JPS5926367B2 - 板キヤンバ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼板の圧延、特に厚板圧延における板キヤンバ
制御方法に関する。

厚板圧延にあっては圧延途中において厚板が圧延の幅方
向に湾曲する現象、すなわち板キャンバが発生するとい
う問題点がある。

斯かる板キヤンバ発生の為に所要板幅の矩形厚板が得ら
れず、又は予め板幅が十分大となるように板幅に余裕を
みて圧延して、不要部切断により所要寸法の矩形厚板を
得る必要がある等、大幅な歩留の低下を招来することと
々つていた。

上記板キャンバの発生原因としては入側板厚が左右、す
なわち板幅方向の両側で夫々に異る等、圧延材に起因す
るもの、圧延機の上下のロールの平行度が悪い等、圧延
機に起因するもの、及び圧延機のロールの胴長の中心線
と圧延材の幅方向中心線とがずれた状態で圧延される等
、圧延機と圧延材の相互関係に起因するものが挙げられ
るが、いずれにしても左右非対称の圧延が行われた場合
、圧延材の左右の伸び率が不均一となり板キャンバが発
生することになる。

本発明は上述の如き板キャンバの発生を抑制する新規な
板キヤンバ制御方法を提案したものである。

本発明に係る板キヤンバ制御方法は、鋼板圧延に際し、
最終の圧延パスに先立って圧延材のキャンバ量を計測し
、この計測値から圧延材の圧延方向左右両端における圧
延方向の伸び率差を算出し、この算出値と、別に求めら
れたレベル修正寄与率とから圧延機の左右両側夫々にお
ける圧下修正量を求め、該圧下修正量に従って圧延機の
左右両側夫々の圧下位置を調整した後、最終圧延パスを
実施することを特徴とする。

以下本発明をその実施例を示す図面に基いて詳述する。

第１図は本発明方法の実施に使用する装置を模式的に示
しており、圧延材１は圧下位置を左右独立的に調整し得
るようにした、可逆式の圧延機２により複数パス圧延さ
れて所定寸法の厚板に圧延されていく。

而して最終パスの直前のパスを経た圧延材１のキャンバ
量を適宜のキャンバ計測装置（例えば板幅測定器と演算
装置とを組合せてなるもの）３によりまず計測する。

第２図は前記直前のパスを経た圧延材１の略示平面図で
あり、板キャンバが発生している。

この圧延材１から先後両端のクロップ部１ａ、ｌａを除
いたものの板幅方向中心線の長さをＬ、板幅をＢ、板幅
方向中心線における左、右側板端部夫々から、クロップ
部１ａ、１ａを除く圧延材１の左側先後端同士及び右側
先後端同士夫々を結ぶ線分（弦）夫々に至る寸法、すな
わち板曲り量をΔＣ１，ΔＣ２とすると、キャンバ量Δ
ＣはΔＣ１とΔＣ２との相加平均として下記（１）式で
求められる。

ΔＣ−（ΔＣ１＋ΔＣ２）／２ ・・・・・・（
１）なおキャンバ量としては上記（１）式により得られ
る単一の値に限らず、圧延材１の板長手方向に複数に分
割されてなるブロック毎に（１）式同様の式で表わされ
る複数のキャンバ量を求めて制御の精細化を図ることと
してもよい。

上記キャンバ量ΔＣはり、Ｂと共に圧延材左右の伸び率
差Δξを求めるために伸び率差算出装置４へ入力される
。

第３図はクロップ部１ａ、１ａを除いて圧延材１を幾何
学的に表わした表面図である。

板キヤンバ発生に依り左側が長辺、右側が短辺になった
ものとして左側辺の長さをＬＬ、右側辺の長さをＬＲと
する。

この左右の側辺及び前記りを定義する中心線は近似的に
円弧と見做せ、便宜的にその円の中心は一致するものと
する。

そして円弧と見做した中心線半径をρとし、またクロッ
プ部ｉａ、ｌａを除く圧延材１の前後の端辺を夫々含む
各半径間の開き角度なθとする。

そうすると左右の伸び率差Δξは下記（２）式で求めら
れる。

Δξ＝ （ＬＬ ＬＨ） ／ Ｌ ・・・・
・・（２）一方、第３図から明らかな如く幾何学的に下
記（３） 、 （４） 、 （５）式が成立する。

ＬＬ−ＬＲ＝θ・Ｂ ・・・・・・（３）
θ ｐ（１−ｃｏｓ−）−ΔＣ−−−−−・（４）θ−Ｌ／
ρ ・・・・・・（５）ρはＬに
比して十分大であるのでθ／２〈１であり、従って θ２ １− ｃｏｓ −÷（θ／２）２／２ ・・・・・
・（６）との近似が成立する。

そうすると（４）〜（６）式よりΔＣ−ρ・θ２／８＝
Ｌ・θ／８ ・・・・・・（７）従って左右の伸び
率Δξは（２） 、 （３） 、 （７）式よりΔξ＝
θ・Ｂ／Ｌ ＝ ８ Ｂ・ΔＣ／Ｌ２ ・・・・・・（
８）と表わされることとなり、伸び率差演算装置４は要
するに（８）式に従って伸び率差Δξを算出し、これを
圧下修正量演算装置５へ入力する。

さて圧延材左右の伸び率差が発生する原因は圧延におけ
る左右非対称性のために圧延機のロールの変形が左右不
均衡とがり、出側板厚に偏差を生ずるためである。

以下この偏差値、すなわちいわゆるウェツジ量の変化と
伸び率差Δξとの関係を求める手段について説明する。

今、入側にて単位長さの圧延材が出側にて左、右及び中
央部夫々の長さがＬＬ、ＬＲ９Ｌに延びたものとし、圧
延中の幅方向へのメタルフローの影響は小さいものとす
る。

このことは板厚／作業ロール径比が十分小さいときに成
立することが知られており、通常の厚板仕上パス近傍で
はこの条件を満たすものである。

そして圧延材の入側及び出側夫々の断面プロフィールを
第４図Ａ、Ｂに示す如く、入側においてに左右夫々の板
厚なＨＬ。

ＨＲｌまた幅方向中央部の板厚をＨ６とじ、出側におい
ては左右夫々の板厚をｈＬ、ｈＨｔた幅方向中央部の板
厚をｈｃとする。

そうすると人、出側のマスフロー一定の条件から下記（
９） 、 （１０） 、 （ｎ ）式が夫々圧延材の右
側、中央部、左側について成立する。

ＩＸＨＲ＝ｈＲ−ＬＲ・・・・・・（９）Ｉ Ｘ Ｈｏ
＝ ｈ ｏ−Ｌ ・−−（１０）Ｉ Ｘ
ＨＬ ＝ Ｊ、−ＬＬ・−・−（１１）（９）〜（用式
を（２）式に代入すると 一方、入側及び出側夫々のウェツジ量ΔＷ及びΔＷは ΔＷ−ＨＲ−ＨＬ ・・・・・・（１３
）Δｗ＝ｈＲｈＬ ・・・・・・（１４
）でるり、また ＨＬ÷Ｈｏ−ΔＷ／ ２ −−−−−−（１５
）ＨＲ：ＨＣ＋ΔＷ／ ２ ・−・−・（
１６）ｈＬ−：ｈｃ−Δｗ／ ２ ＝＝（１７
）ｈＲ４ｈＣ＋Δｗ／２・・曲（１８） となる。

従ってｈｃ２）３ｗ”／４であるのでとなる。

こ（１９）式を（１２）式に代入するとΔξ−Δｗ／ｈ
ｏ−ΔＷ／Ｈｏ ・・・・・・（２Ｄ）と斤る。

而して多パス圧延の場合は各パスで生じた左右の伸び率
差か重畳されるのでｆ番目の圧延パス後の左右の伸び率
差Δξｆは下記（２１）式で表わされる。

但しｈｉはｉ番目のパスの出側の中央部の板厚、Δｗｉ
はｉ番目のパスの出側のウェツジ量である。

従ってｉ−１番目のパスの出側の中央部の板厚ｈｈ−，
及びそのウェツジ量ΔＷｉ−１は夫々次順のパス、す々
わちｉ番目のパスの入側の中央部の板厚及びそのウェツ
ジ量を意味する。

またΔξｉ −１はｉ−１番目の圧延パスの経過後に存
在する左右の伸び率差である。

さて今ｆ−１番目のパス後のキャンバ量ΔＣｆ。

を実施した場合について考えるとその伸び率差Δξｆ−
１は（８）式より Δξｆ−１＝ ８ Ｂ ΔＣｆｌ ／ＬＦ １１
・・・・・・（２２）但シ、Ｌｆ、はｉ−１番目のパス
後の中央部の板長さであり、実測又は圧延前の圧延材の
長さと圧延比とから容易に求められる。

さて（２１）式にてｉ＝ｆとおくと と々るがこのｆ番目のパスを仕上最終パスと見做すこと
とすると、Δξｆ＝Ｏｈすることにより該仕上最終パス
を終えた圧延材のキャンバ量が零になることに力る。

この場合の出側のウェツジ量をΔｗｆ＊とおくと（２３
）式から となるが、このΔｗｆ＊を実現するための圧延機２左右
の圧下修正量（レベル修正量）ΔＳｆ＊は圧下修正量演
算装置５にて以下のようにして演算される。

ｈお圧下修正量は左右の圧下位置の差についての変更量
として定義する。

さて第５図は横軸に圧下修正量ΔＳを、また縦軸に出側
のウェツジ量ΔＷをとって示した両者の相関関係を示す
グラフである。

このグラフから理解されるようにΔＳの変化によるΔＷ
の変化はΔＳの一定範囲内においては直線近似される。

すなわちこの直線は Δｗ−Ａ・ΔＳ＋ΔＷ□ ＋＋＋＋−（ｚｓ
）と表わされる。

但しこの直線の傾き、すなわちレベル修正寄与率Ａは圧
延材塑性曲線の硬き（圧延材の硬さを示す公知のパラメ
ータ）、ミル寸法、ミルの左右の剛性、圧延材の幅寸法
等によって定まる値でるり、ロール変形計算又は実験に
より予め求められるものである。

捷たΔＷ（、は圧下修正量が零の場合に生じる出側のウ
ェツジ量であり、ミルの左右圧下位置レベルの不均衡、
圧延材の幅方向中心とロール胴長中心とのずれ又は圧延
材の板幅内での焼けの不均一性に依る変形抵抗分布等に
よって生ずる板厚偏差を表わすものである。

ｆ番目のパスにおけるレベル修正寄与率ＡをＡｆ。

圧下修正量が零の場合のウェツジ量ΔｗｏをΔｗｆ。

とすると（２５）式は第５図に示した如く下記（２５’
）式のよ５に斤る。

３ｗ４ ”＝ Ａ４ ’ΔＳ＋Δｗｆｏ ”・”
（２５５従って前記Δｗｆ＊を得るためのΔＳｆ＊は（
２５）式％式％（２６） となる。

この（２６）式Ｋ（２４）式を代入するとと々る。

ｈお（２０）式を参照すると上記（２′７）式における
（シー５） ｈｆ ｈｌ、。

はｆ番目のパスにて圧下修正量を零とした場合のｆパス
で生ずる左右の伸び率差であることが明らかである。

而して本発明の主対象とする厚板の圧延においては可逆
圧延により多パスを経てスラブから成品を得るのである
が、この場合において圧延途中で圧下量の修正を行わな
いときにおける各パスでの左右の伸び率の変化は極めて
小さいと考えられるので、（２７）式における０内の項
は実用上無視し得、要するに（２７）式は下記（２８）
式の近似式で代替される。

上記（２８）式においてｆ−１番目のパス、す々わち最
終パス（ｆ番目のパス）の直前のパスにおける伸び率差
Δξｆ−７は（２２） （又は（８）〕式で表わされる
値であり、前述の如く伸び率差演算装置４から圧下修正
量演算装置５へ入力される。

またｆ番目のパス、すなわち最終パスにおけるＡの値、
すなわちレベル修正寄与率Ａｆは、例えばレベル修正寄
与率演算装置６によりロール変形計算を行わせて予め求
めておき、同じく圧下修正量演算装置５へ入力される。

更にｈｆはｆ番目のパス、すなわち最終パスの出側の中
央部の板厚、換言すれば一連の圧延における目標板厚で
あり、目標板厚、圧下スケジュール、その他レベル修正
寄与率の演算に要するデータ等と共に設定器７に格納さ
れており、圧下修正量演算装置５へ入力される。

そして圧下修正量演算装置５はこれらの入力データに基
’！！（２８）式による演算を行ってΔＳｆ＊を求め、
これを圧下位置制御装置８へ出力する。

圧下位置制御装置は入力されたΔＳｆ＊を実現すべく圧
延機２を制御して圧延材１に対する仕上最終パスの圧延
を行うことに々す、これによって仕上最終パスヲ経た圧
延材の板キャンバは解消されることに々る。

々お左右の圧下量の修正方法としては出側の中央部の板
厚に影響を及ぼさ々いようにするために±ΔＳ ｆ＊７
２ずつ左右の圧下位置を夫々上下逆向きに修正するが如
くに行うのが望ましい。

また本発明方法では圧延パス間で短時間内に圧下量修正
を行うので、制御の応答性に優れた油圧圧下制御装置を
用いるのが適当である。

更に上述の説明では伸び率差演算装置４、圧下修正量演
算装置５、レベル修正寄与率演算装置６、設定器７を個
別のものとしたが、実質的にはこれらはマイクロコンピ
ュータ等のデータ処理装置単機で構成し得ることは言５
４でもない。

次に本発明方法の実施結果について述べる。

厚さ２１５ ｍａｌ、幅１５００ｍｍ、長さ１．５６ｍ
のスラブを厚さ１３．３顧、幅２０００ ｍｍ、長さ１
８．９ｍの成品に仕上げる場合において仕上最終パスの
直前のパスを経た圧延材のキャンバ量ΔＣｆ−、ハ＋２
５朋であった。

このときの圧延材の長さＬｆ−７は１４．４ｍであった
ので左右の伸び率差Δξｆ−１は（２２）式に従い ８ Ｘ２０００ Ｘ２５ ２ξｆ−、−，４４ｏｏ、 ＝Ｏ，０Ｏ１９３と得ら
れた。

一方最終パスでのレベル修正寄与率Ａｆは予め実験的に
０．２０８と求められた。

またｈｆは上述の如＜１３．３ｍｍであるので、仕上最
終パスでの圧下修正量ΔＳｆ＊は（２８）式より１３．
３ Δｓｆ＊−Ｘ ０．００１９３＝ ０．１２２ｍｍ０．
２０８ となり、左右に振り分ける圧下修正量±ΔＳｆ＊／２は ±ΔＳｆ＊／２＝１０．０６１ｍｍ となった。

これに基いて仕上最終パスにおける圧下位置を調整した
結果キャンバ量ΔＣｆは＋５ｍｍとなり、殆んど問題上
なら々い値に低減されたのに対し、本発明方法によらず
に最終パス圧延を行った比較材のキャンバ量は＋４５ｍ
７ｎであった。

以上の如く本発明方法にあっては圧延材塑性曲線の傾き
、ミル寸法、ミルの左右剛性、圧延材の幅寸法等の板キ
ヤンバ影響要素にて定まる値であるレベル修正寄与率を
考慮して、圧下修正量を求めることとしているから、上
記した如き板キヤンバ影響要素を解消し得て制御精度、
ひいては製品品質の向上を図り得、歩留りの大幅な向上
を期待出来るなど、本発明は優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の模式図、第
２図は板キャンバが発生した圧延材の略示平面図、第３
図は演算式導出のために幾何学的に表わした圧延材の平
面図、第４図Ａ、Ｂは圧延機の入側、出側夫々における
圧延材の断面寸法図第５図は圧下修正量と出側ウェツジ
量との相関関係を示すグラフである。 １・・・圧延材、２・・・圧延機、３・・・キャンバ計
測装置、４・・・伸び率差演算装置、５・・・圧下修正
量演算装置、６・・・レベル修正寄与率演算装置、７・
・・設定器、８・・・圧下位置制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼板圧延に際し、最終の圧延パスに先立って圧延材
   のキャンバ量を計測し、この計測値から圧延材の圧延方
   向左右両端における圧延方向の伸び率差を算出し、この
   算出値と、下式で定義されるレベル修正寄与率Ａと、 ３ｗ ＝ Ａ・ΔＳ十Δｗ。 但し、ΔＷ：圧延機出側のウェッジ量 ΔＳ：圧下修正量 Δｗｏ：圧下修正量が零の場合に生じる出側のウェツジ
   量 に基づき下式に従って圧延機の左右両側夫々における最
   終圧延パスの圧下修正量ΔＳｆを求め、但し、ΔＳｆ：
   最終圧延パスの圧下修正量ｈｆ：最終圧延パスの出側板
   厚 Ａｆ：最終圧延パスのレベル修正寄与 率 Δξｆ−、：最終圧延パスの直前のパスにおける延び率
   差 該圧下修正量に従って圧延機両側夫々の圧下位置を調整
   した後、最終圧延パスを実施することを特徴とする板キ
   ヤンバ制御方法。