WO2009116571A1 - 圧延機及び圧延方法 - Google Patents

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WO2009116571A1
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shape
temperature
plate material
work roll
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裕之 大塚
茂 都筑
剛 杉安
司 松澤
肇 石井
恒 本城
Original Assignee
株式会社Ihi
Ｉｈｉメタルテック株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/02—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring flatness or profile of strips

Definitions

  • the present invention relates to a rolling mill and a rolling method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-073597 filed in Japan on March 21, 2008, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 in a rolling mill that rolls a plate with a pair of upper and lower work rolls, a base coolant supply unit that jets base coolant to the work rolls, and a spot that jets spot coolant to the work rolls A coolant supply unit is provided, and the base coolant and spot coolant are set at a flow rate ratio based on the temperature difference between the base coolant and spot coolant, and the base coolant and spot coolant are injected at this set flow rate ratio.
  • a rolling mill and a rolling method that control the shape of the plate material in the plate width direction by controlling the coolant supply unit and the spot coolant supply unit are disclosed. Japanese Patent No. 3828784
  • the shape in the width direction of the plate material is controlled based on the temperature difference between the base coolant and the spot coolant.
  • the effect of the coolant control on the shape change of the plate material is greater in the factors determined by the temperature difference between the work roll and the coolant than in the influence of the temperature difference between the base coolant and the spot coolant.
  • the prior art cannot be said to be a rolling mill and a rolling method that are accurate and effective as shape control of the plate material.
  • This invention is made
  • the present invention is a rolling mill that rolls a plate material with upper and lower work rolls, and has a plurality of nozzles arranged at predetermined intervals along the rotation axis direction of the work rolls, and the work pieces from each nozzle
  • a coolant injection section for injecting coolant to the roll; a roll temperature estimation section for estimating an average temperature of the work roll; a coolant temperature detection section for detecting the temperature of the coolant; and a width direction of the rolled sheet material
  • a shape detecting unit for detecting a shape; a shape deviation calculating unit for calculating a deviation amount between a plate material shape detected by the shape detecting unit and a target shape; a difference between an average temperature of the work roll and a temperature of the coolant; And controlling the injection amount and / or temperature of the coolant injected from the coolant injection unit based on the deviation amount between the plate material shape and the target shape.
  • the present invention is a rolling mill that rolls a plate material with upper and lower work rolls, and has a plurality of nozzles arranged at predetermined intervals along a rotation axis direction of the work rolls, and the work pieces are separated from the nozzles.
  • a base coolant injection section for injecting base coolant to the roll; and a plurality of nozzles arranged at predetermined intervals along a rotation axis direction of the work roll, and spot coolant is applied from each nozzle to the work roll.
  • a shape detecting unit for detecting a shape in the width direction of the rolled plate material; and the shape detecting unit
  • a shape deviation calculation unit for calculating a deviation amount between the detected shape of the plate material and the target shape; a difference between the average temperature of the work roll and the temperature of the base coolant; the average temperature of the work roll; and the spot coolant
  • the base coolant injection amount and temperature injected from the base coolant injection unit based on the difference between the temperature and the deviation amount between the plate material shape and the target shape, and the spot coolant injection unit A shape control unit that controls the shape of the plate material by controlling at least one of the spray amount and temperature of the spot coolant.
  • the roll temperature estimation unit includes a motor current detection unit that detects a current value of a motor that rotates the work roll; and a current value of the motor.
  • a temperature calculation unit that calculates a plate plastic deformation energy based on the plate plastic deformation energy and calculates an average temperature of the work roll using the plate plastic deformation energy.
  • the roll temperature estimation unit calculates a plate plastic deformation energy based on a predetermined plastic processing arithmetic expression, and uses the plate plastic deformation energy. You may calculate the average temperature of the said work roll.
  • this invention is a rolling method which rolls a board
  • the shape of the plate material is controlled by controlling the injection amount and / or temperature of the coolant based on the deviation amount from the target shape. Having; and Jo control process.
  • this invention is a rolling method which rolls a board
  • the shape of the plate material is controlled by controlling the injection amount and / or temperature of the coolant to the work roll based on the temperature difference between the work roll and the coolant and the deviation amount between the plate material shape and the target shape. Therefore, the plate shape can be controlled more accurately than before.
  • the rolling mill according to the present embodiment includes the following: work rolls 10 a and 10 b, backup rolls 11 a and 11 b, base coolant spray (base coolant injection unit) 12 a, 12b, spot coolant spray (spot coolant injection unit) 13a, 13b, base coolant valve group 14, spot coolant valve group 15, shape detection device (shape detection unit) 16, shape deviation calculation device (shape deviation calculation unit) 17, motor Current sensor (motor current detection unit) 18, roll average temperature calculation device (temperature calculation unit) 19, coolant supply device 20, base coolant temperature adjustment device 21, spot coolant temperature adjustment device 22, base coolant temperature sensor (base coolant temperature detection) Part) 23, Spot Cou Cement temperature sensor (spot coolant temperature detecting section) 24, the shape control (shape control unit) 25.
  • Reference numeral 100 denotes a plate material rolled by the present rolling mill
  • FIG. 1 is a schematic view of the work rolls 10a and 10b, the backup rolls 11a and 11b, the base coolant sprays 12a and 12b, the spot coolant sprays 13a and 13b, the shape detection device 16, and the plate member 100 viewed from the side surface (X-axis direction).
  • FIG. 2 is a schematic view of the work roll 10a, the base coolant spray 12a, the spot coolant spray 13a, the shape detection device 16, and the plate material 100 as viewed from the upper surface (Z-axis direction).
  • a base coolant valve group 14 a spot coolant valve group 15, a shape deviation calculation device 17, a motor current sensor 18, a roll average temperature calculation device 19, a coolant supply device 20, and a base coolant are shown. It is assumed that the temperature adjustment device 21, the spot coolant temperature adjustment device 22, the base coolant temperature sensor 23, the spot coolant temperature sensor 24, and the shape control device 25 are arranged regardless of the XYZ orthogonal coordinate system.
  • the work rolls 10a and 10b are a pair of upper and lower rolling work rolls provided on the Z-axis.
  • the work rolls 10a and 10b are rotationally driven by a roll motor (not shown) and a plate material 100 supplied from a plate supply roll (not shown) between the rolls.
  • the plate material 100 is rolled by sandwiching.
  • the backup rolls 11a and 11b are a pair of upper and lower work roll support rolls provided on the Z axis.
  • the backup roll 11a supports the work roll 10a from above, and the backup roll 11b supports the work roll 10b from below.
  • the base coolant sprays 12a and 12b are a pair of upper and lower base coolant sprays provided on the Z axis.
  • Base coolant is supplied to the pair of base coolant sprays 12 a and 12 b via a base coolant valve group 14.
  • the base coolant spray 12a sprays the base coolant toward the work roll 10a
  • the base coolant spray 12b sprays the base coolant toward the work roll 10b.
  • the spot coolant sprays 13a and 13b are a pair of upper and lower spot coolant sprays provided on the Z axis. Spot coolant is supplied to the pair of spot coolant sprays 13 a and 13 b via a spot coolant valve group 15.
  • the spot coolant spray 13a sprays spot coolant toward the work roll 10a
  • the spot coolant spray 13b sprays spot coolant toward the work roll 10b.
  • the spot coolant spray 13a is provided above the base coolant spray 12a
  • the spot coolant is sprayed above the base coolant to the work roll 10a.
  • the spot coolant spray 13b is provided below the base coolant spray 12b, the spot coolant is injected below the base coolant to the work roll 10b.
  • the base coolant spray 12a and the spot coolant spray 13a are representatively illustrated.
  • the base coolant spray 12a has a unit structure extending in the rotation axis direction (that is, the X axis direction) of the work roll 10a, and can individually inject the base coolant along the X axis direction.
  • m nozzles NB1 to NBm are provided at predetermined intervals.
  • the base coolant valve group 14 includes m valves VB1 to VBm corresponding to the nozzles NB1 to NBm described above.
  • These valves VB1 to VBm are electromagnetic valves whose open / close states are individually controlled by a base valve control signal output from the shape control device 25.
  • the valves VB1 to VBm (solenoid valves) supply the base coolant supplied via the base coolant temperature adjusting device 21 to the corresponding nozzles NB1 to NBm according to the base valve control signal.
  • the spot coolant spray 13a like the base coolant spray 12a, has a unit structure extending in the direction of the rotation axis of the work roll 10a, and nozzles NS1 to NSm capable of individually injecting spot coolant along the X-axis direction are provided. , M are provided at predetermined intervals.
  • the spot coolant valve group 15 includes m valves VS1 to VSm corresponding to the nozzles NS1 to NSm described above. These valves VS1 to VSm are electromagnetic valves whose open / close states are individually controlled by spot valve control signals output from the shape control device 25.
  • the valves VS1 to VSm (solenoid valves) supply spot coolant supplied via the spot coolant temperature adjusting device 22 to the corresponding nozzles NS1 to NSm according to the spot valve control signal.
  • the detailed configuration of the base coolant spray 12b and the spot coolant spray 13b is the same as that of the base coolant spray 12a and the spot coolant spray 13a.
  • the shape detection device 16 is provided on the downstream side of the work rolls 10a and 10b, and the same number (m) of rotary rotors R1 to Rm as the nozzles are in contact with the lower surface of the rolled plate material 100 in the plate width direction. (That is, they are connected in the X-axis direction).
  • the shape detection device 16 detects the plate shape in the plate width direction of the rolled plate material 100 by the rotary rotors R1 to Rm, and outputs a shape detection signal Sf representing the detected plate shape to the shape deviation calculation device 17. .
  • the shape deviation calculation device 17 Based on the shape detection signal Sf, calculates a deviation amount between the detected plate shape and the target plate shape, and outputs shape deviation data Df representing the deviation amount to the shape control device 25.
  • the motor current sensor 18 detects a current Im (motor current) flowing through the roll motor that rotationally drives the work roll 10 b and outputs a motor current detection signal Si representing the detected motor current Im to the roll average temperature calculation device 19.
  • the roll average temperature calculation device 19 includes a motor current detection signal Si (that is, motor current Im) output from the motor current sensor 18 and a base coolant temperature detection signal Stc (that is, base coolant temperature output from the base coolant temperature sensor 23).
  • the roll average temperature Tr is calculated based on Tc), and a roll average temperature calculation signal Sr representing the calculated roll average temperature Tr is output to the shape control device 25. The method for calculating the roll average temperature Tr will be described later.
  • the coolant supply device 20 supplies the base coolant to the base coolant valve group 14 via the base coolant temperature adjustment device 21 and also supplies the spot coolant to the spot coolant valve group 15 via the spot coolant temperature adjustment device 22.
  • the base coolant temperature adjustment device 21 has functions of a cooler and a heater, and adjusts the temperature of the base coolant supplied from the coolant supply device 20 in accordance with a base coolant temperature control signal output from the shape control device 25.
  • the spot coolant temperature adjustment device 22 has functions of a cooler and a heater, and adjusts the temperature of the spot coolant supplied from the coolant supply device 20 in accordance with a spot coolant temperature control signal output from the shape control device 25.
  • the spot coolant temperature Ts may be lower or higher than the roll average temperature Tr.
  • the base coolant temperature sensor 23 is provided between the base coolant temperature adjusting device 21 and the base coolant valve group 14, detects the base coolant temperature, and indicates the detected base coolant temperature Tc.
  • the detection signal Stc is output to the roll average temperature calculation device 19 and the shape control device 25.
  • the spot coolant temperature sensor 24 is provided between the spot coolant temperature adjusting device 22 and the spot coolant valve group 15, detects the temperature of the spot coolant, and expresses the detected spot coolant temperature Ts.
  • the detection signal Sts is output to the shape control device 25.
  • the shape control device 25 determines the shape of the plate material 100 in the plate width direction.
  • the shape of the plate member 100 is controlled by controlling at least one of the following so that the deviation amount becomes zero:
  • the flow rate of the base coolant supplied to the nozzles NB1 to NBm of the base coolant sprays 12a and 12b that is, the base coolant injection amount of the nozzles NB1 to NBm
  • the flow rate of spot coolant supplied to the nozzles NS1 to NSm of the spot coolant sprays 13a and 13b that is, the amount of spot coolant sprayed from the nozzles NS1 to NSm
  • the temperature of the base coolant • Spot coolant temperature.
  • the shape control device 25 controls the open / closed state of the valves VB1 to VBm in the base coolant valve group 14 by outputting a base valve control signal. Further, when controlling the spot coolant injection amount, the shape control device 25 controls the open / close state of the valves VS1 to VSm in the spot coolant valve group 15 by outputting a spot valve control signal. In addition, when controlling the temperature of the base coolant, the shape control device 25 controls the base coolant temperature adjusting device 21 by outputting a base coolant temperature control signal. When controlling the temperature of the spot coolant, the shape control device 25 controls the spot coolant temperature adjusting device 22 by outputting a spot coolant temperature control signal.
  • the shape control device 25 performs initial setting of the injection amount and temperature of the base coolant and the injection amount and temperature of the spot coolant before rolling the plate material 100. Then, the shape control device 25 outputs the base valve control signal and the base coolant temperature control signal so as to obtain the base coolant injection amount and temperature which are initialized as described above, thereby opening and closing the valves VB1 to VBm.
  • the base coolant temperature adjusting device 21 is controlled while controlling the state. Further, the shape control device 25 outputs the spot valve control signal and the spot coolant temperature control signal so as to achieve the initially set spot coolant injection amount and temperature as described above, thereby opening and closing the valves VS1 to VSm.
  • the spot coolant temperature adjusting device 22 are controlled. Thereby, before starting rolling, the base coolant having the initial set temperature and the initial set injection amount is injected from the nozzles NB1 to NBm to the work rolls 10a and 10b, and the initial set temperature and the nozzles NS1 to NSm. An initial set injection amount of spot coolant is injected.
  • the shape deviation calculation device 17 calculates a deviation amount between the detected plate shape (detected elongation difference ⁇ S ) and the target plate shape (target elongation difference ⁇ T ) based on the shape detection signal Sf.
  • the shape deviation data Df representing the calculated deviation amount is output to the shape control device 25.
  • the target plate shape (target elongation difference ⁇ T ) is expressed by the following equation (2)
  • the shape deviation data Df is expressed by the following equation (3).
  • the roll average temperature calculation device 19 includes a motor current detection signal Si output from the motor current sensor 18 (that is, motor current Im) and a base coolant temperature detection signal Stc output from the base coolant temperature sensor 23 (that is, base coolant).
  • the roll average temperature Tr is calculated based on the temperature Tc). Specifically, assuming that the diameter of the work rolls 10a and 10b is D, the thermal conductivity is h, the plate plastic deformation energy by passing through the work roll is Es, and the coefficient K, the roll average temperature Tr is expressed by the following equation (4).
  • the Tr Tc + K ⁇ Es / (D ⁇ h) (4)
  • the plate plastic deformation energy Es is expressed by the following equation (5), where the roll motor voltage is Vm and the power factor is cos ⁇ .
  • the roll average temperature calculation device 19 calculates the plate plastic deformation energy Es by substituting the motor current Im represented by the motor current detection signal Si into the above equation (5). Further, the roll average temperature Tr is calculated by substituting the calculated plate plastic deformation energy Es and the base coolant temperature Tc represented by the base coolant temperature detection signal Stc into the above equation (4). Then, the roll average temperature calculation device 19 outputs a roll average temperature calculation signal Sr representing the roll average temperature Tr calculated as described above to the shape control device 25.
  • the shape control device 25 outputs the following four pieces of information: the shape deviation calculation device 17 outputs the shape deviation data Df, and the roll average temperature calculation device 19 outputs the roll average temperature.
  • the calculation signal Sr is output, the base coolant temperature sensor 23 outputs the base coolant temperature detection signal Stc, and the spot coolant temperature sensor 24 outputs the spot coolant temperature detection signal Sts.
  • shape control in the present embodiment will be described.
  • Example 1 The shape control device 25 according to the first embodiment controls the shape of the plate material 100 by controlling the injection amount and temperature of the spot coolant without changing the injection amount and temperature of the base coolant from the initial set values.
  • the shape control device 25 determines whether there is a locally raised area (convex portion) on the surface of the rolled sheet material 100 based on the shape deviation data Df, or locally on the surface of the rolled sheet material 100. It is determined whether a depressed area (concave part) exists. That is, since the shape deviation data Df represents the difference between the target plate shape (target elongation difference ⁇ T ) and the detected plate shape (detected elongation difference ⁇ S ), when the shape deviation data Df ⁇ 0, As shown to FIG. 4A, it determines with a recessed part existing locally on the board
  • the shape control device 25 increases the spray amount of spot coolant sprayed from the nozzles corresponding to the concave portions of the plate material 100 of the spot coolant sprays 13a and 13b (cooling).
  • the convex portions generated on the work rolls 10a and 10b are thermally contracted, thereby reducing the amount of reduction of the surface of the plate member 100 with respect to the concave portions and flattening the surface shape.
  • the spot coolant temperature adjusting device 22 is controlled to lower the spot coolant temperature to increase the cooling effect. .
  • the shape control device 25 reduces the spray amount of the spot coolant sprayed from the nozzles corresponding to the convex portions of the plate material 100 of the spot coolant sprays 13a and 13b (the cooling effect is reduced).
  • the spot coolant temperature adjusting device 22 is controlled to increase the temperature of the spot coolant.
  • a method for controlling the increase / decrease in the injection amount of the spot coolant there is a method for controlling the ratio of the valve opening / closing time as shown in FIG. That is, as the valve opening time ratio is increased with respect to the closing time, the spot coolant injection amount (flow rate) is increased. Moreover, you may control the injection quantity of a spot coolant by controlling the opening degree of a valve
  • the shape control device 25 reduces the injection amount of the base coolant injected from the nozzle corresponding to the convex portion of the plate material 100 of the base coolant sprays 12a and 12b to reduce the work rolls 10a and 10b.
  • the amount of reduction with respect to the convex portion on the surface of the plate member 100 is increased, and the surface shape is flattened.
  • the base coolant temperature adjusting device 21 is controlled to increase the base coolant temperature.
  • Example 3 The shape control device 25 according to the third embodiment controls the shape of the plate member 100 by controlling both the injection amount and temperature of the base coolant and the injection amount and temperature of the spot coolant.
  • the temperature difference ⁇ Tc and the temperature difference ⁇ Ts show the same tendency, the plate-shaped unevenness determination may be performed using one of the temperature differences.
  • the third embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment, when the temperature difference ⁇ Tc ( ⁇ Ts)> 0, the base coolant and the spot are increased so that the cooling effect is increased according to the shape deviation amount. What is necessary is just to control the ratio of the injection amount (flow rate) with the coolant or the temperature ratio between the base coolant and the spot coolant.
  • the work roll 10a is based on the temperature difference between the work rolls 10a and 10b and the base coolant or the spot coolant and the deviation amount between the plate material shape and the target shape. Since the shape of the plate material is controlled by controlling at least one of the injection amount and temperature of the base coolant and the injection amount and temperature of the spot coolant with respect to 10b, the plate shape can be controlled more accurately than before. .
  • the plate plastic deformation energy Es is calculated from the motor current Im using the above equation (5).
  • this plate plastic deformation energy Es is calculated using the following equation (6) which is a plastic working arithmetic expression. May be calculated.
  • km is a two-dimensional average deformation resistance (material intrinsic value)
  • V is a passing volume
  • h1 is an outlet thickness
  • h2 is an inlet thickness.
  • Es km ⁇ V ⁇ ln (h1 / h2) (6)
  • the roll average temperature Tr was calculated using the above equation (2).
  • the present invention is not limited to this, and for example, the radiation heat temperature of the work roll 10a or 10b is measured using a radiation thermometer, The roll average temperature Tr may be estimated by subjecting the measured radiation temperature to a temporal or local averaging process.
  • the rolling mill of the type provided with two types of coolant injection parts that is, the base coolant sprays 12a and 12b and the spot coolant sprays 13a and 13b has been described as an example.
  • the present invention is not limited to a type of rolling mill, and can be applied to a type of rolling mill that includes only one type of coolant injection unit.
  • the rolling mill by controlling the injection amount and / or the temperature of the coolant to the work roll based on the temperature difference between the work roll and the coolant and the deviation amount between the plate material shape and the target shape. Since the shape of the plate material is controlled, the plate shape can be controlled more accurately than before.

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Abstract

本発明は、従来よりも正確に板材形状の制御を行うことが可能な圧延機の提供及び圧延方法に関し、上下のワークロールによって板材を圧延する圧延機であって、ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルからワークロールに対してクーラントを噴射するクーラント噴射部と；ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定部と；クーラントの温度を検出するクーラント温度検出部と；圧延された板材の幅方向の形状を検出する形状検出部と；形状検出部によって検出された板材形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算部と；ワークロールの平均温度とクーラントの温度との差と、板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、クーラント噴射部から噴射されるクーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより板材の形状を制御する形状制御部とを具備する。

Description

圧延機及び圧延方法
　本発明は、圧延機及び圧延方法に関する。
　本願は、２００８年３月２１日に、日本に出願された特願２００８－０７３５９７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば、下記特許文献１には、上下一対の作業ロールにより板材を圧延する圧延機において、作業ロールに対してベースクーラントを噴射するベースクーラント供給部と、作業ロールに対してスポットクーラントを噴射するスポットクーラント供給部とを備え、ベースクーラントとスポットクーラントとの温度差に基づいてベースクーラントとスポットクーラントとの流量比を設定し、この設定した流量比でベースクーラントとスポットクーラントとを噴射するようにベースクーラント供給部及びスポットクーラント供給部を制御することにより、板材の板幅方向の形状を制御する圧延機及び圧延方法が開示されている。
特許第３８２８７８４号公報
　上記のように従来技術では、ベースクーラントとスポットクーラントとの温度差に基づいて板材の幅方向の形状を制御する。しかしながら、クーラントコントロールによる板材の形状変化に対する効果は、ベースクーラントとスポットクーラントとの温度差に影響されることよりも、作業ロールとクーラントとの温度差で決まる要素の方が大きく、この点において上記従来技術は板材の形状制御として的確で効果の大きい圧延機及び圧延方法とはいえない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも正確に板材の形状制御を行うことが可能な圧延機及び圧延方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明は、以下の手段を採用した。
　すなわち、
　（１）本発明は、上下のワークロールによって板材を圧延する圧延機であって、前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルから前記ワークロールに対してクーラントを噴射するクーラント噴射部と；前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定部と；前記クーラントの温度を検出するクーラント温度検出部と；圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出部と；前記形状検出部によって検出された板材形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算部と；前記ワークロールの平均温度と前記クーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記クーラント噴射部から噴射される前記クーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御部と；を具備する。
（２）本発明は、上下のワークロールによって板材を圧延する圧延機であって、前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルから前記ワークロールに対してベースクーラントを噴射するベースクーラント噴射部と；前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルから前記ワークロールに対してスポットクーラントを噴射するスポットクーラント噴射部と；前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定部と；前記ベースクーラントの温度を検出するベースクーラント温度検出部と；前記スポットクーラントの温度を検出するスポットクーラント温度検出部と；圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出部と；前記形状検出部によって検出された板材の形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算部と；前記ワークロールの平均温度と前記ベースクーラントの温度との差と、前記ワークロールの平均温度と前記スポットクーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記ベースクーラント噴射部から噴射される前記ベースクーラントの噴射量と温度、前記スポットクーラント噴射部から噴射される前記スポットクーラントの噴射量と温度の少なくとも１つを制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御部と；を具備する。
（３）上記（１）及び（２）に記載の圧延機において、前記ロール温度推定部は、前記ワークロールを回転させるモータの電流値を検出するモータ電流検出部と；前記モータの電流値を基に板塑性変形エネルギーを算出し、その板塑性変形エネルギーを用いて前記ワークロールの平均温度を算出する温度演算部と；を備えても良い。
（４）上記（１）～（３）に記載の圧延機において、前記ロール温度推定部は、所定の塑性加工演算式を基に板塑性変形エネルギーを算出し、この板塑性変形エネルギーを用いて前記ワークロールの平均温度を算出しても良い。
（５）また、本発明は、上下のワークロールによって板材を圧延する圧延方法であって、前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルから前記ワークロールに対してクーラントを噴射するクーラント噴射工程と；前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定工程と；前記クーラントの温度を検出するクーラント温度検出工程と；圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出工程と；前記形状検出部によって検出された板材形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算工程と；前記ワークロールの平均温度と前記クーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記クーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御工程と；を有する。
（６）また、本発明は、上下のワークロールによって板材を圧延する圧延方法であって、前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルから前記ワークロールに対してベースクーラントを噴射するベースクーラント噴射工程と；前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルから前記ワークロールに対してスポットクーラントを噴射するスポットクーラント噴射工程と；前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定工程と；前記ベースクーラントの温度を検出するベースクーラント温度検出工程と；前記スポットクーラントの温度を検出するスポットクーラント温度検出工程と；圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出工程と；前記形状検出部によって検出された板材の形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算工程と；前記ワークロールの平均温度と前記ベースクーラントの温度との差と、前記ワークロールの平均温度と前記スポットクーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記ベースクーラントの噴射量と温度、前記スポットクーラントの噴射量と温度の少なくとも１つを制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御工程と；を有する。
　本発明によれば、ワークロールとクーラントとの温度差と、板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、ワークロールに対するクーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより板材の形状を制御するので、従来よりも正確な板形状の制御を行うことができる。
本発明の一実施形態に係る圧延機の第１構成概略図である。 本発明の一実施形態に係る圧延機の第２構成概略図である。 本発明の一実施形態に係る圧延機の動作に関する第１説明図である。 本発明の一実施形態に係る圧延機の動作に関する第２説明図であり、板材表面に局所的に凹部が存在し、ワークロール表面には局所的に凸部が存在する。 本発明の一実施形態に係る圧延機の動作に関する第２説明図であり、板材表面に局所的に凸部が存在し、ワークロール表面には局所的に凹部が存在する。 本発明の一実施形態に係る圧延機の動作に関する第３説明図である。
符号の説明
　１０ａ、１０ｂ…ワークロール
　１１ａ、１１ｂ…バックアップロール
　１２ａ、１２ｂ…ベースクーラントスプレー
　１３ａ、１３ｂ…スポットクーラントスプレー
　１４…ベースクーラントバルブ群
　１５…スポットクーラントバルブ群
　１６…形状検出装置
　１７…形状偏差演算装置
　１８…モータ電流センサ
　１９…ロール平均温度演算装置
　２０…クーラント供給装置
　２１…ベースクーラント温度調整装置
　２２…スポットクーラント温度調整装置
　２３…ベースクーラント温度センサ
　２４…スポットクーラント温度センサ
　２５…形状制御装置
　１００…板材
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　図１及び図２は、本実施形態に係る圧延機の構成概略図である。これら図１及び図２に示すように、本実施形態に係る圧延機は、以下から構成されている：ワークロール１０ａ、１０ｂ、バックアップロール１１ａ、１１ｂ、ベースクーラントスプレー（ベースクーラント噴射部）１２ａ、１２ｂ、スポットクーラントスプレー（スポットクーラント噴射部）１３ａ、１３ｂ、ベースクーラントバルブ群１４、スポットクーラントバルブ群１５、形状検出装置（形状検出部）１６、形状偏差演算装置（形状偏差演算部）１７、モータ電流センサ（モータ電流検出部）１８、ロール平均温度演算装置（温度演算部）１９、クーラント供給装置２０、ベースクーラント温度調整装置２１、スポットクーラント温度調整装置２２、ベースクーラント温度センサ（ベースクーラント温度検出部）２３、スポットクーラント温度センサ（スポットクーラント温度検出部）２４、形状制御装置（形状制御部）２５。また、符号１００は本圧延機にて圧延される板材である。
　なお、図１及び図２において、ワークロール１０ａ、１０ｂの回転軸方向（板幅方向）をＸ軸方向とし、板材１００の圧延方向（つまりＸ軸方向と直交する方向）をＹ軸方向とし、ＸＹ平面に垂直な方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交の座標系を設定する。つまり、図１は、ワークロール１０ａ、１０ｂ、バックアップロール１１ａ、１１ｂ、ベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂ、スポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂ、形状検出装置１６及び板材１００を側面（Ｘ軸方向）から視た模式図であり、図２は、ワークロール１０ａ、ベースクーラントスプレー１２ａ、スポットクーラントスプレー１３ａ、形状検出装置１６及び板材１００を上面（Ｚ軸方向）から視た模式図である。
　また、説明の便宜上、図１及び図２において、ベースクーラントバルブ群１４、スポットクーラントバルブ群１５、形状偏差演算装置１７、モータ電流センサ１８、ロール平均温度演算装置１９、クーラント供給装置２０、ベースクーラント温度調整装置２１、スポットクーラント温度調整装置２２、ベースクーラント温度センサ２３、スポットクーラント温度センサ２４及び形状制御装置２５は、ＸＹＺ直交座標系に無関係に配置されているものとする。
　ワークロール１０ａ、１０ｂは、Ｚ軸上に設けられた上下一対の圧延用作業ロールであり、図示しないロールモータによって回転駆動されると共に、図示しない板材供給ロールから供給される板材１００をロール間に挟み込むことによって板材１００を圧延する。バックアップロール１１ａ、１１ｂは、Ｚ軸上に設けられた上下一対のワークロール支持用ロールである。バックアップロール１１ａはワークロール１０ａを上側から支持し、バックアップロール１１ｂはワークロール１０ｂを下側から支持している。
　ベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂは、Ｚ軸上に設けられた上下一対のベースクーラント噴射用スプレーである。その一対のベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂには、ベースクーラントバルブ群１４を介してベースクーラントが供給されている。ベースクーラントスプレー１２ａは、ベースクーラントをワークロール１０ａに向かって噴射し、ベースクーラントスプレー１２ｂは、ベースクーラントをワークロール１０ｂに向かって噴射する。
　スポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂは、Ｚ軸上に設けられた上下一対のスポットクーラント噴射用スプレーである。その一対のスポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂには、スポットクーラントバルブ群１５を介してスポットクーラントが供給されている。スポットクーラントスプレー１３ａは、スポットクーラントをワークロール１０ａに向かって噴射し、スポットクーラントスプレー１３ｂは、スポットクーラントをワークロール１０ｂに向かって噴射する。なお、スポットクーラントスプレー１３ａは、ベースクーラントスプレー１２ａより上方に設けられている為、ワークロール１０ａに対してスポットクーラントはベースクーラントよりも上方に噴射される。また、スポットクーラントスプレー１３ｂは、ベースクーラントスプレー１２ｂより下方に設けられている為、ワークロール１０ｂに対してスポットクーラントはベースクーラントよりも下方に噴射される。
　これら一対のベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂと、一対のスポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂと、ベースクーラントバルブ群１４と、スポットクーラントバルブ群１５の詳細について図２を用いて説明する。なお、図２では、ベースクーラントスプレー１２ａとスポットクーラントスプレー１３ａを代表的に図示している。
　図２に示すように、ベースクーラントスプレー１２ａは、ワークロール１０ａの回転軸方向（つまりＸ軸方向）に延在するユニット構造であり、そのＸ軸方向に沿ってベースクーラントを個別に噴射可能なｍ個のノズルＮＢ１～ＮＢｍが所定間隔で設けられている。一方、ベースクーラントバルブ群１４は、上述したノズルＮＢ１～ＮＢｍの各々に対応するｍ個のバルブＶＢ１～ＶＢｍから構成されている。これらバルブＶＢ１～ＶＢｍは、形状制御装置２５から出力されるベースバルブ制御信号によって個別に開閉状態が制御される電磁弁である。バルブＶＢ１～ＶＢｍ（電磁弁）は、ベースクーラント温度調整装置２１を介して供給されるベースクーラントを、ベースバルブ制御信号に応じて各々に対応するノズルＮＢ１～ＮＢｍに供給する。
　スポットクーラントスプレー１３ａは、ベースクーラントスプレー１２ａと同様に、ワークロール１０ａの回転軸方向に延在するユニット構造であり、そのＸ軸方向に沿ってスポットクーラントを個別に噴射可能なノズルＮＳ１～ＮＳｍが、所定間隔でｍ個設けられている。一方、スポットクーラントバルブ群１５は、上述したノズルＮＳ１～ＮＳｍの各々に対応するｍ個のバルブＶＳ１～ＶＳｍから構成されている。これらバルブＶＳ１～ＶＳｍは、形状制御装置２５から出力されるスポットバルブ制御信号によって個別に開閉状態が制御される電磁弁である。バルブＶＳ１～ＶＳｍ（電磁弁）は、スポットクーラント温度調整装置２２を介して供給されるスポットクーラントを、スポットバルブ制御信号に応じて各々に対応するノズルＮＳ１～ＮＳｍに供給する。
　なお、ベースクーラントスプレー１２ｂ及びスポットクーラントスプレー１３ｂの詳細な構成も上記のベースクーラントスプレー１２ａ及びスポットクーラントスプレー１３ａと同様である。
　形状検出装置１６は、ワークロール１０ａ、１０ｂの下流側に設けられていると共に、圧延後の板材１００の下面に接するように上記ノズルと同数（ｍ個）の回転ロータＲ１～Ｒｍが板幅方向（つまりＸ軸方向）に連結されている。形状検出装置１６は、各回転ロータＲ１～Ｒｍにて圧延後の板材１００における板幅方向の板形状を検出し、その検出した板形状を表す形状検出信号Ｓｆを形状偏差演算装置１７に出力する。形状偏差演算装置１７は、上記形状検出信号Ｓｆに基づいて、検出した板形状と目標板形状との偏差量を算出し、その偏差量を表す形状偏差データＤｆを形状制御装置２５に出力する。
　モータ電流センサ１８は、ワークロール１０ｂを回転駆動するロールモータに流れる電流Ｉｍ（モータ電流）を検出し、その検出されたモータ電流Ｉｍを表すモータ電流検出信号Ｓｉをロール平均温度演算装置１９に出力する。ロール平均温度演算装置１９は、上記モータ電流センサ１８から出力されるモータ電流検出信号Ｓｉ（つまりモータ電流Ｉｍ）と、ベースクーラント温度センサ２３から出力されるベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃ（つまりベースクーラント温度Ｔｃ）とを基にロール平均温度Ｔｒを算出し、算出されたロール平均温度Ｔｒを表すロール平均温度演算信号Ｓｒを形状制御装置２５に出力する。なお、このロール平均温度Ｔｒの算出手法については後述する。
　クーラント供給装置２０は、ベースクーラント温度調整装置２１を介してベースクーラントをベースクーラントバルブ群１４に供給すると共に、スポットクーラント温度調整装置２２を介してスポットクーラントをスポットクーラントバルブ群１５に供給する。ベースクーラント温度調整装置２１は、クーラ及びヒータの機能を備えており、形状制御装置２５から出力されるベースクーラント温度制御信号に応じて、クーラント供給装置２０から供給されるベースクーラントの温度を調整する。スポットクーラント温度調整装置２２は、クーラ及びヒータの機能を備えており、形状制御装置２５から出力されるスポットクーラント温度制御信号に応じて、クーラント供給装置２０から供給されるスポットクーラントの温度を調整する。なお、スポットクーラント温度Ｔｓはロール平均温度Ｔｒより低い場合も高い場合もある。
　ベースクーラント温度センサ２３は、ベースクーラント温度調整装置２１とベースクーラントバルブ群１４との間に設けられており、ベースクーラントの温度を検出して、その検出されたベースクーラント温度Ｔｃを表すベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃをロール平均温度演算装置１９及び形状制御装置２５に出力する。
　スポットクーラント温度センサ２４は、スポットクーラント温度調整装置２２とスポットクーラントバルブ群１５との間に設けられており、スポットクーラントの温度を検出して、その検出されたスポットクーラント温度Ｔｓを表すスポットクーラント温度検出信号Ｓｔｓを形状制御装置２５に出力する。
　形状制御装置２５は、以下の４つの情報（形状偏差データＤｆ、ロール平均温度演算信号Ｓｒ、ベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃ及びスポットクーラント温度検出信号Ｓｔｓ）に基づいて、板材１００の板幅方向における形状偏差量が零になるように、以下の少なくとも１つを制御することにより板材１００の形状制御を行う：
・　ベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂの各ノズルＮＢ１～ＮＢｍに供給するベースクーラントの流量（つまり各ノズルＮＢ１～ＮＢｍのベースクーラント噴射量）；
・　スポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂの各ノズルＮＳ１～ＮＳｍに供給するスポットクーラントの流量（つまり各ノズルＮＳ１～ＮＳｍのスポットクーラント噴射量）；
・　ベースクーラントの温度；
・　スポットクーラントの温度。
　ベースクーラント噴射量を制御する場合、形状制御装置２５は、ベースバルブ制御信号を出力することでベースクーラントバルブ群１４における各バルブＶＢ１～ＶＢｍの開閉状態を制御する。
　また、スポットクーラント噴射量を制御する場合、形状制御装置２５は、スポットバルブ制御信号を出力することでスポットクーラントバルブ群１５における各バルブＶＳ１～ＶＳｍの開閉状態を制御する。
　また、ベースクーラントの温度を制御する場合、形状制御装置２５は、ベースクーラント温度制御信号を出力することでベースクーラント温度調整装置２１を制御する。
　また、スポットクーラントの温度を制御する場合、形状制御装置２５は、スポットクーラント温度制御信号を出力することでスポットクーラント温度調整装置２２を制御する。
　次に、上記のように構成された本実施形態に係る圧延機の動作について説明する。
　まず、形状制御装置２５は、板材１００の圧延を行う前に、ベースクーラントの噴射量及び温度、スポットクーラントの噴射量及び温度の初期設定を行う。そして、形状制御装置２５は、上記のように初期設定されたベースクーラントの噴射量及び温度になるようなベースバルブ制御信号及びベースクーラント温度制御信号を出力することにより、各バルブＶＢ１～ＶＢｍの開閉状態を制御すると共にベースクーラント温度調整装置２１を制御する。
　また、形状制御装置２５は、上記のように初期設定したスポットクーラントの噴射量及び温度になるようなスポットバルブ制御信号及びスポットクーラント温度制御信号を出力することにより、各バルブＶＳ１～ＶＳｍの開閉状態を制御すると共にスポットクーラント温度調整装置２２を制御する。これにより、圧延開始前において、ワークロール１０ａ、１０ｂに対して、各ノズルＮＢ１～ＮＢｍから初期設定温度且つ初期設定噴射量のベースクーラントが噴射されると共に、各ノズルＮＳ１～ＮＳｍから初期設定温度且つ初期設定噴射量のスポットクーラントが噴射される。
　そして、ワークロール１０ａ、１０ｂによって板材１００の圧延が開始され、圧延後の板材１００が形状検出装置１６上を通過すると、形状検出装置１６から圧延後の板材１００の板形状を表す形状検出信号Ｓｆが形状偏差演算装置１７に出力される。具体的には、この板形状を表す形状検出信号Ｓｆとしては、例えば伸び差率ΔεＳを用いることができる。この伸び差率ΔεＳとは、圧延分野における板形状評価に一般的に用いられるものであり、下記（１）式で表される。なお、下記（１）式において、ＨＳは圧延後の板材１００の圧延方向（Ｙ軸方向）における波の高さ、Ｌはその波のピッチである（図３参照）。
以下、このΔεＳ　を検出伸び差率と称す。
　　　　　　　　　ΔεＳ　＝　ＨＳ／Ｌ　　　　　　　　　　　　・・・・・（１）
　そして、形状偏差演算装置１７は、上記形状検出信号Ｓｆに基づいて、検出した板形状（検出伸び差率ΔεＳ）と目標板形状（目標伸び差率ΔεＴ）との偏差量を算出し、その算出された偏差量を表す形状偏差データＤｆを形状制御装置２５に出力する。図３に示すように、目標板形状（目標伸び差率ΔεＴ）は下記（２）式で表され、形状偏差データＤｆは下記（３）式で表される。
　　　　　　　　　 ΔεＴ　＝　ＨＴ／Ｌ　　　　　　　　　　　　・・・・・（２）
　　　　 Ｄｆ　＝　ΔεＴ－ΔεＳ　＝　（ＨＴ－ＨＳ）／Ｌ　　　　・・・・・（３）
　また、ロール平均温度演算装置１９は、モータ電流センサ１８から出力されるモータ電流検出信号Ｓｉ（つまりモータ電流Ｉｍ）と、ベースクーラント温度センサ２３から出力されるベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃ（つまりベースクーラント温度Ｔｃ）とを基にロール平均温度Ｔｒを算出する。具体的には、ワークロール１０ａ、１０ｂの直径をＤ、熱伝導率をｈ、ワークロール通過による板塑性変形エネルギーをＥｓ、係数Ｋとすると、ロール平均温度Ｔｒは下記（４）式で表される。
　　　　　　　　Ｔｒ＝Ｔｃ＋Ｋ・Ｅｓ／（Ｄ・ｈ）　　　　　・・・・・（４）
　また、板塑性変形エネルギーＥｓは、ロールモータの電圧をＶｍ、力率をｃｏｓφとすると下記（５）式で表される。
　　　　　　　　Ｅｓ＝Ｉｍ・Ｖｍ・ｃｏｓφ　　　　　　　　・・・・・（５）
　なお、上記（４）、（５）式において、ワークロール１０ａ、１０ｂの直径Ｄ、熱伝導率ｈ、係数Ｋ、ロールモータの電圧Ｖｍ及び力率ｃｏｓφは定数である。
　つまり、ロール平均温度演算装置１９は、モータ電流検出信号Ｓｉによって表されるモータ電流Ｉｍを上記（５）式に代入して板塑性変形エネルギーＥｓを算出する。さらに、算出された板塑性変形エネルギーＥｓとベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃによって表されるベースクーラント温度Ｔｃとを上記（４）式に代入することによりロール平均温度Ｔｒを算出する。そして、ロール平均温度演算装置１９は、上記のように算出したロール平均温度Ｔｒを表すロール平均温度演算信号Ｓｒを形状制御装置２５に出力する。
　このように、板材１００の圧延開始以降、形状制御装置２５からは以下４つの情報が出力される：形状偏差演算装置１７から形状偏差データＤｆが出力され、ロール平均温度演算装置１９からロール平均温度演算信号Ｓｒが出力され、ベースクーラント温度センサ２３からベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃが出力され、スポットクーラント温度センサ２４からスポットクーラント温度検出信号Ｓｔｓが出力される。
　形状制御装置２５は、ロール平均温度演算信号Ｓｒ、ベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃ及びベースクーラント温度検出信号Ｓｔｃを基に、ロール平均温度Ｔｒとベースクーラント温度Ｔｃとの温度差ΔＴｃ（＝Ｔｒ－Ｔｃ）を算出すると共に、ロール平均温度Ｔｒとスポットクーラント温度Ｔｓとの温度差ΔＴｓ（＝Ｔｒ－Ｔｓ）を算出する。そして、形状制御装置２５は、上記のように算出した温度差ΔＴｃ及び温度差ΔＴｓと形状偏差データＤｆとを基に、ベースクーラントとスポットクーラントとの噴射量及び温度を制御することにより、板材１００の形状制御を行う。なお、ΔＴｓはプラスの場合もあればマイナスの場合もある。
　以下、本実施形態における形状制御の具体例について説明する。
（１）実施例１
　本実施例１における形状制御装置２５は、ベースクーラントの噴射量及び温度は初期設定値から変化させず、スポットクーラントの噴射量及び温度を制御することで板材１００の形状制御を行う。この場合、形状制御装置２５は、形状偏差データＤｆを基に圧延後の板材１００の表面に局所的に盛り上がった領域（凸部）が存在するのか、圧延後の板材１００の表面に局所的に窪んだ領域（凹部）が存在するのかを判定する。つまり、形状偏差データＤｆは、目標板形状（目標伸び差率ΔεＴ）と、検出した板形状（検出伸び差率ΔεＳ）との差を表すので、形状偏差データＤｆ＜０のときは、図４Ａに示すように、板材表面に局所的に凹部が存在し、ワークロール表面には局所的に凸部が存在すると判定する。
　温度差ΔＴｓ＞０の場合、形状制御装置２５は、図４Ａに示すように、スポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂの板材１００の凹部に対応するノズルから噴射されるスポットクーラントの噴射量を上げて（冷却効果を増大して）ワークロール１０ａ、１０ｂに発生した凸部を熱収縮させることにより、板材１００の表面の凹部に対する圧下量を減らし、その表面形状を平坦化する。また、スポットクーラントの噴射量が最大定格値に達しており、これ以上噴射量を増大できない場合は、スポットクーラント温度調整装置２２を制御してスポットクーラントの温度を低くすることで冷却効果を増大する。
　一方、形状偏差データＤｆ＞０のときは、図４Ｂに示すように、板材表面に局所的に凸部が存在し、ワークロール表面には局所的に凹部が存在すると判定する。このような場合、形状制御装置２５は、図４Ｂに示すように、スポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂの板材１００の凸部に対応するノズルから噴射されるスポットクーラントの噴射量を下げて（冷却効果を減少させて）ワークロール１０ａ、１０ｂに発生した凹部を熱膨張させることにより、板材１００の表面の凸部に対する圧下量を増やし、その表面形状を平坦化する。また、スポットクーラントの噴射量が最小定格値に達しており、これ以上噴射量を減少できない場合は、スポットクーラント温度調整装置２２を制御してスポットクーラントの温度を高くする。
　なお、スポットクーラントの噴射量の増減を制御する方法しては、図５に示すように、バルブの開閉時間の比率を制御する方法がある。つまり、バルブの開時間の割合を閉時間に対して大きくする程、スポットクーラントの噴射量（流量）が増大させる。また、バルブの開度を制御することでスポットクーラントの噴射量を制御しても良い。
（２）実施例２
　本実施例２における形状制御装置２５は、スポットクーラントの噴射量及び温度は初期設定値から変化させず、ベースクーラントの噴射量及び温度を制御することで板材１００の形状制御を行う。つまり、温度差ΔＴｃ（＝Ｔｒ－Ｔｃ）＞０の場合、形状制御装置２５は、ベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂの板材１００の凹部に対応するノズルから噴射されるベースクーラントの噴射量を上げてワークロール１０ａ、１０ｂに発生した凸部を熱収縮させることにより、板材１００の表面の凹部に対する圧下量を減らし、その表面形状を平坦にする。また、ベースクーラントの噴射量が最大定格値に達しており、これ以上噴射量を増大できない場合は、ベースクーラント温度調整装置２１を制御してベースクーラントの温度を低くすることで冷却効果を増大する。
　一方、温度差ΔＴｃ＜０である場合、形状制御装置２５は、ベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂの板材１００の凸部に対応するノズルから噴射されるベースクーラントの噴射量を下げてワークロール１０ａ、１０ｂに発生した凹部を熱膨張させることにより、板材１００の表面の凸部に対する圧下量を増やし、その表面形状を平坦にする。また、ベースクーラントの噴射量が最小定格値に達しており、これ以上噴射量を減少できない場合は、ベースクーラント温度調整装置２１を制御してベースクーラントの温度を高くする。
（３）実施例３
　本実施例３における形状制御装置２５は、ベースクーラントの噴射量及び温度、スポットクーラントの噴射量及び温度の両方を制御することで板材１００の形状制御を行う。この場合、温度差ΔＴｃと温度差ΔＴｓとは同じ傾向を示すので、どちらか一方の温度差を用いて板形状の凸凹判定を行えば良い。また、この実施例３は実施例１と実施例２との組み合わせであるため、温度差ΔＴｃ（ΔＴｓ）＞０の場合は、形状偏差量に応じて冷却効果が大きくなるようにベースクーラントとスポットクーラントとの噴射量（流量）の比率、またはベースクーラントとスポットクーラントとの温度の比率を制御すれば良い。また、温度差ΔＴｃ（ΔＴｓ）＜０の場合は、形状偏差量に応じて冷却効果が小さくなるようにベースクーラントとスポットクーラントとの噴射量の比率、またはベースクーラントとスポットクーラントとの温度の比率を制御すれば良い。
　以上のように、本実施形態に係る圧延機によれば、ワークロール１０ａ、１０ｂとベースクーラントまたはスポットクーラントとの温度差と、板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、ワークロール１０ａ、１０ｂに対するベースクーラントの噴射量と温度、スポットクーラントの噴射量と温度との少なくとも１つを制御することにより板材の形状を制御するので、従来よりも正確な板形状の制御を行うことができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、以下のような変形例が考えられる。
（ｉ）上記実施形態では、上記（５）式を用いてモータ電流Ｉｍから板塑性変形エネルギーＥｓを算出したが、塑性加工演算式である下記（６）式を用いてこの板塑性変形エネルギーＥｓを算出しても良い。なお、下記（６）式において、ｋｍは２次元平均変形抵抗（材料固有値）、Ｖは通過体積、ｈ１は出口厚み、ｈ２は入口厚みである。
　　　　　　　Ｅｓ＝ｋｍ・Ｖ・ｌｎ（ｈ１／ｈ２）　　　・・・・・（６）
（ｉｉ）上記実施形態では、ロール平均温度Ｔｒを上記（２）式を用いて算出したが、これに限らず、例えば輻射温度計を用いてワークロール１０ａまたは１０ｂの輻射熱温度を計測し、その計測した輻射温度に時間的または場所的な平均化処理を施すことによりロール平均温度Ｔｒを推定しても良い。
（ｉｉｉ）上記実施形態では、ベースクーラントスプレー１２ａ、１２ｂと、スポットクーラントスプレー１３ａ、１３ｂとの２種類のクーラント噴射部を備えるタイプの圧延機を例示して説明したが、本発明はこのようなタイプの圧延機に限らず、クーラント噴射部を１種類だけ備えるタイプの圧延機にも適用できる。
　本発明に係る圧延機によれば、ワークロールとクーラントとの温度差と、板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、ワークロールに対するクーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより板材の形状を制御するので、従来よりも正確な板形状の制御を行うことができる。

Claims (6)

  1. 上下のワークロールによって板材を圧延する圧延機であって、
    　 前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルから前記ワークロールに対してクーラントを噴射するクーラント噴射部と、
    　前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定部と、
    　前記クーラントの温度を検出するクーラント温度検出部と、
    　圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出部と、 前記形状検出部によって検出された板材形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算部と、 
    　前記ワークロールの平均温度と前記クーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記クーラント噴射部から噴射される前記クーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御部と、 
    　を具備する圧延機。
  2. 上下のワークロールによって板材を圧延する圧延機であって、
    　前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルから前記ワークロールに対してベースクーラントを噴射するベースクーラント噴射部と、
    　前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルを有し、各ノズルから前記ワークロールに対してスポットクーラントを噴射するスポットクーラント噴射部と、
    　前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定部と、
    　前記ベースクーラントの温度を検出するベースクーラント温度検出部と、
    　前記スポットクーラントの温度を検出するスポットクーラント温度検出部と、
    　圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出部と、 
    　前記形状検出部によって検出された板材の形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算部と、 
    　前記ワークロールの平均温度と前記ベースクーラントの温度との差と、前記ワークロールの平均温度と前記スポットクーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記ベースクーラント噴射部から噴射される前記ベースクーラントの噴射量と温度、前記スポットクーラント噴射部から噴射される前記スポットクーラントの噴射量と温度の少なくとも１つを制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御部と、
    　を具備する圧延機。
  3. 　前記ロール温度推定部は、
    　前記ワークロールを回転させるモータの電流値を検出するモータ電流検出部と、
    　前記モータの電流値を基に板塑性変形エネルギーを算出し、当該板塑性変形エネルギーを用いて前記ワークロールの平均温度を算出する温度演算部と、
    　を備える請求項１または２に記載の圧延機。
  4. 　前記ロール温度推定部は、所定の塑性加工演算式を基に板塑性変形エネルギーを算出し、前記板塑性変形エネルギーを用いて前記ワークロールの平均温度を算出する請求項１～３のいずれか一項に記載の圧延機。
  5. 上下のワークロールによって板材を圧延する圧延方法であって、
    　 前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルから前記ワークロールに対してクーラントを噴射するクーラント噴射工程と、
    　前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定工程と、
    　前記クーラントの温度を検出するクーラント温度検出工程と、
    　圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出工程と、 
    　前記形状検出部によって検出された板材形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算工程と、
    　前記ワークロールの平均温度と前記クーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記クーラントの噴射量及び／または温度を制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御工程と、
    　を有する圧延方法。
  6. 上下のワークロールによって板材を圧延する圧延方法であって、
    　前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルから前記ワークロールに対してベースクーラントを噴射するベースクーラント噴射工程と、
    　前記ワークロールの回転軸方向に沿って所定間隔で配置された複数のノズルから前記ワークロールに対してスポットクーラントを噴射するスポットクーラント噴射工程と、
    　前記ワークロールの平均温度を推定するロール温度推定工程と、
    　前記ベースクーラントの温度を検出するベースクーラント温度検出工程と、
    　前記スポットクーラントの温度を検出するスポットクーラント温度検出工程と、
    　圧延された前記板材の幅方向の形状を検出する形状検出工程と、
    　前記形状検出部によって検出された板材の形状と目標形状との偏差量を算出する形状偏差演算工程と、
    　前記ワークロールの平均温度と前記ベースクーラントの温度との差と、前記ワークロールの平均温度と前記スポットクーラントの温度との差と、前記板材形状と目標形状との偏差量とに基づいて、前記ベースクーラントの噴射量と温度、前記スポットクーラントの噴射量と温度の少なくとも１つを制御することにより前記板材の形状を制御する形状制御工程と、
    　を有する圧延方法。
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