(57)【要約】【課題】厚板の圧延素材に対して行われる幅出し圧延の途中及び／又は幅出し圧延を行った後に１パス以上エッジング圧延を行うことにより厚板を製造する際に、仕上圧延終了製品の板幅の寸法精度を向上する。【解決手段】厚板の圧延素材に対して行われる幅出し圧延の途中及び／又は幅出し圧延を行った後に、１パス以上エッジング圧延を行うことにより厚板を製造する方法において、幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値を加味して、設定する。【選択図】      図１
2004291014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚板の圧延素材に対して行われる幅出し圧延の途中及び／又は該幅出し圧延を行った後に、１パス以上エッジング圧延を行うことにより厚板を製造する方法において、
前記幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、前記エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値を加味して、設定すること
を特徴とする厚板の製造方法。
【請求項２】
前記エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値は、前記仕上圧延の終了時における厚板の平面形状の予測結果及び／又は該厚板の幅方向の端部におけるまくれ込み量の予測値に基づいて、決定される請求項１に記載された厚板の製造方法。
【請求項３】
前記幅出し圧延の途中に、予め定めた板幅方向への圧下量及び／又はパススケジュールの目標値とは異なる板幅方向への圧下量及び／又はパススケジュールの設定値で圧下を行った場合には、該設定値に基づいて、予め定めた前記幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、変更して設定する請求項２に記載された厚板の製造方法。
【請求項４】
第１の厚板の圧延素材に請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された厚板の製造方法を適用して第１の厚板を製造した後に、第２の厚板の圧延素材に前記製造方法を適用して第２の厚板を製造する際に、
前記第１の厚板に対する前記仕上圧延の際に生じる板幅の変化量の予測値の誤差を、前記第２の厚板に対する前記仕上圧延の際に生じる板幅の変化量の予測値にフィードバックすることにより、該第２の厚板に対する前記幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を設定すること
を特徴とする厚板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚板の製造方法に関し、具体的には、厚板の圧延素材にエッジング圧延とともに幅出し圧延を行った後に仕上げ圧延を行うことにより厚板を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、圧延により製造される厚板の圧延時における寸法変化を示すための説明図である。同図に示すように、通常、厚板は、加熱炉から抽出されたスラブに長手方向への成形圧延を行って圧延素材  （幅Ｗ１、長さＬ１、高さＨ１）  とし、この圧延素材を９０°回転させてから所定の板幅を得られるように幅出し圧延を行って幅Ｗ２、長さＬ２、高さＨ２とした後、再度９０°回転させて所定の板長さを得るための仕上圧延を行って幅  Ｗａｉｍ  、長さ  Ｌａｉｍ  、高さ  Ｈａｉｍ  とした後、形状不良部分等をトリミングすることにより、所定の板幅及び板長さとされて、製造される。また、最近では、圧延能率の向上を図るために、加熱炉から抽出されたスラブに成形圧延を行わずに直接に幅出し圧延及び仕上圧延を行うこともある。
【０００３】
ところで、仕上圧延を終了した後であってトリミング前の圧延製品  （本明細書では「仕上圧延終了製品」という）  の板幅精度、すなわち板幅の目標値に対する実績値の誤差は、幅出し圧延を終了した時点における板幅の実績値により決定される。このため、幅出し圧延を終了した時点における板幅の目標値の設定精度が低いと、幅出し圧延を終了した時点における板幅精度が低下する。したがって、仕上圧延終了製品についてのトリミングによるロス量が増加し、最悪の場合には所定の板長さが得られないおそれもある。
【０００４】
このため、特許文献１には、仕上圧延を行っている際に板幅の増加が発生するため、幅出し圧延を終了した時点における板幅の目標値Ｗ２  を、仕上圧延終了製品の板幅の目標値Ｗａｉｍ  そのままとするのではなく、仕上圧延中に生じる幅広がり量ΔＷを予測して、
Ｗ２  ＝Ｗａｉｍ  −ΔＷ                    ・・・・・（１）
とし、さらに幅出し圧延を終了した時点における板厚の目標値Ｈ２  を、Ｗ１（板幅がＷａｉｍ  になるような幅出し圧延完了後の板厚）  、Ｗ２  及びＨ１  を用いて、
Ｈ２  ＝  （Ｗ１／Ｗ２）×Ｈ１          ・・・・・（２）
とし、その板厚の目標値Ｈ２  となるようにロール開度を制御することにより、板幅の実績値が目標値よりも広くなることを防止する発明が開示されている。
【０００５】
ところで、厚板の製造では、例えば特許文献２により開示されるように、製品の平面形状をより矩形化するために、仕上圧延中に少なくとも１回板幅方向への所定の圧下量で竪ロールによるエッジング圧延が行われるようになってきた。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−２６１６０４号公報
【特許文献２】特開平８−２６７１１２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１により開示された発明は、このようなエッジング圧延が行われることは全く考慮していない。このため、この発明によっても、幅出し圧延のみならずエッジング圧延も行われて製造される厚板の板幅精度を向上することはできない。
【０００８】
具体的には、この発明によっても、エッジング圧延での板幅方向の圧下量が大きければ、幅出し圧延を終了した時点における板幅精度が良好であっても、仕上圧延終了製品の板幅精度は低下してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、厚板の圧延素材に対して行われる幅出し圧延の途中及び／又は幅出し圧延を行った後に、１パス以上エッジング圧延を行うことにより厚板を製造する際に、仕上圧延終了製品の板幅の寸法精度を向上することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、厚板の圧延素材に対して行われる幅出し圧延の途中及び／又は幅出し圧延を行った後に、１パス以上エッジング圧延を行うことにより厚板を製造する方法において、幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値を加味して、設定することを特徴とする厚板の製造方法である。
【００１１】
この本発明に係る厚板の製造方法では、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値が、仕上圧延終了製品の平面形状の予測結果及び／又はこの仕上圧延終了製品の幅方向の端部におけるまくれ込み量の予測値に基づいて、決定されることが、望ましい。この際、幅出し圧延の途中に、予め定めた板幅方向への圧下量及び／又はパススケジュールの目標値とは異なる板幅方向への圧下量及び／又はパススケジュールの設定値で圧下を行った場合には、この設定値に基づいて、予め定めた幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、変更して設定することが、板幅精度の向上のために望ましい。
【００１２】
別の観点からは、本発明は、第１の厚板の圧延素材に上述した本発明に係る厚板の製造方法を適用して第１の厚板を製造した後に、第２の厚板の圧延素材に上述した本発明に係る厚板の製造方法を適用して第２の厚板を製造する際に、第１の厚板に対する仕上圧延の際に生じる板幅の変化量の予測値の誤差を、第２の厚板に対する仕上圧延の際に生じる板幅の変化量の予測値にフィードバックすることにより、第２の厚板に対する幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を設定することを特徴とする厚板の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る厚板の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
はじめに、本発明の基礎的知見事項について説明する。本発明者らは、仕上圧延終了製品の板幅精度を向上するために、エッジング圧延での板幅方向への圧下量と仕上圧延終了製品の板幅精度との関係について検討した。
【００１４】
この結果、エッジング圧延での板幅方向への圧下量が大きくなると仕上圧延終了製品の板幅が目標値よりも小さくなり、一方、エッジング圧延での板幅方向への圧下量が小さくなると仕上圧延終了製品の板幅が目標値よりも大きくなることがわかった。
【００１５】
これは、エッジング圧延での板幅方向への圧下量を考慮しないで、またはエッジング圧延での板幅方向への圧下量を考慮して仕上圧延を行っていてもその仕上圧延による板幅の広がり量を考慮しないで、幅出し圧延を終了した時点における板幅の目標値を設定しているために、幅出し圧延を終了した時点の板幅の実績値が目標値通りであったとしても、仕上圧延終了製品の板幅精度が悪化するためである。
【００１６】
このような問題を解決するために、本発明では、幅出し圧延を終了した時点における板幅の目標値を、エッジング圧延による板幅の変化量の設定値を加味して、設定するというものである。以下、本実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態による厚板の製造工程におけるパススケジュールを決定するためのフローチャートの一例である。
同図に示すように、ステップ  （以下、単に「Ｓ」と記す）  １では、圧延に供される前のスラブの圧延初期データ  （スラブ厚、スラブ幅、スラブ長さ、加熱炉抽出温度、ならびに、仕上圧延終了製品の板厚の目標値、板幅の目標値、板長さの目標値等）  を設定する。そして、Ｓ２へ移行する。
【００１８】
Ｓ２では、幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、仮にＷ２０として初期設定する。そして、上述した（２）  式を用いて幅出し圧延の終了時における板厚の目標値Ｈ２０を設定する。そして、Ｓ３へ移行する。
【００１９】
Ｓ３では、Ｓ２で設定した板幅の目標値Ｗ２０及び板厚の目標値Ｈ２０を用いて、成形圧延、幅出し圧延及び仕上圧延それぞれにおけるパススケジュールを計算する。そして、Ｓ４へ移行する。
【００２０】
Ｓ４では、Ｓ３で行われたパススケジュールの計算の結果から、仕上圧延終了製品の先後端のクロップ長を低減して、仕上圧延終了製品の平面形状をなるべく矩形に近づけるため、及び／又は仕上圧延終了製品の幅方向の両端部のまくれ込みを防止するために必要なエッジング圧延での板幅方向への圧下量の設定値ΔＷＥ  （＝エッジング圧延による板幅の変化量の設定値）を公知の様々な手法により決定する。
【００２１】
例えば仕上圧延終了製品の平面形状を矩形にするための圧下量の設定値ΔＷＥ  の決定方法は、公知の様々な手法を用いて決定すればよく、特定の手法には限定されない。例えば特許文献２により開示された手法や、実験的に決められた予測式を用いる手法でもよい。
【００２２】
また、仕上圧延終了製品の幅方向の両端部のまくれ込みを防止するための圧下量の設定値ΔＷＥ  の決定方法についても、例えば文献「塑性と加工」等により開示されているまくれ込み予測に基づき、予測されたまくれ込みを打ち消すようにエッジング圧延での圧下量の設定値ΔＷＥ  を決定してもよく、あるいはまくれ込みについての実験的に決められた予測式を用いてよく、特定の手法には限定されない。
【００２３】
このように、エッジング圧延による板幅の変化量又は板幅方向への圧下量の設定値を、仕上圧延終了製品の平面形状の予測結果及び／又はこの仕上圧延終了製品の幅方向の端部におけるまくれ込み量の予測値に基づいて、決定することが、仕上圧延終了製品の板幅精度の向上を図るために望ましい。そして、Ｓ５へ移行する。
【００２４】
Ｓ５では、Ｓ４により決定されたエッジング圧延での圧下量の設定値ΔＷＥ  と、パススケジュール結果とにより、仕上圧延中に生じる板幅の変化量の設定値Δｗ  を、下記（３）  式を用いて予測する。
【００２５】
Δｗ  ＝ｆ（ΔＷＥ，Ｗａｉｍ，Ｈａｉｍ，Ｈ，  Ｔ）          ・・・・・（３）
ただし、Ｗａｉｍ  は仕上圧延終了製品の板幅の目標値、Ｈａｉｍ  は仕上圧延終了製品の板厚の目標値、Ｔは幅出し圧延の終了時の温度の設定値、Ｈは幅出し圧延の終了時の板厚の設定値であり、Ｓ３で行われたパススケジュールの計算結果から求められる値である。
【００２６】
本実施の形態では、板幅の変化量の設定値Δｗ  の予測式として（３）  式を用いたが、この（３）  式に限定されるものではなく、予測式は何ら限定を要さない。例えば文献「鉄と鋼」  （第６７年（１９８１）第１５号、２５３  〜２５９  頁）  に記載されている幅広がり予測式を用いてもよいし、あるいは別途実験等により定めた実験式を用いてよい。そして、Ｓ６へ移行する。
【００２７】
Ｓ６では、幅出し圧延を終了した時点における板幅の目標値Ｗａｉｍ  を、下記（４）  式に基づいた修正値Ｗ２ｉ  として設定する。
Ｗ２ｉ  ＝Ｗａｉｍ  −Δｗ                                ・・・・・（４）
このように、本実施の形態では、厚板の圧延素材に、エッジング圧延とともに幅出し圧延を行った後に仕上げ圧延を行うことにより厚板を製造する際に、幅出し圧延の終了時における板幅の目標値Ｗ２ｉ  を、エッジング圧延による板幅の変化量の設定値ΔＷを加味して、設定する。そして、Ｓ７へ移行する。
【００２８】
Ｓ７では、Ｓ６により幅出し圧延の終了時における板幅の目標値Ｗ２ｉ  が変更されるため、再度Ｓ３及びＳ４によりパススケジュール及び、エッジング圧延での板幅方向への圧下量の設定値ΔＷＥ  を求め直す必要があるため、板幅の目標値Ｗ２ｉ  が収束するまで、Ｓ３〜Ｓ６を繰り返して計算する。そして、Ｓ８へ移行する。
【００２９】
Ｓ８では、Ｓ７で板幅の目標値Ｗ２ｉ  が収束したときのパススケジュール及び、エッジング圧延での板幅方向への圧下量の設定値ΔＷＥ  を基に、幅出し圧延を行う水平ロール、エッジング圧延を行う縦ロール及び仕上圧延を行う水平ロールそれぞれのロール開度が制御される。
【００３０】
なお、図２は、厚板の製造工程において、エッジング圧延を加味せずに決定されたパススケジュールのフローチャートの一例である。
同図に示すように、このフローチャートでは、図１により示した本実施の形態のフローチャートのＳ４が完全に抜けている。このため、Ｓ５において仕上圧延中に生じる板幅の変化量の設定値Δｗ  を予測する際に、エッジング圧延での圧下量の設定値ΔＷＥ  が考慮されることはなく、その分だけ、本実施の形態よりも仕上圧延終了製品の板幅精度が低下する。
【００３１】
このように、本実施の形態によれば、幅出し圧延後に行われる仕上圧延による板幅方向への圧下量が大きい場合には幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を予め広く設定することにより仕上圧延終了製品の板幅が目標値よりも狭くなることを防止でき、また、幅出し圧延後に行われる仕上圧延による板幅方向への圧下量が小さい場合には幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を予め狭く設定することにより仕上圧延終了製品の板幅が目標値よりも広くなることを防止できる。
【００３２】
以上が、本実施の形態の基本的な態様であるが、幅出し圧延の終了時までの、幅出し圧延の途中の何らかのタイミングで、例えば、幅出し圧延の途中のパスにおいて平面形状を修正するために当初は予定外であったエッジング圧延を行う場合等のように、予め定めた、板幅方向への圧下量ならびにパススケジュールをともに変更する場合があり、これにより、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の実績値が、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の初期の設定値とは異なることがある。このような場合には、仕上圧延中に生じる板幅の変化量も変化してしまう。
【００３３】
そこで、このような場合には、図１のフローチャートにより示す方法により、板幅方向への圧下量ならびにパススケジュールの実績値に基づいて幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を再度求めて既に求めてある目標値を設定し直すこと、すなわち、幅出し圧延の途中に、予め定めた板幅方向への圧下量の設定値ΔＷＥ  及び／又はパススケジュールの目標値とは異なる板幅方向への圧下量の設定値及び／又はパススケジュールの設定値で圧下を行った場合には、この設定値に基づいて、予め定めた幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、変更して設定することが、板幅精度のよりいっそうの向上のためには望ましい。
【００３４】
さらに、以上の説明は、一の圧延素材から仕上圧延終了製品が製造される場合について行ったが、実際の製造工程では、第１の厚板の圧延素材に上述した本実施の形態の製造方法を適用して第１の厚板を製造した後に、第２の厚板の圧延素材に対しても本実施の形態の製造方法を適用して第２の厚板を製造している。
【００３５】
このような場合には、第１の厚板に対する仕上圧延の際に生じる板幅の変化量の予測値の誤差を、第２の厚板に対する仕上圧延の際に生じる板幅の変化量の予測値にフィードバックして、第２の厚板に対する幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を設定することが、第２の厚板についてさらなる板幅精度の向上を図れるため、望ましい。
【００３６】
具体的には、第２の厚板について板幅精度を向上するためには、上述した（３）  式により求められる、仕上圧延中に生じる板幅の変化量の設定値Δｗ  の予測精度を高めることが重要である。そこで、仕上圧延中に生じる板幅の変化量の設定値Δｗ  の予測モデルの誤差を補償する学習項αを用いて幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を設定すること、すなわち、幅出し圧延を終了した時点における板幅の目標値を（４）  式ではなく第１の厚板の板幅の実績値により設定値Δｗ  の予測誤差分を補償する学習項αを用いた（４’）式を用いることにより、第２の厚板についてさらに板幅精度を向上することができる。
【００３７】
Ｗ２ｉ  ＝Ｗａｉｍ  −Δｗ  ＋α                        ・・・・・（４’）
つまり、学習項αは第１の厚板についての圧延結果に基づいて得られる予測誤差であって、この第１の厚板に対する予測誤差である学習項αを加味して第２の厚板の圧延を行うことにより、第２の厚板についてさらなる板幅精度の向上を図るのである。このため、学習項αは、例えば、文献「板圧延の理論と実際」（２９１〜２９２  頁）  に記述されているような数学モデルの適応修正制御を用いることで算出することができる。
【００３８】
このように、本実施の形態によれば、厚板の圧延素材にエッジング圧延とともに幅出し圧延を行った後に仕上げ圧延を行うことにより厚板を製造する際に、仕上圧延終了製品の板幅の寸法精度を向上することができる。
【００３９】
【実施例】
以下、図１にフローチャートを示す本発明法と、図２にフローチャートを示す従来法    例えば特許文献１に記載された発明のようにエッジング圧延による板幅方向への圧下量を考慮せずに幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を設定する方法）  とについて、仕上圧延終了製品の板幅精度を比較した。
【００４０】
本実施例で使用した鋼材は、４００ＭＰａ級の強度を有した材料で、圧延サイズは、厚さ１０〜３０ｍｍ、幅２０００〜５０００ｍｍであり、本発明法及び従来法のそれぞれで２００  本ずつ圧延した。
【００４１】
図３は、本実施例で用いた圧延工程を概念的に示す説明図である。同図に示すように、この圧延工程１では、鋼材２は、加熱炉  （図示しない）  から抽出された後に、粗圧延機３により幅出し圧延を行われ、幅出し圧延を完了した後、加熱炉側に後退され９０°ターンされてからエッジャロールである竪ロールにより後退及び前進時に合計２パスのエッジング圧延を行われ、粗圧延機３及び仕上圧延機５により仕上圧延を行われる。なお、エッジング圧延における板幅方向への圧下量の設定値は、２０〜７０ｍｍであった。
【００４２】
本発明法及び従来法の仕上圧延終了製品の板幅精度を表１にまとめて示す。
【００４３】
【表１】
2004291014.tif 000003
【００４４】
表１から、本発明法を用いることにより、仕上圧延終了製品の板幅精度をを標準偏差で約２．３ｍｍ  も低減して改善できたことがわかる。
（変形形態）
上述した実施例の説明では、縦ロール４を有するエッジャ圧延機が加熱炉と粗圧延機との間に配置された場合を例にとった。しかし、本発明が適用されるのはこの場合に限定されるものではなく、他の同種の厚板の圧延工程にも同様に適用可能である。例えば、エッジャ圧延機が仕上圧延機の直近に配置されている圧延工程にも同様に適用可能である。このような圧延工程では、この仕上圧延機が仕上圧延のみならず幅出し圧延も行う機能を付与されていることが多く、その場合には仕上圧延機による幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値を加味して、設定すればよい。
【００４５】
また、本発明において１パス以上エッジング圧延を行うタイミングは、厚板の圧延素材に対して行われる▲１▼幅出し圧延の途中、▲２▼幅出し圧延を行った後、及び▲３▼幅出し圧延の途中及び幅出し圧延を行った後のいずれのタイミングでもよい。いずれのタイミングでエッジング圧延を行う場合にも、エッジング圧延による板幅方向への圧下量の設定値を加味して、幅出し圧延の終了時における板幅の目標値を設定することにより、仕上圧延終了製品の板幅の寸法精度を向上することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明により、厚板の圧延素材に対して行われる幅出し圧延の途中及び／又は幅出し圧延を行った後に、１パス以上エッジング圧延を行うことにより厚板を製造する際に、仕上圧延終了製品の板幅の寸法精度を向上することができ、これにより、厚板の製造コストの低減に多大な効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による厚板の製造工程におけるパススケジュールを決定するためのフローチャートの一例である。
【図２】厚板の製造工程において、エッジング圧延を加味せずに決定されたパススケジュールのフローチャートの一例である。
【図３】実施例で用いた圧延工程を概念的に示す説明図である。
【図４】圧延により製造される厚板の圧延時における寸法変化を示すための説明図である。
【符号の説明】
１    圧延工程
２    鋼材
３    粗圧延機
４    竪ロール
５    仕上圧延機
【図１】
2004291014.tif 000004
【図２】
2004291014.tif 000005
【図３】
2004291014.tif 000006
【図４】
2004291014.tif 000007