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技術 板圧延における板クラウン、板形状制御方法

出願人 新日鐵住金株式会社
発明者 川上浩司宮武昌幸西山和宏永島秀雄
出願日 1993年1月12日 (28年1ヶ月経過) 出願番号 1993-003021
公開日 1994年8月2日 (26年6ヶ月経過) 公開番号 1994-210334
状態 特許登録済
技術分野 圧延の制御
主要キーワード 長手方向形状 仕上げ前 予測荷重 歩留り率 下流側す 幅広がり 仕上げ形状 仕上げ後
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年8月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

目的

板厚が厚い前段スタンド間で、主に板クラウン板形状が最終仕上げ形状となるよう造り込みを大きくし、板厚が薄い後段スタンド間では形状の変化を小さくして通板形状が乱れることを防止し、圧延自動制御による操業トラブルを低減させることである。

構成

ワークロール2を制御するスタンド6の圧延形状許容範囲を設定する形状変化係数ξを板幅、板厚、ロール径等の圧延条件に基づいて演算し、該形状変化係数ξが設定された指標値を越えない前段スタンド間において略仕上げ形状に造り込むよう圧延形状の許容範囲を拡げるとともに、指標値を越える後段スタンド間において通板形状が乱れないよう圧延形状の許容範囲を狭める。

概要

背景

従来、熱間の板圧延における板クラウン板形状制御方法は、予測荷重パススケジュール等を元にロール弾性変形量を計算し、熱膨張熱収縮摩耗によるロールプロフィール予測したうえ、各スタンド制御端能力により、単スタンドの板クラウンの造り込み能力を求めていた。そして各スタンドによる圧延形状許容範囲内で、最終仕上げ目標値が達成可能な板クラウンの造り込みスケジュールを単スタンドの圧延形状の許容範囲内かをチェックしながら決定し、各スタンドの制御端の出力を決定していた。ところが、各スタンド間の板クラウンの造り込み能力を等しくするため、板厚が厚い前段スタンドより、板厚が薄くなる後段スタンドほど板クラウン、板形状に与える影響が大となる。しかし圧延形状の自動制御を行うと板厚が薄くなる後段スタンドで主に板クラウンを制御することとなって、仕上げ後段での通板形状が乱れやすくなるという問題があり、特に薄物幅広材では自動制御が難しくオペレータが板クラウン、板形状を監視してスタンドを制御しなければならないという問題があり、また特開平1−254305号公報に示されるように、評価関数として各スタンドの制御量の総和が最小となるよう、線形計画法により各スタンド制御量のプリセット値演算して決定することにより、ダイナミック制御に余裕をもたせるという方法も行われているが、前記と同様仕上げ後段での通板形状が乱れやすく、オペレータがスタンドを制御しなければならないという問題があった。

概要

板厚が厚い前段スタンド間で、主に板クラウン、板形状が最終仕上げ形状となるよう造り込みを大きくし、板厚が薄い後段スタンド間では形状の変化を小さくして通板形状が乱れることを防止し、圧延の自動制御による操業トラブルを低減させることである。

ワークロール2を制御するスタンド6の圧延形状の許容範囲を設定する形状変化係数ξを板幅、板厚、ロール径等の圧延条件に基づいて演算し、該形状変化係数ξが設定された指標値を越えない前段スタンド間において略仕上げ形状に造り込むよう圧延形状の許容範囲を拡げるとともに、指標値を越える後段スタンド間において通板形状が乱れないよう圧延形状の許容範囲を狭める。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ワークロール(2) を制御するスタンド(6) の圧延形状許容範囲を設定する形状変化係数ξを板幅板厚ロール径等の圧延条件に基づいて演算し、該形状変化係数ξが設定された指標値を越えない前段スタンド間において略仕上げ形状造り込むよう圧延形状の許容範囲を拡げるとともに、指標値を越える後段スタンド間において通板形状が乱れないよう圧延形状の許容範囲を狭めることを特徴とする板圧延における板クラウン板形状制御方法

技術分野

0001

本発明は熱間圧延時に板クラウン板形状を制御する板圧延における板クラウン、板形状制御方法に関するものである。

背景技術

0002

従来、熱間の板圧延における板クラウン、板形状制御方法は、予測荷重パススケジュール等を元にロール弾性変形量を計算し、熱膨張熱収縮摩耗によるロールプロフィール予測したうえ、各スタンド制御端能力により、単スタンドの板クラウンの造り込み能力を求めていた。そして各スタンドによる圧延形状許容範囲内で、最終仕上げ目標値が達成可能な板クラウンの造り込みスケジュールを単スタンドの圧延形状の許容範囲内かをチェックしながら決定し、各スタンドの制御端の出力を決定していた。ところが、各スタンド間の板クラウンの造り込み能力を等しくするため、板厚が厚い前段スタンドより、板厚が薄くなる後段スタンドほど板クラウン、板形状に与える影響が大となる。しかし圧延形状の自動制御を行うと板厚が薄くなる後段スタンドで主に板クラウンを制御することとなって、仕上げ後段での通板形状が乱れやすくなるという問題があり、特に薄物幅広材では自動制御が難しくオペレータが板クラウン、板形状を監視してスタンドを制御しなければならないという問題があり、また特開平1−254305号公報に示されるように、評価関数として各スタンドの制御量の総和が最小となるよう、線形計画法により各スタンド制御量のプリセット値演算して決定することにより、ダイナミック制御に余裕をもたせるという方法も行われているが、前記と同様仕上げ後段での通板形状が乱れやすく、オペレータがスタンドを制御しなければならないという問題があった。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明の目的は、板厚が厚い前段スタンド間で、主に板クラウン、板形状が最終仕上げ形状となるよう造り込みを大きくし、板厚が薄い後段スタンド間では形状の変化を小さくして通板形状が乱れることを防止し、圧延の自動制御による操業トラブルを低減させることである。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、ワークロールを制御するスタンドの圧延形状の許容範囲を設定する形状変化係数ξを板幅、板厚、ロール径等の圧延条件に基づいて演算し、該形状変化係数ξが設定された指標値を越えない前段スタンド間において略仕上げ形状に造り込むよう圧延形状の許容範囲を拡げるとともに、指標値を越える後段スタンド間において通板形状が乱れないよう圧延形状の許容範囲を狭めることを特徴とするものである。

0005

形状変化係数を板幅、板厚、ロール径等の圧延条件に基づいて各スタンド毎演算して算出された各スタンドの形状変化係数と、該形状変化係数の指標値とを比較して各スタンドの圧延形状の許容範囲を設定し、前段スタンドの圧延形状の許容範囲を拡げて最終仕上げ形状に造り込まれるようにするとともに、後段スタンドの圧延形状の許容範囲を狭めて形状の変化を小さくし、ワークロール間に送り込まれる板材を、前段スタンドにより略最終仕上げ形状となるよう造り込んだうえ、後段スタンドにおいては略一定形状を保つように通板し、通板形状が乱れないようにする。

0006

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。1は圧延機であり、該圧延機1は板材を圧延するワークロール2と、ワークロール2と接するバックアップロール3とよりなり、ワークロール2は制御装置4により圧下量が制御されている。5は制御装置4の演算部で、該演算部5は各スタンド6の圧延形状の限界値初期設定値として入力されており、板材の板厚、板幅およびロール径等の圧延条件のデータからスタンド6の形状変化係数を算出し、該形状変化係数を設定された指標値と比較している。この指標値は板材の圧延時における幅広がり量を評価するものであり、指標値が0に近いほど板材の幅広がり量が大きい。すなわちスタンド入出側で板クラウンを変化させたときの、長手方向形状に現れる度合いが小さいことを示すもので、これは指標値が0に近いほど圧延形状を大きく造り込め、通板時の形状の乱れが小さくなることを表すものである。

0007

形状変化係数ξは下式により計算される。
ξ=c1 − 1/πtan-1(c2 ln (γ))・・・・(1)
ここで、c1 :定数
c2 :定数
なお、(1) 式のγは下式(2) で表される。
γ=h1.5D0.5 /w2.0 ・・・・・・・・・・・・・(2)
ここで、h :スタンド出側板厚(mm)
w :スタンド出側板幅(mm)
D :スタンド出側ロール径(mm)
(1) 式から形状変化係数ξは板厚が厚いほど小さく(0に近く)なる。すなわち仕上げ前段側ほど、また板厚目標値が大きいほど小さくなる。操業の経験から、形状変化係数ξが0.2付近(0.1〜0.3)迄は通板形状の乱れが少ないことがわかっており、この知見をもとに例えば、ξ>0.2のスタンドから下流側すなわち後段スタンド側の圧延形状の許容範囲を狭くし、上流側すなわちξ<0.2の前段スタンド側の圧延形状の許容範囲を拡げるように各スタンド6の制御端の出力を設定している。

0008

このように構成されたものは、先ず各スタンド6のワークロール2の圧下量を制御する制御装置4の演算部5に、各スタンド6の圧延形状の限界値を初期設定しておく。次に圧延される板材の板幅、板厚およびロール径等の圧延条件のデータを制御装置4の演算部5に入力し、前記(1) 式から形状変化係数ξを演算する。

0009

この計算により、該スタンド6の形状変化係数が算出されたら、その算出値を設定されている指標値(0.1〜0.3)と比較する。そして算出値が指標値を越えていなければ、初期設定された圧延形状の限界値のままとする。そして次のスタンド6の形状変化係数を前記同様(1) 式に基づいて計算して指標値との比較を行い、算出値が指標値を越えないスタンド6を初期設定された圧延形状の限界値が与えられる前段スタンドとし、算出値が指標値を越えるスタンド6 を後段スタンドとして圧延形状の許容範囲を狭めるよう修正する。

0010

そして前段スタンドにより板クラウンの造り込みを行い、後段スタンドでは形状の変化が小さくなるよう通板を行えば、板材は各前段スタンドにより圧延形状の許容範囲の限界値で圧下される前段のワークロール2間で略最終仕上げ形状まで一気に造り込まれる。前段スタンドで略最終仕上げ形状まで造り込まれた板材は、後段スタンドのワークロール2に送り込まれるが、後段スタンドは板材を略一定形状に保よう圧延形状の許容範囲を狭められているので、前段で造り込まれた板材は形状が乱されない程度に圧延されて送り出される。

発明の効果

0011

本発明は、前記説明によって明らかなように、スタンドの形状変化係数を計算して該算出値を指標値と比較し、圧延形状を大きく造り込める算出値が指標値を越えない前段スタンド間で略最終仕上げ形状とし、算出値が指標値を越える後段スタンドにおいては形状の変化を小さくするよう圧延形状の許容範囲を狭めることによって、圧延条件が厳しくなる後段スタンドでの通板時の形状の乱れを防止している。このため安定通板が可能となり、不良品グレード落ち製品の発生を低減させて製品の歩留り率を高めることができるうえに、自動制御適用時の操業トラブルを低減させることができるもので、従来の問題点を解消した板圧延におる板クラウン、板形状制御方法として業界にもたらすところ極めて大なものである。

図面の簡単な説明

0012

図1本発明の実施例を示す圧延機の概略図である。
図2本発明の実施例の制御を示すフローチャート図である。

--

0013

1圧延機
2ワークロール
4制御装置
5演算部
6 スタンド

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