JPS5924887B2 - 熱間圧延機の板幅制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱間圧延機の板幅制御方法及び装置に係り、
特に、熱間粗圧延機に用いるに好適な、竪ロール及びこ
れに続く水平ロールにより被圧延材を圧延する熱間圧延
機の板幅制御方法及び装置に関する。

一般に、熱間圧延機、特にホットストリップミルの粗圧
延機においては、バーチカルスケールブレーカやアタッ
チドバーチカルエッジャーミルと称する竪ロール及びこ
れに続くホリゾンタルミルの水平ロールを備え、竪ロー
ルによる幅圧下と水平ロールによる水平圧下の組合わせ
により、被圧延材に対して数パスの幅圧下及び水平圧下
を繰返して、スラブから、仕上げ圧延機へ供給するべき
所定の板幅及び板厚のシートバーを圧延するようにされ
ている。

このようなホットストリップミルにおいて、従来は、竪
ロールによる幅圧下と、水平圧下の際の幅戻りを考慮に
入れて、適切なシートバー幅が得られるように、竪ロー
ルの開度をスラブ圧延前に決定し、圧延することにより
板幅を制御するようにしており、竪ロールの開度をスラ
ブ圧延中に変化させる技術は確立されていなかった。

しかしながらこのように、圧延中に竪ロール開度を一定
とする圧延では、スラブ長手方向の位置によるメタルフ
ローの差異、スラブ長手方向の温度差によるメタルフロ
ーの差異により、シートバーの長手方向では必ずしも一
定の均一な板幅とならないという欠点を有した。

近年、需要家の板幅に対する要求が厳しくなってきたこ
とや、歩留り向上のため幅切捨て量を少・なくすること
が要求されてきた供とにより、幅圧下を行なうための竪
ロールの開度を圧延中に変化させる技術を中心として、
粗圧延での板幅制御の技術が開発されてきている。

粗圧延では、：竪ロールによる幅圧下と水平ロールによ
る板厚圧下及びこのときの幅拡がりの繰返しであること
は前述したとおりであるが、直方体のスラブを幅圧下及
び水平圧下した場合の被圧延材１０の形状を観察した結
果、第１図乃至第３図に示す如くであった。

即ち、図において、第１図は圧延前の形状、第２図は竪
ロール圧延後の形状、第３図は水平ロール圧延後の形状
をそれぞれ示すものであり、図におけるＡ、Ａ′は被圧
延材の先端部、Ｂ、Ｂ’は中間部、Ｃ２Ｃ′は後端部の
断面形状をそれぞれ示している。

第２図から明らかな如く、竪ロール圧延後の先端部では
、メタルフローによる幅挟まりが、また後端部ではフレ
アーと称する形状１２が形成されている。

そのときのスラブ断面は、スラブ長手方向中央部では、
竪ロールとの接触長さがスラブ幅に比較して短いために
生ずるドツグボーンと称する端部盛上り１４が生じてい
る。

しかしスラブ先、後端部では、メタルフローは長手方向
に流動しやすいため、ドツグボーン形状とはなっていな
い。

次いでこのスラブを水平圧下すると、第３図に示す如く
、断面形状は一様となるが、スラブ中央部ではドツグボ
ーン部が生じていることによる幅戻りが大きくなり、長
手方向の板幅分布は、先、後端部はど狭く、中央部で広
いという傾向となる。

このとき、水平ロール出側板幅は、断面長方形のスラブ
の水平圧下による幅戻りと、ドツグボーン部が幅戻りす
る分の和として、長手方向の板幅が分布することになる
。

このように、直方体のスラブであっても、竪ロール圧下
と水平ロール圧下を行なえば、メタルフローの長手方向
の差異により、スラブ長手方向には板幅が一様とならな
い。

次に、板幅が長手方向に一様とならない他の要因に、被
圧延材の要因もある。

その最も太きなものは、被圧延材の温度分布であり、ス
キッドマークと称する長手方向の温度分布により、材料
の変形抵抗が変化し、これがメタルフローの差異となっ
て板幅にも温度差と同様の板幅パターンが生じ、板幅ス
キッドマークと称され、低温部では幅広に、高温部では
幅狭となる。

このスキッドマーク部のメタルフローとの対応を見ると
、低温部ではドツグボーン犬というメタルフローになっ
ており、本質的にはいずれもメタルフローの差異によっ
てスラブ内で幅が変化している。

従って、本質的には、水平ロール直前のスラブ形状を正
確に杷握することにより、水平ロールによる幅拡がりと
ドツグボーンの幅戻りから、水平ロール圧延後のスラブ
幅が予測できる。

一方近年開発されている、圧延中に竪ロール開度を変化
させる技術としては、特公昭５１−２５８２３号、特公
昭５２−１３８２号、特開昭５２−３０２５０号の如く
、フィードフォワード的に、且つパターン的に竪ロール
開度を変化させるものがあるが、これらはいずれも大ま
かなもので、幅スキッドマーク等は十分制御できなかっ
た。

又、竪ロールでのゲージメータ板幅を幅制御に用いるも
のとしては、特開昭５０−５４７４５号、特開昭５０−
１０２５８号、特開昭５２−６０２６４号があるが、前
記ドツグボーン生成に関する情報を有しないため、精度
的に問題があった。

更に、竪ロール入側にて、板幅計や温度計等の検出器を
設置する技術も種々開発されており、例えば、特公昭５
０−２４９０７号、特公昭５２−２６５０３号、特開昭
５０〜９０５６０号、特開昭５２−３６５４３号、特開
昭５２−７８７３９号、特開昭５２〜８４１５１号等が
提案されているが、これらは、竪ロール後の板幅を計算
するモデル、竪ロール後のドツグボーン生成を計算する
モデル、水平ロールでのドツグボーンのないスラブの幅
拡がりモデル、水平ロールでのドツグボーン部の幅拡が
りモデル等を構築する必要があり、多くのモデル式を使
用するので、モデルの誤差が問題となるという問題点を
有した。

本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、比較的単純なモデル式を用いて、目標とする板幅を
精度よく得ることができる熱間圧延機の板幅制御方法及
び装置を提供することを目的とする。

本発明は、竪ロール及びこれに続く水平ロールにより被
圧延材を圧延する熱間圧延機の板幅制御方法において、
前記竪ロールと水平ロールの中間位置における被圧延材
のドツグボーン形状及び板幅を検知し、これらの情報に
基づいて水平ロール出側板幅を制御するようにして、前
記目的を達成したものである。

又、前記情報に基づいて水平ロール出側板幅を予測し、
該予測値と、目標とする水平ロール出側板幅との差に基
づいて、前記竪ロール開度を調節するようにしたもので
ある。

本発明は、又、同じく熱間圧延機の板幅制御装置におい
て、目標とする水平ロール出側板幅を設定する板幅目標
値設定手段と、前記竪ロールと水平ロールの中間位置に
配置され、被圧延材のドツグボーン形状を検知するドツ
グボーン形状検知手段と、同じく前記竪ロールと水平ロ
ールの中間位置に配置され、被圧延材の板幅を検知する
板幅検知手段と、前記各検出手段の出力及び水平ロール
のドラフトスケジュールから、水平ロール出側板幅の予
測値を算出する板幅演算手段と、該板幅演算手段出力の
水平ロール出側板幅予測値と前記板幅目標値設定手段出
力の目標とする水平ロール出側板幅との偏差を解消する
よう、前記竪ロールの開度を調節する竪ロール開度調節
手段とを備えることにより、同じく前記目的を達成した
ものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明のように、竪ロールの直後、即ち水平ロールの直
前において、被圧延材の板幅及びドツグボーン形状を測
定した場合、水平ロール圧延後の板幅を予測するために
は、次の２つのモデル式が必要である。

＃５＝ｆＣＷＡ、ｔＨｏ、ＨｔｔＲ） ・・””−・
け）溜ｄ＝ｇ（ＤＢ、Ｈ□ ｊＨｌ 、Ｒ） ・・
・・”・・・・・・ （２）こ＼で、（１）式は、水平
ロールでのドツグボーンのないスラブの幅拡がりモデル
（以下単純幅拡がりモデルと称する）であり、又、（２
）式は、ドツグボーン部の幅拡がりモデルである。

又、式中における７ｗｓは単純幅拡がり、ＷＡは水平ロ
ール直前の実測板幅、Ｈｏは水平ロール入側板厚、Ｈｌ
は水平ロール出側板厚、Ｒは水平ロール半径、＃ｄはド
ツグボーン部幅波がり、ＤＢはドツグボーン量である。

以上の２つのモデル式（１） 、 （２）と板幅ｗＡを
用いることにより、水平ロール圧延後の板幅の予測値Ｗ
ｐは次式で示すごとくとなる。

Ｗｐ＝ＷＡ＋ｌＷｓ＋ΔＷｄ ・・・・・・・・
・・・・・・・ （３）従って、所定の目標板幅ｗＡＩ
Ｍと前記板幅予測値Ｗｐとの差＃（＝Ｗｐ ＷＡＩＭ）
に応じて竪ロール開度を修正すればよい。

′なお、水平ロールの出側にも板幅
計を設置し、スラブ先端部の水平ロール圧延後の板幅を
実測し、上記（１＞ 、 （２）のモデル式を修正すれ
ば、更に良い結果を得ることができる。

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

本実施例は、第４図及び第５図に示す如く、竪ロール２
０及びこれに続く水平ロール２２により被圧延材１０を
圧延する熱間圧延機において、目標とする水平ロール出
側板幅ＷＡ工Ｍを設定する板幅目標値設定器２４と、前
記竪ロール２０と水平ロール２２の中間位置に配置され
、被圧延材１０のドツグボーン形状ＤＢを検知するドツ
グボーン形状測定器２６と、同じく前記竪ロール２０と
水平ロール２２の中間位置に設置され、被圧延材１０の
板幅ＷＡを検知する板幅測定器２８と、前記各測定器２
６．２８の出力及び水平ロールのドラフトスケジュール
から設定されている入側板厚Ｈ６、出側板厚Ｈ１及び水
平ロール半径Ｒから、前記モデル式（１） 、 （２）
及び（３）式に基づいて、水平ロール出側板幅の予測値
Ｗｐを算出する板幅演算器３０と、該板幅演算器３０出
力の水平ロール出側板幅予測値Ｗｐと前記板幅目標値設
定器出力の目標とする水平ロール出側板幅ＷＡＩＭとの
偏差Ｒを出力する減算器３２と、該減算器３２出力によ
り、竪ロール開度調整用電動機３４に制御信号を出力し
、竪ロール２０の開度を調節する竪ロール開度調節器３
６とを備えたものである。

前記ドツグボーン形状測定器２６としては、例えば、第
６図に示す如く、竪ロール２０直後の被圧延材１０の端
部にスリット光線を投光するスリット光線投光器４０と
、該スリット光線投光器４０により被圧延材１０に投光
されたスリット状光線を、傾斜した面より受光する光学
式受光器４２と、該光学式受光器４２の出力により被圧
延材１０のドツグボーン形状ＤＢを出力する信号処理装
置４４とから成るものを用いることができる。

このドツグボーン形状測定器２６において、被圧延材１
０の端部にドツグボーン状の凸部がない場合には、スリ
ット状光線の投光線は直線状となり、光学式受光器４２
による受光線も直線状となるが、ドツグボーン状の凸部
１４が生ずると、該凸部形状と相似した受光虚像線を信
号処理装置４４にて処理し、該受光虚像線の凸部面積ま
たは凸部高さｈにより、ドツグボーン形状ＤＢを検出す
るものである。

又、前記板幅測定器２８としては、公知のものを用いる
ことができる。

以下作用を説明する。

第４図及び第５図の右側より進入してきた被圧延材１０
は、まず竪ロール２０により幅圧下される。

この幅圧下された被圧延材１０のドツグボーン形状ＤＢ
及び板幅ＷＡが、ドツグボーン形状測定器２６及び板幅
測定器２８によりそれぞれ測定される。

板幅演算器３０は、該ドツグボーン形状測定器２６出力
のドツグボーン形状ＤＢ、板幅測定器２８出力の板幅Ｗ
Ａ及び予め水平ロールのドラフトスケジュールによす入
力されている入側板厚Ｈ６、出側板厚Ｈ１、水平ロール
半径Ｒ等に基づき前出モデル式（１） 、 （２）及び
（３）式を用いて、水平ロール出側板幅Ｗｐを算出する
。

減算器３２は、該板幅演算器３０出力の水平ロール出側
板幅予測値Ｗｐと、予め板幅目標値設定器２４に設定さ
れている目標とする出側板幅ＷＡ工Ｍとの差渡を取って
出力する。

この差渡に竪ロール開度調節器３６により制御ゲインα
が乗算され、竪ロール開度調整用電動機３４に制御信号
が出力される。

従って、水平ロール出側板幅が所定板幅となるように竪
ロール２０の開度が調整される。

なお前記実施例においては、板幅目標値設定器により目
標とする水平ロール出側板幅ＷＡＩＭを設定し、これと
は別に、板幅演算器により水平ロール出側板幅の予測値
Ｗｐを求め、両者の偏差から竪ロールの開度調節を行な
うようにしていたが、目標とする水平ロール出側板幅と
なるような竪ロール出側目標板幅を、同様のモデル式か
ら求め、竪ロール出側板幅目標値と実際の竪ロール出側
板幅との偏差から、竪ロール開度を調節することも可能
である。

又、前記実施例においては、竪ロール開度が電動機３４
により調整されていたが、竪ロール開度調整手段はこれ
に限定されず、川下調整用の油圧圧下機構でも良いこと
は明らかである。

以上説明したとおり、本発明によれば、従来より単純な
モデル式を用いて、目標とする板幅を、精度よく、論理
的に、且つ安定して得ることができるという優れた効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、直方体状スラブを熱間圧延した際
のスラブ形状の変化状態を示す平面図及び断面図、第４
図は、本発明に係る板幅制御装置の実施例が配設された
熱間圧延機を示す側面図、第５図は同じく一部ブロック
線図を含む平面図、第６図は、前記実施例に用いられて
いるドツグボーン形状測定器の構成を示す一部ブロック
線図を含む斜視図である。 １０・・・・・・被圧延材、２０・・・・・・竪ロール
、２２・・・・・・水平ロール、２４・・・・・・板幅
目標値設定器、２６・・・・・・ドツグボーン形状測定
器、２８・・・・・・板幅測定器、３０・・・・・・板
幅演算器、３２・・・・・・減算器、３４・・・・・・
竪ロール開度調整用電動機、３６・・・・・・竪ロール
開度調節器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 竪ロール及びこれに続く水平ロールにより被圧延材
   を圧延する熱間圧延機において、前記竪ロールと水平ロ
   ールの中間位置における被圧延材のドツグボーン形状及
   び板幅を検知し、ドツグボーン高さ及び板幅の検出値に
   基づいて水平ロール出側板幅を制御するようにしたこと
   を特徴とする熱間圧延機の板幅制御方法。 ２ 前記情報に基づいて水平ロール出側板幅を予測し、
   該予測値と、目標とする水平ロール出側板幅との差に基
   づいて、前記竪ロール開度を調節するようにされている
   特許請求の範囲第１項に記載の熱間圧延機の板幅制御方
   法。 ３ 竪ロール及びこれに続く水平ロールにより被圧延材
   を圧延する熱間圧延機の板幅制御装置において、目標と
   する水平ロール出側板幅を設定する板幅目標値設定手段
   と、前記竪ロール吉水平ロールの中間位置に配置され、
   被圧延材のドツグボーン形状を検知するドツグボーン形
   状検知手段と、同じく前記竪ロールと水平ロールの中間
   位置に配置され、被圧延材の板幅を検知する板幅検知手
   段と、前記各検知手段の出力及び水平ロールのドラフト
   スケジュールから、水平ロール出側板幅の予測値を算出
   する板幅演算手段と、該板幅演算手段出力の水平ロール
   出側板幅予測値と前記板幅目標値設定手段出力の目標と
   する水平ロール出側板幅との偏差を演算する手段と、該
   演算する手段から出力された予測板幅と目標板幅との偏
   差を解消するよう、前記竪ロールの開度を調節する竪ロ
   ール開度調節手段と、を備えたことを特徴とする熱間圧
   延機の板幅制御装置。