JPH10225701A - 形鋼のユニバーサル圧延における自動寸法制御方法 - Google Patents

形鋼のユニバーサル圧延における自動寸法制御方法

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JPH10225701A
JPH10225701A JP9030802A JP3080297A JPH10225701A JP H10225701 A JPH10225701 A JP H10225701A JP 9030802 A JP9030802 A JP 9030802A JP 3080297 A JP3080297 A JP 3080297A JP H10225701 A JPH10225701 A JP H10225701A
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JP
Japan
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roll
height
section steel
universal rolling
roll gap
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9030802A
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English (en)
Inventor
Hiroyasu Yamamoto
普康 山本
Kazunori Seki
和典 関
Yasuhiro Wada
康裕 和田
Hide Uchida
秀 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形鋼のユニバーサル圧延において、簡単な制
御方法および設備で、高い寸法精度を得ることができる
自動寸法制御方法を提供する。 【解決手段】 あらかじめ目標値からの形鋼高さ偏差と
ロール間隙修正量との関係を表すモデル式を求め、ユニ
バーサル圧延機出側で形鋼高さを計測し、計測値より得
られた形鋼高さ偏差と前記モデル式とによりロール間隙
修正量を演算し、このロール間隙修正量に基づき水平ロ
ールおよび垂直ロールのロール間隙量をそれぞれ制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、H形鋼、I形
鋼、溝形鋼、レールその他の形鋼の寸法制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】H形鋼などの形鋼の圧延に、ユニバーサ
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙を調整するこ
とにより、多種類の製品を製造することができる。製品
の寸法精度を向上するためには、圧延条件の変化に応じ
てロール間隙を精度高く調整する必要がある。
【0003】形鋼の寸法制御方法として、たとえば特公
昭63−66607号の「形鋼の自動板厚制御方法」が
ある。この寸法制御方法では、ユニバーサル圧延機入側
の材料温度、ならびにユニバーサル圧延機の水平ロール
および垂直ロールの圧延荷重をそれぞれ計測し、それら
の計測値から水平ロールと垂直ロールの修正ロール間隙
量を求め、ロール間隙量を制御する。上記のようにして
ロール間隙量を制御することにより、良好な寸法を確保
することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の寸法制御方
法では、制御対象が形鋼の寸法であるにもかかわらず、
材料温度および圧延荷重を計測し、これら計測値に基づ
いて寸法を制御する。したがって、制御方法および設備
が複雑になるという問題があった。また、材料温度およ
び圧延荷重の計測値に基づき間接的に寸法を制御するこ
ととなり、寸法精度を更に高める余地があった。
【0005】この発明は、形鋼のユニバーサル圧延にお
いて、簡単な制御方法および設備で、高い寸法精度を得
ることができる自動寸法制御方法を提供することを課題
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の形鋼のユニバ
ーサル圧延における自動寸法制御方法は、ユニバーサル
圧延機で水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙量を
調整して形鋼の寸法を制御する方法において、あらかじ
め目標値からの形鋼高さ偏差とロール間隙修正量との関
係を表すモデル式を求め、ユニバーサル圧延機出側で形
鋼高さを計測し、計測値より得られた形鋼高さ偏差と前
記モデル式とによりロール間隙修正量を演算し、このロ
ール間隙修正量に基づき水平ロールおよび垂直ロールの
ロール間隙量をそれぞれ制御することを特徴としてい
る。
【0007】この発明では、ユニバーサル圧延機出側で
計測した形鋼高さをフィードバックしてロール間隙を制
御するので、高い精度の形鋼寸法を得ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】上記自動寸法制御方法において、
形鋼高さ偏差とロール間隙修正量との関係を表すモデル
式は、次のようにして求める。図1は、モデル式で用い
る形鋼各部寸法の記号を示している。なお、これら記号
に下付き添字0を付けて圧延機入側を、下付き添字1を
付けて圧延機出側をそれぞれ示す。また、図1に示す記
号に下付き添字を付けた記号の寸法は、いずれも設定値
である。
【0009】マスフロー一定則により次の式(1)が成
り立つ。
【数1】
【0010】式(1)のメタルフローMH およびML
ついては、圧延実験などにより得られた実験式(2)に
より求める。
【数2】 なお、式(2)の定数CH1,CH2,CL1,CL2は、いず
れもメタルフローに係わる定数ある。また、δH はユニ
バーサル圧延による頭部断面積の減少量を、δLは同圧
延による底部断面積の減少量をそれぞれ示している。
【0011】式(1)の第1式から、頭部高さの増分Δ
H1を求めると、
【数3】 となる。形鋼高さ方向の圧下によって腹部に幅広がりが
生じ、腹部幅がΔBW1変化する。上記ΔHH1は、この腹
部幅変化ΔBW1による頭部高さの変化を示している。た
だし、式(3)では垂直ロールに孔型ロールを使用し、
頭部幅BH は変動しないと仮定している。
【0012】また同様に、式(1)の第2式から、底部
高さの増分ΔHL1を求めると、
【数4】 となる。形鋼高さ方向の圧下によって底部にも幅広がり
が生じ、底部幅がΔBL1変化する。上記ΔHL1は、底部
幅変化ΔBL1、および腹部幅変化ΔBW1による底部高さ
の変化を示している。
【0013】したがって、形鋼高さの増分ΔH1 は、式
(3)および(4)より
【数5】 ただし、水平ロールのロール幅により腹部高さHW は決
まるので、式(5)では腹部高さHW は変動しないと仮
定している。
【0014】つぎに、ユニバーサル圧延機出側で計測し
た形鋼高さの実測値H1 m と目標値H1 から、ロール
間隙修正量を求める。
【0015】ユニバーサル圧延機出側の形鋼高さの修正
量ΔH1 m
【数6】 と表される。垂直ロールのロール間隙修正量(フィード
バック制御量)ΔSV は、式(6)のΔH1 m だけ修正
すれば良い事を考慮して、
【数7】 となる。上記ロール間隙修正量ΔSV は、左右両側の垂
直ロールの修正量の合計を表している。水平ロールは左
右方向(ロール軸方向)の位置が固定されているで、ロ
ール間隙修正量ΔSV は式(5a)に基づいて左右の垂
直ロールに振り分けられる。また、水平ロールのロール
間隙の修正量(フィードバック制御量)ΔSH は、式
(5)の第2項からΔBL1=0のもとでΔBW1だけ修正
すれば良い事を考慮して、
【数8】 となる。これら上記の式がモデル式となる。モデル式
は、制御コンピュータや演算装置などの記憶部にあらか
じめ格納しておく。
【0016】形鋼高さの計測では、たとえばストロボ
光、レーザ光などを形鋼に投射し、1次元または2次元
イメージセンサでこれら光を検出して形鋼高さを求め
る。寸法制御は、仕上ユニバーサル圧延機で行う。
【0017】図2は、仕上ユニバーサル圧延機のロール
構成の一例を示している。水平ロール1および底部側垂
直ロール2aは平ロールであるが、頭部側垂直ロール2
は孔型ロールとなっている。形鋼圧延材3の腹部高さ
は、水平ロール1のロール幅WH で決まる。また、頭部
幅は垂直ロール3の孔型の幅WV で決まる。
【0018】図3は、この発明を実施する仕上ユニバー
サル圧延機および制御装置の構成を模式的に示してい
る。形鋼圧延材3は仕上ユニバーサル圧延機の出側で、
形鋼高さ計測器4で形鋼高さが計測される。形鋼高さ計
測器4は、光源4aと光源からの光を検出するリニアイ
メージセンサ4bとを備えており、形鋼高さ信号を演算
装置5に出力する。演算装置5は、目標値に対する計測
形鋼高さの偏差を求め、この偏差と前記モデル式
(7)、(8)とによりロール間隙修正量を演算する。
この演算結果は水平ロール圧下装置8のコントローラ
6、および垂直ロール圧下装置9のコントローラ7に出
力され、水平ロール1および垂直ロール2、2aのロー
ル間隙が所要の制御周期tで制御される。この結果、形
鋼は高い寸法精度で圧延される。
【0019】この発明は、図2に示すロール構成に限ら
れるものではない。たとえば図2において、孔型の垂直
ロール2が平ロールであってもよく、また平な垂直ロー
ル2aが孔型ロールであってもよい。このようにロール
構成が変わった場合には、式(3)、(4)および
(5)は若干変わるが、これら式の導入と基本的に同じ
考え方でこれら式を修正すればよい。
【0020】
【実施例】次の圧延条件でガイドレール用不等形鋼を仕
上ユニバーサル圧延した。 (1)ユニバーサル圧延機、圧延速度:200m/min 水平ロール:(φ)420mm×73.5mm(l) 垂直ロール:(φ)250mm×200mm(l) (2)材料:普通鋼 (3)圧延入側材料寸法:ガイドレール用不等形鋼 H0 =147.8mm、 圧延出側目標寸法 H1 =140.0mm HH0= 43.9 HH1= 41.0 BH0= 63.9 BH1= 64.0 HW0= 73.6 HW1= 73.5 BW0= 17.7 BW1= 15.0 HL0= 30.4 HL1= 25.5 BL0=121.5 BL1=122.0 (4)入側材料温度(設定値):1000℃ (5)垂直ロール圧下率 r=(1−H1 /H0 )×1
00=5.3% 水平ロール圧下率 rW =(1−BW1/BW0)×100
=15.4% (6)制御周期:0.1sec. 従来法の場合、圧延入・出側の頭部、腹部、底部の高さ
と幅、および圧延入側温度の初期設定値に基づいてロー
ル間隙を設定した。形鋼高さと腹部の寸法精度は、それ
ぞれ±1.8%(±2.52mm)と±5.4%(±0.
81mm)であった。これに対して、この発明の場合、形
鋼高さの寸法精度は±0.7%(±0.98mm)、腹部
の寸法精度は±3.9%(±0.59mm)であった。
【0021】
【発明の効果】この発明では、ユニバーサル圧延機出側
で計測した形鋼高さをフィードバックしてロール間隙を
制御する。したがって、簡単な制御方法および設備で、
高い寸法精度を得ることができる。また、寸法精度を高
めることにより、製品歩留の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のモデル式で用いる形鋼各部寸法の記
号を示す図面である。
【図2】仕上ユニバーサル圧延機のロール構成の一例を
示す図面である。
【図3】この発明を実施する仕上ユニバーサル圧延機お
よび制御装置の構成の一例を模式的に示す図面である。
【符号の説明】
1 水平ロール 2 垂直ロール 3 形鋼圧延材 4 高さ計測器 5 演算器 6 水平ロール用コントローラ 7 垂直ロール用コントローラ 8 水平ロール圧下装置 9 垂直ロール圧下装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 秀 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ユニバーサル圧延機で水平ロールおよび
    垂直ロールのロール間隙量を調整して形鋼の寸法を制御
    する方法において、あらかじめ目標値からの形鋼高さ偏
    差とロール間隙修正量との関係を表すモデル式を求め、
    ユニバーサル圧延機出側で形鋼高さを計測し、計測値よ
    り得られた形鋼高さ偏差と前記モデル式とによりロール
    間隙修正量を演算し、このロール間隙修正量に基づき水
    平ロールおよび垂直ロールのロール間隙量をそれぞれ制
    御することを特徴とする形鋼のユニバーサル圧延におけ
    る自動寸法制御方法。
JP9030802A 1997-02-14 1997-02-14 形鋼のユニバーサル圧延における自動寸法制御方法 Withdrawn JPH10225701A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110227721A (zh) * 2019-05-31 2019-09-13 宝钢湛江钢铁有限公司 一种用于变速过程中轧机辊缝的控制方法
WO2022262580A1 (zh) * 2021-06-17 2022-12-22 马鞍山钢铁股份有限公司 热轧h型钢及其生产方法

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Effective date: 20040511