(57)【要約】【課題】自動板厚制御（ＡＧＣ）の出力がリミットに張り付いてしまう、板厚制御出力が飽和する事態が生じた場合でも、当該被圧延材の板厚を可及的に全長均一に目標値に近づける。【解決手段】第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和した際、第ｉスタンドよりも前段側のスタンドのうちの少なくとも第ｉ−１スタンドの板厚目標値を変更して、第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和しないようにする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間タンデム圧延機の板厚制御方法において、
第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和した際、第１スタンドよりも前段側のスタンドのうちの少なくとも第ｉ−１スタンドの板厚目標値を変更して、第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和しないようにすることを特徴とする冷間タンデム圧延機の板厚制御方法。
【請求項２】
前記請求項１の冷間タンデム圧延機の板厚制御方法を用いることを特徴とする冷延金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷延鋼板等の冷延金属板（冷延金属帯も含む）を製造するのに用いる冷間タンデム圧延機の板厚制御方法及びそれを用いた冷延金属板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延を経て製造された広幅帯鋼等の金属板を常温で冷間圧延し、冷延鋼板等の金属板を製造する、複数の圧延機（スタンド）を連接した冷間タンデム圧延機の制御には、製品金属板の板厚を可及的に全長均一に目標値に近づけることを目的として、自動板厚制御（Automatic  Gauge  Control：以下、ＡＧＣ）が適用されている。
【０００３】
また、圧延中、被圧延金属板に作用する張力を引張強さ以下に抑え、破断を防止することで、安定操業することを目的として、自動張力制御（Automatic  Tension  Control：以下、ＡＴＣ）も適用されている。
【０００４】
板厚と張力の２つの目標値に対して、各圧延機（スタンド）のワークロールの回転速度と上下ワークロール間のギャップ（上下のワークロールの間隔）の２つを適切に調整することで自動板厚制御と自動張力制御の２つの制御を同時に行える。
【０００５】
図４に従来の冷間タンデム圧延機の一部を示す。図４においてワークロール１は上下各々電動機３で駆動されているが、この電動機３は制御装置１０により回転速度を調整できるようになっている。
【０００６】
また上下ワークロール間のギャップは油圧または電動機で駆動される圧下装置８によってギャップの開閉を調整できるようになっている。
【０００７】
ちなみに、図４中、２はバックアップロール、４は張力検出器、６は板厚計であり、張力検出器４や板厚計６の出力に基づいて、先述の自動板厚制御（ＡＧＣ）や自動張力制御（ＡＴＣ）が行なわれる。２０は計算機であり、各被圧延材の先端についての、各スタンドの上下ワークロール間のギャップや、ワークロール回転速度等の目標値等、各種計算を行なう。
【０００８】
かような冷間タンデム圧延機で製造される金属材料としては、ＪＩＳＧ３１４１に規定される冷延鋼板（鋼帯を含む）が代表的であり、ＪＩＳＧ３３０３に規定されるぶりき原板の他、アルミニウム板、銅板等も製造される。本発明にいう冷延金属板は、これらを総称したものとする。
【０００９】
自動板厚制御（ＡＧＣ）には、大きく分けて、隣接する２つのスタンドのワークロールの回転速度の差を調整することで張力を調整し、結果的に板厚を調整する速度ＡＧＣと、上下ワークロール間のギャップを調整する圧下ＡＧＣの２つがある。
【００１０】
一方、自動張力制御にも、隣接する２つのスタンドのワークロールの回転速度の差を調整することで該２つのスタンド間の張力を調整する速度ＡＴＲ（Automatic  Tension  Regulator）とワークロールのギャップを調整することで該２つのスタンド間の張力を調整する圧下ＡＴＲの２つがある。
【００１１】
自動板厚制御（ＡＧＣ）と自動張力制御（ＡＴＣ）を実際に同時に冷間タンデム圧延機に適用するにあたっては、両者の重畳による出力過多や、両者の相殺による出力過少を抑制する目的で、自動板厚制御として速度ＡＧＣを適用し、自動張力制御には、制御出力に上下限を設ける所謂不感帯を持った圧下ＡＴＲまたは不感帯を持った速度ＡＴＲを適用するのが一般的である。
【００１２】
冷間タンデム圧延機の板厚制御においては、第１スタンドにて、上下ワークロール間のギャップを調整することで、まず、第1スタンドの出側板厚を目標値に可及的に全長均一に近づけるように制御する。例えば、第１スタンドの出側板厚が目標値に比べ厚い場合には、圧下（上下ワークロール間のギャップ）を閉方向に調整することにより、第1スタンドの出側板厚を目標値に近づけることが可能となる。
【００１３】
また、第1スタンドよりも下流側の第ｉスタンドの出側板厚については、前段の第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を調整することにより、第ｉスタンドの出側板厚を目標値に可及的に全長均一に近づけるように制御する。例えば、第ｉスタンドの出側板厚が目標値に比べ厚い場合には、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を減速させるよう調整することにより、第ｉスタンドの出側板厚を目標値に近づけることが可能となる。
【００１４】
冷間タンデム圧延機の板厚制御に関する先行技術としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等が挙げられる。
【００１５】
次に、冷間タンデム圧延機の各スタンド間の張力制御は各スタンド間とも共通であり、例えば、第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力が目標値に比べ高い場合には、第ｉスタンドの上下ワークロール間のギャップを閉方向に調整することにより、目標値に近づけることが可能であり、また、第ｉ−１スタンドのワークロールの速度を加速させるよう調整することによっても、目標値に近づけることが可能となる。
【００１６】
冷間タンデム圧延機の張力制御に関する先行技術としては、例えば、特許文献４等が挙げられる。
【００１７】
先述のように、従来の冷間タンデム圧延機の板厚制御には、一般的に、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を調整することで制御する、速度ＡＧＣを適用していた。その際、従来の冷間タンデム圧延機の板厚制御には、第ｉスタンド出側に板厚計を設置し、該板厚計の測定した板厚に基づいて、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を決定するようにしていた。
【００１８】
従来の冷間タンデム圧延機を用いた冷延鋼板の冷間圧延においては、実際に対象となる被圧延材（熱間圧延を経て製造された広幅帯鋼：熱延鋼板）を当該冷間タンデム圧延機を用いて冷間圧延開始する前に、予め、各種の鋼種や製品寸法区分毎に、各被圧延材の先端について、先述の計算機２０内で、各スタンドの出側板厚の目標値と、各スタンドでの圧延荷重の予測値、それにスタンド間の張力の目標値を計算して求めておき、対象となる被圧延材を冷間圧延開始するタイミングにて、実際にそれら目標値を設定して、各スタンドの圧下（上下ワークロール間のギャップ）及びワークロールの回転速度を、それら目標値通りとなるように調整することで、各被圧延材の先端の板厚を可及的に目標値に近づけるようにしていた。
【００１９】
しかし、これら、圧下（上下ワークロール間のギャップ）及びワークロールの回転速度の目標値は計算式により求められているので、この圧下（上下ワークロール間のギャップ）及びワークロールの回転速度に設定したからといって、実際に各スタンドの出側板厚の目標値及び各スタンドでの圧延荷重の予測値、それに各スタンド間の張力の目標値通りになるとは限らない。そこで、先述のような自動板厚制御（ＡＧＣ）や自動張力制御（ＡＴＣ）を行い、当該被圧延材の先端よりも後方について、板厚を各目標値に可及的に近づけようとするのである。
【００２０】
【特許文献１】特開平０８−０５７５０９号公報
【特許文献２】特開平０９−０５７３１７号公報
【特許文献３】特開昭６１−１６２２２１号公報
【特許文献４】特開昭５６−１１７８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
各被圧延材の先端について、各スタンドの出側板厚の目標値、各スタンド間の張力の目標値等を設定することを初期設定と呼ぶことにすると、鋼種や製品寸法あるいはその他の圧延条件により、板厚が初期設定通りにならず、場合によっては、これが大きく初期設定から外れることがある。すると、そういう場合、当該被圧延材の先端よりも後方について、自動板厚制御（ＡＧＣ）による圧下やワークロールの回転速度の変更量の出力として非常に大きな値が決定されようとする。
【００２２】
しかし、従来、自動板厚制御（ＡＧＣ）の出力は、初期設定に対して、圧下（上下ワークロール間のギャップ）及びワークロールの回転速度とも、各目標値±各目標値の１０％程度にリミットをかけ、その範囲を外れる出力が決定されないようにしている。ここで登場してきた、各目標値±各目標値の１０％程度の範囲のことを、一般に制御範囲という。
【００２３】
すると、板厚が大きく初期設定から外れた場合、出力が、被圧延材全長のうちの一部または全部にわたり、そのリミットに張り付いてしまう場合が出てくる。
【００２４】
このように、圧下（上下ワークロール間のギャップ）及びワークロールの回転速度のような自動板厚制御（ＡＧＣ）の出力がリミットに張り付いてしまうことを、板厚制御出力が飽和する、と呼ぶが、板厚制御出力が飽和すると、制御範囲を外れる板厚制御出力が出せなくなるので、その結果、板厚が被圧延材の全長のうちのかなりの部分について目標値から（正確には許容範囲があるがそれすらも）外れてしまい、問題となる。
【００２５】
本発明は、このような自動板厚制御（ＡＧＣ）の出力がリミットに張り付いてしまう、板厚制御出力が飽和する事態が生じた場合でも、当該被圧延材の先端よりも後方について、板厚を各目標値に可及的に近づけ、以って当該被圧延材の板厚を可及的に全長均一に目標値に近づけることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、冷間タンデム圧延機の板厚制御方法において、第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和した際、第ｉスタンドよりも前段側のスタンドのうちの少なくとも第ｉ−１スタンドの板厚目標値を変更して、第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和しないようにすることを特徴とする冷間タンデム圧延機の板厚制御方法である。
【００２７】
また、本発明は、その冷間タンデム圧延機の板厚制御方法を用いることを特徴とする冷延金属板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、自動板厚制御（ＡＧＣ）の出力がリミットに張り付いてしまう、板厚制御出力が飽和する事態が生じた場合でも、当該被圧延材の先端よりも後方について、板厚を各目標値に可及的に近づけ、以って当該被圧延材の板厚を可及的に全長均一に目標値に近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の冷間タンデム圧延機の板厚制御方法の一実施形態について、適宜図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態である５スタンドの冷間タンデム圧延機の一部を示す概略構成図である。
【００３１】
この冷間タンデム圧延機は、図４に示した従来の冷間タンデム圧延機を基本的に踏襲しつつ、スタンド数を５に限定したものである。ワークロール１、バックアップロール２、電動機３、張力検出器４、板厚計６、圧下装置8、制御装置１０、計算機２０等もそのまま用いられている。
【００３２】
板厚計６は冷間タンデム圧延機の最終スタンド出側だけでなく、スタンド数より一つ少ない数だけある、スタンド間のうちの１箇所以上に設置しても良いし、第１スタンドの入側にも設置して構わない。板厚計６を設置していないスタンド出側の板厚は、直前のそのスタンドでの圧延荷重と上下ワークロール間のギャップ等の実績から、制御装置１０あるいは計算機２０内で、概略、圧延荷重を圧延機剛性で除して上下ワークロール間のギャップを加算するように、リアルタイムに計算される板厚を以って代用される。第１スタンドの入側の板厚は、１つ前の工程である熱間圧延での仕上板厚を以って代用しても良い。
【００３３】
自動板厚制御（ＡＧＣ）には、先述のように、大きく分けて、速度ＡＧＣと、圧下ＡＧＣの２つがあるから、以下、両者の場合について、説明する。
【００３４】
速度ＡＧＣも、圧下ＡＧＣも、原初的には、対象としているスタンドを今、第ｉスタンドとすれば、第ｉスタンドの圧延荷重（圧下装置８内に併設される荷重計の出力による）を入力とするか、第ｉスタンドとその前段の第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力を入力とするか、第ｉスタンドの出側板厚を入力とするか、あるいはそれらのうちの２つ以上を組み合わせて入力とするか、いずれかである。１つあるいは２つしか使わない場合は、使わない制御のゲインをゼロにしておけば良い。（ここでは簡単のため、第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力を入力とする場合、第ｉスタンドの出側板厚を入力とする場合、で代表して考えるが、第ｉスタンドと第ｉ＋１スタンドの間の被圧延材の張力を入力とする場合や、第ｉスタンドの入側板厚を入力とする場合も想定し得る。それらの場合も本発明の範囲に入る。）
【００３５】
今、対象としている被圧延材を圧延継続していくと、第ｉスタンドの圧延荷重の増減が起こり得るし、第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力の増減も起こり得るし、第ｉスタンドの出側板厚の増減も起こり得る。
【００３６】
速度ＡＧＣも、圧下ＡＧＣも、原初的に、次に述べるような制御を行なう。図２は、（ａ）速度ＡＧＣ、（ｂ）圧下ＡＧＣの各場合の、制御ブロック図の概略を示している。
【００３７】
第ｉスタンドの圧延荷重を入力とする場合と、第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力を入力とする場合は、対象としている被圧延材の接合部のような最先端部分を除く先端部（最先端から搬送方向に数ｍ以内）まで圧延したところで、その時点での第ｉスタンドの圧延荷重、第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力をそれぞれロックオン（代表値として記憶すること）し、ロックオンした第ｉスタンドの圧延荷重、第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力からの各偏差に適切なゲインを乗じて、速度ＡＧＣの場合は、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を、圧下ＡＧＣの場合は、第ｉスタンドの上下ワークロール間のギャップを調整する。
【００３８】
第ｉスタンドの出側板厚を入力とする場合は、制御装置１０あるいは計算機２０内にデータとして持つ、第ｉスタンドの出側板厚の目標値と実績値の偏差に適切なゲインを乗じて、速度ＡＧＣの場合は、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を、圧下ＡＧＣの場合は、第ｉスタンドの上下ワークロール間のギャップを調整する。
【００３９】
速度ＡＧＣの場合は、第ｉスタンドの圧延荷重が増加すれば、あるいは第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力が増加すれば、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を増速し、第ｉスタンドの圧延荷重が減少すれば、あるいは第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力が減少すれば、第ｉ−１スタンドのワークロールの回転速度を減速する。
【００４０】
圧下ＡＧＣの場合は、第ｉスタンドの圧延荷重が増加すれば、あるいは第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力が増加すれば、第ｉスタンドの上下ワークロール間のギャップを狭め、第ｉスタンドの圧延荷重が減少すれば、あるいは第ｉスタンドと第ｉ−１スタンドの間の被圧延材の張力が減少すれば、第ｉスタンドの上下ワークロール間のギャップを広げる。
【００４１】
最終的な出力には、リミット９がかけられる仕組になっており、制御範囲が設けられている。
【００４２】
本発明では、第ｉスタンドの板厚制御出力（速度ＡＧＣ、圧下ＡＧＣのどちらの場合の出力のこともありうる）が飽和（リミットにかかること）し、制御範囲を外れると、第ｉスタンドの入側板厚を修正し、第ｉスタンドの板厚制御が前述の制御範囲に入るように修正することがポイントである。
【００４３】
その際、第ｉ−１スタンドの出側板厚のみを修正すると、その冷間タンデム圧延機全体としての被圧延材の体積速度（マスフロー）のバランスが崩れて、被圧延材の破断やだぶりのような通板上のトラブルや、ヒートストリーク等の製品品質上のトラブルを招く恐れがあることから、本発明においては、このような点をも考慮し、その冷間タンデム圧延機全体としての被圧延材の体積速度（マスフロー）のバランスを維持しつつ、第ｉスタンドの出側板厚の目標値に可及的に近づけるようにするのが好ましい観点から、第ｉスタンドの入側板厚（第ｉ−１スタンドの出側板厚）を修正するに際し、第ｉ−１スタンドよりも前段側のスタンドの出側板厚の目標値についても変更するようにするのが好ましい。
【００４４】
この変更は、変更した結果、第ｉスタンドよりも前段側の変更対象の各スタンドにおける板厚制御の制御範囲を外れない限度内において行なうものとする。
【００４５】
本発明の冷間タンデム圧延機の板厚制御方法は、第ｉスタンドの板厚制御出力が飽和した時点から開始し、第ｉスタンドの板厚制御出力の飽和が解消された時点で終了する。
【００４６】
第ｉスタンドの板厚制御出力の飽和が解消された時点とは、例えば、板厚制御出力が制御範囲の１／２の範囲程度に入った時点のことを指し、この１／２という値は適宜変更可能とするのが好ましい。
【実施例】
【００４７】
本発明の冷間タンデム圧延機の板厚制御方法を、５スタンドからなる冷間タンデム圧延機に適用した。
【００４８】
図３にその結果を示す。最終スタンドである第５スタンドの出側での、被圧延材の先端部の板厚が、初期設定に対しプラス側に大きく外れた状態において、板厚制御出力は、原初的には最終スタンドに隣接する上流側の第４スタンドについてワークロール回転速度を減少させて張力を高めることで第５スタンドの出側板厚も薄くしようとする側に制御出力を出すが、リミットである目標値−目標値の１０％にかかり、制御範囲を外れる。
【００４９】
そこで、ここでの例では、第１ないし第４スタンド全てのスタンドの出側板厚の目標値を減少させる。その際、ここでの例では、まず、どのスタンドも、ある一定の時間に対する変化率となるようにし、Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の順に（Ｆｎは第ｎスタンドのことを指す）、各スタンドの出側板厚の目標値を減少させる量を大きくするとともに、出側板厚の目標値を減少させる量の各スタンド間での比率を一定に維持しつつ、各スタンドの出側板厚を、時間に対して変化させるようにしている。結果的に、第５スタンドの出側板厚を許容範囲に収めるべく可及的に全長均一に目標値に近づけることができている。
【００５０】
そして、第５スタンドの出側板厚が目標値に対し、初期設定に対しプラス側に大きく外れたのとは逆に、マイナス側に外れた時点で、逆方向に板厚制御出力を出し、更にその出力がリミット値の半分の−５％になったところで、本発明の冷間タンデム圧延機の板厚制御方法を停止して、原初的な自動板厚制御（ＡＧＣ）に復帰する。こうすることにより、これ以降の自動板厚制御（ＡＧＣ）では、第５スタンドの出側板厚の目標値に対し、プラスとマイナス両方向に板厚制御出力が可能となり、安定して板厚制御が可能となる。
【００５１】
以上の通りであるが、上記した実施形態は一例に過ぎず、本発明の実施形態はこれに限るものではない。即ち、各種の変更を加えることができる。
【００５２】
例えば、被圧延材としては、冷延鋼板のみならず、各種の冷延金属板を対象にできるし、冷間タンデム圧延機は５スタンドのものに限らず、複数スタンドのものであれば、いかなるスタンド数のものであっても良い。
【００５３】
また、上記実施例では、５スタンドの冷間タンデム圧延機において、適用スタンド即ち第ｉスタンドを第５スタンドとし、第５スタンドよりも前段側の第１〜第４スタンド全てのスタンドの出側板厚の目標値を変更するようにしているが、適用スタンドは第５スタンド以外のスタンドでも良いし、出側板厚の目標値を変更するのは第ｉスタンドよりも前段側のスタンド全部ではなくて一部のスタンドだけ変更しても良いし、時間に対する変化率は必ずしも一定とする必要はないし、Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４の順に、各スタンドの出側板厚の目標値を変更する量を大きくする場合に限る必要もないし、出側板厚の目標値を変更する量の各スタンド間での比率を一定に維持する必要もなく、その冷間タンデム圧延機全体としての被圧延材の体積速度（マスフロー）のバランスが崩れて、被圧延材の破断やだぶりのような通板上のトラブルや、ヒートストリーク等の製品品質上のトラブルを招く恐れがない限度において、自由に調整し得る。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、一般的な鋼の他、ステンレス鋼板、アルミニウム板、銅板等、各種の金属板を冷間圧延するにあたり、良好な製品寸法精度の確保が可能となり、産業上格段の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態である５スタンドの冷間タンデム圧延機の一部を示す概略構成図
【図２】本発明の一実施形態の制御の概略ブロック図
【図３】本発明の一実施形態の適用の結果を示す図
【図４】従来の冷間タンデム圧延機の一部を示す概略図
【符号の説明】
【００５６】
１…ワークロール
２…バックアップロール
３…電動機
４…張力検出器
８…圧下装置
９…リミット
１０…制御装置
２０…計算機
【図１】
2006075882.tif 000003
【図２】
2006075882.tif 000004
【図３】
2006075882.tif 000005
【図４】
2006075882.tif 000006