(57)【要約】【課題】  薄板材を冷延する際、板端の形状の検出信号を補正することにより正確な板形状を検知し、当該板形状検知データに基づいて目標とする形状の圧延材を形状精度よく、高生産性で製造できるように制御する。【解決手段】  形状検出ロール２０の各セグメント２１が圧延材から受ける荷重を検出し、この検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知する際に、圧延材が前記セグメント２１全面を被覆していないセンサーの検出信号を、セグメントの鋼板被覆率（Ａ／Ｂ）で補正して処理することにより圧延中の板形状を検知し、当該検知形状を目標形状と対比して、板形状が目標形状に近似するように板形状制御手段を調整する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれセンサーを備えた複数のセグメントが、センサーの回転方向に所定角度ずらし且つ軸方向に所定間隔を有して配置された形状検出ロールを、圧延材に接触させ、且つ該圧延材の速度と同調して回転させて、前記各センサーが前記圧延材から受ける荷重を検出し、該検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知する際に、圧延材が前記セグメント全面を被覆していないセンサーの検出信号を、セグメントの鋼板被覆率で補正して処理することを特徴とする冷延板材の形状検知方法。
【請求項２】
それぞれセンサーを備えた複数のセグメントが、センサーの回転方向に所定角度ずらし且つ軸方向に所定間隔を有して配置された形状検出ロールを、圧延材に接触させ、且つ該圧延材の速度と同調して回転させて、前記各センサーが前記圧延材から受ける荷重を検出し、該検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知する際に、圧延材が前記セグメント全面を被覆していないセンサーの検出信号を、セグメントの鋼板被覆率で補正して処理することにより圧延中の板形状を検知し、当該検知形状を目標形状と対比して、板形状が目標形状に近似するように板形状制御手段を調整することを特徴とする多段圧延機における形状制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として厚みが１ｍｍ以下の薄板を対象として多段圧延機により冷間圧延する際、板形状を正確に検知し、圧延後に目標とする形状になるように自動的に制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延材の品質及び生産効率を向上させることは、コスト削減の上で重要なファクターとなる。そのため、圧延機を多段化するとともに種々の圧延制御方法が開発されてきた。多段圧延機の一つとして、２０段センジミア圧延機が広く知られている。
２０段センジミア圧延機１０は、例えば図１に示すように、相対向する一対のワークロール１１ｕ，１１ｄ、それぞれのワークロール１１ｕ，１１ｄに接する合計４本の第１中間ロール１２ｕ，１２ｄ、第１中間ロール１２ｕ，１２ｄに接する合計６本の第２中間ロール１３ｕ，１３ｄ及び第２中間ロール１３ｕ，１３ｄに接する合計８本のバックアップロール１４ｕ，１４ｄ，１５ｕ，１５ｄで構成される。８本のバックアップロール１４ｕ，１４ｄ，１５ｕ，１５ｄのうち、片側中央部に位置する２本のバックアップロール１５ｕはクラウン調整機構を備えている。第１中間ロール１２ｕ，１２ｄは、ロールの片側エッジ部にテーパを切っており、圧延材Ｍの板幅方向に移動可能になっている。バックアップロール１５ｕのクラウン調整機構及び第１中間ロール１２ｕ，１２ｄのシフト量を調整することにより、圧延材Ｍの形状が制御される。
【０００３】
そして、圧延材Ｍの形状を制御するための、バックアップロール１５ｕのクラウンの調整機構、及び第１中間ロール１２ｕ，１２ｄのシフト量の調整方法に関して種々の方法が提案されている。
本出願人も、板形状を制御するための方法として、特許文献１，２，３，４で、バックアップロールのクラウン調整量及び中間ロールシフト位置を設定ないし補正する方法を提案した。
【０００４】
ところで、上記のような制御方法を採用するとしても、まず、板形状をより正確に知る必要がある。圧延材の形状を検知する方法としても各種方法が提案されている。例えば、特許文献５では、回転方向に所定角度ずらし、且つ軸方向に所定間隔を有して配置された複数のセンサーを備えた形状検出ロールを、圧延材に接触させ、且つ該圧延材の速度と同調して回転させて、前記各センサーが前記圧延材から受ける荷重を検出し、該検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知する際に、検出ロールのユラギやドリフト、又は圧延材の張力を補正して、より正確な形状を検出しようとする方法が提案されている。また、特許文献６では、同じく、各センサーが前記圧延材から受ける荷重を検出し、該検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知する際に、前記形状検出ロールを通過する圧延材の板幅方向のズレを求め、該ズレに基づき、前記形状を補正して、より正確な形状を検出しようとする方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３７９２５号公報
【特許文献２】特開２００１−２６９７０６号公報
【特許文献３】特開２００３−４８００８号公報
【特許文献４】特開２００３−４８００９号公報
【特許文献５】特開平１１−２０１７４５号公報
【特許文献６】特開２００１−３１７９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献５，６に記載の方法等により板形状を正確に検知し、特許文献１〜４で提案された方法等を適用して板形状制御を行おうとしても、必ずしも精度良く制御を行うことはできない。
実際の冷延時には、被圧延材の通板位置のズレや板幅変動により、あるいはロール軸の通板方向に対する微妙なズレ、板素材の表面硬度や表面粗度の微妙な差から発生する横滑りや蛇行により、板端位置が変動するために、実際の板形状と検出形状が一致しなくなることがある。このため、特許文献１〜４で提案したような形状制御方法を適用しても、精度のよい形状制御が行えなくなる。
【０００７】
殊に、板厚が１ｍｍ以下の薄板を冷延しようとするとき、板破断防止のため耳板形状に作り込む必要がある。しかし、耳板形状の程度又は左右のバランスによっては、破断を起こしたり絞込みを起こしたりして、圧延トラブルを発生する場合がある。このため、圧延形状の自動制御が難しくなっている。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、薄板材を冷延する際にあっても、エッジ補正を行うことにより正確な板形状を検知し、当該板形状検知データに基づいて目標とする形状の圧延材を形状精度よく、高生産性で製造できる制御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】
【０００８】
本発明の冷延板材の形状検知方法は、その目的を達成するため、それぞれセンサーを備えた複数のセグメントが、センサーの回転方向に所定角度ずらし且つ軸方向に所定間隔を有して配置された形状検出ロールを、圧延材に接触させ、且つ該圧延材の速度と同調して回転させて、前記各センサーが前記圧延材から受ける荷重を検出し、該検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知する際に、圧延材が前記セグメント全面を被覆していないセンサーの検出信号を、セグメントの鋼板被覆率で補正して処理することを特徴とする。
また、本発明の多段圧延機における形状制御方法は、上記方法により得られた板形状を、目標形状と対比し、板形状が目標形状に近似するように板形状制御手段を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、板端の形状補正が行われているので、従来、板端部の荷重が反映されずに端部形状の検知が不正確な形状検出と比べて、著しく精度の向上した冷延板材の形状検知方法を提供することができる。
この形状検知方法を採用することにより、目標とする板形状と対比しつつ、通常の板形状制御手段を適用して所望部位の伸び率を調整し、板形状を目標形状に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
形状検出ロールとしては、一般に、それぞれ荷重センサーを備えた複数のセグメントが、回転方向に所定角度ずらし、且つ軸方向に所定間隔で一軸上に組み込まれて構成されている。そして、各セグメントを圧延材に接触させつつ圧延材の速度と同調して回転させて、各セグメントのセンサーが前記圧延材から受ける荷重を検出し、その検出信号を処理して前記圧延材の形状を検知しようとするものである。例えば、有効測定幅が１３００ｍｍの検出ロールにあっては、５２ｍｍ幅のセグメントが２５個軸方向に組み合わされた形態となっている。さらに、圧延材から受ける荷重は、圧延材が特定セグメントの幅方向全域、すなわち前記５２ｍｍ幅の全域に接触しているときにのみ表示されるように設定されている。このため、従来の検出方法では、最大５２ｍｍの幅で不感帯が生じることになる。すなわち、被圧延材の両側端は、特定のセグメント全幅に接触しないので、エッジの形状は正しく認識されない。
【００１１】
そこで、本発明では、不感帯を最小化するために、板端部が接触するセグメントも検出対象セグメントとし、且つ当該セグメントの鋼板被覆量によりエッジ補正を導入することとした。
部分的にしか鋼板が接触していない板端部のセグメント検出値に、別途算出した鋼板被覆率を乗じた数値をもとに、板端の伸び率（形状）を算出しようとするものである。
なお、本明細書での「鋼板被覆量」とは、冷延される鋼板が図２に示すような検出ロール２０の特定セグメント２１と接触する幅を意味している。したがって、「鋼板被覆率」はセグメント幅に対する鋼板が接触する幅の比率で、鋼板被覆量（Ａ）とセグメント幅（Ｂ）を図２に示すように表記すると、鋼板被覆率（％）は（Ａ／Ｂ）×１００で表わされる。
【００１２】
例えば、幅１０００ｍｍのコイルを圧延するとき、コイルが圧延機及び形状検出ロールのセンターにセットされて走行していると、５２ｍｍ幅のセグメントが２５個組み合わされた幅１３００ｍｍの形状検出器では、１９個の荷重検出セグメント上を走行することになり、コイル両端は５２ｍｍ幅のセグメントのそれぞれ６ｍｍずつ接触していることになる。（６／５２）×１００がこの際の鋼板被覆率となり、コイル端部が接触しているセグメントで検出された荷重検出値と合わせて板端形状も認識できることになる。
【００１３】
ところで、実際のコイル両端部の板形状を、上記鋼板被覆率を考慮して補正しようとするとき、鋼板被覆量が少ないとセグメントの荷重検出値の精度が低くなる。鋼板のクラウンや板幅変動、板ズレの影響を受けやすいために、荷重検出値の精度が落ちるものと推測される。そこで、上記５２ｍｍ幅のセグメントを用いた形状検出器でのコイル端形状補正にあっては、２０ｍｍ以上の鋼板被覆量、すなわち３８％以上の鋼板被覆率の場合に、当該エッジ補正を導入することが好ましい。
つまり、コイル両板端セグメントの鋼板被覆量又は鋼板被覆率を計算し、この鋼板被覆量又は鋼板被覆率が２０ｍｍ以上又は３８％以上の場合には、板端セグメントの荷重検出値を鋼板被覆率に応じて換算し、板端部の荷重値を求めて他のセグメントの荷重検出値との差から伸び率の差を換算し、さらに板端形状を補正することになる。
【００１４】
具体的に説明すると次のようになる。すなわち、冷延後、図３（ａ）に示すような被圧延材Ｍが形状検出ロール２０上に乗ると、各セグメント２１で荷重値が検出される。各セグメント２１の検出値に上記板端の形状補正項を加味して全体の荷重分布値を表示すると、図３（ｂ）に示されるようになる。この荷重分布から、通常の手法で伸び率の差を換算し、各部位の伸び率の偏差で形状表示を行うと図３（ｃ）のようになる。
【００１５】
このような手法でより正確な板形状を検知した後に、所望の板形状になるように冷間圧延機の制御を行うことになる。
鋼の特性や板厚、使用態様によって、あるいは圧延機の特性によって圧延される板の目標形状が変わってくる。必ずしも、フラットな形状が好ましいわけではない。その後の使用態様等によって、中伸び，耳波，ふち伸びが好ましい場合もある。例えば、前記したような高炭素の硬質材を板厚１．０ｍｍ以下に冷延しようとする場合、被圧延材のエッジ部に割れが生じ易く、その部分から板割れが発生して圧延トラブルを起こし易い。このため、図４に示すような形状のいわゆるふち伸び形状の板を得ることが好ましいことになる。
【００１６】
例えば、前記したように図３（ｃ）に示されるような形状が得られる圧延条件から、図４に示すようなふち伸び形状の板を得るためには、両形状を比較し、図５に示すような中間ロール３０のシフト量制御や、図示していない分割バックアップロール圧下装置の制御等、形状アクチュエータの制御により、両形状が極力近似するように各部位の伸び率を調整する。この調整方法そのものには公知の方法が採用される。なお、図５中、Ｍは圧延材であり、３２はワークロールである。
【００１７】
以上に説明しているように、従来の方法では、板端が乗っている板形状検出器のセグメントの検出荷重は考慮されず、すなわち端部の形状が除外された形で形状表示がなされ、その形状表示に基づいて形状の制御が行われている。これに対して、本発明では、板端が乗っている検出器のセグメントの検出荷重も補正されて板形状の計測に活用されているので、板端形状が正確に把握されて、精度の良い板形状が検知・表示できる。
本発明の多段圧延機における形状制御方法では、端部の形状も考慮されている。したがって、被圧延材の通板位置のズレや板幅変動、あるいは横滑りや蛇行等によって、板端位置が多少変動したとしても、板端形状が考慮されていない従来法と比べて、板形状の制御は精度良く行える。さらに、高硬度材の薄板を冷延しようとする際にも、板破断等の圧延トラブルを発生させることなく、円滑な冷間圧延を行うことができる。
【実施例１】
【００１８】
ＳＫ５材を供試材として使用し、厚さ２．０ｍｍで幅９３２ｍｍの冷延焼鈍板を、２０段センジミア圧延機を用いて仕上げ厚０．５２ｍｍまで９パスで仕上げ冷延した。
このときの板形状を、５２ｍｍ幅の検出セグメントが２５個組み合わされた検出器を用いて測定した。冷延板が被覆する検出セグメント数は９３２／５２≒１７．９２であり、完全に被覆しているセグメント数は１７である。２５個のセグメントの内、中央の１７個のセグメントが完全に被覆されており、その両側のセグメントは｛（９３２−５２×１７）／２｝／５２×１００＝４６％の被覆率で鋼板が被覆していることになる。
【００１９】
図６に、１７個のセグメントにより検出した安定部の検出形状を示す。図６には、市販の平坦度計を用いて測定した実の測定形状を併せて表示している。
なお、この実の測定形状は、同一の圧延材について長手方向位置の検出形状と同じ長手方向位置のサンプルをとり、当該鋼板サンプルを平坦なテーブル上に載置し、その上をＸ−Ｙの二次元方向にレーザーを移動させ、測定したものである。この実の測定形状は、常法に従って、前記手法でまず鋼板のうねり（耳波）高さ等の変化を測定して、この測定値を急峻度に換算し、さらに幅方向偏差（Ｉ−Ｕｎｉｔ）に換算表示したものである。
【００２０】
圧延材は同じであっても、長手方向での測定箇所が異なるために、検出形状と実の測定形状は僅かに異なっているが、全体的なプロフィールは良く合っていることがわかる。
さらに、１７個セグメントの両側のセグメントはそれぞれ被覆率が４６％であるから、Ｎｏ．４及び２２のセグメントで検出された荷重に被覆率に基づく補正を加えて幅方向偏差（Ｉ−Ｕｎｉｔ）に換算したエッジ補正値が、図６中両側の▲表示のものである。実の測定形状に極めて近似していることがわかる。
【００２１】
上記仕上げ冷延材について、後述の実施例２で行ったような形状制御を行った後、エッジ補正がｏｆｆ，ｏｎの状態での検出形状を別々に、図７，図８として表示した。図８中、各セグメントでの検出値に基づく形状値が棒グラフで示されており、両端の棒の一つずつが検出値をエッジ補正した形状値である。エッジ補正がｏｆｆのときには、図８の両端の棒の一つずつが検出されていない。しかし、実際の圧延形状はその幅方向位置から板エッジに向かって耳波形状となっており、この部分がエッジ補正ｏｆｆでは検出できず、いわゆる不感帯となっている。図７，図８を対比すると、エッジ補正を導入することにより検出精度が著しく向上することがよくわかる。
【実施例２】
【００２２】
実施例１で使用したものと同じ供試材を、同様に形状制御を行わないで仕上げ圧延しているときの、特定時点でのエッジ補正ｏｎ状態での検出形状値を図９に示す。目標形状も併せて示す。
両者を対比すると、この時点では、Ｗｓ側の検出形状が目標形状に対して所望の伸びが得られていないことがわかる。
検出形状と目標形状の形状偏差はＷｓ側の伸び不足がほとんどであるから、この場合の自動形状制御は、Ｗｓの板端部を伸び形状になるように第１中間ロールをＷｓ側にシフトするように判断・指令される。
そして、上記の自動形状制御により形状修正を行って圧延を行ったときの検出形状を図１０に示す。
エッジ補正をｏｎの状態で自動形状制御を行って形状修正すると、目標に近い圧延形状が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】２０段センジミア圧延機の概略図
【図２】本発明の「被覆量」及び「被覆率」を説明する図
【図３】形状検出ロールで板形状を検知する態様を説明する図
【図４】板の、目標とするふち伸び形状を説明する図
【図５】被圧延材及びワークロールに対して中間ロールをシフトする状況を説明する図
【図６】実施例での検出形状と実の測定形状の違いを説明する図
【図７】エッジ補正を行っていないときの検出形状を説明する図
【図８】エッジ補正を行ったときの検出形状と目標形状の関係を説明する図
【図９】エッジ補正に基づく形状制御を行っていないときの検出形状の実施例
【図１０】エッジ補正に基づく形状制御を行ったときの検出形状と目標形状の関係を説明する図
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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