(57)【要約】【課題】圧延される材料に応じて常に適切にサーマルクラウンの制御を行うことができる熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法を提供する。【解決手段】熱間仕上圧延機の各スタンドの上下のワークロール１，２に冷却水を供給する各冷却水ヘッダー５，６にそれぞれ圧力制御弁８と圧力発信器９と流量計１０とを取り付け、各冷却水ヘッダー５，６の圧力を制御盤１１からの圧力設定値に基づき制御する。制御盤１１は圧延される材料に応じて圧力設定値を自動的に演算する。これにより各ワークロール１，２の冷却水量を個別に調節し、サーマルクラウンを抑制する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間仕上圧延機の各スタンドの上下のワークロールに冷却水を供給する各冷却水ヘッダーにそれぞれ圧力発信器と圧力制御弁とを取り付け、各冷却水ヘッダーの圧力を制御盤からの圧力設定値に基づき制御することにより水量を個別に調節し、サーマルクラウンを抑制することを特徴とする熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法。
【請求項２】
各冷却水ヘッダーの制御盤からの圧力設定値を、圧延される材料に応じて自動的に演算することを特徴とする請求項１記載の熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法。
【請求項３】
各冷却水ヘッダーの制御盤からの圧力設定値を、圧延速度、板幅、炭素当量、板厚、圧延ピッチ、圧延アイドルタイム、水温の関数として演算することを特徴とする請求項２記載の熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法。
【請求項４】
熱間仕上圧延機の全スタンドの冷却水ヘッダーに冷却水を供給するポンプをＶＶＶＦ制御し、供給水量を制御することを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載の熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間仕上圧延機のワークロールのサーマルクラウンを制御し、通板の安定性を向上させた熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間仕上圧延機においては、ワークロールが熱膨張することによりロールプロフィールが変化するサーマルクラウンが発生し、そのサーマルクラウン量が大きくなると通板形状の乱れを招き、通板の安定性が阻害される。そこで特許文献１、特許文献２などに示されるように、ワークロールの冷却水ヘッダーにロール幅方向の水量調節機能を持たせ、ワークロールの中央部を両端部よりも強く冷却してサーマルクラウンを抑制することが行われている。
【０００３】
しかし従来のサーマルクラウン制御方法では、上下のワークロールの冷却を均等に制御するのが普通であるため、サーマルクラウンを上下ロール個別に制御し、上下のロールプロフィールを正確に同一形状に合わせ込むことは困難であった。また材料の種類によって入熱量や抜熱量が異なるために、材料が変わるとサーマルクラウンも変化するが、従来のサーマルクラウン制御方法では材料ごとの冷却水量の調整は行われておらず、仮に行われる場合にも経験に基づくものであった。このため、材料の変化によるサーマルクラウンの変化を正確に制御することは容易ではなかった。
【０００４】
さらに従来のサーマルクラウン制御方法では、冷却水ヘッダーのノズルを変更した場合の冷却水ヘッダーの圧力変化や、配管バルブ類の経年変化による圧力損失の増加で冷却水圧力の変動に対して十分な配慮がなされていなかったため、冷却水圧力の変動により冷却水量が変化し、サーマルクラウンの抑制が適切に行えない場合があった。
【特許文献１】特開平７−３２３３１６号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、サーマルクラウンを上下ロール個別に制御することができ、また圧延される材料に応じて常に適切にサーマルクラウンの制御を行うことができる熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法を提供することを主な目的とするものである。また本発明の他の目的は、冷却水圧力の変動があっても圧力制御を行うことにより、常に適切にサーマルクラウンの制御を行うことができる熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明の熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法は、熱間仕上圧延機の各スタンドの上下のワークロールに冷却水を供給する各冷却水ヘッダーにそれぞれ圧力発信器と圧力制御弁とを取り付け、各冷却水ヘッダーの圧力を制御盤からの圧力設定値に基づき制御することにより水量を個別に調節し、サーマルクラウンを抑制することを特徴とするものである。
【０００７】
なお、各冷却水ヘッダーの制御盤からの圧力設定値を、圧延される材料に応じて自動的に演算することが好ましく、その場合には各冷却水ヘッダーの制御盤からの圧力設定値を、圧延速度、圧下量、板幅、炭素当量、板厚、圧延パスタイム、圧延アイドルタイム、水温の関数として演算することが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱間仕上圧延機におけるサーマルクラウン制御方法によれば、各スタンドの上下のワークロールに冷却水を供給する各冷却水ヘッダーの水量を個別に調節することができるので、サーマルクラウンを上下ロール個別に制御し、上下のロールプロフィールを正確に同一形状に合わせ込むことができる。また各冷却水ヘッダーの制御盤からの圧力設定値を、圧延される材料に応じて自動的に演算することにより、材料によるサーマルクラウン量の違いを考慮した最適の制御が可能である。
【０００９】
さらに圧力制御弁を調整してヘッダー圧力を一定に制御することにより、冷却水ヘッダーのノズル変更に伴うヘッダー圧力の変化や経年変化による配管の圧力損失などがあっても、各冷却水ヘッダーへの供給水量に影響が及ばず、常に適切にサーマルクラウンの制御を行うことができる。
【００１０】
また、ポンプをＶＶＶＦ制御することでアイドル時（圧延していないタイミング）の省エネ運転ができるだけでなく、あるスタンドを圧力制御した場合、他のスタンドに圧力変動が発生しないように元圧をＶＶＶＦで一定に制御することができること、全スタンドを一律に圧力制御をすることが可能であることなどの利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の全体構成の説明図であり、多数のスタンドを備えた熱間仕上圧延機の第１スタンドと第２のスタンドと最終スタンドが図示されている。鋼板は各スタンドを矢印で示すように右方向に通板し、熱間仕上圧延が行われる。
【００１２】
各スタンドには、上下のワークロール１，２とバックアップロール３，４が設けられている。図示のように、各スタンドの上下のワークロール１，２の前後両側にはそれぞれ冷却水ヘッダー５，６が配置されている。各冷却水ヘッダー５，６には本管７から冷却水が供給され、各ワークロール１，２に冷却水を噴射して冷却を行う。なお各冷却水ヘッダー５，６自体は従来品と同様にロール幅方向の水量調節機能を持たせ、幅方向のサーマルクラウンの変化を制御する構造としておくことが好ましい。
【００１３】
本発明では、各スタンドの各冷却水ヘッダー５，６と本管７にそれぞれ圧力発信器９と圧力制御弁８と流量計１０を取り付ける。そしてこれらの圧力発信器９と圧力制御弁８とを制御盤１１に接続し、各冷却水ヘッダー５，６の圧力を制御盤１１からの圧力設定値に基づき制御することができるようにする。なお本管７の基部には複数のポンプ１２が設置されているが、これらのポンプ１２はＶＶＶＦ制御により、各スタンドの各冷却水ヘッダー５，６への圧力に変動がおきないように本管の元圧を常に一定に保てるようにしておくことが好ましい。
【００１４】
制御盤１１は各スタンドの各冷却水ヘッダー５，６の圧力制御弁８に対して、圧力設定値を指示し、圧力発信器９によるヘッダーの実績圧力によるフィードバック制御を行い、各冷却水ヘッダー５，６からワークロール１，２に噴射される冷却水量を制御する。冷却水量は流量計１０の指示値により監視することとなり、ある閾値以下の場合は警報を出す設定となっている。各冷却水ヘッダー５，６に供給されるべき冷却水量は、図２に示すように発生熱量に応じて決定されるもので、圧延速度と圧下量が発生熱量を決定する大きな要素であるが、このほかに圧延荷重やパスタイム、アイドル（放熱に寄与する圧延間隔）によっても発生熱量は左右される。
【００１５】
すなわち、圧延荷重は板厚ｔ、板幅Ｗ、炭素当量Ｃｅｑによって影響を受け、パスタイムとアイドルは圧延アイドルＩ、圧延ピッチＰｃｈによって影響を受ける。そして製品板厚ｔは薄いほど圧延荷重が大きくなり、逆に板幅Ｗは広いほど圧延荷重が大きくなり、材料の炭素当量Ｃｅｑは大きいほど圧延荷重が大きくなる。また圧延アイドルＩが長いほど抜熱が大きくなり、圧延パスタイムが大きいほど入熱が大きくなる。このほかに冷却水温Ｔも当然に冷却水量に影響する。
【００１６】
そこでこの実施形態では、制御盤１１は圧延される材料に応じて圧力設定値を自動的に演算する。具体的には、材料条件テーブルからデータを受け取り、下記の式によって圧力設定値を演算する。
【数１】
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ここでａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは係数であり、Ｐｉは第ｉスタンドの設定圧力、Ｐｏｉは第ｉスタンドの基準圧力、Ｗは板幅、Ｃｅｑは炭素当量、ｔは板厚、Ｐｓは圧延パスタイム、Ｉは圧延アイドル、Ｔは冷却水温度、△ｈは圧下量、Ｖは圧延速度である。
【００１７】
制御盤１１は各スタンドの各冷却水ヘッダー５，６につき上記の式に基づき個別に圧力設定を行い、圧力制御弁８を開閉して各ワークロール１，２の冷却水量を制御し、これによってサーマルクラウンを抑制する。このとき、同一スタンドの上下のワークロール１，２の冷却水量を個別に制御して、上下のワークロールのサーマルクラウンが同一となるように抑制することができる。特に圧延バイト直後の出側ヘッダーの冷却水量を適切に調節することが、サーマルクラウンを抑制するうえで重要である。
【００１８】
また冷却水量は、各スタンド毎に個別制御を行うことができる。例えば７スタンドの熱間仕上圧延機の場合には、第１スタンドから第４スタンドまでは冷却水量は一定でよいが、第５スタンドから第７スタンドに向かって冷却水量を順次減少させて行くとよい結果が得られる。なお一般材に比較してハイテン材は炭素当量が大きいために第１スタンドから第４スタンドまでの冷却水量は一般材よりも多く必要であるが、第５スタンドから第７スタンドまでは一般材と同等でよい。これらは圧下配分や負荷配分に依存した経験値であるが、これらの経験値は前記した演算式の係数に取り込むことができる。
【００１９】
この結果、本発明によれば圧力設定値を圧延される材料に応じて自動的に演算することにより、ロール冷却水量と圧力を調整し、材料によるサーマルクラウン量の違いを考慮した最適の制御が可能である。また上下のワークロールの冷却水量を個別に制御するので、上下のワークロールのサーマルクラウンが同一となる制御することができる。さらに、実績圧力のフィードバック制御により、経年変化による配管の圧力損失などがあっても、各冷却水ヘッダーへの供給水量は一定に保たれ、常に適切にサーマルクラウンの制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態を示す全体説明図である。
【図２】冷却水量の決定因子の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  ワークロール
２  ワークロール
３  バックアップロール
４  バックアップロール
５  冷却水ヘッダー
６  冷却水ヘッダー
７  本管
８  圧力制御弁
９  圧力発信器
１０  流量計
１１  制御盤
１２  ポンプ
【図１】
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【図２】
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