JPS6036331B2 - Shape control device in rolling - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属材料の圧延に際し、良好な形状を得るため
の装置に係るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for obtaining a good shape when rolling a metal material.

例えばホットストリップミルの圧延に於ては、大きな圧
延荷重による圧延ロールの榛み等の弾性変形のために圧
延された材料は幅方向に板厚偏差が生じ、中央部が厚く
、エッジ部に近づくにつれて薄くなる傾向が生ずる。For example, in hot strip mill rolling, the rolled material has thickness deviation in the width direction due to elastic deformation such as sagging of the roll due to large rolling load, and is thicker in the center and closer to the edges. There is a tendency for the thickness to become thinner as the thickness increases.

この中央とエッジの板厚差が板クラウンであり、板クラ
ウンを左右するロールの孫みは材料の変形抵抗、サイズ
および便用ロールの寸法等によって異なる。又、圧延機
入出側の板厚に対する板クラウンの比（以下クラウン比
率という）が変化することによって中央とエッジで材料
の伸び差が生じ、形状が乱れる場合があり、これが平坦
度不良である。形状に関して、成品の形状が平坦でなけ
ればならないことは勿論、仕上圧延機の各スタンドの出
側形状（スタンド間形状）についてもそれぞれ許容値以
内である必要がある。This difference in plate thickness between the center and the edge is the plate crown, and the thickness of the rolls that affects the plate crown varies depending on the deformation resistance of the material, the size, the dimensions of the convenience roll, etc. Further, due to a change in the ratio of the plate crown to the plate thickness at the entrance and exit sides of the rolling mill (hereinafter referred to as crown ratio), a difference in elongation of the material occurs between the center and the edges, which may cause the shape to be disordered, which results in poor flatness. Regarding the shape, it goes without saying that the shape of the finished product must be flat, and the shape of the exit side of each stand of the finishing rolling mill (the shape between the stands) must also be within tolerance values.

スタンド間形状はロールカーブおよび各スタンドへの圧
下率配分によって決まるため、経験的に最適なロールカ
ーブと圧下率配分を決定しているのが実情である。この
ため各スタンドの圧下率配分を決める場合常に形状を考
慮する必要があり、ロール肌荒れ等により大中な圧下率
配分の変更にも、この事が制約となっている。本発明は
庄下率の変化に関係なく良好な形状を得るための装置を
提供するものである。Since the shape between stands is determined by the roll curve and the distribution of rolling reduction rates to each stand, the actual situation is that the optimum roll curve and distribution of rolling reduction rates are determined empirically. For this reason, it is necessary to always take the shape into consideration when determining the distribution of rolling reductions for each stand, and this also becomes a constraint on major and medium changes in the distribution of rolling reductions due to roll roughness, etc. The present invention provides an apparatus for obtaining a good shape regardless of changes in the reduction ratio.

発明者等は上記装置を研究する目的で実機辻上圧延機に
於て、ダブルチョックロ−ルベンダー（ＤＣＢ）を使用
し、実験を行ない以下説明する形状制御装置を開発した
。For the purpose of researching the above-mentioned device, the inventors conducted experiments using a double chock roll bender (DCB) in an actual cross-over rolling mill, and developed the shape control device described below.

第１図に於てＡは圧延荷重演算器、Ｂはクラウン演算器
、Ｃはペンディング力制御装置、Ｄはロールペンディン
グ装置、Ｅは圧延荷重検出器である。In FIG. 1, A is a rolling load calculator, B is a crown calculator, C is a pending force control device, D is a roll pending device, and E is a rolling load detector.

圧延荷重演算器Ａによって人意的に任意に設定された圧
下率配分で圧延される材料の変形抵抗、板厚、板幅及び
使用ロール寸法等から各スタンドでの圧延荷重を演算す
る。この演算には、公知の、従来から使用されている自
動圧下セットアップの圧延荷重演算式を用いる。クラウ
ン演算器Ｂは圧延荷重演算器Ａで演算された圧延荷重と
入側板クラウン、使用ロールのカーブ、ロールペンディ
ング力から公知のＳＨＯＥＴの分割モデルを用いて最入
側スタンドの出側クラウン比率及びそれ以降のスタンド
での必要ペンディング力の演算を行なう。ＳＨＯＥＴの
分割モデルは、ロ−ルバレルを多分割し、曲げ孫み、鱒
断榛み等を考慮して、ロールペンディング力及び圧延条
件からロ−ル携み量を計算し、圧延出側板厚分布（クラ
ウン）を求めるというものである。ここで、発明者らが
この実験で得た知見について説明する。The rolling load at each stand is calculated from the deformation resistance of the material, plate thickness, plate width, roll dimensions used, etc. of the material to be rolled with the rolling reduction ratio set arbitrarily by the rolling load calculator A. For this calculation, a known rolling force calculation formula for an automatic rolling setup that has been used conventionally is used. The crown calculator B calculates the exit side crown ratio of the most entry side stand and its ratio using the well-known SHOET division model from the rolling load calculated by the rolling load calculator A, the entry side plate crown, the curve of the roll used, and the roll pending force. Calculate the required pending force for subsequent stands. SHOET's split model divides the roll barrel into multiple parts, takes into account bending depth, trout breakage, etc., calculates the roll carrying amount from the roll pending force and rolling conditions, and calculates the thickness distribution on the rolling exit side. (crown). Here, the findings obtained by the inventors in this experiment will be explained.

■ 前段スタンドのクラウン比率の変化が後段スタンド
クラウン比率の変化に与える影響をクラウンの覆歴Ｑと
称し、その覆歴Ｑと板厚の関係を第２図に示す。■ The influence that a change in the crown ratio of the front stand has on a change in the crown ratio of the rear stand is called the crown cover history Q, and the relationship between the cover history Q and the plate thickness is shown in Figure 2.

これは前段スタンドのクラウン比率の変化△Ｃｒｏ／ｔ
ｏが次のスタンド出側クラウン比率変化にＱ×△Ｃ【ｏ
／らとして残ることを表わす。クラウン覆歴Ｑは板厚が
厚いほど小さい値を示し、入側クラウン比率変化が出側
クラウン比率変化に与える影響が小さい。例えば、ある
スタンド出側のクラウン比率の変化△Ｃｒｏ／ｔｏが２
スタンド圧延後では△Ｃｒｏ／ｔｏ×Ｑ，×Ｑ２となり
、、これが板厚１０側以上ではＱ・×Ｑ２＜０．０１と
なって、その変化はその後方へほとんど影響しないとい
える。■ 第３図にクラウン比率変化と形状変化の関係
を示す。形状変化はそのスタンドの（世側クラウン比率
一入側クラウン比率）即ちクラウン比率変化によって決
る。第３図でクラウン比率が変化してもほとんど形状に
現われない範囲を形状不惑帯領域と呼び、ｂはその領域
を現わすクラウン比率変化量である。板厚とｂの関係を
第４図に示す。第３図、第４図から形状を乱さない圧延
をするためには、そのスタンド‘こおける入出側クラウ
ン比率を、一定、もしくは上記ｂの範囲内にすればよい
。第１図においてクラウン演算器Ｂにより最入側スタン
ドの出側クラウンを演算する時、発明者らは前記■より
入側クラウン比率変化が形状の乱れる後段スタンドへの
影響が小さいということから、圧延材料の材質、板幅、
板厚等から事前に決定したテ−ブル（表）から入側クラ
ウン値を与えることとした。This is the change in the crown ratio of the front stand △Cro/t
o is the next stand exit side crown ratio change Q×△C[o
It means to remain as /ra. The thicker the plate, the smaller the crown covering history Q, and the influence of a change in the entrance crown ratio on a change in the exit crown ratio is small. For example, the change in crown ratio on the exit side of a certain stand △Cro/to is 2
After stand rolling, △Cro/to×Q,×Q2, and this becomes Q・×Q2<0.01 on the plate thickness 10 side or more, and it can be said that this change has almost no effect on the rear side. ■ Figure 3 shows the relationship between crown ratio changes and shape changes. The change in shape is determined by the change in crown ratio (outward crown ratio - incoming crown ratio) of the stand. In FIG. 3, the range where the crown ratio hardly appears in the shape even if the crown ratio changes is called the shape-unfavorable zone region, and b is the amount of change in the crown ratio that represents this region. Figure 4 shows the relationship between plate thickness and b. As shown in FIGS. 3 and 4, in order to perform rolling without disturbing the shape, the crown ratio on the entrance and exit sides of the stand should be kept constant or within the range b mentioned above. In Fig. 1, when calculating the exit side crown of the most entry side stand using the crown calculation unit B, the inventors found that the change in the entry side crown ratio has little effect on the rear stage stand where the shape is disordered from the above (2), so the rolling Material quality, plate width,
We decided to give the entrance crown value from a table determined in advance based on the plate thickness, etc.

最入側スタンドの入側クラウンのテーブル値ＣｒＴと板
のクラウン値Ｃらと差ＩＣｒＴ−Ｃｒｏｌがそのスタン
ド及び後続スタンドへ与える影響はＩＣｒＴ−Ｃｒ。The influence of the difference ICrT-Croll between the table value CrT of the entrance crown of the nearest stand and the crown value C of the plate on that stand and subsequent stands is ICrT-Cr.

ｌ／しＸＱ，，ＩＣｒＴ−Ｃｒ。‘／ｔ。ＸＱ・×Ｑ２
，・・・・・・となり、形状の乱れやすい後段スタンド
ではＩＣｒＴ一Ｃｒｏｌ／ら×Ｑ，×Ｑ２・・・・・・
となってｌｒＴ−Ｃｒｏｌを無視しても実操業上問題と
ならない。又最入側スタンドのロールベンディン力も圧
延条件で決定したテーブルの値を使用した。以上のよう
にして決定された条件によりクラウン演算器Ｂで最入側
スタンド出側クラウンを演算する。l/shiXQ,,ICrT-Cr. '/t. XQ・×Q2
,..., and in the rear stand where the shape is easily distorted, ICrT-Croll/ra×Q,×Q2...
Therefore, even if lrT-Croll is ignored, there is no problem in actual operation. Also, the roll bending force of the stand on the farthest side was determined from the table values determined based on the rolling conditions. Based on the conditions determined as described above, the crown calculator B calculates the exit side crown of the most entry side stand.

ここで演算したクラウンと板厚からクラウン比率を計算
し入出側クラウン比率ＩＣｒｏ／ｔｏ−Ｃｒ，／ちｌが
ｂの範囲であるか確かめ、その範囲外の場合はペンディ
ング力の数値を変化し、ｂの範囲内になったペンディン
グ力と出側クラウン比率を算出する。最入側スタンドで
は通常板厚も厚く、ｂの範囲も広いため、ペンディング
力はテーブル値のままでも充分使用出釆る。最入側スタ
ンド出側クラウン比率の演算値により、以下後続スタン
ドは前記■により、形状を乱さないためにはクラウン比
率一定となるよう最入側スタンド出側クラウン比率とそ
のスタンド世側クラウン比率が同じ値になるためのペン
ディング力を圧延荷重演算器Ａにより演算した圧延荷重
、使用ロールカーブ等から演算する。Calculate the crown ratio from the crown and plate thickness calculated here, check whether the input/outside crown ratio ICro/to-Cr,/l is within the range b, and if it is outside the range, change the value of the pending force, Calculate the pending force and exit crown ratio that are within the range b. At the entrance side stand, the plate thickness is usually thick and the range of b is wide, so even if the pending force is the table value, it can be used satisfactorily. Based on the calculated value of the exit side crown ratio of the most entry side stand, the following stands will be set according to the above (■), and in order to keep the crown ratio constant in order not to disturb the shape, the exit side crown ratio of the most entry side stand and its stand side crown ratio should be adjusted to keep the crown ratio constant. The pending force required to reach the same value is calculated from the rolling load calculated by the rolling load calculating unit A, the roll curve used, etc.

このようにしてクラウン演算器Ｂでは最入側スタンド出
側クラウン比率およびそのクラウン比率を得るための後
続各スタンドのペンディング力を演算する。クラウン演
算器Ｂによって得られた数値が真の値と誤差を持っても
形状不感帯領域ｂがありその内に入って実操業上特に問
題とならない。クラウン演算器Ｂによって得られた各ス
タンドのペンディング力をペンディング力制御装置Ｃに
よってロールベンダー装置Ｄへ伝達し各スタンドのロー
ル榛みを制御する。以上のようにして圧延条件が決った
後に各スタンドのロールベンダー力を設定する。圧延中
に圧下率配分が変更された場合、あるし、は実圧延荷重
が演算値と異なる場合は、実圧延荷重検出器（ロードセ
ル）によって圧延荷重を検出し、その値をクラウン演算
器Ｂに伝送しそのスタンドの出側クラウン比率が元の状
態（最入側スタンド出側クラウン比率）となるためのペ
ンディング力を演算し、ペンディング力制御装置Ｃから
ロールベンダー装置Ｄに伝播する。即ち演算された‐圧
延荷重と実圧延荷重の差により生ずるクラウン変化をペ
ンディング力の変更により修正する。上記のようにクラ
ウン比率変化をペンディング力の変更により修正し、圧
下率の変化に拘らず良好な形状が得られることによって
、従釆圧下率決定に当っては常に形状を考慮せざるを得
なかったことが削除され、ロール肌荒れ等で大中な圧下
率配分の変更が必要な場合でも形状に関係なく行なう事
が可能となる。In this way, the crown calculator B calculates the exit side crown ratio of the most entry side stand and the pending force of each subsequent stand to obtain the crown ratio. Even if the numerical value obtained by the crown calculator B has an error from the true value, there is a shape dead zone region b, and this does not cause any particular problem in actual operation. The pending force of each stand obtained by the crown calculator B is transmitted to the roll bender device D by the pending force control device C to control the roll bending of each stand. After the rolling conditions are determined as described above, the roll bender force of each stand is set. If the rolling reduction distribution is changed during rolling, or if the actual rolling load is different from the calculated value, the actual rolling load is detected by the actual rolling load detector (load cell) and the value is sent to the crown calculator B. A pending force is calculated so that the exit crown ratio of the stand returns to its original state (most entry stand exit crown ratio), and is transmitted from the pending force control device C to the roll bender device D. That is, the crown change caused by the difference between the calculated rolling load and the actual rolling load is corrected by changing the pending force. As mentioned above, by correcting the change in the crown ratio by changing the pending force and obtaining a good shape regardless of the change in the rolling reduction rate, the shape must always be taken into consideration when determining the subordinate rolling reduction rate. This makes it possible to change the rolling reduction distribution regardless of the shape, even if there is a need to change the distribution of rolling reduction due to rough skin or the like.

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明装置の構成を示すブロック図、第２図は
板厚とクラウン覆歴Ｑ＝会笠烹先との関係を示すグラフ
、第３図はクラウン比率と形状の関係を示すグラフ、第
４図は板厚と形状不感帯領域ｂの関係を示すグラフであ
る。 Ａ：圧延荷重演算器、Ｂ：クラウン演算器、Ｃ：ペンデ
ィング力制御装置、Ｄ：ロールペンディング装置、Ｅ：
圧延荷重検出機。 第１図 第２図 第３図 第４図[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the device of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the relationship between plate thickness and crown cover history Q = head of the cap, and Fig. 3 is a crown ratio. FIG. 4 is a graph showing the relationship between plate thickness and shape dead zone area b. A: Rolling load calculator, B: Crown calculator, C: Pending force control device, D: Roll pending device, E:
Rolling load detector. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 金属板材料の圧延機群において単一スタンドあるい
は複数スタンドに装備した、ロール撓みを制御するロー
ルベンテイング装置および実際の圧延荷重を検出する圧
延荷重検出器； 上記金属板材料の変形抵抗、サイズお
よび使用ロールの寸法等と設定した圧下率とから各スタ
ンドの圧延荷重を演算する圧延荷重演算器； 該圧延荷
重演算器にて演算した圧延荷重、被制御スタンド入側板
クラウン、使用ロールカーブ等から、最入側スタンド出
側クラウン比率と被制御スタンド出側クラウン比率が同
じ値になるための初期設定ベンデイング力を演算し、上
記圧延荷重演算器にて演算した圧延荷重と実圧延荷重を
比較し、その差により変化したクラウン比率を上記最入
側スタンド出側クラウン比率と同値とする修正ベンデイ
ング力を演算するクラウン演算器；および、 演算した
上記両ベンデイング力で順次上記ロールベンデイング装
置を制御するベンデイング制御装置；を備えてなる、圧
延における形状制御装置。1 A roll bending device for controlling roll deflection and a rolling load detector for detecting the actual rolling load, which are installed on a single stand or multiple stands in a group of rolling mills for metal sheet materials; Deformation resistance and size of the metal sheet material mentioned above and a rolling load calculator that calculates the rolling load of each stand from the dimensions of the roll used and the set rolling reduction rate; from the rolling load calculated by the rolling load calculator, the crown of the entrance plate of the controlled stand, the roll curve used, etc. , calculate the initial setting bending force so that the exit side crown ratio of the nearest stand and the controlled stand exit side crown ratio become the same value, and compare the rolling load calculated by the above rolling load calculator with the actual rolling load. , a crown calculator that calculates a corrected bending force that makes the crown ratio changed by the difference equal to the crown ratio of the exit side of the most entry side stand; and a crown calculator that sequentially controls the roll bending device using both of the calculated bending forces. A shape control device for rolling, comprising: a bending control device.