JPH11123426A - 圧延材の板反り測定方法および制御方法ならびに制御装置 - Google Patents

圧延材の板反り測定方法および制御方法ならびに制御装置

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JPH11123426A
JPH11123426A JP9294528A JP29452897A JPH11123426A JP H11123426 A JPH11123426 A JP H11123426A JP 9294528 A JP9294528 A JP 9294528A JP 29452897 A JP29452897 A JP 29452897A JP H11123426 A JPH11123426 A JP H11123426A
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雅巳 辻本
Naoya Sato
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、大幅な設備改造を行う必要がな
く、オンラインにおいてリアルタイムで板反りの制御が
可能な薄鋼板などの板圧延における板反り制御方法およ
び装置を提供する。 【解決手段】 あらかじめ圧延材の上面粗度と下面粗度
の比もしくは差と反り量との関係を求めておき、その関
係から前記粗度測定手段によって測定される粗度をもと
に圧延材の反り量の推定値を求め、あらかじめ圧延材の
反り量と前記補助ロールのロール位置との関係を求めて
おき、前記反り量の推定値をもとに前記補助ロールのロ
ール位置を制御することによって前記圧延材の反りを矯
正することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄鋼板などの板圧
延における板反りの制御方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、板圧延を行う圧延機の最終スタ
ンド出側において、圧延材の上面と下面との残留応力の
差に起因して、板反りが発生する。この板反りは、圧延
材の圧延方向すなわちL方向の反り(以下、L反りとい
う。)と、幅方向すなわちC方向の反り(以下、C反り
という。)がある。
【0003】この板反りをオンラインで測定し制御する
ことは困難であり、圧延機の最終スタンド圧延荷重、圧
延速度、最終スタンド後方張力などの圧延条件を経験的
に調整し、オフラインにおいて実際の板反りを測定して
その結果を基に圧延条件を見直し再調整することが行わ
れている。また、圧延機の最終スタンド出側に、ロール
高さを調整して板をベンディングすることで板反りを矯
正する補助ロールを設置し、そのロール高さを経験的に
調整して板反りを制御することも行われている。
【0004】一方、特開平6-7817号公報には、圧延機の
ワークロールの粗度が板反りに大きく寄与することに着
目し、研磨用砥粒をワークロール表面に吹き付けワーク
ロール表面粗度をコントロールしてオンラインで板反り
を制御する方法が開示されている。この方法は、ワーク
ロールの表面粗度を粗くすれば、その部分での被圧延材
との摩擦係数が大きくなって板の伸びが抑制されるとい
う原理を利用したものである。たとえば、上反りが生じ
た場合、被圧延材の下面側が伸びていることになるか
ら、下側のワークロールを研削して表面粗度を粗くする
ことによって、被圧延材の下面側の伸びが抑制されて上
反りが是正されるのである。
【0005】つまり、特開平6-7817号公報では、ロール
粗度を通じてロールと被圧延材との摩擦を制御し、上下
面の歪みを制御することを特徴としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、圧延条件を経
験的に調整する方法では、精度の高い板反り制御を実現
することは不可能であり、オンラインでのこまかい制御
に対応することはできない。また、特開平6-7817号公報
に開示されたワークロール表面粗度をコントロールする
方法では、測定が困難なオンラインでの板反り検出が必
要であり、圧延機最終スタンドにワークロール研削のた
めの研磨用砥粒吹きつけ装置を導入設置する設備改造が
必要となり、既設の圧延ラインで実施することは容易で
ない。
【0007】そこで、本発明は大幅な設備改造を行う必
要がなく、オンラインにおいてリアルタイムで板反りの
制御が可能である板圧延における板反り制御方法および
装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上下面の残留
応力に対応して生じるそれぞれの歪みの違いから板反り
が発生し、その歪みに応じた上下面の粗度パターンの違
いを検出することで板反り量が判定できることに着目し
てなされたものである。すなわち、本発明は、圧延機最
終スタンドの出側にて圧延材の上面の粗度および下面の
粗度をそれぞれ測定し、上面の粗度と下面の粗度の比も
しくは差により圧延材の板反り量をオンラインで判定す
ることを特徴とする圧延材の板反り測定方法を提供する
ことで上記課題を解決するものである。
【0009】また、圧延機最終スタンドの出側にて圧延
材の上面の粗度および下面の粗度をそれぞれ測定し、上
面の粗度と下面の粗度の比もし< は差に応じてオンライ
ンで反り矯正を行なうことを特徴とする圧延材の板反り
制御方法を提供することで上記課題を解決するものであ
る。そして、圧延材の反りを矯正する手段を有する圧延
機の最終スタンド出側に、圧延材の上面の粗度および下
面の粗度をそれぞれ測定する測定手段を有し、上面の粗
度と下面の粗度の比もしくは差を求め、その比もしくは
差に応じて反り矯正量を制御する制御手段を有すること
を特徴とする圧延材の板反り制御装置を提供することで
上記課題を解決するものである。ここで、前記反り矯正
量を制御する制御手段が圧延機最終スタンドの出側の補
助ロールのロール位置を制御する手段であることが好適
であることを見出したのである。また、前記反り矯正量
を制御する制御手段が圧延機最終スタンドの出側の補助
ロールのロール位置制御と、前記圧延材の圧延速度制御
と、圧延機最終スタンド出側における前記圧延材の張力
の制御とからなる手段であってもよいことを見出したの
である。
【0010】なお、本発明の実施にあたり、圧延材の板
圧延を行う圧延機の最終スタンド出側に、前記圧延材の
上面と下面のそれぞれの粗度を測定する粗度測定手段
と、前記圧延材の反りを矯正する一台以上の補助ロール
を配設し、該補助ロールのロール高さを調整することで
板反りを制御する板反り制御方法において、あらかじめ
圧延材の上面粗度と下面粗度の比もしくは差と反り量と
の関係と、圧延材の反り量と前記補助ロールのロール位
置との関係とを求めておき、それらの関係から前記粗度
測定手段によって測定される粗度をもとに前記補助ロー
ルのロール位置を制御することで前記圧延材の反りを矯
正することを特徴とする板圧延における板反り制御方法
によっても上記課題を解決することが好ましい。
【0011】さらに、圧延材の板圧延を行う圧延機の最
終スタンド出側に、前記圧延材の上面と下面のそれぞれ
の粗度を測定する粗度測定手段と、ロール昇降装置でロ
ール高さの調整を行い前記圧延材の反りを矯正する一台
以上の補助ロールとを有する板反り制御装置であって、
前記粗度測定手段で測定した圧延材の上面粗度と下面粗
度の比もしくは差と反り量との関係を記憶する粗度/反
り量記憶部と、圧延材の反り量と前記補助ロールのロー
ル位置との関係を記憶する反り量/ロール位置記憶部
と、測定した上面と下面のそれぞれの粗度を入力として
前記粗度/反り量記憶部の情報から前記圧延材の反り量
を推定演算する反り量演算部と、前記推定演算した反り
量を入力として前記反り量/ロール位置記憶部の情報か
ら前記補助ロールのロール位置を求めてロール位置制御
信号を出力し、前記ロール昇降装置を制御するロール位
置制御部とからなることを特徴とする板圧延における板
反り制御装置を提供することによって上記課題を解決す
ることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、圧延機最終スタンド出
側に設置された粗度測定手段、例えば光学式の粗度計に
よって圧延材の上下面粗度をそれぞれ別々に測定し、そ
の粗度の比もしくは差から、予め求めておいた粗度の比
もしくは差と板反りの関係をもとに板反り量を推定演算
し、その演算値に応じて補助ロールの位置を制御するこ
とによって板反りを制御することにある。
【0013】ここで、光学式の粗度計は、面粗度を測定
するものであっても良く、また、L方向とC方向の粗度
を例えば画像処理によってそれぞれ測定するものであっ
ても良い。図1に基づき、本発明をさらに詳しく説明す
る。圧延機最終スタンド1を出た圧延材2の上下面粗度
を粗度測定手段である粗度計3によってそれぞれ別々に
測定する。その測定値は、板反り制御装置8の上面粗度
/下面粗度の比(差)演算部81に入力され、比もしくは
差が演算される。本例では、以下、上面粗度/下面粗度
の比を演算することとして説明を行うが、これは差を演
算するものであってもよいのは前述のとおりであり、そ
の場合は、後述の上面粗度/下面粗度比と反り量の関係
を示すグラフを上面粗度/下面粗度差と反り量の関係を
示すグラフに置き換えるだけのことであり、その詳細の
説明は省略する。
【0014】反り量演算部83では、上面粗度/下面粗度
の比(差)演算部81で求められた上面粗度/下面粗度の
比を入力として、粗度/反り量記憶部82に格納されてい
る圧延材の上面粗度/下面粗度比と反り量の関係のデー
タに基づいて反り量が演算される。この演算された反り
量が後述の補助ロールのロール位置制御部85に入力さ
れ、反り量/ロール位置記憶部84に格納されているロー
ル位置と反り量の関係を示すデータに基づいて補助ロー
ルのロール位置が確定され出力される。このロール位置
制御指令がロール昇降装置に出力され、ロール昇降装置
を介して補助ロールの高さが制御されて反り量の矯正が
行われるのである。
【0015】補助ロールは、図1に示すように、下面か
ら圧延材2を押し上げて反りの矯正を行うアンチクロス
ブレーキロール4と、上面から圧延材2を押し下げて反
りの矯正を行うアンチコルゲートロール6の2種類があ
り、それぞれ油圧シリンダ、電動モータなどで構成され
るロール昇降装置5、7によってロール位置が制御され
る。
【0016】ここで、アンチクロスブレーキロール4は
主に圧延最終スタンド1のワークロールと圧延材2の接
触長さを増してC反りの矯正に寄与し、アンチコルゲー
トロール6は前記の、アンチクロスブレーキロール4と
対になってレベラの機能をはたし、主としてL反りを矯
正するように作用する。しかし、これに限定されるもの
ではなく、程度の差はあれ、それぞれC反り、L反りの
矯正にも寄与している。
【0017】以上では、ロール高さ方向の調整を行う補
助ロールについて説明したが、ロール高さ方向を固定し
ロール位置を圧延方向に前後させることで反りを調整す
る補助ロールもあり、本発明の圧延材の反りを矯正する
手段として適用することが可能である。図2は、上面粗
度/下面粗度比を横軸とし、反り量を縦軸として両者の
関係を示したグラフである。ここで、C反りについての
関係を丸印で示し、L反りについての関係を四角印で示
す(以下同じ)。
【0018】より厳密に反り量を求めるには、L方向、
C方向の粗度を求め、L方向の上面粗度/下面粗度比か
らL反り量を、C方向の上面粗度/下面粗度比からC反
り量をそれぞれ求める方法が考えられる。しかし、圧延
設備によりおおむねL反り、C反りのバランスが決まっ
ているので、図2のごとく面粗度における上面粗度/下
面粗度比からL反り、C反り量を求めても実用上問題は
ない。
【0019】図3は、アンチクロスブレーキロールにお
けるロール位置と反り量の関係を示したグラフであり、
ロール位置を横軸とし、反り量を縦軸として示してい
る。図4は、アンチコルゲートロールにおけるロール位
置と反り量の関係を示したグラフであり、ロール位置を
横軸とし、反り量を縦軸として示している。図2から図
4のグラフに基づき、図1の制御システムを構成するこ
とで、測定した上面粗度と下面粗度の比から補助ロール
のロール位置の制御量を決定し、圧延材の反りを矯正す
ることができるのである。
【0020】また、補助ロールのロール位置変更に加
え、圧延速度と圧延機出側張力を同時に調整すること
で、より効率的な反りの制御を行うことができる。すな
わち、 圧延材の反り量は、図3と図4に示すように補
助ロールのロール高さの関数として求めることができる
が、本発明者らが見出したところによれば、ロール高さ
を固定したときは、図5、図6に示すように圧延速度と
圧延機出側張力の関数となる。そこで、より高精度を求
めるのであれば、補助ロールのロール高さと圧延速度と
圧延機出側張力を変数とする関数として圧延材の反り量
が定義できるのである。
【0021】たとえば、上下面の粗度により測定された
L反り量およびC反り量をそれぞれSl および SC
し、アンチコルゲートロールなどの手段により加えられ
るL反り補正量およびC反り補正量(計算による予測
値)をΔ Sl およびΔ SC とすると、本発明の制御は下
記式(1)を満たすようΔ Sl およびΔ SC を設定する
ことで実現される。
【0022】 Sl Laim ≦ Sl − Δ Sl ≦ Sl Uaim SC Laim SC − Δ SC ≦ SC Uaim (1) ただし、目標とするL反り量およびC反り量の上限をそ
れぞれ Sl Uaim および SC Uaim 、下限をそれぞれ S
l Laim および SC Laim とする。ここで、L反りとC
反りの補正をアンチクロスブレーキロールおよびアンチ
コルゲートロールにより行う場合は、 Δ Sl = f ( XACB , XACG ) Δ SC = g ( XACB , XACG ) (2) ここで、 XACB 、 XACG は、それぞれアンチクロスブレ
ーキロールおよびアンチコルゲートロールの高さ位置
で、f およびg は例えば図3、図4に示される関係から
導かれる関数であり、一番簡単な手段としては、各図に
おける反り量を足し合わせたものとなる。
【0023】さらに、圧延速度および圧延機出側張力の
変化によるL反りとC反りの変化を含めて反り制御を行
う場合は、式(2)を修正して下式とする。 Δ Sl = f´( XACB , XACG , v ,T ) Δ SC = g´ ( XACB , XACG , v ,T ) (2)´ ここに、v は圧延速度、T は圧延機出側張力である。ま
た、 f´、 g´は例えば図3、図4に示される圧延機出
側ロール位置と反りの関係に、さらに図5で示される圧
延速度と反りの関係、図6で示される圧延機出側張力と
反りの関係を総合して導かれる関数であり、もっとも簡
単には、加算して導かれる関数である。
【0024】なお、補助ロール位置、圧延速度および圧
延機出側張力によって反りを矯正しても、 Sl および S
C 自体はそれによってあまり変化しない。これらの矯正
手段は、物理的に塑性変形を矯正するものであり、上下
面の残留歪み分布そのものを矯正する作用が小さいた
め、粗度変化をもたらしにくいことによると推測され
る。従って、本発明においては、フィードバック制御で
はなく、(1)式のように予測値を所定値に収める制御
が適している。とくに、補助ロールの制御との関係にお
いては、(1)式の制御はフィードフォワード制御とな
る。
【0025】なお、反りの矯正手段は以上に述べたもの
に限定されるものではないが、特開平6-7817号公報で開
示されているような、板面粗度が大きく変動するような
手段は、反り測定精度に悪影響が懸念されるので好まし
くない。
【0026】
【実施例】本発明を、板厚0.200 mm 、板幅850mm の冷
延鋼板の板圧延における板反り制御に適用した。その一
例を、図2から図4の各グラフに即して説明する。圧延
最終スタンド出側の粗度計によって、上面粗度0.36μmR
a 、下面粗度0.30μmRa の値が測定された。この値か
ら、上面粗度/下面粗度の比は、1.20であった。これ
は、図2からC反り20mm、L反り12mm に相当する。よ
って、図3をもとにアンチクロスブレーキロールのロー
ル位置は2mmと設定し、図4をもとにアンチコルゲート
ロールのロール位置は、-30 mmと設定した。この結果、
前記の板反りは解消され、誤差範囲内の反りに矯正され
ることが確認できた。
【0027】以上のような制御をオンライン操業で実施
し、冷延鋼板の板圧延において、従来2%程度発生して
いた板反り不良による操業トラブルが0.2 %にまで急減
することを確認した。
【0028】
【発明の効果】本発明によって、板反り不良による操業
トラブルが激減した。また、本発明は、測定した粗度の
値をもとに板反りを予測演算し、補助ロールへフィード
フォワードしてロール位置制御を行うオープンループの
制御であり、実施化が比較的容易である。また、設備改
造も少なくてすみ、ローコストで効果的な板圧延におけ
る板反り制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する圧延機出側ラインの概略説明
図である。
【図2】圧延材の上面粗度/下面粗度比と反り量の関係
を示すグラフである。
【図3】アンチクロスブレーキロールにおけるロール位
置と反り量の関係を示すグラフである。
【図4】アンチコルゲートロールにおけるロール位置と
反り量の関係を示すグラフである。
【図5】圧延材の圧延速度と反り量の関係を示すグラフ
である。
【図6】圧延機出側張力と反り量の関係を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
1 圧延最終スタンド 2 圧延材 3 粗度計 4 アンチクロスブレーキロール 5、7 ロール昇降装置 6 アンチコルゲートロール 8 板反り制御装置 81 上面粗度/下面粗度の比(差)演算部 82 粗度/反り量記憶部 83 反り量演算部 84 反り量/ロール位置記憶部 85 ロール位置制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B21D 1/05 G01B 21/30 102 G01B 21/20 B21B 37/00 BBH 21/30 102 137A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧延機最終スタンドの出側にて圧延材の
    上面の粗度および下面の粗度をそれぞれ測定し、上面の
    粗度と下面の粗度の比もしくは差により圧延材の板反り
    量をオンラインで判定することを特徴とする圧延材の板
    反り測定方法。
  2. 【請求項2】 圧延機最終スタンドの出側にて圧延材の
    上面の粗度および下面の粗度をそれぞれ測定し、上面の
    粗度と下面の粗度の比もしくは差に応じてオンラインで
    反り矯正を行なうことを特徴とする圧延材の板反り制御
    方法。
  3. 【請求項3】 圧延材の反りを矯正する手段を有する圧
    延機の最終スタンド出側に、圧延材の上面の粗度および
    下面の粗度をそれぞれ測定する測定手段を有し、上面の
    粗度と下面の粗度の比もしくは差を求め、その比もしく
    は差に応じて反り矯正量を制御する制御手段を有するこ
    とを特徴とする圧延材の板反り制御装置。
  4. 【請求項4】 前記反り矯正量を制御する制御手段が圧
    延機最終スタンドの出側の補助ロールのロール位置を制
    御する手段であることを特徴とする請求項3記載の圧延
    材の板反り制御装置。
  5. 【請求項5】 前記反り矯正量を制御する制御手段が圧
    延機最終スタンドの出側の補助ロールのロール位置制御
    と、前記圧延材の圧延速度制御と、圧延機最終スタンド
    出側における前記圧延材の張力の制御とからなる手段で
    あることを特徴とする請求項3記載の圧延材の板反り制
    御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005219099A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Nisshin Steel Co Ltd 形状矯正能に優れたテンションレベラ
JP2005219098A (ja) * 2004-02-05 2005-08-18 Nisshin Steel Co Ltd 形状矯正能に優れたテンションレベラ
JP2008150663A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Jfe Steel Kk 鋼帯形状検出装置
CN104438460A (zh) * 2013-09-24 2015-03-25 宝山钢铁股份有限公司 带钢平矫方法

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