(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材を挟んで対向配置される一対の作業ロールの少なくとも一方に設置された、各々が圧下機構と荷重検出装置を備える３以上の分割補強ロールによって前記作業ロールの少なくとも一方を直接支持する形式の板圧延機の制御方法において、
（１）各々の分割補強ロールが備える圧下機構から得られる各分割補強ロールの位置実績値Ａと、各々の分割補強ロールが備える荷重検出装置から得られる各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、各分割補強ロールの変形量Ｃの演算を経て、各分割補強ロールの絶対位置Ｄを演算する工程と、
（２）当該分割補強ロールの絶対位置Ｄから、分割補強ロールに当接する一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥを演算する工程と、
（３）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥと各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、圧延材と前記一方の作業ロールの間に作用する幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを演算する工程と、
（４）当該幅方向圧延荷重分布演算値Ｆから、他方の作業ロールの鉛直方向たわみＧの演算を経て、圧延材の幅方向板厚分布演算値Ｈを演算する工程と、
（５）幅方向圧延荷重分布目標値Ｘが実現された場合の他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉを演算する工程と、
（６）当該他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉと圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙから、前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊを演算する工程と、
（７）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘから、各分割補強ロールの荷重目標値Ｋを演算する工程と、
（８）当該分割補強ロールの荷重目標値Ｋから各分割補強ロールの変形量Ｌを演算する工程と、
（９）当該分割補強ロールの変形量Ｌと前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊから、各分割補強ロールの位置目標値Ｍを演算する工程と、
（１０）当該分割補強ロールの位置目標値Ｍと各分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、各分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算する工程をこの順に行い、当該分割補強ロールの位置制御量Ｎに基づいて各分割補強ロールが備える圧下機構によって各分割補強ロールの位置を制御することを特徴とする板圧延機の制御方法。
【請求項２】
圧延材の形状制御を目的として、圧延材〜作業ロール間に作用する幅方向圧延荷重分布目標値Ｘを予め与えることを特徴とする請求項１記載の板圧延機の制御方法。
【請求項３】
前記圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙは、前記幅方向圧延荷重分布目標値Ｘ、前記幅方向圧延荷重分布演算値Ｆ及び前記幅方向板厚分布演算値Ｈに基づいて求めることを特徴とする請求項２記載の板圧延機の制御方法。
【請求項４】
前記幅方向板厚分布目標値Ｙは、圧延中の幅方向板厚分布演算値Ｈに等値するか、または圧延中の幅方向板厚分布演算値Ｈを基準として幅方向圧延荷重分布演算値Ｆと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘとの差異に基づく圧延材の弾性変形量を演算して決めることを特徴とする請求項３記載の板圧延機の制御方法。
【請求項５】
圧延材の板厚分布制御を目的として、圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙを予め与えることを特徴とする請求項１記載の板圧延機の制御方法。
【請求項６】
前記圧延材の幅方向圧延荷重分布目標値Ｘは、前記幅方向板厚分布目標値Ｙ、前記幅方向圧延荷重分布演算値Ｆ及び前記幅方向板厚分布演算値Ｈに基づいて求めることを特徴とする請求項５記載の板圧延機の制御方法。
【請求項７】
圧延材〜作業ロール間に作用する前記幅方向圧延荷重分布目標値Ｘは、圧延中の幅方向板厚分布演算値Ｈとこれに対応する幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを基準として幅方向板厚分布が前記幅方向板厚分布目標値Ｙに変化した時の幅方向圧延荷重分布を、圧延荷重計算式を用いて演算して求めることを特徴とする請求項６記載の板圧延機の制御方法。
【請求項８】
圧延材を挟んで対向配置される一対の作業ロールの少なくとも一方に設置された、各々が圧下機構と荷重検出装置を備える３以上の分割補強ロールによって前記作業ロールの少なくとも一方を直接支持する形式の板圧延機において、
（１）各々の分割補強ロールが備える圧下機構から得られる各分割補強ロールの位置実績値Ａと、各々の分割補強ロールが備える荷重検出装置から得られる各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、各分割補強ロールの変形量Ｃの演算を経て、各分割補強ロールの絶対位置Ｄを演算する手段と、
（２）当該分割補強ロールの絶対位置Ｄから、分割補強ロールに当接する一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥを演算する手段と、
（３）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥと各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、圧延材と前記一方の作業ロールの間に作用する幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを演算する手段と、
（４）当該幅方向圧延荷重分布演算値Ｆから、他方の作業ロールの鉛直方向たわみＧの演算を経て、圧延材の幅方向板厚分布演算値Ｈを演算する手段と、
（５）幅方向圧延荷重分布目標値Ｘが実現された場合の他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉを演算する手段と、
（６）当該他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉと圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙから、前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊを演算する手段と、
（７）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘから、各分割補強ロールの荷重目標値Ｋを演算する手段と、
（８）当該分割補強ロールの荷重目標値Ｋから各分割補強ロールの変形量Ｌを演算する手段と、
（９）当該分割補強ロールの変形量Ｌと前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊから、各分割補強ロールの位置目標値Ｍを演算する手段と、
（１０）当該分割補強ロールの位置目標値Ｍと各分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、各分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算する手段を備え、当該分割補強ロールの位置制御量Ｎに基づいて各分割補強ロールが備える圧下機構によって各分割補強ロールの位置を制御することを特徴とする板圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個別ロードセルを有する分割補強ロールで作業ロールを直接支持する形式の板圧延機（以下、知能圧延機と称する）およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に例示する新型式圧延機は、個別に荷重検出装置６と圧下機構７を備える分割補強ロール４によって上側の作業ロール１を直接支持する機構であり、荷重検出装置６で測定された分割補強ロール荷重等から、前記作業ロール１と圧延材３の間に作用している幅方向圧延荷重分布または幅方向板厚分布をリアルタイムに推定して制御することで、非定常部のない高精度、高応答な形状制御または板厚分布制御をできるのが特徴となっている（例えば、特許文献１〜２、非特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、特許文献１は、作業ロール〜分割補強ロール間に作用する荷重の測定値から、圧延材〜作業ロール間に作用する圧延荷重分布を推定し、これに基づいて形状良好な圧延を行うための幅方向圧延荷重分布の目標値を算出し、この目標値に向かって圧延材〜作業ロール間の圧延荷重分布を近づける制御を行えば、形状良好な圧延板を得ることができるとしている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１は圧延材〜作業ロール間に作用する圧延荷重分布の推定方法については開示しているが、これを目標値に制御するための具体的手法については何ら開示していない。
【０００５】
そこで、本発明者は、特許文献１には開示されていない、目標値に圧延荷重分布を近づけるための制御手法として、圧延中の作業ロールのたわみ演算値を固定して圧延荷重分布目標値に釣り合う分割補強ロール荷重目標値を計算し、この分割補強ロール荷重を実現するための分割補強ロール変形量、そして分割補強ロール圧下位置目標値を演算する新たな手法を考え出し、当該手法を用いた圧延材の形状制御を試みた。より具体的には、図２に示すフローチャートにしたがって圧延材の形状制御を実施した。以下、制御の１サイクル分の手続きを説明する。
【０００６】
まず、各々の分割補強ロールが備える圧下機構から得られる分割補強ロールの位置実績値Ａ、および各々の分割補強ロールが備える荷重検出装置から得られる分割補強ロールの荷重検出値Ｂを受けて、予め同定しておいた分割補強ロール系の変形特性を用いて分割補強ロール変形量演算値Ｃを演算し、分割補強ロール位置の実績値Ａを考慮して、分割補強ロールの絶対位置演算値Ｄを演算する。
そして、この分割補強ロールの絶対位置演算値Ｄから、分割補強ロールに当接する作業ロール１の鉛直方向たわみ演算値Ｅを演算する。
次いで、作業ロール１の鉛直方向たわみ演算値Ｅと分割補強ロール荷重検出値Ｂから、圧延材〜作業ロール間に作用する圧延荷重の幅方向分布、すなわち、幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを演算する。
【０００７】
次に、この幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを幅方向圧延荷重分布目標値Ｘに向かって制御するために、幅方向圧延荷重分布目標値Ｘが実現したときに作業ロール１の鉛直方向たわみが前記演算値Ｅに一致するような分割補強ロール荷重を求め、これを分割補強ロール荷重目標値Ｋとする。
そして、分割補強ロール系の変形特性を用いて、この分割補強ロール荷重目標値Ｋから分割補強ロール変形量演算値Ｌを演算し、これと作業ロール１の鉛直方向たわみ演算値Ｅから、分割補強ロール位置目標値Ｍを演算する。
【０００８】
次いで、制御ゲイン等を考慮して、この分割補強ロールの位置目標値Ｍと分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算し、これに基づいて分割補強ロール位置制御を実行する。
以上の制御によれば、幅方向圧延荷重分布の現在値が目標値に一致した時点で、分割補強ロールの荷重目標値が現在値に一致するので、安定した圧延材の形状制御を実現できるはずである。
【０００９】
しかしながら、圧延素材の板厚変動や温度変動等の種々の外乱が大きい場合には、上記制御サイクルの間に圧延素材の幅方向板厚分布や変形抵抗等が変化して、目標とする幅方向圧延荷重分布が実現されないまま圧延が終了してしまう場合もあり、常に安定した形状制御を実現できるわけではないことが新たに判明した。
【００１０】
また、特許文献２では、分割補強ロールの測定荷重から圧延材〜作業ロール間に作用する幅方向圧延荷重分布を推定し、これに基づいて演算された現在の幅方向板厚分布を予め与えられた目標値に向かって近づける制御を行えば、迅速な圧延材の幅方向板厚分布制御が可能であるとしている。
【００１１】
しかしながら、特許文献２は圧延材〜作業ロール間に作用する幅方向圧延荷重分布の推定方法や、これに基づく現在の幅方向板厚分布の演算方法については開示しているが、これを目標値に制御するための具体的手法については何ら開示していない。
【００１２】
そこで、本発明者は、特許文献２には開示されていない、幅方向板厚分布を目標値に近づけるための制御手法として、圧延中の作業ロール１のたわみ演算値を基準として、幅方向板厚分布演算値と目標値との差異分だけ作業ロール１のたわみを変化させるように圧延荷重分布の変化量も考慮して、分割補強ロール荷重目標値を計算し、この分割補強ロール荷重と作業ロール１のたわみ変化を実現するための分割補強ロール変形量、そして分割補強ロール圧下位置目標値を演算する新たな手法を考え出し、当該手法を用いた圧延材の板厚分布制御を試みた。より具体的には、図３に示すフローチャートにしたがって圧延材の板厚分布制御を実施した。以下、制御の１サイクル分の手続きを説明する。
【００１３】
まず、幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを演算するところまでは図２のフローチャートと同じであって、その後は、幅方向圧延荷重分布演算値Ｆに基づき、作業ロール１とは反対側の作業ロール２について鉛直方向たわみ演算値Ｇを演算し、これに上下作業ロール１、２のロール偏平変形量の演算値を加えて、圧延材の幅方向板厚分布の現在値である幅方向板厚分布演算値Ｈを演算する。
【００１４】
次に、この幅方向板厚分布演算値Ｈを幅方向板厚分布目標値Ｙに向かって制御するために、幅方向板厚分布目標値Ｙが実現できるように分割補強ロール位置を変更して作業ロール１のたわみを変化させる。すなわち、幅方向圧延荷重分布および作業ロール２の鉛直方向たわみは前記演算値ＦおよびＧから変化しないものと仮定して、幅方向板厚分布目標値を達成するように、作業ロール１の鉛直方向たわみ目標値Ｊを演算する。
【００１５】
次に、幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを前提として、作業ロール１の鉛直たわみ目標値Ｊが実現されるように分割補強ロール荷重を求め、これを分割補強ロールの荷重目標値Ｋとする。
そして、分割補強ロール系の変形特性を用いて、この分割補強ロールの荷重目標値Ｋから分割補強ロールの変形量演算値Ｌを演算し、これと作業ロール１の鉛直たわみ目標値Ｊから、分割補強ロール位置目標値Ｍを演算する。
【００１６】
次いで、制御ゲイン等を考慮して、この分割補強ロールの位置目標値Ｍと分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、分割補強ロール位置制御量Ｎを演算し、これに基づいて分割補強ロール位置制御を実行する。
以上の制御によれば、幅方向板厚分布の現在値が目標値に一致した時点で、分割補強ロール荷重目標値が現在値に一致するので、安定した圧延材の板厚分布制御を実現できるはずである。
【００１７】
しかしながら、この手法においても圧延素材の板厚変動や温度変動等の種々の外乱が大きい場合には、上記制御サイクルの間に圧延素材の幅方向圧延荷重分布や変形抵抗等が変化して、目標とする幅方向板厚分布が実現されないまま圧延が終了してしまう場合もあり、常に安定した幅方向板厚分布制御を実現できるわけではないことが新たに判明した。
【特許文献１】特開平５−６９０１０号公報
【特許文献２】特開平６−２６２２２８号公報
【非特許文献１】第５８回塑性加工連合講演会講演論文集（２００７）、ｐｐ１５３−１５４
【非特許文献２】松本ら、塑性と加工ｖｏｌ．２３  ｎｏ．２６３（１９８２−１２）  ｐｐ．１２０１〜１２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
知能圧延機は、本来、圧延機後面のセンサーに依存する従来型圧延機と比べて迅速かつ高精度な形状制御あるいは幅方向板厚分布制御が可能であって非定常部の極めて少ない圧延制御を実現できるのが特徴であるが、上記したように従来型の制御方法では、種々の外乱によってこの利点を十分に発揮できない場合がある。本発明はこの問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
知能圧延機の最大の制御手段は、分割補強ロールの圧下位置制御であるが、本発明者は、上記問題の原因が、分割補強ロールの圧下位置変更に伴う圧延状態変化のすべてを考慮しないで制御量を決定していることに起因することを知見した。
すなわち、前記した従来型の制御方法では、独立に荷重検出装置を有する分割補強ロールに支持されている作業ロール１とは反対側の作業ロール２については、分割補強ロールの圧下位置変更に伴うロール変形量の変化を一切考慮していない。このため、実際には１制御サイクルの分割補強ロール位置変更後は圧延荷重分布の変化に伴って作業ロール２の変形量が変化しているので、この分だけ作業ロール１のたわみ目標値に誤差が生じて、その結果として圧延荷重分布あるいは板厚分布の目標値に誤差が生じることを知見した。
本発明は、当該知見に基づいて完成されたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
【００２０】
（Ａ）圧延材を挟んで対向配置される一対の作業ロールの少なくとも一方に設置された、各々が圧下機構と荷重検出装置を備える３以上の分割補強ロールによって前記作業ロールの少なくとも一方を直接支持する形式の板圧延機の制御方法において、
（１）各々の分割補強ロールが備える圧下機構から得られる各分割補強ロールの位置実績値Ａと、各々の分割補強ロールが備える荷重検出装置から得られる各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、各分割補強ロールの変形量Ｃの演算を経て、各分割補強ロールの絶対位置Ｄを演算する工程と、
（２）当該分割補強ロールの絶対位置Ｄから、分割補強ロールに当接する一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥを演算する工程と、
（３）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥと各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、圧延材と前記一方の作業ロールの間に作用する幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを演算する工程と、
（４）当該幅方向圧延荷重分布演算値Ｆから、他方の作業ロールの鉛直方向たわみＧの演算を経て、圧延材の幅方向板厚分布演算値Ｈを演算する工程と、
（５）幅方向圧延荷重分布目標値Ｘが実現された場合の他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉを演算する工程と、
（６）当該他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉと圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙから、前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊを演算する工程と、
（７）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘから、各分割補強ロールの荷重目標値Ｋを演算する工程と、
（８）当該分割補強ロールの荷重目標値Ｋから各分割補強ロールの変形量Ｌを演算する工程と、
（９）当該分割補強ロールの変形量Ｌと前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊから、各分割補強ロールの位置目標値Ｍを演算する工程と、
（１０）当該分割補強ロールの位置目標値Ｍと各分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、各分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算する工程をこの順に行い、当該分割補強ロールの位置制御量Ｎに基づいて各分割補強ロールが備える圧下機構によって各分割補強ロールの位置を制御することを特徴とする板圧延機の制御方法。
【００２１】
（Ｂ）圧延材の形状制御を目的として、圧延材〜作業ロール間に作用する幅方向圧延荷重分布目標値Ｘを予め与えることを特徴とする前記（Ａ）記載の板圧延機の制御方法。
（Ｃ）前記圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙは、前記幅方向圧延荷重分布目標値Ｘ、前記幅方向圧延荷重分布演算値Ｆ及び前記幅方向板厚分布演算値Ｈに基づいて求めることを特徴とする前記（Ｂ）記載の板圧延機の制御方法。
（Ｄ）前記幅方向板厚分布目標値Ｙは、圧延中の幅方向板厚分布演算値Ｈに等値するか、または圧延中の幅方向板厚分布演算値Ｈを基準として幅方向圧延荷重分布演算値Ｆと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘとの差異に基づく圧延材の弾性変形量を演算して決めることを特徴とする前記（Ｃ）記載の板圧延機の制御方法。
【００２２】
（Ｅ）圧延材の板厚分布制御を目的として、圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙを予め与えることを特徴とする前記（Ａ）記載の板圧延機の制御方法。
（Ｆ）前記圧延材の幅方向圧延荷重分布目標値Ｘは、前記幅方向板厚分布目標値Ｙ、前記幅方向圧延荷重分布演算値Ｆ及び前記幅方向板厚分布演算値Ｈに基づいて求めることを特徴とする前記（Ｅ）記載の板圧延機の制御方法。
（Ｇ）圧延材〜作業ロール間に作用する前記幅方向圧延荷重分布目標値Ｘは、圧延中の幅方向板厚分布演算値Ｈとこれに対応する幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを基準として幅方向板厚分布が前記幅方向板厚分布目標値Ｙに変化した時の幅方向圧延荷重分布を、圧延荷重計算式を用いて演算して求めることを特徴とする前記（Ｆ）記載の板圧延機の制御方法。
【００２３】
（Ｈ）圧延材を挟んで対向配置される一対の作業ロールの少なくとも一方に設置された、各々が圧下機構と荷重検出装置を備える３以上の分割補強ロールによって前記作業ロールの少なくとも一方を直接支持する形式の板圧延機において、  
（１）各々の分割補強ロールが備える圧下機構から得られる各分割補強ロールの位置実績値Ａと、各々の分割補強ロールが備える荷重検出装置から得られる各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、各分割補強ロールの変形量Ｃの演算を経て、各分割補強ロールの絶対位置Ｄを演算する手段と、
（２）当該分割補強ロールの絶対位置Ｄから、分割補強ロールに当接する一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥを演算する手段と、
（３）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみＥと各分割補強ロールの荷重検出値Ｂから、圧延材と前記一方の作業ロールの間に作用する幅方向圧延荷重分布演算値Ｆを演算する手段と、
（４）当該幅方向圧延荷重分布演算値Ｆから、他方の作業ロールの鉛直方向たわみＧの演算を経て、圧延材の幅方向板厚分布演算値Ｈを演算する手段と、
（５）幅方向圧延荷重分布目標値Ｘが実現された場合の他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉを演算する手段と、
（６）当該他方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｉと圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙから、前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊを演算する手段と、
（７）当該一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘから、各分割補強ロールの荷重目標値Ｋを演算する手段と、
（８）当該分割補強ロールの荷重目標値Ｋから各分割補強ロールの変形量Ｌを演算する手段と、
（９）当該分割補強ロールの変形量Ｌと前記一方の作業ロールの鉛直方向たわみ目標値Ｊから、各分割補強ロールの位置目標値Ｍを演算する手段と、
（１０）当該分割補強ロールの位置目標値Ｍと各分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、各分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算する手段を備え、当該分割補強ロールの位置制御量Ｎに基づいて各分割補強ロールが備える圧下機構によって各分割補強ロールの位置を制御することを特徴とする板圧延機。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る板圧延機およびその制御方法は、圧延材を挟んで対向配置される一対の作業ロールの少なくとも一方に設置された分割補強ロールによって前記作業ロールの少なくとも一方を直接支持する形式の板圧延機およびその制御方法であって、分割補強ロールの位置制御量Ｎの出力によって生じる他方の作業ロール系の変形量についても考慮して、分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算することを特徴とする。したがって、分割補強ロールの位置制御量Ｎを出力した後の制御サイクルで観測される分割補強ロールの荷重検出値Ｂは、直前の制御サイクルで計算された分割補強ロールの荷重目標値Ｋにその分布が近くなり、このため幅方向圧延荷重分布目標値Ｘおよび幅方向板厚分布目標値Ｙを極めて少ない制御サイクルで迅速に実現できる。
【００２５】
さらに、本発明に係る板圧延機およびその制御方法では、常に幅方向圧延荷重分布目標値と幅方向板厚分布目標値の双方を達成するための制御を行う。このため、圧延材の形状制御を目的とする場合と、圧延材の板厚分布制御を目的とする場合との差異は、目標値の与え方に反映するだけでよい。したがって、常に一貫した高精度・高応答な制御が実現できるとともに、必要に応じて制御の途中において形状制御から板厚分布制御へ、あるいはその逆へと制御モードを切り換えることも容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図４に示した新型式圧延機を適用例として用いて、本発明に係る制御方法を示すフローチャートである図１を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２７】
前記したように従来型の制御方法では、独立に荷重検出装置６を備える分割補強ロール４に支持されている作業ロール１の反対側の作業ロール２については、分割補強ロールの圧下位置の変更に伴うロール変形量の変化を一切考慮していない。すなわち、１制御サイクルの分割補強ロールの位置変更後には、圧延荷重分布の変化に伴って作業ロール２は実際には変形しているものの、当該変化量を一切考慮していないため、この分だけ作業ロール１のたわみ目標値に誤差が生じて、その結果として圧延荷重分布あるいは板厚分布の目標値に誤差が生じることとなる。
【００２８】
さらに、この誤差の幅方向分布は、作業ロール２とこれを支持する下補強ロール５の変形特性に依存し、一般には圧延材側の外乱に依存する幅方向圧延荷重分布誤差あるいは幅方向板厚分布誤差のパターンとは異なったものになるため、多くの制御サイクルを経ても制御誤差が残ってしまうことになる。
そこで、本発明では図１に示す板圧延機の制御方法によってこの問題を解決する。以下、制御の１サイクル分の手続きを説明する。
【００２９】
図１のフローチャートにおいても幅方向圧延荷重分布演算値Ｆの演算を行い、次に作業ロール２の鉛直方向たわみ演算値Ｇの演算を行って、圧延材の幅方向板厚分布演算値Ｈを演算するところまでの手続きは、従来技術の例である図３のフローチャートと全く同じである。
【００３０】
図１のフローチャートでは、幅方向板厚分布演算値Ｈの演算の後に、幅方向圧延荷重分布目標値Ｘが実現されたと仮定して作業ロール２の鉛直方向たわみ目標値Ｉを計算することが特徴となっている。このとき、当然ながら作業ロール２を支持する補強ロールの変形も同時に計算することで、作業ロール２の鉛直方向たわみ目標値Ｉを正確に計算することができる。なお、作業ロール２を支持する下補強ロール５は、図４に示すような一体ロール形式であっても分割補強ロール形式であっても、本発明は同様に適用することができる。
【００３１】
ここで、幅方向圧延荷重分布目標値Ｘは、形状制御が目的の場合は、幅方向均一荷重分布が基本となる。これは、圧延材の変形抵抗の幅方向分布が均一であれば幅方向均一荷重分布で圧延することにより、圧延によって与えられる伸びひずみの幅方向分布が均一になって形状フラットが実現できるためである。
【００３２】
別の例として、圧延材の変形抵抗が幅方向に分布している場合は、この分布を考慮して当該圧延によって与える伸びひずみの幅方向分布が均一になるように、圧延荷重計算式を用いて幅方向圧延荷重分布目標値を決めればよい。この場合の幅方向圧延荷重分布目標値は、ほぼ変形抵抗分布に相似な分布形状となる。
【００３３】
さらに別の例として、圧延材の幅方向温度分布が均一でない場合は、温度分布起因の変形抵抗分布を考慮するのに加えて、圧延材の熱膨張ひずみを考慮して冷却後に形状フラットとなるように熱膨張ひずみを相殺するように伸びひずみの幅方向分布を与えて、幅方向圧延荷重分布目標値を決めるのが好ましい。
また形状制御を実施する場合の幅方向板厚分布目標値Ｙについては、現状の幅方向板厚分布を大略維持するのが基本指針になるので、例えば、作業ロールの鉛直方向たわみＥおよびＧから演算された幅方向板厚分布演算値Ｈと同じ値を採用するか、または幅方向板厚分布演算値Ｈを基準として、幅方向圧延荷重分布演算値Ｆと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘとの差異に基づいて演算される圧延材の弾性変形量の変化を加算・修正して決めればよい。
【００３４】
一方、幅方向板厚分布制御が目的の場合は、製品仕様あるいは後工程からの要求で決まる幅方向板厚分布目標値Ｙを図１の制御フローに与える。このとき，幅方向圧延荷重分布は幅方向板厚分布の変化に応じて必然的に変化することになるので、この変化量を圧延荷重計算式、例えば、非特許文献２に記載されている一般化２次元圧延理論の圧延荷重計算式によって演算・予測して幅方向圧延荷重分布目標値Ｘを与える。特に、一般化２次元圧延理論によれば、圧延機の入側板厚分布と出側板厚分布が与えられれば、張力のフィードバック効果等を考慮して幅方向圧延荷重分布が計算できるので、出側板厚分布を幅方向板厚分布目標値Ｙとした場合の圧延荷重分布計算値と、出側板厚分布を幅方向板厚分布演算値Ｈとした場合の計算値との差異を、幅方向圧延荷重分布演算値Ｆに加えて補正することで得られる幅方向圧延荷重分布を幅方向圧延荷重分布目標値Ｘとすればよい。
【００３５】
次に、本発明に係る制御方法においては、作業ロール２の鉛直方向たわみ目標値Ｉと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘによる上下作業ロール１、２のロール偏平変形量を考慮して、圧延材の幅方向板厚分布目標値Ｙから、作業ロール１の鉛直方向たわみ目標値Ｊを演算する。
【００３６】
この後の手続きは、図３の例と同じで、幅方向圧延荷重分布および作業ロール１の鉛直方向たわみ目標値Ｊを実現するための分割補強ロール荷重目標値Ｋを計算する。すなわち、作業ロール１の鉛直方向たわみ目標値Ｊと幅方向圧延荷重分布目標値Ｘから、分割補強ロールの圧延荷重目標値Ｋを演算する。
そして、分割補強ロール系の変形特性を用いて、この分割補強ロールの荷重目標値Ｋが作用した場合の分割補強ロールの変形量演算値Ｌを演算し、これと作業ロール１の鉛直たわみ目標値Ｊから、分割補強ロールの位置目標値Ｍを演算する。
【００３７】
次いで、制御ゲイン等を考慮して、この分割補強ロールの位置目標値Ｍと分割補強ロールの位置実績値Ａとの差異から、分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算し、これに基づいて分割補強ロールの位置制御を実行し、１制御サイクルが終了する。
なお、以上の手続きの中で、一般に作業ロールのロール偏平変形の影響は小さいので、これについては無視しても差し支えない。
【００３８】
以上のように本発明に係る制御方法においては、分割補強ロールの位置制御量Ｎの出力によって生じる下ロール系の変形量の変化についても考慮して、分割補強ロールの位置制御量Ｎを演算する。したがって、分割補強ロールの位置制御量Ｎを出力した後の制御サイクルで観測される分割補強ロールの荷重検出値Ｂは、直前の制御サイクルで計算された分割補強ロールの荷重目標値Ｋにその分布が近くなり、このため幅方向圧延荷重分布目標値Ｘおよび幅方向板厚分布目標値Ｙを極めて少ない制御サイクルで迅速に実現できる。
【００３９】
また、本発明に係る制御方法では、常に幅方向圧延荷重分布目標値Ｘと幅方向板厚分布目標値Ｙの双方を達成するための制御を行う。したがって、圧延材の形状制御を目的とする場合と圧延材の板厚分布制御を目的とする場合との差異は、目標値の与え方に反映するだけで良く、常に一貫した高精度・高応答な制御が実現できるとともに、必要に応じて制御の途中において形状制御から板厚分布制御へ、あるいはその逆へと制御モードを切り換えることも容易にできる。
【００４０】
なお、図４の例では分割補強ロール４を圧延機入側に３個、出側に４個の合計７個を配備しているが、圧延材３の板幅範囲に応じて、さらに多くの分割補強ロール４を配備する場合がある。また、図４では圧延方向から見て圧延材３の上側に分割補強ロール４を配備しているが、圧延材の下側に設けても双方に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る制御方法を示すフローチャートである。
【図２】従来技術に係る制御方法を示すフローチャートである。
【図３】従来技術に係る制御方法を示すフローチャートである。
【図４】知能圧延機の構成図であり、（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，２  作業ロール
３  圧延材
４  分割補強ロール
５  下補強ロール
６  荷重検出装置
７  圧下機構
【図１】
0004903734.tif 000002
【図２】
0004903734.tif 000003
【図３】
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【図４】
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