(57)【要約】【課題】ロールギャップの変更量をＦＦ−ＡＧＣにて演算し出側板厚を制御するに際し、複雑な装置構成や計算を必要とすることなく、高い精度でロールギャップを制御することが可能となる圧延機の制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明にかかる圧延機１の制御方法は、圧延材Ｗを連続的に圧延する一対のワークロールを備えた圧延機１と、ワークロールの入側板厚を計測する板厚計３と、圧延材Ｗの入側の板速度を計測する板速計とを備えた圧延設備に対して、ワークロール間のロールギャップの変更量ΔＳをＦＦ−ＡＧＣにて演算し出側板厚を制御する際に用いるものであって、板厚計３で計測された圧延材Ｗの入側板厚偏差ΔＨと、ロールギャップＳとの相関係数が最小となる時間Δｔを求め、求めた時間ΔｔをＦＦ−ＡＧＣに加味する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材を連続的に圧延する一対のワークロールを備えた圧延機と、ワークロールの入側板厚を計測する板厚計と、圧延材の入側の板速度を計測する板速計とを備えた圧延設備に対して、ワークロール間のロールギャップの変更量（ΔＳ）をＦＦ−ＡＧＣにて演算し出側板厚を制御するに際しては、
前記板厚計で計測された圧延材の板厚偏差（ΔＨ）と、前記ロールギャップ（Ｓ）との相関係数が最小となる時間（Δｔ）を求め、
求めた時間（Δｔ）をＦＦ−ＡＧＣに加味することを特徴とする圧延機の制御方法。
【請求項２】
前記板速度から算出される搬送時間や、圧下装置の応答遅れ等に基づきＦＦ−ＡＧＣによる制御を行っておき、前記ＦＦ−ＡＧＣに前記時間（Δｔ）を加えることを特徴とする請求項１に記載の圧延機の制御方法。
【請求項３】
前記圧延材が加速される加速領域と減速される減速領域との間に設けられて、前記圧延材の板速度が略一定とされた定速領域下で、前記圧延材の板厚偏差（ΔＨ）と、ロールギャップ（Ｓ）とを実測し、
前記板厚計で計測された圧延材の板厚偏差（ΔＨ）と、前記ロールギャップ（Ｓ）との相関係数が最小となる時間（Δｔ）を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークロールの入側板厚及び圧延材の入側速度に基づいて、ワークロール間のロールギャップをＦＦ−ＡＧＣ制御する圧延機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、薄板などの鋼板は、薄板用の連続式圧延機によって目標の板厚となるまで圧延される。
薄板用の圧延機では、出側板厚を目標とする値に制御する際に、制御部から圧下装置に指令を送って一対のワークロール間のロールギャップを所定の値に調整している。この出側板厚の制御方法には、ＢＩＳＲＡ−ＡＧＣ法、モニタＡＧＣ法、絶対値ＡＧＣ法、マスフローＡＧＣ法などさまざまなやり方があるが、代表的なものとしてＦＦ-ＡＧＣ法（フィードフォワードＡＧＣ法）が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、油圧圧下装置からの圧下力によって圧延材料を圧延する圧延機と、圧延材料の板厚周波数を入力する周波数情報入力装置と、入側板厚計により測定された板厚及び入側板速度計により測定された板速度を入力し、上記周波数情報入力装置に入力された周波数毎に板厚をトラッキングする板厚トラッキング装置と、上記トラッキングによって移送された板厚の圧延に必要な圧下力を油圧圧下装置が生成するための制御信号を板厚周波数毎に演算するフィードフォワード自動板厚制御（ＦＦＡＧＣ）演算部とを備えた板厚制御装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１などが開示するＦＦ-ＡＧＣ法による制御は、圧延材を圧延するワークロールの入側に板厚計と板速計とを設けており、板厚計及び板速計で計測された入側の板厚及び板速度に基づいて、ロールギャップＳ（変更量ΔＳ）を決定する構成となっている。
ところで、一般的な圧延設備では、ワークロールからある程度の距離に板厚計が配備されているため、板厚計を通過した圧延材がワークロールに到達するのにある程度の時間（搬送時間）がかかる。一方、制御部が制御指令を出力してから実際にロールギャップの変化に至るまでには、応答遅れが存在する。ここでの応答遅れとは、例えば、制御部から圧下装置までの制御指令信号の通信に要する時間や、圧下装置が指令値を受信してからロールギャップが変化するまでのむだ時間や一次遅れである。 
【０００６】
そこで、従来のＦＦ−ＡＧＣ法では、前記搬送時間、すなわち板厚計で計測した圧延材がワークロールに到達するまでの時間的余裕を活用し、前記応答遅れを見越して、制御指令を先行して出力している。これにより、理想的には、入側板厚の変動した部分がワークロールに到達した瞬間に、ちょうどロールギャップも変更されている、ということを可能としている。
【０００７】
ところが、前記した搬送時間や応答遅れを精確に把握し制御するには困難を極める。板速計で測った板速度、および入側板厚計からワークロールまでの距離に基づき搬送時間を計算するが、ドップラー速度計のような高精度の板速計を設置していない圧延機は多い。また、応答遅れの時間については、圧延機で圧延された元材に残る板厚の変化の周期、板速度や圧延荷重、あるいは圧延機の経年劣化等によって、複雑かつ敏感に変化する。つまり、実際の現場での環境変化に対応した制御を十分に行うことはできず、高い精度で板厚を制御することが困難である。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みて為されたものであり、ＦＦ−ＡＧＣ法にてロールギャップを操作して出側板厚を制御するに際し、複雑な装置構成や計算を必要とすることなく、高い精度で出側板厚を制御することが可能となる圧延機の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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明にかかる圧延機の制御方法は、圧延材を連続的に圧延する一対のワークロールを備えた圧延機と、ワークロールの入側板厚を計測する板厚計と、圧延材の入側の板速度を計測する板速計とを備えた圧延設備に対して、ワークロール間のロールギャップの変更量（ΔＳ）をＦＦ−ＡＧＣにて演算し出側板厚を制御するに際しては、前記板厚計で計測された圧延材の板厚偏差（ΔＨ）と、前記ロールギャップ（Ｓ）との相関係数が最小となる時間（Δｔ）を求め、求めた時間（Δｔ）をＦＦ−ＡＧＣに加味することを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記板速度から算出される搬送時間や、圧下装置の応答遅れ等に基づきＦＦ−ＡＧＣによる制御を行っておき、前記ＦＦ−ＡＧＣに前記時間（Δｔ）を加えるとよい。
好ましくは、前記圧延材が加速される加速領域と減速される減速領域との間に設けられて、前記圧延材の板速度が略一定とされた定速領域下で、前記圧延材の板厚偏差（ΔＨ）と、ロールギャップ（Ｓ）とを実測し、前記板厚計で計測された圧延材の板厚偏差（ΔＨ）と、前記ロールギャップ（Ｓ）との相関係数が最小となる時間（Δｔ）を求めるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の技術によれば、ＦＦ−ＡＧＣ法にてロールギャップを操作して出側板厚を制御するに際し、複雑な装置構成や計算を必要とすることなく、高い精度で出側板厚を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の圧延機の概略を示した図である。
【図２】本発明における板速度の変化を示した図である。
【図３】板厚偏差とロールギャップとの関係を示した図である。
【図４】板厚偏差とロールギャップとの相関係数の時間変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る圧延機の制御方法を、図面に基づき詳しく説明する。
図１に示す如く、薄板などの圧延材Ｗは、連続式の圧延設備によって目標の板厚となるまで圧延される。
この圧延設備は、圧延材Ｗを圧延する上下一対の圧延ロール２，２を備えた圧延機１を複数台有している。そして、この圧延機１での圧延材Ｗの板厚制御にＦＦ−ＡＧＣ方式が採用されている。つまり、圧延機１の入側には、圧延材Ｗの板厚を計測する板厚計３と、圧延材Ｗの板速度を計測する板速計４とが設けられている。そして、板厚計３で計測された板厚のデータ、及び板速計４で計測された板速度のデータはＦＦ制御部５に送られ、ＦＦ制御部５から圧延機１にロールギャップＳ（ロールギャップに対する指令値）の信号が出力されている。
【００１４】
圧延機１は、ＦＦ制御部５から送られてきた指令、つまりロールギャップの変更量ΔＳの信号によって、一対のワークロール間のロールギャップＳを変更可能となっている。なお、ＦＦ制御部５では、計測された板速度をもとに、搬送時間ｔｄが算出され、搬送時間ｔｄを考慮した制御も行われている（搬送時間ｔｄ＝L/V、但し、L:板厚計３から圧延機１までの距離、V：計測された板速度）。
【００１５】
その上で、本発明は、板厚計３で計測された圧延材Ｗの入側板厚偏差ΔＨと、ロールギャップＳとの相関係数が最小となる時間Δｔを求め、求めた時間ΔｔをＦＦ−ＡＧＣに加えるようにしている。
すなわち、図２の「Ａ」で示す領域のように、板速度がほぼ一定となった領域において、板厚計３で計測された圧延材Ｗの入側板厚偏差ΔＨと、圧延機１でのロールギャップＳとを実測する。
【００１６】
このようにして得られたΔＨとＳの計測データを時系列でプロットすると、図３に示すようなグラフが得られる。
ここで、精確な制御が行われていれば、ΔＨとＳとは全く逆の変化傾向を示す。つまり、ΔＨが大きく、板厚を大きく下げる圧延が必要な場合は、ロールギャップＳを小さくする。また、ΔＨが小さく、板厚をあまり下げる必要がない場合は、ロールギャップＳを大きくする。
【００１７】
しかし、実際の圧延では、上述した搬送時間ｔｄに加え、さまざまな要因による応答遅れが加わり、これらを総合した時間を精確に把握できないので、図３に示すようにΔＨの変化曲線に対して、Ｓの変化曲線は時間Δｔだけ時間軸上でずれた位置に表れ、ΔＨとＳの相関（相関係数）は様々な値をとることとなる。
そこで、時系列データにおいてΔＨあるいはＳのの一方を固定し、もう一方を少しずつ時間軸方向にずらしてゆき、最も相関係数が小さい値（負の値）をとったときのずらし量をΔｔとすれば、このΔｔこそが図３に矢印で示す「理想的なΔＨとロールギャップＳの位置関係からのずれ」を表しており、このΔｔをＦＦ−ＡＧＣ制御の制御ズレに反映させることが可能となる。
【００１８】
このように、求めたΔｔを、さらに追加してＦＦ−ＡＧＣの演算を行えば、複雑な装置構成や計算を必要とすることなく、高い精度でロールギャップを制御することが可能となる。実際には、本実施形態を実施する前から、板速度から算出される搬送時間や、なるべく精確に把握しておいた圧下装置の応答遅れ等に基づきＦＦ−ＡＧＣの演算を行っておき、そこに更にΔｔを加えてＦＦ−ＡＧＣを行うとよい。
【００１９】
さらに本実施形態では、圧延材Ｗが加速される加速領域と減速される減速領域との間に設けられて、前記圧延材Ｗの板速度が略一定とされた定速領域下で、前記圧延材Ｗの入側板厚偏差ΔＨと、ロールギャップＳとを実測し、前記板厚計３で計測された圧延材Ｗの入側板厚偏差ΔＨと、前記ロールギャップＳとの相関係数が最小となる時間Δｔを求めるとよい。
【００２０】
圧延中の圧延材Ｗの状態は、図２に示すように３つの領域に分けられる。つまり、これら３つの領域は、板速度を上げて圧延材Ｗが加速される加速領域、加速領域に続く領域であると共に圧延材Ｗの板速度が略一定とされた定速領域、及び定速領域に続く領域であると共に板速度を下げて圧延材Ｗが減速される減速領域である。
上述した圧延材Ｗの入側板厚偏差ΔＨ及びロールギャップＳを実測するのは、３つの領域のうち、板速度が略一定とされた定速領域に圧延材Ｗが達した時である。
【００２１】
実測は、例えば、オペレータの指示（操作ボタンを押すなど）により実施される。なお、定速領域の中から実測時間として、５秒〜１０秒程度を確保できればよい。定速領域におけるデータを用いることで、実際の圧延に即した精確なΔＨとＳの相関（相関係数）を求めることが可能となる。
以下、上記した技術の詳細について述べてゆく。
【００２２】
図２に示す如く、上述した圧延設備で圧延材Ｗの連続圧延を行うと、圧延材Ｗは３つの段階を経て圧延される。この圧延材Ｗの段階を、板速度の変化の仕方で３つの領域に区分けすると、図２に示すように、「加速領域」、「定速領域」、「減速領域」とに分けられる。
「加速領域」は、板速度を上げて圧延材Ｗが加速される圧延初期の領域である。「定速領域」は、加速領域に続く領域である（加速領域と減速領域の間に設けられる）と共に圧延材Ｗの板速度が略一定とされた領域である。「減速領域」は、定速領域に続く領域であると共に圧延材Ｗの板速度が減速される領域である。
【００２３】
実際に圧延を行う場合は、上述した加速領域、定速領域、減速領域が一つの圧延材Ｗに必ず存在することになる。
本発明の圧延機１の制御方法（板厚の制御方法）では、まず圧延材Ｗが上述した「定速領域」になっているときに、圧延材Ｗの板厚偏差ΔＨ及びロールギャップＳを実測する。具体的には、この圧延材Ｗの板厚偏差ΔＨ及びロールギャップＳの実測時間は、５秒〜１０秒程度であり、例えば、オペレータの指示（操作ボタンを押すなど）により実施される。
【００２４】
図３は、ＦＦ−ＡＧＣによりロールギャップＳを操作しているときの、圧延材Ｗの板厚偏差ΔＨ及びロールギャップＳの実測結果である。
実測された圧延材Ｗの板厚偏差ΔＨ及びロールギャップＳは、図３に示すように時間の関数となる。また、板厚偏差ΔＨやロールギャップＳには、圧延機１で圧延された元材に残る周期的な板厚の変化や、板速度、あるいは圧延機１の応答特性などを精確に把握できないことが原因となり、両者（板厚偏差ΔＨやロールギャップＳ）間でズレが生じている。
【００２５】
なお、図３を見れば明らかなように、ΔＨが大きく、板厚を大きく下げる圧延が必要な場合は、ロールギャップＳを小さく、またΔＨが小さく、板厚をあまり下げる必要がない場合は、ロールギャップＳを大きくする。そして、これらのΔＨとＳの変化は、理想的なＦＦ−ＡＧＣ制御が行われていれば、増減方向が逆にはなるものの同じタイミングで変化するはずである。
【００２６】
しかし、実際の圧延では、さまざまな要因により、図３に示すようにΔＨの変化曲線に対して、Ｓの変化曲線は時間Δｔだけ横軸方向にずれた位置で、全く逆の変化傾向を示すようになる。
この関係を定量化するために、ΔＨの変化曲線とＳの変化曲線との相関関係（相関係数）を求めるようにする。
【００２７】
その結果が、図４である。
図４に示すように、得られた相関係数は時間関数の曲線となる。その上で、相関係数が最小となる時間Δｔを求め、そのΔｔを追加してＦＦ−ＡＧＣによる演算を行えば、複雑な装置構成や計算を必要とすることなく、高い精度でロールギャップを制御することが可能となる。  
【００２８】
このように実測されたΔＨとＳの間の相関係数を求めれば、理想的なΔＨとロールギャップＳの位置関係からの時間のずれを正確に把握することができ、ロールギャップの変更量をＦＦ−ＡＧＣにて演算するに際し、複雑な装置構成や計算を必要とすることなく、高い精度で出側板厚を制御することが可能となる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００２９】
例えば、本実施形態は、薄板の例を示したが、厚板圧延や箔圧延での制御にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１    圧延機
２    圧延ロール
３    板厚計
４    板速計
５    ＦＦ制御部
Ｗ    圧延材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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