(57)【要約】各圧延機について、下流スタンドに噛み込む前の圧延トルクＧｉを記憶し、最下流スタンドＲｎに噛み込んだ後に、Ｇｎ−１＝Ｇｎ−１＊となるようにＲｎの回転数を制御し、張力静定後のＲｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶する。以降、上流にむかって、Ｇｉ＝Ｇｉ＊となるように、圧延機Ｒｉの回転数を制御し、かつ、圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｋに対して、Ｇｋ＝Ｇｋ＊＊（ｋ＝ｉ＋１〜ｎ）を維持するように、回転数を制御して、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクが記憶したＧ１＊と等しくなるように制御する。これにより、スタンド間距離が短いような条件下であっても、圧延条件ごとのテーブル値等を使用しない単純な制御系で、スタンド間張力を高精度で制御し、通材の安定化ならびに製品寸法精度の向上を図る。
2019138908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列においてタンデム圧延を行うにあたり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の圧延方法であって、
前記圧延機列の各圧延機Ｒｉについて、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、
前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、
当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、
次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第２制御工程と、を備え、
前記第２制御工程を各圧延機Ｒｉ全てに適用させ、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクＧ１が、前記圧延機Ｒ１の下流に位置する圧延機Ｒ２に噛み込む前の前記圧延機Ｒ１の圧延トルクとして記憶されたＧ１＊と等しくなるように前記圧延機列の各圧延機Ｒｉの回転数を制御することを特徴とする、形鋼の圧延方法。
但し、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。
【請求項２】
前記圧延機列の各圧延機のそれぞれの圧延トルクの値に替えて、各圧延機の圧延トルクを当該圧延機の圧延荷重で除した値であるトルクアーム係数（Ｇ／Ｐ）を用いて制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の形鋼の圧延方法。
【請求項３】
前記圧延機列の各圧延機Ｒｉ全ての回転数を制御した後、当該各圧延機Ｒｉの回転数比を固定して圧延を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の形鋼の圧延方法。
【請求項４】
前記各圧延機Ｒｉの回転数比を固定した状態で前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎの圧延速度を所望の速度に増速することを特徴とする、請求項３に記載の形鋼の圧延方法。
【請求項５】
少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列と、少なくとも１機以上の圧延機又は圧延機列と、がこの順にタンデム配置された構成であり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の製造ラインであって、
当該製造ラインでは、上流の圧延機列において被圧延材の無張力制御が行われ、当該無張力制御が完了した後に、下流の圧延機又は圧延機列に被圧延材が噛み込むための十分な距離がある状態で上流の圧延機列と下流の圧延機又は圧延機列が配置され、
前記上流の圧延機列と、前記下流の圧延機又は圧延機列と、は独立して請求項１〜４のいずれか一項に記載の形鋼の圧延方法が実施されることを特徴とする、形鋼の製造ライン。
【請求項６】
水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行い製造される形鋼の製造方法であって、
少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列において、各圧延機Ｒｉについて、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、
前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、
当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、
次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第２制御工程と、を備え、
前記第２制御工程を各圧延機Ｒｉ全てに適用させ、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクＧ１が、前記圧延機Ｒ１の下流に位置する圧延機Ｒ２に噛み込む前の前記圧延機Ｒ１の圧延トルクとして記憶されたＧ１＊と等しくなるように前記圧延機列の各圧延機Ｒｉの回転数を制御することにより形鋼を製造することを特徴とする、形鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１８年１月１０日に日本国に出願された特願２０１８−００１７８４号に基づき、優先権を主張し、その内容をここに援用する。【０００２】
本発明は、例えばＨ形鋼、Ｔ形鋼、Ｉ形鋼といった形鋼を製造する形鋼の圧延方法、形鋼の製造ライン及び形鋼の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
連続圧延機を用いた圧延プロセスにおいては、各圧延機間の材料張力は、材料の厚みや幅といった寸法を決定するための重要な要素である。従って、製品寸法を良好に保つためには、圧延機間の張力を好適に制御することが求められる。このような事情に鑑み、従来、種々の圧延機（圧延スタンド、スタンドとも呼称する）間での張力制御を行う技術が創案されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、連続圧延機の各スタンド間において張力制御を行う技術が開示されている。具体的には、特許文献１では、各圧延スタンドの圧延トルク、圧延荷重、前方張力、後方張力の関係を線形式で関係付け、圧延トルク及び圧延荷重の測定値に基づき前方張力及び後方張力を推定し、その推定値を目標値とすることで制御を行っている。【０００５】
また、例えば、特許文献２には、２つ以上の圧延機を有する連続圧延機において、被圧延材が基準圧延機に噛み込んだときのロール駆動モータの電流を記憶しておき、次の圧延機に被圧延材が噛み込まれたときのロール駆動モータの電流と比較して速度制御を行う技術が開示されている。【０００６】
また、例えば、特許文献３には、タンデム圧延機の複数のスタンド間において、前方張力によるトルク変動のみを検出し、各スタンド間張力の制御を行う技術が開示されている。具体的には、特許文献３では、任意のスタンドにおいて下流側スタンドに被圧延材が噛み込んでいない状態の圧延トルクと、その時点での上流側スタンドの圧延トルクに基づき、任意の各スタンドの無張力トルクを求めるとの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１８３５９４号公報
【特許文献２】特公昭５３−３４５８６号公報
【特許文献３】特公昭６１−３５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数の圧延機からなる連続圧延機において、スタンド（圧延機）間の張力制御は必須であるが、上記特許文献１に記載の技術では、スタンド間張力を線形式から推定するため、予め線形式を求める必要があり、広範な実験や数値解析による線形式の作成が求められる。【０００９】
また、上記特許文献２に記載の技術は、後段スタンド（次の圧延機）に被圧延材が噛み込むまでに基準圧延機との間の張力が無張力状態に制御できることを前提としており、スタンド間距離が短くなると適用できない恐れがある。【００１０】
また、上記特許文献３に記載の技術は、圧延トルクの総和が張力によらず一定であることを前提としていると考えられ、当該前提に誤差があった場合、スタンド間張力制御にも誤差が影響し、精度良く張力制御が行われない恐れがある。また、特許文献３の技術は、基本的に線材や鋼板の圧延を前提に創案されたものであり、ユニバーサル圧延機で圧延を行う形鋼に適用した場合には誤差が生じる恐れがある。以下、［００１１］〜［００１６］にその理由について簡単に説明する。【００１１】
上記特許文献３では、下記式（１）、（２）を用いてタンデム圧延機のスタンド間張力制御を行っている。
【数１】
2019138908.tif 000003
上記式は、総スタンドでの圧延トルクの総和が張力によらず一定であることが前提になっていると考えられる。一例として、総スタンドが３スタンド（第１スタンド〜第３スタンド）である場合を例示して考える。上記式（１）、（２）に基づくと、各スタンドでの圧延トルクＧは以下の式（Ａ１）、（Ａ２）に示す関係が導き出される。
【数２】
2019138908.tif 000004
これら式（Ａ１）、（Ａ２）は、全スタンドの総仕事量が張力状態によらず一定であることを前提とした関係であるが、例えばＨ形鋼等の形鋼の圧延では、スタンド間張力によって断面内の被圧延材形状が変化し、総仕事量は変化する。具体的には、形鋼のユニバーサル圧延では水平ロール側面と竪ロール周面による圧下が存在し、当該水平ロール側面及び竪ロール周面と被圧延材との間には位置により異なる摩擦力が作用するために、スタンド間張力によって被圧延材の寸法が変化する場合は、総仕事量が変動することがある。その為、張力と圧延トルクＧとの関係は、影響係数を含む以下の式（Ｂ１）〜（Ｂ３）で表すのが妥当である。なお、以下では、各スタンド間での張力Ｔとして、第１、第２スタンド間張力をＴ１２とし、第２、第３スタンド間張力をＴ２３との記載で示し、Ａ１２、Ａ２３、Ｂ１２、Ｂ２３は各スタンド間での影響係数とする。
【数３】
2019138908.tif 000005
上記式（Ｂ１）〜（Ｂ３）において、Ａ１２＝Ｂ１２、Ａ２３＝Ｂ２３であれば、上記式（Ａ１）、（Ａ２）に示す関係が成り立つが、上述したように形鋼の圧延では総仕事量が一定ではないことがあり、Ａ１２＝Ｂ１２、Ａ２３＝Ｂ２３との関係が成り立たない場合がある。【００１２】
上記式（Ａ１）と、式（Ｂ１）、（Ｂ２）とを比較するに際し、第３スタンドに被圧延材が噛み込む前（即ち、Ｔ２３＝０）について、式（Ｂ１）、（Ｂ２）を変形すると、以下の式（Ｂ４）が導出される。
【数４】
2019138908.tif 000006
以下に、第２スタンドの無張力時の第２スタンド圧延トルクＧ２０を導出するための式である式（Ａ１）と式（Ｂ４）を併記し、更に式（Ｂ４）を変形し式（Ｂ４）’とし、比較する。
【数５】
2019138908.tif 000007
式（Ａ１）と式（Ｂ４）あるいは式（Ａ１）と式（Ｂ４）’との比較から、形鋼の圧延における張力制御を、特許文献３に記載の式（１）、（２）を用いて行った場合、（Ｂ１２／Ａ１２−１）（Ｇ１＊−Ｇ１０）＝−（Ａ１２−Ｂ１２）Ｔ１２の誤差が含まれることになることが分かる。【００１３】
上述した誤差は、スタンド間張力Ｔ１２が大きい程、当該誤差も大きくなる。一般的な圧延機列での圧延では、噛み込み時の通材不良を防止するため、張力をかけた状態（即ち、Ｔ１２＞０）に設定されるため、Ａ１２＞Ｂ１２の場合、無張力時の第２スタンド圧延トルクＧ２０は過大に算定され、Ａ１２＜Ｂ１２の場合、無張力時の第２スタンド圧延トルクＧ２０は過小に算定される。【００１４】
ここで、形鋼の圧延では総仕事量が一定ではないことを示す数値解析について図９、１０を参照して説明する。図９は、Ｈ形鋼のユニバーサル中間圧延の概略説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は２スタンドでの平面図である。図９において、内法Ｂｉ＝２７４ｍｍ、フランジ幅Ｂｆ＝１５０ｍｍのＨ形鋼を２スタンドのタンデムユニバーサル圧延機でもって圧延した。圧延条件は、ウェブ厚ｔを１１．４ｍｍ→１０．０ｍｍ→９．０ｍｍ、フランジ厚ｔｆを１７．２ｍｍ→１４．８ｍｍ→１３ｍｍ、で圧延する条件とした。【００１５】
図１０は、このような圧延条件下で第１スタンドＲ１−第２スタンドＲ２間の張力（ｔｏｎｆ）が変化した際の、各スタンドのトルク変化量（ｔｏｎ・ｍ）を数値解析により示したグラフである。上記影響係数Ａ１２とＢ１２が同じである場合、各スタンドのトルク変化量は正負逆、且つ、傾きは同じとなると考えられる。しかしながら、図１０に示すように、第１スタンドＲ１のトルク変化量と、第２スタンドＲ２のトルク変化量とでは、その傾きが異なっており、Ａ１２＞Ｂ１２となっていることが分かる。即ち、このような形鋼の圧延条件下において特許文献３に基づく張力制御を行った場合、無張力時の第２スタンド圧延トルクＧ２０は過小に算定されるという事になる。【００１６】
このような数値解析の結果からも、形鋼の圧延ではスタンド間張力によって被圧延材形状が変化し、水平ロール側面と竪ロール周面による圧下が存在し、当該水平ロール側面及び竪ロール周面と被圧延材との間には位置により異なる摩擦力が作用するために総仕事量が変動していることが推定される。【００１７】
ところで、省エネ、省コストが求められる連続圧延設備では、設備のコンパクト化を志向して複数スタンドのスタンド間距離を短くすることがある。タンデム圧延を行う場合に、スタンド間を短くした場合、上流の圧延スタンド間が無張力状態に制御される前に、下流スタンドに被圧延材が噛み込むといった状態が生じ、張力制御技術として上記のような従来技術が適用できない恐れがある。例えば、各圧延スタンドの噛み込み直後の回転数の低下（いわゆるインパクトドロップ）からの回復が０．５秒程度であり、各圧延スタンドの噛み込み速度が３ｍ／ｓであるような条件においては、スタンド間距離が１．５ｍ以下であると、下流スタンドでの被圧延材噛み込みまでに張力制御が間に合わない恐れがある。【００１８】
そこで、上記事情に鑑み、本発明の目的は、３機以上の圧延機からなる連続圧延機をタンデム状態で用いて形鋼の圧延を行う場合に、スタンド間距離が短いような条件下であっても、圧延条件ごとのテーブル値等を使用しない単純な制御系で、スタンド間張力を高精度で制御し、通材の安定化ならびに製品寸法精度の向上を図ることが可能な形鋼の圧延方法、形鋼の製造ライン及び形鋼の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記の目的を達成するため、本発明によれば、少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列においてタンデム圧延を行うにあたり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の圧延方法であって、前記圧延機列の各圧延機Ｒｉについて、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第２制御工程と、を備え、前記第２制御工程を各圧延機Ｒｉ全てに適用させ、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクＧ１が、前記圧延機Ｒ１の下流に位置する圧延機Ｒ２に噛み込む前の前記圧延機Ｒ１の圧延トルクとして記憶されたＧ１＊と等しくなるように前記圧延機列の各圧延機Ｒｉの回転数を制御することを特徴とする、形鋼の圧延方法が提供される。但し、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。【００２０】
前記圧延機列の各圧延機のそれぞれの圧延トルクの値に替えて、各圧延機の圧延トルクを当該圧延機の圧延荷重で除した値であるトルクアーム係数（Ｇ／Ｐ）を用いて制御を行っても良い。【００２１】
前記圧延機列の各圧延機Ｒｉ全ての回転数を制御した後、当該各圧延機Ｒｉの回転数比を固定して圧延を行っても良い。【００２２】
前記各圧延機Ｒｉの回転数比を固定した状態で前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎの圧延速度を所望の速度に増速しても良い。【００２３】
また、別の観点からの本発明によれば、少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列と、少なくとも１機以上の圧延機又は圧延機列と、がこの順にタンデム配置された構成であり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の製造ラインであって、当該製造ラインでは、上流の圧延機列において被圧延材の無張力制御が行われ、当該無張力制御が完了した後に、下流の圧延機又は圧延機列に被圧延材が噛み込むための十分な距離がある状態で上流の圧延機列と下流の圧延機又は圧延機列が配置され、前記上流の圧延機列と、前記下流の圧延機又は圧延機列と、は独立して上記記載の形鋼の圧延方法が実施されることを特徴とする、形鋼の製造ラインが提供される。【００２４】
また、本発明によれば、水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行い製造される形鋼の製造方法であって、少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列において、各圧延機Ｒｉについて、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第２制御工程と、を備え、前記第２制御工程を各圧延機Ｒｉ全てに適用させ、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクＧ１が、前記圧延機Ｒ１の下流に位置する圧延機Ｒ２に噛み込む前の前記圧延機Ｒ１の圧延トルクとして記憶されたＧ１＊と等しくなるように前記圧延機列の各圧延機Ｒｉの回転数を制御することにより形鋼を製造することを特徴とする、形鋼の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、３機以上の圧延機からなる連続圧延機をタンデム状態で用いて形鋼の圧延を行う場合に、スタンド間距離が短いような条件下であっても、圧延条件ごとのテーブル値等を使用しない単純な制御系で、スタンド間張力を高精度で制御し、通材の安定化ならびに製品寸法精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ｈ形鋼の製造ラインについての概略説明図である。
【図２】ユニバーサル圧延機及びエッジャー圧延機の概略説明図である。
【図３】３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列の平面概略図である。
【図４】スタンド間距離が長い場合の張力制御に関する概略説明図である。
【図５】スタンド間距離が極めて短い場合に従来の張力制御を適用した際の概略説明図である。
【図６】スタンド間距離が極めて短い場合に本発明に係る張力制御を適用した際の概略説明図である。
【図７】近接した圧延機Ｒ１〜Ｒ３からなる圧延機列と、当該圧延機列から十分に離れた下流位置にある圧延機との組み合わせを示す概略説明図である。
【図８】近接した圧延機Ｒ１〜Ｒ３からなる圧延機列と、当該圧延機列から十分に離れた下流位置にある、互いに近接した圧延機Ｒ４〜Ｒ６からなる第２の圧延機列との組み合わせを示す概略説明図である。
【図９】Ｈ形鋼のユニバーサル中間圧延の概略説明図である。
【図１０】スタンド間の張力が変化した際の、各スタンドのトルク変化量を数値解析により示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、本明細書では、連続圧延機を構成する圧延機として、Ｈ形鋼製品を製造する場合に用いられるユニバーサル圧延機及びエッジャー圧延機を例として図示しているが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。また、本明細書における「ユニバーサル圧延機」とは、形鋼圧延時に水平ロールと竪ロールを用いて大きな延伸を伴う圧延を行う圧延機を指し、「エッジャー圧延」とはユニバーサル圧延機と併せて用いられ極めて軽圧下な圧延を行う圧延機を指すものとし、本明細書では、それら圧延機を「圧延スタンド」あるいは単に「スタンド」と呼称する場合もある。
【００２８】
（製造ラインの概略と従来の問題点）
図１は、本実施の形態にかかる形鋼の圧延方法が実施される製造ラインＬについての説明図である。図１に示すように、製造ラインＬには上流側から順に、加熱炉２、粗圧延機４、２機の中間ユニバーサル圧延機５、６、仕上ユニバーサル圧延機８が配置されている。また、２機の中間ユニバーサル圧延機５、６の間にはエッジャー圧延機９が設けられている。なお、以下では、説明のために製造ラインＬにおける鋼材を、総称して「被圧延材Ｓ」と記載し、各図において適宜その形状を破線・斜線等を用いて図示する場合がある。
【００２９】
図１に示すように、製造ラインＬでは、加熱炉２から抽出された例えばスラブ１１等の被圧延材Ｓが粗圧延機４において粗圧延される。次いで、中間ユニバーサル圧延機５、６において中間ユニバーサル圧延される。また、この中間ユニバーサル圧延とリバース圧延が可能な状態で、エッジャー圧延機９によって被圧延材の端部等（フランジ相当部１２）に対して圧下が施される。通常の場合、粗圧延機４（複数基設置される場合もある）のロールには、合わせて４〜６個程度の孔型が刻設されており、これらを経由して複数パスのリバース圧延でドッグボーン形状のＨ形粗形材１３が造形され、該Ｈ形粗形材１３を第１中間ユニバーサル圧延機５−エッジャー圧延機９−第２中間ユニバーサル圧延機６からなる圧延機列を用いて、複数パスの圧下が加えられ、中間材１４が造形される。そして中間材１４は、仕上ユニバーサル圧延機８において製品形状に仕上圧延され、Ｈ形鋼製品１６が製造される。
【００３０】
図１に示す製造ラインＬにおいて、Ｈ形粗形材１３に対し第１中間ユニバーサル圧延機５−エッジャー圧延機９−第２中間ユニバーサル圧延機６からなる圧延機列を用いて、複数パスの圧下を加え、中間材１４を造形する場合に、各ユニバーサル圧延機では図２（ａ）に示すように、フランジ先端部が未圧下（図中破線部参照）となるため、図２（ｂ）に示すように、エッジャー圧延機で当該未圧下の部分を整形・圧下するような圧延が行われる。
【００３１】
タンデム状態で被圧延材の圧延を行う連続圧延機列の一例として上記のような第１中間ユニバーサル圧延機５−エッジャー圧延機９−第２中間ユニバーサル圧延機６の構成が挙げられる。このような複数の圧延スタンドが連続的に配置された構成の圧延機列において、被圧延材Ｓとして形鋼を圧延する場合、被圧延材剛性が大きいため、鋼帯圧延時等に用いられるルーパー（張力制御装置）を使った圧延スタンド間張力制御は困難である。また、形鋼の圧延では、圧延スタンド間での被圧延材のたくれといった通材不良を予防し、安定的な通材を確保するために、噛み込み時にはスタンド間張力が引っ張り気味となるような回転数に設定することが一般的であった。即ち、形鋼の圧延において製品寸法を良好に保つためには、被圧延材噛み込み後にスタンド間の張力を好適に制御することが求められる。
【００３２】
加えて、連続圧延機列では、省エネ、省コストや設備のコンパクト化を志向して複数スタンドのスタンド間距離を短くすることがある。但し、形鋼のタンデム圧延を行う場合に、スタンド間を短くすると、上流の圧延スタンド間が無張力状態に制御される前に、下流スタンドに被圧延材が噛み込むといった状態が生じる恐れがあり、従前のようなスタンド間張力を引っ張り気味にするといった制御が安定的にできない恐れがある。
このような事情に鑑み、形鋼のタンデム圧延を行う連続圧延機列において、スタンド間距離が短いような構成であってもスタンド間張力を高精度で制御し、通材の安定化ならびに製品寸法精度の向上を図ることが可能な技術が求められている。
【００３３】
（張力制御方法の適用例）
図１に示す製造ラインＬでは、連続圧延機列として第１中間ユニバーサル圧延機５−エッジャー圧延機９−第２中間ユニバーサル圧延機６の構成（図２参照）を挙げたが、本発明に係る張力制御方法は、形鋼のタンデム圧延を行う設備において複数の圧延機（スタンド）が連続的に配置された構成であれば、どのような圧延機であっても適用可能である。そこで、以下では、従来の張力制御方法と、本発明に係る張力制御方法をＲ１〜Ｒ３の３機のスタンドが連続的に配置された圧延機列に対し適用する場合を例として説明する。なお、本構成は一例であり、本発明に係る張力制御方法は少なくとも３機以上の複数の圧延機がタンデム圧延状態となるような形鋼の圧延機列について適用可能である。
【００３４】
図３は、３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０の平面概略図であり、当該圧延機列３０では、例えば、図中に破線矢印で示すようにリバース圧延が行われる。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の３台の圧延機（圧延スタンド）のスタンド間距離はいずれも被圧延材Ｓの長手方向長さよりも短い距離であり、いわゆるタンデム圧延状態で被圧延材Ｓの圧延は行われる。また、本発明に係る張力制御方法を適用する場合には、これらのスタンド間距離が、被圧延材Ｓの圧延速度に比して十分短い距離、すなわち、下流スタンドに噛みこむ前に、個々のスタンド間の張力を無張力状態とすることができない場合に本発明の従来技術に対する優位性が発揮される。ただし、例えば特許文献２（特公昭５３−３４５８６号公報）が適用できるような長いスタンド間距離においても、本発明を適用することができる。
【００３５】
（従来の張力制御とその課題）
先ず、３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０において、スタンド間距離が十分に長い場合の張力制御について説明する。ここで、「スタンド間距離が十分に長い」構成とは、スタンド間において被圧延材Ｓの無張力制御が行われ、静定するのに十分な距離があることを示している。
【００３６】
図４は、スタンド間距離が長い場合の張力制御に関する概略説明図であり、各圧延機Ｒ１〜Ｒ３の圧延トルク変化（実線）及び回転数変化（一点鎖線）を示す模式図である。以下では、Ｒ１〜Ｒ３の各圧延トルクを経時的に変化する値としてＧ１〜Ｇ３と定義し、特定の時点での各圧延トルク値は「Ｇ１＊」といったような個別の値で記載する。なお、図４中には、当該模式図（図４）中の状況Ａ、Ｂでの被圧延材Ｓの位置についての概略図も併せて記載している。この図４を参照して、スタンド間距離が長い場合の張力制御について説明する。
【００３７】
１）図４に示す状況Ａの前段階において、被圧延材ＳがＲ２に噛み込む直前にＲ１の圧延トルクＧ１＊を記憶する。そして、状況Ａにおいて被圧延材ＳがＲ２に噛み込んだ後、Ｇ１＝Ｇ１＊となるように、Ｒ１の回転数を制御し、Ｒ１−Ｒ２間を無張力状態（静定状態）とし、その状態でのＲ２の圧延トルクＧ２＊を記憶する。
２）図４に示す状況Ｂにおいて、被圧延材ＳがＲ３に噛み込んだ後、Ｒ２の圧延トルクＧ２がＧ２＝Ｇ２＊となるように、Ｒ２の回転数を制御する。これにより、Ｒ１−Ｒ２間及びＲ２−Ｒ３間のいずれも無張力状態に制御される。
【００３８】
次に、３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０において、スタンド間距離が極めて短い構成において従来の張力制御を適用する場合について説明する。ここで、「スタンド間距離が極めて短い構成」とは、上流の圧延スタンド間が無張力状態に制御される前に、下流スタンドに被圧延材Ｓが噛み込むような構成を示している。
【００３９】
図５は、スタンド間距離が極めて短い場合に従来の張力制御を適用した際の概略説明図であり、各圧延機Ｒ１〜Ｒ３の圧延トルク変化（実線）及び回転数変化（一点鎖線）を示す模式図である。なお、図５中にも、当該模式図（図５）中の状況Ａ、Ｂでの被圧延材Ｓの位置についての概略図も併せて記載している。この図５を参照して、スタンド間距離が極めて短い構成において従来の張力制御を適用した場合について説明する。
【００４０】
１）図５に示す状況Ａの前段階において、被圧延材ＳがＲ２に噛み込む直前にＲ１の圧延トルクＧ１＊を記憶する。そして、状況Ａにおいて被圧延材ＳがＲ２に噛み込んだ後、Ｇ１＝Ｇ１＊となるように、Ｒ１の回転数制御を行うが、当該制御が完了する前に被圧延材ＳがＲ３に噛み込まれる。この状態でＲ２の圧延トルクＧ２＊を記憶したとしても、記憶されたＧ２＊は後方張力が付与された状態の値となる。
２）図５に示す状況Ｂにおいて、Ｇ２＝Ｇ２＊、且つ、Ｇ１＝Ｇ１＊となるような制御を行ったとしても、上記の通り、記憶されたＧ２＊が後方張力が付与された状態の値であるために、Ｒ２−Ｒ３間が無張力状態とならず、好適な張力制御が実現されない。
【００４１】
以上、図４及び図５を参照して説明したように、３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０において、スタンド間距離が十分に長い場合には従来の張力制御技術を適用することで好適な張力制御が可能である（図４参照）ものの、スタンド間距離が極めて短い構成では、従来の張力制御技術では好適な張力制御が実現できない（図５参照）といった課題が見受けられる。
【００４２】
上記課題に鑑み、本発明者らは、複数の圧延機からなる圧延機列において張力制御を行う場合に、前方張力が０の状態（下流圧延機に被圧延材Ｓが噛み込む前）で回転数を固定し、対象となる全ての圧延機に被圧延材Ｓが噛み込んだ後に、順次遡ってスタンド間張力を０とするような張力制御方法ならびにそれを用いた圧延方法を創案した。以下、本発明に係る圧延方法について説明する。
【００４３】
（本発明に係る圧延方法・張力制御）
ここでは、３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０において、スタンド間距離が極めて短い構成において本発明に係る張力制御技術を適用する場合について説明する。なお、本発明に係る張力制御技術は、任意のｎ機（ｎ＝３以上の任意の整数）の圧延機で構成される圧延機列においてタンデム圧延を実施する場合に適用可能であり、説明の簡素化のため、ここでは３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０でもって説明する。
【００４４】
図６はスタンド間距離が極めて短い場合に本発明に係る張力制御を適用した際の概略説明図であり、各圧延機Ｒ１〜Ｒ３の圧延トルク変化（実線）及び回転数変化（一点鎖線）を示す模式図である。なお、図６中には、当該模式図（図６）中の状況Ａ〜Ｃでの被圧延材Ｓの位置についての概略図も併せて記載している。この図６を参照して、スタンド間距離が極めて短い構成において本発明に係る張力制御を適用した場合について説明する。
【００４５】
１）図６に示す状況Ａの前段階において、被圧延材ＳがＲ２に噛み込む直前にＲ１の圧延トルクＧ１＊を記憶する。
２）図６に示す状況Ａ、即ち、被圧延材ＳがＲ３に噛み込む直前で、Ｒ２の圧延トルクＧ２＊を記憶し、この段階でＲ１の回転数を固定する。
３）図６に示す状況Ｂ、即ち、被圧延材ＳがＲ３に噛み込んだ後、Ｒ２の圧延トルクＧ２が、上記記憶したＧ２＊と等しくなる（Ｇ２＝Ｇ２＊）ように、Ｒ３の回転数を制御する。制御静定後には、Ｒ２−Ｒ３間は無張力となる。この状態でのＲ３の圧延トルクＧ３＊＊を記憶する。
４）図６に示す状況Ｂと状況Ｃの間において、Ｇ１＝Ｇ１＊となる（即ち、Ｒ１−Ｒ２間が無張力となる）ようにＲ２の回転数を制御する。Ｒ２の回転数を制御する（回転数が変化する）ことにより、Ｒ２−Ｒ３間に張力あるいは圧縮力が作用するが、その際に、Ｇ３＝Ｇ３＊＊を維持するようにＲ３の回転数を制御する。
５）図６に示す状況Ｃにおいて、Ｒ１−Ｒ２間及びＲ２−Ｒ３間の張力が静定した時点でのＲ２の圧延トルクＧ２＊＊を記憶する。
６）以上の過程において記憶されたＧ１＊、Ｇ２＊＊、Ｇ３＊＊は、前後方張力が０である際の圧延トルクであることから、Ｇ１＝Ｇ１＊、Ｇ２＝Ｇ２＊＊、Ｇ３＝Ｇ３＊＊となるように各圧延機の回転数を制御することで、圧延機列全長にわたって無張力状態を維持することができる。
【００４６】
以上、図６を参照して１）〜６）で説明した張力制御方法を圧延機列３０でのタンデム圧延において採用することで、各圧延スタンド間（Ｒ１−Ｒ２間及びＲ２−Ｒ３間）で張力制御が高精度で行われ無張力状態を維持しつつ圧延を実施することが可能となる。これにより、圧延スタンド間での被圧延材の通材性が向上し、寸法精度の悪化やスリップ、圧縮力によるたくれ等が防止される。
【００４７】
また、本実施の形態では、圧延条件ごとのテーブル値等を使用せず、測定可能な圧延トルクを記憶させ、単純な制御系でもってＲ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０の全長にわたる張力制御を高精度で実施することができる。
【００４８】
（任意の複数機からなる圧延機列への適用）
上記図６を参照した説明では、３機の圧延機Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３からなる圧延機列３０において、本発明に係る張力制御を適用する場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。即ち、本発明技術は、３機以上の任意の複数の圧延機からなる圧延機列に対しても適用可能である。以下、３機以上の任意のｎ機の圧延機からなる圧延機列でタンデム圧延を行う場合の張力制御方法について説明する。なお、以下では、説明のため、ｎ機の圧延機からなる圧延機列を構成する各圧延機をＲ１、Ｒ２、・・・Ｒｎとし、その内のｉ番目の圧延機をＲｉ、当該Ｒｉの圧延トルクをＧｉと定義する。即ち、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。
【００４９】
１）最下流の圧延機Ｒｎ以外の圧延機Ｒｉでは、被圧延材がＲｉに噛み込んだ後、下流の圧延機Ｒｉ＋１に噛み込む直前のＲｉの圧延トルクＧｉ＊を記憶し、この段階でＲｉの回転数を固定する。
２）最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、最下流の直前の圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１がＲｎ噛み込み前に記憶した圧延トルクＧｎ−１＊になるように最下流の圧延機Ｒｎの回転数を制御する（第１制御工程）。この制御により、Ｒｎ−１の張力状態は、最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む直前（前方張力＝０）と等しい状態となる。
３）第１制御工程による張力制御静定後の圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶する。
４）圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが上記３）で記憶された圧延トルクＧｎ＊＊を維持するように圧延機Ｒｎの回転数を制御する（第２制御工程）。ここで、張力制御静定後に圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１＊＊を記憶する。
５）以降、同様の方法で、上記第２制御工程を、上流に向かって順次遡るように各圧延機に対して行う。即ち、各圧延機Ｒｎ−１、Ｒｎ−２、・・・Ｒ１について、当該圧延機の直前の圧延機の圧延トルクＧｉが、当該圧延機に噛み込む前に記憶した圧延トルクＧｉ＊となるように各圧延機の回転数を制御し、かつ当該圧延機の下流の圧延機Ｒｉ＋１〜Ｒｎの圧延トルクＧｉ＋１〜Ｇｎが張力静定後に記憶した圧延トルクＧｉ＋１＊＊〜Ｇｎ＊＊を維持するように、Ｒｉ＋１〜Ｒｎの回転数を制御することで制御後の各圧延機間で同じように無張力状態を実現させることができる。
６）最終的には、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクＧ１が、圧延機Ｒ１の下流に位置する圧延機Ｒ２に噛み込む前の圧延機Ｒ１の圧延トルクとして記憶されていたＧ１＊と等しくなるように圧延機列の各圧延機Ｒｉの回転数が制御されることになる。
【００５０】
上述した張力制御方法における第１制御工程は、Ｇｎ−１＝Ｇｎ−１＊となるように圧延機Ｒｎの回転数を制御する工程であり、Ｒｎ単独制御工程である。また、第２制御工程は、Ｇｉ＝Ｇｉ＊となるように、圧延機Ｒｉの回転数を制御し、かつ、圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｋに対して、Ｇｋ＝Ｇｋ＊＊（ｋ＝ｉ＋１〜ｎ）を維持するように、回転数を制御する、連動制御工程である。この第２制御工程を、圧延機Ｒｎ−１から上流に向かって順次適用させていくことで、全ての圧延機間の張力状態を制御することができる。
【００５１】
このように、最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、上流に向かって順次遡るように張力制御を行い、最終的に最上流の圧延機Ｒ１まで制御を行うことで、圧延機列全体について各圧延機間が無張力状態となるような張力制御を実施することが可能となる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５３】
上記実施の形態で説明した本発明に係る圧延方法では、被圧延材Ｓの圧延時の温度変化については特に言及していない。しかしながら、被圧延材Ｓの寸法が長手方向に長い場合に、例えばＲ１−Ｒ２−Ｒ３といった複数の圧延機からなる圧延機列でタンデム圧延を行う際には、被圧延材Ｓの温度が経時的に変化し、その温度変化に伴い各圧延機の圧延トルクが変動してしまう恐れがある。温度変化による圧延トルクの変動を考慮せずに上記張力制御方法を適用すると、当該変動に伴う誤差が生じてしまう恐れがある。
【００５４】
このような事情に鑑み、上記実施の形態に記載の張力制御技術を適用する場合に、圧延トルク（Ｇ）の値に替えて、圧延トルク（Ｇ）を荷重（Ｐ）で除した値であるトルクアーム係数（Ｇ／Ｐ）を用いても良い。トルクアーム係数（Ｇ／Ｐ）を圧延トルクに替えて用い、本発明に係る張力制御方法を実施することで、被圧延材Ｓの温度変化に伴う圧延トルク変化の影響を除外し、スタンド間張力の制御を行うことができる。
【００５５】
また、上記実施の形態で説明した圧延方法により圧延機列での無張力状態（静定状態）が実現された場合において、圧延機列のミル剛性が温度変化に対して十分に大きく、圧延機列の全長の寸法変化が小さい場合には、当該静定状態での各圧延機の回転数比を固定しても良い。例えば、静定状態後に圧延速度を増速したいといった場合には、圧延機列全体の圧延速度を増速する必要がある。その際に、固定した回転数比をそのままの比率とした状態で増速を行うことで無張力状態（静定状態）を維持することができる。その際、圧延下流の最下流の圧延機を所望の速度とし、その最下流の圧延機の圧延速度に合わせて上記回転数比がそのままの比率となるように他の圧延機の圧延速度を定めれば良い。
【００５６】
（本発明の変形例）
図７は、近接した圧延機（スタンド）Ｒ１〜Ｒ３からなる圧延機列３０と、当該圧延機列３０から十分に離れた下流位置にある圧延機Ｆ１との組み合わせを示す概略説明図である。図７に示すような構成においては、Ｒ１〜Ｒ３からなる圧延機列において、上記実施の形態で説明した張力制御方法を適用し、Ｒ１〜Ｒ３までの張力を静定させ、その後、被圧延材ＳがＦ１に噛み込んだ後に、Ｒ３の圧延トルクＧ３の値がＧ３＝Ｇ３＊＊（静定後のＲ３の圧延トルク）となるようにＦ１の回転数を制御すればよい。これにより、Ｒ３−Ｆ１間についても無張力状態とすることができる。
【００５７】
また、図８は、近接した圧延機Ｒ１〜Ｒ３からなる圧延機列３０と、当該圧延機列３０から十分に離れた下流位置にある、互いに近接した圧延機Ｆ１〜Ｆ３からなる第２の圧延機列５０との組み合わせを示す概略説明図である。図８に示すような構成においては、Ｒ１〜Ｒ３からなる圧延機列３０において、上記実施の形態で説明した張力制御方法を適用し、Ｒ１〜Ｒ３までの張力を静定させ、Ｆ１に被圧延材Ｓが噛み込む前にＲ１〜Ｒ３の回転数を固定する。このようにＲ１〜Ｒ３の回転数を固定した状態で、第２の圧延機列５０においても同様に上記実施の形態で説明した張力制御方法を適用し、Ｆ１〜Ｆ３の張力状態を静定させる。そして、圧延機列３０と第２の圧延機列５０との間の張力制御については、任意の制御方法で制御すればよく、例えば、Ｇ３＝Ｇ３＊＊（静定後のＲ３の圧延トルク）となるようにＦ１の回転数を制御しても良い。
【実施例】
【００５８】
圧延機間の距離が２．０ｍの４機の圧延機列（上流からＲ１〜Ｒ４）で、トータル圧下率４０％、圧延機列出側の圧延速度４．０ｍ／ｓとなるタンデム圧延を実施する際に、スタンド間張力を本発明で制御する場合（実施例）と従来技術を用いて制御する場合（比較例１、２）を比較した。
比較例１では従来技術として特許文献２（特公昭５３−３４５８６号公報）に開示された技術を用い、下流スタンドに噛みこむ０．１秒前に圧延トルクを記憶し、下流スタンド噛みこみ後０．５秒後から、圧延トルクが下流スタンド噛みこみ前に記憶した値となるように回転数を制御した。ここで、圧延トルクを記憶するタイミングを下流スタンドの噛みこみ０．１秒前としたのは、スタンド間距離とロール速度から圧延速度を推定して、被圧延材の下流スタンドへ噛みこむ時間を推定するために推定誤差を加味して、圧延トルクの記憶タイミングが下流スタンド噛みこみ後とならないようにするためである。また、制御開始を下流スタンド噛みこみ後０．５秒後としたのは、噛みこみによる回転数の低下（インパクトドロップ）からの回復等の過渡状態を避けるために必要な時間である。
また、比較例２では従来技術として特許文献３（特公昭６１−３５６４号公報）に開示された技術を用い、下流スタンド噛み込み０．１秒前に当該スタンドの無張力トルクＧｊ０の演算を行い、全スタンドに被圧延材が噛み込んだ後に、スタンド間張力を０とするように制御を実施した。ここで、無張力トルクＧｊ０の演算タイミングを下流スタンドの噛み込み０．１秒前としたのは、スタンド間距離とロール速度から圧延速度を推定して、被圧延材の下流スタンドへ噛みこむ時間を推定するために推定誤差を加味して、圧延トルクの記憶タイミングが下流スタンド噛みこみ後とならないようにするためである。【００５９】
本発明を適用した場合（実施例）では、被圧延材にたくれの無い圧延が可能であった。一方、比較例１ではＲ１−Ｒ２の張力制御を実施する時間がＲ２の圧延トルクを記憶するまでに０．０７秒しかなく、Ｒ１の圧延トルクＧ１をＲ２噛みこみ前に記憶した値に静定できなかった。さらに、Ｒ３については、圧延トルクを記憶するタイミングが噛みこみ後の過渡状態と重なり、Ｒ２−Ｒ３間の張力を制御することなくＲ４に噛みこんだ。その結果、Ｒ３−Ｒ４間で著しい圧縮力が生じ、被圧延材がスタンド間でたくれた。
比較例２では、定常部はたくれ等は発生せず圧延できたものの、Ｒ２蹴出し直後にＲ３の圧延トルクが急減し、これに伴いＲ３を増速する制御指令が出た結果、Ｒ３−Ｒ４間で被圧延材にたくれが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、例えばＨ形鋼、Ｔ形鋼、Ｉ形鋼といった形鋼を製造する形鋼の圧延方法、形鋼の製造ライン及び形鋼の製造方法に適用できる。
【符号の説明】
【００６１】
２…加熱炉
４…粗圧延機
５…（第１）中間ユニバーサル圧延機（Ｕ１）
６…（第２）中間ユニバーサル圧延機（Ｕ２）
８…仕上ユニバーサル圧延機
９…エッジャー圧延機（Ｅ）
３０…圧延機列
５０…第２の圧延機列
Ｓ…被圧延材
Ｌ…製造ライン
【図１】
2019138908.tif 000008
【図２】
2019138908.tif 000009
【図３】
2019138908.tif 000010
【図４】
2019138908.tif 000011
【図５】
2019138908.tif 000012
【図６】
2019138908.tif 000013
【図７】
2019138908.tif 000014
【図８】
2019138908.tif 000015
【図９】
2019138908.tif 000016
【図１０】
2019138908.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月22日(2019.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列においてタンデム圧延を行うにあたり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の圧延方法であって、
前記圧延機列の各圧延機Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）について、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を一定の値に固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、
前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、
当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、
次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御し、張力制御静定後の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１＊＊を記憶する、第２制御工程と、を備え、
前記第２制御工程と同様の制御を、上流に向かって順次遡るように各圧延機に対して適用し、各圧延機Ｒｎ−２、・・・Ｒ２について、当該圧延機Ｒｉの直前の圧延機の圧延トルクＧｉ−１が、当該圧延機Ｒｉに噛み込む前に記憶した圧延トルクＧｉ−１＊となるように各当該圧延機Ｒｉの回転数を制御し、且つ、当該圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｉ＋１〜Ｒｎの圧延トルクＧｉ＋１〜Ｇｎが張力静定後に記憶した圧延トルクＧｉ＋１＊＊〜Ｇｎ＊＊を維持するように、Ｒｉ＋１〜Ｒｎの回転数を制御することを特徴とする、形鋼の圧延方法。
但し、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。
【請求項２】
前記圧延機列の各圧延機のそれぞれの圧延トルクの値に替えて、各圧延機の圧延トルクを当該圧延機の圧延荷重で除した値であるトルクアーム係数（Ｇ／Ｐ）を用いて制御を行うことを特徴とする、請求項１に記載の形鋼の圧延方法。
【請求項３】
前記圧延機列の各圧延機Ｒｉ全ての回転数を制御した後、当該各圧延機Ｒｉの回転数比を固定して圧延を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の形鋼の圧延方法。
【請求項４】
前記各圧延機Ｒｉの回転数比を固定した状態で前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎの圧延速度を所望の速度に増速することを特徴とする、請求項３に記載の形鋼の圧延方法。
【請求項５】
少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列と、少なくとも１機以上の圧延機又は圧延機列と、がこの順にタンデム配置された構成であり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の製造ラインであって、
当該製造ラインでは、上流の圧延機列において被圧延材の無張力制御が行われ、当該無張力制御が完了した後に、下流の圧延機又は圧延機列に被圧延材が噛み込むための十分な距離がある状態で上流の圧延機列と下流の圧延機又は圧延機列が配置され、
前記上流の圧延機列と、前記下流の圧延機又は圧延機列と、は独立して請求項１〜４のいずれか一項に記載の形鋼の圧延方法が実施されることを特徴とする、形鋼の製造ライン。
【請求項６】
水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行い製造される形鋼の製造方法であって、
少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列において、各圧延機Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）について、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を一定の値に固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、
前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、
当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、
次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御し、張力制御静定後の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１＊＊を記憶する、第２制御工程と、を備え、
前記第２制御工程と同様の制御を、上流に向かって順次遡るように各圧延機に対して適用し、各圧延機Ｒｎ−２、・・・Ｒ２について、当該圧延機Ｒｉの直前の圧延機の圧延トルクＧｉ−１が、当該圧延機Ｒｉに噛み込む前に記憶した圧延トルクＧｉ−１＊となるように各当該圧延機Ｒｉの回転数を制御し、且つ、当該圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｉ＋１〜Ｒｎの圧延トルクＧｉ＋１〜Ｇｎが張力静定後に記憶した圧延トルクＧｉ＋１＊＊〜Ｇｎ＊＊を維持するように、Ｒｉ＋１〜Ｒｎの回転数を制御することにより形鋼を製造することを特徴とする、形鋼の製造方法。
但し、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
前記の目的を達成するため、本発明によれば、少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列においてタンデム圧延を行うにあたり、１機以上の圧延機でもって水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行う形鋼の圧延方法であって、前記圧延機列の各圧延機Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）について、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を一定の値に固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御し、張力制御静定後の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１＊＊を記憶する、第２制御工程と、を備え、前記第２制御工程と同様の制御を、上流に向かって順次遡るように各圧延機に対して適用し、各圧延機Ｒｎ−２、・・・Ｒ２について、当該圧延機Ｒｉの直前の圧延機の圧延トルクＧｉ−１が、当該圧延機Ｒｉに噛み込む前に記憶した圧延トルクＧｉ−１＊となるように各当該圧延機Ｒｉの回転数を制御し、且つ、当該圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｉ＋１〜Ｒｎの圧延トルクＧｉ＋１〜Ｇｎが張力静定後に記憶した圧延トルクＧｉ＋１＊＊〜Ｇｎ＊＊を維持するように、Ｒｉ＋１〜Ｒｎの回転数を制御することを特徴とする、形鋼の圧延方法が提供される。但し、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明によれば、水平ロール側面と竪ロール周面との間での圧下を行い製造される形鋼の製造方法であって、少なくとも３機以上のｎ機の圧延機で構成される圧延機列において、各圧延機Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）について、前記圧延機Ｒｉに被圧延材が噛み込んだ後であり、且つ、前記圧延機Ｒｉの下流に位置する圧延機Ｒｉ＋１に被圧延材が噛み込む前に、前記圧延機Ｒｉの回転数を一定の値に固定し、その時の前記圧延機Ｒｉの圧延トルクＧｉをＧｉ＊として記憶し、前記圧延機列の最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、前記圧延機Ｒｎの上流に位置する圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１が、前記圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−１＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎの回転数を制御する、第１制御工程と、当該第１制御工程後の前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶し、次いで、前記圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、前記圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の前記圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、前記圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが記憶された圧延トルクＧｎ＊＊と等しくなるように前記圧延機Ｒｎの回転数を制御し、張力制御静定後の前記圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１＊＊を記憶する、第２制御工程と、を備え、前記第２制御工程と同様の制御を、上流に向かって順次遡るように各圧延機に対して適用し、各圧延機Ｒｎ−２、・・・Ｒ２について、当該圧延機Ｒｉの直前の圧延機の圧延トルクＧｉ−１が、当該圧延機Ｒｉに噛み込む前に記憶した圧延トルクＧｉ−１＊となるように各当該圧延機Ｒｉの回転数を制御し、且つ、当該圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｉ＋１〜Ｒｎの圧延トルクＧｉ＋１〜Ｇｎが張力静定後に記憶した圧延トルクＧｉ＋１＊＊〜Ｇｎ＊＊を維持するように、Ｒｉ＋１〜Ｒｎの回転数を制御することにより形鋼を製造することを特徴とする、形鋼の製造方法が提供される。但し、ｉは１からｎの任意の整数であり、ｎは３以上の整数である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
１）図６に示す状況Ａの前段階において、被圧延材ＳがＲ２に噛み込む直前にＲ１の圧延トルクＧ１＊を記憶する。
２）図６に示す状況Ａ、即ち、被圧延材ＳがＲ３に噛み込む直前で、Ｒ２の圧延トルクＧ２＊を記憶し、この段階でＲ２の回転数を固定する。
３）図６に示す状況Ｂ、即ち、被圧延材ＳがＲ３に噛み込んだ後、Ｒ２の圧延トルクＧ２が、上記記憶したＧ２＊と等しくなる（Ｇ２＝Ｇ２＊）ように、Ｒ３の回転数を制御する。制御静定後には、Ｒ２−Ｒ３間は無張力となる。この状態でのＲ３の圧延トルクＧ３＊＊を記憶する。
４）図６に示す状況Ｂと状況Ｃの間において、Ｇ１＝Ｇ１＊となる（即ち、Ｒ１−Ｒ２間が無張力となる）ようにＲ２の回転数を制御する。Ｒ２の回転数を制御する（回転数が変化する）ことにより、Ｒ２−Ｒ３間に張力あるいは圧縮力が作用するが、その際に、Ｇ３＝Ｇ３＊＊を維持するようにＲ３の回転数を制御する。
５）図６に示す状況Ｃにおいて、Ｒ１−Ｒ２間及びＲ２−Ｒ３間の張力が静定した時点でのＲ２の圧延トルクＧ２＊＊を記憶する。
６）以上の過程において記憶されたＧ１＊、Ｇ２＊＊、Ｇ３＊＊は、前後方張力が０である際の圧延トルクであることから、Ｇ１＝Ｇ１＊、Ｇ２＝Ｇ２＊＊、Ｇ３＝Ｇ３＊＊となるように各圧延機の回転数を制御することで、圧延機列全長にわたって無張力状態を維持することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
１）最下流の圧延機Ｒｎ以外の圧延機Ｒｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）では、被圧延材がＲｉに噛み込んだ後、下流の圧延機Ｒｉ＋１に噛み込む直前のＲｉの圧延トルクＧｉ＊を記憶し、この段階でＲｉの回転数を固定する。
２）最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込んだ後、最下流の直前の圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１がＲｎ噛み込み前に記憶した圧延トルクＧｎ−１＊になるように最下流の圧延機Ｒｎの回転数を制御する（第１制御工程）。この制御により、Ｒｎ−１の張力状態は、最下流の圧延機Ｒｎに被圧延材が噛み込む直前（前方張力＝０）と等しい状態となる。
３）第１制御工程による張力制御静定後の圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎ＊＊を記憶する。
４）圧延機Ｒｎ−１の上流に位置する圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクＧｎ−２が、圧延機Ｒｎ−１に被圧延材が噛み込む前の圧延機Ｒｎ−２の圧延トルクとして記憶されたＧｎ−２＊と等しくなるように、圧延機Ｒｎ−１の回転数を制御し、且つ、前記圧延機Ｒｎの圧延トルクＧｎが上記３）で記憶された圧延トルクＧｎ＊＊を維持するように圧延機Ｒｎの回転数を制御する（第２制御工程）。ここで、張力制御静定後に圧延機Ｒｎ−１の圧延トルクＧｎ−１＊＊を記憶する。
５）以降、同様の方法で、上記第２制御工程を、上流に向かって順次遡るように各圧延機に対して行う。即ち、各圧延機Ｒｎ−２、・・・Ｒ２について、当該圧延機Ｒｉの直前の圧延機の圧延トルクＧｉ−１が、当該圧延機に噛み込む前に記憶した圧延トルクＧｉ−１＊となるように各当該圧延機Ｒｉの回転数を制御し、かつ当該圧延機の下流の圧延機Ｒｉ＋１〜Ｒｎの圧延トルクＧｉ＋１〜Ｇｎが張力静定後に記憶した圧延トルクＧｉ＋１＊＊〜Ｇｎ＊＊を維持するように、Ｒｉ＋１〜Ｒｎの回転数を制御することで制御後の各圧延機間で同じように無張力状態を実現させることができる。
６）最終的には、最上流の圧延機Ｒ１の圧延トルクＧ１が、圧延機Ｒ１の下流に位置する圧延機Ｒ２に噛み込む前の圧延機Ｒ１の圧延トルクとして記憶されていたＧ１＊と等しくなるように圧延機列の各圧延機Ｒｉの回転数が制御されることになる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
上述した張力制御方法における第１制御工程は、Ｇｎ−１＝Ｇｎ−１＊となるように圧延機Ｒｎの回転数を制御する工程であり、Ｒｎ単独制御工程である。また、第２制御工程は、Ｇｉ−１＝Ｇｉ−１＊となるように、圧延機Ｒｉの回転数を制御し、かつ、圧延機Ｒｉの下流の圧延機Ｒｋに対して、Ｇｋ＝Ｇｋ＊＊（ｋ＝ｉ＋１〜ｎ）を維持するように、回転数を制御する、連動制御工程である。この第２制御工程を、圧延機Ｒｎ−１から上流に向かって順次適用させていくことで、全ての圧延機間の張力状態を制御することができる。
【国際調査報告】
2019138908.tif 000018
2019138908.tif 000019