(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延機出側で板幅半分の内で板幅方向に独立な少なくとも３カ所の板形状を測定可能な形状検出器を具備している冷間圧延機において、該形状検出器によって測定している任意の２箇所の張力差の実測値と、ロールプロフィールを胴長方向の関数として多項式もしくは累乗式の形でロールプロフィールを表す式の係数もしくは係数の比を式内に有するモデル式によって求められる張力差の推定値を一致させるようにロールプロフィールを表すパラメータの値を求めることによってロールプロフィールを推定し、推定されたロールプロフィールが目標ロールプロフィールに一致するようにロール胴長方向のクーラント分布を制御することを特徴とする板形状制御方法。
【請求項２】
圧延機出側で板幅半分の内で板幅方向に独立な少なくとも３カ所の板形状を測定可能な形状検出器を具備している冷間圧延機において、該形状検出器によって測定している任意の２箇所の張力差の実測値と、ロールプロフィールを胴長方向の関数として多項式もしくは累乗式の形でロールプロフィールを表す式の係数もしくは係数の比を式内に有するモデル式によって求められる張力差の推定値を一致させるようにロールプロフィールを表すパラメータの値を求めることによってロールプロフィールを推定する方法で、ロールプロフィール推定を一定周期で行い、該周期内では推定された該ロールプロフィールに基づいて、張力差の推定値と目標値との差からロールベンディング力且つ／または中間ロールシフト量を計算し、制御することを特徴とする板形状制御方法。
【請求項３】
圧延機出側で板幅半分の内で板幅方向に独立な少なくとも３カ所の板形状を測定可能な形状検出器を具備している冷間圧延機において、該形状検出器によって測定している任意の２箇所の張力差の実測値と、ロールプロフィールを胴長方向の関数として多項式もしくは累乗式の形でロールプロフィールを表す式の係数もしくは係数の比を式内に有するモデル式によって求められる張力差の推定値を一致させるようにロールプロフィールを表すパラメータの値を求めることによってロールプロフィールを推定し、推定されたロールプロフィールが目標ロールプロフィールに一致するようにロール胴長方向のクーラント分布を制御してロールプロフィールを制御すると共に、ロールベンディング力且つ／または中間ロールシフト量を計算し、制御することを特徴とする冷間圧延における板形状制御方法。
【請求項４】
張力差の推定値を求める際の圧延条件として、当該スタンドの板幅中心位置の入側板厚実測値もしくは推定値、板幅中心位置の出側板厚実測値もしくは推定値、中間ロールシフト量の実測値もしくは設定値、板幅実測値もしくは設定値、入側板クラウンの板幅半分の実測値または推定値あるいは板幅半分の内の張力を測定している２箇所の実測値または推定値、圧延荷重の実測値もしくは推定値、ロールベンディング力の実測値もしくは推定値、ロールの幾何学的条件の実測値もしくは推定値あるいは設定値を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷間圧延における板形状制御方法。
【請求項５】
２箇所の張力差として板幅中心位置と板端の張力差λ2と板幅中心位置と板端を１としたときに１／√２の割合の部分の位置の張力差λ4を推定するモデル式として下記の条件を満たす式を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷間圧延における板形状制御方法。
λ2，λ4＝ａ×ｂ＾（ｇ（ｋ））＋ｃ
但し、ｇ（ｋ）はクラウン比率の変化ｋとｈ：当該圧延機出側板厚、Ｈ：当該圧延機入側板厚、ｗ：板幅、Ｎｃδ：中間ロールシフト量、ｘ：ロールプロフィールを表すパラメータの関数で、ａ、ｂ、ｃはそれぞれがｈ：当該圧延機出側板厚、Ｈ：当該圧延機入側板厚、ｗ：板幅、Ｎｃδ：中間ロールシフト量、ｘ：ロールプロフィールを表すパラメータの関数。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板の圧延機の中で当該圧延機出側に形状検出器を具備した冷間圧延機において、ロールプロフィールを推定しそのロールプロフィールをもとに行う形状制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷間圧延工程では圧延を開始すると、サーマルクラウンと呼ばれる凸クラウンがロールに形成され、圧延量が多くなるにつれて成長・飽和する。ロールプロフィールが変化すると圧延材の形状が乱れるため、一般に圧延機出側に形状検出器を設置して板形状を測定し、目標とする板形状になるようにクーラント流量やベンディング力やロールシフト量を変化させる等のフィードバック制御が行われている。
【０００３】
（１）クーラント制御に関しては特開昭５７−１５６８２２号公報に開示されているようにロール温度を測定してクーラント分布制御を行う方法や、特開昭５９−２７７０８号公報に開示されているように形状検出器の出力からクーラント分布を決定する方法や、特開平２−１１２８１１号公報に開示されているように温度の異なるクーラントを使い分けて形状制御を行う方法がある。
（２）クーラントを用いる形状制御以外で代表的な方法としては、例えば日本鉄鋼協会発行の板圧延の理論と実際に記載されている方法のように、板形状を４次関数で近似して板形状のパターンを認識した上で、数式モデルを介して中間ロールシフト量、ベンディング力、圧下位置等を補正する方法がある。
（３）また、サーマルクラウン発生時のロールプロフィールを推定する技術も開発されており、例えば特開２０００−１５８０２７号公報に開示されているように、主に熱延を対象としてロールプロフィールの変形要因を分析・分類して、それらの積算としてプロフィールを解析し、推定する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（１）および（２）に関しては、ロールプロフィールの変化は未知として板形状の情報のみで圧延機のアクチュエータを操作する。この方法はロールプロフィールがある程度安定した状態であれば問題ないが、ロールプロフィールが安定しない場合には板形状を安定させることが難しいのが問題である。ロール組み替え後少なくとも数本内ではサーマルクラウンが成長過程にあるのでロールプロフィールは安定しにくいと言われている。よって、
その間の板形状を高精度に制御するには圧延中のサーマルクラウンを推定して、ロールプロフィールを制御することによりサーマルクラウンを安定化させることが重要となる。
【０００５】
（３）に関しては、例えばロールプロフィールの変形要因を分析・分類して、それらの積算としてプロフィールを解析し、推定するので汎用性は非常に高いものの、各種予測式の係数や物性値を実測値に合うように合わせ込む調整作業が必要で、それらの物性値等が誤差を生む要因になったり、境界条件の設定が困難であるために誤差を生じてしまい、プロフィールとしてはそれらの誤差まで積算してしまうために誤差が大きくなってしまうという点が問題であった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決し、ロールプロフィールを圧延条件から推定するモデルと推定したロールプロフィールをもとにロールプロフィールおよび板形状が安定化するように制御を行う方法を提供する。ロールプロフィールを実測張力から直接推定するので、ロールプロフィールに影響を与えている要因を分類して、和を取る従来法で行うような誤差の積算がなく、従ってモデル推定誤差が小さい。この方法によればロールプロフィール推定誤差が小さいので、板形状の乱れを高精度に補償することが可能であるため、歩留向上が実現でき、低コストでの冷間圧延を実現することができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような従来法の問題点を解決するためのものであり、
（１）圧延機出側で板幅半分の内で板幅方向に独立な少なくとも３カ所の板形状を測定可能な形状検出器を具備している冷間圧延機において、該形状検出器によって測定している任意の２箇所の張力差の実測値と、ロールプロフィールを胴長方向の関数として多項式もしくは累乗式の形でロールプロフィールを表す式の係数もしくは係数の比を式内に有するモデル式によって求められる張力差の推定値を一致させるようにロールプロフィールを表すパラメータの値を求めることによってロールプロフィールを推定し、推定されたロールプロフィールが目標ロールプロフィールに一致するようにロール胴長方向のクーラント分布を制御することを特徴とする板形状制御方法。
（２）圧延機出側で板幅半分の内で板幅方向に独立な少なくとも３カ所の板形状を測定可能な形状検出器を具備している冷間圧延機において、該形状検出器によって測定している任意の２箇所の張力差の実測値と、ロールプロフィールを胴長方向の関数として多項式もしくは累乗式の形でロールプロフィールを表す式の係数もしくは係数の比を式内に有するモデル式によって求められる張力差の推定値を一致させるようにロールプロフィールを表すパラメータの値を求めることによってロールプロフィールを推定する方法で、ロールプロフィール推定を一定周期で行い、該周期内では推定された該ロールプロフィールに基づいて、張力差の推定値と目標値との差からロールベンディング力且つ／または中間ロールシフト量を計算し、制御することを特徴とする板形状制御方法。
（３）圧延機出側で板幅半分の内で板幅方向に独立な少なくとも３カ所の板形状を測定可能な形状検出器を具備している冷間圧延機において、該形状検出器によって測定している任意の２箇所の張力差の実測値と、ロールプロフィールを胴長方向の関数として多項式もしくは累乗式の形でロールプロフィールを表す式の係数もしくは係数の比を式内に有するモデル式によって求められる張力差の推定値を一致させるようにロールプロフィールを表すパラメータの値を求めることによってロールプロフィールを推定し、推定されたロールプロフィールが目標ロールプロフィールに一致するようにロール胴長方向のクーラント分布を制御してロールプロフィールを制御すると共に、ロールベンディング力且つ／または中間ロールシフト量を計算し、制御することを特徴とする冷間圧延における板形状制御方法。
（４）張力差の推定値を求める際の圧延条件として、当該スタンドの板幅中心位置の入側板厚実測値もしくは推定値、板幅中心位置の出側板厚実測値もしくは推定値、中間ロールシフト量の実測値もしくは設定値、板幅実測値もしくは設定値、入側板クラウンの板幅半分の実測値または推定値あるいは板幅半分の内の張力を測定している２箇所の実測値または推定値、圧延荷重の実測値もしくは推定値、ロールベンディング力の実測値もしくは推定値、ロールの幾何学的条件の実測値もしくは推定値あるいは設定値を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の冷間圧延における板形状制御方法。
（５）２箇所の張力差として板幅中心位置と板端の張力差λ2と板幅中心位置と板端を１としたときに１／√２の割合の部分の位置の張力差λ4を推定するモデル式として下記の条件を満たす式を用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷間圧延における板形状制御方法。
λ2，λ4＝ａ×ｂ＾（ｇ（ｋ））＋ｃ
但し、ｇ（ｋ）はクラウン比率の変化ｋとｈ：当該圧延機出側板厚、Ｈ：当該圧延機入側板厚、ｗ：板幅、Ｎｃδ：中間ロールシフト量、ｘ：ロールプロフィールを表すパラメータの関数で、ａ、ｂ、ｃはそれぞれがｈ：当該圧延機出側板厚、Ｈ：当該圧延機入側板厚、ｗ：板幅、Ｎｃδ：中間ロールシフト量、ｘ：ロールプロフィールを表すパラメータの関数。
【０００８】
【発明の実施の形態】
通常の冷間圧延を行う際に発生するサーマルクラウン変化に起因してロールプロフィールに変化が生じると板形状が変化し、板形状の変化は張力変化となって検出される。実際の冷間圧延では特にロール交換して圧延開始直後からサーマルクラウンが発生し、ほぼ飽和する７〜８本目位まではロールプロフィールは必ずしも通常の凸形状というわけではなく、凸形状と凹形状が組み合わされたような複雑な形状になることも多い。
【０００９】
図１に一例として実機ミルにおいて圧延中にオンラインで測定したロールプロフィールを示す。今回のロールでは１本目から１１本目までは８０２mm幅の板を圧延しており、ロール胴長方向で通板部分を上ワークロールのみ測定した。ロールは凸形状と凹形状を組み合わせた複雑な形状を圧延初期から形成しており、７本目まで圧延するとサーマルクラウンは飽和して凸のみの形状となっていた。７本目以下では図のように複雑な形状をしており、かつ成長しているのでロールプロフィールに影響を受けて板形状も複雑に変化していた。その他の圧延時にもロールプロフィールを測定したが、サーマルクラウン変化は図１の形式の１種類だけではなかった。ロールプロフィールは通板材の板厚・板幅・圧下率等の圧延条件によって左右されると考えられる。このようにサーマルクラウンが複雑な形状で且つ成長している状態では板形状を安定化させることは難しい。そこで今回、実圧延中に張力を測定することにより現状のロール形状を把握し、サーマルクラウンを安定させる技術および高精度な形状制御を実現する技術を発明した。
【００１０】
発明者らはまずロールプロフィールが胴長方向の関数として式１のような２次項、４次項の組み合わせによって表現できると仮定し、板幅・入側板厚・出側板厚・中間ロールシフト量等の圧延条件が変化したときの張力差値とロールプロフィールの関係を整理した。但し、４次項とは式１の（z4／（w／２）4−１）を指し、２次項とは（z2／（w／２）2−１）を指す。
ｆ（ｘ）＝ａ（z4／（w／２）4−１）＋ｂ（z2／（w／２）2−１）  （式１）
ここで、ａ：４次項の割合、z：ロール胴長方向の値、ｗ：板幅、ｂ：２次項の割合である。
【００１１】
サーマルクラウンは主に通板部において成長することが明らかとなっているので、通板部分以外はクラウンを０μmとした。圧延の解析には我々の開発した圧延解析厳密モデル（分割・収束計算モデル）を用いた。ここで、ロールプロフィールの計算式の２次項と４次項の割合はプラスを凸形状、マイナスを凹形状として、２次項と４次項をプラスとプラス、プラスとマイナス、マイナスとマイナスの組み合わせを設定し、それぞれの影響の割合を０％から１００％まで変化させ、入出側板厚・板幅・圧延荷重等の圧延条件も実機の能力をカバーするように設定して計算した。
【００１２】
今回、ロールプロフィールを計算式の２次項と４次項のみで表現できると仮定したのは、サーマルクラウンが生じている時のロールプロフィールの実測値はロールプロフィールの計算式の２次項と４次項の組み合わせで表現できる場合が多いという過去の知見に基づいて行った。ロールプロフィールの数式化は今回のような２次項と４次項の組み合わせで表現する方法以外にも、双曲線逆正弦や逆余弦を用いたり、それらに高次関数を組み合わせて表現する方法もある。それらを適切に組み合わせてロールプロフィールを表現すればロールプロフィールをより高精度に表現することが可能となる。その場合、圧延条件およびロールプロフィールから張力差を推定するモデル式はロールプロフィールの式が複雑になった分複雑になるが、より高精度な推定が可能となる。ロールプロフィールをこのように複雑な関数で表現した場合には、ロールプロフィールの式の係数や係数の比を組み合わせて張力のモデル式に組み込めば良い。今回、張力差の代表値としてまずλ2、λ4で検討を行った。
【００１３】
ここで図２に示すようにλ2は板幅中心位置と板端の張力差であり、λ4は板幅中心位置と板幅中心位置から板端を１としたときに１／√２で表される位置の張力差である。今回、実機ミルの圧延データからクラウン比率の変化の項とλ2、λ4の間には圧延条件・ロールプロフィール毎に強い相関があることを知見した。これらを用いて張力の推定モデルを作成する。モデルに用いた圧延条件としては入出側板厚・中間ロールシフト量・入出側板クラウン・板幅およびロールプロフィールである。数式の形は様々あると思われるが、今回下記のような圧延条件の関数として表現することが可能であることを知見した。
λ2，λ4＝ａ×ｂ＾（ｇ（ｋ））＋ｃ
但し、ｇ（ｋ）はクラウン比率の変化ｋの関数とし、ｇ（ｋ）＝ｆ1（ｈ，Ｈ，ｗ，Ｎｃδ，ｘ）×ｋとした。また、ａはＨの関数、ｂは定数、ｃ＝ｆ2（ｈ，Ｈ，ｗ，Ｎｃδ，ｘ）とした。ｆ1 ｆ2は括弧内に示す変数の関数であり、ｈ：当該圧延機の板幅中心位置の出側板厚、Ｈ：当該圧延機の板幅中心位置の入側板厚、ｗ：板幅、Ｎｃδ：中間ロールシフト量、ｘ：ロールプロフィールを表すパラメータの関数である。今回はこのようにａ、ｂ、ｃ、ｆ1、ｆ2を関数としたが、それぞれ定数としても良いし、今回よりも多くの圧延条件で表現しても良い。ミルによって特性や要求される精度が異なるので、それに応じて検討すれば良い。また、式の形式が同じであってもミルによって係数を変化させる必要がある。
【００１４】
クラウン比率の変化は出側の板クラウンを出側板厚で除した値と入側クラウンを入側板厚で除した値の差であるが、出側板クラウンを当該圧延条件下の均一荷重板クラウンで代用することも可能である。均一荷重板クラウンはロールに幅方向に均一な荷重が加わったときに実現される板クラウンであり、解析的に値を得ることが可能である。入側板クラウンは測定が可能であれば測定するのが望ましいが、検出端が無い場合には、原板のクラウンを測定しておき、原板クラウンから圧下率分の補正を行えば良い。これは冷延では幅方向へのメタルフローが少ないため、大きな誤差とはならないからである。入側板厚や出側板厚は検出端があればその値を用いれば良いが、無い場合には検出端がある場所からマスフロー一定則で算出する方法が代表的である。板幅は測定できるのであれば、測定値を用いる方が良いが、冷延では板幅変動は少ないので設定値を用いても問題ない。中間ロールシフト量については、実績値がマグネスケール等で測定されているならばその値を用いれば良いが、シフト量が設定値から大きくずれることはまず考えられないので、実績値が分からない場合には設定値を用いても問題ない。
【００１５】
ロールプロフィールとしては、例えば式１のようにロールプロフィールを２次項と４次項の和で表現した場合には、ｘはロールプロフィールの２次項もしくは４次項の割合として表すことができ、式１の係数を用いるとａ／ｂもしくはｂ／ａで表現可能である。今回の方式では推定するλ2、λ4の値が実測するλ2、λ4の値と一致するようにロールプロフィールの計算式の２次項、４次項の割合(ａ／ｂもしくはｂ／ａ)を求めることによってロールプロフィールを推定することができる。より高精度を狙う場合には、上記クラウン比率の変化とλ2、λ4の関係をより厳密に捉えればよく、例えば張力のモデル式を高次式にしたり、今回クラウン比率の変化の１次式で表現した累乗部をクラウン比率の変化の高次多項式にしたり累乗の形にする方法もある。また、モデル式に他の圧延条件を加えて高精度化することも可能である。ロールプロフィールを２次項、４次項で表さない場合はロールプロフィールを設定する式の係数や係数の比と張力差と関係づけておけば良い。
【００１６】
今回の式の中でロールプロフィールに関する項はｘだけであるので、実圧延中にλ2且つ／またはλ4を実測すれば、ロールプロフィールの計算式の２次項と４次項の割合を求めることが可能となる。ここで、この２次項と４次項によるロールプロフィール推定が実際のロールプロフィールとどの程度一致しているのかを確認するための実験をラボミルを用いて行った。実験には図３に示す４Ｈｉの単スタンドの圧延機を使用してコイル圧延を行った。この圧延機には出側の巻き取りリールの直前に形状検出器（張力計）５が設置してあり、λ2、λ4のみが測定できる。ロールは上下ワークロールとして直径約２９８mmで胴長が８００mm、上下バックアップロールとして直径が約７０３mmで胴長が８００mmのものを使用し、全てのロールにクラウンは付与していない。圧延材として板幅６００mm、入側板厚２mmのコイルを３５％圧下した。圧延の途中でミルをとめ、接触式のプロフィールメータでワークロールプロフィールを測定し、実測形状と張力差からの推定形状を比較した。結果を図４に示す。推定するための張力値はミル停止直前の値を使用した。実測のλ2、λ4から上記式を用いて推定した２次項、４次項の割合は両者ほぼ一致しており、平均すると図４（ａ）の場合は（２次項：４次項）＝（−１７：３３）であり、図４（ｂ）の場合は（２次項：４次項）＝（９：４１）であった。ここで、マイナスは凹クラウンの影響の割合を示す。
【００１７】
図４より接触式プロフィールメータの測定形状とモデルによる推定形状はほぼ一致しており、非常に精度良く推定できていることが分かる。この様に正確にロールプロフィールが推定できれば、サーマルクラウンが過大に成長している部分にはそれを減少させるために多量のクーラントをかけることによってロールプロフィール制御が可能となる。特に、ロールプロフィール変化はロール組み替え直後が大きいので、ロール組み替え後数本分でロールプロフィールを推定して、局所的な凹凸を無くすようクーラントや冷却水による制御を行えば、フラット部を多く含んでサーマルクラウンは成長するため、ロールプロフィールは複雑な形状をとることはなく、そのため板形状も安定しやすくなるので形状制御の観点から効果は絶大である。
【００１８】
また、ロールプロフィールによる板形状の乱れを補正するようにロールベンダーや中間ロールシフト量を変化させて補償することも可能である。ロールベンダーを使用する補償方法は応答性が良いため最もすばやく形状の乱れを補償することができる。ベンダー力や中間ロールシフトによる補正方法としては、圧延条件毎に板クラウンに及ぼすベンダー力や中間ロールシフト量の影響係数を算出しておき、それに従って変化させる方法や、均一荷重板クラウンモデル等から解析的に補償量を算出する方法等がある。均一荷重板クラウンを算出する際にはロールプロフィールおよび軸径、軸長、チョック形状等の幾何学的条件が必要である。ロールプロフィールを正確に推定できればその分均一荷重板クラウンも正確に算出することが可能となる。ロールプロフィールは急激に変化するわけではないので、例えば１コイルに１回板張力を検出してロールプロフィールを推定し、当該コイル内ではそのロールプロフィールを計算に用いて均一荷重板クラウンを求めることが可能である。より正確を期するにはその検出回数を増加させれば良い。
【００１９】
ロールプロフィールが変化したときに生じる張力変化はλ2、λ4の箇所に限る訳ではないので、それら以外の張力を用いてもロールプロフィールの推定は原理的にも可能である。例えば図２に示したように板幅中央部、板端、板端を１としたときに１／√２で表される点の３箇所の張力を測定した場合でも、張力差の算出方法は３通りあり、どれを使ってもそれらの張力に関して予めモデル式を作成しておけば同様の効果が得られる。もちろん、張力の測定個所を全く別の場所に変更しても良い。但し、モデル化する張力は板全体の張力変化を表すことができる場所の張力が良いので、近い場所の３カ所の張力よりも、ある程度間隔を開けた３点であることが望ましい。その意味ではλ2、λ4は板全体の張力変化を捉える代表値として望ましい値であると言える。
【００２０】
【実施例】
［実施例１］
オンラインでリアルタイムに張力を測定し、本モデルを用いて、形状を予測し、クーラントによって形状の乱れを補正する方法によって、圧延中の板に生じる張力を０MPa、即ち形状フラット圧延に近づけるように供給箇所毎のクーラントの流量制御を行った。ロールのモデル式としては式１を用い、クラウン比率の変化と張力の関係式としては上記した累乗でクラウン比率の変化の１次式の形を用いた。試験には図５（ａ）に示す実機６Ｈｉ５スタンドタンデム冷間圧延機を用いた。図中１ａ、１ｂはワークロール、２ａ、２ｂは中間ロール、３ａ、３ｂはバックアップロール、４は潤滑油（クーラント）、５は形状検出器、６は冷却水である。最終スタンド出側から１．５ｍ離れたところには接触式の形状検出器(張力を測定可能)が設置されており、λ2、λ4の値を測定した。第５スタンドは図５（ｂ）に示すようなゾーンクーラントによって幅方向に１０分割されたセルによって冷却を行うことが可能な構造となっており（図５（ｂ）では模式的に供給箇所は５箇所で示している）、幅方向にロール形状を推定し、推定した形状に応じてそれぞれのセルの供給量を決定した。供給量は操業で使用している供給量に対して、形状が他よりも凸になっている部分に対しては供給量を３０％増量し、その他の部分は従来通りの供給量とした。今回、圧延を開始して３本目までは従来の供給とし、それ以降、板形状（張力）からロールプロフィールを推定し、クーラント量・冷却水量供給箇所を制御するフィードバック制御を行った。結果を図６に示す。
【００２１】
図６において０秒で制御を開始した。制御開始１０秒付近から張力が減少し始め、３０秒程度になるとλ2が１００MPa程度、λ4が０MPa程度でほぼ一定値となった。張力の減少に遅れが生じたのはクーラントによってロールの熱を奪い、ロール形状並びに板形状が変化するまでに時間が必要であったからであると思われる。制御を行うと形状を無視した無制御状態と比較して、板形状が大きく改善したことが分かる。クーラント供給箇所としては板幅中心位置とその両側の３箇所あれば効果は得られるが、個別に制御できる供給箇所が多い方が望ましい。
【００２２】
［実施例２］
次にワークロールベンダーによる制御を試みた。オンラインで１コイルに１回張力を測定し、本モデルを用いて形状を予測し、予め求めておいた当該圧延条件下の出側クラウンに及ぼすワークロールベンダー力の影響からベンダーの操作代を算出する方法と採用した。モデル式は実施例１と同様とした。試験はロール組み替え後３本目までは従来制御とし、前述のクーラントによる制御と同様に多少の板形状の乱れを生じさせてから、ワークロールベンダー制御の効果を確認した。つまり、４本目を対象として試験を行った。ワークロールベンダーは油圧によって瞬間的に変化させることが可能であり、その結果はすぐに板形状に表れる。今回、最終スタンドから形状計までの距離が１．５ｍあったので、ゲインを小さくして制御を行ったものの、急激に張力が減少し、３秒後にはλ2が１００MPa程度、λ4が３０MPa程度になった。このことは予め算出しておいた影響係数が正確であったことも一因であると思われる。
【００２３】
［実施例３］
次に中間ロールシフトによる制御を試みた。方法は実施例２と同様とした。試験はロール組み替え後３本目までは従来制御とし、前述のクーラントによる制御と同様に多少の板形状の乱れを生じさせてから、中間ロールシフト制御の効果を確認した。中間ロールシフト量は予め当該圧延条件下の出側クラウンに及ぼす中間ロールシフト量の影響を算出しておいた。中間ロールシフトのみを使った制御ではシフトするのに時間が必要であるため、張力が減少し始めるまでの時間が今回のテストでは７秒程度必要であった。クーラントを用いた制御よりも収束する時間は短いものの、ワークロールベンダーを用いた制御と比較すると時間が長く必要である。以上の結果から、クーラント制御・ワークロールベンダー制御・中間ロールシフト制御単独でも効果があることが確認されたが、当然これらを組み合わせて制御を行うのが最良の制御方法である。また、今回、ベンダーに関してはワークロールベンダーに関して記述したが、中間ロールベンダーを有するミルに関しては中間ロールベンダーを用いた制御によってもワークロールベンダーと同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００２４】
［実施例４］
上記のように形状制御に対して、今回発明のモデルが非常に有効であることが確認された。これはロール形状の推定が高精度に行われたことを示しているので、実施例１と同様の方法でロールプロフィール変化の大きいロール組み替え直後からロールプロフィールを推定して、クーラント制御によって局所的な凹凸を無くす実験を図５に示す実機ミルを用いて行った。今回の圧延材は板幅７１０mmの普通鋼であり、クーラント制御は最終スタンドで行い、製品目標厚は１．２mmであった。セットアップは通常通り行い、圧延開始後にリアルタイムに張力からロールプロフィールを推定し、凸部と推定される箇所にクーラントを他の箇所の３０％増で供給した。結果を図７に示す。
【００２５】
図７に示す如く、サーマルクラウンは圧延本数が増加するにつれて成長していくが、凹凸を組み合わせたような形状にはならずに、凸クラウンでフラット部を多く保ったまま成長したことが分かる。圧延本数７本目以降ではサーマルクラウンは飽和し、ほとんど変化が無かったのを確認した。上記したようにサーマルクラウンは複雑な形状をして且つ成長する段階では板形状を安定させることが難しい。本発明の技術により、フラット部を多く含み制御しやすい形状にすることが可能であることが確認された。図１に示したように通常圧延では凹凸を含んだ複雑なロールプロフィールを形成する場合が多いことと比較するとその効果は明らかである。この技術を用いて、ロール組み替え後１本目からロールプロフィール制御を行った結果、λ2、λ4に関して、圧延材１本目からλ2が５０MPa程度、λ4が３０MPa程度でほぼ安定して通板することができ、効果が確認された。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の冷間圧延における形状制御方法によれば、形状の良好な圧延材を得ることができるため、歩留向上・通板トラブルレス等が実現でき、製造コストの低減、生産性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常圧延時に実測したロールプロフィールである。
【図２】張力の実測箇所・推定箇所の板幅方向位置を示す図である。
【図３】サーマルクラウン成長を観察するために行った圧延実験に使用した実験ミルを示す図である。
【図４】実測したロールプロフィールと本発明によるモデルによって推定されたロールプロフィールを比較して示す図である。
【図５】本モデルの精度検証のための実験に用いた実機ミルと板幅方向のクーラント供給箇所を示す図である。
【図６】本モデル推定のロールプロフィールに従ってクーラント制御を行った場合の張力の変化を示す図である。
【図７】本発明によりサーマルクラウン制御を実施した際に実測されたロールプロフィールを示す図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ：ワークロール
２ａ、２ｂ：中間ロール
３ａ、３ｂ：バックアップロール
４  ：潤滑油供給ノズル
５  ：形状検出器
６  ：冷却水供給ノズル
【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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