(57)【要約】【課題】連続圧延機における板厚制御方法において、鋼板先端部の板厚の精度向上を図り、製品の歩留まりをより高くする。【解決手段】複数の圧延機スタンドＦ1〜Ｆnからなる連続圧延機の板厚制御方法において、中間のスタンドＦi・Ｆi+1（ｉ＝２〜ｎ−２）間の少なくとも１箇所及び最終スタンドＦnの出口側に板厚計３，４を設置し、各スタンドに板速計２を設置し、板厚計３，４を設置した中間スタンドＦi・Ｆi+1間を通過する鋼板１の板厚及び板速度の測定結果と、鋼板１における板厚及び板速度を測定した位置が次の中間スタンドＦi+1・Ｆi+2間にきた時刻での板速計２の測定値とから、当該スタンドＦi+1・Ｆi+2間でのマスフロー板厚を計算してスタンドＦi+1のロール間ギャップを制御する。これにより、鋼板の同じ位置についてマスフロー一定則を適用することになるため、特に鋼板先端部の板厚の精度向上を図ることができる。【選択図】図１
2010240720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延機スタンドＦ1〜Ｆnからなる連続圧延機の板厚制御方法において、中間のスタンドＦi・Ｆi+1（ｉ＝２〜ｎ−２）間の少なくとも１箇所及び最終スタンドＦnの出口側に板厚計を設置し、各スタンド間に板速計を設置し、
前記板厚計を設置した中間スタンドＦi・Ｆi+1間を通過する鋼板の板厚及び板速度の測定結果と、前記鋼板における前記板厚及び板速度を測定した位置が次の中間スタンドＦi+1・Ｆi+2間にきた時刻での板速計の測定値とから、当該スタンドＦi+1・Ｆi+2間でのマスフロー板厚を計算してスタンドＦi+1のロール間ギャップを制御することを特徴とする連続圧延機における板厚制御方法。
【請求項２】
圧延する鋼板の最先端がスタンドＦi+1に噛み込み、Ｆi・Ｆi+1間のルーパーが立ち上がった直後から制御を開始することを特徴とする請求項１記載の連続圧延機における板厚制御方法。
【請求項３】
前記計算を最終スタンドＦn入側まで順次実施して、鋼板の最終板厚を制御することを特徴とする請求項１または２記載の連続圧延機における板厚制御方法。
【請求項４】
ルーパーのルーパー角及び前記ルーパーと次スタンドＦi+1との間の板速度により前スタンドＦiの出側板速度を補正して前記計算を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の連続圧延機における板厚制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧延機スタンドからなる連続圧延機において、圧延機出側の鋼板の板厚を目標値に維持する板厚制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の圧延機スタンドからなる連続圧延機により鋼板の板厚を制御する方法としては、例えば特許文献１に記載されている方法がある。
図８は特許文献１に開示された、マスフローにより板厚を算出する方法を説明するブロック図である。図８において、２１は圧延機スタンド、２２は鋼板、２３はルーパー、２４はスタンド間板厚計、２５は最終スタンド出側板厚計、２６は板速計、２７は基準体積速度演算装置、２８はマスフロー板厚演算制御装置である。
【０００３】
このブロック図において、Ｆ４・Ｆ５スタンド間では、板厚計２４と板速計２６の両方が設置されているため、板厚、板速度が同時に計測可能である。そこで、基準となる体積速度ｍｆ０は板速度ｖ（４）と板厚ｈ（４）から、
ｍｆ０＝ｈ（４）×ｖ（４）        １１式
と計算される。この計算は、基準体積速度演算装置２７によって行われる。各スタンド出側の板速度ｖ（ｉ）は板速計２６によりＦ４．Ｆ５スタンド間での板厚と板速度の計測と同時刻に計測されており、これらを用いて、各スタンド出側板厚ｈ（ｉ）（ｉ＝１〜６）は、
ｈ（ｉ）＝ｍｆ０／ｖ（ｉ）        １２式
によって計算できることになる。この計算は、マスフロー板厚演算制御装置２８によって行われる。Ｆ７スタンド出口板厚は、最終スタンド出側板厚計２５によって直接測定される。
【０００４】
このように、従来は少なくとも１箇所のスタンド間での板厚と板速度と、各スタンド間での板速度を同時刻に計測し、それらの情報をもとにマスフロー一定則を利用して各スタンド間でのマスフロー板厚を求め、これを目標値に保つように各スタンドのロール間ギャップを制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２１８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようにして求めた各スタンド間の板厚は鋼板の長手方向における別の位置の測定ないし計算結果となる。連続圧延機による圧延前の板厚が長手方向で一定であればマスフロー一定則は成り立つが、通常、鋼板の長手方向の温度変化、速度変動、制御残差等の要因により板厚は長手方向に変動しているため、厳密にはマスフロー一定則は成り立たない。
特に板厚の変動が大きい、鋼板の最先端から約５０ｍまでの範囲の鋼板先端部の板厚精度を上げることは難しく、製品の歩留まりが悪くなって、結果的に生産性が低下するという問題がある。
そこで本発明は、鋼板先端部の板厚の精度向上を図り、製品の歩留まりをより高くすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明の連続圧延機における板厚制御方法は、複数の圧延機スタンドＦ1〜Ｆnからなる連続圧延機の板厚制御方法において、中間のスタンドＦi・Ｆi+1（ｉ＝２〜ｎ−２）間の少なくとも１箇所及び最終スタンドＦnの出口側に板厚計を設置し、各スタンド間に板速計を設置し、前記板厚計を設置した中間スタンドＦi・Ｆi+1間を通過する鋼板の板厚及び板速度の測定結果と、前記鋼板における前記板厚及び板速度を測定した位置が次の中間スタンドＦi+1・Ｆi+2間にきた時刻での板速計の測定値とから、当該スタンドＦi+1・Ｆi+2間でのマスフロー板厚を計算してスタンドＦi+1のロール間ギャップを制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、スタンドＦｉ・Ｆi+1間に設置した板厚計の測定結果及び板速計の測定結果と、同測定位置が次のスタンドＦi+1・Ｆi+2間にきた時間での板速計の測定値とからＦi+1・Ｆi+2間でのマスフロー板厚を算出してスタンドＦi+1のロール間ギャップを制御する。これにより、鋼板の同じ位置についてマスフロー一定則を適用することになり板厚の精度向上を図ることができる。
【０００９】
また、スタンド間を鋼板最先端が通過しルーパーが立ち上がる迄の間はスタンド間での鋼板のたるみ，波状の変動のため、マスフロー一定則が成立しないため、圧延する鋼板の最先端がスタンドＦi+1に噛み込み、Ｆi・Ｆi+1間のルーパーが立ち上がった直後から制御を開始する。このことによって鋼板先端部のルーパーが立ち上がった直後から約５０ｍまでの範囲の、特に変動が大きい鋼板先端部の板厚の精度向上を図ることができる。
【００１０】
前記計算を最終スタンドＦn入側まで順次実施して、鋼板の最終板厚を制御することにより、最終板厚をより正確に制御することができる。なお、最終スタンドＦnの出側には板厚計が設けられているので、その板厚計の計測値を用いて最終スタンドＦnのロール間ギャップを制御する。
【００１１】
ルーパーのルーパー角及び前記ルーパーと次スタンドＦi+1との間の板速度により前スタンドＦiの出側板速度を補正して前記計算を行うことにより、ルーパーを設置した実際の圧延機においても、正確な板厚制御を実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の圧延機スタンドＦ1〜Ｆnからなる連続圧延機の板厚制御方法において、中間のスタンドＦi・Ｆi+1（ｉ＝２〜ｎ−２）間の少なくとも１箇所及び最終スタンドＦnの出口側に板厚計を設置し、各スタンド間に板速計を設置し、前記板厚計を設置した中間スタンドＦi・Ｆi+1間を通過する鋼板の板厚及び板速度の測定結果と、前記鋼板における前記板厚及び板速度を測定した位置が次の中間スタンドＦi+1・Ｆi+2間にきた時刻での板速計の測定値とから、当該スタンドＦi+1・Ｆi+2間でのマスフロー板厚を計算してスタンドＦi+1のロール間ギャップを制御することにより、鋼板先端部の板厚の精度向上を図り、製品の歩留まりをより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】連続圧延機の基本的構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係るマスフロー一定則適用の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る具体的な板厚計算方法の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る板厚計算方法のフローチャートである。
【図５】圧延機スタンド間のルーパーによる板速度補正方法の説明図である。
【図６】圧延機スタンド間のルーパーによる板速度補正方法の説明図である。
【図７】従来のマスフロー板厚制御方法と本発明のマスフロー板厚制御方法での最終圧延スタンド出側板厚誤差を示すグラフである。
【図８】従来の連続圧延機の制御方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は連続圧延機の基本的構成を示す概略図である。
【００１５】
同図において、本実施の形態の連続圧延機は、７つの圧延機スタンドＦ１〜Ｆ７からなり、鋼板１を順次圧延して板厚が目標値になるように制御する。各スタンド間には板速計２が設けられており、また第４スタンドＦ４と第５スタンドＦ５の間と最終スタンドＦ７の出側にそれぞれ板厚計３，４が設けられている。板厚計３，４は、例えばＸ線板厚計が用いられる。なお、各スタンド間には、鋼板１の張力変動を吸収するルーパー５が設けられている。
【００１６】
一般的に連続圧延においては、設置環境やコストの点で、全てのスタンド間に板厚計を設けることが困難であるため、板厚計が設けられていないスタンド間の板厚を推定するためにマスフロー一定則を適用している。
前記マスフロー一定則を用いると、同時刻におけるＦ１スタンドの入り側の鋼板の板厚をＨ０、板速度をＶ０とし、各スタンドＦi（ｉ＝１〜７）の出側板厚をＨi、板速度をＶiとし、板幅は一定であるとすると、
Ｈ０・Ｖ０＝Ｈ１・Ｖ１＝・・・・・・・＝Ｈ７・Ｖ７        １式
が成り立つとするのが一般的である。
しかし、連続圧延機で圧延する前の鋼板の板厚が長手方向に一定であれば１式は成り立つが、実際には板厚は長手方向で変動しており、各スタンド出側でのＨi・Ｖiは一定にはならず、厳密には１式は成り立たない。
【００１７】
厳密には、図２に示すように、第５スタンドＦ５に注目すると、第５スタンドＦ５の前方（第４スタンドとの中間位置）の基準点における鋼板１の板厚Ｈ４および板速度Ｖ４と、鋼板１の前記基準点が移動してｔ時間経過して第５スタンドの後方（第６スタンドとの中間位置）に移動したときの鋼板１の板厚Ｈ５及び板速度Ｖ５との間には、マスフロー一定則が成り立つ。
すなわち、
Ｈ４(t=0)・Ｖ４(t=0)＝Ｈ５(t=t)・Ｖ５(t=t)        ２式
が成り立つ。
【００１８】
本実施の形態では、スタンドＦ４・Ｆ５間に中間板厚計３が設けられており、スタンドＦ４・Ｆ５間、スタンドＦ５・Ｆ６間及びスタンドＦ６・Ｆ７間に板速計２があるので、２式の計算をスタンドＦ４・Ｆ５間からＦ６・Ｆ７間まで順次実施して各スタンド間での板厚を算出し、最終スタンドＦ７は出側に設置した板厚計で板厚を計測し、その結果によって各スタンドのロールギャップを制御することができる。
【００１９】
具体的な板厚の計算方法を図３に示す。
図３において、スタンドＦ４・Ｆ５間の板速計５により鋼板１の板速度Ｖ４を計測するとともに、中間板厚計３によりスタンドＦ４・Ｆ５間の板厚Ｈ４を計測する。そして、その計測点がスタンドＦ５・Ｆ６間の板速度計測点を通過する時間Δｔ１（＝ｔ１）後に、板速度Ｖ５を計測する。
そうすると、その計測点における板厚Ｈ５は次の関係から求められる。なお、ｍｆ０はマスフロー体積である。
Ｈ５(t=t1)・Ｖ５(t=t1)＝Ｈ４(t=0)・Ｖ４(t=0)＝ｍｆ０        ３式
【００２０】
次いで、第６スタンドＦ６について、同様にΔｔ２（＝ｔ２−ｔ１）後に出側板厚Ｈ６を算出すると次のようになる。
Ｈ６(t=t2)・Ｖ６(t=t2)＝Ｈ５(t=t1)・Ｖ５(t=t1)＝ｍｆ０        ４式
【００２１】
さらに、第７スタンドＦ７（最終スタンド）については、Ｆ７スタンド出側に設置した最終板厚計４でＦ７スタンド出側板厚Ｈ７（最終板厚）を計測する。
【００２２】
このようにして、鋼板１における基準点が移動した時刻において計測した板速度を基準としてマスフロー一定則を適用して板厚を求め、その板厚に基づいてマスフロー板厚制御方法により各圧延機スタンドのロール間ギャップを制御すると、鋼板１の最終板厚をより正確に制御することができ、精度が向上することになる。
【００２３】
また、スタンド間を鋼板１の最先端が通過し下流側のスタンドに噛み込まれてルーパー５が立ち上がるまでの間は、スタンド間での鋼板１のたるみ、波状の変動のため、マスフロー一定則が成立しない。そのため、鋼板１の最先端が通過しルーパー５が立ち上がった直後から制御を開始する。これによって、鋼板先端部のルーパーが立ち上がった直後から約５０ｍまでの範囲の、特に変動が大きい鋼板先端部の板厚の精度向上を図ることができる。
【００２４】
実際には△ｔ１、△ｔ２をあらかじめ設定することはできないため、計測点の速度を随時計測して速度を時間積分して移動距離を算出し、その移動距離が次のスタンド間の板速計位置にきたときの板速度Ｖ５を計測する。これを、図４のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１００では、板厚計がＦ４スタンドとＦ５スタンドの間に設置されているため、ｉ＝４とする。
ステップＳ１１０：Ｆi・Ｆi+1スタンド間での板厚計、板速計のデータを採取する。
ステップＳ１２０：ストリップの板厚測定位置を位置ｘと設定する。
ステップＳ１３０：位置ｘの板速を随時計測し、板速を時間積分して移動距離を算出する。
ステップＳ１４０：位置ｘがＦi+1・Ｆi+2スタンド間の板速計位置に来たときの板速計のデータを採取する。
ステップＳ１５０：マスフロー計算により、Ｆi+1・Ｆi+2スタンド間の板厚を算出する。
ステップＳ１６０：算出した板厚をＦi+1出側目標板厚と比較して、Ｆi+1スタンドのロールギャップを制御する。
ステップＳ１７０：ｉ＋２が７かどうかを判断する。７であれば処理を終了する。そうでなければ、ステップＳ１８０でｉの値を１つインクリメントしてステップＳ１３０に戻る。
【００２５】
以上のマスフロー体積の算出より求めた板厚算出方法は、スタンド間において生じる鋼板１の張力変動を吸収するために通常設置されるルーパー５の影響を考慮に入れない場合である。
【００２６】
実際には、図５に示すように、ｉスタンドＦiとｉ＋１スタンドＦi+1の間にルーパー５が設置される。ルーパー５によってスタンド間の鋼板１は押し上げられ、水平に対して角度を持つようになるが、板速計での測定値は搬送方向に沿う水平速度成分Ｖｘとなるため、そのままマスフロー体積の算出には使用できない。また、スタンドＦiとスタンドＦi+1の張力変動のためにルーパー量が変動すると、次の５式が成立しない。
Ｖi出側＝Ｖi+1入り側          ５式
ここで、Ｖi出側はＦiスタンド出側速度、Ｖi+1入り側はＦi+1入り側速度である。マスフロー一定則によるスタンド出側の板厚の算出には各スタンドの入側と出側の板速度が必要であるが、通常板速計はルーパーの前後のどちらか一方にしか設置されない。
【００２７】
そこで図６に示すように、ｉスタンドＦiとｉ＋１スタンドＦi+1間のルーパー５より上流側の板速度Ｖ１と下流側の板速度Ｖ２は下記のように求める。
板速計２が検出した鋼板１の搬送方向に沿う水平な速度成分をＶｘとすると、
板速計２がルーパー５より下流側に設置されている場合、
Ｖ２＝Ｖｘ×１／ｃｏｓθ2
Ｖ１＝Ｖ２＋ｄＬｐ／ｄｔ
となる。ここで、θ2はルーパー５の下流側の鋼板と水平とがなす角度である。また、Ｌｐ＝Ｌ１＋Ｌ２であり、Ｆｉスタンドのロール出口からＦｉ＋１スタンドのロール入口までの鋼板１の長さである。ｄＬｐ／ｄｔはループ量の変化を示す。
板速計がルーパーより上流側に設置されている場合、
Ｖ１＝Ｖｘ×１／ｃｏｓθ1
Ｖ２＝Ｖ１−ｄＬｐ／ｄｔ
となる。ここでθ1はルーパー５の上流側の鋼板と水平とがなす角度である。なお、θ1、θ2は、スタンド間距離とルーパーの位置、およびルーパー角度から算出することができる。このようにして算出された板速度によりスタンドＦiの出側板速度を補正して、前掲のマスフロー計算を行うことにより、ルーパー５の影響を考慮に入れた板厚制御を行う。
【００２８】
図７は、製品厚みが１．７ｍｍ〜４．０ｍｍの熱間圧延で、従来のマスフロー板厚制御方法と本発明のマスフロー板厚制御方法を適用してそれぞれ２３０枚の鋼板を圧延したときの最終圧延スタンド出側での目標板厚に対する最大誤差の分布を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は目標板厚からの最終圧延スタンド出側板厚の最大誤差（ｍｍ）、縦軸は圧延鋼板数を示す。従来のマスフロー板厚制御方法では図７（ａ）に示すように、板厚誤差の標準偏差σは７０μｍ、誤差平均値は１１５μｍであったが、本発明を適用した場合は、図７（ｂ）に示すように板厚誤差の標準偏差σは２９μｍ、誤差平均値は−９μｍであった。目標板厚±０．１ｍｍが製品として許容できる板厚範囲であり、本発明のマスフロー板厚制御方法によって、歩留まりが大幅に改善されたことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、鋼板の最先端の板厚の精度向上を図り、製品の歩留まりをより高くすることができる板厚制御方法として、連続圧延機に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  鋼板
２  板速計
３，４  板厚計
５  ルーパー
【図１】
2010240720.tif 000003
【図２】
2010240720.tif 000004
【図３】
2010240720.tif 000005
【図４】
2010240720.tif 000006
【図５】
2010240720.tif 000007
【図６】
2010240720.tif 000008
【図７】
2010240720.tif 000009
【図８】
2010240720.tif 000010