(57)【要約】【課題】各圧延機における被圧延材のクラウン抑制および形状制御に要する装置を無理なく操作できるとともに、各圧延機の入側における被圧延材の形状によらず、各圧延機の出側における被圧延材のクラウンおよび形状を適正且つ容易に制御できること。【解決手段】本発明の一態様である被圧延材の形状制御装置は、各圧延機の圧延ロール状態を操作して被圧延材の形状制御を圧延機毎に行う複数のロール状態操作部と、計算機と、制御部とを備える。計算機は、少なくとも圧延機毎のクラウン変化率とその目標値との偏差を加味して前記被圧延材の形状制御を評価する形状制御評価関数を用い、前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出する。制御部は、前記操作量の算出結果に基づいて前記各圧延ロール状態を操作するように前記複数のロール状態操作部を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被圧延材をその搬送経路に沿って連続的に圧延する複数の圧延機の各圧延ロール状態を操作し、前記各圧延ロール状態の操作を通じて、前記被圧延材の形状制御を前記圧延機毎に行う複数のロール状態操作部と、
少なくとも前記複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を加味して前記被圧延材の形状制御を評価する形状制御評価関数を用い、前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出する計算機と、
前記操作量の算出結果に基づいて前記各圧延ロール状態を操作するように前記複数のロール状態操作部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする被圧延材の形状制御装置。
【請求項２】
前記計算機は、前記形状制御評価関数の各要素の重み付けを設定し、重み付け設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする請求項１に記載の被圧延材の形状制御装置。
【請求項３】
前記計算機は、少なくとも、前記複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を評価する変化率評価関数と、前記複数の圧延機のうちの最後段の圧延機における前記被圧延材のクラウンの目標値からの偏差を評価する最終クラウン評価関数とを加算して、前記形状制御評価関数を設定し、設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の被圧延材の形状制御装置。
【請求項４】
前記計算機は、圧延前の前記被圧延材と前記被圧延材に先行して圧延された先行の被圧延材との間における前記各圧延ロール状態の操作量の変更量を評価する操作変更量評価関数をさらに加算して、前記形状制御評価関数を設定することを特徴とする請求項３に記載の被圧延材の形状制御装置。
【請求項５】
前記各圧延ロール状態の操作量は、前記被圧延材のクラウンを低減する方向への前記各圧延ロールの曲げ量であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の被圧延材の形状制御装置。
【請求項６】
被圧延材をその搬送経路に沿って連続的に圧延する複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を少なくとも加味して前記被圧延材の形状制御を評価する形状制御評価関数を用い、前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出する操作量算出ステップと、
前記操作量の算出結果に基づいて前記各圧延ロール状態を操作し、前記各圧延ロール状態の操作を通じて、前記被圧延材の形状制御を前記圧延機毎に行う形状制御ステップと、
を含むことを特徴とする被圧延材の形状制御方法。
【請求項７】
前記形状制御評価関数の各要素の重み付けを設定する設定ステップをさらに含み、
前記操作量算出ステップは、重み付け設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする請求項６に記載の被圧延材の形状制御方法。
【請求項８】
前記設定ステップは、少なくとも、前記複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を評価する変化率評価関数と、前記複数の圧延機のうちの最後段の圧延機における前記被圧延材のクラウンの目標値からの偏差を評価する最終クラウン評価関数とを加算して、前記形状制御評価関数を設定し、
前記操作量算出ステップは、設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の被圧延材の形状制御方法。
【請求項９】
前記設定ステップは、圧延前の前記被圧延材と前記被圧延材に先行して圧延された先行の被圧延材との間における前記各圧延ロール状態の操作量の変更量を評価する操作変更量評価関数をさらに加算して、前記形状制御評価関数を設定することを特徴とする請求項８に記載の被圧延材の形状制御方法。
【請求項１０】
前記各圧延ロール状態の操作量は、前記被圧延材のクラウンを低減する方向への前記各圧延ロールの曲げ量であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の被圧延材の形状制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被圧延材の形状制御装置および形状制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱間圧延ラインの仕上圧延工程において、高温の鋼板をその搬送経路に沿って連続的に圧延する連続式熱間圧延機が用いられている。一般に、連続式熱間圧延機は、鋼板の搬送経路に沿って直列的に配置された複数の圧延機を備える。これら複数の圧延機の各々は、鋼板をその厚さ方向（以下、板厚方向という）に挟み込む一対の圧延ロールと、この一対の圧延ロールの圧延作用を補強する補強ロール（以下、バックアップロールという）とを用いて構成される。
【０００３】
このような連続式熱間圧延機では、圧延時に高温の鋼板と圧延ロールとが接触するため、この圧延ロールの接触部分が熱膨張を起こし、この熱膨張に起因して、圧延ロールにサーマルクラウンが発生する。また、圧延時の鋼板と圧延ロールとの間、あるいは、圧延ロールとバックアップロールとの間において作用する面圧に起因して、圧延ロールの撓み、圧延の継続に伴って順次進行する圧延ロールの磨耗等が発生する。
【０００４】
上述したサーマルクラウン、撓み、磨耗等によって変化した圧延ロールの形状は、圧延時に圧延ロールから鋼板に転写される。この結果、連続式熱間圧延機における最終スタンドの圧延機出側の鋼板には、その幅方向（以下、板幅方向という）の板厚分布の不均一状態、すなわち板クラウンが発生する。なお、板クラウンは、鋼板の板幅方向の中央部分の板厚が板幅方向の端部に比して厚くなることによって生じる中央部分と端部分との板厚差である。以下、板クラウンを適宜、クラウンと略記する。
【０００５】
また、各圧延機の入側と出側との間における鋼板の板クラウン変化が過度に大きい場合、最終スタンドの圧延機出側の鋼板には、板幅方向の両端部分において長手方向に波打つ形状（以下、耳波形状という）あるいは板幅方向の中央部分において長手方向に波打つ形状（以下、中伸形状という）が発生する可能性がある。耳波形状または中伸形状等の鋼板の形状変化は、連続式熱間圧延機内における鋼板の二重折込み等の通板トラブルを引き起こす原因となる。このような鋼板の通板トラブルは、連続式熱間圧延機の稼働率および仕上圧延工程の製品歩留まりを低下させるのみならず、圧延機の損傷等の多大な損失を招来する。
【０００６】
なお、上述した鋼板の板クラウンまたは形状変化を抑制するために従来技術として、例えば、連続式熱間圧延機の最終スタンド出側の目標形状偏差および各スタンドの形状制御装置の操作による形状変化を最小化するとともに、各スタンド毎の形状制御装置の操作量が均一となるように形状制御する板形状制御方法がある（特許文献１参照）。また、各スタンドの板クラウン・板形状制御用アクチュエータの操作量が操作限界値に達することなく板形状制御を行うように、各スタンドの板厚圧下スケジュールを設定する圧延方法がある（特許文献２参照）。さらに、連続式熱間圧延機のスタンド間に設置した形状計によって圧延途中のストリップの形状を測定し、この形状測定結果に基づいて、連続式熱間圧延機入側の誘導加熱装置によるストリップの加熱を行い、これによって、ストリップの形状不良を抑制する形状制御方法がある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２８１２３１号公報
【特許文献２】特開２００６−２５５７２７号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３５３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来技術では、圧延機の入側における鋼板等の被圧延材の形状によっては、圧延機の出側における被圧延材のクラウンを所望の目標クラウンに抑制することが困難な場合がある。また、被圧延材のクラウンを解消する方向に圧延ロールを曲げるロールベンダー、圧延ロールの軸を交差させるロールクロス、被圧延材の幅方向に圧延ロールをシフトするロールシフト等の被圧延材のクラウン抑制および形状制御に要する装置の操作量が、その装置仕様の限度を超える場合がある。この結果、意図するクラウン制御および形状制御を被圧延材に対して行うことができない可能性がある。さらには、高温、油、蒸気、粉塵の雰囲気という熱間圧延の厳しい環境に耐え得る形状計を圧延機間に設置しなければならず、このため、装置構成の複雑化および装置コストの増大を招来するのみならず、この装置のメンテナンスに多大な手間を要する。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、各圧延機における被圧延材のクラウン抑制および形状制御に要する装置を無理なく操作できるとともに、各圧延機の入側における被圧延材の形状によらず、各圧延機の出側における被圧延材のクラウンおよび形状を適正且つ容易に制御できる被圧延材の形状制御装置および形状制御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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる被圧延材の形状制御装置は、被圧延材をその搬送経路に沿って連続的に圧延する複数の圧延機の各圧延ロール状態を操作し、前記各圧延ロール状態の操作を通じて、前記被圧延材の形状制御を前記圧延機毎に行う複数のロール状態操作部と、少なくとも前記複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を加味して前記被圧延材の形状制御を評価する形状制御評価関数を用い、前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出する計算機と、前記操作量の算出結果に基づいて前記各圧延ロール状態を操作するように前記複数のロール状態操作部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御装置は、上記の発明において、前記計算機は、前記形状制御評価関数の各要素の重み付けを設定し、重み付け設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御装置は、上記の発明において、前記計算機は、少なくとも、前記複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を評価する変化率評価関数と、前記複数の圧延機のうちの最後段の圧延機における前記被圧延材のクラウンの目標値からの偏差を評価する最終クラウン評価関数とを加算して、前記形状制御評価関数を設定し、設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御装置は、上記の発明において、前記計算機は、圧延前の前記被圧延材と前記被圧延材に先行して圧延された先行の被圧延材との間における前記各圧延ロール状態の操作量の変更量を評価する操作変更量評価関数をさらに加算して、前記形状制御評価関数を設定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御装置は、上記の発明において、前記各圧延ロール状態の操作量は、前記被圧延材のクラウンを低減する方向への前記各圧延ロールの曲げ量であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御方法は、被圧延材をその搬送経路に沿って連続的に圧延する複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を少なくとも加味して前記被圧延材の形状制御を評価する形状制御評価関数を用い、前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出する操作量算出ステップと、前記操作量の算出結果に基づいて前記各圧延ロール状態を操作し、前記各圧延ロール状態の操作を通じて、前記被圧延材の形状制御を前記圧延機毎に行う形状制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御方法は、上記の発明において、前記形状制御評価関数の各要素の重み付けを設定する設定ステップをさらに含み、前記操作量算出ステップは、重み付け設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御方法は、上記の発明において、前記設定ステップは、少なくとも、前記複数の圧延機の各々における前記被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を評価する変化率評価関数と、前記複数の圧延機のうちの最後段の圧延機における前記被圧延材のクラウンの目標値からの偏差を評価する最終クラウン評価関数とを加算して、前記形状制御評価関数を設定し、前記操作量算出ステップは、設定後の前記形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、前記各圧延ロール状態の操作量を算出することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御方法は、上記の発明において、前記設定ステップは、圧延前の前記被圧延材と前記被圧延材に先行して圧延された先行の被圧延材との間における前記各圧延ロール状態の操作量の変更量を評価する操作変更量評価関数をさらに加算して、前記形状制御評価関数を設定することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかる被圧延材の形状制御方法は、上記の発明において、前記各圧延ロール状態の操作量は、前記被圧延材のクラウンを低減する方向への前記各圧延ロールの曲げ量であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、各圧延機における被圧延材のクラウン抑制および形状制御に要する装置を無理なく操作できるとともに、各圧延機の入側における被圧延材の形状によらず、各圧延機の出側における被圧延材のクラウンおよび形状を適正且つ容易に制御できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる被圧延材の形状制御装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態にかかる被圧延材の形状制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、圧延機毎のクラウン変化率の一例を示す図である。
【図４】図４は、鋼板の形状制御におけるベンダー荷重設定値の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付図面を参照して、本発明にかかる被圧延材の形状制御装置および形状制御方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、被圧延材の一例として粗圧延後の鋼板を例示し、この鋼板を仕上圧延する連続式熱間圧延機に適用される形状制御装置および形状制御方法を説明するが、本実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００２３】
(実施の形態)
まず、本発明の実施の形態にかかる被圧延材の形状制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる被圧延材の形状制御装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図１には、熱間圧延ラインのうち、本実施の形態にかかる形状制御装置１が適用される連続式熱間圧延機１０を設置した部分が模式的に図示されている。図１に示すように、形状制御装置１は、鋼板７を連続的に圧延する連続式熱間圧延機１０の各圧延ロール状態を操作する複数のベンダー２ａ〜２ｇと、鋼板７の形状制御等に必要な各種情報を入力する入力部３と、連続式熱間圧延機１０の出側における鋼板７の板厚を計測するための形状計４と、鋼板７の形状制御に必要な各種演算処理を行う計算機５と、形状制御装置１の各構成部を制御する制御部６とを備える。
【００２４】
ベンダー２ａ〜２ｇは、連続式熱間圧延機１０を構成する複数の圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態を操作し、これら各圧延ロール状態の操作を通じて、鋼板７の形状制御を圧延機毎に行う複数のロール状態操作部として機能する。具体的には、ベンダー２ａ〜２ｇは、圧延機Ｆ１〜Ｆ２に各々配置され、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態として、各圧延ロール曲げ量を操作する。より具体的には、ベンダー２ａは、圧延機Ｆ１の圧延ロール１１ａ，１１ｂに対し、油圧式等によって圧力を加え、これによって、圧延機Ｆ１における鋼板７の板クラウンを低減する方向（例えば鋼板７の板厚方向）に圧延ロール１１ａ，１１ｂを曲げる。また、ベンダー２ｂ〜２ｇの各々は、ベンダー２ａと同様に構成される。ベンダー２ｂ〜２ｇは、圧延ロール１１ａ，１１ｂに対するベンダー２ａの作用と同様に、圧延機Ｆ２〜Ｆ７の各圧延ロール１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを、鋼板７の板クラウンを低減する方向に曲げる。ベンダー２ａ〜２ｇは、このような圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ操作を通じて、鋼板７の形状制御を圧延機毎に行う。
【００２５】
入力部３は、キーボードおよびマウス等の入力デバイスを用いて実現される。入力部３は、操作者の入力操作に対応して、鋼板７の形状制御に必要な各種評価関数の因子等の関数情報を計算機５に入力する。
【００２６】
形状計４は、連続式熱間圧延機１０の出側、すなわち、連続式熱間圧延機１０における最後段の圧延機Ｆ７の出側に配置される。形状計４は、圧延機Ｆ７による圧延後の鋼板７の表面形状に基づいて、この鋼板７の板厚および板クラウン等を示す板厚プロフィルを計測する。形状計４は、計測した鋼板７の板厚プロフィルを計算機５に送信する。
【００２７】
計算機５は、入力部３によって入力された関数情報と、プロセスコンピュータ１９によって入力された鋼板７の諸元とをもとに、各種演算処理を行って、鋼板７の形状制御を評価する評価関数Ｊを設定する。評価関数Ｊは、少なくとも複数の圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各々における鋼板７のクラウン変化率の目標値からの偏差を加味して、鋼板７の形状制御を評価する形状制御評価関数である。なお、この評価関数Ｊの詳細については、後述する。計算機５は、このような評価関数Ｊを用い、評価関数Ｊを最小化する演算処理を行って、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態の操作量を算出する。本実施の形態において、計算機５は、これら各圧延ロール状態の操作量として、上述したベンダー２ａ〜２ｇに設定される圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ量を算出する。また、計算機５は、形状計４から鋼板７の板厚プロフィルの実測値を取得し、取得した実測値をもとに、評価関数Ｊを適宜補正し、その都度、評価関数Ｊを補正後のものに更新する。上述した各圧延ロール曲げ量の算出処理は、このような更新後の評価関数Ｊを用いて行われる。
【００２８】
なお、上述した鋼板７の諸元は、要求された鉄鋼製品を仕上圧延するために必要な情報であり、例えば、鋼板７の組成、鋼種、強度、温度、板幅、板厚、板長、重量、圧延条件、圧延後の目標寸法（板幅、板厚、板長）等が挙げられる。
【００２９】
制御部６は、形状制御装置１の機能を実現するためのプログラム等を記憶するメモリおよびこのメモリ内のプログラムを実行するＣＰＵ等を用いて実現される。制御部６は、ベンダー２ａ〜２ｇおよび計算機５の各動作を制御し、且つ、これら各構成部との電気信号の入出力を制御する。特に、制御部６は、計算機５による操作量の算出値に基づいて圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態（各圧延ロール曲げ量）を操作するように、ベンダー２ａ〜２ｇを制御する。
【００３０】
一方、連続式熱間圧延機１０は、本実施の形態にかかる形状制御装置１が適用される圧延装置の一例であり、図１に示すように、圧延対象の鋼板７をその搬送経路１８に沿って連続的に圧延する７つの圧延機Ｆ１〜Ｆ７を備える。圧延機Ｆ１は、鋼板７の搬送経路１８を挟んで板厚方向に対向する一対の圧延ロール１１ａ，１１ｂと、この一対の圧延ロール１１ａ，１１ｂによる圧延作用を補強するバックアップロール１１ｃ，１１ｄとを用いて構成される。また、この圧延機Ｆ１と同様に、圧延機Ｆ２は、一対の圧延ロール１２ａ，１２ｂとバックアップロール１２ｃ，１２ｄとを用いて構成され、圧延機Ｆ３は、一対の圧延ロール１３ａ，１３ｂとバックアップロール１３ｃ，１３ｄとを用いて構成され、圧延機Ｆ４は、一対の圧延ロール１４ａ，１４ｂとバックアップロール１４ｃ，１４ｄとを用いて構成される。同様に、圧延機Ｆ５は、一対の圧延ロール１５ａ，１５ｂとバックアップロール１５ｃ，１５ｄとを用いて構成され、圧延機Ｆ６は、一対の圧延ロール１６ａ，１６ｂとバックアップロール１６ｃ，１６ｄとを用いて構成され、圧延機Ｆ７は、一対の圧延ロール１７ａ，１７ｂとバックアップロール１７ｃ，１７ｄとを用いて構成される。これら７つの圧延機Ｆ１〜Ｆ７は、搬送経路１８に沿って直列的に配置され、連続式熱間圧延機１０の入側から出側に向かう順に、スタンド番号１〜７を割り振られる。例えば、圧延機Ｆ１は、連続式熱間圧延機１０における最前段の圧延機であり、そのスタンド番号ｉは「１」である。圧延機Ｆ７は、連続式熱間圧延機１０における最後段の圧延機であり、そのスタンド番号ｉは「７」である。
【００３１】
上述したような７つ（７スタンド）の圧延機Ｆ１〜Ｆ７を有する連続式熱間圧延機１０は、被圧延材の一例である鋼板７を所望の板厚の鋼帯（圧延製品）に加工する仕上圧延工程を担う。このような連続式熱間圧延機１０の前段には粗圧延機（図示せず）が配置される。すなわち、鋼板７は、予め粗圧延された後、連続式熱間圧延機１０によって仕上圧延される。
【００３２】
なお、図１に示すように、連続式熱間圧延機１０に対して３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の直交座標系を設定した場合、連続式熱間圧延機１０による鋼板７の圧延方向がｘ軸方向と平行であれば、鋼板７の板幅方向はｙ軸方向と平行であり、鋼板７の板厚方向はｚ軸方向と平行である。この場合、連続式熱間圧延１０による圧延時の鋼板７の通板方向は、圧延方向と同様にｘ軸方向と平行である。
【００３３】
プロセスコンピュータ１９は、熱間圧延ラインによって製造される鉄鋼製品の製造条件等を管理、設定するものである。例えば、プロセスコンピュータ１９は、鉄鋼製品のオーダー情報を受け付け、受け付けたオーダー情報をもとに被圧延材毎の製造条件等を設定する。このようなプロセスコンピュータ１９は、連続式熱間圧延機１０の入側に鋼板７が搬送される都度、この鋼板７の諸元を計算機５に提供するとともに、この鋼板７に対する各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の圧下量等の圧延条件を設定して、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７を制御する。
【００３４】
つぎに、本実施の形態における被圧延材の形状制御に用いられる評価関数Ｊについて説明する。評価関数Ｊは、上述したように、少なくとも各圧延機Ｆ１〜Ｆ７における鋼板７のクラウン変化率の目標値からの偏差を加味して、鋼板７の形状制御を評価する形状制御評価関数である。このような評価関数Ｊは、例えば次式（１）に示すように、計算機５によって導出される３つの評価関数Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3と、各評価関数Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3の重み付けを決定する重み係数α，β，γとを用いて構成される。
Ｊ＝αＪ1＋βＪ2＋γＪ3                              ・・・（１）
以下、式（１）の評価関数Ｊを構成する各要素である評価関数Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3について順次説明する。
【００３５】
まず、評価関数Ｊ1は、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各々における鋼板７のクラウン変化率の目標値からの偏差を評価する変化率評価関数である。このような評価関数Ｊ1は、例えば、圧延機Ｆ１〜Ｆ７のうちのスタンド番号ｉの圧延機（以下、第ｉスタンドの圧延機という）におけるクラウン変化率ΔＳ（ｉ）および目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）を用いて、次式（２）に示すように構成される。なお、本実施の形態において、最終スタンド番号ｎは「７」である。
【００３６】
【数１】
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【００３７】
式（２）において、影響係数ａi（ｉ＝１〜７）は、評価関数Ｊ1における第ｉスタンドの圧延機の影響度を示す係数である。すなわち、圧延機Ｆ１〜Ｆ７のうち、評価関数Ｊ1における影響度が高い圧延機の影響係数ａiは、影響度が低い他の圧延機に比して大きく設定される。
【００３８】
ここで、クラウン変化率ΔＳ（ｉ）は、第ｉスタンドの圧延機出側の鋼板７の板クラウンと第ｉスタンドの圧延機入側の鋼板７の板クラウンとの差（以下、クラウン変化量という）を第ｉスタンドの圧延機出側の鋼板７の板厚によって除算した値として定義する。また、第ｉスタンドの圧延機出側の鋼板７の板クラウンＳ（ｉ）は、例えば次式（３）に示すように、メカニカルクラウンＭ（ｉ）とクラウンの転写率ｗ1（ｉ）との乗算項と、クラウンの遺伝係数ｗ2（ｉ）と前段の圧延機出側の板クラウンＳ（ｉ−１）との乗算項とを加算して算出される。なお、板クラウンＳ（ｉ）の算出式は、式（３）のものに限定されず、圧延機毎の被圧延材のクラウンを算出可能なものであればよい。
Ｓ（ｉ）＝ｗ1（ｉ）Ｍ（ｉ）＋ｗ2（ｉ）Ｓ（ｉ−１）          ・・・（３）
【００３９】
式（３）において、メカニカルクラウンＭ（ｉ）は、第ｉスタンドの圧延機の圧延ロールに対して鋼板７の板幅方向に均一な荷重がバックアップロールから作用した際に、鋼板７に生じる板クラウンである。このようなメカニカルクラウンＭ（ｉ）は、第ｉスタンドの圧延機における圧延荷重と、第ｉスタンドにおけるベンダー（図１に示したベンダー２ａ〜２ｇのうちのいずれか）の操作量と、圧延ロールのイニシャルクラウンと、圧延ロール摩耗量と、圧延ロールのサーマルクラウンとを用いて算出した圧延ロール変形量をもとに、求めることができる。なお、圧延条件をもとに圧延ロール変形に及ぼす影響量を予め求めておき、この影響量を用いてメカニカルクラウンＭ（ｉ）を算出してもよい。
【００４０】
また、式（３）において、転写率ｗ1（ｉ）は、第ｉスタンドの圧延機の圧延ロールから鋼板７への形状の伝達度合いを示す係数である。遺伝係数ｗ2（ｉ）は、第（ｉ−１）スタンドの圧延機から第ｉスタンドの圧延機へ遺伝する鋼板７の板クラウンの程度を示す係数である。なお、板クラウンＳ（ｉ−１）は、第ｉスタンドの圧延機の前段における鋼板７の板クラウンである。すなわち、圧延機Ｆ２〜Ｆ７において、板クラウンＳ（ｉ−１）は、第（ｉ−１）スタンドの圧延機における鋼板７の板クラウンである。一方、板クラウンＳ（０）は、圧延機Ｆ１の前段の圧延機（例えば連続式熱間圧延機１０の前段の粗圧延機）における鋼板７の板クラウンである。
【００４１】
一方、上式（２）における目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）は、第ｉスタンドの圧延機において目標とする鋼板７のクラウン変化量と板厚との率である。このような目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）は、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各々について、固定値として設定することができる。また、過去の圧延実績等をもとに、被圧延材の材質、製品寸法、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の圧下量、圧延機出側における被圧延材の目標温度等の製品の圧延諸元をその項目毎の区分に分けて保存し、この保存した区分毎に設定したクラウン変化率の目標値を目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）として用いてもよい。
【００４２】
つぎに、評価関数Ｊ2は、複数の圧延機Ｆ１〜Ｆ７のうちの最後段の圧延機Ｆ７における鋼板７の板クラウンの目標値からの偏差を評価する最終クラウン評価関数である。このような評価関数Ｊ2は、連続式熱間圧延機１０の出側における鋼板７の板クラウンＳ（ｎ）と、連続式熱間圧延機１０の出側において目標とする鋼板７の板クラウン（以下、目標板クラウンＯ（ｎ）という）とを用いて、次式（４）に示すように構成される。
Ｊ2＝（Ｓ（ｎ）−Ｏ（ｎ））2                          ・・・（４）
【００４３】
なお、本実施の形態において、連続式熱間圧延機１０の出側における鋼板７の板クラウンＳ（ｎ）は、第７スタンドの圧延機Ｆ７における板クラウンＳ（７）である。板クラウンＳ（７）は、上述した式（３）に基づいて算出される。一方、連続式熱間圧延機１０の出側における目標板クラウンＯ（ｎ）は、第７スタンドの圧延機Ｆ７における目標板クラウンＯ（７）である。この目標板クラウンＯ（７）は、圧延機Ｆ７について固定値として設定してもよいし、製品の圧延諸元をもとに設定した仕上圧延後の最終的な板クラウンの目標値を用いて設定してもよい。
【００４４】
つぎに、評価関数Ｊ3は、連続式熱間圧延機１０による圧延前の鋼板７と鋼板７に先行して圧延された先行の鋼板（以下、先行板という）との間における、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態の操作量の変更量を評価する操作変更量評価関数である。このような評価関数Ｊ3は、第ｉスタンドの圧延機に配置されたベンダー（図１に示したベンダー２ａ〜２ｇのうちのいずれか）の設定値変更量ΔＢ（ｉ）を用いて、次式（５）のように構成される。なお、本実施の形態において、最終スタンド番号ｎは、上述したように「７」である。
【００４５】
【数２】
2014073509.tif 000004
【００４６】
式（５）において、影響係数ｂi（ｉ＝１〜７）は、評価関数Ｊ3における第ｉスタンドの圧延機の影響度を示す係数である。すなわち、圧延機Ｆ１〜Ｆ７のうち、評価関数Ｊ3における影響度が高い圧延機の影響係数ｂiは、影響度が低い他の圧延機に比して大きく設定される。
【００４７】
本実施の形態にかかる形状制御装置１の計算機５（図１参照）は、上述した式（２），（４），（５）に基づく各評価関数Ｊ1，Ｊ2，Ｊ3と、その重み係数α，β，γとを設定する。その後、計算機５、上述した式（１）に示すように、重み係数αと評価関数Ｊ1との乗算項と、重み係数βと評価関数Ｊ2との乗算項と、重み係数γと評価関数Ｊ3との乗算項とを加算して、鋼板７の形状制御の評価関数Ｊを導出し、設定する。
【００４８】
つぎに、本発明の実施の形態にかかる被圧延材の形状制御方法について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかる被圧延材の形状制御方法の一例を示すフローチャートである。本実施の形態にかかる被圧延材の形状制御方法では、被圧延材の一例である鋼板７が粗圧延されてから連続式熱間圧延機１０（図１参照）によって仕上圧延される前に、形状制御装置１が、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理ステップを順次行って、連続式熱間圧延機１０の圧延機毎に鋼板７の形状制御を行う。
【００４９】
すなわち、図２に示すように、形状制御装置１は、まず、被圧延材の形状制御に必要な各種評価関数を設定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１において、計算機５は、入力部３によって入力された評価関数の因子等の入力情報を取得し、且つ、鋼板７の諸元および鋼板７に関する圧延諸元等の情報をプロセスコンピュータ１９から取得する。計算機５は、取得した各種情報を用い、上述した式（３）に基づいて、連続式熱間圧延機１０の各圧延機Ｆ１〜Ｆ７における板クラウンＳ（ｉ）を算出する。この演算処理において、計算機５は、プロセスコンピュータ１９からの情報等をもとにクラウンの転写率ｗ1と遺伝係数ｗ2とを圧延機毎に算出する。また、計算機５は、鋼板７に関する圧延諸元等の情報をもとに、圧延機毎の圧延荷重、圧延ロール状態（曲げ状態）の操作量、圧延ロール摩耗量、サーマルクラウン等を算出し、且つ、入力部３からの入力情報をもとに圧延ロール毎のイニシャルクラウンを設定する。計算機５は、このようにして得られた各要素を用いて、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７のメカニカルクラウンＭ（ｉ）を算出する。計算機５は、これら転写率ｗ1、遺伝係数ｗ2、およびメカニカルクラウンＭ（ｉ）等の各要素を式（３）の演算処理に用いる。
【００５０】
また、計算機５は、入力部３またはプロセスコンピュータ１９から得られた情報をもとに、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７のクラウン変化率ΔＳ（ｉ）を算出し、且つ、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）を設定する。計算機５は、入力部３からの入力情報に基づいて圧延機毎に影響係数ａiを設定した上、上述した式（２）に基づいて、クラウン変化率ΔＳ（ｉ）と目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）との差の２乗値に影響係数ａiを乗算して得られる各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の要素項を加算する。この結果、計算機５は、圧延機毎のクラウン変化率の目標偏差に関する評価関数Ｊ1を算出して、設定する。また、計算機５は、この評価関数Ｊ1の各要素の重み付けを影響係数ａiによって圧延機毎に設定する。
【００５１】
さらに、計算機５は、上述した式（３）に基づいて最後段の圧延機Ｆ７の出側における板クラウンＳ（７）を算出し、且つ、入力部３またはプロセスコンピュータ１９から得られた情報をもとに、この圧延機７における目標板クラウンＯ（７）を設定する。計算機５は、上述した式（４）に基づいて、圧延機７における板クラウンＳ（７）と目標板クラウンＯ（７）との差の２乗値を算出し、この算出結果を、鋼板７の製品段階における板クラウンの目標偏差に関する評価関数Ｊ2として設定する。
【００５２】
また、計算機５は、プロセスコンピュータ１９から得られた過去の圧延実績等の情報をもとに、圧延機Ｆ１〜Ｆ７に各々配置のベンダー２ａ〜２ｇの各設定値変更量ΔＢ（ｉ）を算出する。計算機５は、入力部３からの入力情報に基づいて圧延機毎に影響係数ｂiを設定した上、上述した式（５）に基づいて、設定値変更量ΔＢ（ｉ）の２乗値に影響係数ｂiを乗算して得られる各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の要素項を加算する。この結果、計算機５は、先行材と現被圧延材（鋼板７）との間における圧延機毎のベンダー操作量（すなわち圧延ロール曲げ操作量）の差に関する評価関数Ｊ3を算出して、設定する。また、計算機５は、この評価関数Ｊ3の各要素の重み付けを影響係数ｂiによって圧延機毎に設定する。
【００５３】
さらに、計算機５は、入力部３からの入力情報に基づいて重み係数α，β，γを設定し、これによって、鋼板７の形状制御の評価関数Ｊ（式（１）参照）を構成する各要素の重み付けを設定する。具体的には、計算機５は、重み係数αによって評価関数Ｊ1の重み付けを設定し、重み係数βによって評価関数Ｊ2の重み付けを設定し、重み係数γによって評価関数Ｊ3の重み付けを設定する。計算機５は、上述した式（１）に基づいて、重み係数αと評価関数Ｊ1との乗算項と、重み係数βと評価関数Ｊ2との乗算項と、重み係数γと評価関数Ｊ3との乗算項とを加算し、この加算結果を評価関数Ｊとして設定する。
【００５４】
上述したステップＳ１０１を実行後、形状制御装置１は、ステップＳ１０１によって設定した評価関数Ｊの最小化によって、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の圧延ロール状態の操作量を算出する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、計算機５は、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各々における鋼板７のクラウン変化率の目標値からの偏差を少なくとも加味して鋼板７の形状制御を評価する評価関数Ｊを用い、この評価関数Ｊを最小化する演算処理を行って、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態の操作量を算出する。
【００５５】
具体的には、計算機５は、所定の最小化演算手法を用いて、ステップＳ１０１による評価関数Ｊを最小化する。例えば、評価関数Ｊが式（１）に示したように凸関数である場合、計算機５は、最急降下法等によって評価関数Ｊを最小化する。この評価関数Ｊの最小化によって、計算機５は、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７におけるクラウン変化率ΔＳ（ｉ）を目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）に近づけ、連続式熱間圧延機１０の出側における板クラウンＳ（７）をその目標板クラウンＯ（７）に近づけ、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７におけるベンダー２ａ〜２ｇの操作設定値の変更量を小さくする。計算機５は、このように評価関数Ｊが最小化する際の各ベンダー２ａ〜２ｇの操作設定値を、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態の操作量として算出する。なお、本実施の形態において、各圧延ロール状態の操作量は、鋼板７の板クラウンを低減する方向への圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ量であり、ベンダー２ａ〜２ｇの各操作設定値に依存する。
【００５６】
つぎに、形状制御装置１は、上述したステップＳ１０２による操作量の算出結果に基づいて各圧延ロール状態を操作し、これら各圧延ロール状態の操作を通じて、被圧延材の形状制御を圧延機毎に行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、制御部６は、最小化した評価関数Ｊに対応して算出された各ベンダー２ａ〜２ｇの操作設定値を計算機５から取得し、取得した各操作設定値（算出値）を各ベンダー２ａ〜２ｇに対して設定する。ついで、制御部６は、このような操作設定値に基づいて圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ状態を操作するように、各ベンダー２ａ〜２ｇを制御する。例えば、圧延機Ｆ１の圧延ロール１１ａ，１１ｂは、制御部６の制御に基づくベンダー２ａの操作によって、ベンダー２ａの操作設定値に応じた曲げ量分、鋼板７の板クラウンの反対方向に曲げられる。制御部６は、このような各ベンダー２ａ〜２ｇの操作量の制御を通じて、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の出側における鋼板７の板クラウンおよび板形状を制御する。
【００５７】
ここで、形状制御装置１は、鋼板７に例示される粗圧延済みの被圧延材が連続式熱間圧延機１０の入側へ搬送される都度、図２に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０３の各処理ステップを繰り返し実行する。このようにして、形状制御装置１は、連続式熱間圧延機１０の入側に位置する被圧延材毎に、上述したように各ベンダー２ａ〜２ｇの操作量を設定し、各ベンダー２ａ〜２ｇの操作を通じて被圧延材の板クラウンおよび板形状を圧延機毎に制御する。
【００５８】
つぎに、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ量を操作する各ベンダー２ａ〜２ｇの操作設定値として、各ベンダー２ａ〜２ｇのベンダー荷重設定値を例示し、鋼板７の形状制御における各ベンダー２ａ〜２ｇの操作を具体的に説明する。なお、ベンダー荷重設定値は、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ量を操作するために各ベンダー２ａ〜２ｇが圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂに対して各々印加する荷重の設定値である。
【００５９】
図３は、圧延機毎のクラウン変化率の一例を示す図である。図３において、線Ｌ１は、本実施の形態にかかる形状制御装置１による圧延機毎のクラウン変化率ΔＳ（ｉ）を示し、線Ｌ２は、圧延機毎の目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）を示す。線Ｌ３は、従来の鋼板形状制御において設定される圧延機毎の目標クラウン変化率を示す。線Ｌ４，Ｌ５は、圧延機毎の鋼板７の形状とクラウン変化率との相関を示すものである。具体的には、線Ｌ４は、鋼板７の形状が耳波形状になるか否かのクラウン変化率の境界を示す。すなわち、線Ｌ４を超過するクラウン変化率の領域（以下、耳波域という）では、鋼板７に耳波形状が生じる。一方、線Ｌ５は、鋼板７の形状が中伸形状になるか否かのクラウン変化率の境界を示す。すなわち、線Ｌ５を下回るクラウン変化率の領域（以下、中伸域という）では、鋼板７に中伸形状が生じる。
【００６０】
図３の線Ｌ２によって示されるように、目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）は、圧延対象の鋼板７に耳波形状または中伸形状のいずれも発生させることなく、スタンド番号「７」の圧延機Ｆ７の出側における鋼板７の板クラウンおよび形状のいずれもが良品範囲のものになるように設定される。本実施の形態における各圧延機Ｆ１〜Ｆ７のクラウン変化率ΔＳ（ｉ）は、図３の線Ｌ１に示されるように、スタンド番号「１」の圧延機Ｆ１からスタンド番号「７」の圧延機Ｆ７へのスタンド変化に伴い、上述した目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）に追随するように変化する。すなわち、本実施の形態におけるクラウン変化率ΔＳ（ｉ）は、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の全スタンドに亘って、耳波形状または中伸形状のいずれも鋼板７に発生させることなく、圧延機毎に目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）との差を所定の範囲内に抑制されている。
【００６１】
なお、従来の鋼板形状制御では、図３の線Ｌ３に示されるように、スタンド番号「１」の圧延機Ｆ１からスタンド番号「２」の圧延機Ｆ２にかけてクラウン変化率を急激に低くし、これ以降、スタンド番号「７」の圧延機Ｆ７に至るまで、クラウン変化率を略零値に設定している。このような従来のクラウン変化率と異なり、本実施の形態におけるクラウン変化率ΔＳ（ｉ）は、図３の線Ｌ１，Ｌ３を比較して分かるように、急峻に変化することなく、圧延機Ｆ１〜Ｆ７に亘って徐々に変化する。
【００６２】
本発明における鋼板７の形状制御では、図３に示したように、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７のクラウン変化率ΔＳ（ｉ）が目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）に近づくようにして、各ベンダー２ａ〜２ｇのベンダー荷重設定値が圧延機毎に決定される。各ベンダー２ａ〜２ｇは、圧延機毎のベンダー荷重設定値に基づいて、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール曲げ量を操作する。図４は、鋼板の形状制御におけるベンダー荷重設定値の一例を示す図である。図４において、線Ｌ１１は、本実施の形態にかかる形状制御装置１による圧延機毎のベンダー荷重設定値を示す。線Ｌ１２は、従来の鋼板形状制御における圧延機毎のベンダー荷重設定値を示す。また、ベンダー荷重設定値の上限値Ｂｍａｘは、各ベンダー２ａ〜２ｇの設備仕様によって決定される設定可能な荷重の上限値であり、下限値Ｂｍｉｎは、同様に設備仕様によって決定される設定可能な荷重の下限値である。
【００６３】
図４の線Ｌ１１に示されるように、本実施の形態におけるベンダー荷重設定値は、上限値Ｂｍａｘを超過することなく且つ下限値Ｂｍｉｎを下回ることなく、各ベンダー２ａ〜２ｇに設定される。また、各ベンダー２ａ〜２ｇのベンダー荷重設定値は、この上限値Ｂｍａｘ以下、下限値Ｂｍｉｎ以上の範囲内において、所定の荷重差の範囲内に安定している。
【００６４】
ここで、従来の鋼板形状制御では、図３の線Ｌ３に示すように、前段側の圧延機Ｆ１，Ｆ２において急峻にクラウン変化率を減少させ、その後、最後段の圧延機Ｆ７に至るまで、クラウン変化率を略零値に維持するように各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の圧延ロール曲げ量を操作している。このような圧延ロール曲げ量の操作では、図４の線Ｌ１２に示されるように、ベンダー２ａ〜２ｇ間においてベンダー荷重設定値の変動量が大きくなって、ベンダー２ａ〜２ｇの各荷重設定が不安定になる。さらには、図４に示すように、スタンド番号「４」のベンダー２ｄのベンダー荷重設定値が上限値Ｂｍａｘを超過している。したがって、従来の鋼板形状制御では、各ベンダー２ａ〜２ｇ（特に、上限値Ｂｍａｘを超過したベンダー２ｄ）の負荷が過度に増大するのみならず、ベンダー２ｄのベンダー荷重設定値が上限値Ｂｍａｘを超過するため、ベンダー２ｄを設定値どおりに操作することができず、この結果、意図したとおりに鋼板７の形状制御を行うことができない。なお、この従来の鋼板形状制御の問題点は、ベンダー２ｄに限らず、ベンダー２ａ〜２ｇのうちのいずれであっても、ベンダー荷重設定値が上限値Ｂｍａｘを超過した場合に起こり得る。また、ベンダー荷重設定値が下限値Ｂｍｉｎを下回る場合であっても、この従来の問題点は同様に起こり得る。
【００６５】
これに対し、本実施の形態における鋼板形状制御では、図３に示したように、鋼板７の板クラウンの変化と耳形状不良（耳波形状、中伸形状等）の防止を圧延機毎に考慮して適正に設定した目標クラウン変化率ΔＯ（ｉ）と、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７におけるクラウン変化率ΔＳ（ｉ）との差を所定範囲内に収束するように、各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の圧延ロール曲げ量を操作している。このような本実施の形態における圧延ロール曲げ量の操作では、図４に示したように、上限値Ｂｍａｘ以下、下限値Ｂｍｉｎ以上の範囲内に各ベンダー２ａ〜２ｇのベンダー荷重設定値を調整しつつ、ベンダー２ａ〜２ｇ間でのベンダー荷重設定値の変動量を小さく抑えて、各ベンダー２ａ〜２ｇの安定的な荷重設定を行っている。したがって、本実施の形態における鋼板形状制御では、各ベンダー２ａ〜２ｇの負荷を低減できるとともに、各ベンダー２ａ〜２ｇを設定値どおりに操作することができる。この結果、各ベンダー２ａ〜２ｇに無理なく各圧延機Ｆ１〜Ｆ７の圧延ロール曲げ量を意図したとおりに操作できることから、鋼板７の板クラウンおよび形状を適正に制御することができる。
【００６６】
以上、説明したように、本発明の実施の形態では、鋼板をその搬送経路に沿って連続的に圧延する複数の圧延機の各々における鋼板のクラウン変化率の目標値からの偏差を評価する変化率評価関数と、これら複数の圧延機のうちの最後段の圧延機における板クラウンの目標値からの偏差を評価する最終クラウン評価関数と、圧延前の鋼板とその先行板との間における各圧延機の圧延ロール状態の操作変更量を評価する操作変更量評価関数とを加算して、鋼板の形状制御を評価する形状制御評価関数を設定し、この形状制御評価関数を最小化する演算処理を行って、各圧延機の圧延ロール状態の操作量を算出し、この操作量の算出結果に基づいて各圧延機の圧延ロール状態を操作し、これら各圧延ロール状態の操作を通じて、鋼板の形状制御を圧延機毎に行っている。
【００６７】
このため、鋼板に例示される被圧延材の圧延機毎の目標クラウン変化率に対するクラウン変化率の偏差を可能な限り小さくして、圧延ロール曲げ量等の圧延ロール状態の操作量を圧延機毎に設定できる。したがって、被圧延材の圧延機毎の適度なクラウン変化および適正な形状を考慮して目標クラウン変化率を設定することにより、圧延機毎の被圧延材のクラウン抑制および形状制御に好適な圧延ロール状態の操作量を導出でき、この操作量に基づいて、各圧延機における被圧延材のクラウン抑制および形状制御に要する装置を、その操作限度から外れず、無理なく操作できる。さらには、各圧延機の入側における被圧延材の形状によらず、各圧延機の出側における被圧延材のクラウンおよび形状を適正且つ容易に制御できる。この結果、耳波形状や中伸形状等の被圧延材の形状不良を防止して、二重折込み等の被圧延材の通板トラブルを抑制でき、これによって、連続式熱間圧延機の稼働率および製品歩留まりの低下を抑制でき、且つ、各圧延機の損傷等の圧延ラインにおける多大な損失を防止できる。
【００６８】
また、最終製品形状の被圧延材の目標クラウンに対するクラウン偏差を可能な限り小さくして、圧延機毎に圧延ロール状態の操作量を設定できる。このため、最後段の圧延機出側における被圧延材のクラウンを製品許容範囲に抑制しつつ、各圧延機の圧延ロール状態を無理なく適正に操作できる。
【００６９】
さらに、搬送順が前後する各被圧延材間において各圧延機の圧延ロール状態の操作変更量を可能な限り小さくしつつ、圧延機毎に圧延ロール状態の操作量を設定できる。このため、前回の圧延ロール状態の操作実績をもとに計算値と実績値との誤差を学習して、今回の圧延ロール状態の操作量を適正に補正できる。この結果、各圧延機の圧延ロール状態を一層適正に操作できる。
【００７０】
また、連続式熱間圧延機内の圧延機間に、形状計等の被圧延材の形状または厚さを測定する装置を配置する必要がなく、このため、圧延機間の設備配置に要する環境設計および設備メンテナンスを省くことができる。この結果、上述したように各圧延機の圧延ロール状態を操作可能な装置を簡易に構成できるとともに、装置のメンテナンスに要する手間および装置コストを低減できる。
【００７１】
さらに、本発明の実施の形態では、上述した形状制御評価関数を構成する各要素の重み付けを任意に設定できるように構成している。このため、これら各要素の優先度に応じて重み付けを設定することによって、圧延機毎のクラウン変化の偏差、最終製品形状の被圧延材のクラウンの程度等、所望の要素を重要視して各圧延機の圧延ロール状態を操作できる。この結果、被圧延材の諸元や製品要求等に応じて、各圧延機の圧延ロール状態の操作を細かく使い分けることができる。
【００７２】
なお、上述した実施の形態では、式（１）に示したように、圧延機毎のクラウン変化率に関する評価関数Ｊ1と、最後段の圧延機出側の板クラウンに関する評価関数Ｊ2と、圧延ロール状態の操作変更量に関する評価関数Ｊ3とを加算してトータルの評価関数Ｊを構成していたが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明における被圧延材の形状制御の評価関数Ｊは、少なくとも複数の圧延機の各々における被圧延材のクラウン変化率の目標値からの偏差を加味して被圧延材の形状制御を評価するものであれば、式（１）以外のものであってもよい。このような評価関数Ｊの要素は、ワークロールベンダー、ロールクロス、またはロールシフト等、被圧延材の形状制御手法に応じて設定すればよい。例えば、評価関数Ｊは、上述した評価関数Ｊ1を単一の関数項として含むものであってもよいし、評価関数Ｊ2，Ｊ3のうちの少なくとも１つと評価関数Ｊ1とを含むものであってもよいし、ロールクロスやロールシフトに関する評価関数を含むものであってもよいし、これらを適宜組み合わせたものであってもよい。この場合、ワークロールベンダーに関する項を固定値とし、ロールクロスまたはロールシフトに関する項を関数項として評価関数Ｊを構成してもよい。
【００７３】
また、上述した実施の形態では、圧延機Ｆ１〜Ｆ７にベンダー２ａ〜２ｇを各々配置していたが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明において、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロール状態を操作する複数のロール状態操作部は、圧延ロール曲げ量を操作するベンダー２ａ〜２ｇに限らず、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロールクロス量を操作するロールクロス装置であってもよいし、圧延機Ｆ１〜Ｆ７の各圧延ロールシフト量を操作するロールシフト装置であってもよい。
【００７４】
さらに、上述した実施の形態では、最急降下法を用いて被圧延材の形状制御の評価関数Ｊを最小化していたが、評価関数Ｊの最小化は、最急降下法によるものに限定されない。すなわち、本発明において、上述した評価関数Ｊを最小化する演算処理方法は、特に問われない。
【００７５】
また、上述した実施の形態では、７つの圧延機Ｆ１〜Ｆ７を有する連続式熱間圧延機１０を本発明に適用していたが、これに限らず、本発明は、２つ以上の圧延機を有する連続式熱間圧延機に適用可能である。すなわち、本発明において、連続式熱間圧延機の圧延機数（スタンド数）は、複数であれば、その数量を特に問われない。
【００７６】
さらに、上述した実施の形態では、連続式熱間圧延機１０は熱間圧延ラインの仕上圧延工程を担っていたが、これに限らず、連続式熱間圧延機１０は、仕上圧延工程以外の圧延工程を担ってもよい。また、本発明が適用される複数の圧延機は、連続的に被圧延材を圧延するものであればよく、例えば、冷間圧延を行うものであってもよい。
【００７７】
また、上述した実施の形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、被圧延材は、上述した鋼板７に例示されるように鉄鋼材であってもよいし、銅またはアルミニウム等の鉄鋼材以外の金属材であってもよい。その他、上述した実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１  形状制御装置
２ａ〜２ｇ  ベンダー
３  入力部
４  形状計
５  計算機
６  制御部
７  鋼板
１０  連続式熱間圧延機
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ  圧延ロール
１１ｃ，１１ｄ，１２ｃ，１２ｄ，１３ｃ，１３ｄ，１４ｃ，１４ｄ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｃ，１６ｄ，１７ｃ，１７ｄ  バックアップロール
１８  搬送経路
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７  圧延機
【図１】
2014073509.tif 000005
【図２】
2014073509.tif 000006
【図３】
2014073509.tif 000007
【図４】
2014073509.tif 000008