JPH10180323A - プレス式幅圧下装置における金型間距離自動補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス式幅圧下装置により幅圧下を行う際
に、圧下幅の精度を向上させる。 【解決手段】 無負荷時のプレス金型間距離Ｚ０に、負
荷時のプレス装置１８の伸び量を加えた量Ｚと、プレス
装置１８の出側における材料の幅Ｗｐとの差（Ｗｐ−
Ｚ）に基づいて、無負荷時のプレス金型間距離Ｚ０を補
正し、幅精度を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対のプレス工具
の金型を変動させながら材料の幅を減少するプレス式幅
圧下装置における金型間距離自動補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、熱間圧延用素材としてのスラブ材
は、省エネルギの観点から連続鋳造機による生産が大半
を占めている。しかし、連続鋳造機によって生産される
スラブ材の幅は、その連続鋳造機の幅可変が容易に且つ
頻繁に行えないということから、その大半が一定のサイ
ズであり、従来の分塊スラブ材のように、任意の幅のス
ラブ材を得られないという欠点があった。

【０００３】これに対処するため、プレス式幅圧下装置
が開発され、大幅圧下が可能となり、同一の幅を有する
スラブ材から製造される製品幅の範囲が大幅に拡大され
た。

【０００４】例えば、特開昭６３−２４２４０１号公報
に開示されたものでは、幅圧下する前に予め幅圧下によ
り発生するプレス荷重と、それに伴うプレス装置の撓み
量を予測し、予め予測された量だけ締め込んだ位置にプ
レス工具をセットしておくようにしている。これによ
り、実際の幅圧下が行われた場合、締め込み量と伸び量
が相殺して、目標幅の幅圧下が行われている。

【０００５】一方、ステンレス鋼の圧延では、エッジシ
ームと呼ばれる表面欠陥の発生を防止するために、粗圧
延機竪ロールによる幅圧下量が制約されており、プレス
装置による幅圧下精度の更なる向上が必要とされてい
る。

【０００６】これに対し、例えば特開平６−３４４００
８号公報には、金型交換後にレーザを用いて金型間距離
を直接計測するものが開示されている。又、特開平８−
５７５０４号公報には、金型厚みの異なる金型を準備
し、金型厚みの誤認識を防止するようにしたものが開示
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のものでは、未だ問題があり、幅圧下精度の向上を図
ることができない。例えば、特開平６−３４４００８号
公報に開示されたものでは、装置が高価であると共に、
水蒸気等の影響や工事に伴い、レーザ装置設置位置その
ものが変化する等、測定環境の整備及び維持が大変であ
るという問題がある。又、特開平８−５７５０４号公報
に開示されたものでは、金型厚みの入力ミス等、例示さ
れている３０ｍｍ程度の大きな誤差に対して有効である
が、精度の高い補償はできない。更に、誤差が判明して
も、修正は人が行うため、圧延作業の中断が発生すると
いう問題がある。

【０００８】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、プレス式幅圧下装置を用いて幅圧下を行
う際、圧下幅の精度を向上させることのできるプレス式
幅圧下装置における金型間距離自動補正方法を提供する
ことを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、プレス式幅圧
下装置における金型間距離自動補正方法において、一対
の金型を用いて、熱間スラブを板幅方向に縮幅加工する
一対のプレス工具を有するプレス式幅圧下装置を粗圧延
機入側に備えた圧延機設備列からなる熱間粗圧延機で板
幅制御を実施する際に、無負荷時の前記金型の金型間距
離に、負荷時の前記プレス式幅圧下装置の機械的伸び量
を加え、負荷時の金型間距離を求め、該負荷時の金型間
距離と、前記プレス式幅圧下装置出側における材料幅と
を比較して、その差に基づいて前記無負荷時の金型間距
離を修正することにより、前記課題を解決したものであ
る。

【００１０】又、前記プレス式幅圧下装置出側における
材料幅を、前記プレス式幅圧下装置と粗圧延機の間に設
けた板幅計によって計測するようにしたものである。

【００１１】あるいは、前記プレス式幅圧下装置出側に
おける材料幅を、前記プレス式幅圧下装置下流における
最初の粗圧延機の竪ロールにより定圧押付制御を実施す
る際の該竪ロール開度から算出するようにしたものであ
る。

【００１２】本発明者等は、種々調査の結果、図１に示
すように、プレス装置出側における材料幅Ｗｐと無負荷
時のプレス金型間距離に負荷時の伸びを加えて求めた負
荷時のプレス金型間距離Ｚとの差（Ｗｐ−Ｚ）が、水平
圧延後の出側幅偏差と強い相関があることを見出し、そ
の知見に基づいて本発明を為し、前記課題を解決したも
のである。

【００１３】即ち、本発明によれば、無負荷時のプレス
金型間距離に、プレス時のプレス装置の伸び量を加えた
量と、プレス装置の出側における材料の幅との差に基づ
いて、無負荷時のプレス金型間距離を修正するようにし
たため、金型交換、プレス装置の構成部品類の摩耗やガ
タ等により発生する金型間距離の変化による影響を軽減
することができ、幅精度を向上させ、精度の高い板幅制
御を実施することが可能となった。

【００１４】ここで、前記プレス式幅圧下装置出側にお
ける材料幅は、板幅計によって計測するようにしてもよ
いし、前記プレス式幅圧下装置下流における最初の粗圧
延機の竪ロールにより定圧押付制御を実施する際の該竪
ロール開度から算出するようにしてもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１６】図２は、本発明の第１実施形態に係るプレ
ス式幅圧下装置の概略を示す構成図である。

【００１７】図２において、被圧延材１０は、竪型圧延
機１２及び水平圧延機１４から構成される粗圧延機１６
の入側に設置されたプレス式スラブ幅圧下装置（プレス
装置）１８により幅圧下された後、前記竪型圧延機１２
及び水平圧延機１４において各々圧延される。

【００１８】又、２０はプレス装置１８出側の板幅を検
出する板幅計であり、２２は竪型圧延機１２の竪ロール
開度を制御する制御装置である。２４は、プレス装置出
側材料幅検出器であり、板幅計２０が設置されている場
合には、板幅計２０からの信号により材料幅を検出し、
板幅計２０が設置されていない場合には、後で詳しく述
べるように竪ロール開度制御装置２２の信号を受けて、
竪ロール開度から材料幅を算出する。

【００１９】なお、板幅計２０はレーザ方式、自発光、
バックライト方式等の従来の板幅計を使用すれば十分で
ある。

【００２０】２６は、負荷時のプレス金型間距離を算出
する演算器であり、２８は金型間距離を補正する補正量
を算出する算出器である。又、３０はプレス金型間距離
制御装置であり、３２は加算器である。

【００２１】以下、本実施形態の作用を説明する。

【００２２】被圧延材１０は、まずプレス装置１８で幅
圧下されるが、プレス装置１８では、前記水平圧延機１
４出側の板幅が所定の目標幅となるようなプレス金型間
距離Ｓ０が設定されている。このプレス金型間距離Ｓ０
は、圧延材の進行と共に、プレス金型間距離制御装置３
０により所定のプレス金型間距離へと変動する。

【００２３】プレス中に少なくともスラブ長手方向の一
点以上（Ｎ点）において、無負荷時のプレス金型間距離
Ｚ０及びプレス荷重Ｐを計測し、プレス金型間距離演算
器２６において、次の（１）式により負荷時のプレス金
型間距離Ｚを演算する。

【００２４】Ｚ＝Ｚ０＋Ｐ／Ｍ …（１）

【００２５】但し、Ｍはプレスばね定数である。

【００２６】次に、被圧延材１０がプレス装置１８と粗
圧延機１６の間に設置された板幅計２０に到達すると、
前記スラブ長手方向Ｎ点に対応する材料幅Ｗｂ（ａ）を
プレス装置出側材料幅検出器２４により検出する。

【００２７】ここで、板幅計２０が設置されていない場
合は、被圧延材１０が竪型圧延機１２に到達すると、竪
ロール圧延荷重検出器を備えた竪ロール開度制御装置２
２により、一定の圧延荷重となるように定圧押付制御を
行い、竪ロール開度を操作し、前記同様スラブ長手方向
の対応するＮ点における竪ロール開度Ｅをプレス装置出
側材料幅検出器２４より検出する。

【００２８】竪ロール開度Ｅから材料幅Ｗｐ（ｂ）への
変換は、次の（２）式により行われる。

【００２９】 Ｗｐ（ｂ）＝Ｅ＋ｇ（Ｐref ）＋Ｐref ／ＭE …（２）

【００３０】但し、Ｐref は定圧押付制御実施時の設定
荷重であり、ｇ（Ｐref ）は竪ロール圧延における圧延
荷重による幅変化特性であり、ＭE は竪型圧延機ばね定
数である。

【００３１】低圧延荷重域では、ｇ（Ｐref ）≒０、Ｐ
ref ／ＭE ≒０と近似でき、２６０ｍｍ厚スラブでは、
Ｐref ＝５００ｋＮにおいて、Ｗｐ（ｂ）＝Ｅと近似す
ることができる。

【００３２】なお、板幅計２０による検出と竪型圧延機
１２の定圧押付制御の竪ロール開度Ｅにより検出する方
法の両方において、材料幅Ｗｐ（ａ）（あるいはＷｐ
（ｂ））の検出が可能な場合は、板幅計２０により計測
した材料幅Ｗｐ（ａ）と竪ロール開度Ｅから、上記
（２）式により算出した材料幅Ｗｐ（ｂ）のいずれかを
材料幅Ｗｐとする。

【００３３】次に、金型間距離補正量算出器２８におい
て、プレス金型間距離補正量ΔＳ０を算出する。金型間
距離補正量算出器２８の構成を図３に示す。

【００３４】図３に示すように、金型間距離補正量算出
器２８において、上で計測したＮ点の負荷時のプレス金
型間距離Ｚと対応するＮ点のプレス装置出側材料幅Ｗｐ
の差を比較器４０により算出し、異常値を除外する異常
センサ除外処理器４２において、コイルを代表する差
（Ｗｐ−Ｚ）を算出すると共に、コイル間の異常値を除
外する。次に、一時遅れフィルタ等によりコイル間の平
滑化を行うフィルタ４４の処理を行い、金型間距離誤差
を算出し、回路４６において金型間距離誤差に−１を掛
けた値をプレス金型間距離補正量ΔＳ０とする。

【００３５】このプレス金型間距離補正量ΔＳ０は、次
の被圧延材に対するプレス金型間距離設定値Ｓ０と加算
器３２において加算され、Ｓ０＋ΔＳ０が次の被圧延材
に対するプレス金型間距離設定値となる。

【００３６】本実施形態の効果の一例を図４以降の図に
示す。

【００３７】図４に示すように、プレス出側幅偏差（Ｗ
ｐ−Ｚ）が圧延の進行に伴って変動しているが、図５に
示すように、本発明により正しく金型間距離誤差を推定
し、適正な金型間距離の補正を行っているため、図６に
示すように、水平圧延機出側幅精度が本実施形態では、
ほぼ±１０ｍｍとなっている。

【００３８】又、従来は図７に示すように、水平圧延機
出側幅偏差の誤差の平均値はＸ＝３．７０ｍｍで、標準
偏差σ＝７．５１ｍｍであったが、これに対して本実施
形態では、図８に示すように、水平圧延機出側幅偏差の
誤差の平均値はＸ＝０．５５ｍｍで、標準偏差はσ＝
６．１５ｍｍとなり、誤差の平均値が顕著に小さくな
り、標準偏差（ばらつき）も小さくなり、出側幅精度が
向上した。

【００３９】次に、本発明の第２実施形態について説明
する。

【００４０】本第２実施形態では、図９に示すように、
図２に示す第１実施形態に対して、プレス装置１８とプ
レス金型間距離演算器２６との間に減算器３４を設け
て、負荷時のプレス金型間距離Ｚの算出において使用す
るプレス金型間距離を無負荷時のプレス金型間距離Ｚ０
ではなく、これを補正量ΔＳ０で補正したＺ０−ΔＳ０
とするものである。

【００４１】このとき、金型間距離補正量算出器２８の
構成は図３とは異なり、図１０のようになっている。即
ち、図３におけるフィルタ４４の代わりに、ゲイン５４
及び積分器５６の処理を行う。本第２実施形態も基本的
には第１実施形態の方法と同じであるが、ゲイン５４に
より１回当りの補正量を意識した調整が可能となる。

【００４２】次に本発明の第３実施形態について説明す
る。

【００４３】本第３実施形態は、図１１に示すように、
プレス装置１８とプレス金型間距離演算器２６の間のプ
レス装置１８側に減算器３６を設け、推定した金型間距
離の誤差を計測段階から修正するようにしたものであ
る。このときの金型間距離補正量算出器２８の構成は、
図１０に示す第２実施形態のものと同じである。

【００４４】これにより、迅速に且つ一層精度良く板幅
制御を行うことが可能となる。

【００４５】なお、金型間距離補正量算出に当り、幅狭
の被圧延材と幅広の被圧延材では差（Ｗｐ−Ｚ）の挙動
が異なる場合があるため、被圧延材の圧延サイズに応じ
て、幅毎に以上説明した各実施形態の適用区分を分割す
る、あるいは幅狭材の補正量優先する等の処理を行うよ
うにするとよい。

【００４６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、プレス金型交換に伴う金型間距離の補正を自動的に
行うことができるようになったため、幅圧下を行う際
の、圧下幅の精度を向上させることが可能となった。

【００４７】なお、本発明の実施形態は以上述べたもの
に限定されるものではなく、これ以外にも様々な変形例
が可能である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
プレス金型交換に伴う金型間距離の補正を自動的に行う
ことができるようになったため、プレス金型交換に伴う
幅変動の発生を軽減することができ、幅精度の向上を達
成することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレス出側幅偏差と水平圧延機出側幅偏差の相
関を示す相関図

【図２】本発明の第１実施形態に係るプレス式幅圧下装
置の概略を示す構成図

【図３】第１実施形態における金型間距離補正量算出器
の働きを示す概略構成図

【図４】第１実施形態の効果を説明するためのプレス出
側幅偏差を示すグラフ

【図５】第１実施形態の効果を説明するための金型間距
離誤差を示す線図

【図６】第１実施形態の効果を説明するための水平圧延
機出側幅偏差を示すグラフ

【図７】第１実施形態の効果と比較するための従来法に
よる水平圧延機出側幅偏差のヒストグラム

【図８】第１実施形態の効果を示す水平圧延機出側幅偏
差のヒストグラム

【図９】本発明の第２実施形態によるプレス式幅圧下装
置の概略を示す構成図

【図１０】第２実施形態における金型間距離補正量算出
器の作用を示す構成図

【図１１】本発明の第３実施形態に係るプレス式幅圧下
装置の概略を示す構成図

【符号の説明】

１０…被圧延材 １２…竪型圧延機 １４…水平圧延機 １６…粗圧延機 １８…プレス装置（プレス式幅圧下装置） ２０…板幅計 ２２…竪ロール開度制御装置 ２４…プレス装置出側材料幅検出器 ２６…プレス金型間距離演算器 ２８…金型間距離補正量算出器 ３０…プレス金型間距離制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千田 未顕 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 桑子 浩 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の金型を用いて、熱間スラブを板幅方
   向に縮幅加工する一対のプレス工具を有するプレス式幅
   圧下装置を粗圧延機入側に備えた圧延機設備列からなる
   熱間粗圧延機で板幅制御を実施する際に、 無負荷時の前記金型の金型間距離に、負荷時の前記プレ
   ス式幅圧下装置の機械的伸び量を加え、負荷時の金型間
   距離を求め、 該負荷時の金型間距離と、前記プレス式幅圧下装置出側
   における材料幅とを比較して、その差に基づいて前記無
   負荷時の金型間距離を修正することを特徴とするプレス
   式幅圧下装置における金型間距離自動補正方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記プレス式幅圧下装
   置出側における材料幅を、前記プレス式幅圧下装置と粗
   圧延機の間に設けた板幅計によって計測するようにした
   ことを特徴とするプレス式幅圧下装置における金型間距
   離自動補正方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記プレス式幅圧下装
   置出側における材料幅を、前記プレス式幅圧下装置下流
   における最初の粗圧延機の竪ロールにより定圧押付制御
   を実施する際の該竪ロール開度から算出するようにした
   ことを特徴とするプレス式幅圧下装置における金型間距
   離自動補正方法。