JPS61202712A - 板材の形状制御圧延方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、板材の形状制御方法に係り、特に鋼板や鋼帯
をコールドタンデムミルで圧延する際に該鋼帯の平坦度
形状を良好に制御する目的で用いるのに好適な、板材を
圧延しながらその形状を制御する板材の形状制御圧延方
法に関する。

【従来の技術】

冷間圧延製品としての板材の重要な品質特性の一つに板
材の形状がある。該板材の形状不良としては、板センタ
一部が波を打つ腹伸び、板エツジ部が波を打つ耳伸び、
板センタ一部と板エツジ部との中間部分が波を打つクォ
ータ伸びなどがある。 かかる形状不良は、前記板材の板幅方向各部分の伸び率
が興なるため発生する。 従来より、冷間圧延を行うコールドタンデムミルには、
第５図に示す様に板材の形状を良好とするため、圧延中
の板材例えばストリップ１０の板幅方向各部分の伸び率
差を検出する形状検出器２０が設置されていて、該検出
された伸び率に基づきストリップ１０の形状のフィード
バック１ＩＩＩＪ御が行われている。 第５図において、ペイオフリール１２から巻き出された
ストリップ１０は、圧延機の５台のスタンド１４Ａ、１
４８，１４０，１４Ｄ、１４Ｅで圧延されて板厚を制御
された後、テンションリール１６に巻きとられる。その
際、最終スタンド１４Ｅの出側に設置された形状検出器
２０が前記ストリップ１０の形状不良を検出し、演算装
置Ｉ！２２が、前記形状検出器２０で検出したストリッ
プ１０の形状不良の検出値をもとに最終スタンド１４Ｅ
の形状制御用アクチュエータであるロールベンディング
装置２４及び圧下装置２６等を制御することにより板形
状のフィードバック制御が行われる。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記ストリップ１０に対して行われるフ
ィードバック制御では、前記形状検出器２０が前記形状
制御用アクチュエータのある最終スタンド１４Ｅの間近
に設置できないため制御の時間遅れが発生してしまう。 又、現存する形状検出器２０は、原理上２秒程度の検出
ピッチでしか形状検出ができないため、形状制御の制御
周期をみじかくしたり、ゲインを高めたりすることが困
難であるという問題点を有した。 ［目的］ 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、板形状の急激な変化に対しても応答遅れがなく、
高い制御性で板材の形状制御が行える、板材の形状制御
圧延方法を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、板材を圧延しながら板材の形状を制御する板
材の形状制御圧延方法において、後段スタンド出側の板
材の形状を測定し、該測定した板材の形状から前段スタ
ンドの圧延荷重の基準値を決定し、前段スタンドの圧延
荷重を測定し、該測定した圧延荷重と前記圧延荷重の基
準値との差から後段スタンド出側の板材の形状を予測し
、該予測した結果と測定した後段スタンド出側の板材の
形状から後段スタンドの形状制御手段を制御することに
より上記目的を達成したものである。 【作用） 本発明の原理について以下詳細に説明する。 板材を圧延する際に、圧延機出側の板材の形状に変化を
与える主要な要因は以下のものがある。 （１）圧延機入側の板厚の変化（変動）。 （２）板材のもつ変形抵抗のばらつき。 （３）圧延機入側の板材形状変化（母板の寸法及び形状
の変動）。 （４）圧延機の圧延速度の変化。 第１図に示す様な２段以上のスタンドを備えた圧延機例
えばコールドタンデムミルの圧延操業は、第２図に示す
ように板材１０Ａ例えばコイルの先端部通板域５０、溶
接部処理域５２、後端部通板域５４において圧延速度を
加減速することにより行われる。なお、５８は加速域、
６ｏは減速域である。前記定速圧延領域５６においては
、一旦後段スタンドである最終スタンド１４Ｅ出側の板
材形状を良好に制御してしまうと、前記板材形状に変化
を与える外乱は前記４項目のうちの（１）、（２）、（
３）項となる。 以下定速圧延領域５６での制御について考える。 第１図に示す様な圧延機例えばコールドタンデムミルで
は、前段スタンド例えば第１スタンド１４Ａにおいて板
材１０Ａの板厚制御は１８例えば圧下によるオートマチ
ックゲージコントロールＡＧＣ等で行われているので、
第１スタンド１４Ａ出側の板厚はほぼ一定になる。第１
スタンド１４Ａで板材１０Ａに対する圧下位置が大きく
変動した場合、該板材１０Ａの変形抵抗が変化して中間
スタンド１４Ｂ、１４Ｃ，１４Ｄにおける板厚、板材形
状が変化するが、その変化量は少ない。従って、最終ス
タンドでの板材形状に変化を与える要因は前記（２）項
と（３）項が主体となる。又、通常中間スタンドでの圧
下位置は第１スタンド１４Ａに比べ変更量が少ないため
中間スタンドでの板材形状の変化は少ない。 一方板材１０Ａの板厚制御のため第１スタンドで制御さ
れる圧下位置変更ＩＺｓが大きいので、該第１スタンド
１４Ａ出側の板材１０Ａの形状の変化が大きく、これが
そのまま最終スタンド１４Ｆまで影響することになる。 即ち、第１スタンド１４Ａにおける板厚制御の結果該第
１スタンド１４Ａの圧延荷重ＸＳが変化し、それに起因
し、て生する板材形状の変化と、板材１０Ａの変形抵抗
の変化により圧延荷重Ｘｓが変化し、その変化に起因し
て生ずる板材形状の変化が最終スタンド１４日出側の板
材形状に影響する。この第１スタンド１４Ａの圧延荷重
ＸＳと、該第１スタンド１４Ａにおける仮埋制御及び前
記板材１０Ａの変形抵抗の変化による該圧延荷重ＸＳの
変化に起因す４濃終スタンド１４Ｅ出側での板材形状変
化量即ち形状変化量Ｙｆどの関係は、第３図に示すよう
にほぼ直線関係がある。この関係を操業的あるいは実験
的に求めておけば、第１スタンド１４Ａの圧延荷重Ｘｓ
の変化に対応した最終スタンド１４Ｅ出側の板材１０Ａ
の形状変化量Ｙｌが形状変化量予測手段４３で予測でき
、その予測した形状変化量Ｙｆに応じて最終スタンド１
４Ｈの形状制御用アクチュエータ２１を操作することに
より、最終スタンド１４Ｅ出側に設けられた形状検出器
２０を使用して板材１０Ａの形状を制御するフィードバ
ック制御に先立って時間遅れのないフィードフォワード
制御が可能となる。該フィードフォワード制御は、例え
ば以下の如く行われる。即ち最終スタンド１４Ｅ入側の
板材１０Ａの形状変化が耳伸び方向の場合は、最終スタ
ンドロールベンディング圧力制御方向を圧力上げ方向即
ちインクリース方向とし、圧下位置制御方向を開く方向
（圧下位置小、圧延荷重量、ギャップ拡げ）とする。一
方、前記板材１０Ａの形状変化が腹伸び方向の場合は、
前記ロールベンディング圧力制御方向を、圧力下げ方向
即ちディフリース方向に制御し、圧下位置制御方向を閉
め方向（圧下位置大、圧延荷重大、ギャップ閉め）とす
る。 又、最終スタンド１４Ｅ入側での板材１０Ａの形状を安
定させるため、第１スタンドの圧延荷重ＸＳを変化させ
ないことを目的として、前記圧下位置変更量ｚＳに基づ
いて前記圧延荷重ＸＳの変化を補う方向にロールベンデ
ィング装置３３０ロールベンデイング圧力Ｒｂｓをフィ
ードフォワード制御することにより、第１スタンド１４
Ａ出側の板材１０Ａの形状を良好に保ち最終スタンド１
４Ｅで行われる本発明による前記フィードバック制御の
効果を更に高めることができる。前記フィードフォワー
ド制御は、例えば以下の如く行われる。 即ち、前記第１スタンド１４Ａの圧下位置閉め即ち圧下
大に制御した場合、第１スタンド出側の板材１０Ａの形
状は、耳伸び方向に変形するので、該第１スタンド１４
Ａのロールベンディング圧力制御方向を圧力上げ方向（
インクリース方向）に制御する。一方、該第１スタンド
の圧下位置閉は即ち圧下小に制御した場合、該第１スタ
ンド出側の板材１０Ａの形状は、腹伸び方向に変形する
ので、ロールベンディング圧力制御方向を、圧力下げ方
向くディフリース方向）に制御する。 以上のように、例えば第１スタンド１４Ａにおいて、板
厚制御を目的として圧下位置が制御された場合に、圧下
位置変更量ＺＳに起因する圧延荷重ＸＳの変化を補う方
向に前記第１スタンド１４Ａのロールベンディング装置
３３を予測操作することで、第１スタンド１４Ａの圧延
荷重ＸＳを一定に保つ制御がなされる。その際ｔＩＩＪ
ｉ［ｌシきれなかった圧延荷重ＸＳの変化に起因して発
生する最終スタンド１４Ｅ出側での形状変化量Ｙｆを第
１スタンド１４Ａの圧延荷重ＸＳの変化量より予測し、
第１スタンド１４Ａ直下の板材１０Ａが最終スタンド１
４Ｅに到達する時間分をトラッキングして、前記形状変
化量Ｙｆの予測値に基づいて最終スタンドの形状制御用
アクチュエータ２１を操作するというフィードフォワー
ド制御と、最終スタンド出側の形状検出器２０の信号Ｙ
Ｏによるフィードバック制御を併用することにより、応
答遅れのない制御性の高い形状制御を可能とする。 ［実施例］ 本発明が適用された実施例について以下詳細に説明する
。 本実施例は、第４図に示す如く、５台のスタンド１４Ａ
、１４Ｂ、１４Ｇ、１４０，１４６を備える圧延機に適
用されたものである。該圧延機入側には、板材１０Ａを
巻き出すペイオフリール１２が設けられている。又、該
圧延機出側には、圧延された後の板材１０Ａが巻かれる
テンションリール１６が設けられている。前記圧延機の
第１スタンド１４Ａには、前記板材１０Ａの板厚を制御
するための圧下装置３０と、該圧下装置３０に第１スタ
ンド圧下位置変更量ΔＳを出力する板厚制御装置３２と
、前記信号ΔＳに基づき制御指令Ｂを出力するロールベ
ンディング圧力制御量演算装置３６と、前記制御指令Ｂ
により第１スタンド１４Ａのロールの形状を制御する第
１スタンドロールベンデング装置３４からなる形状ｉ１
制御系が備えられている。 又、前記第１スタンドには、圧延ロールの圧延荷重を検
出する圧延荷重検出器３８と、圧延機出側に設けられた
形状検出器２０が形状良好信号Ｇを出力した時の圧延荷
重Ｑａを記憶する圧延荷重検出器Ｗ１４２と、前記圧延
荷重検出器３８で検出された圧延荷重ＸＳと板材の形状
良好時の圧延荷重Ｑａから次式 ％式％（１） により圧延荷重変化量ΔＱを演算する第１スタンド演算
興置４０と、該第１スタンド演算装置４０が演算し求め
た前記圧延荷重変化量ΔＱ１．：！＄づき、実験等によ
って予め算出されている前記第１スタンド１４Ａの圧延
荷重ＸＳが最終第５スタンド１４Ｅ出側での板材の形状
に及ぼす影響、ならびに、第５スタンドロールベンデイ
ング装置１２４Ａ及び第５スタンド圧下装置１２６Ａ等
のアクチュエータが板材１０Ａの形状へ及ぼす影響係数
を基に前記各アクチュエータのＩＩＮＩＩ量Ａを決定し
記憶する制御量演算装置４４と、該制御量演算装［４４
が決定した制御量Ａを出力するタイミングを決定するト
ラッキング装置４６からなるフィードフォワード制御系
が備えられている。 一方、第５スタンド１４Ｅの出側には、板材１０Ａの形
状を検出する形状検出器２０があり、又、該第５スタン
ド１４Ｅには、該形状検出器２０出力の形状信号ＹＯを
基に各アクチュエータ即ち圧下装置２６及びロールベン
ディング装置２４等を制御する演算装置２２と、圧延Ｏ
−ルの圧下を制御する圧下装置２６と、圧延ロールをベ
ンドさせるロールベンディング装置２４等からなるフィ
ードバック制御系が備えられている。なお、圧下装置Ｉ
２６とロールベンディング装置２４には、制御量演算装
置４４から操作量Ａの信号が入力されている。 以下、本実施例の作用について説明する。 ロールベンディング圧力制御量演算装置３６は、板厚制
御装置３２より出力される第１スタンド圧下位置変更量
ΔＳに基づいて第１スタンド１４Ａの圧延荷重ｘｓ変化
量を予測して、圧延荷重ＸＳを一定に保つために第１ス
タンドロールベンデイング装置３４に制御指令Ｂを出力
することによりＯ−ルペンディング圧力Ｒｂｓを予測制
御する。この際ｌ１１１１１１シきれずに発生した第１
スタンド１４Ａの圧延荷重の変化に対して以下のような
制御を行う。 形状検出器２０より形状良好信号Ｇが圧延荷重記憶＠１
１４２へ送られると、該圧延荷重記憶装置４２は、その
時の圧延荷重Ｑａを圧延荷重検出器３８より取込む。第
１スタンドの圧延荷重変化量を求める第１スタンド演算
装置１４０は、前記圧延荷重検出器３８で検出した圧延
術１ｉＸｓと前記圧延荷重Ｑａを前記（１）式で演算し
圧延荷重変化量ΔＱを求める。制御量演算装置［４４は
、この圧延荷重変化量ΔＱを基に実験等によって予め算
出されている第１スタンド圧延荷重ＸＳが第５スタンド
１４Ｅ出側の板材１０Ａの形状に及ぼす影響と、ロール
ベンディング装置２４と圧下装置２６等の各アクチュエ
ータの動作が板材１０Ａへ及ぼす影響係数を基に、該各
アクチュエータの制御量・Ａを決定すると共に記憶する
。トラッキング装置４６は、第１スタンド１４Ａから最
終第５スタンド１４Ｅまで板材１０Ａが通過する遅れ時
間と、前記各アクチュエータの応答遅れ時間を考慮して
、前記ｔｌｌＪ御量演算量演算装置前記制御量Ａを出力
するタイミングを指令する。従って、前記制御量演算装
置４４は、前記トラッキング装置４６の指令に基づき、
第１スタンドの圧延荷重変化量ΔＱから予測した板材１
０Ａの形状の変化に対応する前記制御ｍＡを第５スタン
ド１４Ｅへ板材１０Ａが到達するまでの遅れ分、及び各
７クチユエータの制御の遅れ分を考慮して出力すること
ができる。 前記第１スタンド１４Ａと前記第５スタンド１４Ｅで行
われたフィードフォワード制御で制御しきれなかった板
材１０Ａの形状不良分は、前記形状検出器２０出力から
の形状信号ＹＯにより演算装置２２がロールベンディン
グ装置２２４と圧下装置２６をフィードバック制御する
ことにより積分的に形状修正を行うものである。 以上のように本実施例は、従来のフィードバック形状制
御系では、その応答遅れという根本的問題のため対処で
きなかった板材の急激な変化に対しても、該板材を前記
フィードバック形状制御系の制御用アクチュエータで制
御する前に圧延荷重を検出してフィードフォワード制御
するため良好な制御性を実現することができる。 なお、前記実施例においては、板材１０Ａの形状制御手
段としてロールベンディング装置２４、及び、圧下装置
２６を例示したが、板材１０Ａの形状制御手段はこれに
限定されず、例えば６段ミルにおける中間ロール位置を
変更する手段であってもよい。 又、上記実施例においては、５台のスタンド１４Ａ、１
４Ｂ１１４Ｃ，１４Ｄ、１４Ｅを備えた圧延機について
例示したが、スタンドの数はこれに限定されず、少なく
とも２台のスタンドを備えた圧延機であればよい。 更に、前記実施例においては、圧延される板材１０Ａは
、圧延前にペイオフリール１２に巻かれていて圧延後も
テンションリール１６に巻き取られるとしていたが、板
材１０Ａはリール等に響かれた板材に限定されず、例え
ば平面形状のまま圧延機に供給される平板状の板材でも
よい。 （発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、板材を圧延する際
に応答遅れがなく高い制御性で板材の形状制御を行うこ
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図は、本発明の原理的な構成を示す、一部ブロック
線図を含む配置図、 第２図は、板材の圧延操業の状態を示す線図、第３図は
、本発明の詳細な説明するための、第１スタンド圧延荷
重ＸＳと最終スタンド出側の板材の形状変化量Ｙ「との
関係を示す線図、第４図は、本発明が適用された実施例
の構成を示す、一部ブロック線図を含む配置図、第５図
は、従来のコールドタンデムミルの板材形状制御方法を
示す、一部ブロック線図を含む配置図である。 １０・・・ストリップ（鋼板）、 １０Ａ・・・板材、 １４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ１ １４Ｄ、１４Ｅ・・・各スタンド、 ２０・・・形状検出器、 ２１・・・形状制御用アクチュエータ、２２・・・演算
装置、 ２４・・・ロールベンディング装置、 ２６・・・圧下装置、　　　　３８・・・圧延荷重検出
器、４０・・・第１スタンド演算装置、 ４２・・・圧延荷重記憶装置、 ４３・・・形状変化量予測手段、 ４４・・・制御量演算装置、 ４６・・・トラッキング装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）板材を圧延しながらその形状を制御する板材の形
   状制御圧延方法において、 後段スタンド出側の板材の形状を測定し、 該測定した板材の形状から前段スタンドの圧延荷重の基
   準値を決定し、 前段スタンドの圧延荷重を測定し、 該測定した圧延荷重と前記圧延荷重の基準値との差から
   後段スタンド出側の板材形状を予測し、該予測した結果
   と測定した後段スタンド出側の板材の形状から後段スタ
   ンドの形状制御手段を制御することを特徴とする板材の
   形状制御圧延方法。