(57)【要約】【課題】熱間圧延における圧延ロールのサーマルクラウンの予測精度を高めることにある。【解決手段】熱間圧延において圧延機の設定を行うに際し、被圧延材先端の噛み込みに先立って、圧延機の設定を行うタイミングで、該当被圧延材を既に通過したセンサーのうち前記圧延機に近い位置にあるセンサーが該当被圧延材とその一本前の被圧延材とを検出したピッチおよび前記一本前の被圧延材のコイル長を用いて前記一本前の被圧延材の圧延時間を予測するとともに、その圧延時間と前記ピッチとを用いて前記一本前の被圧延材の圧延終了から該当被圧延材の圧延開始までのアイドル時間を予測し、それらの時間を圧延ロールのサーマルクラウンの予測に用いるものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延において圧延機の設定を行うに際し、被圧延材先端の噛み込みに先立って、圧延機の設定を行うタイミングで、該当被圧延材を既に通過したセンサーのうち前記圧延機に近い位置にあるセンサーが該当被圧延材とその一本前の被圧延材とを検出したピッチおよび前記一本前の被圧延材のコイル長を用いて前記一本前の被圧延材の圧延時間を予測するとともに、その圧延時間と前記ピッチとを用いて前記一本前の被圧延材の圧延終了から該当被圧延材の圧延開始までのアイドル時間を予測することを特徴とする熱間圧延における時間予測方法。
【請求項２】
前記圧延機は複数の仕上げ圧延機のうち最後尾の仕上げ圧延機であり、
前記センサーは複数の粗圧延機のうち最後尾の粗圧延機に設けられたロードリレーであることを特徴とする請求項１記載の熱間圧延における時間予測方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の時間予測方法により予測した前記一本前の被圧延材の圧延時間および前記一本前の被圧延材の圧延終了から該当被圧延材の圧延開始までのアイドル時間を用いて、該当被圧延材を熱間圧延する圧延ロールのサーマルクラウンを予測することを特徴とする熱間圧延におけるサーマルクラウン予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間圧延において圧延機の設定を行う際の被圧延材の圧延時間および圧延後のアイドル時間の予測方法並びに圧延ロールのサーマルクラウン予測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から熱間圧延を行う際には、圧延ロールのサーマルクラウンを予測することが行われている。サーマルクラウンとは、被圧延材からの熱による圧延ロールの熱膨張に関する物理量である。このサーマルクラウンを圧延に先立って正確に予測し、予測した結果を熱間圧延の制御に反映させることができれば、圧延機に対して適切な設定を行うことができ、熱間圧延を高精度に行うことができる。サーマルクラウンを精度良く予測するためには、被圧延材の圧延時間および圧延後のアイドル時間を高精度に予測する必要がある。
【０００３】
サーマルクラウンを予測する従来の技術として、圧延ロール一本毎に、密度、比熱、熱伝導率および線膨張係数のうちの１つ以上をサーマルクラウンの予測計算式に反映させる技術（特許文献１参照）および、圧延開始前に該当圧延材の圧延終了後のサーマルクラウンを任意の時間毎に計算しておく予測方法（特許文献２参照）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０６０５１号公報
【特許文献２】特開２００９−０６１４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の方法は何れも、熱間圧延ロールのサーマルクラウンを被圧延材噛み込みに先立って予測する方法ゆえ、１つ前の被圧延材の圧延時間の実績や圧延後のアイドル時間の実績を取得することができず、未だサーマルクラウンの予測精度を高める余地があった。
【０００６】
それゆえ本発明は、前記課題を解決した圧延時間およびアイドル時間の予測方法並びにサーマルクラウンの予測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】
【０００７】
前記目的を達成する本発明の熱間圧延における時間予測方法は、熱間圧延において圧延機の設定を行うに際し、被圧延材先端の噛み込みに先立って、圧延機の設定を行うタイミングで、該当被圧延材を既に通過したセンサーのうち前記圧延機に近い位置にあるセンサーが該当被圧延材とその一本前の被圧延材とを検出したピッチおよび前記一本前の被圧延材のコイル長を用いて前記一本前の被圧延材の圧延時間を予測するとともに、その圧延時間と前記ピッチとを用いて前記一本前の被圧延材の圧延終了から該当被圧延材の圧延開始までのアイドル時間を予測することを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記目的を達成する本発明の熱間圧延におけるサーマルクラウン予測方法は、前記本発明の時間予測方法により予測した前記一本前の被圧延材の圧延時間および前記一本前の被圧延材の圧延終了から該当被圧延材の圧延開始までのアイドル時間を用いて、該当被圧延材を熱間圧延する圧延ロールのサーマルクラウンを予測することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被圧延材に対する実績が取得できるセンサーの中で圧延機に近いセンサーの実績を使用するようにしたので、該当被圧延在の一本前の被圧延材の圧延時間および圧延後のアイドル時間を精度よく予測計算することができる。そして前記予測計算した時間を用いることで、圧延ロールのサーマルクラウンの予測精度を向上させることができる。
【００１０】
なお、本発明の本発明の熱間圧延における時間予測方法においては、前記圧延機は複数の仕上げ圧延機のうち最後尾の仕上げ圧延機であり、前記センサーは複数の粗圧延機のうち最後尾の粗圧延機に設けられたロードリレーであると、既存のロードリレーをセンサーとして用いるので設備費用の点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の熱間圧延における時間予測方法の一実施例を用いた本発明の熱間圧延におけるサーマルクラウン予測方法の一実施例における該当被圧延材の圧延開始時のサーマルクラウン予測タイミングを示す説明図である。
【図２】上記実施例の時間予測方法における圧延速度の加減速を考慮した圧延時間とセンサーオンピッチとに基づくアイドル時間の予測方法を示す説明図である。
【図３】上記実施例の時間予測方法による予測圧延時間と実績圧延時間とを対比して圧延順と圧延時間との関係を示す関係線図である。
【図４】上記実施例の時間予測方法による予測アイドル時間と実績アイドル時間とを対比して圧延順とアイドル時間との関係を示す関係線図である。
【図５】上記実施例の時間予測方法による予測アイドル時間と実績アイドル時間とを用いた上記実施例のサーマルクラウン予測方法によるサーマルクラウン計算量と実績時間を用いたサーマルクラウン計算量とを対比して圧延順とサーマルクラウン計算量との関係を示す関係線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、本発明の熱間圧延における時間予測方法の一実施例を用いた本発明の熱間圧延におけるサーマルクラウン予測方法の一実施例におけるホットストリップミル（連続熱間圧延機）での該当被圧延材の圧延開始時のサーマルクラウン予測タイミングを示す説明図であり、また図２は、上記実施例の時間予測方法における圧延速度の加減速を考慮した圧延時間とセンサーオンピッチとに基づくアイドル時間の予測方法を示す説明図である。
【００１３】
ここにおけるホットストリップミル（連続熱間圧延機）は、５台の粗圧延機１（図では最後尾のもののみ示す）で粗圧延した数十ｍｍの厚さの粗圧延鋼帯２，３を図中矢印で示すように図では右方へ送って７台の仕上げ圧延機４で数ｍｍの厚さまで仕上げ圧延し、その仕上げ圧延の際に仕上げ圧延機４内での鋼帯端部の噛み込み不良やコイルでの鋼帯端部の品質不良を防止するために、仕上げ圧延機３の入側のクロップシャー５でクロップカットを実施する。最後尾の粗圧延機１にはロードリレー６が設けられ、ロードリレー６は、その粗圧延機１が粗圧延鋼帯の粗圧延を開始したときにオン信号を出力する。
【００１４】
このホットストリップミルにおいて上記実施例の時間予測方法を説明する。図１に示すように、被圧延材としての当材３が最後尾の粗圧延機１を抜けたタイミングで最後尾の仕上げ圧延機４の設定を行う場合を考える。なお、設定を行う被圧延材２を当材（該当被圧延材）、当材の一本前の被圧延材３を前材と呼ぶ。
【００１５】
当材２の圧延開始時のサーマルクラウンを計算する場合には、ロール組替から前材３の圧延開始時までのサーマルクラウンの予測計算に用いる前材３以前の被圧延材の圧延時間および圧延後のアイドル時間については実績を取得することができるので実績時間を用い、前材３の圧延時間に関しては、図２に示す加減速を考慮した前材３の圧延速度パターンと、粗圧延材と仕上げ圧延材との寸法差に基づく予想コイル長とを用いて、圧延速度の時間積分がコイル長となることから、以下の（１）式を満たすようにその圧延時間を計算する。
【００１６】
【数１】
2013180316.tif 000003
但し、Ｌ:前材の予想コイル長、tr:前材の圧延時間、v(t):前材の圧延速度である。
【００１７】
そして、前材３の仕上げ圧延終了から当材２の仕上げ圧延開始までのアイドル時間tcに関しては、通常は粗圧延での前材３の圧延終了から当材２の圧延開始までの時間に等しいので、前材３に対するロードリレー６のオンの時刻から当材２に対するロードリレー６のオンの時刻までの時間ピッチをtpとして、以下の（２）式によって計算する。
【００１８】
【数２】
2013180316.tif 000004
但し、tc:アイドル時間、tp:センサーオンピッチ、tr:圧延時間である。
【００１９】
これらをまとめると、以下のようになる。
(a) 予想出側コイル長Ｌと圧延速度v(t)とから前材３の圧延時間trを求める。
(b) 前材３のロードリレーオン時刻と当材２のロードリレーオン時刻とからセンサーオンピッチtpを求める。
(c) センサーオンピッチtpと前材３の圧延時間trとからアイドル時間tcを求める。
【００２０】
なお、上記の実施例では最後尾の粗圧延機１を抜けたタイミングで最後尾の仕上げ圧延機４の設定を行う場合を考えたため、当材２に対する実績が取得できるセンサーの中で仕上げ圧延機に一番近いセンサーが最後尾の粗圧延機１のロードリレー６であったためそのロードリレー６を用いたが、それに限る必要はなく、クロップシャー５の入側で粗圧延材を検出するＨＭＤ(Hot Metal Detector)をセンサーとして用いてもよい。
【００２１】
このようにして予測計算した前材３の圧延時間trとアイドル時間tcとを用いて、本実施例の熱間圧延におけるサーマルクラウン予測方法では、以下の如くして当材２の圧延開始時のサーマルクラウンの予測を行う。
【００２２】
ここで用いる予測方法自体は既知のものであり、その詳細は例えば特許文献１に記載されているので、ここでは概略の説明に止める。すなわちこの実施例では、圧延ロールを円柱に見立てて、ある切断面で仮想的に切断した、半径方向３分割、軸方向４６分割の仮想メッシュに分割し、円柱座標系で表した以下の（３）式の熱伝導方程式を２次元的に差分化し、各メッシュ毎の代表温度を、あらかじめ定めた時間増分ごとに計算する。
【００２３】
【数３】
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【００２４】
この（３）式は、以下のように変形させることができる。
【数４】
2013180316.tif 000006
但し、θ：各メッシュ毎の代表温度、tr：圧延時間、tc：アイドル時間、kr：圧延時ロール熱伝達係数、kc：アイドル時ロール熱伝達係数、ρ：ロール密度、c：ロール比熱、r：ロール半径方向座標、x：ロール幅方向座標である。
【００２５】
このようにして変形させた式に、先の実施例で予測計算した前材３の圧延時間trおよびアイドル時間tcと、実績で判明しているさらに前の被圧延在の圧延時間およびアイドル時間とを適用して圧延ロールの各部の温度を求めた後、圧延機への組み込み前の圧延ロール各部の温度との差を求め、以下の（５）式のようにしてその温度差に線膨張係数を乗算することにより、圧延ロールの半径当りのサーマルクラウンを計算する。
【００２６】
【数５】
2013180316.tif 000007
但し、ｕ：半径当りサーマルクラウン、β：線膨張係数、θ０：圧延機への組み込み前の圧延ロール各部の温度、ｒｗ：圧延ロール半径である。
【００２７】
従って、本実施例の時間予測方法によれば、被圧延材に対する実績が取得できるセンサーの中で最後尾の仕上げ圧延機４に最も近い最後尾の粗圧延機１のロードリレー６の実績を使用するようにしたので、該当被圧延在２の一本前の被圧延材３の圧延時間および圧延後のアイドル時間を精度よく予測計算することができる。そして本実施例のサーマルクラウン予測方法によれば、それら予測計算した圧延時間および圧延後のアイドル時間を用いることで、最後尾の仕上げ圧延機４の圧延ロールのサーマルクラウンの予測精度を向上させることができる。
【００２８】
図３は、上記実施例の時間予測方法による予測圧延時間と実績圧延時間とを対比して圧延順と圧延時間との関係を示す関係線図、また図４は、上記実施例の時間予測方法による予測アイドル時間と実績アイドル時間とを対比して圧延順とアイドル時間との関係を示す関係線図、そして図５は、上記実施例の時間予測方法による予測アイドル時間と実績アイドル時間とを用いた上記実施例のサーマルクラウン予測方法によるサーマルクラウン計算量と実績時間を用いたサーマルクラウン計算量とを対比して圧延順とサーマルクラウン計算量との関係を示す関係線図である。
【００２９】
これら図３，図４に示すように、本実施例による圧延時間、アイドル時間が実績値と大きな違いがないことを確認した。また図５に示すように、本実施例による予測時間を用いて計算したサーマルクラウン量と実績時間を用いて計算したサーマルクラウン量とに大きな違いがないことを確認した。これにより本実施例における圧延時間、アイドル時間の予測の精度が高く、その結果サーマルクラウン予測計算の精度も高いことを確認した。
【００３０】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限られるものでなく、所要に応じて特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、当材２に対する実績が取得できるセンサーの中で仕上げ圧延機に一番近いセンサーとしては、最後尾の粗圧延機１のロードリレー６や、クロップシャー５の入側で粗圧延材を検出するＨＭＤに限られず、当材のセンサーオンから最後尾の仕上げ圧延機４での圧延開始までに上記計算に要する時間が確保できるのであれば、さらに仕上げ圧延機４に近い位置に設けたセンサーを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
かくして本発明によれば、被圧延材に対する実績が取得できるセンサーの中で圧延機に近いセンサーの実績を使用するようにしたので、該当被圧延在の一本前の被圧延材の圧延時間および圧延後のアイドル時間を精度よく予測計算することができる。そして前記予測計算した時間を用いることで、圧延ロールのサーマルクラウンの予測精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  粗圧延機
２  圧延鋼帯（当材）
３  圧延鋼帯（前材）
４  仕上げ圧延機
５  クロップシャー
６  ロードリレー
【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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