JPH08192211A - テーパ厚鋼板の製造方法 - Google Patents

テーパ厚鋼板の製造方法

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JPH08192211A
JPH08192211A JP7003351A JP335195A JPH08192211A JP H08192211 A JPH08192211 A JP H08192211A JP 7003351 A JP7003351 A JP 7003351A JP 335195 A JP335195 A JP 335195A JP H08192211 A JPH08192211 A JP H08192211A
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与彦 中川
Yasushi Minami
康司 南
Hirobumi Shimizu
博文 清水
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Abstract

(57)【要約】 【目的】タンデム式圧延機にて、1本のコイル内で長手
方向に沿って板厚が変化するテーパ厚鋼板を製造するに
あたり、応答遅れがなく、かつ塑性特性変動の影響を受
けることなく高い精度でテーパ厚鋼板を製造する。 【構成】タンデム式圧延機にて、1本のコイル内で長手
方向に沿って板厚が変化するテーパ厚鋼板10をゲージメ
ータ式を用いて製造するにあたり、各スタンド1〜7の
マスフローバランスが一定である条件の下で、先進率の
変化を考慮して各スタンド1〜7のテーパバイアス値を
演算装置40で算出し、圧延鋼板長さ演算装置60で演算さ
れた鋼板の圧延長さに基づいてゲージメータ式を連続的
に変更して圧下修正値を求め、それを圧下装置20に与え
て各スタンドの圧延を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1本のコイル内で板厚
が長手方向に沿って、一端から他端に向かって一定勾配
で変化するテーパ厚鋼板をタンデム式圧延機にて製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】圧延機で被圧延鋼板の板厚を所望の値に
制御する方法として、いわゆるゲージメータ方式と呼ば
れる板厚制御方法が多く採用されている。これは、圧延
機を一種の板厚測定器として利用するものであり、測定
した圧下位置(ロール間隙)と圧延荷重などとから実板
厚を演算し、実板厚と目標板厚を比較し、その偏差が常
に0になるようにロール圧下位置(圧下量)をフィード
バック制御する方法である。
【0003】このゲージメータ制御方式によって、鋼板
の長手方向に沿って、一端から他端に向かって一定の勾
配で板厚が変化するテーパ厚鋼板を圧延する場合、目標
板厚を予め一定のパススケジュールでテーパ状に定めて
おくか、あるいは圧延速度など圧延中の実測値の変化に
対応したテーパ量で目標板厚を連続的に変化させる方法
が採られている。
【0004】この種の制御方法の第1従来例として、特
公昭51−35183 号公報に開示された板厚制御方法があ
る。これは、所望のテーパ傾度に実測圧延速度を乗じて
得た値で目標板厚を変化させる方法である。
【0005】第2従来例として、特公昭55−61311 号公
報に開示された板厚制御方法がある。これは、単スタン
ド圧延機にて板厚を制御する方法であり、圧延荷重と外
部より与えられた基準荷重との荷重偏差を検出して出側
板厚の絶対値を制御する板厚制御方法において、圧延中
の材料の搬送距離に応じて基準荷重を変化させ、圧延鋼
板の長手方向の板厚を変化させるようにした方法であ
る。
【0006】さらに、第3従来例として特公昭58−1961
12号公報及び第4従来例として特公昭63−130205号公報
に開示された板厚制御方法がある。これらはいずれも単
スタンド圧延機を対象している。
【0007】さらにまた、第5従来例として、特公昭60
−124 号公報に開示された板厚制御方法がある。これ
は、入側板厚変化に伴う塑性特性の変動を考慮したロー
ル圧下位置を予め演算しておき、圧下速度に応じてタイ
ミング良く圧下設定を行って応答遅れによる制御精度の
低下を防止する方法である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、第1従来例に
よる板厚制御方法では、圧下系の応答遅れのため、圧延
荷重などを実測した位置の鋼板の部分と、その実測値か
ら演算によって得られた圧下制御が実施される鋼板の部
分とが一致しなくなり、良好な板厚精度が得られないこ
とがある。
【0009】また、第2従来例による板厚制御方法は、
4段式可逆圧延機などの単スタンド圧延機を対象として
おり、例えば熱間連続仕上圧延機のような複数スタンド
で構成されている圧延機を対象としているものではな
い。したがって、前段スタンドのテーパ付与および、マ
スフローバランスを考慮していないので、タンデム式圧
延機に適用した場合には、通板性や板厚精度の悪化を招
く。これは、第3及び第4従来例による方法でも同様で
ある。
【0010】さらに、第5従来例による板厚制御方法に
おいては、入出側板厚、鋼板温度などから塑性係数など
を考慮した高精度の圧延予測式を用いても、タンデム圧
延機では応答遅れの問題から高い板厚精度を得ることは
できない。
【0011】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、本発明の課題は、タンデム式圧延機に
て、1本のコイル内で長手方向に沿って板厚が変化する
テーパ厚鋼板を製造するにあたり、応答遅れがなく、か
つ塑性特性変動の影響を受けることなく高い精度でテー
パ厚鋼板を製造することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のテーパ厚鋼板製造方法は、タンデム式圧延
機にて、1本のコイル内で長手方向に沿って板厚が変化
するテーパ厚鋼板をゲージメータ式を用いて製造するに
あたり、各スタンドのマスフローバランスが一定である
条件の下で、先進率の変化を考慮して各スタンドのテー
パ付与量の配分比率を予め決定することを特徴とする。
【0013】なお、決定された前記配分比率を圧延長さ
に基づいて連続的に変更することでテーパ鋼板を製造し
てもよい。具体的には、例えば各スタンドの先進率変化
を考慮して最終スタンド出側目標テーパ量、各スタンド
出側板厚プリセット値および先進率プリセット値に基づ
いて予め算出した各スタンドのテーパ付与量を、測長装
置から得られた鋼板搬送距離(圧延長さ)に基づき連続
的に変更して圧延してもよい。また、最終スタンド出側
における板厚を実測し、実測板厚と出側目標板厚との偏
差に基づいて、各スタンドのロール圧下位置を補正して
もよい。
【0014】
【作用】本発明のテーパ厚鋼板の製造方法においては、
マスフローバランス一定の条件の下で、先進率の変化を
考慮して各スタンドのテーパ付与量の配分比率を決定す
ることにより、応答遅れがなく、精度の良いテーパ厚鋼
板を製造することができる。
【0015】なお、決定された前記配分比率を圧延長さ
に基づいて連続的に変更することにより、さらに塑性特
性変動の影響を受けることなく精度の良いテーパ厚鋼板
を製造することができる。
【0016】また、最終スタンド出側における板厚を実
測し、実測板厚と出側目標板厚との偏差に基づいて、各
スタンドのロール圧下位置を補正することによって板厚
精度をさらに向上できる。
【0017】
【実施例】図1は、テーパ厚鋼板を製造するためのタン
デム式圧延機の概念図である。
【0018】圧延機は、第1スタンド1、第2スタンド
2、・・・、第7スタンド7の合計7段のスタンドによ
り構成され、鋼板10の圧延過程でテーパを付与する。各
スタンドにはゲージメータ式に従う圧下開度調整による
自動厚み制御装置(AGC) を含む圧下装置20が備えられ、
最終の第7スタンド7の出側には、板厚計30が設置され
ている。
【0019】また、テーパ付与の際に、外部から与えら
れる目標テーパ量に従って各スタンドのテーパバイアス
値を演算して、圧下装置20に圧下修正指令を与える演算
装置40が設けられている。さらに、板厚精度を向上させ
るために、板厚計30より得られた板厚実績に基づいて、
後段スタンドの圧下修正を行うモニター補正制御装置50
が設けられている。また、圧延長さ(鋼板搬送距離)を
検出するための圧延長さ演算装置60も設けられている。
圧延長さ演算装置60には、最終スタンド(第7スタン
ド)7のロール周速度が入力される。
【0020】目標テーパ量は、図2に示すように、鋼板
40の先端と後端との間において、1次的に板厚が変化す
る際の板厚偏差の総量である。また、この場合、鋼板先
端から一定長さのあいだは、板厚テーパは付与しない。
また、鋼板後端の一定長さについても板厚一定とする。
【0021】かかる設備において、先進率の変化を考慮
して各スタンドのテーパ付与量を予め算出し、算出され
たテーパ付与量を圧延長さにより連続的に変更すること
によってテーパ厚鋼板を製造する。
【0022】まず、各スタンドのマスフローバランス一
定の条件下で、各スタンドに付与するテーパ量の配分比
率を求める。マスフローバランス一定の条件から(1) 式
が得られる。
【0023】
【数1】 hi (1+fi) Vi =hi+1(1+fi+1)Vi+1 ・・・ (1) 但し、hi :iスタンド出側板厚プリセット値 fi :iスタンド先進率プリセット値 Vi :iスタンドロール周速 ここで、テーパ付与後のマスフローバランスは、先進率
の変化を考慮すると(2) 式で与えられる。
【0024】
【数2】 (hi+Δhi)(1+fi+Δfi) Vi = (hi+1+Δhi+1) (1+fi+1+Δfi+1)Vi+1 ・・・(2) 但し、Δhi :iスタンド板厚変化量 Δfi :iスタンド先進率変化量 (1) 式から、Vi に関して(3) 式が得られ、(3) 式を
(2) 式に代入すると(4)式が得られる。
【0025】
【数3】
【0026】(4) 式において、両辺の第3項は微小であ
るので0と近似すれば、Δhi に関して(5) 式が得られ
る。
【0027】
【数5】
【0028】さらに、先進率と圧下率との関係は(6) 式
および(7) 式のように定義できることから、(6) 式を
(5) 式に代入して、(8) 式および(9) 式が得られる。
【0029】
【数6】
【0030】Hi :iスタンド入側板厚プリセット値 Δri :iスタンド圧下率変化量
【0031】
【数8】
【0032】
【数9】
【0033】以上のように、隣接するスタンド間のマス
フローを一定に保つという条件の下で、各スタンドに付
与するテーパ量は、最終スタンド出側での目標テーパ
量、各スタンド出側板厚プリセット値h i 、および先進
率プリセット値fi に基づき、上記(8) 式によって順次
計算することができる。
【0034】次に、鋼板の位置を検出するために、圧延
鋼板長さ演算装置60にて、第7スタンド7のロール周速
度と材料先進率とから材料速度を計算して、鋼板長さを
時々刻々求め、テーパ長さが前記先端から一定長さとな
った時点で全スタンドのゲージメータAGCをロックオ
ンする。その後、圧延長さに応じて、各スタンドのテー
パ付与量に基づくゲージメータ式を連続的に変更する。
【0035】次に、圧延長さ演算装置60によって演算さ
れた圧延長さによるゲージメータ式の変更方法を示す。
まず、板厚制御へのテーパ量Δhi の付与方法を示す。
ゲージメータ式は、(10)式で与えられるが、実際の板厚
制御ではスケールファクタを導入して(11)式が用いられ
る。
【0036】
【数10】
【0037】但し、ΔSi :iスタンドロックオン後の
圧下位置偏差 ΔPi :iスタンドロックオン後の荷重偏差 KAi :iスタンドスケールファクタ Mi :iスタンドミル定数 Qi :iスタンド塑性係数 ここで、(11)式に示す通り、スケールファクタを導入し
た板厚制御において、要求されるテーパ量 (板厚偏差)
Δhi を得るためには、板厚制御式の変更分としてΔh
i ではなくテーパバイアス値ΔhTp-iを与えなければな
らない。
【0038】このΔhTp-iとΔhi の関係は以下のよう
に求めることができる。まず、荷重偏差ΔPi が(12)式
で定義されることから、これを(10)式および(11)式に代
入すると(13)式、(14)式が得られる。
【0039】
【数12】
【0040】
【数13】
【0041】この(13)式と(14)式からΔSi を消去する
と、ΔhTp-iとΔhi の関係は(15)式で得られる。
【0042】
【数15】
【0043】(15)式から明らかなように、スケールファ
クタを導入しなければ (KA =1)、テーパバイアス値Δ
Tp-iは、本来要求されるテーパ値Δhi と一致する。
【0044】以上の如く、各スタンドへのテーパ付与量
Δhi から、各スタンドの板厚制御式変更分であるテー
パバイアス値ΔhTp-iを算出し、(11)式を材料圧延長さ
に応じて変化させることにより、精度よくテーパ鋼板を
製造することが可能となる。
【0045】また、最終スタンド出側における板厚を実
測し、出側板厚目標値と実測板厚との偏差に基づいて、
各スタンドのロール圧下位置を補正するモニタAGCを
採用することによってさらに板厚精度を向上することが
できる。
【0046】ただし、このモニタAGCへは最終スタン
ド出側板厚偏差に対してテーパバイアス値を付与するこ
とになるので、図3に示す通り最終スタンドテーパ量Δ
7を付与する。
【0047】次に、以上のテーパ厚鋼板製造時の板厚制
御ブロックを図3に示す。図3に示すように、各スタン
ドへのテーパ付与量Δhi と、このテーパ付与量Δhi
に基づいて求められる各スタンド板厚制御へのテーパバ
イアス値ΔhTp-iとを予め算出し、ゲージメータ式(11)
を材料圧延長さに応じて変化させることにより、精度よ
くテーパ鋼板を製造することが可能となる。
【0048】なお、以上の実施例において、最終的に板
厚が目標板厚テーパ量になっていることが保証されてい
るわけではない。したがって、最終スタンド7出側に設
置されている板厚計30によって最終段スタンド出側にお
ける板厚を実測し、出側板厚目標値と実測板厚との偏差
に基づいて、各スタンドのロール圧下位置を補正するこ
とによってさらに板厚精度を向上することができる。
【0049】(実験例)図1に示すタンデム式の圧延機
によって、(8) 式により先進率を考慮して各スタンドへ
のテーパ付与量およびテーパバイアス値を算出し、これ
を各圧下装置20に付与し、圧延中に圧延長さに応じて(1
1)式に示すゲージメータ式を変更して圧延を行った。そ
の結果、図4に示すように、目標テーパ量0.3 mmに対し
て精度のよいテーパ厚鋼板を製造できた。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のテーパ厚
鋼板の製造方法においては、マスフローバランス一定の
条件の下で、先進率の変化を考慮して各スタンドのテー
パ付与量の配分比率を決定することにより、応答遅れが
なく、精度の良いテーパ厚鋼板を製造することができ
る。
【0051】なお、決定された配分比率を圧延長さに基
づいて連続的に変更することにより、さらに塑性特性変
動の影響を受けることなく精度の良いテーパ厚鋼板を製
造することができる。また、最終スタンド出側における
板厚を実測し、実測板厚と出側目標板厚との偏差に基づ
いて、各スタンドのロール圧下位置を補正することによ
って板厚精度をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施に用いるタンデム圧延機の概
念図である。
【図2】テーパ厚鋼板の概念図である。
【図3】本発明によるテーパ厚鋼板製造時の板厚制御ブ
ロック図である。
【図4】本発明によるテーパ厚鋼板の製造実施例であ
る。
【符号の説明】
1〜7:スタンド、 10:鋼板、 20:圧下装置、30:
板厚計、 40:演算装置、 50:モニター補正制御装
置、60:圧延鋼板長さ演算装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21B 37/18 BBH 8315−4E B21B 37/12 111 B 37/14 BBH

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンデム式圧延機にて、1本のコイル内
    で長手方向に沿って板厚が変化するテーパ厚鋼板をゲー
    ジメータ式を用いて製造するにあたり、各スタンドのマ
    スフローバランスが一定である条件の下で、先進率の変
    化を考慮して各スタンドのテーパ付与量の配分比率を予
    め決定することを特徴とするテーパ厚鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】さらに、最終スタンド出側における板厚を
    実測し、実測板厚と出側目標板厚との偏差に基づいて、
    各スタンドのロール圧下位置を補正することを特徴とす
    る請求項1記載のテーパ厚鋼板の製造方法。
JP7003351A 1995-01-12 1995-01-12 テーパ厚鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JP2953334B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015536245A (ja) * 2012-10-31 2015-12-21 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 熱間圧延機を用いて長手方向に異なる目標厚さを有するストリップ鋼を製造するための方法
CN106914489A (zh) * 2017-04-17 2017-07-04 燕山大学 一种制备梯度功能材料的轧制装置及方法

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