JPS60206511A - 板形状制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は鋼板、非鉄金属板等に生じた単純伸び、複合伸
び等の形状制御方法及びその装置に関するものである。

〔従来技術〕

一般にこの種板材の形状制御には左、右圧下バランス装
置、ロールベンダ及びロールクーラントを備えた４０一
ル圧延機が広く用いられているが、このような圧延機を
用いた板形状の制御は、圧延機の出側に配した形状検出
器により捉えた幅方向の板形状を幅方向の距離Ｘの粟関
数で近似し、この近似式をもとに左、右圧下バランス装
置、ロールベンダ、ロールクーラントによって板形状が
目標値になるよう制御を行っている。

しかしながらこのような制御方式ではロールベンダの制
御範囲が比較的に狭まく、またロールベンダが板幅全体
に制御効果があるとは限らないこと、更に複合伸び発生
時ではロールベンダのみでは制御出来ないことから、ロ
ールクーラントと組合せた制御となり、ロールクーラン
トの制御ウェイトが大きくなっている。しかしロールク
ーラントは圧延に先立ってロールのウオームアンプが必
要であり、しかも応答性が悪い。このため現制御方式で
は高い応答性を必要とされる複合伸び等に対し十分な制
御精度を得難いなどの問題があった。

〔目的〕

本発明はかかる知見に基づきなされたものであって、そ
の目的とするところは形状制御用の４０一ル圧延機にお
けるハックアップロールに圧油によってロール外殻を膨
縮し、クラウン量を調節するようにしたロールを用いる
ことにより、板材の幅方向形状を板幅方向の距離の１乗
項、２乗項、４又は６乗項を含む粟関数にて近似し、夫
々に対応する特性を有した左、右圧下バランス装置、ク
ラウン量可変ロール、ロールベンダを夫々個別に独立し
て操作出来、制御が容易で、しがも応答性に優れ、精度
の高い板形状制御方法及びその装置を提供するにある。

〔構成〕

本発明に係る板形状制御方法は圧油によってロールの外
殻を膨縮せしめることによりクラウン量を可変としたロ
ールをバックアップロールに用い　また圧延機により板
形状を制御する過程で、板材の幅方向形状を板材の幅方
向距離の２乗項を含む粟関数で近似し、前記２乗項を目
標値に一致せしめるべく前記バックアップロールのクラ
ウン量を調節することを特徴とする。

また本発明に係る他の板形状制御方法は圧油によってロ
ールを膨縮させるーことにより、クラウン量を可変とし
たロールをバンクアップロールとし、且つ左、右圧下バ
ランス装置、ロールベンダ及びロールクーラントを備え
た圧延機により板形状を制御する過程で、板材の幅方向
形状を板材の幅方向距離の１乗項、２乗項及び４又は６
乗項を含む粟関数で近イ以し、前記１乗項は左、右圧下
量の調節により、また２乗項はパンクアンプロールのク
ラウン量の調節によって、更に４又は６乗項はロールベ
ンダ力の調節によって夫々目標値に一致せしめるべく制
御することを特徴とする。

更に本発明に係る板形状制御装置は板材を圧延機に通し
てその板形状を制御する装置において、バックアンプロ
ールに圧油にてロール外殻を膨縮させてクラウン量を可
変としたロールを備えると共に、ロールベンダを有する
圧延機と、該圧延機の出側又は入側の板材の幅方向形状
を検出する検出器と、該検出器で検出された板形状を板
幅方向の距離の少なくとも２乗項及び４又は６乗項を含
む粟関数にて近似し、各項を夫々目標値に一致せシメる
べく前記バンクアップロールのロールクラウン、及びロ
ールベンダの操作量を算出する演算制御部とを具備する
ことを特徴とする。

〔原理〕

本発明者の実験によれば板形状を制御するための左５右
圧下バランス装置、圧油によってロールを膨縮させクラ
ウン量を可変としたロール（以下ＶＣロールという）及
びロールベンダ夫々の伸ヒ率制御量は第１．２．３図に
示す如くである。第１図（伺、第２図（伺、第３図（伺
はいずれも板幅が１１５０龍以下の狭幅の板材に、また
第１図（ロ）、第２図（ロ）、第３図（ロ）はいずれも
板幅が１５１０鶴以上の広幅の板材に夫々左、右圧下バ
ランス装置、ｖｃＣロールロールヘンタヲＩＩＩ別に適
用したときの伸び率制御量を示しており、いずれも横軸
に板幅中央０から幅方向への距離（両側エツジ部を夫々
＋１．−１とした）を、また縦軸に伸び率制御量をとっ
て示している。このグラフから明らかなように左、右圧
下バランス装置の制御特性は板材の広狭にかかわらずＸ
の１次式で、またＶＣロールの制御特−牲は同じくｘの
２次式で、更にロールベンダの制御特性は狭幅の板材に
対しては４次式で、また広幅の板材に対しては６次式で
夫々表わされることが解る。

なお上記において伸び率制御量は第４図（イ）。

（ロ）に示す如く、左、右圧下バランス装置、ＶＣロー
ル及びロールベンダ夫々の操作の前、ｎにおける伸び率
Ｅｉ、ε１の差で与えられる。また各伸び率Ｅｉ、εｉ
は板材の幅方向の基準位置、例えば板幅中央の長さし、
β、他の任意の位置の長さＬｉ、ｊ！ｉ　として、下記
ｆｌｙ、　＋２１式で与えられる。

！ そこで形状検出器によって検出した板材の幅方向形状が
ｇ　（Ｘｌで表示されるものであるとすると、これを前
記圧下バランス装置、ＶＣロール、ロールベンダの制御
特性である、Ｘの１次式、２次式及び４又は６次式で表
わされる伸び率制御量に対応させて、下記（３）式の如
き幕関数ｆｉ（ｘｌで近似する。

ｆｉ　（ｘｌ＝Ａｉ　＋Ｂｉ　ｘｌＣｉ　ｌ　ｘ　ｌ−
＋Ｄｉ　ｌ　ｘ　ｌｎ・・・（３） （３）式中ｍ、ｎはミル条件、板材に応じて選定するが
、ｍは２、ｎは４又は６とする。

また別に目標形状を定めてこれも上記と同様の粟関数ｆ
。ｆＸｌで、下記（４）式の如く表示し、ｆｏ（Ｘｌ＝
ＡＯ＋Ｂ［ｌ　ＸｌＣ［ｌ　ｌ　Ｘ　ｌ−４−Ｄｉ　ｌ
　ｘ　ｌｎ・・・（４） １乗項の旧は目標値Ｂｏに一致するよう左。

右圧下バランス装置の圧下量を、また２乗項の引は目標
値Ｃ８に一致するよう■ｃＣロール圧油を、更に４又は
６乗項のＤｉは目標値り。に一致するようロールベンダ
力を夫々独立して調節する。

なおロールクーラントは前記したｇ　ｔｘ＋とｆ　ｉ　
（ｘｌとの差に相当する伸び率制御量が得られるよう各
ノズルの０Ｎ−ＯＦＦ制御を行うようになっている。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。第５図は本発明に係る形状制御装置を用いて本
発明に係る形状制御方法を実施している状態を示す模式
図であり、図中１．１はワークロール、２，２はロール
クラウン量が可変のロールを用いたハックアップロール
、３は鋼板、非鉄金属板等の板状圧延材を示している。

板状圧延材３は白抜矢符方向から圧延機のワークロール
１．１間に通されガイドロール４を経てリール５に巻取
られるようになっている。

バンクアップロール２，２はロール軸部とこの外側に同
心的に配したロールの外殻との間へのロール軸内を通し
一ζ圧油を供給することにより外殻を膨らませ、ロール
クラウンを設定調節しｆηるよう構成されている。パス
ラインの上方に位置するバンクアンプロール２のロール
軸２８両端（図面には片側のみ示す）には夫々独立に駆
動制御される圧下装置６Ｌ６ｒが、またワークロール１
．１のロール軸１ａ、　ｌａ間、並びに各ワークロール
ｌ、１トハノクアソプロール２，２とのロール軸１ａ、
２ｄ間ニハ夫々独立に駆動制御されるロールベンダ７゜
８ｕ、８ｄが、更にワークロール１．１の周囲と対向さ
せて個別的に冷却水の噴射、停止制御が可能なノズルを
ワークロール１．１の軸方向に複数個並列配置してなる
クーランＨｕ、９ｄが配設されている。

圧下装置６Ｃ６ｒはバンクアップロール２の左。

右両端部の圧下量を調節することによってワークｏ−／
Ｌ／１，１の軸方向におけるロールギャップを変化させ
、圧延材３に対する幅方向の伸び量を調節し、形状修正
を行うようになっている。またロールベンダ７、８ｕ＋
８ｄはワークロール１，１のロール軸１ａ、　ｌａ同士
、又はワークロール１，１とハックアップロール２，２
とのロール軸１ａ、２ａ同士を相互に接近する向き（デ
ィフリース方向）、又は離反する向き（インクリース方
向）に油圧シリンダを操作することにより、ワークロー
ル形状を変化させ、圧延材に対する幅方向各部の伸び量
を調節し、形状修正を行うようになっている。

１０は演算制御装置であって、圧延機の出側に配した形
状検出器１１の検出信号を信号処理部１２を介して所定
のタイミングで読み込み、この検出信号に基づいて板形
状を前記（３）式で示す如き１乗項、２乗項及び４又は
６乗項を含む幕間数ｆ　ｉ　（ＸＩで近似すると共に、
予め定めた目標形状についても同様に１乗項、２乗項、
４又は６乗項を含む幕間数ｆ　ｏ　（ｘｌで表示し、両
者が一致するよう、即らＢｉ−＝Ｂ。、Ｃ１−Ｃｏ、Ｄ
ｉ　→Ｄｏに一致させるに必要な各圧下バランス装置の
圧下量、ＶＣロールの油圧、ロールベンダの油圧を算出
し、またｇ　ｆＸｌ−ｆ　ｉ　（Ｘｌの差を解消するに
必要なロールクーラントの各ノズルの開閉又は開度を算
出し、夫々の制御部２１　、２２．２３．２４へ制御信
号を出力するようになっている。

第６図は上述の如き本発明方法の形状制御過程を示すモ
デル図であり、先ず形状検出器１１にて捉えた板材の幅
方向形状が第６図（イ）に示す如き態様のもの（これを
ｇ　（Ｘｌで示す）とすると、これを同じく横軸に板幅
、縦軸に伸び率をとって第６図（ロ）に示す如き関数ｆ
　ｉ　（ｘｌで近似する。この関数ｆ　ｉ　（ｘｌは第
６図（ハ）、（ニ）、（ホ）に夫々横軸に板幅中央に対
する幅方向位置を、また縦軸に伸び率をとって示すグラ
フの如く、−火成分子　１（Ｘｌ＝Ｂｉ　ｘ、２次成分
子　２　（Ｘｌ　＝　Ｃｉ　ｘ　”、４又は６次成分’
４（６）　Ｔｘｌ＝Ｄ４　ｘ４（６）の和である罵関数
で表わし、これを予め定めた目標形状を示す（４）式の
如き幕間数ｆ　ｏ　（ｘ）と対比し、１乗項のＢｉはＢ
。と等しくなるように、また２乗項のＣｉはｃｏと等し
くなるように、更に４次又は６次のＤｉはり。と等しく
なるように夫々各圧下バランス装置、ＶＣロール、ロー
ルベンダの制御部２１．２２゜２３に制御信号を出力し
、また別に第６図（へ）に横軸に幅方向位置を、また縦
軸に伸び率をとって示すグラフで示す如＜　ｆ　１（Ｘ
）とｇ　ＩＭ）との差を算出し、その差を解消すべくロ
ールクーラントの制御部２４に信号を出力させ、制御を
行う。

〔数値例〕

次にバンクアップロールとして用いたＶＣロールとロー
ルベンダとの組合せ調節によって施した複合伸びに対す
る制御を具体的な数値を掲げて説明する。

使用したＶＣロール、ロールペンダ夫々の伸び率制御特
性は第７図（イ）、（ロ）に示す如きものである。第７
図（イ）は材質が純アルミで板幅１１５０龍、入側板厚
１．９０鶴の板材を出側板厚０．０９５ｍｍに圧延する
過程で、また第７図（ロ）は材質が純アルミで板幅１５
１０＋ｍ、入側板厚１．９０ｍｍの板材を出側板厚０．
０９５　＊＊＊に圧延する過程での結果を示しており、
いずれも横軸に板幅を、また縦軸に伸び率制御量（ＸＩ
Ｏ’）をとって示しである。グラフ中○印でプロットし
ノこのはＶ　Ｃｔｊ−ルの、またΦ印でプロットしたの
はロールベンダの結果である。

上述の如き伸び率制御量を呈するＶＣロール及びロール
ベンダを用いて第８図（イ）に示す如き伸び率を有する
板材に対し形状制御を施した。第８図（イ）は横軸に板
幅中央から幅方向に各部の位置を、また縦軸に伸び率（
第４図参照）Ｅｉをとって示しており、このグラフから
明らかなように板材はその幅方向中央から幅方向の両側
部に向かうに従って伸び率が大きく、クォータ部で最大
となり、両側エツジ部はこれよりも若干伸び率が小さく
なった一般−的な複合伸びが生じている。このような板
材に対し、第９図（イ）、（ロ）。

（ハ）に示すごとき制御条件でＶＣロールに対する油圧
、ロールベンダ力及び圧延速度を制御した。

第９図（イ）、（ロ）、（ハ）は夫々□縦軸に■ｃロー
ル油圧、ペングー油圧（上方にはワークロール間隙を開
（向きの、即ちインクリース方向の、また下向きにワー
クロール間隙を閉じる向きの、即ちディフリース方向の
油圧を示す）及び圧延速度を、また横軸にはいずれも時
間をとって示している。

このグラフから明らかなように、■ｃロール油圧はこれ
を定宿状態から若干大きくした後、板材との接触による
熱膨張分を考慮して圧力を漸減し、またベンダ油圧は当
初インクリース方向に最大の油圧を付与した状態からこ
れを漸減し、第８図（イ）に示す如き伸び率の２次成分
をＶＣロールにて、また４次成分はロールベンダにて夫
々目標値に一致するよう独立に制御した。なお、圧延速
度は段階的に高め、その後は一定に維持している。

而して上述した形状制御の結果は第８図（ロ）。

（ハ）に示す如くである。第８図（ロ）は第９図のロー
ロ線、第８図（ハ）は第９図のハーバ線で示す位置での
伸び率を示しており、いずれも横軸に板材の幅方向位置
を、縦軸に伸び率をとって示しである。このグラフから
明らかなようにローロ線位置では板材の中央部に対する
伸び率を高めた結果、中央部とエツジ部との伸び率は殆
ど変わらない程度にまで低減され、クォータ部のみ未だ
若干伸び率が大きい状態にある。そして更にハーバ線位
置ではクォータ部の伸び率も格段に低減され板の幅方向
中央に比してエツジ部寄りが若干伸び率が高くなった略
目標の板形状に制御された。

なお上述の実施例においては４０−ル圧延機に設けた左
、右圧下バランス装置、バックアップロールとしてのＶ
Ｃロール、ロールベンダ及びロールクーラントのいずれ
をも使用する構成につき説明したが、ＶＣロールと他の
制御要素、例えばロールベンダ、左右圧下バランス装置
等地の制御要素の１又は２以上と組合わせた態様でもよ
い。

また上述の実施例ではクラウン量可変の、所謂ＶＣロー
ルを上、下部のバンクアンプロールに適用した構成につ
き説明したが、上部又は下部のバンクアップロールのい
ずれが一方にのみ適用する構成としてもよい。

〔効果〕

以上の如く本発明にあっては板材の幅方向形状を検出し
てその幅方向各部の伸び率を幅方向位置の１乗項、２乗
項及び４又は６乗項を含む東関数で近似し、各乗積が目
標値と一致するよう各対応する伸び率制御量を備えた左
、右圧下装置、クラウン可変のロール及びロールベンダ
を用いて制御することとしているから、各乗積と制御要
素の特性とが一致し、各制御要素を独立して操作し得る
こととなって制御が容易となり、またロールクーラント
の制御ウェイトが小さくなって制御の応答性の不良によ
る影響も少なく、正確な板形状の制御が可能となり、製
品品質の大幅な向上を図れるなど、本発明は優れた効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）、第２図（イ）、（ロ）、第３図
（イ）、（ロ）は夫々左、右圧下バランス装置、ＶＣロ
ール、ロールベンダの伸び率制御量の特性を示すグラフ
、第４図（イ）、（ロ）は伸び率制御量の説明図、第５
図は本発明装置を用いて本発明方法を実施している状態
を示す模式図、第６図（イ）〜（へ）は本発明方法の制
御モデル図、第７図（イ）、（ロ）は試験に用いたＶＣ
ロールとロールベンダとの伸び率制御量を示すグラフ、
第８図（イ）、（ロ）、（ハ）は試験において用いるた
板材の伸び率の変遷を示すグラフ、第９図（イ）、（ロ
）、（ハ）は試験におけるＶＣロール圧７ベ：／ダカ及
び圧延速度の推移を示すグラフである。 ■・°・ワークロール　２・・・バンクアップロール３
・・・Ｆｉ材　４・・・ガイドロール　５・・・ＩＪ　
−ルア、８ｕ、８ｄ・・・ペンタ９ｕ、９ｄ・・・ロー
ルクーラント１０・・・演算制御装置　１１・・・形状
検出器　１２・・・信号処理部　２Ｌ　２２，２３．２
４・・・制御部特　許　出願人　住友金属工業株式会社
代理人　弁理士　河　野　登　夫 手続補正書（方式） 昭和５９年６月２９日 特許庁畏宮殿 板形状制御方法及びその装置 Ｊ、補正をする看 事件との関係　特許出願人 所在地　大阪市東区北浜５丁目１５番地唱和５９年６月
６日　（発送日５９．ａ、２６）１、補正の対象 「図面の簡単な説明」の掴 ２　補正の同容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧油によってロールの外殻を膨縮せしめることによ
   りクラウン量可変としたロールをバンクアンプロールに
   用いた圧延機により板形状を制御する過程で、板材の幅
   方向形状を検出してこれを板材の幅方向距離の２乗項を
   含む幕間数で近似し、前記２乗項を目標値に一致せしめ
   るべく前記バンクアップロールのクラウン量を調節する
   ことを特徴とする板形状制御方法 ２、圧油によってロールの外殻を膨縮せしめることによ
   りクラウン量可変としたロールをハックアップロールと
   し、且つ左、右圧下バランス装置、ロールペンタ及ヒロ
   ールクーラントを備えた圧延機により板形状を制御する
   過程で、板材の幅方向形状を検出してこれを板材の幅方
   向距離の１乗項、２乗項及び４又は６乗項を含む幕間数
   で近似し、前記１乗項は左、右圧下最の調節により、ま
   た２乗項はバンクアンプロールのクラウン量の調節によ
   って、更に４又は６乗項はロールヘンダ力の調節によっ
   て夫々目標値に一致せしめるべく制御することを特徴と
   する板形状制御方法。 ３、板材の形状を制御する装置において、ロールヘンダ
   及び圧油にてロール外殻を膨縮させてクラウン量を可変
   としたロールをハックアップロールに備えた圧延機と、
   該圧延機の出側又は入側にあって板材の幅方向形状を検
   出する検出器と、該検出器で検出された板形状を板幅方
   向の距離の少なくとも２乗項及び４又は６乗項を含む幕
   間数にて近似し、各項を夫々目標値に一致せしめるべく
   前記ハックアップロールのロールクラウン及びロールヘ
   ンダの調節量を算出する演算制御部とを具備することを
   特徴とする板形状制御装置。