JPH10225702A - 形鋼エッジャー圧延の自動寸法制御方法 - Google Patents
形鋼エッジャー圧延の自動寸法制御方法Info
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- JPH10225702A JPH10225702A JP9030803A JP3080397A JPH10225702A JP H10225702 A JPH10225702 A JP H10225702A JP 9030803 A JP9030803 A JP 9030803A JP 3080397 A JP3080397 A JP 3080397A JP H10225702 A JPH10225702 A JP H10225702A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 形鋼のエッジャー圧延において、簡単な制御
方法および設備で、高い寸法精度を得ることができる自
動寸法制御方法を提供する。 【解決手段】 ユニバーサル圧延機およびこれに続くエ
ッジャー圧延機を備えた圧延設備により形鋼を圧延し、
前記圧延中にロール間隙量を調整して形鋼寸法を制御す
る方法において、前記ユニバーサル圧延機で水平ロール
および垂直ロールのロール間隙量を調整し、引き続き前
記ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間隙修正量
に基づきエッジャー圧延機の水平ロールのロール間隙量
を調整する。
方法および設備で、高い寸法精度を得ることができる自
動寸法制御方法を提供する。 【解決手段】 ユニバーサル圧延機およびこれに続くエ
ッジャー圧延機を備えた圧延設備により形鋼を圧延し、
前記圧延中にロール間隙量を調整して形鋼寸法を制御す
る方法において、前記ユニバーサル圧延機で水平ロール
および垂直ロールのロール間隙量を調整し、引き続き前
記ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間隙修正量
に基づきエッジャー圧延機の水平ロールのロール間隙量
を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｈ形鋼、Ｉ形
鋼、溝形鋼、レールその他の形鋼の寸法制御方法に関す
る。
鋼、溝形鋼、レールその他の形鋼の寸法制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｈ形鋼などの形鋼の圧延に、ユニバーサ
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙を調整するこ
とにより、多種類の製品を製造することができる。製品
の寸法精度を向上するためには、圧延条件の変化に応じ
てロール間隙を精度高く調整する必要がある。また、形
鋼のユニバーサル圧延では、ユニバーサル圧延機に続い
て設けたエッジャー圧延機により形鋼の頭部および底部
先端を圧延するとともに、両部の幅寸法の調整を行って
いる。
ル圧延が広く用いられている。ユニバーサル圧延では、
水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙を調整するこ
とにより、多種類の製品を製造することができる。製品
の寸法精度を向上するためには、圧延条件の変化に応じ
てロール間隙を精度高く調整する必要がある。また、形
鋼のユニバーサル圧延では、ユニバーサル圧延機に続い
て設けたエッジャー圧延機により形鋼の頭部および底部
先端を圧延するとともに、両部の幅寸法の調整を行って
いる。
【０００３】形鋼の寸法制御方法として、たとえば特公
昭６３−６６６０７号の「形鋼の自動板厚制御方法」が
ある。この寸法制御方法では、ユニバーサル圧延機入側
の材料温度、ならびにユニバーサル圧延機の水平ロール
および垂直ロールの圧延荷重をそれぞれ計測し、それら
の計測値から水平ロールと垂直ロールの修正ロール間隙
量を求め、ロール間隙量を制御する。上記のようにして
ロール間隙量を制御することにより、良好な寸法を確保
することができる。なお、ユニバーサル圧延機で垂直ロ
ール動作を切って水平ロールのみで圧延すれば、エッジ
ャー圧延の自動板厚制御にも適用可能である。
昭６３−６６６０７号の「形鋼の自動板厚制御方法」が
ある。この寸法制御方法では、ユニバーサル圧延機入側
の材料温度、ならびにユニバーサル圧延機の水平ロール
および垂直ロールの圧延荷重をそれぞれ計測し、それら
の計測値から水平ロールと垂直ロールの修正ロール間隙
量を求め、ロール間隙量を制御する。上記のようにして
ロール間隙量を制御することにより、良好な寸法を確保
することができる。なお、ユニバーサル圧延機で垂直ロ
ール動作を切って水平ロールのみで圧延すれば、エッジ
ャー圧延の自動板厚制御にも適用可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来では、エッジャー
圧延で形鋼寸法を制御するために、圧延荷重または形鋼
寸法などをエッジャー圧延機の出側で計測し、計測値に
基づいてロール間隙量を調整していた。このために計測
器を必要とするとともに、計測値に基づいてロール間隙
修正量を求めねばならず、制御方法および設備が複雑に
なるという問題があった。
圧延で形鋼寸法を制御するために、圧延荷重または形鋼
寸法などをエッジャー圧延機の出側で計測し、計測値に
基づいてロール間隙量を調整していた。このために計測
器を必要とするとともに、計測値に基づいてロール間隙
修正量を求めねばならず、制御方法および設備が複雑に
なるという問題があった。
【０００５】この発明は、形鋼のエッジャー圧延におい
て、簡単な制御方法および設備で、高い寸法精度を得る
ことができる自動寸法制御方法を提供することを課題と
している。
て、簡単な制御方法および設備で、高い寸法精度を得る
ことができる自動寸法制御方法を提供することを課題と
している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の形鋼エッジャ
ー圧延の自動寸法制御方法は、ユニバーサル圧延機およ
びこれに続くエッジャー圧延機を備えた圧延設備により
形鋼を圧延し、前記圧延中にロール間隙量を調整して形
鋼寸法を制御する方法において、前記ユニバーサル圧延
機で水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙量を調整
し、引き続き前記ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロ
ール間隙修正量に基づきエッジャー圧延機の水平ロール
のロール間隙量を調整することを特徴としている。
ー圧延の自動寸法制御方法は、ユニバーサル圧延機およ
びこれに続くエッジャー圧延機を備えた圧延設備により
形鋼を圧延し、前記圧延中にロール間隙量を調整して形
鋼寸法を制御する方法において、前記ユニバーサル圧延
機で水平ロールおよび垂直ロールのロール間隙量を調整
し、引き続き前記ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロ
ール間隙修正量に基づきエッジャー圧延機の水平ロール
のロール間隙量を調整することを特徴としている。
【０００７】この発明の一つの態様は、前記ユニバーサ
ル圧延機において、あらかじめ目標値からの形鋼高さ偏
差とロール間隙修正量との関係を表すモデル式を求め、
ユニバーサル圧延機出側で形鋼高さを計測し、計測値よ
り得られた形鋼高さ偏差と前記モデル式とにより、前記
ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間隙修正量を
演算し、得られた垂直ロールのロール間隙修正量に基づ
き、エッジャー圧延機の水平ロールのロール間隙量を調
整する。形鋼高さの計測は、たとえばストロボ光、レー
ザ光などを形鋼に投射し、１次元または２次元イメージ
センサでこれら光を検出して形鋼高さを求める。
ル圧延機において、あらかじめ目標値からの形鋼高さ偏
差とロール間隙修正量との関係を表すモデル式を求め、
ユニバーサル圧延機出側で形鋼高さを計測し、計測値よ
り得られた形鋼高さ偏差と前記モデル式とにより、前記
ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間隙修正量を
演算し、得られた垂直ロールのロール間隙修正量に基づ
き、エッジャー圧延機の水平ロールのロール間隙量を調
整する。形鋼高さの計測は、たとえばストロボ光、レー
ザ光などを形鋼に投射し、１次元または２次元イメージ
センサでこれら光を検出して形鋼高さを求める。
【０００８】この発明では、エッジャー圧延機の水平ロ
ールのロール間隙量を、前段のユニバーサル圧延機の垂
直ロールのロール間隙修正量に基づいて調整する。した
がって、エッジャー圧延機の出側で、圧延荷重あるいは
形鋼寸法を計測することなしに、水平ロールのロール間
隙を調整することができる。
ールのロール間隙量を、前段のユニバーサル圧延機の垂
直ロールのロール間隙修正量に基づいて調整する。した
がって、エッジャー圧延機の出側で、圧延荷重あるいは
形鋼寸法を計測することなしに、水平ロールのロール間
隙を調整することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記ユニバーサル圧延機におけ
る、垂直ロールのロール間隙修正量の求め方について説
明する。垂直ロールのロール間隙修正量は、ユニバーサ
ル圧延機の出側で計測した形鋼高さとあらかじめ求めた
モデル式とに基づいて求める。モデル式は、形鋼高さ偏
差とロール間隙修正量との関係を表しており、次のよう
にして求める。図１は、モデル式で用いる形鋼各部寸法
の記号を示している。なお、これら記号に下付き添字０
を付けて圧延機入側を、下付き添字１を付けて圧延機出
側をそれぞれ示す。また、図１に示す記号に下付き添字
を付けた記号の寸法は、いずれも設定値である。
る、垂直ロールのロール間隙修正量の求め方について説
明する。垂直ロールのロール間隙修正量は、ユニバーサ
ル圧延機の出側で計測した形鋼高さとあらかじめ求めた
モデル式とに基づいて求める。モデル式は、形鋼高さ偏
差とロール間隙修正量との関係を表しており、次のよう
にして求める。図１は、モデル式で用いる形鋼各部寸法
の記号を示している。なお、これら記号に下付き添字０
を付けて圧延機入側を、下付き添字１を付けて圧延機出
側をそれぞれ示す。また、図１に示す記号に下付き添字
を付けた記号の寸法は、いずれも設定値である。
【００１０】マスフロー一定則により次の式（１）が成
り立つ。
り立つ。
【数１】
【００１１】式（１）のメタルフローＭH およびＭL に
ついては、圧延実験などにより得られた実験式（２）に
より求める。
ついては、圧延実験などにより得られた実験式（２）に
より求める。
【数２】 なお、式（２）の定数ＣH1，ＣH2，ＣL1，ＣL2は、いず
れもメタルフローに係わる定数ある。また、δH はユニ
バーサル圧延による頭部断面積の減少量を、δLは同圧
延による底部断面積の減少量をそれぞれ示している。
れもメタルフローに係わる定数ある。また、δH はユニ
バーサル圧延による頭部断面積の減少量を、δLは同圧
延による底部断面積の減少量をそれぞれ示している。
【００１２】式（１）の第１式から、頭部高さの増分Δ
ＨH1を求めると、
ＨH1を求めると、
【数３】 となる。形鋼高さ方向の圧下によって腹部に幅広がりが
生じ、腹部幅がΔＢW1変化する。上記ΔＨH1は、この腹
部幅変化ΔＢW1による頭部高さの変化を示している。た
だし、式（３）では垂直ロールに孔型ロールを使用し、
頭部幅ＢH は変動しないと仮定している。
生じ、腹部幅がΔＢW1変化する。上記ΔＨH1は、この腹
部幅変化ΔＢW1による頭部高さの変化を示している。た
だし、式（３）では垂直ロールに孔型ロールを使用し、
頭部幅ＢH は変動しないと仮定している。
【００１３】また同様に、式（１）の第２式から、底部
高さの増分ΔＨL1を求めると、
高さの増分ΔＨL1を求めると、
【数４】 となる。形鋼高さ方向の圧下によって底部にも幅広がり
が生じ、底部幅がΔＢL1変化する。上記ΔＨL1は、底部
幅変化ΔＢL1、および腹部幅変化ΔＢW1による底部高さ
の変化を示している。
が生じ、底部幅がΔＢL1変化する。上記ΔＨL1は、底部
幅変化ΔＢL1、および腹部幅変化ΔＢW1による底部高さ
の変化を示している。
【００１４】したがって、形鋼高さの増分ΔＨ1 は、式
（３）および（４）より
（３）および（４）より
【数５】 ただし、水平ロールのロール幅により腹部高さＨW は決
まるので、式（５）では腹部高さＨW は変動しないと仮
定している。
まるので、式（５）では腹部高さＨW は変動しないと仮
定している。
【００１５】つぎに、ユニバーサル圧延機出側で計測し
た形鋼高さの実測値Ｈ1 m とも目標値Ｈ1 ＊から、ロー
ル間隙修正量を求める。
た形鋼高さの実測値Ｈ1 m とも目標値Ｈ1 ＊から、ロー
ル間隙修正量を求める。
【００１６】ユニバーサル圧延機出側の形鋼高さの修正
量ΔＨ1 m は
量ΔＨ1 m は
【数６】 と表される。ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール
間隙の修正量（フィードバック制御量）ΔＳV は、式
（６）のΔＨ1 m だけ修正すれば良い事を考慮して、
間隙の修正量（フィードバック制御量）ΔＳV は、式
（６）のΔＨ1 m だけ修正すれば良い事を考慮して、
【数７】 となる。
【００１７】エッジャー圧延機の水平ロールのロール間
隙修正量は式（５）の第２項からΔＢW1＝０のもとでΔ
ＢL1だけ修正すれば良い事を考慮して、
隙修正量は式（５）の第２項からΔＢW1＝０のもとでΔ
ＢL1だけ修正すれば良い事を考慮して、
【数８】 となる。これらの式は、制御コンピュータや演算装置な
どの記憶部にあらかじめ格納しておく。寸法制御は、ユ
ニバーサル圧延機に引き続きエッジャー圧延機で行う。
どの記憶部にあらかじめ格納しておく。寸法制御は、ユ
ニバーサル圧延機に引き続きエッジャー圧延機で行う。
【００１８】図２は、エッジャー圧延機のロール構成の
一例を示している。水平ロール１は孔型ロールである
が、垂直ロール２は平ロールであり、水平ロール１の側
面に接している。形鋼圧延材３の腹部高さは、水平ロー
ル１のロール幅ＷH で決まる。
一例を示している。水平ロール１は孔型ロールである
が、垂直ロール２は平ロールであり、水平ロール１の側
面に接している。形鋼圧延材３の腹部高さは、水平ロー
ル１のロール幅ＷH で決まる。
【００１９】図３は、この発明を実施するエッジャー圧
延機および制御装置の構成を模式的に示している。形鋼
圧延材３は仕上ユニバーサル圧延機の出側（エッジャー
圧延機の入側）で、形鋼高さ計測器４で形鋼高さが計測
される。形鋼高さ計測器４は、光源４ａと光源からの光
を検出するリニアイメージセンサ４ｂとを備えており、
形鋼高さ信号を演算装置５に出力する。演算装置５は、
目標値に対する計測形鋼高さの偏差を求め、この偏差と
前記モデル式（７）、（８）とによりロール間隙修正量
を演算する。この演算結果は、水平ロール圧下装置８の
コントローラ６、および前段のユニバーサル圧延機の水
平／垂直ロール圧下装置（図示しない）のコントローラ
７に出力される。エッジャー圧延機では、式（８）に基
づき水平ロール１のロール間隙量が、制御周期ｔでフィ
ードフォワード制御されることになる。この制御周期ｔ
は、前段のユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間
隙修正の制御周期に合わせる。この結果、形鋼は高い寸
法精度で圧延される。
延機および制御装置の構成を模式的に示している。形鋼
圧延材３は仕上ユニバーサル圧延機の出側（エッジャー
圧延機の入側）で、形鋼高さ計測器４で形鋼高さが計測
される。形鋼高さ計測器４は、光源４ａと光源からの光
を検出するリニアイメージセンサ４ｂとを備えており、
形鋼高さ信号を演算装置５に出力する。演算装置５は、
目標値に対する計測形鋼高さの偏差を求め、この偏差と
前記モデル式（７）、（８）とによりロール間隙修正量
を演算する。この演算結果は、水平ロール圧下装置８の
コントローラ６、および前段のユニバーサル圧延機の水
平／垂直ロール圧下装置（図示しない）のコントローラ
７に出力される。エッジャー圧延機では、式（８）に基
づき水平ロール１のロール間隙量が、制御周期ｔでフィ
ードフォワード制御されることになる。この制御周期ｔ
は、前段のユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間
隙修正の制御周期に合わせる。この結果、形鋼は高い寸
法精度で圧延される。
【００２０】この発明のエッジャー圧延機は図２に示す
ロール構成に限ることはなく、たとえば垂直ロール２を
欠く、水平ロール１のみのロール構成であってもよい。
ロール構成に限ることはなく、たとえば垂直ロール２を
欠く、水平ロール１のみのロール構成であってもよい。
【００２１】
【実施例】次の圧延条件でガイドレール用不等形鋼をユ
ニバーサル圧延に引き続きエッジャー圧延した。 （１）エッジャー圧延機、圧延速度：２００m/min 水平ロール：（φ）４５０mm×２２０mm（ｌ） 垂直ロール：（φ）２５０mm×２００mm（ｌ） （２）材料：普通鋼 （３）圧延入側材料寸法：ガイドレール用不等形鋼 代表値 Ｈ0 ＝１４０．３mm、 圧延出側目標寸法 Ｈ1 ＝１４０．０mm ＨH0＝ ４１．８ ＨH1＝ ４１．０ ＢH0＝ ６４．３ ＢH1＝ ６４．０ ＨW0＝ ７３．６ ＨW1＝ ７３．５ ＢW0＝ １５．２ ＢW1＝ １５．０ ＨL0＝ ２５．１ ＨL1＝ ２５．５ ＢL0＝１２４．５ ＢL1＝１２２．０ （４）入側材料温度（設定値）：９９０℃ （５）水平ロール圧下率 ｒL ＝（１−ＢL1／ＢL0）×
１００＝２．０％ （６）制御周期：０．１sec. 従来法の場合、圧延入・出側の頭部、腹部、底部の高さ
と幅、および圧延入側温度の初期設定値に基づいてロー
ル間隙を設定した場合、頭部幅の寸法精度は±０．６％
（±０．４mm）、腹部幅の寸法精度は±２．０％（±
０．３mm）、底部幅の寸法精度は±０．９％（±１．１
mm）であった。これに対して、この発明の場合、頭部幅
の寸法精度は±０．５％（±０．３mm）、腹部幅の寸法
精度は±２．０％（±０．３mm）、底部幅の寸法精度は
±０．５％（±０．６mm）であった。
ニバーサル圧延に引き続きエッジャー圧延した。 （１）エッジャー圧延機、圧延速度：２００m/min 水平ロール：（φ）４５０mm×２２０mm（ｌ） 垂直ロール：（φ）２５０mm×２００mm（ｌ） （２）材料：普通鋼 （３）圧延入側材料寸法：ガイドレール用不等形鋼 代表値 Ｈ0 ＝１４０．３mm、 圧延出側目標寸法 Ｈ1 ＝１４０．０mm ＨH0＝ ４１．８ ＨH1＝ ４１．０ ＢH0＝ ６４．３ ＢH1＝ ６４．０ ＨW0＝ ７３．６ ＨW1＝ ７３．５ ＢW0＝ １５．２ ＢW1＝ １５．０ ＨL0＝ ２５．１ ＨL1＝ ２５．５ ＢL0＝１２４．５ ＢL1＝１２２．０ （４）入側材料温度（設定値）：９９０℃ （５）水平ロール圧下率 ｒL ＝（１−ＢL1／ＢL0）×
１００＝２．０％ （６）制御周期：０．１sec. 従来法の場合、圧延入・出側の頭部、腹部、底部の高さ
と幅、および圧延入側温度の初期設定値に基づいてロー
ル間隙を設定した場合、頭部幅の寸法精度は±０．６％
（±０．４mm）、腹部幅の寸法精度は±２．０％（±
０．３mm）、底部幅の寸法精度は±０．９％（±１．１
mm）であった。これに対して、この発明の場合、頭部幅
の寸法精度は±０．５％（±０．３mm）、腹部幅の寸法
精度は±２．０％（±０．３mm）、底部幅の寸法精度は
±０．５％（±０．６mm）であった。
【００２２】
【発明の効果】この発明では、エッジャー圧延機の出側
で、圧延荷重あるいは形鋼寸法を計測することなしに、
水平ロールのロール間隙を調整することができる。した
がって、簡単な制御方法および設備で、高い寸法精度を
得ることができる。また、寸法精度を高めることによ
り、製品歩留の向上を図ることができる。
で、圧延荷重あるいは形鋼寸法を計測することなしに、
水平ロールのロール間隙を調整することができる。した
がって、簡単な制御方法および設備で、高い寸法精度を
得ることができる。また、寸法精度を高めることによ
り、製品歩留の向上を図ることができる。
【図１】この発明のモデル式で用いる形鋼各部寸法の記
号を示す図面である。
号を示す図面である。
【図２】エッジャー圧延機のロール構成の一例を示す図
面である。
面である。
【図３】この発明を実施するエッジャー圧延機および制
御装置の構成の一例を模式的に示す図面である。
御装置の構成の一例を模式的に示す図面である。
１ 水平ロール ２ 垂直ロール ３ 形鋼圧延材 ４ 高さ計測器 ５ 演算器 ６ 水平ロール用コントローラ ７ 垂直ロール用コントローラ ８ 水平ロール圧下装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒谷 省一 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 ユニバーサル圧延機およびこれに続くエ
ッジャー圧延機を備えた圧延設備により形鋼を圧延し、
前記圧延中にロール間隙量を調整して形鋼寸法を制御す
る方法において、前記ユニバーサル圧延機で水平ロール
および垂直ロールのロール間隙量を調整し、引き続き前
記ユニバーサル圧延機の垂直ロールのロール間隙修正量
に基づきエッジャー圧延機の水平ロールのロール間隙量
を調整することを特徴とする形鋼エッジャー圧延の自動
寸法制御方法。 - 【請求項２】 前記ユニバーサル圧延機において、あら
かじめ目標値からの形鋼高さ偏差とロール間隙修正量と
の関係を表すモデル式を求め、ユニバーサル圧延機出側
で形鋼高さを計測し、計測値より得られた形鋼高さ偏差
と前記モデル式とにより、前記ユニバーサル圧延機の垂
直ロールのロール間隙修正量を演算し、得られた垂直ロ
ールのロール間隙修正量に基づき求め、エッジャー圧延
機の水平ロールのロール間隙量を調整する請求項１記載
の形鋼エッジャー圧延の自動寸法制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030803A JPH10225702A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 形鋼エッジャー圧延の自動寸法制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030803A JPH10225702A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 形鋼エッジャー圧延の自動寸法制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225702A true JPH10225702A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12313850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9030803A Withdrawn JPH10225702A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 形鋼エッジャー圧延の自動寸法制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225702A (ja) |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP9030803A patent/JPH10225702A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |