(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
難圧延材である高張力鋼板を冷間圧延するタンデム圧延機の第１スタンドを高圧下スタンドとするとともに、第１スタンド出側と第２スタンド出側と最終スタンド出側とにそれぞれ形状検出器を配置し、
第１スタンド出側及び第２スタンド出側に配置された形状検出器により測定された圧延材の板幅方向の実形状が目標形状と一致するようにこれらのスタンドの形状制御機構を制御することにより、第１スタンド及び第２スタンドで圧延材の板幅方向の断面形態であるプロフィールを決定し、
また、第１スタンドおよび第２スタンド出側の実形状の差分を検出し、
この検出値と最終スタンド出側の目標形状とにより、最終スタンド入側の形状が最終スタンドの形状矯正能力範囲に収まるように中間スタンドの形状制御機構の制御量を予測演算装置で演算し、第２スタンド以降の各スタンドに指令することにより、
第３スタンド以降のスタンドではプロフィールの変化の影響を無視して専ら長手方向の歪偏差のみの形状制御を行うことを特徴とする高張力鋼板の冷間圧延における形状制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンデム圧延機により鋼板を圧延する場合に用いられる冷間圧延における形状制御方法に関し、特に高張力鋼板のような難圧延材の圧延時にも良好な鋼板の形状を得ることができる冷間圧延における形状制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板を圧延する場合には、耳伸び、中伸び等の板長手方向の歪偏差がなく、かつ板幅方向のプロフィールの良好な鋼板とすることが望まれる。このため従来からタンデム圧延機の最終のスタンドを形状制御能力の高い圧延スタンドとするとともに、最終スタンドの出側に形状検出器を設け、この形状検出器の検出信号により最終スタンドの形状制御機構を操作して目標とする鋼板形状となるように制御を行っていた。
【０００３】
しかし最近自動車用等として需要が増加している高張力鋼板（ハイテン鋼板）は材料の変形抵抗が高いため、板厚を大きく変化させる必要のある最初のスタンドにはワークロールを小径化した６Ｈｉミル、クラスターミル等と呼ばれる形式の圧延スタンドが配置されている。このようなタンデム圧延機で高張力鋼板を圧延する場合には、最初のスタンドで高圧下を加えることが多いので最初のスタンドの圧延形状への影響が大きく、特に最初のスタンドで大きな耳伸び、中伸び等の板長手方向の形状不良を発生させてしまうと、最終スタンドを形状制御能力の高い圧延スタンドとしても、もはや形状を矯正しきれないという問題があった。
【０００４】
なお、最初のスタンド前に形状検出器を設けて圧延前の形状を測定し、最終スタンドの出側で測定された最終圧延後の形状との差に基いて各スタンドを分散制御することも広く行われている。しかしこの方法によっても上記と同じ理由により、最初のスタンドで大きな形状不良を発生させてしまうと、それ以降のスタンドでは形状を矯正することは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、高張力鋼板のような難圧延材であっても、良好な形状に確実に圧延することができる冷間圧延における形状制御方法を提供するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明の高張力鋼板の冷間圧延における形状制御方法は、
難圧延材である高張力鋼板を冷間圧延するタンデム圧延機の第１スタンドを高圧下スタンドとするとともに、第１スタンド出側と第２スタンド出側と最終スタンド出側とにそれぞれ形状検出器を配置し、
第１スタンド出側及び第２スタンド出側に配置された形状検出器により測定された圧延材の板幅方向の実形状が目標形状と一致するようにこれらのスタンドの形状制御機構を制御することにより、第１スタンド及び第２スタンドで圧延材の板幅方向の断面形態であるプロフィールを決定し、
また、第１スタンドおよび第２スタンド出側の実形状の差分を検出し、
この検出値と最終スタンド出側の目標形状とにより、最終スタンド入側の形状が最終スタンドの形状矯正能力範囲に収まるように中間スタンドの形状制御機構の制御量を予測演算装置で演算し、第２スタンド以降の各スタンドに指令することにより、
第３スタンド以降のスタンドではプロフィールの変化の影響を無視して専ら長手方向の歪偏差のみの形状制御を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、第１スタンド出側及び第２スタンド出側にそれぞれ形状検出器を配置し、これらの形状検出器により測定された圧延後の実形状に基いて第１スタンド、第２スタンドを含む各スタンドの形状制御機構を制御するようにしたので、難圧延材である高張力鋼板を圧延する場合にも第１スタンドや第２スタンド等の上流側スタンドにおいて、後段スタンドでは矯正できないような板長手方向の形状不良発生を発生させることがない。また、圧延材の板幅方向の断面形態であるプロフィールは第１スタンドと第２スタンドでほとんど決定されてしまうため、それ以降のスタンドでは専ら長手方向の歪偏差のみに注意して形状制御機構を制御すればよく、プロフィールの影響を無視してより確実な形状制御が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はタンデム圧延機の圧延スタンドと形状検出器の配置を示すもので、この実施形態のタンデム圧延機は、第１スタンド１、第２スタンド２、第３スタンド３、第４スタンド４および第５スタンドである最終スタンド５の５段の圧延スタンドを備えている。もちろんスタンド数が６以上となれば、最終スタンドの位置は変化する。図示のように、第１スタンド１は６Ｈｉミル、クラスターミル等などの形状制御能力の高い高圧下型の圧延スタンドとしておく。
【０００９】
このタンデム圧延機の第１スタンド出側には形状検出器６が設けてあり、最終スタンド出側にも形状検出器８が設けられている。更に第２スタンド２の出側にも中間スタンド用の形状検出器７を配置してある。これらの形状検出器６，７，８はその位置を通過する鋼板の形状を測定して検出信号を出力し、以下に述べるように各スタンドに備えた形状制御機構１１，１２，１３，１４，１５を制御する。
【００１０】
形状検出器は鋼板幅方向の張力や歪量を検出する装置であり、接触式、非接触式ともに各種の装置が知られているが、例えば図４に示すように鋼板の進行方向に直交する方向に分割して電極Ｅを並べて設け、磁力により鋼板を引き寄せて各電極Ｅの静電容量により鋼板の幅方向の形状を予測するものを用いることができる。また図５に示すようにロール表面に幅方向に並べて圧電素子Ｓを埋め込み、鋼板を押し付けて個々の圧電素子Ｓに発生する電圧により鋼板の幅方向の形状を計測するものを用いることもできる。
【００１１】
形状制御機構自体は、ワークロールベンダー装置、ワークロールレベル装置、中間ロールベンダー装置、中間ロールシフト装置、ゾーンクーラント装置等の公知のものである。形状制御機構は形状検出器による検出値と目標値との差分に影響係数を乗じて演算し、例えば圧延スタンドのベンダー量を決定して圧延スタンドのロールベンダーに加えるなどの制御ロジックを備えたものである。
【００１２】
図２は実施形態における制御系の構成を示すブロック図である。まず最終スタンド出側の形状検出器８は従来から存在するものであって、その出力はフィードバック制御装置１８に入力され、最終スタンド出側の目標形状（製品形状）と比較されてその偏差がゼロとなるように操作量が演算される。演算された操作量は最終スタンド５の形状制御機構１５に入力され、最終スタンド出側の実形状が目標形状と一致するように形状制御機構１５を制御することは従来と同様である。
【００１３】
しかし第１スタンド出側に設けられた形状検出器６と、第２スタンド２の出側に設けられた中間スタンド用の形状検出器７は本発明に特有のものである。第１スタンド出側の実形状を示す形状検出器６の出力は、フィードバック制御装置１６に入力される。このフィードバック制御装置１６には、上記した最終スタンド出側の目標形状と原板情報とから演算された第１スタンド出側の目標形状が入力されている。そしてこの第１スタンド出側の目標形状と第１スタンド出側の実形状を示す形状検出器６の出力とが比較され、その差より原板形状と原板プロフィールの形状要因を判断して第１スタンド１の操作量を演算し、第１スタンド１の形状制御機構１１を制御する。
【００１４】
またこの第１スタンド出側に設けられた形状検出器６の出力は、予測制御装置２０にも入力される。予測制御装置２０は、第１スタンド出側の実形状と最終スタンド出側の目標形状との差より、第２スタンド２以下の各スタンドの操作量を予測演算する装置である。算出された各スタンドの操作量は各スタンド２，３，４，５の形状制御機構１２，１３，１４，１５にそれぞれ入力される。
【００１５】
第２スタンド２の出側に設けられた中間スタンド用の形状検出器７は、第２スタンド２の出側の実形状を測定し、フィードバック制御装置１７に入力する。このフィードバック制御装置１７には上記の予測制御装置２０から第２スタンド２の目標形状が入力されており、第２スタンド２の出側の実形状が目標形状に一致するように操作量を演算して形状制御機構１２を制御する。
【００１６】
また、中間スタンド用の形状検出器７の信号も予測制御装置２０に入力され、第２スタンド２の出側の実形状を示す情報によって上記した予測制御装置２０の演算値を補正する。このように、形状検出器６の出力に形状検出器７の出力が加えられ、第２スタンド２以降の各スタンドは第１スタンド１の出側の実形状のみならず、第２スタンド２の出側の実形状をも確認しながらより正確に制御されることとなる。
【００１７】
上記したように、本発明では第１スタンド出側に設けられた形状検出器６と、第２スタンド２の出側に設けられた中間スタンド用の形状検出器７とによって各スタンドで圧延実施後の実形状を測定し、原板形状と原板プロフィールの形状影響を判断する。次に最終スタンド出側の目標形状と第１スタンド１及び第２スタンド２の出側の実形状との差分より、最終スタンド入側の形状が最終スタンド５の形状矯正能力範囲に収まるように、中間スタンドの形状制御機構の制御量を予測制御装置２０で演算し、第２スタンド２以降の各スタンドに指令する。このようにして中間スタンドで次第に圧延された鋼板は最終スタンド５に達し、最終スタンド出側の実形状が目標形状と一致するようにフィードバック制御される。上記したように、最終スタンド入側の形状は最終スタンド５の形状矯正能力範囲に収まっているので、確実に目標形状に圧延することができる。
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の高張力鋼板の冷間圧延における形状制御方法によれば、従来の最終スタンド出側の形状検出器に加えて、第１スタンド出側及び第２スタンド出側にもそれぞれ形状検出器を配置し、これらの形状検出器の検出信号により各スタンドの形状制御機構を制御するようにしたので、第１スタンドや第２スタンド等の上流側スタンドにおいて、後段のスタンドでは修復できないような板長手方向の形状不良発生を発生させることがない。
【００２０】
また、圧延材の板幅方向の断面形態であるプロフィールは第１スタンドと第２スタンドでほとんど決定されてしまうため、この段階で実形状の測定を行えばそれ以降のスタンドではプロフィールの変化の影響を無視して専ら長手方向の歪偏差のみに注意して形状制御機構を制御すればよく、より確実な形状制御が可能となる。よって本発明によれば、材料の変形抵抗が高い高張力鋼板のような難圧延材を圧延する場合にも、最終目標通りの形状に圧延することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の説明図である。
【図２】制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】他の実施形態の説明図である。
【図４】形状検出器の一例を示す斜視図である。
【図５】形状検出器の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  第１スタンド
２  第２スタンド
３  第３スタンド
４  第４スタンド
５  最終スタンド
６  第１スタンド出側の形状検出器
７  第２スタンド出側の形状検出器
８  最終スタンド出側の形状検出器
１１  第１スタンドの形状制御機構
１２  第２スタンドの形状制御機構
１３  第３スタンドの形状制御機構
１４  第４スタンドの形状制御機構
１５  第５スタンドの形状制御機構
１６  フィードバック制御装置
１７  フィードバック制御装置
１８  フィードバック制御装置
２０  予測制御装置
【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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