(57)【要約】  鋼帯の蛇行及び板形状を高精度に制御することにより、鋼帯の尾端絞りを防止することができる熱間圧延設備及び熱間圧延方法を提供する。そのため、鋼帯（１）を圧延機（１１，１２）に順次通過させることにより、当該鋼帯（１）を圧延する熱間圧延設備（１０）であって、鋼帯（１）に接触可能な複数の分割ロール（６３）を圧延機（１１，１２）間に備え、分割ロール（６３）が鋼帯（１）と接触したときに、当該分割ロール（６３）の左右両端に作用する検出トルク（Ｔｄ，Ｔｗ）をトルク検出器（６７ａ，６７ｂ）により検出し、この検出した検出トルク（Ｔｄ，Ｔｗ）に基づいて、圧延機（１１，１２）の圧下レベリングを調整して、鋼帯（１）の蛇行及び板形状を制御する。
2012086043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に配置した複数の圧延機に、鋼帯を順次通過させることにより、当該鋼帯を圧延する熱間圧延設備であって、
各圧延機間のうち、少なくとも１つの圧延機間に設けられ、前記圧延機のワークロール軸方向に平行なロール軸周りに回転可能で、且つ、鋼帯に接触可能な複数の分割ロールと、
前記分割ロールが鋼帯と接触したときに、前記分割ロールに作用するトルクを、当該分割ロールの左右両端において個別に検出する左右一対のトルク検出器と、
鋼帯が接触した前記分割ロールを抽出する鋼帯接触ロール抽出装置と、
前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出された前記分割ロールにおける左右両端間のトルク差を演算するトルク差演算装置と、
前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルクから、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルクをそれぞれ除去して、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の板形状により発生する形状トルクをそれぞれ演算する蛇行トルク除去装置と、
前記トルク差演算装置により演算されたトルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御すると共に、前記蛇行トルク除去装置により演算された形状トルクに基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する圧下レベリング制御装置とを備える
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項２】
請求項１に記載の熱間圧延設備において、
前記蛇行トルク除去装置により演算された形状トルクを、所定の次数を有する多項式で回帰して、鋼帯の板形状を示す非対称板形状成分及び対称板形状成分を演算する形状トルク分布回帰装置を備え、
前記圧下レベリング制御装置は、前記形状トルク分布回帰装置により演算された非対称板形状成分に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項３】
請求項２に記載の熱間圧延設備において、
前記トルク差演算装置により演算されたトルク差と、前記形状トルク分布回帰装置により演算された非対称板形状成分及び対称板形状成分とに基づいて、抽出された前記分割ロールの左右両端間において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルク差を演算する蛇行トルク差演算装置を備え、
前記圧下レベリング制御装置は、前記蛇行トルク差演算装置により演算された蛇行トルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項４】
請求項３に記載の熱間圧延設備において、
前記蛇行トルク差演算装置は、演算した蛇行トルク差と、前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルク平均値とに基づいて、蛇行トルク差率を演算し、
前記圧下レベリング制御装置は、前記蛇行トルク差演算装置により演算された蛇行トルク差率に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の熱間圧延設備において、
前記圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方において回転可能に支持され、鋼帯を上下方向から挟持してガイドする上下一対のピンチロールを備え、
前記圧延機と、当該圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方に設けられた前記ピンチロールとの間に、前記分割ロールを配置し、
前記圧下レベリング制御装置は、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機及び前記ピンチロールの圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行及び板形状を制御する
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の熱間圧延設備において、
前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出される前記分割ロールは、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール、または、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール及び鋼帯が部分的に接触する分割ロールである
ことを特徴とする熱間圧延設備。
【請求項７】
直列に配置した複数の圧延機に、鋼帯を順次通過させることにより、当該鋼帯を圧延する熱間圧延方法であって、
各圧延機間のうち、少なくとも１つの圧延機間に設けられ、前記圧延機のワークロール軸方向に平行なロール軸周りに回転可能に支持される複数の分割ロールを、搬送される鋼帯に接触させ、
前記分割ロールが鋼帯と接触したときに、前記分割ロールに作用するトルクを、当該分割ロールの左右両端において個別に検出し、
鋼帯が接触した前記分割ロールを抽出し、
抽出された前記分割ロールにおける左右両端間のトルク差を演算し、
抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルクから、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルクをそれぞれ除去して、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の板形状により発生する形状トルクをそれぞれ演算し、
トルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御すると共に、形状トルクに基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項８】
請求項７に記載の熱間圧延方法において、
形状トルクを、所定の次数を有する多項式で回帰して、鋼帯の板形状を示す非対称板形状成分及び対称板形状成分を演算し、
非対称板形状成分に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項９】
請求項８に記載の熱間圧延方法において、
トルク差と、非対称板形状成分及び対称板形状成分とに基づいて、抽出された前記分割ロールの左右両端間において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルク差を演算し、
蛇行トルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱間圧延方法において、
蛇行トルク差と、抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルク平均値とに基づいて、蛇行トルク差率を演算し、
蛇行トルク差率に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の熱間圧延方法において、
前記圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方において回転可能に支持され、鋼帯を上下方向から挟持してガイドする上下一対のピンチロールを備え、
前記圧延機と、当該圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方に設けられた前記ピンチロールとの間に、前記分割ロールを配置し、
前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機及び前記ピンチロールの圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行及び板形状を制御する
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれかに記載の熱間圧延方法において、
抽出される前記分割ロールは、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール、または、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール及び鋼帯が部分的に接触する分割ロールである
ことを特徴とする熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯の蛇行に起因して発生する尾端絞りを防止するようにした熱間圧延設備及び熱間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延工程においては、鋼帯が圧延機の幅方向外側へ移動することによる蛇行が発生する場合がある。一般に、熱間圧延設備では、複数の圧延機をタンデム状に配置しており、圧延される鋼帯の先端が最終段の圧延機を通過してから、当該鋼帯の尾端が１段目の圧延機に進入するまでの間、所謂、定常圧延中においては、鋼帯が各圧延機間で拘束されているため、顕著な蛇行の発生は少ない。【０００３】
しかしながら、鋼帯の尾端が各圧延機を通り抜けると、この通り抜けた圧延機による拘束力が無くなるため、急激に鋼帯の蛇行が顕在化する。これにより、鋼帯の尾端が、次の圧延機の入側に設けられたサイドガイドとの接触等によって、折れ込んで圧延されるという、尾端絞りが発生してしまう。このような尾端絞りが発生すると、ワークロールに傷が生じることとなり、更に、このままの状態で圧延を続けると、その傷が鋼帯に転写して、当該鋼帯の品質が低下するため、ワークロールの交換作業が必要となる。この結果、鋼帯の生産性及び歩留まりの低下を招くことになる。【０００４】
圧延中における鋼帯の蛇行を制御する技術は、上述したような、尾端絞り等の圧延事故を防止するだけでなく、生産性の向上や生産コストの抑制に繋がる安定圧延の観点からも、重要な技術となっている。そこで、従来から、鋼帯の蛇行を制御して、この蛇行に起因して発生する尾端絞りの防止を図るようにした圧延方法が提供されており、このような圧延方法は、例えば、特許文献１乃至４に開示されている。【０００５】
特許文献１では、搬送される鋼帯の圧延機中心線に対する傾き角を検出した後、この検出した傾き角に基づいて、圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行制御を行うようにしている。【０００６】
また、特許文献２では、鋼帯と接触可能な張力測定用ロールの左右両端に作用する鉛直力と、張力測定用ロールのロール軸方向に作用するスラスト力と、張力測定用ロール上における鋼帯の板幅方向通板位置とを測定するようにしている。そして、これらの鉛直力、スラスト力、鋼帯の板幅方向通板位置に基づいて、鋼帯の左右張力差を演算した後、この演算した鋼帯の左右張力差に基づいて、圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行制御を行うようにしている。【０００７】
更に、特許文献３，４では、複数の分割ロールを用いて検出した鋼帯の左右両板端部の位置に基づいて、鋼帯の蛇行量を演算した後、この演算した鋼帯の蛇行量に基づいて、ロールベンダ量及び圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４２５１０３８号公報
【特許文献２】特開平１０−３４２２０号公報
【特許文献３】特開２００６−３４６７１４号公報
【特許文献４】特開２００６−３４６７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１では、撮影した鋼帯の画像を数値処理することにより、鋼帯の左右２箇所ずつのエッジ位置から、その左右両側のエッジ線を検出して、鋼帯の中心線を求めた後、この鋼帯の中心線と圧延機の中心線との交差角を、鋼帯の傾き角とするようにしている。【００１０】
ここで、実際の鋼帯の傾き角は、非常に微小であり、その傾き角を検出する際には、高い検出精度が要求されることになる。しかしながら、上述したような、傾き角の検出方法では、光学的に撮影した画像を基にして、鋼帯の傾き角を検出しているため、冷却水や水蒸気等の周辺環境の影響を受け易く、撮影した画像にノイズがのってしまい、十分な検出精度を得ることができないおそれがある。更に、鋼帯が各圧延機間で拘束されて、その蛇行が顕在化していない定常圧延状態では、蛇行の検出が困難となるため、潜在的な蛇行要因まで制御することができない。しかも、鋼帯の尾端が各圧延機を通り抜け、急激にその蛇行が顕在化すると、鋼帯の傾き角を検出して、圧下レベリングを制御しようとしても，圧延機の圧下レベリング動作が追随できないおそれがある。【００１１】
また、特許文献２では、左右の鉛直力、スラスト力、鋼帯の板幅方向通板位置の４つの測定値を用いて、鋼帯の左右張力差を演算し、この演算した左右張力差が所定値以下となるように、圧下レベリングを制御するようにしている。そして、特許文献２に記載される、左右鉛直力差と左右張力差との間の関係式は、鋼帯がその全板幅に亘って張力測定用ロールに接触していないと成立しないものであるため、張力測定用ロールは、長尺なロールでなければならない。【００１２】
即ち、上述したような、左右張力差の演算方法では、演算で使用する測定値が４つも必要となり、演算が複雑になるだけでなく、長尺な張力測定用ロールを用いて、測定値を高精度に測定しなければならない。これにより、高精度な測定が行われないと、演算した鋼帯の左右張力差が実際のものとは大きく異なってしまい、この演算した左右張力差に基づいて圧下レベリングを制御した場合には、鋼帯の蛇行を十分に抑えることができないおそれがある。【００１３】
更に、特許文献３，４では、単に、鋼帯の左右両板端部を検出して、その蛇行量を制御するようにしているため、蛇行量が無い場合には、鋼帯に左右張力差が生じたり、傾き角が生じたりしていても、ロールベンダや圧下レベリングの制御が行われることはない。これにより、上述した蛇行検出方法では、鋼帯の尾端が各圧延機を通り抜けた際の急激な蛇行の顕在化に対して、十分に対応することができないおそれがある。【００１４】
また更に、複数の分割ロールを用いて検出した鋼帯の板形状に基づいて、圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状制御を行うようにした圧延方法が提供されている。このような、鋼帯の板形状制御では、鋼帯の板形状を、当該板形状を示す非対称板形状成分と対称板形状成分とに分けた後、このうちの、非対称板形状成分に基づいて圧下レベリングを調整するようにしている。しかしながら、上述したような、鋼帯の板形状制御では、分割ロールに作用するスラスト力を検出していないため、鋼帯の蛇行制御を同時に行うようにはしていなかった。【００１５】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、鋼帯の蛇行及び板形状を高精度に制御することにより、鋼帯の尾端絞りを防止することができる熱間圧延設備及び熱間圧延方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決する第１の発明に係る熱間圧延設備は、
直列に配置した複数の圧延機に、鋼帯を順次通過させることにより、当該鋼帯を圧延する熱間圧延設備であって、
各圧延機間のうち、少なくとも１つの圧延機間に設けられ、前記圧延機のワークロール軸方向に平行なロール軸周りに回転可能で、且つ、鋼帯に接触可能な複数の分割ロールと、
前記分割ロールが鋼帯と接触したときに、前記分割ロールに作用するトルクを、当該分割ロールの左右両端において個別に検出する左右一対のトルク検出器と、
鋼帯が接触した前記分割ロールを抽出する鋼帯接触ロール抽出装置と、
前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出された前記分割ロールにおける左右両端間のトルク差を演算するトルク差演算装置と、
前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルクから、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルクをそれぞれ除去して、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の板形状により発生する形状トルクをそれぞれ演算する蛇行トルク除去装置と、
前記トルク差演算装置により演算されたトルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御すると共に、前記蛇行トルク除去装置により演算された形状トルクに基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する圧下レベリング制御装置とを備える
ことを特徴とする。【００１７】
上記課題を解決する第２の発明に係る熱間圧延設備は、
前記蛇行トルク除去装置により演算された形状トルクを、所定の次数を有する多項式で回帰して、鋼帯の板形状を示す非対称板形状成分及び対称板形状成分を演算する形状トルク分布回帰装置を備え、
前記圧下レベリング制御装置は、前記形状トルク分布回帰装置により演算された非対称板形状成分に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する
ことを特徴とする。【００１８】
上記課題を解決する第３の発明に係る熱間圧延設備は、
前記トルク差演算装置により演算されたトルク差と、前記形状トルク分布回帰装置により演算された非対称板形状成分及び対称板形状成分とに基づいて、抽出された前記分割ロールの左右両端間において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルク差を演算する蛇行トルク差演算装置を備え、
前記圧下レベリング制御装置は、前記蛇行トルク差演算装置により演算された蛇行トルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする。【００１９】
上記課題を解決する第４の発明に係る熱間圧延設備は、
前記蛇行トルク差演算装置は、演算した蛇行トルク差と、前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルク平均値とに基づいて、蛇行トルク差率を演算し、
前記圧下レベリング制御装置は、前記蛇行トルク差演算装置により演算された蛇行トルク差率に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする。【００２０】
上記課題を解決する第５の発明に係る熱間圧延設備は、
前記圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方において回転可能に支持され、鋼帯を上下方向から挟持してガイドする上下一対のピンチロールを備え、
前記圧延機と、当該圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方に設けられた前記ピンチロールとの間に、前記分割ロールを配置し、
前記圧下レベリング制御装置は、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機及び前記ピンチロールの圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行及び板形状を制御する
ことを特徴とする。【００２１】
上記課題を解決する第６の発明に係る熱間圧延設備は、
前記鋼帯接触ロール抽出装置により抽出される前記分割ロールは、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール、または、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール及び鋼帯が部分的に接触する分割ロールである
ことを特徴とする。【００２２】
上記課題を解決する第７の発明に係る熱間圧延方法は、
直列に配置した複数の圧延機に、鋼帯を順次通過させることにより、当該鋼帯を圧延する熱間圧延方法であって、
各圧延機間のうち、少なくとも１つの圧延機間に設けられ、前記圧延機のワークロール軸方向に平行なロール軸周りに回転可能に支持される複数の分割ロールを、搬送される鋼帯に接触させ、
前記分割ロールが鋼帯と接触したときに、前記分割ロールに作用するトルクを、当該分割ロールの左右両端において個別に検出し、
鋼帯が接触した前記分割ロールを抽出し、
抽出された前記分割ロールにおける左右両端間のトルク差を演算し、
抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルクから、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルクをそれぞれ除去して、抽出された前記分割ロールの左右両端において鋼帯の板形状により発生する形状トルクをそれぞれ演算し、
トルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御すると共に、形状トルクに基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する
ことを特徴とする。【００２３】
上記課題を解決する第８の発明に係る熱間圧延方法は、
形状トルクを、所定の次数を有する多項式で回帰して、鋼帯の板形状を示す非対称板形状成分及び対称板形状成分を演算し、
非対称板形状成分に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の板形状を制御する
ことを特徴とする。【００２４】
上記課題を解決する第９の発明に係る熱間圧延方法は、
トルク差と、非対称板形状成分及び対称板形状成分とに基づいて、抽出された前記分割ロールの左右両端間において鋼帯の蛇行により発生する蛇行トルク差を演算し、
蛇行トルク差に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする。【００２５】
上記課題を解決する第１０の発明に係る熱間圧延方法は、
蛇行トルク差と、抽出された前記分割ロールにおける左右両端のトルク平均値とに基づいて、蛇行トルク差率を演算し、
蛇行トルク差率に基づいて、前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機の圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行を制御する
ことを特徴とする。【００２６】
上記課題を解決する第１１の発明に係る熱間圧延方法は、
前記圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方において回転可能に支持され、鋼帯を上下方向から挟持してガイドする上下一対のピンチロールを備え、
前記圧延機と、当該圧延機の入側及び出側の少なくともいずれか一方に設けられた前記ピンチロールとの間に、前記分割ロールを配置し、
前記分割ロールの鋼帯搬送方向上流側及び鋼帯搬送方向下流側の少なくともいずれか一方に配置される前記圧延機及び前記ピンチロールの圧下レベリングを調整して、鋼帯の蛇行及び板形状を制御する
ことを特徴とする。【００２７】
上記課題を解決する第１２の発明に係る熱間圧延方法は、
抽出される前記分割ロールは、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール、または、鋼帯がロール幅方向全面に接触する分割ロール及び鋼帯が部分的に接触する分割ロールである
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
従って、本発明に係る熱間圧延設備及び熱間圧延方法によれば、分割ロールが鋼帯と接触したときに、分割ロールに作用するトルクを、当該分割ロールの左右両端において個別に検出し、この検出した左右のトルクを用いて、トルク差及び形状トルクを演算し、トルク差に基づいて鋼帯の蛇行を制御すると共に、形状トルクに基づいて鋼帯の板形状を制御することにより、当該鋼帯の蛇行及び板形状を高精度に制御することができるので、鋼帯の尾端絞りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る熱間圧延設備の概略構成図である。
【図２】（ａ）は板形状検出装置の平面図、（ｂ）は板形状検出装置の正面図、（ｃ）は板形状検出装置の側面図である。
【図３】ロールユニットの概略構成図である。
【図４】鋼帯の板形状により分割ロールの左右両端間にトルク差が発生する説明図である。
【図５】鋼帯の蛇行により分割ロールの左右両端間にトルク差が発生する説明図である。
【図６】鋼帯の蛇行圧延状態を示した図である。
【図７】本発明の一実施例に係る熱間圧延方法のフローチャート図である。
【図８】本発明の他の実施例に係る熱間圧延設備の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る熱間圧延設備及び熱間圧延方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００３１】
図１に示すように、熱間圧延設備１０は、複数の圧延機を鋼帯１の搬送方向に直列に配置したタンデム構成となっている。そして、この熱間圧延設備１０では、鋼帯１を各圧延機に順次通板させることにより、当該鋼帯１を、所定の寸法（厚さ、板幅）、板形状、金属組成となるように圧延する。なお、図１においては、熱間圧延設備１０における複数の圧延機のうち、隣接した２つの圧延機１１，１２のみを図示している。【００３２】
ここで、以下の説明では、鋼帯１の搬送方向に向かって、熱間圧延設備１０の左側を駆動側（ＤＳ）、その右側を作業側（ＷＳ）と、適宜称することとする。【００３３】
圧延機１１，１２には、上下一対のワークロール２１，３１及びバックアップロール２２，３２が回転可能に支持されており、ワークロール２１，３１は、上下方向からバックアップロール２２，３２にそれぞれ接触支持されている。【００３４】
また、上側のバックアップロール２２，３２の上方には、圧下装置２３，３３がそれぞれ設けられている。この圧下装置２３，３３は、左右一対の油圧シリンダ（図示省略）を有しており、これら左右一対の油圧シリンダは、上側のバックアップロール２２，３２の左右両端とそれぞれ対向するように配置され、当該バックアップロール２２，３２の左右両端に対して、それぞれ独立して押圧可能となっている。【００３５】
従って、圧下装置２３，３３の各油圧シリンダを個別に駆動させ、圧延機１１，１２における駆動側及び作業側の圧下レベリングを調整することにより、上側のバックアップロール２２，３２を介して、ワークロール２１，３１間のロールギャップを変化させことができるので、鋼帯１を所定の厚さ及び板形状に圧延することができる。【００３６】
更に、ワークロール２１，３１の側方には、ＷＲＢ／ＰＣ装置２４，３４がそれぞれ設けられている。このＷＲＢ／ＰＣ装置２４，３４は、ロールベンディング機能またはロールクロス機能を有している。【００３７】
ここで、ＷＲＢ／ＰＣ装置２４，３４がロールベンディング機能を有する場合には、ワークロール２１，３１の左右両端をそれぞれ回転可能に支持する左右一対のベアリング（図示省略）に対して、左右一対のロールベンディング用油圧シリンダ（図示省略）が押圧可能となっている。従って、ロールベンディング用油圧シリンダを駆動させ、ワークロール２１，３１の左右両端にロールベンディング力を付与することにより、当該ワークロール２１，３１を撓ませることができるので、鋼帯１を所定の板形状に圧延することができる。【００３８】
一方、ＷＲＢ／ＰＣ装置２４，３４がロールクロス機能を有する場合には、ワークロール２１，３１の左右両端をそれぞれ回転可能に支持する左右一対のベアリング（図示省略）に対して、左右一対のロールクロス用油圧シリンダ（図示省略）が押圧可能となっている。従って、ロールクロス用油圧シリンダを駆動させ、ワークロール２１，３１を上下で逆方向に旋回させることにより、当該ワークロール２１，３１を上下でクロス状態とすることができるので、鋼帯１を所定の板形状に圧延することができる。【００３９】
また、圧延機１１，１２間には、板形状検出装置１３が設けられている。板形状検出装置１３は、安定圧延制御装置１４と接続しており、この安定圧延制御装置１４は、圧下装置２３，３３及びＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５と接続している。更に、ＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５は、ＷＲＢ／ＰＣ装置２４，３４と接続している。【００４０】
ここで、安定圧延制御装置１４は、鋼帯接触ロール抽出装置４１、トルク差演算装置４２、蛇行トルク除去装置４３、形状トルク分布回帰装置４４、蛇行トルク差演算装置４５、圧下レベリング制御装置４６を有している。【００４１】
そして、板形状検出装置１３が接続する鋼帯接触ロール抽出装置４１は、トルク差演算装置４２及び蛇行トルク差演算装置４５を介して、圧下レベリング制御装置４６と接続すると共に、蛇行トルク除去装置４３及び形状トルク分布回帰装置４４を介して、圧下レベリング制御装置４６と接続している。また、形状トルク分布回帰装置４４は、蛇行トルク差演算装置４５及びＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５と接続しており、このＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５は、ＷＲＢ／ＰＣ装置２４，３４と接続している。更に、圧下レベリング制御装置４６は、圧下装置２３，３３と接続している。【００４２】
次に、板形状検出装置１３について、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３を用いて詳細に説明する。【００４３】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、板形状検出装置１３には、左右一対の支柱５１が立設されており、各支柱５１の上部には、軸受５２がそれぞれ設けられている。また、板形状検出装置１３の駆動側には、ロール揺動用モータ５３が設けられており、このロール揺動用モータ５３の駆動軸５３ａには、回転軸５４が接続されている。そして、回転軸５４は、軸受５２に回転可能に支持されている。【００４４】
回転軸５４における軸受５２間には、支持部材５５が設けられており、この支持部材５５の上面には、複数（図では７個）のガイド板５６が支持されている。これらガイド板５６は、鋼帯１の板幅方向に所定間隔で配置されており、搬送される鋼帯１の下面に接触して、当該鋼帯１を案内するようになっている。更に、支持部材５５における鋼帯１の搬送方向下流側の側面には、複数（図では７個）のロールユニット５７が、ガイド板５６と対応するように設けられている。【００４５】
図３に示すように、ロールユニット５７は、左右一対のアーム部材６１ａ，６１ｂを有している。アーム部材６１ａ，６１ｂの先端間には、軸受６２ａ，６２ｂを介して、分割ロール（ルーパーロール）６３が、そのロール軸心周りに回転可能に支持されている。即ち、分割ロール６３は、鋼帯１の板幅方向に配列されて、鋼帯１に接触（線接触）可能となっている。一方、アーム部材６１ａ，６１ｂの基端間には、軸受６４ａ，６４ｂを介して、支持軸６５が支持されている。【００４６】
また、支持部材５５には、固定部材６６が固定されており、この固定部材６６には、支持軸６５が貫通支持されている。そして、支持軸６５におけるアーム部材６１ａ，６１ｂと固定部材６６との間には、リング状をなす左右一対のトルク検出器６７ａ，６７ｂが設けられている。この左右一対のトルク検出器６７ａ，６７ｂは、鋼帯１と分割ロール６３とが接触したときに、当該分割ロール６３の左右両端に作用する、駆動側の検出トルクＴｄ及び作業側の検出トルクＴｗを、アーム部材６１ａ，６１ｂを介して検出するものであって、検出した検出トルクＴｄ，Ｔｗを鋼帯接触ロール抽出装置４１に出力可能となっている。【００４７】
従って、熱間圧延設備１０の運転が開始され、圧延機１１，１２間に鋼帯１が搬送されると、ロール揺動用モータ５３が駆動して、分割ロール６３が上下方向に揺動する。これにより、分割ロール６３は、圧延中において常に鋼帯１の下面に接触して連れ回りすることになり、この接触した鋼帯１に対して、一定の張力を付与して適切なループを与えることになる。【００４８】
更に、上述したように、分割ロール６３が鋼帯１に接触すると、分割ロール６３には、鋼帯１からの荷重（トルク）が作用する。この荷重は、分割ロール６３の左右両端から、アーム部材６１ａ，６１ｂを介して、トルク検出器６７ａ，６７ｂに伝えられ、当該分割ロール６３の左右両端に作用する検出トルクＴｄ，Ｔｗとして、トルク検出器６７ａ，６７ｂにより検出される。【００４９】
即ち、板形状検出装置１３は、分割ロール６３を用いて、ルーパー装置としての役割を果たすと共に、この分割ロール６３の左右両端に作用する検出トルクＴｄ，Ｔｗを検出し、この検出トルクＴｄ，Ｔｗを安定圧延制御装置１４に出力するようになっている。そして、詳細は後述するが、安定圧延制御装置１４では、入力された検出トルクＴｄ，Ｔｗに基づいて、圧延機１１，１２の圧下レベリングを制御するようになっている。これにより、熱間圧延設備１０全体として、安定した圧延が実現されることになる。【００５０】
次に、安定圧延制御装置１４及びＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５について、詳細に説明する前に、上述した板形状検出装置１３を用いた熱間圧延方法について、原理的に説明する。【００５１】
先ず、熱間圧延設備１０では、分割ロール６３に作用する検出トルクＴｄ，Ｔｗの差に基づいて、圧下レベリングを制御することが、基本動作となっている。そこで、検出トルクＴｄ，Ｔｗ間にトルク差が発生する要因について、１つの分割ロール６３のみを模式的に示した図４乃至図６を用いて、原理的に説明する。【００５２】
但し、図４及び図５は、鋼帯１が分割ロール６３のロール幅方向全面に亘って接触している状態を示している。なお、一般的に良く知られるように、鋼帯の板幅方向における、張力分布と板形状分布とは、比例関係となっており、張力分布が求まれば、一意に、板形状が求まることになる。以下の説明では、この事実を前提にして、説明を行うこととする。【００５３】
ここで、図４は、分割ロール６３に対して、鋼帯１の板幅方向(ｙ)の張力分布σ(ｙ)が作用する状態を模式的に示している。鋼帯１が接触する分割ロール６３のロール面には、張力分布σ(ｙ)により鉛直方向の線圧分布ｐｓ(ｙ)が発生する。このとき、張力分布σ(ｙ)と線圧分布ｐｓ(ｙ)との間の関係は、下記の式（１）で表すことができる。【００５４】
【数１】
2012086043.tif 000003
【００５５】
但し、ｙは、分割ロール６３のロール端（トルク検出器６７ａ）を原点とした鋼帯１の板幅方向の座標であり、ｔは、鋼帯１の板厚であり、α，βは、鋼帯１と水平なｘ軸方向とのなす角度（巻き付け角度）である。即ち、張力分布σ(ｙ)と線圧分布ｐｓ(ｙ)とは、比例関係にあることが解る。【００５６】
また、分割ロール６３の左右両端には、反力Ｒｄ，Ｒｗが線圧分布ｐｓ(ｙ)により発生することになる。これにより、分割ロール６３のロール幅をＬｒとし、隣り合う分割ロール６３間のギャップをΔｇとすると、反力Ｒｄ，Ｒｗは、下記の式（２），（３）で表すことができる。【００５７】
【数２】
2012086043.tif 000004
【００５８】
ここで、反力Ｒｄ，Ｒｗは、アーム部材６１ａ，６１ｂに作用する力の反力により生じる。従って、分割ロール６３を倒す方向、即ち、ルーパー角度θを小さくする方向のトルク値を正の方向とし、アーム部材６１ａ，６１ｂの長さをＬａとすると、トルク検出器６７ａ，６７ｂにより検出される検出トルクＴｄ，Ｔｗは、下記の式（４），（５）で表すことができる。【００５９】
【数３】
2012086043.tif 000005
【００６０】
これにより、分割ロール６３の左右両端に作用する検出トルクＴｄ，Ｔｗの差をΔＴとすると、このトルク差ΔＴは、式（４），（５）から、下記の式（６）で表すことができる。【００６１】
【数４】
2012086043.tif 000006
【００６２】
更に，検出トルクＴｄ，Ｔｗの和（Ｔｄ＋Ｔｗ）は、式（２）〜（５）から，分割ロール６３に作用する線圧分布ｐｓ(ｙ)の合力に比例することが解る。【００６３】
従って、一般に、鋼帯１に作用する張力分布σ(ｙ)（鋼帯１の板形状）によって、トルク差ΔＴが発生することが理解できる。但し、式（１）において、ｐｓ(ｙ)≒０（一定）の場合には、式（２），（３）から、Ｒｄ≒Ｒｗとなり、トルク差ΔＴは、極めて小さくなるか、または、零となる。【００６４】
そして、上述したような、鋼帯１の板形状により発生するトルク差ΔＴは、張力分布σ(ｙ)、即ち、鋼帯１の板形状により異なることは明らかである。【００６５】
以上の説明では、鋼帯１の板形状により分割ロール６３の左右両端間にトルク差が発生する理由について説明したが、以下の説明では、鋼帯１が横方向に移動する、所謂、蛇行により分割ロール６３の左右両端間にトルク差が発生する理由について説明する。【００６６】
図６は、鋼帯１が、熱間圧延設備１（圧延機１１，１２）の幅方向中心線と平行な搬送方向（ライン方向）に対して角度θｓを有して、ワークロール２１，３１間で圧延されている状態（蛇行圧延状態）を模式的に示している。【００６７】
鋼帯１が前後のワークロール２１，３１で圧延されている定常圧延状態では、当該鋼帯１がワークロール２１，３１により拘束されているため、急激に蛇行が大きくなることは少なく、準安定的に圧延が継続される。これに対して、鋼帯１の尾端が後方のワークロール３１を通り抜ける、所謂、尾端尻抜け時には、張力が解放されるため、鋼帯１の尾端が、その板幅方向に急激にずれてしまい、前方のワークロール２１において、尾端絞りを発生させる。【００６８】
このような蛇行圧延状態においては、鋼帯１が角度θｓ方向に速度Ｖｓで圧延されているため、速度Ｖｓを、搬送方向の搬送速度成分Ｖと、これに垂直な方向（横ずれ方向）の蛇行速度成分ΔＶとに分解することができる。そして、この蛇行速度成分ΔＶは、下記の式（７）で表すことができる。【００６９】
【数５】
2012086043.tif 000007
【００７０】
従って、分割ロール６３と接触している鋼帯１は、蛇行速度成分ΔＶでそのロール面上を滑りながら、搬送されることになる。【００７１】
そこで、上述したような蛇行圧延状態において、分割ロール６３の左右両端に配置されたトルク検出器６７ａ，６７ｂの検出値（検出トルク）について、図５を用いて説明する。図５は、図４と同様に、１つの分割ロール６３を模式的に示したものである。また、図５に示した分割ロール６３に対して作用する張力分布σ(ｙ)は図４と同じであり、この張力分布σ(ｙ)により発生する鉛直方向の線圧分布ｐｓ(ｙ)は、上記の式（１）となる。なお、図５においては、張力分布σ(ｙ)及び線圧分布ｐｓ(ｙ)の図示を省略してある。【００７２】
ここで、上記線圧分布ｐｓ(ｙ)を有する鋼帯１が、蛇行速度成分ΔＶで分割ロール６３のロール面上を滑る場合には、そのロール軸方向に力Ｆｓが作用する。これにより、鋼帯１と分割ロール６３との間におけるロール軸方向のすべりに対する抵抗係数を、μとすると、力Ｆｓは、下記の式（８）で表すことができる。なお、抵抗係数μは、鋼帯１のすべりが小さい（角度θｓが小さい）程、小さくなる特性を有している。【００７３】
【数６】
2012086043.tif 000008
【００７４】
また、力Ｆｓは分割ロール６３のロール軸方向に作用するため、分割ロール６３には転倒モーメントＭｓが作用することになる。これにより、分割ロール６３の直径をＤとすると、転倒モーメントＭｓは、下記の式（９）で表すことができる。【００７５】
【数７】
2012086043.tif 000009
【００７６】
更に、転倒モーメントＭｓは、分割ロール６３の左右両端において、大きさが等しく、且つ、作用方向が互いに逆向きの平行な一組の偶力Ｒｓを発生させることになる。そして、偶力Ｒｓは、下記の式（１０）で表すことができる。【００７７】
【数８】
2012086043.tif 000010
【００７８】
つまり、トルク検出器６７ａ，６７ｂの検出値は、大きさが等しく、且つ、作用方向が互いに逆向きのトルクＴｄｓ，Ｔｗｓが加算されて、出力されることになる。そして、トルクＴｄｓ，Ｔｗｓは、下記の式（１１），（１２）で表すことができる。【００７９】
【数９】
2012086043.tif 000011
【００８０】
従って、分割ロール６３の左右両端間のトルク差ΔＴｓは、下記の式（１３）で表すことができる。【００８１】
【数１０】
2012086043.tif 000012
【００８２】
なお、以下の説明では、上述したような、鋼帯１の蛇行により発生するトルクＴｄｓ，Ｔｗｓを、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓと称し、更に、これらの差となるトルク差ΔＴｓを、蛇行トルク差ΔＴｓと称する。【００８３】
次に、トルク検出器６７ａ，６７ｂにより検出された検出トルクＴｄ，Ｔｗから、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓを除去して、分割ロール６３の左右両端において鋼帯１の板形状により発生する形状トルクをそれぞれ分離する方法について説明する。【００８４】
具体的には、検出トルクＴｄと検出トルクＴｗとを平均することにより、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓの除去が可能となる。これは、上記の式（１１），（１２），（１３）からも明らかなように、分割ロール６３の左右両端間に現れる蛇行トルク差ΔＴｓが、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓの和に比例することや、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓが、同じ大きさで、且つ、互いに逆向きに作用することを利用したものである。従って、検出トルクＴｄ，Ｔｗを平均すれば、この平均値から、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓの影響を、排除若しくは極力小さくすることができる。【００８５】
ここで、複数の分割ロール６３には、１番からｎ番までの番号が付されており、ｉは、１番からｎ番までの分割ロール６３の中から、任意に選択された分割ロール６３の番号とする。【００８６】
例えば、ｉ番目の分割ロール６３の左右両端で検出された検出トルクをＴｄi，Ｔｗiとすると、これらを平均した両端平均化トルク（形状トルク、トルク平均値）Ｔｍiは、（Ｔｄi＋Ｔｗi）／２ となる。そして、この両端平均化トルクＴｍiを、ｉ番目の分割ロール６３を代表する検出トルクとする。更に、ｉ番目の分割ロール６３におけるトルク検出器６７ａ，６７ｂのｙ軸方向の座標をｙｄi，ｙｗiとすると、これらを平均した両端平均化座標（座標平均値）ｙｍiは、（ｙｄi＋ｙｗi）／２ となる。即ち、両端平均化トルクＴｍiは、両端平均化座標ｙｍiにおける検出値と見なすことができる。【００８７】
よって、上述したような平均化処理を用いて、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを求めることにより、検出トルクＴｄi，Ｔｗiから、蛇行トルクＴｄｓi，Ｔｗｓiを除去したことになる。【００８８】
また、圧延時においては、鋼帯１がロール幅全面に接触する分割ロール６３の数量が、鋼帯１が部分的に接触する分割ロール６３の数量よりも多くなるため、分割ロール６３ごとの平均化処理を行う場合には、鋼帯１が部分的に接触する分割ロール６３を除いたほうが演算結果の信頼性が向上されることになる。これにより、以下に述べる、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiの回帰においては、鋼帯１がロール幅全面に接触する分割ロール６３のみを用いることにする。【００８９】
但し、分割ロール６３の数量が少なく、回帰するための両端平均化トルクＴｍiが不足するような場合には、鋼帯１が部分的に接触する分割ロール６３の両端平均化トルクＴｍiを用いても構わない。【００９０】
そして、平均化処理を行った後には、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを、所定の次数を有する回帰モデル式で回帰する。この結果、回帰して得られる回帰結果は、形状トルクのみを用いて回帰していることになり、蛇行トルクＴｄｓi，Ｔｗｓiの影響を受けずに、鋼帯１の板形状成分の特性のみを備えることになる。【００９１】
これにより、鋼帯１の板幅方向中心線が熱間圧延設備１（圧延機１１，１２）の幅方向中心線から幅方向外側にずれているずれ量（以下、蛇行量と称す）をｓとすると、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを回帰するための回帰モデル式Ｔ(ｙ)は、下記の式（１４）で表すことができる。なお、Ｃ0〜Ｃ4は回帰モデル係数である。【００９２】
【数１１】
2012086043.tif 000013
【００９３】
ここで、回帰モデル係数Ｃ0〜Ｃ4は、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを用いて、最小２乗法により定めたものである。即ち、最小２乗法となる評価関数Ｊを、式（１４）を用いて示すと、この評価関数Ｊは、下記の式（１５）で表すことができる。【００９４】
【数１２】
2012086043.tif 000014
【００９５】
更に、上記の式（１５）から、回帰モデル係数Ｃ0〜Ｃ4を求める方法は周知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。このとき、式（１５）を用いて回帰モデル係数Ｃ0〜Ｃ4を求めるには、蛇行量ｓが必要となるが、この蛇行量ｓを数回に亘り仮定して評価関数Ｊを演算する。そして、評価関数Ｊが最小になる蛇行量ｓを用いたときの回帰モデル式Ｔ(ｙ)の回帰結果が、形状トルク分布に最も近似することになる。【００９６】
以上で、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを回帰する方法を説明したが、このとき、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを用いているため、回帰結果から蛇行トルクＴｄｓi，Ｔｗｓiの影響を排除することができる。【００９７】
次に、トルク差ΔＴから蛇行トルク差ΔＴｓを抽出し、この蛇行トルク差ΔＴｓを上述した回帰結果を用いて補正する方法について説明する。【００９８】
ここで、ｉ番目の分割ロール６３の左右両端で検出された検出トルクをＴｄi，Ｔｗiとすると、トルク差ΔＴiは、下記の式（１６）で表すことができる。【００９９】
【数１３】
2012086043.tif 000015
【０１００】
上記の式（１６）により演算されたトルク差ΔＴiには、鋼帯１の板形状により発生する形状トルク差も含まれている。従って、トルク差ΔＴiから前記形状トルク差を除去して、蛇行トルク差ΔＴｓiを抽出し、この抽出した蛇行トルク差ΔＴｓiを用いることにより、鋼帯１の蛇行を高精度に制御することができる。【０１０１】
つまり、両端平均化トルクＴｍi及び両端平均化座標ｙｍiを回帰するための回帰モデル式Ｔ(ｙ)と、式（１６）とを用いることにより、トルク差ΔＴiから蛇行トルク差ΔＴｓiを抽出することができる。この蛇行トルク差ΔＴｓiは、下記の式（１７）で表すことができる。なお、式（１７）の右辺第２項目は、形状トルク差による補正項となっている。【０１０２】
【数１４】
2012086043.tif 000016
【０１０３】
更に、実際には、複数の分割ロール６３に対して、蛇行トルク差ΔＴｓiを求め、これらを平均したものを用いることが好ましい。例えば、選択する分割ロール６３を、鋼帯１の板幅方向中央部に対応する分割ロール６３と、この板幅方向中央部に位置する分割ロール６３のロール軸方向両側に隣接する分割ロール６３とし、これら３つの分割ロール６３の蛇行トルク差ΔＴｓiを平均すれば良い。これにより、統計的にばらつきの少ない、より安定した蛇行トルク差ΔＴｓiを求めることができので、鋼帯１の蛇行を高精度に制御することができる。【０１０４】
次に、蛇行トルク差ΔＴｓに対するルーパー角度θの影響とその除去方法について説明する。【０１０５】
上記の式（１３）からも明らかなように、蛇行トルク差ΔＴｓはルーパー角度θに依存する。このことは、蛇行発生の物理的原因が同じ程度でも、ルーパー角度θによって蛇行トルク差ΔＴｓの値が異なることを意味している。従って、蛇行トルク差ΔＴｓに比例した蛇行制御量に基づいて圧下レベリングを制御した場合には、ルーパー角度θによっては、過大制御または過小制御となるおそれがある。特に、ルーパー角度θが大きく振られた状態において、圧延を行う場合には問題となる。【０１０６】
このような問題を解決する方法として、ルーパー角度θに応じて蛇行トルク差ΔＴｓを補正することが考えられる。例えば、基準となるルーパー角度をθ0（例えば、２０度）と規定し、現在のルーパー角度をθとする。更に、ルーパー角度θを用いて演算された蛇行トルク差をΔＴθとし、そのルーパー角度θが基準角度θ0であったと仮定したときの蛇行トルク差をΔＴθ0とすると、ΔＴθ0＝ΔＴθ×COS(θ0)／(COSθ) となり、ルーパー角度θに応じて蛇行トルク差ΔＴθを補正することができる。【０１０７】
従って、圧下レベリング制御は、補正後の蛇行トルク差ΔＴθ0に基づいて行うようにする。これにより、蛇行トルク差ΔＴθからルーパー角度θの影響を排除して、圧下レベリングを制御することができ、高精度な蛇行制御を容易に行うことができる。更に、蛇行トルク差を監視画面に表示する場合でも、ルーパー角度θの影響を受けることのない補正後の蛇行トルク差ΔＴθ0を表示するようにすれば、鋼帯１の蛇行の監視が容易となる。【０１０８】
他にも、蛇行トルク差ΔＴｓからルーパー角θの影響を排除する方法がある。例えば、ｉ番目の分割ロール６３の左右両端で検出された検出トルクＴｄi，Ｔｗiの平均を両端平均化トルクＴｍiとし、この両端平均化トルクＴｍiと蛇行トルク差ΔＴｓiとの比を考えると、下記の式（１８）を得ることができる。【０１０９】
【数１５】
2012086043.tif 000017
【０１１０】
そして、上記の式（１８）により求められたΔＴｒiを、蛇行トルク差率と称する。これにより、蛇行トルク差率ΔＴｒiの分子及び分母は、ルーパー角度θの因子が乗ぜられた検出トルクとなるので、両端平均化トルクＴｍiと蛇行トルク差ΔＴｓiとの比を取ることにより、蛇行トルク差率ΔＴｒiからルーパー角度θの影響が排除されたことになる。【０１１１】
ここで、例えば、両端平均化トルクＴｍiは、鋼帯１の板幅方向中央部に対応する分割ロール６３の両端平均化トルクＴｍiと、この板幅方向中央部に位置する分割ロール６３のロール軸方向両側に隣接する分割ロール６３の両端平均化トルクＴｍiとを用いる。また、鋼帯１がロール幅全面に接触する分割ロール６３の検出トルクＴｄi，Ｔｗiをそれぞれ平均しても構わない。【０１１２】
次に、蛇行トルク差ΔＴｓに対する圧延機１１，１２間に作用する鋼帯１の張力の影響とその除去方法について説明する。【０１１３】
蛇行トルク差ΔＴｓは、圧延機１１、１２間に作用する鋼帯１の張力に比例する。このことは、上記の式（１）からも明らかなように、分割ロール６３に作用する線圧分布ｐｓ(ｙ)が、鋼帯１の張力に比例することからも十分に理解できる。また、線圧分布ｐｓ(ｙ)が抵抗係数μを介して転倒モーメントＭｓを発生させ、この転倒モーメントＭｓの発生による偶力Ｒｓが、分割ロール６３の左右両端間において、蛇行トルク差ΔＴｓとして検出されることは、先に説明した通りである。従って、このことからも、蛇行トルク差ΔＴｓiが、圧延機１１、１２間に作用する鋼帯１の張力に依存することが十分に理解できる。同様に、両端平均化トルクＴｍiも、張力に依存することは明らかである。【０１１４】
よって、上記の式（１８）に示すように、両端平均化トルクＴｍiと蛇行トルク差ΔＴｓiとの比を考えることにより、圧延機１１，１２間に作用する鋼帯１の張力に依存しない、蛇行トルク差率ΔＴｒiを得ることができる。また、実際には、複数の分割ロール６３において求められた蛇行トルク差率ΔＴｒiを、それらの分割ロール６３に亘って平均する。これにより、統計的にばらつきの少ない、より安定した蛇行トルク差率ΔＴｒiを求めることができる。【０１１５】
従って、蛇行トルク差率ΔＴｒiを考えれば、ルーパー角度θ及び鋼帯１の張力に影響されない蛇行制御を容易に行うことができる。更に、蛇行トルク差率ΔＴｒiを監視画面に表示する場合でも、鋼帯１の蛇行の監視が容易となる。【０１１６】
ここまでは、板形状検出装置１３を用いた熱間圧延方法について、原理的に説明したが、以下の説明では、それを踏まえて、安定圧延制御装置１４及びＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５について、図１を用いて具体的に説明する。【０１１７】
鋼帯接触ロール抽出装置４１では、先ず、板形状検出装置１３から入力された、各分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗに基づいて、鋼帯１が接触する分割ロール６３を抽出する。更に、この抽出した分割ロール６３が、鋼帯１とロール幅全面で接触するか否かを判定すると共に、抽出した分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗを出力するようになっている。【０１１８】
ここで、鋼帯１が接触しない分割ロール６３では、これに対応した検出トルクＴｄ，Ｔｗが零となるため、鋼帯１が接触する分割ロール６３の抽出は、検出トルクＴｄ，Ｔｗが零となる分割ロール６３を分別することにより可能となっている。【０１１９】
即ち、鋼帯１が接触しない非接触の分割ロール６３が分別されると、この非接触の分割ロール６３の板幅方向内側に隣接した分割ロール６３が、鋼帯１の板端部が接触する部分接触の分割ロール６３であると判定できる。更に、その部分接触の分割ロール６３以外の分割ロール６３が、鋼帯１がロール幅全面に接触する全接触の分割ロール６３であると判定できる。これにより、抽出した分割ロール６３が全接触の分割ロール６３であるか否かの判定が可能となっている。【０１２０】
そして、鋼帯接触ロール抽出装置４１においては、全接触の分割ロール６３、または、全接触及び部分接触の分割ロール６３を選択することが可能となっており、この選択された分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗは、トルク差演算装置４２及び蛇行トルク除去装置４３に出力されるようになっている。【０１２１】
トルク差演算装置４２では、全接触の分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗ、または、全接触及び部分接触の分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗから、選択された分割ロール６３ごとにトルク差ΔＴを演算するようになっている。このとき、各トルク差ΔＴは、式（１６）を用いて演算されることになり、蛇行トルク差演算装置４５に出力されるようになっている。【０１２２】
蛇行トルク除去装置４３では、全接触の分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗ、または、全接触及び部分接触の分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗから、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓを除去するようになっている。ここで、検出トルクＴｄ，Ｔｗから蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓを除去する方法としては、上述した平均化処理を行う。【０１２３】
この平均化処理では、両端平均化トルクＴｍ及び両端平均化座標ｙｍを求めることにより、検出トルクＴｄ，Ｔｗから、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓを分離することができ、この求めた両端平均化トルクＴｍは、形状トルクのみを成分としたものとなる。そして、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓが除去された両端平均化トルクＴｍと、これに対応した両端平均化座標ｙｍとは、形状トルク分布回帰装置４４に出力されるようになっている。【０１２４】
なお、検出トルクＴｄ，Ｔｗの検出位置は、熱間圧延設備１（圧延機１２，１３）の幅方向中心線を原点とした座標（ｙ座標）を用いて行われる。また、板形状検出装置１３の幅方向中心線は、熱間圧延設備１の幅方向中心線と一致するように設置されている。従って、各分割ロール６３の左右両端におけるトルク検出器６７ａ，６７ｂの座標を、熱間圧延設備１の幅方向中心線を原点とした座標で表すことにより、平均化処理の簡素化を図ることができる。【０１２５】
形状トルク分布回帰装置４４では、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓが除去された両端平均化トルクＴｍと、これに対応した両端平均化座標ｙｍとを、所定の次数を有する回帰モデル式Ｔ(ｙ)で回帰するようになっている。これにより、回帰結果として、鋼帯１の板幅方向の板形状成分を示す回帰モデル係数Ｃ0〜Ｃ4が求められる。【０１２６】
そして、回帰モデル係数Ｃ1〜Ｃ4は、蛇行トルク差演算装置４５に出力されるようになっている。また、非対称板形状成分（奇数次数の係数）である回帰モデル係数Ｃ1は、圧下レベリング制御装置４６に出力される一方、対称板形状成分（偶数次数の係数）である回帰モデル係数Ｃ2,Ｃ4は、ＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５に出力されるようになっている。【０１２７】
蛇行トルク差演算装置４５では、トルク差ΔＴを回帰モデル係数Ｃ1〜Ｃ4に基づいて補正演算することにより、蛇行トルク差ΔＴｓを抽出するようになっている。【０１２８】
具体的には、式（１７）に示すように、回帰モデル式Ｔ(ｙ)を用いて、分割ロール６３ごとの蛇行トルク差ΔＴｓを演算した後、これら演算した蛇行トルク差ΔＴｓを平均する。そして、平均された蛇行トルク差ΔＴｓは、圧下レベリング制御装置４６に出力されるようになっている。【０１２９】
なお、上述した説明では、蛇行トルク差演算装置４５の出力値を、蛇行トルク差ΔＴｓとしたが、蛇行トルク差率ΔＴｒとしても構わない。式（１８）に示すように、蛇行トルク差率ΔＴｒは、両端平均化トルクＴｍと蛇行トルク差ΔＴｓとの比から求めることができる。【０１３０】
圧下レベリング制御装置４６では、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒに基づいて、蛇行の制御に係る蛇行制御量（圧下レベリング制御量）を演算し、この演算した蛇行制御量を圧下装置２３，３３に出力すると共に、非対称板形状成分の回帰モデル数Ｃ1に基づいて、当該非対称板形状の制御に係る非対称板形状制御量（圧下レベリング制御量）を演算し、この演算した非対称板形状制御量を圧下装置２３，３３に出力するようになっている。これにより、圧延機１１、１２では、鋼帯１の蛇行制御及び板形状制御の少なくともいずれか一方が行われることになる。【０１３１】
ここで、圧下レベリング制御装置４６においては、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒが、予め設定された所定トルク差以上または所定トルク差率以上であるか否かを判定するようになっている。そして、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒが、所定トルク差以上または所定トルク差率以上である場合には、圧下レベリング制御装置４６は、圧下装置２３，３３を介して、圧延機１１、２による鋼帯１の蛇行制御を実施する。一方、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒが、所定トルク差または所定トルク差率未満である場合には、圧下レベリング制御装置４６は、圧下装置２３，３３を介して、圧延機１１、２による鋼帯１の蛇行制御を中止する。なお、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒの閾値となる所定トルク差または所定トルク差率は、鋼帯１の種類、板厚、板幅、搬送速度等の圧延条件により設定される。【０１３２】
また、圧下レベリング制御装置４６においては、回帰モデル数Ｃ1が、予め設定された所定値以上であるか否かを判定するようになっている。そして、回帰モデル数Ｃ1が所定値以上である場合には、圧下レベリング制御装置４６は、圧下装置２３，３３を介して、圧延機１１，１２による鋼帯１の非対称板形状制御を実施する。一方、回帰モデル数Ｃ1が所定値未満である場合には、圧下レベリング制御装置４６は、圧下装置２３，３３を介して、圧延機１１，１２による鋼帯１の非対称板形状制御を中止する。なお、回帰モデル数Ｃ1の閾値となる所定値は、鋼帯１の種類、板厚、板幅、搬送速度等の圧延条件により設定される。【０１３３】
ＷＲＢ／ＰＣ制御装置１５では、対称板形状成分の回帰モデル係数Ｃ2,Ｃ4に基づいて、当該対称板形状の制御に係る対称板形状制御量を演算し、この演算した対称板形状制御量をＷＲＣ／ＰＣ装置２４，３４に出力するようになっている。これにより、圧延機１１，１２では、鋼帯１の板形状制御が行われることになる。【０１３４】
次に、熱間圧延方法の手順について、図７を用いて詳細に説明する。【０１３５】
先ず、ステップＳ１で、トルク検出器６７ａ，６７ｂによって、検出トルクＴｄ，Ｔｗが検出される。【０１３６】
次いで、ステップＳ２で、鋼帯接触ロール抽出装置４１によって、鋼帯１と接触する分割ロール６３を抽出した後、この抽出した分割ロール６３における検出トルクＴｄ，Ｔｗを記憶する。【０１３７】
そして、ステップＳ３で、トルク差演算装置４２によって、トルク差ΔＴを演算する。【０１３８】
また、ステップＳ４で、蛇行トルク除去装置４３によって、検出トルクＴｄ，Ｔｗの平均化処理を行って、両端平均化トルクＴｍ及び両端平均化座標ｙｍを演算する。これにより、検出トルクＴｄ，Ｔｗから、蛇行トルクＴｄｓ，Ｔｗｓが除去されたことになる。【０１３９】
次いで、ステップＳ５で、形状トルク分布回帰装置４４によって、両端平均化トルクＴｍ及び両端平均化座標ｙｍを、回帰モデル式Ｔ(ｙ)を用いて回帰して、回帰結果としての回帰モデル係数Ｃ0〜Ｃ4を求める。【０１４０】
そして、ステップＳ６で、形状トルク分布回帰装置４４によって、回帰モデル係数Ｃ0〜Ｃ4を、非対称板形状成分の回帰モデル係数Ｃ1と対称板形状成分のＣ2,Ｃ4とに分離する。【０１４１】
次いで、ステップＳ７で、ＷＲＣ／ＰＣ制御装置１５によって、回帰モデル係数Ｃ2,Ｃ4に基づいて、ＷＲＣ／ＰＣ装置２４，３４を制御する。これにより、圧延機１１，１２による鋼帯１の対称板形状制御が行われる。【０１４２】
また、ステップＳ８で、圧下レベリング制御装置４６によって、回帰モデル係数Ｃ1が所定値以上であるか否かが判定される。ここで、可であれば、ステップＳ９で、圧下装置２３，３３を制御し、圧延機１１，１２による鋼帯１の非対称板形状制御を行う。また、否であれば、ステップＳ１０で、圧下装置２３，３３の制御し、圧延機１１，１２による鋼帯１の非対称板形状制御を中止する。【０１４３】
一方、ステップＳ１１で、蛇行トルク差演算装置４５によって、トルク差ΔＴを、回帰モデル係数Ｃ1〜Ｃ4を用いて補正して、蛇行トルク差ΔＴｓを演算する。なお、ルーパー角度θ及び鋼帯１の張力に影響を除去して、高精度な演算結果を必要とする場合には、両端平均化トルクＴｍと蛇行トルク差ΔＴｓとの比から、蛇行トルク差率ΔＴｒを演算する。【０１４４】
次いで、ステップＳ１２で、圧下レベリング制御装置４６によって、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒが、所定トルク差以上または所定トルク差率以上であるか否かが判定される。ここで、可であれば、ステップＳ１３で、圧下装置２３，３３を制御し、圧延機１１，１２による鋼帯１の蛇行制御を行う。また、否であれば、ステップＳ１４で、圧下装置２３，３３を制御し、圧延機１１，１２による鋼帯１の蛇行制御を中止する。【０１４５】
なお、上述した実施形態では、所定の圧延機１１，１２間に板形状検出装置１３を設けるようにしているが、図８に示すように、最終段とした圧延機１１と、この圧延機１１の出側に配置された上下一対のピンチロール７１との間に、板形状検出装置１３を設けるようにして構わない。【０１４６】
ピンチロール７１は、回転可能に支持されており、搬送される鋼帯１を上下方向から挟持することで、当該鋼帯１をその張力を保持しながらガイドするものである。また、上側のピンチロール７１の上方には、圧下装置７２が設けられている。この圧下装置７２は、圧下装置２３，３３と同様の構成をなしており、上側のピンチロール７１の左右両端をそれぞれ独立的に押圧可能となっている。そして、圧下レベリング制御装置４６は、圧下装置７２と接続している。【０１４７】
即ち、圧下レベリング制御装置４６では、蛇行トルク差ΔＴｓまたは蛇行トルク差率ΔＴｒに基づいて、蛇行の制御に係る蛇行制御量（圧下レベリング制御量）を演算し、この演算した蛇行制御量を圧下装置２３，７２に出力すると共に、非対称板形状成分の回帰モデル数Ｃ1に基づいて、当該非対称板形状の制御に係る非対称板形状制御量（圧下レベリング制御量）を演算し、この演算した非対称板形状制御量を圧下装置２３，７２に出力するようになっている。これにより、圧延機１１及び上下一対のピンチロール７１では、鋼帯１の蛇行制御及び板形状制御の少なくともいずれか一方が行われることになる。【０１４８】
従って、本発明に係る熱間圧延設備及び熱間圧延方法によれば、分割ロール６３が鋼帯１と接触したときに、当該分割ロール６３の左右両端に作用する検出トルクＴｄ，ＴＷをトルク検出器６７ａ，６７ｂにより検出し、この検出した検出トルクＴｄ，Ｔｗに基づいて、圧延機１１，１２の圧下レベリングを調整して、鋼帯１の蛇行及び板形状を制御することにより、当該鋼帯１の蛇行及び板形状を高精度に制御することができるので、鋼帯１の尾端絞りを防止することができる。【０１４９】
また、分割ロール６３を長尺なアーム部材６１ａ，６１ｂの先端間に回転可能に支持することにより、アーム部材６１ａ，６１ｂの基端に設けられるトルク検出器６７ａ，６７においては、検出トルクＴｄ，Ｔｗを増幅させた状態で検出することができる。これにより、検出トルクＴｄ，ＴＷが微小な大きさであっても、鋼帯１の蛇行及び板形状を高精度に制御することができる。【０１５０】
更に、検出値を検出トルクＴｄ，Ｔｗのみとしているため、トルク検出器６７ａ，６７を、複雑な構成の検出器とする必要がなく、簡素な構成の検出器とすることができる。これにより、板形状検出装置１３を簡素な構成にすることができるだけでなく、安定圧延制御装置１４内における演算処理も簡素にすることができ、演算結果の信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は、製品品質及び製造効率を向上させることができる圧延設備及び圧延方法に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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