(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行材の尾端と後行材の先端との間に所定間隔を開けて当該先行材と後行材とを連続してリバース圧延機に送ることで、複数の鋼材を同時にリバース圧延する鋼材の圧延方法において、
リバース圧延機に対する先行材の尾端抜けから後行材の噛み込みまでの許容時間と、圧延機の各設備のセットアップ値を変更する際の動作特性とから、先行材の尾端抜けから後行材の噛み込み間において変更可能な各設備のセットアップ値の最大変位量を求め、その最大変位量の範囲内で後行材のセットアップ値を決定することを特徴とする鋼材の圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の鋼材を圧延機に連続して搬送し、当該複数の鋼材を同時にリバース圧延する圧延方法に係り、特に、各鋼材を圧延する際のセットアップの計算方法に特徴を有する鋼材の圧延方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材のリバース圧延においては、一般に、各鋼材毎に個別にリバース圧延機で複数パスだけ正逆繰り返し圧延を行って、初期の寸法から目的の製品寸法に仕上げる。このとき、各パスでの鋼材が圧延機に噛み込む際のロール開度等の各設備のセットアップ値を目標製品寸法等に基づいて決定し、当該セットアップ値となるようにパス毎にセットアップ替え（ロール開度の変更など）をしながら鋼材を圧延している。
【０００３】
ここで、リバース圧延においては、各パス毎に鋼材の発進加速→圧延噛み込み→圧延噛み出し（尾端抜け）→ミルの回転方向の反転及び鋼材の減速・停止の過程が繰り返され、各パス間に無駄なミルアイドル時間が生じる。
このパス間のミルアイドル時間を大幅に短縮して圧延効率を向上するために、従来にあっては、特開２０００−２６３１１４号公報等に記載されているように、１パス毎に複数の鋼材を所定間隔を開けて連続的に圧延機に通して、複数の鋼材を同時にリバース圧延する方法が考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このとき、各パスにおける各鋼材のためのセットアップとしては、例えば各鋼材を個別にリバース圧延するときと同等のスケジュール計算によって各鋼材のセットアップ値を個別に計算して、各鋼材が圧延機に噛み込むまでにそのセットアップ値となるように、ロール開度などの各設備のセットアップ値を変更することで、後行材のためのセットアップ替えをすることが考えられる。
【０００５】
または、同時にリバース圧延する複数の鋼材の中から代表の鋼材を選定若しくは代表鋼材を仮想し、その代表鋼材の各パスでのセットアップ値を算出すると共に、各鋼材の目標寸法・材質等から上記代表鋼材のセットアップ値に対する各鋼材のセットアップ値の補正値を算出することで、当該各鋼材のセットアップ値を決定する方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、上記方法では圧延機の各設備において、先行材の圧延噛み出しから後行材先端の圧延噛み込みまでのセットアップ替えが可能な許容時間（鋼材間隔時間）が考慮されていない。この許容時間は短いために、セットアップ替えが間に合わないで、目的とする製品寸法や材質に仕上がらない鋼材が発生するおそれがある。
【０００７】
特に、圧延効率を高めようとするほど上記許容時間が短くなりがちとなり、この問題が顕在化する。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、鋼材間隔時間を考慮して後行材のセットアップ値を変更することで、複数の鋼材を同時にリバース圧延する際の各鋼材の仕上がりを向上可能な鋼材の圧延方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、先行材の尾端と後行材の先端との間に所定間隔を開けて当該先行材と後行材とを連続してリバース圧延機に送ることで、複数の鋼材を同時にリバース圧延する鋼材の圧延方法において、
リバース圧延機に対する先行材の尾端抜けから後行材の噛み込みまでの許容時間と、圧延機の各設備のセットアップ値を変更する際の動作特性とから、先行材の尾端抜けから後行材の噛み込み間において変更可能な各設備のセットアップ値の最大変位量を求め、その最大変位量の範囲内で後行材のセットアップ値を決定することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る設備構成を示す概略図である。
図１中、符号１はリバース圧延機である。この圧延機１は、後述の圧延コントローラ２からの指令に基づき、その指令値となるように、圧延速度やロール開度などが所定の状態に設定される。
【００１０】
その圧延機１の左側に左側搬送テーブル３が配置されると共に、圧延機１の右側に右側搬送テーブル４が配置される。なお、図１のように左から右に向けて鋼材Ｍ、Ｎが送られるパスの場合には、左側搬送テーブル３が入側搬送テーブルとなり、右側搬送テーブル４が出側搬送テーブルとなる。上記両搬送テーブル３，４の各ローラは、それぞれ個別の駆動装置５，６によって回転駆動されることで、所定の速度で各鋼材を搬送可能となっている。上記駆動装置５，６は、圧延コントローラ２からの指令に基づき駆動される。
【００１１】
また、左側搬送テーブル３の上方に鋼材の搬送方向に沿ってＣＣＤカメラ等からなる左側間隔測定装置７が配置されている。左側間隔測定装置７は、左側搬送テーブル３で搬送される先行材Ｍと後行材Ｎとの実際の間隔を検出するためのもので、検出信号を圧延コントローラ２に出力する。同様に、右側搬送テーブル４の上方にも鋼材の搬送方向に沿って右側間隔測定装置８が配置され、右側間隔測定装置８も検出信号を圧延コントローラ２に出力する。なお、間隔測定装置７，８は、上記構成に限定されるものではない。
【００１２】
また、上記圧延コントローラ２は、駆動装置５，６に指令を供給して、予め設定した搬送速度で各鋼材Ｍ、Ｎを搬送するようにすると共に、図２に示すように、間隔測定装置７，８からの信号に基づき各鋼材Ｍ、Ｎの搬送速度及び鋼材間の距離（先行材Ｍの尾端と後行材Ｎの先端との間の距離）を補正する搬送テーブル速度制御手段２Ａを備える。
【００１３】
また、圧延コントローラ２は、後述のように計算されたパススケジュールに基づき、圧延機１の各設備に対し圧延速度やロール開度等についての指令値を供給する圧延機制御手段２Ｂを備える。
ここで、該圧延機制御手段２Ｂは、搬送テーブル速度制御手段２Ａに対し、上記圧延速度に後進率を考慮した入側搬送テーブル（３）の速度を設定して該設定速度となるように入側搬送テーブル（３）の駆動装置（５）に速度指令値を個別に出力すると共に、圧延速度に先進率を考慮した出側搬送テーブル（４）の速度を設定して該設定速度となるように出側搬送テーブル（４）の駆動装置（６）に速度指令値を個別に出力する。また、先行材Ｍの圧延前、即ち、先行材Ｍが圧延機１に噛み込む前においては、入側間隔測定装置（７）によって得られた先行材Ｍの尾端と後行材Ｎの先端との間隔の測定値が、先行材Ｍの噛み込み時の速度降下により先行材Ｍと後行材Ｎとが衝突しない間隔として予め設定された設定値（鋼材間隔）になるように、入側搬送テーブル（３）の速度を補正する信号を出力する。
【００１４】
また、上記圧延コントローラ２は、パススケジュール計算手段２Ｃを備える。パススケジュール計算手段２Ｃは、鋼材別情報記憶部１０及び鋼材別偏差情報記憶部１１内の各データに基づきセットアップ値その他のパススケジュールを計算し、各鋼材のパススケジュールを鋼材別パススケジュール記憶部１２中のファイルに記録する。
【００１５】
上記鋼材情報記憶部１１には、代表初期データファイル１３、代表目標値ファイル１４、代表制約条件ファイル１５、代表パススケジュールファイル１６、各鋼材の初期データファイル１７および目標値ファイル１８が格納されている。また、上記鋼材別偏差情報記憶部１１には、各鋼材の初期データの代表初期データからの偏差を記録する初期値偏差ファイル１９、および目標値の代表目標値からの偏差を記録する目標値偏差ファイル２０が格納されている。また、鋼材別パススケジュール記憶部１２には、各鋼材のパススケジュールを記録するパススケジュールファイル２１が格納されている。
【００１６】
次に、パススケジュール計算手段２Ｃの処理について図３を用いて説明する。先ず、ステップＳ１において、各鋼材を統合してなる仮想の代表鋼材を想定し、この代表鋼材に代表値として付与する初期データ（代表初期データ）を、各鋼材の圧延開始時の初期データから所定の計算法により算出して、算出結果を代表初期データファイル１３に記録し、ステップＳ２に移行する。上記各鋼材の初期データ（厚，幅、長，温度など）は初期データファイル１７に記録されているので、そこから読み取る。
【００１７】
ステップＳ２では、鋼材毎に初期データの代表初期データからの偏差を計算し、その結果を初期値偏差ファイル１９に記録して、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、代表鋼材に代表値として付与する目標値（代表目標値）を、各鋼材の圧延仕上がり時の目標値から算出し、計算結果を代表目標値ファイル１４に記録してステップＳ４に移行する。鋼材の目標値（厚，幅，長，目標クラウンなど）は初期データファイル１７に記録されているので、そこから読み取る。
【００１８】
ステップＳ４では、鋼材毎に目標値の代表目標値からの偏差を計算し、その結果を目標値偏差ファイル２０に記録してステップＳ５に移行する。
ここで、ステップＳ１及びステップＳ２の処理と、ステップＳ３及びステップＳ４の処理とは、どちらが先でもまた同時に実行してもよい。
ステップＳ５では、圧延機１における各設備の制約条件（最大荷重、最大トルク、最大圧下量、最大圧下率、形状（平坦度）など）の上限を通常（１本の鋼材をリバース圧延する場合を指す）よりも下げる。これは次のような理由による。すなわち、本実施形態では、後述するように、代表鋼材についてスケジュール計算を行い、結果を個々の鋼材（以下適宜「実鋼材」と称す）の代表鋼材との初期値偏差（および／または目標値偏差）を用いて補正することにより実鋼材のパススケジュール（各パスの圧下量）を得るが、この補正自体には制約条件が反映されないため、補正後の値が制約条件に適合するか否かは不確定であり、このような補正を伴わない通常と比べて、実鋼材のどれかのパスで設備能力の上限を超える可能性が高まることが懸念される。そこで、代表鋼材のスケジュール計算を行う際には予め、通常よりも制約条件をより厳格側（実機にとっては安全側）にしておく、すなわち制約条件の上限を下げておくようにする。そして、この算出結果を代表制約条件ファイル１５に記録して、ステップＳ６に移行する。
【００１９】
ステップＳ６では、前記代表値をもとに前記代表鋼材についてスケジュール計算を実行し、計算結果をパススケジュールファイル２１に記録し、さらに代表パススケジュールファイル１６に転送・記録して、ステップＳ７に移行する。具体的には、初期データファイル１７内容を代表初期データファイル１３内容に、目標値ファイル１８内容を代表目標値ファイル１４内容に、制約条件格納部内容を代表制約条件ファイル１５内容に、それぞれ置換後、演算を実行する。なお、実際の圧延では実鋼材間で空冷時間が発生するので、本例では、代表鋼材でのスケジュール計算ではこの空冷時間を各パス間時間に加えて計算を実行するようにしている。ただしこれに限定されない。
【００２０】
以上の処理で、各鋼材毎の初期データおよび／または目標値の前記代表値からの偏差が算出されて鋼材別偏差情報記憶部内の各ファイルに記録される。
また、上記処理と並行して若しくは前後して、下記ステップＳ２０、ステップＳ２１が行われる。
すなわち、ステップＳ２０では、隣り合う先行材Ｍと後行材Ｎとの間の鋼材間隔時間（許容時間）を求める、若しくは当該鋼材間隔時間を設定して、ステップＳ２１に移行する。この鋼材間隔時間は、圧延機１に対する先行材Ｍの尾端抜けから後行材Ｎの噛み込みまでの時間であって、後行材Ｎのセットアップ替えのための許容時間である。なお、リバース圧延機１が複数スタンドで構成される場合には、各スタンド毎に上記鋼材間隔時間が決定される。
【００２１】
ステップＳ２１では、上記鋼材間隔時間、及び圧延機１の各設備の動作特性たとえばロール開度の動作速度などに基づき、各パスにおける先行材尾端抜けから後行材の噛み込み間に変更可能な各鋼材の圧延時に各設備の設定値の最大変位量を計算する。なお、各パスにおける一番先頭の鋼材については、上記最大変位量は予め決定した所要の大きさに設定しておく。
【００２２】
次に、ステップＳ７において、上記偏差、及び上記最大変位量に基づき代表パススケジュールファイル１６に記録済の前記スケジュール計算結果である代表鋼材のパス毎の圧下量等を補正し、該補正後の値を各鋼材各自のパススケジュールとする。
このとき、圧延速度、ロール開度等のセットアップ時の設定値について、上記求めた最大変位量の範囲内でセットアップ替えの設定変更量を決定して設定する。例えば、先行材Ｍに対する後行材Ｎのセットアップ替えのための各諸元の変更量が上記最大変位量より大きい場合には、当該上記最大変位量に変更する。
【００２３】
次に、ステップＳ８においては、上記決定したパススケジュールで各鋼材が所望の寸法や材質に仕上がるか否かを判定する。各鋼材が所望の寸法や材質に仕上がると判定した場合には、ステップＳ９に移行する。一方、各鋼材の一部若しくは全部が所望の寸法や材質に仕上がらないと判定した場合にはステップＳ１０に移行する。
【００２４】
ステップＳ９では、求めた各鋼材のパススケジュールをパススケジュールファイル２１に記録して終了する。
一方、ステップＳ１０では、所望の寸法や材質に仕上がらないと判定した鋼材について、当該鋼材が後行材Ｎとなる場合の任意のパスにおける上記鋼材間隔時間を広げるように設定変更した後、ステップＳ２１に移行して再度計算し直す。この場合には、対象とする鋼材に関する設定変更したパス及びその後のパスについてのみ計算し直せばよい。ここで、設定変更するパスは、当該鋼材の最終パスが好ましい。なお、同時圧延する複数の鋼材のパス数は異なっていても良い。また、鋼材間隔時間の変更の代わり若しくは併用し対象鋼材に対するパス数を増加するように設定変更しても良い。
【００２５】
次に、上記構成のパススケジュールを採用することによる作用・効果等について説明する。
本実施形態では、各鋼材間の鋼材間隔時間、及び各設備の動作特性に基づき、実際にセットアップ替え可能な範囲で各パスにおける各鋼材のセットアップ替えが可能となり、各鋼材間隔の長短によらず、安定したセットアップ制御が実現可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、スケジュール計算は代表鋼材１本のみについて行い、個々の実鋼材については、代表鋼材について算出したパススケジュールを所定の補正式で補正することにより、個別のパススケジュールを得るようにしたので、繰り返し計算は通常と同様１本の代表鋼材に対して行うだけで足り、それゆえパス毎に設定されるべきセットアップなどの導出が実圧延の進行に十分追従することができる。
【００２７】
【実施例】
鋼板１，２を同時に圧延機１でリバース圧延したときのセットアップの計算結果を示す。
ここで、鋼板１，２の条件は、
0003690269.tif 000002
【００２８】
従って、複数鋼板の同時圧延となるのは、１〜７パスであり、鋼板２のみ８パス目の圧延が存在する（１パス目は鋼板１→鋼板２の順で圧延される）。
また、先行材とのセットアップ許容差を与える設備の例として、水平ミルロール開度を選定した。
リバース圧延機１のロール開度設備の動作特性は、ロール開度変更速度が１０ｍｍ／秒である。
【００２９】
ここで、同時圧延となる１〜７パスの鋼板間隔時間として０．１秒を設定した。すると、変更可能な最大変位量は±１．０mmとなる。これにより各鋼材のスケジュール計算を行ったところ、鋼板１について目標板厚が仕上がらないと判定された。そこで、１から６パスの鋼板時間間隔は０．１秒のままとして、鋼板１の最終パスである７パス目の鋼板間隔時間を１．０秒（最大変位量１０．０mm）に設定変更した。各鋼材のスケジュール計算を再度行ったところのセットアップ計算結果を図４及び図５に示す。
【００３０】
図４は、セットアップ替えのための計算結果である、各パスでの先行材に対する後行材のロール開度差を示す。なお、鋼材は２本であるので、パス毎に先行材Ｍと後行材Ｎとが交代される。
また、図５は、パス毎の各鋼材の板厚と圧延荷重の比較を示す。
図４及び図５から分かるように、セットアップの計算において、鋼板間のロール開度が許容範囲内に納まっており、また、想定した鋼板間隔の範囲内で充分セットアップ替えが可能であり、セットアップ制御が適切に動作できる。
【００３１】
その結果として、許容される圧延荷重を超えることなく目標板厚を達成することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の鋼材の圧延方法を採用すると、セットアップ制御が適切に動作できるため、複数鋼板の同時圧延が安定して行え、設備の作業効率向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る圧延設備の概略構成図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係る圧延コントローラを示す図である。
【図３】パススケジュール計算手段の処理を示す図である。
【図４】各パスでの先行材に対する後行材のための水平ロール開度差を示す図である。
【図５】各パスでの出側板厚と圧延荷重との関係を示す図である。
【符号の説明】
Ｍ  先行材
Ｎ  後行材
１    圧延機
２    圧延コントローラ
２Ａ  搬送テーブル速度制御手段
２Ｂ  圧延機制御手段
２Ｃ  パススケジュール計算手段
３    左側搬送テーブル
４    右側搬送テーブル
５，６  駆動装置
７    左側間隔測定装置
８    右側間隔測定装置
１０  鋼材別情報記憶部
１１  鋼材別偏差情報記憶部
１２  鋼材別パススケジュール記憶部
【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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