(57)【要約】【課題】オペレータがライン加速時に行う安定圧延領域内に圧延荷重が入るか否かの予測を容易として、最高圧延速度の設定のばらつきを抑制し、最高圧延速度を上限まで高められるようにする。【解決手段】タンデム圧延機２０のライン加速時の最高圧延速度設定に際して、当該コイル圧延前又は圧延中に、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集し、当該コイル圧延前に、前記収集した各速度のポイントに対して圧延実績データを用いた圧延荷重予測を各スタンド毎に行うか、又は、その圧延実績データを用いて、データを収集した速度より高速域の領域の圧延荷重予測を各スタンド毎に行い、その圧延荷重予測結果を画面に表示する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定に際して、
少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集し、
当該コイル圧延前に、前記収集した各速度のポイントに対して圧延実績データを用いた圧延荷重予測を各スタンド毎に行い、
その圧延荷重予測結果を画面に表示することを特徴とするタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援方法。
【請求項２】
タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定に際して、
当該コイル圧延中に、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集し、
その圧延実績データを用いて、データを収集した速度より高速域の領域の圧延荷重予測を各スタンド毎に行い、
その圧延荷重予測結果を画面に表示することを特徴とするタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援方法。
【請求項３】
前記表示を、プロセスコンピュータ又はＰＬＣの画面に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援方法。
【請求項４】
タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置であって、
少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集する手段と、
当該コイル圧延前に、前記収集した各速度のポイントに対して圧延実績データを用いた圧延荷重予測を各スタンド毎に行う手段と、
その圧延荷重予測結果を画面に表示する手段と、
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置。
【請求項５】
タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置であって、
当該コイル圧延中に、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集する手段と、
その圧延実績データを用いて、データを収集した速度より高速域の領域の圧延荷重予測を各スタンド毎に行う手段と、
その圧延荷重予測結果を画面に表示する手段と、
を備えたことを特徴とするタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置。
【請求項６】
前記表示が、プロセスコンピュータ又はＰＬＣの画面に行われることを特徴とする請求項４又は５に記載のタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援方法及び装置に係り、特に、ブリキ原板、自動車用鋼板等の冷延鋼板を、２スタンド以上の連続した圧延機で構成される冷間タンデム圧延機で圧延する際に用いるのに好適な、タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に例示するような冷間圧延ラインにおいて、ライン入側の複数のペイオフリール１２（図では２基）から払い出された圧延材（コイルとも称する）１０は、溶接機１４で前の圧延材と溶接され、入側ルーパー１６を経てタンデム圧延機２０で圧延された後、例えばカローゼルタイプのテンションリール（カローゼルリールとも称する）２２で巻き取られる。
【０００３】
このようなタンデム圧延機２０による連続冷間圧延において、圧延材１０は単一材ではないため、圧延途中において圧延条件、特に板厚を変更する場合がある。そのような時にも圧延操作は中断することはないため、走間で板厚変更を行う。
【０００４】
そこで、プロセスコンピュータとその下位のプログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）で適切な制御を実施することで、板破断のようなトラブルを抑え、能率良く走間板厚変更を行う技術が既に確立している。
【０００５】
そのためには、まず、プロセスコンピュータで走間板厚変更時の圧延荷重、先進率を精度良く予測する必要があるが、特許文献１では、圧延機の実績データを用いて摩擦係数を学習し、圧延荷重等の予測精度向上を行う手法を示している。
【０００６】
次に、ＰＬＣで走間板厚変更時にロールギャップ、ロール周速を適切に制御する必要があるが、特許文献２では、走間板厚変更点を板の流れ量によってトラッキングすることにより、タイミング良く各スタンドの圧下位置、張力を制御する手法を示している。
【０００７】
又、高速定常部での実績データを学習することで、パススケジュールより求まる最高圧延速度時の圧延荷重予測等の技術も確立している。
【０００８】
又、走間板厚変更時には、圧延材１０の表面温度が過度に上昇して、ヒートストリークと称する表面疵を発生したり、スリップやスティックによるチャタリングが発生することがある。そこで、特許文献３では、現圧延材（コイル）の圧延開始前に、図２に例示するような、ヒートストリークやチャタリングを発生しない安定圧延領域であって、予め決められた圧延荷重の上下限値内となるような範囲に圧延速度をセットアップし、現圧延材の圧延途中で圧延実績を採取して、次圧延材（コイル）のセットアップ計算を行うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２２９８０号公報
【特許文献２】特許第２９８１７９７号公報
【特許文献３】特開平１１−５７８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献３に記載されているように、走間板厚変更後に自動又はオペレータの手動介入で加速が行われるが、それによる最高圧延速度には、オペレータによるばらつきが発生するという問題がある。その理由は、加速によって変化する圧延荷重が、トラブルの無い安定圧延領域内に存在するかどうかについての予測を正確に行うのが難しいためである。即ち、図２に示した如く、一般的に圧延速度が増加するにつれて、圧延荷重の安定圧延領域は狭くなっている。この安定圧延領域から外れると、鋼板の焼付きであるヒートストリークや、鋼板と圧延ロールのスリップ、スティック等のチャタリングのトラブルが発生する。そのためオペレータは、加速時にこの安定圧延領域内に圧延荷重が入るかどうかを予測しなければならない。しかしながら、その予測には、長年の経験によるノウハウを必要とするため、オペレータ毎にその予測結果は異なり、最高圧延速度の設定がばらついてしまう。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、オペレータが圧延速度の加速時に行い安定圧延領域内に圧延荷重が入るかどうかの予測を容易とし、最高圧延速度の設定のばらつきを抑制して、最高圧延速度を上限まで高められるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定に際して、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集し、当該コイル圧延前に、前記収集した各速度のポイントに対して圧延実績データを用いた圧延荷重予測を各スタンド毎に行い、その圧延荷重予測結果を画面に表示することにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
本発明は、又、タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定に際して、当該コイル圧延中に、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集し、その圧延実績データを用いて、データを収集した速度より高速域の領域の圧延荷重予測を各スタンド毎に行い、その圧延荷重予測結果を画面に表示することにより、同じく前記課題を解決したものである。
【００１４】
ここで、前記表示を、プロセスコンピュータ又はＰＬＣの画面に行うことができる。
【００１５】
本発明は、又、タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置であって、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集する手段と、当該コイル圧延前に、前記収集した各速度のポイントに対して圧延実績データを用いた圧延荷重予測を各スタンド毎に行う手段と、その圧延荷重予測結果を画面に表示する手段と、を備えたことを特徴とするタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置を提供するものである。
【００１６】
本発明は、又、タンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置であって、当該コイル圧延中に、少なくとも圧延荷重、張力、板厚を含む加速時の圧延実績データを収集する手段と、その圧延実績データを用いて、データを収集した速度より高速域の領域の圧延荷重予測を各スタンド毎に行う手段と、その圧延荷重予測結果を画面に表示する手段と、を備えたことを特徴とするタンデム圧延機のライン加速時の最高圧延速度設定支援装置を提供するものである。
【００１７】
ここで、前記表示が、プロセスコンピュータ又はＰＬＣの画面で行われるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、圧延前及び圧延中にそれぞれ圧延荷重予測結果を画面に表示することで、オペレータがライン加速時に行う圧延安定領域内に圧延荷重が入るかどうかの予測が容易となる。その結果、最高圧延速度の設定のばらつきを抑制し、最高圧延速度を上限まで高めることが可能となる。これにより、生産性を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明が適用される冷間タンデム圧延ラインの全体構成の一例を示す図
【図２】圧延荷重及び圧延速度とトラブル発生との関係を示す図
【図３】本発明が適用される冷間圧延機システムの構成例を示す図
【図４】本発明の第１実施形態による圧延前の第ｉスタンドにおける各ポイント毎の圧延荷重予測の表示例を示す図
【図５】本発明の第２実施形態による圧延中の第ｉスタンドにおける各ポイント毎の圧延荷重予測の表示例を示す図
【図６】従来例と本発明の第１実施形態における圧延速度１５００ｍｐｍ時の圧延荷重予測誤差を比較して示す図
【図７】同じく第５スタンドにおける各ポイント毎の圧延荷重予測誤差を示す図
【図８】同じく本発明の第２実施形態における最高圧延速度２０００ｍｐｍ圧延時の圧延荷重予測誤差を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２１】
本発明が実施される冷間圧延機システムの一例を図３に示す。
【００２２】
この冷間圧延機システムにおいて、各スタンド３１〜３５には、ロードセル４１〜４５等の圧延荷重検出手段、例えば圧下装置（図示省略）に組み込まれた圧下位置検出手段（図示省略）、張力計５１〜５６のような張力検出手段、例えば入側及び出側に設けられた板厚計６１、６２のような板厚検出手段が装備されている。
【００２３】
プロセスコンピュータ８０は設定計算手段で、上位計算機７０から与えられる素材寸法、製品目標寸法等の情報に従って、パススケジュール、各スタンド３１〜３５の圧延荷重予測値、及び、ロールギャップ目標値を計算し、それらの値を下位のＰＬＣ９０に設定する。そのＰＬＣ９０は、圧延荷重や張力等の圧延データを連続的に収集し、それらをプロセスコンピュータ８０に出力する。
【００２４】
まず第１実施形態として、圧延前の予測荷重表示について説明する。
【００２５】
１．ライン加速時のデータ収集
この第１実施形態では、当該コイル圧延前に、ＰＬＣ９０が出力する加速時データを連続的、又は所定のタイミングでプロセスコンピュータ８０が収集する。所定のタイミングで収集する場合は、収集するポイントが多ければ多いほど好ましい。収集するデータ項目としては、各スタンド毎の圧延荷重や張力等の圧延データが必要である。
【００２６】
２．圧延荷重予測
当該コイル圧延前における加速時の圧延荷重予測を行う方法については、従来の学習計算を用いた方法でも、重回帰などの統計的な手法を用いた方法でも構わない。ライン加速時の圧延荷重予測を行う圧延速度のポイントについては、多ければ多いほど、ライン加速時における圧延挙動を細かく再現することが可能であるので好ましい。
【００２７】
３．画面表示
プロセスコンピュータ８０におけるライン加速時の圧延荷重予測結果は、オペレータが操業中に見ることのできる画面に表示する。画面を表示する先としては、図３に例示したようなプロセスコンピュータ８０のモニタ画面８２、あるいは、ＰＬＣ９０のモニタ画面のどちらでも構わない。画面表示の一例として、第ｉスタンド（ｉはスタンド番号）の圧延荷重予測表示例を図４に示す。
【００２８】
次に第２実施形態として、圧延中の実績データを用いて、その実績データを収集した速度よりも高速域における圧延荷重予測について説明する。
【００２９】
１．加速時のデータ収集
当該コイル圧延中に、ＰＬＣ９０が出力する加速時データを連続的、又は所定のタイミングでプロセスコンピュータ８０が収集する。所定のタイミングで収集する場合は、収集するポイントは多ければ多いほど好ましい。収集するデータ項目としては、各スタンド毎の圧延荷重や張力等の圧延データが必要である。
【００３０】
２．圧延荷重予測
次いで、実績データを収集した速度よりも高速域での圧延荷重を、収集した当該コイルのライン加速時の実績データに対して、従来の学習計算を用いた方法、若しくは、重回帰などの統計的な手法を用いた方法で求める。圧延荷重予測を行う実績データを収集する圧延速度より高速域での圧延速度のポイントについては、多ければ多いほどライン加速時における圧延挙動を細かく再現することが可能であるので好ましい。
【００３１】
３．画面表示
圧延荷重予測結果をオペレータが操業中に見ることのできる画面に表示する。画面に表示する先としては、図３に例示したようなプロセスコンピュータ８０のモニタ画面８２、あるいはＰＬＣ９０のモニタ画面のどちらでも構わない。画面表示の一例として、第ｉスタンドの圧延荷重予測表示例を図５に示す。
【実施例】
【００３２】
冷間圧延システムとしては、スタンド数：５、ライン速度：仕様最大２０００ｍｐｍ、ワークロール径：５００〜６００ｍｍ、バックアップロール径：１３００〜１５００ｍｍ、圧延荷重検出器：各スタンドに設置（図３のロードセル４１〜４５）、圧下位置検出器：各スタンドに設置、張力検出器：各スタンド間に設置（図３の張力計５２〜５５）、板厚検出器：第１スタンド入側と第５スタンド出側に設置（図３の板厚計６１、６２）した。
【００３３】
第１実施形態の圧延前の圧延荷重予測シミュレーションに際しては、溶接点通過時、５００ｍｐｍ、１０００ｍｐｍ、１５００ｍｐｍ、１８００ｍｐｍ、２０００ｍｐｍの５点の圧延速度で、ライン加速時のデータをプロセスコンピュータ８０が収集した。収集した項目は、圧延荷重、張力、板厚である。
【００３４】
圧延荷重の予測は、重回帰を用いて圧延荷重を直接算出する方法で行った。又、圧延荷重予測を行う圧延速度のポイントについては、圧延データを収集した５点とした。
【００３５】
シミュレーション結果として、まず、従来の高速定常域における実績データの学習を用いる方法（以下、従来法）と、本発明の第１実施形態で算出した方法との各スタンド毎の圧延速度１５００ｍｐｍでの圧延時の圧延荷重予測誤差の標準偏差を図６に示す。図６より、本発明方法は、全スタンドにおいて従来法よりも精度が向上したことが分かる。又、代表例として、第５スタンドの圧延荷重予測を行った各ポイント毎に予測誤差の標準偏差を図７に示す。図７より、本発明の第１実施形態で求めた各ポイント毎での圧延荷重予測は、上記の従来法の９％の誤差に比べて、精度良く算出できていることが確認できた。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態により、圧延中の実施データを用いて、その実績データを収集した速度よりも高速域における圧延荷重の予測シミュレーションを行った。ライン加速時のデータ収集と圧延荷重予測を行う方法については、第１実施形態の圧延前の圧延荷重予測シミュレーションの場合と同様である。
【００３７】
代表して、第５スタンドについて、各圧延速度毎の実績収集データにより求めた最高圧延速度２０００ｍｐｍ圧延時の圧延荷重予測誤差のシミュレーション結果を図８に示す。図から明らかなように、用いる実績データが高速域であるほど予測誤差の標準偏差が低減して予測精度が向上しており、特に１８００ｍｐｍ圧延時の実績データを用いて予測した最高圧延速度２０００ｍｐｍ圧延時の圧延荷重は、従来の補正無しの方法と比べて、予測誤差が約半減と、大幅に改善している。これらのことから、従来の方法では最高圧延速度時の圧延荷重の予測をオペレータのノウハウに依存する他無く、精度が低下していたが、本発明によれば、精度良い圧延荷重の予測結果を画面に表示することができるようになり、オペレータによる最高圧延速度設定のばらつきを抑えることが可能となった。
【００３８】
なお、前記実施形態においては、本発明が、５スタンドのタンデム圧延機に適用されていたが、スタンド数はこれに限定されない。又、圧延荷重の予測結果を表示する画面も、プロセスコンピューター８０やＰＬＣ９０のモニタ画面に限定されない。
【符号の説明】
【００３９】
１０…圧延材
２０…タンデム圧延機
３１〜３５…第１〜第５スタンド
４１〜４５…ロードセル
５１〜５６…張力計
６１、６２…板厚計
７０…上位計算機
８０…プロセスコンピュータ
８２…モニタ画面
９０…ＰＬＣ
【図１】
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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２】
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【図３】
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