JP2505990B2 - 板圧延のエッジドロップ制御方法 - Google Patents

板圧延のエッジドロップ制御方法

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JP2505990B2 JP3113677A JP11367791A JP2505990B2 JP 2505990 B2 JP2505990 B2 JP 2505990B2 JP 3113677 A JP3113677 A JP 3113677A JP 11367791 A JP11367791 A JP 11367791A JP 2505990 B2 JP2505990 B2 JP 2505990B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数パスの多重圧延機
による板圧延のエッジドロップ制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】冷間で連続圧延する板圧延においては、
圧延材の高速圧延とエッジドロップ改善のために、圧延
ライン上に複数台の多重圧延機を設置してエッジドロッ
プ制御を行う。
【0003】このような設備においては、エッジドロッ
プ制御の目標値として、圧延ラインの所定位置における
材料の目標エッジドロップが定められている。即ちエッ
ジドロップ制御は、材料圧延前に設定値を出力するプリ
セット制御を行う。
【0004】このプリセット制御では、制御上の制約条
件を満足する範囲内で、複数パス多重圧延機の極力圧延
パス上流側で、かつ極力小数パスの圧延機のロール胴端
部が先細り(以下テーパーと呼ぶ)となったワークロー
ルの、板幅方向シフトを調整して圧延することが、品質
確保と生産コスト削減の両面から最適である。
【0005】従ってプリセット制御では、最終パス出側
でのエッジドロップが目標エッジドロップとなり、かつ
上記の制約条件と最適条件を満たすように、圧延パス上
流からのワークロールのシフト量を求めて、プリセット
することが要求される。
【0006】しかし実際の圧延では、ワークロールのテ
ーパー部の変更,圧延荷重,原板の板厚あるいは板幅等
の圧延条件の影響によって、ワークロールシフトの最適
値は変化する。
【0007】そこで本発明者らは、先に特願平2−36
211号として、最終パス圧延機出側における板のエッ
ジドロップを上記圧延条件をパラメータとする数式モデ
ルで表し、この数式モデルを用いて、品質確保と生産コ
スト削減の両面から、最終パス出側でのエッジドロップ
が目標値となり、かつ前記制約条件で最適条件を満たす
ように上流からの圧延機のワークロールシフト量を求
め、プリセットする方法を提案した。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前述の特願平2−36
211号の方法では、エッジドロップの目標値からの偏
差を評価する評価関数を最小にするようなワークロール
シフト量を、数式モデルの繰り返し計算により求めてお
り、圧延条件や初期値によっては計算回数が多大になる
ことがある。
【0009】本発明は上記問題に鑑み、数式モデルの繰
り返し計算することなく、最終パス出側のエッジドロッ
プが要求精度を満足するように、上流からの圧延機のワ
ークロールシフト量を求め設定するエッジドロップ制御
方法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、板圧延に際して、ロール胴端部が先細りと
なったワークロールの胴軸方向へのシフト機構を有した
複数パスの多重圧延機を用いて板のエッジドロップ制御
を行う方法において、各パスのワークロールシフト量
(以下HCWと称する)を含むパラメータで表現する圧
延材のエッジドロップの数式モデル(以下エッジドロッ
プ予想モデルと称する)を予め作成しておき、このエッ
ジドロップ予測モデルを用いて、1点以上の最終パス圧
延機出側のエッジドロップを予測して、それらが全て目
標範囲に入るように、ワークロールの先細り開始点の圧
延材幅側端部との相対位置を上流パス圧延機より順次設
定することを特徴とする板圧延のエッジドロップ制御方
法である。
【0011】
【実施例】以下本発明について、図面を参照しながら実
施例とその作用を説明する。
【0012】本発明の対象とする複数パス多重圧延機の
一態様を図1に示す。図1において7は複数パス多重圧
延機を示し、1は該圧延機で圧延される鋼板である。ラ
インの始点はS点、終点はO点とし、5は圧延機入側の
板幅方向板分布を測定するためのエッジドロップ検出
器、8は圧延機出側での板幅方向板分布を測定するた
めのエッジドロップ検出器、6は圧延機入側での板幅検
出機である。
【0013】O点における鋼板1は、エッジドロップの
目標値が与えられている。ライン上にはnパス(本実施
例では5パス)の多重圧延機があり、各圧延機にはロー
ル胴端部が先細りとなった板幅方向にシフトが可能なワ
ークロール2とバックアップロール3を装備している。
エッジドロップの改善は、該ワークロールのシフト操作
によって行い、その操作量は制御コンピュータ及びコン
トローラ4により制御される。
【0014】圧延機入側の板のエッジドロップが大きい
場合、板形状の悪化を防ぐために、ワークロールの先細
り部の接触長が上流側圧延機ほど、より大きくなるよう
に各圧延機のHCWを設定する。この結果、板は端部の
圧下が小さくなるので、圧延された板のエッジドロップ
は減少し、幅方向に板厚が一様な板となる。
【0015】なおHCWを設定する場合、板端部の張力
が過大にならないように、ベンダ力の大きさも同時に設
定する。
【0016】以下、本発明のエッジドロップ制御方法に
関するエッジドロップ予測モデル、およびエッジドロッ
プ制御の詳細について説明する。
【0017】本発明において、エッジドロップとは板幅
方向で基準点の板厚と板端点の板厚の偏差をいう。その
場合基準点は、板端点よりも板の中央寄りの任意の点
で、板端点は基準点よりも板側端部寄りの1個以上の点
である。
【0018】本実施例では、基準点は板側端部から10
0mm点,板端点は板側端部から15mmとした例と2
5mmとした例について説明する。エッジドロップは次
の数1,数2で求める。
【0019】
【数1】D15=h100 −h15
【0020】
【数2】D25=h100 −h25
【0021】ここで、D15,D25は15mm点と25m
m点のエッジドロップ(μm)で、h100 ,h15,h25
は、板側端から板中央に向かって、各々100mm,1
5mm,25mmの距離の板厚(μm)である。
【0022】エッジドロップ予測モデルは、数3,数4
で示す構造で表現する。
【0023】
【数3】 D15=a15・1*P(HCW)+a15・2*P(HCW)+… +a15. *P(HCW)+e15
【0024】
【数4】 D25=a25・1*P(HCW1 )+a25・2*P(HCW2 )+… +a25・ m *P(HCWm )+e25
【0025】ここで、HCWはiパス目のHCW(m
m),a15・1〜a15. ,a25・1〜a
25.mは影響係数,e15〜e50は原板のエッジド
ロップや材質やテーパー部の半径や圧延荷重や板幅など
様々な圧延条件の影響項である。nとmはHCWが各点
のエッジドロップに影響の大きいスタンドを選択し決定
する。P()は任意の演算処理を表す。
【0026】本実施例では、エッジドロップ予測モデル
を次の数5,数6とした例について説明する。
【0027】
【数5】 D15=a15・1*HCW1 2+a15・2*HCW2 2+a15・3*HCW3 2 +C15*Г15+e15
【0028】
【数6】 D25=a25・1*HCW1 2+a25・2*HCW2 2+a25・3*HCW3 2 +C25*Г15+e25
【0029】ここで、Г15,Г25は原板の15mm点と
25mm点のエッジドロップ(μm),C15,C25は影
響係数を表す。
【0030】数5,数6による推定と実績値を比較した
例を図2と図3に示す。数5,数6が精度よくエッジド
ロップを表現していることが判る。
【0031】次に、複数パス多重圧延機による板圧延で
のエッジドロップ制御の操作量の設定方法について説明
する。この方法は、エッジドロップ予測モデルによる最
終パス圧延機出側のエッジドロップ推定値が、目標範囲
に入るようにワークロールシフト量を設定するものであ
るが、本実施例ではエッジドロップ予測モデルを数5,
数6で与え、15mm点と25mm点のエッジドロップ
を各々予測するので、この2点のエッジドロップ推定値
が目標範囲に入るように、1パス目から3パス目の圧延
機のワークロールシフト量を設定する例について説明す
る。
【0032】15mm点と25mm点のエッジドロップ
の目標上限値(μm)を、それぞれPDMAX15,PD
MAX25とし、エッジドロップ目標下限値(μm)をそ
れぞれPDMIN15,PDMIN25とする。図4,図
5,図6にHCWを求める手順を示す。まず最初に、数
5,数6のエッジドロップ予測モデルから最終パス出側
のエッジドロップ推定値D15 * ,D25 * (μm)を求め
る。このときHCWは、予め与える初期設定値(mm)
を用いる。
【0033】次にHCW1 を決定するためのエッジドロ
ップ目標範囲TDを設定する。このときエッジドロップ
推定値がエッジドロップ上限値よりも大きい場合、すな
わち数7で示すような場合には、数8と設定する。
【0034】
【数7】Di * >PDMAXi i=15,25
【0035】
【数8】 TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[PDMINi ,(ai.1 *PDMAXi +(ai.2 +ai.3 )*Di * )/(ai.1 +ai.2 +ai.3 )] i=15,25
【0036】ここで、[a,b]は[a以上b以下]を
表し、FMINi (μm)は上記エッジドロップ目標下
限値よりPDMINi と決まり、FMAXi (μm)は
エッジドロップ推定値の目標上限値に対する偏差(Di
* −PDMAXi )を、1パス目から3パス目のHCW
のエッジドロップに対する影響係数ai.1 ,ai.2 ,a
i.3 の比に従って分割し、偏差のai.1 /(ai.1 +a
i.2 +ai.3 )を1パス目のワークロールシフトによっ
て無くするため設定したものである。
【0037】一方エッジドロップ推定値がエッジドロッ
プ下限値よりも小さい場合、すなわち数9で示すような
場合には、同様の理由により数10と設定する。
【0038】
【数9】Di * <PDMINi i=15,25
【0039】
【数10】 TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[(ai.1 *PDMINi +(ai.2 +ai.3 )*Di * ) /(ai.1 +ai.2 +ai.3 ),PDMAXi ] i=15,25
【0040】またエッジドロップ推定値がエッジドロッ
プ下限値以上、エッジドロップ上限値以下の場合、すな
わち数11で示すような場合には、数12と設定する。
【0041】
【数11】 PDMINi ≦Di * ≦PDMINi i=15,25
【0042】
【数12】TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[PDMAXi ,PDMAXi ] i=15,25
【0043】次に、数8または数10または数12で設
定されたエッジドロップ目標範囲に対して、HCW
解集合を次の数13のように求める。
【0044】
【数13】 HCW1 i =[HCW1, min i ,HCW1, max i ] i=15,25
【0045】通常WCHが大きいほど最終パス出側のエ
ッジドロップが小さくなるのでHCW1. min
FMAXから求まり、HCW1.max はFMIN
から求まる。具体的には数5,数6において、D15
とD25にFMAXあるいはFMINを代入し、H
CWについて逆算する事により求まる。このときHC
とHCWは、初期設定値を用いる。
【0046】数13の解集合より、15mm点と25m
m点のエッジドロップ目標範囲を全て満足するには、H
CW1 は次の数14に示す範囲の値をとらねばならな
い。
【0047】
【数14】 HCW1 F =[Max(HCW1, min 15,HCW1, min 25), Min(HCW1, max 15,HCW1, max 25)]
【0048】ここでMax( ) は最大値を表し、Min
( )は最小値を表す。操業の安定を考慮するとHCWは
できる限り小さいことが望ましい。そこでHCW1 の設
定値として、HCW1 F の中での最小値,すなわち数1
5を採用する。
【0049】
【数15】 HCW=Max(HCW1.min 15,HCW1.min 25)]
【0050】ただし、下記数16の場合には、HCW1
の初期設定値をそのまま設定値とする。以上で1パス目
のHCWが決定した。
【0051】
【数16】 Max(HCW1.min 15,HCW1.min 25)> Min(HCW1.max 15,HCW1.max 25
【0052】次にHCW1 を数15で求めた値とし、H
CW2 とHCW3 は初期設定値として、数5,数6のエ
ッジドロップ予測モデルから最終パス出側のエッジドロ
ップの推定値D15 * ,D25 * を求める。
【0053】次にHCW2 を決定するためのエッジドロ
ップ目標範囲TDを設定する。数7,数8と同様にし
て、下記数17に示す場合には数18と設定する。
【0054】
【数17】 Di * >PDMAXi i=15,25
【0055】
【数18】 TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[PDMINi ,(ai.2 *PDMAXi +ai.3 *Di * )/(ai.2 +ai.3 )] i=15,25
【0056】ここでFMAXi (μm)は、エッジドロ
ップ推定値の目標上限値に対する偏差(Di * −PDM
AXi )を、2パス目から3パス目のHCWのエッジド
ロップに対する影響係数ai.2 ,ai.3 の比に従って分
割し、偏差のai.2 /(ai. 2 +ai.3 )を1パス目の
ワークロールシフトによって無くするために設定したも
のである。
【0057】一方数9,数10と同様にして、数19に
示す場合には数20と設定する。
【0058】
【数19】Di * <PDMINi i=15,25
【0059】
【数20】 TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[(ai.2 *PDMINi +ai.3 *Di * )/ (ai.2 +ai.3 , PDMAXi ] i=15,25
【0060】数11,数12と同様にして、数21に示
す場合には数22と設定する。
【0061】
【数21】 PDMINi ≦Di * ≦PDMINi i=15,25
【0062】
【数22】 TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[PDMAXi ,PDMAXi ] i=15,25
【0063】次に数18または数20または数22で設
定されたエッジドロップ目標範囲に対して、HCW2
解集合を次の数23のように求める。
【0064】
【数23】 HCW2 i =[HCW2, min i ,HCW2, max i )] i=15,25
【0065】通常HCWが大きいほど最終パス出側のエ
ッジドロップが小さくなるので、HCW2.min
FMAXから求まり、HCW2.max はFMIN
から数13の場合と同様にして求まる。このときHC
数15で求めた値として、HCWは初期設定値
とする。数23の解集合より、15mm点と25mm点
のエッジドロップ目標範囲を全て満足するにはHCW
は次の数24に示す範囲の値をとらねばならない。
【0066】
【数24】 HCW2 F =[Max(HCW2, min 15,HCW2, min 25), Min(HCW2, max 15,HCW2, max 25)]
【0067】そしてHCW2 の設定値として、数15と
同様にして数25を採用する。
【0068】
【数25】 HCW2 =Max(HCW2, min 15,HCW2, min 25
【0069】ただし、数26に示す場合には、HCW2
の初期設定値をそのまま設定値とする。以上で2パス目
のワークロールシフト量が決定する。
【0070】
【数26】 Max(HCW2, min 15,HCW2, min 25)> Min(HCW2, max 15,HCW2, max 25
【0071】次にHCW3 を決定するためのエッジドロ
ップ目標範囲TDを数27のように設定する。
【0072】
【数27】 TDi =[FMINi ,FMAXi ] =[PDMAXi ,PDMAXi ] i=15,25
【0073】3パス目の場合には、これがワークロール
シフト量を設定する最後のパスであるので、エッジドロ
ップ推定値とエッジドロップ目標上下限の偏差を、3パ
ス目のワークロールシフトにより全て無くさなくてはな
らない。故にエッジドロップ目標範囲は数27式のよう
に一律に決まる。
【0074】次に数27のエッジドロップ目標範囲に対
して、HCW3 の解集合を数13式の場合と同様に数2
8のように求める。
【0075】
【数28】 HCW3 i =(HCW3, min i ,HCW3, max i ) i=15,25
【0076】このときHCW1 は数15で求めた値と
し、HCW2 は数25で求めた値とする。数28の解集
合より、数27のエッジドロップ目標範囲を全て満足す
るにはHCW3 は次の数29範囲の値をとらねばならな
い。
【0077】
【数29】 HCW3 F =[Max(HCW3, min 15,HCW3, min 25), Min(HCW3, max 15,HCW3, max 25)]
【0078】そしてHCW3 の設定値として、数30を
採用する。
【0079】
【数30】 HCW3 =Max(HCW3, min 15,HCW3, min 25
【0080】ただし数31に示す場合にはHCW3 の初
期設定値をそのまま設定値とする。以上で3パス目のワ
ークロールシフト量が決定した。
【0081】
【数31】 Max(HCW3, min 15,HCW3, min 25)> Min(HCW3, max 15,HCW3, max 25
【0082】ワークロールを操作することにより、板側
端部での形状が不安定になることがある。そのためHC
Wの設定を第1パス目から第3パス目とし、この間の板
側端部の形状(平坦度)は、通板可能な、あるいは板破
断を起こさない範囲でのワークロールベンダの設定変更
により形状悪化を補償するが、この形状不良の度合によ
って、HCWの設定範囲は制限されるため、実施例で
は、HCWの算定に際して各スタンド毎に設定可能な上
限及び下限を定めている。
【0083】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、板
圧延におけるエッジドロップ制御方法において、最終パ
ス出側の1点以上のエッジドロップが全て目標範囲に入
るような各圧延機のHCWを、エッジドロップ推定モデ
ルの繰り返し計算することなく求め、設定出力すること
ができるので、以下の効果がある。 確実に高精度の
圧延ができる。 製品の歩留まりが向上する。 計
算機の負荷が小さいのでコストが削減できる。 エッ
ジドロップ推定モデルの誤差に対しても、製品精度を高
く保持する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施される冷間圧延機の一例を示す図
面である。
【図2】エッジドロップ予測モデル式による推定値(D
15)と実測値(D15)の比較図である。
【図3】エッジドロップ予測モデル式による推定値(D
25)と実測値(D25)の比較図である。
【図4】HCWの設定計算手順を示す図面である。
【図5】図4に続くHCWの設定計算手順を示す図面で
ある。
【図6】図5に続くHCWの設定計算手順を示す図面で
ある。
【符号の説明】
1 鋼板 2 ワークロール 3 バックアップロール 4 制御コンピュータ及びコントローラ 5 エッジドロップ検出器 6 板幅検出器 7 複数パス多重圧延機 8 エッジドロップ検出器 O点 終点 S点 始点

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 板圧延に際して、ロール胴端部が先細り
    となったワークロールの胴軸方向へのシフト機構を有し
    た複数パスの多重圧延機を用いて板のエッジドロップ制
    御を行う方法において、各パスのワークロールシフト量
    を含むパラメータで表現する圧延材のエッジドロップの
    数式モデルを予め作成しておき、この数式モデルを用い
    て、1点以上の最終パス圧延機出側のエッジドロップを
    予測して、それらが全て目標範囲に入るように、ワーク
    ロールの先細り開始点の圧延材幅側端部との相対位置を
    上流パス圧延機より順次設定することを特徴とする板圧
    延のエッジドロップ制御方法。
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