JPS587364B2 - 連続圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続圧延機の板厚制御方法に関する。

鋼板の圧延に際して使用されている最近の圧延機には、
第１図に示すような自動板厚制御装置が取付けられ、該
装置によって全長にわたり所定の厚さを有する鋼板を製
造するように試みられている。

この場合、板厚制御の方式としては、公知のゲージメー
タ式が主体となっている。

この制御の方式は、通常複数のスタンドを有する圧延機
において、各スタンド毎に圧延荷重検出装置とスクリュ
ー位置検出装置を取付け、各スタンドの圧延荷重Ｐとス
クリュー位置Ｓを検出し、次のゲージメータ式（１）に
従い、各スタンドの出口板厚ｈを算出し、この算出値が
所定値と一致するようにスクリュー位置を移動させるも
のである。

（但しＭ：ミルの剛性係数） この方式は、無制御の場合に比較して、得られる鋼板の
寸法精度の向上に著しく寄与するものではあるが、次に
述べるような欠点を有している。

すなわち、ゲージメータ方式による従来の板厚制御方式
は、幅方向の平均値として板厚を制御するにすぎず、板
厚の幅方向の分布までを一定にするように匍脚するもの
ではない。

この様子を詳細に述べれば次のようになる。

鋼板の圧延に際しては、第２図に示すように圧延荷重に
よるロールのたわみが生じている。

したがって、鋼板の断面は、第３図のように中央部と端
部との厚みが異なっている。

ここで、中央部の板厚をｈｃ，端部の板厚をｈｅとすれ
ば、従来のゲージメータ方式は前述の（１）式において
、板厚ｈとして次の（２）式によって表わされる平均値
が所定の値になるように制御するものにすぎない。

しかしながら、理想的な製品を得るためには板厚に関し
てその平均値のみならずその分布までが所望の値になる
ように制御すべきである。

かくして、平均板厚ｈおよび中央部と端部の板厚の差Ｃ
Ｒ（＝ｈｃ−ｈｅ）（以下、板クラウンと称する）を全
長にわたり一定値にすることが所望されるが、従来のゲ
ージメータ方式では板クラウンまでの制御は不可能であ
る。

板クラウンは特開昭５１−９３７６８に示されるように
、 ＲＯＢ：バックアップロールのクラウン ＲＯＷ：ワークロールのクラウン ＰＢ：ロールベンドカ Ｂ：板幅 Ｗ：ロールの胴長 で表わされる。

（３）式は、ドラフトスケジュール決定時に、所定の板
クラウンＣＲが得られるように圧延荷重Ｐが決定され、
したがって、圧延荷重Ｐが変動しなければ全長にわたっ
て一定の板クラウンが得られることを示している。

しかしながら、実際にはスラブの不均一加熱部分（スキ
ツドマークと称される）の存在等による材料の変形抵抗
の増加に伴なう圧延荷重の変動が生じることが多い。

前述の（１）式のゲージメーク方式に従う制御方法にお
いて、圧延荷重が△Ｐｄだけ増大すると、それに伴ない
板厚が△Ｐｄ／Ｍだけ増加するのを検出して、これを打
消すためスクリューを△Ｓだけ移動させる。

よく知られているように、材料の塑性係数をＱとすれば
、△Ｓのスクリューの移動によって圧延荷重は−（ＭＱ
／（Ｍ＋Ｑ））△Ｓだけ変化する。

したがって、最終的にはスクリューは−（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ
・△Ｐｄ／Ｍだけ移動し圧延荷重は（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ・△
Ｐｄだけ増大することにより平均板厚偏差△ｈは零とな
る。

かくして、平均板厚そのものは制御され得る。

しかしながら板クラウンは△Ｐｄの圧延荷重の変動に伴
ないαＰ・（Ｍ＋Ｑ）／Ｍ・△Ｐｄだけ変化し、板厚制
御しない場合よりもαｐ・Ｑ／Ｍ・△Ｐｄだけ更に悪く
なる。

本発明は、以上のような事情に鑑み、圧延プロセスにお
いて平均板厚のみならず板クラウンも同時に制御し、全
長にわたって所望の厚さを有する鋼板を製造することを
目的とする。

本発明の上記目的は、複数のスタンドを有する連続圧延
機において最下流スタンドの直前のスタンド（以下、第
１スタンドと称する）と最下流スタンド（以下、第２ス
タンドと称する）を組合せ、第１スタンドのスクリュー
を制御して第１スタンドの出口板厚（すなわち、第２ス
タンドの入口板厚）を変更し、第２スタンドにおいては
変形抵抗が変化するにもかかわらず出口板厚および圧延
荷重を一定に保つことによって達成する。

かくして、より具体的には、本発明は、第１スタンドの
圧延荷重変動量を検出し、該圧延荷重変動から第２スタ
ンドにおける圧延荷重および出口板厚が一定になるよう
に第１スタンドのスクリュー移動量を算出し、該計算値
によって第１スタンドのスクリュー位置を制御すること
を特徴とする連続圧延機の板厚制御方法を提供する。

以下、本発明の方法を、制御の基礎となる諸式に基いて
詳細に説明する。

所定の鋼板製品を得るためには、最下流スタンドすなわ
ち第２スタンドにおける出口板厚ｈ２および板クラウン
ＣＲ２が一定でなければならない。

板クラウンが一定であるためには、前述のように圧延荷
重Ｐ２一定が要求される。

ところで、圧延荷重Ｐ２は入口板厚Ｈ２、出口板厚ｈ２
、変形抵抗Ｋ２の関数として（４）式によって与えられ
る。

Ｒ２：ロール半径 ＱＰ：圧下力関・数 ゆえに、板かこみ時からの変動に着目すればとなる。

いまの場合、△Ｐ２＝Ｏ，△ｈ２＝０であることが要求
されるから、 となることが必要である。

一方、第１スタンドにおいても（５）式と同様がなりた
つ。

第１スタンドより更に上流側のスタンドにおいて前述の
公知のゲージメータ方式の板厚制御を実施すれば、第１
スタンドの入口板厚偏差△Ｈ１は零にできる。

このとき、（７）式はとなる。

ところで、出口板厚偏差△ｈ１とスクリュウ移動量△Ｓ
１、圧延荷重変動△Ｐ１の間には（１）式より、 の関係がある。

ゆえに、（８） ， （９）式より、がなりたつ。

ここでＱ１は塑性係数で、で与えられる。

ところで、第２スタンドの出口板厚及び圧延荷重を一定
にするには、第２スタンドの入口板厚偏差△Ｈ２が（６
）式となるように、第１のスタンドの出口板厚偏差△ｈ
１を制御すればよい。

したがって、△ｈ１＝△Ｈ２として（６），（１０）式
により、を得る。

ところで、（４）式より、（Ｐ１，Ｐ２はかみこみ時の
圧延荷重） さらに、変形抵抗の公知の性質上 であるから、（１２）式は となる。

ここで、再び（８） ， （９）式より△ｈ１を消去す
ればを得る。

（１５）， （１６）式より、最終的に が導びかれる。

（第（１７）式において、∂Ｐ２／∂Ｈ２，Ｑ１、およ
びＭ１は、ドラフトスケジュール決定時に定められる定
数である。

またＰ１，Ｐ２はドラフトスケジュール決定時に求めら
れる第１スタンドおよび第２スタンドの圧延荷重の設定
値である。

）第（１７）式は、第１スタンドの圧延荷重変動△Ｐ１
から第２スタンドにおける出口板厚および板クラウンを
一定にするための第１スタンドのスクリュー移動量△Ｓ
１を算出する基礎式である。

該移動量を実現するようにスクリュー位置を制御すれば
、全長にわたり幅方向板厚分布一定の鋼板が得られる。

次に、本発明の一実施例について説明する。

第４図に示すごとき６ヶのスタンドから成る連続圧延機
において本発明を実施した。

第５番目のスタンドを第１スタンドとし、第６番目のス
タンドを第２スタンドとした。

第５図は、該第１スタンドの圧下制御系を示すブロック
線図である。

該制御系に従い、第１スタンドの圧延荷重を検出しなが
ら第１スタンドのスクリューを移動させながら圧下を行
なう。

得られた第２スタンドの材料温度、入口板厚、出口板厚
、圧延荷重の変動を第６図のグラフに表わした。

第６図から理解されるように、本発明に従えば、変形抵
抗の変化をもたらす温度変動を打消すように最下流スタ
ンドに導入される鋼板の板厚が変化し、最下流スタンド
においては圧延荷重一定の条件下に圧下が行なわれ、か
くして、平均板厚のみならず板クラウンも所定の大きさ
にある鋼板製品が得られた。

以上に詳述したように、圧延プロセスにおいて、従来の
自動板厚制御が幅方向の平均板厚のみを制御したのに対
して、本発明は、幅方向の板厚分布をも制御できる。

本発明は、熱間連続圧延のみならず冷間連続においても
実施され得る。

さらに、１スタンドで可逆運転する圧延機に対しても、
パスとパスの間に適用できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ゲージメータ方式自動板厚制御を適用した従
来からの連続圧延機の概略図である。 Ａ１，Ａ２，……Ａｎ−１，Ａｎ：圧延機、Ｂ１，Ｂ２
，……Ｂｎ−１，Ｂｎ：圧延荷重検出装置、Ｃ１Ｃ２，
……Ｃｎ−１，Ｃｎ：スクリュー位置検出装置、Ｄ１，
Ｄ２，……Ｄｎ−１，Ｄｎ：ゲージメータ方式自動板厚
制御装置、Ｅ：被圧延材。 第２図は、圧延に際して被圧延材の幅方向の厚みに分布
が生じる原因を示すための概略図である。 １：圧延材、２：上下一対のワークロール、３：上下一
対のワークロール、Ｐ：圧延荷重。 第３図は、幅方向厚みに分布が生じた鋼板の断面形状の
一例を示す図である。 第４図は、本発明に従って圧延を実施する場合の圧延機
と制御系を概示的に示した図である。 Ａ１，……Ａ６：圧延機、Ｂ１，……Ｂ５：圧延荷重検
出装置、Ｃ１，……Ｃ５：スクリュー位置検出器、Ｄ１
，……Ｄ４：ゲージメータ方式自動板厚制御装置、Ｄ：
本発明による自動板厚制御装置、Ｅ：被圧延材。 第５図は、本発明による自動板厚制御系のブロック線図
である。 １：圧延荷重検出器、２：αη式によりスクリュー移動
量を計算する装置、３：圧下電動機、４：積分器。 第６図は、本発明を実施した場合の最下流スタンドにお
ける圧延状態を示すためのグラフである。 １：被圧延材の温度、２：入口板厚、３：出口板厚、４
：圧延荷重。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 最下流直前に存する第１スタンドおよび最下流に存
   する第２スタンドに含む複数のスタンドを有する連続圧
   延機において、第１スタンドより更に上流側のスタンド
   において板厚制御を実施する９とにより第１スタンドの
   入口板厚偏差を零にするとともに、第１スタンドの圧延
   荷重変動量を検出し、該圧延荷重変動量から下式に従い
   第１スタンドのスクリュー移動量を算出し、該計算値に
   よって第１スタンドのスクリュー位置を制御することに
   より、第２スタンドにおける圧延荷重および出口板厚を
   一定とならしめることを特徴とする連続圧延機の板厚制
   御方法。 但し、△Ｓ１：第１スタンドのスクリュー移動量△Ｐ１
   ：第１スタンドの圧延荷重変動量 Ｍ１：第１スタンドのミル剛性係数 Ｑ１：第１スタンドの塑性係数 ∂Ｐ２／∂２：第２スタンドにおける圧延荷重の入口板
   厚に対する偏微分係数 Ｐ１：第１スタンドの圧延荷重 Ｐ２：第２スタンドの圧延荷重