JP2661515B2 - 熱間圧延における板クラウン制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続圧延における板ク
ラウンの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続圧延において、圧延材の板厚のみな
らず板クラウンを制御することは、鋼板の品質を維持す
る上で非常に重要なことである。これら板厚、板クラウ
ンの制御に際しては、仕上連続圧延機の各スタンドの圧
下開度、およびワークロールベンダ等の板クラウン制御
設備の制御量を適切に設定することが重要である。

【０００３】しかし、熱間圧延においては、圧延材のス
キッドマーク、連続圧延機の入側の板厚変動等の外乱に
より、圧延中の板厚、板クラウン、形状の変動が発生す
るという問題もある。

【０００４】これらの問題に対して、たとえば特開昭60
-106609 号公報においては、仕上連続圧延機内における
上流側スタンドの圧下力変動、ベンディング力変動をフ
ィードフォワード制御することにより下流側スタンドの
出側板クラウン変動が小さくなるように下流側スタンド
のロールベンダを作動させる方法を開示している。一
方、特公平２−61845 号公報では、ｉ番目のスタンドの
圧延荷重の予測値、同スタンド噛込時の実測値および板
厚変化による圧延荷重変化より圧延荷重補正係数を求
め、この圧延荷重補正係数よりｉ＋１番目のスタンド以
降のスタンドギャップを修正するとともに、前記圧延荷
重補正係数を用いてｉ＋１番目のスタンド以降の板クラ
ウン変化量を求め、さらに板厚制御に基づく板クラウン
変化分を予測して、これらの和が零となるようロールベ
ンダ圧力を設定値変更を行うワークロールベンダの制御
方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術に共
通する思想は、仕上連続圧延機内において、その上流ス
タンドで発生した板クラウン変動に起因する下流スタン
ドの板クラウン変動の減少を図るものである。

【０００６】しかし、これらの板クラウン制御方法で
は、仕上連続圧延機内入側の板厚変動、温度変動に起因
する仕上連続圧延機出側の板クラウン変動を減少させる
ことができても、仕上連続圧延機入側の板クラウン変動
に起因する出側の板クラウン変動を減少させることはで
きない。

【０００７】したがって本発明の課題は、連続圧延機に
おける板クラウン制御において、仕上連続圧延機入側の
板クラウン変動の影響を受けずに仕上連続圧延終了後の
板クラウンを精度良く目標値に制御することができる連
続圧延における板クラウン制御方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、粗圧延機と
板クラウン制御設備を有する仕上連続圧延機を有する連
続圧延機の制御方法にあって、前記粗圧延機と仕上連続
圧延機との間で被圧延材の板クラウンを被圧延材長手方
向の複数箇所で実測し、この板クラウン実測値と、前記
粗圧延機出側における被圧延材の目標板クラウンとの偏
差を、前記粗圧延機に対してフィードバックして、粗圧
延機の制御量を補正し、前記板クラウン実測値を仕上連
続圧延機にフィードフォワードさせて、前記板クラウン
実測値を初期値として、前記各測定箇所についての前記
仕上連続圧延機の各スタンドにおける目標板クラウンを
算出し、この目標板クラウンを達成するために必要な各
スタンドの板クラウン制御設備の制御量を決定し、仕上
連続圧延機内における被圧延材の前記各測定箇所の移動
に合わせて、板クラウン制御設備の制御量を前記決定し
た制御量に設定することで解決できる。

【０００９】なお、本発明において、板クラウン制御設
備としては、ワークロールベンダ、ペアクロス、ＣＶＣ
ロールなどの手段を挙げることができるが、以下の説明
ではワークロールベンダによる場合によって説明する。

【００１０】

【作用】本発明においては、基本概念図として示す図２
のように、仕上連続圧延機入側における板クラウン変動
量を最小限に抑制するために、粗圧延機と仕上連続圧延
機との間での板クラウン実測値を、粗圧延機にフィード
バックさせて、板クラウンを抑制する。

【００１１】すなわち、板クラウンの実測値と、予め設
定された粗圧延機出側目標板クラウンとの偏差に基づい
て、粗圧延機における板クラウン制御設備の制御量を逐
次補正し、粗圧延機出側における被圧延材の板クラウ
ン、すなわち仕上連続圧延機入側における被圧延材の板
クラウンが目標値となるように制御する。

【００１２】このとき、粗圧延機出側における板クラウ
ンと目標板クラウンとの偏差が発生するの原因の１つ
に、図３に示される粗圧延機のワークロールの磨耗が挙
げられる。この偏差は、時系列的に変動する。このた
め、粗圧延機における板クラウン制御設備に対する制御
量をモデル式にて決定する場合において、そのモデル式
内に、ロール磨耗の予測を加味することが望ましい。

【００１３】また、図２に示されているように、本発明
においては、前述の板クラウン実測値を、粗圧延機に対
してフィードバックするほか、仕上連続圧延機に対して
フィードフォワードさせる。すなわち、仕上連続圧延機
内において、被圧延材の板クラウンを制御するにあたっ
ては、各スタンドにおける被圧延材の目標板クラウンに
合わせて圧下開度および板クラウン制御設備たとえばワ
ークロールベンダ圧を初期設定する。

【００１４】一方、仕上圧延終了後に被圧延材が目標の
板クラウンとなるよう、圧延中における、被圧延材の目
標板クラウンからの偏差を最終スタンドの圧延で解消す
る必要がある。このための方法としては、次の方法が考
えられる。すなわち、第１の方法は、最終スタンドより
上流側における特定のスタンドにおいて、被圧延材の板
クラウンを測定し、この測定値と目標板クラウンとの誤
差に基づいて、上記の特定スタンド以降のスタンドにお
ける圧下開度およびワークロールベンダ圧を制御する方
法である。

【００１５】しかし、この第１の制御方法のみでは、特
定スタンドの下流側スタンドでの板クラウンのみが修正
されるため、仕上連続圧延機入側の板クラウンが大きく
変動した場合、特定スタンドの上流側スタンドと下流側
スタンドとの間で板クラウン比率が非連続的となってし
まい、板の形状が崩れるため、精度よい板クラウン制御
ができない。

【００１６】また、第２の方法としては、前記の各公報
記載の方法にしたがって、上流スタンドの荷重変動に基
づいて、下流スタンドのワークロールベンダ圧を修正す
る方法も考えられるが、この場合においても、仕上連続
圧延機入側の板クラウンの変動が未知のため、下流スタ
ンドで十分に板クラウンの変動を除去することはできな
い。

【００１７】これらの方法に対して、本発明では、前記
板クラウン実測値を初期値として、板クラウンの当該被
圧延材の各測定箇所についての前記仕上連続圧延機の各
スタンドにおける目標板クラウンを算出し、この目標板
クラウンを達成するために必要な各スタンドの板クラウ
ン制御設備の制御量を決定し、仕上連続圧延機内におけ
る被圧延材の前記各測定箇所の移動に合わせて、板クラ
ウン制御設備の制御量を前記決定した制御量に設定す
る。

【００１８】したがって、前記各測定箇所での被圧延材
の形状を考慮して仕上連続圧延機の各スタンドの板クラ
ウンを制御できるとともに、仕上連続圧延機の入側の板
クラウン変動による出側板クラウン変動を減少させて、
被圧延材の全長にわたって精度のよい板クラウン制御を
行うことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
具体的に説明する。図１に示されているように、熱間圧
延設備は、粗圧延機９と仕上連続圧延機Ｍとを有すると
ともに、これらの間には、鋼板８の板厚を測定する板厚
測定器１０と、板プロフィール計などからなる板クラウ
ン測定器１１が配置されている。仕上連続圧延機Ｍは、
第１スタンド１，第２スタンド２，…第７スタンド７か
らなる７つのスタンドで構成されており、鋼板８は第１
スタンド１〜第７スタンド７によって順次圧延される。
スタンド１，…スタンド７は、それぞれ一対のワークロ
ール１ａ，１ａ、…７ａ，７ａおよび一対のバックアッ
プロール１ｂ，１ｂ、…７ｂ，７ｂを備えている。

【００２０】ワークロール１ａ，１ａ、…７ａ，７ａの
圧下開度は、圧下装置（図示せず）によって調節される
一方で、ワークロール１ａ，１ａ、…７ａ，７ａのワー
クロールベンダ圧は、それぞれワークロールベンダ（図
示せず）によって調節されるようになっている。

【００２１】かくして、仕上連続圧延機Ｍのワークロー
ル１ａ，１ａ、…７ａ，７ａの圧下開度およびワークロ
ールベンダ圧を調節することによって鋼板８の板厚およ
び板クラウンを調節するようになっている。

【００２２】＜フィードバック制御について＞鋼板の板
クラウンＣＲは、鋼板の中央部板厚ｈｃおよび端部板厚
（両端部板厚の平均値）ｈｅを用いて下記の（１）式に
て表される。 ＣＲ＝ｈｃ−ｈｅ……（１） 本発明においては、板クラウン測定器１１によって、粗
圧延機９の出側の板クラウンを実測し、この板クラウン
実測値Ｃｏ_act と、予め設定した板クラウン目標値Ｃｏ
_cal との偏差をΔＣｏは、（２）式となる。 ΔＣｏ＝Ｃｏ_cal −Ｃｏ_act ……（２） このΔＣｏを粗圧延機９にフィードバックし、目標値Ｃ
ｏ_cal とするための板クラウン制御量を補正する。補正
された板クラウン制御量に基づいて、スタンド９のワー
クロールベンダ圧の補正を、当該鋼板８の長さ方向にわ
たって複数回実施する。

【００２３】具体的には、鋼板８における粗圧延前と粗
圧延後の板クラウンの変化量ΔＣＲは、たとえば「板圧
延の理論と実際」（日本鉄鋼協会，発行日；昭和５９年
９月１日）の１０２頁記載の次記（３）式によって表す
ことができる。

【００２４】

【数１】

【００２５】このとき、粗圧延段階における荷重変動は
一定と仮定することができる。この仮定の下において
は、Ｒ_CW，Ｒ_CBは不変であるので、ΔＣＲは（４）式よ
り求められる。 ΔＣＲ＝α_B ・ΔＪ……（４） これらΔＣｏとΔＪとの関係を、過去の経験によりテー
ブル化しておき、ΔＣｏによってΔＪを求め、ΔＪに相
当する分のロールベンド力を補正するよう、ワークロー
ルベンダ圧を補正する。これによって、板クラウン測定
器１１位置における板クラウンの変動を最小限に抑制で
きる。

【００２６】＜フィードフォワード制御について＞本発
明では、さらに前記板クラウン実測値を仕上連続圧延機
Ｍにフィードフォワードさせて、前記板クラウン実測値
を初期値として、前記各測定箇所についての前記仕上連
続圧延機Ｍの各スタンドにおける目標板クラウンを算出
し、この目標板クラウンを達成するために必要な各スタ
ンドの板クラウン制御設備の制御量を決定し、仕上連続
圧延機Ｍ内における被圧延材の前記各測定箇所の移動に
合わせて、板クラウン制御設備の制御量を前記決定した
制御量に設定する。

【００２７】すなわち、本発明では、鋼板８が仕上連続
圧延機Ｍに到達する以前に、鋼板８の長手方向に定周期
毎あるいは一定長毎に板厚測定器１０で板厚を測定する
とともに、板クラウン測定器１１で長手方向に定周期毎
あるいは一定長毎に板クラウンＣＲを測定する。この測
定値に基づいて、鋼板８の各測定点に対する仕上連続圧
延機Ｍのスタンド１〜７の各スタンドのワークロールベ
ンダ圧を算出し、鋼板８の移動に合わせてワークロール
ベンダ圧を順次設定する。

【００２８】以下、そのワークロールベンダ圧の算出方
法について説明する。鋼板８の長手方向の各サンプリン
グ点をＳ_i ( ｉ＝１，２，…ｎただしｎはサンプリング
点数）とし、サンプリング点Ｓ_i での板厚測定値をｈ
（ｉ，０）、板クラウン測定値をＣＲ（ｉ，０）とす
る。さらに、各サンプリング点Ｓ_i に対する仕上連続圧
延機Ｍのスタンド１〜７の各スタンド出側の目標板厚を
ｈ (ｉ，１）〜ｈ (ｉ，７）、各スタンド出側の目標板
クラウンを、ＣＲ (ｉ，１）〜ＣＲ(ｉ，７）とする。

【００２９】まず、サンプリング点Ｓ_i に対する各スタ
ンド出側の目標板厚ｈ (ｉ，１）〜ｈ (ｉ，７）を、粗
圧延機出側で板厚測定器１０により測定された鋼板８の
板厚ｈ (ｉ，０）と、第７スタンド７出側の目標板厚ｈ
(ｉ，７）と、連続圧延機の馬力配分曲線とに基づいて
決定する。なお、馬力配分曲線とは、第１スタンド１の
入側板厚から、第７スタンド７出側で目標板厚を得るた
めに必要である総馬力（総仕事量）を求め、この総馬力
を、各スタンド毎の馬力（仕事量）に配分するために求
められた曲線である。

【００３０】次に、粗圧延機９出側で板クラウン測定器
１１により測定されたサンプリング点Ｓ_i における板ク
ラウンＣＲ (ｉ，０）と、前記のように求められた各ス
タンドの目標板厚ｈ (ｉ，１）〜ｈ (ｉ〜７）と、平坦
条件Ｚ１〜Ｚ７（スタンド入側における板クラウンと板
厚の比と、スタンド出側における板クラウンと板厚の比
との差についての規制値）とに基づいて、仕上連続圧延
機Ｍの入側の第１スタンド１〜下流側のスタンドへ順
に、スタンド毎に許容される目標板クラウンＣＲ(ｉ，
１）〜ＣＲ (ｉ，７）の範囲を下記（５）式により求め
る。

【００３１】

【数２】

【００３２】また、同様に、最終的な目標板クラウンＣ
Ｒ (ｉ，７）と、前記のように決定された各スタンドの
目標板厚ｈ (ｉ，１）〜ｈ (ｉ，７）と、平坦条件Ｚ１
〜Ｚ７とに基づいて、第７スタンドから上流スタンドへ
順に、スタンド毎に許容される目標板クラウンＣＲ
(ｉ，１）〜ＣＲ (ｉ，６）の範囲を下記（６）式によ
り求める。

【００３３】

【数３】

【００３４】そして、これらの平坦条件を示す（５）お
よび（６）式に基づき、この２式を同時満足するような
各スタンド出側における目標板クラウンＣＲ (ｉ，１）
〜ＣＲ (ｉ，７）を決定する。

【００３５】以上のように求めたスタンド１〜スタンド
７の各出側における目標板クラウンＣＲ（ｉ，１）〜
（ｉ，７）より各スタンドのワークロールベンダ圧を算
出するには、（７）式を用いることができる。

【００３６】

【数４】

【００３７】この（７）式と、目標板クラウンＣＲ
（ｉ，１）〜ＣＲ（ｉ，７）とにより、各スタンドのロ
ールベンド力Ｊｉを算出し、このロールベンド力となる
ワークロールベンダ圧を決定する。

【００３８】以上に説明した演算を行うブロックが、図
１における板クラウン・板厚測定部１２、目標板クラウ
ン演算部１３、ワークロールベンダ圧演算部１４、ワー
クロールベンダ圧設定部１５である。

【００３９】すなわち、板厚測定器１０および板クラウ
ン測定器１１は、仕上連続測定機Ｍに到達する以前に一
定周期あるいは一定長で測定された板厚および板クラウ
ンを板クラウン・板厚測定部１２に与え、目標板クラウ
ン演算部１３では、送られた測定値と前述の平坦条件に
基づいて各サンプリング点に対する各スタンドの目標板
クラウンを算出し、ワークロールベンダ圧演算部１４へ
と出力する。ワークロールベンダ圧演算部１４では、前
記目標板クラウンを実現するために必要な各スタンドの
ワークロールベンダ圧を、各サンプリング点に対して算
出し、ワークロールベンダ圧設定部１５へと出力する。

【００４０】そしてワークロールベンダ圧設定部１５で
は、鋼板８の移動に合わせて、ワークロールベンダ圧演
算部１４より出力された制御量にしたがってワークロー
ルベンダ圧を各スタンド毎に順次設定することで、鋼板
８の板厚および板クラウンを適切に制御しながら鋼板８
を圧延する。

【００４１】＜粗圧延機におけるロール磨耗＞粗圧延機
におけるロール磨耗を考慮する場合、（３）式および
（７）式におけるＲ_CWは、（８）式により表される。

【００４２】

【数５】

【００４３】この（８）式におけるワークロール磨耗ク
ラウンＲ_CWE を加味してロールクラウンＲ_CWを算出する
ことによって、ロール磨耗を考慮した圧延が可能とな
る。この際、ワークロール磨耗クラウンＲ_CWE として
は、たとえば図５に示す関係を用いて、

【００４４】

【数６】

【００４５】と表すことができる。この関係に基づい
て、圧延鋼種が硬質材であるか普通材であるかによっ
て、粗圧延機の摩耗を予測して、その予測摩耗量をモデ
ル式に加味することにより、適切な演算を実施できる。

【００４６】＜実施例＞本発明による制御、特公平２−
61845 号公報に示される制御および制御をしない状態
で、鋼板を圧延に供した結果を図３に示す。図３から判
るように、制御無しの場合１５〜３０μｍ、特公平２−
61845 号公報に示される制御の場合は、１０〜１５μｍ
の板クラウン変動量があったのに対し、本発明による制
御の場合は、５μｍ程度の板クラウン変動量であった。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
よれば、連続圧延機における板クラウン制御において、
仕上連続圧延機入側の板クラウン変動の影響を受けずに
仕上連続圧延終了後の板クラウンを精度よく制御するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる連続圧延機の設備概要およびそ
の制御ブロック図である。

【図２】本発明の基本概念の説明図である。

【図３】従来例と本発明例における板クラウンを比較し
た図である。

【図４】圧延ロールの磨耗状況を示す図である。

【図５】圧延ロールの磨耗量と被圧延材との関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

Ｍ…仕上連続圧延機、１〜７…スタンド、１ａ〜７ａ…
ワークロール、８…鋼板、１２…板クラウン・板厚測定
部、１３…目標板クラウン演算部、１４…ワークロール
ベンダ圧演算部、１５…ワークロールベンダ圧設定部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粗圧延機と板クラウン制御設備を有する仕
   上連続圧延機を有する連続圧延機の制御方法にあって、 前記粗圧延機と仕上連続圧延機との間で被圧延材の板ク
   ラウンを被圧延材長手方向の複数箇所で実測し、 この板クラウン実測値と、前記粗圧延機出側における被
   圧延材の目標板クラウンとの偏差を、前記粗圧延機に対
   してフィードバックして、粗圧延機の制御量を補正し、 前記板クラウン実測値を仕上連続圧延機にフィードフォ
   ワードさせて、前記板クラウン実測値を初期値として、
   前記各測定箇所についての前記仕上連続圧延機の各スタ
   ンドにおける目標板クラウンを算出し、この目標板クラ
   ウンを達成するために必要な各スタンドの板クラウン制
   御設備の制御量を決定し、仕上連続圧延機内における被
   圧延材の前記各測定箇所の移動に合わせて、板クラウン
   制御設備の制御量を前記決定した制御量に設定すること
   を特徴とする熱間圧延におけるクラウン制御方法。