JPS60240317A - 板材の形状制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、熱間圧延等における板材の形状制御装置に関
するものである。

〔従来技術〕

゛従来、この種板材の形状制御装置としては、特公昭５
８−４７２５４号公報がある。これは熱間圧延鋼板の巾
方向の温度勾配を測定することにより、巾方向の荷重分
布を予測し、その予測値に基づいて板材の形状を更に予
測しロールベンディング装置、ロールクーラント装置等
の制御装置を制御することによって板材の形状制御を行
ない良好な形状の板材を得ようとするものである。

しかしながら上記の従来装置においては板材の形状の重
大な要因である時間関数的なロールのサーマルクラウン
、及びロール摩耗に対する考慮がなされていなかったた
めに時間が進行するにつれて圧延本数が増えるため板材
の形状不良が発生するという欠点がある。

〔発明の概要〕

本発明は上記のような従来のものの欠点を除去するため
になされたもので、ロール組替後の圧延履歴情報に基づ
くロールのサーマルクラウン予測、あるいはロール摩耗
予測等を圧延機出側において形状計により測定し、その
測定データの出力値、および現在のペンディング力とか
ら板材の圧延分布荷重を演算し、その圧延分布荷重に基
づいて最適ペンディング力を演算し、その演算結果によ
りロールベンディング装置を制御することにより経時的
にも安定し、かつ良好な形状の鋼材を得る板材の形状制
御装置を提供することを目的としている。

次に本発明の具体的内容に入る前に理解を容易とするた
めロールのサーマルクラウン量７７　（ｘ　）、及びロ
ール摩耗量’Ｗ（Ｘ）　、圧延ロールの曲シ量ｙＢの基
礎式について解説を行う。

まず、熱間圧延ラインにおけるロールのサーマルクラウ
ン１ｔｙＴ（ｘ）について述べる。サーマルクラウン量
ｙＴ（ｘ）をロール組替後の任意時間に注目すると、第
１図に示す様にロール中心に対して、対称形となり、は
ぼ２次式で懺現できる。また、時間あるいは圧延本数に
注目すると第２図に示す様な特性で表現できる。すなわ
ち、 ＋１）　ロールａｔｅ後ｈロールのサーマルクラウン量
の変化が急となり、 （２）圧延が進むにつれて変化はゆるやかとなり、（３
）圧延休止等の圧延間隔が大きくなると、ロール温度か
低下することにより、サーマルクラウン量は減少し、そ
の後の変化は又急になる。

以上のことより、サーマルクラウン量ｙ７（Ｘ）はロー
ル組替後の圧延本数Ｎを基礎として（１）式で表わされ
る。

ｙＴ（ｘ）＝（ＡＴＸ２＋ＢＴＸ＋ＣＴ）　１１（１−
ｅｘｐ　（−ＤＴ　＊　ＮＥ　）　）・・・・・・・・
・・・・（１） ＮＥ−（ＮＥＮ−’＋１　）　・ｅｘｐ　（−ＥＴｍτ
）　・−・−・・−・−・・・（２）ここで、 ＦＴ（Ｘ）・・・・・ロールのサーマルクラウン量Ｘ・
・・・・・ロール巾方向座標 ＡＴ＋ＢＴ＋ＣＴ＋ＤＴ＋ＥＴ　・・・・・・定　数Ｎ
Ｅ・・・・・・等価圧延本数 ＮＥＷ−１・・・・・・１本前の咎価圧延本数τ・・・
・・・１本前の圧延からの圧延間隔時間次にロール摩耗
量ｙｗ（Ｘ）について以下に述べる。

第３図に示すようにロール組替後の任意時間に注目する
と前述のサーマルクラウン量ｙＴ（ｘ　）と同様にロー
ル中心に対して略対称形であり、この場合に鉱４次式で
表現できる。また、ロール組替後の圧延型ｉｋＷに対し
てロール中心での摩耗量を図示するとほぼ第４図に示す
様に比例関係が存在する。

以上のことよシロール摩耗ｉｔ　ｙｗ（ｘ）はロール組
替後の圧延重量Ｗを基礎として（３）式で表わせる。

−ＦＷＯＣ）＝　（ＡＷＩＩＸ　１１＋％ｍｘ’　＋Ｃ
ｗａｘ　２２−１−Ｄ＊Ｘ＋ｇｗ）　＊　Ｗ・・・・・
・・・・・・・（３） ここで、 ｙｗ（ｘ）・・・・・・ロール摩耗ｉ ＡＷ＊ＢＷ＃ｃｗｊＤＷｅＥＷ　”・”’定数Ｗ・・・
・・・ロール組替後圧延重量 次に圧延機ロールの曲り量について述べる。通常ロール
曲がりに関する力学的方程式は下記で表わされる。

ここで、 ｙＢ・・・・・・ロール軸の曲がり量 Ｅ・・・・・・ロールの縦弾性係数 ■・・・・・・ロールの断面２次モーメントα・・・・
・・定　数 Ｇ・・・・・・ロールの横弾偏係数 Ａ・・・・・・ロール断面積 Ｐ（ｘ）・・・・・・ロール軸方向の圧延分布荷重（４
）式を解くには荷重分布Ｐ（Ｘ）　、及び境界条件を与
えてやれば良い。

第５図に４段圧延機におけるロール曲がり状態時の圧延
荷重分布を示す。ここでＸ軸はロール軸（巾）方向座標
、ｙ＠はロール軸の曲が９を示す座標である。

板材１は、上、下ＷＲ（圧延ロール）２ｍ、２ｂによっ
て圧延される。この時、板材１と前記上ＷＲ２ａとの間
にはＰｔ（りなる荷重分布が生じる。同時に上Ｗ　１２
　ｍと上ＯＵＲａ　＆との間にもＰ２（Ｘ）なる荷重分
布が生ずる。図中、Ｐは荷重検出器によシ検出される圧
延力、Ｆは上、下ＷＲ２ｍ、２ｂ間に働くべ／ディ／タ
カを示している。

すなわち、第５図において、力のクク合いを考ただし、
ｂ・・・・・・板　巾 Ｐｌ（Ｘ）は板材１の巾方向温度分布を知る墨によって
める事ができる。

Ｐｉ（）Ｃ）　＝　ＫＧｒ市ｉ漬η　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
ここで、 Ｒ′・・・・・・偏平ロール径 Δｈ・・・・・・圧下量 ＱＰ・・・・・・圧下力関数 Ｋ・・・・・・変形抵抗 Ｋ（１，ｎ、ｍ、α・・・・・・定　数ε・・・・・・
歪 ε・・・・・・歪速度 Ｔ・・・・・・温　度 又、上ＷＲ２ｍと上ＢＵＲ３ｍとの間の荷重分布を力の
つり合りで考えると、 となる。

ここで、 Ｌ・・・・・・ロール胴長 一般に（４）式鉱第６図のフローによって解を得ること
ができる。

本発８Ａは、前述の諸関係式を用いて、現在の圧延力分
布Ｐ１（ｘ）をめ、それに応じて板形状を良好ならしめ
る最適ロールペンディング力を計算し制御しようとする
ものである。つまり、現在の圧延力分布ＰＬ（Ｘ）の計
算は形状検出器の値を７Ｍ（Ｘ）として ｙＢＨｃｘ）　−ｙＭｃｘ）−ｙ７（ｘ）＋ｙｗ（ｘ）
　＋＋＋＋＋＋＋＋＋−＋＋＋＋＋（９）にてロール白
は量ｙＩＩＭ（１）をめＰｌ（Ｘ）を仮定して第６図の
解法をくり返して収束計算させることによって可能とな
る。そして、板形状良好との判断は前述のサーマルクラ
ウン計算値３’７（”）　＊ロール摩耗計算値７ｗ（”
）　ｅロール曲がり量計算値ＦＢ（Ｘ）の３者合計値ｙ
（ｘ）を考える。

ｙｃｘ）　＝　ｙ７（ｘ）　−ｙｗ（ｘ）　＋ｙＢ（ｘ
）　＝＝αＧこの合計値のｘ　＝　Ｑからの２乗偏差が
最小になる評価基準を用いて最適ペンディング力ＦＯＰ
Ｔと定最適ペンディングカＦ。ｐＴｉｊ：第７図のフロ
ーチャートにて計算することができる。

〔発明の＊施例〕

次に前述の諸演算式を用いて具体的に圧延作業を行う場
合の本発明の一実施例を第８図に示した。

図中、第５図と同一の部分は同一の符号をもって図示し
た。第８図において、４杖圧延材の圧延間隔時間及びロ
ール組替後の圧延本数を入力とじて＜１７式によりサー
マルクラウン量ｙ７（ｘ）を計算するサーマルクラウン
演算装置、５は同じくロール組替後圧延重童牽入力と（
て′（３）式によりロール摩耗量ｙｗ（Ｘ）を計算する
ロール摩耗演算装置、６は圧延機後面に股、置された形
状検出器、７杜前記す−１ルクラウン演算装置４及びロ
ール摩耗演算装置５の演算装置の出力値ＦＴ（Ｘ）　＊
　７ｗ（Ｘ）　＊および形状検出器６の出力値ＦＭ（Ｘ
）とにより演算が行われる形状圧延荷重演算装置、８は
前記サーマルクラウ／演算装置４．ロール摩耗装置５及
び形状圧延荷重演算装置Ｔの各演算装置の出力値ｙＴＣ
ｘ）　。

ｙｗ（ｘ）　；Ｐｌ（”）を入力として第７図のフロー
チャートに従って最適ペンディング力Ｆ’ｏｐ’ｒを計
算する最適ベンディング力演算装置である。８は前記最
適ベンディング力の出力１ｋを入力信号としてベンディ
ング装置を制御するベンディング制御装置である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれはロール組替以後の圧延
履歴情報に基づくロールのサーマルクララン量、ロール
摩耗量を所定の演算式によってめ、圧延機後面の形状検
出器の検出出力データとから形状圧延荷重演算装置によ
って圧延荷重分布を演算し、前記の荷重分布における最
適ベンディング力を最適ペンテイングカ演算装置によっ
て演算しベンディフグ制御装置に入力して制御するよう
に制御系を構成したのでたとえ圧延本数が増加したり圧
延停止があった様な場合にも、良好な板材の形状制御が
可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は板巾方向のロールのサーマルクラウンを示す説
明用特性図、第２図はロール中心でのサーマルクラウン
と圧延本数との関係を示す説明用特性図、第３図は板巾
方向のロール摩耗を示す説明用特性図、第４図はロール
中心でのロール摩耗と圧延重量との関係を示す説明用特
性図、第５図はロールの曲が９状態時の荷重分布を示す
説明用概要図、第６図はロールの曲がυ童を計算するフ
ローチャート図、第７図は最適ベンデイング力を計算す
るフローチャート図、第８図は本発明の一実施例を示す
演算制御装置の構成図である。 １・・・板材、２　ｍ　、　２　ｂ　・−・上、下ＷＲ
，３ｍ、３ｂ−葎、下ＯＵＲ，４・・・サーマルクラウ
ン演算装置、５・・・・−ル摩耗演算装置、６・・・形
状検認器、Ｔ・・・形状圧延荷重演算装置、８・・・最
適ペンディングカ演算装置、９・・・べ／ディング制御
装置。 特許出願人　三菱電機株式会社 宅１図 圧延本数Ｎ 第３図 圧延重量Ｗ 尾５図 見６区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧延機のロール組替後の圧延履歴情報を受けてロールの
   巾方向のサーマルクラウン量を演算によってめるサーマ
   ルクラウン演算装置と、前記圧延機のロール組替後の圧
   延履歴情報に基づく巾方向のロール摩耗量を演算によっ
   てめるロール摩耗演算装置と、前記圧延機の後面に設置
   された形状検出器と、前記形状検出器の出力値及び現状
   のペンディング力並びに前記サーマルクラウン演算装置
   およびロール摩耗演算装置の演算結果とから板材の圧延
   荷重分布を演算する形状圧延荷重演算装置、および該形
   状圧延荷重演算装置からの出力信号とによシ最適ペンデ
   ィングカを演算する最適ベンディング力演算装置と、前
   記ペンディング力を制御するベンディング制御装置とを
   備えた板材の形状制御装置。