(57)【要約】【課題】  竪圧延機のロール開度の零点を簡単に、しかも、精度良く設定する方法を提供することを目的とする。【解決手段】  鋼板等を圧延する竪圧延機において、ロール開度の零点を設定するにあたり、該竪圧延機における竪圧延パスを含む圧延による板幅変化の実測値と予測値とを比較することにより、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定することを特徴とする竪圧延機のロール開度の零点設定方法。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板等を圧延する竪圧延機において、ロール開度の零点を設定するにあたり、該竪圧延機における竪圧延パスを含む圧延による板幅変化の実測値と予測値とを比較することにより、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定することを特徴とする竪圧延機のロール開度の零点設定方法。
【請求項２】
竪ロール組み替えを行う度に、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定することを特徴とする請求項１に記載の竪圧延機のロール開度の零点設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪圧延機のロール開度の零点設定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧延機においてロール開度を設定するにあたり、まず、ロール開度の基準点（零点）を設定する必要がある。
水平圧延機においては、上下ロールをキスさせた上で、所定の荷重Ｐ´まで締め込み、このときのロール間隙を零と設定する。任意のロール開度Ｓとして圧延を行った場合の真のロール開度Ｇは、別途測定したミル定数Ｋと、このときの圧延荷重Ｐとを用いて、次式のように表される。
Ｇ  =  Ｓ  ＋  Ｋ（Ｐ  −  Ｐ´）
【０００３】
ところが、竪圧延機の場合、上記した水平圧延機のようにキスロールさせることが構造上不可能なことが多い。これは、竪圧延機は、一般に被圧延材を幅方向に圧下するために用いられており、対象となる被圧延材の幅の最小値よりも小さいロール開度に設定する必要がないので、左右ロールをキスさせるに十分なストロークを有しないこと、また、左右ロール間に被圧延材をガイドするために取り付けたエプロン等が干渉することなどが理由である。
【０００４】
そのため、竪圧延機においては、下記のように左右ロールをキスさせずに零点設定作業を行っている。
（Ａ）左右ロール間隙を、メジャー等で直接測定する。
（Ｂ）例えば、左右ロール軸芯間の距離をセルシン等の検出器で測定し、ロール径を補正することにより、左右ロール間隙を、間接的に測定する。
（Ｃ）左右ロール間に基準材を挿入し、これを左右ロールで締め込むことにより、左右ロールに荷重を作用させ、これが所定荷重となった点を零点と設定する。
【０００５】
以上の３方法のうち、（Ａ）、（Ｂ）の方法は、圧下系のガタを吸収できないので、精度が低い。一方、（Ｃ）の方法は圧下系のガタを吸収できるので精度は高いものの、左右ロール間に挿入する基準材を用意しておく必要があり、また、該基準材の搬送を必要とするため、調整に時間を要してしまう。
【０００６】
竪圧延機のロール開度の零点設定方法として、左右ロール間のエプロンに突起を設けることにより、この突起に左右ロールを当接させることでロール開度の零点を設定する方法が示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、圧下系のガタを吸収するに十分な荷重に耐えうる突起を設けた場合、その寸法は巨大なものとなり、本来の圧延時に被圧延材の通材を阻害してしまう可能性がある。
【０００７】
また、竪圧延機の入側で被圧延材の板幅を測定し、これを真のロール開度とみなすことで、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を推定する方法が示されている（例えば、特許文献２参照）。
ところが、竪圧延機の入側における被圧延材の板幅をロール開度に等しいと見なすためには、該竪圧延機における圧延荷重は被圧延材に塑性変形を与えないレベルの小さな範囲に限定されてしまい、圧下系のガタを吸収するに十分な荷重とは言えない。
つまり、従来、竪圧延機のロール開度の零点を簡単に、しかも精度良く設定する方法は見当たらない。
【特許文献１】特開昭５９−１５３５０９号公報
【特許文献２】特開平８−９００３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、竪圧延機のロール開度の零点を簡単に、しかも精度良く設定する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】
【０００９】
本発明者らは、竪圧延機における零点設定誤差と板幅変化との関係について、数多くの理論検討および実験検討を行った結果、以下の知見を得た。
竪圧延機の場合、ロール開度の零点設定精度が比較的悪いため、設定した幅圧下量と真の幅圧下量との間の誤差が存在し、これが圧延による板幅変化の予測誤差となることが判明した。換言すれば、幅圧下量の誤差に応じて圧延後の板幅に誤差が生じてしまうこととなる。
【００１０】
ここで、圧延後の板幅の予測誤差と幅圧下量の誤差との間に非常に大きな相関が存在することが判明した。つまり、幅圧下量を実際よりも過小評価した場合には、圧延後の板幅の実測値は予測値よりも広くなり、幅圧下量を実際よりも過大評価した場合には、圧延後の板幅の実測値は予測値よりも狭くなる。
このことから、圧延後の板幅の予測誤差をもとに、幅圧下量の誤差を推定でき、これに基づいて竪ロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定できることが判明した。
このとき、竪ロール開度の零点の設定位置は、竪ロール交換作業により大きく変化してしまうため、竪ロール交換を行う度に竪ロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定することが好ましいことも判明した。
【００１１】
上記の知見に基づき、以下に説明する方法で、従来に比してより高精度に零点設定誤差を把握し、零点を精度良く設定する方法を発明した。その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）鋼板等を圧延する竪圧延機において、ロール開度の零点を設定するにあたり、該竪圧延機における竪圧延パスを含む圧延による板幅変化の実測値と予測値とを比較することにより、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定することを特徴とする竪圧延機のロール開度の零点設定方法。
（２）竪ロール組み替えを行う度に、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定することを特徴とする竪圧延機のロール開度の零点設定方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋼板等を圧延する竪圧延機において、ロール開度の零点を設定するにあたり、該竪圧延機における竪圧延パスを含む圧延による板幅変化の実測値と予測値とを比較して、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、竪ロール開度の零点を設定するので、従来に比べ飛躍的にロール開度の零点設定精度を向上させるという効果が得られる。これにより、被圧延材の板幅の制御精度が向上し、歩留を向上させるという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１に示す、竪圧延機１と水平圧延機２とからなる圧延機群に本発明を適用する場合を考える。
竪圧延機１の竪ロールは、図示しない竪ロール圧下装置により、互いに接近・離反するように駆動され、また、この圧下装置に取り付けられた位置センサにより、竪ロール開度が検出される。
さらに、水平圧延機２の水平ロールは、図示しない水平ロール圧下装置により、互いに接近・離反するように駆動され、また、この圧下装置に取り付けられた位置センサにより、水平ロール開度が検出される。
演算制御装置３には、このようにして検出された竪ロール開度、水平ロール開度が入力されるとともに、竪ロール圧下装置、水平ロール圧下装置の制御信号が出力される。また、演算制御装置３には、竪圧延機１の上流側に配された板幅計４および水平圧延機２の下流側に配された板幅計５の測定値が入力される。
【００１４】
ここでは、任意の被圧延材６に対し、竪圧延機１による竪圧延１パス、水平圧延機２による水平圧延１パスの合計２パス圧延を実施する場合を例に説明する。
まず、任意の被圧延材６を竪圧延機１における竪圧延パスを含む圧延により圧延している際に、被圧延材情報と出側板幅の実測値、竪圧延機１のロール開度設定値を含む圧延条件から、図２に示すように、以下の手順で、ロール開度の零点設定誤差を算出し、ロール開度の零点を設定する。
【００１５】
（１）被圧延材６の同一点に対し、入側板幅winを板幅計４で、出側板幅woutを板幅計５で測定し、演算装置３に転送する。同時に、竪圧延機１のロール開度、水平圧延機のロール開度も演算装置３に転送する。
【００１６】
（２）演算装置３において、該竪圧延機１の零点設定誤差gを仮定する。零点設定誤差gの仮定値は任意の値で良く、例えば、その初期値として零を仮定しても良い。
【００１７】
（３）演算装置３において、該竪圧延機１のロール開度から、該竪圧延機１における該被圧延材６の幅圧下量Δwを計算する。ここで、竪圧延機１のロール開度をＧ（Ｖ）Ｓとすると、幅圧下量Δwは次式で表される。
Δw ＝  win −（Ｇ（Ｖ）Ｓ  ＋  ｇ  ＋  Ｃ）              （１）
なお、Ｃはロール扁平やミル変形などによるロール開度の補正量である。例えば、ミル剛性に比べて矯正荷重が小さい場合など、Ｃ＝０としてこれを無視することも可能である。
【００１８】
（４）該竪圧延機１による竪圧延を含む圧延前の該被圧延材６の板厚hin、板幅winを含む被圧延材情報と、該竪圧延機１における幅圧下量Δwを含む圧延条件情報とから、演算装置３において該竪圧延機１による竪圧延を含む圧延後の該被圧延材６の板幅変化量の予測値dwpreを計算する。竪圧延１パスと水平圧延パス１パスの合計２パス圧延による板幅変化量の予測値dwpreは、次式で表される。
dwpre ＝  ｆ（hin，win，Δw，hout，・・・）              （２）
ここで、f（ ）は、（ ）内のパラメータを引数とする関数であることを意味する。また、houtは水平圧延パス後の板厚である。
式（２）で表される圧延による板幅変化量の予測式は様々なものが提案されているがいずれの予測式を用いても良く、例えば、熱間鋼に対する幅広がり式として、日本塑性加工学会編「板圧延」（１９９３年発行）の第１８６頁に示されている種々の式を用いても良い。
【００１９】
（５）該被圧延材６の板幅winと該竪圧延機１による竪圧延を含む圧延による板幅変化量の予測値dwpreとから、該竪圧延機１による竪圧延を含む圧延後の該被圧延材６の板幅の予測値woutpreを算出する。
woutpre =   win ＋  dwpre                                （３）
【００２０】
（６）（５）で求められた該竪圧延機１による竪圧延を含む圧延後の該被圧延材６の板幅の予測値woutpreと板幅計５で測定された出側板幅woutとを比較し、両者が一致するまで（２）〜（６）を繰り返すことにより、竪ロール開度の零点設定誤差gを収束計算し、この収束により、該竪圧延機１の零点設定誤差gを確定する。
【００２１】
（７）以降の圧延では、幅圧下量Δwを求める式（１）において、竪ロール開度の零点設定誤差として上記の方法で求められた値gを採用し、板幅予測ならびに竪ロール開度の設定および制御を行う。
ここで、竪ロールを交換する度に、上記した手順による竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出し、ロール開度の零点を設定することが好ましい。
【００２２】
以上、本発明における竪圧延機のロール開度の零点設定の過程を示したが、本発明では、該竪圧延機における竪圧延パスを含む圧延による板幅変化の実測値と予測値とを比較して、該竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を算出して設定するので、従来に比して高精度に竪圧延機のロール開度の零点を設定することができる。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明をその一実施例を示す図面に基づいて説明する。
上記した方法で竪ロール開度の零点を再設定した場合（本方法）と再設定しなかった場合（従来法）とで、板幅変化量の予測誤差を比較した。対象とした被圧延材はそれぞれ１００本であり、この間、いずれの場合も竪ロール交換は行っていない。
このとき、本実施例では、対象とした１００本の被圧延材の圧延に先立ち、入側板厚hin＝６０mm、入側板幅win＝９００mm、出側板厚hout＝３５mmの１本の被圧延材を用いて試圧延を実施し、その圧延結果から竪ロール開度の零点設定誤差を推定した結果、竪ロール開度の零点設定誤差g＝３．２mmと推定された。本実施例での以降の圧延では、竪ロール開度の零点設定誤差g＝３．２mmとして、竪ロール開度の零点を再設定した。
【００２４】
その結果、従来法では板幅変化量の予測誤差の標準誤差が２．５mmであったのに対し、本方法では１．５mmとなり、板幅変化量の予測精度が向上した。これは、本方法により、竪圧延機のロール開度の零点の設定精度が飛躍的に向上したことにより、竪圧延機１により被圧延材６に与えた板幅圧下量が精度良く算出できたことによるものである。
【００２５】
以上、本発明をその一実施例をもとに説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更することもできる。例えば、ここでは、被圧延材６の入側板幅winとして、竪圧延機１の上流側に配された板幅計４による実測値を用いた場合を例として説明したが、本発明は被圧延材６の板幅winの算出方法をこれに限定するものではなく、例えば、竪圧延機１の上流側における被圧延材６の板幅の予測値を用いても良い。
【００２６】
また、本実施例では、タンデム圧延を想定し、その入出側に別個の板幅計を配することでその入出側板幅を測定したが、例えば、リバース圧延に本発明を適用し、竪圧延機１の上流側に配された板幅計４、もしくは、水平圧延機２の下流側に配された板幅計５により、被圧延材６の入出側板幅を測定し、これに基づいて竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を推定することも可能である。
【００２７】
さらに、本実施例は、ロール開度の零点設定誤差を１本の被圧延材の圧延結果から算出したが、例えば、複数本の被圧延材の圧延結果に対し、板幅変化量の予測誤差の自乗和が最小となるようにロール開度の零点設定誤差を算出しても良いし、また、それらに重みを付けてロール開度の零点設定誤差を逐次、学習しても良い。
【実施例２】
【００２８】
実施例１と同様に、図１に示す圧延機群に本発明を適用した。
実施例２として、竪ロール交換を行う度に、竪圧延機のロール開度の零点設定誤差を推定し、これより竪ロール開度の零点を再設定して操業した。一方、比較例として、竪ロール開度の零点設定誤差を考慮せずに操業した。対象とした被圧延材はそれぞれ１０００本であり、いずれも、この間に合計３回の竪ロール交換を行った。
その結果、比較例では板幅変化量の予測誤差の標準誤差が４．３mmであったのに対し、本方法では１．６mmとなり、板幅変化量の予測精度が向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１〜２およびそれらの比較例に用いた圧延機群の概要を表す図を示す。
【図２】本発明の請求項１における零点設定誤差gの演算の流れを表す図を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１  竪圧延機
２  水平圧延機
３  演算制御装置
４  入側板幅計
５  出側板幅計
６  被圧延材
【図１】
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【図２】
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