(57)【要約】【課題】歪速度が大きく変化するような圧延を行う場合や歪速度の変化に対して変形抵抗が大きく影響を受けるような圧延の場合においても、圧延速度の加減速時における充分な板厚精度を保証し、生産歩留まりの向上を見込める板厚制御方法及び制御装置を提供する。【解決手段】圧延速度加減速時の荷重変動を予測し、この予測に基づいた圧下位置を設定する圧延速度加減速時の板厚制御方法において、前回の圧延速度加減速時の出側板厚と今回の圧延速度加減速時の出側板厚との差である出側板厚変化量から求められる荷重変動を、今回の圧延荷重変動予測に対する誤差分とし、次回の圧延速度加減速時に前記誤差分で修正して予測された圧延荷重変動予測に基づいて次回の圧下位置を設定することで板厚変動を極めてよく制御でき、大幅な生産性の歩留まり向上がはかれる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延速度加減速時の荷重変動を予測し、この予測に基づいた圧下位置を設定する圧延速度加減速時の板厚制御方法において、前回の圧延速度加減速時の出側板厚と今回の圧延速度加減速時の出側板厚との差である出側板厚変化量から求められる荷重変動を、今回の圧延荷重変動予測に対する誤差分とし、次回の圧延速度加減速時に前記誤差分で修正して予測された圧延荷重変動予測に基づいて次回の圧下位置を設定することを特徴とする圧延速度加減速時の板厚制御方法。
【請求項２】
圧延速度加減速時における圧延荷重変動予測を圧延荷重変動予測式を用いて予測する手段と、出側板厚変化量を求める手段と、圧延速度Ｖを検出する手段と、上記で求められた圧延荷重変動予測と出側板厚変化量と圧延速度から圧延荷重変動予測誤差を算出する手段と、圧延荷重変動予測誤差を保存する手段と、上記圧延荷重変動予測式に基づいて算出された圧延荷重変動予測をロールギャップ補正量ΔＳに変換する手段と、変換されたロールギャップ補正量に従って板厚補償制御を行う手段とを具備したことを特徴とする圧延速度加減速時の板厚制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム、銅、鉄鋼などの金属板の冷間圧延に際して、その圧延速度の加減速時における板厚変動を効果的に制御し得る板厚制御方法及び板厚制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属板の冷間圧延において、圧延速度を加減速した場合、作業ロールと圧延材との間の油膜厚さ等の変化に伴って作業ロールと圧延材との摩擦係数が変化し、その結果、圧延荷重が変動して定常圧延速度時に比較して大きな板厚変動が生じることが知られている。
【０００３】
前記板厚変動を制御する方法としては、（１）圧延速度の加減速時における圧延荷重変動を、摩擦係数の変化を影響係数として、圧延荷重変動を予測し、その予測される圧延荷重変動に対して圧下位置補正を行う制御方法（特許文献１）、（２）摩擦係数の変化及び変形抵抗の変化の両者を影響係数として、圧延荷重変動を予測し、その予測される圧延荷重変動に対して圧下位置補正を行う制御方法（特許文献２）などが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
「特開平４−３６７３０９号公報」
【特許文献２】
「特開平９−２０１６０９号公報」
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記（１）の制御方法では、歪速度が大きく変化する場合或いは圧延材が歪速度の変化に対して変形抵抗が大きな影響を受けるアルミニウムや銅のような軟質な材料の場合は、圧延荷重予測精度が悪くなり、また前記（２）の制御方法であっても圧延材の材種、圧延時の板厚、板幅、圧延ロール径等の変化によっては対応しきれずに荷重予測に誤差が生じ、いずれも圧延速度加減速時に板厚精度が悪化し製造歩留まりが低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、歪速度が大きく変化する場合や歪速度の変化に対して変形抵抗が大きな影響を受ける圧延材の場合においても、圧延速度の加減速時における板厚精度が充分保証され、生産歩留まりの向上を見込める板厚制御方法及び板厚制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載発明は、圧延速度加減速時の荷重変動を予測し、この予測に基づいた圧下位置を設定する圧延速度加減速時の板厚制御方法において、前回の圧延速度加減速時の出側板厚と今回の圧延速度加減速時の出側板厚との差である出側板厚変化量から求められる荷重変動を、今回の圧延荷重変動予測に対する誤差分とし、次回の圧延速度加減速時に前記誤差分で修正して予測された圧延荷重変動予測に基づいて次回の圧下位置を設定する圧延速度加減速時の板厚制御方法である。
【０００８】
つまり、請求項１記載発明は、圧延加減速時の圧延荷重変動予測に対する誤差分を出側板厚の変化量から算出し、前記誤差分により次の圧延加減速時の圧延荷重変動予測を修正し、この修正を圧延毎に繰り返し行い学習することにより、その予測精度を高める圧延速度加減速時の板厚制御方法である。
【０００９】
請求項２記載発明は、上記板厚制御方法を具現化する制御装置に関するものである。即ち、請求項２記載発明は、圧延速度加減速時における圧延荷重変動予測を圧延荷重変動予測式を用いて予測する手段と、出側板厚変化量を求める手段と、圧延速度Ｖを検出する手段と、上記で求められた圧延荷重変動予測と出側板厚変化量と圧延速度から圧延荷重変動予測誤差を算出する手段と、圧延荷重変動予測誤差を保存する手段と、上記圧延荷重変動予測式に基づいて算出された圧延荷重変動予測をロールギャップ補正量ΔＳに変換する手段と、変換されたロールギャップ補正量に従って板厚補償制御を行う手段とを具備した圧延速度加減速時の板厚制御装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、請求項１および請求項２記載発明の板厚制御方法および板厚制御装置に係る実施の形態について図１に示したシングルスタンド冷間圧延機１の場合について具体的に説明する。
前記シングルスタンド冷間圧延機では、巻出し装置１ａから供給される被圧延材１ｂは、圧延ロール１ｃ間で圧延され、出側板厚測定器２で板厚が測定されて巻取り装置１ｄに巻き取られる。１ｅはバックアップロール、１ｆはガイドロールである。
前記圧延ロールに組み込まれた圧延速度検出装置５により、圧延加減速時の圧延ロール速度が測定される。そして、前記圧延ロール速度が、ある速度ＶｎからＶｎ＋１に変化する場合、出側板厚測定器２から得られる出側板厚を平均化し、その平均出側板厚Ｈｎを速度（Ｖｎ＋Ｖｎ＋１）／２の出側板厚と仮定する。
【００１１】
次に、同様にして得られた前回の平均出側板厚Ｈｎ−１と比較して、平均出側板厚に変化がない場合は、加減速時の圧延荷重予測回路３に存在する圧延荷重変動予測式（下記１式）に基づいて計算され、荷重−ギャップ変換演算部８、圧下制御装置７を経て圧下装置６に伝達された圧下位置設定が正確であるといえる。
ΔＰ＝αｍ−１×ｆ（ｘ、μ、Ｋｍ、ΔＶ）    ・・・（１）
ΔＰ：ある速度変化ΔＶに対する圧延荷重変動予測、ｆ（ｘ、μ、Ｋｍ、ΔＶ）：圧延荷重変動予測関数、ｘ：圧延条件ごとに変化する定数、μ：摩擦係数、Ｋｍ：変形抵抗、ΔＶ：圧延速度変化量、αｍ−１：荷重予測誤差補償係数
【００１２】
しかし、平均出側板厚に変化がある場合は、それがすなわち上記圧延荷重変動予測に対する誤差分である。例えば、この誤差分は、（Ｖｎ−１＋Ｖｎ）／２から（Ｖｎ＋Ｖｎ＋１）／２迄の速度変化ΔＶにおいては、出側板厚の変化量ΔＨ（下記２式）から変換される圧延荷重変動量ΔＰｅ（下記３式）で表される。
ΔＨ＝Ｈｎ−Ｈｎ−１    ・・・（２）
ΔＰｅ＝Ｍ×ΔＨ    ・・・（３）
Ｍ：圧延材の塑性係数
【００１３】
このΔＰｅを用いて、ΔＶ間の真圧延荷重変動予測ΔＰｒ（下記４式）と荷重予測誤差補償係数修正量α（下記５式）及び次回圧延時の荷重予測誤差補償係数αｍ（下記６式）が圧延荷重予測誤差演算部９で算出される。なお、上記演算は、図１に示した圧延荷重予測回路３と荷重−ギャップ変換演算部８と圧延荷重予測誤差演算部９より構成される演算器１０で行われる。
ΔＰｒ＝ΔＰ＋ΔＰｅ    ・・・（４）
α＝ΔＰｒ／ΔＰ    ・・・（５）
αｍ＝α×αｍ−１    ・・・（６）
【００１４】
但し、圧延速度加減速時の荷重変動は、その時々の圧延速度領域において異なるので、Ｖ１からＶｎ＋１までのある一定圧延速度範囲を定め、その速度領域に対応した荷重予測誤差補償係数α１からαｎ＋１までを算出し、求められた荷重予測誤差補償係数を数値保存用機器４に保存し、これを次回圧延加減速時の圧延荷重変動予測（下記７式）に用いて荷重予測誤差補償係数を修正する。このようにして、より高い精度で荷重予測を行うことができる。
ΔＰ＝αｍ×ｆ（ｘ、μ、Ｋｍ、ΔＶ）    ・・・（７）
【００１５】
更に、圧延荷重変動は、その時々の圧延条件によって異なる為に、荷重予測誤差補償係数を圧延条件で分類して数値保存用機器４に保存して、当該圧延条件時に取り出すことによって、更に荷重予測精度を向上させることができる。
【００１６】
上記のような板厚制御方法を用いれば、圧延加減速時の速度をある一定の速度毎に分割し、その分割速度範囲での出側板厚の平均値を平均出側板厚として求め、前回速度の平均出側板厚と今回速度の平均出側板厚から荷重変動差を求め、求められた荷重変動差を圧延荷重変動予測に対する誤差分と仮定し、その誤差分に基づいて圧延荷重変動予測式を修正し、次回の加減速時には修正された式による圧延荷重変動予測を用い、圧延速度加減速時の板厚補償を行い、更に、圧延毎に圧延荷重変動予測の誤差を修正していくことで、予測精度を一層高めていくことができる。
【００１７】
一方、それらの修正項をある一定の圧延条件区分に当てはめ、テーブル化し、圧延条件の変化毎の修正項を使い分けることにより、全ての圧延条件に対して、圧延荷重変動予測に対する誤差を減少させることができる。
【００１８】
このように本発明によれば、当初は、ある程度の誤差を有する圧延荷重変動予測も、圧延を重ねるごとにその精度を向上させることが可能となり、圧延速度加減速時の板厚変動部を著しく減少させることができる。
【００１９】
以上、通常の自動板厚制御（以下、ＡＧＣと略す）を持たない場合について説明したが、本発明は当然、ＡＧＣを有する場合にもロールギャップ補正量による板厚修正分を加味することで、容易に実現可能である。即ち圧延速度加減速時の板厚変動を修正するために使用していた板厚修正回路の能力を短周期の板厚修正に使用することが可能となり、より加減速時の板厚修正精度を向上できる。
【００２０】
尚、本発明は、上記実施形態で示したシングルスタンド冷間圧延機に限定されるものではなく、様々な冷間圧延機に適用できるものである。また本発明によれば摩擦係数と変形抵抗の変化を影響因子とする高精度の圧延荷重変動予測式によらなくても、より簡便な圧延荷重変動予測式によっても十分な精度が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載発明は、圧延速度加減速時の荷重変動を予測し、この予測に基づいた圧下位置を設定する圧延速度加減速時の板厚制御方法において、前回の圧延速度加減速時の出側板厚と今回の圧延速度加減速時の出側板厚との差である出側板厚変化量から求められる荷重変動を、今回の圧延荷重変動予測に対する誤差分とし、次回の圧延速度加減速時に前記誤差分で修正して予測された圧延荷重変動予測に基づいて次回の圧下位置を設定するので圧延速度加減速時の板厚制御が良好に行える。従って、圧延材先後端のオフゲージ量を大幅に減少でき、生産性の著しい向上がはかれる。
【００２２】
また、請求項２記載発明は、圧延速度加減速時における圧延荷重変動予測を圧延荷重変動予測式を用いて予測する手段と、出側板厚変化量を求める手段と、圧延速度Ｖを検出する手段と、上記で求められた圧延荷重変動予測と出側板厚変化量と圧延速度から圧延荷重変動予測誤差を算出する手段と、圧延荷重変動予測誤差を保存する手段と、上記圧延荷重変動予測式に基づいて算出された圧延荷重変動予測をロールギャップ補正量ΔＳに変換する手段と、この変換されたロールギャップ補正量に従って板厚補償制御を行う手段とを具備した装置であり、この装置により前記板厚制御がより容易に行える。よって、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧延設備における板厚制御装置の一実施態様を示す説明図。
【符号の説明】
１  シングルスタンド冷間圧延機
１ａ  巻出し装置
１ｂ  被圧延材
１ｃ  圧延ロール
１ｄ  巻取り装置
１ｅ  バックアップロール
１ｆ  ガイドロール
２  出側板厚測定器
３  圧延荷重予測回路
４  数値保存用機器
５  圧延ロール速度検出装置
６  圧下装置
７  圧下制御装置
８  荷重−ギャップ変換演算部
９  圧延荷重予測誤差演算部
１０  演算器
【図１】
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