(57)【要約】【課題】本発明は、熱延鋼板の圧延後の目標板クラウンおよび板形状を得るための板クラウンおよび形状スケジュール設定を行う熱間圧延方法を提供する。【解決手段】熱間圧延機列で、最終スタンド出側で目標とする板クラウン形状を得るための熱間圧延方法で、熱間圧延機列の各圧延スタンドの板形状最大上下限値、狙い板形状スケジュール、および最終スタンド狙い板クラウン上下限値を設定し、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールを用いた板クラウンおよび形状スケジュール設定計算を行い、算出された最終スタンド出側板クラウンが前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲外である場合、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから前記板形状最大上下限値へ向けて段階的に、板形状上下限値を広げて、前記設定計算を実施し、 板クラウン形状制御装置の設定値を算出することを特徴とする板圧延における熱間圧延方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延スタンドを有する熱間圧延機列で、最終スタンド出側で目標とする板クラウンおよび板形状を得るために、板形状上下限値を用いて板クラウンおよび板形状スケジュール設定を行う板圧延における熱間圧延方法において、
熱間圧延機列の各圧延スタンドの板形状最大上下限値、前記各圧延スタンドの板形状最大上下限値の間の各圧延スタンドの狙い板形状スケジュール、および最終スタンドの狙い板クラウン上下限値を設定し、
先ず、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールを用いた板クラウンおよび形状スケジュール設定計算を行い、ついで前記設定計算で算出される最終スタンド出側板クラウンが前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲外である場合、前記板クラウンおよび板形状スケジュール設定計算に適用する各圧延スタンドの板形状上下限値を、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから前記板形状最大上下限値へ向けて段階的に広げて前記設定計算を実施し、前記設定計算から算出される最終スタンド出側板クラウンが前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲内である場合、前記設定計算から算出される板クラウンおよび形状スケジュールを適用し、板クラウン形状制御装置の設定値を算出することを特徴とする板圧延における熱間圧延方法。
【請求項２】
前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュール、前記各圧延スタンドの板形状最大上下限値および前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値を、圧延材鋼種別、最終スタンド出側板厚、板幅別に設定することを特徴とする請求項１に記載の板圧延における熱間圧延方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の圧延スタンドを有する熱間圧延機列を用いて適正な板クラウンおよび形状スケジュールを設定して行う熱間圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延材の板クラウンおよび板形状を計算機制御によって、圧延後の目標板クラウンおよび板形状を達成するためには、圧延条件が与えられた時点で、先ず、その圧延で生じる板クラウンおよび板形状を実用的精度で表現するモデル、すなわち板クラウン形状予測モデルが必要となる。このモデルは、圧延現象を表現する物理モデルとして、たとえば、特許文献１で開示されている『圧延制御方法』が知られている。この方法では、ロール変形を代表するパラメータとして、圧延材とワークロールとの間の幅方向荷重分布が一様である場合に実現される板クラウン定義点位置での板クラウンをメカニカル板クラウンＣとして定義している。圧延条件によって計算されるメカニカル板クラウンＣは、ミル形式によって異なるが、たとえば、次式のように計算されることが知られている。
Ｃ＝ＡP・Ｐ＋ＡF・Ｆ＋Ｃo      (1)
ここで、Ｐは圧延荷重、Ｆはワークロールベンディング力、Ｃoはロールプロフィルの影響項、ＡP、ＡFはミル形式、ミルディメンジョン、圧延材板幅などの圧延条件の関数として求められるモデル係数である。
【０００３】
このメカニカル板クラウンＣは、圧延機の変形特性のみで決まる変形量であるが、実圧延での幅方向荷重分布は入側板クラウンや圧延材の幅方向メタルフローなどに起因する材料変形特性によって様々に変化することから、出側板クラウンＣｈは、メカニカル板クラウンには一致せず、一般的に次式で表される。
Ｃｈ＝(１−η) Ｃ＋η(１−ｒ) ＣH        (2)
ここで、ηはクラウン比率遺伝係数、ｒは圧下率、ＣHは入側板クラウンである。
【０００４】
また、複数の圧延スタンドを有する熱間圧延機列で、最終スタンドの目標板クラウンおよび形状を達成するための最適スケジュール計算、すなわち上述したメカニカル板クラウン、上記関係式と圧延材の板形状の通板限界値(端伸び(上限値)、中伸(下限値))を考慮して、板クラウン形状制御装置における制御量を計算する方法が特許文献２に開示されている。以降、ここでは板形状の通板限界値を板形状上下限値と称す。この従来技術による場合、最終スタンド出側での目標板クラウン、形状を出発点とし、上記板形状上下限値を考慮(範囲内)して、上流側(前段側)へ向けて、達成可能な各スタンドでのスケジュール(板形状、板クラウン)計算が開示されている(この際、各スタンドでの板クラウン形状制御装置の制御範囲が考慮されることはいうまでもない)。ここで、上記制御装置とは、たとえばワークロールベンダ装置、ペアクロス装置、６Hiミルの中間ロールシフト装置など当該スタンドで板クラウンおよび板形状を変更できる制御装置である。すなわち、この計算方法には、実圧延操業で与えられた最終スタンド出側の目標板クラウンおよび板形状を達成し、かつ各圧延スタンド出側での板形状上下限を考慮した最適な各スタンド出側の板クラウンおよび板形状を算出する方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２で記載されている方法による場合、最終スタンド出側での狙い板クラウンおよび板形状を満足させるために、前記板形状上下限を最大限に使った計算を実施することになる。この場合、たとえば図５に示したように、最終スタンド板クラウンは満足するが、熱間圧延機列のいずれかのスタンドで形状上下限値に張り付いた設定計算(板クラウン、板形状スケジュール計算)を行い、そのスケジュールを適用し、板クラウン形状制御端の設定を行う場合がある。ところで、前記設定計算は、圧延材温度予測、圧延荷重予測、板厚・板幅設定などの圧延条件下での計算が行われている。このとき、たとえば圧延荷重予測(板厚設定含む)が大きく外れた場合、実際の圧延では、図５に示すように前記形状上下限値を大きく外した圧延が行われることがある。すなわち、設定形状上下限値の範囲外で圧延を行うことから板形状起因の圧延トラブルを引き起こす危険性があった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１３０６１４号公報
【特許文献２】特開昭５９−７６６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明では、上述した従来技術の問題点を解決し、板クラウン精度を確保しつつ、圧延トラブルのない、板クラウンおよび形状スケジュール設定を行う板圧延における熱間圧延方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の要旨とするところは、
(1)複数の圧延スタンドを有する熱間圧延機列で、最終スタンド出側で目標とする板クラウンおよび板形状を得るために、板形状上下限値を用いて板クラウンおよび板形状スケジュール設定を行う板圧延における熱間圧延方法において、
熱間圧延機列の各圧延スタンドの板形状最大上下限値、前記各圧延スタンドの板形状最大上下限値の間の各圧延スタンドの狙い板形状スケジュール、および最終スタンドの狙い板クラウン上下限値を設定し、
先ず、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールを用いた板クラウンおよび形状スケジュール設定計算を行い、ついで前記設定計算で算出される最終スタンド出側板クラウンが前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲外である場合、前記板クラウンおよび板形状スケジュール設定計算に適用する各圧延スタンドの板形状上下限値を、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから前記板形状最大上下限値へ向けて段階的に広げて前記設定計算を実施し、前記設定計算から算出される最終スタンド出側板クラウンが前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲内である場合、前記設定計算から算出される板クラウンおよび形状スケジュールを適用し、板クラウン形状制御装置の設定値を算出することを特徴とする板圧延における熱間圧延方法である。
(2)前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュール、前記各圧延スタンドの板形状最大上下限値および前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値を圧延材鋼種別、最終スタンド出側板厚、板幅別に設定することを特徴とする請求項１に記載の板圧延における熱間圧延方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による場合、熱間圧延での板クラウンおよび形状制御技術において、従来技術に比べて、各圧延スタンドの通板形状が安定し、かつ最終スタンド板クラウンを有効な範囲において満足させることが可能となることから、板形状起因による通板トラブルなく安定的に熱延鋼板を製造するための板圧延における熱間圧延方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
特開文献２に記載されている従来技術の場合、最終スタンドの目標とする板形状を予め設定し、それを加味して最終スタンドの目標板クラウンを達成し得る板クラウンスケジュールが計算されている。しかしながら、[背景技術]でも述べたように、図５に示すように、最終スタンド出側での板クラウンおよび板形状を満足させるために、たとえばF4スタンド出側板形状が板形状下(中伸)限値(予め設定した板形状限界値：従来技術による板形状上下限値は、操業条件から決定される)に張り付いた設定計算を行う場合があり、実際、この圧延では圧延荷重予測の誤差が大きく、F4スタンドで更に大きな中伸圧延となり、圧延材先端で板形状起因による通板トラブルを起こしていた。
【００１１】
上述した圧延設定計算が行われた場合、発明者らは、図４に示すように、予め各スタンドで狙い形状を設定(通板重視、板クラウン軽視)し、圧延を行うことを試みた。その結果、表１(b)に示すように狙い板クラウンは満足できなかったが、通板トラブルを起こすことなく圧延が行われることがわかった。一方、発明者らは、最終スタンド出側板クラウンには、狙い板クラウンは設定するが、圧延材によっては、その狙い値(例えば0.040mm)に対して、0.020〜0.060mmの公差（許容範囲）であれば、板クラウン不合(不合格)にはならず、出荷できることを認識していた。しかしながら、今回、発明者らが試みた設定計算(図４の形状スケジュール)では、表１(b)に示すように、板クラウン不合になることも判明した。
【００１２】
つぎに発明者らは、図３に示すように、上述した各スタンドで狙い形状設定と従来技術の設定計算に用いる板形状上下限値の間を新たな板形状上下限値として設定計算を実施した。その結果、図3に示すような各スタンド形状スケジュールを算出し、表１(c)に示すように、狙い板クラウンは達成しなかったものの、十分に出荷可能な板クラウンになることが確認された。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
このことから、発明者らは、予め通板重視の観点から各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールと各圧延スタンドの板形状最大上下限値(特許文献２における板形状の通板限界値(板形状上下限値)に相当するもの)、および最終スタンドの狙い板クラウン上下限値を設定し、図６に示すように、先ず、当初設定した各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールを用いた設定計算を行う。ついでその設定計算で算出される最終スタンド出側板クラウンが前記最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲外である場合、前記板クラウンおよび板形状スケジュール設定計算に適用する各圧延スタンドの板形状上下限値を、前記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから前記板形状最大上下限値へ向けて段階的に広げて前記設定計算を実施する。設定計算結果である最終スタンド出側板クラウンが予め設定した最終スタンドの狙い板クラウン上下限値内に入れば設定計算を終了する。上述した設定計算ロジックを従来技術の設定計算に組み込めば、従来技術のように熱間圧延機列のいずれかのスタンドで板形状を上下限値(本発明では最大上下限値)に張り付かせることなく、有効な板クラウンを確保可能であることがわかった。本発明の具体的な計算方法を実施例の欄で詳しく説明するものとする。
【００１５】
また、上記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールと板形状最大上下限値(従来技術)、最終スタンドの狙い板クラウン上下限値、および各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから板形状最大上下限値へ向けて段階的に板形状上下限値を広げて行く回数などは、圧延操業上通板トラブルが発生しない範囲で設定すればよい。その設定値は、たとえば出側板厚、板幅、圧下率、ロール径などの圧延操業条件や鋼種(材質別)でテーブル化した値を使用してもよい。また、本発明は、複数の圧延スタンドを有する熱間圧延機列のみならず、厚板のようなリバースミルにも適用できる。
【実施例】
【００１６】
本発明を複数の圧延スタンドを有する熱間連続圧延機列で適用した具体事例を以下に示す。発明者らは、最終スタンド出側での目標板クラウンおよび形状を達成するための各スタンドにおける最適板クラウン形状スケジュール計算手法は、基本的には特許文献２に開示されている従来技術を用い、本発明の設定計算ロジックを組み込んだ板クラウンおよび板形状設定計算ロジックを構築した。
【００１７】
本発明の設定計算手順の一例を図２に示す。従来技術では、最終スタンド出側での目標板クラウン、形状および板形状上下限値を設定し、[背景技術]で述べたように、板クラウン形状スケジュールの計算が行われる。一方、本発明では、従来技術に加えて、各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールと板形状最大上下限値(特許文献２における板形状の通板限界値(板形状上下限値)に相当するもの)、最終スタンドの狙い板クラウン上下限値、および各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから板形状最大上下限値へ向けて段階的に板形状上下限値を広げて行く回数などが予め設定(初期設定)される。図１を用いて具体的に説明すると、各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールを基に設定計算が行われ、板クラウンが算出される。ここで、その最終スタンドの板クラウンが予め設定した最終スタンドの狙い板クラウン上下限値範囲内か範囲外かを判定し、範囲外である場合、各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから板形状最大上下限値へ向けて段階的に、形状上下限値を広げた設定計算を実施する。今回の場合、図１(a)に示すように、上記各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールを基に板クラウンが設定計算され、図１(b)に示すように、その算出された最終スタンド出側板クラウンが予め設定した最終スタンドの狙い板クラウン上下限値の範囲外であるため、各圧延スタンドの狙い板形状スケジュールから板形状最大上下限値へ向けて段階的に、板形状上下限値を広げた設定計算を行っている。このとき、段階的に広げる回数は予め設定しておく(今回は６回)。ここで、段階的に形状上下限値を広げていき、最終スタンド出側板クラウンが予め設定した最終スタンドの狙い板クラウン上下限値範囲内に入れば、そのスケジュールを適用する。ついでそのスケジュールに基づいて板クラウン形状制御端の設定値の計算を行うことになる。
【００１８】
図１(a)には本発明と従来技術とで設定した各スタンド形状スケジュール、および図１(b)には最終スタンド出側板クラウン計算値の比較結果を示す。本発明による場合、段階的に形状上下限値を広げる回数が２回(最大６回で最大形状上下限値に達するように均等に広げた)で、最終スタンド出側板クラウンが予め設定した最終スタンドの狙い板クラウン上下限値範囲内に入った。また、従来技術では、初期狙い板クラウンに達成するものの、F4スタンドで最大形状上下限値(中伸限界)に張り付いた設定計算になっていることがわかる。
【００１９】
本発明による場合、スタンド間の通板トラブルにつながる板形状悪化を極力抑え、かつ各圧延スタンドの狙い形状の近傍で、狙い板クラウン有効範囲内に到達可能であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明と従来技術との比較結果を示す図である。
【図２】本発明と従来技術の計算手順の一例を示す図である。
【図３】本発明に至った経緯を説明するための図である。
【図４】本発明に至った経緯を説明するための図である。
【図５】従来技術の問題点を説明するための図である。
【図６】本発明を説明するための図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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