JP5780196B2 - 被圧延材の蛇行制御方法および被圧延材の蛇行制御システム - Google Patents
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Description
本発明は、被圧延材の蛇行制御方法および被圧延材の蛇行制御システムに関し、特に、連続熱間圧延機で熱間圧延される被圧延材の蛇行を抑制するために用いて好適なものである。
複数の圧延機（圧延スタンド）を備える連続熱間圧延設備（熱間タンデム圧延設備）で被圧延材を熱間圧延しているときに、被圧延材の位置が、本来の位置よりもドライブサイド（圧延ロールの駆動用モータが取り付けられている側）またはワークサイド（ドライブサイドと反対側）に移動する現象（所謂「蛇行」）が発生することがある。
一般的に、被圧延材の最尾端部が圧延機を通過すると、被圧延材の後方の拘束がなくなるため、極短時間で蛇行が大きくなることが知られている。そのため、極短時間であっても、蛇行を抑制するための制御が実行されない期間ができることは、被圧延材を安定して通板する観点から望ましくない。
一般的に、被圧延材の最尾端部が圧延機を通過すると、被圧延材の後方の拘束がなくなるため、極短時間で蛇行が大きくなることが知られている。そのため、極短時間であっても、蛇行を抑制するための制御が実行されない期間ができることは、被圧延材を安定して通板する観点から望ましくない。
そこで、特許文献１では、以下のようにして被圧延材の蛇行制御を行っている。
まず、カメラを備えた蛇行検出装置により、圧延機を抜けて当該圧延機と次の（下流側の）圧延機との間で被圧延材が蛇行したことが検出されると、検出された蛇行量に応じて圧延ロールの左右のチョックの圧下量を制御する「センサ方式蛇行制御」を行う。
その後、被圧延材の尾端が蛇行検出装置を抜けると、前記次の（下流側の）圧延機に備わっているロードセルにより、当該次の（下流側の）圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重を測定し、当該差荷重に応じて圧延ロールの左右のチョックの圧下量を制御する「差荷重方式蛇行制御」を行う。
かかる特許文献１では、「センサ方式蛇行制御」による無制御領域でも「差荷重方式蛇行制御」を実行することにより、安定した蛇行制御を行えるとしている。
まず、カメラを備えた蛇行検出装置により、圧延機を抜けて当該圧延機と次の（下流側の）圧延機との間で被圧延材が蛇行したことが検出されると、検出された蛇行量に応じて圧延ロールの左右のチョックの圧下量を制御する「センサ方式蛇行制御」を行う。
その後、被圧延材の尾端が蛇行検出装置を抜けると、前記次の（下流側の）圧延機に備わっているロードセルにより、当該次の（下流側の）圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重を測定し、当該差荷重に応じて圧延ロールの左右のチョックの圧下量を制御する「差荷重方式蛇行制御」を行う。
かかる特許文献１では、「センサ方式蛇行制御」による無制御領域でも「差荷重方式蛇行制御」を実行することにより、安定した蛇行制御を行えるとしている。
一方、特許文献２に記載の技術では、特許文献１に記載の技術により入側の蛇行量を早期に知ることができるとしているものの、蛇行検出装置を導入するための設備投資が必要であることから、「差荷重方式蛇行制御」を行うに際し、制御対象の圧延機の蛇行制御量に、当該圧延機の前の（上流側の）圧延機での蛇行制御量を一定比率で加算するようにしている。
また、特許文献３に記載の技術では、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重等から得られる蛇行量に基づいて、圧延機のドライブサイドとワークサイドの圧下位置の差の指令値を導出すると共に、予め圧延機毎に与えられた圧延機のセンタ圧下位置上昇量に基づいて圧延機のセンタ圧下位置の指令値を導出し、これらの指令値に基づいて、圧延機のドライブサイドとワークサイドの圧下位置を操作するようにしている。
また、特許文献３に記載の技術では、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重等から得られる蛇行量に基づいて、圧延機のドライブサイドとワークサイドの圧下位置の差の指令値を導出すると共に、予め圧延機毎に与えられた圧延機のセンタ圧下位置上昇量に基づいて圧延機のセンタ圧下位置の指令値を導出し、これらの指令値に基づいて、圧延機のドライブサイドとワークサイドの圧下位置を操作するようにしている。
以上のように、特許文献２、３に記載の技術は、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重を発生させる要素を構造化することを志向した技術である。
しかしながら、圧延機を被圧延材が通過すると、被圧延材の後方張力が失われるので、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重が大きく変動することが知られている。このように大きく変動する差荷重を基に蛇行制御を行うことは好ましくない。
したがって、蛇行検出装置のようなセンサにより蛇行量を直接的に検知し、その蛇行量に基づいて蛇行制御を行う方が、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重に基づいて蛇行制御を行うよりも優れている。よって、特許文献２、３に記載の技術よりも、特許文献１に記載の技術のように、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」とを切り替えて使用する方が適切に蛇行制御を行うことができる。
しかしながら、圧延機を被圧延材が通過すると、被圧延材の後方張力が失われるので、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重が大きく変動することが知られている。このように大きく変動する差荷重を基に蛇行制御を行うことは好ましくない。
したがって、蛇行検出装置のようなセンサにより蛇行量を直接的に検知し、その蛇行量に基づいて蛇行制御を行う方が、圧延機のドライブサイドとワークサイドの差荷重に基づいて蛇行制御を行うよりも優れている。よって、特許文献２、３に記載の技術よりも、特許文献１に記載の技術のように、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」とを切り替えて使用する方が適切に蛇行制御を行うことができる。
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」とを切り替えるのに要する時間が若干なりともかかる。さらに、特許文献１に記載の技術では、被圧延材の尾端が蛇行検出装置を抜けると、「センサ方式蛇行制御」から「差荷重方式蛇行制御」に切り替わる。よって、後方張力がなくなった不安定な状態にある差荷重に基づいてフィードバック制御を行うことになる。
よって、特許文献１に記載の技術でも、連続熱間圧延機で熱間圧延される被圧延材の蛇行を十分に抑制することが出来ないという問題点があった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、連続熱間圧延機で熱間圧延される被圧延材の蛇行を抑制することを目的とする。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、連続熱間圧延機で熱間圧延される被圧延材の蛇行を抑制することを目的とする。
本発明の被圧延材の蛇行制御方法は、ドライブサイドおよびワークサイドの荷重を検出する荷重検出器と、ドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を調整する圧下量調整器とをそれぞれが有する複数の圧延機を備えた連続熱間圧延設備で熱間圧延される被圧延材の蛇行を制御する被圧延材の蛇行制御方法であって、前記被圧延材の尾端が、第１の地点を通過してから、制御対象の圧延機と、当該制御対象の圧延機よりも１つ上流側に配置された圧延機との間の蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまで、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御するセンサ方式蛇行制御工程と、前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点よりも下流側の地点であって、前記蛇行量検出センサが設けられている地点よりも上流側の地点である第２の地点を通過してから、前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまで、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御する差荷重方式蛇行制御工程と、を有し、前記センサ方式蛇行制御工程は、前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点を通過してから前記第２の地点を通過するまでは、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいて、第１の制御ゲインの０．７倍以下の大きさの第２の制御ゲインでフィードバック制御を行い、前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記第１の制御ゲインでフィードバック制御を行い、前記差荷重方式蛇行制御工程は、前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、第３の制御ゲインの０．５倍以下の大きさの第４の制御ゲインでフィードバック制御を行い、前記被圧延材の尾端が、前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過してから前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、前記第３の制御ゲインでフィードバック制御を行うことを特徴とする。
本発明の被圧延材の蛇行制御システムは、ドライブサイドおよびワークサイドの荷重を検出する荷重検出器と、ドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を調整する圧下量調整器とをそれぞれが有する複数の圧延機を備えた連続熱間圧延設備と、制御対象の圧延機と、当該制御対象の圧延機よりも１つ上流側に配置された圧延機との間に設けられ、前記連続熱間圧延設備で熱間圧延される被圧延材の蛇行量を検出する蛇行量検出センサと、を有し、前記連続熱間圧延設備で熱間圧延される被圧延材の蛇行を制御する被圧延材の蛇行制御システムであって、前記被圧延材の尾端が、第１の地点を通過してから、前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまで、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御するセンサ方式蛇行制御手段と、前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点よりも下流側の地点であって、前記蛇行量検出センサが設けられている地点よりも上流側の地点である第２の地点を通過してから、前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまで、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御する差荷重方式蛇行制御手段と、を有し、前記センサ方式蛇行制御手段は、前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点を通過してから前記第２の地点を通過するまでは、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいて、第１の制御ゲインの０．７倍以下の大きさの第２の制御ゲインでフィードバック制御を行い、前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記第１の制御ゲインでフィードバック制御を行い、前記差荷重方式蛇行制御手段は、前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、第３の制御ゲインの０．５倍以下の大きさの第４の制御ゲインでフィードバック制御を行い、前記被圧延材の尾端が、前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過してから前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、前記第３の制御ゲインでフィードバック制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、蛇行量検出センサにより検出された蛇行量に基づく蛇行制御から、制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づく蛇行制御に移行する際に、それらの蛇行制御を実施する区間の一部をオーバーラップさせる。そして、このオーバーラップしている区間における、制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づく蛇行制御に用いる制御ゲインを本来の制御ゲインよりも抑制する。このようにすることにより、無制御区間をなくすことができると共に、蛇行制御における操作量を可及的に適切にすることができる。よって、連続熱間圧延機で熱間圧延される被圧延材の蛇行を抑制することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。尚、各図では、説明や表記の都合上、構成の一部を省略および簡略化して示している。
図１は、熱間圧延ラインに配設された仕上圧延機群の概略構成の一例を示す図である。図１に示す例では、被圧延材Ｓは、図１の白抜きの矢印の方向（Ｙ軸の正の方向）に通板されるものとする。
図１において、仕上圧延機群は、７つの圧延スタンドＦ１〜Ｆ７を有する。各圧延スタンドＦ１〜Ｆ７は、同じ構成を有する。図１に示すように、本実施形態では、最下流にある圧延スタンドＦ７に対し、蛇行制御装置１００が設けられる。また、圧延スタンドＦ７と、圧延スタンドＦ７よりも１つ上流側の圧延スタンドＦ６との間の所定の位置（例えば、それらの中間の位置や出来るだけ圧延スタンドＦ７に近い位置）であって、被圧延材Ｓの上方の位置には、蛇行量検出センサ２００が配置されている。
図１は、熱間圧延ラインに配設された仕上圧延機群の概略構成の一例を示す図である。図１に示す例では、被圧延材Ｓは、図１の白抜きの矢印の方向（Ｙ軸の正の方向）に通板されるものとする。
図１において、仕上圧延機群は、７つの圧延スタンドＦ１〜Ｆ７を有する。各圧延スタンドＦ１〜Ｆ７は、同じ構成を有する。図１に示すように、本実施形態では、最下流にある圧延スタンドＦ７に対し、蛇行制御装置１００が設けられる。また、圧延スタンドＦ７と、圧延スタンドＦ７よりも１つ上流側の圧延スタンドＦ６との間の所定の位置（例えば、それらの中間の位置や出来るだけ圧延スタンドＦ７に近い位置）であって、被圧延材Ｓの上方の位置には、蛇行量検出センサ２００が配置されている。
図２は、蛇行制御装置１００の構成の一例と、蛇行量検出センサ２００の構成の一例と、圧延スタンドＦ７の構成の一例を示す図である。
図１および図２において、圧延スタンドＦ７は、上ワークロール３０１ａ、下ワークロール３０１ｂ、上バックアップロール３０２ａ、下バックアップロール３０２ｂ、下バックアップロールチョック３０３ａ、３０３ｂ、油圧シリンダ３０４ａ、３０４ｂ、変位検出器３０５ａ、３０５ｂ、および荷重検出器（ロードセル）３０６ａ、３０６ｂを備えて構成される。
図１および図２において、圧延スタンドＦ７は、上ワークロール３０１ａ、下ワークロール３０１ｂ、上バックアップロール３０２ａ、下バックアップロール３０２ｂ、下バックアップロールチョック３０３ａ、３０３ｂ、油圧シリンダ３０４ａ、３０４ｂ、変位検出器３０５ａ、３０５ｂ、および荷重検出器（ロードセル）３０６ａ、３０６ｂを備えて構成される。
下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）は、上バックアップロール３０２ａ（下バックアップロール３０２ｂ）の両軸端を支持するものである。
油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）は、下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）に圧下力を作用させるためのものである。
変位検出器３０５ａ（３０５ｂ）は、油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）のピストンの動き量を検出することにより、ワークサイド（ドライブサイド）のロールギャップの変動を間接的に検出するものである。
油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）は、下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）に圧下力を作用させるためのものである。
変位検出器３０５ａ（３０５ｂ）は、油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）のピストンの動き量を検出することにより、ワークサイド（ドライブサイド）のロールギャップの変動を間接的に検出するものである。
荷重検出器（ロードセル）３０６ａ（３０６ｂ）は、上ワークロール３０１ａ、下ワークロール３０１ｂ、上バックアップロール３０２ａ、および下バックアップロール３０２ｂのワークサイド（ドライブサイド）における圧延荷重を検出するものである。尚、荷重検出器（ロードセル）は、圧延スタンドのワークサイドおよびドライブサイドにおける圧延荷重を検出することができれば、必ずしも図１および図２に示す位置に設けられている必要はない。
前述したように、圧延スタンドＦ１〜Ｆ７は、同じ構成を有するので、圧延スタンドＦ１〜Ｆ６も、上ワークロール、下ワークロール、上バックアップロール、下バックアップロール、下バックアップロールチョック、油圧シリンダ、変位検出器、および荷重検出器（ロードセル）を備えている。
図１および図２において、蛇行量検出センサ２００は、カメラ２０１ａ、２０１ｂと蛇行量導出装置２０２とを有する。
カメラ２０１ａ（２０１ｂ）は、被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の端部が撮像領域に含まれるように、被圧延材Ｓの上方の位置であって、ワークサイド（ドライブサイド）の所定の位置に配置される。尚、本実施形態では、便宜上、図１および図２に示す位置に蛇行量検出センサ２００（カメラ２０１ａ、２０１ｂ）を配置した場合を挙げて説明したが、実際には、蛇行量検出センサ２００（カメラ２０１ａ、２０１ｂ）は、圧延スタンド間にあるサイドガイドに配置されている。
カメラ２０１ａ（２０１ｂ）は、被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の端部が撮像領域に含まれるように、被圧延材Ｓの上方の位置であって、ワークサイド（ドライブサイド）の所定の位置に配置される。尚、本実施形態では、便宜上、図１および図２に示す位置に蛇行量検出センサ２００（カメラ２０１ａ、２０１ｂ）を配置した場合を挙げて説明したが、実際には、蛇行量検出センサ２００（カメラ２０１ａ、２０１ｂ）は、圧延スタンド間にあるサイドガイドに配置されている。
蛇行量導出装置２０２は、カメラ２０１ａ（２０１ｂ）で撮像された画像に基づいて、被圧延材Ｓのワークサイド（ドライブサイド）の端部の位置を導出し、導出した位置に基づいて、被圧延材Ｓの蛇行量として導出するものである。尚、被圧延材Ｓの蛇行とは、前述したように、被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置が、本来の位置よりもドライブサイドまたはワークサイドに移動する現象をいう。
カメラ２０１ａ（２０１ｂ）は、被圧延材Ｓの自発光が照射された状態で、被圧延材Ｓを撮像する。そうすると、被圧延材Ｓの蛇行量に応じて、撮像領域における画像の輝度の高い領域が変化する。蛇行量導出装置２０２は、この変化を探索することにより、被圧延材Ｓのワークサイド（ドライブサイド）の端部の位置を導出することができる。
例えば、蛇行量導出装置２０２は、蛇行がない場合の被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置を原点とするＸ軸上の座標を、被圧延材Ｓのワークサイド及びドライブサイドの端部の位置として導出し、導出した被圧延材Ｓのワークサイド及びドライブサイドの端部の位置から、被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置のＸ軸上の座標を導出する。そして、蛇行量導出装置２０２は、蛇行がない場合の被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置の座標を原点として、導出した被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置のＸ軸上の座標を導出し、導出した座標を被圧延材Ｓの蛇行量として導出する。
カメラ２０１ａ（２０１ｂ）は、被圧延材Ｓの自発光が照射された状態で、被圧延材Ｓを撮像する。そうすると、被圧延材Ｓの蛇行量に応じて、撮像領域における画像の輝度の高い領域が変化する。蛇行量導出装置２０２は、この変化を探索することにより、被圧延材Ｓのワークサイド（ドライブサイド）の端部の位置を導出することができる。
例えば、蛇行量導出装置２０２は、蛇行がない場合の被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置を原点とするＸ軸上の座標を、被圧延材Ｓのワークサイド及びドライブサイドの端部の位置として導出し、導出した被圧延材Ｓのワークサイド及びドライブサイドの端部の位置から、被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置のＸ軸上の座標を導出する。そして、蛇行量導出装置２０２は、蛇行がない場合の被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置の座標を原点として、導出した被圧延材Ｓの幅方向（Ｘ軸方向）の中央の位置のＸ軸上の座標を導出し、導出した座標を被圧延材Ｓの蛇行量として導出する。
次に、蛇行制御装置１００の構成の一例について説明する。
蛇行制御装置１００は、設定器１０１と、演算器１０２と、調節器１０３と、加算アンプ１０４、１０５と、演算器１０６、１０７と、サーボ弁１０８、１０９と、演算器１１０と、設定器１１１と、演算器１１２と、調節器１１３と、加算アンプ１１４、１１５と、制御ゲイン設定器１１６と、を有する。
蛇行制御装置１００は、設定器１０１と、演算器１０２と、調節器１０３と、加算アンプ１０４、１０５と、演算器１０６、１０７と、サーボ弁１０８、１０９と、演算器１１０と、設定器１１１と、演算器１１２と、調節器１１３と、加算アンプ１１４、１１５と、制御ゲイン設定器１１６と、を有する。
設定器１０１は、被圧延材Ｓの蛇行量の目標値を出力するものである。
演算器１０２は、蛇行量導出装置２０２から出力された被圧延材Ｓの蛇行量と、設定器１０１から出力された「目標値」とを比較演算し、被圧延材Ｓの蛇行量の目標値に対する偏差を導出するものである。
演算器１０２は、蛇行量導出装置２０２から出力された被圧延材Ｓの蛇行量と、設定器１０１から出力された「目標値」とを比較演算し、被圧延材Ｓの蛇行量の目標値に対する偏差を導出するものである。
調節器１０３は、制御ゲイン設定器１１６からの制御に基づいて、演算器１０２から出力された「被圧延材Ｓの蛇行量の目標値に対する偏差」に対して微分および積分を演算したものと、当該演算をする前の「被圧延材Ｓの蛇行量の目標値に対する偏差」とのそれぞれに制御ゲインＫSを掛けて（乗算して）、圧下量の修正量を導出するものである。このように本実施形態では、ＰＩＤ制御を行ってセンサ方式蛇行制御を行うようにしている。制御ゲインＫSの設定方法は、本実施形態の特徴の一つであるので、その詳細については後述する。
加算アンプ１０４（１０５）は、変位検出器３０５ａ（３０５ｂ）から出力された「油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）のピストンの動き量」、すなわち「ワークサイド（ドライブサイド）のロールギャップの変動量」と、調節器１０３から出力された「圧下量の修正量」とを比較演算し、それらの差に応じたサーボ弁調整量を導出するものである。
加算アンプ１０４（１０５）は、変位検出器３０５ａ（３０５ｂ）から出力された「油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）のピストンの動き量」、すなわち「ワークサイド（ドライブサイド）のロールギャップの変動量」と、調節器１０３から出力された「圧下量の修正量」とを比較演算し、それらの差に応じたサーボ弁調整量を導出するものである。
演算器１０６（１０７）は、加算アンプ１０４（１０５）から出力されたサーボ弁調整量と、後述する加算アンプ１１４（１１５）から出力されたサーボ弁調整量と、を加算して、最終的なサーボ弁調整量を導出するものである。
サーボ弁１０８（１０９）は、演算器１０６（１０７）から出力されたサーボ弁調整量に基づいて、油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）への圧油の流入量または流出量を制御する。これにより、油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）は、下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）に与える圧下力を調整し、下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）の圧下量を変更する。これにより、ワークサイドおよびドライブサイドのロールギャップが変更されて、被圧延材の蛇行が抑制される。
サーボ弁１０８（１０９）は、演算器１０６（１０７）から出力されたサーボ弁調整量に基づいて、油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）への圧油の流入量または流出量を制御する。これにより、油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）は、下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）に与える圧下力を調整し、下バックアップロールチョック３０３ａ（３０３ｂ）の圧下量を変更する。これにより、ワークサイドおよびドライブサイドのロールギャップが変更されて、被圧延材の蛇行が抑制される。
演算器１１０は、荷重検出器（ロードセル）３０６ａ、３０６ｂから出力された「ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重」の差、すなわち「差荷重」を導出する。
設定器１１１は、ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差の目標値を出力するものである。
演算器１１２は、演算器１１０から出力された「ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差」と、設定器１１１から出力された「目標値」とを比較演算し、ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差の目標値に対する偏差を導出する。
設定器１１１は、ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差の目標値を出力するものである。
演算器１１２は、演算器１１０から出力された「ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差」と、設定器１１１から出力された「目標値」とを比較演算し、ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差の目標値に対する偏差を導出する。
調節器１１３は、制御ゲイン設定器１１６からの制御に基づいて、演算器１０２から出力された「ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差の目標値に対する偏差」に対して微分および積分を演算したものと、当該演算をする前の「ワークサイド、ドライブサイドにおける圧延荷重の差の目標値に対する偏差」とのそれぞれに制御ゲインＫLを掛けて（乗算して）、圧下量の修正量を導出するものである。このように本実施形態では、ＰＩＤ制御を行って差荷重方式蛇行制御を行うようにしている。制御ゲインＫLの設定方法は、本実施形態の特徴の一つであるので、その詳細については後述する。
加算アンプ１１４（１１５）は、変位検出器３０５ａ（３０５ｂ）から出力された「油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）のピストンの動き量」、すなわち「ワークサイド（ドライブサイド）のロールギャップの変動量」と、調節器１１３から出力された「圧下量の修正量」とを比較演算し、それらの差に応じたサーボ弁調整量を導出するものである。
加算アンプ１１４（１１５）は、変位検出器３０５ａ（３０５ｂ）から出力された「油圧シリンダ３０４ａ（３０４ｂ）のピストンの動き量」、すなわち「ワークサイド（ドライブサイド）のロールギャップの変動量」と、調節器１１３から出力された「圧下量の修正量」とを比較演算し、それらの差に応じたサーボ弁調整量を導出するものである。
そして、前述したように、演算器１０６、１０７により、それぞれ、加算アンプ１０４、１０５から出力されたサーボ弁調整量と、加算アンプ１１４、１１５から出力されたサーボ弁調整量と、を加算して、最終的なサーボ弁調整量が導出され、このサーボ弁調整量に基づいて、ワークサイドおよびドライブサイドのロールギャップが変更される。
制御ゲイン設定器１１６は、調節器１０３、１１３に対して動作の開始および停止を指示すると共に、制御ゲインＫS、ＫLを設定するものである。
制御ゲイン設定器１１６は、調節器１０３、１１３に対して動作の開始および停止を指示すると共に、制御ゲインＫS、ＫLを設定するものである。
以上のように本実施形態では、設定器１０１と、演算器１０２と、調節器１０３と、加算アンプ１０４、１０５と、制御ゲイン設定器１１６とを用いることにより、「センサ方式蛇行制御」が実現される。また、演算器１１０と、設定器１１１と、演算器１１２と、調節器１１３と、加算アンプ１１４、１１５と、制御ゲイン設定器１１６とを用いることにより、「差荷重方式蛇行制御」が実現される。そして、演算器１０６、１０７を用いることにより、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」とを並行して実施できるようにしている。
図３は、蛇行制御装置１００が被圧延材Ｓの蛇行を制御する区間の一例を示す図である。
本実施形態では、図３に示すように、蛇行制御装置１００は、制御区間（１）、制御区間（２）、制御区間（３）および制御区間（４）に制御区間を分割し、それぞれの制御区間で制御ゲインＫを変更するようにしている。
制御区間（１）は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから、圧延スタンドＦ６を通過するまでの区間であり、「センサ方式蛇行制御」に対する制御区間である。
制御区間（２）は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過してから、蛇行量検出センサ２００を通過するまで（蛇行量検出センサ２００により検出されなくなるまで）の区間であり、「センサ方式蛇行制御」に対する制御区間である。
本実施形態では、図３に示すように、蛇行制御装置１００は、制御区間（１）、制御区間（２）、制御区間（３）および制御区間（４）に制御区間を分割し、それぞれの制御区間で制御ゲインＫを変更するようにしている。
制御区間（１）は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから、圧延スタンドＦ６を通過するまでの区間であり、「センサ方式蛇行制御」に対する制御区間である。
制御区間（２）は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過してから、蛇行量検出センサ２００を通過するまで（蛇行量検出センサ２００により検出されなくなるまで）の区間であり、「センサ方式蛇行制御」に対する制御区間である。
制御区間（３）は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過してから、蛇行量検出センサ２００を通過するまでの区間であり、「差荷重方式蛇行制御」に対する制御区間である。
制御区間（４）は、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過してから、圧延スタンドＦ７を通過するまでの区間であり、「差荷重方式蛇行制御」に対する制御区間である。
制御区間（４）は、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過してから、圧延スタンドＦ７を通過するまでの区間であり、「差荷重方式蛇行制御」に対する制御区間である。
このように、本実施形態では、蛇行制御装置１００は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから、圧延スタンドＦ７を通過するまでの間、被圧延材Ｓの蛇行を制御するものである。そして、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから、圧延スタンドＦ６を通過するまでは、「センサ方式蛇行制御」のみが実施され、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過してから、蛇行量検出センサ２００を通過するまでは、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」との双方が並行して実施され、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過してから、圧延スタンドＦ７を通過するまでは、「差荷重方式蛇行制御」のみが実施される。
以下に、図３と、図４のフローチャートを参照しながら、各制御区間（１）〜（４）における制御ゲイン設定器１１６による制御ゲインＫS、ＫLの設定方法の一例を説明する。
まず、ステップＳ４０１において、制御ゲイン設定器１１６は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過したことが検出されるまで待機する。被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過したことは、例えば、圧延スタンドＦ５に備わっている荷重検出器（ロードセル）から出力された信号により判断することができる。
まず、ステップＳ４０１において、制御ゲイン設定器１１６は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過したことが検出されるまで待機する。被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過したことは、例えば、圧延スタンドＦ５に備わっている荷重検出器（ロードセル）から出力された信号により判断することができる。
この判定の結果、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過すると、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２に進むと、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１０３に対して、動作の開始を指示すると共に、制御ゲインＫSとして、第１の制御ゲインＫS1よりも大きさが小さい第２の制御ゲインＫS2を設定する。これにより、「センサ方式蛇行制御」のみの実施が開始する。
ここで、第１の制御ゲインＫS1は、「差荷重方式蛇行制御」が実施されずに「センサ方式蛇行制御」のみが実施される場合に被圧延材Ｓの蛇行を抑制することが可能となる値（大きさ）を有する。このような値として、被圧延材Ｓの属性や圧延条件等に応じた値が、第１の制御ゲインＫS1として、プロセスコンピュータから、制御ゲイン設定器１１６に予め設定される。ここで、被圧延材Ｓの蛇行を抑制することが可能となるとは、制御を行わない場合に比べて被圧延材Ｓの蛇行量が小さくなることを意味する。
また、第２の制御ゲインＫS2の値（大きさ）として、例えば、第１の制御ゲインＫS1の値の０．７倍以下の範囲内（０＜ＫS2≦０．７×ＫS1）の値が予めプロセスコンピュータから制御ゲイン設定器１１６に予め設定される。第２の制御ゲインＫS2の値（大きさ）を、第１の制御ゲインＫS1の値の０．７倍以下にするのは、第２の制御ゲインＫS2の値（大きさ）が、第１の制御ゲインＫS1の値の０．７倍を超えると、制御区間（１）から制御区間（２）に移行するときに、被圧延材Ｓの挙動が安定しなくなる虞があるからである。
また、第２の制御ゲインＫS2の値（大きさ）として、例えば、第１の制御ゲインＫS1の値の０．７倍以下の範囲内（０＜ＫS2≦０．７×ＫS1）の値が予めプロセスコンピュータから制御ゲイン設定器１１６に予め設定される。第２の制御ゲインＫS2の値（大きさ）を、第１の制御ゲインＫS1の値の０．７倍以下にするのは、第２の制御ゲインＫS2の値（大きさ）が、第１の制御ゲインＫS1の値の０．７倍を超えると、制御区間（１）から制御区間（２）に移行するときに、被圧延材Ｓの挙動が安定しなくなる虞があるからである。
次に、ステップＳ４０３において、制御ゲイン設定器１１６は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過したことが検出されるまで待機する。被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過したことは、例えば、圧延スタンドＦ６に備わっている荷重検出器（ロードセル）から出力された信号により判断することができる。
この判定の結果、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過すると、ステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４に進むと、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１０３に対して、制御ゲインＫSを、第２の制御ゲインＫS2から第１の制御ゲインＫS1に復帰することを指示する。
そして、ステップＳ４０５において、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１１３に対して、動作の開始を指示すると共に、制御ゲインＫSとして、第３の制御ゲインＫL1よりも大きさが小さい第４の制御ゲインＫL2を設定する。これにより、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」との双方が実施される。
尚、ステップＳ４０４とステップＳ４０５の処理は、略同時に行われるものであるので、それらの処理順序は逆であってもよい。
そして、ステップＳ４０５において、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１１３に対して、動作の開始を指示すると共に、制御ゲインＫSとして、第３の制御ゲインＫL1よりも大きさが小さい第４の制御ゲインＫL2を設定する。これにより、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」との双方が実施される。
尚、ステップＳ４０４とステップＳ４０５の処理は、略同時に行われるものであるので、それらの処理順序は逆であってもよい。
ここで、第２の制御ゲインＫS2から第１の制御ゲインＫS1に復帰する際のゲイン変更レート（制御ゲインの単位時間当たりの変更量）を、固定値としても、可変としてもよい。このゲイン変更レートを固定値とする場合には、蛇行量検出センサ２００の蛇行感知速度（被圧延材Ｓが実際に蛇行を開始してから、蛇行量検出センサ２００が被圧延材Ｓの蛇行を検出するまでの時間）に基づいて当該固定値を定めることができる。一方、このゲイン変更レートを可変とする場合には、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過する際の圧延速度に比例する値を当該ゲイン変更レートとして設定することができる。
また、第３の制御ゲインＫL1は、「センサ方式蛇行制御」が実施されずに「差荷重方式蛇行制御」のみが実施される場合に被圧延材Ｓの蛇行を抑制することが可能となる値（大きさ）を有する。このような値として、被圧延材Ｓの属性や圧延条件等に応じた適切な値が、第３の制御ゲインＫL1として、プロセスコンピュータから、制御ゲイン設定器１１６に予め設定される。前述したように、被圧延材Ｓの蛇行を抑制することが可能となるとは、制御を行わない場合に比べて被圧延材Ｓの蛇行量が小さくなることを意味する。
また、第４の制御ゲインＫL2の値（大きさ）として、例えば、第３の制御ゲインＫL1の値の０．５倍程度の値が予めプロセスコンピュータから制御ゲイン設定器１１６に設定される。本実施形態では、被圧延材Ｓの硬さに応じて、第３の制御ゲインＫL1の値に対する低減率（すなわち、第４の制御ゲインＫL2の値（大きさ））がプロセスコンピュータにより変更されるようにする。具体的に、被圧延材Ｓの硬さが硬い程、第３の制御ゲインＫL1の値に対する低減率を大きく（すなわち、第４の制御ゲインＫL2の値（大きさ）を小さく）する。ただし、第４の制御ゲインＫS4の値（大きさ）を、例えば、第３の制御ゲインＫS3の値の０．５倍以下の範囲内（０＜ＫS4≦０．５×ＫS3）の値となるようにする。このようにしないと、制御区間（３）から制御区間（４）に移行するときに、被圧延材Ｓの挙動が安定しなくなる虞があるからである。
また、第４の制御ゲインＫL2の値（大きさ）として、例えば、第３の制御ゲインＫL1の値の０．５倍程度の値が予めプロセスコンピュータから制御ゲイン設定器１１６に設定される。本実施形態では、被圧延材Ｓの硬さに応じて、第３の制御ゲインＫL1の値に対する低減率（すなわち、第４の制御ゲインＫL2の値（大きさ））がプロセスコンピュータにより変更されるようにする。具体的に、被圧延材Ｓの硬さが硬い程、第３の制御ゲインＫL1の値に対する低減率を大きく（すなわち、第４の制御ゲインＫL2の値（大きさ）を小さく）する。ただし、第４の制御ゲインＫS4の値（大きさ）を、例えば、第３の制御ゲインＫS3の値の０．５倍以下の範囲内（０＜ＫS4≦０．５×ＫS3）の値となるようにする。このようにしないと、制御区間（３）から制御区間（４）に移行するときに、被圧延材Ｓの挙動が安定しなくなる虞があるからである。
そして、ステップＳ４０６において、制御ゲイン設定器１１６は、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過したことが検出されるまで待機する。被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過したことは、例えば、蛇行量検出センサ２００で被圧延材Ｓが検出されなくなったことにより判断することができる。
この判定の結果、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過すると、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７に進むと、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１０３に対して、動作の終了を指示する。これにより、調節器１０３と、加算アンプ１０４、１０５の動作が停止する。これにより、「差荷重方式蛇行制御」のみの実施が継続される。
この判定の結果、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過すると、ステップＳ４０７に進む。ステップＳ４０７に進むと、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１０３に対して、動作の終了を指示する。これにより、調節器１０３と、加算アンプ１０４、１０５の動作が停止する。これにより、「差荷重方式蛇行制御」のみの実施が継続される。
そして、ステップＳ４０８において、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１１３に対して、制御ゲインＫLを、第４の制御ゲインＫL2から第３の制御ゲインＫL1に復帰することを指示する。
ここで、第４の制御ゲインＫL2から第３の制御ゲインＫL1に復帰する際のゲイン変更レート（制御ゲインの単位時間当たりの変更量）を、固定値としても、可変としてもよい。このゲイン変更レートを固定値とする場合には、蛇行量検出センサ２００の蛇行感知速度に基づいて当該固定値を定めることができる。一方、このゲイン変更レートを可変とする場合には、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過する際の圧延速度に比例する値を当該ゲイン変更レートとして設定することができる。
尚、ステップＳ４０７とステップＳ４０８の処理は、略同時に行われるものであるので、それらの処理順序は逆であってもよい。
ここで、第４の制御ゲインＫL2から第３の制御ゲインＫL1に復帰する際のゲイン変更レート（制御ゲインの単位時間当たりの変更量）を、固定値としても、可変としてもよい。このゲイン変更レートを固定値とする場合には、蛇行量検出センサ２００の蛇行感知速度に基づいて当該固定値を定めることができる。一方、このゲイン変更レートを可変とする場合には、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過する際の圧延速度に比例する値を当該ゲイン変更レートとして設定することができる。
尚、ステップＳ４０７とステップＳ４０８の処理は、略同時に行われるものであるので、それらの処理順序は逆であってもよい。
そして、ステップＳ４０９において、制御ゲイン設定器１１６は、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過したことが検出されるまで待機する。被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過したことは、例えば、圧延スタンドＦ７に備わっている荷重検出器（ロードセル）から出力された信号により判断することができる。
この判定の結果、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過すると、ステップＳ４１０に進む。ステップＳ４１０に進むと、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１１３に対して、動作の終了を指示する。これにより、調節器１１３と、加算アンプ１１４、１１５の動作が停止する。
以上で、蛇行制御装置１００による１つの被圧延材Ｓの蛇行の制御が終了する。
この判定の結果、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過すると、ステップＳ４１０に進む。ステップＳ４１０に進むと、制御ゲイン設定器１１６は、調節器１１３に対して、動作の終了を指示する。これにより、調節器１１３と、加算アンプ１１４、１１５の動作が停止する。
以上で、蛇行制御装置１００による１つの被圧延材Ｓの蛇行の制御が終了する。
図５は、被圧延材Ｓの蛇行量を制御した結果の一例を示す図である。図５の横軸の時間０．００は、被圧延材Ｓの蛇行量の制御を開始した時刻を表す。図５の縦軸の０は、被圧延材Ｓの蛇行量がないことを表す。また、図５の縦軸は、ワークサイド方向への蛇行量を表している。
図５において、グラフ５０１は、本実施形態の手法で被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すグラフである。グラフ５０２は、特許文献１の手法で被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すグラフである。グラフ５０３は、「センサ方式蛇行制御」のみで被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すグラフである。
図５において、グラフ５０１は、本実施形態の手法で被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すグラフである。グラフ５０２は、特許文献１の手法で被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すグラフである。グラフ５０３は、「センサ方式蛇行制御」のみで被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すグラフである。
ここでは、被圧延材Ｓとして、厚みが1.60［ｍｍ］、幅が1250［ｍｍ］の熱関圧延鋼板材を用いた。かかる被圧延材Ｓを図１に示すように７つの圧延スタンドＦ１〜Ｆ７で仕上圧延を行った。蛇行量検出センサ２００を、図１に示すように、圧延スタンドＦ７と圧延スタンドＦ６との中間の位置に配置した。
グラフ５０１は、以下の条件に従って、本実施形態の手法で被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すものである。
まず、図３に示したようにして制御区間（１）〜（４）を設定した。
また、第１の制御ゲインＫS1の大きさを8000にした。そして、第２の制御ゲインＫS2を第１の制御ゲインＫS1の0.7倍にし、第２の制御ゲインＫS2から第１の制御ゲインＫS1に復帰する際のゲイン変更レートを3.2×105［／ｓｅｃ］にした。
また、第３の制御ゲインＫL1の大きさを2000にした。そして、第４の制御ゲインＫL2を第３の制御ゲインＫL1の0.5倍にした。第４の制御ゲインＫSLから第３の制御ゲインＫS3に復帰する際のゲイン変更レートを2.0×105［／ｓｅｃ］にした。
まず、図３に示したようにして制御区間（１）〜（４）を設定した。
また、第１の制御ゲインＫS1の大きさを8000にした。そして、第２の制御ゲインＫS2を第１の制御ゲインＫS1の0.7倍にし、第２の制御ゲインＫS2から第１の制御ゲインＫS1に復帰する際のゲイン変更レートを3.2×105［／ｓｅｃ］にした。
また、第３の制御ゲインＫL1の大きさを2000にした。そして、第４の制御ゲインＫL2を第３の制御ゲインＫL1の0.5倍にした。第４の制御ゲインＫSLから第３の制御ゲインＫS3に復帰する際のゲイン変更レートを2.0×105［／ｓｅｃ］にした。
グラフ５０２は、以下の条件に従って、特許文献１の手法で被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すものである。
まず、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから蛇行量検出センサ２００を通過するまでは、「センサ方式蛇行制御」を実施した。「センサ方式蛇行制御」における制御ゲインとして、本実施形態の手法で使用した第１の制御ゲインＫS1を用いた。
そして、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過したときに「センサ方式蛇行制御」を終了し、「差荷重方式蛇行制御」を開始した。「差荷重方式蛇行制御」における制御ゲインとして、本実施形態の手法で使用した第３の制御ゲインＫL1を用いた。そして、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過したときに「差荷重方式蛇行制御」を終了した。
まず、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから蛇行量検出センサ２００を通過するまでは、「センサ方式蛇行制御」を実施した。「センサ方式蛇行制御」における制御ゲインとして、本実施形態の手法で使用した第１の制御ゲインＫS1を用いた。
そして、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過したときに「センサ方式蛇行制御」を終了し、「差荷重方式蛇行制御」を開始した。「差荷重方式蛇行制御」における制御ゲインとして、本実施形態の手法で使用した第３の制御ゲインＫL1を用いた。そして、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過したときに「差荷重方式蛇行制御」を終了した。
グラフ５０３は、以下の条件に従って、「センサ方式蛇行制御」のみで被圧延材Ｓの蛇行を制御した結果を示すものである。
被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから圧延スタンドＦ７を通過するまで「センサ方式蛇行制御」を実施した。「センサ方式蛇行制御」における制御ゲインとして、本実施形態の手法で使用した第１の制御ゲインＫS1を用いた。そして、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過したときに「センサ方式蛇行制御」を終了した。
被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから圧延スタンドＦ７を通過するまで「センサ方式蛇行制御」を実施した。「センサ方式蛇行制御」における制御ゲインとして、本実施形態の手法で使用した第１の制御ゲインＫS1を用いた。そして、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ７を通過したときに「センサ方式蛇行制御」を終了した。
グラフ５０１〜５０３を得た際のその他の圧延条件は同じである。
図５に示すように、本実施形態の手法を用いれば、特許文献１に記載の技術や「センサ方式蛇行制御」のみを用いた場合に比べ、被圧延材Ｓの蛇行を抑制できることが分かる。
図５に示すように、本実施形態の手法を用いれば、特許文献１に記載の技術や「センサ方式蛇行制御」のみを用いた場合に比べ、被圧延材Ｓの蛇行を抑制できることが分かる。
以上のように本実施形態では、圧延スタンドＦ５を被圧延材Ｓの尾端が通過すると、第１の制御ゲインＫS1よりも低い第２の制御ゲインＫS2でフィードバック制御を行って「センサ方式蛇行制御」を実施する。その後、圧延スタンドＦ６を被圧延材Ｓの尾端が通過すると、第１の制御ゲインＫS1でフィードバック制御を行って「センサ方式蛇行制御」を実施すると共に、第３の制御ゲインＫL1よりも低い第４の制御ゲインＫL2でフィードバック制御を行って「差荷重方式蛇行制御」を実施する。その後、蛇行量検出センサ２００を被圧延材Ｓの尾端が通過すると、「センサ方式蛇行制御」を終了すると共に、第３の制御ゲインＫL1でフィードバック制御を行って「差荷重方式蛇行制御」を実施する。そして、圧延スタンドＦ７を被圧延材Ｓの尾端が通過すると、「差荷重方式蛇行制御」を終了する。
以上のように本実施形態では、制御区間（１）では「センサ方式蛇行制御」のみを実施し、制御区間（２）、（３）では「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」とを実施し、制御区間（４）では「差荷重方式蛇行制御」のみを実施する。したがって、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」との切り替えによる無制御区間がなくなる。また、「センサ方式蛇行制御」を行いつつ「差荷重方式蛇行制御」を行うので、「差荷重方式蛇行制御」において、従来よりも安定した差荷重に基づいてフィードバック制御を行うことができる。よって、従来よりも被圧延材Ｓの蛇行を抑制することができる。
そして、制御区間（２）、（３）では、「センサ方式蛇行制御」における制御ゲインを本来の制御ゲインにすると共に「差荷重方式蛇行制御」における制御ゲインを抑制し、制御区間（４）では、「センサ方式蛇行制御」を終了して「差荷重方式蛇行制御」における制御ゲインを本来の制御ゲインにする。このようにすることによって、「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」を並行して実施するに際して、それぞれの操作量の出力方向が異なった場合にサーボ弁１０８、１０９の動作方向が不明となったり、それぞれの操作量の出力方向が同一になった場合にサーボ弁１０８、１０９を過剰に動作させたりすることを抑制することができる。
（変形例）
本実施形態では、蛇行制御装置１００を圧延スタンドＦ７に対して設ける場合（制御対象の圧延スタンドが圧延スタンドＦ７である場合）を例に挙げて説明した。しかしながら、蛇行制御装置１００を、圧延スタンドＦ３〜Ｆ６の何れか１つに対して設けるようにしてもよい。また、蛇行制御装置１００を、圧延スタンドＦ３〜Ｆ７のうち、２つ以上に対して設けるようにしてもよい。このようにする場合には、蛇行量検出センサの数を２つ以上（蛇行制御装置１００の数と同数）にすることができる。尚、制御区間（１）〜（４）の全てを設定することができなくなるので、上流側の２つの圧延スタンドＦ１、Ｆ２に対して蛇行制御装置１００を設けることはできない。
本実施形態では、蛇行制御装置１００を圧延スタンドＦ７に対して設ける場合（制御対象の圧延スタンドが圧延スタンドＦ７である場合）を例に挙げて説明した。しかしながら、蛇行制御装置１００を、圧延スタンドＦ３〜Ｆ６の何れか１つに対して設けるようにしてもよい。また、蛇行制御装置１００を、圧延スタンドＦ３〜Ｆ７のうち、２つ以上に対して設けるようにしてもよい。このようにする場合には、蛇行量検出センサの数を２つ以上（蛇行制御装置１００の数と同数）にすることができる。尚、制御区間（１）〜（４）の全てを設定することができなくなるので、上流側の２つの圧延スタンドＦ１、Ｆ２に対して蛇行制御装置１００を設けることはできない。
また、本実施形態では、制御区間（１）が、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ５を通過してから、圧延スタンドＦ６を通過するまでの区間であり、制御区間（２）、（３）が、被圧延材Ｓの尾端が圧延スタンドＦ６を通過してから、蛇行量検出センサ２００を通過するまでの区間であり、制御区間（４）が、被圧延材Ｓの尾端が蛇行量検出センサ２００を通過してから、圧延スタンドＦ７を通過するまでの区間である場合を例に挙げて説明した。
しかしながら、制御区間（１）〜（４）の設定方法は、図３に示すものに限定されない。例えば、蛇行制御装置１００が設けられる当該圧延スタンド（本実施形態では圧延スタンドＦ７）に対し、ｎ（ｎは正の整数）個前（上流側）に配置された圧延スタンドと、ｉ（ｉはｎ未満の正の整数）個前（上流側）に配置された圧延スタンドとの間の区間を制御区間（１）とし、当該圧延スタンドに対し、ｉ個前（上流側）に配置された圧延スタンドと蛇行量検出センサとの間の区間を制御区間（２）、（３）とし、蛇行量検出センサと当該圧延スタンドとの間の区間を制御区間（４）とすることができる。
例えば、当該圧延スタンドは、圧延スタンドＦ７ではなくてもよい。ただし、蛇行量検出センサは、当該圧延スタンドと、当該圧延スタンドに対し１つ前（上流側）に配置された圧延スタンドとの間に配置されるようにするのが望ましい。また、当該圧延スタンドを圧延スタンドＦ７とした場合に、制御区間（１）の上流側の起点となる圧延スタンドを、圧延スタンドＦ５ではなく、圧延スタンドＦ１、Ｆ２、Ｆ３またはＦ４にしてもよく、制御区間（１）の下流側の起点（制御区間（２）、（３）の上流側の起点）となる圧延スタンドを、圧延スタンドＦ６ではなく、圧延スタンドＦ２、Ｆ３、Ｆ４またはＦ５にしてもよい。ただし、制御区間（１）の下流側の起点（制御区間（２）、（３）の上流側の起点）となる圧延スタンドは、制御区間（１）の上流側の起点となる圧延スタンドよりも下流側に配置された圧延スタンドでなければならない。
また、制御区間（１）の上流側の起点と、制御区間（１）の下流側の起点（制御区間（２）、（３）の上流側の起点）は、被圧延材Ｓの尾端の通過を検出することができる位置であれば、圧延スタンドが配置されている地点でなくてもよい。
また、制御区間（１）の上流側の起点と、制御区間（１）の下流側の起点（制御区間（２）、（３）の上流側の起点）は、被圧延材Ｓの尾端の通過を検出することができる位置であれば、圧延スタンドが配置されている地点でなくてもよい。
また、本実施形態では、圧延スタンドが、上ワークロール３０１ａ、下ワークロール３０１ｂ、上バックアップロール３０２ａおよび下バックアップロール３０２ｂを備える場合を例に挙げて説明した。しかしながら、圧延スタンドは、このようなものに限定されない。例えば、上ワークロール３０１ａおよび上バックアップロール３０２ａの間と、下ワークロール３０１ｂおよび下バックアップロール３０２ｂの間とのそれぞれに中間ロールを備えた圧延スタンドであってもよい。
また、本実施形態では、図２に示す構成で「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」を行うようにした。しかしながら、「センサ方式蛇行制御」そのものと、「差荷重方式蛇行制御」そのものは公知の技術であり、蛇行制御装置１００における「センサ方式蛇行制御」および「差荷重方式蛇行制御」を行う部分の構成は、図２に示す構成に限定されるものではない。
また、本実施形態では、図２に示す構成で「センサ方式蛇行制御」と「差荷重方式蛇行制御」を行うようにした。しかしながら、「センサ方式蛇行制御」そのものと、「差荷重方式蛇行制御」そのものは公知の技術であり、蛇行制御装置１００における「センサ方式蛇行制御」および「差荷重方式蛇行制御」を行う部分の構成は、図２に示す構成に限定されるものではない。
また、被圧延材Ｓの下方の位置であって、カメラ２０１ａ、２０１ｂと略対向する位置にそれぞれ配置される光源を蛇行量検出センサ２００が有するようにしてもよい。このようにすれば、被圧延材Ｓが低温材である場合でも、被圧延材Ｓの蛇行量を正確に検出することができる。
尚、以上説明した本発明の実施形態の蛇行制御装置１００による処理は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
尚、本実施形態では、圧延スタンドＦ５が配置されている地点が第１の地点に対応し、圧延スタンドＦ６が配置されている地点が第２の地点に対応する。また、本実施形態では、圧延スタンドＦ７が制御対象の圧延機に対応する。また、本実施形態では、例えば、サーボ弁１０８、１０９および油圧シリンダ３０４ａ、３０４ｂを用いることにより圧下量調整器が実現される。
１００ 蛇行制御装置
２００ 蛇行量検出センサ
３０１ ワークロール
３０２ バックアップロール
３０３ 下バックアップロールチョック
３０４ 油圧シリンダ
３０５ 変位検出器
３０６ 荷重検出器
Ｆ１〜Ｆ７ 圧延スタンド
Ｓ 被圧延材
２００ 蛇行量検出センサ
３０１ ワークロール
３０２ バックアップロール
３０３ 下バックアップロールチョック
３０４ 油圧シリンダ
３０５ 変位検出器
３０６ 荷重検出器
Ｆ１〜Ｆ７ 圧延スタンド
Ｓ 被圧延材
Claims (4)
- ドライブサイドおよびワークサイドの荷重を検出する荷重検出器と、ドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を調整する圧下量調整器とをそれぞれが有する複数の圧延機を備えた連続熱間圧延設備で熱間圧延される被圧延材の蛇行を制御する被圧延材の蛇行制御方法であって、
前記被圧延材の尾端が、第１の地点を通過してから、制御対象の圧延機と、当該制御対象の圧延機よりも１つ上流側に配置された圧延機との間の蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまで、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御するセンサ方式蛇行制御工程と、
前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点よりも下流側の地点であって、前記蛇行量検出センサが設けられている地点よりも上流側の地点である第２の地点を通過してから、前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまで、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御する差荷重方式蛇行制御工程と、を有し、
前記センサ方式蛇行制御工程は、
前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点を通過してから前記第２の地点を通過するまでは、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいて、第１の制御ゲインの０．７倍以下の大きさの第２の制御ゲインでフィードバック制御を行い、
前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記第１の制御ゲインでフィードバック制御を行い、
前記差荷重方式蛇行制御工程は、
前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、第３の制御ゲインの０．５倍以下の大きさの第４の制御ゲインでフィードバック制御を行い、
前記被圧延材の尾端が、前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過してから前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、前記第３の制御ゲインでフィードバック制御を行うことを特徴とする被圧延材の蛇行制御方法。 - 前記複数の圧延機は、第１の圧延機と、前記第１の圧延機よりも下流側の位置に配置された第２の圧延機と、前記第２の圧延機よりも下流側の位置に配置された第３の圧延機とを含み、
前記第１の地点は、前記第１の圧延機が配置されている地点であり、
前記第２の地点は、前記第２の圧延機が配置されている地点であり、
前記制御対象の圧延機は、前記第３の圧延機であることを特徴とする請求項１に記載の被圧延材の蛇行制御方法。 - ドライブサイドおよびワークサイドの荷重を検出する荷重検出器と、ドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を調整する圧下量調整器とをそれぞれが有する複数の圧延機を備えた連続熱間圧延設備と、
制御対象の圧延機と、当該制御対象の圧延機よりも１つ上流側に配置された圧延機との間に設けられ、前記連続熱間圧延設備で熱間圧延される被圧延材の蛇行量を検出する蛇行量検出センサと、を有し、
前記連続熱間圧延設備で熱間圧延される被圧延材の蛇行を制御する被圧延材の蛇行制御システムであって、
前記被圧延材の尾端が、第１の地点を通過してから、前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまで、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御するセンサ方式蛇行制御手段と、
前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点よりも下流側の地点であって、前記蛇行量検出センサが設けられている地点よりも上流側の地点である第２の地点を通過してから、前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまで、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいてフィードバック制御を行って、前記制御対象の圧延機におけるドライブサイドおよびワークサイドの圧下量を制御する差荷重方式蛇行制御手段と、を有し、
前記センサ方式蛇行制御手段は、
前記被圧延材の尾端が、前記第１の地点を通過してから前記第２の地点を通過するまでは、前記蛇行量検出センサにより検出された前記被圧延材の蛇行量に基づいて、第１の制御ゲインの０．７倍以下の大きさの第２の制御ゲインでフィードバック制御を行い、
前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記第１の制御ゲインでフィードバック制御を行い、
前記差荷重方式蛇行制御手段は、
前記被圧延材の尾端が、前記第２の地点を通過してから前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、第３の制御ゲインの０．５倍以下の大きさの第４の制御ゲインでフィードバック制御を行い、
前記被圧延材の尾端が、前記蛇行量検出センサが設けられている地点を通過してから前記制御対象の圧延機が配置されている地点を通過するまでは、前記制御対象の圧延機のドライブサイドおよびワークサイドの差荷重に基づいて、前記第３の制御ゲインでフィードバック制御を行うことを特徴とする被圧延材の蛇行制御システム。 - 前記複数の圧延機は、第１の圧延機と、前記第１の圧延機よりも下流側の位置に配置された第２の圧延機と、前記第２の圧延機よりも下流側の位置に配置された第３の圧延機とを含み、
前記第１の地点は、前記第１の圧延機が配置されている地点であり、
前記第２の地点は、前記第２の圧延機が配置されている地点であり、
前記制御対象の圧延機は、前記第３の圧延機であることを特徴とする請求項３に記載の被圧延材の蛇行制御システム。
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