JP5907112B2 - 熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間仕上圧延工程において鋼板のエッジ板厚を公差範囲内に制御する熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法に関するものである。

熱間仕上圧延工程では、高温状態の鋼板を高荷重で圧延するために、粗圧延工程において形成された鋼板の幅方向の板厚分布、熱間仕上圧延時の鋼板の幅方向の温度分布、ロールギャップ、ロールの撓み等の影響によって、鋼板の幅方向に板厚偏差（クラウン）が形成される。そのため、鋼板の板厚保証としては、鋼板の幅方向中心部の板厚（センター板厚）と幅方向端部の板厚（エッジ板厚）とを保証する必要がある（特許文献１参照）。

特開平１１−１９２５０６号公報

従来の熱間仕上圧延工程では、エッジ板厚は、熱間仕上圧延機の出側に設置された固定型の板厚計によって計測されたセンター板厚と走査型板厚計によって計測された幅方向の板厚プロファイル（クラウン形状）とから算出されている。その際、センター板厚は鋼板の全長に亘って計測されている。しかしながら、板厚プロファイルについては、鋼板の全長に亘って計測可能な機器が無いために、クラウンが最も大きくなる位置等の鋼板の長手方向の特定位置での板厚プロファイルのみを計測し、計測された板厚プロファイルを代表的な板厚プロファイルとして鋼板の全長に適用している。このため、従来の熱間仕上圧延工程では、板厚プロファイルの計測位置以外の位置においてエッジ板厚が公差範囲から外れた場合又は外れそうになった場合、エッジ板厚を的確に制御し、板厚不良部を削減することができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、エッジ板厚を公差範囲内に的確に制御し、板厚不良部が発生することを抑制可能な熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法を提供することにある。

本発明に係る熱間仕上圧延機の制御装置は、熱間仕上圧延機の出側に設けられ、鋼板の幅方向の板厚プロファイルを鋼板の全長に亘って計測する計測手段と、前記計測手段によって計測された鋼板のエッジ板厚が公差範囲から外れた場合、該エッジ板厚の公差外れ量を算出し、該公差外れ量に基づいて熱間仕上圧延機における鋼板のセンター板厚のＡＧＣ制御量を補正する処理と、エッジ板厚が公差範囲内に入るように、クラウン比率を一定として熱間仕上圧延機に設けられたベンダーを制御することによってクラウンの大きさを調整する処理との少なくとも一方を実行する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る熱間仕上圧延機の制御方法は、熱間仕上圧延機の出側に設けられた計測手段を利用して、鋼板の幅方向の板厚プロファイルを鋼板の全長に亘って計測する計測ステップと、前記計測ステップにおいて計測された鋼板のエッジ板厚が公差範囲から外れた場合、該エッジ板厚の公差外れ量を算出し、該公差外れ量に基づいて熱間仕上圧延機における鋼板のセンター板厚のＡＧＣ制御量を補正する処理と、エッジ板厚が公差範囲内に入るように、クラウン比率を一定として熱間仕上圧延機に設けられたベンダーを制御することによってクラウンの大きさを調整する処理との少なくとも一方を実行する制御ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法によれば、エッジ板厚を公差範囲内に的確に制御し、板厚不良部が発生することを抑制できる。

図１は、本発明の第１及び第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法が適用される圧延ラインの構成を示す模式図である。 図２は、本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置の構成を示すブロック図である。 図３は、図２に示すＡＧＣ制御装置の構成を示すブロック図である。 図４は、センター板厚及びエッジ板厚のプロファイルの一例を示す図である。 図５は、本発明の第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法について説明する。

〔圧延ラインの構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の第１及び第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法が適用される圧延ラインの構成について説明する。図１は、本発明の第１及び第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法が適用される圧延ラインの構成を示す模式図である。

図１に示すように、本発明の第１及び第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法が適用される圧延ライン１は、鋼板Ｓに対して粗圧延工程を施す３台の圧延スタンドＲ３〜Ｒ５を有する粗圧延機２と、粗圧延工程後の鋼板Ｓに対して熱間仕上圧延工程を施す７台の圧延スタンドＦ１〜Ｆ７を有する熱間仕上圧延機３と、熱間仕上圧延工程後の鋼板Ｓをコイル状に巻き取る巻取設備４と、を備えている。本発明の第１及び第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法は、熱間仕上圧延機３によって行われる熱間仕上圧延工程に適用される。

〔第１の実施形態〕
次に、図２〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法について説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置の構成を示すブロック図である。図３は、図２に示すＡＧＣ制御装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置１０は、熱間仕上圧延工程における鋼板Ｓのセンター板厚を公差範囲内に制御するものであり、マルチセンサ１１、板厚計１２、及びＡＧＣ（Automatic Gauge Control）制御装置１３を備えている。

マルチセンサ１１は、図１に示す熱間仕上圧延機３の出側に設けられ、鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルを鋼板Ｓの全長に亘って計測するものである。マルチセンサ１１は、計測された鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルを示す電気信号をＡＧＣ制御装置１３に入力する。

板厚計１２は、図１に示す熱間仕上圧延機３の出側に設けられ、鋼板Ｓの幅方向中心部の板厚（センター板厚）を鋼板Ｓの全長に亘って計測するものである。板厚計１２は、計測された鋼板Ｓのセンター板厚を示す電気信号をＡＧＣ制御装置１３に入力する。

ＡＧＣ制御装置１３は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置によって構成され、板厚制御ＡＧＣによって鋼板Ｓのセンター板厚を公差範囲内に制御するものである。具体的には、図３に示すように、ＡＧＣ制御装置１３は、板厚算出部１３１、ロックオンメモリ１３２、減算器１３３，センター板厚偏差算出部１３４、エッジ板厚オフセット量算出部１３５、加算器１３６，１３７、ゲイン乗算部１３８、上下限判定部１３９、及び減算器１４０を備えている。

板厚算出部１３１は、図１に示す熱間仕上圧延機３の各圧延スタンドにおける圧下位置及び圧延荷重の実績値を用いて熱間仕上圧延工程後の鋼板Ｓの板厚を予測するものである。ロックオンメモリ１３２は、熱間仕上圧延工程後の鋼板Ｓの板厚の目標値を記憶するものである。減算器１３３は、板厚算出部１３１によって算出された鋼板Ｓの板厚の予測値とロックオンメモリ１３２内に記憶されている鋼板Ｓの板厚の目標値との偏差を算出するものである。

センター板厚偏差算出部１３４は、板厚計１２によって計測された鋼板Ｓのセンター板厚とその目標値との偏差を算出するものである。エッジ板厚オフセット量算出部１３５は、マルチセンサ１１によって計測された鋼板のエッジ板厚とその下限値又は上限値との偏差を算出するものである。加算器１３６は、センター板厚偏差算出部１３４によって計測されたセンター板厚の偏差とエッジ板厚オフセット量算出部１３５によって算出されたエッジ板厚の偏差との和を算出するものである。

加算器１３７は、減算器１３３によって算出された鋼板Ｓの板厚の偏差と加算器１３６の出力値との和を算出するものである。ゲイン乗算部１３８は、加算器１３７の出力値にゲインを乗算することによって、熱間仕上圧延機３を構成する各圧延スタンドの圧下位置の修正量を算出するものである。上下限判定部１３９は、ゲイン乗算部１３８によって算出された圧下位置の修正量が所定範囲内に入っているか否かを判定するものである。圧下位置の修正量が所定範囲内に入っていない場合、上下限判定部１３９は、圧下位置の修正量を上限値又は下限値に修正する。

減算器１４０は、現在の圧下位置からゲイン乗算部１３８によって算出された圧下位置の修正量を減算することによって熱間仕上圧延機３を構成する各圧延スタンドの圧下位置を修正し、修正した圧下位置を示す電気信号を圧下指令信号として各圧延スタンドに出力するものである。

このような構成を有する本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置１０は、以下に示すように動作することによってエッジ板厚を公差範囲内に的確に制御し、板厚不良部が発生することを抑制する。以下、図４を参照して、エッジ板厚を制御する際の制御装置１０の動作について説明する。図４は、センター板厚及びエッジ板厚のプロファイルの一例を示す図である。

図４に示すように、曲線Ｌ１で示すセンター板厚のプロファイルが公差範囲内において目標値より小さくなった際（点Ｐ１）、クラウン量Ｃｒが所定値より大きいと、曲線Ｌ２で示すエッジ板厚がその下限値を下回ることによって（点Ｐ２）、板厚不良部が発生することがある。なお、図４はクラウンが上に凸形状である場合を示している。クラウン形状が下に凸形状である場合には、センター板厚のプロファイルが公差範囲内において目標値より大きくなった際、クラウン量Ｃｒが所定値より大きいと、エッジ板厚がその上限値を上回ることによって、板厚不良部が発生することがある。

そこで、本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置１０では、エッジ板厚オフセット量算出部１３５が、マルチセンサ１１によって計測された鋼板のエッジ板厚とその下限値との偏差を算出する。そして、算出された偏差が所定値以上である場合、加算器１３６が、算出された偏差をオフセット量として、公差範囲内でセンター板厚の調整量にオフセット量を加算する。

このように本発明の第１の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置１０は、エッジ板厚が公差範囲から外れた場合、図４に曲線Ｌ３で示すように公差範囲内でセンター板厚を厚くすることによって、エッジ板厚が公差範囲内に入るように制御する。これにより、エッジ板厚を公差範囲内に的確に制御し、板厚不良部が発生することを抑制できる。本実施形態は、ベンダーを利用したクラウン形状の制御に限界がある場合や鋼板Ｓの板厚が薄い場合に好適である。

〔第２の実施形態〕
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置及び制御方法について説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、本発明の第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置２０は、熱間仕上圧延工程における鋼板Ｓのクラウン形状を制御するものであり、マルチセンサ２１、板厚計２２、及びベンダー制御装置２３を備えている。

マルチセンサ２１は、図１に示す熱間仕上圧延機３の出側に設けられ、鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルを鋼板Ｓの全長に亘って計測するものである。マルチセンサ２１は、計測された鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルを示す電気信号をベンダー制御装置２３に入力する。

板厚計２２は、図１に示す熱間仕上圧延機３の出側に設けられ、鋼板Ｓの幅方向中心部の板厚（センター板厚）を鋼板Ｓの全長に亘って計測するものである。板厚計２２は、計測された鋼板Ｓのセンター板厚を示す電気信号をベンダー制御装置２３に入力する。

ベンダー制御装置２３は、マイクロコンピュータ等の演算処理装置によって構成され、マルチセンサ２１によって計測された鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルに基づいて各圧延スタンドのベンダーを制御するものである。ベンダーとは、ロール軸方向に沿った上下ロール間の隙間を放物線状に変化させる機構のことを意味する。

このような構成を有する制御装置２０は、以下に示すように動作することによってエッジ板厚を公差範囲内に的確に制御し、板厚不良部が発生することを抑制する。すなわち、本発明の第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置２０では、エッジ板厚が公差範囲から外れた場合、ベンダー制御装置２３が、マルチセンサ２１によって計測された鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルに基づいてクラウン比率（クラウン／板厚）を一定としてクラウンの大きさが公差範囲内に入るように各圧延スタンドのベンダーを制御する。

このように本発明の第２の実施形態である熱間仕上圧延機の制御装置２０は、鋼板Ｓの幅方向の板厚プロファイルに基づいてクラウン比率（クラウン／板厚）を一定としてクラウンの大きさが公差範囲内に入るように各圧延スタンドのベンダーを制御する。これにより、エッジ板厚を公差範囲内に的確に制御し、板厚不良部が発生することを抑制できる。本実施形態は、鋼板Ｓの板厚が厚い場合に好適である。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 圧延ライン
２ 粗圧延機
３ 熱間仕上圧延機
１０，２０ 制御装置
１１，２１ マルチセンサ
１２，２２ 板厚計
１３ ＡＧＣ（Automatic Gauge Control）制御装置
２３ ベンダー制御装置
Ｓ 鋼板

Claims (2)

1. 熱間仕上圧延機の出側に設けられ、鋼板の幅方向の板厚プロファイルを鋼板の全長に亘って計測する計測手段と、
   前記計測手段によって計測された板厚プロファイルから求められた鋼板のエッジ板厚が公差範囲から外れた場合、該エッジ板厚の公差外れ量を算出し、該公差外れ量に基づいて熱間仕上圧延機における鋼板のセンター板厚のＡＧＣ制御量を補正する処理と、前記エッジ板厚が公差範囲内に入るように、クラウン比率を一定として熱間仕上圧延機に設けられたベンダーを制御することによってクラウンの大きさを調整する処理との少なくとも一方を実行する制御手段と、
   を備えることを特徴とする熱間仕上圧延機の制御装置。
2. 熱間仕上圧延機の出側に設けられた計測手段を利用して、鋼板の幅方向の板厚プロファイルを鋼板の全長に亘って計測する計測ステップと、
   前記計測ステップにおいて計測された板厚プロファイルから求められた鋼板のエッジ板厚が公差範囲から外れた場合、該エッジ板厚の公差外れ量を算出し、該公差外れ量に基づいて熱間仕上圧延機における鋼板のセンター板厚のＡＧＣ制御量を補正する処理と、前記エッジ板厚が公差範囲内に入るように、クラウン比率を一定として熱間仕上圧延機に設けられたベンダーを制御することによってクラウンの大きさを調整する処理との少なくとも一方を実行する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする熱間仕上圧延機の制御方法。

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