(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル長手方向に切れ目なく複数の板厚を有する圧延材を連続的に圧延するに当たり、
形状アクチュエータとしてロールベンド力制御装置及びロールクロス角制御装置を用いて、
板厚変更点の前後において所定のタイミングから圧延前に予測された後行材の目標メカニカルクラウンを達成するように、前記形状アクチュエータを動作させる走間形状制御方法において、
ロールクロス角変更動作終了後に走間板厚変更を行うことを特徴とする、板圧延における走間形状制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板等を圧延する圧延機において、同一母材から異なる板厚あるいは板幅の製品を製造したり、異なる母材を接合して連続的に圧延するなどの走間変更を行う場合の、板圧延における走間形状制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロセスの連続化と生産性の向上を目的として、走間変更技術の開発が各方面で進められ、冷間圧延機では既に多くのプラントで実施されている。又、近年、熱間圧延機においても、走間変更が適用されつつある。
【０００３】
走間変更を実行するケースとしては、次の４つがある。
（１）同一母材から板厚の異なる製品を製造する。
（２）同一母材から板幅の異なる製品を製造する。
（３）同一母材から板幅及び板厚の異なる製品を製造する。
（４）異なる母材を接合して連続的に圧延する。これには、接合される母材の寸法、材種が同一の場合と、異なる場合とがある。
【０００４】
このような板厚、板幅の異なる材料を連続圧延する場合、圧延条件の急変により圧延材の板形状が悪化するという問題がある。
【０００５】
板形状の悪化を防止する従来技術として、例えば特許第２８１９２０２号公報には、図１及び図２に示すような、ロールベンド力及びロールクロス角を操作端とする圧延板の形状制御方法が開示されている。図１において、１０は圧延材、１２はワークロール、１４はバックアップロール、２０は、圧延荷重を検出するための荷重検出器、３０は、ワークロール１２を曲げるロールベンド力を制御するためのロールベンド力制御装置、３２はロールベンド力設定量変更装置、４０は、ワークロール１２のクロス角を制御するためのクロス角制御装置、４２はクロス角設定量変更装置、５０は次材設定量演算装置、５２は設定変更タイミング指示装置である。
【０００６】
この方法では、図２に示す如く、動作速度の遅いロールクロス角を、板厚変更開始に先立つタイミングｔ1で、先行材のクロス角目標θaから後行材のクロス角目標θbに向かって変更を開始すると共に、該クロス角の変更動作を補償するために、ロールベンド力をクロス角とは増減を反対方向にしてＦwaからＦwlに補正するロールベンド力補正を行い、タイミングｔ2で開始される板厚変更と同期して、ロールベンド力の増減を逆方向にしてＦw1からＦw2に変更するロールベンド力変更を行い、板厚変更終了タイミングｔ3で、ロールベンド力の増減を再び逆方向に変更してＦｗ2からＦwbとし、クロス角変更終了タイミングｔ4において、ロールクロス角及びロールベンド力が、それぞれ後行材設定値θb、Ｆwbとなるようにして、形状不良部の発生を板厚変更部分に制限するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の方法では、ロールクロス角が、走間板厚変更がタイミングｔ3で終了した後まで動作しているため、板厚変更に伴いスタンド間張力が低下する場合には、図３に示す如く、板蛇行が発生するという問題があった。
【０００８】
一般に圧延機では、上（ワーク）ロールと下（ワーク）ロールにおける圧延材との潤滑状態が異なるため、例えばロールクロス角を変更可能な圧延機では、図４に示すように、上ロール１２ａによる圧延材１０の押出力が、下ロール１２ｂの押出力よりも強いと、ロールクロス角増加に伴って、圧延材１０を駆動（ＤＲ）側へ押しやる力が強くなる。
【０００９】
一方、走間板厚変更時は、図２に示したように、板厚変更量誤差が発生するとスタンド間張力変動が発生し、張力制御の制御性から、スタンド間張力変動のピークは、板厚変更終了タイミングｔ3後に発生する。
【００１０】
従って、スタンド間張力が高いと、上記ロールクロス角動作に伴う板蛇行を防止することは可能であるが、走間板厚変更に伴うスタンド間張力低下とロールクロス角移動に伴う蛇行作用が同時に発生すると、板蛇行が発生し、圧延材がガイドと接触することによる耳痛みや２枚噛み等のトラブルの原因となっていた。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、先行材と後行材の圧延条件が大きく異なる場合においても、安定した板形状を得ることを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コイル長手方向に切れ目なく複数の板厚を有する圧延材を連続的に圧延するに当たり、形状アクチュエータとしてロールベンド力制御装置及びロールクロス角制御装置を用いて、板厚変更点の前後において所定のタイミングから圧延前に予測された後行材の目標メカニカルクラウンを達成するように、前記形状アクチュエータを動作させる走間形状制御方法において、ロールクロス角変更動作終了後に走間板厚変更を行うようにして、前記課題を解決したものである。
【００１３】
本発明による方法では、ロールクロス角変更動作終了後に走間板厚変更を行うため、スタンド間張力による蛇行修正作用により板蛇行を抑制すると共に、先行材と後行材の圧延条件が大きく異なる場合においても、安定した板形状を保つことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
ロールクロス式圧延機のロールクロス角は、圧延対象のコイル毎に、最適な板形状が得られるように決定される。このロールクロス角は、所要のロールメカニカルクラウン量に等価なロールクロス角として計算される。又、ロールベンド力に、ロールメカニカルクラウン量と等価な効果があることは周知である。従って、ロールクロス角θとロールベンド力Ｆwの間には、コイルの最適な板形状を得るための関係式（以下、クロス角・ベンダ最適曲線式と称する）が得られることになる。このクロス角・ベンダ最適曲線式は、例えば次式に示す如くであり、コイル毎に得られる。
【００１６】
ａ0＋ａ1＊Ｆw＋ａ2＊θ2＝０                      …（１）
【００１７】
ここで、ａ0、ａ1、ａ2は、コイル毎に定まるパラメータである。
【００１８】
このように、ロールクロス角とロールベンド力とは、板形状に関する効果という意味では等価なものであるが、ロールクロス角を調整する装置と、ロールベンド力を調整する装置とを、板形状制御用のアクチュエータとして見た場合、次のような大きな違いがある。
【００１９】
即ち、ロールクロス角調整装置は、板形状の制御範囲が広いが、その応答性は低く、一方、ロールベンド力調整装置は、板形状の制御範囲は狭いが、その応答性は高いという制御性の違いがある。
【００２０】
又、ロールクロス角調整装置は、上下ロールの潤滑差から、圧延材の進行方向に対してＤＲ側あるいは作業（ＷＳ）側へ圧延材を蛇行させる作用を潜在的に有しているが、ロールベンド力調整装置は、蛇行へは影響しない。
【００２１】
図５は、ロールクロス角の変更開始から板厚変更終了までの板形状制御方法を示す、クロス角・ベンダ最適曲線のグラフであり、縦軸にロールベンド力Ｆw、横軸にロールクロス角θをとり、比較例と本発明の実施形態における、これらの関係を表わしている。比較例と実施形態においては、先行材のロールクロス角θa及びロールベンド力Ｆwaを示すポイントＰ1から出発し、図中に太い実線で示すＰ1→Ｐ3→Ｐ2の径路（比較例）、あるいは、破線で示すＰ1→Ｐ4→Ｐ2の経路（実施形態）に従って、ロールクロス角及びロールベンド力を変更している。
【００２２】
第１の経路に従う比較例は、走間変更終了時にロールクロス角変更が終了する事例であり、第２の経路に従う実施形態は、走間変更開始時点においてロールクロス角変更が終了している事例である。
【００２３】
比較例におけるロールクロス角、ロールベンド力、スタンド間張力及び蛇行量の時間的な変化状態を図６に、前記実施形態におけるロールクロス角、ロールベンド力、スタンド間張力及び蛇行量の時間的な変化状態を図７に示す。
【００２４】
比較例では、図６に示す如く、板厚変更開始点が当該スタンドに到達する前に、ロールクロス角θを先行材設定値θaから後行材設定値θbへ向けて変更開始すると共に、先行材のクロス角・ベンダ最適曲線に従って、ロールベンド力ＦwをＦwaからＦwcへ向けて変更する。
【００２５】
次に、板厚変更開始と共に、先行材におけるクロス角・ベンダ最適曲線上のポイントＰ3から、後行材におけるクロス角・ベンダ最適曲線上における後行材設定ポイントＰ2となるように、ロールベンド力をＦwbに、ロールクロス角をθbへ変更する。
【００２６】
これに対して、実施形態では、図７に示す如く、板厚変更開始点が当該スタンドに到達する前に、ロールクロス角θを先行材設定値θaから後行材設定値θbへ向けて変更開始すると共に、先行材のクロス角・ベンダ最適曲線に従って、ロールベンド力ＦwをＦwaからＦwdに向けて変更する。
【００２７】
次に、板厚変更開始と共に、先行材におけるクロス角・ベンダ最適曲線上のポイントＰ4から、後行材におけるクロス角・ベンダ最適曲線における後行材設定ポイントＰ2となるように、ロールベンド力をＦwbへ変更する。
【００２８】
図７から明らかなように、本発明によれば、走間板厚変更に伴うスタンド間張力の減少のピークよりも前にロールクロス角変更を終了するため、ロールクロス角変更に伴う板蛇行をスタンド間張力により抑制することが可能となり、板蛇行の発生を抑制することができる。
【００２９】
なお、走間板厚変更に伴う張力低下の影響を受けない前記実施形態は、板蛇行抑制の効果が高い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ロールクロス角変更に伴う板蛇行を抑制すると共に、先行材と後行材の圧延条件が大きく異なる場合においても、安定した板形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ロールクロス角及びロールベンド力を操作端とする制御装置の全体構成を示すブロック線図
【図２】従来例における板厚、ロールクロス角、ロールベンド力及びスタンド間張力の時間的な変化状態を示すタイミングチャート
【図３】同じく蛇行量を含むタイミングチャート
【図４】ロールクロス角変更時に蛇行が発生するメカニズムを示す平面図
【図５】比較例及び本発明の実施形態におけるロールクロス角及びロールベンド力の変化状態を示す線図
【図６】比較例におけるロールクロス角、ロールベンド力、スタンド間張力及び蛇行量の時間的な変化状態の例を示すタイミングチャート
【図７】本発明の実施形態におけるロールクロス角、ロールベンド力、スタンド間張力及び蛇行量の時間的な変化状態の例を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１０…圧延材
１２、１２ａ、１２ｂ…ワークロール
１４…バックアップロール
２０…荷重検出器
３０…ロールベンド力制御装置
３２…ロールベンド力設定量変更装置
４０…クロス角制御装置
４２…クロス角設定量変更装置
５０…次材設定量演算装置
５２…設定変更タイミング指示装置
【図１】
0004306001.tif 000002
【図２】
0004306001.tif 000003
【図３】
0004306001.tif 000004
【図４】
0004306001.tif 000005
【図５】
0004306001.tif 000006
【図６】
0004306001.tif 000007
【図７】
0004306001.tif 000008