(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆式圧延機によって、複数パスだけ厚板を圧延することで目標板厚となるように、予め各パスでの圧下率をパススケジュールとして計画し、その計画に沿って各パスで圧延を行う厚板圧延方法において、
上記複数パスの少なくとも１パスを、板の反りを抑制するための軽圧下（圧下率が０．３％以上５％以下の圧下）での圧延である反り抑止用のパスとなるように、上記パススケジュールの計画を設定し、  
上記目標板厚とするパススケジュールの計画に、圧下を行わない空パスが存在すると判定すると、その空パスを上記反り抑止用のパスに設定することを特徴とする厚板圧延方法。
【請求項２】
上記目標板厚とするパススケジュールの計画に、圧下を行わない空パスが存在しないと判定すると、上記複数のパスの一つを上記反り抑止用のパスに設定変更し、残りのパスでの圧下によって目標板厚となるように当該残りのパスでの圧下率を再設定することを特徴とする請求項１に記載した厚板圧延方法。
【請求項３】
上記可逆式圧延機の入側若しくは出側の少なくとも一方に板温調整用の冷却装置を備え、その冷却装置による冷却で板の温度調整を行う厚板圧延方法において、
上記冷却装置による温度調整よりも後段に位置するパスのいずれかに、上記反り抑止用のパスを設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した厚板圧延方法。
【請求項４】
可逆式圧延機によって、設定した複数パスだけ厚板を圧延することで目標板厚となるように、予め各パスでの圧下率をそれぞれ算出するパススケジュール設定手段を備える厚板圧延のパススケジュール計画システムにおいて、
上記パススケジュール設定手段で算出した各パスの圧下率に基づき、圧下を行わない空パスが存在すると判定すると、その空パスの圧下率を、板の反りを抑制するための軽圧下率（０．３％以上５％以下の圧下率）となるように設定変更する第１設定変更手段を、備えることを特徴とする厚板圧延のパススケジュール計画システム。
【請求項５】
可逆式圧延機によって、設定した複数パスだけ厚板を圧延することで目標板厚となるように、予め各パスでの圧下率をそれぞれ算出するパススケジュール設定手段を備える厚板圧延のパススケジュール計画システムにおいて、
上記パススケジュール設定手段で算出した各パスの圧下率に基づき、圧下を行わない空パスが存在しないと判定すると、上記複数パスのうちの一つのパスの圧下率を、板の反りを抑制するための軽圧下率（０．３％以上５％以下の圧下率）に設定変更する第２設定変更手段と、
上記軽圧下率に設定変更したパス以外の残りのパスで目標板厚となるように、その残りの各パスでの圧下率をそれぞれ再算出する第２パススケジュール設定手段とを備えることを特徴とする請求項４に記載した厚板圧延のパススケジュール計画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板などの厚板を、可逆式圧延機を使用して仕上げ圧延する厚板圧延方法、および厚板圧延のパススケジュール計画システムに関する。特に、特定の温度域に板の温度を調整して圧延を行う制御圧延に好適な技術に関する。
ここで、本明細書においては、厚板圧延に際し、被圧延材、すなわち、例えば鋼材が、圧延機に進入してから圧延機を抜けるまでの１回の工程を１パスと称する。特に、圧下をかけて圧延を実施するパスのことを圧延パスと称する。また、圧下をかけずに圧延ローラを開放したまま圧延機を通すパスを空パスと称する。
【背景技術】
【０００２】
従来の厚板圧延による板反りを制御する方法としては、例えば特許文献１に記載の方法がある。この板反り制御方法は、反りセンサによって圧延途中の板反り量をオンラインで測定し、測定した板反り量が許容限界値を越えたことを検出すると、オペレータの判断で、次のパスからのパススケジュールを変更し、最終パスで、反りを抑制するための軽圧下圧延を行っている。
【０００３】
これによって、可逆式圧延による圧延の後工程での矯正負荷の低減や不均一冷却による品質低下を防止する。
同様な技術としては、特許文献２に記載の技術もある。
【特許文献１】特開平８−２６７１１３号公報
【特許文献２】特開平３−２３４３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１の技術では、厚板に所定以上の反りが発生したことをオンラインで検出すると、オペレータの判断によって、圧延途中で一旦、圧延操業を停止して、最終パスで反り修正が出来るようにスケジュールを再変更している。しかし、このことは圧延の能率低下に繋がる。
また、特許文献２の技術では、別途、目標板厚にするパススケジュールとは別に、反り修正のためのパスを追加する必要がある。
また、上記いずれの従来技術も、可逆式圧延機による圧延よりも後工程のためだけに、反りの修正を行うものである。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、可逆式圧延機による圧延の能率を落とすことなく、当該圧延の際における板反りによる不具合を抑えることが可能な厚板圧延方法、および厚板圧延のパススケジュール計画システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、可逆式圧延機によって、複数パスだけ厚板を圧延することで目標板厚となるように、予め各パスでの圧下率をパススケジュールとして計画し、その計画に沿って各パスで圧延を行う厚板圧延方法において、
上記複数パスの少なくとも１パスを、板の反りを抑制するための軽圧下（圧下率が０．３％以上５％以下の圧下）での圧延である反り抑止用のパスとなるように、上記パススケジュールの計画を設定、上記目標板厚とするパススケジュールの計画に、圧下を行わない空パスが存在すると判定すると、その空パスを上記反り抑止用のパスに設定することを特徴とするものである。
【０００６】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記目標板厚とするパススケジュールの計画に、圧下を行わない空パスが存在しないと判定すると、上記複数のパスの一つを上記反り抑止用のパスに設定変更し、残りのパスでの圧下によって目標板厚となるように当該残りのパスでの圧下率を再設定することを特徴とするものである。
【０００７】
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、上記可逆式圧延機の入側若しくは出側の少なくとも一方に板温調整用の冷却装置を備え、その冷却装置による冷却で板の温度調整を行う厚板圧延方法において、
上記冷却装置による温度調整よりも後段に位置するパスのいずれかに、上記反り抑止用のパスを設定することを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項４に記載した発明は、可逆式圧延機によって、設定した複数パスだけ厚板を圧延することで目標板厚となるように、予め各パスでの圧下率をそれぞれ算出するパススケジュール設定手段を備える厚板圧延のパススケジュール計画システムにおいて、
上記パススケジュール設定手段で算出した各パスの圧下率に基づき、圧下を行わない空パスが存在すると判定すると、その空パスの圧下率を、板の反りを抑制するための軽圧下率（０．３％以上５％以下の圧下率）となるように設定変更する第１設定変更手段を、備えることを特徴とするものである。
【０００９】
次に、請求項５に記載した発明は、請求項４に記載の構成に対し、可逆式圧延機によって、設定した複数パスだけ厚板を圧延することで目標板厚となるように、予め各パスでの圧下率をそれぞれ算出するパススケジュール設定手段を備える厚板圧延のパススケジュール計画システムにおいて、
上記パススケジュール設定手段で算出した各パスの圧下率に基づき、圧下を行わない空パスが存在しないと判定すると、上記複数パスのうちの一つのパスの圧下率を、板の反りを抑制するための軽圧下率（０．３％以上５％以下の圧下率）に設定変更する第２設定変更手段と、
上記軽圧下率に設定変更したパス以外の残りのパスで目標板厚となるように、その残りの各パスでの圧下率をそれぞれ再算出する第２パススケジュール設定手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、反り抑止のための圧延を、予め圧延の計画に反映させておく。これによって、通板性を考慮しつつ反りの抑止が行われ、且つ圧延能率が向上する。例えば、計画した圧延工程とは別に反り修正のための圧延を追加することが不要となる。また、反り修正のために圧延操業を途中で止めることが不要となる、つまり圧延のための自動制御を途中で停止させる必要がなくなる。
【００１１】
また、請求項１又は請求項４に係る発明によれば、空パスを反り修正のための圧延に設定することで、圧延スケジュールのパス数を増加することなく、且つ簡易に、反り抑止のための圧延を、予め圧延のスケジュール計画に反映させることが出来る。
また、請求項２又は請求項５に係る発明によれば、圧延スケジュールのパス数を増加することなく、反り抑止のための圧延を、予め圧延の計画に反映させることが出来る。
また、請求項３に係る発明によれば、反りが発生し易いと推定される冷却後のパスを反り抑止のための圧延とすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る圧延設備を示す概要構成図である。
（構成）
まず構成について説明する。
符号１は可逆式圧延機を示す。可逆式圧延機１は、上下のワークロール２と上下のバックアップロール３とを備える。また、符号４は開度変更機構であって、その開度変更機構４によって上下のワークロール２間の開度量が調整されることで、圧下量、つまり所定の圧下率に設定される。上記開度変更機構４は、コントローラ５からの開度指令によって、各パスでの開度を設定変更する。
【００１３】
また、符号６はロードセルであって、圧延荷重を検出し、その検出値をコントローラ５に出力する。
また、上記可逆式圧延機１の１パス目の出側（図１における右側）に冷却装置７を備える。冷却装置７は、例えば水冷装置からなる。その冷却装置７は、コントローラ５からの指令によって、厚板である被圧延材１０を冷却して板温度を調整する。
【００１４】
ここで、本実施形態の圧延設備の例では、左側から被圧延材１０が搬送されてきて、可逆式圧延機１によって、左側から右側へ、右側から左側へと、決められたパス数だけ圧延処理が行われる。続いて、目標板厚とする圧延が終了すると、圧延後の被圧延材１０が、右側に搬送されることで後工程に送られる構成となっているとする。
コントローラ５は、図２に示すように、パススケジュール設定手段５Ａ、設定変更手段５Ｂ、及びスケジュール制御手段５Ｃを備える。
【００１５】
パススケジュール設定手段５Ａは、制御圧延温度域、圧延前のスラブ厚、圧延後の目標板厚、スラブ温度、材質、圧延機の設備制約条件（最大圧下量など）その他の圧延条件に基づいて、目標板厚とするための各パスでの圧下率を算出してパススケジュールとして設定する。この目標板厚とするための各パスでの圧下率の算出方法は、公知の算出方法によって行えばよい。
ここで、上記冷却装置７は、第１パスによる圧延後に作動する。冷却装置７は、以降の圧延中における板温度が特定の温度域に収まるように、必要に応じて板を冷却する。
設定変更手段５Ｂは、パススケジュール設定手段５Ａによる各パスでの圧下率の設定が終了すると作動する。
【００１６】
次に、設定変更手段５Ｂの処理について、図３を参照しつつ説明する。
まず、パス数や各パスでの圧下率から、圧下を行わない空パスが存在するか否かを判定する（ステップＳ１０）。
ここで、本実施形態では、左側から第１パスの圧延が行われ、圧延完了後は右側に板を搬送して次工程に送る構成であるので、奇数パスで圧延が行われる。従って、設定する圧延パス数が偶数であれば、通常、空パスが存在する。なお、一般に、空パスは、冷却装置７による板の温度調整が行われた直後のパスに設定されることが多い。
【００１７】
空パスが存在すると判定した場合には、その空パスの圧下率を、ゼロから、反り抑止のための軽圧下のための圧下率に設定する（ステップＳ２０）。軽圧下のための圧下率としては、例えば０．３％以上５％以下に設定する。この軽圧下の圧下率は、素材の材質その他によって異なるが、被圧延材１０を大きく塑性変形させない程度の圧延となる圧下率とする。
【００１８】
一方、ステップＳ１０にて、圧下を行わない空パスが存在しないと判定した場合には、ステップＳ３０に移行して、冷却装置７での温度調整よりも後段のパス（例えば冷却直後のパス）の一つを、反り抑止のための軽圧下のための圧下率に設定変更する。好ましくは、温度調整を行った後で一番最初に行うパスを、反り抑止のための軽圧下とすることが好ましい。
【００１９】
続いて、ステップＳ４０にて、その反り抑止のためのパスを除いた、その他のパスでの圧下で目標板厚となるように、各パスでの圧下率を再度算出して設定する。この処理は、上記パススケジュール設定手段５Ａでの算出と同じ処理を行えば良い。例えば、設定パス数を変更して、パススケジュール設定手段５Ａを再度起動させる。ここで、通常、各パスでは、設備で可能な最大圧下量となる圧下率よりも小さな圧下率に設定されているので、パススケジュールを再設定することは可能である。
【００２０】
なお、上記スケジュール計画は、記憶部８に記憶しておく。
スケジュール制御手段５Ｃは、上記のようにして予め設定したパススケジュールの計画に基づき、各パスでの圧下率が、計画した圧下率となるように、上記開度変更機構４に指令を出力する。なお、ロードセル６による荷重検出値に基づき、各パスにおける圧下率に応じた開度をフィードバックにて調整する。
ここで、ステップＳ１０，ステップＳ２０が第１設定変更手段を構成する。ステップＳ１０、ステップＳ３０が第２設定変更手段を構成する。ステップＳ４０が第２パススケジュール設定手段を構成する。
【００２１】
（動作例）
設定パス数が９パスのパススケジュールで圧延操業を計画したとする。
この場合の例では、例えば、第１パスの出側において冷却装置７で板の冷却が行われて、目標の板温度に調整するように計画する。また、パススケジュール設定手段５Ａが、圧延条件に基づき、第２パスについて圧下を行わない空パスに設定すると共に、第１パス及び第３〜第９パスでの圧延で最終の目標板厚とするための、各パスでの圧下率を算出して設定する。
さらに、設定変更手段５Ｂが、上記第２パスが空パスであることから第２パスの圧下率を軽圧下率に設定変更する。
以上によって、反り抑止のための圧延が、予め圧延スケジュールの計画に反映される。
そして、左から右に向けて第１パスの圧延が行われると、圧延機の右側で一旦圧延が中断され、冷却装置７で冷却処理が行われて、板温度の温度調整が行われる（図４（ａ）参照）。
【００２２】
その後、右から左に向けて第２パスの圧延が行われる。このとき、予め設定したパススケジュールによって、自動の圧延操業処理において、反り抑止のための圧延が行われる。
ここで、第１パスで圧延された場合に、圧延の噛み込み端である先端（右の先端）が反り易い。特に冷却によって反りが大きくなる可能性がある。
これに対し、予めの計画で、通常は空パス（ワークロール２に被圧延材１０を接触させない状態で搬送するパス）となる第２パスで、反り抑止のための軽圧下が行われることで（図４（ｂ）参照）、上記反りが軽減もしくは無くなる。
【００２３】
これによって、第３パスの圧延時に板が噛み込む際にワークロール２に疵を付けたり、噛み込み不良となることを抑止可能となる（図４（ｃ）参照）。
その後、第４〜第９パスまで計画に沿った圧下率で圧下し、第９パスでの圧下が終了すると、後工程に搬送される（図４（ｄ）参照）。
ここで、上記構成において、空パスとするパス位置が、反りが大きくなると推測される直後のパスとなるように調整すると良い。
また、上記動作例では、パススケジュール内に空パスが存在する場合であるが、空パスが無いと判定した場合には、例えば冷却処理の直後の第２パスを反り抑止のための軽圧下とし、その他の残りのパスで目標板厚となるように各パスでの圧下率を再算出する。
これによって、パス数を増加させることなく、反りの軽減を行うことが出来る。
【００２４】
（本実施形態の効果）
反り抑止のための圧延を、予め圧延の計画に反映させることによって、圧延能率が向上する。例えば、計画した圧延工程とは別に反り修正のための圧延を追加することが不要となる。また、反り修正のために圧延操業を途中で止めることが不要となる、つまり圧延のための自動制御を途中で停止させる必要がなくなる。
特に、冷却処理よりも後段のパスに反り抑止のためのパスを設定することで、反りが発生し易いと推定される冷却後のパスを、反り抑止のための圧延とすることが出来る。
また、空パスが計画中に存在すれば、その空パスを反り修正のための圧延に予め設定する。この結果、圧延スケジュールのパス数を増加することなく、且つ簡易に、反り抑止のための圧延を、予め圧延の計画に反映させることが出来る。また、反り抑止のための圧延を実施しても、他のパスの圧下率について再算出する必要がない。
また、空パスが計画に無い場合でも、圧延スケジュールのパス数を増加することなく、反り抑止のための圧延を、予め圧延の計画に反映させることが出来る。
【００２５】
（変形例）
上記実施形態では、先に通常通り各パスでの圧下率を設定してから、反り抑止のための圧延を計画に反映する場合で説明している。これに代えて、予め所定のパス、例えば冷却して温度調整を実施した直後のパスを、先に反り抑止のためのパスとして、確保しておき、その他のパスについて、通常通り、目標板厚に圧延するための圧下率を算出して、圧延の計画を算出しても良い。
【００２６】
なお、ここまで、空パスが計画に無い場合でも、一つのパスを反り抑止のパスとしてその他の残りのパスで目標板厚になるように各パスでの圧下率を再算出することにより、パス数を増加させることなく、反りの軽減を行うことができる旨、説明してきた。実際、パススケジュールの設定は、通常、設備制約に対して十分な余裕をもって実施されるので、パス数が１つ減っても、目標板厚に圧延することが可能な場合が大半である。
ただし、特段の事情がある場合には、当初のパススケジュールの設定が設備能力限界に近く、パス数を１つ減らすと、再計算された各パス圧下率が設備能力を超えるものとなる可能性が否定できない。
【００２７】
このような特別な場合にも、ここで述べた変形例の手法をとることが有効である。すなわち、あらかじめ、反り抑止のパスを確保した上で、その他のパスについて目標板厚に圧延するための圧下率を算出するにあたり、設備制約を満足させる上でパス数増加が必要であれば、パス数を増やすパススケジュールを採用することができる。この場合、パス数は増加するものの、反り抑止のための圧延があらかじめ計画に反映されることにより、反りが発生した場合に反り修正のためにオペレータがその場で判断して圧延操業を途中で止める必要はない。したがって、自動制御を途中で停止する必要がないので、当該圧延機の安定操業に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る圧延設備の概念図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るコントローラの構成を示す図である。
【図３】本発明に基づく実施形態に係る設定変更手段の処理を説明する図である。
【図４】圧延パスの処理例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    可逆式圧延機
２    ワークロール
３    バックアップロール
４    開度変更機構
５    コントローラ
５Ａ  パススケジュール設定手段
５Ｂ  設定変更手段
５Ｃ  スケジュール制御手段
６    ロードセル
７    冷却装置
８    記憶部
１０  被圧延材（厚板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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