(57)【要約】【課題】材先端部の口割れを修正するために実施する材先端部のテーパー処理において、所望のテーパー形状を安定して得られるようにする【解決手段】ロールＲ１，Ｒ２間から圧延材Ｗを引き抜く際のミル速度の実績値ｃを取得し、予め設定したテーパー量ａ及びテーパー長さｂとミル速度の実績値ｃとから計算される圧下速度ｄに従って圧下装置２の圧下動作を制御する。そして、圧下量が予め設定したテーパー量に達したら圧下装置２の圧下動作を停止させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機のロール間から圧延材を引き抜きながら圧下装置によって前記ロール間のギャップを縮めていくことによって材先端部にテーパー処理を施す可逆式圧延機の制御装置において、
前記テーパー処理によって材先端部に形成するテーパー形状のテーパー量及びテーパー長さを格納したテーパー情報格納手段と、
前記ロール間から圧延材を引き抜く際のミル速度の実績値を取得する実績ミル速度取得手段と、
前記テーパー情報格納手段から得られるテーパー量及びテーパー長さと、前記実績ミル速度取得手段によって取得されるミル速度の実績値とから、前記テーパー処理のための圧下速度の指令値を決定する圧下速度指令手段と、
前記圧下速度指令手段から出される圧下速度の指令値に従って前記圧下装置の圧下動作を制御し、圧下量が前記テーパー量に達したら前記圧下装置の圧下動作を停止させる圧下装置制御手段と、
を備えることを特徴とする可逆式圧延機の制御装置。
【請求項２】
前記ロール間から圧延材を引き抜く際の引抜き残り長さを計測する引抜き残り長さ計測手段と、
前記引抜き残り長さ計測手段で計測される圧延材の引抜き残り長さが基準値以下になった場合に、前記圧下装置の圧下動作の開始を許可する圧下開始許可手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の可逆式圧延機の制御装置。
【請求項３】
可逆式圧延機により圧延材を圧延する際に生じうる材先端部の口割れを修正するためのテーパー形状の形成方法であって、
材先端部に形成するテーパー形状のテーパー量及びテーパー長さを予め設定しておく第１工程と、
前記圧延機のロール間から圧延材を引き抜きながら圧下装置によって前記ロール間のギャップを縮めていくことによって材先端部にテーパー形状を形成する第２工程とを含み、
前記第２工程では、前記ロール間から圧延材を引き抜く際のミル速度の実績値を取得し、予め設定したテーパー量及びテーパー長さとミル速度の実績値とから計算される圧下速度に従って前記圧下装置の圧下動作を制御し、圧下量が前記テーパー量に達したら前記圧下装置の圧下動作を停止させることを特徴とするテーパー形状の形成方法。
【請求項４】
前記ロール間から圧延材を引き抜く際の引抜き残り長さを計測し、圧延材の引抜き残り長さが基準値以下になった場合に、前記圧下装置の圧下動作を開始することを特徴とする請求項３に記載のテーパー形状の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧延機のロール間から圧延材を引き抜きながら圧下装置によってロール間のギャップを縮めていくことによって材先端部にテーパー処理を施す可逆式圧延機の制御装置に関する。また、この発明は、可逆式圧延機によって圧延材を圧延する際に生じうる材先端部の口割れを修正するためのテーパー形状の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム可逆式圧延機による圧延材の圧延過程では、材先端部が口を開けたように割れる“口割れ”と呼ばれる現象が発生しやすい。この口割れを修正する方法として従来実施されている方法が、材先端部にテーパー形状を形成することによって口割れを修正する方法である。従来のテーパー形状の形成方法は、例えば、図７のフローチャートに示す制御フローに従って圧延機を制御することによって実現される。図７には、各ステップの処理内容と併せてテーパー形状の形成状態が模式的に示されている。
【０００３】
図７のフローチャートによれば、まず、当該パスにおいて圧延材Ｗが圧延機のロールＲ１，Ｒ２間を抜けたことが検出された時点で圧延機のロールＲ１，Ｒ２の回転が停止される（ステップＳ１）。次に、ロールＲ１，Ｒ２間のギャップが圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間を抜けた時点でのギャップよりもα１だけ狭くなるように、圧下装置によってロールＲ１が移動される（ステップＳ２）。そして、ロールＲ１の移動完了後、圧延機のロールＲ１，Ｒ２は次パスのために正転方向に回転させられる（ステップＳ３）。
【０００４】
圧延機の回転に伴い圧延材ＷはロールＲ１，Ｒ２間に進入していく。そして、圧延材Ｗの出側の長さが所定値Ｘｍに達したことが検出されたら、その時点において圧延機のロールＲ１，Ｒ２の回転が停止される（ステップＳ４）。
【０００５】
次のステップＳ５では、ロールＲ１，Ｒ２間のギャップが次パスでのギャップよりもα２だけ狭くなるように、圧下装置によって一定の圧下速度でロールＲ１が移動されていく。また、それと同時に、圧延機のロールＲ１，Ｒ２は一定のミル速度で逆回転方向に回転させられ、圧延材ＷはロールＲ１，Ｒ２間から引き抜かれていく。そして、圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間を抜けたことが検出された時点で圧延機のロールＲ１，Ｒ２の回転が停止される（ステップＳ６）。
【０００６】
以上の一連のステップＳ１−Ｓ６の処理により、口割れ修正のためのテーパー形状の作り込みが終了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−２２３１０９号公報
【特許文献２】特開２００８−３００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の従来の制御フローによれば、圧延機のロールの回転と圧下装置の圧下動作とは独立に制御されるため、圧下速度とミル速度との関係は必ずしも一定にはならない。また、テーパー処理時のギャップの設定(次パスのギャップよりα２だけ狭い設定)は圧延材により異なるため、圧下速度とミル速度との関係が一定であったとしても、テーパーの傾きは必ずしも一定にはならない。このため、従来の方法により形成されるテーパー形状は必ずしも一定の形状ではなく、次パスの圧延時、圧延材をロール間に噛み込む際の安定性に不安が生じていた。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、材先端部の口割れを修正するために実施するテーパー処理において、所望のテーパー形状を安定して得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の可逆式圧延機の制御装置は、圧延機のロール間から圧延材を引き抜きながら圧下装置によって前記ロール間のギャップを縮めていくことによって材先端部にテーパー処理を施す可逆式圧延機の制御装置として構成される。本発明の制御装置はテーパー情報格納手段を備え、前記テーパー処理によって材先端部に形成するテーパー形状のテーパー量及びテーパー長さを当該格納手段に格納している。また、本発明の制御装置は実績ミル速度取得手段を備え、当該取得手段によって前記ロール間から圧延材を引き抜く際のミル速度の実績値を取得することができる。さらに、本発明の制御装置は、前記圧下装置へ圧下速度を指令する圧下速度指令手段と、前記圧下装置を制御する圧下装置制御手段とを備えている。前記圧下速度指令手段は、前記テーパー情報格納手段から得られるテーパー量及びテーパー長さと、前記実績ミル速度取得手段によって取得されるミル速度の実績値とから、前記テーパー処理のための圧下速度の指令値を決定する。前記圧下装置制御手段は、前記圧下速度指令手段から出される圧下速度の指令値に従って前記圧下装置の圧下動作を制御し、圧下量が前記テーパー量に達したら前記圧下装置の圧下動作を停止させる。
【００１１】
本発明の制御層装置は、上記の各手段を備えることによって特徴付けられる。ただし、本発明の制御装置のより好ましい形態は、前記ロール間から圧延材を引き抜く際の引抜き残り長さを計測する引抜き残り長さ計測手段と、前記引抜き残り長さ計測手段で計測される圧延材の引抜き残り長さが基準値以下になった場合に、前記圧下装置の圧下動作の開始を許可する圧下開始許可手段とをさらに備えることである。
【００１２】
本発明のテーパー形状の形成方法は、可逆式圧延機により圧延材を圧延する際に生じうる材先端部の口割れを修正するためのテーパー形状の形成方法である。本発明のテーパー形状の形成方法は、材先端部に形成するテーパー形状のテーパー量及びテーパー長さを予め設定しておく第１工程と、前記圧延機のロール間から圧延材を引き抜きながら圧下装置によって前記ロール間のギャップを縮めていくことによって材先端部にテーパー形状を形成する第２工程とを含む。前記第２工程では、前記ロール間から圧延材を引き抜く際のミル速度の実績値を取得し、予め設定したテーパー量及びテーパー長さとミル速度の実績値とから計算される圧下速度に従って前記圧下装置の圧下動作を制御し、圧下量が前記テーパー量に達したら前記圧下装置の圧下動作を停止させることが行われる。
【００１３】
本発明の形成方法は、上記の２つの工程を含むことによって特徴付けられる。ただし、本発明の形成方法のより好ましい形態は、前記ロール間から圧延材を引き抜く際の引抜き残り長さを計測し、圧延材の引抜き残り長さが基準値以下になった場合に、前記圧下装置の圧下動作を開始することである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧下装置による圧下速度をミル速度と協調させながらテーパー処理を行うことができるので、テーパー長さに対するテーパー傾きを常に一定にすることが可能であり、所望のテーパー形状を安定して得ることができる。また、圧延材の引抜き残り長さに基づいて圧下動作の開始タイミングを計ることで、材先端部に形成されるテーパー部及び非テーパー部の長さを常に一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１のアルミニウム可逆式圧延機の制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１で計算される圧下速度指令値ＶＳＤの計算方法について説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１で実施されるテーパー形状の形成のための制御フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２のアルミニウム可逆式圧延機の制御装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２で計算される圧下速度指令値ＶＳＤ及び圧下装置の圧下動作開始タイミングの計算方法について説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態２で実施されるテーパー形状の形成のための制御フローを示すフローチャートである。
【図７】従来実施されていたテーパー形状の形成のための制御フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
以下、図を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態１のアルミニウム可逆式圧延機の制御装置の構成を示す図である。制御対象であるアルミニウム可逆式圧延機（以下、単に圧延機という）１は、圧延材Ｗを圧延する上下２つのロールＲ１，Ｒ２を備えている。ロールＲ１，Ｒ２には、ミル駆動装置４が接続されている。ミル駆動装置４は、ロールＲ１，Ｒ２を正転方向にも逆転方向にも回転させることができる。上側のロールＲ１には、ロールＲ１をロールＲ２に向けて圧下する圧下装置２が取り付けられている。圧下装置２には、圧下装置２によるロールＲ１の圧下速度を制御することのできる圧下駆動装置３が接続されている。
【００１８】
本制御装置は、テーパー形状に関する情報を格納するテーパー情報格納装置６を備えている。格納される情報は、テーパー処理によって形成するテーパー形状のテーパー量及びテーパー長さである。テーパー量は、テーパー処理によるロールＲ１，Ｒ２間のギャップの縮小量でもある。テーパー情報格納装置６に格納されるこれらの情報は、必要に応じて書き換え可能である。また、複数の情報、すなわち、テーパー量とテーパー長さの複数の組み合わせを予め格納しておき、それら複数の情報の中から任意の情報を読み出すようにすることもできる。
【００１９】
本制御装置は、テーパー処理のためのロールＲ１の圧下速度を演算する圧下速度演算装置５を備えている。圧下速度演算装置５には、テーパー情報格納装置６から得られるテーパー量ａ及びテーパー長さｂと、ミル駆動装置４から出されるミル速度の実績値ｃとが入力される。ミル駆動装置４は、テーパー処理においてロールＲ１，Ｒ２間から圧延材Ｗを引き抜く際のミル速度を一定のサンプリング時間で計算し、それを実績値ｄとして出力している。圧下速度演算装置５は、入力された各情報ａ，ｂ，ｃを用いて圧下装置２によるロールＲ１の圧下速度を演算する。
【００２０】
図２には、圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間に挟まれてテーパー処理が行われる直前の状態が示されている。実線で示す圧延材Ｗの輪郭が現時点での輪郭であり、破線で示す圧延材Ｗの輪郭はテーパー処理後の予想輪郭である。図２において、ＸＴはテーパー量、ＬＴはテーパー長さ、ＶＭＩＬＬはミル速度の実績値、そして、ＶＳＤは圧下速度を意味している。図に示すこれらのパラメータＸＴ、ＬＴ、ＶＭＩＬＬ、ＶＳＤの関係から分かるように、圧下速度ＶＳＤは以下の式（１）によって計算することができる。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
テーパー処理を行う際、圧下速度演算装置５は、式（１）で計算した圧下速度ＶＳＤを圧下速度指令値ｄとして圧下駆動装置３へ出力する。圧下駆動装置３は、圧下速度指令値ｄが入力された場合、その圧下速度指令値ｄに従って圧下装置２の圧下動作を制御する。式（１）から分かるとおり、このテーパー処理の間の圧下速度は必ずしも一定ではなく、ミル速度に変化があった場合には、圧下速度もミル速度に連動して変化する。そして、圧下装置２による圧下量、すなわち、ロールＲ１，Ｒ２間のギャップの縮小量が予め設定されたテーパー量ＸＴに達したら、圧下駆動装置３は圧下装置２の圧下動作を停止させる。これによりテーパー処理は終了し、圧延材Ｗの先端部には所望のテーパー形状が完成することになる。
【００２３】
以上説明したテーパー形状の形成方法は、本制御装置が図３にフローチャートで示す制御フローを実行することによって実現される。図３のフローチャートによれば、まず、当該パスにおいて圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間を抜けたことが検出された時点でミル駆動装置４によるロールＲ１，Ｒ２の回転駆動が停止される（ステップＳ１０）。次に、ロールＲ１，Ｒ２間のギャップが圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間を抜けた時点でのギャップよりもα１だけ狭くなるように、圧下装置２によってロールＲ１が移動される（ステップＳ２０）。そして、ロールＲ１の移動完了後、ミル駆動装置４によってロールＲ１，Ｒ２は次パスのために正転方向に回転させられる（ステップＳ３０）。
【００２４】
ミル駆動装置４によるロールＲ１，Ｒ２の回転駆動に伴い圧延材ＷはロールＲ１，Ｒ２間に進入していく。そして、圧延材Ｗの出側の長さが所定値Ｘｍに達したことが検出されたら、その時点においてミル駆動装置４によるロールＲ１，Ｒ２の回転駆動は停止される（ステップＳ４０）。なお、圧延材Ｗの出側の長さがＸｍに達したかどうかの判定方法としては、所定位置に配置したセンサによって圧延材Ｗの先端を検出することでもよいし、ミル速度から圧延材Ｗの出側の長さを計算することでもよい。
【００２５】
次のステップＳ５０では、式（１）で計算された圧下速度ＶＳＤを指令値として圧下装置２によるロールＲ１の圧下動作が行われる。且つ、その圧下動作と並行して、ミル駆動装置４によってロールＲ１，Ｒ２は一定のミル速度ＶＭＩＬＬで逆回転方向に回転させられ、圧延材ＷはロールＲ１，Ｒ２間から引き抜かれていく。
【００２６】
上記のテーパー処理が実施されている間、ロールＲ１，Ｒ２間のギャップがテーパー処理後の目標ギャップに到達したかどうか判定される（ステップＳ６０）。そして、ギャップが目標ギャップまで縮小したことが検出された時点で圧下装置２の圧下動作が停止される。続いて、圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間を抜けたことが検出された時点でミル駆動装置４によるロールＲ１，Ｒ２の回転駆動が停止される（ステップＳ７０）。
【００２７】
以上の一連の処理により、口割れ修正のためのテーパー形状の作り込みが終了する。本実施の形態のテーパー形状の形成方法によれば、圧下装置２による圧下速度をミル速度と協調させながらテーパー処理を行うことができるので、テーパー長さに対するテーパー傾きを常に一定にすることが可能であり、所望のテーパー形状を安定して得ることが可能となる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、テーパー情報格納装置６は本発明に係る「テーパー情報格納手段」に相当する。また、ミル駆動装置４の一部の機能によって本発明に係る「実績ミル速度取得手段」が実現されている。圧下速度演算装置５は本発明に係る「圧下速度指令手段」に相当し、圧下駆動装置３は本発明に係る「圧下装置制御手段」に相当する。
【００２９】
実施の形態２．
次に、図を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
【００３０】
図４は本発明の実施の形態２のアルミニウム可逆式圧延機の制御装置の構成を示す図である。本制御装置は、実施の形態１の制御装置の構成を前提にして、テーパー処理開始タイミング演算装置７とミル速度演算装置８とをさらに備えている。図４において、実施の形態１と共通する装置については同一の符号を付している。
【００３１】
テーパー処理開始タイミング演算装置７には、テーパー情報格納装置６から得られるテーパー量ａ及びテーパー長さｂと、ミル速度演算装置８から出されるミル速度の指令値ｆとが入力される。ミル速度指令値ｆはミル駆動装置４にも入力されていて、ミル駆動装置４はミル速度指令値ｆに従ってミル速度、すなわち、ロールＲ１，Ｒ２の回転速度を制御している。テーパー処理開始タイミング演算装置７は、入力されたた各情報ａ，ｂ，ｆを用いてテーパー処理の開始タイミング、詳しくは、圧下装置２によるロールＲ１の圧下タイミングを演算する。
【００３２】
図５には、圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間に挟まれてテーパー処理が行われる直前の状態が示されている。実線で示す圧延材Ｗの輪郭が現時点での輪郭であり、破線で示す圧延材Ｗの輪郭はテーパー処理後の予想輪郭である。図５において、ｈはテーパー処理終了時のギャップ量であり、ＸＴＳはテーパー処理開始時のギャップ量である。テーパー処理の開始時と終了時のギャップ量の差がテーパー量ＸＴとなる。また、ＬＣは非テーパー部、すなわち、テーパー部よりも材先端側に形成される圧延部分の長さであり、ＬＴＳはテーパー処理の開始タイミングでの圧延材Ｗの引き抜き残り長さである。ここで、テーパー長さＬＴに非テーパー部長さＬＣを足した長さＬＴ＋ＬＣがテーパー処理開始長さＬＴＳよりも長くなるのは、圧下処理に伴うマスフローが関係するためである。マスフローを考慮する場合には、テーパー処理開始長さＬＴＳは以下の式（２）によって計算することができる。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
テーパー処理を行う際、テーパー処理開始タイミング演算装置７は、まず、開始タイミングを計るための基準値として式（２）によってテーパー処理開始長さＬＴＳを計算する。次に、ミル速度演算装置８からのミル速度指令値ｆをサンプリング時間で積分することによって圧延材Ｗの移動量を計算し、圧延材Ｗの引抜き開始長さＸｍから移動量を減算することによって引抜き残り長さを算出する。そして、圧延材Ｗの引抜き残り長さがテーパー処理開始長さＬＴＳ以下になった時点で、テーパー処理のための圧下動作の開始を指示する信号ｅを圧下速度演算装置５へ出力する。その信号ｅの入力を受けた圧下速度演算装置５は、圧下駆動装置３への圧下速度指令値ｄの出力を開始する。
【００３５】
図６は、本制御装置により実施されるテーパー形状の形成のための制御フローを示すフローチャートである。図６のフローチャートにおいて、実施の形態１で実施される制御フローと共通の処理については同一のステップ番号を付している。
【００３６】
図６のフローチャートによれば、ステップＳ４０においてミル駆動装置４によるロールＲ１，Ｒ２の回転駆動が停止された後、ステップＳ５２の処理が行われる。ステップＳ５２では、ミル駆動装置４によってロールＲ１，Ｒ２は一定のミル速度ＶＭＩＬＬで逆回転方向に回転させられ、テーパ処理のための圧延材Ｗの引き抜きが開始される。
【００３７】
圧延材Ｗの引き抜きが行われている間、圧延材Ｗの引き抜き残り長さがテーパー処理開始長さＬＴＳ以下になったかどうか判定される（ステップＳ５４）。そして、引き抜き残り長さがテーパー処理開始長さＬＴＳ以下になったことが検出された時点で、圧下装置２によるロールＲ１の圧下動作が開始される（ステップＳ５６）。圧下装置２による圧下動作は、式（１）で計算された圧下速度ＶＳＤに従って制御される。
【００３８】
圧下装置２によってロールＲ１が圧下されている間、ロールＲ１，Ｒ２間のギャップがテーパー処理後の目標ギャップに到達したかどうか判定される（ステップＳ６０）。そして、ギャップが目標ギャップまで縮小したことが検出された時点で圧下装置２の圧下動作が停止される。続いて、圧延材ＷがロールＲ１，Ｒ２間を抜けたことが検出された時点でミル駆動装置４によるロールＲ１，Ｒ２の回転駆動が停止される（ステップＳ７０）。
【００３９】
以上の一連の処理により、口割れ修正のためのテーパー形状の作り込みが終了する。本実施の形態のテーパー形状の形成方法によれば、実施の形態１の場合と同様、圧下装置２による圧下速度をミル速度と協調させながらテーパー処理を行うことができるので、テーパー長さに対するテーパー傾きを常に一定にすることが可能であり、所望のテーパー形状を安定して得ることが可能となる。さらに、本実施の形態のテーパー形状の形成方法によれば、圧延材の引抜き残り長さに基づいて圧下動作の開始タイミングを計ることができるので、材先端部に形成されるテーパー部及び非テーパー部の長さを常に一定にすることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、テーパー情報格納装置６は本発明に係る「テーパー情報格納手段」に相当し、ミル駆動装置４の一部の機能によって本発明に係る「実績ミル速度取得手段」が実現されている。圧下速度演算装置５は本発明に係る「圧下速度指令手段」に相当している。圧下駆動装置３は本発明に係る「圧下装置制御手段」に相当する。また、テーパー処理開始タイミング演算装置７は本発明に係る「圧下開始許可手段」に相当し、さらにこのテーパー処理開始タイミング演算装置７とミル速度演算装置８とによって本発明に係る「引抜き残り長さ計測手段」が実現されている。
【００４１】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、実施の形態２で計算している圧延材の引き抜き残り長さは、ミル速度の指令値に代えてミル速度の実績値を用いて計算することもできる。また、本発明は、アルミニウム以外の他の金属用の圧延機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１：圧延機
２：圧下装置
３：圧下駆動装置
４：ミル駆動装置
５：圧下速度演算装置
６：テーパー情報格納装置
７：テーパー処理開始タイミング演算装置
８：ミル速度演算装置
Ｗ：圧延材
Ｒ１，Ｒ２：ロール
ａ：テーパー量
ｂ：テーパー長さ
ｃ：ミル速度実績値
ｄ：圧下速度指令値
ｅ：圧下動作開始指示信号
ｆ：ミル速度指令値
【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】
2012076089.tif 000010
【図７】
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