JPH1034215A - 冷間圧延におけるエッジドロップ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキッドマークに起因するホットコイルのク
ラウン変動のような急峻な変化に対応して、エッジドロ
ップを低減可能とする。 【解決手段】 冷間圧延において、テーパ付きワークロ
ール２０を、コイル長手方向の熱間仕上圧延温度に基づ
いてシフトするフィードフォワード制御を行うと共に、
出側プロフィール計によるエッジドロップのフィードバ
ック制御を行い、冷間圧延後のエッジドロップ変動を補
償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷間圧延における
エッジドロップ制御方法に係り、特に、薄鋼板に用いる
のに好適な、ワークロールの端部に付与したテーパ状の
クラウンによって、幅方向のエッジ端部に発生するエッ
ジドロップを小さくして、幅方向板厚偏差を小さくする
ことが可能な、冷間圧延におけるエッジドロップ制御方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷間圧延において、板のエッジ部は、ワ
ークロール偏平の急激な回復、及び、圧延材の幅方向の
メタルフローにより、中央部よりも板厚が急激に薄くな
る、いわゆるエッジドロップが発生するのが一般的であ
る。このエッジドップが大きいと、板幅方向に均一な板
厚が得られず、品質の良好な製品を得るためには、耳切
り代を大きくする必要があり、歩留まりを低下させ、非
効率な生産を余儀なくされる。

【０００３】従来、このエッジドロップを軽減する方法
としては、ロールをベンディングしたり、ワークロール
にイニシャルクラウンを付与する方法があった。

【０００４】又、単純なテーパ状のクラウンをロール端
部に付与し、ワークロールを軸方向にシフトさせ、この
テーパで、板のエッジ部を圧延する方法が、特開昭５５
−７７９０３に開示されている。

【０００５】又、母板コイル（ホットコイル）のプロフ
ィール測定結果、及び、圧延機出側に設置されたエッジ
ドロッププロフィール計の測定結果の両者に基づき、先
細りのワークロールを軸方向にシフトする方法が、特開
昭６２−２４４５０６に記載されている。

【０００６】従来の圧延方法によりエッジドロップを制
御する場合、ホットコイルのクラウンが比較的小さい条
件では、冷間圧延で発生するエッジドロップは、ある程
度制御可能である。

【０００７】しかしながら、熱間仕上圧延機におけるシ
ートバーのスキッドマークによる温度変化に起因するエ
ッジドロップの変動は、製品の許容エッジドロップ量に
比べて大きく、ホットコイルのコイル内のクラウン変動
を補償する必要がある。

【０００８】このため、従来は、特開昭６０−１２２１
３に示されているように、冷間圧延機出側に設置したエ
ッジドロップ計の情報により、エッジドロップ実績値を
計測し、目標値との偏差に基づいて、ワークロールのシ
フト位置を変更するフィードバック制御が行われてい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ドバック制御では、通常、タンデム圧延機列の出側に設
置されるエッジドロップ計と、タンデム圧延機列の第１
スタンドに設けられることが多い、シフト可能なワーク
ロール間のストリップ移送時間のために、制御に遅れが
発生し、スキッドマークに起因するホットコイルのクラ
ウン変動のような、急峻な変化には対応できないという
問題点を有していた。

【００１０】一方、特開昭６１−２２２６１９に示され
るように、圧延機入側においてホットコイルのクラウン
を測定し、この測定値に基づいて、ワークロールのテー
パ位置を変更するフィードフォワード制御もなされてい
る。

【００１１】この方法によれば、ホットコイルの急峻な
クラウン変動を補償することが可能となるが、冷間圧延
機入側に、高価なプロフィール計を設置する必要があっ
た。

【００１２】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、冷間圧延機入側に高価なプロフィー
ル計設置することなく、ホットコイルの急峻なクラウン
変動を補償することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも１
つのスタンドが、ワークロール端部にテーパ状クラウン
が付与されたテーパ付きワークロールを有する、複数の
スタンドを含む冷間タンデム圧延機列を用い、前記ワー
クロールを軸方向にシフトさせてエッジドロップ制御を
行っている冷間圧延において、熱間仕上圧延機出側の圧
延方向の板温度分布を測定し、予め定めておいた熱間仕
上圧延機出側の温度変動と冷間圧延後のエッジドロップ
変動量の関係式、及び、テーパ付きワークロールを用い
るスタンドのシフト量と冷間圧延後のエッジドロップ変
動量の関係式を基に、熱間仕上圧延機出側の圧延方向の
板温度変動から計算される冷間圧延後のエッジドロップ
変動を補償するシフト量をフィードフォワードすると共
に、出側プロフィール計によるエッジドロップのフィー
ドバック制御を行うようにして、前記課題を解決したも
のである。

【００１４】又、前記冷間圧延後のエッジドロップ変動
量を、熱間仕上圧延機出側圧延方向の板温度変動量の一
次式とし、更に、変態の有無によって係数の符号を変え
るようにしたものである。

【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】本実施形態は、例えば図１に示す如く、６
段圧延機を４スタンド有する冷間タンデム圧延機列を用
いた冷間圧延に適用される。各スタンド１１〜１４は、
ストリップ１０を圧延するためのワークロールと、中間
ロール２４と、バックアップロール２６とを備えてお
り、このうち例えば第１スタンド１１のワークロールが
図２に示す如く、ロールの片側端部にテーパ状クラウン
が付与されたテーパ付きワークロール２０とされ、第２
乃至第４スタンド１２〜１４のワークロールは、テーパ
が付与されていない、平坦なフラットワークロール２２
とされている。

【００１７】前記テーパ付きワークロール２０は、図２
に示す如く、上下共、その軸方向にシフト可能とされ、
このテーパ付きワークロール２０を軸方向にシフトする
ことによって、ストリップ１０に対するロール間隙形状
を変えて、エッジドロップが制御できるようにされてい
る。

【００１８】図１において、３０は、第４スタンド１４
の出側、即ちタンデム圧延機列の出側に配置された出側
エッジドロップ計、３２は、該出側エッジドロップ計３
０により検出される冷間圧延後のエッジドロップ変動量
と、前段の熱間仕上圧延機（図示省略）の出側、又は、
当該冷間タンデム圧延機列の入側で検出された熱間圧延
温度データ（例えば熱間仕上圧延温度ＦＤＴ）に基づい
て、本発明によるシフト量の計算処理を行い、前記第１
スタンド１１のテーパ付きワークロール２０にシフト命
令を出力する計算機である。

【００１９】次に、本発明による処理の詳細を説明す
る。図２に示すように、ストリップ１０の端部から、ワ
ークロール２０のテーパが始まるテーパ肩２０Ａの位置
までの距離をテーパ位置と定義する。このテーパ位置
は、ストリップ１０の両側について、各々定義される。

【００２０】又、エッジからｘｍｍの位置のエッジドロ
ップ量Ｅd(x)は、図３に示す如く、エッジからｘｍｍの
位置の板厚ｈx とエッジから１００ｍｍの位置の板厚ｈ
100より、次式で定義する。

【００２１】Ｅd(x)＝ｈx −ｈ100 …（１）

【００２２】このエッジドロップ量Ｅd(x)も、ストリッ
プ１０の両側について、各々定義される。

【００２３】シフト量は、次のようにして計算する。

【００２４】発明者等が、４スタンドからなる、ワーク
ロールシフト機能を有するタンデム圧延機列において、
各スタンドのテーパ位置を固定し、熱間仕上圧延機出側
コイル中央部長手方向温度分布と、冷間圧延後の鋼板の
エッジドロップ量について調査したところ、図４又は図
５に示す、二通りの密接な相関があることが判明した。

【００２５】図４は、熱間仕上圧延のスタンド間で、γ
相からα相へ変態する材料の場合であり、熱間仕上圧延
出側温度（ＦＤＴ）が低い程、相変態が早く起り、変形
抵抗が小さくなることによって、圧延荷重が減少する結
果、冷間圧延後のエッジドロップ量が小さくなったもの
と考えられる。従って、このように熱間仕上圧延中に変
態が起る材料の場合、熱間仕上圧延出側温度が高い程、
冷間圧延後のエッジドロップ量が大きくなり、又、両者
の間には、ほぼ線形の相関がある。

【００２６】一方、熱間仕上圧延以前に変態が終了して
いる材料の場合は、図５に示す如く、熱間仕上圧延出側
温度が低い所程、変形抵抗が大きくなり、圧延荷重が高
くなることによって、エッジドロップが大きくなると考
えられる。従って、このように熱間仕上圧延以前に変態
が終了している材料では、熱間仕上圧延出側温度が低い
程、冷間圧延後のエッジドロップ量は大きくなり、又、
両者の間には、ほぼ線形の相関がある。

【００２７】即ち、熱間圧延のスタンド間で、変態が生
じるか否かにより、熱間仕上圧延出側温度が、冷間圧延
後のエッジドロップに及ぼす影響が異なる。

【００２８】板端からの距離ｘにおける冷間圧延後のエ
ッジドロップ変動量ΔＥd _i (x) は、冷間圧延後のコイ
ル位置に対応した熱間仕上圧延出側温度Ｔi 及び熱間仕
上圧延出側平均温度Ｔ_avから、次式で表わすことができ
る。

【００２９】 ΔＥd _i (x) ＝ａ（Ｔ_i −Ｔ_av） …（２）

【００３０】但し、係数ａは、板端からの距離の関数で
あり、板端ほど絶対値が大きい。又、係数ａの符号は、
熱間仕上圧延中の鋼板の変態の有無によって決定され
る。

【００３１】一方、各スタンドのシフト変更量δＳとエ
ッジドロップ改善量δＥd(x)の間には、次式の関係が存
在する。

【００３２】 δＥd(x)＝ｆ（δＳ1 ，δＳ2 ，・・・） …（３）

【００３３】特に、テーパ位置Ｓj がエッジｘｍｍより
大きく、板中央側にある場合には、（３）式の関数ｆ
は、次式のように、各スタンドのシフト量Ｓ１、Ｓ２・
・・の線形式で近似することができる。

【００３４】 δＥd(x)＝Ｋ1 _x δＳ1 ＋Ｋ2 _x δＳ2 ＋ …（４）

【００３５】ここで、Ｋj _x は、ｊスタンドのエッジｘ
ｍｍに及ぼす影響係数である。

【００３６】この関係を基に、熱間圧延における温度変
化によって生じるエッジドロップ変動量ΔＥd _i （ｘ）
を相殺するように、各スタンドのシフト量δＳ1 ，δＳ
2 ・・・を決定することができる。

【００３７】例えば、第１スタンド１１のみテーパ付き
ワークロール２０を用いて、エッジからｘｍｍの位置の
エッジドロップを制御する場合、第１スタンドのシフト
量δＳ1 は、次式で決定することができる。

【００３８】 δＳ1 ＝ａ（Ｔ_i −Ｔ_av）／Ｋ1 _x …（５）

【００３９】又、複数スタンド、例えば第１スタンド１
１と第２スタンド１２にテーパ付きワークロールを設け
て、ロールシフトを行うときには、（４）式を用いて、
必要なエッジドロップ改善量δＥd(x)を各スタンドに振
り分ければよい。

【００４０】このようにして、熱間仕上圧延出側温度分
布を基に、ワークロールシフトが可能とされたスタンド
のワークロールシフト位置を変更することによって、熱
間圧延時の温度むらによっ生じるエッジドロップの変動
を低減し、板幅方向に板厚の変動の少ないストリップを
得ることが可能となる。

【００４１】

【実施例】図１の冷間タンデム圧延機列を用いて、第１
スタンド１１のワークロールシフトによる１０ｍｍ位置
のエッジドロップ制御を行い、出側エッジドロップ計３
０による、従来と同様のフィードバック制御に加え、本
発明により、熱間仕上圧延出側圧延方向温度によるフィ
ードフォワード制御を行った。熱間圧延温度データは、
各コイル毎に、熱間仕上圧延機出側において収集した。

【００４２】コイル圧延方向位置ｉにおける第１スタン
ド１１のシフト量δＳi は、温度Ｔ _i より、次式で求め
て、フィードフォワード制御を行った。

【００４３】 δＳi ＝ａ（Ｔ_i −Ｔ_av）／Ｋ1 …（６）

【００４４】ここで、Ｋ1 は、エッジから１０ｍｍの位
置の冷間圧延後のエッジドロップに及ぼす第１スタンド
のシフト量の影響係数である。本実施例において、
（６）式の定数ａ、Ｋ1 は、事前に調査した値を用い
た。

【００４５】又、本実施例のフィードバック制御による
シフト量δＳ′は、エッジから１０ｍｍの位置の出側エ
ッジドロップ計３０による測定値Ｅ10と、目標エッジド
ロップ量Ｅ°10より、次式で求めた。

【００４６】 δＳ′＝（Ｅ°10−Ｅ10）／Ｋ1 …（７）

【００４７】比較例におけるフィードバック制御は、本
実施例における（７）式により算出されたフィードバッ
クによるシフト量ΔＳ′のみを用いて行った。

【００４８】実施例及び比較例の方法を用い、熱間仕上
圧延においてスタンド間で変態する材料について実験を
行った（第１実施例）。用いた材料は低炭素鋼で、板幅
１０５０ｍｍ、入側板厚２．３ｍｍ〜製品板厚０．５ｍ
ｍの冷間タインデム圧延を行った。各スタンドの板厚ス
ケジュールは、次のとおりである。 第１スタンド 板厚２．３／１．５ｍｍ 第２スタンド 板厚１．０ｍｍ 第３スタンド 板厚０．６７ｍｍ 第４スタンド 板厚０．５ｍｍ

【００４９】図６は、本実施例を用いた場合と比較例を
用いた場合の、エッジから１０ｍｍの位置での板厚偏差
の長手方向変化を示す図である。比較例に比べ、本実施
例は、板端から１０ｍｍの位置のエッジドロップの変動
が小さく抑えられていることがわかる。なお、図７は、
第１実施例で用いた熱間仕上圧延出側温度データを示し
たものである。

【００５０】次に、熱間仕上圧延においてスタンド間で
変態をしない材料について実験を行った（第２実施
例）。用いた材料は、低炭素鋼で、板幅１０３０ｍｍ、
入側板厚２．２ｍｍから製品板厚０．７ｍｍの冷間タン
デム圧延を行った。各スタンドの板厚スケジュールは、
次のとおりである。 第１スタンド 板厚２．２／１．６ｍｍ 第２スタンド 板厚１．２ｍｍ 第３スタンド 板厚０．８７ｍｍ 第４スタンド 板厚０．７ｍｍ

【００５１】図８は、本実施例を用いた場合と比較例を
用いた場合の、エッジから１０ｍｍの位置での板厚偏差
の長手方向変化を示す図である。比較例に比べ、本実施
例は、板端から１０ｍｍの位置のエッジドロップの変動
が小さく抑えられていることがわかる。なお、図９は、
第２実施例で用いた熱間仕上圧延出側温度データを示
す。

【００５２】なお、前記説明においては、６段圧延機が
４スタンド用いられていたが、圧延機の段数やスタンド
数は、これに限定されず、４段圧延機等、他の段数の圧
延機を用いることが可能である。又、テーパ付きワーク
ロールを配設するスタンドも第１スタンドに限定され
ず、第２スタンド以降や、例えば第１乃至第３スタンド
にテーパ付きワークロールを配設することも可能であ
る。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、冷間圧延機入側に高価
なプロフィール計を設置することなく、ホットコイル長
手方向に存在する、スキッドマーク等に起因する急峻な
クラウン変動に伴なうエッジドロップ変動を、冷間圧延
において矯正することが可能となり、コイル長手方向・
幅方向に均一な板厚のストリップを得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が採用された冷間タンデム圧延機列の構
成例を示すブロック線図

【図２】テーパ付きワークロールのテーパ位置の定義を
示す断面図

【図３】エッジドロップの定義を示す断面図

【図４】熱間仕上圧延時に相変態する場合の、エッジド
ロップ変動と熱間仕上圧延出側温度の関係の例を示す線
図

【図５】熱間仕上圧延時に相変態しない場合の、エッジ
ドロップ変動と熱間仕上圧延出側温度の関係の例を示す
線図

【図６】熱間仕上圧延時に相変態する材料に対して適用
した本発明の第１実施例の効果を示す、実施例コイルと
比較例コイルのエッジドロップの変化を示す線図

【図７】第１実施例の制御に用いた熱間仕上圧延出側温
度変化の例を示す線図

【図８】熱間仕上圧延時に相変態しない材料に適用した
本発明の第２実施例の効果を示す、実施例コイルと比較
例コイルのエッジドロップの変化を示す線図

【図９】第２実施例の制御に用いた熱間仕上圧延出側温
度変化を示す線図

【符号の説明】

１０…ストリップ １１〜１４…スタンド ２０…テーパ付きワークロール ３０…出側エッジドロップ計 ３２…計算機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北浜 正法 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 赤木 巧 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 中西 敏修 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つのスタンドが、ワークロー
   ル端部にテーパ状クラウンが付与されたテーパ付きワー
   クロールを有する、複数のスタンドを含む冷間タンデム
   圧延機列を用い、前記ワークロールを軸方向にシフトさ
   せてエッジドロップ制御を行っている冷間圧延におい
   て、 熱間仕上圧延機出側の圧延方向の板温度分布を測定し、 予め定めておいた熱間仕上圧延機出側の温度変動と冷間
   圧延後のエッジドロップ変動量の関係式、及び、テーパ
   付きワークロールを用いるスタンドのシフト量と冷間圧
   延後のエッジドロップ変動量の関係式を基に、熱間仕上
   圧延機出側の圧延方向の板温度変動から計算される冷間
   圧延後のエッジドロップ変動を補償するシフト量をフィ
   ードフォワードすると共に、出側プロフィール計による
   エッジドロップのフィードバック制御を行うことを特徴
   とする冷間圧延におけるエッジドロップ制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記冷間圧延後のエッ
   ジドロップ変動量を、熱間仕上圧延機出側圧延方向の板
   温度変動量の一次式とし、更に、変態の有無によって係
   数の符号を変えることを特徴とする冷間圧延におけるエ
   ッジドロップ制御方法。