(57)【要約】  本発明のストリップ形状矯正装置は、熱間圧延されたストリップを巻き取るマンドレルの入側に提供され、上記ストリップの形状を矯正する装置であって、上記マンドレルの入側に供給されるストリップの形状を測定する第１形状測定部と、上記第１形状測定部で測定されたストリップの形状が、上記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて上記ストリップが目標とする形状に矯正されるように、上記ストリップを加圧するように配置された圧下ロールを設定した目標圧下力で加圧して、上記ストリップの形状を矯正する形状矯正部と、上記形状矯正部によって矯正されたストリップの形状を測定する第２形状測定部と、上記第２形状測定部で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、上記ストリップの上記形状矯正部の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する形状補正部と、を含む。
2019505385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延されたストリップを巻き取るマンドレルの入側に提供され、前記ストリップの形状を矯正する装置であって、
前記マンドレルの入側に供給されるストリップの形状を測定する第１形状測定部と、
前記第１形状測定部で測定されたストリップの形状が、前記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて前記ストリップが目標とする形状に矯正されるように、前記ストリップを加圧するように配置された圧下ロールを設定した目標圧下力で加圧して前記ストリップの形状を矯正する形状矯正部と、
前記形状矯正部によって矯正されたストリップの形状を測定する第２形状測定部と、
前記第２形状測定部で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、前記ストリップに対する前記形状矯正部の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する形状補正部と、を含む、ストリップ形状矯正装置。
【請求項２】
前記形状矯正部は、
前記ストリップを加圧する圧下力を測定する圧力測定センサーと、
前記圧下ロールによって加圧されて移動する前記ストリップの張力を測定する張力測定センサーと、
前記圧力測定センサー及び前記張力測定センサーを用いて目標圧下力を設定し、前記目標圧下力で前記ストリップを加圧するように制御する制御部と、を含む、請求項１に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項３】
前記張力測定センサーはトルクセンサーを含む、請求項２に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項４】
前記圧下ロールは、
移送されるストリップを加圧できるように、前記ストリップの上、下部において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの上下方向圧下ロールと、
前記ストリップの幅方向において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの幅方向圧下ロールと、を含む、請求項１に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項５】
前記形状矯正部は、前記圧下ロールが前記ストリップを上、下方から圧下する荷重は３００〜１，０００トンであり、前記ストリップの幅方向の形状を矯正する幅方向からの圧下荷重は５０〜２００トンであり、前記ストリップの伸びは０〜４％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項６】
熱間圧延されたストリップを巻き取る過程でストリップの形状が矯正されるようにした熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法であって、
ストリップを巻き取るマンドレルの入側で前記ストリップの形状を測定する第１測定段階と、
前記第１測定段階で測定されたストリップの形状を、前記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて前記ストリップが目標とする形状に矯正するための目標圧下力を設定する目標圧下力設定段階と、
前記目標圧下力設定段階で設定された目標圧下力を前記ストリップを加圧して形状を矯正する形状矯正段階と、
前記形状矯正段階で矯正されたストリップの形状を測定する第２測定段階と、  前記第２測定段階で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、前記ストリップの圧下力及び張力を制御して、前記形状矯正段階の目標圧下力を補正する形状補正段階と、を含む、熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【請求項７】
前記目標圧下力設定段階は、
前記第１測定段階で測定された幅区間ごとの平坦度測定値のうち最大値と最小値の差で形状矯正のための最大伸びを導出する伸び計算段階と、
前記ストリップに発生する張力を測定し、測定された張力を前記ストリップの素材弾性係数に分けて張力を補正して、最大伸び差張力に加えて最大伸び差張力を補正する最大伸び差張力補正段階と、
前記最大伸び差張力補正段階で補正された最大伸び差を相殺することができるように、前記最大伸び差に対応する目標伸びを設定する目標伸び設定段階と、  前記目標伸び設定段階で設定された目標伸びを得るために、軽圧下モデルを用いて目標圧下力設定値を計算する目標圧下力計算段階と、を含む、請求項５に記載の熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【請求項８】
前記形状補正段階は、
前記第２測定段階で測定された矯正されたストリップの形状を目標とする形状と比較し、目標圧下力を補正する必要があるか否かを判断する形状比較段階と、
前記形状比較段階で補正する必要があると判断されると、比較された形状差を相殺するために、前記目標圧下力設定段階の目標圧下力が矯正されるように、前記ストリップに発生する張力を矯正する張力矯正段階と、
前記張力矯正段階で矯正された張力を用いて前記形状補正段階の目標圧下力が矯正されるように幅区間伸びを補正し、前記補正された伸びを相殺するための値を目標圧下力で矯正する目標圧下力矯正段階と、を含む、請求項５に記載の熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【請求項９】
前記形状補正段階で矯正された前記目標圧下力は下記数式１を満たす、請求項８に記載の熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【数１】
2019505385.tif 000009
ここで、Ｆｎはｎ番目の幅区間の圧下力、ΔＦｎはｎ番目の幅区間の圧下力補正値、ｆＲ（Ｆ）は、軽圧下モデルであって、圧下力（Ｆ）に対する伸びを計算する関数であり、Ｙａｖｇは全幅区間の平均伸び、Ｙｎはｎ番目の幅区間の伸びを示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延工程でストリップの形状矯正が完了するように改善したストリップ形状矯正装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、一般に、熱間圧延工程１０とは、一定以上の温度に維持されたストリップＳを移動させ、多数回にわたって圧延を行うことにより、圧延しようとする厚さを有するストリップＳを生産する工程のことである。
【０００３】
かかる熱間圧延工程１０では、仕上げ圧延機１２を通過したストリップＳを冷却ゾーン１４に供給し、冷却ゾーン１４では、冷却水を直下に流し、一定の温度を作ることにより、必要なストリップＳの性質を確保することができる。
【０００４】
また、冷却ゾーン１４を通過するストリップＳは、コイラピンチロール１６により張力が発生し、コイラピンチロール１６を通過してマンドレル１８に巻き取られる。
【０００５】
一方、ストリップＳは、熱間圧延過程で多少の形状差が生じることがあり、マンドレル１８に巻き取られたストリップＳは、その形状を矯正する過程が必要である。
【０００６】
そこで、従来では、ストリップＳがコイル状にマンドレル１８に巻き取られた後、その形状を矯正するために、別の形状矯正工程３０に移動された後、ストリップＳの形状を矯正する過程を経ていた。
【０００７】
従来の形状矯正工程３０は、巻き取られたコイルに対して後工程の訂正工程にコイルを移送し、上記コイルを再び解きながら圧延機３２を介して弱く再圧延して形状を矯正するという二重の工程を含む。
【０００８】
しかし、従来の形状矯正工程３０は、別の工程ラインを設置する必要があるため設備費が増大し、これに伴う空間の確保が要求され、さらにコイル状に巻かれたストリップＳを再び解いて矯正する必要があるために加工費が増加し、生産性が低下するという問題があった。
【０００９】
特に、従来の形状矯正工程３０では、軽圧下圧延機を使用しない場合、ローラーレベラーを用いたが、これは、多数のローラーを使用することが原因で設備費や設置スペースがさらに必要になるためにスペース上の制約を伴い、多数のローラーをストリップＳが通過するためにストリップＳの進行方向に障害が生じることとなって高速操業に問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、熱間圧延工程でストリップの形状を矯正する工程が連続に行われるようにしたストリップ形状矯正装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によるストリップ形状矯正装置は、熱間圧延されたストリップを巻き取るマンドレルの入側に提供され、上記ストリップの形状を矯正する装置であって、上記マンドレルの入側に供給されるストリップの形状を測定する第１形状測定部と、上記第１形状測定部で測定されたストリップの形状が、上記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて上記ストリップが目標とする形状に矯正されるように、上記ストリップを加圧するように配置された圧下ロールを設定した目標圧下力で加圧して上記ストリップの形状を矯正する形状矯正部と、上記形状矯正部によって矯正されたストリップの形状を測定する第２形状測定部と、上記第２形状測定部で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、上記ストリップの上記形状矯正部の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する形状補正部と、を含む。
【００１２】
また、上記形状矯正部は、上記ストリップを加圧する圧下力を測定する圧力測定センサーと、上記圧下ロールによって加圧されて移動する上記ストリップの張力を測定する張力測定センサーと、上記圧力測定センサー及び上記張力測定センサーを用いて目標圧下力を設定し、上記目標圧下力で上記ストリップを加圧するように制御する制御部と、を含むことができる。
【００１３】
ここで、上記張力測定センサーはトルクセンサーを含むことができる。
【００１４】
また、上記圧下ロールは、移送されるストリップを加圧できるように、上記ストリップの上、下部において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの上下方向圧下ロールと、上記ストリップの幅方向において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの幅方向圧下ロールと、を含むことができる。
【００１５】
また、上記形状矯正部において、上記圧下ロールが上記ストリップを上、下方から圧下する荷重は３００〜１，０００トンであり、上記ストリップの幅方向の形状を矯正する幅方向からの圧下荷重は５０〜２００トンであり、上記ストリップの伸びは０〜４％であることができる。
【００１６】
また、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法は、熱間圧延されたストリップを巻き取る過程でストリップの形状が矯正されるようにした熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法であって、ストリップを巻き取るマンドレルの入側で上記ストリップの形状を測定する第１測定段階と、上記第１測定段階で測定されたストリップの形状を、上記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて上記ストリップが目標とする形状に矯正するための目標圧下力を設定する目標圧下力設定段階と、上記目標圧下力設定段階で設定された目標圧下力を、上記ストリップを加圧して形状を矯正する形状矯正段階と、上記形状矯正段階で矯正されたストリップの形状を測定する第２測定段階と、上記第２測定段階で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、上記ストリップに対する圧下力及び張力を制御して、上記形状矯正段階の目標圧下力を補正する形状補正段階と、を含む。
【００１７】
また、上記目標圧下力設定段階は、上記第１測定段階で測定された幅区間ごとの平坦度測定値のうち最大値と最小値の差で形状矯正のための最大伸びを導出する伸び計算段階と、上記ストリップに発生する張力を測定し、測定された張力を上記ストリップの素材弾性係数に分けて張力を補正して、最大伸び差張力に加えて最大伸び差張力を補正する最大伸び差張力補正段階と、上記最大伸び差張力補正段階で補正された最大伸び差を相殺することができるように、上記最大伸び差に対応する目標伸びを設定する目標伸び設定段階と、上記目標伸び設定段階で設定された目標伸びを得るために、軽圧下モデルを用いて目標圧下力設定値を計算する目標圧下力計算段階と、を含むことができる。
【００１８】
また、上記形状補正段階は、上記第２測定段階で測定された矯正されたストリップの形状を目標とする形状と比較し、目標圧下力を補正する必要があるか否かを判断する形状比較段階と、上記形状比較段階で補正する必要があると判断されると、比較された形状差を相殺するために、上記目標圧下力設定段階の目標圧下力が矯正されるように、上記ストリップに発生する張力を矯正する張力矯正段階と、上記張力矯正段階で矯正された張力を用いて上記形状矯正段階の目標圧下力が矯正されるように幅区間伸びを補正し、上記補正された伸びを相殺するための値を目標圧下力で矯正する目標圧下力矯正段階と、を含むことができる。
【００１９】
また、上記形状補正段階で矯正された上記目標圧下力は、下記数式１を満たすことができる。
【数１】
2019505385.tif 000003
ここで、Ｆｎはｎ番目の幅区間の圧下力、ΔＦｎはｎ番目の幅区間の圧下力補正値、ｆＲ（Ｆ）は、軽圧下モデルとして圧下力（Ｆ）に対する伸びを計算する関数であり、Ｙａｖｇは全幅区間の平均伸び、Ｙｎはｎ番目の幅区間の伸びを示す。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一実施形態によると、ストリップの熱間圧延工程後に、ストリップを矯正する工程が一括して連続に行われるため、ストリップを矯正するための別の工程が不要となって作業時間を短縮することができ、生産性を向上させることができるため全体的なコスト削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】熱間圧延工程を行った後で、ストリップを矯正する工程を行う従来の方式を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の目標圧下力設定段階を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の形状補正段階を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【００２４】
図２を参照すると、本実施形態の熱間圧延工程のストリップ形状矯正装置１５０は、ストリップ熱間圧延工程１００に備えられることができる。
【００２５】
熱間圧延工程１００には、仕上げ圧延機１１２を通過したストリップＳを冷却ゾーン１１４に供給する。冷却ゾーン１１４では、冷却水を直下に流し、一定の温度を作ることにより、必要なストリップＳの性質を確保することができる。
【００２６】
また、冷却ゾーン１１４を通過するストリップＳは、本実施形態におけるストリップ形状矯正装置１５０の形状矯正部１６０、具体的には、圧下ロール１６４によって圧下されて形状が矯正された後、マンドレル１１８に最終的に巻き取られる。
【００２７】
本実施形態において、熱間圧延工程のストリップ形状矯正装置１５０は、第１形状測定部１５２と、形状矯正部１６０と、第２形状測定部１５４と、形状補正部と、を含むことができる。
【００２８】
第１形状測定部１５２は、熱間圧延されたストリップＳを巻き取るマンドレル１１８の入側に提供されることができ、仕上げ圧延機１１２と冷却ゾーン１１４を通過したストリップＳの屈曲形状を計測することができる。これにより、ストリップＳの全体的な幅方向形状を測定することができる。
【００２９】
また、形状矯正部１６０は、第１形状測定部１５２の後段に提供されることができ、第１形状測定部１５２で測定されたストリップＳの形状に応じてストリップＳに対する圧下力及び張力を考慮して、設定された目標圧下力で上記ストリップＳを加圧することにより、上記ストリップＳを目標とする形状に矯正することができる。
【００３０】
具体的には、形状矯正部１６０は、第１形状測定部１５２で測定されたストリップＳの情報に基づいて形状矯正に必要な最小伸びを計算する。これにより、ストリップＳの形状矯正に必要な圧下力、及びストリップＳに発生する張力を制御することで形状変更に必要な伸びを調節することができる。また、これにより、ストリップＳの形状を矯正することができる。
【００３１】
このため、形状矯正部１６０は、ストリップＳを加圧する圧下力を測定するための圧力測定センサーと、ストリップＳの張力を測定するための張力測定センサー１５６と、を含むことができる。
【００３２】
一例として、張力測定センサー１５６は、マンドレル１１８のトルクを測定し、張力を推定するトルクセンサーであることができる。トルクセンサーは、圧下ロールがストリップＳを圧下する過程で発生するトルクを測定し、これにより、ストリップＳに発生する張力を推定することができる。好ましくは、張力測定センサー１５６は、トルクセンサーを用いて張力を推定する際に、素材弾性係数を用いてトルクセンサーによって測定される張力を補正することができる。
【００３３】
形状矯正部１６０は、圧力測定センサーによって測定されるストリップＳを加圧する圧下力、及び張力測定センサー１５６によって測定されるストリップＳに作用する張力を考慮して、ストリップＳの形状を矯正するための目標伸びを得ることができるよう、ストリップＳに実際付与される伸びを調節することができ、これを利用して形状矯正部１６０が目標圧下力でストリップＳを加圧するように、圧下力を制御する制御部１６２を含むことができる。
【００３４】
また、形状矯正部１６０は、移送されるストリップＳを加圧することができるように、ストリップＳの上、下部において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの上下方向圧下ロール１６４を含むことができる。かかる上下方向圧下ロール１６４は、制御部１６２によりストリップＳを加圧する荷重を制御することができる。
【００３５】
また、形状矯正部１６０は、上下方向圧下ロール１６４の他に、ストリップＳの幅方向の形状を制御するために、ストリップＳの幅方向両側に提供される（図示せず）幅方向圧下ロールをさらに含むことができる。
【００３６】
一例として、本実施形態において、形状矯正部１６０の圧下ロール１６４、具体的には、上下方向圧下ロール１６４がストリップＳを上下方から圧下する荷重は、３００〜１０００トンであればよい。
【００３７】
また、好ましくは、本実施形態において、形状矯正部１６０の圧下ロール１６４、具体的には、幅方向圧下ロールがストリップＳを幅方向から加圧する荷重は５０〜２００トンを処理することができる。
【００３８】
このように、形状矯正部１６０は、上下方向圧下ロール１６４及び幅方向圧下ロールを用いてストリップＳの形状を矯正することができる。このとき、ストリップＳの伸びは０〜４％で制御されることができる。
【００３９】
一方、形状矯正部１６０の後段には、マンドレル１１８に巻き取られる前の矯正されたストリップＳの形状を測定する第２形状測定部１５４が提供されることができる。
【００４０】
第２形状測定部１５４は、形状矯正部１６０を通過して矯正されたストリップＳの屈曲形状を計測することができる。これにより、ストリップＳの全体的な幅方向の形状を測定することができる。
【００４１】
また、第２形状測定部１５４によって矯正されたストリップＳの形状が測定されると、形状補正部によって形状矯正部の目標圧下率を補正することができる。
【００４２】
形状補正部は、第２形状測定部１５４によって測定された、矯正されたストリップＳの形状が目標とする形状に対応するか否かを判断し、これを根拠にして、ストリップＳに対する形状矯正部１６０の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する制御部１６２であってもよい。形状補正部の制御部１６２は、別に提供されてもよく、形状矯正部の制御部１６２と共有して用いられることもできる。
【００４３】
また、形状補正部は、制御部１６２によってストリップＳを圧下するように提供される上下方向圧下ロール１６４を含むことができる。ここで、上下方向圧下ロール１６４は、第２形状測定部１５４の後段に提供されることができる。好ましくは、形状矯正部１６０の上下方向圧下ロール１６４を用いてストリップＳの形状を補正することも可能である。
【００４４】
形状補正部で補正された目標圧下力は再び形状矯正部１６０に伝達されて、連続的にストリップＳに加わる圧下力を補正することになる。
【００４５】
一方、本実施形態では、形状矯正部１６０に提供される上下方向圧下ロール１６４は、熱間圧延工程においてマンドレル１１８の入側に設置され、ストリップの巻取りを案内して張力を発生させるコイラピンチロールの機能を果たすように説明しているが、熱間圧延工程及び形状矯正部の形態は限定されず多様に変形することができる。
【００４６】
図３は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【００４７】
一例として、図３を参照すると、熱間圧延工程１００では、冷却ゾーン１１４の出側に別のゼロピンチロール１１５が提供され、マンドレル１１８の入側に別のコイラピンチロール１１６が提供されることができる。
【００４８】
また、本実施形態において、形状矯正部１６０は、ゼロピンチロール１１５とコイラピンチロール１２の間に提供され、ストリップＳを矯正するように提供されることも可能である。
【００４９】
具体的には、形状矯正部１６０は、ゼロピンチロール１１５とコイラピンチロール１２の間でストリップＳを矯正するために圧下する上下方向圧下ロール１６４を含み、ゼロピンチロール１１５と圧下ロール１６４の間、及び圧下ロール１６４とコイラピンチロール１１６の間には、第１形状測定部１５２及び第２形状測定部１６４が提供されることができる。
【００５０】
上述のように構成されたストリップ形状矯正装置を用いたストリップ形状矯正方法を調べると、次のとおりである。
【００５１】
図４は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法を示すフローチャートである。
【００５２】
図４を参照すると、本実施形態の熱間圧延工程１００のストリップ形状矯正方法は、第１測定段階（Ｓ１０）と、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）と、形状矯正段階（Ｓ３０）と、第２測定段階（Ｓ４０）と、形状補正段階（Ｓ５０）と、を含むことができる。
【００５３】
第１測定段階（Ｓ１０）は、熱間圧延工程１００で仕上げ圧延機１１２と冷却ゾーン１１４を通過したストリップＳを巻き取るマンドレル１１８の入側でストリップＳの形状を測定する段階である。第１測定段階（Ｓ１０）は、マンドレル１１８に巻き取られる前に、矯正が要求されるストリップＳの形状情報を測定することができ、これを用いてストリップＳの平坦度を計算することができる。
【００５４】
また、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）は、第１測定段階（Ｓ１０）で測定されたストリップＳの形状を目標とする形状に矯正するための目標圧下力を設定する段階であって、ストリップＳに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて目標圧下力を設定することができる。
【００５５】
本実施形態における目標圧下力設定段階（Ｓ２０）を具体的に見ると、次のとおりである。
【００５６】
図５は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の目標圧下力設定段階を示すフローチャートである。
【００５７】
図５を参照すると、上述の第１測定段階（Ｓ１０）で測定されたストリップＳの形状情報を用いて計算したストリップＳの平坦度は、物理的に鋼板の進行方向における直線の長さに対比した実際の鋼板の長さの割合を示す。
【００５８】
したがって、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）では、最大伸びを導出する伸び計算段階（Ｓ２１）が行われる必要がある。すなわち、数式１のように、第１測定段階（Ｓ１０）で測定された幅区間ごとの平坦度測定値のうち最大値と最小値の差が分かれば、形状矯正のための最大伸びを導出することができる。
［数式１］
【数２】
2019505385.tif 000004
【００５９】
次に、最大伸びが導出されると、これを用いて最大伸びを、張力による伸びが反映されるように補正する最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）が行われることができる。
【００６０】
最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）は、ストリップＳに発生する張力を測定し、測定された張力をストリップＳの素材弾性係数に分けて張力を補正することで、最大伸び差張力に加えて最大伸び差張力を補正することができる。
【００６１】
このとき、ストリップＳに発生する張力は、形状矯正部の圧下ロール１６４が駆動したときに発生するトルクから推定することができ、これからストリップＳの長さ方向の弾性変形を予測することができる。ここで、ストリップＳの長さ方向の弾性変形は、単にストリップＳの弾性係数と張力に比例して計算するか、又はストリップＳの引張−強度曲線（ｔｅｎｓｉｌｅ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｃｕｒｖｅ）を用いることで、塑性変形を除いた弾性変形を予測することができる。弾性変形以下の伸び差は張力による弾性変形によって区分されるため、数式２のように、計算された幅区間ごとの最大伸び差の張力によって推定した弾性変形を加えて最大伸び差を補正することができる。
［数式２］
【数３】
2019505385.tif 000005
【００６２】
最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）が完了すると、最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）で補正された最大伸び差による目標伸びを設定する目標伸び設定段階（Ｓ２３）が行われることができる。目標伸び設定段階（Ｓ２３）は、補正された最大伸び差を相殺することができるように、それよりも適切に大きい値を目標伸びと設定することができる。好ましくは、目標伸びは、最大伸び差に対応する値に設定されることができる。
【００６３】
次に、目標伸びが設定されると、これを得るために軽圧下モデルを用いることで、目標圧下力設定値を計算する目標圧下力計算段階（Ｓ２４）が行われることができる。
【００６４】
上述のプロセスを通じて目標圧下力が設定されると、形状矯正段階（Ｓ３０）が行われ、設定された目標圧下力でストリップＳを加圧して形状を矯正することができる。
【００６５】
一方、形状矯正段階（Ｓ３０）が行われると、ストリップＳの実際の矯正された形状を目標とする形状と比較して、実際に矯正された形状が目標とする形状と差が出る場合には、これをフィードバックして目標圧下力による形状の矯正が実際に矯正された形状を追従するように補正する必要がある。
【００６６】
このため、本実施形態では、第２測定段階（Ｓ４０）において形状矯正段階（Ｓ３０）で矯正されたストリップＳの形状を測定することができる。
【００６７】
図６は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の形状補正段階を示すフローチャートである。
【００６８】
図６を参照すると、形状補正段階（Ｓ５０）は、第２測定段階（Ｓ４０）で測定されたストリップＳの形状が目標とする形状に対応するようにストリップＳに対する圧下力及び張力を制御することができる。これにより、形状矯正段階（Ｓ３０）の目標圧下力を補正することができる。
【００６９】
形状補正段階（Ｓ５０）は、第２測定段階（Ｓ４０）で測定された矯正されたストリップＳの形状を目標とする形状と比較し、その結果、目標圧下力を補正する必要があるか否かを判断する形状比較段階（Ｓ５１）を含むことができる。
【００７０】
また、形状補正段階（Ｓ５０）は、形状比較段階（Ｓ５１）で補正する必要があると判断される場合には、比較された形状差を相殺するために、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）の目標圧下力が矯正されるようにストリップＳに発生する張力を矯正する張力矯正段階（Ｓ５２）を含むことができる。
【００７１】
ここで、張力矯正段階（Ｓ５２）は、形状比較段階（Ｓ５１）で求めた幅区間伸びを形状矯正部１６０の制御部１６２でストリップＳの張力を考慮して矯正することができる。
【００７２】
このとき、ストリップＳに発生する張力は、マンドレル１１８のトルクから推定することができ、これからストリップＳの長さ方向の弾性変形を予測することができる。ここで、ストリップＳの長さ方向の弾性変形は、単にストリップＳの弾性係数と張力に比例して計算するか、又はストリップＳの引張−強度曲線（ｔｅｎｓｉｌｅ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｃｕｒｖｅ）を用いて、塑性変形を除いた弾性変形を予測することができ、数式３及び数式４の平坦度計算式に素材の弾性変形を考慮する式を用いて、張力を矯正することができる。
［数式３］
【数４】
2019505385.tif 000006
［数式４］
【数５】
2019505385.tif 000007
ここで、Ｌは、該当幅区間でＬ０の長さのスペースに入る素材の長さである。すなわち、ＬはストリップＳの実際の長さであって、変形後の長さであり、Ｌ０はストリップＳの元の長さであって、変形前の長さである。一例としては、完璧な平面においてＬ＝Ｌ０であり、平坦度（ｗａｖｅ）が発生した場合、Ｌ＞Ｌ０の関係になり得る。
【００７３】
また、形状補正段階（Ｓ５０）は、張力矯正段階（Ｓ５２）で矯正された張力を用いることで、形状矯正段階（Ｓ３０）の目標圧下力が矯正されるように幅区間伸びを補正し、補正された伸びを相殺するための値を目標圧下力で矯正する目標圧下力矯正段階（Ｓ５３）を含むことができる。
【００７４】
目標圧下力矯正段階（Ｓ５３）で矯正された目標圧下力は、下記数式５を用いて求めることができる。
［数式５］
【数６】
2019505385.tif 000008
ここで、Ｆｎはｎ番目の幅区間の圧下力、ΔＦｎはｎ番目の幅区間の圧下力補正値、ｆＲ（Ｆ）は軽圧下モデルとして圧下力（Ｆ）に対する伸びを計算する関数であり、Ｙａｖｇは全幅区間の平均伸び、Ｙｎはｎ番目の幅区間の伸びを示す。
【００７５】
上述のように、本実施形態の熱間圧延工程のストリップＳの形状矯正方法は、測定されたストリップＳの形状値をストリップＳの張力により補正したストリップＳの無張力形状を用いることで、ストリップＳに加わる目標圧下力を設定してストリップＳを矯正し、矯正されたストリップＳの形状を測定し、目標とする形状と比較して目標圧下力を補正する過程をリアルタイムで連続、繰り返して幅区間伸び差を最小化し、ストリップＳの平坦度を最適化することができる。
【００７６】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野の通常の知識を有する者にとって自明である。
【図１】
2019505385.tif 000010
【図２】
2019505385.tif 000011
【図３】
2019505385.tif 000012
【図４】
2019505385.tif 000013
【図５】
2019505385.tif 000014
【図６】
2019505385.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月13日(2018.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延工程でストリップの形状矯正が完了するように改善したストリップ形状矯正装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、一般に、熱間圧延工程１０とは、一定以上の温度に維持されたストリップＳを移動させ、多数回にわたって圧延を行うことにより、圧延しようとする厚さを有するストリップＳを生産する工程のことである。
【０００３】
かかる熱間圧延工程１０では、仕上げ圧延機１２を通過したストリップＳを冷却ゾーン１４に供給し、冷却ゾーン１４では、冷却水を直下に流し、一定の温度を作ることにより、必要なストリップＳの性質を確保することができる。
【０００４】
また、冷却ゾーン１４を通過するストリップＳは、コイラピンチロール１６により張力が発生し、コイラピンチロール１６を通過してマンドレル１８に巻き取られる。
【０００５】
一方、ストリップＳは、熱間圧延過程で多少の形状差が生じることがあり、マンドレル１８に巻き取られたストリップＳは、その形状を矯正する過程が必要である。
【０００６】
そこで、従来では、ストリップＳがコイル状にマンドレル１８に巻き取られた後、その形状を矯正するために、別の形状矯正工程３０に移動された後、ストリップＳの形状を矯正する過程を経ていた。
【０００７】
従来の形状矯正工程３０は、巻き取られたコイルに対して後工程の訂正工程にコイルを移送し、上記コイルを再び解きながら圧延機３２を介して弱く再圧延して形状を矯正するという二重の工程を含む。
【０００８】
しかし、従来の形状矯正工程３０は、別の工程ラインを設置する必要があるため設備費が増大し、これに伴う空間の確保が要求され、さらにコイル状に巻かれたストリップＳを再び解いて矯正する必要があるために加工費が増加し、生産性が低下するという問題があった。
【０００９】
特に、従来の形状矯正工程３０では、軽圧下圧延機を使用しない場合、ローラーレベラーを用いたが、これは、多数のローラーを使用することが原因で設備費や設置スペースがさらに必要になるためにスペース上の制約を伴い、多数のローラーをストリップＳが通過するためにストリップＳの進行方向に障害が生じることとなって高速操業に問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、熱間圧延工程でストリップの形状を矯正する工程が連続に行われるようにしたストリップ形状矯正装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によるストリップ形状矯正装置は、熱間圧延されたストリップを巻き取るマンドレルの入側に提供され、上記ストリップの形状を矯正する装置であって、上記マンドレルの入側に供給されるストリップの形状を測定する第１形状測定部と、上記第１形状測定部で測定されたストリップの形状が、上記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて上記ストリップが目標とする形状に矯正されるように、上記ストリップを加圧するように配置された圧下ロールを設定した目標圧下力で加圧して上記ストリップの形状を矯正する形状矯正部と、上記形状矯正部によって矯正されたストリップの形状を測定する第２形状測定部と、上記第２形状測定部で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、上記ストリップの上記形状矯正部の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する形状補正部と、を含む。
【００１２】
また、上記形状矯正部は、上記ストリップを加圧する圧下力を測定する圧力測定センサーと、上記圧下ロールによって加圧されて移動する上記ストリップの張力を測定する張力測定センサーと、上記圧力測定センサー及び上記張力測定センサーを用いて目標圧下力を設定し、上記目標圧下力で上記ストリップを加圧するように制御する制御部と、を含むことができる。
【００１３】
ここで、上記張力測定センサーはトルクセンサーを含むことができる。
【００１４】
また、上記圧下ロールは、移送されるストリップを加圧できるように、上記ストリップの上、下部において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの上下方向圧下ロールと、上記ストリップの幅方向において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの幅方向圧下ロールと、を含むことができる。
【００１５】
また、上記形状矯正部において、上記圧下ロールが上記ストリップを上、下方から圧下する荷重は３００〜１，０００トンであり、上記ストリップの幅方向の形状を矯正する幅方向からの圧下荷重は５０〜２００トンであり、上記ストリップの伸びは０〜４％であることができる。
【００１６】
また、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法は、熱間圧延されたストリップを巻き取る過程でストリップの形状が矯正されるようにした熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法であって、ストリップを巻き取るマンドレルの入側で上記ストリップの形状を測定する第１測定段階と、上記第１測定段階で測定されたストリップの形状を、上記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて上記ストリップが目標とする形状に矯正するための目標圧下力を設定する目標圧下力設定段階と、上記目標圧下力設定段階で設定された目標圧下力を、上記ストリップを加圧して形状を矯正する形状矯正段階と、上記形状矯正段階で矯正されたストリップの形状を測定する第２測定段階と、上記第２測定段階で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、上記ストリップに対する圧下力及び張力を制御して、上記形状矯正段階の目標圧下力を補正する形状補正段階と、を含む。
【００１７】
また、上記目標圧下力設定段階は、上記第１測定段階で測定された幅区間ごとの平坦度測定値のうち最大値と最小値の差で形状矯正のための最大伸びを導出する伸び計算段階と、上記ストリップに発生する張力を測定し、測定された張力を上記ストリップの素材弾性係数に分けて張力を補正して、最大伸び差張力に加えて最大伸び差張力を補正する最大伸び差張力補正段階と、上記最大伸び差張力補正段階で補正された最大伸び差を相殺することができるように、上記最大伸び差に対応する目標伸びを設定する目標伸び設定段階と、上記目標伸び設定段階で設定された目標伸びを得るために、軽圧下モデルを用いて目標圧下力設定値を計算する目標圧下力計算段階と、を含むことができる。
【００１８】
また、上記形状補正段階は、上記第２測定段階で測定された矯正されたストリップの形状を目標とする形状と比較し、目標圧下力を補正する必要があるか否かを判断する形状比較段階と、上記形状比較段階で補正する必要があると判断されると、比較された形状差を相殺するために、上記目標圧下力設定段階の目標圧下力が矯正されるように、上記ストリップに発生する張力を矯正する張力矯正段階と、上記張力矯正段階で矯正された張力を用いて上記形状矯正段階の目標圧下力が矯正されるように幅区間伸びを補正し、上記補正された伸びを相殺するための値を目標圧下力で矯正する目標圧下力矯正段階と、を含むことができる。
【００１９】
また、上記形状補正段階で矯正された上記目標圧下力は、下記数式１を満たすことができる。
【数１】
2019505385.tif 000016
ここで、Ｆｎはｎ番目の幅区間の圧下力、ΔＦｎはｎ番目の幅区間の圧下力補正値、ｆＲ（Ｆ）は、軽圧下モデルとして圧下力（Ｆ）に対する伸びを計算する関数であり、Ｙａｖｇは全幅区間の平均伸び、Ｙｎはｎ番目の幅区間の伸びを示す。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一実施形態によると、ストリップの熱間圧延工程後に、ストリップを矯正する工程が一括して連続に行われるため、ストリップを矯正するための別の工程が不要となって作業時間を短縮することができ、生産性を向上させることができるため全体的なコスト削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】熱間圧延工程を行った後で、ストリップを矯正する工程を行う従来の方式を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の目標圧下力設定段階を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の形状補正段階を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【００２４】
図２を参照すると、本実施形態の熱間圧延工程のストリップ形状矯正装置１５０は、ストリップ熱間圧延工程１００に備えられることができる。
【００２５】
熱間圧延工程１００には、仕上げ圧延機１１２を通過したストリップＳを冷却ゾーン１１４に供給する。冷却ゾーン１１４では、冷却水を直下に流し、一定の温度を作ることにより、必要なストリップＳの性質を確保することができる。
【００２６】
また、冷却ゾーン１１４を通過するストリップＳは、本実施形態におけるストリップ形状矯正装置１５０の形状矯正部１６０、具体的には、圧下ロール１６４によって圧下されて形状が矯正された後、マンドレル１１８に最終的に巻き取られる。
【００２７】
本実施形態において、熱間圧延工程のストリップ形状矯正装置１５０は、第１形状測定部１５２と、形状矯正部１６０と、第２形状測定部１５４と、形状補正部と、を含むことができる。
【００２８】
第１形状測定部１５２は、熱間圧延されたストリップＳを巻き取るマンドレル１１８の入側に提供されることができ、仕上げ圧延機１１２と冷却ゾーン１１４を通過したストリップＳの屈曲形状を計測することができる。これにより、ストリップＳの全体的な幅方向形状を測定することができる。
【００２９】
また、形状矯正部１６０は、第１形状測定部１５２の後段に提供されることができ、第１形状測定部１５２で測定されたストリップＳの形状に応じてストリップＳに対する圧下力及び張力を考慮して、設定された目標圧下力で上記ストリップＳを加圧することにより、上記ストリップＳを目標とする形状に矯正することができる。
【００３０】
具体的には、形状矯正部１６０は、第１形状測定部１５２で測定されたストリップＳの情報に基づいて形状矯正に必要な最小伸びを計算する。これにより、ストリップＳの形状矯正に必要な圧下力、及びストリップＳに発生する張力を制御することで形状変更に必要な伸びを調節することができる。また、これにより、ストリップＳの形状を矯正することができる。
【００３１】
このため、形状矯正部１６０は、ストリップＳを加圧する圧下力を測定するための圧力測定センサーと、ストリップＳの張力を測定するための張力測定センサー１５６と、を含むことができる。
【００３２】
一例として、張力測定センサー１５６は、マンドレル１１８のトルクを測定し、張力を推定するトルクセンサーであることができる。トルクセンサーは、圧下ロールがストリップＳを圧下する過程で発生するトルクを測定し、これにより、ストリップＳに発生する張力を推定することができる。好ましくは、張力測定センサー１５６は、トルクセンサーを用いて張力を推定する際に、素材弾性係数を用いてトルクセンサーによって測定される張力を補正することができる。
【００３３】
形状矯正部１６０は、圧力測定センサーによって測定されるストリップＳを加圧する圧下力、及び張力測定センサー１５６によって測定されるストリップＳに作用する張力を考慮して、ストリップＳの形状を矯正するための目標伸びを得ることができるよう、ストリップＳに実際付与される伸びを調節することができ、これを利用して形状矯正部１６０が目標圧下力でストリップＳを加圧するように、圧下力を制御する制御部１６２を含むことができる。
【００３４】
また、形状矯正部１６０は、移送されるストリップＳを加圧することができるように、ストリップＳの上、下部において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの上下方向圧下ロール１６４を含むことができる。かかる上下方向圧下ロール１６４は、制御部１６２によりストリップＳを加圧する荷重を制御することができる。
【００３５】
また、形状矯正部１６０は、上下方向圧下ロール１６４の他に、ストリップＳの幅方向の形状を制御するために、ストリップＳの幅方向両側に提供される（図示せず）幅方向圧下ロールをさらに含むことができる。
【００３６】
一例として、本実施形態において、形状矯正部１６０の圧下ロール１６４、具体的には、上下方向圧下ロール１６４がストリップＳを上下方から圧下する荷重は、３００〜１０００トンであればよい。
【００３７】
また、好ましくは、本実施形態において、形状矯正部１６０の圧下ロール１６４、具体的には、幅方向圧下ロールがストリップＳを幅方向から加圧する荷重は５０〜２００トンを処理することができる。
【００３８】
このように、形状矯正部１６０は、上下方向圧下ロール１６４及び幅方向圧下ロールを用いてストリップＳの形状を矯正することができる。このとき、ストリップＳの伸びは０〜４％で制御されることができる。
【００３９】
一方、形状矯正部１６０の後段には、マンドレル１１８に巻き取られる前の矯正されたストリップＳの形状を測定する第２形状測定部１５４が提供されることができる。
【００４０】
第２形状測定部１５４は、形状矯正部１６０を通過して矯正されたストリップＳの屈曲形状を計測することができる。これにより、ストリップＳの全体的な幅方向の形状を測定することができる。
【００４１】
また、第２形状測定部１５４によって矯正されたストリップＳの形状が測定されると、形状補正部によって形状矯正部の目標圧下率を補正することができる。
【００４２】
形状補正部は、第２形状測定部１５４によって測定された、矯正されたストリップＳの形状が目標とする形状に対応するか否かを判断し、これを根拠にして、ストリップＳに対する形状矯正部１６０の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する制御部１６２であってもよい。形状補正部の制御部１６２は、別に提供されてもよく、形状矯正部の制御部１６２と共有して用いられることもできる。
【００４３】
また、形状補正部は、制御部１６２によってストリップＳを圧下するように提供される上下方向圧下ロール１６４を含むことができる。ここで、上下方向圧下ロール１６４は、第２形状測定部１５４の後段に提供されることができる。好ましくは、形状矯正部１６０の上下方向圧下ロール１６４を用いてストリップＳの形状を補正することも可能である。
【００４４】
形状補正部で補正された目標圧下力は再び形状矯正部１６０に伝達されて、連続的にストリップＳに加わる圧下力を補正することになる。
【００４５】
一方、本実施形態では、形状矯正部１６０に提供される上下方向圧下ロール１６４は、熱間圧延工程においてマンドレル１１８の入側に設置され、ストリップの巻取りを案内して張力を発生させるコイラピンチロールの機能を果たすように説明しているが、熱間圧延工程及び形状矯正部の形態は限定されず多様に変形することができる。
【００４６】
図３は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正装置を示す構成図である。
【００４７】
一例として、図３を参照すると、熱間圧延工程１００では、冷却ゾーン１１４の出側に別のゼロピンチロール１１５が提供され、マンドレル１１８の入側に別のコイラピンチロール１１６が提供されることができる。
【００４８】
また、本実施形態において、形状矯正部１６０は、ゼロピンチロール１１５とコイラピンチロール１１６の間に提供され、ストリップＳを矯正するように提供されることも可能である。
【００４９】
具体的には、形状矯正部１６０は、ゼロピンチロール１１５とコイラピンチロール１１６の間でストリップＳを矯正するために圧下する上下方向圧下ロール１６４を含み、ゼロピンチロール１１５と圧下ロール１６４の間、及び圧下ロール１６４とコイラピンチロール１１６の間には、第１形状測定部１５２及び第２形状測定部１６４が提供されることができる。
【００５０】
上述のように構成されたストリップ形状矯正装置を用いたストリップ形状矯正方法を調べると、次のとおりである。
【００５１】
図４は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法を示すフローチャートである。
【００５２】
図４を参照すると、本実施形態の熱間圧延工程１００のストリップ形状矯正方法は、第１測定段階（Ｓ１０）と、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）と、形状矯正段階（Ｓ３０）と、第２測定段階（Ｓ４０）と、形状補正段階（Ｓ５０）と、を含むことができる。
【００５３】
第１測定段階（Ｓ１０）は、熱間圧延工程１００で仕上げ圧延機１１２と冷却ゾーン１１４を通過したストリップＳを巻き取るマンドレル１１８の入側でストリップＳの形状を測定する段階である。第１測定段階（Ｓ１０）は、マンドレル１１８に巻き取られる前に、矯正が要求されるストリップＳの形状情報を測定することができ、これを用いてストリップＳの平坦度を計算することができる。
【００５４】
また、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）は、第１測定段階（Ｓ１０）で測定されたストリップＳの形状を目標とする形状に矯正するための目標圧下力を設定する段階であって、ストリップＳに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて目標圧下力を設定することができる。
【００５５】
本実施形態における目標圧下力設定段階（Ｓ２０）を具体的に見ると、次のとおりである。
【００５６】
図５は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の目標圧下力設定段階を示すフローチャートである。
【００５７】
図５を参照すると、上述の第１測定段階（Ｓ１０）で測定されたストリップＳの形状情報を用いて計算したストリップＳの平坦度は、物理的に鋼板の進行方向における直線の長さに対比した実際の鋼板の長さの割合を示す。
【００５８】
したがって、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）では、最大伸びを導出する伸び計算段階（Ｓ２１）が行われる必要がある。すなわち、数式１のように、第１測定段階（Ｓ１０）で測定された幅区間ごとの平坦度測定値のうち最大値と最小値の差が分かれば、形状矯正のための最大伸びを導出することができる。
［数式１］
【数２】
2019505385.tif 000017
【００５９】
次に、最大伸びが導出されると、これを用いて最大伸びを、張力による伸びが反映されるように補正する最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）が行われることができる。
【００６０】
最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）は、ストリップＳに発生する張力を測定し、測定された張力をストリップＳの素材弾性係数に分けて張力を補正することで、最大伸び差張力に加えて最大伸び差張力を補正することができる。
【００６１】
このとき、ストリップＳに発生する張力は、形状矯正部の圧下ロール１６４が駆動したときに発生するトルクから推定することができ、これからストリップＳの長さ方向の弾性変形を予測することができる。ここで、ストリップＳの長さ方向の弾性変形は、単にストリップＳの弾性係数と張力に比例して計算するか、又はストリップＳの引張−強度曲線（ｔｅｎｓｉｌｅ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｃｕｒｖｅ）を用いることで、塑性変形を除いた弾性変形を予測することができる。弾性変形以下の伸び差は張力による弾性変形によって区分されるため、数式２のように、計算された幅区間ごとの最大伸び差の張力によって推定した弾性変形を加えて最大伸び差を補正することができる。
［数式２］
【数３】
2019505385.tif 000018
【００６２】
最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）が完了すると、最大伸び差張力補正段階（Ｓ２２）で補正された最大伸び差による目標伸びを設定する目標伸び設定段階（Ｓ２３）が行われることができる。目標伸び設定段階（Ｓ２３）は、補正された最大伸び差を相殺することができるように、それよりも適切に大きい値を目標伸びと設定することができる。好ましくは、目標伸びは、最大伸び差に対応する値に設定されることができる。
【００６３】
次に、目標伸びが設定されると、これを得るために軽圧下モデルを用いることで、目標圧下力設定値を計算する目標圧下力計算段階（Ｓ２４）が行われることができる。
【００６４】
上述のプロセスを通じて目標圧下力が設定されると、形状矯正段階（Ｓ３０）が行われ、設定された目標圧下力でストリップＳを加圧して形状を矯正することができる。
【００６５】
一方、形状矯正段階（Ｓ３０）が行われると、ストリップＳの実際の矯正された形状を目標とする形状と比較して、実際に矯正された形状が目標とする形状と差が出る場合には、これをフィードバックして目標圧下力による形状の矯正が実際に矯正された形状を追従するように補正する必要がある。
【００６６】
このため、本実施形態では、第２測定段階（Ｓ４０）において形状矯正段階（Ｓ３０）で矯正されたストリップＳの形状を測定することができる。
【００６７】
図６は、本発明の他の実施形態によるストリップ形状矯正方法の形状補正段階を示すフローチャートである。
【００６８】
図６を参照すると、形状補正段階（Ｓ５０）は、第２測定段階（Ｓ４０）で測定されたストリップＳの形状が目標とする形状に対応するようにストリップＳに対する圧下力及び張力を制御することができる。これにより、形状矯正段階（Ｓ３０）の目標圧下力を補正することができる。
【００６９】
形状補正段階（Ｓ５０）は、第２測定段階（Ｓ４０）で測定された矯正されたストリップＳの形状を目標とする形状と比較し、その結果、目標圧下力を補正する必要があるか否かを判断する形状比較段階（Ｓ５１）を含むことができる。
【００７０】
また、形状補正段階（Ｓ５０）は、形状比較段階（Ｓ５１）で補正する必要があると判断される場合には、比較された形状差を相殺するために、目標圧下力設定段階（Ｓ２０）の目標圧下力が矯正されるようにストリップＳに発生する張力を矯正する張力矯正段階（Ｓ５２）を含むことができる。
【００７１】
ここで、張力矯正段階（Ｓ５２）は、形状比較段階（Ｓ５１）で求めた幅区間伸びを形状矯正部１６０の制御部１６２でストリップＳの張力を考慮して矯正することができる。
【００７２】
このとき、ストリップＳに発生する張力は、マンドレル１１８のトルクから推定することができ、これからストリップＳの長さ方向の弾性変形を予測することができる。ここで、ストリップＳの長さ方向の弾性変形は、単にストリップＳの弾性係数と張力に比例して計算するか、又はストリップＳの引張−強度曲線（ｔｅｎｓｉｌｅ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｃｕｒｖｅ）を用いて、塑性変形を除いた弾性変形を予測することができ、数式３及び数式４の平坦度計算式に素材の弾性変形を考慮する式を用いて、張力を矯正することができる。
［数式３］
【数４】
2019505385.tif 000019
［数式４］
【数５】
2019505385.tif 000020
ここで、Ｌは、該当幅区間でＬ０の長さのスペースに入る素材の長さである。すなわち、ＬはストリップＳの実際の長さであって、変形後の長さであり、Ｌ０はストリップＳの元の長さであって、変形前の長さである。一例としては、完璧な平面においてＬ＝Ｌ０であり、平坦度（ｗａｖｅ）が発生した場合、Ｌ＞Ｌ０の関係になり得る。
【００７３】
また、形状補正段階（Ｓ５０）は、張力矯正段階（Ｓ５２）で矯正された張力を用いることで、形状矯正段階（Ｓ３０）の目標圧下力が矯正されるように幅区間伸びを補正し、補正された伸びを相殺するための値を目標圧下力で矯正する目標圧下力矯正段階（Ｓ５３）を含むことができる。
【００７４】
目標圧下力矯正段階（Ｓ５３）で矯正された目標圧下力は、下記数式５を用いて求めることができる。
［数式５］
【数６】
2019505385.tif 000021
ここで、Ｆｎはｎ番目の幅区間の圧下力、ΔＦｎはｎ番目の幅区間の圧下力補正値、ｆＲ（Ｆ）は軽圧下モデルとして圧下力（Ｆ）に対する伸びを計算する関数であり、Ｙａｖｇは全幅区間の平均伸び、Ｙｎはｎ番目の幅区間の伸びを示す。
【００７５】
上述のように、本実施形態の熱間圧延工程のストリップＳの形状矯正方法は、測定されたストリップＳの形状値をストリップＳの張力により補正したストリップＳの無張力形状を用いることで、ストリップＳに加わる目標圧下力を設定してストリップＳを矯正し、矯正されたストリップＳの形状を測定し、目標とする形状と比較して目標圧下力を補正する過程をリアルタイムで連続、繰り返して幅区間伸び差を最小化し、ストリップＳの平坦度を最適化することができる。
【００７６】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野の通常の知識を有する者にとって自明である。
【手続補正２】
【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】
熱間圧延されたストリップを巻き取るマンドレルの入側に提供され、前記ストリップの形状を矯正する装置であって、
前記マンドレルの入側に供給されるストリップの形状を測定する第１形状測定部と、
前記第１形状測定部で測定されたストリップの形状が、前記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて前記ストリップが目標とする形状に矯正されるように、前記ストリップを加圧するように配置された圧下ロールを設定した目標圧下力で加圧して前記ストリップの形状を矯正する形状矯正部と、
前記形状矯正部によって矯正されたストリップの形状を測定する第２形状測定部と、
前記第２形状測定部で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、前記ストリップに対する前記形状矯正部の圧下力及び張力を制御して目標圧下力を補正する形状補正部と、を含む、ストリップ形状矯正装置。
【請求項２】
前記形状矯正部は、
前記ストリップを加圧する圧下力を測定する圧力測定センサーと、
前記圧下ロールによって加圧されて移動する前記ストリップの張力を測定する張力測定センサーと、
前記圧力測定センサー及び前記張力測定センサーを用いて目標圧下力を設定し、前記目標圧下力で前記ストリップを加圧するように制御する制御部と、を含む、請求項１に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項３】
前記張力測定センサーはトルクセンサーを含む、請求項２に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項４】
前記圧下ロールは、
移送されるストリップを加圧できるように、前記ストリップの上、下部において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの上下方向圧下ロールと、
前記ストリップの幅方向において相対するように一対となって配置される少なくとも一つの幅方向圧下ロールと、を含む、請求項１に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項５】
前記形状矯正部は、前記圧下ロールが前記ストリップを上、下方から圧下する荷重は３００〜１，０００トンであり、前記ストリップの幅方向の形状を矯正する幅方向からの圧下荷重は５０〜２００トンであり、前記ストリップの伸びは０〜４％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のストリップ形状矯正装置。
【請求項６】
熱間圧延されたストリップを巻き取る過程でストリップの形状が矯正されるようにした熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法であって、
ストリップを巻き取るマンドレルの入側で前記ストリップの形状を測定する第１測定段階と、
前記第１測定段階で測定されたストリップの形状を、前記ストリップに対する圧下力及び張力による伸びに基づいて前記ストリップが目標とする形状に矯正するための目標圧下力を設定する目標圧下力設定段階と、
前記目標圧下力設定段階で設定された目標圧下力を前記ストリップを加圧して形状を矯正する形状矯正段階と、
前記形状矯正段階で矯正されたストリップの形状を測定する第２測定段階と、  前記第２測定段階で測定されたストリップの形状が目標とする形状に対応するように、前記ストリップの圧下力及び張力を制御して、前記形状矯正段階の目標圧下力を補正する形状補正段階と、を含む、熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【請求項７】
前記目標圧下力設定段階は、
前記第１測定段階で測定された幅区間ごとの平坦度測定値のうち最大値と最小値の差で形状矯正のための最大伸びを導出する伸び計算段階と、
前記ストリップに発生する張力を測定し、測定された張力を前記ストリップの素材弾性係数に分けて張力を補正して、最大伸び差張力に加えて最大伸び差張力を補正する最大伸び差張力補正段階と、
前記最大伸び差張力補正段階で補正された最大伸び差を相殺することができるように、前記最大伸び差に対応する目標伸びを設定する目標伸び設定段階と、  前記目標伸び設定段階で設定された目標伸びを得るために、軽圧下モデルを用いて目標圧下力設定値を計算する目標圧下力計算段階と、を含む、請求項６に記載の熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【請求項８】
前記形状補正段階は、
前記第２測定段階で測定された矯正されたストリップの形状を目標とする形状と比較し、目標圧下力を補正する必要があるか否かを判断する形状比較段階と、
前記形状比較段階で補正する必要があると判断されると、比較された形状差を相殺するために、前記目標圧下力設定段階の目標圧下力が矯正されるように、前記ストリップに発生する張力を矯正する張力矯正段階と、
前記張力矯正段階で矯正された張力を用いて前記形状補正段階の目標圧下力が矯正されるように幅区間伸びを補正し、前記補正された伸びを相殺するための値を目標圧下力で矯正する目標圧下力矯正段階と、を含む、請求項６に記載の熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【請求項９】
前記形状補正段階で矯正された前記目標圧下力は下記数式１を満たす、請求項８に記載の熱間圧延工程のストリップ形状矯正方法。
【数１】
2019505385.tif 000022
ここで、Ｆｎはｎ番目の幅区間の圧下力、ΔＦｎはｎ番目の幅区間の圧下力補正値、ｆＲ（Ｆ）は、軽圧下モデルであって、圧下力（Ｆ）に対する伸びを計算する関数であり、Ｙａｖｇは全幅区間の平均伸び、Ｙｎはｎ番目の幅区間の伸びを示す。
【国際調査報告】
2019505385.tif 000023
2019505385.tif 000024
2019505385.tif 000025
2019505385.tif 000026