JPS63119920A - 板圧延形状制御方法及び装置 - 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、板圧延形状制御方法及び装置に係り、特に、
圧延機出側に板の形状（平坦度）検出手段が設けられて
いない場合に、板材の出側形状を適切に制御する際に用
いるのに好適な、板圧延形状制御方法及び装置の改良に
関する。

【従来の技術】

圧延製品である板材の重要な品質管理項目のうちに板の
断面形状（板形状）がある、従って、板圧延においては
、良好な板形状を得るため、板幅方向のロールたわみを
適切な値に保つことが必要である。 このようなロールたわみに関し、従来の圧延機板形状制
御においては、圧延機出側に板形状（平坦度）検出器が
設けられている場合には、該検出器の出力により板幅方
向のロールたわみを適切な値に修正して良好な板形状を
得ることができる。 一方、前記圧延機出側に前記板形状検出器がない場合に
は、通常、まず主な板形状への外乱である圧延荷重変化
とロールたわみ変化（あるいは適当な板形状パラメータ
変化）の関係を示す関係式、及び圧延機に対する板形状
操作量と前記ロールたわみ変化の関係を示す関係式を求
めておき、そして、前記圧延荷重変動により生ずるロー
ルたわみ変化を除去するための板形状操作量を予測的に
圧延機の圧延制御装置の板形状操作端に入力し、板形状
不良の発生を防止している。 例えば特開昭５９−６４１１１号公報では、上記の如き
圧延板形状ｉ制御に関して、圧延条件の変化に対応して
筒便に形状ｉ制御手段の制御量を変更するタンデムミル
におけるスタンド間形状ＭＤ９方法が示されている。こ
の形状制御方法においては、まず、板幅Ｂ及び圧延７ｙ
重変化ΔＰに対する板幅方向のロールたわみ変化ΔＣＰ
の関係を示す関係式を次式（１）の如く求めておく。 ΔＣｐ＝ｒ　１　（Ｂ、ΔＢ）　　・・・（１）そして
、板幅Ｂ及びワークロールへのたわみ力（ペンディング
力）変化ΔＢに対する板幅方向のロールたわみ変化ΔＣ
ｅの関係を示す関係式を次式（２）の如く求めておく。 ΔＣ５＝ｆｚ（Ｂ、ΔＢ）　　・・・（２）（１）、（
２）式から求められた各たわみ変化ΔｃＰとΔＣｅの絶
対値が等しく符号が反対（−Δ（ｐ＝ΔＣｓ）となるた
わみ力を予測的にワークロールのベンディング８１構に
出力し、板クラウンを変化させて板形状を制御している
。

【５！、明が解決しようとする問題点】しかしながら、
前記のような従来の板形状制御方法では、まず、実験的
に前記の如き関係式を求める場合には実験データのばら
つきが大きく、又、前記関係式をシュミレーションを用
いて求める場合には実機に対する対応が不明瞭であり、
更には、板幅、圧延荷重、ワークロールカーブ、板厚等
の考↓Ｚすべき要因が多いなどの理由から、精度の高い
板形状制御性が期待できなかった。 即ち、前記板形状制御方法は、最終的な板形状制御量が
板形状と直接の関係を持つ板幅方向ロールたわみ量によ
らず、ロールのたわみ力などの間接的な量により板形状
を制御することから、上記理由が制御の信顆性向上に対
する障害となっていた。 又、本発明にｒ′Ａ連する技術として、特開昭５７−１
３７０１２号公報で提案されたロールギャップを精度良
く測定するための圧延機作業ロールのロールギャップ測
定装置がある。この測定装置においては、ロールギャッ
プの検出器として接触式距離検出器を使用し、しかもこ
の検出器をリング帯により本来的な測定箇所であるロー
ルバレル部に充分近い位置に取付け、前記検出器取付は
部分が上下ロールに対して変化しないように保持するこ
とにより、測定精度に対するロール曲りやがたの影響を
極力防止してロールギャップの測定を行っている。しか
しながら、前記測定装置はワークロール０芽に取付けら
れる接触式距離検出器でロールギャップを検出するのみ
であり、ロールたわみ量を検出する技術でなく、ストリ
ップ板形状を適切に１ｔｌｌＩ御するための技術ではな
かった。

【発明の目的】

本発明は、前記従来の問題点を解消すべくなされたもの
であって、圧延条件の変化に対してもワークロールに所
望の板幅方向のたわみを与えることができ、従って、良
好な板形状を得ることができる板圧延形状制御方法及び
装置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、ベンディング手段でワークロールが板幅方向
にたわまされる圧延機を用いて板圧延するに際し、前記
ワークロールのエツジ部のロールギャップ量を検出し、
前記圧延機の圧延条件から、前記エツジ部より板幅方向
内側部分のロールギャップ量を算出し、検出ロールギャ
ップ量及び算出ロールギャップ量から、前記ワークロー
ルの板幅方向のたわみ量を算出し、算出たわみ量に基づ
き、前記ワークロールに所望の板幅方向のたわみを与え
るべく、前記ベンディングａｔｓをｌ１ｌａｊすること
により、前記目的を達成したものである。 又本発明は、ベンディング手段でワークロールが板幅方
向にたわまされる圧延機を用いて板圧延する際に板の形
状を制御するための板圧延形状制御装置において、前記
ワークロールのエツジ部のロールギャップ量を検出する
手段と、前記圧延機の圧延条件から、前記ワークロール
の中央部のロールギャップ量を算出する手段と、前記検
出ロールギャップ量及び算出ロールギャップ量から、前
記ワークロールの板幅方向のたわみ量を算出する手段と
、予め設定された目標たわみ量と算出たわみ量を比較す
る手段と、比較の結果に基づき、前記ワークロールに所
望の板幅方向のたわみを与えるべく、前記ベンディング
手段を制御する手段と、を備えることにより、同しく前
記目的を達成したものである。

【作用】

本発明においては、板の圧延形状をＭ御する際に、圧延
機のワークロールのエツジ部におけるロールギャップ量
を検出し、前記圧延機の圧延条件から、前記ワークロー
ル、の板幅方向内側部分のロールギャップ量を算出し、
検出ロールギャップ量及び算出ロールギャップ量から、
前記ワークロールの板幅方向のたわみ豆を算出し、算出
たわみ量に基づき、前記ワークロールに所望の板幅方向
のたわみを与えるべく、前記圧延機のベンディングｔａ
ｔａｔを制御する。 従って、ワークロールのロールたわみを、検出されたエ
ツジ部のロールギャップ量と算出された板幅方向内側部
分のロールギャップ量から算出しているため、板形状検
出器を圧延機出側に設けなくとも、板幅方向のロールた
わみを精度良く得ることができ、得られたロールたわみ
に基づきワークロールをたわませれば、所望の板幅方向
のたわみがワークロールに得られ、良好な板形状を実現
することが可能である。又、板形状検出器を圧延機出側
に設ける必要がないため、装置構成が簡単になり、装置
の信頼性が高まると共に、高い応答性の￥ＡＤＭＩ系を
実現することが可能となる。更に、前記板形状検出器は
一般に高価であるが、エツジ部のロールギャップ量を検
出する計測器は一般に安価であるため、装置全体の価格
を低下させることができる。

【実施８ｉｌＩ】 以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。 第１図は、この実施例に係る圧延機１０と板圧延形状制
御装置１１の構成を示す、一部ブロック線図を含む断面
図である。 この圧延ｉｉｏは、板形状を制御するため、主として前
記板圧延形状制御装置１１と、後記ワークロールベンデ
ィング装Ｗ１１８Ａ、１８Ｂとを有咄込み圧延するため
の上下のワークロール１４Ａ、１４Ｂと、該ワークロー
ル１４Ａ、１４Ｂを上下より挟み込み加圧するための上
下のバックアップロール１６Ａ、１６Ｂと、前記ワーク
ロール１４Ａ、１４Ｂをたわませるようロールチョック
１５Ａにたわみ力（ペンディング力）を加えるためワー
クロールベンディング装Ｍ１８Ａ、１８Ｂと、圧延荷重
Ｐを検出するためのロードセル２０Ａ、２０Ｂと、前記
バックアップロール１６Ａのロールチョック１７Ａ、１
７Ｂに設けられた、ワークロール１４Ａ、１４Ｂのエツ
ジ部間のロールギャップρＥ′を検出するためのロール
ギャップ検出器２２Ａ、２２Ｂと、が備えられる。なお
、前記ロールギャップ検出器２２Ａ、２２Ｂには、例え
ばマグネスケールを用いることができる。又、図中２３
は圧延機１０のフレーム、２５はバックアップロール１
６Ａ、１６Ｂに圧力を加えるためのスプリングである。 前記板圧延形状制御装置１１には、前記ロードセル２０
Ａ、２０１３からの圧延荷ｆｆ１Ｐ、ロールギャップ検
出器２２Ａ、２２Ｂの検出値ρＥ′、及び、前記ワーク
ロールベンディング装置１８Ａ、１８Ｂのワークロール
たわみ力（ペンディング力）Ｆｗの実績値から、前記ワ
ークロール１４Ａ、１４Ｂの中央部のロールギャップを
算出するためのロール中央部ギャップ量演算器２４が備
えられる。 このロール中央部ギャップ量演算器２４には、圧　・延
諸条件を読込むべく、例えば板幅、ロールクラウン等の
圧延諸条件を設定するための圧延条件設定器２６が！ａ
枕される。 前記ロール中央部ギャップ量演算器２４の出力は、前記
ワークロール１４Ａ、１４Ｂのたわみ量を演算するため
のロールたわみ２演算器２８に入力される。該ロールた
わみ２演算器２８は、前記ロールギャップ検出器２２Ａ
、２２Ｂからの出力信号が入力され、入力された中央部
ギャップ基及びエツジ部のロールギャップ量からロール
たわみ量Δρを算出するものである。算出されたロール
たわみ量Δρは目標ロールたわみ量Δρ軍と加算点３０
で比較されてそれらの差が取られ、ワークロールベンダ
制御器３２に入力される。該ワークロールベンダｆ１ｉ
１ｔｉｌｌ器３２は、前記ワークロールベンディング装
置ｆｆ１８Ａ、１８Ｂのペンディング力を制御して前記
ワークロール１４Ａ、１４Ｂのたわみ量を変化させるも
のである。 以下、実施例の作用を説明する。 この実施例に係る圧延機１０で、板材１２を圧延する際
、エツジ部ロールギャップ検出器２２Ａ、２２Ｂでバッ
クアップロールチョック１７Ａ、１７Ｂとワークロール
チョック１５Ａ、１５Ｂとの距離を検出してエツジ部の
ロールギャップρＥ′を検出する。 ところで、ワークロール１４Ａ、１４Ｂの幅方向中央部
においては、第２図の圧延１ｆｆｉｌｏに示されるよう
に、圧延荷ｆ（Ｐが加えられるとバックアップロール１
６Ａ、１６Ｂ及びワークロール１４Ａ、１４Ｂに次式（
３）、（４）で示されるロール偏平Δ１、Δ２が発生す
ると共に、ロールなわみδが生じる。 Δ１　”　Ｐ　１　　（Ｃｒ　Ｂ　ｒ　Ｃｒ　Ｗ　＊　
Ｐ　＋　Ｆ　Ｗ　＋Ｂ、ｒ、・・・）　　　　　・−（
３”）Δ２＝Ｐｚ（Ｐ、Ｂ）　　　　　・−（４）δ”
　ｆ　　（Ｃｒ　Ｂ　＊　Ｃｒ　Ｗ　＊　Ｐ　＋　Ｆ　
Ｗ　ｅ　Ｂ　＋「、・・・）　　　　　　　　・・・（
５）但し、ｃｒｓはバックアップロールクラウン、ｃｒ
ｗはワークロールクラウン、Ｆｗはワークロールペンデ
ィング力、Ｂは板幅、「はロール材質である。 従って、ワークロール１４Ａ、１４Ｂのキスロール状態
を基準状態としてミル上部方向へ及ぼされる板幅方向中
央部のロールギャップ変化ρＣは次式（６）で算出され
る。 ρＣ＝Δ１＋Δ２＋δ　　　　・・・（６）一方、エツ
ジ部ロールギャップ検出器２２Ａ、２２Ｂで検出される
検出値ρε′から、前記基準状態であるキスロール状態
におけるロールギャップ検出値ρε０を次式（７）のよ
うにして引いてエツジ部のロールギャップ量ρＥが算出
される。 そして、前記ロールギャップ変化ρＣと算出ロールギャ
ップ量ρＥから、次式（８）で板幅方向ロールたわみΔ
ρが求められる。 ρＥ＝ρＥ′−ρＥＯ・−（７） Δρ＝ρＥ−ρＣ・・・（８） 求められた板幅方向ロールなわみΔρを目標たわみ量Δ
ρＸと一致させるように、ワークロールベンダ制御器３
２でワークロールベンディング装置１８Ａ、１８Ｂをｉ
ｔ／Ｉ御シテワークｏ　−ｔＩｙ　１４　Ａ、１４Ｂに
対するペンディング力を操作することにより、該ワーク
ロール１４Ａ、１４Ｂの板幅方向のロールたわみを一定
に保つことが可能となる。 なお、適切な目標ロールたわみ量ΔρＸは実験的あるい
は解析的に与えることができる。 ここで、前記板幅方向ロールなわみΔρをｉｃ制御する
手順について更に説明を加える。 まず、圧延開始前にロールをキス状態とし、工ツジ部の
ロールギャップ検出器２２Ａ、２２Ｂでロールギャップ
の基準値ρＥｏを検出し、該基準値ρ２Ｇをロールたわ
み全波算器２８に記録しておく、前記基準値ρε０は上
記のようにして検出するだけではなく、バックアップロ
ール１６Ａ、１６Ｂの、ワークロール１４Ａ、１４Ｂの
径などの圧延機１０のｔａ械寸法から求めることもでき
る。 圧延が開始されると、圧延条件設定器２６から、圧延機
１０の仕様、板幅Ｂ、各ロールクラウンＣｒ日、ＣｒＷ
などの圧延諸条件をロール中央部ギャップ量演算器２４
に読込む、そして、該ロール中央部ギャップ量演算器２
４は、読込まれた圧延諸条件、入力される圧延ｉｍｐ、
及びワークロールのペンディング力Ｆｗの実績値から、
板幅方向中央部のロールギャップ変化ρＣを求める。求
められたロールギャップ変化ρＣはロールたわみ全波算
器２８に入力される。 該ロールたわみ全波算器２８は前記ロールギャップ変化
ρＧと前記ロールギャップ検出器２２Ａ、２２Ｂで検出
され入力されるロールギャップの検出値ρε′から前記
（７）、（８）式を用いて板幅方向ロールたわみ量Δρ
を算出する。算出されたロールたわみ麓Δρは加算点３
０で目標ロールたわみ量６９軍と比較する。 比較の結果、前記算出ロールたわみ量Δρが前記目標ロ
ールたわみ量Δρ東よりも大きい場合は、ワークロール
１４Ａ、１４Ｂは目標ロールたわみ量６９軍より板幅方
向中央部のロールギャップが狭くなるため板材１２は腹
伸びとなる。従って、この場合ワークロールベンダ制御
器３２でペンディング力を減らす指令を作成し、該指令
をワークロールベンダ１８Ａ、１８Ｂに出力してエツジ
部のロールギャップを狭くする。これにより、上記腹伸
びが防止される。 一方、算出ロールたわみ量Δρが前記目標ロールたわみ
量Δρ東よりも小さくなった場合は、板材１２のエツジ
部において目標ロールギャップより実際のロールギャッ
プが狭くなるため、前記板材１２は耳伸び状態となる。 従って、この場合、ワークロールベンダ制御器３２はワ
ークロール１４Ａ、１４Ｂのペンディング力を増やす指
令を作成し、ワークロールベンダ１８Ａ、１８Ｂに出力
してエツジ部のロールギャップを広くする。これにより
、上記耳伸びが防止される。 次に、本発明により板圧延形状制御を実施した結果を、
図面に基づき、従来技術による板圧延形状制御と比較し
て説明する。第３図は従来技術により制御した結果を示
し、第４図は本発明により制御した結果を示す、又、第
３図、第４図は共に目標ロールたわみ量６９軍を変化さ
せたときのロールたわみ量δ（両図（Ａ））と板形状Ａ
２（両図（Ｂ））の変化を示す、該板形状Δ２は板材１
２中央部と板エツジ部の伸び率差である。そして、板形
状Δ２＝０は板形状が平坦（フラット）であることを示
し、板形状へ２〉０は耳伸び、板形状Ａ２く０は腹伸び
であることを示す。 従来の制御では、第３図（Ａ）に示すように、目標ロー
ルたわみ量６９軍の変化に対し、関係式の緒度の問題か
ら実際のロールたわみ量δが目標ロールたわみ量６９軍
に一致しない場合が発生するため、同図（Ｂ）に示すよ
うに、予見される板形状変化ｆｆ１Ａ２”と実際の板形
状変化ＲＡ　ｚ　’が一致しなくなる。 これに対し、本発明を実施した場合、第４図（Ａ）に示
すように実際のロールたわみ量δを目標たわみ量６９軍
に一致させることができ、同図（Ｂ）に示すように、予
見される板形状変化ｆｆ１Ａ２ｘと実際の板形状変化全
人２′が立ち上がり部分を除き、定常状態で一致する。 以上のことから、本発明で板圧延形状を制御すれば、従
来技術と比べ板形状を良好な状態に維持するに有効であ
ることがわかる。 なお、前記実施例においては、検出されたエツジ部ロー
ルギャップρεに基づき、板幅方向中央部のロールギャ
ップ変化２口が求められていたが、本発明を適用する際
求められるロールギャップは板幅方向中央部に限定され
ず、前記エツジ部より板幅方向内側部分の適宜の位置の
ロールギャップ量を求め、更に細かくワークロールベン
ディング装置を制御して、所望の形状の板を得ることが
できる。 又、前記実施例においては、エツジ部ロールギャップ検
出器２２Ａ、２２Ｂがバックアップロール１６Ａ、１６
Ｂのバックアップロールチョック１７Ａ、１７Ｂに設け
られると共にその種類としてマグネスケールが例示され
ていたが、前記ロールギャップ検出器の取付は位置及び
種類は上記のものに限定されず、ワークロールのエツジ
部のロールギャップが検出できれば、前記ロールギャッ
プ検出器は他の位置及び他の種類のものを用いることが
できる。 更に、前記実施例においては、第１図に示されるような
４段の圧延１１１１０に板圧延形状＄１６Ｊ装置１１を
備えてロールたわみを制御する場合について開示したが
、本発明が実施される圧延機及び板圧延形状ｒｒ！１１
１Ｉ装置は前記の如き構成のものに限定されず、他の圧
延機や板圧延形状間部装置を用いることもできる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、ワークロールのエ
ツジ部のロールギャツ７ｆｆｉを検出して前記ワークロ
ールの板幅方向のたわみ量を算出していることから、板
形状検出器を圧延機出側に設ける必要がなく板方向のロ
ールたわみを精度良く得ることができ、得られたロール
なわｈに基づきワークロールをたわませれば、良好な板
形状の板材を得ることができる。又、前記板形状検出器
を設ける必要がないなめ、装置構成が箭単になり、装置
の信頼性が高まると共に、高い応答性を有する制御系を
実現することが可能である。更に、一般に高価な板形状
検出器を用いることなく安価に制御装置な構成して装置
全体の価格を低下させることができる等の優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る板圧延形状装置の実ＩＭＰＪを示
す、一部所面図を含むブロック線図、第２図は前記実施
例の作用を示すための圧延機に板材が噛み込まれた状態
を示す断面図、第３図（Ａ）、（Ｂ）は目標ロールたわ
み量を変化させた場合の従来技術による制御結果を示す
、ロールたわみ及び板形状変化の例を示す線図、第４図
（Ａ）、（Ｂ）は同じく、本発明方法により制御した際
のロールたわみ及び板形状変化の例を示す線図である。 １０・・・圧延機、 １１・・・板圧延形状１１制御装置、　　１２・・・板
材、１４Ａ、１４Ｂ・・・ワークロール、 １６Ａ、１６Ｂ・・・バックアップロール、１８Ａ、１
８Ｂ・・・ワークロールベンディング装置。 ２０Ａ、２０Ｂ・・・ロードセル、 ２２Ａ、２２Ｂ・・・エツジ部ロールギャップ検出器。 ２４・・・ロール中央部ギャップ量演算器、２６・・・
圧延条件設定器、 ２８・・・ロールたわみ全波算器、　３０・・・加算点
、３２・・・ワークロールベンダ制御器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベンディング手段でワークロールが板幅方向にた
   わまされる圧延機を用いて板圧延するに際し、 前記ワークロールのエツジ部のロールギヤツプ量を検出
   し、 前記圧延機の圧延条件から、前記エツジ部より板幅方向
   内側部分のロールギヤツプ量を算出し、検出ロールギヤ
   ツプ量及び算出ロールギヤツプ量から、前記ワークロー
   ルの板幅方向のたわみ量を算出し、 算出たわみ量に基づき、前記ワークロールに所望の板幅
   方向のたわみを与えるべく、前記ベンディング手段を制
   御することを特徴とする板圧延形状制御方法。
2. （２）ベンディング手段でワークロールが板幅方向にた
   わまされる圧延機を用いて板圧延する際に板の形状を制
   御するための板圧延形状制御装置において、 前記ワークロールのエツジ部のロールギヤツプ量を検出
   する手段と、 前記圧延機の圧延条件から、前記ワークロールの中央部
   のロールギヤツプ量を算出する手段と、前記検出ロール
   ギヤツプ量及び算出ロールギヤツプ量から、前記ワーク
   ロールの板幅方向のたわみ量を算出する手段と、 予め設定された目標たわみ量と算出たわみ量を比較する
   手段と、 比較の結果に基づき、前記ワークロールに所望の板幅方
   向のたわみを与えるべく、前記ベンディング手段を制御
   する手段と、 を備えたことを特徴とする板圧延形状制御装置。