JPH11192506A - 板クラウン制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワークロールシフト機構を備えた圧延機を用い
て鋼板の圧延において、高精度に板クラウンを制御して
目標とする板クラウンおよび板形状を確保し、鋼板の圧
延を安定して行う。 【解決手段】ワークロールシフト機構を備えた圧延機を
用いて鋼板の圧延を行うにあたり、板幅方向に設定した
評価点Ｅにおいて板クラウンの目標値を設定し、この板
クラウン目標値となるようにクラウン制御アクチュエー
ターを設定または調整する方法において、前記ワークロ
ールシフト機構によるワークロール１のシフト位置の中
立点からの移動量に応じて、板クラウンの前記評価点Ｅ
位置を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークロールシフ
ト機構を備えた圧延機を用い、板圧延を行う際の板クラ
ウン制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】板クラウンは、鋼板の板幅方向の板厚精
度を保証する上で重要なパラメータである。通常、鋼板
の板厚は、板エッジから２５mmの位置の板厚で、またそ
れより幅方向内側の板厚は、板クラウン値により評価す
るものである。したがって、板クラウンは、通常、板幅
方向中央の板厚とエッジから２５mmの位置における板厚
の差で定義するのが一般的である。このため、熱間圧延
時の板クラウン制御も、エッジから２５mm位置のクラウ
ン量を基準に行っている。

【０００３】鋼板の板幅方向の目標の板厚精度を確保す
るために、予め、鋼板幅方向の一つの評価点（エッジか
ら２５mm位置）において板クラウンの目標値を設定し、
この目標値と評価点における板クラウンとが一致するよ
うに各種クラウン制御アクチュエーターを設定した後、
圧延を行う方法が実施されている。

【０００４】このための各種クラウン制御アクチュエー
ターの設定計算（セットアップ計算）は、通常は、ワー
クロールの弾性変形と材料の塑性変形の連成問題として
取り扱うのが一般的である。

【０００５】具体的には、圧延材からワークロールに与
えられる力は、ワークロール入側の板クラウン、ワーク
ロール出側の板クラウン、圧延材の変形抵抗、および入
・出側スタンド間張力等によって決定される。ワークロ
ールは、この力によって弾性変形するので、弾性変形後
のワークロールプロフィルと塑性変形した圧延材のプロ
フィルとが一致するまで繰り返し計算して板クラウン
（プロフィル）を決定し、これにより得られた予測板ク
ラウン値と板クラウンの目標値とが一致するように各種
クラウン制御アクチュエーターを設定するものである。

【０００６】良好な板クラウンを圧延チャンス全般にわ
たって得るためには、前述のセットアップ計算の精度を
高めることはもちろんであるが、さらにワークロールプ
ロフィルを可能な限り良好な状態に確保することが重要
である。

【０００７】後者の観点に基づいて、多くの方法が提案
されているが、その一つとして特開昭６１−５２９１５
号公報などに示されているように、圧延材エッジ部によ
るワークロールの局部的な摩耗を防止し、ヒートクラウ
ンを分散・軽減する目的で、ワークロールを鋼板幅方向
にオシレーションさせるワークロールシフト機構を備え
た圧延機が汎く普及している。これにより、圧延チャン
スあたりの圧延本数を大幅に延ばすことが可能となる。

【０００８】他方、特開平７−６０３２３号公報には、
板プロフィルを含めた板クラウンの精度向上を目的とし
て、クラウン、形状制御用のアクチュエーターを二つ以
上有するタンデム圧延機を用いて仕上圧延するにあた
り、板幅方向の板クラウン目標値を少なくとも２点設定
し、この２点における板クラウンが目標値に合致するよ
うに各アクチュエーターの設定を行う方法が提案されて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
板クラウンの制御は、ワークロールシフト使用時におい
ても、板エッジ近傍の特定の評価点におけるクラウン値
を用いて行うために、ワークロールが大きくシフトする
場合には、図５に示すように、摩耗の分散によりテーパ
ー化したワークロール１の領域にある板クラウン評価点
Ｅで評価することになる。

【００１０】この場合、ワークロールの摩耗およヒート
アップによるワークロールプロフィル変化を常時オンラ
インで測定し、その実測値に基づいて板クラウンの各制
御アクチュエーターのセットアップ計算を行うのであれ
ば問題はないものの、ワークロールプロフィル変化を常
時オンラインで測定することは実際的に困難であるため
に、一般的には、予測モデルにより推定したワークロー
ルプロフィルを用いて各クラウン制御アクチュエーター
のセットアップ計算が行われている実情である。

【００１１】したがって、後者のセットアップ計算に基
づく限り、板エッジ近傍の摩耗分散ためにテーパー化し
た領域において、予測プロフィルと実際のプロフィルと
の誤差が大きくなり、その結果、板クラウンおよび形状
急峻度についても予測と実際との誤差が大きくなる問題
が生じる。

【００１２】この問題は、特開平７−６０３２３号公報
に示された板幅方向に板クラウンの目標値を２点設定す
る場合にもおいても同様であり、ワークロールシフトを
使用する場合における大きな課題となっていた。

【００１３】したがって、本発明の課題は、ワークロー
ルシフト機構を備えた圧延機を用いて鋼板の圧延におい
て、板クラウン精度が高まる板クラウン制御方法を提供
することにある。

【００１４】他の課題は、薄物圧延時の通板形状が安定
し、もって絞り込み事故の発生が低減し、安定した製造
が可能となる板クラウン制御方法を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述のよ
うに、ワークロールの摩耗およヒートアップによるワー
クロールプロフィル変化を常時オンラインで測定し、そ
の実測値に基づいて板クラウンの各制御アクチュエータ
ーのセットアップ計算を行う方法を採ることは、ワーク
ロールが時々刻々その摩耗およヒートアップによりその
プロフィル変化を示し、その変化を実測することが困難
であるために、現実的には、予測モデルにより推定した
ワークロールプロフィルを用いて各クラウン制御アクチ
ュエーターのセットアップ計算を行うことが必要である
ところ、この方式の下でも、本発明によれば、ワークロ
ールシフト使用時のクラウン精度が向上することを知見
した。

【００１６】そこで提案される、本発明の請求項１記載
の発明は、ワークロールシフト機構を備えた圧延機を用
いて鋼板の圧延を行うにあたり、板幅方向に設定した評
価点において板クラウンの目標値を設定し、前記圧延機
の出側の板クラウンが前記板クラウン目標値となるよう
にクラウン制御アクチュエーターを設定または調整する
方法において、前記ワークロールシフト機構によるワー
クロールシフト位置の中立点からの移動量に応じて、板
クラウンの前記評価点位置を移動させることを特徴とす
る板クラウン制御方法である。

【００１７】請求項２記載の発明は、ワークロールシフ
ト機構を備えた圧延機を用いて鋼板の圧延を行うにあた
り、板幅方向に設定した評価点において板クラウンの目
標値を設定し、この板クラウン目標値となるようにクラ
ウン制御アクチュエーターを設定または調整する方法に
おいて、前記ワークロールシフト機構によるワークロー
ルシフト位置の中立点からの移動量の絶対値に比例し
て、板クラウンの前記評価点位置を板幅方向中心側に移
動させることを特徴とする板クラウン制御方法である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態により本発明をさらに詳説する。

【００１９】図１には板幅Ｗの圧延材Ｍを連続して圧延
した場合における摩耗したワークロールプロフィルを示
してあり、（ａ）はワークロールシフト機構を使用せず
ワークロール１をシフトさせない場合、（ｂ）はワーク
ロールシフト機構を使用してワークロールバレル中央Ｃ
Ｌに対してワークロール１を振幅２ｘでバレル方向にシ
フトさせた場合である。図１（ａ）に示すように、ワー
クロールをシフトさせない場合、ワークロール１は、圧
延材Ｍに対応する位置において幅Ｗにわたってほぼ均一
な厚みで摩耗し、圧延材Ｍエッジ部に対応する部位は局
部的に摩耗する。また、図１（ｂ）に示すように、ワー
クロール１をシフトさせた場合には、ワークロールバレ
ル中央ＣＬからＷ／２離間した位置を中心にして±ｘの
領域がテーパー状に摩耗し、最深部のＷ−２ｘの長さ部
分はほぼ平滑に摩耗する。

【００２０】図１（ｂ）に示されているように、ワーク
ロールシフト機構を使用すると板エッジに相当する位置
におけるワークロールの局部的な摩耗を防止し、ヒート
クラウンを分散・軽減できる点で好ましいが、前述の本
発明が解決しようとする課題の欄で図５を参照して説明
したとおり、板クラウン制御の精度の点でなお問題が残
されている。

【００２１】すなわち、再び図５を参照すると、図５は
ワークロールシフトを使用した場合のワークロールと圧
延材Ｍの位置関係を示し、（ａ）のシフト位置が中立
（シフト量ゼロ）の場合でも、板端部はテーパー摩耗領
域で圧延されていることがわかる。また（ｂ）のように
シフトが最大位置（ｘ：ワークロールバレル中央ＣＬか
らＷ／２離間した位置を中心にした移動量）にある場合
は、片側において板端から２ｘの位置までがロールテー
パー摩耗領域で圧延される。したがって、（ｂ）のよう
にシフト量の大きな位置では、テーパー部のロールプロ
ィル予測誤差が大きいため出側板クラウン誤差が生じや
すく、さらには板クラウン比率変化大による形状不良が
発生しやすい。

【００２２】このように、ワークロールシフト機構を使
用する際、圧延材Ｍの板クラウン評価点Ｅの幅方向位置
が固定である場合、シフト位置が中立点から離れるにつ
れてクラウン精度、通板性が悪化するのは避けられな
い。

【００２３】このような問題を避けるためには、予め板
クラウン評価点位置をシフト最大の位置でもテーパー部
にかからないように、より板幅方向内側に設定しておけ
ばよい。しかし、一方製品の板厚がエッジ２５mmの位置
で保証されるという点からは、極力エッジ２５mmに近い
ところを選定するのが望ましい。

【００２４】すなわち、板クラウン評価点Ｅは、板厚保
証の面からはエッジ２５mmに近い位置が、またワークロ
ールシフトによるテーパー摩耗を考えるとエッジよりシ
フト振幅の１／２以上幅方向内側に入ったところが良い
ことになり、両者の兼ね合いで決定する必要がある。

【００２５】本発明においては、図２に示すように、ワ
ークロール位置の中立点からのシフト量に合わせて板ク
ラウンの評価点Ｅ位置を変える（移動させる）ので、ワ
ークロールが中立点にある場合は極力エッジに近い位置
で、またシフト量が大きい場合はそれに応じて板クラウ
ン評価点Ｅを板幅方向内側に移動させるため、常にクラ
ウン制御を最適な位置で行うことができる。

【００２６】次に考えるべきは、基準となるシフト中立
点に対する板クラウン評価点位置の決定方法である。こ
れは特に限定するものではないが、通常は板厚保証位置
である板エッジから２５mmの位置を用いるのが一般的で
ある。しかし、たとえば次工程で冷間圧延を行うような
冷圧母材などでは、板厚管理はさほど厳格ではなく、む
しろ幅方向中央部分のいわゆるセンタークラウン（ボデ
ィークラウン）が重要となる。このような場合は、たと
えば板エッジから２５mmよりも幅方向内側の位置を制御
の評価点にしてもよい。また、薄物材のように通板形状
が特に問題となる場合も、板エッジ２５mmでは、シフト
が中立点にあっても評価点がロールのテーパー摩耗領域
に入りやすいため、より内側を評価点とするのがよい。
以上を考慮すると、シフト中立点における板クラウン評
価点の位置は板エッジから２５〜２００mmの位置にする
のが望ましい。

【００２７】また、シフト量に対する板クラウン評価点
位置変更量の関係については、通常はシフト量と等しい
量だけ板クラウン評価点位置を変更すればよい。しか
し、板幅が小さい場合などはシフト量に係数（１未満の
数）をかけて板クラウン評価点位置変更量としてもよ
い。

【００２８】次に、板クラウン評価点を変更した場合の
各スタンド出側目標クラウンの設定に際しては、たとえ
ば最終スタンド出側での予測プロフィルからクラウン比
率一定則に従って対象スタンド出側プロフィルを算出
し、そのプロフィルに基づいて目標クラウンを求めれば
よい。

【００２９】

【実施例】次いで、本発明の板クラウン制御方法の実施
例を示し、比較例と対照して本発明の効果について説明
する。

【００３０】７スタンド全てにワークロールベンダーお
よびワークロールシフト機構を有する連続熱間仕上圧延
機により、１０００〜１４００mm幅のリード材を約２０
本圧延後、表１に示す条件で低炭材を圧延し、得られた
板材のクラウン、通板形状について調査した。Ａおよび
Ｂは本発明例、ＣおよびＤは比較例であり、Ａは冷圧母
材の圧延に本発明を適用した例であり、Ｂは薄物圧延に
本発明を適用した例である。

【００３１】

【表１】

【００３２】本発明例のＡおよびＣの圧延時のワークロ
ールシフトの動きを図３に、圧延結果としてクラウンの
狙い値に対する偏差で評価した結果を図４に示す。

【００３３】クラウン制御時における評価点位置を変更
しない比較例Ｃのクラウン精度は、ロール摩耗の進行に
伴って悪化してくるのに対し、本発明例であるＡは終始
高精度でクラウンが制御されていることがわかる。ま
た、目視観察から、比較例Ｃでは圧延本数が増すにつれ
てスタンド間形状が不安定（耳波、中伸）になるのに対
し、本発明例Ａでは終始安定したスタンド間形状が維持
されることを確認した。

【００３４】さらに、本発明例Ａでは通板安定化のため
のオペレータによるワークロールベンダー手介入操作も
皆無であった。

【００３５】次に、本発明例Ｂおよび比較例Ｄの圧延結
果を表２に示す。本発明例Ｂはクラウンのばらつきも少
なく良好に制御されており、通板形状も安定していた。
一方比較例Ｄはクラウンのばらつきが大きく、また通板
形状も安定せず、特に後半では絞り込み事故も多発し
た。

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明のクラウン制御方
法によれば、ワークロールシフト使用時のクラウン精度
が向上するばかりでなく、薄物圧延時の通板形状が安定
し、その結果絞り込み事故の発生が抑制され、安定した
製造が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】板幅の圧延材を連続して圧延した場合における
ワークロールプロフィルの説明図である。

【図２】ワークロールを所定の振幅でシフトさせた場合
における、本発明に係るワークロールと圧延材と板クラ
ウン評価点との位置関係を示す説明図である。

【図３】実施例ＡおよびＣにおけるワークロールが圧延
材幅方向にシフトした位置と圧延材の圧延本数との関係
を示すグラフである。

【図４】本発明例Ａおよび比較例Ｃにおける圧延結果で
ある板クラウンを、板クラウンの目標値に対する偏差と
して評価した対照的に示すグラフである。

【図５】ワークロールを振幅でシフトさせた場合におけ
る、従来のワークロールと圧延材と板クラウン評価点と
の位置関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ワークロール、Ｍ…圧延材、Ｅ…板クラウン評価
点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武衛 康彦 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークロールシフト機構を備えた圧延機を
   用いて鋼板の圧延を行うにあたり、板幅方向に設定した
   評価点において板クラウンの目標値を設定し、前記圧延
   機の出側の板クラウンが前記板クラウン目標値となるよ
   うにクラウン制御アクチュエーターを設定または調整す
   る方法において、 前記ワークロールシフト機構によるワークロールシフト
   位置の中立点からの移動量に応じて、板クラウンの前記
   評価点位置を移動させることを特徴とする板クラウン制
   御方法。
2. 【請求項２】ワークロールシフト機構を備えた圧延機を
   用いて鋼板の圧延を行うにあたり、板幅方向に設定した
   評価点において板クラウンの目標値を設定し、この板ク
   ラウン目標値となるようにクラウン制御アクチュエータ
   ーを設定または調整する方法において、 前記ワークロールシフト機構によるワークロールシフト
   位置の中立点からの移動量の絶対値に比例して、板クラ
   ウンの前記評価点位置を板幅方向中心側に移動させるこ
   とを特徴とする板クラウン制御方法。