JPH10137830A

JPH10137830A - 圧延制御装置

Info

Publication number: JPH10137830A
Application number: JP8312732A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Maeda; 恭志前田; Shigeo Hattori; 重夫服部; Katsuhiro Miyamoto; 勝広宮本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】板クラウン率を変化させる性質を有した薄板
の圧延板５においても、圧延形状および板クラウン率を
高精度に制御する。【解決手段】冷間圧延機７の出側における圧延板５の
板幅方向全体の圧延形状を検出するセンサーロール１０
と、各圧延板５毎に設定されたパススケジュールを基に
して求められた圧延板５の各パス毎の幅広がりによる補
正係数および圧下率と、前回パスまでに得られた熱間圧
延における板クラウン率と最終パス後の目標板クラウン
率とを基にして各パスの目標形状を求める目標形状設定
計算機１３と、目標形状設定計算機１３で求められた目
標形状をセンサーロール１０で検出された圧延形状に一
致させるように冷間圧延機７を制御する自動形状制御計
算機１２とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧延形状が目標形
状となるように圧延機を制御しながら圧延することによ
り最終パス後に目標板クラウン率とする圧延制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、圧延板は、圧延機により複数パス
にわたって圧延されるようになっており、最終パス後に
おける圧延形状（板幅方向における平坦度）および板ク
ラウン率（板幅方向の板厚分布）が製品規格よりも悪い
と、後工程において各種の不良原因となるため、各パス
毎に圧延形状および板クラウン率を求めて制御できるこ
とが望まれている。

【０００３】従来、圧延形状および板クラウン率を求め
て制御する方法としては、圧延機の出口側に放射線式の
厚み計を設置し、厚み計を板幅方向に往復移動（走査）
させて板幅方向の板厚を測定することにより板クラウン
率を求めた後、この板クラウン率を基にして圧延形状を
予測する。そして、圧延形状が形状許容範囲内にあるか
否かを判定し、形状許容範囲外であれば、目標板クラウ
ン率を変更し、この目標板クラウン率となるように圧延
調整機構を制御することによって、最終パス後の圧延形
状および板クラウン率を製品規格内に収める方法が提案
されている（特開平６−７１３１９号公報や特開平７−
２２３０１２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、厚み計で測定された板厚を基に板クラウン
率および圧延形状を求めて制御する方法では、圧延板の
板厚が薄くなるのに従って厚み計の測定精度が低下する
ため、板厚の小さな圧延板に対して適用することが困難
であるという問題がある。特に、薄板を圧延対象とする
冷間圧延においては、厚み計の測定精度が極めて低下す
るため、厚み計を用いて制御する上記従来の方法を実用
化することができないものとなっている。

【０００５】そこで、冷間圧延においては、一般に板ク
ラウン率が変化しないという前提に立って、圧延機の出
口側に複数のセンサーディスクを備えたセンサーロール
装置を設置し、各センサーディスク内に備えられた圧力
センサを用いて圧延板との当接により発生するラジアル
荷重を検出して圧延形状を求め、目標形状となるように
制御することによって、圧延形状を製品規格内に収める
対策が採られている。ところが、純アルミ等の軟質の材
料からなる圧延板の場合には、冷間圧延においても板ク
ラウン率が変化し易いという性質を有しているため、上
記の圧延形状のみの制御では板クラウン率を製品規格内
に収めることができない。

【０００６】これにより、上記のような性質を有した圧
延板においては、コイル端部における抜き取り破壊検査
を行ったり、板幅方向の板厚差を考慮した大きめの板厚
として製品規格に対してオーバースペックの板クラウン
率で製造することが必要になっており、抜き取り検査に
よる工程数の増加およびオーバースペックによる材料コ
ストの増加を招来することになっている。

【０００７】従って、本発明は、板クラウン率を変化さ
せる性質を有した薄板の圧延板においても、圧延形状お
よび板クラウン率を高精度に制御することができる圧延
制御装置を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、圧延形状が目標形状となるよう
に圧延機を制御しながら圧延板をパススケジュールに従
って圧延することによって、該圧延板の板クラウン率を
最終パス後に目標板クラウン率とする圧延制御装置であ
って、圧延機出側における前記圧延板の板幅方向全体の
圧延形状を検出する形状検出手段と、前記パススケジュ
ールを基にして求められた前記圧延板の各パス毎の幅広
がりによる補正係数および圧下率と、前回パスまでに得
られた板クラウン率と、前記目標板クラウン率とを基に
して目標形状を求める目標形状算出手段と、前記目標形
状算出手段で求められた目標形状を形状検出手段で検出
された圧延形状に一致させるように前記圧延機を制御す
る形状制御手段とを有していることを特徴としている。
これにより、圧延板の板クラウン率を最終パス後に目標
板クラウン率とするように各パスにおける目標形状を求
めた後、この目標形状となるように圧延機出側の圧延形
状を形状検出手段により検出して圧延機を制御するた
め、放射線式の厚み計を用いて直接的に板クラウン率を
検出することができない薄板の圧延板においても、圧延
形状を介して板クラウン率を間接的に制御することが可
能になっている。従って、薄板の圧延板が圧延中に板ク
ラウン率を変化させる性質を有していても、圧延形状お
よび板クラウン率を高精度に制御することができるた
め、最終パス後において圧延形状および板クラウン率を
製品規格に適合した圧延板とすることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の圧延制
御装置であって、前記目標形状算出手段は、各パス毎に
設定された形状許容範囲内で前記目標形状を求めること
を特徴としている。これにより、目標形状を形状許容範
囲内で求めることによって、圧延板の巻き取り時の表面
傷等の不具合を考慮した目標形状を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図９に基づいて以下に説明する。本実施形態に係る圧延
制御装置は、図１に示すように、ホストコンピュータ
１、センサーロール１０、自動形状制御計算機１２、お
よび目標形状設定計算機１３を有しており、各パスｉご
との目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を求めて冷間圧延機７を制
御することによって、最終パスｎにおいて平坦な形状δ
ε_l(x) および目標板クラウン率Crⁿ (x)とするように
なっている。

【００１１】上記のホストコンピュータ１には、熱間圧
延機４における圧延データが入力されるようになってい
る。圧延データは、圧延板５のコイル長や目標板厚、圧
延速度等の各種のデータからなっており、ホストコンピ
ュータ１は、圧延データを圧延板５のコイル番号データ
に対応させて格納するようになっている。また、ホスト
コンピュータ１には、熱間圧延機４の出口側に設けられ
た板厚計６が接続されており、板厚計６は、Ｘ線やγ
線、β線等の放射線を入出力する線源部を圧延板５の板
幅方向に往復移動させることによって、圧延板５の板幅
方向における板厚を連続的に測定して板厚データとして
出力するようになっている。そして、ホストコンピュー
タ１は、図４に示すように、板幅方向の各部における板
厚データの平均値を８次関数の曲線で結ぶように、この
８次関数の板クラウンパラメータを求めて格納するよう
になっている。

【００１２】上記のホストコンピュータ１は、図１に示
すように、目標形状設定計算機１３に接続されている。
目標形状設定計算機１３は、ホストコンピュータ１との
データ通信によって、冷間圧延におけるパススケジュー
ルや前回パスｉ−１の板クラウン率Cr^i-1(x) 、最終パ
スｎの目標板クラウン率Crⁿ (x)等の各種のデータを格
納および取り込むようになっている。そして、目標形状
設定計算機１３は、図３の目標形状算出ルーチンを実行
可能になっており、この算出ルーチンを実行することに
よって、目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を後述のように算出
し、自動形状制御計算機１２に出力するようになってい
る。

【００１３】上記の自動形状制御計算機１２は、冷間圧
延機７に接続されている。冷間圧延機７は、図２に示す
ように、圧延板５の上面および下面に当接する一対のワ
ークロール１４ａ・１４ｂを有している。ワークロール
１４ａ・１４ｂの両端のロール軸は、図示しない支持ベ
アリングにより回転自在に支持されており、これらの支
持ベアリングは、上下方向に付勢可能な図示しない油圧
機構に連結されている。そして、この冷間圧延機７を制
御する自動形状制御計算機１２は、支持ベアリングを介
してワークロール１４ａ・１４ｂの両端部を上下方向に
付勢して開閉させるベンダー制御を行うことによって、
目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) となるようにワークロール１４
ａ・１４ｂ間のギャップを制御するようになっている。

【００１４】また、ワークロール１４ａ・１４ｂには、
ロール軸方向に進退移動可能にされた中間ロール１５ａ
・１５ｂが当接されており、中間ロール１５ａ・１５ｂ
は、圧延初期に軸方向のシフト位置が設定されるように
なっている。そして、これらの中間ロール１５ａ・１５
ｂには、ワークロール１４ａ・１４ｂを押圧するように
配置されたバックアップロール１６ａ・１６ｂが当接さ
れている。

【００１５】上記の中間ロール１５ａ・１５ｂおよびバ
ックアップロール１６ａ・１６ｂ間には、複数のバック
アップクーラント部１７…がロール幅方向に設けられて
いる。また、ワークロール１４ａ・１４ｂの内部には、
複数のワークロールクーラント部１８…およびスポット
クーラント部１９…がロール幅方向に設けられている。
そして、これらのクーラント部１７…・１８…・１９…
には、冷却用油（クーラント）が供給可能にされてお
り、冷間圧延機７を制御する図１の自動形状制御計算機
１２は、冷却用油（クーラント）の供給対象および供給
タイミングを調整するクーラント制御を行うことによっ
て、目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) となるように熱膨張するワ
ークロール１４ａ・１４ｂ等を冷却してワークロール１
４ａ・１４ｂ間のギャップを制御するようになってい
る。

【００１６】上記のように構成された冷間圧延機７の出
口側には、圧延板５に対して面状に当接するセンサーロ
ール１０が設けられている。センサーロール１０は、圧
延板５の板幅方向に配設された複数のセンサーディスク
１１…を有している。各センサーディスク１１…内に
は、図示しない圧力センサが備えられており、圧力セン
サは、圧延板５がセンサーディスク１１の外周面に当接
することにより発生するラジアル荷重（張力測定値) を
検出し、張力測定信号として出力するようになってい
る。

【００１７】上記の張力測定信号は、図１に示すよう
に、自動形状制御計算機１２に入力されるようになって
いる。自動形状制御計算機１２は、張力測定信号を基に
して圧延形状δε_l(x) を求めた後、上述のベンダー制
御およびクーラント制御を行うようになっていると共
に、圧延形状δε_l(x) を形状表示装置２０および目標
形状設定計算機１３に出力するようになっている。

【００１８】次に、目標形状設定計算機１３において、
１パス目に使用される初期の板クラウン率Cr(x) から各
パスｉの目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を求める方法について
説明する。

【００１９】板厚方向の歪みをε_t( 圧下率r ：ε_t=l
n(r)) とし、板幅方向の歪みをε_wとし、長手方向の歪
みをε_lとすると、 ε_t+ ε_w+ ε_l= ０ …（１）の関係から、板幅の任意の位置ｘでの関係は、（２）式
のように示すことができる。 ε_t0(x)+ε_w0(x)+ε_l0(x)=０ …（２）

【００２０】これにより、板中央を基準にした圧下歪み
の分布δε_t(x) 、板中央を基準にした板幅方法の相対
歪みδε_w(x) 、および板幅を基準にした圧延形状δε
_l(x) は、（３）式、（４）式、および（５）式のよう
にしてそれぞれ求めることができる。 δε_t(x) = ε_t(x)-ε_t0 …（３） δε_w(x) = ε_w(x)-ε_w0 …（４） δε_l(x) = ε_l(x)-ε_l0 …（５）よって、これらの圧下歪みの分布δε_t(x) と相対歪み
δε_w(x) と圧延形状δε_l(x) とは、（６）式の関係
を有することになる。 δε_t(x) + δε_w(x) + δε_l(x) = ０ …（６）

【００２１】一方、中央板厚をt₀とし、板幅ｘでの板厚
をt(x)とすると、板クラウン率Cr(x) は、（７）式で定
義できる。 Cr(x) = (t₀-t(x))/t₀ …（７）

【００２２】ここで、１パスの圧延でt₀がt'₀になり、
t(x)がt'(x) になったとすると、圧延後の板クラウン率
Cr'(x)および板厚t'(x) は、（８）式および（９）式の
ようになる。 Cr'(x) = (t'₀-t'(x))/ t'₀ …（８） t'(x) =t(x) ×exp(ε_t(x))t'₀ =t₀ ×exp(ε_t0) …（９）これにより、板クラウン率Cr'(x)は、（１０）式で示す
ことができる。 Cr'(x) = 1-(t(x)/ t₀)×exp(ε_t(x)-ε_t0) = 1-(1-Cr(x)) ×exp(ε_t(x)-ε_t0) = 1-(1-Cr(x)) ×exp(δε_t(x)) = 1-(1-Cr(x)) ×exp(- δε_w(x)-δε_l(x)) …（１０）

【００２３】従って、１パス目からｎパス後の板クラウ
ン率Crⁿ(x) は、（１１）式のように示すことができ
る。但し、Σは、ｉについての１からｎまでの加算を示
す。 Crⁿ(x) =1-(1- Cr(x)) ×exp(Σδε_t(x)) …（１１）

【００２４】ところで、種々の計算を重ねた結果、幅方
向の歪みε_w ⁱ(x) が板厚方向の歪みδε_t ⁱ(x) と圧
延条件により決まる補正係数ｆⁱ(x) とを用いてε_w ⁱ
(x)= ｆⁱ(x) ×ε_t ⁱ(x) と記述できることが判明し
た。尚、補正係数ｆⁱ(x) は、圧延荷重：Ｐ、接触長
さ：l 、材料の異方性を示すｒ値によって変わる関数で
あり、その他摩擦係数μや変形抵抗などによっても変化
するが、通常圧延機が決まっていればほぼ上記の条件で
整理できる。従って、補正係数ｆⁱ(x) を（１２）式の
ように表すと、ｉパス目における板幅方向の歪みε_w ⁱ
(x) および相対歪みδε_w ⁱ(x) は、（１３）式および
（１４）式のようにそれぞれ表すことができることにな
る。

【００２５】ｆⁱ(x) = f(pⁱ,lⁱ,rⁱ)(x) …（１２） ε_w ⁱ(x) = f(pⁱ,lⁱ, r ⁱ)(x)×ε_t ⁱ(x) …（１３） δε_w ⁱ(x)=ε_w ⁱ(x)-ε_w0 = f( pⁱ,lⁱ,rⁱ)(x)×ε_t ⁱ(x) −f( pⁱ,lⁱ,rⁱ)(0)×ε_t0 …（１４）

【００２６】そして、通常の広幅圧延においては、板中
央での幅流れを無視できるので、 f(pⁱ,lⁱ,rⁱ)(0)=
０と近似すると、板幅方向の相対歪みδε_w ⁱ(x) は、
（１５）式のように表すことができる。 δε_w ⁱ(x) =(δε_t ⁱ(x)-ε_t0 ⁱ× f(pⁱ,lⁱ,rⁱ)(x) …（１５）

【００２７】上記の（１５）式における関数 f(pⁱ,
lⁱ,rⁱ)(x)を幅広がりによる補正係数f ⁱ(x) と称
し、予め有限要素法等を用いて計算することができる。
また、δε_t ⁱ(x) + δε_w ⁱ(x) + δε_l ⁱ(x) = ０
であることから、圧下歪みの分布δε_t ⁱ(x) は、（１
６）式のように表すことができる。 δε_t ⁱ(x) = −( ε_t0 ⁱ×f ⁱ(x)+δε_l ⁱ(x))/(1+f ⁱ(x)) …（１６）

【００２８】これにより、ｉパス目の板クラウン率Ｃr
ⁱ(x) は、上式を用いて（１７）式のように表現できる
ことになり、形状δε_l(x) を制御することによって、
任意の値に変化させることが可能になっている。 Cr ⁱ(x) = 1-(1 - Cr (x)) ×exp(- Σ[(ε_t0 ⁱ×f ⁱ(x) + δε_l ⁱ(x))/(1+f ⁱ(x))]) …（１７）

【００２９】（１７）式によれば、初期の板クラウン率
Cr (x) が必要となる。ここで、冷間圧延の前工程とな
る熱間圧延等において、大きな板厚の圧延板５を圧延す
る場合には、図１の放射線式の板厚計６により高精度に
板クラウン率を測定することができる。従って、熱間圧
延等において得られた板クラウン率を初期の板クラウン
率 Cr (x) として設定すると共に、最終パスｎにおける
板クラウン率を目標板クラウン率Crⁿ (x)として設定す
ると、両者間には、ｇ(x)=(1-Cr ⁿ(x))/(1-Cr(x))の関
係が成立し、ln(g(x))＝G'(x)= -Σ[(ε_t0 ⁱ×f ⁱ(x)+
δε_l ⁱ(x))/(1+f ⁱ(x))] の関係が得られることにな
る。

【００３０】ここで、圧延のパススケジュールが決まる
と、f ⁱ(x) およびδε_l0 ⁱ(x) も決まるため、G(x)=
G'(x)+ Σ[fⁱ(x) ×ε_t0 ⁱ/ (1 +f ⁱ(x))] とすれ
ば、下式の関係が成立する。 G(x) = -Σδε_l ⁱ(x)/ (1+f ⁱ(x)) …（１８）一方、各パスにおける形状δε_l ⁱ(x) の形状許容範囲
をＷⁱ(x) とすれば、 -ΣＷⁱ(x) ×(1 + fⁱ(x))＜G(x)＜ΣＷⁱ(x)/(1+fⁱ(x)) …（１９）の条件が目標板クラウン率Crⁿ (x)を達成できるか否か
の判定条件となる。

【００３１】そして、この判定条件を満足するという前
提に立って各パスｉでの目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を決定
する。一般に圧延形状が大きくなると、巻き取り時のト
ラブルや圧延中の板切れ、絞り込み等のトラブルが発生
する。従って、形状許容範囲内であっても、出来るだけ
平坦にしなければならない。そこで、ラグランジェの未
定定数法を用いて、評価関数φを以下のように定義す
る。 φ = Σ (δε_l ⁱ(x)/Ｗⁱ(x))² ＋λ×( G(x)+ Σδε_l ⁱ(x) / (1+fⁱ(x)) …（２０）

【００３２】この評価関数φを最小にする条件（φ／λ
＝０、φ／δε_l ⁱ(x) ＝０）を満足するλとδε_l ⁱ
(x))とを求めることによって、各パスでの形状をできる
だけ平坦にしながら目標板クラウン率Crⁿ (x)を実現す
るような各パスｉの目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を得ること
が可能になる。

【００３３】即ち、第１の条件（φ／λ＝０）から、φ
／λ＝G(x)+ Σδε_l ⁱ(x)/(1+fⁱ(x)＝０が成立し、
第２の条件（φ／δε_l ⁱ(x) ＝０）から、φ／δε_l
ⁱ(x) ＝２×δε_l ⁱ(x))/ Ｗⁱ(x)²+ λ/ (1+fⁱ (x)
=０が成立する。これにより、下式（２１）・（２２）
のように、λおよびδε_l ⁱ(x) を得ることができるこ
とになり、これらのλおよびδε_l ⁱ(x) を基にして初
期板厚からｉパス目の目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を設定で
きることになる。 λ＝２×G(x)/ [ Σδε_l ⁱ(x)/(1+fⁱ (x)] …（２１） δε_l ⁱ(x))＝-G(x)/(1+fⁱ(x))×Ｗⁱ(x)²/[Ｗⁱ(x)²/ (1+fⁱ(x))] …（２２）

【００３４】上記の構成において、圧延制御装置の動作
について説明する。尚、以降の説明においては、前回パ
ス（ｉ−１）において得られた板クラウン率Cr^i-1(x)を
各パスｉの形状δε_l(x) を求める際に使用される初期
の板クラウン率Cr(x) に適用した場合について説明す
る。

【００３５】図１に示すように、熱間圧延機４により圧
延板５が圧延されて圧延コイルとされる際に、熱間圧延
機４における圧延速度等の圧延情報データがホストコン
ピュータ１に出力されると共に、板厚計６の走査により
板幅方向の板厚が測定され、板厚データとしてホストコ
ンピュータ１に出力される。圧延情報データおよび板厚
データがホストコンピュータ１に取り込まれて格納され
ると、図４に示すように、板幅方向の板厚データが圧延
板５の長手方向の板厚分布も含んでいるため、長手方向
における板厚を平均的に代表するように、板幅方向の各
部における板厚の平均値が求められ、これらの平均値を
８次関数で結ぶように９個の板クラウンパラメータが求
められる。そして、このようにして圧延情報データおよ
び板クラウンパラメータが得られると、これらのデータ
が圧延板５のコイル番号に対応して格納されることにな
る。

【００３６】次に、冷間圧延を行う際には、目標形状設
定計算機１３が図３の目標形状算出処理ルーチンを実行
することになる。即ち、圧延対象となる圧延板５の圧延
コイルを指定するように、ホストコンピュータ１に対し
てコイル番号データを出力し（Ｓ１）、ホストコンピュ
ータ１から返信されるデータを基にして、この圧延板５
に対する冷間圧延が１パス目であるか否かを判定する
（Ｓ２）。１パス目の冷間圧延である場合には（Ｓ２，
ＹＥＳ）、圧延板５に対する冷間圧延のパススケジュー
ルおよび最終パスｎの目標板クラウン率Crⁿ (x)の設定
を受け付け、パススケジュールおよび目標板クラウン率
Crⁿ (x)が設定されたときに、これらのデータをホスト
コンピュータ１に格納する（Ｓ３）。尚、パススケジュ
ールおよび目標板クラウン率Crⁿ (x)は、ホストコンピ
ュータ１に対して直接設定されるようになっていても良
い。

【００３７】次に、熱間圧延におけるコイル番号データ
に対応した板クラウンパラメータや圧延条件データ等の
圧延情報データをホストコンピュータ１から取り込み
（Ｓ４）、情報データ中の板クラウンパラメータを基に
して熱間圧延による板クラウン率 Cr ^H(x) を求め、こ
の板クラウン率 Cr ^H(x) を冷間圧延の１パス目におけ
る初期の板クラウン率 Cr ^i-1(x)として設定する（Ｓ
５）。

【００３８】一方、１パス目の冷間圧延でない場合には
（Ｓ２，ＹＥＳ）、前回パス（ｉ−１）の板クラウン率
Cr ^i-1(x)やパススケジュール、最終パスｎの目標板ク
ラウン率Crⁿ(x) 等を圧延情報データとしてホストコン
ピュータ１から取り込む（Ｓ６）。

【００３９】そして、このようにして前回パス（ｉ−
１）の板クラウン率 Cr ^i-1(x)等の圧延情報データが得
られると、圧延条件データ中の材料異方性を示すｒ値、
圧延荷重Ｐ、および接触長さｌを基にして幅広がりによ
る現行パスｉの補正係数ｆⁱ(x) を求めると共に、圧延
条件データを基にして板幅方向の中央部における圧下率
ε_t0を求める（Ｓ７）。

【００４０】この後、目標板クラウン率Crⁿ(x) 、前回
パス（ｉ−１）の板クラウン率 Cr^i-1(x)、および補正
係数ｆⁱ(x) を下記の計算式に代入することによって、
現行パス（ｉ）の目標形状Ｔδε_l ⁱ(x) を算出する
（Ｓ８）。 g(x) = (1- Crⁿ(x))/(1- Cr ^i-1(x)) …（２３） G'(x)= ln(g(x)) …（２４） G(x) = G'(x)+Σ [ fⁱ(x) ×ε_t0 ⁱ/(1 +fⁱ(x))] …（２５）Ｔδε_l ⁱ(x) = -G(x)/(1 +fⁱ(x))×Ｗⁱ(x)² /[ ΣＷⁱ(x)²/(1 +fⁱ(x))²] …（２６）

【００４１】次に、目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) が形状許容
範囲Ｗⁱ(x) を越えているか否かを判定し（Ｓ９）、形
状許容範囲Ｗⁱ(x) を越えていれば（Ｓ９，ＹＥＳ）、
目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を形状許容範囲Ｗⁱ(x) に置き
換えた後（Ｓ１０）、自動形状制御計算機１２に出力す
る（Ｓ１１）。一方、形状許容範囲Ｗⁱ(x) を越えてい
なければ（Ｓ９，ＮＯ）、現状の目標形状Ｔσε
_l ⁱ(x) を自動形状制御計算機１２に出力する（Ｓ１
１）。

【００４２】自動形状制御計算機１２に目標形状Ｔσε
_l ⁱ(x) が入力されると、自動形状制御計算機１２が圧
延板５の冷間圧延を開始することになる。即ち、自動形
状制御計算機１２は、センサーロール１０からの張力測
定信号を基にして圧延板５の板幅方向の圧延形状δε_l
(x) を求め、この圧延形状δε_l(x) を目標形状Ｔσε
_l ⁱ(x) とするように冷間圧延機７に対してベンダー制
御およびクーラント制御を行いながら圧延板５を冷間圧
延することになる。また、冷間圧延を行いながら、圧延
形状δε_l(x) を形状表示装置２０に出力して画面表示
させると共に、目標形状設定計算機１３に出力すること
になる。そして、このようにして冷間圧延が開始される
と（Ｓ１２）、目標形状設定計算機１３は、自動形状制
御計算機１２からの圧延形状δε_l(x) を取り込みなが
ら（Ｓ１３）、冷間圧延が終了したか否かを判定し（Ｓ
１４）、終了していなければ（Ｓ１４，ＮＯ）、Ｓ１３
を再実行して圧延形状δε_l(x) の取り込みを継続す
る。

【００４３】一方、冷間圧延が終了すれば（Ｓ１４，Ｙ
ＥＳ）、取り込んだ圧延形状δε_l(x) を平均化するこ
とによって、実績値（平均値）Ｓδε_l(x) を算出する
（Ｓ１５）。そして、この実績値（平均値）Ｓδε
_l(x) を下式に代入することによって、現行パスｉの板
クラウン率 Cr ⁱ(x) を算出する。 Crⁱ(x) = 1-(1 -Cr^i-1(x)) ×exp(- Σ[(ε_t0 ⁱ× fⁱ(x)+Ｓδε_l ⁱ(x))/(1+ fⁱ(x))]) …（２７）この後、この板クラウン率 Cr ⁱ(x) をホストコンピュ
ータ１に格納した後（Ｓ１６）、現行パスｉの冷間圧延
が完了したとして本ルーチンを終了する。

【００４４】以上のように、本実施形態の圧延制御装置
は、図１に示すように、冷間圧延機７の出側における圧
延板５の板幅方向全体の圧延形状を検出するセンサーロ
ール１０（形状検出手段）と、各圧延板５毎に設定され
たパススケジュールを基にして求められた圧延板５の各
パス毎の幅広がりによる補正係数ｆⁱ(x) および圧下率
ε_t0 ⁱと、前回パスまでに得られた熱間圧延における板
クラウン率Cr^H(x) と、最終パスｎ後の目標板クラウン
率Crⁿ(x) とを基にして各パスｉの目標形状Ｔσε_l ⁱ
(x) を求める目標形状設定計算機１３（目標形状算出手
段）と、目標形状設定計算機１３で求められた目標形状
Ｔσε_l ⁱ(x) をセンサーロール１０で検出された圧延
形状δε_l ⁱ(x) に一致させるように冷間圧延機７を制
御する自動形状制御計算機１２（形状制御手段）とを有
した構成にされている。尚、この圧延制御装置は、冷間
圧延および熱間圧延の何れに適用されても良い。

【００４５】これにより、圧延板５の板クラウン率 Cr
ⁱ(x) を最終パスｎ後に目標板クラウン率Crⁿ(x) とす
るように各パスｉにおける目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を求
めた後、この目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) となるように冷間
圧延機７出側の圧延形状δε_l ⁱ(x) をセンサーロール
１０により検出して冷間圧延機７を制御するため、放射
線式の厚み計を用いて直接的に板クラウン率 Cr ⁱ(x)
を検出することができない薄板の圧延板５においても、
圧延形状δε_l ⁱ(x) を介して板クラウン率 Cr ⁱ(x)
を間接的に制御することが可能になっている。従って、
薄板の圧延板５が圧延中に板クラウン率 Cr ⁱ(x) を変
化させる性質を有していても、圧延形状δε_l ⁱ(x) お
よび板クラウン率 Cr ⁱ(x) を高精度に制御することが
できるため、最終パスｎ後において圧延形状δε_l ⁱ⁼ⁿ
(x) および板クラウン率 Cr ⁱ⁼ⁿ(x) を製品規格に適合
した圧延板５とすることができる。

【００４６】即ち、熱間圧延により図５の板クラウン率
を有した圧延板５に対して各パスの目標形状をフラット
（平坦）にするように冷間圧延した場合には、最終パス
（５パス）の板クラウン率が図６のようになるが、本実
施形態の圧延制御装置によれば、図７に示すように目標
形状に従った圧延を行うため、図８に示すように最終パ
ス（５パス）において板クラウン率を良好な状態にする
ことが可能になっている。

【００４７】また、本実施形態のおいては、自動形状制
御計算機１２が各パスｉ毎に設定された形状許容範囲Ｗ
ⁱ(x) 内で目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を求める構成として
いる。これにより、目標形状Ｔσε_l ⁱ(x) を形状許容
範囲Ｗⁱ(x) 内で求めることによって、圧延板５の巻き
取り時の表面傷等の不具合を考慮した目標形状Ｔσε_l
ⁱ(x) を得ることができる。即ち、図９に示すように、
圧延形状許容範囲内での目標形状を設定し、この目標形
状となるように圧延することによって、図１０に示すよ
うに、圧延板の巻き取り時に表面傷を生じさせないよう
にしながら、最終パス（５パス）において板クラウン率
を良好な状態にすることが可能になっている。

【００４８】尚、本実施形態においては、最終パスｎに
のみ着目しているが、最終パスｎでは板クラウン率より
も出側形状が優先される必要があるため、最終パスｎに
対して前回パスとなる直前パスｎ−１にも着目して目標
板クラウン率を求めて制御するようになっていても良
い。

【００４９】即ち、最終パスｎの目標板クラウン率Crⁿ
(x) に対して、直前パスｎ−１の目標板クラウン率Cr
^n-1(x) は、次式で与えられる。 Crⁿ(x) = 1-(1 -Cr^n-1(x)) ×exp(- [(1+f ⁿ(x))×δε_l ⁿ(x) +fⁿ(x) ×ε_t0 ⁿ]) …（２８）

【００５０】そこで、最終パスｎの圧延形状δε
_l ⁿ(x) を“０．０”とするためには、 Cr^n-1(x) = 1-(1 -Crⁿ(x))×exp(f ⁿ(x))×ε_t0 ⁿ) …（２９）とする必要がある。従って、このようにして求まったCr
^n-1(x) を直前パスｎ−１の目標板クラウン率Cr
^n-1(x) として各パス１〜ｎ−１の目標形状Ｔσε
_l ¹(x) 〜Ｔσε_l ^n-1(x)を決定するようになっていて
も良い。

【００５１】また、圧延以降の工程を考慮すると、必ず
しも平坦な板が最適とは限らない。従って、下式（３
０）に示すように、最終圧延形状を与えられた目標形状
Ｔσε_l ⁿ(x) とするような直前パスｎ−１の目標板ク
ラウン率Cr^n-1(x) としていても良い。 Cr^n-1(x) = 1-(1 -Crⁿ(x)) ×exp(- [(1+f ⁿ(x))×δε_l ⁿ(x) +fⁿ(x) ×ε_t0 ⁿ]) …（３０）

【００５２】

【発明の効果】本発明は、請求項１の発明は、圧延形状
が目標形状となるように圧延機を制御しながら圧延板を
パススケジュールに従って圧延することによって、該圧
延板の板クラウン率を最終パス後に目標板クラウン率と
する圧延制御装置であって、圧延機出側における前記圧
延板の板幅方向全体の圧延形状を検出する形状検出手段
と、前記パススケジュールを基にして求められた前記圧
延板の各パス毎の幅広がりによる補正係数および圧下率
と、前回パスまでに得られた板クラウン率と、前記目標
板クラウン率とを基にして目標形状を求める目標形状算
出手段と、前記目標形状算出手段で求められた目標形状
を形状検出手段で検出された圧延形状に一致させるよう
に前記圧延機を制御する形状制御手段とを有している構
成である。これにより、圧延板の板クラウン率を最終パ
ス後に目標板クラウン率とするように各パスにおける目
標形状を求めた後、この目標形状となるように圧延機出
側の圧延形状を形状検出手段により検出して圧延機を制
御するため、放射線式の厚み計を用いて直接的に板クラ
ウン率を検出することができない薄板の圧延板において
も、圧延形状を介して板クラウン率を間接的に制御する
ことが可能になっている。従って、薄板の圧延板が圧延
中に板クラウン率を変化させる性質を有していても、圧
延形状および板クラウン率を高精度に制御することがで
きるため、最終パス後において圧延形状および板クラウ
ン率を製品規格に適合した圧延板とすることができると
いう効果を奏する。

【００５３】請求項２の発明は、請求項１記載の圧延制
御装置であって、前記目標形状算出手段は、各パス毎に
設定された形状許容範囲内で前記目標形状を求める構成
である。これにより、目標形状を形状許容範囲内で求め
ることによって、圧延板の巻き取り時の表面傷等の不具
合を考慮した目標形状を得ることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧延制御装置のブロック図である。

【図２】冷間圧延機の動作内容を示す説明図である。

【図３】目標形状算出処理ルーチンのフローチャートで
ある。

【図４】板幅方向の各部における板厚データの平均値を
８次関数の曲線で結んだ状態を示すグラフである。

【図５】熱間圧延後の板クラウン率を示すグラフであ
る。

【図６】熱間圧延から５パス目までの冷間圧延の板クラ
ウン率を示すグラフである。

【図７】５パス目までの冷間圧延の目標形状を示すグラ
フである。

【図８】熱間圧延から５パス目までの冷間圧延の板クラ
ウン率を示すグラフである。

【図９】５パス目までの冷間圧延の目標形状を示すグラ
フである。

【図１０】熱間圧延から５パス目までの冷間圧延の板ク
ラウン率を示すグラフである。

【符号の説明】

１ホストコンピュータ５圧延板６板厚計７冷間圧延機１０センサーロール１１センサーディスク１２自動形状制御計算機１３目標形状設定計算機１４ａ・１４ｂワークロール１５ａ・１５ｂ中間ロール１６ａ・１６ｂバックアップロール１７バックアップクーラント部１８ワークロールクーラント部１９スポットクーラント部２０形状表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧延形状が目標形状となるように圧延機
を制御しながら圧延板をパススケジュールに従って圧延
することによって、該圧延板の板クラウン率を最終パス
後に目標板クラウン率とする圧延制御装置であって、圧延機出側における前記圧延板の板幅方向全体の圧延形
状を検出する形状検出手段と、前記パススケジュールを基にして求められた前記圧延板
の各パス毎の幅広がりによる補正係数および圧下率と、
前回パスまでに得られた板クラウン率と、前記目標板ク
ラウン率とを基にして目標形状を求める目標形状算出手
段と、前記目標形状算出手段で求められた目標形状を形状検出
手段で検出された圧延形状に一致させるように前記圧延
機を制御する形状制御手段とを有していることを特徴と
する圧延制御装置。
【請求項２】前記目標形状算出手段は、各パス毎に設
定された形状許容範囲内で前記目標形状を求めることを
特徴とする請求項１記載の圧延制御装置。