JPH09174127A - 仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュエータ設定値算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のクラウン形状制御アクチュエータのク
ラウン形状制御設定値を算出する際、被圧延材の種類や
圧延条件により適合したものを求める。 【解決手段】 ステップ１１８の第１クラウン形状制御
設定値算出方法及びステップ１２２の第２クラウン形状
制御設定値算出方法は、各アクチュエータのクラウン形
状制御設定値を、固定値とするか、圧延状況等に応じて
目標クラウン形状となるよう変更するか、相互に異な
る。ステップ１１２では、被圧延材の種類や圧延条件に
応じ、例えばアクチュエータの応答性をより良くすると
いう等の優先条件を決定する。ステップ１１４では、該
優先条件に従って、ステップ１１８の処理あるいはステ
ップ１２２の処理を選択する。被圧延材の種類や圧延条
件により適したアクチュエータの設定値算出が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行する被圧延材
を仕上圧延機で連続的に圧延する際に、前記被圧延材の
幅方向の断面のクラウン形状を制御するために用いる、
複数のクラウン形状制御アクチュエータそれぞれの作動
量を決定するための各クラウン形状制御設定値を算出す
る仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュエータ設定
値算出方法に係り、特に、クラウン形状制御設定値が限
界値となってそれ以上設定値の修正が不可能になってし
まったり、複数のクラウン形状制御アクチュエータのク
ラウン形状制御設定値を同時に変更することで、クラウ
ン形状制御やその他の圧延制御が不安定になってしまっ
たり、あるいは、応答性が低いなど、不適切なクラウン
形状制御設定値の変更を行ってしまうことを低減するこ
とができる仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュエ
ータ設定値算出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行する被圧延材を仕上圧延機で連続的
に圧延する際の、被圧延材の幅方向の断面のクラウン形
状の制御としては、一般的なものに、被圧延材を介して
対向する圧延ロール間の圧力（以降、ベンダ荷重と称す
る）を制御することによって行うもの（以降、ベンダ荷
重制御によるクラウン形状制御機能と称する）がある。
又、ベンダや中間ロールあるいはワークロール等の圧延
ロールをシフトすることで制御するもの（以降、圧延ロ
ールシフト（あるいはより具体的に、ベンダ、中間ロー
ル、又はワークロールのシフト）によるクラウン形状制
御機能と称する）がある。更に、対向するワークロール
をクロスさせることでクラウン形状制御を行うもの（以
降、ペアクロスによるクラウン形状制御機能と称する）
もある。

【０００３】なお、上述した３つのようなクラウン形状
制御機能を含め、何らかの可動部を動作させることでク
ラウン形状制御するものを、以降、クラウン形状制御ア
クチュエータと総称する。

【０００４】ここで、従来から、このようなクラウン形
状制御アクチュエータの設定値を算出する方法、即ち、
仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュエータ設定値
算出方法として、様々なものが開示されている。

【０００５】例えば、特公平５−１０１６５では、クラ
ウン形状制御アクチュエータとして、中間ロールをシフ
トするクラウン形状制御機能と、ベンダ荷重制御による
クラウン形状制御機能とを有するタンデム圧延機におけ
る、クラウン形状制御設定値算出方法が開示されてい
る。この特公平５−１０１６５では、タンデム構成され
た各スタンドで求められた目標クラウン形状を達成する
ために、圧延ロール負荷の観点から、まず、中間ロール
シフト量を”０”にすることを優先に考え、各スタンド
のベンダ荷重設定値を求める。この時、ベンダ荷重設定
値が限界値となってそれ以上設定値の変更ができないた
めに、目標クラウン形状を達成できない場合には、中間
ロールシフト量をなるべく小さい値に変更（修正）しな
がら、ベンダ荷重設定値は設定可能な能力限界の最大値
まで使用して、これら中間ロールシフト量やベンダ荷重
設定値を算出している。

【０００６】ここで、中間ロールシフト量も、ベンダ荷
重設定値も、いずれも、クラウン形状制御設定値であ
り、クラウン形状制御アクチュエータの設定値である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、特公平５
−１０１６５では、中間ロールシフト量を”０”ないし
はより小さな値とすることを優先に考え、ロールベンダ
荷重設定値は大きくなることを許容し、多くの場合、該
ロールベンダ荷重設定値は限界値まで設定可能として、
目標クラウン形状を達成するためのこれら中間ロールシ
フト量やベンダ荷重設定値を算出している。このため、
ロールベンダ荷重設定値が限界値となってしまい、それ
以上設定値の修正が不可能となってしまい、目標クラウ
ン形状を達成するための制御が不可能となってしまう場
合がある。

【０００８】例えば、被圧延材先端部の通板後（通板直
後）に、仕上圧延機スタンド出側、あるいは、タンデム
構成の仕上圧延機スタンド間に備えられた、クラウン形
状を測定するためのプロフィール計による測定結果のク
ラウン形状実績値を、フィードバックして行われるクラ
ウン形状ダイナミック制御において、ロールベンダ荷重
設定値がもともと限界値近傍にあると、余裕制御代がな
いため何らかの要因で該ベンダ荷重設定値が限界値とな
ってしまって、それ以上この設定値の修正が不可能とな
ってしまう。すると、目標クラウン形状となるよう実績
クラウン形状を修正することができなくなってしまうと
いう問題が生じる。

【０００９】又、前述の特公平５−１０１６５では、優
先条件として中間ロールシフト量を”０”ないしはより
小さな値に設定しているが、このような中間ロールシフ
ト量はそれぞれの被圧延材に応じて設定される。

【００１０】ここで、それぞれの被圧延材の中間ロール
シフト量の設定値が大きくばらつくと、材質や形状が異
なる被圧延材を連続的に圧延する場合に、被圧延材の切
り替わりに応じて中間ロールシフト量を変更する際、該
中間ロールシフト量の設定変更量が大きくなってしま
い、中間ロールシフトのアクチュエータが実際に目標位
置に到達するまでの時間が長くなってしまう。このよう
に被圧延材の切り替わりの際の中間ロールシフトに要す
る時間が長くなると、被圧延材が切り替わる時のインタ
バル時間が必要となり、生産性が低下してしまうという
問題がある。

【００１１】前記特公平５−１０１６５に関して前述し
たような問題以外にも、クラウン形状を制御するため特
に複数のクラウン形状制御アクチュエータを用いる場合
には、様々な問題がある。例えば、このように複数のク
ラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定
値を同時に変更する場合、クラウン形状制御や、板圧制
御等のその他の圧延制御が不安定になってしまうという
問題がある。あるいは、応答性が低い等、不適切なクラ
ウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定値
の変更を行ってしまうという問題もある。

【００１２】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、走行する被圧延材を仕上圧延機で連
続的に圧延する際、被圧延材の幅方向の断面のクラウン
形状を制御するため、特に複数のクラウン形状制御アク
チュエータを用いる場合に、クラウン形状制御設定値が
限界値となってそれ以上設定値の修正が不可能になって
しまったり、複数のクラウン形状制御アクチュエータの
クラウン形状制御設定値を同時に変更することで、クラ
ウン形状制御やその他の圧延制御が不安定になってしま
ったり、あるいは、応答性が低いなど、不適切なクラウ
ン形状制御設定値の変更を行ってしまうことを低減する
ことができる仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュ
エータ設定値算出方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、走行する被圧
延材を仕上圧延機で連続的に圧延する際に、前記被圧延
材の幅方向の断面のクラウン形状を制御するために用い
る、複数のクラウン形状制御アクチュエータそれぞれの
作動量を決定するための各クラウン形状制御設定値を算
出する仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュエータ
設定値算出方法において、複数の前記クラウン形状制御
アクチュエータのうちの１つを第１クラウン形状制御ア
クチュエータと仮定し、又、別の１つを第２クラウン形
状制御アクチュエータと仮定し、前記第２クラウン形状
制御アクチュエータの前記クラウン形状制御設定値を一
旦設定した所定固定値に固定する一方、前記第１クラウ
ン形状制御アクチュエータの前記クラウン形状制御設定
値を、前記断面が目標クラウン形状となるように、圧延
状況に応じて計算して求める第１クラウン形状制御設定
値算出方法を定義し、前記第１クラウン形状制御アクチ
ュエータの前記クラウン形状制御設定値を一旦設定した
所定固定値に固定する一方、前記第２クラウン形状制御
アクチュエータの前記クラウン形状制御設定値を、前記
断面が目標クラウン形状となるように、圧延状況に応じ
て計算して求め、第２クラウン形状制御設定値算出方法
を定義し、前記第１クラウン形状制御アクチュエータ、
あるいは前記第２クラウン形状制御アクチュエータの、
前記クラウン形状制御設定値を所定固定値にいるか、あ
るいは圧延状況に応じて計算して求めるかの、これらク
ラウン形状制御設定値の求め方で、優先すべきものを優
先条件として前記被圧延材の種類や圧延条件に応じて決
定し、該優先条件に従って、前記第１クラウン形状制御
設定値算出方法又は前記第２クラウン形状制御設定値算
出方法のいずれかを採用し、前記第１クラウン形状制御
アクチュエータ及び前記第２クラウン形状制御アクチュ
エータのそれぞれの前記クラウン形状制御設定値を求め
るようにしたことにより、前記課題を解決したものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。

【００１５】本発明が適用された第１実施形態について
フローチャートを参照して説明する前に、まず、該実施
形態のより基本となる原理について説明する。

【００１６】本実施形態では、被圧延材の幅方向の断面
のクラウン形状を制御するために用いるクラウン形状制
御アクチュエータが、各スタンドについて２つ備えられ
ている。ここで、一方のクラウン形状制御アクチュエー
タを第１クラウン形状制御アクチュエータと称し、他方
を第２クラウン形状制御アクチュエータと称する。

【００１７】ここで、クラウン形状制御アクチュエータ
としては、前述したように様々なものがあり、それぞれ
特徴が異なる。例えば、前述したベンダ荷重制御による
クラウン形状制御機能は、一般には、クラウン形状制御
の応答性が良好であるものの、変更（設定）可能なクラ
ウン形状制御量の範囲が比較的狭くなってしまう。一
方、前述した圧延ロールシフトによるクラウン形状制御
機能では、一般には、設定可能なクラウン形状制御の範
囲は比較的広くすることができるものの、応答性がよく
ないという特徴がある。従って、複数のクラウン形状制
御アクチュエータがある場合、これらのクラウン形状制
御設定値を算出する際には、用いる個々のクラウン形状
制御アクチュエータの特徴を加味することが好ましい。
しかしながら、このように個々のクラウン形状制御アク
チュエータの特徴を加味すると、クラウン形状制御設定
値の算出が複雑になってしまうという傾向がある。

【００１８】又、クラウン形状制御設定値の算出という
点で別の観点から考えると、ほとんどのクラウン形状制
御アクチュエータには、クラウン形状制御設定値の設定
可能な範囲がある。言い替えれば、設定値の限界（限界
値）がある。従って、あるクラウン形状制御アクチュエ
ータのクラウン形状制御設定値を何らかの固定値あるい
は初期値に設定する場合、実際に設定可能な範囲の限界
値に対して余裕制御代を設けることが、制御上の特性と
いう観点で好ましい。このような余裕制御代があれば、
クラウン形状制御設定値が変更される場合に限界値とな
ってそれ以上設定値の修正が不可能となってしまい、ク
ラウン形状制御が不可能となってしまうといったことが
少なくなる。従って、複数のクラウン形状制御アクチュ
エータを用いる場合にクラウン形状制御設定値を算出す
る際、このような設定値の設定可能な範囲等、制御上の
特性を加味することが好ましい。

【００１９】本実施形態においては、クラウン形状制御
設定値の算出の際に、前述のようなアクチュエータの特
徴の加味や制御上の特性の加味を、まず、優先条件の決
定によって行っている。例えば、このような優先条件に
は、次のようなものが考えられる。

【００２０】Ａ１．応答性が低いため、そのクラウン形
状制御アクチュエータの設定値の変更頻度は低くし（あ
るいは一度に行う変更量を小さくし）、例えば一旦設定
した所定固定値に固定する。

【００２１】Ａ２．応答性が高いため、そのクラウン形
状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定値を積極
的に変更しながら、クラウン形状制御を行う。

【００２２】Ａ３．制御上の特性のため、そのクラウン
形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定値を、
例えば限界値に対して余裕制御代を考慮したある所定固
定値に固定する。

【００２３】更に、本実施形態にあっては、複数のクラ
ウン形状制御設定値算出方法を予め定義している。これ
らクラウン形状制御設定値算出方法は、どのクラウン形
状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定値を固定
値（一旦設定した所定固定値に固定）とするか、どのク
ラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定
値を、実際のクラウン形状が目標クラウン形状となるよ
うに圧延状況に応じて計算して求める（即ち、クラウン
形状制御に際し積極的に変更しながら用いる）かの、こ
れらのクラウン形状制御設定値の算出の組合せが相互に
異なる。

【００２４】本実施形態においては、まず、前述の優先
条件Ａ１〜Ａ３のようなものをまず決定し、これに従っ
て、各クラウン形状制御設定値を固定値にするか否かの
組合せが相互に異なる、上述のような複数のクラウン形
状制御設定値算出方法のいずれか１つを選択している。

【００２５】従って、クラウン形状制御アクチュエータ
の特徴を加味しながら、又、制御上の特徴を加味しなが
ら、より最適なクラウン形状制御設定値の算出を行うこ
とができる。又、このようなクラウン形状制御設定値の
算出は、このように優先条件に従ってなされるため、影
響や重要度が低い条件にとらわれずに算出することがで
き、算出過程の処理をより簡便とすることができる。

【００２６】又、このようにクラウン形状制御アクチュ
エータの特性を加味したり、制御上の特性を加味するこ
とで、従来あったような制御上の問題を解決することが
できる。例えば、あるクラウン形状制御アクチュエータ
のクラウン形状制御設定値が限界値となって、それ以上
設定値の修正が不可能になってしまい、クラウン形状制
御が不可能になってしまうという問題を低減することが
できる。又、より詳しく後述するように、前述のクラウ
ン形状ダイナミック制御をより安定して行うことができ
る。

【００２７】さらに、優先条件の設定によれば、複数の
クラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設
定値が同時に変更される場合を低減することができる。
従って、このような同時変更に伴って生じやすい、クラ
ウン形状制御や、その他の圧延制御の不安定も低減する
ことができる。

【００２８】又、前述のように優先条件Ａ１〜Ａ３等を
考慮しているため、クラウン形状制御アクチュエータの
特徴の加味や、制御上の特性の加味がなされる。従っ
て、応答性が低い等、クラウン形状制御アクチュエータ
の特徴を無視した、不適切なクラウン形状制御設定値の
変更を行ってしまうことを低減することができる。従っ
て、より詳しく後述するように、前述のような被圧延材
間のインタバルをより短くすることもできる。

【００２９】以下、図１のフローチャートを実際に用
い、本実施形態の作用をより詳細に説明する。

【００３０】図１は、本発明が適用された第１実施形態
の仕上圧延機のクラウン形状制御用アクチュエータ設定
値算出方法を示すフローチャートである。

【００３１】まず、前記図１のステップ１１２にて、前
述した優先条件Ａ１〜Ａ３のような優先条件で、実際に
採用するもののの決定を行う。このような優先条件決定
は、クラウン形状制御アクチュエータの特徴の加味や、
制御上の特性の加味をしながら行う。この際、被圧延材
の鋼種やサイズ等も考慮する。これは、被圧延材の鋼種
やサイズ等によって、複数のクラウン形状制御アクチュ
エータのクラウン形状制御設定値の組合せや設定範囲が
変わるためである。

【００３２】例えば、制御上の特性を加味する際、２種
類あるクラウン形状制御アクチュエータの一方を前述の
ようなクラウン形状ダイナミック制御のダイナミック制
御用アクチュエータとして用いる場合、初期固定値を、
限界値に対して余裕制御代のある値にすることを優先条
件とすることもできる。又、前述したような優先条件Ａ
１やＡ２によれば、個々のクラウン形状制御アクチュエ
ータの制御応答性を加味することが可能である。

【００３３】次にステップ１１４では、ステップ１１２
で決定した優先条件に従い、予め複数定義されているク
ラウン形状制御設定値の算出方法のいずれか１つを選択
する。

【００３４】例えば、本実施形態ではクラウン形状制御
アクチュエータが２種類であるため、前述の如く各クラ
ウン形状制御設定値を固定値にするか否かの組合せが異
なるクラウン形状制御設定値算出方法は２種類となる。
ここで、この２種類の設定値算出方法の一方を第１クラ
ウン形状制御設定値算出方法と定義し、他方を第２クラ
ウン形状制御設定値算出方法と定義する。即ち、前記第
１クラウン形状制御設定値算出方法は、第２クラウン形
状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定値を一旦
設定した所定固定値に固定する一方、前記第１クラウン
形状制御アクチュエータの前記クラウン形状制御設定値
を、被圧延材の幅方向の断面の実際のクラウン形状が目
標クラウン形状となるように圧延状況に応じて計算して
求めるものである。一方、前記第２クラウン形状制御設
定値算出方法は、前記第１クラウン形状制御アクチュエ
ータの前記クラウン形状制御設定値を一旦設定した所定
固定値に固定する一方、前記第２クラウン形状制御アク
チュエータの前記クラウン形状制御設定値を、前記断面
の実際のクラウン形状が目標クラウン形状となるよう
に、圧延状況に応じて計算して求めるものである。

【００３５】ここで、このステップ１１４についてより
具体的に考えると、例えば、第２クラウン形状制御アク
チュエータが前記優先条件Ａ１であれば、このステップ
１１４にて前述の第１クラウン形状制御設定値算出方法
が選択され、ステップ１１８へ進む。反対に該第２クラ
ウン形状制御アクチュエータが前述の優先条件Ａ２であ
れば、前述の第２クラウン形状制御設定値算出方法が選
択され、ステップ１２２へ進む。又、該第２クラウン形
状制御アクチュエータが前述の優先条件Ａ３であれば、
第１クラウン形状制御設定値算出方法が選択され、次に
ステップ１１８へ進む。

【００３６】なお、ステップ１１８では、前述したよう
な第１クラウン形状制御設定値算出方法が実際に行われ
る。あるいは、ステップ１２２では、前述した第２クラ
ウン形状制御設定値算出方法が行われる。これらステッ
プ１１８あるいは１２２が完了すれば、必要なクラウン
形状制御設定値の設定が終了するため、実際に対象とな
るクラウン形状制御アクチュエータの制御を行うことが
できる。

【００３７】以上説明したとおり、本第１実施形態によ
れば、クラウン形状制御アクチュエータの特徴の加味
や、制御上の特性の加味を行いながら、複数のクラウン
形状制御アクチュエータを用いる場合にも、より効果的
に個々のクラウン形状制御設定値を算出することができ
る。従って、クラウン形状制御設定値が限界値となって
それ以上設定値の修正が不可能になってしまったり、複
数のクラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制
御設定値を同時に変更することで、クラウン形状制御や
その他の圧延制御が不安定になってしまうことを低減す
ることができる。あるいは、応答性が低い等、不適切な
クラウン形状制御設定値の変更を行ってしまうことを低
減することができる。

【００３８】例えば、制御上の特性を加味する際、２種
類あるクラウン形状制御アクチュエータの一方を前述の
ようなクラウン形状ダイナミック制御のダイナミック制
御用アクチュエータとして用いる場合、初期固定値を、
限界値に対して余裕制御代のある値にすることを優先条
件とすることもできる。このように余裕制御代を設ける
ことで、実際のクラウン形状が目標クラウン形状から外
れたとしてもクラウン形状ダイナミック制御で捉えるこ
とができる範囲を広くすることができる。

【００３９】例えば、２種類のクラウン形状制御アクチ
ュエータのうち、第１クラウン形状制御アクチュエータ
がクラウン形状制御可能範囲が広いものの、応答性が低
いとする。又、他方の第２クラウン形状制御アクチュエ
ータがこの逆に、クラウン形状制御可能範囲は狭いもの
の、応答性が高いとする。このような場合、第１クラウ
ン形状制御アクチュエータについては前述の優先条件Ａ
１を決定し、第２クラウン形状制御アクチュエータにつ
いては前述の優先条件Ａ２を決定する。このような優先
条件の決定に基づき、前述の第１クラウン形状制御設定
値算出方法を選択することができる。又、この第１クラ
ウン形状制御設定値算出方法における、第１クラウン形
状制御アクチュエータのための一旦設定する所定固定値
は、該第１クラウン形状制御アクチュエータの応答性が
あまり低くならない値となるように、又、他方の第２ク
ラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定
値の設定可能範囲をより有効に使用できる値となるよう
にすればよい。このようにすれば、目標クラウン形状を
より応答性良く達成することができ、能率良く個々のク
ラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定
値を求めることができる。

【００４０】又、このようにクラウン形状制御の応答性
をより向上することができるため、例えば被圧延材の種
類（材質や形状やサイズ）が変更される場合、これによ
って変更されるクラウン形状制御アクチュエータのクラ
ウン形状制御設定値が実際に変更されるまでに要する時
間を短縮することができる。従って、この様な設定値の
変更時間短縮が可能であるため、このような時間を確保
するためのインタバル時間も短縮することができ、生産
性を向上することができる。

【００４１】図２は、本発明が適用されたクラウン形状
制御用アクチュエータ設定値算出装置の実施形態及び該
実施形態が対象とするタンデム圧延機の構成を示すブロ
ック図である。

【００４２】この図２において、被圧延材１は左方から
送り込まれ、右方へと走行する。又、このような被圧延
材１の走行経路には、圧延スタンドＦ１〜Ｆ７で構成さ
れるタンデム連続仕上圧延機が構成されている。各圧延
スタンドＦ１〜Ｆ７は、いずれも、１対のワークロール
５、及び１対のバックアップロール６によって構成され
る。又、各圧延スタンドＦ１〜Ｆ７は、いずれも、前述
したベンダ荷重制御によるクラウン形状制御機能を有
し、クラウン形状制御用アクチュエータ設定値算出装置
１０から出力されるベンダ荷重φ１〜φ７によって制御
される。又、各圧延スタンドＦ１〜Ｆ７は、前述したペ
アクロスによるクラウン形状制御機能を有し、前記クラ
ウン形状制御用アクチュエータ設定値算出装置１０が出
力するクロス角度φ１〜φ７によって制御される。

【００４３】ここで、前述のベンダ荷重制御によるクラ
ウン形状制御機能は、クラウン形状制御可能範囲は狭い
が、クラウン形状制御設定値を設定後に実際に対応する
クラウン形状となるまでの応答性は高く、前述のクラウ
ン形状ダイナミック制御がより積極的に設定値を変更す
るアクチュエータとして用いるのに好ましい。又、前述
のペアクロスによるクラウン形状制御機能は、クラウン
形状制御可能範囲は広いものの、クラウン形状制御設定
値を設定後に実際に対応するクラウン形状となるまでの
応答性は低い。

【００４４】ここで、本実施形態が対象とする圧延機で
は、各種類がそれぞれ複数の被圧延材でなる、２種類に
分類される被圧延材群、即ち２グループの被圧延材群を
圧延するものである。ここで、これら２グループについ
て、以降、一方のグループを被圧延材Ａと称し、他方の
グループを被圧延材Ｂと称する。被圧延材Ａのグループ
は異なる被圧延材間で多少のインタバルを必要として
も、クラウン形状ダイナミック制御による余裕制御代を
より多く残してクラウン形状制御設定値を設定して、ク
ラウン形状目標に関してより厳格な圧延を行う被圧延材
のグループである。一方、前記被圧延材Ｂのグループ
は、クラウン形状目標に対してあまり厳格でなく、この
ため、余裕制御代をより多く残してクラウン形状制御設
定値を設定する必要はなく、むしろ異なる被圧延材間の
インタバルをより短縮するこでできるだけ生産性を上げ
て圧延したい被圧延材のグループである。

【００４５】なお、本実施形態では、前述の被圧延材Ａ
にいずれも属する１０本の被圧延材（それぞれ被圧延材
番号を１〜１０とする）を連続して圧延した後、前述し
た被圧延材Ｂにいずれも属する１０本の被圧延材（それ
ぞれ被圧延材番号を１１〜２０とする）を連続して圧延
している。なお、このような連続して圧延される合計２
０本の被圧延材の鋼種及びサイズ（厚さ及び幅）は、い
ずれも、図３において被圧延材番号により示される通り
である。又、これら被圧延材の目標クラウン量は、全て
０．１００ｍｍである。

【００４６】又、前述の被圧延材Ａのグループに属する
か、あるいは前述の被圧延材Ｂのグループに属するかの
判定基準は、図４に示すとおりである。この図４に示す
如く、低炭素鋼で、かつ、厚さが２．５ｍｍ以上で、か
つ、幅が１０００ｍｍ以上のものを、前述の被圧延材Ｂ
のグループに属すると判定している。これ以外の被圧延
材については、前述の被圧延材Ａのグループに属すると
判定している。

【００４７】図５は、本実施形態の前記クラウン形状制
御用アクチュエータ設定値算出装置でなされる処理を示
すフローチャートである。

【００４８】まず、この図５のステップ１５０におい
て、圧延する被圧延材が前述の被圧延材Ａのグループに
属するものか、あるいは被圧延材Ｂのグループに属する
ものか判定する。この判定基準は前記図４に示したもの
である。被圧延材Ａのグループに属するものは、クラウ
ン形状目標に対してより厳格に圧延することが優先条件
となる。一方被圧延材Ｂのグループに属するものは、ク
ラウン形状目標についてはあまり厳格とはならず、むし
ろできるだけ生産性を向上させることが優先条件とな
る。ここで、被圧延材Ａのグループに属すると判定され
るとステップ１５２に進む。一方、被圧延材Ａのグルー
プには属さない、即ち被圧延材Ｂのグループに属すると
判定された場合、次にステップ１６４へ進む。

【００４９】ステップ１５２では、ベンダ荷重をバラン
ス荷重として、即ちベンダ荷重を”０”として、クロス
角を求める。このステップ１５２では、ベンダ荷重を”
０”の所定固定値に固定する一方、実際のクラウン形状
が目標クラウン形状となるように、圧延状況に応じてク
ロス角を求める。このステップ１５２では、応答性が低
いものの、クラウン形状制御の制御可能な範囲がより広
い、ペアクロスによるクラウン形状制御機能のクラウン
形状制御設定値をより積極的に変化させながらクラウン
形状制御を行っている。従って、より精度良く圧延する
ことができる。

【００５０】一方ステップ１６４では、クロス角は直前
に圧延された被圧延材の設定値として固定し、該クロス
角に応じたベンダ荷重を求めている。このステップ１６
４では、クラウン形状制御の可能な範囲が比較的狭いも
のの、クラウン形状制御の応答性が比較的高い、ベンダ
荷重制御によるクラウン形状制御機能のクラウン形状制
御設定値をより積極的に変更しながら、クラウン形状制
御を行っている。従って、より能率良く圧延することが
できる。

【００５１】ここで、この図５の処理の開始に当たって
は、各スタンドに対する目標クラウン形状が与えられて
いる。又、以下の説明において、本実施形態の合計７段
の第ｉ番目のスタンドを、ｉスタンドとする。又、該ｉ
スタンドの目標クラウン形状をＣｒｉとし、（ｉ−１）
スタンドの目標クラウン形状をＣｒ（ｉ−１）とする。
ｉスタンドのメカニカルクラウン形状、及びクラウン形
状転写率、又クラウン形状遺伝係数を、それぞれ、Ｃｈ
ｉ、αｉ、βｉとする。すると、前述の目標クラウン形
状Ｃｒｉは、次式のように表すことができる。

【００５２】 Ｃｒｉ＝αｉ×Ｃｈｉ＋βｉ×Ｃｒ（ｉ−１） …（１）

【００５３】又、ｉスタンドのメカニカルクラウン形状
Ｃｈｉが、ｉスタンドのクロス角φｉ及びベンダ荷重Ｗ
ｉと、圧延機の寸法及び材質により決まる係数γｉ、λ
ｉ、εｉから、次式のように表されることは周知であ
る。

【００５４】 Ｃｈｉ＝γｉ×φｉ² λｉ×Ｗｉ＋εｉ …（２）

【００５５】上記（２）のとおり、ｉスタンドでのベン
ダ荷重Ｗｉとクロス角φｉの間には一定関係がある。従
って、一方が求まれば他方が求められる。

【００５６】従って、前記図５のステップ１５２では、
上記（２）式に基づき、先に設定されたベンダ荷重Ｗｉ
からクロス角φｉを求める。又、前記図５のステップ１
６４では、先に求められたクロス角φｉからベンダ荷重
Ｗｉを求める。

【００５７】前述のステップ１５２の後、ステップ１５
４では、クロス角が限界値以外であるか判定する。本実
施形態が対象とする圧延機の各スタンドＦ１〜Ｆ７につ
いては、図６に示されるようなクロス角φの上限及び下
限が求められている。従って、クロス角がこのようなク
ロス角の上限及び下限の範囲外であればステップ１５６
へ進み、範囲内であればこの図５の一連の処理をすべて
終了する。ステップ１５６ではクロス角が上限及び下限
間の範囲外であるため、この時のクロス角に近い図６に
示されるクロス角上限又はクロス角下限の限界値を採用
し、これに基づいて前述の（２）式に従ってベンダ荷重
を求める。このステップ１５６の後、この図５の一連の
処理をすべて終了する。

【００５８】一方、前述のステップ１６４の次には、ス
テップ１６６において、ベンダ荷重が範囲外であるか否
か判定する。即ち、ステップ１６４で求められたベンダ
Ｗｉが図７で示される各スタンドＦ１〜Ｆ７のベンダ荷
重上限及び下限で示される範囲の外であるか判定する。
範囲外であればステップ１６８へ進み、範囲内であれば
この図５に示される一連の処理を終了する。ステップ１
６８では、ステップ１６４で求めたベンダ荷重Ｗｉが図
７のベンダ荷重上限及び下限の範囲外であるため、求め
たベンダ荷重Ｗｉに近い方のベンダ荷重上限あるいはベ
ンダ荷重下限の限界値を採用して、該限界値のベンダ荷
重に基づいてクロス角を求める。該ステップ１６８の
後、この図５の一連の処理をすべて終了する。

【００５９】なお、ステップ１５４あるいは１６６にお
いて範囲内であると判定された場合、又は、ステップ１
５６あるいは１６８の処理を終了した場合には、この図
５の一連の処理はすべて完了する。従って、この時点で
は、本発明を適用しながら、前述のようなベンダ荷重制
御によるクラウン形状制御機能のクラウン形状制御設定
値が求められ、又、前述のようなペアクロスによるクラ
ウン形状制御機能のクラウン形状制御設定値が求められ
る。従って、求められたこれら設定値に従った制御が可
能である。

【００６０】ここで、前記図４のような判定基準を用い
ず、又、前記図５のフローチャートにおいてステップ１
５０のような判定を行わず、すべての被圧延材について
ステップ１５２、１５４、及び１５６に関する処理のみ
を行い、各クラウン形状制御設定値を求めるものを比較
例として考える。即ち、この比較例では、前述したステ
ップ１６４、１６６及び１６８の処理は全く行わない。

【００６１】すると、前記図３に示すような２０本の被
圧延材を被圧延材番号順に圧延すると、本実施形態の場
合図８に示す通りとなり、上述の比較例では図９に示す
通りとなる。これら図８及び図９では、本実施形態につ
いて、あるいは前述の比較例について、連続的に圧延さ
れる被圧延材番号で示される各被圧延材の、第１番目の
圧延スタンドＦ１におけるベンダ荷重設定値とクロス角
設定値が示される。

【００６２】ここで、図８の本実施形態では、被圧延材
番号が１から１０までは、各被圧延材毎にクロス角設定
値が変化しているものの、ベンダ荷重設定値は一定であ
る。これに対して、被圧延材番号が１１から２０となる
と、逆にベンダ荷重設定値が被圧延材毎に変化するよう
になり、これに対してクロス角設定値は一定となってい
る。

【００６３】一方、図９の比較例については、被圧延材
番号が１から２０まですべてにわたり、各被圧延材毎に
クロス角設定値が変化するものの、ベンダ荷重設定値は
一定となっている。

【００６４】図１０は、第１番目の圧延スタンドＦ１に
おける、本実施形態と比較例とのクラウン形状制御アク
チュエータの設定替え必要時間の平均値を示す線図であ
る。

【００６５】ここで、本実施形態あるいは前述の比較例
において、ベンダ荷重制御によるクラウン形状制御機能
における設定替え応答時間は２０００（ｋＮ／ｓｅｃ）
である。又、前述のペアクロスによるクラウン形状制御
機能の設定替え応答時間は０．１（ｄｅｇ／ｓｅｃ）で
ある。

【００６６】この図１０から明らかなように、本実施形
態によれば、平均の設定替え必要時間が２２．２８ｓｅ
ｃであり、該必要時間が４７．４９ｓｅｃの比較例と比
較して明らかな如く、アクチュエータの設定替えに必要
な時間の平均値は大幅に短縮することができている。こ
れは、本実施形態では、可能な場合には、より応答性が
高いベンダ荷重制御によるクラウン形状制御機能のクラ
ウン形状制御設定値をより積極的に変更しながら、クラ
ウン形状制御を行っているためである。又、本実施形態
では、クラウン形状ダイナミック制御の余裕制御代を多
く必要とする被圧延材に対しては、ベンダ荷重設定値を
設定可能な範囲の限界値に対して余裕ある値に設定する
ことも可能であり、より安定した制御を行うことができ
る。

【００６７】以上説明した通り、本第２実施形態につい
ても、本発明を適用することで、走行する被圧延材を仕
上圧延機で連続的に圧延する際、被圧延材の幅方向の断
面のクラウン形状を制御するため、特に複数のクラウン
形状制御アクチュエータを用いる場合に、クラウン形状
制御設定値が限界値となってそれ以上設定値の修正が不
可能になってしまったり、複数のクラウン形状制御アク
チュエータのクラウン形状制御設定値を同時に変更する
ことで、クラウン形状制御やその他の圧延制御が不安定
になってしまったり、あるいは、応答性が低いなど、不
適切なクラウン形状制御設定値の変更を行ってしまうこ
とを低減することができるという優れた効果を得ること
ができる。

【００６８】なお、本実施形態については、２種類のク
ラウン形状制御アクチュエータを用いるものを一例と
し、特にベンダ荷重制御によるクラウン形状制御機能の
アクチュエータと、ペアクロスによるクラウン形状制御
機能のアクチュエータとを用いるものを一例としてい
る。しかしながら、本発明はこのようなものに限定され
るものではない。即ち、用いるクラウン形状制御アクチ
ュエータの種類は３種類以上であってもよく、又、他の
アクチュエータを用いてもよい。例えば、前述した圧延
ロールシフトによるクラウン形状制御機能のアクチュエ
ータと、ベンダ荷重制御によるクラウン形状制御機能の
アクチュエータとを用いるといった組合せでもよい。

【００６９】又、前述した図５のステップ１５２の処
理、およびステップ１６４の処理は、それぞれ、本発明
の第１クラウン形状制御設定値算出方法あるいは第２ク
ラウン形状制御設定値算出方法に相当するものである
が、これらについても本発明は限定するものではなく、
又これらのいずれを用いるかの判定基準も本発明は前述
の図４のものに限定するものではない。例えば、目標ク
ラウン形状や目標形状に関する条件を加えたものを判定
基準としてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、走
行する被圧延材を仕上圧延機で連続的に圧延する際、被
圧延材の幅方向の断面のクラウン形状を制御するため、
特に複数のクラウン形状制御アクチュエータを用いる場
合に、クラウン形状制御設定値が限界値となってそれ以
上設定値の修正が不可能になってしまったり、複数のク
ラウン形状制御アクチュエータのクラウン形状制御設定
値を同時に変更することで、クラウン形状制御やその他
の圧延制御が不安定になってしまったり、あるいは、応
答性が低いなど、不適切なクラウン形状制御設定値の変
更を行ってしまうことを低減することができる仕上圧延
機のクラウン形状制御用アクチュエータ設定値算出方法
を提供することができるという優れた効果を得ることが
できる。

【００７１】例えば、前述の第２実施形態の如く、必要
に応じて随時余裕制御代を多くしてクラウン形状目標に
対してより厳格にすることもできるため、平均的な目標
クラウン形状をより向上することができる。あるいは、
必要に応じて随時クラウン形状制御アクチュエータのク
ラウン形状制御設定値の設定替えに要する時間がより短
いクラウン形状制御設定値算出方法を随時選択すること
も可能であり、このため、平均的な設定替えに要する時
間を短縮することも可能であり、従って生産性を向上さ
せたうえに、クラウン形状ダイナミック制御の効果を十
分に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された第１実施形態の仕上圧延機
のクラウン形状制御用アクチュエータ設定値算出方法を
示すフローチャート

【図２】本発明が適用された第２実施形態のクラウン形
状制御用アクチュエータ設定値算出装置及び該装置が対
象とするタンデム圧延機の構成を示すブロック図

【図３】前記第２実施形態が圧延する圧延材の鋼種及び
サイズを示す線図

【図４】前記第２実施形態での第１クラウン形状制御設
定値算出方法を行うか第２クラウン形状制御設定値算出
方法を行うかの判定基準を示す線図

【図５】前記第２実施形態の処理内容を示すフローチャ
ート

【図６】前記第２実施形態におけるクロス角上限および
クロス角下限を示す線図

【図７】前記第２実施形態におけるベンダ荷重上限およ
びベンダ荷重下限を示す線図

【図８】前記第２実施形態による圧延でのベンダ荷重設
定値及びクロス角設定値の被圧延材毎の変化を示すグラ
フ

【図９】前記第２実施形態に対する比較例による圧延で
のベンダ荷重設定値及びクロス角設定値の被圧延材毎の
変化を示すグラフ

【図１０】前記第２実施形態及び前記比較例におけるク
ラウン形状制御設定値の設定替え必要時間の平均値を示
す線図

【符号の説明】

１…被圧延材 ５…ワークロール ６…バックアップロール １０…クラウン形状制御用アクチュエータ設定値算出装
置 Ｆ１〜Ｆ７…圧延スタンド Ｗ１〜Ｗ７…クラウン形状制御設定値（圧延荷重） φ１〜φ７…クラウン形状制御設定値（クロス角）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行する被圧延材を仕上圧延機で連続的に
   圧延する際に、前記被圧延材の幅方向の断面のクラウン
   形状を制御するために用いる、複数のクラウン形状制御
   アクチュエータそれぞれの作動量を決定するための各ク
   ラウン形状制御設定値を算出する仕上圧延機のクラウン
   形状制御用アクチュエータ設定値算出方法において、 複数の前記クラウン形状制御アクチュエータのうちの１
   つを第１クラウン形状制御アクチュエータと仮定し、
   又、別の１つを第２クラウン形状制御アクチュエータと
   仮定し、 前記第２クラウン形状制御アクチュエータの前記クラウ
   ン形状制御設定値を一旦設定した所定固定値に固定する
   一方、前記第１クラウン形状制御アクチュエータの前記
   クラウン形状制御設定値を、前記断面が目標クラウン形
   状となるように、圧延状況に応じて計算して求める第１
   クラウン形状制御設定値算出方法を定義し、 前記第１クラウン形状制御アクチュエータの前記クラウ
   ン形状制御設定値を一旦設定した所定固定値に固定する
   一方、前記第２クラウン形状制御アクチュエータの前記
   クラウン形状制御設定値を、前記断面が目標クラウン形
   状となるように、圧延状況に応じて計算して求め、第２
   クラウン形状制御設定値算出方法を定義し、 前記第１クラウン形状制御アクチュエータ、あるいは前
   記第２クラウン形状制御アクチュエータの、前記クラウ
   ン形状制御設定値を所定固定値にいるか、あるいは圧延
   状況に応じて計算して求めるかの、これらクラウン形状
   制御設定値の求め方で、優先すべきものを優先条件とし
   て前記被圧延材の種類や圧延条件に応じて決定し、 該優先条件に従って、前記第１クラウン形状制御設定値
   算出方法又は前記第２クラウン形状制御設定値算出方法
   のいずれかを採用し、前記第１クラウン形状制御アクチ
   ュエータ及び前記第２クラウン形状制御アクチュエータ
   のそれぞれの前記クラウン形状制御設定値を求めるよう
   にしたことを特徴とする仕上圧延機のクラウン形状制御
   用アクチュエータ設定値算出方法。