(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を竪型圧延機により幅方向に圧延した後、水平圧延機により厚み方向に圧延し、板幅が所望の値となるように圧延する熱間圧延方法において、竪型圧延機のロール開度設定値と、竪型圧延機の圧延荷重予測値、水平圧延機における幅変化量予測値を基に、水平圧延機の圧延方向下流における板幅ＷC を演算し、水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計により板幅ＷM を実測し、竪型圧延機において実測した圧延荷重と予測演算した圧延荷重の差に基づき、竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値ＷC と実測値ＷM の偏差から、前記竪型圧延機出側における板幅偏差分ΔＷV を除いた数値に基づいて、圧延時の竪型圧延機ロール開度設定値を修正することを特徴とする熱延鋼板の板幅制御方法。
【請求項２】
鋼板を竪型圧延機により幅方向に圧延した後、水平圧延機により厚み方向に圧延し、板幅が所望の値となるように圧延する熱間圧延方法において、竪型圧延機のロール開度設定値と、竪型圧延機の圧延荷重予測値、水平圧延機における幅変化量予測値を基に、水平圧延機の圧延方向下流における板幅ＷC を演算し、水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計により板幅ＷM を実測し、竪型圧延機において実測した圧延荷重と予測した圧延荷重の差に基づき、竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算し、竪型圧延機における荷重予測値と実測値の偏差に基づき、水平圧延機出側における板幅偏差ΔＷH を演算し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値ＷC と実測値ＷM の偏差から、前記竪型圧延機出側の板幅偏差分ΔＷV と水平圧延機出側における板幅偏差分ΔＷH を除いた数値に基づいて、圧延時の竪型圧延機ロール開度設定値を修正することを特徴とする熱延鋼板の板幅制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間圧延における板幅制御方法に係わり、特に鋼板の板幅偏差に基づいた学習を行うことで板幅を一定にし、クロップ量を減らして歩留を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱間圧延工程では、鋼板の先端部および後端部における幅広がりおよび幅落ちを抑制することで、切り落とし量を少なくして、歩留を向上させるために、先端部から後端部まで精度良く目標板幅に一致させるための技術が重要となっている。
【０００３】
鋼板を竪型圧延機により幅方向に圧延した後、水平圧延機により厚さ方向に圧延する方法で水平圧延機の圧延方向下流の板幅を制御する技術としては、竪型圧延機のロール開度を基に水平圧延機の圧延方向下流における板幅を演算し、目標板幅が一致するように竪型圧延機のロール開度を修正し制御する方法がとられている。この時、水平圧延機の圧延方向下流における板幅を予測演算する計算モデルが必要になるが、計算モデルでは十分に考慮しきれない様々な外乱があり、この外乱を計算モデルの補正項として、実機操業データを基に学習することが好ましい。
その例として、特開２０００−１１７３１５号公報においては、図５に示すように水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計による板幅の測定値と板幅の目標値の差異を基に所定の演算を行い、板幅測定値と板幅目標値の差異がゼロとなるように、竪型圧延機のロール開度と板幅の目標値の関係を学習し、竪型圧延機ロール開度設定値の学習項を補正している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、板幅目標値と板幅実測値の関係を基にした竪型圧延機ロール開度設定値の学習項は、種々の圧延条件および幅圧下量の変動により、竪型圧延機における荷重予測誤差、そしてこれによるロールギャップ変動が発生して、学習値が不安定となり、板幅精度が向上しないという欠点がある。そこで本発明では、図６に示すように竪型圧延機において圧延荷重が実測可能である点に着目し、竪型圧延機における荷重予測誤差による板幅偏差と、例えば圧延機の温度変化やロール摩耗などに伴う圧延状態の変化により生ずる板幅偏差を分離して、精度の高い学習を行うことで、板幅精度の向上を行う。
【０００５】
竪型圧延機において板幅方向に圧延した後、水平圧延機において厚み方向に圧延する圧延方法の流れを図７に示す。設定された竪型圧延機ロール開度と竪型圧延機圧延荷重により、圧延中のロールギャップが決まり、竪型圧延機出側における板幅・板厚分布が決まる。その後の水平圧延機における幅変化を経て水平圧延機の圧延方向下流における板幅が決定される。前記竪型圧延機における「圧延中のロールギャップ」は鋼板が竪型圧延機にかみこむ前のロール開度の設定値と、竪型圧延機のミルの伸び量により決定し、この竪型圧延機のミルの伸び量は竪型圧延機の剛性と圧延荷重によって決定される。つまり目標とする板幅と一致するように竪型圧延機のロール開度を決定するが、水平圧延機の圧延方向下流における板幅は「圧延中のロールギャップ」に大きく依存し、その「圧延中のロールギャップ」は竪型圧延機の圧延荷重をもとづいている。水平圧延機の圧延方向下流における板幅を目標値に一致させるためには、圧延前に「圧延中のロールギャップ」を予測せねばならないため、竪型圧延機にかみこむ前に竪型圧延機における圧延荷重を予測演算することが必要になる。このため、水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計で測定した板幅の実測値と目標値との差には、荷重予測誤差による板幅偏差と、例えば圧延機の温度変化やロール摩耗などに伴う圧延状態の変化により生ずる板幅偏差が同時に含まれている。特開２０００−１１７３１５号公報では、板幅目標値と板幅実測値の関係を学習しているため、竪型圧延時の圧延荷重実測値は利用されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、竪型圧延機における圧延荷重実測値を有効に利用し、板幅の目標値と実測値の偏差から、予め分かっている板幅偏差、即ち荷重予測誤差による板幅偏差の影響とその他圧延機の温度変化、ロール摩耗等の影響を個々に学習することで、板幅精度を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として請求項１の発明は、鋼板を竪型圧延機により幅方向に圧延した後、水平圧延機により厚み方向に圧延し、板幅が所望の値となるように圧延する熱間圧延方法において、竪型圧延機のロール開度設定値と、竪型圧延機の圧延荷重予測値、水平圧延機における幅変化量予測値を基に、水平圧延機の圧延方向下流における板幅ＷC を演算し、水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計により板幅ＷM を実測し、竪型圧延機において実測した圧延荷重と予測演算した圧延荷重の差に基づき、竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値ＷC と実測値ＷM の偏差から、前記竪型圧延機出側における板幅偏差分ΔＷV を除いた数値に基づいて、圧延時の竪型圧延機ロール開度設定値を修正することを特徴とする熱延鋼板の板幅制御方法である。
【０００８】
また、請求項２の発明は、鋼板を竪型圧延機により幅方向に圧延した後、水平圧延機により厚み方向に圧延し、板幅が所望の値となるように圧延する熱間圧延方法において、竪型圧延機のロール開度設定値と、竪型圧延機の圧延荷重予測値、水平圧延機における幅変化量予測値を基に、水平圧延機の圧延方向下流における板幅ＷC を演算し、水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計により板幅ＷM を実測し、竪型圧延機において実測した圧延荷重と予測した圧延荷重の差に基づき、竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算し、竪型圧延機における荷重予測値と実測値の偏差に基づき、水平圧延機出側における板幅偏差ΔＷH を演算し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値ＷC と実測値ＷM の偏差から、前記竪型圧延機出側の板幅偏差分ΔＷV と水平圧延機出側における板幅偏差分ΔＷH を除いた数値に基づいて、圧延時の竪型圧延機ロール開度設定値を修正することを特徴とする熱延鋼板の板幅制御方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明による熱延鋼板の板幅制御方法における第一の形態を示すブロック図である。その制御手順を図３に従って説明する。
すなわち、竪型圧延機ロール開度Ｅと圧延前の圧延材情報、竪型圧延機のロール情報を基に竪型圧延機における圧延荷重予測値ＰVC を演算し、その荷重予測値を基に竪型圧延機ミル伸び量を演算し、竪型圧延機出側における板幅予測値を決定する。その後の水平圧延機における幅変動ΔＷH を考慮し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅を、例えば式（１）に従い演算する。
ＷC ＝Ｅ＋（ＰVC −Ｐ0 ）／ＫV ＋ΔＷHPC‥‥‥‥‥‥（１）
Ｅ：竪型圧延機におけるロール開度
ＰVC ：竪型圧延機荷重予測値
ＫV ：竪型圧延機の剛性
Ｐ0 ：ゼロ調時の荷重
ΔＷHPC：竪型圧延荷重予測値を基に演算した水平圧延機における幅変化量予測値
【００１０】
この式（１）を基に演算した水平圧延機の圧延方向下流における板幅の予測値と目標値が一致するように竪型圧延機のロール開度を設定する。
設定した竪型圧延機のロール開度に基づき竪型圧延機における板幅方向圧延および水平圧延機における板厚方向圧延を実行し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅計において板幅ＷM を実測する。
【００１１】
鋼板の板幅実測位置を幅圧下したときの竪型圧延機の圧延荷重の実測値ＰVM と演算した圧延荷重の予測値ＰVC の差による竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV は、水平圧延機の圧延方向の圧延方向下流における板幅の実測値と演算値の偏差として必ず含まれている。
よって、鋼板の板幅実測位置を幅圧下したときの竪型圧延機の圧延荷重の実測値ＰVM と予測値ＰVC の荷重偏差ΔＰV を演算し、式（２）に従い、荷重予測誤差に基づく板幅偏差ΔＷV を演算する。このΔＷV を荷重予測誤差に基づく学習項とする。
ΔＷV ＝ΔＰV ／ＫV ＝α1 ‥‥‥‥‥‥（２）
ΔＰV ：竪型圧延機における圧延荷重の演算値と実測値の偏差
【００１２】
そして、水平圧延機の圧延方向下流における板幅の実測値ＷM と（１）式で求めた水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値ＷC の偏差から、（２）式で求めた竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を除いた数値を求める。（１）式における水平圧延機における幅変化量予測値は竪型圧延機荷重予測値に基づいているため、学習項α2 は荷重予測誤差に基づく水平圧延機における幅変化量の偏差と圧延機の温度変化やロール摩耗等に伴う学習項となる。
ＷM −ＷC −ΔＷV ＝α2 ‥‥‥‥‥‥（３）
【００１３】
このように水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値と実測値の偏差と竪型圧延機における荷重予測値と実測値の偏差から、荷重予測誤差に基づく板幅偏差の学習項α1 と、圧延機の温度変化やロール摩耗等に基づく板幅偏差の学習項α2 をそれぞれ独立に求め、竪型圧延機のロール開度を修正することで、板幅を高精度に制御する事ができる。
【００１４】
［実施の形態２］
図２は本発明による熱延鋼板の板幅制御方法における第２の形態を示すブロック図である。その制御手順を図４に従って説明する。
すなわち、竪型圧延機ロール開度Ｅと圧延前の圧延材情報、竪型圧延機のロール情報を基に竪型圧延機における圧延荷重予測値ＰVC を演算し、その荷重予測値を基に竪型圧延機ミル伸び量を演算し、竪型圧延機出側における板幅予測値を決定する。その後の水平圧延機における幅変動ΔＷH を考慮し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅を、例えば前記式（１）に従い演算する。
【００１５】
この式（１）を基に演算した水平圧延機の圧延方向下流における板幅の予測値と目標値が一致するように竪型圧延機のロール開度を設定する。
設定した竪型圧延機のロール開度に基づき竪型圧延機における板幅方向圧延および水平圧延機における板厚方向圧延を実行し、水平圧延機の圧延方向下流における板幅計において板幅ＷM を実測する。
さらに、前記式（２）に従い、荷重予測誤差に基づく竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算する。
【００１６】
また、竪型圧延機荷重予測誤差により、竪型圧延機出側における板厚増肉量にも偏差が生じる。この結果、水平圧延機における幅変化量に差を生じる。つまり、水平圧延機における幅変化にも竪型圧延機の荷重予測誤差の影響を受けている。
そこで、予測した竪型圧延機圧延荷重を基に演算した水平圧延機における板幅変化量ΔＷHPCと、測定した竪型圧延機圧延荷重を基に演算した水平圧延機における板幅変化量ΔＷHPMの差ΔＷH を求める。このΔＷH が荷重予測誤差に基づく、水平圧延機における幅変化量の学習項となる。
ΔＷH ＝ΔＷHPM−ΔＷHPC＝α3 ‥‥‥‥‥‥（４）
ΔＷHPC：予測した竪型圧延機圧延荷重を基に演算した水平圧延機における板幅変化量
ΔＷHPM：測定した竪型圧延機圧延荷重を基に演算した水平圧延機における板幅変化量
【００１７】
この水平圧延機の圧延方向下流における板幅の実測値ＷM と（１）式で求めた水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値ＷC の偏差から、（２）式で求めた竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV と（４）式で求めた水平圧延機における板幅変化量の偏差ΔＷH を除いた数値を圧延機の温度変化やロール摩耗等に伴う学習項とする。
ＷM −ＷC −ΔＷV −ΔＷH ＝α4 ‥‥‥‥‥‥（５）
【００１８】
このように水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値と実測値の偏差と竪型圧延機における荷重予測値と実測値の偏差から、竪型圧延機出側における板幅偏差の学習項α1 と、竪型圧延機における荷重予測値と実測値の偏差による板厚増肉量の偏差に基づく水平圧延機出側における板幅偏差の学習項α3 と、圧延機の温度変化やロール摩耗等に基づく板幅偏差の学習項α4 をそれぞれ独立に求め、竪型圧延機のロール開度を修正することで、板幅を高精度に制御する事ができる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の実施例１について、図１を参照して詳しく説明する。図１において、１は鋼板で矢印方向に進行する。２は竪型圧延機における竪ロール、３は水平圧延機における水平ロール、４は水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計、５は竪型圧延機における荷重を測定する荷重測定装置、６は演算装置、７は学習装置である。
【００２０】
すなわち、水平圧延機の圧延方向下流における板幅が目標値と一致するように設定した竪型圧延機のロール開度と竪型圧延機における予測圧延荷重に基づいて水平圧延機の圧延方向下流における板幅ＷC を（１）式を用いて予測演算する。さらに、竪型圧延機における圧延荷重の実測値と演算値の荷重偏差ΔＰV を基に、（２）式を用いて竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算し、荷重予測誤差に基づく学習項α1 を演算する。そして、水平圧延機３の下流に設置した板幅計４における板幅ＷM と（１）式で予測演算した板幅ＷC の偏差から（２）式で演算したΔＷV を除き（３）式に従い、圧延機の温度変化およびロール摩耗等に基づく学習項α2 を導出する。この学習項α1 、α2 を基に次材圧延時およびリバース圧延時等のロール開度を修正することで、板幅精度を向上することができた。
【００２１】
以下に本発明の実施例２について、図２を参照して詳しく説明する。
すなわち、水平圧延機の圧延方向下流における板幅が目標値と一致するように設定した竪型圧延機のロール開度と竪型圧延機における予測圧延荷重に基づいて水平圧延機の圧延方向下流における板幅ＷC を（１）式を用いて予測演算する。さらに、竪型圧延機における圧延荷重の実測値と演算値の荷重偏差ΔＰV を基に、（２）式を用いて竪型圧延機出側における板幅偏差ΔＷV を演算する。さらに、予測した竪型圧延機圧延荷重を基に演算した水平圧延機における板幅変化量と、測定した竪型圧延機圧延荷重を基に演算した水平圧延機における板幅変化量の差ΔＷH を（４）式を基に求める。そして、水平圧延機３の下流に設置した板幅計４における板幅ＷM と（１）式を基に予測演算した水平圧延機の圧延方向の下流における板幅演算値ＷC の偏差から（２）式を基に予測演算したΔＷV と（４）式を基に予測演算したΔＷH を除き、（５）式に従い学習項α4 を導出する。この学習項α1 、α3 、α4 基に次材圧延時およびリバース圧延時等のロール開度を修正することで、板幅精度を向上することができた。
【００２２】
かくして、水平圧延機の圧延方向下流における板幅の演算値と実測値の偏差と竪型圧延機における荷重予測値と実測値の偏差から、荷重予測誤差に基づく板幅偏差と、圧延機の温度変化やロール摩耗等に基づく板幅偏差をそれぞれ独立に求め、竪型圧延機のロール開度を修正することで、板幅を高精度に制御することができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水平圧延機の圧延方向下流における板幅実測値と板幅演算値の偏差から竪型圧延機の荷重予測誤差の影響を除いて学習し、竪ロールの開度を修正することで、製品の幅を一定にすることができ、歩留を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１を示す側面図である。
【図２】この発明の実施形態２を示す側面図である。
【図３】この発明の実施形態１の板幅制御方法における制御手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施形態２の板幅制御方法における制御手順を示すフローチャートである。
【図５】特開２０００−１１７３１５号公報における板幅制御方法を示すフローチャートである。
【図６】この発明の板幅制御方法を示すフローチャートである。
【図７】竪型圧延機において板幅方向に圧延した後、水平圧延機において厚み方向に圧延する圧延方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１：鋼板
２：竪型圧延機における竪ロール
３：水平圧延機における水平ロール
４：水平圧延機の圧延方向下流に設置した板幅計
５：竪型圧延機における荷重を測定する荷重測定装置
６：演算装置
７：学習装置
【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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【図６】
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【図７】
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