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技術 連続圧延機における形状制御方法およびその装置

出願人 日新製鋼株式会社
発明者 早川淳也
出願日 1994年11月22日 (26年1ヶ月経過) 出願番号 1994-288343
公開日 1996年6月4日 (24年7ヶ月経過) 公開番号 1996-141618
状態 特許登録済
技術分野 圧延の制御
主要キーワード 最終コイル 張力上昇 張力低減 ベンダ装置 張力検出ロール セットアップ制御 軸線方向外方 形状制御装置
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

目的

連続圧延機において、製造種類の変更点前後の形状不良を防止する。

構成

連続圧延機10の形状制御装置1は、被圧延材3の圧延方向上流側から複数の圧延スタンド最終圧延スタンド14と、それに設けられる形状制御手段と、張力検出器30と、形状検出器19と、被圧延材3に張力を付与するブライドルロール20と、圧延速度計31と、被圧延材3を巻取巻取りリール23とを含んで構成される。また形状制御手段には、ワークロールベンダ装置18,47、中間ロールベンダ装置中間ロールシフト用駆動装置が備えられている。本発明の形状制御方法においては、形状を悪化させる最終スタンド14の出側張力の大幅低減時には、セットアップ制御によって最終スタンド14の上下のロールチョック間を離間させる方向にロールベンディング力が付与され、張力の上昇時には、逆方向にロールベンディング力が付与される。

概要

背景

近年、冷間圧延能力歩留りの向上を目的に、連続圧延機による連続冷間圧延が盛んに行われている。連続冷間圧延を行う場合、製造種類の変更点において、冷間圧延条件設定値の走間設定変更が行われている。前記製造種類の変更点は、被圧延材材質や寸法が変更される変更点であり、それは通常先行被圧延材後行被圧延材(以後、次コイルと記すこともある)の連結部である溶接点と一致することが多い。しかしながら、たとえば1種類の被圧延材から板厚の異なる数種類冷間圧延材を製造する場合などにおいては、溶接点以外に製造種類の変更点が設けられることがある。前記製造種類の変更点前後においては、圧延条件の変更が行われるので、板厚精度や被圧延材の平坦度いわゆる形状が変化しやすい。前記製造種類の変更点前後における形状制御は、従来次のようにして行われている。

図9は、従来技術による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンド形状制御方法を概略的に示すタイミングチャートである。図9(1)は圧延速度経時変化を、図9(2)は最終圧延スタンドの出側張力の経時変化を、図9(3)はロールベンディング力の経時変化を、図9(4)は形状制御状態を、図9(5)は形状変化状況をそれぞれ示す。図9(1)〜図9(5)に示すように時刻t1 において圧延速度の減速が開始され、時刻t2 において減速が終了する。時刻t2 は通常、製造種類の変更点が連続圧延機の初段圧延スタンドに到達する時刻よりも前に設定される。この間形状制御としては、形状検出器からの信号に基づき、フィードバック制御が行われており、形状は良好な水準に維持されている。

時刻t3 において最終圧延スタンドの出側張力が大幅に低減される。この張力低減は、製造種類の変更点で行われる製品分割のための走間剪断時、剪断の衝撃を緩和するために行われる。張力の低減は、見かけ変形抵抗の増大、ひいては圧延荷重の増大をもたらすので、図9(5)に示すように時刻t3において被圧延材の形状が悪化し、耳伸びが形成される。また張力低減後の形状制御として前記フィードバック制御が行われているけれども、フィードバック制御による形状制御は応答性が悪いので、張力の大幅低減による形状悪化に対して短時間では対応できず、時刻t3 後も形状の改善が認められない。

時刻t4 においては、製造種類の変更に対応して最終圧延スタンドの圧延条件の設定が行われる。この圧延条件の設定は、セットアップ制御によって行われ、圧下力ロール速度、ロールベンディング力および中間ロール位置等が後行被圧延材の材質や寸法に応じて設定される。諸圧延条件の変更に伴い、たとえば上下のロール間を離間させる方向に付与されるロールベンディング力は、図9(3)では、増加させた場合を示している。なお圧延速度および最終圧延スタンド出側張力は、前記低減された状態のまま維持される。

時刻t5 においては、製造種類の変更点の走間剪断が完了し、後行被圧延材の先端が巻取りリール巻付けられる。また同時に最終圧延スタンドの出側張力が増大され、これによって形状が若干改善される。時刻t6 においては、圧延速度の増速が開始され、時刻t7 において増速が終了する。増速終了後、圧延速度が一定に保持される。時刻t4 以降形状制御としては、フィードバック制御が行われており、フィードバックに要する一定時間の後、形状は良好な水準に維持されている。

概要

連続圧延機において、製造種類の変更点前後の形状不良を防止する。

連続圧延機10の形状制御装置1は、被圧延材3の圧延方向上流側から複数の圧延スタンドの最終圧延スタンド14と、それに設けられる形状制御手段と、張力検出器30と、形状検出器19と、被圧延材3に張力を付与するブライドルロール20と、圧延速度計31と、被圧延材3を巻取る巻取りリール23とを含んで構成される。また形状制御手段には、ワークロールベンダ装置18,47、中間ロールベンダ装置中間ロールシフト用駆動装置が備えられている。本発明の形状制御方法においては、形状を悪化させる最終スタンド14の出側張力の大幅低減時には、セットアップ制御によって最終スタンド14の上下のロールチョック間を離間させる方向にロールベンディング力が付与され、張力の上昇時には、逆方向にロールベンディング力が付与される。

目的

本発明の目的は、前記問題点を解決し、最終圧延スタンドの出側にブライドルロールを有する連続圧延機であっても、製造種類の変更点前後の形状不良を防止することのできる連続圧延機における形状制御方法およびその装置を提供することにある。

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

複数の圧延スタンド直列に配設された圧延機の出側にブライドルロールを有し、圧延機入側で複数の被圧延材を順次溶接して連続的に圧延する連続圧延機において、製造種類の変更点最終圧延スタンドを通過する時期の前後における張力低下時から張力上昇時までの期間内に、最終圧延スタンドのセットアップ制御複数種類行うことを特徴とする連続圧延機における形状制御方法

請求項2

複数の圧延スタンドの最終段と、ブライドルロールと、走間剪断機と、巻取りリールとをこの順序で配置して構成される連続圧延機において、前記製造種類の変更点を剪断する前に、ブライドルロールと巻取りリールとの間の張力、および最終圧延スタンドとブライドルロールとの間の張力を低下させ、前記張力の低下時に、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を離間させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御を行い、その後、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する際に、次コイルのための圧延条件を設定するセットアップ制御を行い、剪断後の前記張力上昇時に、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を近接させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御を行うことを特徴とする請求項1記載の連続圧延機における形状制御方法。

請求項3

複数の圧延スタンドと、ブライドルロールと、走間剪断機と、巻取りリールとをこの順序で配置して構成される連続圧延機の形状制御装置において、連続圧延機を構成する複数の圧延スタンドの最終段と、最終圧延スタンドの出側に配置される被圧延材の幅方向の形状を検出する形状検出器と、形状検出器の下流側に配置され、被圧延材に張力を付与するブライドルロールと、ブライドルロールの下流側に配置され、走間剪断機を介して被圧延材を巻取る巻取りリールと、前記最終圧延スタンドに設けられるロールベンディング力を付与して形状を制御する形状制御手段とを含むことを特徴とする連続圧延機における形状制御装置。

技術分野

0001

本発明は、圧延機入側で複数の被圧延材を順次溶接し、連続的に冷間圧延する連続圧延機における形状制御方法および装置に関する。

背景技術

0002

近年、冷間圧延能力歩留りの向上を目的に、連続圧延機による連続冷間圧延が盛んに行われている。連続冷間圧延を行う場合、製造種類の変更点において、冷間圧延条件設定値の走間設定変更が行われている。前記製造種類の変更点は、被圧延材の材質や寸法が変更される変更点であり、それは通常先行被圧延材後行被圧延材(以後、次コイルと記すこともある)の連結部である溶接点と一致することが多い。しかしながら、たとえば1種類の被圧延材から板厚の異なる数種類冷間圧延材を製造する場合などにおいては、溶接点以外に製造種類の変更点が設けられることがある。前記製造種類の変更点前後においては、圧延条件の変更が行われるので、板厚精度や被圧延材の平坦度いわゆる形状が変化しやすい。前記製造種類の変更点前後における形状制御は、従来次のようにして行われている。

0003

図9は、従来技術による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンドの形状制御方法を概略的に示すタイミングチャートである。図9(1)は圧延速度経時変化を、図9(2)は最終圧延スタンドの出側張力の経時変化を、図9(3)はロールベンディング力の経時変化を、図9(4)は形状制御状態を、図9(5)は形状変化状況をそれぞれ示す。図9(1)〜図9(5)に示すように時刻t1 において圧延速度の減速が開始され、時刻t2 において減速が終了する。時刻t2 は通常、製造種類の変更点が連続圧延機の初段圧延スタンドに到達する時刻よりも前に設定される。この間形状制御としては、形状検出器からの信号に基づき、フィードバック制御が行われており、形状は良好な水準に維持されている。

0004

時刻t3 において最終圧延スタンドの出側張力が大幅に低減される。この張力低減は、製造種類の変更点で行われる製品分割のための走間剪断時、剪断の衝撃を緩和するために行われる。張力の低減は、見かけ変形抵抗の増大、ひいては圧延荷重の増大をもたらすので、図9(5)に示すように時刻t3において被圧延材の形状が悪化し、耳伸びが形成される。また張力低減後の形状制御として前記フィードバック制御が行われているけれども、フィードバック制御による形状制御は応答性が悪いので、張力の大幅低減による形状悪化に対して短時間では対応できず、時刻t3 後も形状の改善が認められない。

0005

時刻t4 においては、製造種類の変更に対応して最終圧延スタンドの圧延条件の設定が行われる。この圧延条件の設定は、セットアップ制御によって行われ、圧下力ロール速度、ロールベンディング力および中間ロール位置等が後行被圧延材の材質や寸法に応じて設定される。諸圧延条件の変更に伴い、たとえば上下のロール間を離間させる方向に付与されるロールベンディング力は、図9(3)では、増加させた場合を示している。なお圧延速度および最終圧延スタンド出側張力は、前記低減された状態のまま維持される。

0006

時刻t5 においては、製造種類の変更点の走間剪断が完了し、後行被圧延材の先端が巻取りリール巻付けられる。また同時に最終圧延スタンドの出側張力が増大され、これによって形状が若干改善される。時刻t6 においては、圧延速度の増速が開始され、時刻t7 において増速が終了する。増速終了後、圧延速度が一定に保持される。時刻t4 以降形状制御としては、フィードバック制御が行われており、フィードバックに要する一定時間の後、形状は良好な水準に維持されている。

発明が解決しようとする課題

0007

前述のように、従来技術による連続冷間圧延においては、製造種類の変更点の剪断前に最終圧延スタンド出側張力が大幅に低減されるので、それに対応して被圧延材の形状が悪化するという問題点がある。

0008

また近年、連続圧延機には、安定圧延のために最終圧延スタンドの出側にブライドルロールが設けられることが多い。しかしながらこの連続圧延機では、最終圧延スタンドから巻取りリールまでの被圧延材の長さが長くなるので、前記張力低減区間も長くなり、前記形状不良部がさらに増大するという問題点がある。

0009

本発明の目的は、前記問題点を解決し、最終圧延スタンドの出側にブライドルロールを有する連続圧延機であっても、製造種類の変更点前後の形状不良を防止することのできる連続圧延機における形状制御方法およびその装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、複数の圧延スタンド直列に配設された圧延機の出側にブライドルロールを有し、圧延機入側で複数の被圧延材を順次溶接して連続的に圧延する連続圧延機において、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する時期の前後における張力低下時から張力上昇時までの期間内に、最終圧延スタンドのセットアップ制御を複数種類行うことを特徴とする連続圧延機における形状制御方法である。
また本発明は、複数の圧延スタンドの最終段と、ブライドルロールと、走間剪断機と、巻取りリールとをこの順序で配置して構成される連続圧延機において、前記製造種類の変更点を剪断する前に、ブライドルロールと巻取りリールとの間の張力、および最終圧延スタンドとブライドルロールとの間の張力を低下させ、前記張力の低下時に、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を離間させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御を行い、その後、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する際に、次コイルのための圧延条件を設定するセットアップ制御を行い、剪断後の前記張力上昇時に、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を近接させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御を行うことを特徴とする。
また本発明は、複数の圧延スタンドと、ブライドルロールと、走間剪断機と、巻取りリールとをこの順序で配置して構成される連続圧延機の形状制御装置において、連続圧延機を構成する複数の圧延スタンドの最終段と、最終圧延スタンドの出側に配置される被圧延材の幅方向の形状を検出する形状検出器と、形状検出器の下流側に配置され、被圧延材に張力を付与するブライドルロールと、ブライドルロールの下流側に配置され、走間剪断機を介して被圧延材を巻取る巻取りリールと、前記最終圧延スタンドに設けられるロールにベンディング力を付与して形状を制御する形状制御手段とを含むことを特徴とする連続圧延機における形状制御装置である。

0011

本発明に従えば、最終圧延スタンドの出側にブライドルロールを有する連続圧延機において、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する時期の前後における張力低下時から張力上昇時までの期間内に、最終圧延スタンドのセットアップ制御、たとえばロールベンディング力の設定変更を含む次コイルの圧延条件設定が行われる。このように形状不良の生じやすい張力変動時期に複数種類のセットアップ制御が行われるので、被圧延材の製造種類の変更点前後における形状不良を防止することができる。

0012

また本発明に従えば、最終圧延スタンドの出側にブライドルロールを有する連続圧延機において、製造種類の変更点を剪断する前に、ブライドルロールと巻取りリールとの間の張力および最終圧延スタンドとブライドルロールとの間の張力が低下され、張力の低下時には、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を離間させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御が行われ、その後、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する際には、次コイルのための圧延条件がセットアップ制御によって設定され、剪断後の張力上昇時には、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を近接させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御が行われる。このように張力の低下時および上昇時に、張力変化に見合うようにロールベンディング力付与を含むセットアップ制御が行われ、製造条件の変更点では、次コイルのための圧延条件がセットアップ制御によって設定されるので、被圧延材の製造種類の変更点前後における形状不良が防止される。

0013

また本発明に従えば、連続圧延機の形状制御装置は、上流側から最終圧延スタンドと、最終圧延スタンドに設けられるロールにベンディング力を付与して形状を制御する形状制御手段と、被圧延材の幅方向の形状を検出する形状検出器と、被圧延材に張力を付与するブライドルロールと、製造種類の変更点を剪断する走間剪断機を介して被圧延材を巻取る巻取りリールとを含んで構成される。これによって製造種類の変更点の剪断前後における張力の増減や製造種類の変更に見合う形状制御手段の出力の付与をセットアップ制御により好適に行うことができるので、被圧延材の製造種類の変更点前後における形状不良が防止される。また形状検出器からの出力信号に基づき、形状のフィードバック制御を常時行うことができるので、被圧延材の全長にわたって安定して良好な形状を得ることができる。

0014

図1は、本発明の一実施例である連続圧延機の形状制御装置の簡略化された構成を示す模式図である。本発明の一実施例である連続圧延機10の形状制御装置1は、被圧延材3の圧延方向上流側から連続圧延機10を構成する4基の圧延スタンドの最終段14と、最終圧延スタンド14に設けられる形状制御手段と、張力検出器30と、被圧延材3の形状を検出する形状検出器19と、被圧延材3に張力を付与するブライドルロール20と、デフレクタロール22に設けられる圧延速度計31と、製造種類の変更点を剪断する走間剪断機21を介して被圧延材3を巻取る巻取りリール23とを含んで構成される。なお連続圧延機10の最終圧延スタンド14の上部には、圧下力測定用ロードセル32が設けられており、形状検出器19とブライドルロール20の中間には、板厚測定器33が設けられている。

0015

図2は、図1に示す連続圧延機の最終圧延スタンドにおけるロール構成と、形状制御手段の簡略化された構成を示す正面図である。前記最終圧延スタンド14は6重圧延機であり、被圧延材3に当接する上下一対ワークロール5,15と、各ワークロール5,15を支持する上下一対の中間ロール6,16と、中間ロール6,16を補強する補強ロール7,17とを含んで構成される。ワークロール5,15、中間ロール6,16および補強ロール7,17の軸線は、同一鉛直面内に存在する。また前記最終圧延スタンド14には、形状制御手段であるワークロールベンダ装置18、47と、図示を省略する中間ロールベンダ装置と、同じく図示を省略する中間ロールシフト用駆動装置とが備えられている。

0016

中間ロール6,16は、被圧延材3の板幅に応じて軸線方向に往復移動してワークロールベンダ装置18,47の効果を大幅に向上させることができる。図2には、中間ロール6,16を矢符28,29方向に互いに逆方向にロールシフトさせて、中間ロール6,16の一端部が被圧延材3の板幅端部から軸線方向外方に距離δだけシフトしている状態を示している。中間ロール6,16のシフト位置δは被圧延材3の板厚、板幅に応じて適正値に設定される。

0017

ワークロールベンダ装置18は、ワークロール5,15の両端部に矢符24,25で示す被圧延材に関して上下のロールチョック間を離間または近接させる方向に、いわゆるインクリースベンディング力を増減して被圧延材3の形状修正を行うことができる。一方ワークロールベンダ装置47はワークロール5,15の両端部に矢符43,44で示す被圧延材3に関して上下のロールチョック間を近接または離間させる方向に、いわゆるディクリースベンディング力を増減して被圧延材3の形状修正を行うことができる。インクリースベンディグ力またはディクリースベンディング力のいずれを付与するかについては、圧延状況に応じて適宜選択されるけれども、通常インクリースベンディング力が付与されることが多い。また中間ロールベンダ装置も、同様に中間ロール6,16の両端部に矢符26,27方向のインクリースベンディング力、または矢符45,46方向のディクリースベンディング力を付与して被圧延材3の形状修正を行うことができる。なお連続圧延機10を形成している上流側から順に第1圧延スタンド11、第2圧延スタンド12、第3圧延スタンド13の各構成は、最終圧延スタンド14の構成と全く同一である。

0018

前記形状検出器19としては、接触式あるいは非接触式の形状検出器が用いられている。前記張力検出器30は、張力検出ロールに設けられているロードセルにより張力を検出することができる。前記ブライドルロール20は、4本のロールによって形成され、被圧延材3とブライドルロール20との接触面積を大きくしてスリップを生じさせないように構成されている。またブライドルロール20は、ブライドルロール駆動モータ38によって、被圧延材3に所定の圧延張力を付与することができる。前記走間剪断機21は、ドラム型走間剪断機であり、被圧延材3の製造種類の変更点を走行状態のまま剪断することができる。なお製造種類の変更点は、通常溶接点と一致することが多い。このため本実施例においても製造種類の変更点は、先行被圧延材と次コイルの連結部である溶接点と一致するものとする。前記圧延速度計31は、パルスジェネレータにより構成される。前記巻取りリール23は、拡縮型の巻取りリールであり、図示を省略する2基の同一構造の巻取りリール23によっていわゆるカローゼル型巻取りリールを形成している。なお巻取りリール23としては、同一構造の巻取りリール23を複数個直列に配設してもよい。

0019

図3は、図1に示す形状制御装置の動作を説明するための概略的なブロック図である。前記形状制御装置1に設けられている形状検出器19、張力検出器30、圧延速度計31、圧下力測定用ロードセル32、板厚測定器33からの出力信号は、処理装置34に入力され、処理装置34において処理され、各駆動装置駆動信号が適宜出力される。これによってワークロールベンダ駆動装置18、中間ロールベンダ駆動装置36、中間ロールシフト用駆動装置41は、ロールベンディング力の設定値や目標形状合致するよう駆動され、最終圧延スタンドの圧延ロール駆動モータ37、ブライドルロール駆動モータ38、巻取りリール駆動モータ39は、圧延速度や圧延張力の設定値と合致するように駆動され、図示を省略する圧下シリンダ駆動装置40は、圧下位置の設定値と合致するように駆動される。これによって形状のセットアップ制御や形状のフィードバック制御が好適に行われるので、前記形状制御装置1は、被圧延材3の製造種類の変更点前後における形状不良を防止することができる。

0020

図4は本発明の一実施例である連続圧延機における形状制御方法を示すフローチャートであり、図5図4に示すフローチャートのサブルーチンである形状のフィードバック制御方法を示すフローチャートであり、図6は本発明による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンドの形状制御方法を概略的に示すタイミングチャートである。また図6(1)は圧延速度の経時変化を、図6(2)は最終圧延スタンドの出側張力の経時変化を、図6(3)はロールベンディング力の経時変化を、図6(4)は形状制御状態を、図6(5)は形状変化状況をそれぞれ示す。

0021

本実施例による形状制御方法について図4図6を用いて説明する。図4に示すようにステップs1では、スタートに際して連続圧延機10の点検や被圧延材3の搬入準備作業が行われる。ステップs2では、1コイル目の圧延条件が設定される。圧延条件の設定はセットアップ制御で行われ、圧下力、ロール速度、ロールベンディング力、中間ロール位置等が設定される。ステップs3では、冷間圧延が開始され、形状のフィードバック制御が行われる。

0022

形状のフィードバック制御については、図5に示すようにステップn1で冷間圧延が行われ、ステップn2で形状検出器19によって被圧延材3の形状検出が行われる。ステップn3では、形状が目標形状を満たしているか否かが判定される。形状が目標形状を満たしていれば、ステップn5で圧延条件の変更を行うタイミングか否かが判定され、その段階が圧延条件の変更を行うタイミングでなければステップn1に戻り、冷間圧延が継続され、その段階が変更タイミングであればステップn6に進み、リターンしてステップs4に進む。また形状が目標形状を満たしていなければ、ステップn4でロールベンディング力その他の変更が行われ、引き続きステップn5で圧延条件の変更を行うタイミングか否かが判定される。その段階が圧延条件の変更を行うタイミングでなければ、再度ステップn1に戻り、変更されたロールベンディング力のもとで冷間圧延が継続され、その段階が変更タイミングであれば、形状が目標形状を満たしていなくても、ステップn6に進み、リターンしてステップs4に進む。

0023

ステップs4では、圧延速度の減速が行われる。図6(1)〜図6(5)に示すように圧延速度の減速は時刻t11から開始され、時刻t12で終了する。時刻t12は、製造種類の変更点が前記連続圧延機10の第1圧延スタンド11に到達するよりも前に設定される。この間の形状制御としては、前記形状のフィードバック制御が行われており、図6(5)に示すように形状は良好な水準に維持される。ステップs5では、再度形状のフィードバック制御が行われ、圧延条件の次の変更タイミングまで継続される。この間形状は良好な水準に維持される。

0024

ステップs6では、最終圧延スタンド14において圧延条件の設定変更が行われる。圧延条件の設定変更は、時刻t13で行われ、最終圧延スタンド14の出側張力の低減と、ロールベンディング力の増減とを含むセットアップ制御47が同時に行われる。最終圧延スタンド14の出側張力の低減は、製造種類の変更点で行われる走間剪断時に剪断の衝撃を緩和するために行われる。前述のように圧延張力の低減は、見掛けの変形抵抗の増大ひいては圧延荷重の増大をもたらすので、被圧延材3の形状が悪化し、耳伸びが形成される。

0025

前記ロールベンディング力の増減は、圧延張力の低減に伴い、発生が予測される耳伸びを防止するために行われる。すなわち最終圧延スタンド14のロールベンディング力が前記インクリース動作時であれば、ロールベンディング力が増加され、前記ディクリース動作時であれば、ロールベンディング力が低減される。このように、ロールベンディング力は被圧延材に関して上下のロールチョック間を離間させる方向に付与される。時刻t13では、ロールベンディング力がインクリース動作時の状況を示している。このため時刻t13では、ロールベンディング力は増加される。これによって、図6(5)に示すように時刻t13における圧延張力低減時には、被圧延材3に耳伸びがほとんど形成されない。なおロールベンディング力の付与は通常ワークロール5,15に対して行われるけれども、中間ロール6,16に対して行ってもワークロール5,15と中間ロール6,16の両方に対して行ってもよい。またセットアップ制御47は、前記の制御内容に限定されるものではなく、種々の制御を行うことができる。ステップs7では、再度形状のフィードバック制御が行われ、圧延条件の次の変更タイミングまで継続される。この間形状は良好な水準に維持される。

0026

ステップs8では、最終圧延スタンド14における次コイルの圧延条件の設定が行われる。次コイルの圧延条件設定としては、次コイルの材質、板厚、板幅に対応して圧下力、ロール速度、ロールベンディング力、中間ロール位置などがセットアップ制御48で設定される。最終圧延スタンド14における次コイルの圧延条件の設定は、時刻t14で行われ、圧延速度と最終圧延スタンド14の出側張力とは前述の低減した状態のまま維持される。図6(3)に示すように次コイルの圧延条件設定に際してロールベンディング力は、たとえば低減される。しかしながら、それは次コイルに対応した条件設定であるので、図6(5)に示すように形状は良好な水準に維持される。ステップs9では、再度形状のフィードバック制御が行われ、圧延条件の次の変更タイミングまで継続される。この間形状は良好な水準に維持される。

0027

ステップs10では、被圧延材3の製造種類の変更点が前記走間剪断機21によって走間剪断される(巻取りリール23への巻き付け)。ステップs11では、圧延条件の設定変更が行われる。圧延条件の設定変更は、次コイルの先端が前記巻取りリール23に巻取られるタイミングに合わせて行われる。圧延条件の設定変更は、時刻t15で行われ、最終圧延スタンド14の出側張力の増加と、ロールべンディング力の増減とを含むセットアップ制御49が同時に行われる。最終圧延スタンド14の出側張力の増加は、次コイルに適正張力を付与するため行われる。

0028

またロールベンディング力の増減は、圧延張力の増加ひいては圧延荷重の低減に対応して発生しやすい中伸びを防止して形状を良好な水準に維持するために行われる。すなわち最終圧延スタンド14のロールベンディング力が前記インクリース動作時であれば、ロールベンディング力が低減され、前記ディクリース動作時であれば、ロールベンディング力が増加される。このように、ロールベンディング力は被圧延材に関して上下のロールチョック間を近接させる方向に付与される。時刻t15では、ロールベンディング力がインクリース動作時の状況を示している。このため時刻t15では、ロールベンディング力は低減される。これによって図6(5)に示すように時刻t15において、形状変化はほとんど生じることなく良好な水準に維持される。なお、セットアップ制御49は前記の制御内容に限定されるものではなく、種々の制御を行うことができる。ステップs12では、再度形状のフィードバック制御が行われ、圧延条件の次の変更タイミングまで継続される。この間形状は良好な水準に維持される。

0029

ステップs13では、製造種類の変更完了に伴い、圧延速度の増速が行われ、適正圧延速度に保持される。圧延速度の増速は、時刻t16から開始され、時刻t17で終了する。ステップs14では、再度形状のフィードバック制御が行われ、圧延条件の次の変更タイミングまで継続される。この間形状は良好な水準に維持される。

0030

ステップs15では、圧延条件の次の変更タイミングに先立って冷間圧延中のコイルが最終コイルか否かが判定される。冷間圧延中のコイルが最終コイルでない場合は、再度ステップs4に戻り、次の製造種類の変更に対応するために圧延速度の減速が行われる。冷間圧延中のコイルが最終コイルの場合には、ステップs16で連続冷間圧延を終了させる。

0031

以上述べたように本実施例では、製造種類の変更点が最終圧延スタンド14を通過する時期の前後における張力低下時から張力上昇時までの期間内に、最終圧延スタンド14のセットアップ制御が複数種類行われている。すなわち最終圧延スタンド14のセットアップ制御として、時刻t13および時刻t15で行われるロールベンディング力の設定変更47,49と、時刻t14で行われる次コイルの圧延条件設定48とが行われている。このため本実施例によれば、従来技術では防止が困難であった製造種類の変更点前後における形状不良の発生がほぼ完全に防止される。

0032

次に本実施例の形状制御方法を適用した被圧延材3の形状特性について具体的に説明する。図7は本実施例による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンドの形状制御方法と、各検出器の出力実績値とを時系列的に示すタイミングチャートである。図7(1)は圧延速度の経時変化を、図7(2)は最終圧延スタンドの出側張力の経時変化を、図7(3)は最終圧延スタンドの圧下力の経時変化を、図7(4)は最終圧延スタンドのワークロールベンディング力の経時変化を、図7(5)は板形状の経時変化をそれぞれ示す。

0033

図7における連続冷間圧延は、図1に示す形状制御装置1を含む連続圧延機10を用いて行われた。図7における先行被圧延材の材質は、低炭素普通鋼であり、冷間圧延前寸法は、板厚3.0mm、板幅1000mmであり、冷間圧延後の仕上げ寸法は板厚0.8mm、板幅1000mmである。一方図7における後行被圧延材の材質は低炭素普通鋼であり、冷間圧延前寸法は板厚2.7mm、板幅950mmであり、冷間圧延後の仕上げ寸法は板厚0.6mm、板幅950mmである。なお最終圧延スタンドのワークロールベンディング力としては前記インクリースベンディング力が付与されている。

0034

図7(1)〜図7(5)に示すように、時刻t21において圧延速度の減速が開始され、時刻t22において減速が終了する。圧延速度は、800m/minから200m/minまで大幅に低減される。この間最終圧延スタンド14の出側張力は、減速前の張力値である10トンのまま維持される。また減速によって圧延油油膜厚さが若干小さくなり、摩擦係数が若干大きくなるので、最終圧延スタンド14の圧下力が若干増加する。前述のようにこの間形状のフィードバック制御が行われているので、圧下力の増加による耳伸びを防止するために最終圧延スタンド14のワークロールベンディング力が若干増加する。これによって板形状はほぼ平坦に維持される。

0035

時刻t23においては、最終圧延スタンド14の出側張力の低減が開始され、時刻t24においてその張力低減が終了する。この間圧延張力は、10トンから2トンまで大幅に低減される。圧延張力を低減する理由は、前述のとおりである。圧延張力の低減は、前述のとおり見かけの変形抵抗の増大ひいては圧下力の増大をもたらすので、前記鋼帯には耳伸びが形成される。しかしながら、前述のように最終圧延スタンド14の出側張力の低減と同時に最終圧延スタンド14のワークロールベンディング力がセットアップ制御により増大されるので、耳伸びの形成は、良好な形状水準である急峻度0.3%以下に止められる。

0036

図8は、被圧延材の急峻度の定義を示す説明図である。急峻度は、被圧延材3の形状不良の程度を示す指標である。図8に示すようにたとえば、耳伸び4を形成している被圧延材3の波状幅端部において波高さをh、波周期をpとすると、急峻度λ(%)は次式(1)のように定義される。

0037

λ = h/p × 100 …(1)
前述のように前記セットアップ制御に引続き再度形状のフィードバック制御が行われる。このため時刻t24以後、急峻度は次第に小さくなり、板形状がさらに向上する。

0038

時刻t25においては、最終圧延スタンド14における後行被圧延材の圧延条件の設定がセットアップ制御により行われる。後行被圧延材は、先行被圧延材に比べ板厚が薄く、かつ板幅が小さいので、最終圧延スタンド14の圧下力は低減される。またそれに対応して最終圧延スタンド14のワークロールベンディング力も大幅に低減される。このように後行被圧延材の材質や寸法に対応した圧延条件の設定がセットアップ制御により行われるので、時刻t25における形状の悪化は、最小限に止まり、急峻度は良好な形状水準である0.3%以下に維持される。前述のように前記セットアップ制御に引続き再度形状のフィードバック制御が行われる。このため前述と同様に時刻t25以後、急峻度は次第に小さくなり、板形状がさらに向上する。

0039

時刻t26においては、先行被圧延材と後行被圧延材の溶接点が走間剪断機21によって剪断され、時刻t27においては、後行被圧延材の先端が巻取りリール23に巻取られる。また時刻t27において最終圧延スタンド14の出側張力の上昇が開始され、時刻t28において終了する。この間圧延張力は2トンから8トンまで大幅に増加される。圧延張力の増加は、被圧延材3に適正張力を付与するために行われる。圧延張力の増加は、見掛けの変形抵抗の減少ひいては圧下力の低減をもたらすので、被圧延材3に中伸びが形成されやすい。しかしながら最終圧延スタンド14の出側張力の増加と同時に最終圧延スタンド14のワークロールベンディング力がセットアップ制御により低減されるので、被圧延材3には中伸びがほとんど形成されない。

0040

このように本実施例の形状制御方法においては、時刻t23および時刻t27から開始されるセットアップ制御による最終圧延スタンド14のワークロールベンディング力の調整によって最終スタンド14の出側張力の大幅変動に基づく形状悪化をほぼ完全に防止することができる。また時刻t25で行われるセットアップ制御による最終圧延スタンド14の次コイルの圧延条件設定によって製造種類の変更に基づく形状悪化をはぼ完全に防止することができる。

0041

時刻t29においては、圧延速度の増速が開始され、時刻t30で増速が終了する。この間圧延速度は200m/minから800m/minまで増速される。この間圧延速度の増速に対応して圧延油の油膜厚さが若干厚くなり、摩擦係数が若干小さくなるので、最終圧延スタンド14の圧下力が若干低減する。前述のようにこの間形状のフィードバック制御が行われているので、圧下力の低減による中伸びを防止するために、最終圧延スタンド14のワークロールベンディング力が若干低減される。このため板形状はほぼ平坦に維持される。

0042

以上述べたように、本実施例の形状制御方法によれば、従来技術では大幅な形状悪化が認められる先行被圧延材と、後行被圧延材の溶接点前後においても急峻度0.3%以下の平坦度が得られている。一般に急峻度は0.5%以下であれば良好な形状であると言われているので、本実施例の形状制御特性は極めて優れたものであり、工業上の利用価値は極めて高い。

発明の効果

0043

以上のように本発明によれば、最終圧延スタンドの出側にブライドルロールを有する連続圧延機において、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する時期の前後における張力低下時から張力上昇時までの期間内に、最終圧延スタンドのセットアップ制御、たとえばロールベンディング力の設定変更と次コイルの圧延条件設定とが行われる。このように形状不良の生じやすい張力変動時期に複数種類のセットアップ制御が行われるので、被圧延材の製造種類の変更点前後における形状不良を防止することができる。このため被圧延材の品質ならびに歩留りが大幅に向上する。

0044

また本発明によれば、最終圧延スタンドの出側にブライドルロールを有する連続圧延機において、製造種類の変更点を剪断する前に、最終圧延スタンド出側張力が低下され、張力の低下時には、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を離間させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御が行われ、その後、製造種類の変更点が最終圧延スタンドを通過する際には、次コイルのための圧延条件がセットアップ制御によって設定され、剪断後の張力上昇時には、最終圧延スタンドにおいて被圧延材に関して上下のロールチョック間を近接させる方向のロールベンディング力付与を含むセットアップ制御が行われる。このように張力の低下時および上昇時に張力変化に見合うようにロールベンディング力付与を含むセットアップ制御が行われ、製造条件の変更点では、次コイルのための圧延条件がセットアップ制御によって設定されるので、被圧延材の製造種類の変更点前後における形状不良が防止される。このため被圧延材の品質ならびに歩留りが大幅に向上する。

0045

また本発明によれば、連続圧延機の形状制御装置は、上流側から最終圧延スタンドと、最終圧延スタンドに設けられる形状制御手段と、形状検出器と、ブライドルロールと、走間剪断機を介して被圧延材を巻取る巻取りリールとを含んで構成される。これによって製造種類の変更点の剪断前後における張力の増減や製造種類の変更に見合う形状制御手段の出力の付与をセットアップ制御により好適に行うことができるので、被圧延材の製造種類の変更点前後における形状不良が防止される。また形状検出器からの出力信号に基づき、形状のフィードバック制御を常時行うことができるので、被圧延材の全長にわたって安定して良好な形状を得ることができる。このため被圧延材の品質ならびに歩留りが大幅に向上する。

図面の簡単な説明

0046

図1本発明の一実施例である連続圧延機の形状制御装置の簡略化された構成を示す模式図である。
図2図1に示す連続圧延機の最終圧延スタンドにおけるロール構成と形状制御手段の簡略化された構成を示す正面図である。
図3図1に示す形状制御装置の動作を説明するための概略的なブロック図である。
図4本発明の一実施例である連続圧延機における形状制御方法を示すフローチャートである。
図5図4に示すフローチャートのサブルーチンである形状のフィードバック制御方法を示すフローチャートである。
図6本発明による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンドの形状制御方法を概略的に示すタイミングチャートである。
図7本実施例による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンドの形状制御方法と、各検出器の出力実績値とを時系列的に示すタイミングチャートである。
図8被圧延材の急峻度の定義を示す説明図である。
図9従来技術による製造種類の変更点前後における最終圧延スタンドの形状制御方法を概略的に示すタイミングチャートである。

--

0047

1形状制御装置
3被圧延材
5,15ワークロール
6,16中間ロール
7,17補強ロール
10連続圧延機
14最終圧延スタンド
18,47ワークロールベンダ装置
19形状検出器
20ブライドルロール
21 走間剪断機
23巻取りリール
30張力検出器
31圧延速度計

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