JPS5926366B2 - 厚板圧延の板キヤンバ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は厚板圧延における板キヤンバ制御装置に関する
。

厚板圧延にあっては圧延途中において厚板が圧延の幅方
向に湾曲する現象、すなわち板キャンバが発生するとい
う問題点がある。

斯かる板キヤンバ発生の為に、所要板幅の矩形厚板が得
られず、又は予め板幅が十分大となるように圧延して所
要寸法の矩形厚板を不要部切断により得る必要がある等
大幅な歩留の低下を招来することとなっていた。

而して板キヤンバ防止法としては、従来、先に圧延され
た厚板の板キャンバを目視観察し、同一条件で次順の母
材に対する圧延を行った場合にはその厚板にも先行厚板
同様の板キャンバが発生するであろうとの仮定に基き、
ロール両端のロール間隔を、板キャンバが可及的に小と
なるように調節することとしていた。

ところで板キャンバは母材の幅方向両端部の板厚の不均
一に基因して発生すると考えられ、更にこの不均一発生
の要因としては圧延機によるものと材料自体の性質によ
るものとが挙げられる。

従って前述の方法による場合は前者の要因には有効であ
るとしても、後者の要因については対処し得ない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、上
述の２つの要因の如何に拘らず板キャンバを修正し得る
板キヤンバ制御装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る板キヤンバ制御装置は板キヤンバ
測定装置と、圧延中に、ロール間隔をロールの軸長方向
両側端夫々において独立的に変更し得べくなした圧下装
置を有する圧延機と、前記板キヤンバ測定装置の測定結
果に基き、次順の圧延において該測定結果に係る板キャ
ンバを減少せしめるべき、厚板両側端部の板厚差の目標
値を演算する演算装置と、前記次順の圧延における厚板
両側端部の板厚差を演算すると共に、該板厚差を前記目
標値に一致せしめるべ（圧下装置を制御する演算制御装
置とを具備することを特徴とする。

そしてこの装置は例えば厚板圧延の最終パスの直前のパ
スを通過した厚板の板キャンバを前記板キヤンバ測定装
置によシ測定して、次順のパス、即ち最終パスにて板キ
ャンバを消滅させるように使用される。

すなわち前述した材料自体に基因する板キャンバは前記
直前のパスを通過した厚板の板キャンバを板キヤンバ測
定装置で測定し、この測定結果に基いて前記演算装置で
目標値を求め、これを実現することにより除去される。

これに対して圧延機に基因する板キャンバは、実験によ
シ各種の板幅について予め求めておいた両側端部夫々に
おけるミル剛性値等を用いて前記演算制御装置により最
終パスにおいて刻々変化する厚板の両側端部の板厚差を
演算し、この板厚差を前述のようにして求めた目標値に
一致させるべく前記圧下装置を制御することにより除去
されることになる。

以下本発明をその実施例を示す図面に基いて詳述する。

第１図は本発明装置を備えた厚板圧延設備の模式図であ
って、１は可逆式の圧延機、２は板キヤンバ測定装置、
３は演算装置、Ｔは厚板の圧延材を示している。

板キヤンバ測定装置２は一方向の有効視野が極めて広く
、・これと直交する方向の有効視野が通常のレンズ程度
である長尺物用のレンズ（ＮＡＣ社製社製商品名アナモ
クックレンズ備えたテレビカメラ等の撮像機２１と、該
撮像機２１によって得た撮影画像情報から板キャンバを
算出するデータ処理器２２とからなえ。

この板キヤンバ測定装置２による板キヤンバ測定原理を
次に説明する。

データ処理器２２は撮像機２１により得られた撮像画面
上の所定の多数の点の位置を画面の縦横方向に一致する
直交座標系の座標として認識し得るようになっている。

撮像器２１は最終パスの直前のパスを通過して圧延材Ｔ
の平面形状をその画面内に捉え得るように圧延材Ｔの移
動経路の適長上方に下向きに配設されており、いま第２
図に示す如き圧延材Ｔの平面画像が撮影されたとする。

そうするとデータ処理器２２は、この画面から、圧延材
Ｔの像の一端から他端方向に２゜離れだ縦線ｔ□、及び
縦線ｔｎ（ｎ＝１〜４）から夫々Ｚｎだけ離れた縦線ｔ
ｎ＋１と圧延材Ｔの像の両側縁との交点の座標を認識し
て、各点の縦座標ＸＩ、Ｘ２・・・Ｘ６、’１１ｔ’１
２・・・ｙ、並びに前記Ｚ。

、 Ｚｎ及び縦線ｔ。と圧延材Ｔの像の他端との離隔寸
法ｚ５ とを求める。

そして下記１）式に基き縦線ｔ２ ＋ ｔ３ 、ｔ４に
おける板キヤンバ量ΔＣ１（ｉ＝２〜４）を演算する。

このΔＣｉは後に詳述する演算装置３へ入力される。

次に圧延機について説明する。

第１図において１１．１１は上下一対のロールであって
、上ロールの軸端部は夫々に独立的に操作し得る油圧式
の圧下装置１２．１２に連繋されており、該圧下装置１
２，１２によりロール間隔がその軸長方向両側端夫々に
おいて独立的に変更し得るようになっている。

而してこの圧下装置１２，１２は演算制御装置１３によ
り夫々独立的に制御されるようになっており、該演算制
御装置１３は公知のゲージメータ式ＡＧＣを圧下装置１
２．１２夫々のために２ユニット組合せ、適宜の演算器
を付加してなるものである。

１４．１４は各圧下装置１２゜１２に設けられたロード
セル、１５，１５は同じく圧下位置検出器であって、こ
れらの出力信号は演算制御装置１３へ入力され、また少
くとも一方のロードセル１４の出力信号は演算装置３へ
も入力されるようになっている。

１６は下ロールに連動装着された長さ計であって、その
出力信号は演算装置３へ入力される。

１７ａ、１７ｂは圧延機１の入側及び出側に夫々配設さ
れた厚み計であり、その出力信号は演算装置３へ入力さ
れるようになっている。

１８は圧延機１の出側に配設された板幅計であって、そ
の出力信号は演算装置３及び演算制御装置１３へ入力さ
れる。

そして演算制御装置１３のメモリ内には実験により予め
求めておいた各種の板幅についての口」ル両側端夫々の
ミル剛性値及び圧下位置零点補正値を格納しである。

而して演算装置３は上町１）式により求めた板キヤンバ
量ΔＣｉに基いて、とのΔＣｉを減少し、又は零とする
だめの次順の圧延、すなわち最終パスにおける、板幅方
向両側端の板厚の差の目標値を板長手方向の所定の制御
基準位置毎に求める。

この制御基準位置はキャンバ量ΔＣｉ算出のために位置
認識を行わせた縦線ｔ１．ｔ２・・・ｔ５ と対応させ
である。

従って演算装置３はまずＺ。−２４の値を次順のパス、
即ち最終パスにおける圧延材での長さ寸法２゜′〜Ｚ４
′に変換するだめの予測演算１ を下記（２）式にて行
う。

但し、「は最終パスにおける平均入口厚 （実測値又は演算値） ｈは最終パスにおける平均出口厚 （予測値） 次に前記板厚差の目標値の演算について説明する。

板キャンバは前述した如く材料自体の性質に因って現れ
るが、その量は板幅方向の焼は状態の相違、材料の硬さ
の相違等によって区々に異る。

従って（１）式の如くして求められた板長手方向各部の
板キヤンバ量ΔＣｉには、最終パスの１パス前の、板幅
方向両側端の板厚差に基因する部分も含まれていること
になる。

このために次順のパス、即ち最終パスにおける板厚変更
制御のために、この最終パスに先立つパス（以下前パス
という）を通過した後の両側端夫々の板厚、更にはこれ
らの差を求めておくのが適切である。

そこでこの実施例では圧延機１が可逆圧延機であるので
、前パスにおいてもロードセル１４．１４、圧下位置検
出器１５．１５からの信号を演算制御装置１３に読込ま
せ、Ｔａ３）式の如くして各制御基準位置に対応する部
位の両側端におけるゲージメータ厚Ｈｉｋ （但し、
ｋ＝１．２であり１は板幅方向の一端側を、まだ２は他
端側を夫々意味している。

）を求める。但し、Ｓｉｋ ：板幅方向両側夫々の圧下
位置Ｐｉｋ ：同じく圧延荷重 Ｍｋに）：同じくミル剛性値 ΔＳｏｋ（ｗ３：同じく圧下位置零点補正値Ｓｉｋ、Ｐ
ｉｋは夫々圧下位置検出器１５．１５及びロードセル１
４．１４から入力される値である。

Ｍｋ６ｄ−ΔＳｏｋに）は板幅Ｗの関数であって、例え
ば板幅計１８から入力された信号をインデックスとして
メモリから演算部に読出される。

そして各制御基準位置に対応する部位毎に下記（４）式
によシ両側の板厚の差ΔＨｉを演算する。

ΔＨｉ ＝Ｈｉｌ−Ｈｉ２ ・・・（
４）このΔＨｉは演算装置３へ入力される。

そうすると演算装置３は前述の如くΔＣｉを減少させる
、又は零とするのに必要な板幅方向両側端の板厚差の目
標値ΔｈｗｉをＴａ５）式によシ求める。

Δｈ −＝ｆ （Ｈ、ｈ 、ｗ、ΔＣｉ、ΔＨ１）−
（５）１−− 但し、ｆ（Ｈ，ｈ、ｗ、ΔＣｉ 、ΔＨｉ）は前述し
たＨ 、 ｈ 、 ｗ 、ΔＣ１，ΔＨｉの関数であっ
て実験的に決定される。

さて最終パスは厚板ＴのＺ。

側端部から圧延機１に噛みこませて行うが、（５）式に
よって求めた目標値Δｈｗ２．Δｈｗ３．Δｈｗ４は夫
々縦線１２．１３゜ｔ４に対応する制御基準位置から夫
々Ｚ１’／２゜ｚ２′／２．ｚ３′／２だけ手前の位置
から、夫々Ｚ２ ’／ ２ 、 Ｚ３’／ ２ 、 Ｚ
４ ’／ ２だけ先方迄の間、演算制御装置１３に対し
て演算装置３から与えられる。

すなわち目標値Δｈアｉは夫々に対応する制御基準位置
を中心にその前後に相隣る制御基準位置との中心位置ま
でが有効となる。

なおこれ以外の領域、例えば圧延材ＴのＺ。

側、Ｚ５側端部においては所定の板厚目標値を実現する
ように演算制御装置１３は動作する。

さて原理的には（５）式によって求めた目標値Δｈｗｉ
だけ圧延材Ｔのいずれか一側端を薄く、又は厚くするよ
うに最終パスの圧延を進めていけば板キャンバは除去さ
れる筈である。

ところが最終パスにおいても圧延材の板幅方向に焼けの
相違、硬さの相違等のために３６幅を単独で制御して板
キャンバを除去せんとするのは実際上極めて困難であシ
、このために最終パスのゲージメータ厚を監視し、その
変動に追随させて制御を行うこととしている。

すなわち演算制御装置１３は最終パスにおいて時々刻々
変化する板幅両側端夫々におけるゲージメータ厚ｈｋを
下ハロ）式によ力測定する。

但し、Ｓｋ：板幅方向両側夫々の圧下位置Ｐｋ：同じ（
圧延荷重 このようにゲージメータ厚ｈｋは制御基準位置とは特に
関係なく連続的に求められていく。

このような（６）式の演算によシ求められた両側の板厚
ｈｋ１すなわちり、、ｈ２に基き両側の板厚差Δｈａが
下記（７）式により経時的に算出される。

Δｈ＝ｈ−ｈ ・・・（７）演算
制御装置１３はこのようにして求めたΔｈａが圧延機１
と圧延材Ｔの制御基準位置との位置関係に応じて順次変
更される板厚差の目標値Δｈｗｉに一致するように圧下
装置１２，１２を制御する。

この制御については、圧下装置１２，１２がロール１１
．１１の両側に各−基あり、夫々独立的に圧下位置が調
節できるようになっているという特徴を有しているが、
制御系についてみれば通常の油圧圧下ＡＧＣ装置を２系
統具えているに過ぎないから、容易に実現できる。

本発明装置は斜上の如く構成され、また演算装置３及び
演算制御装置１３が斜上の如き演算及び制御を行うもの
であるから、最終パスの直前のパスを経た圧延材Ｔにつ
きその板キャンバを所定位置における板キヤンバ量ΔＣ
ｉ として板キヤンバ測定装置２によシ測定する一方
、上記直前のパスを経た圧延材Ｔにつき板幅方向両側の
板厚差ΔＨｉを求め、これらΔＣ・ 、ΔＨｉから最終
パスにて板キャンバを除去せしめ得る両側の板厚差の目
標値Δｈｗｉを求め、これを演算制御装置１３に与える
一方、最終パスにおける実際の板厚差Δｈａを−求めさ
せ、これによりΔｈ ・＝Δｈａを実現させｌ るべく圧下装置１２，１２を独立的に制御することによ
り板キヤンバ発生原因の如伺に拘らず板キャンバを除去
することができる。

第３図は本発明装置によって最終パスの圧延を行った場
合における板キヤンバ量の長手方向分布の実測結果を実
線で、また板キヤンバ制御を行うことなく最終パスの圧
延を行った場合のそれを破線で夫々示している。

試料は板厚８．６ｍｍ、板幅３２１２ｒｒａｎ、板長４
２？？Ｚである。

この図から明らかな如く本発明装置による場合は板幅方
向両側における板キヤンバ量はｌ／２〜１／４となり、
本発明装置の有効性が確認された。

以上の如く本発明装置にあっては、板キャンバの原因が
圧延機に起因するものにあっては板キヤンバ測定装置の
測定結果に基づく制御によって、また焼むら等圧延材に
起因する板キャンバにあっては板厚差の目標値と次順の
圧延中における板厚差の演算値とを一致せしめる制御に
よって除去され、板キャンバの制御精度を格段に向上し
得ることとな如、本発明が厚板の品位向上、歩留の向上
に寄与する処は多大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は本
発明装置を備えた厚板圧延設備の模式図、第２図は板キ
ヤンバ測定装置による板キヤンバ量の測定原理説明図、
第３図は本発明装置による板キヤンバ制御を行った場合
と、これを行わなかった場合夫々の板キヤンバ量の板幅
方向両側の実測結果を示すグラフである。 １・・・圧延機、２・・・板キヤンバ測定装置、３・・
・演算装置、１１・・・ロール、１２・・・圧下装置、
１３・・・演算制御装置、１４・・・ロードセル、１５
・・・圧下位置検出器、２１・・・撮像器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 厚板圧延設備に設けられ、 板キヤンバ測定装置と、 圧延中に、ロール間隙をロールの軸長方向両側端夫々に
   おいて独立的に変更し得べくなした圧下装置を有する圧
   延機と、 前記板キヤンバ測定装置の測定結果に基き、次順の圧延
   において該測定結果に係る板キャンバを減少せしめるべ
   き、厚板両側端部の板厚差の目標値を演算する演算装置
   と、 前記次順の圧延中に、厚板両側端部の板厚差を演算する
   と共に、該板厚差を前記目標値に一致せしめるべく圧下
   装置を制御する演算制御装置とを具備することを特徴と
   する板キヤンバ制御装置。