JPH0833908A

JPH0833908A - 連続圧延における通板時のセットアップ修正方法

Info

Publication number: JPH0833908A
Application number: JP6169297A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Tsuyuki; 真道露木; Michiyuki Iwashita; 徹幸岩下; Kazuo Arai; 和夫新井
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は簡易に且つ高精度に下流スタンドのセ
ットアップ誤差を補償することが可能となり、実現性に
優れた連続圧延における通板時におけるセットアップの
修正方法を提供することを目的とする。【構成】ｉスタンドの荷重および板厚実績から非板厚誤
差要因を推定し、この推定結果に基づいてｉ＋１スタン
ドの荷重修正を行ってセットアップし、ｉ＋１スタンド
の荷重・板厚実績からゲージメータ誤差を推定し、この
推定結果に基づいて板厚誤差要因であるｉ＋１スタンド
の入側および出側のゲージメータ板厚を修正し、この修
正値を用いて非板厚誤差要因を再度推定して修正し、そ
の後修正した板厚誤差要因および非板厚誤差要因を用い
てｉ＋２スタンドの荷重を予測し、且つこの予測荷重と
修正したゲージメータ式に基づいてｉ＋２スタンドのロ
ールギャップ値を修正することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属帯板を連続圧延して
板や条に加工するに際して板厚を制御する方法におい
て、特に先端部の精度に関連する通板時のロールギャッ
プのセットアップ修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属材料からなる圧延材を複数のスタン
ドに夫々設けられる圧延ロールに通して連続圧延する圧
延機においては、通板後直ちに目標の値の板厚を実現す
るために、予めロールギャップの最適値を計算してか
ら、各スタンドに設けられる圧延ロールのギャップを設
定するセットアップ機能が具備されている。

【０００３】このロールギャップのセットアップを実施
するに際して、最適なロールギャップが始めから正しく
得られていれば、圧延材の先端から板厚精度に優れた製
品を得ることができるが、ロールギャップに誤差がある
場合には、板厚フィードバック制御によるギャップ調整
が完了するまでの間に、圧延材の先端に板厚が公差から
外れる部分が生ずる。そして、圧延材のこの部分は製品
として利用できないため、歩留まり向上のためには、そ
の長さを短縮しなくてはならない。従って、セットアッ
プの精度は、重要な技術的課題の一つである。通常、ロ
ールギャップの値は圧延時の予測荷重を計算してから、
下記のゲージメータ式により目標とする出側板厚が得ら
れるように決定される。

【０００４】

【数１】

【０００５】ｈ：出側板厚Ｓｏ：ロールギャップＰ：圧延荷重Ｋ：ミル剛性係数（圧延機のバネ定数）ＧＭＣ：ゲージメータ補正定数（ロール温度上昇などによる実ギャップ変動補正）このうち、Ｋは圧延機に固有の値であり、予め分かって
いる。ＧＭＣは、主としてロールの熱膨張等に影響され
る。この値は徐々に変化するため、前回圧延実績の計算
結果を、今回圧延の予測に用いても、十分な精度が得ら
れる。そして、Ｐは一般に下記の式で計算できる。

【０００６】

【数２】

【０００７】Ｐ：圧延荷重ｋｍ：平均変形抵抗（材質、温度の関数）Ｂ：板幅Ｈ：入側板厚（Ｈ−ｈ）：圧下量Ｒ´：偏平ロール半径（Ｐ，Ｂ，Ｈ−ｈ，ロール剛性の関数）Ｑｐ：圧下力関数（ロールと板の間の摩擦、Ｈ，ｈ，ｋｍ，張力等の関数）すなわち、工程計画や製品仕様から、入出側板厚、板
幅、張力、材質等が決まれば、（１）式と（２）式を用
いて、ロールと圧延材との間の摩擦係数や板温の実績値
から、セットアップギャップ設定値が決まる。このうち
板厚、板温は圧延毎に変動するが、摩擦係数はロール表
面状態、潤滑条件などで決まり、圧延を繰り返すことで
徐々に変化する。

【０００８】そこで、実際のセットアップ計算では、入
側の板厚、板温度については圧延直前に入側テーブル上
で実測し、摩擦係数については前回圧延までの実績に基
づいて予測計算を行う。

【０００９】しかし、圧延材の板厚、板温には測定誤差
があるため、セットアップに誤差が含まれる原因とな
る。また同材質であっても、添加成分にばらつきが生じ
ている場合、変形抵抗が圧延毎に変動するが、これは通
板以前のセットアップ時修正は不可能である。

【００１０】さらにタンデムミルでは、上流スタンドの
出側板厚誤差が、次スタンドの入側板厚誤差となるた
め、セットアップギャップの誤差要因となるが、これも
通板前には修正出来ない。

【００１１】これらのことから連続圧延において通板以
前の圧延ロールのロールギャップのセットアップだけで
は不可避な誤差の影響を除き、簡易、且つ高精度に下流
スタンドのロールギャップのセットアップ誤差を修正す
ることができる方法の実現が要望されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この問題に対して、通
板時に上流スタンドの圧延実績値（出側板厚、荷重等）
から、セットアップ誤差を算出し、下流側スタンドにお
いて、圧延材噛込迄に順次、各スタンドのロールギャッ
プを修正することで、改善が可能である。

【００１３】この考え方に基づく公知の技術として、例
えば特開平０３−３２４１１号に「圧延機のダイナミッ
クセットアップ方法」が開示されている。この方法で
は、上流側２スタンドの荷重実績を用いることで誤差要
因を分離し、後段のプリセットギャップを補正するとし
ている。

【００１４】しかしながら、荷重誤差の主要因を２つあ
げておきながらそれらを個別に分離評価していないこ
と、及びロールギャップ修正則そのものが本来のゲージ
メータ式とは全く無関係な回帰式であることからあいま
いさが持ち込まれ、従来技術よりも製品板厚精度が向上
するという根拠に乏しく、進歩性に疑問がある。

【００１５】また、特開昭６０−９９４１０号に「ホッ
トストリップ圧延における適応設定方法」が開示されて
いる。この方法では、第一スタンドの荷重実績と先進率
実績からセットアップ誤差を摩擦要因と変形抵抗要因と
に分離して、各々別に補正するという方法を採ってい
る。これは下記に述べる理由による。

【００１６】すなわち、圧延材とロールとの間の摩擦は
ロール表面状態と潤滑状態に影響されるものであり、ス
タンドについて独立な要因であるために、第一スタンド
荷重誤差の摩擦要因分と、下流各スタンドの同要因分は
全く異なる。従って、摩擦要因を除去せずに、第一スタ
ンド実績から下流スタンドの補正を行った場合、逆効果
となる場合が多い。

【００１７】しかし一般的には、摩擦要因は材種が変わ
っても前回圧延と今回圧延とで大きく変化するものでは
ない。この場合、セットアップと実績との差から得た誤
差修正係数を、次回圧延のセットアップに用いる、いわ
ゆる学習と呼ばれる一般的な手法が有効である。従っ
て、本機能が正常に働いていれば、第一スタンドの実績
誤差には、摩擦要因が殆ど含まれないものと考えられ
る。

【００１８】現実には、上記のセットアップ修正制御を
実現するには、プログラマブルコントローラなどが用い
られることが多いが、あるスタンドの噛込み時から次の
スタンドの噛込み時までの短い時間に、かなり複雑な処
理を実行する必要があることを考えると、実現性の面か
らなるべく簡易な方法にしなくてはならない。

【００１９】また、第一スタンドの出側に板厚計が必須
として設けられているが、潤滑圧延では板厚計の設置が
困難な上、設置とその保守のために新たな費用負荷が発
生する。さらに、変形抵抗算出式補正とゲージメータ定
数修正が第一スタンドのみに限定されるため、６ないし
７スタンド構成の多段圧延機列ではスタンド間の差から
充分な効果を上げることが困難であることが懸念され
る。

【００２０】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、簡易に且つ高精度に下流スタンドのセットアップ誤
差を補償することが可能となり、実現性に優れた連続圧
延における通板時におけるセットアップの修正方法を提
供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】ギャップセットアップ精
度は、主として荷重予測誤差に起因するので、その要因
について検討する。前述（２）式中の各項目に影響する
パラメータについて、表１に整理した。この表１は現実
の圧延工程を考慮して、セットアップ計算時に発生しう
る誤差の大きさ、および、その誤差が圧延荷重予測に与
える影響度を示している。表１中、セットアップ対応可
能としたのは、学習等の従来技術や圧延前の実測で充分
に精度が得られるため、セットアップ側の対応で十分と
の意味である。そして、セットアップ対応不可能なパラ
メータに大きく左右されている項目が、総合的には荷重
誤差に対する影響度が大であると評価した。

【００２２】

【表１】

【００２３】＊は第２スタンド以降で、前段出側板厚が
目標値とずれている場合。第一スタンドでは実測可能。＊＊圧延前に実測しておけば、スタンド間変化は小さい
ためにセットアップ計算で対応可能。

【００２４】＊＊＊張力はセットアップで決められた値
になるように制御される。表１から圧延以前のセットア
ップ計算にとって不可避な誤差要因とは、変形抵抗、圧
下量、そして圧下力関数において板厚等が影響する部分
であることが分かる。一方、一般に摩擦係数の誤差は、
圧下力関数誤差に最も影響するため重要なパラメータと
されるが、セットアップで充分に精度が得られるため考
えないこととした。

【００２５】従って、通板時に補償が必要な要因は板厚
誤差要因を除けば、温度、材質等の変形抵抗関連が主で
あり、さらに圧下力関数も若干の誤差要因となる。これ
ら変形抵抗関連および圧下力関数は非板厚誤差要因であ
る。

【００２６】また、これらの要因は各スタンドに共通な
ので、一つの誤差評価係数を考えれば、あるスタンドの
圧延実績からその値を求めて、下流スタンドの圧延荷重
予測補正に用いることができる。

【００２７】以上の検討の結果、簡易に、且つ高精度に
下流スタンドのセットアップ誤差を補償することが、可
能となり、実現性に優れた方法を得ることが可能となっ
た。すなわち、センサや演算処理を少なくし、設備的な
制約に左右されにくくすることで実現性を高くしてい
る。

【００２８】本発明はこのような考え方に基づいてなさ
れたものである。すなわち、本発明の連続圧延における
通板時のセットアップ修正方法は、金属材料からなる圧
延材を複数のスタンドにそれぞれ設けられる圧延スタン
ドに通して連続圧延するに際して、通板以前に前記複数
のスタンドの圧延ロールのロールギャップのセットアッ
プを行った後、通板時に特定のスタンドの圧延実績か
ら、そのスタンドより下流にあるスタンドのセットアッ
プ誤差を計算して、次スタンドに前記圧延材が到達する
以前にロールギャップを修正する方法であって、任意ｉ
スタンドの荷重および板厚実績から非板厚誤差要因を推
定し、この推定結果に基づいてｉ＋１スタンドの荷重修
正を行ってセットアップし、ｉ＋１スタンドの荷重・板
厚実績からゲージメータ誤差を推定し、この推定結果に
基づいて板厚誤差要因であるｉ＋１スタンドの入側およ
び出側のゲージメータ板厚を修正し、この修正値を用い
て前記非板厚誤差要因を再度推定して修正し、その後修
正した前記板厚誤差要因および前記非板厚誤差要因を用
いてｉ＋２スタンドの荷重を予測し、且つこの予測荷重
と修正したゲージメータ式に基づいてｉ＋２スタンドの
ロールギャップ値を修正することを特徴とする。

【００２９】

【作用】本発明の方法の作用について説明する。前述
（２）式から、ｋｍ，Ｂ，Ｒ′，ｈ，Ｑｐのプリセット
予測値をｋｍ^* ，Ｂ^* ，Ｒ′^* ，ｈ^* ，Ｑｐ^* とし、こ
のうち、Ｂ；板幅、Ｒ′；偏平ロール半径をセットアッ
プ精度が十分にあるものとすれば、Ｂ＝Ｂ^* ，Ｒ′＝
Ｒ′^* と見なせるので、荷重の実績値；Ｐと予測値；Ｐ
^* との比は次式になる。

【００３０】

【数３】ここで、計算一実績間の変形抵抗・圧下力関数補正係数
を、次の通りに定義する。

【００３１】

【数４】

【００３２】このＣ_KQにはスタンド毎に独立な誤差要因
は含まれない。従ってすべてのスタンドで共通値とな
る。スタンド番号を示す添字を用いて表現すると、
（３）式、（４）式から、

【００３３】

【数５】となる。

【００３４】ある上流スタンドｉでの圧延材噛込時にお
ける実績荷重、出側板厚、および各セットアップ値か
ら、（５）式より非板厚誤差要因誤差である係数Ｃ_KQを
計算し、そのスタンドの出側板厚を次スタンドの入側板
厚、次スタンドの出側板厚は板厚目標値とすれば、次ス
タンドの下式を適用することで、セットアップ荷重を補
正することができる。

【００３５】

【数６】

【００３６】ところで、（６）式において、ゲージメー
タ板厚ｈ_i にｉスタンドの実績荷重と実績ギャップ等を
適用して求めたゲージメータ板厚ｈ_igを用いる場合には
ゲージメータ誤差が存在することになる。

【００３７】そこで、（６）式で予測したｉ＋１スタン
ドの設定荷重と実績荷重からゲージメータ誤差を推定す
ることで、板厚誤差要因であるｉスタンド出側すなわち
ｉ＋１スタンド入側およびｉ＋１スタンド出側のゲージ
メータ板厚ｈ_ig、ｈ_i+1gを修正し、またこれら修正した
ゲージメータ板厚ｈ_ig、ｈ_i+1gを用いて非板厚誤差要因
である係数Ｃ_KQの誤差を再度且つより高精度に推定して
修正する。

【００３８】さらに、修正した板厚誤差要因である板厚
ｈ_i+1gと非板厚誤差要因である係数Ｃ_KQとを用いてｉ＋
２スタンドの修正荷重を予測し、この予測荷重値と修正
ゲージメータ式とから高精度に予測したｉ＋２スタンド
の圧延ロールのロールギャップ修正量を設定する。

【００３９】

【実施例】本発明の一実施例について図１を参照して説
明する。本実施例は、図１に示したような３スタンドか
らなる熱間仕上圧延における例について説明する。

【００４０】この図１は次に述べる内容を表している。
この図は圧延材Ｓの通板前にＦ１スタンド、Ｆ２スタン
ドおよびＦ３スタンドの通常のギャップセットアップ
（通常のセットアップ）を行う段階、圧延材ＳのＦ１ス
タンド噛込み後にＦ２スタンドおよびＦ３スタンドのギ
ャップ調整（通板セットアップ調整）を行う段階、圧延
材ＳのＦ２スタンド噛込み後にＦ２スタンドを通板する
段階、圧延材ＳのＦ３スタンド噛込み後にＦ３スタンド
を通板する段階を夫々示している。

【００４１】すなわち、本実施例では、Ｆ１スタンド噛
込み直後の荷重、板厚の実績とセットアップ値から、Ｆ
１スタンドにおける係数Ｃ_KQ1 を計算する。これからＦ
２スタンドの荷重修正を行ってセットアップする。さら
に、Ｆ２スタンドにおける圧延材の荷重、板厚の実績と
セットアップ値からゲージメータ誤差を推定して、Ｆ１
スタンドおよびＦ２スタンド出側実績板厚（ゲージメー
タ板厚）を修正する。また、これらの修正値を用いて再
度Ｆ２スタンドにおける係数Ｃ_KQ2 を高精度に推定して
修正する。

【００４２】次いで、これら板厚誤差要因である板厚修
正値および非板厚誤差要因である係数Ｃ_KQ2 とＦ３スタ
ンドのセットアップ値とを用いてＦ３スタンドの荷重予
測値を修正し、さらにこの修正した予測荷重値とゲージ
メータ式とによりＦ３スタンドのセットアップギャップ
誤差を補正する。

【００４３】本実施例では、まず圧延材Ｓの通板前に、
圧延材Ｓの温度、板厚により設定計算を行い、Ｆ１スタ
ンド、Ｆ２タンドおよびＦ３スタンドの通常のギャップ
セットアップ（通常のセットアップ）を行う。

【００４４】圧延材ＳがＦ１スタンドに噛込みまれた以
降について詳述すると、Ｆ１スタンド噛込み直後、Ｆ２
スタンド噛込み前のタイミングで、以下の処理を順に実
行する。Ｃ_KQ1 を計算する。式（５）から、

【００４５】

【数７】

【００４６】数字の１はＦ１スタンドに関するとの意。
次いで、Ｆ２スタンドに荷重予測補正値；Ｐ２を計算す
る。Ｆ１スタンド出側実績をＦ２入側の実績とし、Ｆ１
スタンド出側目標をＦ２スタンド入側目標とすると、式
（６）から、

【００４７】

【数８】

【００４８】数字の２はＦ２スタンドに関するとの意。Ｆ２セットアップギャップ補正量；ΔＳｏ_2DSUを計算
し、Ｆ２の噛込み前にギャップを動かす。

【００４９】

【数９】

【００５０】α₂ は調整係数。Ｆ１スタンドおよびＦ２
スタンド出側における実績板厚を［ｈ１］、［ｈ２］と
すると、（８）式よりＦ２スタンドの実績荷重は

【００５１】

【数１０】となる。ここで、ゲージメータ板厚誤差をδ_g とし、方
法のひとつとして

【００５２】

【数１１】と置き、Ｐ２とＰ２^* の比から次式によりδ_g を推定す
る。

【００５３】

【数１２】これを（１１）式に代入して実績板厚；［ｈ１］，［ｈ
２］を推定し、Ｆ２でのＣKQ値

【００５４】

【数１３】を求め、（６）式からＦ３の荷重予測修正値

【００５５】

【数１４】を計算した後、Ｆ３セットアップギャップ補正量；ΔＳ
ｏ_3DSUを計算し、Ｆ３噛込み前にギャップを動かす。

【００５６】

【数１５】

【００５７】なお、Ｆ２スタンドおよびＦ３スタンドに
おける圧下修正量に応じて、各々Ｆ１スタンドおよびＦ
２スタンドのロール周速を補正する。本発明は前述した
実施例に限定されず種々変形して実施することができ
る。先ず、スタンド数が多い場合には、上流側複数スタ
ンドの荷重実績から、各々のゲージメータ誤差を推定
し、且つまたはＣ_KQを計算し、これらの平均値や外挿値
を用いて、下流スタンドのギャップを修正する方法もあ
る。

【００５８】また、スタンド入側に板幅計がない場合
は、板幅実績値をセットアップ計算に用いることができ
ないため、計算で用いた値に誤差が生じる。この場合、
（４）式のＣ_KQに板幅も含めて考えることも可能であ
る。板幅については全スタンド共通の傾向で誤差が発生
するため、制御効果に問題はない。

【００５９】さらに、新たな費用負担が発生するもの
の、Ｆ１出側に板厚計を設置しゲージメータ板厚；ｈ_1g
の代わりに実測板厚；ｈ₁ を適用することも有効であ
る。ただし、式（７）、式（８）、式（１２）および式
（１３）に代えて下記の式を用いる。

【００６０】

【数１６】

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の連続圧延に
おける通板時のセットアップ修正方法によれば、金属材
料からなる圧延材を複数のスタンドにそれぞれ設けられ
る圧延スタンドに通して連続圧延するに際して、通板以
前に前記複数のスタンドの圧延ロールのロールギャップ
のセットアップを行った後、通板時に特定のスタンドの
圧延実績から、そのスタンドより下流にあるスタンドの
セットアップ誤差を計算して、次スタンドに前記圧延材
が到達する以前にロールギャップを修正する方法であっ
て、任意ｉスタンドの荷重および板厚実績から非板厚誤
差要因を推定し、この推定結果に基づいてｉ＋１スタン
ドの荷重修正を行ってセットアップし、ｉ＋１スタンド
の荷重・板厚実績からゲージメータ誤差を推定し、この
推定結果に基づいて板厚誤差要因であるｉ＋１スタンド
の入側および出側のゲージメータ板厚を修正し、この修
正値を用いて前記非板厚誤差要因を再度推定して修正
し、その後修正した前記板厚誤差要因および前記非板厚
誤差要因を用いてｉ＋２スタンドの荷重を予測し、且つ
この予測荷重と修正したゲージメータ式に基づいてｉ＋
２スタンドのロールギャップ値を修正することを特徴と
する。

【００６２】このため、簡易に且つ高精度に下流スタン
ドのセットアップ誤差を補償することが可能となり、通
板以前のセットアップだけでは不可避な誤差の影響を除
いて先端から板厚精度に優れた圧延製品を得ることがで
き、その結果、圧延材端部に生じる切り捨て部分を減少
させ、連続圧延における歩留まりを向上させることがで
きる。

【００６３】従って、本発明は、簡易に且つ高精度に下
流スタンドのセットアップ誤差を補償することが可能と
なり、実現性に優れた連続圧延における通板時における
セットアップの修正方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一実施例を示す説明図。

【符号の説明】

Ｆ１…第１スタンド、Ｆ２…第２スタンド、Ｆ３…第３スタンド、Ｓ…圧延材。

───────────────────────────────────────────────────── 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 ＢＢＭ 8315−4ＥＢ２１Ｂ 37/02 ＤＢＢＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属材料からなる圧延材を複数のスタン
ドに夫々設けられる圧延スタンドに通して連続圧延する
に際して、通板以前に前記複数のスタンドの圧延ロール
のロールギャップのセットアップを行った後、通板時に
特定のスタンドの圧延実績から、そのスタンドより下流
にあるスタンドのセットアップ誤差を計算して、次スタ
ンドに前記圧延材が到達する以前にロールギャップを修
正する方法であって、任意ｉスタンドの荷重および板厚実績から非板厚誤差要
因を推定し、この推定結果に基づいてｉ＋１スタンドの
荷重修正を行ってセットアップし、ｉ＋１スタンドの荷
重・板厚実績からゲージメータ誤差を推定し、この推定
結果に基づいて板厚誤差要因であるｉ＋１スタンドの入
側および出側のゲージメータ板厚を修正し、この修正値
を用いて前記非板厚誤差要因を再度推定して修正し、そ
の後修正した前記板厚誤差要因および前記非板厚誤差要
因を用いてｉ＋２スタンドの荷重を予測し、且つこの予
測荷重と修正したゲージメータ式に基づいてｉ＋２スタ
ンドのロールギャップ値を修正することを特徴とする連
続圧延における通板時のセットアップ修正方法。