JP2002282918A - 連続冷間圧延時の形状制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過
する時期の前後における圧延速度減速域及び圧延速度増
速域で、発生しがちな形状不良の防止。 【解決手段】圧延荷重変化量を変数として板端から距離
が異なる複数箇所の板幅中央に対する伸び率差変化量を
表す第１数式モデル及び張力の変化量を変数として伸び
率差の変化量を表す第２数式モデルを予め作成してお
く。製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する時
期の前後における圧延速度減速域から圧延速度増速域ま
での期間内に圧延荷重変化量の予測値を第１数式モデル
に代入して伸び率差変化量が目標値に一致するようにワ
ークロールベンダー及び／又は中間ロールベンダーの制
御量を設定又は補正し、最終スタンドの張力変更時に張
力変化量を第２数式モデルに代入して伸び率差の変化量
が目標値に一致するようにワークロールベンダー及び／
又は中間ロールベンダーの制御量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧延機入側で複数の被
圧延材を順次溶接し、連続的に冷間圧延する際の形状制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続圧延機を用いた連続冷間圧延は、冷
間圧延能力や歩留を向上させる上で有効な製造方法であ
る。連続冷間圧延では、製造種類の変更点において冷間
圧延条件の設定値が走間設定変更されている。製造種類
の変更点は、被圧延材の材質や寸法が変更される点であ
り、通常の先行被圧延材と後続被圧延材との連結部であ
る溶接点と一致するところが多い。しかし、たとえば１
種類の被圧延材から板厚の異なる数種類の冷間圧延材を
製造する場合等においては、溶接点以外に製造種類の変
更点が設定されることがある。

【０００３】圧延条件が変更される製造品種の変更点前
後では、被圧延材の形状変化が生じやすいので、次のよ
うな形状制御によって形状を確保している。製造種類の
変更点前後における最終圧延スタンドの圧延速度及び張
力の経時変化を概略的に示す図１のタイムチャートにみ
られるように、時刻ｔ₁で圧延速度の減速が開始され、
時刻ｔ₂で減速が終了する。時刻ｔ₂は、通常、製造種類
の変更点が連続圧延機の初段圧延スタンドに到達する時
刻よりも前に設定される。圧延速度の減速によって圧延
油の油膜が薄くなって摩擦係数が大きくなるため圧延荷
重が増加する。

【０００４】この間、形状検出器からの信号に基づいた
フィードバック制御で形状制御されており、最終圧延ス
タンドのワークロールベンダー力及び中間ロールベンダ
ー力を増加することにより圧延荷重の増加に起因する耳
伸びを防止している。しかし、圧延速度の変化が大き
く、結果として圧延荷重の変化が大きくなる場合、応答
性に難点があるフィードバック制御による形状制御では
圧延荷重の変化に追従できず耳伸びが生じることがあ
る。発生した耳伸びは、時刻ｔ₂以降の一定低圧延速度
域におけるフィードバック制御により低減されていく
が、良好な水準に達するまでに時間を要し、形状不良部
が長くなりがちである。

【０００５】最終圧延スタンドの張力は、製造種類の変
更点で製品分割するための走間剪断時に剪断衝撃を緩和
するため、時刻ｔ₃で大幅に低減される。しかし、圧延
荷重を増大させる原因である張力の低減は、被圧延材の
形状を悪化させ、耳伸びの発生を促進させる。そこで、
形状検出器からの信号に基づいたフィードバック制御で
張力低減後の形状を制御しているが、応答性の低いフィ
ードバック制御のため、張力の大幅低減に起因する形状
悪化に対して短時間で対応できず、時刻ｔ₃後も耳伸び
が大きくなる場合が多い。張力の低減に伴った耳伸び形
状への変化は、張力低減時の張力変化に起因する形状変
化に見合うようにロールベンダー力を補正するセットア
ップ制御によって防止される（特許第２７５２５８９号
公報）。しかし、張力の変化量と耳伸び形状への変化量
との定量的な関係が明確にされていないので、耳伸び形
状の補正量が小さ過ぎて耳伸びを補正しきれず、或いは
過剰な補正量に起因する中伸びが発生することがある。

【０００６】時刻ｔ₄では、製造種類の変更に対応して
最終圧延スタンドの圧延条件がセットアップ制御で設定
される。この圧延条件の設定では、後続被圧延材の材質
や寸法に応じて圧下力，ロールベンダー力，中間ロール
位置等が設定される。このとき、圧延速度及び最終圧延
スタンド出側張力は、前述した低減状態のままに維持さ
れる。時刻ｔ₅では、製造種類の変更点の走間剪断が完
了し、後続被圧延材の先端が巻取りリールに巻き取られ
る。同時に最終圧延スタンドの出側張力を増加させる。
ここでも、張力低減時と同様に、張力変化に伴った形状
変化に見合うようにロールベンダー力を補正するセット
アップ制御により張力増大に起因する中伸びへの形状変
化を防止する（前掲特許第２７５２５８９号公報）。こ
の場合にも、張力の変化量と耳伸び形状への変化量との
定量的な関係が明確にされていないことから、中伸び形
状の補正量が小さ過ぎて中伸びを補正しきれず、或いは
過剰な補正量に起因する耳伸びが発生することがある。

【０００７】時刻ｔ₆で圧延速度の増速が開始され、時
刻ｔ₇で増速が終了する。圧延速度の増速によって圧延
油の油膜が厚くなり、摩擦係数が小さくなるので圧延荷
重が減少する。この間、形状検出器からの信号に基づく
フィードバック制御で形状制御され、圧延荷重の減少に
伴った中伸びを防止するため最終圧延スタンドのワーク
ロールベンダー力及び中間ロールベンダー力を減少させ
る。しかし、圧延速度の変化が大きく、結果として圧延
荷重の変化が大きくなる場合、応答性に難点のあるフィ
ードバック制御による形状制御では圧延荷重の変化に追
従できず中伸びを生じることがある。発生した中伸び
は、時刻ｔ₇以降の一定圧延速度域におけるフィードバ
ック制御により低減されていくが、良好な水準に達する
までに時間を要し、形状不良部が長くなりがちである。
増速を終了させた時刻ｔ₇後、圧延速度が一定に保持さ
れ、フィードバック制御で形状制御される。フィードバ
ックに要する一定時間が経過した後では、良好な水準に
形状が維持されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の連続冷間圧延で
は、前述したように圧延速度の減速時及び増速時に圧延
荷重の変化が大きく、応答性に難点のあるフィードバッ
ク制御では圧延荷重の変化に追従できず、被圧延材の形
状が悪化する。また、張力変化時、ロールベンダー力を
補正するセットアップ制御によって張力変化に起因する
形状変化を防止できるが，張力の変化量と形状変化量と
の定量的な関係が明確になっていないので，形状の補正
量が不足し、或いは過剰な補正量による耳伸びや中伸び
等の形状不良が避けられない。

【０００９】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、圧延速度減速時及び圧延速度増速
時に板端からの距離が異なる複数箇所における伸び率と
板幅中央部の伸び率との差に圧延荷重が及ぼす影響を取
り込んだ第１数式モデルを用いてフィードフォワード制
御すると共に、張力変更時に板端からの距離が異なる複
数箇所における伸び率と板幅中央部の伸び率との差に張
力が及ぼす影響を取り込んだ第２数式モデルを用いてセ
ットアップ制御することにより、製造種類の変更点が最
終圧延スタンドを通過する時期の前後で圧延速度減速か
ら圧延速度増速までの期間に発生しがちな形状不良を防
止し、良好な形状の冷延鋼帯を高い歩留で製造すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の形状制御方法
は、その目的を達成するため、複数の圧延スタンドがタ
ンデム配列された連続圧延機の入側から複数の被圧延材
を順次溶接して連続的に送り込み連続冷間圧延すると
き、圧延荷重の変化量を変数として板端から距離が異な
る複数箇所の板幅中央に対する伸び率差の変化量を表す
第１数式モデル及び張力の変化量を変数として板端から
の距離が異なる複数箇所の板幅中央に対する伸び率差の
変化量を表す第２数式モデルを予め作成し、製造種類の
変更点が最終圧延スタンドを通過する時期の前後で圧延
速度減速時及び増速時に、圧延荷重変化量を第１数式モ
デルに代入して前記伸び率差の変化量が目標値に一致す
るようにワークロールベンダー及び／又は中間ロールベ
ンダーの制御量を設定又は補正すると共に、製造種類の
変更点が最終圧延スタンドを通過する時期の前後におけ
る最終スタンドの張力変更時に張力変化量を第２数式モ
デルに代入して前記伸び率差の変化量が目標値に一致す
るようにワークロールベンダー及び／又は中間ロールベ
ンダーの制御量を設定することを特徴とする。圧延速度
減速域及び圧延速度増速域では、形状検出器からの信号
に基づいてワークロールベンダー及び／又は中間ロール
ベンダーの制御量を更に補正するフィードバック制御を
組み合わせてもよい。

【００１１】

【実施の形態】本発明者等は、圧延荷重の変化に追従し
てワークロールベンダー力及び／又は中間ロールベンダ
ー力の制御量を設定又は補正することにより、製造種類
の変更点が最終圧延スタンドを通過する時期の前後で圧
延速度減速時及び圧延速度増速時に良好な形状が得られ
るような連続圧延機における形状制御方法を種々調査検
討した。その結果、板端からの距離が異なる複数箇所に
おける伸び率と板幅中央部の伸び率との差が圧延荷重と
比例関係にあることに着目し、伸び率の差に圧延荷重が
及ぼす影響を取り込んだ第１数式モデルを用いてフィー
ドフォワード制御すると、形状制御手段が精度良く且つ
高い応答性で働き、圧延速度減速時及び圧延速度増速時
においても良好な形状の冷延鋼帯を製造できることを見
出し、特願２０００−０８５７０８号として出願した。

【００１２】本発明では、更に張力変化に対応してワー
クロールベンダー及び／又は中間ロールベンダーの制御
量を調整することにより冷延鋼帯の形状精度を一層向上
させている。すなわち、板端からの距離が異なる複数箇
所における伸び率と板幅中央部の伸び率との差と張力が
比例関係にあることから、伸び率の差に張力が与える影
響を取り込んだ第２数式モデルが確立される。この第２
数式モデルを形状のセットアップ制御に使用すると、張
力変更時においても良好な形状をもつ冷延鋼帯が製造さ
れる。また、形状検出器からの信号に基づいたフィード
バック制御と組み合わせると、冷延鋼帯の形状精度が一
層改善される。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。圧延形状
は、板幅方向に関して異なった複数箇所における伸び率
と板幅方向中央部の伸び率の差（以下、伸び率差とい
う）で評価できる。具体的には、板幅中央に対する板端
部及びクォータ部それぞれの伸び率差ε_e，ε_qで圧延形
状を定義できる。伸び率差ε_e，ε_qは、板端部の伸び率
をｅｌ_e，クォータ部の伸び率をｅｌ_q，板幅中央の伸び
率をｅｌ_cとするとき、式（１）及び（２）で表され
る。なお、板端部及びクォータ部は、形状を適切に表し
且つ精度のよい数式モデルが得られるように経験的に位
置設定される。 ε_e＝ｅｌ_e−ｅｌ_c ・・・・（１） ε_q＝ｅｌ_q−ｅｌ_c ・・・・（２）

【００１４】圧延材の形状変化に及ぼす影響要因には、
板厚，材質，張力，潤滑状態，圧延荷重及びワークロー
ルベンダー，中間ロールベンダー，中間ロールシフト等
の形状制御手段の制御量がある。板厚は、重要な品質項
目であり，通常は自動板厚制御によってほぼ一定値とな
るように制御される。材質，張力及び潤滑状態は、圧延
材の形状に影響するが、その影響のほとんどは圧延荷重
を介したロール撓みの変化によって生じる。したがっ
て、圧延中に形状変化を支配する主要因は、圧延荷重及
び形状制御手段の制御量である。形状制御手段の代表的
なものとしては、ワークロールベンダー，中間ロールベ
ンダー，中間ロールシフト等があるが、応答性を考慮す
ると圧延中は中間ロールシフトを固定し、ワークロール
ベンダー及び中間ロールベンダーを制御手段として使用
することが好ましい。

【００１５】圧延荷重及び形状制御手段の制御量が伸び
率差ε_e，ε_qに及ぼす影響を種々調査検討した結果か
ら、各要因の間に次の関係が成立していることが判っ
た。圧延荷重の変化は、ロール撓みの変化として現れ、
圧延材の形状を変化させる。単位幅当りの圧延荷重ｐ及
びロール撓み量は、弾性領域における変形であることか
らほぼ直線的な関係にある。したがって、式（１）及び
（２）で表される伸び率差ε_e，ε_qも、図２に示すよう
に単位幅当りの圧延荷重ｐとほぼ直線的な関係にある。
ワークロールベンダー及び中間ロールベンダーも、圧延
荷重と同じくロール撓みを変化させて圧延形状を変化さ
せるものである限り、それぞれ図３及び図４に示すよう
にワークロールベンダーＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁
と伸び率差ε_e，ε_qとの間に線形関係が成立する。した
がって、圧延形状予測式は、式（３）及び（４）で表さ
れる。 ε_e＝ａ_e・ｐ＋ｂ_e・Ｆ_w＋ｃ_e・Ｆ₁＋ｄ_e ・・・・（３） ε_q＝ａ_q・ｐ＋ｂ_q・Ｆ_w＋ｃ_q・Ｆ₁＋ｄ_q ・・・・（４）

【００１６】影響係数ａ_e，ｂ_e，ｃ_e，ｄ_e，ａ_q，ｂ_q，
ｃ_q，ｄ_qは、板幅，板厚，鋼種等の製造品種によって定
まる定数であり，実験又はロールの弾性変形解析及び素
材の塑性変形解析とを連成させた解析モデルを用いたシ
ミュレーションでそれぞれ求められる。各影響係数は，
板幅，板厚，鋼種等の各区分ごとにテーブルを設定し、
或いは板幅，板厚，鋼種等の関数として数式化される。
ワークロールベンダーＦ_w、中間ロールベンダーＦ₁の変
化量ΔＦ_w，ΔＦ₁及び単位幅当りの圧延荷重ｐの変化量
Δｐと伸び率差ε_e，ε_qの変化量Δε_e，Δε_qの関係を
考慮して式（３）及び（４）を増分形で示すと、それぞ
れ式（５）及び（６）の第１数式モデルに変換される。 Δε_e＝ａ_e・Δｐ＋ｂ_e・ΔＦ_w＋ｃ_e・ΔＦ₁ ・・・・（５） Δε_q＝ａ_q・Δｐ＋ｂ_q・ΔＦ_w＋ｃ_q・ΔＦ₁ ・・・・（６）

【００１７】圧延荷重Ｐは、張力Ｔとの間に次式（７）
の関係を成立させている。式中、Ｒは変形抵抗，Ｔ_avは
入出側の平均張力，ｆ(Ｐ)は圧下力関数，Ｌ_conは接触
弧長を示す。 Ｐ＝(Ｒ−Ｔ_av)・ｆ(Ｐ)・Ｌ_con・ｗ ・・・・（７） 張力Ｔは、ロール扁平によるロール曲率半径の変化を介
して圧下力関数ｆ(Ｐ)や接触弧長Ｌ_conにも影響を及ぼ
すが、張力の圧延荷重に及ぼす影響については圧下力関
数ｆ(Ｐ)や接触弧長Ｌ_conの変化よりも変形抵抗Ｒと入
出側の平均張力Ｔ_avとの差の項(Ｒ−Ｔ_av)の変化を介し
た方が主である。したがって、張力Ｔと単位幅当りの圧
延荷重ｐの関係は，図５に示すようにほぼ線形関係で整
理でき、最終スタンドの張力変更時には式（３）〜
（６）を式（８）〜（11）に書き換えることができる。 ε_e＝ｅ_e・Ｔ＋ｂ_e・Ｆ_w＋ｃ_e・Ｆ₁＋ｄ_e ・・・・（８） ε_q＝ｅ_q・Ｔ＋ｂ_q・Ｆ_w＋ｃ_q・Ｆ₁＋ｄ_q ・・・・（９） Δε_e＝ｅ_e・ΔＴ＋ｂ_e・ΔＦ_w＋ｃ_e・ΔＦ₁ ・・・・（10） Δε_q＝ｅ_q・ΔＴ＋ｂ_q・ΔＦ_w＋ｃ_q・ΔＦ₁ ・・・・（11） ここで、ΔＴは張力の変化量であり、ｅ_e，ｅ_qは影響係
数ａ_e，ｂ_e，ｃ_e，ｄ_e，ａ_q，ｂ_q，ｃ_q，ｄ_qと同様に板
幅，板厚，鋼種等の製造品種によって定まる定数であ
り、実験又はロールの弾性変形解析及び素材の塑性変形
解析とを連成させた解析モデルを用いたシミュレーショ
ンでそれぞれ求められ、第２数式モデルが得られる。

【００１８】次いで、式（５），（６），（10），（1
1）に従って、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを
通過する時期の前後における圧延速度減速時から圧延速
度増速時までの期間内全域にわたって形状制御する方法
を順を追って説明する。時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの圧延
速度減速域では、一定間隔で圧延荷重の変化量ΔＰを予
測し、予測された圧延荷重の変化量ΔＰ及び板幅ｗから
式（12）に従って単位幅当りの圧延荷重ｐの変化量Δｐ
を算出する。 Δｐ＝ΔＰ／ｗ ・・・・（12） 算出結果に基づき、式（５）及び（６）で表される伸び
率差ε_e，ε_qの変化量Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値Δ
ε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベンダーＦ_wの
変化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ₁
を常時補正する。なお、伸び率差ε_e，ε_qの変化量Δε
_e，Δε_qの目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変化が生じな
いようにゼロ設定することが好ましい。

【００１９】形状検出器からの信号に基づいたフィード
バック制御を組み合わせる場合には、時刻ｔ₁前から生
じている目標形状との差異を補正するため、フィードバ
ック制御でワークロールベンダーＦ_w及び中間ロールベ
ンダーＦ₁をそれぞれΔＦ_w’，ΔＦ₁’だけ常時補正す
る。この場合、１回の制御間隔ではワークロールベンダ
ーＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁がそれぞれΔＦ_w＋Δ
Ｆ_w’，ΔＦ₁＋ΔＦ₁’だけ補正される。圧延荷重の変
化量ΔＰの予測には、実測値を整理して圧延速度及び圧
延荷重の関係式を予め作成しておいても良く、或いは圧
延荷重を連続的に測定し、直前の制御間隔における圧延
荷重の変化量ΔＰを次の制御間隔における圧延荷重の変
化量ΔＰとして使用することもできる。

【００２０】時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの一定低圧延速度
域では、通常使用されている形状検出器からの信号に基
づいたフィードバック制御で形状制御する。最終圧延ス
タンドの出側張力が低減する時刻ｔ₃では、式（11），
（12）で表される伸び率差ε_e，ε_qの変化量Δε_e，Δ
ε_qがそれぞれ目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワー
クロールベンダーＦ_wの変化量ΔＦ_wｄ及び中間ロールベ
ンダーＦ₁の変化量ΔＦ₁を設定する。この場合も、伸び
率差ε_e，ε_qの変化量Δε_e，Δε_qの目標値Δε_e ⁰，Δ
ε_q ⁰は、形状変化が生じないようにゼロ設定することが
好ましい。

【００２１】時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの先行被圧延材の
一定低出側張力域では、通常使用されている形状検出器
からの信号に基づいたフィードバック制御で形状制御す
る。製造種類を変更する時刻ｔ₄では、後続被圧延材の
材質や寸法に応じてワークロールベンダーＦ_w、中間ロ
ールベンダーＦ₁を変更し、最終圧延スタンドの圧延条
件を設定する。時刻ｔ₄から時刻ｔ₅までの後続被圧延材
の一定低出側張力域では、時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの先
行被圧延材の一定低出側張力域と同様に、通常使用され
ている形状検出器からの信号に基づいたフィードバック
制御で形状制御する。

【００２２】最終圧延スタンドの出側張力が増大する時
刻ｔ₅では、時刻ｔ₃における最終圧延スタンドの出側張
力の低減と同様に、式（10），（11）で表される伸び率
差ε _e，ε_qの変化量Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値Δε
_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベンダーＦ_wの変
化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ₁を
設定する。このときも、変化量Δε_e，Δε_qの目標値Δ
ε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変化が生じないようにゼロ設定す
ることが好ましい。時刻ｔ₅から時刻ｔ₆までの後続被圧
延材の一定低圧延速度域では、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで
の先行被圧延材と同様に、通常使用されている形状検出
器からの信号に基づいたフィードバック制御で形状制御
される。

【００２３】時刻ｔ₆から時刻ｔ₇までの圧延速度増速域
では、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの圧延速度減速域と同様
に、一定間隔で圧延荷重の変化量ΔＰを予測し、予測さ
れた圧延荷重の変化量ΔＰ及び板幅ｗから式（12）に従
って単位幅当りの圧延荷重ｐの変化量Δｐを算出する。
算出結果に基づき式（５），（６）で表される伸び率差
ε_e，ε_qの変化量Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値Δ
ε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベンダーＦ_wの
変化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ₁
を常時補正する。このときも、変化量Δε_e，Δε_qの目
標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変化が生じないようにゼロ
設定することが好ましい。

【００２４】時刻ｔ₆で生じている目標形状との差異を
フィードバック制御で補正する場合、形状検出器からの
信号に基づいたフィードバック制御でワークロールベン
ダーＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁をそれぞれΔ
Ｆ_w’，ΔＦ₁’だけ常時補正する。この場合、１回の制
御間隔においては、ワークロールベンダーＦ_w及び中間
ロールベンダーＦ₁をそれぞれΔＦ_w＋ΔＦ_w’，ΔＦ₁＋
ΔＦ₁’だけ常時補正することになる。圧延荷重の変化
量ΔＰの予測は、実測値を整理して圧延速度と圧延荷重
の関係式を予め作成しておき、或いは圧延荷重を連続的
に測定し、直前の制御間隔における圧延荷重の変化量Δ
Ｐを次の制御間隔における圧延荷重の変化量ΔＰとして
使用することも可能である。

【００２５】ワークロールベンダーＦ_w及び中間ロール
ベンダーＦ₁の何れか一方の形状制御手段を備えている
圧延機では、式（13）に示す評価係数Ｊが最小となるよ
うに、形状制御手段の制御量を設定又は補正する。式
（13）中、ｗ_e，ｗ_qは、それぞれ板端部及びクォータ部
の重み係数を示す。 Ｊ＝ｗ_e(Δε_e−Δε_e ⁰)²＋ｗ_q(Δε_q−Δε_q ⁰)² ・・・・（13） 以上の説明では、板端部及びクォータ部の２点について
板幅中央に対する伸び率差ε_e，ε_qで圧延形状を定義
し、各形状制御手段を補正している。しかし、本発明は
これに拘束されるものではなく。たとえば板幅方向３箇
所以上についての板幅中央に対する伸び率差で圧延形状
を定義する場合でも式（13）と同様な評価関数を用いて
圧延形状を制御できる。

【００２６】

【実施例１】本実施例では、設備構成の概略を図６に示
す６段圧延機１ｓｔ〜４ｓｔを４段タンデムに配列した
連続圧延機１を使用した。先行被圧延材としては、冷延
前寸法が板厚３．０ｍｍ，板幅１１２０ｍｍで、冷延後
の仕上げ寸法が板厚０．８ｍｍ，板幅１１２０ｍｍとな
る低炭素普通鋼鋼帯を用いた。後続被圧延材には、冷延
前寸法が板厚２．７ｍｍ，板幅１１２０ｍｍで、冷延後
の仕上げ寸法が板厚０．６ｍｍ，板幅１１２０ｍｍとな
る低炭素普通鋼鋼帯を用いた。先行被圧延材の後端及び
後続被圧延材の先端をシーム溶接し、両者を連続的に連
続圧延機１に送り込むことにより連続冷間圧延した。連
続冷間圧延された鋼帯は、ブライドルロール６を経て走
間剪断機７に送られ、それぞれの製造種類ごとに切り離
され、巻取りリール８に巻き取られた。なお、走間剪断
機７と巻取りリール８との間に圧延速度計９を配置し、
連続圧延機１から送り出される冷延鋼帯の圧延速度を測
定した。

【００２７】このとき、製造品種の変更点前後で先行被
圧延材及び後続被圧延材をワークロールベンダーＦ_w及
び中間ロールベンダーＦ₁により次のように形状制御し
た。板幅中央に対する板端部及びクォータ部の伸び率差
ε_e，ε_qを式（１），（２）に従って表し、圧延形状を
定義した。板端部は、定常部における形状評価位置とし
て用いられている板端から２５ｍｍ内側の位置に設定し
た。クォータ部も板端部と同様に、板幅中央からｗ／
（２√２）だけ外側の位置に設定した。

【００２８】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの圧延速度減速域
では、荷重計２により圧延荷重を連続的に測定し、直前
の制御間隔における圧延荷重の変化量ΔＰを次の制御間
隔における圧延荷重の変化量ΔＰとして使用した。荷重
計２で検出された圧延荷重は、プロセスコンピュータ３
に入力され、予測された圧延荷重の変化量ΔＰから式
（５），（６），（12）に従って伸び率差ε_e，ε_qの変
化量Δε_e，Δε_qを演算し、変化量Δε_e，Δε_qがそれ
ぞれ目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベ
ンダーＦ_wの変化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の
変化量ΔＦ₁を算出し、それぞれの形状制御手段４の制
御量を常時補正した。なお、変化量Δε_e，Δε_qの目標
値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変化をおこさないように共に
ゼロ設定した。

【００２９】時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの一定低圧延速度
域では、通常採用されているように形状検出器５からの
信号に基づいてフィードバック制御により形状制御手段
４の制御量を補正した。最終圧延スタンドの出側張力が
低減する時刻ｔ₃では、プロセスコンピュータ３で式（1
0），（11）に従って伸び率差ε_e，ε_qの変化量Δε_e，
Δε_qを演算し、変化量Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値
Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベンダーＦ_w
の変化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ
₁を算出した。算出結果に基づき、それぞれの形状制御
手段４の制御量を設定した。なお、伸び率差ε_e，ε_qの
変化量Δε_e，Δε_qの目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変
化がないようにゼロ設定した。

【００３０】時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの一定低出側張力
域では、形状検出器５からの信号に基づいたフィードバ
ック制御により形状制御手段４の制御量を常時補正し
た。製造種類を変更する時刻ｔ₄では、後続被圧延材の
材質や寸法に応じて形状制御手段４の制御量を変更する
ことにより、最終圧延スタンドの圧延条件を設定した。
時刻ｔ₄から時刻ｔ₅までの後続被圧延材の一定低出側張
力域では、時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの先行被圧延材の一
定低出側張力域と同様に、形状検出器５からの信号に基
づいたフィードバック制御により形状制御手段４の制御
量を常時補正した。

【００３１】最終圧延スタンドの出側張力を増加させる
時刻ｔ₅では、最終圧延スタンドの出側張力が低減する
時刻ｔ₃と同様に、プロセスコンピュータ３で式（1
0），（11）に従って伸び率差ε_e，ε_qの変化量Δε_e，
Δε_qを演算し、変化量Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値
Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベンダーＦ_w
の変化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ
₁を算出した。算出結果に基づき、それぞれの形状制御
手段４の制御量を設定した。この場合も、変化量Δ
ε _e，Δε_qの目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変化を生じ
ないようにゼロ設定した。

【００３２】時刻ｔ₅から時刻ｔ₆までの後続被圧延材の
一定低圧延速度域では、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの先行
被圧延材の一定低圧延速度域と同様に、形状検出器５か
らの信号に基づくフィードバック制御で形状制御手段４
の制御量を常時補正した。時刻ｔ₆から時刻ｔ₇までの圧
延速度増速域では、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの圧延速度
減速域と同様に、荷重計２で圧延荷重を連続的に測定
し、直前の制御間隔における圧延荷重の変化量ΔＰを次
の制御間隔における圧延荷重の変化量ΔＰに使用した。
この予測された圧延荷重の変化量ΔＰから式（５），
（６），（12）に従って伸び率差ε_e，ε_qの変化量Δε
ｅ，Δεｑをプロセスコンピュータ３で演算し、変化量
Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となるよ
うにワークロールベンダーＦ_wの変化量ΔＦ_w及び中間ロ
ールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ₁を算出し、それぞれの形
状制御手段４の制御量を常時補正した。この場合も、変
化量Δε_e，Δε_qの目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰は、形状変化
が生じないようにゼロ設定した。

【００３３】時刻ｔ₁から時刻ｔ₇までの圧延材の形状を
形状検出器５で連続的に測定し、板幅方向の最大急峻度
で整理した。得られた最大急峻度を、圧延速度の減速時
及び増速時にフィードバック制御で形状制御すると共
に、出側張力の低減時及び増加時に張力の変化量と形状
の変化量との定量的な関係が明確にされていない状態で
セットアップ制御する従来の形状制御で得られた最大急
峻度の変化と対比させて図７に示す。

【００３４】図７から明らかなように、時刻ｔ₁から時
刻ｔ₂までの圧延速度減速域でフィードバック制御によ
る従来の形状制御では、応答性の点から圧延荷重の変化
に追従できず、耳伸びの発生がみられ、最大急峻度も１
％を超えていた。この影響は、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで
の一定低圧延速度域まで及んでいた。また、時刻ｔ₆か
ら時刻ｔ₇までの圧延速度増速域では、応答性の悪いフ
ィードバック制御による形状制御のため圧延荷重の変化
に追従できず、中伸び発生し、このときにも最大急峻度
が１％を超えていた。また、時刻ｔ₃の出側張力低減時
及び時刻ｔ₅の出側張力増加時では、張力の変化量と形
状の変化量との定量的な関係が明確でない状態でセット
アップ制御しているため、最大急峻度が０．８％を超え
ていた。

【００３５】これに対し、本発明に従った形状制御で圧
延された冷延鋼帯は、時刻ｔ₁から時刻ｔ₇の全域にわた
って最大急峻度が０．５％以下に抑えられており、耳伸
びや中伸びのない形状精度が良好な冷延鋼帯であった。

【００３６】

【実施例２】実施例１と同じ連続圧延機１で、冷延前寸
法が板厚３．０ｍｍ，板幅１０５０ｍｍで、冷延後の仕
上げ寸法が板厚０．８ｍｍ，板幅１０５０ｍｍとなる低
炭素普通鋼鋼帯（先行被圧延材）及び冷延前寸法が板厚
２．７ｍｍ，板幅１０５０ｍｍで、冷延後の仕上げ寸法
が板厚０．６ｍｍ，板幅１０５０ｍｍとなる低炭素普通
鋼鋼帯（後続被圧延材）を連続冷間圧延した。実施例１
と同様に設定した板端部及びクォータ部の伸び率差
ε_e，ε_qで圧延形状を定義し、製造種類の変更点前後で
先行被圧延材及び後続被圧延材の板形状をワークロール
ベンダーＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁によって次のよ
うに制御した。

【００３７】時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの圧延速度減速域
では、実施例１と同じフィードフォワード制御に加え、
形状検出器５からの信号に基づいたフィードバック制御
でそれぞれの形状制御手段４の制御量を常時補正した。
時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までの一定低圧延速度域では、形状
検出器５からの信号に基づいたフィードバック制御で形
状制御手段４の制御量を常時補正した。最終圧延スタン
ドの出側張力が低減する時刻ｔ₃では、実施例１と同様
に式（10），（11）に従って、伸び率差ε_e，ε_qの変化
量Δε_e，Δε_qがそれぞれ目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となる
ようにワークロールベンダーＦ_wの変化量ΔＦ_w及び中間
ロールベンダーＦ₁の変化量ΔＦ₁を算出し、算出結果に
基づき、それぞれの形状制御手段４の制御量を設定し
た。

【００３８】時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの一定低出側張力
域では、形状検出器５からの信号に基づいたフィードバ
ック制御により形状制御手段４の制御量を常時補正し
た。製造種類を変更する時刻ｔ₄では、後続被圧延材の
材質や寸法に応じて形状制御手段４の制御量を変更する
ことにより、最終圧延スタンドの圧延条件を設定した。
時刻ｔ₄から時刻ｔ₅までの後続被圧延材の一定低出側張
力域では、形状検出器５からの信号に基づいたフィード
バック制御により形状制御手段４の制御量を常時補正し
た。

【００３９】最終圧延スタンドの出側張力を増加させる
時刻ｔ₅では，実施例１と同様にプロセスコンピュータ
３で式（10），（11）に従って伸び率差ε_e，ε_qの変化
量Δε_e，Δεｑを演算し、変化量Δε_e，Δε_qがそれ
ぞれ目標値Δε_e ⁰，Δε_q ⁰となるようにワークロールベ
ンダーＦ_wの変化量ΔＦ_w及び中間ロールベンダーＦ₁の
変化量ΔＦ₁を算出し、算出結果でそれぞれの形状制御
手段４の制御量を設定した。時刻ｔ₅から時刻ｔ₆までの
後続被圧延材の一定低圧延速度域では、形状検出器５か
らの信号に基づくフィードバック制御で形状制御手段４
の制御量を常時補正した。

【００４０】時刻ｔ₆から時刻ｔ₇までの圧延速度増速域
では、実施例１と同様なフィードフォワード制御に加
え、形状検出器５がらの信号に基づいたフィードバック
制御によりそれぞれの形状制御手段４の制御量を常時補
正した。時刻ｔ₁から時刻ｔ₇までの圧延材の形状を形状
検出器５で連続的に測定し、板幅方向の最大急峻度で整
理した。得られた最大急峻度を、圧延速度の減速時及び
増速時にフィードバック制御で形状制御すると共に、出
側張力の低減時及び増加時に張力の変化量と形状の変化
量との定量的な関係が明確にされていない状態でセット
アップ制御する従来の形状制御で得られた最大急峻度の
変化と対比させて図８に示す。

【００４１】図８から明らかなように、時刻ｔ₁から時
刻ｔ₂までの圧延速度減速域でフィードバック制御によ
る従来の形状制御では、応答性の点から圧延荷重の変化
に追従できず、耳伸びの発生がみられ、最大急峻度も１
％を超えていた。この影響は、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで
の一定低圧延速度域まで及んでいた。また、時刻ｔ₆か
ら時刻ｔ₇までの圧延速度増速域では、応答性の悪いフ
ィードバック制御による形状制御のため圧延荷重の変化
に追従できず、中伸び発生し、このときにも最大急峻度
が１％を超えていた。更に，時刻ｔ₃の出側張力低減時
及び時刻ｔ₅の出側張力増加時では、張力の変化量と形
状の変化量との定量的な関係が明確にされていない状態
でセットアップ制御したことから、最大急峻度が０．８
％を超えていた。これに対し、本発明に従った形状制御
で圧延された冷延鋼帯は、時刻ｔ₁から時刻ｔ₇の全域に
わたって最大急峻度が０．５％以下に抑えられており、
耳伸びや中伸びのない形状精度が良好な冷延鋼帯であっ
た。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する時
期の前後における圧延速度減速時及び圧延速度増速時で
も、圧延荷重の変化量を予測すると共に、圧延荷重の変
化を考慮した第１数式モデルを使用して、形状をフィー
ドフォワード制御しているので、圧延荷重の変化に対応
する応答性が高い。また、張力の変化量と形状の変化量
との定量的な関係に基づいた第２数式モデルに従って、
出側張力の低減時及び増加時におけるセットアップ制御
している。そのため、圧延全期間にわたり形状精度が良
好な冷延鋼帯が製造される。更に、形状検出器からの信
号に基づいたフィードバック制御を組み合わせると形状
精度が一層向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 製造種類の変更点前後における最終圧延スタ
ンドの圧延速度及び張力の経時変化を概略的に示す図

【図２】 単位幅当りの圧延荷重の変化量が伸び率差に
及ぼす影響を示したグラフ

【図３】 ワークロールベンダーが伸び率差に及ぼす影
響を示したグラフ

【図４】 中間ロールベンダーが伸び率差に及ぼす影響
を示したグラフ

【図５】 張力が単位幅当りの圧延荷重に及ぼす影響を
示したグラフ

【図６】 実施例で使用した連続圧延機の制御系統を示
す概念図

【図７】 実施例１で製造された冷延鋼帯の板幅方向に
関する最大急峻度を従来のフィードバック制御による形
状制御と比較したグラフ

【図８】 実施例２で製造された冷延鋼帯の板幅方向に
関する最大急峻度を従来のフィードバック制御による形
状制御と比較したグラフ

【符号の説明】

１：連続圧延機 ２：荷重計 ３：プロセスコンピ
ュータ ４：形状制御手段 ５：形状検出器
６：ブライドルロール ７：走間剪断機 ８：巻取
りリール ９：圧延速度計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 兼一郎 大阪府堺市石津西町５番地 日新製鋼株式 会社堺製造所内 Ｆターム(参考） 4E024 AA05 AA06 BB01 BB03 CC02 DD02 EE01 GG03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧延スタンドがタンデム配列され
   た連続圧延機の入側から複数の被圧延材を順次溶接して
   連続的に送り込み連続冷間圧延するとき、圧延荷重の変
   化量を変数として板端から距離が異なる複数箇所の板幅
   中央に対する伸び率差の変化量を表す第１数式モデル及
   び張力の変化量を変数として板端からの距離が異なる複
   数箇所の板幅中央に対する伸び率差の変化量を表す第２
   数式モデルを予め作成し、製造種類の変更点が最終圧延
   スタンドを通過する時期の前後で圧延速度減速時及び増
   速時に、圧延荷重変化量を第１数式モデルに代入して前
   記伸び率差の変化量が目標値に一致するようにワークロ
   ールベンダー及び／又は中間ロールベンダーの制御量を
   設定又は補正すると共に、製造種類の変更点が最終圧延
   スタンドを通過する時期の前後における最終スタンドの
   張力変更時に張力変化量を第２数式モデルに代入して前
   記伸び率差の変化量が目標値に一致するようにワークロ
   ールベンダー及び／又は中間ロールベンダーの制御量を
   設定することを特徴とする連続冷間圧延時の形状制御方
   法。
2. 【請求項２】 圧延速度減速域及び圧延速度増速域にお
   いて、形状検出器からの信号に基づいたフィードバック
   制御によりワークロールベンダー及び／又は中間ロール
   ベンダーの制御量を更に補正する請求項１記載の形状制
   御方法。