方法。
【請求項２】さらに、作業ロールの同一部分を偏摩耗
させないためのシフト移動量の下限値を設定し、連続す
る２本の圧延材間のシフト移動量が前記下限値未満の場
合は、その２本のいずれか一方または両方のシフト量が
前記変更許容範囲内となりかつ当該シフト移動量が前記
下限値以上となるように変更することを特徴とする請求
項１に記載の板クラウン制御方法。