(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷間タンデム圧延機で圧延を行うに際して、被圧延材の切断のために圧延速度を減速する際に、最終圧延スタンドにおいて、被圧延材後端の圧延速度減速中に圧延速度が予め定めた圧延速度になった時の圧延荷重を記録し、それ以降、その記録圧延荷重からの変動量に応じて、最終圧延スタンド以外の全圧延スタンドのロール速度を修正することを特徴とする冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【請求項２】
最終圧延スタンド入側張力に上限を設け、最終圧延スタンド入側張力が上限となった場合は、前記記録圧延荷重からの変動量にかかわらず、前記ロール速度の修正量を一定とすることを特徴とする請求項１に記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【請求項３】
最終圧延スタンド入側と出側の張力差に上限を設け、最終圧延スタンド入側と出側の張力差が上限となった場合は、前記記録圧延荷重からの変動量にかかわらず、前記ロール速度の修正量を一定とすることを特徴とする請求項１に記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【請求項４】
前記ロール速度の修正量に応じて、最終圧延スタンド出側張力を変更させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法を用いて鋼板を製造す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、冷間タンデム圧延機の圧延方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷間タンデム圧延機（以下、単に「圧延機」ともいう）では、圧延機入側において巻き戻しリールから払い出されたコイル（鋼板、被圧延材）が、圧延機の前に設置された溶接機により、先行コイルの後端と当該コイルの先端、および、当該コイルの後端と後行コイルの先端が溶接されて、連続的な圧延が行われる。圧延後の鋼板は、圧延機出側に設置されたシャーカット装置により、所定の個所で切断されて、一つないし二つの巻き取りリールに巻き取られる。シャーカット装置の切断速度には限界があるため、切断部（切断予定部）がシャーカット装置を通板する際には定常圧延部に比べて圧延速度を減速する。
【０００３】
また、冷間タンデム圧延機においては、１〜３％程度の潤滑油を直径１０μｍ程度の油滴にして水中に分散させてロールバイトに供給することにより、ロールと材料（被圧延材）間の摩擦係数を低減させて圧延負荷を軽減させると共に、焼き付きを防止して圧延を安定させている。
【０００４】
その際に、ロールと材料間の摩擦係数は引き込まれる圧延油の油膜厚によって変化する。油膜厚は圧延速度によって変動し、圧延速度が減速されると、油膜厚は薄くなり、摩擦係数が大きくなって、圧延荷重は増加する。このことから、被圧延材切断のため圧延速度が減速されると、圧延荷重の増加により、圧延機出側の被圧延材の厚みが増加する。
【０００５】
そこで、このような板厚変動は好ましくないため、板厚制御が行われる。板厚制御方式として最も一般的なのは、圧延機出側に板厚計を設置し、実測板厚と設定板厚の偏差をゼロとするように何らかの操作を行うモニターＡＧＣである。しかし、上記のように、被圧延材の切断に伴う圧延速度の減速は短時間のみである上、圧延速度が遅くなることによって圧延機から板厚計まで被圧延材が移動する間の時間も長くなることから、実測板厚を用いた板厚制御は効果が小さい。
【０００６】
そこで、特許文献１に従来技術として記載の通り、圧延荷重の変動により板厚変動を予測し、これをもとに板厚制御を行うことで制御の効果を大きくする方法がとられている。
【０００７】
ただし、冷間タンデム圧延機の最終スタンド（スタンドとは圧延スタンドを意味する）では被圧延材が加工硬化しているため、特許文献１に記載の通り、板厚制御の操作としてロールギャップを変更することは板形状が悪化するので好ましくない。
【０００８】
そこで、特許文献１では、最終スタンドの一つ前スタンド（最終直前スタンド）のロール速度を変更し、最終スタンド入側張力を変化させる張力ＡＧＣが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２０９４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の通り、冷間タンデム圧延機では、被圧延材の切断に伴う圧延速度の減速の際に、圧延機出側の板厚は必ず増加する方向に変動する。そのため、特許文献１に記載されている張力ＡＧＣでは、最終スタンドの一つ前スタンド（最終直前スタンド）のロール速度を減速し、最終スタンド入側張力を増加させるように制御が行われる。
【００１１】
これに対して、近年、冷間タンデム圧延機では、被圧延材（鋼板）の成分や、デスケーリング・冷却も含めた熱延条件・酸洗条件の違いにより、硬度や表面性状が様々に異なる材料（鋼板）を圧延するため、上記圧延速度の減速に伴う板厚変動量も材料によって変化する。そのため、特許文献１に記載のような方法で板厚制御を行うと、最終スタンドおよび最終直前スタンドにおいて、チャタリング、被圧延材の破断や絞り、被圧延材とロールの焼き付き、モータ焼き付きなどのトラブル（不安定現象）が発生することがあった。
【００１２】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、冷間タンデム圧延機で圧延を行うに際して、被圧延材の切断に伴って圧延速度が減速された場合でも、板厚変動を抑えつつ、安定した圧延を行うことができる冷間タンデム圧延機の圧延方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１４】
［１］冷間タンデム圧延機で圧延を行うに際して、被圧延材の切断のために圧延速度を減速する際に、最終圧延スタンドにおいて、圧延速度が予め定めた圧延速度になった時の圧延荷重を記録し、それ以降、その記録圧延荷重からの変動量に応じて、最終圧延スタンド以外の全圧延スタンドのロール速度を修正することを特徴とする冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【００１５】
［２］最終圧延スタンド入側張力に上限を設け、最終圧延スタンド入側張力が上限となった場合は、前記記録圧延荷重からの変動量にかかわらず、前記ロール速度の修正量を一定とすることを特徴とする前記［１］に記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【００１６】
［３］最終圧延スタンド入側と出側の張力差に上限を設け、最終圧延スタンド入側と出側の張力差が上限となった場合は、前記記録圧延荷重からの変動量にかかわらず、前記ロール速度の修正量を一定とすることを特徴とする前記［１］に記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【００１７】
［４］前記ロール速度の修正量に応じて、最終圧延スタンド出側張力を変更させることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法。
【００１８】
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の冷間タンデム圧延機の圧延方法を用いて鋼板を製造することを特徴とする鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、冷間タンデム圧延機で圧延を行うに際して、被圧延材の切断に伴って圧延速度が減速された場合でも、板厚変動を抑えつつ、安定した圧延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１を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態２を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態３を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態４を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態４を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態４を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１を示す模式図である。
【００２３】
この実施形態１におけるタンデム冷間圧延機は５スタンドからなっており、図１中、１は被圧延材（鋼板）、２はワークロール、３はバックアップロール、４は中間ロール、５は圧延油供給ノズル、６は張力計、７は最終スタンド（第５スタンド）のロードセル、８は巻き取りリール、１１は板厚制御装置である。
【００２４】
その上で、この実施形態１においては、被圧延材１の切断（切断機は不図示）のために圧延速度の減速が開始され、予め定めた圧延速度になった時点で、その時にロードセル７が計測した最終スタンド（第５スタンド）の圧延荷重Ｐ０を板厚制御装置１１に記録する。そして、その時点からこの実施形態１における板厚制御が開始され、その後、さらに圧延速度が減速されるに伴って、時々刻々の最終スタンド圧延荷重Ｐと前記記録された圧延荷重（記録圧延荷重）Ｐ０との偏差（変動量）ΔＰに応じて、最終スタンド以外の全スタンド（第１スタンド〜第４スタンド）のロール速度ｖｉ（ｉ＝１〜４）を修正するようにしている。
【００２５】
すなわち、時々刻々の最終スタンド圧延荷重Ｐと記録圧延荷重Ｐ０との偏差ΔＰに応じて、推定出側板厚変動量Δｈが下記（１）式、（２）式のように計算される。
【００２６】
ΔＰ＝Ｐ−Ｐ０      ・・・（１）
Δｈ＝ΔＰ／Ｋ      ・・・（２）
【００２７】
ここで、比例係数Ｋは荷重変動量に対する板厚変動量を表すパラメータであり、予め予備圧延などにより求めておくと良い。推定出側板厚変動量Δｈは目標出側板厚ｈｏにより比率Δｅに換算され、下記（３）式のようになる。
【００２８】
Δｅ＝Δｈ／ｈｏ      ・・・（３）
【００２９】
この比率ΔｅがＰＩＤ制御器の入力となり、ゲインに応じて制御量Δｖが出力される。そして、この制御量Δｖは推定出側板厚変動量Δｈをゼロに近づけるためのロール速度の修正量であり、最終スタンド（第５スタンド）以外の全てのスタンド（第１スタンド〜第４スタンド）のロール速度ｖｉについて、圧延速度（最終スタンドのロール速度）ｖ０５に応じた第ｉスタンド設定ロール速度ｖ０ｉに対し、下記（４）式のように修正される。
【００３０】
ｖｉ＝ｖ０ｉ（１−Δｖ）      ・・・（４）
【００３１】
このようにして、この実施形態１においては、被圧延材の切断に伴って圧延速度が減速された場合に、最終スタンド以外の全てのスタンドのロール速度ｖｉ（ｉ＝１〜４）を修正することにより、板厚変動を抑えつつ、トラブルの発生を従来技術に比べて抑えられるようになる。
【００３２】
［実施形態２］
図２は本発明の実施形態２を示す模式図である。
【００３３】
通常、冷間タンデム圧延機ではスタンド間の張力、および、圧延機入側張力・出側張力が、張力計６により随時計測されている。
【００３４】
本発明の実施形態２においては、上記の実施形態１（図１）に加え、図２に示すように、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５に上限値を設定しておき、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５が上限値に達した場合は、制御量Δｖの出力をホールドするようにしている。
【００３５】
すなわち、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５が上限値に達した場合は、記録圧延荷重Ｐ０からの最終スタンド圧延荷重Ｐの変動量ΔＰに関わらず、第ｉスタンド設定ロール速度ｖ０ｉからの修正量を一定値にしている。
【００３６】
このようにして、この実施形態２においては、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５に上限を設けることにより、上限を設けない場合に比べて、板厚変動がやや大きくなるものの、トラブル無く圧延を行うことが出来るようになる。
【００３７】
［実施形態３］
図３は本発明の実施形態３を示す模式図である。
【００３８】
この実施形態３では、上記の実施形態２において、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５に上限値を設定したのに替えて、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５から最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５を引いた張力差ΔＴ５に上限値を設定しておき、張力差ΔＴ５が上限値に達した場合は、制御量Δｖの出力をホールドするようにしている。
【００３９】
すなわち、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５から最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５を引いた張力差ΔＴ５が上限値に達した場合は、記録圧延荷重Ｐ０からの最終スタンド圧延荷重Ｐの変動量ΔＰに関わらず、第ｉスタンド設定ロール速度ｖ０ｉからの修正量を一定値にしている。
【００４０】
このようにして、この実施形態３においては、最終スタンド入側出側張力差ΔＴ５に上限を設けることにより、上限を設けない場合に比べて、板厚変動がやや大きくなるものの、トラブル無く圧延を行うことが出来るようになる。
【００４１】
［実施形態４］
図４は本発明の実施形態４を示す模式図である。
【００４２】
本発明の実施形態４では、上記の実施形態１〜３のように、最終スタンド（第５スタンド）以外の全てのスタンド（第１スタンド〜第４スタンド）のロール速度を修正した際に、そのロール速度の修正量に応じて、最終スタンド出側張力を変更させるようにしている。
【００４３】
すなわち、被圧延材１の切断点が近づき、圧延速度の減速が始まって、予め定めた圧延速度になると、最終スタンドの圧延荷重Ｐ０を記録すると同時に、最終スタンド入側張力Ｔｉｎ５から最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５を引いた張力差ΔＴ５を記録し、その記録張力差を基準張力差ΔＴ５０にして、下記（５）式に示す最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５＿ｒｅｆとなるように、巻き取りリール８の回転速度を調節して、最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５を変更する。
【００４４】
Ｔｏｕｔ５＿ｒｅｆ＝Ｔｉｎ５−ΔＴ５０      ・・・（５）
【００４５】
なお、基準張力差ΔＴ５０は予め設定しておいてもよい。
【００４６】
また、上記の最終スタンド張力差ΔＴ５に替えて、最終スタンド張力比Ｔｏｕｔ５／Ｔｉｎ５を記録し、その記録した最終スタンド張力比を基準張力比Ｔｏｕｔ５0／Ｔｉｎ５０にして、下記（６）式に示す最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５＿ｒｅｆとなるように、巻き取りリール８の回転速度を調節して、最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５を変更するようにしてもよい。
【００４７】
Ｔｏｕｔ５＿ｒｅｆ＝Ｔｉｎ５×（Ｔｏｕｔ５０／Ｔｉｎ５０）  ・・・（６）
【００４８】
なお、基準張力比Ｔｏｕｔ５0／Ｔｉｎ５０は予め設定しておいてもよい。
【００４９】
ちなみに、最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５の変更のためには、図４のように巻き取りリール８の回転速度を変更しても良いし、図５のように、圧延機出側にブライドルロール９が設置されている場合や、図６のように、圧延機出側にピンチロール１０が設置されている場合には、これらブライドルロール９やピンチロール１０の回転速度を調節しても良い。
【００５０】
このようにして、この実施形態４においては、最終スタンド以外の全てのスタンドのロール速度ｖｉ（ｉ＝１〜４）を修正すると同時に、最終スタンド出側張力Ｔｏｕｔ５を変更することによって、板厚制御を行う場合の圧延安定性がさらに向上する。
【実施例１】
【００５１】
本発明の実施例として、板厚４．５ｍｍ、板幅１１００ｍｍの低炭素熱延鋼板を酸洗した後、５スタンドのタンデム冷間圧延機にて板厚０．８ｍｍまで冷間圧延した。第１スタンドから第４スタンドのワークロール径（直径）は６００ｍｍ、ロール表面粗さは円筒研磨により０．３μｍＲａとした。第５スタンドのワークロール径は３８０ｍｍ、ロール表面粗さを放電ダル加工により２．２μｍＲａとした。潤滑剤は、粘度５０ｍｍ２／ｓｅｃ（４０℃での粘度）の合成エステル系圧延油を２％（体積％）に希釈し、６０℃に加温して供給した。
【００５２】
そして、圧延速度（最終スタンドのロール回転速度）を、定常時の１５００ｍｐｍから１００ｍｐｍまで２０秒で減速する際の板厚変動および張力変動を比較例と従来例と本発明例とで比較した。なお、定常時の第５スタンド圧延荷重は６８６０ｋＮ、第５スタンド入側張力は１２９ｋＮ、出側張力は４３ｋＮであった（いずれも平均値）。
【００５３】
ここで、比較例では、従来の出側モニターＡＧＣのみを用いて板厚制御を行った。また、従来例として、特許文献１に記載の方法で板厚制御を行った。
【００５４】
これに対して、本発明例（本発明例１〜５）として、上記の本発明の実施形態１〜４に基づいて板厚制御を行った。その際に、ＰＩＤ制御器では、Ｐ（比例）制御ゲインを０．６とし、その他のゲインはゼロとした。
【００５５】
本発明例、比較例、従来例のそれぞれの具体的な実施条件と結果（板厚変動、圧延安定性）を表１にまとめた。
【００５６】
表１に示すように、本発明例では、記録圧延荷重（（１）式のＰ０）を圧延速度が３００ｍｐｍになったときに記録するものとした。各コイルで変動はあったが、平均は７１３０ｋＮであった。これに対して、従来例では、記録圧延荷重を圧延速度が１５００ｍｐｍの時の値とした。平均は上記の通り６８６０ｋＮであった。なお、比較例ではこのような荷重の記録を行わなかった。
【００５７】
また、第５スタンド出側Ｘ線板厚計（図示していない）による出側モニターＡＧＣはいずれの例でも同じ条件で使用し、板厚変動を調査した。
【００５８】
そして、本発明例では、第４スタンド、および第３〜１スタンドのロール速度を全て変更するのに対し、従来例では第４スタンドのみロール速度を変更し、比較例ではロール速度の変更を行なわず、圧下位置の変更を行なった。
【００５９】
なお、本発明例による張力上限の取り扱いは５つのパターンが考えられる。本発明例１（実施形態１に対応）では張力上限が設定されない。本発明例２（実施形態２に対応）では第５スタンド入側張力に変動５％の上限を設けた。本発明例３（実施形態３に対応）では３００ｍｐｍに減速したときの第５スタンド入側と出側の張力差を記録しておき、第５スタンド入側張力に対して出側との張力差変動値５％の上限値を設けた。本発明例４、５（実施形態４に対応）では、それぞれ１５００ｍｐｍの定常圧延時、３００ｍｐｍに減速したときの、第５スタンド入側と出側の張力を記録しておき、その差が保たれるように第５スタンド出側張力を修正した。
【００６０】
いずれの例でも、破断、焼き付きなどの大きなトラブルは発生せずに圧延を行うことが出来た。圧延後、鋼板表面の外観を目視で観察し、チャタリング模様の有無を確認した。
【００６１】
【表１】
0005834848.tif 000002
【００６２】
表１に示すように、比較例では、２０μｍの板厚変動が発生した。また、従来例では、第４、第５スタンドにおいてチャタリングが発生し、安定した圧延を行うことが出来なかった。
【００６３】
これに対して、本発明例（本発明例１〜５）では、板厚変動を抑えつつ、安定した圧延を行うことが出来た。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明により、冷間タンデム圧延機において、不可避である被圧延材切断に伴う減速の際に有効な板厚制御を行うことが出来る。
【符号の説明】
【００６５】
１  被圧延材（鋼板）
２  ワークロール
３  バックアップロール
４  中間ロール
５  圧延油供給ノズル
６  張力計
７  ロードセル
８  巻き取りリール
９  ブライドルロール
１０  ピンチロール
１１  板厚制御装置
【図１】
0005834848.tif 000003
【図２】
0005834848.tif 000004
【図３】
0005834848.tif 000005
【図４】
0005834848.tif 000006
【図５】
0005834848.tif 000007
【図６】
0005834848.tif 000008