(57)【要約】【課題】板厚制御の際の応答性を向上させることができる板厚制御方法、板厚制御装置、冷間圧延設備および鋼板の製造方法を提供すること。【解決手段】少なくとも３以上の圧延スタンドを備え、最終スタンド１１ａによって軽圧下圧延を行う連続式圧延機１の板厚制御方法であり、最終スタンド１１ａの圧延荷重を、最終スタンド１１ａの圧下位置を操作することにより一定に制御し、最終前段スタンド１１ｂと最終スタンド１１ａとの間の張力を、最終前段スタンド１１ｂのロール回転速度を操作することにより制御し、製品板厚および最終スタンド１１ａの圧下率設置値に基づいて、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚目標値を演算し、最終スタンド１１ａの出側の板厚を制御する際に、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚実測値が板厚目標値となるように、最終前段スタンド１１ｂおよび最終スタンド１１ａを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作する。【選択図】図１
2018122339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３以上の圧延スタンドを備え、最終スタンドによって軽圧下圧延を行う連続式圧延機の板厚制御方法において、
前記最終スタンドの圧延荷重を、前記最終スタンドの圧下位置を操作することにより一定に制御し、
最終前段スタンドと前記最終スタンドとの間の張力を、前記最終前段スタンドのロール回転速度を操作することにより制御し、
前記最終スタンドの出側の板厚を、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより制御し、
予め定められた、製品板厚および前記最終スタンドの圧下率設置値に基づいて、前記最終前段スタンドの出側の板厚目標値を演算し、
前記最終スタンドの出側の板厚を制御する際に、前記最終前段スタンドの出側の板厚実測値が前記板厚目標値となるように、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することを特徴とする板厚制御方法。
【請求項２】
少なくとも３以上の圧延スタンドを備え、最終スタンドによって軽圧下圧延を行う連続式圧延機の板厚制御装置において、
前記最終スタンドの圧延荷重を、前記最終スタンドの圧下位置を操作することにより一定に制御する荷重一定制御系と、
最終前段スタンドと前記最終スタンドとの間の張力を、前記最終前段スタンドのロール回転速度を操作することにより制御する張力制御系と、
前記最終スタンドの出側の板厚を、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより制御する板厚制御系と、
予め定められた、製品板厚および前記最終スタンドの圧下率設置値に基づいて、前記最終前段スタンドの出側の板厚目標値を演算する目標板厚演算手段と、
を備え、
前記板厚制御系は、前記最終スタンドの出側の板厚を制御する際に、前記最終前段スタンドの出側の板厚実測値が前記板厚目標値となるように、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することを特徴とする板厚制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の板厚制御装置を備えることを特徴とする冷間圧延設備。
【請求項４】
請求項２に記載の板厚制御装置を用いることを特徴とする鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板厚制御方法、板厚制御装置、冷間圧延設備および鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続式圧延機による冷間圧延では、次工程における通板性の安定化等を目的として、最終スタンドにダル加工を施した摩擦係数の高いロールを装着して圧延を行うことがある。このように最終スタンドにダルロールを装着し、鋼板にダル目を転写する圧延を行う場合、鋼板に一様なダル目を形成するために、最終スタンドの荷重を一定にする必要があり、最終スタンドの圧下を操作することは好ましくない。
【０００３】
一方で、圧延スタンド間の張力は後段スタンドの圧下位置や前段スタンドのロール回転速度を操作することにより制御可能であるが、一般的には、板厚制御との干渉を避けるために、後段スタンドの圧下位置を操作することにより張力を一定に制御している。
【０００４】
例えば特許文献１では、最終スタンドの圧延荷重を、最終スタンドの圧下位置を操作することにより一定に制御し、最終前段スタンドと最終スタンドとの間の張力を、最終前段スタンドのロール回転速度を操作することにより制御し、加えて、最終スタンドの出側の板厚を、最終前段スタンドおよび最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより制御する板厚制御方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の板厚制御方法では、検出器である最終スタンドの出側の板厚計と、操作端である最終前々段スタンドとの距離が遠く、大きなむだ時間が発生する。そのため、ゲインや応答速度を上げると制御系が不安定になりやすい。
【０００６】
このような問題に対し、例えば特許文献２，３では、最終スタンドの出側の板厚目標値と板厚計実測値の偏差に応じて前段スタンドの板厚目標値を修正する方法が開示されている。また、例えば特許文献４では、最終スタンドの出側の板厚目標値と板厚計実測値の差分値を用いて、前段スタンドのロール回転速度を、比例制御および微分制御の少なくとも一方により制御し、かつ最終前々段スタンドのロール回転速度を積分制御によって制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２６５３１２８号公報
【特許文献２】特開平７−６８３０５号公報
【特許文献３】特開平１１−３４２４０９号公報
【特許文献４】特許第４６３５６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２および特許文献３に開示されている方法では、最終スタンドの出側に生じる板厚変動に対して、最終前々段スタンドのロール回転速度を操作しているため、検出器から操作端までの距離が長くなる。従って、むだ時間が大きく、応答性が悪化するという問題がある。
【０００９】
また、特許文献４に開示されている方法では、張力制御との干渉が生じる可能性が完全には解消されていない。加えて、最終前々段スタンドのロール回転速度を積分制御により制御することにより定常偏差を取り除いているため、検出器から操作端までの距離が長くなる。従って、むだ時間が大きく、応答性が悪化するという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、板厚制御の際の応答性を向上させることができる板厚制御方法、板厚制御装置、冷間圧延設備および鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る板厚制御方法は、少なくとも３以上の圧延スタンドを備え、最終スタンドによって軽圧下圧延を行う連続式圧延機の板厚制御方法において、前記最終スタンドの圧延荷重を、前記最終スタンドの圧下位置を操作することにより一定に制御し、最終前段スタンドと前記最終スタンドとの間の張力を、前記最終前段スタンドのロール回転速度を操作することにより制御し、前記最終スタンドの出側の板厚を、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより制御し、予め定められた、製品板厚および前記最終スタンドの圧下率設置値に基づいて、前記最終前段スタンドの出側の板厚目標値を演算し、前記最終スタンドの出側の板厚を制御する際に、前記最終前段スタンドの出側の板厚実測値が前記板厚目標値となるように、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る板厚制御装置は、少なくとも３以上の圧延スタンドを備え、最終スタンドによって軽圧下圧延を行う連続式圧延機の板厚制御装置において、前記最終スタンドの圧延荷重を、前記最終スタンドの圧下位置を操作することにより一定に制御する荷重一定制御系と、最終前段スタンドと前記最終スタンドとの間の張力を、前記最終前段スタンドのロール回転速度を操作することにより制御する張力制御系と、前記最終スタンドの出側の板厚を、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより制御する板厚制御系と、予め定められた、製品板厚および前記最終スタンドの圧下率設置値に基づいて、前記最終前段スタンドの出側の板厚目標値を演算する目標板厚演算手段と、を備え、前記板厚制御系は、前記最終スタンドの出側の板厚を制御する際に、前記最終前段スタンドの出側の板厚実測値が前記板厚目標値となるように、前記最終前段スタンドおよび前記最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することを特徴とする。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る冷間圧延設備は、前記した板厚制御装置を備えることを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る鋼板の製造方法は、前記した板厚制御装置を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、最終スタンドの出側の板厚実測値を用いることなく、製品板厚および最終スタンドの圧下率設置値から演算した最終前段スタンドの出側の板厚目標値と、最終前段スタンドの出側の板厚実測値とを用いて、最終前段スタンドおよび最終スタンドを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより、最終スタンドの出側の板厚を制御する。これにより、最終スタンドの出側の板厚実測値を用いて制御する場合と比較して、検出器から操作端までの距離を短くすることができ、むだ時間を小さくすることができる。従って、板厚制御の際の応答性を向上させることができ、板厚目標値からの板厚変動を素早く抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る板厚制御装置を含む冷間圧延設備の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る板厚制御方法、板厚制御装置、冷間圧延設備および鋼板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１８】
［冷間圧延設備］
本発明の実施形態に係る冷間圧延設備は、図１に示すように、少なくとも３以上の圧延スタンドを備え最終スタンドによって軽圧下圧延を行う連続式圧延機（冷間圧延機）１と、当該連続式圧延機１によって圧延される鋼板Ｓの板厚を制御する板厚制御装置２と、を備えている。
【００１９】
［連続式圧延機］
連続式圧延機１は、ダルロールが装着された最終スタンド１１ａと、最終前段スタンド１１ｂと、最終前々段スタンド１１ｃと、駆動モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、圧下装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、張力計１４ａ，１４ｂと、板厚計１５ａ，１５ｂと、荷重計１６と、を備えている。なお、図１では、連続式圧延機１が備える複数の圧延スタンドのうち、３つの圧延スタンド（最終スタンド１１ａ、最終前段スタンド１１ｂおよび最終前々段スタンド１１ｃ）のみを図示し、最終前々段スタンド１１ｃよりも前段に設置された圧延スタンドは図示を省略している。
【００２０】
駆動モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、最終スタンド１１ａ、最終前段スタンド１１ｂおよび最終前々段スタンド１１ｃのワークロールをそれぞれ回転させる。駆動モータ１２ａは、最終スタンド１１ａのワークロールに、駆動モータ１２ｂは、最終前段スタンド１１ｂのワークロールに、駆動モータ１２ｃは、最終前々段スタンド１１ｃのワークロールに、それぞれ設置されている。
【００２１】
圧下装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、最終スタンド１１ａ、最終前段スタンド１１ｂおよび最終前々段スタンド１１ｃのバックアップロールをそれぞれ圧下する。圧下装置１３ａは、最終スタンド１１ａのバックアップロールに、圧下装置１３ｂは、最終前段スタンド１１ｂのバックアップロールに、圧下装置１３ｃは、最終前々段スタンド１１ｃのバックアップロールに、それぞれ設置されている。
【００２２】
張力計１４ａ，１４ｂは、鋼板Ｓの張力を測定する。張力計１４ａは、最終前段スタンド１１ｂと最終スタンド１１ａとの間に設置されており、測定した張力実測値を張力制御系２１ａに出力する。また、張力計１４ｂは、最終前々段スタンド１１ｃと最終前段スタンド１１ｂとの間に設置されており、測定した張力実測値を張力制御系２１ｂに出力する。
【００２３】
板厚計１５ａ，１５ｂは、鋼板Ｓの板厚を測定する。板厚計１５ａは、最終スタンド１１ａの出側に設置されている。この板厚計１５ａは、製品板厚を保証する品質計器であり、本実施形態における板厚制御には用いない。板厚計１５ｂは、最終前段スタンド１１ｂの出側に設置されており、測定した最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚実測値を板厚制御系２３に出力する。
【００２４】
荷重計１６は、最終スタンド１１ａの荷重を測定する。荷重計１６は、最終スタンド１１ａのバックアップロールに設置されており、測定した最終スタンド１１ａの荷重実測値を荷重一定制御系２２に出力する。
【００２５】
［板厚制御装置］
本発明の実施形態に係る板厚制御装置２は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用の情報処理装置によって実現される。板厚制御装置２は、より具体的には、製品板厚等の圧延に関する諸元を決定するプロセス計算機、目標値と実績値から操作量を演算する圧延機制御装置、操作量に基づき駆動モータ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを制御するモータ制御装置、および、操作量に基づき圧下装置１３ａ，１３ｂ，１３ｃを制御する圧下制御装置等により実現される。
【００２６】
板厚制御装置２は、張力制御系２１ａ，２１ｂと、荷重一定制御系２２と、板厚制御系２３と、目標板厚演算手段２４と、を備えている。なお、張力制御系２１ａ，２１ｂ、荷重一定制御系２２および板厚制御系２３は、例えば前記した圧延機制御装置、モータ制御装置および圧下制御装置により実現される。また、目標板厚演算手段２４は、例えば前記したプロセス計算機により実現される。
【００２７】
張力制御系２１ａは、最終前段スタンド１１ｂと最終スタンド１１ａとの間の張力を、最終前段スタンド１１ｂのロール回転速度を操作することにより制御する。張力制御系２１ａには、張力計１４ａから、最終前段スタンド１１ｂと最終スタンド１１ａとの間の張力実測値が入力され、図示しないプロセス計算機から、最終前段スタンド１１ｂと最終スタンド１１ａとの間の張力目標値が入力される。そして、張力制御系２１ａは、張力計１４ａで測定される板厚実測値が、前記した張力目標値となるように、最終前段スタンド１１ｂに設けられた駆動モータ１２ｂのロール回転速度を制御する。なお、前記した張力目標値は、予め設定または演算された値である。
【００２８】
張力制御系２１ｂは、最終前々段スタンド１１ｃと最終前段スタンド１１ｂとの間の張力を、最終前段スタンド１１ｂの圧下位置を操作することにより制御する。張力制御系２１ｂには、張力計１４ｂから、最終前々段スタンド１１ｃと最終前段スタンド１１ｂとの間の張力実測値が入力され、図示しないプロセス計算機から、最終前々段スタンド１１ｃと最終前段スタンド１１ｂとの間の張力目標値が入力される。そして、張力制御系２１ｂは、張力計１４ｂで測定される板厚実測値が、前記した張力目標値となるように、最終前段スタンド１１ｂに設けられた圧下装置１３ｂの圧下位置を制御する。なお、前記した張力目標値は、予め設定または演算された値である。
【００２９】
ここで、図１では図示を省略したが、最終前々段スタンド１１ｃよりも前段の圧延スタンド間の張力についても、各圧延スタンド間の張力制御系によって、各圧延スタンドに設けられた圧下装置の圧下位置を操作することにより制御される。例えば、最終前々段スタンド１１ｃの前段の圧延スタンド（図示省略）と最終前々段スタンド１１ｃとの間の張力は、同図の破線矢印で示すように、張力制御系２１ｂの前段に設けられた張力制御系（図示省略）により、圧下装置１３ｃの圧下位置を操作することにより制御される。
【００３０】
荷重一定制御系２２は、最終スタンド１１ａの圧延荷重を、最終スタンド１１ａの圧下位置を操作することにより一定に制御する。荷重一定制御系２２には、荷重計１６から、最終スタンド１１ａの荷重実測値が入力され、図示しないプロセス計算機から、最終スタンド１１ａの荷重目標値が入力される。そして、荷重一定制御系２２は、荷重計１６で測定される荷重実測値が、前記した荷重目標値となるように、最終スタンド１１ａに設けられた圧下装置１３ａの圧下位置を制御する。なお、前記した荷重目標値は、予め設定または演算された値である。
【００３１】
板厚制御系２３は、最終スタンド１１ａの出側の板厚を、最終前段スタンド１１ｂおよび最終スタンド１１ａを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより制御する。板厚制御系２３には、板厚計１５ｂから、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚実測値が入力され、目標板厚演算手段２４から、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚目標値が入力される。そして、板厚制御系２３は、最終スタンド１１ａの出側の板厚を制御する際に、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚実測値が、前記した板厚目標値となるように、最終前段スタンド１１ｂおよび最終スタンド１１ａを除く圧延スタンド、すなわち最終前々段スタンド１１ｃに設けられた駆動モータ１２ｃのロール回転速度を操作する。なお、前記した板厚目標値は、予め設定または演算された値である。
【００３２】
ここで、前記したように最終スタンド１１ａにダルロールを用いる圧延は、次工程における通板性や鍍金性の確保のためにダル目を鋼板Ｓに転写することを目的としており、最終スタンド１１ａでは、圧延荷重を一定に制御した軽圧下圧延を行っている。そのため、最終スタンド１１ａにおける圧下率は１％程度と極めて低い。もちろん、鋼板Ｓの硬度ムラや前後方張力の変動等の要因により、最終スタンド１１ａの圧延荷重が一定であっても最終スタンド１１ａの出側の板厚は変動するが、前記したように最終スタンド１１ａが極軽圧下であるため、その変動範囲も極めて小さい。
【００３３】
そこで、本発明では、上記事項に着目し、板厚制御系２３によって、最終前段スタンド１１ｂおよび最終スタンド１１ａを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより、最終スタンド１１ａの出側の板厚を所望の製品板厚へと制御している。すなわち、本発明では、最終スタンド１１ａがダルロールを用いた軽圧下圧延であることを利用し、従来のような最終スタンド１１ａの出側の板厚実測値ではなく、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚実測値を板厚制御に用いている。
【００３４】
目標板厚演算手段２４は、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚目標値を演算する。目標板厚演算手段２４は、図示しないプロセス計算機から入力される製品板厚および最終スタンド１１ａの圧下率設置値に基づいて、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚目標値を演算し、当該板厚目標値を板厚制御系２３に出力する。なお、前記した製品板厚および最終スタンド１１ａの圧下率設置値は、予め設定された値である。
【００３５】
以上のような板厚制御装置２を用いた板厚制御方法および鋼板Ｓの製造方法によれば、最終スタンド１１ａの出側の板厚実測値を用いることなく、製品板厚および最終スタンド１１ａの圧下率設置値から演算した最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚目標値と、最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚実測値とを用いて、最終前段スタンド１１ｂおよび最終スタンド１１ａを除く圧延スタンドのロール回転速度を操作することにより、最終スタンド１１ａの出側の板厚を制御する。
【００３６】
これにより、例えば図１に示すように、従来のように最終スタンド１１ａの出側の板厚実測値を用いて制御する場合の検出器（例えば最終スタンド１１ａの出側の板厚計１５ａ）から操作端（例えば最終前々段スタンド１１ｃ）までの距離ｄ２と比較して、検出器（最終前段スタンド１１ｂの出側の板厚計１５ｂ）から操作端（最終前々段スタンド１１ｃ）までの距離ｄ１を短くすることができ、むだ時間を小さくすることができる。従って、板厚制御装置２を用いた板厚制御方法および鋼板Ｓの製造方法によれば、板厚制御の際の応答性を向上させることができ、板厚目標値からの板厚変動を素早く抑制することが可能となる。
【００３７】
以上、本発明に係る板厚制御方法、板厚制御装置、冷間圧延設備および鋼板の製造方法について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、前記した実施形態では、最終スタンド１１ａにダルロールを装着した例について説明したが、本発明は最終スタンド１１ａによって軽圧下圧延を行うものであれば適用可能である。また、前記した実施形態では、鋼板Ｓを圧延する例について説明したが、圧延対象は鋼板Ｓに限らず、アルミニウム、銅等の金属でもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  連続式圧延機
１１ａ  最終スタンド
１１ｂ  最終前段スタンド
１１ｃ  最終前々段スタンド
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  駆動モータ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  圧下装置
１４ａ，１４ｂ  張力計
１５ａ，１５ｂ  板厚計
１６  荷重計
２  板厚制御装置
２１ａ，２１ｂ  張力制御系
２２  荷重一定制御系
２３  板厚制御系
２４  目標板厚演算手段
Ｓ  鋼板
【図１】
2018122339.tif 000003