(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間タンデム仕上圧延において被圧延材の最先端板厚を確保すべく上下ワークロールの開度設定およびワークロールの周速度設定を決定する（以下、セットアップという）に際し、
少なくとも１スタンドにおいて、その出側に非接触式の速度計を配置して出側の圧延材板速度を測定し得られる板速度と前記スタンドの圧延ロール周速度とから先進率実績を求める第１の工程、
任意のスタンドの板厚実測値と第１の工程で得られる先進率実績とマスフロー則とにより、出側板厚実測スタンド以外の各スタンド出側計算板厚実績を求める第２の工程、
前記スタンドの前後のルーパー装置に張力計を設置して測定されるスタンド前後の圧延材張力測定値と、予め試験により求めた、スタンド間の前方・後方張力の先進率への影響係数と、前記先進率実績と前記第２の工程にて得られる各スタンド出側計算板厚実績とから圧延ロールと被圧延材間の計算実績摩擦係数を算出する第３の工程、
第３の工程にて得られる計算実績摩擦係数を各圧延条件区分ごとにそれぞれ記憶させ、記憶ごとに指数平滑処理による修正を行い、圧延荷重予測においては修正後の計算実績摩擦係数および第２の工程で得られる各スタンド出側計算板厚実績から荷重学習係数を算出して、次材のセットアップにおいてこの荷重学習係数を用いて圧延荷重予測する第４の工程、
予測された圧延荷重から上下ワークロール開度設定値を求める第５の工程、
第４の工程の過程で得られる修正後の計算実績摩擦係数を用いて先進率の予測を行い回転設定する第６の工程
とからなることを特徴とする熱間仕上圧延におけるセットアップ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼材のホットストリップミルにおける仕上圧延において被圧延材の最先端板厚を確保すべく上下ワークロールの開度設定およびワークロールの周速度設定を決定する方法、すなわちセットアップ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間仕上圧延において被圧延材の最先端板厚を確保すべく上下ワークロールの開度設定およびワークロールの周速度設定を決定するセットアップ方法については、圧延理論に基づく圧延荷重式、ゲージメータ板厚式により一般的に以下のフローで算出される。まず所要の最終スタンド出側目標板厚を得るための各タンデムスタンド出側板厚を決定する。次に圧延荷重式（数式モデル）を用いて各スタンド圧延荷重値を予測する。数式モデルは（１）式のように記述される。
【０００３】
Ｐ＝α・ｋｆｍ・Ｌｄ  ・Ｑｐ              ・・・・・・（１）
Ｐ  ：圧延荷重
α  ：荷重学習係数
ｋｆｍ：拘束変形抵抗
Ｌｄ  ：接触弧長
Ｑｐ  ：圧下力関数
【０００４】
Ｑｐ  はロールと材料間の摩擦係数μ、偏平ロール半径Ｒ′、入側材料厚Ｈ、圧下率ｒおよび前・後方張力ｔｆ  、ｔｂ  の関数式（２）で表される。
Ｑｐ  ＝Ｑｐ  （μ，Ｒ′，Ｈ，ｒ，ｔｆ  ，ｔｂ  ）          ・・・（２）
【０００５】
例えば公知のＨｉｌｌの式では（３）式となる。
Ｑｐ  ＝（１．０８＋１．７９ｒμ（Ｒ′／Ｈ）１／２  −１．０２ｒ）・Ｑｔ  （Ｔｒ  ，Ｔｂ  ）          ・・・（３）
【０００６】
次にゲージメータ板厚式は（４）式により表され、すでに（１）式で求められた圧延荷重予測値Ｐおよび下式の出側材料厚ｈを代入することによって所要の出側材料厚を得るために必要な上下ロール開度Ｓとして算出される。
ｈ＝Ｓ＋Ｐ／Ｍ＋ＧＭＥＲＲ      ・・・・・・（４）
ｈ：出側材料厚
Ｓ：上下ロール開度
Ｍ：ミルストレッチ
ＧＭＥＲＲ：ロールサーマル・摩耗分に相当する誤差値
【０００７】
次に回転設定ＶＲ  は（５）式により算出される。
ＶＲ  ＝ＶＳ  ／（１＋ｆ）      ・・・・・・（５）
ＶＲ  ：ワークロール回転数
ＶＳ  ：材料速度
ｆ  ：先進率
【０００８】
先進率ｆは、特開昭６０−１５０１０号公報のごとく（６）式にて予測され、（６）式で得られる先進率予測値ｆを（５）式に代入することにより各スタンドごとにマスフローバランスの保たれた回転設定が実施される。
ｆ＝（０．４５５−０．２３３／μ（ΔＨ／Ｒ′）１／２  ）２  ｒ／（１−ｒ）・・・（６）
ｒ：圧下率
【０００９】
一方、圧延荷重等の数式モデルは不確定要素を含むため、一般的に実操業においては圧延荷重等の数式モデルによる計算値を圧延荷重等の実績値（実測値）にもとづき修正することを行っている。例えば特公平５−６６２０３号公報に示されるように前記荷重予測（１）、（３）式において値の不確定な摩擦係数μと変形抵抗ｋｆｍが存在するため（６）式を用いた圧延荷重と摩擦係数を分離して学習する方法が提案されている。またそのさい用いられる計算実績板厚は最終スタンド出側またはいずれかのスタンド間にて測定された板厚実績より算出される計算実績マスフロー板厚を用いることを前提としており、当該材における板厚設定誤差は削除される。
【００１０】
しかしながら、タンデムスタンドにおいては各スタンド間に一定の張力が作用しているため（６）式を用いて先進率実績から摩擦係数を学習する場合に、制御遅れ等による張力の変動により先進率が変化して摩擦係数に誤差を生じることになる。また各スタンド間の絶対張力設定値の圧延材料ごとの変化に応じても同様の現象を生じる。また各スタンド出側計算板厚実績の算出のための板厚実績により算出されるマスフロー板厚についても先進率実績値を用いれば推定精度は格段に向上するが、この場合は各スタンド出側計算板厚実績を求める目的でマスフロー則に先進率実績を用いるものであり張力実績の影響は含まれねばならない。さらには前記の圧延荷重および摩擦係数学習に際して、ここで得られた各スタンド出側計算板厚実績を使用しなければ、先進率およびスタンド間張力実績の取込み効果を最大限に発揮されているとは言えず推定の誤差分は出側板厚の誤差となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような課題を解決すべくなされたものであって、先進率およびスタンド間張力実績を取り込み、圧延荷重および摩擦係数学習の効果を最大限に発揮して、当該材においては好適となる熱間仕上圧延におけるセットアップ方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはホットストリップミルの仕上圧延機後段３スタンド間にレーザー方式の板速度計を設置し、セットアップ精度を高めるべく研究を行った結果、先進率実績取り込みにおけるミル前方後方の張力の影響を把握すると同時に圧延荷重および摩擦係数学習の精度を向上させる手法を見出し，本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、熱間タンデム仕上圧延において被圧延材の最先端板厚を確保すべくセットアップに際し、
（ａ）少なくとも１スタンドにおいて、その出側に非接触式の速度計を配置して出側の圧延材板速度を測定し得られる板速度と前記スタンドの圧延ロール周速度とから先進率実績を求める第１の工程、
（ｂ）第１の工程で得られる先進率実績とマスフロー則とにより各スタンド出側計算板厚実績を求める第２の工程、
（ｃ）前記スタンドの前後のルーパー装置に張力計を設置して測定されるスタンド前後の圧延材張力測定値と、予め試験により求めた、スタンド間の前方・後方張力の先進率への影響係数と、前記先進率実績と前記第２の工程にて得られる各スタンド出側計算板厚実績とから圧延ロールと被圧延材間の計算実績摩擦係数を算出する第３の工程、
（ｄ）第３の工程にて得られる計算実績摩擦係数を各圧延条件区分ごとにそれぞれ記憶させ、記憶ごとに指数平滑処理による修正を行い、圧延荷重予測においては修正後の計算実績摩擦係数および第２の工程で得られる各スタンド出側計算板厚実績から算出した荷重学習係数を圧延荷重予測に用いる第４の工程、
（ｅ）予測された圧延荷重から上下ワークロール開度設定値を求める第５の工程、
（ｆ）第４の工程の過程で得られる修正後の計算実績摩擦係数を用いて先進率の予測を行い回転設定する第６の工程
とからなることを特徴とする熱間仕上圧延におけるセットアップ方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、最終スタンドｎとその上流側に隣接するスタンドｎ−１のそれぞれの下流側に例えばレーザードップラー方式などの非接触式の板速度計１，２を設置した場合の本発明による作用を説明する。それぞれの圧延ロールにはロール周速度計３，４が取り付けられており、板速度計信号とロール周速度計信号と、さらに板速度計１のように上流側圧延ロールとの間にルーパー装置を介している場合はルーパー高さ検出器５の実績信号とを先進率演算器６，７に入力する。先進率演算器６，７では微小時間ごとの先進率実績を演算する。
【００１４】
次に、被圧延材８の先端が最終スタンドｎの出側の板厚計９を通過した時点での板厚計９の測定板厚と、その時点でのスタンドｎ−１およびｎのそれぞれのロール周速度と先進率演算器６，７で演算された先進率実績を上位計算機１０に入力する。上位計算機１０では圧延荷重の学習に必要な被圧延材８の各スタンド出側先端板厚を先進率実績を用いて下記（７）式のマスフロー則にて算出する。
【００１５】
ｈｉ  ＝（１＋ｆｎ  ）・Ｖｎ  ・ｈｎ  ／｛（１＋ｆｉ  ）・Ｖｉ  ｝    ・・・（７）
ｈｉ  ：ｉスタンド出側板厚
Ｖｉ  ：ｉスタンドロール周速度
ｆｉ  ：ｉスタンド先進率
ｈｎ  ：最終スタンド出側板厚
Ｖｎ  ：最終スタンドロール周速度
ｆｎ  ：最終スタンド先進率
【００１６】
次にデータを入力した前記時点にて最終スタンドｎとその上流側に隣接するスタンドｎ−１のそれぞれの上流側に配置されたルーパー張力計１１，１２とコイラー側で設定される仕上最終スタンド出側張力信号１３を上位計算機１０に入力する。上記計算機１０では（８）式より摩擦係数μを逆算する。すなわち入出側張力実績とすでに求められた各スタンド出側先端板厚計算実績と先進率実績とから張力の影響を考慮した先進率モデル（８）式にそれぞれ代入することにより、摩擦係数μを求めることができる。
【００１７】
ｆ＝｛０．４５５−０．２３３／μ（ΔＨ／Ｒ′）１／２  ｝２  ｒ／（１−ｒ）・（Ｋ１  ・σｆ  ＋Ｋ２  ・σｂ  ）      ・・・（８）
Ｋ１  ：前方張力の先進率への影響係数
Ｋ２  ：後方張力の先進率への影響係数
σｆ  ：前方単位張力実績
σｂ  ：後方単位張力実績
Ｒ′：偏平ロール半径
ΔＨ：圧下量（＝ｈｉ−１  −ｈｉ  ）
ｒ  ：圧下率（＝（ｈｉ−１  −ｈｉ  ）／ｈｉ−１  ）
なお、Ｋ１ ，  Ｋ２  は事前のインコイルにおける張力変更試験により同定される。ここで得られた摩擦係数実績はスタンドＮｏ．、圧延ロール種別、圧下率、油圧延使用状況等の圧延条件によって変化するため、圧延条件を層別して各区分ごとに指数平滑処理による修正を行い摩擦係数実績を保存する。
【００１８】
次に予測圧延荷重Ｐ＊  と実測圧延荷重ＰＭ  とから下記（９）式により荷重学習係数αを求める。
α＝ＰＭ  ／Ｐ＊          ・・・（９）
【００１９】
そして（９）式で求められた荷重学習係数αを用いて、下記（１０）式により次の圧延材の圧延荷重ＰＳ ＊  を推定する。
ＰＳ ＊  ＝α・Ｐ＊          ・・・・（１０）
【００２０】
このとき予測および実測の圧延荷重Ｐ＊  、ＰＭ  算出は例えば前記（３）式および（１）式の数式モデルを用いて行われ、出側先端板厚計算実績ｈｉ  および、摩擦係数μに張力を含めた実測値に基づき求められた前記出側先端板厚計算ｈｉ  および、摩擦係数μを基本に用いることにより、正確な圧延荷重の予測値を得ることができ、得られた圧延荷重の予測値を公知の（４）式に代入することにより所要の圧下設定値が得られる。一方、回転設定についても前記の張力を含めた実測値に基づき求められ、各区分ごとに保存された摩擦係数実績を前記（６）式および（５）式に用いることによって正確な回転設定を得ることができる。
【００２１】
【実施例】
７台の仕上タンデム圧延機を配置したホットストリップミルにおいて後段３スタンド間にドップラー式の非接触板速計を、また最終スタンド出側にＸ線厚み計を設置し、コイル厚２ｍｍ、コイル幅９００ｍｍ、材質ＳＳ４００クラスの被圧延材を圧延するさい、本発明法を仕上セットアップに適用し、張力実績と先進率実績から得られる摩擦係数を学習して圧下・回転設定を行った。そのときのマスフロー板厚とゲージメータ板厚の差であるゲージメータエラーの変動推移状況を図２に示した。なお、比較のため従来法によるゲージメータエラーの変動推移状況もあわせて示した。この図から明らかなように本発明法のゲージメータエラーは安定的でありハンチングがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の実施例を模式的に示す構成図
【図２】ゲージメータエラーの変動推移を本発明法と従来法とを比較して示すグラフ
【符号の説明】
１，２  板速度計
３，４  ロール周速度計
５  ルーパー高さ検出器
６，７  先進率演算器
８  被圧延材
９  最終スタンド出側板厚計
１０  上位計算機
１１，１２  張力計
１３  最終スタンド出側張力信号
【図１】
0003583835.tif 000002
【図２】
0003583835.tif 000003