JP5929328B2 - Metal strip rolling method - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延ラインや冷間圧延ラインなどの金属帯の圧延ラインにて、仕上げ圧延機の一部または全部に、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を使用する金属帯の圧延方法に関する。 In the present invention, in a metal strip rolling line such as a hot rolling line or a cold rolling line, a shift mechanism that shifts the work roll in the axial direction and an upper and lower work roll are crossed in part or all of a finish rolling mill. The present invention relates to a method for rolling a metal strip using a rolling mill having a cross mechanism.
金属帯の圧延においては、ワークロールと被圧延材の接触部分（以下、板道と呼ぶ）にて摩擦が生じ、ワークロールの板道に相当する部分の摩耗が進行していく。また特に熱間圧延においては被圧延材が８００℃から１１００℃程度と高温であるため、サーマルクラウンと呼ばれるワークロールの板道に相当する部分において熱膨張が生じる。このようなワークロールの局所的な摩耗と熱膨張により、被圧延材の幅方向板厚分布（プロフィルとも称す）や形状が悪化し、製品品質や通板安定性の低下を招くという問題がある。 In rolling a metal strip, friction occurs at a contact portion (hereinafter referred to as a plate path) between the work roll and the material to be rolled, and wear of a portion corresponding to the plate path of the work roll proceeds. In particular, in hot rolling, since the material to be rolled is as high as about 800 ° C. to 1100 ° C., thermal expansion occurs in a portion corresponding to a plate path of a work roll called a thermal crown. Due to such local wear and thermal expansion of the work roll, there is a problem that the thickness direction distribution (also referred to as a profile) and shape of the material to be rolled are deteriorated, and the product quality and sheet feeding stability are lowered. .
また、鋼帯の圧延においては、とりわけ摩耗等によりワークプロフィルが変化するため、例えば狭幅材を続けて圧延した場合のように局部的な板道の摩耗が進行するため、後続して圧延される広幅材の板厚分布に異常が生じることになり、これを避けるために被圧延材の幅の広いものから狭いものへと段階的に圧延するなどの、圧延サイクル（圧延スケジュール）において板幅規制をする工程管理を余儀なくされていた。
このような規制は工程管理を複雑化するばかりでなく、圧延ラインより上流の加熱炉の操業をも規制するなど、大きな障害となっていた。このため、板幅や板厚の異なった製品をランダムに生産する、いわゆるスケジュールフリーの圧延が要請されていた。
Also, in steel strip rolling, the work profile changes due to wear, etc., so that, for example, local plate road wear progresses as in the case of continuous rolling of narrow materials. In order to avoid anomalies in the sheet thickness distribution of wide materials, the sheet width in the rolling cycle (rolling schedule), such as rolling gradually from wide to narrow material to be rolled. Had to manage the process to regulate.
Such regulation not only complicates the process management, but also poses a major obstacle such as regulating the operation of the heating furnace upstream of the rolling line. For this reason, there has been a demand for so-called schedule-free rolling in which products with different plate widths and thicknesses are randomly produced.
そして、近年、このような問題点を解決する手段の１つとして、上下のワークロールを、被圧延材の１本毎に軸方向に数ｍｍずつシフトさせて圧延することによりワークロールの摩耗を分散させるワークロールシフト方法が実用化されている。
なお、圧延荷重によるロールの撓みを補償する機構としてワークロールクロスやベンダーがあるが、これらは摩耗や熱膨張のような幅方向に不均一なプロフィルを制御することはできない。
In recent years, as one of the means for solving such problems, the upper and lower work rolls are rolled while being shifted by several millimeters in the axial direction for each of the materials to be rolled. A work roll shift method for dispersing is put into practical use.
Note that there are work roll cloths and benders as mechanisms for compensating for roll deflection due to rolling load, but these cannot control a non-uniform profile in the width direction such as wear and thermal expansion.
従来のワークロールシフト方法は、例えば特許文献１、特許文献２に記載のように、被圧延材を圧延する毎にワークロールの軸方向位置を一定のピッチ（以下シフトピッチと呼ぶ）で数ｍｍずつずらしていき、ワークロールの軸方向位置がシフトストローク限界に達したら、折り返してシフトを続けるサイクリックシフト法が広く用いられている。 The conventional work roll shift method is, for example, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2, every time the material to be rolled is rolled, the axial position of the work roll is several mm at a constant pitch (hereinafter referred to as shift pitch). The cyclic shift method is widely used in which the shift is continued and the shift is continued when the axial position of the work roll reaches the shift stroke limit.
しかしながら、特許文献１や特許文献２のような方法において、シフトピッチとシフト方向の折り返し位置は通常圧延サイクル構成によらず一定の値を用いるため、圧延サイクルの板幅構成やある被圧延材とその次の被圧延材の板幅の差によっては板端部の厚みが過厚（エッジハイスポット）や過薄（エッジドロップ）になるなどの板厚プロフィル異常となる場合がある。シフトピッチやシフト方向の折り返し位置は板厚プロフィルに大きく影響するものであるが、圧延サイクル毎に最適な値を決定する方法がなかったというのが現状である。 However, in the methods such as Patent Document 1 and Patent Document 2, because the shift pitch and the turn-back position in the shift direction use a constant value regardless of the normal rolling cycle configuration, Depending on the difference in the sheet width of the next material to be rolled, there may be an abnormality in the sheet thickness profile such that the thickness of the edge of the sheet becomes excessively thick (edge high spot) or excessively thin (edge drop). Although the shift pitch and the folding position in the shift direction have a great influence on the thickness profile, there is no method for determining an optimum value for each rolling cycle.
本発明は以上の問題を解決すべくなされたものであり、被圧延材の板幅方向での厚みが不均一、特に板端部の厚みが過厚になったり過薄になったりする問題を解消できる、金属帯の圧延方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the thickness of the material to be rolled is not uniform in the plate width direction, and particularly the thickness of the end portion of the plate becomes excessive or thin. The present invention provides a method for rolling a metal strip that can be eliminated.
発明者らは、圧延サイクルにおいて、シフトピッチとシフト移動方向の折り返し位置の決定方法について、鋭意検討した結果、最適な方法が存在することを見出し、板厚分布の均一な金属帯を製造することを可能にした。
すなわち本発明は以下の手段を採用する。
［１］金属帯の圧延ラインにて、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、
圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、圧延サイクル内で一定とした被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、シフト移動方向を反転する折り返し位置とを仮定して、該シフト位置変更量と該折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて、被圧延材とワークロールの接触部分におけるワークロールプロフィルの予測計算値とワークロールプロフィル目標値との誤差を求め、該誤差を当該圧延サイクルの全被圧延材について合計した値を求め、こうして求まる値同士を比較して、この値が最小となる組み合せのシフト位置変更量と折り返し位置とを、それぞれ、圧延サイクルにおける、一定の被圧延材１本毎のシフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置と決定し、次いで各被圧延材について予測ワークロールプロフィル、予測圧延荷重および目標板幅からワークロールのクロス角を決定することを特徴とする金属帯の圧延方法。
［２］金属帯の圧延ラインにて、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、圧延サイクル内で一定とした被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、シフト移動方向を反転する折り返し位置とを仮定して、該シフト位置変更量と該折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて、ワークロールプロフィルの予測計算値と目標値との差から求まる評価関数Ｊ１を式（１）に基づいて被圧延材幅方向の１点以上の評価点について計算し、次いでＪ１をすべての評価点について式（２）に基づいて合計して評価関数Ｊ２を求め、さらに圧延サイクル内の全被圧延材について式（３）に基づいて合計して評価関数Ｊ３を求め、このようにして得られたＪ３同士を比較して、Ｊ３が最小となる組み合わせのシフト位置変更量と折り返し位置とを、それぞれ、圧延サイクルにおける、一定の被圧延材１本毎のシフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置と決定し、次いでワークロールのクロス角を式（４）に基づき決定して、圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。
［３］圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量に上限を設けることを特徴とする［１］または［２］に記載の金属帯の圧延方法。
［４］前記ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機がタンデム圧延機の１つ以上のスタンドに設けられていることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の金属帯の圧延方法。
As a result of intensive studies on the determination method of the shift pitch and the turn-back position in the shift movement direction in the rolling cycle, the inventors have found that there is an optimum method, and manufacturing a metal strip having a uniform thickness distribution. Made possible.
That is, the present invention employs the following means.
[1] When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in a metal line rolling line,
Assuming a shift position change amount for each material to be rolled that is constant in the rolling cycle and a turn-back position that reverses the shift movement direction for all the materials to be rolled in the rolling cycle, the shift position For all possible combinations of the change amount and the turn-back position, an error between the calculated value of the work roll profile and the work roll profile target value at the contact portion of the material to be rolled and the work roll is obtained, and the error is calculated for the rolling cycle. The total value of all the rolled materials is obtained, and the values thus obtained are compared with each other, and the shift position change amount and the turn-back position of the combination that minimizes this value are respectively determined in a certain rolled material 1 in the rolling cycle. the shift position change amount and the shift direction of movement of each present determines the return position for inverting and then predict the work-roll for each material to be rolled Phil, rolling method for metal strip characterized by determining the cross angle of the work rolls from the prediction rolling force and the target plate width.
In [2] the metal strip rolling line, upon rolling a material to be rolled by using a rolling mill having a cross mechanism for cross-shift mechanism and the upper and lower work rolls to shift the work roll in the axial direction at the rolling cycle Assuming a shift position change amount for each material to be rolled that is constant in the rolling cycle and a turn-back position that reverses the shift movement direction for all the rolled materials to be rolled, the shift position change amount and the for all possible combinations of the folded position, calculated for the predicted calculated value and the evaluation point of more than one point of the rolled material width direction based on equation (1) the evaluation function J 1 which is obtained from the difference between the target value of Wakuro Lumpur profile based, and then by summing according to equation (2) obtains the evaluation function J 2 for all the evaluation points J 1, the formula (3) Furthermore, for all the material to be rolled in the rolling cycle Sums calculated evaluation function J 3 Te, In this way compared with J 3 between obtained, the the folded position shift position change amount of the combination of J 3 is minimum, respectively, in the rolling cycle, The shift position change amount for each fixed material to be rolled and the turn-back position that reverses the shift movement direction are determined, and then the cross angle of the work roll is determined based on the formula (4) and rolled. Metal strip rolling method.
[3] The method for rolling a metal strip according to [1] or [2], wherein an upper limit is provided for a shift position change amount for each material to be rolled that is constant in a rolling cycle.
[4] A rolling mill having a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls is provided in one or more stands of the tandem rolling mill. ] The rolling method of the metal strip in any one of [3].
本発明は、圧延サイクル内において、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を使用する圧延において、被圧延材１本ごとのワークロール（ＷＲ）のシフト位置変更量を圧延サイクルにおいて一定とし、該シフト位置変更量とシフト移動方向の折り返し位置を最適に決定することにより、板厚分布を均一化することができる。そして、そのことにより、クラウンプロフィルの異常が発生し易い板幅が狭幅から広幅に組まれた圧延サイクルを採用することができ、板幅規制のないスケジュールフリーの工程管理が可能となる。 The present invention provides a work roll (WR) for each material to be rolled in rolling using a rolling mill having a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in a rolling cycle. ) Is made constant in the rolling cycle, and the shift position change amount and the return position in the shift movement direction are optimally determined, so that the plate thickness distribution can be made uniform. As a result, it is possible to employ a rolling cycle in which the width of the sheet, which is likely to cause an abnormality in the crown profile, is assembled from a narrow width to a wide width, and it is possible to perform schedule-free process management with no sheet width restriction.
本発明の実施形態について以下に説明する。
本発明では、予め設定した圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、被圧延材１本毎のシフト位置変更量（シフトピッチ）を一定とし、シフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置を例えば乱数表を用いて仮定し、このように定められたシフト位置変更量とワークロールのシフト移動方向を反転する折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて、各組合わせ毎に、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数を、被圧延材幅方向の１点以上の評価点すべてについて計算し、次いで、これを全評価点について合計し、１本の被圧延材について評価関数の値を求める。さらに、このように合計して求められた各被圧延材についての評価関数の値を当該圧延サイクルの全被圧延材について合計する。
Embodiments of the present invention will be described below.
In the present invention, the shift position change amount (shift pitch) for each material to be rolled is made constant for all the rolled materials to be rolled in a preset rolling cycle, and the shift position change amount and the shift movement direction are reversed. Assuming the folding position using, for example, a random number table, for every possible combination of the shift position change amount determined in this way and the folding position that reverses the shift movement direction of the work roll, for each combination, the work roll The evaluation function determined from the target value of the profile and the predicted calculation value is calculated for all evaluation points of one or more points in the width direction of the material to be rolled, and then this is added up for all the evaluation points to evaluate one material to be rolled. Find the value of the function. Furthermore, the value of the evaluation function for each material to be rolled obtained in this way is summed for all the materials to be rolled in the rolling cycle.
なお、本発明において、当該圧延サイクルにおいては、被圧延材１本毎のシフト位置変更量は一定としているが、シフト移動方向を反転する折り返し位置は、プラス方向あるいはマイナス方向において一定であると仮定する必要はない（後述の図４や図７参照）。 In the present invention, in the rolling cycle, it is assumed that the shift position change amount for each material to be rolled is constant, but the folding position for reversing the shift movement direction is constant in the plus direction or the minus direction. There is no need to do this (see FIGS. 4 and 7 described later).
そして、上記のシフト位置変更量およびワークロールのシフト移動方向を反転する折り返し位置の可能な組み合わせ毎に求められた、全被圧延材に対して合計した評価関数の値同士を比較して、この値が最小となるときの、シフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置とを、それぞれ当該圧延サイクルの圧延におけるシフト位置変更量とシフト移動の折り返し位置として決定する。
次いで各被圧延材圧延時のワークロールのクロス角をワークロールプロフィルの予測計算値、予測圧延荷重、目標板幅に応じて決定する。
And by comparing the value of the evaluation function that is obtained for each possible combination of the shift position change amount and the folding position that reverses the shift movement direction of the work roll, the total evaluation function values are compared, The shift position change amount and the turn-back position that reverses the shift movement direction when the value is minimum are determined as the shift position change amount and the shift movement turn-back position in rolling in the rolling cycle, respectively.
Next, the cross angle of the work roll at the time of rolling each material to be rolled is determined according to the predicted calculation value of the work roll profile, the predicted rolling load, and the target plate width.
以下において、上記の発明における評価関数の計算手法の具体的な１例を以下に示す。
本発明の評価関数の計算手法は以下のステップ１〜５からなる。
（ステップ１）
被圧延材の幅方向に１点以上の評価点Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を定め、各評価点について、ワークプロフィルの予測値と目標値とから下記の式（１）に基づいて被圧延材１本についての評価関数Ｊ１を計算する。
Hereinafter, a specific example of the evaluation function calculation method in the above invention will be described below.
The evaluation function calculation method of the present invention comprises the following steps 1 to 5.
(Step 1)
One or more evaluation points A, B, C,... Are defined in the width direction of the material to be rolled, and the material to be rolled is calculated for each evaluation point from the predicted value of the work profile and the target value based on the following equation (1). An evaluation function J1 for one material is calculated.
式（１）の評価関数Ｊ１は、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まり、図１に示すように、評価関数を被圧延材幅方向の片側１点以上の評価点について計算する。
評価点は、例えば、図１のＡ（最板端から２５ｍｍ）、Ｂ（同５０ｍｍ）、Ｃ（同７５ｍｍ）、Ｄ（同１００ｍｍ）、Ｅ（同１５０ｍｍ）、Ｆ（同２００ｍｍ）という具合に、板幅方向の１点以上に仮定する。
上記評価点の最板端からの距離についても具体的な数値はあくまで一例であり、本発明は、ここでの例に一義的に限定するものではない。
The evaluation function J 1 of the formula (1) is determined from the target value and the predicted calculated value of the work roll profile, as shown in FIG. 1, the evaluation function calculating evaluation points than one point of the rolled material width direction .
The evaluation points are, for example, A (25 mm from the end of the outermost plate), B (50 mm), C (75 mm), D (100 mm), E (150 mm), F (200 mm) in FIG. Suppose that it is at least one point in the plate width direction.
The specific numerical values for the distance from the outermost plate edge of the evaluation point are only examples, and the present invention is not limited to the examples here.
このように、評価関数Ｊ１は、被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算するので、すでに記載したように、被圧延材のワークロール上での板道範囲を考慮可能であり、異常板厚プロフィルを効果的に防止可能である。 Thus, the evaluation function J 1 Since the calculation for one or more points of the evaluation point of the material to be rolled plate width direction, as previously described, can consider the plate path range on the work rolls of the material to be rolled Yes, an abnormal thickness profile can be effectively prevented.
（ステップ２）
評価点Ａ、Ｂ、Ｃ・・・の全てについて下記の式（２）に基づいて式（１）の評価関数を合計して評価関数Ｊ２を求める。
(Step 2)
Evaluation points A, B, the evaluation function J 2 sums the evaluation function of equation (1) based on all of the C · · · in formula (2) below seek.
（ステップ３）
圧延サイクルにおける全被圧延材について、下記の式（３）に基づいて式（２）の評価関数を合計して評価関数Ｊ３を求める。
このようにして、シフト位置変更量とワークロールのシフト移動方向を反転する折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて、このＪ３を求める。
ここで、予め設定した圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、被圧延材１本毎のシフト位置変更量（シフトピッチ）を一定とし、該シフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置は、例えば乱数表を用いて仮定し、このように定められたシフト位置変更量とワークロールのシフト移動方向を反転する折り返し位置とについてＪ１〜Ｊ３を求める。
なお、シフト移動方向を反転する折り返し位置は、シフト移動しないときのワークロールの軸方向中心位置を基準とすればよい。
(Step 3)
For all the material to be rolled in the rolling cycle, based on the following equation (3) by summing the evaluation function of equation (2) obtaining an evaluation function J 3.
Thus, for all possible combinations of the folded position to reverse the shift direction of movement of the shift position change amount and the work rolls, obtaining the J 3.
Here, with respect to all the rolled materials scheduled to be rolled in a preset rolling cycle, the shift position change amount (shift pitch) for each rolled material is made constant, and the shift position change amount and the shift movement direction are reversed. The return position is assumed using, for example, a random number table, and J 1 to J 3 are obtained for the shift position change amount thus determined and the return position for reversing the shift movement direction of the work roll.
Note that the folding position for reversing the shift movement direction may be based on the axial center position of the work roll when the shift movement is not performed.
なお、式（１）〜（３）の重み係数ｃｋについては、例えば、表１のように先の被圧延材から次の被圧延材への板幅の変化に応じて決定してもよい。 In addition, about the weighting coefficient ck of Formula (1)-(3), you may determine according to the change of the plate width from the previous to-be-rolled material to the following to-be-rolled material like Table 1, for example. .
（ステップ４）
シフト位置変更量とワークロールのシフト移動方向を反転する折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて求められた、全被圧延材についての式（３）のＪ３の値同士を比較して、その中で最も小さい場合の、シフト位置変更量とシフト移動方向の折り返し位置とを当該圧延サイクルのものとして決定する。
(Step 4)
The shift movement direction of the shift position change amount and the work rolls are determined for all possible combinations of the folded position for reversing, by comparing the values of J 3 between the formula (3) for all the material to be rolled, therein The shift position change amount and the return position in the shift movement direction in the case of the smallest are determined as those of the rolling cycle.
ワークロールシフトピッチに上限を設けた場合でも、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材についてのワークロールシフトピッチとシフト移動方向を反転する折り返し位置の数は膨大であり、これら全ての組み合わせについて、評価関数J１を各評価点について計算し、次いですべての評価点について合計してＪ２を求め、さらに全被圧延材分合計して求めたＪ３の中から、評価関数J３が最小となるようなワークロールシフト位置を選び出してももちろんよいが、計算の負荷を軽減するため、非線形計画法などにより評価関数Ｊ３が最小となるようなワークロールシフト位置を決定することも可能である。 Even when an upper limit is set for the work roll shift pitch, the number of fold positions for reversing the work roll shift pitch and the shift movement direction for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle is enormous. The evaluation function J 1 is calculated for each evaluation point, then all the evaluation points are summed to obtain J 2 , and the evaluation function J 3 is the smallest among the J 3 obtained by summing all the rolled material. Of course, it is possible to select a work roll shift position such that the evaluation function J 3 is minimized by nonlinear programming or the like in order to reduce the calculation load. is there.
（ステップ５）
圧延サイクルにおける全圧延材のワークロールのシフト位置とシフト移動方向を反転する折り返し位置とを決定した後に、各被圧延材のワークロールプロフィル予測計算値、予測荷重および予測板幅に応じて、下記の式（４）に基づきワークロールのクロス角を決定する。
ここでＣ１，Ｃ２，Ｃ３はそれぞれ板幅、圧延荷重、ワークロールプロフィルの影響係数であり、圧延機出側目標クラウンに応じて決定すればよい。
(Step 5)
After determining the work roll shift position of all the rolled material in the rolling cycle and the folding position to reverse the shift movement direction, according to the work roll profile predicted calculation value, predicted load and predicted plate width of each rolled material, The cross angle of the work roll is determined based on Equation (4).
Here, C1, C2, and C3 are influence coefficients of the sheet width, rolling load, and work roll profile, respectively, and may be determined in accordance with the rolling mill outlet-side target crown.
以上のステップ１〜５を図２に示す。
ステップ１のワークロールプロフィルの目標値と予測値については、以下のように求める。
ワークプロフィルの目標値は、図１に示すように、被圧延材上の駆動側（ドライブサイド）と被駆動側（ワークサイド）の各評価点、例えばＡ〜Ｆ点と接するワークロール箇所のワークロール半径の平均と、ワークロールの胴長中央のワークロール半径との差を下記の式（５）に基づいて計算し、上下ワークロールについて合計して求める。ワークロールプロフィルの胴長中央と左右両評価点Ａ〜Ｆを放物線や楕円などの２次曲線で結ぶように設定するのが好ましい。
The above steps 1 to 5 are shown in FIG.
The target value and predicted value of the work roll profile in step 1 are obtained as follows.
As shown in FIG. 1, the target value of the work profile is a workpiece at a work roll portion in contact with each evaluation point on the driven side (drive side) and driven side (work side) on the material to be rolled, for example, points A to F. The difference between the average roll radius and the work roll radius at the center of the body length of the work roll is calculated based on the following formula (5), and the total is obtained for the upper and lower work rolls. It is preferable to set the center of the body length of the work roll profile and the left and right evaluation points A to F to be connected by a quadratic curve such as a parabola or an ellipse.
また、ワークロールプロフィルの予測値は、ワークロールの熱膨張量、摩耗量およびワークロール半径の初期値から求めることができる。
例えば、ワークロールの熱膨張については、下記の式（６）に基づいて、また、摩耗量については下記の式（７）に基づいて予測計算しすることができる。そして、ワークロールプロフィルは、両者を合計して、下記の式（８）に基づいて予測計算値することができる。
The predicted value of the work roll profile can be obtained from the initial values of the work roll thermal expansion amount, the wear amount, and the work roll radius.
For example, the thermal expansion of the work roll can be predicted and calculated based on the following formula (6), and the wear amount can be calculated based on the following formula (7). Then, the work roll profile can be calculated as a predicted calculation value based on the following formula (8) by summing both.
以下に本発明を７スタンド（Ｆ１〜Ｆ７）からなるタンデム圧延機に適用した実施例を説明する。
実施例１ではＦ１〜Ｆ７スタンドのすべての圧延機がロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えている。
実施例２では７スタンドのうち、後段のＦ４〜Ｆ７のスタンドの圧延機がロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えている。
An embodiment in which the present invention is applied to a tandem rolling mill having seven stands (F1 to F7) will be described below.
In Example 1, all the rolling mills of the F1 to F7 stands are provided with a roll cloth mechanism and a work roll shift mechanism.
In Example 2, among the seven stands, the rolling mills of the subsequent F4 to F7 stands are provided with a roll cloth mechanism and a work roll shift mechanism.
（実施例１）
ワークロールシフト機構とワークロールクロス機構を備えた圧延機をＦ１〜Ｆ７として７スタンド有する熱間圧延ラインにて本発明を実施した。ロールクロスはワークロールとバックアップロールが一緒に動くペアクロスタイプである。圧延機の設備仕様を表２に示す。
Example 1
The present invention was carried out in a hot rolling line having 7 stands of F1-F7 rolling mills equipped with a work roll shift mechanism and a work roll cross mechanism. The roll cross is a pair cross type in which the work roll and the backup roll move together. Table 2 shows the equipment specifications of the rolling mill.
図３に示す板厚−板幅構成の圧延サイクルに対し、本発明例と従来例の比較、評価を行った。
評価点は被圧延材の板端から２５ｍｍ、７５ｍｍ、１５０ｍｍの片側３点とした。
圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、ワークロールの軸方向中心位置からシフト移動方向を反転する折り返し位置を、乱数表を用いて仮定して評価関数を求め、逐次圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、ワークロールの軸方向中心位置からシフト移動方向を反転する折り返し位置を、乱数表を用いて仮定して評価関数Ｊ３を求め、このようにして求めた評価関数Ｊ３が最小となるときの、圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、ワークロールの軸方向中心位置からシフト移動方向を反転する折り返し位置を決定した。
The invention example and the conventional example were compared and evaluated with respect to the rolling cycle having the plate thickness-plate width configuration shown in FIG.
The evaluation points were 3 points on each side of 25 mm, 75 mm, and 150 mm from the plate end of the material to be rolled.
A random number table is used to obtain an evaluation function by assuming a shift position change amount for each material to be rolled, which is constant within the rolling cycle, and a folding position that reverses the shift movement direction from the axial center position of the work roll using a random number table. An evaluation function using a random number table assuming a shift position change amount for each material to be rolled that is constant within a sequential rolling cycle and a turn-back position that reverses the shift movement direction from the axial center position of the work roll. the calculated J 3, when the evaluation function J 3 obtained in this manner is minimized, and the shift position change amount of the material to be rolled one each time is constant in the rolling cycle, from the axial center position of the work roll The folding position for reversing the shift movement direction was determined.
ベンダー荷重は圧延開始時に６０トンと設定し、圧延中の荷重変動に応じて制御した。
被圧延材の厚みプロフィルの評価は板幅が１本前の被圧延材よりも約２２０ｍｍ広がる５１本目にて行った。
また、従来技術との比較を行うため図３に示されるものとほぼ同じ板厚−板幅の圧延サイクルにおいて、従来のサイクリックシフト法によりシフトピッチおよびシフト移動方向の折り返し点を一定として圧延を行ったものを従来例とした。
The bender load was set to 60 tons at the start of rolling, and was controlled according to the load fluctuation during rolling.
The evaluation of the thickness profile of the material to be rolled was performed on the 51st sheet in which the plate width is approximately 220 mm wider than that of the previous material to be rolled.
Further, in order to make a comparison with the prior art, in a rolling cycle having substantially the same thickness and width as shown in FIG. 3, rolling is performed with the shift pitch and the turning point in the shift movement direction being fixed by the conventional cyclic shift method. What was done was a conventional example.
本発明法によって決定したワークロールシフト位置と従来のサイクリックシフトによるワークロールシフト位置を図４に示す。
本発明法により決定されるシフトピッチは２３ｍｍであった。従来例ではシフトピッチ１５ｍｍとした。
The work roll shift position determined by the method of the present invention and the work roll shift position by the conventional cyclic shift are shown in FIG.
The shift pitch determined by the method of the present invention was 23 mm. In the conventional example, the shift pitch is 15 mm.
図５は５１本目の板厚プロフィルであるが、従来例では約１０μｍの逆クラウンの板厚プロフィルとなっているのに対し、本発明では逆クラウンが生じておらず良好な板厚プロフィルとなっていることが確認できた。また６２本目以外の板厚プロフィルについても異常プロフィルや形状不良は生じなかった。 FIG. 5 shows the thickness profile of the 51st sheet. In the conventional example, the thickness profile of the reverse crown is about 10 μm, whereas in the present invention, the reverse crown does not occur and the thickness profile is good. It was confirmed that In addition, no abnormal profiles or shape defects occurred in the thickness profiles other than the 62nd.
（実施例２）
前段のＦ１〜Ｆ３スタンドには通常の圧延機であり、後段のＦ４〜Ｆ７スタンドにはロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えた７スタンドの熱間圧延ラインにて本発明を実施した。ロールクロスはワークロールとバックアップロールが一緒に動くペアクロスタイプである。圧延機の設備仕様を表３に示す。
(Example 2)
The first F1 to F3 stand is a normal rolling mill, and the second F4 to F7 stand is a seven-stand hot rolling line equipped with a roll cloth mechanism and a work roll shift mechanism. The roll cross is a pair cross type in which the work roll and the backup roll move together. Table 3 shows the equipment specifications of the rolling mill.
図６に示す板厚−板幅構成の圧延サイクルに対し、本発明例と従来例の比較、評価を行った。
評価点は被圧延材の板端から５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍの４点とした。圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、ワークロールの軸方向中心位置からシフト移動方向を反転する折り返し位置を、乱数表を用いて仮定して評価関数を求め、逐次圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、ワークロールの軸方向中心位置からシフト移動方向を反転する折り返し位置を、乱数表を用いて仮定して評価関数Ｊ３を求め、このようにして求めた評価関数Ｊ３が最小となるときの、圧延サイクル内で一定である被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、ワークロールの軸方向中心位置からシフト移動方向を反転する折り返し位置とを決定した。
The invention example and the conventional example were compared and evaluated with respect to the rolling cycle having a plate thickness-plate width configuration shown in FIG.
The evaluation points were four points of 50 mm, 100 mm, 150 mm, and 200 mm from the plate end of the material to be rolled. A random number table is used to obtain an evaluation function by assuming a shift position change amount for each material to be rolled, which is constant within the rolling cycle, and a folding position that reverses the shift movement direction from the axial center position of the work roll using a random number table. An evaluation function using a random number table assuming a shift position change amount for each material to be rolled that is constant within a sequential rolling cycle and a turn-back position that reverses the shift movement direction from the axial center position of the work roll. the calculated J 3, when the evaluation function J 3 obtained in this manner is minimized, and the shift position change amount of the material to be rolled one each time is constant in the rolling cycle, from the axial center position of the work roll The folding position for reversing the shift movement direction was determined.
ベンダー荷重は圧延開始時に７５トンと設定し、圧延中の荷重変動に応じて制御した。被圧延材の厚みプロフィルの評価は板幅が１本前の被圧延材よりも約２７０ｍｍ広がる８０本目にて行った。
また、従来技術との比較を行うため図６とほぼ同じ板厚−板幅構成のサイクルにて、従来のサイクリックシフト法によりシフトピッチおよびシフト移動方向の折り返し点を一定として圧延を行ったものを従来例とした。
The bender load was set to 75 tons at the start of rolling, and was controlled according to the load fluctuation during rolling. The evaluation of the thickness profile of the material to be rolled was carried out on the 80th sheet in which the plate width was increased by about 270 mm from the previous material to be rolled.
In addition, in order to compare with the prior art, rolling was performed with a shift pitch and a turning point in the shift movement direction being constant by a conventional cyclic shift method in a cycle having the same thickness / width configuration as in FIG. Was a conventional example.
本発明法によって決定したワークロールシフト位置と従来のサイクリックシフトによるワークロールシフト位置を図７に示す。
本発明法により決定されるシフトピッチは１９ｍｍである。従来例ではシフトピッチ１５ｍｍとした。
図８は８０本目の板厚プロフィルであるが、従来例では約１０μｍの逆クラウンプロフィルとなっているのに対し、本発明では逆クラウンは生じておらず良好なクラウンプロフィルとなっていることが確認できた。また８０本目以外のクラウンプロフィルについても異常プロフィルや形状不良は生じなかった。
The work roll shift position determined by the method of the present invention and the work roll shift position by the conventional cyclic shift are shown in FIG.
The shift pitch determined by the method of the present invention is 19 mm. In the conventional example, the shift pitch is 15 mm.
FIG. 8 shows the thickness profile of the 80th sheet. In the conventional example, the reverse crown profile is about 10 μm, whereas in the present invention, the reverse crown does not occur and the crown profile is good. It could be confirmed. In addition, no abnormal profiles or shape defects occurred in the crown profiles other than the 80th.
以上の説明では、本発明を熱間圧延ラインに適用した例を挙げたが、冷間圧延ラインなどの他の金属帯の圧延ラインに適用することも可能である。 In the above description, the example in which the present invention is applied to a hot rolling line has been described. However, the present invention can also be applied to a rolling line of another metal strip such as a cold rolling line.
Claims (4)
圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、圧延サイクル内で一定とした被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、シフト移動方向を反転する折り返し位置とを仮定して、該シフト位置変更量と該折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて、
被圧延材とワークロールの接触部分におけるワークロールプロフィルの予測計算値とワークロールプロフィル目標値との誤差を求め、該誤差を当該圧延サイクルの全被圧延材について合計した値を求め、こうして求まる値同士を比較して、この値が最小となる組み合せのシフト位置変更量と折り返し位置とを、それぞれ、圧延サイクルにおける、一定の被圧延材１本毎のシフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置と決定し、次いで各被圧延材について予測ワークロールプロフィル、予測圧延荷重および目標板幅からワークロールのクロス角を決定することを特徴とする金属帯の圧延方法。 When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip,
Assuming a shift position change amount for each material to be rolled that is constant in the rolling cycle and a turn-back position that reverses the shift movement direction for all the materials to be rolled in the rolling cycle, the shift position For all possible combinations of the amount of change and the folding position,
Calculate the error between the predicted calculated value of the work roll profile and the work roll profile target value at the contact portion of the material to be rolled and the work roll, determine the sum of the errors for all the rolled material in the rolling cycle, and the value thus obtained The shift position change amount and the turn-back position of the combination that minimizes this value are compared with each other, and the shift position change amount and the shift movement direction for each fixed material to be rolled in the rolling cycle are reversed. A method of rolling a metal strip, characterized by determining a turn-back position and then determining a cross angle of the work roll from a predicted work roll profile, a predicted rolling load and a target plate width for each material to be rolled.
圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、圧延サイクル内で一定とした被圧延材１本毎のシフト位置変更量と、シフト移動方向を反転する折り返し位置とを仮定して、該シフト位置変更量と該折り返し位置との可能な組み合わせすべてについて、
ワークロールプロフィルの予測計算値と目標値との差から求まる評価関数Ｊ１を下記の式（１）
このようにして得られたＪ３同士を比較して、Ｊ３が最小となる組み合わせのシフト位置変更量と折り返し位置とを、それぞれ、圧延サイクルにおける、一定の被圧延材１本毎のシフト位置変更量とシフト移動方向を反転する折り返し位置と決定し、
次いでワークロールのクロス角を下記の式（４）
圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。 When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip,
Assuming a shift position change amount for each material to be rolled that is constant in the rolling cycle and a turn-back position that reverses the shift movement direction for all the materials to be rolled in the rolling cycle, the shift position For all possible combinations of the amount of change and the folding position,
Wakuro Lumpur profiles predictive calculation value and the following evaluation function J 1 which is obtained from the difference between the target value of formula (1)
By comparing the J 3 obtained in this manner, the shift position change amount and the turn-back position of the combination that minimizes J 3 are respectively set to the shift position for each fixed material to be rolled in the rolling cycle. Determine the return position to reverse the change amount and shift movement direction,
Next, the cross angle of the work roll is expressed by the following formula (4)
A method for rolling a metal strip, comprising rolling.
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