(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
片端のロール胴端部が先細りとなったワークロールを上下互い違いに圧延機に組み込み、該ワークロールを板幅方向にシフトして、複数の板材が溶接により連続して繋がれている被圧延材のエッジドロップを制御するエッジドロップ制御方法において、継ぎ目位置近傍で走間エッジドロップ変更を行う際に、先行材と後行材の設定ワークロールシフト位置の大小により、ワークロールシフトを先行材で行うか後行材で行うか決定し、継ぎ目位置で許容ワークロールシフト量上限値となるワークロールシフト位置を求め、シフト開始点を決定することを特徴とする板材圧延のエッジドロップ制御方法。
【請求項２】
前記許容ワークロールシフト量上限値は、ワークロール形状と被圧延材の材料仕様、許容エッジドロップ改善量をパラメータとして、実機により求めたデータをテーブル化したワークロールシフト量テーブルから索引してプリセットされる請求項１記載の板材圧延のエッジドロップ制御方法。
【請求項３】
前記許容ワークロールシフト量上限値は、継ぎ目位置でエッジアップ許容限界値以下である請求項１又は２記載の板材圧延のエッジドロップ制御方法。
【請求項４】
片端のロール胴端部が先細りとなったワークロールを上下互い違いに圧延機に組み込み、該ワークロールを板幅方向にシフトして、複数の板材が溶接により連続して繋がれている被圧延材のエッジドロップを制御するエッジドロップ制御方法において、ワークロールシフトの制御を、継ぎ目位置近傍以外では予め実機試験に基づいて作成したワークロールシフト量テーブルにより、圧延後のエッジドロップが目標範囲内となるワークロールシフト量を検索してプリセットすることにより制御し、継ぎ目位置近傍では、先行材と後行材の設定ワークロールシフト位置の大小により、ワークロールシフトを先行材で行うか後行材で行うか決定し、継ぎ目位置で許容ワークロールシフト量上限値なるワークロールシフト位置を求め、シフト開始点を決定して制御することを特徴とする板材圧延のエッジドロップ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材圧延のエッジドロップ制御方法、特にワークロールシフト量をセットアップする方法及び幅の違う被圧延材あるいは同じ幅の板でワークロール位置の違う被圧延材を溶接により接続した被圧延材の継ぎ目位置における走行エッジドロップ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金属板材の圧延、特に冷間圧延における板幅端部におけるエッジドロップを防止する方法として、片端のロール胴端部が先細となったテーパーワークロール（以下、特にストレートテーパーロールと比較する場合を除いて、単にワークロールと呼ぶ）を上下互い違いに圧延機に組み込み、板幅方向にシフトすることによってエッジドロップを制御する方法が行われている。該方法において、冷延後のエッジドロップを目標範囲にするための最適ワークロールシフト量の求め方として、例えば被圧延材の材料仕様（圧延前後の板厚、板幅、変形抵抗）、圧延前の幅方向板厚分布、上下ワークロール間のロールギャップ分布、及び該ロールギャップの被圧延材への転写率等の条件から板厚分布推定値を計算し、該推定値と目標値との差が最小となる位置にワークロールをシフトさせる方法が提案されている（特公平２−３４２４１号公報）。
【０００３】
一方、板材の冷間圧延において、複数のホットコイルを溶接して連続的に供給される帯鋼を圧延する場合、板幅の相違する帯鋼の継ぎ目位置における形状不良に起因する破断などの圧延トラブルを防止するためのワークロールのシフト制御方法として、継ぎ目位置近傍で走間エッジドロップ変更を行う際に、予め求めたワークロールのシフト位置とベンディング力との関係に従い、シフト位置の変更動作に合わせてベンディング力を変更する方法が提案されている（特開平１０−１８０３２４号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
エッジドロップを改善するのに、計算式を用いてワークロールシフト量を求める従来の方法では、計算ロジックが複雑になる問題点がある上、冷延後のエッジドロップ改善効果が計算式のモデル式精度に左右されるため、モデル式精度の向上がより一層要求される問題点があった。また、継ぎ目位置での板破断による圧延トラブルなくするために行う従来の走間エッジドロップ制御方法では、ワークロールシフト位置の変更と共にベンディング力の変更を行わなければならないため、制御が複雑になる欠点があり、しかも多くのオフゲージが発生する欠点もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消しようとするものであり、エッジドロップを改善するのに、計算式（モデル式）を用いることなく簡単にワークロールシフト量を求めることができ、モデル式の精度に左右されることなく、安定してエッジドロップ改善効果を得ることができ、かつベンディング力の変更を必要とすることなくワークロールシフトの移動開始タイミングを調節するのみで継ぎ目位置での板破断を防止しながら、エッジドロップによるオフゲージを最小にすることができる板材圧延のエッジドロップ制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の板材圧延のエッジドロップ制御方法は、片端のロール胴端部が先細りとなったワークロールを上下互い違いに圧延機に組み込み、該ワークロールを板幅方向にシフトして、被圧延材のエッジドロップを制御するエッジドロップ制御方法において、予め実機試験に基づいて作成したワークロールシフト量テーブルより、圧延後のエッジドロップが目標範囲内となるワークロールシフト量を検索してプリセット制御することを特徴とする。前記ワークロールシフト量テーブルは、ワークロール形状と被圧延材の材料仕様の組合せ毎にワークロールシフト量とエッジドロップ変化量の関係を実機により求めて作成することが望ましい。
【０００７】
また、継ぎ目を有する被圧延材に適用する本発明の板材圧延のエッジドロップ制御方法は、片端のロール胴端部が先細りとなったワークロールを上下互い違いに圧延機に組み込み、該ワークロールを板幅方向にシフトして、複数の板材が溶接により連続して繋がれている被圧延材のエッジドロップを制御するエッジドロップ制御方法において、継ぎ目位置近傍で走間エッジドロップ変更を行う際に、先行材と後行材の設定ワークロールシフト位置の大小により、ワークロールシフトを先行材で行うか後行材で行うか決定し、継ぎ目位置で許容ワークロールシフト量上限値となるワークロールシフト位置を求め、シフト開始点を決定することを特徴とする。
【０００８】
前記許容ワークロールシフト量上限値は、ワークロール形状と被圧延材の材料仕様、許容エッジドロップ改善量をパラメータとして、実機により求めたデータをテーブル化したワークロールシフト量テーブルを予め用意しておくことが望ましい。前記許容ワークロールシフト量上限値は、継ぎ目位置でエッジアップ許容限界値以下であることが必要である。
【０００９】
前記の両発明を組み合わせることによって、ワークロールシフトの制御を、継ぎ目位置近傍以外では予め実機試験に基づいて作成したワークロールシフト量テーブルより、圧延後のエッジドロップが目標範囲になるように、ワークロールシフト量をプリセットして制御し、継ぎ目位置近傍では、先行材と後行材の設定ワークロールシフト位置の大小により、シフトを先行材で行うか後行材で行うか決定し、継ぎ目位置で許容ワークロールシフト量上限値なるワークロールシフト位置を求め、シフト開始点を決定して制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、冷間タンデム圧延機において上下に交互に配置された上側の片テーパーワークロール１及び下側の片テーパーロール２によって、帯鋼等の被圧延材５を圧延している状態を示し、片側テーパー部３のテーパー開始点４が被圧延材の幅端からワークロールシフト量ＷＲδだけ内側に位置することによって、エッジドロップの発生を防止している。ワークロールシフト量を調整することによって、圧延時に発生するエッジドロップ量が目標範囲内となるよに制御する。以下、本実施形態におけるエッジドロップ制御方法について詳細に説明する。
【００１１】
板材の冷間圧延において、被圧延材料の材料仕様、即ち、圧延前後の板厚、板幅及び変形抵抗が同じならば、冷延後のエッジドロップは圧延前の幅方向板厚分布と相関関係が強くなる。また、同じ材料仕様に対して同じ形状のワークロールを使用すれば、ワークロールシフト量とエッジドロップ改善量は一意的に求まる。ここで、エッジドロップ改善量とはストレートワークロールを使用した場合とテーパーワークロールを使用した場合の冷延後のエッジドロップの差と定義する。
【００１２】
上記の関係に着目すれば、圧延前の幅方向板厚分布から予測した冷延後のエッジドロップとエッジドロップ目標値との差がエッジドロップ改善量として与えられる。従って、実機試験によりテーパーワークロール形状Ａ、Ｂ、Ｃ・・・毎に材料仕様とエッジドロップ改善量を求めておき、図２に示すような、ワークロールシフト量を検索するワークロールシフト量テーブル１０を作成し、圧延に際して該テーブルによりワークロールシフト量を求めプリセットする。図２に示すワークロールシフト量テーブルによれば、例えば、テーパー形状Ａのワークロールを使用して、材料仕様Ａの被圧延材を圧延する場合、テーブル１０1から目標とするエッジドロップ改善量が２％であれば、ワークロールシフト量ＷＲδとして、８０ｍｍをセットアップすればよいことが直ぐに分かる。なお、ワークロールシフト量ＷＲδをセットアップすることによって、上下のワークロールのワークロールシフト量ＷＲδが同じ値となるように制御されるが、必要に応じて上下のワークロールシフト量を別々にセットアップするようにしてもよい。
【００１３】
以上のように、本実施形態によれば、改善すべきエッジドロップ量をその都度計算式によって求める必要がなく、予め用意したワークロールシフト量テーブルから検索するのみでプリセットできるから、非常に簡単である。また、該テーブルは、実機に基づいて作成されているので、計算式のモデル精度に左右されることなく正確であり、安定したエッジドロップの改善効果が得られる。
【００１４】
次に、図３に示す完全連続冷間タンデム圧延機において、幅が相違する複数のホットコイルを溶接して繋いで連続的に供給される被圧延材１２である帯鋼を、冷間圧延する際の継ぎ目位置でのワークロールシフト位置（上下ワークロールのテーパー開始間距離）を走間変更する場合の走間ワークロールシフト量制御方法について説明する。
【００１５】
本発明者の実験によれば、冷間圧延に際して継ぎ目位置付近で板破断が発生する原因は、例えば図３に示す先行材１３の幅Ｂｆが大きくて後行材１４の幅Ｂｂが小さい場合、継ぎ目位置１５からワークロールシフト量の変更を開始して、後行材のワークロールシフト位置Ｓｂに変更させると、後行材１４の継ぎ目位置近傍のエッジドロップが大きくなり、オフゲージが長くなって歩留まりが悪くなり、逆に継ぎ目位置１５までに後行材１４のワークロールシフト位置Ｓｂとなるように先行材１３の終端部近傍でワークロールシフトを開始すると、先行材１３に対するワークロールシフト量が大きくなり過ぎて継ぎ目位置近傍でエッジアップになってしまい、該エッジアップの存在によって板破断が発生することが分かった。また、逆に後行材の幅が先行材の幅より大きい場合には、上記と逆の現象が発生する。従って、継ぎ目位置でのワークロールシフト量がエッジアップ限界値内に収まりエッジアップが発生しないようにすれば、継ぎ目位置での破断を防止することができ、また、それにより継ぎ目位置付近でのワークロールシフト量が小さくなり過ぎ又は負の量となることも同時に防止することができ、オフゲージ量を小さくすることができる。本発明はその原理に基づき、継ぎ目位置近傍でのワークロールシフト位置の移動タイミングを調節することによって上記問題点を解決したものである。
【００１６】
即ち、本発明では、継ぎ目位置１５が該当スタンド（ワークロール）に到達した時点でのワークロールシフト位置を、許容ワークロールシフト量最上限位置から求めて、継ぎ目位置でのワークロールシフト位置が該位置となるようにワクーロールシフト開始タイミングを調節るようにしたものである。継ぎ目位置が該当スタンドに到達した時点でのワークロールシフト位置Ｓｌは次の式により求めることができる。
先行材１３のワークロールシフト位置（ｍｍ）Ｓｆと後行材のワークロールシフト位置（ｍｍ）Ｓｂとの関係が▲１▼Ｓｆ＞Ｓｂのときには、
Ｓｌ＝Ｂｆ−２ＷＲδｌ・・・・（１）
▲２▼Ｓｆ≦Ｓｂのときには、
Ｓｌ＝Ｂｂ−２ＷＲδ１・・・・（２）
【００１７】
（１）式において、ＷＲδｌは、継ぎ目位置がスタンド直下にきたときの許容ワークロールシフト量上限値である。該許容ワークロールシフト量ＷＲδｌは、図２に示す場合と同様に、予めワークロールのテーパー形状、先行材料の仕様、許容エッジドロップ改善量Ｅｌごとに、実機試験により求め、そのデータを基に図５に示すように、許容ワークロールシフト量テーブル２０を作成し、該テーブルから索引する。許容エッジドロップ改善量Ｅｌは、次の（３）式で与えられる。
Ｅｌ＝Ｃｆ−Ｃｌ・・・・・・・（３）
ここで、Ｃｆは先行材をストレートワークロールで圧延したときのエッジドロップ量、Ｃｌはエッジドロップの許容上限値である。
【００１８】
（２）式において、ＷＲδ１は、継ぎ目位置がスタンド直下にきたときの許容ワークロールシフト量上限値であり、図６に示すように、前記の場合と同様に予めワークロールのテーパー形状、後行材料の仕様、許容エッジドロップ改善量ごとに、実機により求めた値から作成したワークロールシフト量テーブル２１から索引する。なお、これらのテーブルデータは、圧延機出側に設置されたエッジドロップ計の測定値、ワークロールシフト量実積等のプラントデータから、随時更新可能である。
【００１９】
以上の構成に基づき、継ぎ目位置部でワークロールシフト位置を走間変更させる場合、次の手順に基づき行われる。
まず、先行材と後行材の設定ワークロールシフト位置の大小によりシフトを先行材側で行うか、後行材側で行うか決定する。次に、継ぎ目位置が通過するときのワークロールシフト位置でエッジアップ許容限界値を外れる場合、継ぎ目位置でエッジアップ許容限界値となるワークロールシフト位置を求める。エッジアップ限界値を外れる場合は、ワークロール移動中に継ぎ目位置でワークロールシフト位置となるように、シフト開始点を計算する。
【００２０】
図３は先行材が幅広の場合において、上記の手順によりワークロールをシフトさせたワークロールシフト位置の変化を示し、図４はワークロールシフト量の変化をそれぞれ模式的に示している。先行材でのワークロールシフト位置はＳｆであり、その場合のワークロールシフト量はＷＲδである。ワークロールのシフト時間は、被圧延材の継ぎ目位置１５が該ワークローラの位置に達するｔｆ時間前に開始し、後行材が継ぎ目位置から通過後ｔｂ時間までの間で、合計ｔｄ時間シフトを行う。その際、継ぎ目位置に達する時点での先行材に対するシフト量は許容ワークシフト量ＷＲδｌとなるように制御される。なお、ｔｆ、ｔｂ、ｔｄ時間は、後述する計算フローの手順に従って前記テーブルに基づいてワークロールの幅方向移動速度及びラインスピード等の条件を付加して計算により予め求められている。
【００２１】
図７は、以上の計算のフローチャートを示している。プログラムがスタートすると、まず先行材と後行材のワークロールシフト位置を比較し、両者が等しいならばワークロールをシフトさせることなく終了する（ステップ１〜３）。先行材のワークロールシフト位置Ｓｆが後行材のワークロールシフト位置Ｓｂよりも大きいならば、先行材条件で即ち図５に示す許容ワークテーブルシフト量に基づいて継ぎ目位置が該当スタンドに到達した時点でのワークロールシフト位置Ｓｌを計算する（ステップ４〜５）。求めたワークロールシフト位置Ｓｌが後行材のワークロールシフト位置Ｓｂを超える場合は、それに基づき全シフト時間ｔｄ、先行材圧延時のワークロールシフト時間ｔｆ、後行材圧延時のワークロールシフト時間ｔｂを計算する（ステップ６〜７）。もし、ワークロールシフト位置Ｓｌが後行材のワークロールシフト位置Ｓｂ９ｌも小さいならば、Ｓｌ＝Ｓｂとして、ｔｄ、ｔｆ、ｔｂを計算する（ステップ６、８、７）。
【００２２】
後行材のワークロール位置が先行材のワークロード位置と等しいか大きい場合には、ステップ４からステップ１１の経路を通り、後行材条件にて継ぎ目位置でのワークロールシフト位置を計算する（ステップ９）。以下、ステップ６〜８と同様にステップ１０〜１２を経てｔｄ、ｔｆ、ｔｂを計算する。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本願の請求項１及び請求項２の発明によれば、複数の被圧延材を繋いで連続圧延する場合の継ぎ目位置近傍でのエッジドロップ制御において、ベンディング力の変更を必要とすることなくワークロールシフトの移動開始タイミングを調節するのみで継ぎ目位置での板破断を防止しながら、エッジドロップによるオフゲージを最小にすることができ、被圧延材の歩留まりを向上させることができる。
【００２４】
さらに、請求項３の構成によれば、複数の被圧延材を繋いで連続圧延する場合の全長において、的確にエッジドロップを制御することができる等の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】片テーパーワークロールを備えた圧延機構を示す模式図である。
【図２】ワークロールシフト量テーブルの概念を示す概念図である。
【図３】継ぎ目を有する被圧延材の継ぎ目位置近傍でのエッジドロップ制御機構を示す模式図である。
【図４】図３におけるワークロールシフト量の継ぎ目位置近傍での変化を示す線図である。
【図５】先行材料を基準にし許容たワークロールシフト量テーブルの概念を示す概念図である。
【図６】後行材料を基準にし許容たワークロールシフト量テーブルの概念を示す概念図である。
【図７】本実施形態のエッジドロップ制御方法における計算フローチャートである。
【符号の説明】
１  上側片テーパーワークロール
２  下側片テーパーワークロール
３  テーパー部
５、１２  被圧延材
１０  ワークロールシフト量テーブル
１３  先行材
１４  後行材
１５  継ぎ目位置
２０、２１許容ワークロールシフト量テーブル
【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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