(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数台のミルをタンデムに配列した連続式タンデム圧延機を用い、走間での板厚変更を行いつつ連続的な圧延を実施するに当たり、板材の板厚変更点がタンデム圧延機の入側に配置した板厚計に到達するよりも前に、タンデム圧延機の第１スタンドにおける第１の圧下位置変更量と、入側板厚偏差に対する圧延荷重の影響係数を計算する一方、板材の板厚変更点が板厚計を通過してから第１スタンドに到達する前に、板材の板厚変更点前後における入側板厚偏差を検出し、この入側板厚偏差と前記影響係数を基に荷重の変動量を算出して荷重の変動量を第１スタンドのミル剛性で除した値の分だけ補償する第２の圧下位置変更量を求め、板材の板厚変更点が第１スタンドを通過した直後に第１の圧下位置変更量と第２の圧下位置変更量の総和分だけ第１スタンドの圧下位置を変更することを特徴とする連続式タンデム圧延機における板材の板厚制御方法。
【請求項２】
板厚計にて検出した板材の板厚と設定入側板厚とに基づいて入側板厚偏差を求め、板材の板厚変更点が第１スタンドを通過した直後でかつ、該板厚計にて検出した板材の位置が第１スタンドに到達した時点で、該入側板厚偏差から第２の圧下位置変更量を求める際に検出した板厚変更点後の入側板厚偏差を差し引いて該板厚偏差が零となるように第１スタンドの圧下位置を操作する、請求項１記載の板材の板厚制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、完全連続式タンデム圧延機を用いた板材の圧延において、走間での板厚変更を精度よく行おうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロール組み替え時以外は圧延機を停止することなく圧延を継続する完全連続式のタンデム圧延機においては、板材の板厚を連続的に変更するため、先行材と後行材の接続点である溶接点等の板厚変更点を判断基準にして、圧延モデルより計算した後行材の圧下位置およびロール速度に制御する走間板厚変更制御を行っているのが一般的であった（板圧延の理論と実際，ｐ131 参照）。
【０００３】
しかし、ミル入側の板厚には前工程（熱間仕上げ圧延機であれば熱間粗圧延、冷間圧延機であれば熱間仕上げ圧延）での圧延において生じた板厚偏差が残っており、とくに、板厚変更点である溶接点の前後は前工程でも非定常圧延部であることから板厚偏差が非常に大きく、従来の板厚変更制御においては板厚精度が十分なものとは言えないのが現状であった。
【０００４】
この点に関して特開昭60- 227913号公報には、ミルの入側から十分に離れた位置（圧延機入側ルーパの手前）に板厚計を設け、この板厚計にて板材の入側板厚を検出し、これをセットアップ計算の入力値として用いることにより入側板厚偏差の影響の軽減を図った技術が開示されている。
【０００５】
一方、定常部におけるミル入側板厚変動に関しては、ミルの入側に配置した板厚計で検出した厚み偏差を材料速度に合わせて遅延させ、その測定点が第１スタンドに到達した時点で圧下位置を操作し、第１スタンド出口板厚が目標とする板厚になるように制御する、いわゆるＦＦ−ＡＧＣが知られていた（板圧延の理論と実際ｐ301 参照) 。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開昭60−227913号公報に開示の技術は、板厚計がミルの入側から十分離れた位置に、望ましくは溶接機のほぼ直後に設置されているため、トラッキングの精度に問題があり板厚精度の改善を図るのが難しく、ＦＦ−ＡＧＣについてはその実施に際してトラッキング精度や記憶装置の容量等から、ミル入側数ｍという直近に板厚計を設置しなければならない設備上の不利があった。
【０００７】
なお、特開昭60-227913 号公報に開示されている方法ではミル入側の直近に板厚計を設置することも考えられるが、この場合には板材の板厚変更点である溶接点がミル入側の板厚計に到達する以前にセットアップ計算を終了させる必要があるが計算のための時間が足りず、その実現は困難であった。
【０００８】
本発明の目的は上述したような従来の問題を解決するためミル入側直近の板厚計で入側板厚偏差を検出し、走間板厚変更制御を精度よく行うと同時に、圧下ＦＦ−ＡＧＣをも併用して板厚変更後や板材の定常部でもミル入側板厚変動の影響を受けずに板厚精度をアップできる新規な方法を提案するところにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数台のミルをタンデムに配列した連続式タンデム圧延機を用い、走間での板厚変更を行いつつ連続的な圧延を実施するに当たり、板材の板厚変更点がタンデム圧延機の入側に配置した板厚計に到達するよりも前に、タンデム圧延機の第１スタンドにおける第１の圧下位置変更量と、入側板厚偏差に対する圧延荷重の影響係数を計算し、板材の板厚変更点が板厚計を通過してから第１スタンドに到達する前に、板材の板厚変更点前後における入側板厚偏差を検出し、この入側板厚偏差と前記影響係数を基に荷重の変動量を算出して荷重の変動量を第１スタンドのミル剛性で除した値の分だけ補償する第２の圧下位置変更量を求め、板材の板厚変更点が第１スタンドを通過した直後に第１の圧下位置変更量と第２の圧下位置変更量の総和分だけ第１スタンドの圧下位置を変更することを特徴とする連続式タンデム圧延機における板材の板厚制御方法である。
【００１０】
また、本発明は、上記の構成において、板厚計にて検出した板材の板厚と設定入側板厚とに基づいて入側板厚偏差を求め、板材の板厚変更点が第１スタンドを通過した直後でかつ、該板厚計にて検出した板材の位置が第１スタンドに到達した時点で、該入側板厚偏差から第２の圧下位置変更量を求める際に検出した板厚変更点後の入側板厚偏差を差し引いて該板厚偏差が零となるように第１スタンドの圧下位置を操作する板材の板厚制御方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、連続タンデム式圧延機の入側直近に設置した板厚計で板材の入側板厚偏差を検出し、この板厚偏差に基づき、第１スタンドの圧下位置変更量を補正しようとするものであり、発明を実施するに当たっては図１に示したような例えば５スタンドのミルをタンデムに配列した構成になる圧延機 (図中第２、第３スタンドは省略) が適用でき、かかる圧延機を適用して圧延を行う場合の板厚制御の要領を図２に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１において、被圧延材（板材）である先行材１ａ，後行材１ｂは図中左から右へ向かって移動し溶接点Ｐにおいて板厚をスケジュールs1からスケジュールs2に変更するものとする。
【００１３】
入側板厚計２は第１スタンドの入側直近に設置してあり、溶接点Ｐが入側板厚計２に到達するよりも前の段階で、プロセスコンピュータ３にて図２の(a1)〜(a4)に従う計算を実施する。
【００１４】
まず先行材１ａ（添字Ｓ１で表す）の各スタンドの圧延荷重Ｐｓ１ｉを計算する。
【数１】
0003541596.tif 000002
とし、以降、添字がｓ１からｓ２に変わった場合は、後行材１ｂの当該量を表すこととする。
【００１５】
次に溶接点Ｐが第ｉスタンドを通過し、第ｉスタンドと第（ｉ＋１）スタンドの間にある時（添字 Tで表す）の後行材１ｂの各スタンドの圧延荷重を計算する。
【数２】
0003541596.tif 000003
【００１６】
そして、第３番目に溶接点Ｐが第（ｉ＋１）スタンドを通過した時（添字s2）の後行材１ｂの各スタンドの圧延荷重を計算する。
【数３】
0003541596.tif 000004
【００１７】
これらの圧延荷重から、各スタンドの第１の圧下位置変更量を計算する。
【数４】
0003541596.tif 000005
【００１８】
これらの計算は、ミル入側に板厚計がないか、あるいはあってもミル直近に設置されているミルで通常行われているものと同様である。この点に関し特開昭60-227913 号公報に開示の方法では、ミル入側板厚の設定値ではなく、ミルから十分離れた位置にある入側板厚計の実測値を入力している。
【００１９】
ここで下記に示すスケジュールＳ１およびＳ２における入側板厚偏差設定値の変動があったときには、上記(1)式および(2)式で表される圧延荷重は、下記(6)および(7)で計算する。
【数５】
0003541596.tif 000006
Ｐ´S1i：先行材の板厚が、スケジュールＳ１の板厚に対して偏差がある場合の圧延荷重予測値
Ｐ´Ti：後行材の板厚が、スケジュールＳ２の板厚に対して偏差がある場合の圧延荷重予測値
【００２０】
そして、これらより、入側板厚に偏差が存在する場合の第１スタンドの圧延荷重への影響係数を計算する。
【数６】
0003541596.tif 000007
【００２１】
計算された影響係数は圧下位置演算器４に送られ、次いで溶接点Ｐがミル入側板厚計２の地点を通過し第１スタンドに到達する前に圧下位置演算器４にて図２中の(b1),(b2) が計算される。
【００２２】
溶接点Ｐの前後における板厚の設定入側板厚に対する先行材１ａの偏差ｄH s11 および後行材１ｂの板厚偏差ｄＨs21 は入側板厚計２にて実測され、これらと式(8)(9)で計算した前述の影響係数より荷重変動分を下記の式(10)で計算する。
【数７】
0003541596.tif 000008
【００２３】
この荷重変動を補償するため次に第２の圧下位置変更量を下記式(11)にて計算する。
【数８】
0003541596.tif 000009
【００２４】
第２の圧下位置変更量ΔS ′T1とプロセスコンピュータ３からの出力である第１の圧下位置変更量の和が計算される一方、溶接点Ｐが第１スタンド通過直後に図２の(c1)に示すように圧下位置演算器４から圧下制御装置５ａに前記和が出力され、第１スタンドの圧下位置が変更される。
【００２５】
また、溶接点Ｐが第２スタンド通過直後に図２の(d1)に示すようにプロセスコンピュータ３からΔS s21 が圧下位置制御装置５ａに出力され、第１スタンドの圧下位置がスケジュールs2の圧下位置に変更される。
【００２６】
本発明においては以上の要領に従って第１スタンドの走間板厚変更制御による圧下位置の変更は終了するが、第２スタンド以降の圧下位置の変更方法は従来の走間板厚変更制御と同様にして行うことができる。
【００２７】
例えば第２スタンドの圧下位置の変更は溶接点Ｐが前述した第２スタンド通過直後、すなわち、ΔS s21 が圧下制御装置５ａに出力されたときプロセスコンピュータ３からΔS T2が圧下位置制御装置５ｂ（図示省略）に出力され、第２スタンドの圧下位置をトランジェットの圧下位置に変更する。
【００２８】
次いで溶接点Ｐが第３スタンド通過直後にプロセスコンピュータ３からΔS ｓ２２が下位置制御装置５ｂに出力され第２スタンドの圧下位置がスケジュールｓ２の圧下位置に変更されると同時にプロセスコンピュータ３からΔS Ｔ３が圧下位置制御装置５ｃ（図示省略）に出力され第３スタンドの圧下位置をトランジェットの圧下位置に変更すればよく、以降同様にして第５スタンドまで行う。
【００２９】
次に、本発明においては上述の走間板厚変更制御を行うことに加え、第１スタンドにおいて圧下ＦＦ−ＡＧＣを適用することもでき、この場合には、図２(c1)に示すように第１の圧下位置変更量と第２の圧下位置変更量との総和の出力が圧下位置制御装置５ａに出力された直後から制御を行うようにする。
【００３０】
図３はその際の制御に用いて好適な設備の構成の一例を示したものであり、６はＦＦ−ＡＧＣ制御演算器、７は遅延演算器である。遅延演算器７は、板厚計２で検出した後行材１ｂのある所定の位置が板厚計２を通過してから第１スタンドに到達した時点で、板厚計２で検出したその所定位置の板厚と設定入側板厚との差である後行材１ｂの板厚偏差ｄＨ1をＦＦ−ＡＧＣ制御演算器６に出力するものであり、また、圧下位置演算器４は板厚計２から入力される溶接点の直後の板厚計２による検出値と設定入側板厚との差である板厚偏差(溶接点直後の板厚偏差)ｄＨS21(時間に対して一定の値)をＦＦ−ＡＧＣ制御演算器６に出力するものである。
【００３１】
ＦＦ−ＡＧＣ制御演算器６においては、上記の板厚偏差ｄH S21 と板厚偏差ｄH1との差ΔＨ1 が求められ、その差を零とする圧下位置変更量が下記式(12)にて計算される。
【数９】
0003541596.tif 000010
【００３２】
そして、板材の溶接点Ｐが第１スタンドを通過し図２(c1)に示すように第１スタンドにおいて第１の圧下位置変更量と第２の圧下位置変更量との総和の出力が第１スタンドの圧下位置制御装置５ａに出力された直後から、上記の式にて得られた圧下位置変更量が第１スタンドの圧下位置制御装置５ａに出力され、その値にしたがって第１スタンドの圧下位置が変更される。
【００３３】
【実施例】
実施例１
図１に示したような構成になる４段式のミルを配置した５スタンド冷間タンデム圧延を使用 (溶接機の直後に板厚計を設置) して、
0003541596.tif 000011
の条件のもとで、本発明に従う板厚制御を行いつつ圧延を実施し、得られた板の出側板厚について調査した。
その結果を特開昭60-227913 号公報に開示の方式で板厚制御 (圧下位置の変更) を行った場合の結果とともに図４に示す。
【００３４】
図４に示すように入側板厚偏差が溶接点前後で存在した場合、本発明によればミル直近に板厚計を設置したのでトラッキング精度が向上し圧下位置の変更量が適正なものとなり板厚精度が従来方式に比較し一層向上することが確認できた。
【００３５】
また上記の実施例と同様の圧延機を用いて、母板板厚を4.0 〜2.0 mm、ミル出側板厚を2.0 〜0.5 mm、ミル出側板幅700 〜1800mmとするスケジュールの圧延を実施 (圧延荷重式はHillの式使用) し板厚が所定の範囲に収まる長さによる製品歩留り状況について調査した。
その結果、本発明に従う板厚制御を適用したものでは品質を確保できたのが93％であったのに対し従来法では88％であり、製品歩留りが著しく改善されることも明らかとなった。
【００３６】
なお、この実施例では４段式のミルを配置した５スタンドの圧延機を用いたが本発明はかかる圧延機に限るものではなく、また、板厚スケジュールや板幅、材質等の各事項についてもそれにのみ限定されるものではない。
【００３７】
実施例２
図３に示したような構成になる４段式のミルを配置した５スタンド冷間タンデム圧延を使用 (溶接機の直後に板厚計を設置) して、
0003541596.tif 000012
の条件のもとで、本発明に従う板厚制御を行いつつ圧延を実施し、得られた板の出側板厚について調査した。
その結果を特開昭60-227913 号公報に開示の方式で板厚制御 (圧下位置の変更) を行った場合 (比較例１) と、圧下位置演算器の出力 (dHＳ２１)をＦＦ−ＡＧＣ制御演算器に入力しなかった場合 (比較例２) の結果とともに図５に示す。
【００３８】
図５に示すように入側板厚偏差が溶接点前後で存在し、さらに、その後に大きな板厚変動が存在する場合においても、本発明によれば板厚精度が従来方式に比較し一層向上可能であることが確認できた。
【００３９】
また上記の実施例と同様の圧延機を用いて、母板板厚を4.0 〜2.0 mm、ミル出側板厚を2.0 〜0.5 mm、ミル出側板幅700 〜1800mmとするスケジュールの圧延を実施 (圧延荷重式はHillの式使用) し板厚が所定の範囲に収まる長さによる製品歩留り状況について調査したが、本発明に従う板厚制御を適用したものでは品質を確保できたのが96％であったのに対し比較例２においては92％程度であり、製品歩留りが著しく改善されることも明らかとなった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明においては板厚変更点が圧延機の直近に設けた板厚計よりも前に存在するときに求めた影響係数と、板厚変更点が板厚計を通過したときに検出した入側板厚偏差とに基づいて第１スタンドの圧延位置を補正するようにしたので、板厚精度が改善され歩留りの向上を図ることができる。また、圧下ＦＦ−ＡＧＣの併用によって板厚精度、歩留りがより一層改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するのに好適な設備の構成を示した図である。
【図２】本発明に従う制御要領の説明図である。
【図３】本発明を実施するのに好適な他の設備 (圧下ＦＦ−ＡＧＣ制御の併用) の構成を示した図である。
【図４】実施例１における先行材、後行材の板厚の変動状況を示した図である。
【図５】実施例２における先行材、後行材の板厚の変動状況を示した図である。
【符号の説明】
１ａ  先行材
１ｂ  後行材
２    板厚計
３    プロセスコンピュータ
４    圧下位置演算器
５ａ  圧下位置制御装置
５ｄ  圧下位置制御装置
５ｅ  圧下位置制御装置
６    圧下ＦＦ−ＡＧＣ制御演算器
７    遅延演算器
【図１】
0003541596.tif 000013
【図２】
0003541596.tif 000014
【図３】
0003541596.tif 000015
【図４】
0003541596.tif 000016
【図５】
0003541596.tif 000017