JP2000237811A - 熱間圧延機の板幅制御装置 - Google Patents

熱間圧延機の板幅制御装置

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JP2000237811A
JP2000237811A JP11043670A JP4367099A JP2000237811A JP 2000237811 A JP2000237811 A JP 2000237811A JP 11043670 A JP11043670 A JP 11043670A JP 4367099 A JP4367099 A JP 4367099A JP 2000237811 A JP2000237811 A JP 2000237811A
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rolling mill
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vertical
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Kozo Yamahashi
橋 浩 三 山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 把握及び予測が難しい幅変形挙動に対処で
き、実際に圧延された熱延鋼板の幅の誤差を小さくする
ことを可能にする熱間圧延機の板幅制御装置を提供す
る。 【解決手段】 圧延材を幅方向に圧延する竪型圧延機
と、竪型圧延機の下流にて圧延材を厚さ方向に圧延する
水平圧延機とが組として配置された熱間圧延機におい
て、竪型圧延機の入側の板幅及び板厚の各目標値、水平
圧延機の出側の板幅及び板厚の各目標値、並びに竪型圧
延機及び水平圧延機の各ロール半径をそれぞれ設定する
目標設定手段と、水平圧延後の板幅を板幅目標値に一致
させるように竪型圧延機のロール開度を設定するロール
開度設定手段と、水平圧延後の板幅実績値を計測する板
幅計測手段と、計測された水平圧延後の板幅実績値と板
幅目標値との偏差を学習する学習手段と、学習された偏
差から竪型圧延機の竪型ロールの開度補正量を計算し、
ロール開度設定手段で設定された竪型圧延機のロール開
度を補正する補正手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板等を圧延する
圧延機系列のうち、圧延材を幅方向に圧延する竪型圧延
機と、この竪型圧延機の下流にて圧延材を厚さ方向に圧
延する水平圧延機とが組として配置された熱間圧延機の
板幅制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延機においては、圧延材を竪型圧
延機によって幅方向に圧延し、続いて水平圧延機によっ
て厚さ方向に圧延する操作が複数回繰返され、所定の板
幅、板厚にして仕上圧延機に送られる。
【0003】竪型圧延機によって幅方向に圧延すれば幅
が狭くなり、板幅端部は盛り上がり、いわゆる、ドッグ
ボーン形状となる。水平圧延機によって厚さ方向に圧延
を行うと厚さが薄くなり、長手方向に延びるが、圧延材
料が厚い場合には幅も広がる。従って、竪型圧延機によ
って圧延して得られるドッグボーン形状の圧延材を水平
圧延機で圧延した場合の幅広がりは大きくなる。
【0004】そこで、目標の幅を持つ熱延鋼板を生産す
るに当たり、前述の幅変形挙動を正確に把握し、次い
で、幅変形挙動を正確に予測し、この予測に基づいて竪
型圧延機のロール開度を設定する必要がある。
【0005】幅変形挙動を予測するための各種モデル式
が提案されている。例えば、文献、「板圧延の理論と実
際」、社団法人日本鉄鋼協会、昭和59年9月1日発
行、第72頁乃至77頁に「板圧延時の幅変形特性」と
して記載されているように、竪型圧延機及び水平圧延機
の幅形状は、主に、圧延前の圧延材の板幅、板厚、竪型
圧延機のロール半径、竪型圧延後の板幅、水平圧延機の
ロール半径、水平圧延後の板厚の影響を受けて決定され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】竪型圧延機のロール開
度を設定するに当たり必要となる幅変形挙動の把握及び
予測には、経験的あるいは実験的にデータを蓄積し、実
験的あるいは統計的な手法を用いていた。従って、幅変
形挙動を把握及び予測をするモデル式は、完全に幅変形
挙動を把握及び予測しきれるものではなかった。そのた
めに、実際に圧延された熱延鋼板の幅は統計的な誤差を
含んでいるという問題があった。
【0007】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、把握及び予測が難しい幅変形挙動に対処
でき、実際に圧延された熱延鋼板の幅の誤差を小さくす
ることを可能にする熱間圧延機の板幅制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
圧延材を幅方向に圧延する竪型圧延機と、竪型圧延機の
下流にて圧延材を厚さ方向に圧延する水平圧延機とが組
として配置された熱間圧延機の板幅制御装置において、
竪型圧延機の入側の板幅及び板厚の各目標値、水平圧延
機の出側の板幅及び板厚の各目標値、並びに竪型圧延機
及び水平圧延機の各ロール半径をそれぞれ設定する目標
設定手段と、水平圧延機による水平圧延後の板幅を目標
設定手段で設定された板幅目標値に一致させるように竪
型圧延機のロール開度を設定するロール開度設定手段
と、水平圧延機による水平圧延後の板幅実績値を計測す
る板幅計測手段と、板幅継続手段で計測された水平圧延
後の板幅実績値と目標設定手段で設定された水平圧延後
の板幅目標値との偏差を学習する学習手段と、学習手段
によって学習された偏差から竪型圧延機の竪型ロールの
開度補正量を計算し、ロール開度設定手段で設定された
竪型圧延機のロール開度を補正する補正手段と、を備え
たことを特徴とするものである。
【0009】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
熱間圧延機の板幅制御装置において、学習手段は現圧延
パスの偏差を学習し、その学習結果を同一の圧延材に対
する次々圧延パスの圧延に反映させることを特徴とする
ものである。
【0010】請求項3に係る発明は、請求項1に記載の
熱間圧延機の板幅制御装置において、学習手段は圧延パ
ス毎に偏差を学習し、その学習結果を次圧延材の該当圧
延パスに反映させることを特徴とするものである。
【0011】請求項4に係る発明は、請求項2に記載の
熱間圧延機の板幅制御装置において、学習手段は学習結
果を圧延材の同一ロット毎に保存する学習結果保存手段
を備えたことを特徴とするものである。
【0012】請求項5に係る発明は、請求項3に記載の
熱間圧延機の板幅制御装置において、学習手段は圧延パ
ス毎に偏差を学習し、その学習結果を圧延材の同一ロッ
ト毎に保存する学習結果保存手段を備えたことを特徴と
するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係
る熱間圧延機の板幅制御装置の第1の実施形態の構成
を、圧延系統と併せて示したブロック図である。同図に
おいて、圧延材1はA矢印方向、すなわち、圧延ライン
の上流(図面の左側)から搬入され、竪型圧延機2によ
って幅方向に圧延され、続いて水平圧延機3によって厚
さ方向に圧延されて、圧延ラインの下流(図面の右側)
に進められる。次に、圧延材1は矢印Bに示す方向、す
なわち、圧延ラインの下流から上流に向かって移動せし
められ、水平圧延機3によって厚さ方向に圧延され、場
合によっては、竪型圧延機2によって幅方向に圧延され
て、図面の左方向に進められる。以下、同様な圧延パス
(以下、単にパスとも言う)が複数回繰返され、所定の
板幅及び板厚にされた後、圧延ラインの下流に配置され
た仕上圧延機に送られる。
【0014】このように、圧延パスが複数回繰返される
と、竪型圧延機2の上流側が圧延材1の入側になったり
出側になったりする。同様に水平圧延機3の下流側が圧
延材1の出側になったり入側になったりする。本明細書
では圧延ラインにおける圧延材1の全体的な搬送方向を
基準にして、竪型圧延機2の上流側を圧延材1の入側、
水平圧延機3の下流側を圧延材1の出側と称することと
する。
【0015】本実施形態は、目標設定手段4によって竪
型圧延機2の入側の板幅及び板厚の各目標値、水平圧延
機3の出側の板幅及び板厚の各目標値、並びに竪型圧延
機2及び水平圧延機3の各ロール半径を設定すると、ロ
ール開度設定手段5が水平圧延後の板幅を板幅目標値に
一致させるように竪型圧延機2のロール開度を設定する
一方、水平圧延機3による水平圧延後の板幅実績値を板
幅計測手段6で計測し、学習手段7が板幅計測手段6で
計測された板幅実績値と目標設定手段4で設定された板
幅目標値との偏差を学習し、この学習によって得られた
偏差から補正手段8が竪型圧延機2の竪型ロールの開度
補正量を計算し、ロール開度設定手段5で設定された竪
型圧延機のロール開度を補正する構成としたものであ
る。
【0016】上記のように構成された本実施形態の動作
について以下に説明する。先ず、目標設定手段4は、前
述の各圧延パスでの竪型圧延機2の入側の板幅及び板厚
の各目標値、水平圧延機3の出側の板幅及び板厚の各目
標値、並びに竪型圧延機2及び水平圧延機3の各ロール
半径を設定する。なお、ロール半径は実際の圧延機に組
込まれているワークロールの半径である。
【0017】次に、ロール開度設定手段5は、目標設定
手段4で設定された板幅及び板厚の各目標値に基づい
て、水平圧延機3の出側の板幅が板幅目標値に一致する
ような竪型圧延機2のロール開度を計算する。ここで
は、幅変形挙動を数式化したモデル式が使用される。上
述した文献、「板圧延の理論と実際」にその幾つかが記
載されており、例えば、次式を使用すれば良い。
【0018】
【数1】 ただし、 BI :竪型圧延機の入側の板幅 BE :竪型圧延機の出側の板幅 BR :水平圧延機の出側の板幅 H :水平圧延機の入側の板厚 h :水平圧延機の出側の板厚 RE :竪型圧延機のロール半径 R :水平圧延機のロール半径 (I):I番目の圧延パス である。
【0019】この場合、水平圧延機3の出側の板幅を目
標値に置き換えてモデル式(1)を解いて、竪型圧延機
2の出側の板幅を求める。ロール開度設定手段5は、さ
らに、圧延時の竪型圧延機2における延び分SM (I)
を考慮して竪型圧延機2のロール開度設定値SE (I)
を次式によって求める。
【0020】
【数2】 一方、水平圧延機3の出側に設置された板幅計測手段6
は、水平圧延機3で圧延された圧延材1の板幅実績値を
計測する。学習手段7は目標設定手段4で設定された水
平圧延機3の出側の板幅目標値と、板幅計測手段6で計
測された水平圧延機3の出側の板幅実績値との偏差を学
習する。この場合、板幅実績値と板幅目標値との偏差を
求めるが、該当圧延パスの誤差のみを偏差とするのでは
なく、2パス前までの誤差の影響を考慮した次式を使用
する。
【0021】
【数3】 ただし、添え字tar は目標を、act は実績を、γは調整
ゲインを、Iは1,3,5,…の奇数で、竪型圧延に続
いて水平圧延を行う図1に示す矢印A方向の圧延をそれ
ぞれ示す。また、(I−2)はIパスよりも2パス前を
表す。すなわち、図1に示す矢印A方向の圧延の一回前
の矢印A方向の圧延を示す。なお、I=1のときには
(3)式の右辺第2項は0とする。次に、学習手段7は
この偏差を次式によって学習する。
【0022】
【数4】 ここで、Zは学習値、βは学習ゲインを表す。これによ
り当該パスでの圧延結果が次々パスに反映されることに
なる。なお、(4)式は学習方法の一例であり、他にも
種々の学習方法が公表されている。
【0023】次に、補正手段8は学習手段7で得られた
結果から次式によって竪型圧延機2のロール開度の設定
値を補正する。
【0024】
【数5】 ここで、(5)式の右辺第3項が補正手段8によって得
られた補正項である。また、αは補正ゲインである。こ
れにより実際の圧延結果、すなわち、水平圧延機3の出
側での板幅目標値と実績値との差が次々パスに反映さ
れ、次々パスでは板幅精度のより高い圧延を実施するこ
とができる。
【0025】以上、補正手段8が該当パスの圧延結果を
次々パスに反映させる場合について説明したが、各パス
毎に学習値ZK を用意し、1本の圧延材の圧延終了後
に、これらの学習値ZK を更新し、次の圧延材に学習結
果を反映させることもできる。この場合、学習手段7は
K本目の圧延材について、次式の学習を実施する。
【数6】 次に補正手段8は学習手段7で得られた結果から次式に
よって竪型圧延機2のロール開度の設定値を補正する。
【0026】
【数7】 かくして、図1に示した第1の実施形態によれば、水平
圧延機出側の板幅実績値と板幅目標値との偏差を学習
し、その学習結果に基づいて竪型圧延機のロール開度を
補正するので、熱延鋼板の幅の誤差を従来装置より小さ
くすることができる。
【0027】図2は本発明に係る熱間圧延機の板幅制御
装置の第2の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示し
たブロック図である。図中、図1と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は図
1に示した第1の実施形態に対して、学習手段7で学習
した学習値Zを圧延材のロット毎に保存し、あるロット
の圧延開始時に学習手段7に提供するための学習値保存
手段9を付加した構成になっている。すなわち、ある圧
延材のロットの圧延開始時に、圧延状態が類似のロット
の学習値を学習手段7に与え、学習手段7はこの学習値
を初期値として(4)式により学習を開始する。そし
て、学習値保存手段9はこのロットの圧延終了時には学
習手段7の学習結果を該当する場所に保存する。
【0028】なお、学習値保存手段9として、圧延材の
ロットごとに学習値を保存する代わりに、圧延材のロッ
ト毎に各パス毎の学習値ZK を保存するものを用い、学
習手段7があるロットの圧延開始時に学習値保存手段9
に保存された該当ロットの学習値を初期値として(6)
式により学習を開始する構成とすることもできる。そし
て、学習値保存手段9はこのロットの圧延終了時には学
習手段7の学習結果を該当する場所に保存する。
【0029】かくして、図2に示した第2の実施形態に
よれば、図1に示した第1の実施形態と比較して熱延鋼
板の幅の誤差をより一層小さくすることができる。
【0030】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、水平圧延機の出側の板幅実績値と板幅目
標値との偏差を学習し、その学習結果に基づいて竪型圧
延機のロール開度の設定値を補正するようにしたので、
従来装置と比較して熱延鋼板の誤差をより小さくするこ
とが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱間圧延機の板幅制御装置の第1
の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示したブロック
図。
【図2】本発明に係る熱間圧延機の板幅制御装置の第2
の実施形態の構成を、圧延系統と併せて示したブロック
図。
【符号の説明】
1 圧延材 2 竪型圧延機 3 水平圧延機 4 目標設定手段 5 ロール開度設定手段 6 板幅計測手段 7 学習手段 8 補正手段 9 学習値保存手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延材を幅方向に圧延する竪型圧延機と、
    前記竪型圧延機の下流にて圧延材を厚さ方向に圧延する
    水平圧延機とが組として配置された熱間圧延機の板幅制
    御装置において、 前記竪型圧延機の入側の板幅及び板厚の各目標値、前記
    水平圧延機の出側の板幅及び板厚の各目標値、並びに前
    記竪型圧延機及び水平圧延機の各ロール半径をそれぞれ
    設定する目標設定手段と、 前記水平圧延機による水平圧延後の板幅を前記目標設定
    手段で設定された板幅目標値に一致させるように前記竪
    型圧延機のロール開度を設定するロール開度設定手段
    と、 前記水平圧延機による水平圧延後の板幅実績値を計測す
    る板幅計測手段と、 前記板幅継続手段で計測された水平圧延後の板幅実績値
    と前記目標設定手段で設定された水平圧延後の板幅目標
    値との偏差を学習する学習手段と、 前記学習手段によって学習された偏差から前記竪型圧延
    機の竪型ロールの開度補正量を計算し、前記ロール開度
    設定手段で設定された竪型圧延機のロール開度を補正す
    る補正手段と、 を備えたことを特徴とする熱間圧延機の板幅制御装置。
  2. 【請求項2】前記学習手段は現圧延パスの偏差を学習
    し、その学習結果を同一の圧延材に対する次々圧延パス
    の圧延に反映させることを特徴とする請求項1に記載の
    熱間圧延機の板幅制御装置。
  3. 【請求項3】前記学習手段は圧延パス毎に偏差を学習
    し、その学習結果を次圧延材の該当圧延パスに反映させ
    ることを特徴とする請求項1に記載の熱間圧延機の板幅
    制御装置。
  4. 【請求項4】前記学習手段は学習結果を圧延材の同一ロ
    ット毎に保存する学習結果保存手段を備えたことを特徴
    とする請求項2に記載の熱間圧延機の板幅制御装置。
  5. 【請求項5】前記学習手段は圧延パス毎に偏差を学習
    し、その学習結果を圧延材の同一ロット毎に保存する学
    習結果保存手段を備えたことを特徴とする請求項3に記
    載の熱間圧延機の板幅制御装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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