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技術 冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法

出願人 新日鐵住金株式会社
発明者 折橋英治
出願日 2005年8月31日 (15年3ヶ月経過) 出願番号 2005-250682
公開日 2007年3月15日 (13年9ヶ月経過) 公開番号 2007-061851
状態 特許登録済
技術分野 圧延の制御
主要キーワード 張力不足 オーバーシュート現象 電動圧 ソフトランディング 設定計算 先行鋼板 鋼板張力 ロールギャップ制御
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(2007年3月15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 (5)

課題

圧延機電動機による圧下の場合にも、走間板厚変更時のロールギャップ制御に起因するスタンド間張力変動を速やかに収束させ、張力変動に起因するトラブルを低減することができる冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法を提供する。

解決手段

タンデム式冷間圧延機の走間板厚変更を行う際に、第2スタンド以降のスタンドのロールギャップ設定動作動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の当該スタンド入口側のスタンド間張力が目標値に到達したとき、あるいはその直前にロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御移行する。なおロールギャップ設定動作中は張力制御をオフとすることが好ましい。

概要

背景

複数スタンドを備えた冷間圧延機で走間板厚変更を行う場合には、先行鋼板後行鋼板との接続点付近で各スタンドのロールギャップを後行鋼板に合わせて変更し、かつスタンド間張力が適正範囲となるように張力制御を行う必要がある。この張力制御はロールギャップ及び/またはロール速度の変更によって行われる。走間板厚変更を行う場合には、予めパス設定計算により後行鋼板の板厚に対応したロールギャップ目標値及びスタンド間張力目標値を求めておく。そして走間板厚変更開始と同時に各スタンドのロールギャップ変更と張力制御とが行われる。この様子を図1に示す。

ところが、ロールギャップ設定計算圧延する鋼材材質変動や、前工程のオフゲージ混入鋼板弾性変形等により不可避的な誤差を有する。このためロールギャップ設定計算に基づいて設定されたロールギャップが、必ずしも後行鋼板の目標張力に見合う値とならないことがある。その場合には、図1の上段に示すように走間板厚変更を行うとスタンド間張力が目標値から外れてしまい、その後に張力は張力制御によってハンチングを繰り返しながら次第に目標値にまで復帰するものの、その間に張力不足による板たるみや張力過多による板破断などの重大なトラブルが発生することがあった。

このような問題を解決するために、走間板厚変更と張力制御を併用する方法あるいは油圧下等高速なロールギャップ調整装置を用いて張力制御のみで走間板厚変更する方法が考えられる。しかしながら、いずれの方法でも応答の遅い電動圧下によるロールギャップ調整に伴うスタンド間張力変動については対策がとられておらず、これを原因とするトラブル発生を防止することができていなかった。なお、特許文献1には走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法が記載されているが、その図4にも見られる通り、この特許文献1記載の方法によっても張力変動オーバーシュート現象は解消されていない。
特開平6−285520号公報(図4)

概要

圧延機電動機による圧下の場合にも、走間板厚変更時のロールギャップ制御に起因するスタンド間張力変動を速やかに収束させ、張力変動に起因するトラブルを低減することができる冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法を提供する。タンデム式冷間圧延機の走間板厚変更を行う際に、第2スタンド以降のスタンドのロールギャップ設定動作動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の当該スタンド入口側のスタンド間張力が目標値に到達したとき、あるいはその直前にロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御に移行する。なおロールギャップ設定動作中は張力制御をオフとすることが好ましい。

目的

従って本発明の目的は、圧延機が電動機による圧下の場合にも、走間板厚変更時のロールギャップ制御に起因するスタンド間張力変動を速やかに収束させ、張力変動に起因するトラブルを低減することができる冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法を提供することである。

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

タンデム式冷間圧延機の走間板厚変更を行う際に、第2スタンド以降のロールギャップ設定動作動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の当該スタンド入口側のスタンド間張力目標値に到達したときに該ロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御移行することを特徴とする冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法

請求項2

タンデム式冷間圧延機の走間板厚変更を行う際に、第2スタンド以降のロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の当該スタンド入口側のスタンド間張力が目標値に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御に移行することを特徴とする冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法。

請求項3

ロールギャップ設定動作中は張力制御をオフとすることを特徴とする請求項1または2記載の冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法。

技術分野

0001

本発明は、複数スタンドを備えた冷間圧延機で走間板厚変更を行う際における第2スタンド以降のスタンド間張力制御方法に関するものである。

背景技術

0002

複数スタンドを備えた冷間圧延機で走間板厚変更を行う場合には、先行鋼板後行鋼板との接続点付近で各スタンドのロールギャップを後行鋼板に合わせて変更し、かつスタンド間張力が適正範囲となるように張力制御を行う必要がある。この張力制御はロールギャップ及び/またはロール速度の変更によって行われる。走間板厚変更を行う場合には、予めパス設定計算により後行鋼板の板厚に対応したロールギャップ目標値及びスタンド間張力目標値を求めておく。そして走間板厚変更開始と同時に各スタンドのロールギャップ変更と張力制御とが行われる。この様子を図1に示す。

0003

ところが、ロールギャップ設定計算圧延する鋼材材質変動や、前工程のオフゲージ混入鋼板弾性変形等により不可避的な誤差を有する。このためロールギャップ設定計算に基づいて設定されたロールギャップが、必ずしも後行鋼板の目標張力に見合う値とならないことがある。その場合には、図1上段に示すように走間板厚変更を行うとスタンド間張力が目標値から外れてしまい、その後に張力は張力制御によってハンチングを繰り返しながら次第に目標値にまで復帰するものの、その間に張力不足による板たるみや張力過多による板破断などの重大なトラブルが発生することがあった。

0004

このような問題を解決するために、走間板厚変更と張力制御を併用する方法あるいは油圧下等高速なロールギャップ調整装置を用いて張力制御のみで走間板厚変更する方法が考えられる。しかしながら、いずれの方法でも応答の遅い電動圧下によるロールギャップ調整に伴うスタンド間張力変動については対策がとられておらず、これを原因とするトラブル発生を防止することができていなかった。なお、特許文献1には走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法が記載されているが、その図4にも見られる通り、この特許文献1記載の方法によっても張力変動オーバーシュート現象は解消されていない。
特開平6−285520号公報(図4

発明が解決しようとする課題

0005

このように、従来は走間板厚変更時のロールギャップ制御に起因するスタンド間張力変動については有効な対策がとられておらず、張力変動を原因とするトラブル発生を確実に防止することができていなかった。特に圧延機の圧下が電動機による圧下の場合、応答が遅いことから張力変動によるトラブル低減の効果は期待できなかった。

0006

従って本発明の目的は、圧延機が電動機による圧下の場合にも、走間板厚変更時のロールギャップ制御に起因するスタンド間張力変動を速やかに収束させ、張力変動に起因するトラブルを低減することができる冷間圧延機における走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ロールギャップの目標値を設定しそれに向けて制御するのではなく、走間板厚変更開始時はロールギャップは開方向か閉方向か、方向のみ設定してロールギャップの開または閉動作を開始し、当該スタンド入口側の後行鋼板張力が目標張力となった時点でロールギャップ動作を停止し、通常の張力制御を開始することで、圧延機が電動機による圧下の場合にも張力変動によるトラブル発生が極めて少なくなることを見出し、本発明に至った。

0008

上記の知見に基づいてなされた請求項1の発明は、タンデム式冷間圧延機の走間板厚変更を行う際に、第2スタンド以降のロールギャップ設定動作動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の当該スタンド入口側のスタンド間張力が目標値に到達したときに該ロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御に移行することを特徴とするものである。

0009

請求項2の発明は、タンデム式冷間圧延機の走間板厚変更を行う際に、第2スタンド以降のロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板の当該スタンド入口側のスタンド間張力が目標値に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御に移行することを特徴とするものである。なお、いずれの発明においてもロールギャップ設定動作中は張力制御をオフとすることが好ましい。

発明の効果

0010

請求項1の発明によれば、ロールギャップ設定動作は動作方向のみを設定して走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作し、後行鋼板のスタンド間張力が目標値に到達したときにロールギャップ設定動作を停止して通常の張力制御に移行するので、圧延機が電動機による圧下の場合にも、走間板厚変更時におけるスタンド間張力のハンチングを最小限に抑制することができる。

0011

請求項2の発明によれば、後行鋼板のスタンド間張力が目標値に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御に移行するので、請求項1の発明よりも張力制御のソフトランディングが可能となる。このロールギャップ設定動作の停止は、例えば張力目標値の±20%以内に達したところで行うことが好ましい。

0012

さらに請求項3の発明によれば、ロールギャップ設定動作中は張力制御をオフとすることにより、ロールギャップ設定動作と張力制御とが重複することによるオーバーシュートがなくなり、張力変動の発生をミニマム化することができる。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図2は本発明の実施形態を示す概念図であり、タンデム式冷間圧延機で走間板厚変更を行う状態を示している。走間板厚変更を行う際には全スタンドについてロールギャップの変更が行われ、また第2スタンド以降の各スタンドについて張力制御が行われるが、図2では第3スタンドが代表として例示してある。以下の説明も第3スタンドについて行うが、第2スタンド以降の各スタンドについても同様である。

0014

さて板厚の異なる先行鋼板と後行鋼板とを接続して走間板厚変更を行う際には、後行鋼板の板厚に見合うロールギャップ目標値を計算しておき、走間スケジュール変更装置1からの信号を受けて走間板厚変更と同時に圧下変更装置2がロールギャップ設定動作を開始する。従来は図1に示したように後行鋼板の板厚に見合うロールギャップ目標値にまでロールギャップを変更していたのに対し、本発明ではロールギャップ設定動作は絶対値は設定せずに動作方向のみを設定し、走間板厚変更開始と同時に該動作方向に動作する。図3は後行鋼板の板厚が先行鋼板より薄い場合が例示されており、図3の上段に示すようにロールギャップが閉じられる。

0015

また後行鋼板の圧延に適したスタンド間張力の目標値も予め計算されており、張力計3により計測されたスタンド間張力がこの目標値に達したときに、圧下変更終了判定装置4が圧下変更装置2に信号を送り、ロールギャップ設定動作を停止する。そしてこの時点以降は、張力制御装置5による通常の張力制御に移行する。この方法により図3中段に示すようにスタンド間張力は速やかに安定し、張力変動によるトラブル発生が防止される。また図3下段に示すように鋼板板厚も速やかに安定するので、オフゲージの発生もミニマム化することができる。本発明は応答の遅い電動圧下によるロールギャップ調整の場合に特に顕著な効果を発揮する。

0016

以上に説明した請求項1の発明ではスタンド間張力が目標値に達したときにロールギャップ設定動作を停止したが、請求項2の発明ではスタンド間張力が目標値に到達する直前に該ロールギャップ設定動作を停止し、通常の張力制御を行う。具体的には、ロールギャップ設定動作の停止は、張力の目標値の±20%以内に達したところで行うことが好ましい。+20%超では、板破断の危険性が極めて高くなり、−20%未満では板のたるみが大きくなりこれもまたトラブルの原因となるからである。このように目標張力に到達する直前に早めに張力制御装置5による通常の張力制御に移行することによって制御切替時の乱れを抑制し、スタンド間張力のソフトランディングを図ることができる。

0017

なお、張力制御装置5による通常の張力制御は走間板厚変更時間中にも連続させてもよいが、張力制御装置5による張力制御をロールギャップ設定動作と並列させるとロールギャップ設定動作に余計な外乱が入るおそれがある。このため図3の下部に示したようにロールギャップ設定動作中は張力制御をオフにすることが好ましい。これによりロールギャップのオーバーシュートも防止することができ、張力変動によるトラブル及び板厚オフゲージの発生をより短縮することができる。

0018

以上に説明したように、本発明の走間板厚変更時のスタンド間張力制御方法によれば、
圧延機が電動機による圧下の場合にも、走間板厚変更時のロールギャップ制御に起因するスタンド間張力変動を速やかに収束させ、張力変動に起因するトラブルを低減することができる。図4は走間板厚変更時の張力トラブル発生頻度を示すグラフであり、本発明により張力トラブル発生頻度が4割以下にまで低減できたことが示されている。

図面の簡単な説明

0019

従来法におけるロールギャップ開度とスタンド間張力との時間的変化を示すグラフである。
本発明の実施形態を示す概念図である。
本発明法におけるロールギャップ開度とスタンド間張力と鋼板板厚との時間的変化を示すグラフである。
走間板厚変更時の張力トラブル発生頻度を示すグラフである。

符号の説明

0020

1 走間スケジュール変更装置
2 圧下変更装置
3張力計
4 圧下変更終了判定装置
5 張力制御装置

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