(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークロールベンディング装置を備えたタンデム圧延機によって鋼板の熱間仕上げ圧延をおこなうに際し、前記鋼板の幅方向の少なくとも二点において板クラウンの目標値を設定するとともに、前記二点のそれぞれの板クラウンに対するワークロールベンディングの影響が最大となるスタンドを求めておき、最終スタンドの出側で測定した前記二点の板クラウンが前記目標値と合致するように、前記スタンドのそれぞれのワークロールベンディング力の調整をおこなうことを特徴とする板クラウン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークロールベンディング装置を備えた熱間仕上げ圧延機を用い、熱延鋼板の圧延をおこなう際の板クラウン制御方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、幅方向二点の板クラウンの制御が可能な板クラウン制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱延鋼板の圧延では、良好な断面プロフィルを得るための板クラウン制御が重要であり、これに対応してワークロールベンディング装置を備えた熱間圧延機が多数用いられている。
【０００３】
従来の板クラウン制御は、板幅方向の一点のみに板クラウン目標値を与え、最終スタンドでその目標値を確保することができるように各スタンドでの目標板クラウンを定め、ワークロールベンディング装置などのアクチュエータを調整する方法でおこなわれてきた。したがって、板幅方向のその他の部分においては、所期した板クラウンを得ることができるとは限らない。
【０００４】
最近、鋼板の幅端部に生じるエッジドロップを所定の範囲内に抑えつつ、目標とする板クラウンに制御する必要性が高まっている。このことは幅方向における少なくとも二点において板クラウンの目標値を設定し、最終スタンドの出側で、前記二点の板クラウンが目標値に合致するように制御することに他ならない。
【０００５】
幅方向二点の板クラウンを制御する方法としては、特開平７−６０３２３号公報に板プロフィルに対して制御効果の異なる２種類の板クラウン制御装置を組み合わせて板クラウンを設定制御する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、前記公報に開示された方法は、２種類以上の板クラウン制御装置（アクチュエータ）が必要であり、設備コストが高くなるという欠点がある。また、その板クラウン制御装置の内の一方は制御応答性の高いワークロールベンディング装置を用いるとしても、他方は制御応答性に劣るロールシフト装置やロールクロス装置となり、圧延中に板クラウンを計測して制御する際の応答が遅いといった問題もあり実用的ではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、タンデム圧延機による鋼板の熱間仕上げ圧延において、制御応答性が高いワークロールベンディング装置のみで最終スタンドの出側で目標とする幅方向二点の板クラウンを確保し、良好な断面プロフィルの鋼板を得ることができる板クラウン制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、タンデム圧延機による鋼板の熱間仕上げ圧延において各スタンドのワークロールベンディングによる最終スタンド出側の板プロフィル制御効果を実験的手法により調査し、特に仕上げ板厚が薄い場合、ワークロールベンディング力の板クラウンに対する影響は、幅方向位置およびスタンドにより傾向が異なることを明らかにした。
【０００９】
図１は、最終スタンド出側の板クラウンに対する各スタンドのワークロールベンディング力の影響を示すグラフの一例である。同図において、縦軸は各スタンドのワークロールベンディング力を変化させたときの最終スタンド出側の板クラウン変化量（ΔＣ）に対するワークロールベンディング力の変化量（ΔＢ）の比（ΔＣ／ΔＢ）で、横軸はスタンドＮｏ．でＦ７は最終スタンドを表す。図中のＣ25、Ｃ50、・・・は板端部からそれぞれ２５ｍｍ、５０ｍｍ、・・・の点の板クラウンを示す。
【００１０】
図１に示すように、例えば板端部より７５ｍｍの点の板クラウンに対するベンディング力の影響は最終スタンドではなく中間スタンドで最大となること、板端部より２５ｍｍの点の板クラウンに対する影響は７５ｍｍに比べて後段側のスタンドで最大となることが明らかになった。
【００１１】
これは板中央部側の板クラウンは後段スタンドで入側板クラウンの影響が大きく板クラウンが遺伝されやすいのに対し、板端部では入側板クラウンの遺伝効果が少なく、後段スタンドで板クラウンを比較的自由に変更できるためと考えられる。
【００１２】
本発明は、このような幅中央部側の板クラウンと幅端部側の板クラウンの板クラウン制御効果が各スタンドで異なる傾向を示すことを利用したものであり、その特徴が最も大きく現れる２スタンドのワークロールベンディング力を調整して、幅方向二点の板クラウンを制御することを可能とするものである。
【００１３】
本発明の要旨は、「ワークロールベンディング装置を備えたタンデム圧延機によって鋼板の熱間仕上げ圧延をおこなうに際し、前記鋼板の幅方向の少なくとも二点において板クラウンの目標値を設定するとともに、前記二点のそれぞれの板クラウンに対するワークロールベンディングの影響が最大となるスタンドを求めておき、最終スタンドの出側で測定した前記二点の板クラウンが前記目標値と合致するように、前記スタンドのそれぞれのワークロールベンディング力の調整をおこなうことを特徴とする板クラウン制御方法」である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ワークロールベンディング装置を備えたタンデム圧延機による鋼板の圧延において、幅端部から幅方向に距離Ｘ、Ｙの二点（Ｘ＞Ｙ）の最終スタンド出側の板クラウンをそれぞれＣX 、ＣY とすると、スタンド数をＮとした場合のＣX 、ＣY は各スタンドのワークロールベンディング力の一次関数の総和として、（１）、（２）式で近似的に与えられる。
【００１５】
【数１】
0004192321.tif 000002
【００１６】
【数２】
0004192321.tif 000003
【００１７】
ここでＢは各スタンドのワークロールベンディング力であり、α、βは、それぞれＣX 、ＣY に対するＢの影響程度を示す係数（以下、影響係数という）で、圧延荷重、ロール径、板厚、板幅などで定まる値である。なお、添え字ｉはスタンドＮｏ．を示す。
【００１８】
（１）、（２）式で明らかなように、α、βの値は大きい程、板クラウン制御効果が高いことを意味する。図１に示すように（図１のΔＣ／ΔＢがαおよびβに対応する）、α、βの値はスタンド毎に異なる。全スタンド中でα、βの値が最大となるスタンドをそれぞれ第Ｊ番目、第Ｋ番目のスタンドとし、そのスタンドのα、βをそれぞれαJ 、βK とする。
【００１９】
本発明は、上記第Ｊ番目と第Ｋ番目のスタンドのワークロールベンディング力を変更することにより、幅方向二点の板クラウンを制御するものである。例えば、第Ｊ番目と第Ｋ番目のスタンドのワークロールベンディング力をそれぞれ変更量ΔＢJ 、ΔＢK だけ変更すると、幅方向二点Ｘ、Ｙの板クラウンはそれぞれ（αJ ×ΔＢJ ＋αJ ×ΔＢK ）、（βK ×ΔＢJ ＋βK ×ΔＢK ）だけ変化する。
【００２０】
本発明においては、圧延に先立つ板クラウン設定計算時に、予め設定された幅方向二点Ｘ、Ｙの目標板クラウンＣX 、ＣY に基づき（１）、（２）式の影響係数α、βを各スタンド毎に計算し、α、βがそれぞれ最大となるスタンドＪ、Ｋを定める。次いで、最終スタンド出側に設置した板プロフィル形で幅方向二点の板クラウンＣX ｒ、ＣY ｒを計測し、それぞれの目標板クラウンとの差ΔＣX （ＣX −ＣX ｒ）、ΔＣY （ＣY −ＣY ｒ）を求める。
【００２１】
次ぎに、下記の（３）、（４）式を満足する第Ｊ番目のスタンドのワークロールベンディング力変更量ΔＢJ と第Ｋ番目のスタンドのワークロールベンディング力変更量ΔＢK を求め、第Ｊ番目と第Ｋ番目のスタンドのワークロールベンディング力をそれぞれΔＢJ 、ΔＢK だけ変更する制御をおこなう。
【００２２】
ΔＣX ＝αJ ×ΔＢJ ＋αK ×ΔＢK     （３）
ΔＣY ＝βJ ×ΔＢJ ＋βK ×ΔＢK     （４）
この制御により、最終スタンド出側の板クラウンを目標値に精度良く的中させることができる。
【００２３】
なお、（３）、（４）式で算出されるΔＢJ 、ΔＢK が、ワークロールベンディング能力を超える場合には、その能力の最大値とすればよい。
【００２４】
【実施例】
ワークロールベンディング装置を有する７スタンド（Ｆ１〜Ｆ７）のタンデム圧延機を用い、表１に示す圧延条件で熱間仕上げ圧延をおこなった。なお、同表にはワークロールベンディング力の基準設定条件も示す。ワークロールベンディング力の変更量は各スタンドで最大±４０ｔｏｎとした。
【００２５】
【表１】
0004192321.tif 000004
【００２６】
表２に示すように、最終スタンド出側の板クラウン目標値は幅端部から幅方向に７５ｍｍと２５ｍｍの位置において、ケース１ではそれぞれ１９μｍ、３５μｍ、ケース２ではそれぞれ１１μｍ、２０μｍに設定した。
【００２７】
【表２】
0004192321.tif 000005
【００２８】
最終スタンド出側の板クラウン目標値Ｃ75とＣ25のそれぞれに対する各スタンドのワークロールベンディング力の影響係数α、βの計算結果を表３に示す。
【００２９】
【表３】
0004192321.tif 000006
【００３０】
表３に示すように、影響係数α、βはそれぞれＦ４およびＦ７スタンドで最大値となった。したがって、制御スタンドをＦ４とＦ７とした。
【００３１】
次ぎに、試験の要領を説明する。
各スタンドのワークロールベンディング力を表１に示す基準値に設定し圧延を開始し、圧延の途中で、最終スタンドの出側に設置した板プロフィル形で上記二点の板クラウンを測定し、（３）、（４）式からワークロールベンディング力の変更量を求め、Ｆ４とＦ７スタンドのワークロールベンディング力を変更した。表４に試験条件ならびに試験結果を示す。
【００３２】
【表４】
0004192321.tif 000007
【００３３】
表４において、ケース１の試験Ｎｏ．４およびケース２の試験Ｎｏ．８は各スタンドのワークロールベンディング力を基準設定値に固定して圧延した従来例であり、またケース１の試験Ｎｏ．２、３およびケース２の試験Ｎｏ．６、７は制御スタンドを変更して圧延した比較例である。
【００３４】
表４に示すように、試験Ｎｏ．１および試験Ｎｏ．５の本発明例は、比較例に比べ少ないワークロールベンディング力変更量で幅方向二点において目標とする板クラウンを得ることができた。
【００３５】
従来例では、目標とする板クラウンが得られなかった。比較例では、試験Ｎｏ．２、３、７で目標に近い板クラウンが得られ、試験Ｎｏ．６で目標とする板クラウンが得られたが、いずれも大きなワークロールベンディング力変更量が必要となった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、幅方向二点の板クラウン制御は、従来２種類の板クラウン制御装置が必要であったのが、１種類の板クラウン制御装置で可能となる。これは、設備コスト面で有利なだけでなく、制御応答性が高いロールベンディング装置のみで実現できるので、従来方法に対して制御速度が向上するという効果もある。さらに、ワークロールベンディング力の変更量が少なくてよいので、板形状に与える影響も少ないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】最終スタンド出側の板クラウンに対する各スタンドのワークロールベンディング力の影響を示すグラフの一例である。
【図１】
0004192321.tif 000008