(57)【要約】【課題】圧延機のロールに発生するスラスト力をオンラインで測定し、圧延機による圧延工程中の被圧延材の蛇行を動的に抑制すること。【解決手段】本発明の蛇行制御方法は、圧延機の内部に設けられた距離センサーを用いて圧延機のロールのスキュー角を測定するスキュー測定ステップＳ１と、測定されたロールのスキュー角に基づき、ロールに発生するスラスト力を算出するスラスト算出ステップＳ２と、ロールに発生するスラスト力に基づき、圧延機に発生する差荷重のうち、スラスト力に起因する差荷重の成分を算出するスラスト差荷重算出ステップＳ３と、圧延機の圧下荷重の測定値に基づき、圧延機に発生する差荷重のうち、蛇行に起因する差荷重の成分を算出する蛇行差荷重算出ステップＳ４と、スラスト力に起因する差荷重の成分と蛇行に起因する差荷重の成分とに基づき、圧延機の圧下荷重の制御量を算出する荷重制御量算出ステップＳ５とを含むことを特徴とする。【選択図】図７
2014004599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧下荷重の制御と測定とを行うことができる圧延機における被圧延材の蛇行制御方法であって、
前記圧延機の内部に設けられた距離センサーを用いて前記圧延機のロールのスキュー角を測定するスキュー測定ステップと、
測定された前記ロールのスキュー角に基づき、前記ロールに発生するスラスト力を算出するスラスト算出ステップと、
前記ロールに発生するスラスト力に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、スラスト力に起因する差荷重の成分を算出するスラスト差荷重算出ステップと、
前記圧延機の圧下荷重の測定値に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、蛇行に起因する差荷重の成分を算出する蛇行差荷重算出ステップと、
前記スラスト力に起因する差荷重の成分と前記蛇行に起因する差荷重の成分とに基づき、前記圧延機の圧下荷重の制御量を算出する荷重制御量算出ステップと、
を含むことを特徴とする蛇行制御方法。
【請求項２】
前記スキュー測定ステップは、前記圧延機のロールにおける幅方向の２点における前記距離センサーと前記ロールとの距離に基づいて、前記圧延機のロールのスキュー角を測定することを特徴とする請求項１に記載の蛇行制御方法。
【請求項３】
前記圧延機の内部に設けられた距離センサーは、測定面が非金属体で覆われたセンサーＢｏｘ内に格納されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛇行制御方法。
【請求項４】
圧延機の内部に設けられた距離センサーの測定値に基づき、前記圧延機のロールのスキュー角を算出するスキュー算出手段と、
算出された前記ロールのスキュー角に基づき、前記ロールに発生するスラスト力を算出するスラスト算出手段と、
前記ロールに発生するスラスト力に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、スラスト力に起因する差荷重の成分を算出するスラスト差荷重算出手段と、
前記圧延機に設けられたロードセルによる圧下荷重の測定値に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、蛇行に起因する差荷重の成分を算出する蛇行差荷重算出手段と、
前記スラスト力に起因する差荷重の成分と前記蛇行に起因する差荷重の成分とに基づき、前記圧延機の圧下荷重の制御量を算出し、前記圧延機の圧下シリンダに該制御量を送信する荷重制御量算出手段と、
を備えることを特徴とする蛇行制御装置。
【請求項５】
前記圧延機の内部に設けられた距離センサーは、前記圧延機のロールにおける幅方向の２点における前記距離センサーと前記ロールとの距離を測定することを特徴とする請求項４に記載の蛇行制御装置。
【請求項６】
前記圧延機の内部に設けられた距離センサーは、測定面が非金属体で覆われたセンサーＢｏｘ内に格納されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の蛇行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧延機による圧延工程中の被圧延材の蛇行制御方法および蛇行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機による圧延工程中において、被圧延材である鋼板が圧延ロールの中央に一定せず、圧延の進行と共に圧延ロールの端部方向へ移動してしまう現象が発生することが知られており、この現象は一般に蛇行と呼ばれている。
【０００３】
この圧延工程中の蛇行に対して、圧延機の駆動側と作業側とにおける荷重の差（これを差荷重という）を制御する蛇行制御方法が知られており、この蛇行制御方法は一般に差荷重方式蛇行制御と呼ばれている。
【０００４】
この差荷重方式蛇行制御においては、蛇行にかかる差荷重を正確に検知することが重要となるが、この差荷重には、鋼板の蛇行に起因する成分と、スラスト力と呼ばれる力に起因する成分が含まれている。したがって、差荷重方式蛇行制御においては、スラスト力が外乱成分となっており、スラスト力に起因する差荷重の影響を排除することが必要である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、圧延機の駆動側と作業側との差荷重を用いて、駆動側と作業側とに設けられた圧下装置をそれぞれ逆方向に制御する差荷重方式蛇行制御が記載されている。また、特許文献２には、圧延機の駆動側および作業側のそれぞれの上下に計４箇所の荷重検出器を設け、これらの荷重検出器による測定荷重からスラスト力を排除した差荷重を計算する方法が記載されており、特許文献３には、圧延ロールの軸受けにスラスト力を検出する検出器を設けることによって、スラスト力に起因する差荷重を推定する技術が記載されている。さらに、特許文献４には、スラスト力に起因する差荷重を推定することによって蛇行に起因する差荷重を正確に検知し、これにより差荷重方式蛇行制御の精度を向上させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４９−１３３２５６号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１８３０２号公報
【特許文献３】特開２０００−３１２９１１号公報
【特許文献４】特開２００９−１７８７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような従来技術では、スラスト力に起因する差荷重の影響を十分に排除することができない。例えば、特許文献３に記載のように圧延ロールの軸受けにスラスト力を検出する検出器を設けることによってスラスト力を測定しようとしても、圧延ロールと軸受けとは複数個所で接触する部分を有し、これら全ての接触部分で摩擦力が生じるためにスラスト力が分散し、正確なスラスト力を測定することは困難となってしまう。
【０００８】
したがって、従来の差荷重方式蛇行制御では、スラスト力に起因する差荷重から蛇行に起因する差荷重を算出し、これにより制御精度を向上させる方法があっても、正確なスラスト力を測定することが困難であるが故に、鋼板の蛇行を十分に抑制し得るように差荷重を制御することができなかった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、圧延機のロールに発生するスラスト力をオンラインで測定し、圧延機による圧延工程中の被圧延材の蛇行を動的に抑制する蛇行制御方法および蛇行制御装置を提供することにある。
【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、本発明にかかる蛇行制御方法は、圧下荷重の制御と測定とを行うことができる圧延機における被圧延材の蛇行制御方法であって、前記圧延機の内部に設けられた距離センサーを用いて前記圧延機のロールのスキュー角を測定するスキュー測定ステップと、測定された前記ロールのスキュー角に基づき、前記ロールに発生するスラスト力を算出するスラスト算出ステップと、前記ロールに発生するスラスト力に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、スラスト力に起因する差荷重の成分を算出するスラスト差荷重算出ステップと、前記圧延機の圧下荷重の測定値に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、蛇行に起因する差荷重の成分を算出する蛇行差荷重算出ステップと、前記スラスト力に起因する差荷重の成分と前記蛇行に起因する差荷重の成分とに基づき、前記圧延機の圧下荷重の制御量を算出する荷重制御量算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる蛇行制御装置は、圧延機の内部に設けられた距離センサーの測定値に基づき、前記圧延機のロールのスキュー角を算出するスキュー算出手段と、算出された前記ロールのスキュー角に基づき、前記ロールに発生するスラスト力を算出するスラスト算出手段と、前記ロールに発生するスラスト力に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、スラスト力に起因する差荷重の成分を算出するスラスト差荷重算出手段と、前記圧延機に設けられたロードセルによる圧下荷重の測定値に基づき、前記圧延機に発生する差荷重のうち、蛇行に起因する差荷重の成分を算出する蛇行差荷重算出手段と、前記スラスト力に起因する差荷重の成分と前記蛇行に起因する差荷重の成分とに基づき、前記圧延機の圧下荷重の制御量を算出し、前記圧延機の圧下シリンダに該制御量を送信する荷重制御量算出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる蛇行制御方法および蛇行制御装置は、圧延機のロールに発生するスラスト力をオンラインで測定し、圧延機による圧延工程中の被圧延材の蛇行を動的に抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法および蛇行制御装置を適用する鋼板の圧延機の例を示す断面図である。
【図２】図２は、ワークロールおよびバックアップロールに発生するスラスト力を示した概略図である。
【図３】図３は、ワークロールおよびバックアップロールのスキュー角を示す図である。
【図４】図４は、圧延機におけるロール群のモーメントの釣り合いを示す図である。
【図５】図５は、圧延機の内部に配置された距離センサーの構成および位置を示す概略図である。
【図６】図６は、圧延機の荷重を制御する蛇行制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、圧延機のワークロールとセンサーＢｏｘとの距離の変動を測定したグラフである。
【図９】図９は、操作側の距離センサーおよび駆動側の距離センサーとワークロールとの距離を示すグラフである。
【図１０】図１０は、操作側の距離センサーとワークロールとの距離から駆動側の距離センサーとワークロールとの距離を減算したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法および蛇行制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明の実施が限定されるものではない。
【００１５】
〔圧延機〕
図１は、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法および蛇行制御装置を適用する鋼板の圧延機の例を示す断面図である。図１に示されるように、本発明の実施形態にかかる鋼板の圧延機１は、１対のワークロール２ａ，２ｂを鋼板Ｓのパスラインを挟んで上下の両側に備える構造である。上側のワークロール２ａは、ワークロール２ａの上方に配置されたバックアップロール３ａによって下方に圧力を印加される。一方、下側のワークロール２ｂは、ワークロール２ｂの下方に配置されたバックアップロール３ｂによって下方に圧力を印加される。このように１対のワークロール２ａ，２ｂは、鋼板Ｓをそれぞれ上下から圧下力を印加する構成となっている。
【００１６】
ワークロール２ａ，２ｂは、それぞれワークロールチョック４ａ，４ｂを介して、圧延機１のハウジング５に固定されている。ワークロールチョック４ａ，４ｂは、ワークロール２ａ，２ｂの軸を回転可能に保持する機構であり、ワークロール２ａ，２ｂの軸受けとその周辺機構を一体化したユニットである。ワークロールチョック４ａ，４ｂと圧延機１のハウジング５とは、シリンダ６を介して結合されており、ワークロール２ａ，２ｂが上下に駆動し得るよう構成されている。
【００１７】
同様に、バックアップロール３ａ，３ｂは、それぞれバックアップロールチョック７ａ，７ｂを介して、圧延機１のハウジング５に固定されている。バックアップロールチョック７ａ，７ｂは、バックアップロール３ａ，３ｂの軸を回転可能に保持する機構であり、バックアップロール３ａ，３ｂの軸受けとその周辺機構を一体化したユニットである。
【００１８】
上側のバックアップロールチョック７ａと圧延機１のハウジング５とは、圧下シリンダ８を介して結合されており、圧下シリンダ８は、圧延機１が鋼板Ｓを圧延する圧下力を調整する機能を担っている。一方、下側のバックアップロールチョック７ｂと圧延機１のハウジング５とは、パスライン調整機構９を介して結合されており、パスライン調整機構９は、ワークロール２ｂの上下方向の位置を調整することにより、鋼板Ｓのパスラインが調整される構成である。
【００１９】
〔スラスト力〕
ここで、図２から図４を参照しながら、スキューによってワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂに発生するスラスト力について説明する。
【００２０】
図２は、ワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂに発生するスラスト力を示した概略図である。図２は、図１に示された圧延機１のワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂと鋼板Ｓとを抽出し、鋼板Ｓのパスライン方向から眺めた平面図となっている。
【００２１】
ワークロール２ａ，２ｂとバックアップロール３ａ，３ｂとの間に角度差（スキュー）が存在した状態でワークロール２ａ，２ｂとバックアップロール３ａ，３ｂが回転すると、ワークロール２ａ，２ｂとバックアップロール３ａ，３ｂとの接触面における周速にベクトル差が発生し、この周速のベクトル差によりスラスト力が発生する。
【００２２】
このワークロール２ａとバックアップロール３ａとの接触面およびワークロール２ｂとバックアップロール３ｂとの接触面に発生するスラスト力を、それぞれ、Ｆｃ１，Ｆｃ２と定義する。すると、これらスラスト力Ｆｃ１，Ｆｃ２は、荷重Ｐにスラスト係数μＴを乗じたものになっている。すなわち、下記式（１）が成り立つ。
【数１】
2014004599.tif 000003
ただし、θｗ１，θｗ２，θＢ１，θＢ２は、それぞれ、ワークロール２ａ，２ｂとバックアップロール３ａ，３ｂのスキュー角である（図３参照）。なお、ｓｉｇｎ（θｗ１−θＢ１）およびｓｉｇｎ（θｗ２−θＢ２）は、ワークロール２ａ，２ｂとバックアップロール３ａ，３ｂとの間の角度差（スキュー）の正負を意味している。
【００２３】
また、スラスト係数μＴは、下記式（２）により算出される。
【数２】
2014004599.tif 000004
ここで、μＯは、ロール間摩擦係数であり、θＳは、スキュー角であり、Ｇは、縦弾性係数であり、νは、ポアソン比であり、ｐは、ロール間線圧である。スキュー角θＳは接触するロール間の相対的な角度であり、θＢは、バックアップロールの角度であり、θＷは、ワークロールの角度である。Ｒｅｑは、等価ロール半径であり、ＤＷは、ワークロールの半径、ＤＢは、バックアップロールの半径である。
【００２４】
さらに、上側のワークロール２ａと下側のワークロール２ｂとの間には、鋼板Ｓを介してスラスト力が発生する。このスラスト力をＦｒとおくと、同様にスラスト力Ｆｒは、荷重Ｐにスラスト係数μＴを乗じたものになっている。すなわち、下記式（３）が成り立つ。
【数３】
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【００２５】
この場合のスラスト係数μＴは、下記式（４）により算出される。
【数４】
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ここで、μは、摩擦係数（通常の圧延摩擦係数の約半分）であり、θＣは、クロス角であり、ｒは、圧下率である。
【００２６】
ワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂに作用するスラスト力は、上記のＦｃ１とＦｃ２とＦｒとの組合わせであることにより、下記式（５）の関係式が成り立つ。
【数５】
2014004599.tif 000007
ここで、ＦＷ１は、上側のワークロール２ａのスラスト力、ＦＷ２は、下側のワークロール２ｂのスラスト力、ＦＢ１は、上側のバックアップロール３ａのスラスト力であり、ＦＢ２は、上側のバックアップロール３ｂのスラスト力である。
【００２７】
図４は、圧延機におけるロール群のモーメントの釣り合いを示す図である。図４に示されるように、圧延機が鋼板Ｓを圧延する際には、上側のバックアップロール３ａの駆動側に圧下力ＰＤ１が印加され、上側のバックアップロール３ａの作業側に圧下力ＰＯ１が印加される。また、下側のバックアップロール３ｂの駆動側に圧下力ＰＤ２が印加され、下側のバックアップロール３ｂの作業側に圧下力ＰＯ２が印加される。一方、ワークロール２ａ，２ｂは、圧延される鋼板Ｓから反作用としての圧下力Ｐが印加される。
【００２８】
これらの圧下力とスラスト力とが圧延機のロール群に作用し、釣り合っていることを示したのが下記式（６）である。なお、下式においてＬは、バックアップロール３ａ，３ｂの駆動側および作業側にて印加される圧下力の力点の距離を表している。なお下式は、図４に示されるように、鋼板Ｓがδだけ中心からずれた状態における上側のロール群の釣り合いの式となっている。
【数６】
2014004599.tif 000008
【００２９】
この式（６）において、スラスト力のない状態での差荷重（つまり鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分）をΔＰｍとおき、式（５）を用いて整理すると、下記式（７）を得る。
【数７】
2014004599.tif 000009
【００３０】
同様の計算を下側のロール群の釣り合いの式について行うことにより、下記式（８）を得る。
【数８】
2014004599.tif 000010
【００３１】
一方、差荷重は、鋼板の蛇行に起因する成分と、スラスト力に起因する成分とに分離されるので、下記式（９）の関係が成り立つ。
【数９】
2014004599.tif 000011
ここで、ΔＰＴは、スラスト力に起因する差荷重の成分であり、ΔＰＴ１は、上側ロール群におけるスラスト力に起因する差荷重の成分であり、ΔＰＴ２は、下側ロール群におけるスラスト力に起因する差荷重の成分である。
【００３２】
すなわち、作業側と駆動側とにおける全体の差荷重は、式（９）を用いて下記式（１０）のように記載される。
【数１０】
2014004599.tif 000012
【００３３】
この式（１０）と式（７）および式（８）を用いることにより、スラスト力に起因する差荷重の成分ΔＰＴは、下記式（１１）のように求めることができる。
【数１１】
2014004599.tif 000013
【００３４】
先述の式（１）および式（２）から解るように、上記式（１１）は、ワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂのスキュー角θｗ１，θｗ２，θＢ１，θＢ２が解れば、スラスト力に起因する差荷重の成分ΔＰＴを算出できることを意味している。
【００３５】
〔蛇行制御装置〕
そこで、本発明の実施形態にかかる蛇行制御装置は、圧延機の内部に距離センサーユニットを配置し、実際にワークロールおよびバックアップロールに発生しているスキュー角をオンラインで測定する構成とする。
【００３６】
図５は、圧延機の内部に配置された距離センサーユニットの構成および位置を示す概略図である。図５に示されるように、本発明の実施形態にかかる距離センサーユニットは、センサーＢｏｘ１０の内部に格納された２つの距離センサー１１ａ，１１ｂを備える。
【００３７】
センサーＢｏｘ１０は、距離センサー１１ａ，１１ｂを内部に格納し、測定面を非金属体で覆う構成としている。このようにセンサーＢｏｘ１０を構成することにより、圧延機内に散布されている冷却水から距離センサー１１ａ，１１ｂを保護することができる。なお、測定面を覆う非金属体としては、２００度程度の環境下でも使用可能なものであれば、一般的な樹脂を用いることができる。
【００３８】
距離センサー１１ａ，１１ｂとしては、渦流式距離計を用いることが好ましい。渦流式距離計は、非金属体による影響を受けないので、センサーＢｏｘ１０の測定面を覆う構成としても測定に影響しない。また、２つの距離センサー１１ａ，１１ｂの間隔は、測定対象物であるロール（ワークロール２ａ，２ｂまたはバックアップロール３ａ，３ｂ）の大きさ等により適切に設定されるものであるが、後述する実験データの取得においては、３００ｍｍとしている。また、距離センサー１１ａ，１１ｂと測定対象物であるロールとの距離は、定常状態で１５ｍｍとしている。
【００３９】
上記のように、距離センサー１１ａ，１１ｂを配置し、距離センサー１１ａとロールとの距離ｌ１、および距離センサー１１ｂとロールとの距離ｌ２を測定すると、距離の差であるｌ１−ｌ２は、ロールのスキュー角を示す指標となっている。スキュー角を算出する具体的方法は、下記式（１２）によって行われる。
【数１２】
2014004599.tif 000014
ここで、ｌ１は、距離センサーとロールとの距離であり、ｌ２は、距離センサーとロールとの距離、Ｌｓは、２つの距離センサーの間の距離である。
【００４０】
図６は、上記のように圧延機の内部に配置された距離センサーの測定値に基づいて圧延機の荷重を制御する蛇行制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４１】
図６に示されるように、本発明の実施形態にかかる蛇行制御装置１２は、スキュー算出手段１３と、スラスト力算出手段１４と、スラスト差荷重算出手段１５と、蛇行差荷重算出手段１６と、荷重制御量算出手段１７とを備える。
【００４２】
スキュー算出手段１３は、圧延機１の内部に設けられたセンサーＢｏｘ１０からの出力に基づいて、ワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂのスキュー角を算出する算出手段である。その算出方法は、先述の式（１２）に基づいて行なわれる。
【００４３】
スラスト力算出手段１４は、スキュー算出手段１３により算出されたスキュー角に基づき、ワークロール２ａ，２ｂおよびバックアップロール３ａ，３ｂに発生するスラスト力を算出する算出手段である。その算出方法は、先述の式（１）および式（２）に基づいて行われる。
【００４４】
スラスト差荷重算出手段１５は、スラスト力算出手段１４により算出されたスラスト力に基づいて、圧延機１に発生している差荷重のうちスラスト力に起因する差荷重の成分を算出する算出手段である。その算出方法は、先述の式（１１）に基づいて行われる。
【００４５】
一方、蛇行差荷重算出手段１６は、圧延機１に発生している差荷重のうち鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分を算出する算出手段である。その算出方法は、従来から行われている一般的な方法が用いられる。例えば、圧延機１のロールチョックに設けられたロードセル１８の出力により、蛇行差荷重算出手段１６は、鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分を算出することができる。
【００４６】
荷重制御量算出手段１７は、スラスト差荷重算出手段１５により算出されたスラスト力に起因する差荷重の成分と蛇行差荷重算出手段１６により算出された鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分とに基づいて、圧延機１の圧下シリンダ８に発生させる荷重の制御量を算出する算出手段である。その算出方法は、下記式（１３）に基づいて行なわれる。
【数１３】
2014004599.tif 000015
ここで、ΔＳは、圧下位置の操作量であり、αは、チューニング率であり、ΔＰｍは、鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分であり、ΔＰＴは、スラスト力に起因する差荷重の成分、Ｋは、平行剛性であり、Ｋ´は、スラスト力のモーメント成分にたいするミル剛性である。
【００４７】
図５および図６に示されるように、本発明の実施形態にかかる蛇行制御装置１２およびこれに用いるセンサーＢｏｘ１０は、圧延機１の操業中にロールのスキュー角をリアルタイムで測定し、そのスキュー角に基づいて圧延機１の圧下シリンダ８に発生させる荷重を動的に制御する構成となっている。
【００４８】
〔蛇行制御方法〕
次に、図７を参照しながら、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法について説明する。以下の説明では、図５および図６に示され蛇行制御装置１２およびセンサーＢｏｘ１０の構成を引用しながら説明を行うが、本発明の実施がこれらの構成に限定されるものではない。
【００４９】
図７は、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法の手順を示すフローチャートである。図７に示されるように、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法は、センサーＢｏｘ１０の内部に設けられた２つの距離センサー１１ａ，１１ｂを用いて、ロール（ワークロール２ａ，２ｂまたはバックアップロール３ａ，３ｂ）のスキュー角を測定することから始まる（ステップＳ１）。
【００５０】
その後、蛇行制御装置１２が、距離センサー１１ａ，１１ｂを用いて測定されたスキュー角に基づいて、ロールに発生するスラスト力を算出する（ステップＳ２）。そして、蛇行制御装置１２が、算出されたこのスラスト力に基づいて、圧延機１に発生している差荷重のうちスラスト力に起因する差荷重の成分を算出する（ステップＳ３）。
【００５１】
一方、蛇行制御装置１２は、圧延機１に設けられたロードセル１８の出力に基づいて、圧延機１に発生している差荷重のうち鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分を算出する（ステップＳ４）。
【００５２】
その後、蛇行制御装置１２は、ステップＳ３にて算出されたスラスト力に起因する差荷重の成分とステップＳ４にて算出された鋼板の蛇行に起因する差荷重の成分とに基づいて、圧延機１の圧下シリンダ８に発生させる荷重の制御量を算出する（ステップＳ５）。
【００５３】
なお、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法の手順は、ステップＳ５の後に一旦は終了するが、所定の間隔で継続的に実行される。このように、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法は、圧延機１の操業中も所定の間隔で継続的に実行されることにより、圧延機１による圧延工程中でも鋼板の蛇行を動的に抑制することができる。
【００５４】
〔実験データ〕
最後に、図８から図９を参照しながら、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法および蛇行制御装置の実験データを検証する。
【００５５】
図８は、圧延機のワークロールとセンサーＢｏｘとの距離の変動を測定したグラフである。図８に示されたグラフは、圧延機１の１日分の操業実績において、鋼板がワークロールに突入する際（ロールに咬み込まれる際）のワークロール２ｂとセンサーＢｏｘ１０との距離の最大値、最小値および平均値をプロットしたものである。圧延機１の操業では、定期的にワークロール２ｂの交換が行われるが、このワークロール２ｂの交換のタイミングは、図８において、「▽」によって示されている。
【００５６】
図８に示されるように、ワークロール２ｂとセンサーＢｏｘ１０との距離の変動は、最大で３ｍｍ程度、最小で２ｍｍ程度に収まっている。すなわち、センサーＢｏｘ１０の内部に格納した渦流式の距離センサー１１ａ，１１ｂの有効測定距離である１５ｍｍ以内を満たすようにセンサーＢｏｘ１０をワークロール２ｂに近づけて配置しても、ワークロール２ｂとセンサーＢｏｘ１０との距離の変動により、ワークロール２ｂとセンサーＢｏｘ１０とが干渉することはない。
【００５７】
図９は、圧延機１による鋼板の圧延の途中からその鋼板の圧延の終了（メタルオフ）までの、操作側の距離センサー１１ａおよび駆動側の距離センサー１１ｂとワークロール２ｂとの距離を示すグラフである。図１０は、操作側の距離センサー１１ａとワークロール２ｂとの距離から駆動側の距離センサー１１ｂとワークロール２ｂとの距離を減算したグラフである。
【００５８】
図９に示されるように、圧延の途中からメタルオフまでの操作側の距離センサー１１ａおよび駆動側の距離センサー１１ｂとワークロール２ｂとの距離は、同様の変動をしているが、操作側の距離センサー１１ａと駆動側の距離センサー１１ｂとでは異なる。そして、この距離の差は、先述の式（１２）からも解るように、ワークロール２ｂのスキュー角が発生していることに他ならない。そして、この距離の差をグラフ化した図１０に示されるように、圧延の途中からメタルオフまでの工程において、ワークロール２ｂのスキュー角は、絶えず変化していることが解る。つまり、スキュー角により発生するスラスト力も圧延工程中に絶えず変化し、鋼板の蛇行制御において外乱成分となるスラスト力に起因する差荷重の成分も圧延工程中に絶えず変化していることになる。
【００５９】
本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法および蛇行制御装置によれば、圧延機１の操業中にロール（ワークロール２ａ，２ｂまたはバックアップロール３ａ，３ｂ）のスキュー角をリアルタイムで測定し、そのスキュー角に基づいて外乱成分となるスラスト力に起因する差荷重の成分を排除することができるので、従来技術よりも精度の高い鋼板の蛇行に関する動的制御が実現される。
【００６０】
以上より、本発明の実施形態にかかる蛇行制御方法は、圧下荷重の制御と測定とを行うことができる圧延機１における被圧延材の蛇行制御方法であって、圧延機１の内部に設けられた距離センサー１１ａ，１１ｂを用いて圧延機１のロール（ワークロール２ａ，２ｂまたはバックアップロール３ａ，３ｂ）のスキュー角を測定するスキュー測定ステップと、測定されたロールのスキュー角に基づき、ロールに発生するスラスト力を算出するスラスト算出ステップと、ロールに発生するスラスト力に基づき、圧延機１に発生する差荷重のうち、スラスト力に起因する差荷重の成分を算出するスラスト差荷重算出ステップと、圧延機１の圧下荷重の測定値に基づき、圧延機１に発生する差荷重のうち、蛇行に起因する差荷重の成分を算出する蛇行差荷重算出ステップと、スラスト力に起因する差荷重の成分と前記蛇行に起因する差荷重の成分とに基づき、圧延機の圧下荷重の制御量を算出する荷重制御量算出ステップとを含むので、圧延機１のロールに発生するスラスト力をオンラインで測定し、圧延機１による圧延工程中の被圧延材の蛇行を動的に抑制することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  圧延機
２ａ，２ｂ  ワークロール
３ａ，３ｂ  バックアップロール
４ａ，４ｂ  ワークロールチョック
５  ハウジング
６  シリンダ
７ａ，７ｂ  バックアップロールチョック
８  圧下シリンダ
９  パスライン調整機構
１０  センサーＢｏｘ
１１ａ，１１ｂ  距離センサー
１２  蛇行制御装置
１３  スキュー算出手段
１４  スラスト力算出手段
１５  スラスト差荷重算出手段
１６  蛇行差荷重算出手段
１７  荷重制御量算出手段
１８  ロードセル
【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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【図９】
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【図１０】
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