(57)【要約】【課題】尾端が圧延機を抜けた後の巻取り時における、ピンチロールでの折れ込み発生を低減する。【解決手段】巻取り張力制御方法は、金属帯１が搬送されるパスラインに沿って、仕上圧延機６、ランアウトテーブル２、一対のピンチロール３およびマンドレル４が配置され、仕上圧延機６で圧延された金属帯１を上記マンドレル４に巻き取る際に、金属帯１の尾端が仕上圧延機６における予め設定した指定スタンドを抜けた後、一対のピンチロール３を制御することで、一対のピンチロール３とマンドレル４間に位置する金属帯１部分に付与する張力を予め設定した張力目標値に張力制御する巻取り張力制御方法において、巻き取る金属帯１が、ランアウトテーブル２を通過するまでに変態が完了しないと判定すると、張力目標値を抑制する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属帯が搬送されるパスラインに沿って、仕上圧延機、ランアウトテーブル、一対のピンチロールおよびマンドレルが配置され、上記仕上圧延機で圧延された金属帯を上記マンドレルに巻き取る際に、
上記金属帯の尾端が上記仕上圧延機における予め設定した指定スタンドを抜けた後、上記一対のピンチロールを制御することで、上記一対のピンチロールとマンドレル間に位置する金属帯部分に付与する張力を予め設定した張力目標値に張力制御する巻取り張力制御方法において、
上記巻き取る金属帯が、上記ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない材料と判定すると、上記張力目標値を抑制することを特徴とする巻取り張力制御方法。
【請求項２】
上記巻き取る金属帯が、上記ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない材料か否かの判定は、上記金属帯を圧延する前に、当該金属帯の材料に基づき推定することを特徴とする請求項１に記載した巻取り張力制御方法。
【請求項３】
金属帯に含有されるＭｎの添加量が１．７質量％以上の場合に、上記ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない材料と判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した巻取り張力制御方法。
【請求項４】
上記張力目標値の抑制量は、１３％以上２５％以下の範囲とすることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した巻取り張力制御方法。
【請求項５】
金属帯が搬送されるパスラインに沿って、仕上圧延機、ランアウトテーブル、一対のピンチロールおよびマンドレルが配置され、上記仕上圧延機で圧延された金属帯を上記マンドレルに巻き取る際に、
上記金属帯の尾端が上記仕上圧延機における予め設定した指定スタンドを抜けた後、上記一対のピンチロールを制御することで、上記一対のピンチロールとマンドレル間に位置する金属帯部分に付与する張力を予め設定した張力目標値に張力制御する巻取り張力制御方法において、
上記金属帯に含有されるＭｎの添加量が１．７質量％以上には、上記金属帯に含有されるＭｎの添加量が１．７質量％未満の場合に比べて、上記張力目標値を小さく設定することを特徴とする巻取り張力制御方法。
【請求項６】
上記金属帯に含有されるＭｎの添加量が１．７質量％以上の場合、Ｍｎ添加量が多いほど、上記張力目標値を小さく設定することを特徴とする請求項５に記載した巻取り張力制御方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の巻取り張力制御方法を備えることを特徴とする熱延金属帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延した熱延鋼板などの金属帯をマンドレルに巻き取る際の技術及びその技術を用いた熱延金属帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属帯は、熱間仕上圧延機で圧延され、マンドレルに巻き取られてコイルとなる。金属帯を熱間仕上圧延機で圧延している間は、巻き取り中の張力の授受は、圧延機とマンドレルとの間で行われている。しかし、金属帯の尾端が圧延機から抜けると、圧延機による拘束がなくなる。このとき、金属帯を一対のピンチロールで挟持し、そのピンチロールの回転速度を調整することで、巻取り中の金属帯に付与される張力が、所定の張力目標値となるようにピンチロールを制御する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−２７８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の巻取り張力制御にあっては、熱間圧延された金属帯の変態が完了するタイミングについて考慮されていない。
そして、発明者らが調査検討したところ、ピンチロール位置で金属帯が折れ込みしてしまう場合があり、この折れ込みを起こした金属帯について調査したところ、ランアウトテーブル上で変態が完了していない材料であるとの知見を得た。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、尾端が圧延機を抜けた後の巻取り時における、ピンチロールでの折れ込み発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するために、本発明に係る一態様の巻取り張力制御方法は、金属帯が搬送されるパスラインに沿って、仕上圧延機、ランアウトテーブル、一対のピンチロールおよびマンドレルが配置され、上記仕上圧延機で圧延された金属帯を上記マンドレルに巻き取る際に、上記金属帯の尾端が上記仕上圧延機における予め設定した指定スタンドを抜けた後、上記一対のピンチロールを制御することで、上記一対のピンチロールとマンドレル間に位置する金属帯部分に付与する張力を予め設定した張力目標値に張力制御する巻取り張力制御方法において、上記巻き取る金属帯が、上記ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない材料と判定すると、上記張力目標値を抑制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了していない材料からなる金属帯の場合に、付与する張力目標値を弱めに設定することで、尾端が圧延機を抜けた後の巻取り時における、ピンチロールでの折れ込み発生率を低減することが出来る。
このように、ピンチロールでの折れ込み発生率を低減することで、製造する熱延金属帯の生産性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る熱間圧延ラインを説明する図である。
【図２】制御装置の構成を説明する図である。
【図３】従来におけるＭｎ添加量と折れ込み発生率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、金属帯として熱延鋼板を例に挙げて説明する。但し、本発明が対象とする、熱間圧延される金属帯は熱延鋼板に限定されるものではない。
（構成）
熱間圧延ラインでは、不図示の加熱炉で加熱されたスラブが熱間圧延機に供給される。続いて、スラブは、熱間仕上圧延機によって圧延されることで金属帯となる。なお、金属帯は、熱間圧延ラインのパスラインに沿って配置された不図示のテーブルローラによって搬送される。
【０００９】
図１に示すように、仕上圧延後の金属帯１は、ランアウトテーブル２によって搬送される間に空冷された後に、ピンチロール３を介してマンドレル４に送られ、該マンドレル４に巻き取られる。図１中、符号６は仕上圧延機を示す。
ピンチロール３は、ピンチロール用のモータ５で回転駆動されると共に、間隙調整装置２０によって、ピンチロール３を構成する上ピンチロールと下ピンチロールとの間隙（ギャップ）が調整される。また、モータ５のモータ電流（電機子電流）が検出されて制御装置７に供給される。
【００１０】
制御装置７は、金属帯１の先端部が、ピンチロール３を通過する際には、金属帯１の搬送速度よりも早い周速となるようにピンチロール用のモータ５を制御する。更に、制御装置７は、金属帯１の先端部がマンドレル４に数巻きだけ巻き付いたと判定すると、ピンチロール３の周速が金属帯１の搬送速度と揃速するように、ピンチロール用のモータ５を速度制御する。数巻きだけ巻き付くとは、マンドレル４から金属帯１に張力を付与可能な状態になることを指す。
【００１１】
更に、制御装置７は、金属帯１の尾端部が仕上圧延機６の指定スタンド６ｂを抜けるまでは、ピンチロール３は、モータ５による速度制御を行わないか、若しくは空転させるのに最小限必要な機械的な摩擦（メカニカルロス）分に相当するトルク分を補償的に出力するようにモータ５を制御する。なお、金属帯１の先端部がマンドレル４に巻き付いているとする。ここで、指定スタンド６ｂとは、第１スタンドから最終スタンド６ａまでの間のスタンドのうちから予め設定したスタンドである。
【００１２】
更に、制御装置７は、金属帯１の尾端部が仕上圧延機６の指定スタンド６ｂを抜けた（最終スタンド６ａをオフした）と判定すると、本発明に基づきピンチロール３が制御される。但し、金属帯１が短い短尺の場合には、金属帯１の先端部が数巻きマンドレル４に巻き付いたと判定した後に、本発明に基づく制御に移行する。すなわち、金属帯１の尾端部が仕上圧延機６の指定スタンド６ｂから抜けて圧延が終了し、且つ金属帯１の先端部側がマンドレル４に巻き付いて、マンドレル４とピンチロール３との間で金属帯１に張力を付与可能な状態となったと判定すると、本発明に基づく巻取り張力制御のためのピンチロール３の制御が開始される。一般には、金属帯１は長尺であるので、単純に、金属帯１の尾端部が仕上圧延機６の指定スタンド６ｂを抜けたときに開始と判定しても良い。
【００１３】
次に、金属帯１の尾端が指定スタンド６ｂを抜けてからのピンチロール３の制御による巻取り張力制御（以下、単に、ピンチ張力制御とも呼ぶ）について説明する。
制御装置７のうちの、ピンチ張力制御を行う構成部として、図２に示すように、指令値設定部８と制御部本体９とを備える。
指令値設定部８は、周速度指令値設定部１０と、張力目標値設定部１１とを備える。指令値設定部８は、公知の方法で決定した張力目標値としての張力指令値ＴＰＲｅｆ及びピンチギャップ指令値を入力する。張力指令値ＴＰＲｅｆは例えば１．２２ｔｏｎである。
【００１４】
周速度指令値設定部１０は、金属帯１の搬送速度Ｖｓとラグ率ΔＲ（＜１）とを取得し、その搬送速度Ｖｓに（１−ΔＲ）を乗算して、ピンチロール３の周速度指令値を設定する。金属帯１の搬送速度Ｖｓは、例えば、マンドレル４の巻取り速度から求める。ここで、通常、マンドレル４は、金属帯１の尾端部が圧延機６から抜けたときの搬送速度となるように調整されるので、金属帯１が圧延機６から抜けたときの搬送速度を、指令値設定部８が取得する金属帯１の搬送速度Ｖｓとしても良い。
【００１５】
ラグ率ΔＲは、例えば３〜６％のスリップ率となる値に設定しておく。
張力目標値設定部１１は、張力調整係数決定部１１Ａと張力調整部１１Ｂとを備える。
張力調整係数決定部１１Ａは、係数ｋ（≦１）を決定する。係数ｋは新たな金属帯１の巻取りを行うと判定すると、初期値「１」が設定される。
また張力調整係数決定部１１Ａは、巻き取る金属帯１が、上記ランアウトテーブル２を通過するまでに変態が完了しない材料と判定すると、下式のように、係数ｋからβだけ減算する。上記変態が完了しない材料か否かは、圧延前などに、例えば添加する材料の添加量や添加物などによって予め決定（推定）すれば良い。
ｋ  ＝  ｋ  −β
【００１６】
ここで、βは、０．１３〜０．２５から選択した値である。
張力調整部１１Ｂは、張力指令値ＴＰＲｅｆに係数ｋを乗算して、最終的な張力指令値を求める。
本実施形態では、金属帯１にＭｎが含有され、材料全体に対するＭｎの添加量が１．７質量％以上の場合に、上記ランアウトテーブル２を通過するまでに変態が完了しない材料と判定（推定）する。このとき、Ｍｎの添加量が多いほどβを、０．１３〜０．２５の範囲で大きくなるように調整しても良い。例えば、Ｍｎ添加量が１．７質量％の場合にβ＝０．１３とし、Ｍｎ添加量が３．０質量％の場合にβ＝０．２５に設定して、βを添加量に応じて線形に変更する。
【００１７】
ここで、Ｍｎ添加量と、ピンチロールでの折れ込み発生の関係を求めたところ、Ｍｎ添加量２．１％前後が一番高かった。このため、好ましくはＭｎの添加量が１．９質量％以上２．５質量％以下の場合に、上記ランアウトテーブル２を通過するまでに変態が完了しないと判定することが好ましい。
制御部本体９は、ギャップ制御部１２と、電流張力換算部１３と、第１減算部１４と、周速度指令値補正部１５と、モータ制御部１７とを備える。
【００１８】
ギャップ制御部１２は、間隙調整装置２０を介して、ピンチギャップ指令値に基づくギャップとなるように、ピンチロール３のギャップを制御する。
電流張力換算部１３は、モータ５のモータ電流値を入力し、その電流値を、ピンチロール３に負荷されているトルクに換算し、その換算したトルクと、ピンチロール３のロール径とに基づき、ピンチロール３から金属帯１に付与される張力実績値を算出する。
【００１９】
第１減算部１４は、張力指令値ＴＰＲｅｆから電流張力換算部１３が求めた張力実績値を減算して張力の差分（偏差）を求める。
周速度指令値補正部１５は、図２に示すように、張力補償速度算出部１５Ａと第２減算部１５Ｂとから構成される。
張力補償速度算出部１５Ａは、第１減算部１４が求めた張力の差分（偏差）に応じた上記モータ５の回転数変化分△Ｎを算出し、算出した回転数変化分ΔＮをピンチロール３の周速度ΔＶに換算する。例えば、回転数変化分△Ｎに所定の換算係数を乗算して周速度ΔＶを求める。
【００２０】
また第２減算部１５Ｂは、周速度指令値から、張力補償速度算出部１５Ａが求めたピンチロール３の周速度ΔＶを減算して、張力補償を行う。
そして、モータ制御部１７は、第２減算部１５Ｂで張力補償した後の周速度指令値に応じたモータ５の回転数目標値を演算し、回転数目標値相当のモータ電流指令値となるように、モータ５を速度制御する。速度制御は、Ｐ制御でも、ＰＩ制御でもＰＩＤ制御でも構わない。
【００２１】
ここで、本実施形態では、金属帯１となるスラブに添加されている添加物及びその添加量に応じて、対象とする金属帯１が、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了するか否かによって、予め決定した張力目標値を補正するところに特徴がある。対象とする金属帯１が、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了するか否かは、過去の実績や、実験などから予め特定すればよい。
【００２２】
このため、張力目標値設定部１１以外は、上記制御装置７の構成に限定されず、公知の制御装置の構成を採用すればよい。例えば、張力目標値から直接、ピンチロール３の周速度指令値を演算するようにしても良い。また張力補償を、モータ電流指令値（トルク値）に対し実行するように構成しても良い。張力目標値設定部１１についても、対象とする金属帯１が、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了するか否かによって変更可能であれば、他の構成であっても良い。
本実施形態では、Ｍｎの添加量が１．７質量％以上の場合に、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了せずに、ピンチロール３での折れ込み発生率が高いとの知見に基づき、Ｍｎの添加量でランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了するか否かを判定する場合で例示している。
【００２３】
（動作その他）
本実施形態では、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない金属帯１と判定すると張力目標値を、既定値から１３％以上２５％以下の範囲だけ小さくする。
これによって、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない金属帯１を巻き取ることがあっても、ピンチロール３での折れ込みを低減することができる。
ここに、多くの金属帯１の材料は、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しているため、そのような金属帯１を巻き取る際に付与する張力として、ピンチロール３での折れ込みが発生しがたく且つ、テレスコなどの不具合を抑えて巻取りが可能な張力目標値に設定する。
【００２４】
しかし、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない材料からなる金属帯１においては、その張力目標値では張力が強すぎて、圧延機６から尾端が抜けた際に、ピンチロール３での折れ込みが発生するおそれがあった。
これに対し、本実施形態では、上述のように、ランアウトテーブルを通過するまでに変態が完了しない材料からなる金属帯１を、圧延機６から尾端が抜けた後の巻取り時の張力目標値を小さく抑制することで、ピンチロール３での折れ込みを抑制することが出来る。
【００２５】
ここで、Ｍｎの添加量が２．２５〜２．３５質量％で引張強度が８０ＭＰａの鋼板からなる金属帯１であって、圧延後の板厚２．２ｍｍ〜３．００ｍｍの金属帯１について、通常の張力目標値が１．２２ｔｏｎの場合の比較例と、１２．５％だけ張力目標値を抑制（低減）して１．０７ｔｏｎとした場合の実施例とについて、ピンチロールでの折れ込み比率を求めてみた。本数は２００本ずつとする。
求めた結果、実施例の場合の方が、ピンチロールでの折れ込み比率が約４０％低減したことを確認した。
【００２６】
また、張力目標値をＭｎ添加量で変更しない従来の制御において、圧延後の金属帯１での折れ込み発生率を求めてみたところ、図３のような結果を得た。この図３から分かるように、少なくとも板厚２．２〜４．６ｍｍの金属帯１に対し、Ｍｎ添加量が１．７質量％以上では、Ｍｎ添加量が１．７質量％の場合に比べて有意にピンチロールでの折れ込み比率が多く発生していた。そして、本発明の制御を適用した場合に、Ｍｎ添加量が１．７質量％以上でもＭｎ添加量が１．７質量％と同等のピンチロールでの折れ込み比率となっていることを確認した。
そして、熱延鋼板を巻き取ってコイルにする際に、ピンチロールでの折れ込み比率が低減する結果、製造される熱延鋼板の生産性を向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００２７】
１     金属帯
２     ランアウトテーブル
３     ピンチロール
４     マンドレル
５     モータ
６     仕上圧延機
６ｂ   指定スタンド
７     制御装置
８     指令値設定部
９     制御部本体
１０   周速度指令値設定部
１１   張力目標値設定部
１１Ａ 張力調整係数決定部
１１Ｂ 張力調整部
１２   ギャップ制御部
１３   電流張力換算部
１４   第１減算部
１５   周速度指令値補正部
１５Ａ 張力補償速度算出部
１５Ｂ 第２減算部
１７   モータ制御部
２０   間隙調整装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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