WO2024034020A1 - 可逆圧延機の板幅制御装置 - Google Patents

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rolling
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rolled
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翼 真鍋
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東芝三菱電機産業システム株式会社
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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
    • 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
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/22—Lateral spread control; Width control, e.g. by edge rolling
    • 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
    • B21B38/04—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product

Definitions

  • the present disclosure relates to a strip width control device for a reversing rolling mill.
  • the rolled material is processed into product dimensions through a rough rolling process and a finishing rolling process.
  • the rough rolling process is performed by a reversible rolling mill equipped with a horizontal rolling mill and an edger.
  • the edger is installed upstream of the horizontal rolling mill.
  • the edger has a pair of edger rolls that perform width rolling on the material to be rolled.
  • the horizontal rolling mill has a pair of horizontal rolls that horizontally roll a material to be rolled.
  • a forward pass in which the material to be rolled is passed in the forward direction and a reverse pass in which the material to be rolled is caused to be made to flow in the opposite direction are alternately repeated.
  • finishing rolling process Since the finishing rolling process has a small ability to change the strip width, it is required to increase the strip width in the rough rolling process. For this purpose, it is necessary to obtain the width of the rolled material over its entire length during rough rolling. In particular, in order to finish the strip width in the last normal pass rolling, it is necessary to obtain the strip width from reverse pass rolling to before the last normal pass rolling.
  • a width gauge that can measure the width of a rolled material is often installed at a position away from the entrance side of a reversible rolling mill in a hot rolling line.
  • the material to be rolled may reach the width gauge during reverse pass rolling.
  • a reverse operation is immediately performed to start normal pass rolling. For this reason, the width of the strip can only be measured at a portion of the rear end of the material to be rolled, and it is not possible to measure the width of the strip over the entire length.
  • One object of the present disclosure is to provide a strip width control device for a reversible rolling mill that can obtain the strip width of a rolled material over its entire length while avoiding a decrease in productivity due to time loss.
  • the plate width control device of the present disclosure is a horizontal rolling machine having an edger having a pair of edger rolls that perform width rolling on a material to be rolled, and a pair of horizontal rolls that are arranged downstream of the edger and performing horizontal rolling on the material to be rolled. It is applied to a reversible rolling mill equipped with.
  • the sheet width control device of the present disclosure includes a roll-down control device, a roll-down position detector, a tracking device, and a sheet width actual value calculation device.
  • the rolling control device is configured to operate the edger so that the pair of edger rolls come into contact with the material to be rolled during reverse pass rolling.
  • the rolling position detector is configured to detect the rolling position of the edger when the pair of edger rolls are in contact with the material to be rolled during reverse pass rolling.
  • the tracking device is configured to track the longitudinal position of the rolled material during reverse pass rolling.
  • the strip width actual value calculation device is configured to calculate strip width actual values at multiple positions in the longitudinal direction of the rolled material based on the output of the rolling position detector and the output of the tracking device.
  • the reduction control device is configured to apply constant load control to the edger so that the pair of edger rolls are maintained in contact with the rolled material during reverse pass rolling. It's okay.
  • the rolling reduction control device may be configured to repeatedly perform the following process during reverse pass rolling. The first process is to operate the edger from a state where the pair of edger rolls are not in contact with the material to be rolled so as to reduce the distance between the pair of edger rolls. The second process is to detect the contact of the pair of edger rolls with the rolled material from the edger load measurement value. The third process is to operate the edger so as to increase the distance between the pair of edger rolls when contact of the pair of edger rolls with the material to be rolled is detected.
  • the strip width control device of the present disclosure may further include a strip width meter arranged downstream of the edger and configured to measure the strip width of the material to be rolled.
  • the sheet width actual value calculation device may be configured to correct the sheet width actual value using the sheet width predicted from the measurement value of the sheet width meter and the amount of width expansion due to horizontal rolling.
  • the strip width control device of the present disclosure may further include a strip width meter arranged upstream of the edger and configured to measure the strip width of the material to be rolled.
  • the board width actual value calculation device may be configured to correct the board width actual value using the measured value of the board width meter.
  • the board width control device of the present disclosure may further include a rolling position correction calculation device.
  • the rolling position correction calculation device may be configured to calculate the amount of correction of the rolling position of the edger in the forward pass rolling subsequent to the reverse pass rolling based on the sheet width actual value. More specifically, the amount of correction of the rolling position may be calculated for each position in the longitudinal direction according to the distribution of the actual plate width values in the longitudinal direction, or the correction amount in the longitudinal direction may be calculated based on the average value of the actual plate width values in the longitudinal direction. The overall amount of correction of the rolled down position may be calculated.
  • the strip width control device of the present disclosure the rolled position of the edger when the edger roll is in contact with the material to be rolled during reverse pass rolling, and the position in the longitudinal direction of the material to be rolled that is tracked during reverse pass rolling. Based on this, actual plate width values at multiple positions in the longitudinal direction of the material to be rolled are calculated. According to this, it is not necessary to transport the material to be rolled over a distance longer than that required for reverse pass rolling, so it is possible to obtain the width of the material to be rolled over its entire length while avoiding a decrease in productivity due to time loss.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a strip width control device according to a first embodiment of the present disclosure, a reversible rolling mill to which the same is applied, and processing during reverse pass rolling by the strip width control device.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of an edger roll during reverse pass rolling according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a strip width control device according to a first embodiment of the present disclosure, a reversible rolling mill to which the same is applied, and processing during normal pass rolling by the strip width control device.
  • FIG. 7 is a diagram showing the operation of an edger roll during reverse pass rolling according to a second embodiment of the present disclosure.
  • First embodiment 1-1 Configuration of Reversible Rolling Mill
  • the configuration of a reversible rolling mill 10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG.
  • the reversible rolling mill 10 includes a roller table 80 that conveys a material to be rolled (slab) 90.
  • the roller table 80 has a plurality of rollers that can be driven in the forward direction and in the reverse direction.
  • a speed detector 81 is attached to the roller table 80 to detect its conveyance speed.
  • the reversible rolling mill 10 includes an edger 20 for width rolling and a horizontal rolling mill 30 for horizontal rolling on a conveyance line of a material to be rolled 90 by a roller table 80.
  • the horizontal rolling mill 30 is arranged downstream of the edger 20 in the conveying line.
  • the edger 20 includes a pair of edger rolls 25 arranged to sandwich the rolled material 90 from the left and right sides.
  • the edger roll 25 is supported by a roll chock 26, that is, an axle box equipped with bearings.
  • the edger 20 includes a rolling device 22 that moves an edger roll 25 supported by a roll chock 26 in the width direction of the material to be rolled 90.
  • the lowering device 22 includes a hydraulic cylinder, and is capable of high-speed lowering operation using the hydraulic cylinder.
  • the edger 20 includes a load measuring device 24 that detects the rolling load caused by the rolling down device 22.
  • the load measuring device 24 is a load cell provided on the roll chock 26.
  • a hydraulic pressure detector provided in the hydraulic cylinder of the lowering device 22 can also be used as the load measuring device 24.
  • the edger 20 also includes a roll-down position detector 23 that detects the roll-down position by the roll-down device 22.
  • the reduction position detector 23 outputs the length of the oil column of the hydraulic cylinder as a detected value of the reduction position.
  • the rolling position is a value indicating the gap between the pair of edger rolls 25 when no load is applied (when not rolling).
  • the reduction position detector 23 calculates and outputs the reduction position based on the measured value of the oil column length of both hydraulic cylinders. For example, the actual gap of the edger roll 25 is measured in advance at a standard oil column length (this process is called zero adjustment), and from that measurement value (zero adjustment roll gap), the zero adjustment of the oil column length is calculated. The value obtained by subtracting the amount of change in is output as the detected value of the rolled down position.
  • the horizontal rolling mill 30 includes a pair of horizontal rolls 31 arranged to sandwich the rolled material 90 from above and below.
  • a speed detector 32 is attached to the horizontal roll 31 to detect the rotational speed of the horizontal roll 31.
  • a hot piece detector (HMD) 100 is arranged on the exit side of the horizontal rolling mill 30.
  • the number of hot flake detectors 100 disposed in the reversible rolling mill 10 is not one, but the hot flake detectors 100 are disposed at multiple locations on the conveyance line of the material to be rolled 90.
  • the sheet width control device 200 is composed of a roll reduction control device 21, a sheet width performance calculation device 40, a setting calculation device 50, a reduction position correction calculation device 60, and a tracking device 70.
  • These devices 21, 40, 50, 60, and 70 that make up the board width control device 200 may be an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), a central processing unit (CPU), or another processing unit. It may be a device.
  • One or more of devices 21, 40, 50, 60, 70 may be a combination of two or more ASICs, FPGAs, CPUs, or other processing devices.
  • the ASIC, FPGA, CPU, and other processing devices that make up board width controller 200 include a series of executable instructions. When those instructions are executed, the corresponding ASICs, FPGAs, CPUs, and other processing devices are triggered to perform the functions of each device 21, 40, 50, 60, 70 described below.
  • the setting calculation device 50 is configured to provide various setting calculation values 51 to the reduction control device 21.
  • the set calculated value 51 includes a target plate width value 51a for the material to be rolled 90.
  • the load target value 51a is a predetermined value in the range from the minimum load to the maximum load.
  • the minimum load is the lower limit at which the load can be stably measured, and the maximum load is the upper limit mechanically permissible for the edger 20.
  • the reduction control device 21 operates according to various setting calculation values 51 given from the setting calculation device 50. Further, the rolling load detected by the load measuring device 24 and the rolling position detected by the rolling position detector 23 are input to the rolling control device 21 . The rolling control device 21 is configured to transmit the detected value of the rolling position input from the rolling position detector 23 during reverse pass rolling to the strip width performance calculation device 40 as the rolling position actual value 21a.
  • the tracking device 70 acquires the rotational speed of the horizontal roll 31 detected by the speed detector 32, the conveyance speed of the roller table 80 detected by the speed detector 81, and the output of the hot piece detector 100.
  • the tracking device 70 is configured to generate tracking information 71 indicating the position of the rolled material 90 in the longitudinal direction using the information acquired during reverse pass rolling.
  • the generated tracking information 71 is sent to the board width performance calculation device 40.
  • the board width performance calculation device 40 includes a storage device 41 and a full length board width performance calculation unit 42.
  • the roll-down position actual value 21a transmitted from the roll-down control device 21 is stored in the storage device 41.
  • tracking information 71 generated by the tracking device 70 is also stored in the storage device 41.
  • Both the actual rolling position value 21a and the tracking information 71 are information acquired during reverse pass rolling of the material to be rolled 90, and are linked to each other based on the timing at which they were acquired. The acquisition timing of this information is predetermined by a constant or variable sampling time interval and the position of the rolled material 90 in the longitudinal direction.
  • the full-length plate width performance calculation unit 42 is configured to calculate the actual value of the plate width of the rolled material 90 at a plurality of positions in the longitudinal direction based on the information stored in the storage device 41. Details of how to calculate the actual value of plate width will be described later.
  • the actual value of the sheet width calculated by the full length sheet width actual calculation section 42 is input to the rolling position correction calculation device.
  • the rolling position correction calculation device 60 is configured to calculate the amount of correction of the rolling position by the rolling device 22 based on the actual value of the sheet width calculated by the full length sheet width actual calculation unit 42.
  • the amount of correction of the reduction position calculated by the reduction position correction calculation device 60 is used for the control of the edger 20 by the reduction control device 21 in the forward pass rolling following the reverse pass rolling in which the actual value of the strip width has been calculated. Details of the method for calculating the amount of correction of the rolled down position will be described later.
  • FIG. 2 is a diagram showing the operation of the edger roll 25 during reverse pass rolling.
  • the gap 28 between the edger rolls 25 is controlled so that the contact between the left and right edger rolls 25 and the rolled material 90 is maintained over the entire length of the rolled material 90.
  • the roll position actual value 21a corresponding to the width direction position of the edger roll 25 is acquired by the roll position detector 23.
  • the sheet width actual value of the rolled material 90 is calculated by the actual sheet width calculation device 40.
  • Calculation of the sheet width actual value is performed by the full length sheet width actual calculation section 42.
  • the full-length board width performance calculation unit 42 uses the roll-down position performance value 21a stored in the storage device 41 to calculate the full-length board width performance value using the following formula. The meaning of each parameter in the above formula is as follows.
  • the edger mill elongation amount is calculated from the rolling load using a mill curve expressed by a quadratic equation or the like.
  • the wear amount and thermal expansion amount of the edger roll are considered as the amount of change from the edger roll diameter at zero adjustment.
  • the amount of wear is periodically calculated and integrated at intervals of several seconds from the predicted or measured rolling load, rolling length, and the like.
  • the amount of thermal expansion is periodically calculated and integrated every few seconds from the predicted or measured roll temperature.
  • the amount of thermal expansion is periodically calculated and integrated every few seconds from the predicted or measured roll temperature.
  • the edger roll 25 and the rolled material 90 are maintained in contact with each other by constant load control during reverse pass rolling. Therefore, the actual rolling position value 21a can be obtained at any position in the longitudinal direction. In order to obtain the full length board width actual value with high precision, it is preferable that the number of measurement points from which the rolled position actual value 21a and the tracking information 71 are acquired is as large as possible.
  • the load target value 51a of constant load control is set to a sufficiently small value within a range that allows stable load measurement.
  • the amount of width reduction in reverse pass rolling can be kept small, and the occurrence of dog bones in the rolled material 90 and the width fluctuation (plastic deformation) due to the width return can be made small enough to be ignored. can.
  • the actual board width value for the entire length, particularly the actual board width value at the leading and trailing ends can be obtained with high precision.
  • the rolling position of the edger 20 obtained by constant load control during reverse pass rolling and the longitudinal position of the rolled material 90 tracked during reverse pass rolling are used. Accordingly, the actual plate width value of the entire length of the rolled material 90 is calculated. According to this, it is not necessary to transport the material to be rolled 90 beyond a distance required for reverse pass rolling. Therefore, according to the strip width control device 200 according to the present embodiment, the strip width of the rolled material 90 can be obtained over the entire length while avoiding a decrease in productivity due to time loss.
  • FIG. 3 shows processing during normal pass rolling by the strip width control device 200.
  • the material to be rolled 90 is conveyed in the direction of the arrow by the roller table 80, and during this time the material to be rolled 90 is rolled from the left and right by the edger 20.
  • the material to be rolled 90 is rolled by the edger 20 so that the width of the material at the end of the normal pass rolling is constant over the entire length.
  • the amount of correction of the reduction position of the edger 20 is calculated by the reduction position correction calculation device 60.
  • the amount of correction of the rolling position is calculated using the actual value of the strip width of the entire length calculated during reverse pass rolling. You can calculate the correction amount of the reduction position for each position in the longitudinal direction according to the distribution of the actual plate width in the longitudinal direction, or calculate the reduction in the overall longitudinal direction based on the average value of the actual plate width in the longitudinal direction.
  • the amount of position correction may also be calculated.
  • the following formula is an example of a formula for calculating the amount of correction of the rolled position. The meaning of each parameter in the above formula is as follows.
  • Edger rolling efficiency is expressed as a function of plate thickness/plate width ratio, and usually takes a value of about 0.2 to 0.8.
  • the average value of a predetermined section of actual sheet width values is used as the standard sheet width value for the reverse pass (i-1 pass).
  • the plate width setting calculation value may be used instead of the average value.
  • the roll-down position correction calculation device 60 inputs the edger roll-down position correction amount 61 calculated by the above formula to the roll-down control device 21.
  • the edger rolling position correction amount 61 is calculated for each position in the longitudinal direction in accordance with the distribution of the actual plate width values in the longitudinal direction.
  • the setting calculation device 50 inputs the load target value 51a to the reduction control device 21.
  • the reduction control device 21 controls the gap between the edger rolls 25 by synchronizing the input information with the tracking information 71 input from the tracking device 70. As a result, the width accuracy of the rolled material 90 sent to the downstream finish rolling process is improved, and the yield of the product is improved.
  • FIG. 4 shows a first modified example of the strip width control device 200.
  • the strip width control device 200 includes a strip width meter 110 downstream of the reversible rolling mill 10.
  • the sheet width performance calculation device 40 of the sheet width control device 200 includes a storage device 41 , a full length sheet width performance calculation section 42 , and a sheet width performance correction section 43 .
  • the rolled material 90 that has passed through the horizontal rolling mill 30 reaches the strip width meter 110, and its strip width is measured.
  • the conveyance direction of the roller table 80 is immediately switched from the normal path to the reverse path. It will be done. Therefore, the plate width is not measured over the entire length of the material to be rolled 90, but only the part 91 on the front end side that reaches the plate width gauge 110 before the rear end of the material to be rolled 90 passes through the horizontal rolling mill 30. Only width is measured.
  • the board width measurement value 111 obtained by the board width gauge 110 is transmitted to the board width performance calculation device 40 and stored in the storage device 41.
  • a sheet width performance correction section 43 corrects the total length sheet width actual value obtained by the full length sheet width performance calculation section 42 .
  • the correction amount of the actual sheet width value is calculated by the following formula using the sheet width measurement value obtained by the sheet width meter 110 during normal pass rolling.
  • the meaning of each parameter in the above formula is as follows. However, j satisfies the following conditions.
  • the strip width gauge 110 downstream of the reversing rolling mill 10 is often installed at a position about 5 m or more away from the reversing rolling mill 10 to avoid measurement disturbances caused by roll cooling water or the like.
  • reverse pass rolling is performed after forward pass rolling, it is quickly switched to reverse pass rolling after the end of forward pass rolling. Therefore, there is a section (corresponding to the distance from the horizontal rolling mill 30 to the strip width gauge 110) that cannot be measured by the strip width gauge 110 downstream of the reversible rolling mill 10.
  • the board width actual value correction amount can be calculated in any section within the section where the board width measurement value could be measured.
  • FIG. 5 shows a second modification of the sheet width control device 200.
  • the strip width control device 200 includes a strip width gauge 110 upstream of the reversing rolling mill 10.
  • the sheet width performance calculation device 40 of the sheet width control device 200 includes a storage device 41 , a full length sheet width performance calculation section 42 , and a sheet width performance correction section 43 .
  • the rolled material 90 that has passed through the edger 20 reaches the strip width meter 110, and its strip width is measured.
  • the conveyance direction of the roller table 80 is immediately switched from the reverse path to the forward path. Therefore, the strip width is not measured over the entire length of the rolled material 90, but only the width of a portion 92 on the rear end side that reaches the strip width gauge 110 before the leading end of the rolled material 90 passes the edger 20. is measured.
  • the board width measurement value 111 obtained by the board width gauge 110 is transmitted to the board width performance calculation device 40 and stored in the storage device 41.
  • a sheet width performance correction section 43 corrects the total length sheet width actual value obtained by the full length sheet width performance calculation section 42 .
  • the correction amount of the sheet width actual value is calculated by the following formula using the sheet width measurement value obtained by the sheet width gauge 110 during reverse pass rolling.
  • the meaning of each parameter in the above formula is as follows. However, descriptions of parameters common to those of the equation according to the first modification will be omitted.
  • the strip width meter 110 upstream of the reversible rolling mill 10 is installed near the exit side of the upstream rolling mill. Since the reverse pass rolling is quickly switched to the forward pass rolling, there is a section (corresponding to the distance from the strip width gauge 110 to the edger 20) that cannot be measured by the strip width gauge 110 upstream of the reversible rolling mill 10.
  • the board width actual value correction amount can be calculated in any section within the section where the board width measurement value could be measured.
  • the strip width control device described above calibrates errors in the edger roll gap caused by inaccurate zero adjustment and roll wear prediction errors, obtains highly accurate actual strip width values, and improves width rolling. Accuracy can be improved.
  • the board width control device according to this embodiment has the same basic configuration as the board width control device according to the first embodiment. That is, the board width control device according to this embodiment has the configuration shown in FIG. 1 similarly to the first embodiment.
  • the difference between the strip width control device according to this embodiment and the strip width control device according to the first embodiment lies in the control of the edger 20 by the rolling reduction control device 21 during reverse pass rolling. Specifically, there is a difference in the operation of the edger roll 25 controlled by the rolling down control device 21.
  • FIG. 6 is a diagram showing the operation of the edger roll 25 during reverse pass rolling according to the present embodiment.
  • the flow line indicated by a broken line in FIG. 6 is a flow line indicating the movement of the edger roll 25 relative to the material to be rolled 90, that is, the movement of the rolling position of the edger 20.
  • a plurality of measurement points are predetermined in the longitudinal direction of the rolled material 90, and a sheet width actual value is acquired for each measurement point.
  • the point where the flow line contacts the rolled material 90 is the measurement point from which the actual plate width value is obtained.
  • the measurement points are defined by fixed or variable sampling time and length intervals.
  • the rolling position of the edger 20 before the start of reverse pass rolling is a position where the edger roll 25 does not contact the rolled material 90. Then, it is detected from the tracking information 71 that the predetermined measurement point of the rolled material 90 has reached the position of the edger roll 25 (time t0).
  • the edger 20 is operated in a direction to narrow the gap 28 between the edger rolls 25 (operation 1).
  • the rolling speed of the edger 20 at this time is determined in advance before the start of reverse pass rolling, taking into account the response characteristics of the rolling device 22 and the load measuring device 24 and the control period of the rolling controller 21. Specifically, the speed is set to be a constant speed or a speed determined depending on the rolling position.
  • the rolling speed, the rolling load and the amount of change in rolling load per unit time are monitored.
  • the rolling position of the edger 20 and the longitudinal position of the material to be rolled 90 at that time are stored in the memory. 41.
  • the load target value is a predetermined value within a range where the load can be stably measured and the width reduction amount or the dogbone bulge amount does not exceed the allowable upper limit.
  • the edger 20 is operated to widen the gap 28 between the edger rolls 25 by a predetermined distance (operation 2). Then, the edger roll 25 is kept on standby while maintaining the gap 28 until the next measurement point of the predetermined rolled material 90 reaches the position of the edger roll 25 (operation 3).
  • the hydraulic cylinder of the lowering device 22 is opened or closed by constant load control, and the direction of sliding friction of the hydraulic cylinder changes each time.
  • the oil pressure detector is used as the load measuring device 24, a change in the direction of sliding friction becomes a disturbance in the constant load control, which deteriorates the controllability of the constant load control. Therefore, in the first embodiment, there is a possibility that the contact state between the rolled material 90 and the edger roll 25 cannot be maintained equally over the entire length of the rolled material 90.
  • the direction of operation of the hydraulic cylinder when measuring the rolled down position is always the direction that closes the gap 28 between the edger rolls 25. Therefore, there is no change in the direction of the sliding friction of the hydraulic cylinder, and the measurement conditions for measuring the reduced position are kept constant. Therefore, according to the second embodiment, the measurement accuracy of the width of the rolled material 90 can be further improved.
  • the method of correcting the sheet width actual value using the sheet width measurement value explained in the first modification and the second modification of the first embodiment is also applicable to the sheet width control device according to the second embodiment. can do.

Landscapes

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  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

本開示の板幅制御装置は、被圧延材に対し幅圧延を行う一対のエッジャロールを有するエッジャと、エッジャの下流に配置され被圧延材に対し水平圧延を行う一対の水平ロールを有する水平圧延機とを備える可逆圧延機に適用される。本開示の板幅制御装置は、圧下制御装置、圧下位置検出器、トラッキング装置、及び板幅実績値計算装置を備える。圧下制御装置は、逆パス圧延中に一対のエッジャロールが被圧延材に接触するようにエッジャを動作させるように構成される。圧下位置検出器は、逆パス圧延中に一対のエッジャロールが被圧延材に接触しているときのエッジャの圧下位置を検出するように構成される。トラッキング装置は、逆パス圧延中に被圧延材の長手方向の位置を追跡するように構成される。板幅実績値計算装置は、圧下位置検出器の出力とトラッキング装置の出力とに基づいて被圧延材の長手方向の複数位置の板幅実績値を計算するように構成される。

Description

可逆圧延機の板幅制御装置
　本開示は、可逆圧延機の板幅制御装置に関する。
　熱間圧延ラインでは、粗圧延工程及び仕上圧延工程によって被圧延材が製品寸法に加工される。粗圧延工程は水平圧延機とエッジャとを備える可逆圧延機によって行われる。エッジャは水平圧延機の上流側に設置される。エッジャは被圧延材に対し幅圧延を行う一対のエッジャロールを有する。水平圧延機は被圧延材に対し水平圧延を行う一対の水平ロールを有する。粗圧延工程では、被圧延材を正方向に流す正パスと被圧延材を逆方向に流す逆パスとが交互に繰り返される。粗圧延工程では、正パスと逆パスとを繰り返しながらエッジャロールによる幅圧延と水平ロールによる水平圧延とが繰り返され、被圧延材は仕上圧延の開始に適した板幅に加工される。可逆圧延機に関する従来技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２が開示されている。
特開昭５８－０７０９１０号公報 国際公開第２０１６／１８５５８３号
　仕上圧延工程は板幅変更能力が小さいため、粗圧延工程において板幅を作り込むことが求められる。そのためには粗圧延中の被圧延材の板幅を全長にわたって取得する必要がある。特に、最後の正パス圧延において板幅を仕上げるためには、逆パス圧延から最後の正パス圧延の前までに板幅を取得する必要がある。
　しかし、被圧延材の板幅を計測できる幅計は、熱間圧延ラインにおいて可逆圧延機の入側から離れた位置に設置されている場合が多い。その幅計を用いて被圧延材の板幅を全長にわたって計測するためには、被圧延材がエッジャから抜けた後に被圧延材を幅計の設置位置まで搬送せねばならず、時間的ロスが生じてしまう。入側の幅計の位置次第では、逆パス圧延中に被圧延材が幅計に到達する場合がある。しかし、生産性向上のため、被圧延材がエッジャから抜けた後には速やかに逆転操作が行われて正パスの圧延が開始される。このため、板幅を計測できるのは被圧延材の後端側の一部に限られ、全長にわたって板幅を計測することはできない。
　本開示の１つの目的は、時間的ロスによる生産性低下を回避しながら被圧延材の板幅を全長にわたって取得することができる可逆圧延機の板幅制御装置を提供することにある。
　本開示の板幅制御装置は、被圧延材に対し幅圧延を行う一対のエッジャロールを有するエッジャと、エッジャの下流に配置され被圧延材に対し水平圧延を行う一対の水平ロールを有する水平圧延機とを備える可逆圧延機に適用される。本開示の板幅制御装置は、圧下制御装置、圧下位置検出器、トラッキング装置、及び板幅実績値計算装置を備える。圧下制御装置は、逆パス圧延中に一対のエッジャロールが被圧延材に接触するようにエッジャを動作させるように構成されている。圧下位置検出器は、逆パス圧延中に一対のエッジャロールが被圧延材に接触しているときのエッジャの圧下位置を検出するように構成されている。トラッキング装置は、逆パス圧延中に被圧延材の長手方向の位置を追跡するように構成されている。そして、板幅実績値計算装置は、圧下位置検出器の出力とトラッキング装置の出力とに基づいて被圧延材の長手方向の複数位置の板幅実績値を計算するように構成されている。
　本開示の板幅制御装置において、圧下制御装置は、逆パス圧延中、一対のエッジャロールが被圧延材に接触した状態が維持されるようにエッジャに対して荷重一定制御を適用するように構成されてもよい。或いは、圧下制御装置は、逆パス圧延中、以下の処理を繰り返し実行するように構成されてもよい。第１の処理は、一対のエッジャロールが被圧延材に接触していない状態から、一対のエッジャロール間の距離を縮めるようにエッジャを動作させることである。第２の処理は、エッジャの荷重測定値から一対のエッジャロールの被圧延材への接触を検知することである。そして、第３の処理は、一対のエッジャロールの被圧延材への接触が検知されたら、一対のエッジャロール間の距離を広げるようにエッジャを動作させることである。
　本開示の板幅制御装置は、エッジャの下流に配置され被圧延材の板幅を計測するように構成された板幅計をさらに備えてもよい。この場合、板幅実績値計算装置は、板幅計の測定値と水平圧延による幅広がり量とから予測される板幅を用いて板幅実績値を修正するように構成されてもよい。或いは、本開示の板幅制御装置は、エッジャの上流に配置され被圧延材の板幅を計測するように構成された板幅計をさらに備えてもよい。この場合、板幅実績値計算装置は、板幅計の測定値を用いて板幅実績値を修正するように構成されてもよい。
　本開示の板幅制御装置は、圧下位置修正計算装置をさらに備えてもよい。圧下位置修正計算装置は、板幅実績値に基づいて逆パス圧延の次の正パス圧延におけるエッジャの圧下位置の修正量を計算するように構成されてもよい。より詳しくは、長手方向の板幅実績値の分布に合わせて長手方向の位置ごとに圧下位置の修正量を計算してもよいし、長手方向の板幅実績値の平均値に基づいて長手方向全体としての圧下位置の修正量を計算してもよい。
　本開示の板幅制御装置によれば、逆パス圧延中にエッジャロールが被圧延材に接触しているときのエッジャの圧下位置と、逆パス圧延中に追跡される被圧延材の長手方向の位置とに基づいて、被圧延材の長手方向の複数位置の板幅実績値が計算される。これによれば被圧延材を逆パス圧延に必要な距離以上に搬送する必要がないため、時間的ロスによる生産性低下を回避しながら被圧延材の板幅を全長にわたって取得することができる。
本開示の第１実施形態にかかる板幅制御装置とそれが適用された可逆圧延機の構成と、板幅制御装置による逆パス圧延時の処理について説明する図である。 本開示の第１実施形態にかかる逆パス圧延中のエッジャロールの動作を示す図である。 本開示の第１実施形態にかかる板幅制御装置とそれが適用された可逆圧延機の構成と、板幅制御装置による正パス圧延時の処理について説明する図である。 本開示の第１実施形態にかかる板幅制御装置の第１の変形例の構成と、板幅制御装置による逆パス圧延時の処理について説明する図である。 本開示の第１実施形態にかかる板幅制御装置の第２の変形例の構成と、板幅制御装置による逆パス圧延時の処理について説明する図である。 本開示の第２実施形態にかかる逆パス圧延中のエッジャロールの動作を示す図である。
１．第１実施形態
１－１．可逆圧延機の構成
　以下、図１を参照して本開示の第１実施形態に係る可逆圧延機１０の構成について説明する。
　可逆圧延機１０は、被圧延材（スラブ）９０を搬送するローラテーブル８０を備える。ローラテーブル８０は正方向への駆動と逆方向への駆動が可能な複数本のローラを有する。ローラテーブル８０にはその搬送速度を検出する速度検出器８１が取り付けられている。可逆圧延機１０は、ローラテーブル８０による被圧延材９０の搬送ライン上に、幅圧延のためのエッジャ２０と、水平圧延のための水平圧延機３０とを備える。水平圧延機３０は、エッジャ２０に対して搬送ラインの下流に配置されている。
　エッジャ２０は、被圧延材９０を左右から挟むように配置された一対のエッジャロール２５を備える。エッジャロール２５はロールチョック２６、すなわち、ベアリングを備えた軸箱によって支持されている。エッジャ２０は、ロールチョック２６に支持されたエッジャロール２５を被圧延材９０の幅方向に移動させる圧下装置２２を備える。圧下装置２２は油圧シリンダを備え、油圧シリンダによる高速な圧下動作が可能である。
　エッジャ２０は、圧下装置２２による圧延荷重を検出する荷重計測器２４を備える。荷重計測器２４は、具体的には、ロールチョック２６に設けられたロードセルである。ただし、圧下装置２２の油圧シリンダに設けられた油圧検出器を荷重計測器２４として用いることもできる。また、エッジャ２０は、圧下装置２２による圧下位置を検出する圧下位置検出器２３を備える。圧下位置検出器２３は、油圧シリンダの油柱長さを圧下位置の検出値として出力する。ここで、圧下位置とは無負荷時（非圧延時）における一対のエッジャロール２５のギャップを示す値である。圧下位置検出器２３は、両側の油圧シリンダの油柱長さの実測値に基づき圧下位置を演算して出力する。例えば、事前にある基準油柱長さにおいて実際のエッジャロール２５のギャップを計測し（この処理をゼロ調という）、その計測値（ゼロ調時ロールギャップ）から、油柱長さのゼロ調時からの変化量を差し引いた値を圧下位置の検出値として出力する。
　水平圧延機３０は、被圧延材９０を上下から挟むように配置された一対の水平ロール３１を備える。水平ロール３１には水平ロール３１の回転速度を検出する速度検出器３２が取り付けられている。また、水平圧延機３０の出側には熱片検出器（HMD）１００が配置されている。ただし、可逆圧延機１０に配置された熱片検出器１００はそれ一つではなく、被圧延材９０の搬送ライン上の複数個所に熱片検出器１００が配置されている。
１－２．板幅制御装置の構成
　次に、上記のように構成された可逆圧延機１０に適用される板幅制御装置２００の構成について引き続き図１を参照して説明する。
　板幅制御装置２００は、圧下制御装置２１、板幅実績計算装置４０、設定計算装置５０、圧下位置修正計算装置６０、及びトラッキング装置７０から構成される。板幅制御装置２００を構成するこれらの装置２１，４０，５０，６０，７０は、特定用途向け集積回路（ＡSＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、又は別の処理装置であってもよい。装置２１，４０，５０，６０，７０のうちの１又は複数は、２以上のＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、又は別の処理装置の組合せであってもよい。板幅制御装置２００を構成するＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、及び別の処理装置は一連の実行可能な命令を含む。それらの命令が実行されると、対応するＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、及び別の処理装置は後述する各装置２１，４０，５０，６０，７０の機能を実行するようにトリガされる。
　設定計算装置５０は、圧下制御装置２１に対して各種の設定計算値５１を与えるように構成されている。設定計算値５１には、被圧延材９０に対する板幅目標値５１ａが含まれる。荷重目標値５１ａは、最小荷重から最大荷重の範囲において予め定められた値である。最小荷重は安定に荷重を計測できる下限値であり、最大荷重はエッジャ２０の機械的な許容上限値である。
　圧下制御装置２１は、設定計算装置５０から与えられる各種の設定計算値５１に従って動作する。また、圧下制御装置２１には、荷重計測器２４で検出された圧延荷重と、圧下位置検出器２３で検出された圧下位置とが入力される。圧下制御装置２１は、逆パス圧延中に圧下位置検出器２３から入力された圧下位置の検出値を、圧下位置実績値２１ａとして板幅実績計算装置４０に送信するように構成されている。
　トラッキング装置７０は、速度検出器３２で検出された水平ロール３１の回転速度と、速度検出器８１で検出されたローラテーブル８０の搬送速度と、熱片検出器１００の出力とを取得する。トラッキング装置７０は、逆パス圧延中に取得されたそれらの情報を用いて長手方向における被圧延材９０の位置を示すトラッキング情報７１を生成するように構成されている。生成されたトラッキング情報７１は板幅実績計算装置４０に送信される。
　板幅実績計算装置４０は、記憶装置４１と全長板幅実績計算部４２とを含む。圧下制御装置２１から送信された圧下位置実績値２１ａは記憶装置４１に格納される。また、トラッキング装置７０で生成されたトラッキング情報７１も記憶装置４１に格納される。圧下位置実績値２１ａ及びトラッキング情報７１の何れもが被圧延材９０の逆パス圧延中に取得された情報であり、取得されたタイミングによって相互に紐づけられている。これらの情報の取得タイミングは、一定または可変のサンプリング時間間隔や、被圧延材９０の長手方向の位置によって予め定められている。
　全長板幅実績計算部４２は、記憶装置４１に格納された情報に基づいて長手方向の複数位置における被圧延材９０の板幅の実績値を計算するように構成される。板幅の実績値の計算方法の詳細については後述する。全長板幅実績計算部４２で計算された板幅の実績値は圧下位置修正計算装置に入力される。
　圧下位置修正計算装置６０は、全長板幅実績計算部４２で計算された板幅の実績値に基づいて、圧下装置２２による圧下位置の修正量を計算するように構成されている。圧下位置修正計算装置６０により計算される圧下位置の修正量は、板幅の実績値が計算された逆パス圧延の次の正パス圧延において、圧下制御装置２１によるエッジャ２０の制御に用いられる。圧下位置の修正量の計算方法の詳細については後述する。
１－３．板幅制御装置の逆パス圧延時の処理
　逆パス圧延では、被圧延材９０はローラテーブル８０によって矢印の方向に搬送され、その間、一対のエッジャロール２５によって被圧延材９０は左右から挟まれる。逆パス圧延中は、圧下制御装置２１によってエッジャ２０に対して荷重一定制御が適用される。荷重一定制御では、荷重計測器２４で検出される圧延荷重が荷重目標値５１ａと一致するように圧下装置２２が操作される。
　図２は逆パス圧延中のエッジャロール２５の動作を示す図である。荷重一定制御が行われることにより、左右のエッジャロール２５と被圧延材９０とが接触した状態が被圧延材９０の全長にわたって維持されるように、エッジャロール２５間のギャップ２８が制御される。そして、エッジャロール２５が被圧延材９０の側面に沿って相対移動している間に、エッジャロール２５の幅方向位置に対応する圧下位置実績値２１ａが圧下位置検出器２３によって取得される。
　逆パス圧延の終了後、板幅実績計算装置４０による被圧延材９０の板幅実績値の計算が行われる。板幅実績値の計算は全長板幅実績計算部４２で行われる。全長板幅実績計算部４２は、記憶装置４１に記憶された圧下位置実績値２１ａを用いて、以下の式によって全長の板幅実績値を計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記式における各パラメータの意味は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　エッジャミル伸び量は、二次式などで表わされるミルカーブを用いて圧延荷重から計算される。エッジャロールの摩耗量及び熱膨張量は、ゼロ調時のエッジャロール直径からの変化量として考慮される。摩耗量は、予測または計測された圧延荷重や圧延長などから数秒周期で周期的に算出され積算される。熱膨張量は、予測または計測されたロール温度から数秒周期で周期的に算出され積算される。熱膨張量は予測または計測されたロール温度から数秒周期で周期的に算出され積算される。エッジャロールが摩耗しているとき摩耗量は正の値となり、熱膨張しているとき熱膨張量は正の値となる。
　本実施形態では、逆パス圧延中は荷重一定制御によりエッジャロール２５と被圧延材９０とが接触した状態が維持される。このため、長手方向の任意の位置において圧下位置実績値２１ａを取得することができる。全長の板幅実績値を高精度に取得する上では、圧下位置実績値２１ａとトラッキング情報７１とを取得する計測点の数は多いほど好ましい。
　また、本実施形態では、荷重一定制御の荷重目標値５１ａは安定に荷重を計測できる範囲で十分小さい値とされる。そうすることで、逆パス圧延での幅圧下量を小さく保つことができ、被圧延材９０のドッグボーンの発生と、その幅戻りによる幅変動（塑性変形）を無視できる程度に小さくすることができる。その結果、全長の板幅実績値、特に先尾端部における板幅実績値を高精度に取得することができる。
　以上説明したように、本実施形態では、逆パス圧延中の荷重一定制御により取得されるエッジャ２０の圧下位置と、逆パス圧延中に追跡される被圧延材９０の長手方向の位置とに基づいて、被圧延材９０の全長の板幅実績値が計算される。これによれば被圧延材９０を逆パス圧延に必要な距離以上に搬送する必要がない。このため、本実施形態に係る板幅制御装置２００によれば、時間的ロスによる生産性低下を回避しながら、被圧延材９０の板幅を全長にわたって取得することができる。
１－４．板幅制御装置の正パス圧延時の処理
　逆パス圧延の次は正パス圧延が実行される。図３には板幅制御装置２００による正パス圧延時の処理が示されている。正パス圧延では、被圧延材９０はローラテーブル８０によって矢印の方向に搬送され、その間、被圧延材９０はエッジャ２０によって左右から圧延される。エッジャ２０による被圧延材９０の圧延は、正パス圧延の終了時の板幅が全長にわたって一定となるように行われる。
　正パス圧延の開始前には、圧下位置修正計算装置６０によってエッジャ２０の圧下位置の修正量が計算される。圧下位置の修正量は、逆パス圧延時に計算された全長の板幅実績値を用いて計算される。長手方向の板幅実績値の分布に合わせて長手方向の位置ごとに圧下位置の修正量を計算してもよいし、長手方向の板幅実績値の平均値に基づいて長手方向全体としての圧下位置の修正量を計算してもよい。以下の式は、圧下位置の修正量を計算する式の一例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 上記式における各パラメータの意味は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　エッジャ圧下効率は板厚／板幅比の関数で表され、通常０．２～０．８程度の値をとる。逆パス（ｉ－１パス）の板幅基準値には、板幅実績値の所定区間の平均値が用いられる。ただし、平均値に代えて板幅設定計算値を用いてもよい。
　圧下位置修正計算装置６０は、上記の式によって算出されたエッジャ圧下位置修正量６１を圧下制御装置２１に入力する。エッジャ圧下位置修正量６１は、長手方向の板幅実績値の分布に合わせて長手方向の位置ごとに計算されている。また、設定計算装置５０は、荷重目標値５１ａを圧下制御装置２１に入力する。圧下制御装置２１は、それら入力情報とトラッキング装置７０から入力されるトラッキング情報７１との間でタイミングを合わせて、エッジャロール２５間のギャップを制御する。これにより、下流の仕上圧延工程に送られる被圧延材９０の幅精度が向上し、製品の歩留まりが改善される。
１－５．板幅制御装置の第１の変形例の構成と板幅実績値の修正処理
　図４は板幅制御装置２００の第１の変形例を示す。第１の変形例では、板幅制御装置２００は可逆圧延機１０よりも下流に板幅計１１０を備える。また、板幅制御装置２００の板幅実績計算装置４０は、記憶装置４１と全長板幅実績計算部４２と板幅実績修正部４３とで構成される。
　第１の変形例では、逆パス圧延の前の正パス圧延時、水平圧延機３０を通過した被圧延材９０は板幅計１１０に到達し、その板幅を計測される。ただし、被圧延材９０の後端（圧延ラインの進行方向における後端）が水平圧延機３０を通過したことが確認された後、ローラテーブル８０の搬送方向は速やかに正パスから逆パスに切り替えられる。ゆえに、被圧延材９０の全長にわたって板幅が計測されるのではなく、被圧延材９０の後端が水平圧延機３０を通過するまでに板幅計１１０に到達した先端側の一部分９１の板幅のみが計測される。板幅計１１０で得られた板幅測定値１１１は板幅実績計算装置４０に送信され、記憶装置４１に格納される。
　第１の変形例では、全長板幅実績計算部４２で得られた全長の板幅実績値に対して板幅実績修正部４３による修正が行われる。板幅実績値の修正量は、正パス圧延時に板幅計１１０で得られた板幅測定値を用いて、以下の式によって計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
 上記式における各パラメータの意味は以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
 ただし、ｊは以下の条件を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000036
　一般的に、可逆圧延機１０の下流の板幅計１１０は、ロール冷却水などによる計測外乱を避けるために可逆圧延機１０から５ｍ程度以上離れた位置に設置される場合が多い。正パス圧延後に逆パス圧延が行われる場合、正パス圧延の終了後に速やかに逆パス圧延に切り替えられる。このため、可逆圧延機１０の下流の板幅計１１０では計測できない区間（水平圧延機３０から板幅計１１０までの距離に相当）が生じる。板幅実績値補正量は、板幅測定値を測定できた区間内の任意の区間において算出できる。
１－６．板幅制御装置の第２の変形例の構成と板幅実績値の修正処理
　図５は板幅制御装置２００の第２の変形例を示す。第２の変形例では、板幅制御装置２００は可逆圧延機１０よりも上流に板幅計１１０を備える。また、板幅制御装置２００の板幅実績計算装置４０は、記憶装置４１と全長板幅実績計算部４２と板幅実績修正部４３とで構成される。
　第２の変形例では、逆パス圧延時、エッジャ２０を通過した被圧延材９０は板幅計１１０に到達し、その板幅を計測される。ただし、被圧延材９０の先端（圧延ラインの進行方向における先端）が水平圧延機３０を通過したことが確認された後、ローラテーブル８０の搬送方向は速やかに逆パスから正パスに切り替えられる。ゆえに、被圧延材９０の全長にわたって板幅が計測されるのではなく、被圧延材９０の先端がエッジャ２０を通過するまでに板幅計１１０に到達した後端側の一部分９２の板幅のみが計測される。板幅計１１０で得られた板幅測定値１１１は板幅実績計算装置４０に送信され、記憶装置４１に格納される。
　第２の変形例では、全長板幅実績計算部４２で得られた全長の板幅実績値に対して板幅実績修正部４３による修正が行われる。板幅実績値の修正量は、逆パス圧延時に板幅計１１０で得られた板幅測定値を用いて、以下の式によって計算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000038
 上記式における各パラメータの意味は以下の通りである。ただし、第１の変形例に係る式のパラメータと共通のパラメータについては説明を省略する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000039
　一般的に、可逆圧延機１０の上流の板幅計１１０は、上流の圧延機の出側付近に設置される。逆パス圧延後は速やかに正パス圧延に切り替えられるため、可逆圧延機１０の上流の板幅計１１０では計測できない区間（板幅計１１０からエッジャ２０までの距離に相当）が生じる。板幅実績値補正量は、板幅測定値を測定できた区間内の任意の区間において算出できる。
　圧延設備では、経時的に変化する機械的な損耗やロール径の変化を校正して寸法精度を向上させるため、ロール交換や設備停止のたびにゼロ調が行われている。水平圧延機３０は、ロール同士を接触させる方法（キスロール）により測定が可能であるため、実際の圧延に近い条件（荷重）でゼロ調が可能である。一方で、一対のエッジャロール２５は離れた距離にあるため、ロール同士を接触させたゼロ調を行うことはできない。そのため、従来は、間接的にエッジャロールギャップを計測する方法、例えば、停止させた状態のエッジャロールギャップを計測する方法や、既知の寸法の試験材を挟むことにより計測する方法が実施されていた。しかし、間接的な方法では、計測誤差が生じるために、エッジャロールギャップのゼロ調は正しく行われていない場合があった。
　この点に関し、上述の板幅制御装置によれば、不正確なゼロ調やロール摩耗の予測誤差によるエッジャロールギャップの誤差を校正し、高精度な板幅実績値を取得するとともに、幅圧延精度を向上させることができる。
２．第２実施形態
　次に、本開示の第２実施形態に係る板幅制御装置について説明する。本実施形態に係る板幅制御装置は、第１実施形態に係る板幅制御装置とは基本的な構成を共通にする。つまり、本実施形態に係る板幅制御装置は、第１実施形態と同様に図１に示される構成を有する。本実施形態に係る板幅制御装置と第１実施形態に係る板幅制御装置との相違点は、逆パス圧延時に行わる圧下制御装置２１によるエッジャ２０の制御にある。詳しくは、圧下制御装置２１により制御されるエッジャロール２５の動作に違いがある。
　図６は本実施形態にかかる逆パス圧延中のエッジャロール２５の動作を示す図である。図６において破線で示される動線は、被圧延材９０に対する相対的なエッジャロール２５の動作、つまり、エッジャ２０の圧下位置の動作を示す動線である。第２実施形態では、被圧延材９０の長手方向に複数の計測点が予め定められ、各計測点について板幅実績値が取得される。図６に示される例では、動線が被圧延材９０に接触している点が板幅実績値が取得される計測点である。計測点は一定または可変のサンプリング時間間隔や長さ間隔によって定められている。
　逆パス圧延の開始前のエッジャ２０の圧下位置は、エッジャロール２５が被圧延材９０に接触しない位置とされる。そして、トラッキング情報７１から、予め定めた被圧延材９０の計測点がエッジャロール２５の位置に到達したことが検知される（時点ｔ０）。
　次に、エッジャロール２５間のギャップ２８を狭くする方向にエッジャ２０が操作される（動作１）。このときのエッジャ２０の圧下速度は、逆パス圧延の開始前に、圧下装置２２及び荷重計測器２４の応答特性や圧下制御装置２１の制御周期を考慮して予め定められる。具体的には、一定速度、又は圧下位置によって定まる速度とされる。
　圧下速度の制御中は、圧延荷重及び単位時間あたりの圧延荷重の変化量が監視される。そして、エッジャロール２５が被圧延材９０に接触して圧延荷重が荷重目標値に達したとき（時点ｔ１）、その時点でのエッジャ２０の圧下位置と被圧延材９０の長手方向位置とが記憶装置４１に記憶される。なお、荷重目標値は、安定に荷重を計測でき、且つ、幅圧下量またはドッグボーン盛り上がり量が許容上限を超えない範囲において予め定められた値である。
　その後、予め定められた距離だけエッジャロール２５間のギャップ２８を広げるようにエッジャ２０が操作される（動作２）。そして、予め定めた被圧延材９０の次の計測点がエッジャロール２５の位置に到達するまで、ギャップ２８を維持したままエッジャロール２５は待機させられる（動作３）。
　第１実施形態では、荷重一定制御が行われることによって圧下装置２２の油圧シリンダは開かれたり閉められたりし、その度に油圧シリンダの摺動摩擦の方向が変化する。油圧検出器を荷重計測器２４として使用する場合は、摺動摩擦の方向の変化は荷重一定制御における外乱となり、荷重一定制御の制御性を悪化させる。このため、第１実施形態では、被圧延材９０とエッジャロール２５との接触状態を被圧延材９０の全長にわたって等しく保持できない可能性がある。
　これに対して、第２実施形態では、圧下位置の測定時における油圧シリンダの動作の方向は、常にエッジャロール２５間のギャップ２８を閉める方向となる。このため、油圧シリンダの摺動摩擦の方向に変化は生じず、圧下位置を測定する際の測定条件は一定に揃えられる。ゆえに、第２実施形態によれば、被圧延材９０の板幅の測定精度をより向上させることができる。
　なお、第１実施形態の第１の変形例及び第２の変形例において説明した板幅測定値を用いた板幅実績値の修正方法は、第２実施形態に係る板幅制御装置にも適用することができる。
１０　可逆圧延機
２０　エッジャ
２２　圧下装置
２１　圧下制御装置
２３　圧下位置検出器
２４　荷重計測器
２５　エッジャロール
３０　水平圧延機
４０　板幅実績計算装置
５０　設定計算装置
６０　圧下位置修正計算装置
７０　トラッキング装置
３１　水平ロール
９０　被圧延材
１１０　板幅計
２００　板幅制御装置

Claims (6)

  1. 　被圧延材に対し幅圧延を行う一対のエッジャロールを有するエッジャと、前記エッジャの下流に配置され前記被圧延材に対し水平圧延を行う一対の水平ロールを有する水平圧延機とを備える可逆圧延機の板幅制御装置において、
    　逆パス圧延中に前記一対のエッジャロールが前記被圧延材に接触するように前記エッジャを動作させるように構成された圧下制御装置と、
    　前記逆パス圧延中に前記一対のエッジャロールが前記被圧延材に接触しているときの前記エッジャの圧下位置を検出するように構成された圧下位置検出器と、
    　前記逆パス圧延中に前記被圧延材の長手方向の位置を追跡するように構成されたトラッキング装置と、
    　前記圧下位置検出器の出力と前記トラッキング装置の出力とに基づいて前記被圧延材の長手方向の複数位置の板幅実績値を計算するように構成された板幅実績値計算装置と、を備える
    ことを特徴とする可逆圧延機の板幅制御装置。
  2. 　請求項１に記載の可逆圧延機の板幅制御装置において、
    　前記圧下制御装置は、前記一対のエッジャロールが前記被圧延材に接触した状態が維持されるように前記エッジャに対して荷重一定制御を適用するように構成されている
    ことを特徴とする可逆圧延機の板幅制御装置。
  3. 　請求項１に記載の可逆圧延機の板幅制御装置において、
    　前記圧下制御装置は、
    　　前記一対のエッジャロールが前記被圧延材に接触していない状態から、前記一対のエッジャロール間の距離を縮めるように前記エッジャを動作させることと、
    　　前記エッジャの荷重測定値から前記一対のエッジャロールの前記被圧延材への接触を検知することと、
    　　前記一対のエッジャロールの前記被圧延材への接触が検知されたら、前記一対のエッジャロール間の距離を広げるように前記エッジャを動作させることと、を繰り返し実行するように構成されている
    ことを特徴とする可逆圧延機の板幅制御装置。
  4. 　請求項１に記載の可逆圧延機の板幅制御装置において、
    　前記エッジャの下流に配置され前記被圧延材の板幅を計測するように構成された板幅計をさらに備え、
    　前記板幅実績値計算装置は、前記板幅計の測定値と前記水平圧延による幅広がり量とから予測される板幅を用いて前記板幅実績値を修正するように構成された
    ことを特徴とする可逆圧延機の板幅制御装置。
  5. 　請求項１に記載の可逆圧延機の板幅制御装置において、
    　前記エッジャの上流に配置され前記被圧延材の板幅を計測するように構成された板幅計をさらに備え、
    　前記板幅実績値計算装置は、前記板幅計の測定値を用いて前記板幅実績値を修正するように構成された
    ことを特徴とする可逆圧延機の板幅制御装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか１項に記載の可逆圧延機の板幅制御装置において、
    　前記板幅実績値に基づいて前記逆パス圧延の次の正パス圧延における前記エッジャの圧下位置の修正量を計算するように構成された圧下位置修正計算装置をさらに備える
    ことを特徴とする可逆圧延機の板幅制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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