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技術 圧延機制御装置、圧延機制御装置の制御方法及びそのプログラム

出願人 株式会社日立製作所三菱日立製鉄機械株式会社
発明者 服部哲福地裕加賀慎一斎藤武彦
出願日 2010年3月25日 (10年9ヶ月経過) 出願番号 2010-069410
公開日 2011年10月13日 (9年2ヶ月経過) 公開番号 2011-200896
状態 特許登録済
技術分野 圧延の制御
主要キーワード 塑性変形状態 入換作業 変更レート センサインターフェース回路 順番テーブル ストップマーク 板厚設定 C状態
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(2011年10月13日)のものです。
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図面 (20)

課題

被圧延材作業ロールを損傷させず、ロール開放締込みの操業効率を高める。

解決手段

圧延機制御装置Sは、被圧延材hの製品仕様を記憶する製品仕様情報記憶手段42と、圧延機スタンド1、2の操業状態情報を取得する圧延機スタンド操業状態取得手段41と、溶接点の通過前後において圧延機スタンドを圧下または開放状態かを決定する溶接点通過方法決定手段44と、前記通過前後の作業ロール1w、2wの間隔の制御目標値を設定する溶接点通過時目標値設定手段46と、前記通過前後の作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定する溶接点通過処理タイミング設定手段45と、該開放又は締込みの際に圧延機スタンドの中から基準速度とする1つを決定する基準スタンド設定手段48と、各速度制御装置への速度指令を決定する速度指令発生手段49と、各圧下制御装置に開放又は締込み処理を指令する作業ロール圧下指令出力手段47とを備える。

概要

背景

従来、冷間圧延機において、特にタンデム圧延機と呼ばれる複数の圧延機スタンドを連続して設置した連続圧延機においては、連続圧延機の入側において被圧延材溶接し、被圧延材を連続で圧延している。ここで、圧延製品は、コイル毎鋼種板厚板幅などが異なるため、溶接点圧延機を通過する際に、圧延機スタンドそれぞれの圧延条件を変更する必要がある。

特許文献1には、複数の圧延機スタンドを用いた冷間圧延機において、溶接機の溶接により接続された被圧延材を連続圧延する場合に、被圧延材の先行材と該先行材に溶接点で接合された後行材との溶接点が圧延機スタンドに到着前に減速指令を出し、当該圧延機スタンドを溶接点が通過前に当該圧延機スタンドの作業ロールの間隔(圧下位置とも称する)を所定の位置に設定し、かつ、このときの圧延荷重定常時の圧延荷重と変わらないように後方張力を制御し、溶接点が当該圧延機スタンド通過直後に、その作業ロールの間隔を後行材の定常時の設定値に戻し、前方張力は先行材と後行材の低い方に設定し、溶接点が最終圧延機スタンドを通過後に加速指令を出す制御方法の技術が記載されている。

しかしながら、前記した特許文献1の技術では、溶接点通過時に各圧延機スタンドの作業ロールの間隔を所定値に設定するとしているだけであり、溶接された被圧延材の先行材と後行材との間の板厚の差が大きい場合、例えば、先行材の板厚よりも後行材の板厚が厚い場合には、後行材の開始部分で作業ロールに傷が付いたり、逆に、先行材の板厚よりも後行材の板厚が薄い場合には、後行材の開始部分で作業ロールと被圧延材の間でスリップを生じて作業ロールに傷が付いたりする可能性がある。

そのため、特許文献2には、先行材と、後行材の板幅、板厚、材質等が大幅に異なる場合、溶接点において被圧延材が破断する恐れがあるため、溶接点通過時に圧延機を一旦停止し、作業ロールをコイルから開放し、コイルの溶接部を通過させてから、再度圧延運転を開始する技術が記載されている。

概要

被圧延材、作業ロールを損傷させず、ロールの開放、締込みの操業効率を高める。圧延機制御装置Sは、被圧延材hの製品仕様を記憶する製品仕様情報記憶手段42と、圧延機スタンド1、2の操業状態情報を取得する圧延機スタンド操業状態取得手段41と、溶接点の通過前後において圧延機スタンドを圧下または開放状態かを決定する溶接点通過方法決定手段44と、前記通過前後の作業ロール1w、2wの間隔の制御目標値を設定する溶接点通過時目標値設定手段46と、前記通過前後の作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定する溶接点通過処理タイミング設定手段45と、該開放又は締込みの際に圧延機スタンドの中から基準速度とする1つを決定する基準スタンド設定手段48と、各速度制御装置への速度指令を決定する速度指令発生手段49と、各圧下制御装置に開放又は締込み処理を指令する作業ロール圧下指令出力手段47とを備える。

目的

本発明は前記実状に鑑み、被圧延材及び作業ロールに、スリップ等による傷を発生させること無く、操業効率が高い作業ロールの開放、締込みが可能な圧延機制御装置、圧延機制御装置の制御方法及びそのプログラムを提供する

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

圧延機スタンド作業ロールの間隔を制御する圧下制御装置と、前記作業ロールの速度を制御する圧延機スタンド速度制御装置と、前記圧延機スタンドの入側の被圧延材の速度を制御する入側速度制御装置と、前記圧延機スタンドの出側の前記被圧延材の速度を制御する出側速度制御装置とを備え、複数の前記圧延機スタンドを連続的に並べたタンデム圧延機を制御する圧延機制御装置であって、溶接で連結された被圧延材である先行材および後行材のそれぞれの製品仕様を記憶する製品仕様情報記憶手段と、前記複数の圧延機スタンドそれぞれの操業状態の情報を取得する圧延機スタンド操業状態取得手段と、前記取得された操業状態の情報と前記記憶された被圧延材の製品仕様とに基づき、前記被圧延材の溶接点の前記圧延機スタンドの通過前後において当該圧延機スタンドの作業ロールを圧下状態とするか、または、開放状態とするかを決定する溶接点通過方法決定手段と、前記製品仕様情報記憶手段に記憶された前記先行材と後行材の被圧延材の製品仕様に基づいて前記溶接点の通過前後における当該通過する圧延機スタンドのそれぞれの前記作業ロールの間隔の制御目標値を設定する溶接点通過時目標値設定手段と、前記圧延機スタンドそれぞれに対する前記溶接点の通過前後における当該通過する作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定する溶接点通過処理タイミング設定手段と、前記圧延機スタンドそれぞれにおける前記作業ロールの開放又は締込みの際に、前記複数の圧延機スタンドの中から基準速度とする1つの圧延機スタンドを決定する基準スタンド設定手段と、前記基準スタンド設定手段にて決定された前記1つの圧延機スタンドの前記基準速度を基に、前記圧延機スタンド速度制御装置、前記入側速度制御装置、および前記出側速度制御装置それぞれへの速度指令を決定する速度指令発生手段と、前記溶接点通過時目標値設定手段により設定された前記作業ロールの間隔の制御目標値、並びに、前記溶接点通過処理タイミング設定手段により設定された前記作業ロールの開放及び締込みのタイミングに基づいて前記各圧下制御装置に対して前記作業ロールの開放又は締込みの処理を指令する作業ロール圧下指令出力手段と、を備え、前記溶接点の通過前後において、当該通過する圧延機スタンドそれぞれの前記圧下制御装置は、前記作業ロール圧下指令出力手段からの前記作業ロールの開放又は締込みの処理の指令に基づいて前記作業ロールの間隔を制御するとともに、当該通過する圧延機スタンドそれぞれの前記圧延機スタンド速度制御装置は、前記速度指令発生手段からの前記速度指令に基づいて前記作業ロールの速度を制御することを特徴とする圧延機制御装置。

請求項2

前記溶接点通過処理タイミング設定手段は、前記作業ロールの開放及び締込みの処理を、前記圧延機スタンドにおける前記被圧延材の送り方向のその板上の位置に基づいて設定することを特徴とする請求項1に記載の圧延機制御装置。

請求項3

前記基準スタンド設定手段は、前記被圧延材の張力制御が実施できるように、前記複数の圧延機スタンドの中から速度基準とする1つの圧延機スタンドを決定することを特徴とする請求項1に記載の圧延機制御装置。

請求項4

前記溶接点通過時目標値設定手段は、前記作業ロールの開放及び締込みの処理を、前記複数の圧延機スタンドで同時に行わないように前記作業ロールの間隔の制御目標値を設定することを特徴とする請求項1に記載の圧延機制御装置。

請求項5

前記溶接点通過方法決定手段において、前記被圧延材の製品仕様が、使用可能な圧延機スタンドで達成不可と判断された場合に、前記被圧延材の先行材および後行材それぞれの圧延順番を変更する圧延順番変更手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の圧延機制御装置。

請求項6

前記溶接点通過方法決定手段において、前記被圧延材の前記製品仕様を、その時点における操業状態の前記圧延機スタンドで達成不可能と判断された場合、前記各圧下制御装置は、全ての前記圧延機スタンドの作業ロールを開放し、前記被圧延材を未加工の状態で通過させることを特徴とする請求項1に記載の圧延機制御装置。

請求項7

圧延機スタンドの作業ロールの間隔を制御する圧下制御装置と、前記作業ロールの速度を制御する圧延機スタンド速度制御装置と、前記圧延機スタンドの入側の被圧延材の速度を制御する入側速度制御装置と、前記圧延機スタンドの出側の前記被圧延材の速度を制御する出側速度制御装置とを備え、1基の前記圧延機スタンドの圧延機を制御する圧延機制御装置であって、溶接で連結された被圧延材である先行材および後行材のそれぞれの製品仕様を記憶する製品仕様情報記憶手段と、前記圧延機スタンドの操業状態の情報を取得する圧延機スタンド操業状態取得手段と、前記取得された操業状態の情報と前記記憶された被圧延材の製品仕様とに基づき、前記被圧延材の溶接点の前記圧延機スタンドの通過前後において当該圧延機スタンドの作業ロールを圧下状態とするか、または、開放状態とするかを決定する溶接点通過方法決定手段と、前記製品仕様情報記憶手段に記憶された前記先行材と後行材の被圧延材の製品仕様に基づいて前記溶接点の通過前後における当該通過する圧延機スタンドの作業ロールの間隔の制御目標値を設定する溶接点通過時目標値設定手段と、前記圧延機スタンドに対する前記溶接点の通過前後における当該通過する作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定する溶接点通過処理タイミング設定手段と、前記圧延機スタンドにおける前記作業ロールの開放又は締込みの際に、前記圧延機スタンドまたは前記圧延機スタンドの入側・出側の速度をそれぞれ決定する入側・出側の速度決定手段の中から、基準速度とする前記圧延機スタンドまたは前記入側・出側の速度決定手段のうちの何れかを決定する基準スタンド設定手段と、前記基準スタンド設定手段にて決定された前記基準速度を基に、前記圧延機スタンド速度制御装置、前記入側速度制御装置、および前記出側速度制御装置それぞれへの速度指令を決定する速度指令発生手段と、前記溶接点通過時目標値設定手段により設定された前記作業ロールの間隔の制御目標値、並びに、前記溶接点通過処理タイミング設定手段により設定された前記作業ロールの開放及び締込みのタイミングに基づいて前記圧下制御装置に対して前記作業ロールの開放又は締込みの処理を指令する作業ロール圧下指令出力手段と、を備え、前記溶接点の通過前後において、当該通過する圧延機スタンドの前記圧下制御装置は、前記作業ロール圧下指令出力手段からの前記作業ロールの開放又は締込みの処理の指令に基づいて前記作業ロールの間隔を制御するとともに、当該通過する圧延機スタンドの前記圧延機スタンド速度制御装置は、前記速度指令発生手段からの前記速度指令に基づいて前記作業ロールの速度を制御することを特徴とする圧延機制御装置。

請求項8

前記溶接点通過処理タイミング設定手段は、前記圧延機スタンドにおける前記作業ロールの圧下開放および締込みのタイミングを、同一の前記製品仕様の被圧延材を以前に圧延したときの設定値または実績により決定することを特徴とする請求項7に記載の圧延機制御装置。

請求項9

圧延機スタンドの作業ロールの間隔を制御する圧下制御装置と、前記作業ロールの速度を制御する圧延機スタンド速度制御装置と、前記圧延機スタンドの入側の被圧延材の速度を制御する入側速度制御装置と、前記圧延機スタンドの出側の前記被圧延材の速度を制御する出側速度制御装置とを備え、複数の前記圧延機スタンドを連続的に並べたタンデム圧延機を制御する圧延機制御装置の制御方法であって、製品仕様情報記憶手段は、溶接で連結された被圧延材である先行材および後行材のそれぞれの製品仕様を記憶し、圧延機スタンド操業状態取得手段は、前記複数の圧延機スタンドそれぞれの操業状態の情報を取得し、溶接点通過方法決定手段は、前記取得された操業状態の情報と前記記憶された被圧延材の製品仕様とに基づき、前記被圧延材の溶接点の前記圧延機スタンドの通過前後において当該圧延機スタンドの作業ロールを圧下状態とするか、または、開放状態とするかを決定し、溶接点通過時目標値設定手段は、前記製品仕様情報記憶手段に記憶された前記先行材と後行材の被圧延材の製品仕様に基づいて前記溶接点の通過前後における当該通過する圧延機スタンドのそれぞれの前記作業ロールの間隔の制御目標値を設定し、溶接点通過処理タイミング設定手段は、前記圧延機スタンドそれぞれに対する前記溶接点の通過前後における当該通過する作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定し、基準スタンド設定手段は、前記圧延機スタンドそれぞれにおける前記作業ロールの開放又は締込みの際に、前記複数の圧延機スタンドの中から基準速度とする1つの圧延機スタンドを決定し、速度指令発生手段は、前記基準スタンド設定手段にて決定された前記1つの圧延機スタンドの前記基準速度を基に、前記圧延機スタンド速度制御装置、前記入側速度制御装置、および前記出側速度制御装置それぞれへの速度指令を決定し、作業ロール圧下指令出力手段は、前記溶接点通過時目標値設定手段により設定された前記作業ロールの間隔の制御目標値、並びに、前記溶接点通過処理タイミング設定手段により設定された前記作業ロールの開放及び締込みのタイミングに基づいて前記各圧下制御装置に対して前記作業ロールの開放又は締込みの処理を指令し、前記溶接点の通過前後において、当該通過する圧延機スタンドそれぞれの前記圧下制御装置は、前記作業ロール圧下指令出力手段からの前記作業ロールの開放又は締込みの処理の指令に基づいて前記作業ロールの間隔を制御するとともに、当該通過する圧延機スタンドそれぞれの前記圧延機スタンド速度制御装置は、前記速度指令発生手段からの前記速度指令に基づいて前記作業ロールの速度を制御することを特徴とする圧延機制御装置の制御方法。

請求項10

前記溶接点通過処理タイミング設定手段は、前記作業ロールの開放及び締込みの処理を、前記圧延機スタンドにおける前記被圧延材の送り方向のその板上の位置に基づいて設定することを特徴とする請求項9に記載の圧延機制御装置の制御方法。

請求項11

前記基準スタンド設定手段は、前記被圧延材の張力制御が実施できるように、前記複数の圧延機スタンドの中から速度基準とする1つの圧延機スタンドを決定することを特徴とする請求項9に記載の圧延機制御装置の制御方法。

請求項12

前記溶接点通過時目標値設定手段は、前記作業ロールの開放及び締込みの処理を、前記複数の圧延機スタンドで同時に行わないように前記作業ロールの間隔の制御目標値を設定することを特徴とする請求項9に記載の圧延機制御装置の制御方法。

請求項13

前記溶接点通過方法決定手段において、前記被圧延材の製品仕様が、使用可能な圧延機スタンドで達成不可と判断された場合、圧延順番変更手段は、前記被圧延材の先行材および後行材それぞれの圧延順番を変更することを特徴とする請求項9に記載の圧延機制御装置の制御方法。

請求項14

前記溶接点通過方法決定手段が、前記被圧延材の前記製品仕様を、その時点における操業状態の前記圧延機スタンドで達成不可能と判断した場合、前記各圧下制御装置は、全ての前記圧延機スタンドの作業ロールを開放し、前記被圧延材を未加工の状態で通過させることを特徴とする請求項9に記載の圧延機制御装置の制御方法。

請求項15

圧延機スタンドの作業ロールの間隔を制御する圧下制御装置と、前記作業ロールの速度を制御する圧延機スタンド速度制御装置と、前記圧延機スタンドの入側の被圧延材の速度を制御する入側速度制御装置と、前記圧延機スタンドの出側の前記被圧延材の速度を制御する出側速度制御装置とを備え、1基の前記圧延機スタンドの圧延機を制御する圧延機制御装置の制御方法であって、製品仕様情報記憶手段は、溶接で連結された被圧延材である先行材および後行材のそれぞれの製品仕様を記憶し、圧延機スタンド操業状態取得手段は、前記圧延機スタンドの操業状態の情報を取得し、溶接点通過方法決定手段は、前記取得された操業状態の情報と前記記憶された被圧延材の製品仕様とに基づき、前記被圧延材の溶接点の前記圧延機スタンドの通過前後において当該圧延機スタンドの作業ロールを圧下状態とするか、または、開放状態とするかを決定し、溶接点通過時目標値設定手段は、前記製品仕様情報記憶手段に記憶された前記先行材と後行材の被圧延材の製品仕様に基づいて前記溶接点の通過前後における当該通過する圧延機スタンドの作業ロールの間隔の制御目標値を設定し、溶接点通過処理タイミング設定手段は、前記圧延機スタンドに対する前記溶接点の通過前後における当該通過する作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定し、基準スタンド設定手段は、前記圧延機スタンドにおける前記作業ロールの開放又は締込みの際に、前記圧延機スタンドまたは前記圧延機スタンドの入側・出側の速度をそれぞれ決定する入側・出側の速度決定手段の中から、基準速度とする前記圧延機スタンドまたは前記入側・出側の速度決定手段のうちの何れかを決定し、速度指令発生手段は、前記基準スタンド設定手段にて決定された前記基準速度を基に、前記圧延機スタンド速度制御装置、前記入側速度制御装置、および前記出側速度制御装置それぞれへの速度指令を決定し、作業ロール圧下指令出力手段は、前記溶接点通過時目標値設定手段により設定された前記作業ロールの間隔の制御目標値、並びに、前記溶接点通過処理タイミング設定手段により設定された前記作業ロールの開放及び締込みのタイミングに基づいて前記圧下制御装置に対して前記作業ロールの開放又は締込みの処理を指令し、前記溶接点の通過前後において、当該通過する圧延機スタンドの前記圧下制御装置は、前記作業ロール圧下指令出力手段からの前記作業ロールの開放又は締込みの処理の指令に基づいて前記作業ロールの間隔を制御するとともに、当該通過する圧延機スタンドの前記圧延機スタンド速度制御装置は、前記速度指令発生手段からの前記速度指令に基づいて前記作業ロールの速度を制御することを特徴とする圧延機制御装置の制御方法。

請求項16

前記溶接点通過処理タイミング設定手段は、前記圧延機スタンドにおける前記作業ロールの圧下開放および締込みのタイミングを、同一の前記製品仕様の被圧延材を以前に圧延したときの設定値または実績により決定することを特徴とする請求項15に記載の圧延機制御装置の制御方法。

請求項17

請求項9から請求項16の何れか一項に記載の圧延機制御装置の制御方法を、コンピュータで実行するためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、圧延機において、圧延を停止することなく圧延状態から被圧延材作業ロールとを非接触状態または非圧延状態とする一方、また被圧延材と作業ロールとが非接触または非圧延状態から圧延状態への移行を実施する場合に制御を行う圧延機制御装置、圧延機制御装置の制御方法及びそのプログラムに関する。

背景技術

0002

従来、冷間圧延機において、特にタンデム圧延機と呼ばれる複数の圧延機スタンドを連続して設置した連続圧延機においては、連続圧延機の入側において被圧延材を溶接し、被圧延材を連続で圧延している。ここで、圧延製品は、コイル毎鋼種板厚板幅などが異なるため、溶接点が圧延機を通過する際に、圧延機スタンドそれぞれの圧延条件を変更する必要がある。

0003

特許文献1には、複数の圧延機スタンドを用いた冷間圧延機において、溶接機の溶接により接続された被圧延材を連続圧延する場合に、被圧延材の先行材と該先行材に溶接点で接合された後行材との溶接点が圧延機スタンドに到着前に減速指令を出し、当該圧延機スタンドを溶接点が通過前に当該圧延機スタンドの作業ロールの間隔(圧下位置とも称する)を所定の位置に設定し、かつ、このときの圧延荷重定常時の圧延荷重と変わらないように後方張力を制御し、溶接点が当該圧延機スタンド通過直後に、その作業ロールの間隔を後行材の定常時の設定値に戻し、前方張力は先行材と後行材の低い方に設定し、溶接点が最終圧延機スタンドを通過後に加速指令を出す制御方法の技術が記載されている。

0004

しかしながら、前記した特許文献1の技術では、溶接点通過時に各圧延機スタンドの作業ロールの間隔を所定値に設定するとしているだけであり、溶接された被圧延材の先行材と後行材との間の板厚の差が大きい場合、例えば、先行材の板厚よりも後行材の板厚が厚い場合には、後行材の開始部分で作業ロールに傷が付いたり、逆に、先行材の板厚よりも後行材の板厚が薄い場合には、後行材の開始部分で作業ロールと被圧延材の間でスリップを生じて作業ロールに傷が付いたりする可能性がある。

0005

そのため、特許文献2には、先行材と、後行材の板幅、板厚、材質等が大幅に異なる場合、溶接点において被圧延材が破断する恐れがあるため、溶接点通過時に圧延機を一旦停止し、作業ロールをコイルから開放し、コイルの溶接部を通過させてから、再度圧延運転を開始する技術が記載されている。

先行技術

0006

特開昭62−254916号公報
特開2004−34039号公報

発明が解決しようとする課題

0007

タンデム圧延機において、圧延操業中に被圧延材の溶接点の通過前後において、圧延機スタンドの作業ロールを開放、再度、圧下させる技術が望まれるが、圧延操業中に作業ロールを開放、接触させることは容易ではなく、これまで、様々な研究がなされているが、実際に操業現場に適用できる技術は少ない。
圧延中に作業ロールを開放、締込みをする場合の問題点としては、作業ロールの開放、締込みの過程で、作業ロールが被圧延材とスリップしたり、作業ロール及び被圧延材に傷が発生することが挙げられる。

0008

例えば、特許文献2に記載の技術では、圧延機が停止した箇所の被圧延材に作業ロールのストップマークが発生する。また、被圧延材の溶接点が作業ロール間を通過させてから作業ロールを締め込み、圧延運転を再開するため、圧延運転が再開して所望の板厚が得られるまでの間の材料は、オフゲージとなり歩留まりが低下するという問題がある。また、圧延機を停止させ、作業ロールを開放し、溶接点が通過するまで被圧延材を送り出し、再度作業ロールの締込みを行い、圧延運転を再開するため、操業効率も低下するという問題がある。

0009

本発明は前記実状に鑑み、被圧延材及び作業ロールに、スリップ等による傷を発生させること無く、操業効率が高い作業ロールの開放、締込みが可能な圧延機制御装置、圧延機制御装置の制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明は、圧延機スタンドの作業ロールの間隔を制御する圧下制御装置と、前記作業ロールの速度を制御する圧延機スタンド速度制御装置と、前記圧延機スタンドの入側の被圧延材の速度を制御する入側速度制御装置と、前記圧延機スタンドの出側の前記被圧延材の速度を制御する出側速度制御装置とを備え、複数の前記圧延機スタンドを連続的に並べたタンデム圧延機を制御する圧延機制御装置であって、溶接で連結された被圧延材である先行材および後行材のそれぞれの製品仕様を記憶する製品仕様情報記憶手段と、前記複数の圧延機スタンドそれぞれの操業状態の情報を取得する圧延機スタンド操業状態取得手段と、前記取得された操業状態の情報と前記記憶された被圧延材の製品仕様とに基づき、前記被圧延材の溶接点の前記圧延機スタンドの通過前後において当該圧延機スタンドをそれぞれ圧下状態とするか、または、当該圧延機スタンドの作業ロールを開放状態とするかを決定する溶接点通過方法決定手段と、前記製品仕様情報記憶手段に記憶された前記先行材と後行材の被圧延材の製品仕様に基づいて前記溶接点の通過前後における当該通過する圧延機スタンドのそれぞれの前記作業ロールの間隔の制御目標値を設定する溶接点通過時目標値設定手段と、前記圧延機スタンドそれぞれに対する前記溶接点の通過前後における当該通過する作業ロールの開放及び締込みのタイミングを設定する溶接点通過処理タイミング設定手段と、前記圧延機スタンドそれぞれにおける前記作業ロールの開放又は締込みの際に、前記複数の圧延機スタンドの中から基準速度とする1つの圧延機スタンドを決定する基準スタンド設定手段と、前記基準スタンド設定手段にて決定された前記1つの圧延機スタンドの前記基準速度を基に、前記圧延機スタンド速度制御装置、前記入側速度制御装置、および前記出側速度制御装置それぞれへの速度指令を決定する速度指令発生手段と、前記溶接点通過時目標値設定手段により設定された前記作業ロールの間隔の制御目標値、並びに、前記溶接点通過処理タイミング設定手段により設定された前記作業ロールの開放及び締込みのタイミングに基づいて前記各圧下制御装置に対して前記作業ロールの開放又は締込みの処理を指令する作業ロール圧下指令出力手段と、を備え、前記溶接点の通過前後において、当該通過する圧延機スタンドそれぞれの前記圧下制御装置は、前記作業ロール圧下指令出力手段からの前記作業ロールの開放又は締込みの処理の指令に基づいて前記作業ロールの間隔を制御するとともに、当該通過する圧延機スタンドそれぞれの前記圧延機スタンド速度制御装置は、前記速度指令発生手段からの前記速度指令に基づいて前記作業ロールの速度を制御することを特徴としている。

0011

本発明は、圧延機スタンドが1基の圧延機を制御する圧延機制御装置を含む。
また、本発明は、圧延機スタンドが単数または複数の圧延機を制御する圧延機制御装置の制御方法を含む。
また、本発明は、圧延機スタンドが単数または複数の圧延機を制御する圧延機制御装置の制御方法を、コンピュータで実行するためのプログラムを含む。

発明の効果

0012

本発明によれば、被圧延材及び作業ロールに、スリップによる傷を発生させること無く、作業ロールの開放、締込みが可能となる圧延機制御装置、圧延機制御装置の制御方法及びそのプログラムを提供することができる。その結果、圧延機において、安定な圧延操業状態を確保し、生産効率及び歩留まりを最大とできる。

図面の簡単な説明

0013

タンデム圧延機を用いた連続圧延設備の概容説明図である
実施形態の圧延機制御装置を適用する連続圧延設備の一例の2スタンド連続圧延機および圧延機制御装置を示す概念的構成図である。
(a)〜(d)は、2スタンドタンデム圧延機の圧延機スタンドの使用方法について示す図である。
2スタンドタンデム圧延機における溶接点通過方法のケース1〜9を示す図である。
(a)〜(c)は、図4に示すケース1〜3の溶接点通過方法の各々について、2スタンドタンデム圧延機における入側板厚、#1スタンド圧延機の出側の板厚である#1スタンド出側板厚、#2スタンド圧延機の出側の板厚である#2スタンド出側板厚が溶接点通過前後でどのように変化するかを示す図である。
(a)〜(c)は、図4に示すケース4〜6の溶接点通過方法の各々について、2スタンドタンデム圧延機における入側板厚、#1スタンド圧延機の出側の板厚である#1スタンド出側板厚、#2スタンド圧延機の出側の板厚である#2スタンド出側板厚が溶接点通過前後でどのように変化するかを示す図である。
(a)〜(c)は、図4に示すケース7〜9の溶接点通過方法の各々について、2スタンドタンデム圧延機における入側板厚、#1スタンド圧延機の出側の板厚である#1スタンド出側板厚、#2スタンド圧延機の出側の板厚である#2スタンド出側板厚が溶接点通過前後でどのように変化するかを示す図である。
圧延機制御装置の溶接点通過方法設定部の機能ブロック図である。
製品仕様テーブルを示す図である。
通板順番テーブルを示す図である。
修正後の通板順番テーブルを示す図である。
通板順番テーブルのコイルNo.3を修正後の通板順番テーブルを示す図である。
溶接点通過設定値演算部が設定する設定値を示す図である。
圧延荷重を求める演算式を示す図である。
(a)は、軽圧下荷重を求める演算式を示す図であり、(b)は、ロール開放量を求めるロジックを示す図である。
(a)は、横軸に時間をとり、縦軸に#1スタンド圧延機の出側板厚をとった図であり、(b)は、横軸に時間をとり、縦軸に#1スタンド圧延機の出側板速度、圧延機速度、入側板速度をとった図である。
(a)は、横軸に時間をとり、縦軸に#2スタンド圧延機の出側板厚をとった図であり、(b)は、横軸に時間をとり、縦軸に#2スタンド圧延機の出側板速度、圧延機速度、入側板速度をとった図である。
(a)は、2スタンドタンデム圧延機の概略側面図であり、(b)は、(a)に対応した#1スタンド圧延機の圧延荷重を示した図であり、(c)は、(a)に対応した#2スタンド圧延機の圧延荷重を示した図である。
基準スタンド設定部の概要を示す図である。
(a)は、2スタンドタンデム圧延機の模式図であり、(b)は、#1スタンド圧延機の圧延荷重の推移を示す図であり、(c)は、#2スタンド圧延機の圧延荷重の推移を示す図であり、(d)は、基準速度設定のために選択された基準スタンドの番号の変化を示す図である。

実施例

0014

以下、本発明の実施形態に係る圧延機制御装置について説明する。
まず、図1を参照し、実施形態の圧延機制御装置S(図2参照)を適用する連続圧延設備の概要について説明する。
図1は、タンデム圧延機を用いた連続圧延設備200の概容説明図である。
連続圧延設備200は、被圧延材hを連続的に圧延可能なように、被圧延材hを繰り出す入側設備110と、被圧延材hの表面や硬度を調整するための中央設備120と、実際に被圧延材hの圧延が行われる出側設備130とを具備し構成される。

0015

入側設備110は、ペイオフリール111より被圧延材hを巻き出し、圧延が行われる出側設備130の圧延機131に供給する。入側設備110には、連続的に被圧延材hを供給するための溶接機112が設置され、1本の被圧延材(コイル)hの巻き出しが終了すると、次の被圧延材hがペイオフリール111に挿入され、前の被圧延材(先行材)の後端部に次の被圧延材(後行材)の先端部を溶接する。

0016

中央設備120は、被圧延材hの表面を洗浄する酸洗漕や、その硬度を調整するための連続燃鈍炉等の設備が設けられる。中央設備120は、被圧延材hを熱的、化学的に処理することから、被圧延材hの通過速度をある一定範囲とする必要がある。

0017

出側設備130は、設置される圧延機131で被圧延材hを圧延加工し所定の製品厚とする処理を行い、圧延機131の出側に設置される走間シャー132が、連続的に圧延される被圧延材hを適当な長さで切断して製品単位のコイルを作成する。その後、テンションリール133にて巻き取り製品コイルとする。
なお、被圧延材hは、製品コイルとするため、出側設備130を何回か循環させる場合もある。

0018

入側設備110では、被圧延材hの間の溶接(被圧延材hの先行材と後行材との溶接)を行うため、被圧延材hの送りを一旦停止する必要がある。また、出側設備130では、被圧延材hの切断作業や、製品仕様の変更のため圧延機131の速度を遅くする必要がある。また、中央設備120では、前記したように、被圧延材hの通過速度をある範囲内とする必要がある。

0019

このような入側設備110、中央設備120、出側設備130の被圧延材hの送り速度の速度差を吸収するため、入側ルーパ121および出側ルーパ122が設置されている。入側・出側ルーパ121、122においては、被圧延材hを設備110、120、130によって規定される長さまで貯めることができるので、入側設備110と中央設備120に速度差がある場合は、入側ルーパ121で速度差を吸収し、中央設備120と出側設備130に速度差が有る場合は、出側ルーパ122で速度差を吸収する。

0020

以下、本発明の実施形態として、最もスタンド数の少ない2スタンドタンデム圧延機Tにおいて、圧延機制御装置Sによる被圧延材hを走行させつつロール開放、被圧延材hが弾性変形となるロール圧下、圧延の締込みを行う走間ロール開放通板制御方法を適用する場合について説明する。
図2は、実施形態の圧延機制御装置Sを適用する連続圧延設備(タンデム圧延機)の一例の2スタンド連続圧延機Tおよびこれを制御する圧延機制御装置Sを示す概念的構成図である。
2スタンド連続圧延機Tは、図1の連続圧延設備200において、#1スタンド圧延機(圧延機スタンド)1、#2スタンド圧延機(圧延機スタンド)2を2台連続して並べたものであり、被圧延材hを#1・#2スタンド圧延機1、2に通し圧延することにより、シングルスタンド圧延機での2パス分の圧延を1回で行うことができる。

0021

圧延機131において、最も時間を要する作業は、#1・#2スタンド圧延機1、2のそれぞれの作業ロール1wu、1ws、作業ロール2wu、2ws間に被圧延材hを通していく作業である。そのため、2スタンド連続圧延機Tにおいては生産効率を上げるため、入側で被圧延材hを溶接して連続的に圧延機スタンドを通過させることが可能な構成となっている。圧延機入側のブライドルロール3の手前には、被圧延材hの巻出装置のペイオフリール111(図1参照)を2台設け、一方の巻出装置のペイオフリール111が巻出中に他方の巻出装置のペイオフリール111が被圧延材hを装着して巻きだすための準備を行う。
また、巻出中の被圧延材hが終了したら巻出しを停止し、溶接機112(図1参照)にて、巻出中の被圧延材(先行材)hの後端縁に次の被圧延材(後行材)hの先端部を溶接して接合し、被圧延材hを連続的に#1・#2スタンド圧延機1、2に送り込む

0022

#2スタンド圧延機2の出側においては、溶接により接合した被圧延材hを切断機の走間シャー132(図1参照)により切断して、巻取装置のテンションリール133(図1参照)で巻き取ることで製品とする。なお、前記したように、被圧延材hは、製品コイルとするため、2スタンド連続圧延機Tを何回か循環させる場合もある。
また、巻取装置のテンションリール133(図1参照)についても、2台設け、例えば、一方の巻取装置のテンションリール133にて被圧延材hを巻取っている状態で、他方の巻取装置のテンションリール133から巻取った被圧延材hを抜き出す処理を実施する。

0023

図1に示す溶接機112で、被圧延材hを溶接する場合、溶接機112の位置で被圧延材hを停止させる必要がある。この場合、溶接機112の所で被圧延材hが停止していても、出側ルーパ122に蓄積されている被圧延材hを、図2に示す#1・#2スタンド圧延機1、2に供給可能となるため、#1・#2スタンド圧延機1、2を停止しなくても、2本の被圧延材hを溶接することが可能である。

0024

しかしながら、#1スタンド圧延機1または#2スタンド圧延機2の作業ロール1w(1wu、1ws)、2w(2wu、2ws)等を交換する場合は、#1・#2スタンド圧延機1、2を停止させ、作業ロール1w、2wをそれぞれ開放することが行われている。
一方、従来、溶接機112での先行材の後端部と後行材の先端部の溶接状態が悪い場合、#1・#2スタンド圧延機1、2にて被圧延材hをそのまま圧延すると溶接部(以下、図2側方から見た場合に合わせて溶接点と称す)で板破断が発生する。

0025

そのため、前記したように、被圧延材hの溶接点を#1スタンド圧延機1の手前で停止させて、#1スタンド圧延機1の作業ロール1wu、1wsを開放した後、溶接点を#1スタンド圧延機1の出側まで移動させた後、作業ロール1wu、1wsを締込んで#1・#2スタンド圧延機1、2を動かして圧延を行い、また、溶接点を#2スタンド圧延機2の手前まで移動させて停止し、#2スタンド圧延機2の作業ロール2wu、2wsを開放した後、溶接点を#2スタンド圧延機2の出側まで移動させた後、作業ロール2wu、2wsを締込んで圧延を再開することが行われている。

0026

<2スタンド連続圧延機Tにおける作業ロール1w、2wの溶接点通過方法>
この溶接点通過に対し、従来のロール開放通板方法における被圧延材hと作業ロール1w、2wとの接触をなくす場合(以下、ロール開放と略記する)、または、接触を発生させる場合(以下、ロール締込みと略記する)場合において、本実施形態の2スタンド連続圧延機Tは、従来と異なり、#1・#2スタンド圧延機1、2における圧延荷重を、被圧延材hが弾性変形状態になるように設定し圧下し、被圧延材hを保持状態で実施する。この被圧延材hの弾性変形状態においては、ロール開放またはロール締込み前に、#1・#2スタンド圧延機1、2の入側及び出側の被圧延材hの板速度または張力を等しい状態にしておく必要がある。

0027

なお、後記するように、被圧延材hの溶接で連結された先行材の板厚と後行材の板厚とが40%以上の違いがある場合、被圧延材hの溶接点の通過時、#1・#2スタンド圧延機1、2の作業ロール1w、2wを被圧延材hから開放することとしている。一方、40%未満では、被圧延材hの溶接点を弾性変形状態で通過させる。
なお、例示した40%の値は、被圧延材hまたはその製品仕様、溶接点の状態等に左右されるもので、40%の値に限定されるものではない。

0028

ロール開放を実施するに際しては、#1・#2スタンド圧延機1、2の入側、出側で被圧延材hの張力に差がある場合、ロール開放時に張力の高い方に被圧延材hが引っ張られて移動し、被圧延材hと張力の低い側の作業ロール1w、2wとの間でスリップが起こり、その作業ロール1w、2wに傷つきが発生する場合がある。そのため、ロール開放時は、#1・#2スタンド圧延機1、2の入側及び出側の張力及び板速度が同じ状態で実施するのが理想的である。
しかしながら、操業効率の観点から溶接点通過処理は迅速に実施する必要がある。そのため、ある程度の速度差や張力差が有って被圧延材hと作業ロール1w、2w間にスリップが発生した場合でも、作業ロール1w、2wに傷が発生しないような極めて低い速度においてロール開放、締込み処理を実施している。これは、後記の図2に示す張力検出器13A、13B、13Cや速度検出器12A、12B、12Cの検出誤差対策としても有効である。

0029

<2スタンド連続圧延機Tの構成>
次に、図2に示す実施形態の2スタンド連続圧延機Tの構成について説明する。
2スタンドの連続圧延機Tは、2つの#1スタンド圧延機1、#2スタンド圧延機2を具備し、出側ルーパ122(図1参照)から供給される被圧延材hを#1・#2スタンド圧延機1、2に繰り出す入側のブライドルロール3と、圧延後の被圧延材hを巻取機のテンションリール133(図1参照)に向けて繰り出す出側のピンチロール4とを備えている。

0030

#1スタンド圧延機1は、圧延を行うためのロールとして、上・下作業ロール1wu、1wsと、上下中間ロール1cu、1csと、上下バックアップロール1bu、1bsとを有しており、上・下作業ロール1wu、1wsで被圧延材hに対する圧延が行われる。
また、#1スタンド圧延機1は、上下作業ロール1wu、1wsの速度を制御するロール速度制御装置23と、上下作業ロール1wu、1wsの間の間隔を制御するための上ロール位置制御装置21Uおよび下ロール位置制御装置21Lと、上下作業ロール1wu、1wsの被圧延材hへの圧下荷重P1を検出する荷重検出装置18とを有している。

0031

同様に、#2スタンド圧延機2は、圧延を行うためのロールとして、上下作業ロール2wu、2wsと、上下中間ロール2cu、2csと、上下バックアップロール2bu、2bsとを有しており、上下作業ロール2wu、2wsで被圧延材hに対する圧延が行われる。
また、#2スタンド圧延機2は、上下作業ロール2wu、2wsの速度を制御するロール速度制御装置24と、上下作業ロール2wu、2wsの間の間隔を制御するための上ロール位置制御装置22Uおよび下ロール位置制御装置22Lと、上下作業ロール2wu、2wsの被圧延材hへの圧下荷重P2を検出する荷重検出装置28とを有している。
また、2スタンド連続圧延機Tの入側には、#1スタンド圧延機1の入側張力を与えるための入側のブライドルロール3及びその速度を制御するための速度制御装置25が設置されている。また、2スタンド連続圧延機Tの出側には、#2スタンド圧延機2の出側張力を与えるための出側のピンチロール4及びその速度を制御するための速度制御装置26が設置されている。

0032

ブライドルロール3と#1スタンド圧延機1との間には、#1スタンド圧延機1の入側の被圧延材hの張力を検出する入側張力検出器13Aと、#1スタンド圧延機1の入側の被圧延材hの張力を制御する入側張力制御装置32Aと、#1スタンド圧延機1の入側の被圧延材hの速度を検出する入側速度検出器12Aと、被圧延材hの先行材と後行材とを結合する溶接点の位置を検出するための溶接点検出器14とが設置されている。

0033

#1スタンド圧延機1と#2スタンド圧延機2との間には、#1・#2スタンド圧延機1、2の間の被圧延材hの張力を検出するスタンド間張力検出器13Bと、#1・#2スタンド圧延機1、2の間の被圧延材hの張力を制御するスタンド間張力制御装置32Bと、#1・#2スタンド圧延機1、2の間の被圧延材hの速度を検出するスタンド間速度検出器12Bとが設置されている。

0034

#2スタンド圧延機2とピンチロール4との間には、#2スタンド圧延機2の出側の被圧延材hの張力を検出する出側張力検出器13Cと、#2スタンド圧延機2の出側の被圧延材hの張力を制御する出側張力制御装置32Cと、#2スタンド圧延機2の出側の被圧延材hの速度を検出する出側速度検出器12Cとが設置されている。

0035

また、#1スタンド圧延機1と#2スタンド圧延機2との間には、#1スタンド圧延機の出側の被圧延材hの板厚を検出するスタンド間板厚検出器11Aと、#2スタンド圧延機2とピンチロール4との間には、#2スタンド圧延機2の出側の被圧延材hの板厚を検出する出側板厚検出器11Bとが設置されている。

0036

<#1・#2スタンド圧延機1、2の被圧延材hの溶接点の通過>
次に、#1・#2スタンド圧延機1、2の被圧延材hの溶接点の通過について詳述する。
2スタンド連続圧延機Tにおいて、被圧延材hの溶接点を通過させる場合、溶接点前後の被圧延材hの板幅、板厚、材質等が大幅に異なるケースでは、作業ロール1w、2wが被圧延材hと接触しない状態で溶接点を通過させるためのロール開放及びロール締込み処理が必要となる。また、圧延操業を継続しながらの作業ロール1w、2wの交換(走間ロール組替)や、製品仕様に従って最適な圧延機スタンド数で圧延する(走間スタンド数変更)といったことを実施するのにも、ロール開放及びロール締込み処理は必須の技術となる。

0037

ロール開放及び締込み時における、圧延機入側及び出側の張力及び板速度は、タンデム圧延機の2スタンド連続圧延機Tにおいては、当該圧延機の前段(例えば#2スタンド圧延機2にとっては#1スタンド圧延機1)のスタンド圧延機及び後段(例えば#1スタンド圧延機1にとっては#2スタンド圧延機2)のスタンド圧延機によって決定される。ロール開放及び締込み処理は、被圧延材hを2コイルつなげた溶接点にて必要となり、タンデム圧延機の全ての#1・#2スタンド圧延機1、2にて実施する必要がある。ロール開放時は、#1・#2スタンド圧延機1、2における作業ロール1w(1wu、1ws)、2w(2wu、2ws)と被圧延材hが非接触状態となっているため、被圧延材hの張力や板速度の制御を行うことが不可となる。そのため、複数スタンドでロール開放処理を同時に実施することは困難となっている。

0038

また、タンデム圧延機における複数の#1・#2スタンド圧延機1、2で別個にロール開放処理を実施するとロール開放処理を行っている部分の被圧延材hの長さが長くなり、製品歩留まりが低下するという問題もある。
さらに、連続圧延時は、被圧延材hの製品仕様がコイル毎に変化し、ロール組替実施時は該当する#1・#2スタンド圧延機1、2を開放し、終了後は締込む処理が必要となる。

0039

従って、製品仕様や操業状態の変化(スタンド数変更)に応じてロール開放処理を行う場合の圧延荷重や張力等の制御目標値及び開放処理の開始、終了等のタイミングを適切に行う必要がある。
これらの問題点は、本2スタンド連続圧延機Tにおいては、次のようにすることで解決している。

0040

2スタンド連続圧延機Tでロール開放処理を実施する場合、各#1・#2スタンド圧延機1、2におけるロール開放及びロール締込み処理を行うための圧延荷重や張力等の設定値の制御パラメータ、及び、ロール開放処理開始や終了等の制御タイミングを、ロール開放処理を行う溶接点前後の被圧延材hの製品仕様(製品の材質、板厚、板幅等)や操業状態の変更要求(作業ロール1w(1wu、1ws)間距離、2w(2wu、2ws)間距離、被圧延材hの張力、作業ロール1w、2wの圧延荷重等)より決定する。なお、被圧延材hの製品の材質、板厚、板幅等の製品仕様は、被圧延材製品仕様データベース42(図2参照)に記憶されている。

0041

すなわち、制御パラメータ及び制御タイミングの決定は、下記の1)、2)のようにして、実施する。
1).被圧延材hの板上の同一点で各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)のロール開放処理を実施する。その場合、各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)におけるロール開放及びロール締込みに必要なロールギャップ変更量を予測して、最も変更時間が長いスタンドの被圧延材hの板上の変更長さ(変更量から予測する)で開放処理または締込み処理を実施する。
その場合、前後被圧延材h(先行材と後行材)の圧延スケジュール及び操業状態(例えば、次の溶接点通過処理時に特定スタンド(例えば、#1・#2スタンド圧延機1、2の何れか)を開放する、または圧下する等)に応じて圧下変更量等を予測する。

0042

2).複数の圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)でロール開放処理のタイミングが重複しないよう圧延荷重変更レートまたは圧延速度を決定する。
そして、ロール開放するスタンド(例えば、#1・#2スタンド圧延機1、2の何れか)のロール速度と板速が、同期するように、ロール開放するスタンドの前後段スタンド(例えば、ロール開放するスタンドが#1スタンド圧延機1の場合は#2スタンド圧延機2、或いは、ロール開放するスタンドが#2スタンド圧延機2の場合は#1スタンド圧延機1)の速度をロール開放に合わせてフィードフォワード的に操作する。
ここで、(速度基準となるスタンドを変化させる)制御で、ロール開放を実施するスタンドの速度を変える場合、作業ロールが空転することとなるので開放処理を実施する板上の位置が合わなくなるので注意が必要である。
以上を実施するためには、図2に示す圧延機制御装置Sを具備している。

0043

次に、2スタンド連続圧延機Tを制御する圧延機制御装置Sの構成について説明する。
<2スタンド連続圧延機Tを制御する圧延機制御装置Sの構成>
圧延機制御装置Sの各機能は、PLC(Programmable Logic Controller)等のコンピュータでプログラムを実行することや、回路等を用いて具現化されるが、所定の機能を果たせれば、その実現形態は限定されないのは勿論である。

0044

図2に示す圧延機制御装置Sの圧延機状態監視部41は、各種センサに対応したレベルシフト回路スケーリング回路、A/D変換器等のセンサインターフェース回路で構成されている。
圧延機状態監視部41には、#1・#2スタンド圧延機1、2の各ロール速度制御装置23、24からの上下作業ロール1w、2wの速度VR1、VR2の検出信号、各荷重検出装置18、28からの圧下荷重P1、P2の検出信号、および、#1スタンド圧延機1の作業ロール1wu、1wsの間のギャップ(距離)S1の検出信号、#2スタンド圧延機2の作業ロール2wu、2wsの間のギャップ(距離)S2の検出信号、および、速度制御装置25からのブライドルロール3の速度VBRの検出信号、溶接点検出器14からの被圧延材hの溶接点の検出信号tPOFF等が入力され、圧延機状態監視部41では、これらの検出信号をコンピュータ処理適合した情報としている。

0045

圧延機制御装置Sの溶接点通過方法設定部44においては、各圧延機スタンドの#1・#2スタンド圧延機1、2の作業ロール1w、2wの状態を圧延長実績から判定したり、被圧延材hの板厚実績から周波数分析により判定したりし、作業ロール1w、2wの交換が必要かどうかを判断し、使用可能圧延機スタンドを判定する。また、溶接点通過方法設定部44は、被圧延材製品仕様データベース42に記憶される被圧延材hの製品仕様から、製品仕様を満足する圧延が何基の圧延機スタンドを使用することで達成可能か、必要圧延機スタンド数を求める。なお、被圧延材製品仕様データベース42は、記憶部であれば、テーブル、一時ファイル入力手段(図示せず)から入力される入力ファイル等で構成してもよく、その形態は限定されない。
その結果、使用可能な圧延機スタンド数と、必要圧延機スタンド数から予め定めた溶接点通過方法(開放処理での通過または被圧延材hが弾性変形する通過)の何れを用いて溶接点通過処理を実施するか決定する。

0046

溶接点通過設定値演算部46においては、溶接点通過処理を実施するのに必要な各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)及びブライドルロール3、ピンチロール4に対する設定値を演算して設定する。

0047

溶接点通過処理タイミング設定部45においては、溶接点通過処理に伴うロール開放・締込み処理が、各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)において、被圧延材hの板上の同一点で実施されるように設定値を変更するタイミングを決定する。
ロール開放・締込処理部47においては、ロール開放またはロール締込が必要な圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)において、圧延状態を、被圧延材hを圧下する塑性変形状態と、被圧延材hと作業ロール1w、2wが完全に被接触状態となるロール開放状態とを、と作業ロール1w、2wが被圧延材hに接触して圧下し被圧延材hが弾性変形状態となる状態を経て切り換える処理を実施する。

0048

基準スタンド設定部48においては、各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)及び入側のブライドルロール3、出側のピンチロール4に対する速度指令を、どの速度制御装置23、24、25、26に対する指令を基準として決定するかを、各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)が圧延状態か開放状態かを用いて設定する。

0049

図2に示す速度指令発生部49においては、基準スタンド設定部48において設定された速度基準となる速度制御装置(速度制御装置23、24、25、26の何れか)の速度が不変となるよう他の速度制御装置(速度制御装置23、24、25、26の何れか)への速度指令を決定する。この場合、指令値の変更のみならず、入側張力検出器13Aを用いて入側張力を制御する入側張力制御装置32A、出側張力検出器13Cを用いて出側張力を制御する出側張力制御装置32C、および、スタンド間張力検出器13Bを用いてスタンド間張力を制御するスタンド間張力制御装置32Bの速度指令についても、速度基準となる速度制御装置(速度制御装置23、24、25、26の何れか)への指令が不変となるように速度指令を決定する。

0050

<#1・#2スタンド圧延機1、2の使用方法>
図3(a)〜(d)に、2スタンドタンデム圧延機Tの圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)の使用方法について示す。
#1・#2スタンド圧延機1、2の使用状態としては、作業ロール1w、2wと被圧延材hが接触し、被圧延材hが塑性加工されている圧延状態と、作業ロール1w、2wと被圧延材hが非接触状態となっている開放状態の2種類がある。その他、ロール開放、締込み実施時に、被圧延材hを弾性変形状態とする場合があるが、これは過渡的な状態であり、定常的には圧延状態または開放状態となる。

0051

図3(a)に示す(A状態)の場合、#1スタンド圧延機1、#2スタンド圧延機2共、圧延状態となり、被圧延材hが2スタンドタンデム圧延機Tの通過時に2回圧延加工が実施される状態である。

0052

図3(b)に示す(B状態)の場合、#1・#2スタンド圧延機1、2共、開放状態となり、被圧延材hに対する圧延加工は実施されない。図1に示すように、巻出装置のペイオフリール111から巻き出された被圧延材hは、圧延機出側の巻取機のテンションリール133で巻き取る必要があるが、圧延機(#1・#2スタンド圧延機1、2)の中央設備120として、連続焼鈍設備がある場合など、中央設備120内で被圧延材hを停止させたくない場合が発生する。その場合、タンデム圧延機を通過させて被圧延材hを巻取機で巻き取る必要がある。また、圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)が作業ロール1w、2wの組替により圧延の使用が不可能である場合は、圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)を全部開放状態として被圧延材hを未加工の状態で通過させ、再度入側に戻して再度、2スタンドタンデム圧延機Tを通過させることが行われる。

0053

図3(c)に示す(C状態)は、#1スタンド圧延機1を開放状態、#2スタンド圧延機2を圧延状態とした場合であり、#2スタンド圧延機2で1回のみ被圧延材hを圧延する。

0054

図3(d)に示す(D状態)は、#1スタンド圧延機1を圧延状態、#2スタンド圧延機2を開放状態とした場合であり、#1スタンド圧延機で1回のみ被圧延材hを圧延する。
被圧延材hの製品仕様によっては、圧延機スタンドを2基用いて2回圧延する必要がない場合もあり、その場合は#1スタンド圧延機1または#2スタンド圧延機2を用いて1基の圧延機スタンドにより被圧延材hを1回圧延する操業が行われる。この間に圧延操業を実施しながら、開放状態の圧延機スタンドについては、作業ロール1w(1wu、1ws)、2w(2wu、2ws)、や中間ロール1c(1cu、1cs)、2c(2cu、2cs)の交換が実施可能であり、操業効率の向上が可能となる。

0055

また、例えば、圧延機スタンドによる圧延が5回必要な製品仕様の被圧延材hを2スタンドタンデム圧延機Tで圧延する場合、2スタンド連続圧延機Tを3回通す(1回目に2つのスタンドで圧延、2回目に2つのスタンドで圧延、最後に1つのスタンドで圧延)必要がある。その場合は、3回目(最後)の1スタンドで圧延を図3(c)に示す(C状態)または図3(d)に示す(D状態)にて実施することで、圧延機スタンド1基を開放状態とできるため、省電力効果が見込める。特に、1スタンド状態での圧延操業を、まとまった被圧延材hの本数で実施する場合、顕著な省電力効果が得られる。

0056

また、被圧延材hの製品仕様によっては、その表面に曇り目模様をつけるダル圧延が行われる。ダル圧延時のロールは特殊であり、かつ作業ロール1w、2wの交換頻度通常圧延時より高くなるため、5回目の圧延をダル圧延で行う場合、(C状態)と(D状態)とを切り替えながら、開放するスタンドの作業ロール1w、2wの交換を実施することにより、操業を停止することなく連続したダル圧延操業が可能となる。

0057

2スタンドタンデム圧延機Tの使用方法としては、(A状態)〜(D状態)の4通りであるが、これを切り替えて使用するためには、溶接点通過等のタイミングで各#1・#2スタンド圧延機1、2の状態を切り替えていく必要がある。ここでは、溶接点通過を、各#1・#2スタンド圧延機1、2の状態を切り替えるタイミングとするが、2つの被圧延材hの先行材と後行材とのつなぎ目である溶接点だけでなく、同一の被圧延材h上で製品仕様が変化する場合等の仮想的な溶接点も含むものとする。

0058

図4に、2スタンドタンデム圧延機Tにおける溶接点通過方法80のケース1〜9を示す。
溶接点通過方法80は、各ケース(80a)について、溶接点通過時に各圧延機スタンドの#1・#2スタンド圧延機1、2をどのように操作する(80b、80d)か、溶接点通過前後で2スタンドタンデム圧延機Tの使用方法がどのように変化する(80f、80g)かを示している。
なお、80c、80eの欄は、それぞれ#1・#2スタンド(1、2)が圧延する場合に、丸を付けて示している。また、80f、80gの欄は、溶接点通過前後の#1・#2スタンドの様子を図3に示すA〜D状態で示している。

0059

溶接点通過方法としては、ここに挙げたケースNOが1〜9の9通りの他、2スタンド共開放状態から2スタンド共開放状態への変更(図3に示す(B)−>(B))、#1スタンド圧延機1が圧下状態、#2スタンド圧延機2が開放状態から2スタンド共開放状態への変更(図3に示す((D)−>(B))等も考えられるが、代表例として9通りの通過方法を図4に示している。これらが実施できれば、#1・#2スタンド圧延機1、2の2スタンド共開放状態から、#1・#2スタンド圧延機1、2の何れかの圧下状態への移行は容易であるからである。

0060

図5図7に、図4に示すケース1〜9の9通りの溶接点通過方法の各々について、2スタンドタンデム圧延機Tにおける入側板厚、#1スタンド圧延機1の出側の板厚である#1スタンド出側板厚、#2スタンド圧延機2の出側の板厚である#2スタンド出側板厚が溶接点通過前後でどのように変化するかを示す。
図5図7において、溶接点通過前に圧延機を通過する被圧延材hを先行材、溶接点通過後に圧延機を通過する被圧延材hを後行材という。また、図5図7において、原板板厚を細破線で示し、#1スタンド出側板厚を太実線で示し、#2スタンド出側板厚を中太破線で示している。

0061

図5図7に示すように、圧延加工時の塑性変形状態から弾性変形状態への移行は、圧延荷重をランプ(傾斜)状に変化させて行う。この区間は出側板厚が荷重変化に応じてランプ状に変化すると仮定して、図5図7に示している。つまり、図5図7において、#1スタンド(1)出側板厚、#2スタンド(2)出側板厚がランプ状に変化している部分は塑性変形状態から弾性変形状態、または弾性変形状態から塑性変形状態への移行中であることを示している。

0062

ここで、弾性変形状態からロール開放状態、ロール開放状態から弾性変形状態への移行においては、被圧延材hに圧下荷重が加わらないかまたは被圧延材hが弾性変形であるので出側板厚は変化しないため、板厚の変化としては現れない。しかし、被圧延材hの板厚のランプ状の変動から溶接点までの間で弾性変形状態からロール開放状態、ロール開放状態から弾性変形状態への移行が実施されている。

0063

図5(a)のケース1は、溶接点通過前後で圧延機スタンドを2基とも使用状態とすることで、被圧延材hである先行材と後行材で#1スタンド(1)出側板厚、#2スタンド(2)出側板厚が異なる場合である。溶接点通過時に各圧延機スタンド(1、2)出側板厚を変更することは、走間板厚変更(FGC)として、タンデム圧延機にて実施されているが、本実施形態の場合、それにロール開放処理または締込み処理が追加される。FGC(走間板厚変更)時は、被圧延材hの先行材の各圧延機スタンド出側板厚から被圧延材hの後行材の各スタンド出側板厚へとランプ状に変化するが、本実施形態の溶接点通過処理においては、一旦、被圧延材hの母材の板厚まで各スタンド出側板厚をランプ状に変化させ、ロール開放・締込み処理実施後、ランプ状に後行材の各スタンド出側板厚へと変化させている。また、本例の特殊な場合として、先行材と後行材の板厚設定が同じである単なる溶接点通過処理がある。この場合、溶接点通過後の後行材の各圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2の)出側板厚は、板厚設定が同じであることから先行材と同じとなる。

0064

図5(b)のケース2は、溶接点通過前の先行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共に圧延を行うが、溶接点通過後、#1・#2スタンド圧延機1、2共ロール開放状態のままとする場合である。この場合、溶接点通過後の後行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共ロール開放状態であるので、後行材の入側板厚、#1スタンド出側板厚、および#2スタンド出側板厚は、等しくなる。

0065

図5(c)のケース3は、溶接点通過前の先行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共開放状態であるが、溶接点通過後の後行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共に圧延状態とする場合である。先行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共開放状態であるので、入側板厚、#1スタンド出側板厚、および#2スタンド出側板厚が等しくなっているが、後行材においては、#1・#2スタンド圧延機1、2共に圧延状態とするので、入側板厚、#1スタンド(1)出側板厚、および#2スタンド出側(2)板厚は、異なっている。

0066

図6(a)のケース4は、溶接点通過前の先行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共に圧延を行うが、溶接点通過後の後行材は、#1スタンドのみロール開放状態とする場合である。先行材においては、入側板厚、#1スタンド出側板厚、および#2スタンド出側板厚が異なっていたが、後行材においては#1スタンド圧延機1がロール開放状態のため、入側板厚と#1スタンド出側板厚が同じで、#2スタンド出側板厚のみ異なる状態となる。

0067

図6(b)のケース5は、溶接点通過前の先行材は、#1・#2スタンド圧延機1、2共に圧延を行うが、溶接点通過後の後行材は、#2スタンド圧延機2のみロール開放状態とする場合である。先行材においては、入側板厚、#1スタンド出側板厚、および#2スタンド出側板厚が異なっているが、後行材においては、#2スタンド圧延機2が開放状態のため、#1スタンド出側板厚と#2スタンド出側板厚が同じで、かつ後行材の入側板厚(原板板厚)と異なる状態となる。

0068

図6(c)のケース6は、溶接点通過前の先行材の通過時に、開放状態であった#1スタンド圧延機1を、溶接点通過後の後行材は、圧下状態とする場合である。先行材においては、入側板厚と#1スタンド(1)出側板厚は等しいが、後行材においては、#2スタンド圧延機2に加え、#1スタンド圧延機1も圧下状態となるため、後行材の入側板厚、#1スタンド出側板厚、および#2スタンド出側板厚共に異なる状態となる。

0069

図7(a)のケース7は、溶接点通過前の先行材の通過時に、開放状態であった#2スタンド圧延機2を、溶接点通過後の後行材は、圧下状態とする場合である。先行材においては、#1スタンド出側板厚と#2スタンド出側板厚は等しいが、溶接点通過後の後行材においては、#1スタンド圧延機1に加え、#2スタンド圧延機2も圧下状態となるため、後行材の入側板厚、#1スタンド出側板厚、および#2スタンド出側板厚共異なる状態となる。

0070

図7(b)のケース8は、溶接点通過前の先行材の通過時に#2スタンド圧延機2のみ圧下状態であったのを、溶接点通過後の後行材においては、#1スタンド圧延機1のみ圧下状態とする場合である。先行材においては、入側板厚と#1スタンド(1)出側板厚は同じであるが、後行材においては、#1スタンド圧延機1のみ圧下状態であるので、#1スタンド出側板厚と#2スタンド出側板厚が同じとなる。

0071

図7(c)のケース9は、溶接点通過前の先行材の通過時に#1スタンド圧延機1のみ圧下状態であったのを、溶接点通過後の後行材においては、#2スタンド圧延機2のみ圧下状態とする場合である。先行材においては、#1スタンド圧延機1のみ圧下状態であるので、#1スタンド出側板厚と#2スタンド出側板厚は同じであるが、後行材においては、#2スタンド圧延機2のみ圧下状態であるので、入側板厚と#1スタンド出側板厚が同じとなる。

0072

図2に示す溶接点通過方法設定部44においては、図4及び図5図7に図示した溶接点通過方法のケース1〜9の何れを用いて溶接点通過処理を実施するかを決定する。
<圧延機制御装置Sの溶接点通過方法設定部44の動作概要>
図8を用いて、溶接点通過方法設定部44(図2参照)の動作概要を説明する。なお、図8は、圧延機制御装置Sの溶接点通過方法設定部44の機能ブロック図である。

0073

圧延機(#1・#2スタンド圧延機1、2)においては、被圧延材hと直接接触し磨耗する作業ロール1w、2wの表面状態が重要であり、作業ロール1w、2wが圧延した被圧延材hの長さにより定期的に、または、作業ロール1w、2wに起因する板厚変動等が発生した場合に作業ロール1w、2wの交換を実施する。作業ロール1w、2wを交換するためには、該当スタンドの圧延機(#1・#2スタンド圧延機1、2)を開放状態とする必要がある。また、被圧延材hの製品仕様によっては、1基の圧延機スタンドで1回圧延するだけで充分な場合もある。以上のような場合は、交換を実施する圧延機スタンド、圧延を要しない圧延機スタンド等をロール開放することになる。

0074

圧延状態にある作業ロール1w、2wの交換は、圧延長判定部44bにおいて判断され、以下のように行われる。
圧延長判定部44bは、圧延速度と圧延時間から各圧延機スタンド(1、2)の作業ロール1w、2wにて圧延した被圧延材hの長さを計算し、予め設定した作業ロールの交換が必要な圧延長より大きい場合、当該圧延機スタンドの作業ロール1w、2wの交換が必要となる。作業ロール1w、2wの交換は、圧延機スタンド(1、2)を開放状態にして実施する必要があるが、作業ロール1w、2wの交換が不要な圧延機スタンド(1、2)は使用可能である。

0075

図8に示す溶接点通過方法設定部44の板厚判定部44cにおいては、圧延実績の1つである各圧延機スタンド(1、2)出側板厚の周波数分析を行い、各圧延機スタンドの作業ロール1w、2wまたは6段圧延機(図2図1参照)の場合は中間ロール1c、2cに起因する板厚変動の有無を検出し、板厚変動を検出した場合は当該圧延機スタンドの作業ロール1w、2wまたは中間ロール1c、2cの交換が必要であると判断する。したがって、ロール交換が不要な圧延機スタンド(1、2)は、使用可能な圧延機スタンドとなる。

0076

図8に示す溶接点通過方法設定部44の使用可能スタンド判定部44dでは、圧延長判定部44b及び板厚判定部44cからの使用可能な圧延機スタンド(1、2)の情報を基に、使用可能な圧延機スタンドを決定する。圧延長判定部44b及び板厚判定部44c何れからも使用可能な圧延機スタンド(1、2)と判定された圧延機スタンド(1、2)が、使用可能な圧延機スタンド(1、2)と判定する。
図8に示す溶接点通過方法設定部44の必要スタンド数決定部44aにおいては、被圧延材hの製品仕様を満足するために必要な圧延機スタンド数を決定する。

0077

必要スタンド数決定部44aには、図9に示す圧延仕様テーブル81、図10に示す通板順番テーブル82Aが格納されている。なお、図9は、製品仕様テーブル81を示す図であり、図10は、通板順番テーブル82Aを示す図である。
図9に示す製品仕様テーブル81には、被圧延材hの種類81a、被圧延材hの原板板厚81b、および圧延回数毎の出側板厚81cが記憶されている。

0078

図10に示す通板順番テーブル82Aには、被圧延材hを識別するための識別子のコイルNo.(82a)、被圧延材hの種類82bの他、原板板厚82c、2スタンドタンデム圧延機Tの入側板厚82dに加えて、2スタンドタンデム圧延機Tで実現したい出側板厚1(82e)及び出側板厚2(82f)、圧延順番82g、および溶接点通過方法82hを有し、構成される。なお、図10の溶接点通過方法82hの○82h1は、圧延順番82gが3と4との間の溶接点で圧延機が開放し、また、溶接点通過方法82hの○82h2は、圧延順番82gが7と8との間の溶接点で圧延機が開放し、また、溶接点通過方法82hの○82h3は、圧延順番82gが9と10との間の溶接点で圧延機が開放することを意味する。

0079

ここで、圧延機が開放するのは、溶接で接合された先行材と後行材とのそれぞれの入側板厚が、40%以上の違いがある場合としている。例えば、圧延順番82gが3と4とのそれぞれの入側板厚82dは、2.8mmと1.6mmであり、40%を超える板厚差がある。
必要スタンド数決定部44aは、予め設定してある図9に示す圧延仕様テーブル81、図10に示す通板順番テーブル82Aを用いて、2スタンドタンデム圧延機Tの入側における被圧延材hの状態と製品仕様から、何回の圧延が必要であるか、決定する。

0080

2スタンドタンデム圧延機Tにおいては、2回の圧延しかできないため、製品仕様によっては2スタンドタンデム圧延機Tを何回か通すことで製品仕様を実現させる必要がある。例えば、種類AAAの被圧延材hは、図9の製品仕様テーブル81に示すように、5回の圧延が必要であり、種類BBBの被圧延材hは4回、種類CCCは2回の圧延が必要である。

0081

図9の製品仕様テーブル81の出側板厚81cに関し、種類AAAの被圧延材hは、原板板厚81bが3.2mmであり、1回目の圧延で2.3mm厚まで、2回目の圧延で1.6mm厚までという具合に、また5回目の圧延で0.6mm厚まで薄くすることが分かる。
本実施形態での2スタンドタンデム圧延機Tは、種類AAA、BBB、CCCの被圧延材hのみ生産しているとすると、必要スタンド数決定部44aは、図10の通板順番テーブル82Aのような被圧延材hを圧延する順番を決定するテーブルを作成し記憶する。

0082

通板順番テーブル82AのコイルNo.(82a)は、被圧延材hの識別子であるので、同じコイルNo.(82a)は同一の被圧延材hを示す。
コイルNo.1は、種類AAAであるため、図9の製品仕様テーブル81の圧延回数から、5回の圧延が必要である。そのため、圧延順番82gの1と4と8に、コイルNo.1の被圧延材hが入っており、圧延順番82gが1においては、原板板厚3.2mmを入側板厚とし、圧延2回目の出側板厚1.6mmが2スタンド目の出側板厚となる。圧延順番82gが4においては、圧延順番82gの1で2回圧延しているため、圧延順番82gが1の出側板厚2(82f)1.6mmが入側板厚82dとなり、出側板厚2(82f)は0.9mmとなる。さらに、圧延順番82gが8においては、入側板厚82dが、圧延順番82gが4の出側板厚2(82f)の0.9mmであり、出側板厚1(82e)が0.6mmとなる。

0083

ここで、出側板厚1(82e)は、2スタンドタンデム圧延機Tにおける1回目の圧延(#1スタンド圧延機1の圧延)後の板厚、出側板厚2(82f)は2回目の圧延(#2スタンド圧延機2の圧延)後の板厚を示すが、種類AAAの被圧延材hは5回の圧延が必要であるため、圧延順番82gの8においては1回の圧延をすればよいことになる。このケースでは、圧延1回の場合は、#1スタンド圧延機1と#2スタンド圧延機2どちらで圧延しても良い。#1スタンド(1)と#2スタンド(2)で圧延機の機械仕様が異なる場合(例えば電動機の容量が異なる場合等)は、どちらか一方のスタンドのみ使用可となる場合もあり得るが、ここでは#1スタンド圧延機1と#2スタンド圧延機2は同等とする。従って、圧延順番82gが8の場合は、#1スタンド圧延機1でも、#2スタンド圧延機2の何れを使用して圧延してもよいことになる。

0084

こうして、必要スタンド数決定部44a(図8参照)においては、図10に示すような通板順番テーブル82Aを用いて、圧延に使用するスタンド数を決定する。
図8に示す溶接点通過方法設定部44のロール開放スタンド決定部44eにおいては、使用可能スタンド判定部44dからの使用可能な圧延機スタンドの情報と、必要スタンド数決定部44aからの情報を基に、ロール開放状態とする圧延機スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)を決定する。使用可能スタンド判定部44dから、#1スタンド圧延機1、#2スタンド圧延機2が共に使用可能であるとされていても、必要スタンド数決定部44aにおいて、図10に示す圧延順番82gが8の被圧延材hを圧延する場合は圧延機スタンド1基のみ必要であることから、ロール開放スタンド決定部44eは、#1スタンド圧延機1または#2スタンド圧延機2の何れかを開放状態とする。通常は、各圧延機(1、2)の作業ロール1w、2wの実績圧延長が短い方で圧延し、実績圧延長が長い方を開放状態とする。

0085

ここで、使用可能な圧延機スタンド数が、必要圧延機スタンド数より大か等しければ問題ないが、少ない場合は、圧延順番82gを変更するか、または、全スタンド(#1・#2スタンド圧延機1、2)を開放状態として、被圧延材hを圧延しない状態で通し、再度圧延するか決定する必要がある。
これを行うのが図8に示す圧延順番設定部43である。

0086

例えば、図10に示す圧延順番82gが6の被圧延材hを圧延中、使用可能スタンド判定部44dが#1スタンド圧延機1のみ使用可能な状態であると判定したとする。その場合、圧延順番82g(図10参照)が7の被圧延材hは、図10の通板順番テーブル82Aからわかるように、2回圧延が必要であることから圧延機スタンド2基が必要となる。
そこで、コイル検索部43a(図8参照)が圧延機スタンド1基を必要圧延機スタンドとする被圧延材hを、図10の通板順番テーブル82Aから検索する。この場合、圧延順番82gが8番目のコイルNo.1の被圧延材hが圧延機スタンド1基を必要としているため、圧延順番82g(図10参照)が7と、圧延順番82gが8及び圧延順番82gが9の被圧延材hを入れ替える。圧延順番8及び圧延順番9は同じ種類AAAであるため、連続して圧延したほうが効率が良いからである。

0087

この入換作業を実施するのがコイル挿入部43b(図8参照)である。この入換えにより、図10の通板順番テーブル82Aは、図11に示す通板順番テーブル82Bのように修正される。なお、図11は、修正後の通板順番テーブル82Bを示す図である。図11において、圧延順番82gを変更した箇所を網掛けで示している。

0088

また、例えば、図10に示す圧延順番82gが2の被圧延材hを圧延中に、#1スタンド圧延機1が使用不可となった場合、図10の通板順番テーブル82Aの中に、使用圧延機スタンド1基の被圧延材hが存在しない場合は、圧延順番82g(図10参照)が3の被圧延材hが2スタンドタンデム圧延機Tの通過時は、圧延機スタンド(1、2)を2基とも開放状態としてコイルNo.(82a)が3の被圧延材hを圧延せずに通過させ、通板順番テーブル82Aに登録する。
この場合、通板順番テーブル82Aは、図12に示す通板順番テーブル82Cのように変更される。なお、図12は、通板順番テーブル82AのコイルNo.3を修正後の通板順番テーブル82Cを示す図である。図12において、圧延順番82gを変更した箇所を網掛けで示している。

0089

図8に示す圧延順番設定部43が、被圧延材hの圧延順番を変更した場合は、必要スタンド数決定部44aへの入力情報である被圧延材製品仕様データベース42からの被圧延材製品仕様が変化するため、再度ロール開放スタンド決定部44eでの処理を実施する。
図8に示す溶接点通過方法選択部44fにおいては、ロール開放スタンド決定部44eにて決定された、圧延機を開放状態とする圧延機スタンド(1、2)の情報と、現在の圧延機スタンド使用状態を基に、図4に示す溶接点通過方法80のケース1〜9の何れを用いて溶接点通過を実施するかを決定する。この時、圧延機スタンド(1、2)の使用状態のみでなく、先行材と後行材の被圧延材hの仕様も確認する。

0090

先行材と後行材の入側板厚が大幅に異なる(例えば40%以上)場合のみ、ロール開放溶接点通過処理を実施し、入側板厚が同じまたは変化しても小さい場合は通常の走間板厚変更処理を実施すればよいからである。例えば、図10の通板順番テーブル82Aにおいては、溶接点通過方法欄に○印の付いた箇所(符号82h1、82h2、82h3の箇所)で先行材と後行材の入側板厚が大幅に異なる(例えば40%以上)ので、ロール開放通板処理が必要となる。修正後の通板順番テーブル82B(図11参照)、82C(図12参照)においても同様である。
以上述べたようにして、図8に示す溶接点通過方法設定部44と圧延順番設定部43を用いて、圧延機状態及び被圧延材製品仕様データベース42に記憶する被圧延材製品仕様より図4に示す溶接点通過方法80の何れを用いて溶接点通過処理を実施するか決定する。

0091

図2に示す溶接点通過設定値演算部46においては、ロール開放通板時に必要となる下記の各設定値を被圧延材hの製品仕様より計算して設定する。
図13は、溶接点通過設定値演算部46が設定する設定値を示す図である。
必要となる設定値としては、図13に示すように、先行材及び後行材それぞれの圧延荷重P1、P2、軽圧下荷重Pe1、Pe2、非圧延または圧延に移行する際の経過時間の圧下変更時間(以下では、単に変更時間と称す)Δt1、Δt2、軽圧下保持時間ΔtPe1、ΔtPe2及び、ロール開放量Sopen、ロール開放時間Δtopenがある。なお、軽圧下荷重とは、被圧延材hが弾性変形状態に移行した際の荷重をいう。

0092

圧延荷重Pについては、図14に示す式(1)を用いて、被圧延材hの製品仕様より求める。
ここで、入側及び出側の張力tf、tbについては、引っ張り試験等の実験的手段で求めた変形抵抗値に、操業の安定性からあらかじめ設定した比率をかけたものが用いられる。また、一般に圧延荷重Pの計算値は、実績圧延荷重から学習することが行われており、公知の学習係数Zpが用いられる。

0093

軽圧下荷重Peについては、図15(a)に示すような式(2)を用いる。
なお、圧延荷重Pについては、ここに示した以外にも種々の計算式があり、何れを用いて圧延荷重P及び軽圧下荷重Peの設定値を計算してもよい。
ロール開放量Sopenについては、図15(b)に示すようにして求める。
すなわち、ロール開放量Sopenについては、軽圧下荷重状態から予め設定した固定値S0(例えば、1mm程度)だけ開放する。ただし、FGC(走間板厚変更)点通過の場合は、後行材の板厚HIIが前行材の板厚HIより厚くなる場合のみ、その分(HII—HI)を加算して開放する。
これは、後行材の板厚が先行材より厚くなる場合は、後行材が作業ロール1w、2wと接触する可能性があるため、その分加算して開放するものである。

0094

図2に示す溶接点通過処理タイミング設定部45においては、溶接点通過設定値演算部46にて求めた設定値をもとに、図13における先行材及び後行材の非圧延または圧延に移行する際の経過時間の変更時間Δt1、Δt2を演算する。
変更時間Δt1、Δt2は、5秒程度の固定値を操業の安定性の観点から設定するが、2スタンド分の圧下開放が必要となることから、各圧延機スタンド(1、2)の圧下制御装置の上・下ロール位置制御装置21U、21L、22U、22Lにはそれぞれ動作量制限があるため、それを考慮して変更量が大きい場合は変更時間Δt1、Δt2を予め定めた固定値より長くする必要がある。

0095

各#1・#2スタンドにおける圧下開放時(圧延荷重⇔軽圧下荷重)のギャップ変更量絶対値ΔS1、ΔS2は、それぞれ下記の式(3)、式(4)となる。



なお、M1、M2は、各#1・#2スタンド(1、2)のミル剛性係数である。

0096

各#1・#2スタンドの圧下変更レートを、それぞれ、α1(mm/s)、α2(mm/s)とすると、変更に要する変更時間Δt1、Δt2は、それぞれ下記の式(5)、式(6)となる。



予め設定した変更時間の固定値、#1スタンド圧延機1の計算された変更時間Δt1、#2スタンド圧延機2の計算された変更時間Δt2のうち、最も時間の長い値が圧下変更時間として選択され設定される。

0097

また、#1スタンド(1)出側の被圧延材hの板厚変動が、#2スタンド(2)入側の被圧延材の板厚変動となるので、板上でロール開放処理を行うタイミングを#1スタンド(1)と#2スタンド(2)で同期させるためには、#1スタンド(1)出側と#2スタンド(2)入側の両板厚変動とを合致させる必要がある。
そのため、
(1パス目(#1スタンド圧延機1)の変更時間(Δt1)内の出側長さl1)=
(次パス(#2スタンド圧延機2)の変更時間(Δt1)内の入側長さl2)
を条件とする。

0098

その結果、この演算式を用いることで、変更時間Δt1と変更時間Δt2との関係が求められる。
ここで、被圧延材hの圧延機入側速度Ve、圧延機出側速度Voとすると、時間tでVeからVoに速度が変化する場合の時間Δtでの速度Vは、下記の式(7)で表せ、Vを時間で積分することで、時間Δtで進む被圧延材hの長さlが式(8)のように求められる。

0099

図16は、#1スタンド(1)の圧下位置の変更時間Δt1の関係図であり、(a)は、横軸に時間tをとり、縦軸に原板板厚H、#1スタンド(1)の出側板厚h1をとった図であり、(b)は、横軸に時間tをとり、縦軸に#1スタンド(1)の出側板速度V01、圧延機速度VR1、入側板速度Ve1をとった図である。
式(8)より、#1スタンド(1)の変更時間Δt1に進む被圧延材hの出側長さl1は、次の式(9)となる。

0100

図17は、#2スタンド(2)の圧下位置の変更時間Δt2の関係図であり、(a)は、横軸に時間tをとり、縦軸に原板板厚H、#2スタンド(2)の出側板厚h2をとった図であり、(b)は、横軸に時間tをとり、縦軸に#2スタンド(2)の出側板速度V02、圧延機速度VR2、入側板速度Ve2をとった図である。
#2スタンド(2)における変更時間Δt2における被圧延材hの板厚変動の入側長さl2は、#2スタンド(2)の先進率をf2とすると、次の式(10)で求められる。

0101

前記したように、
#1スタンド(1)の変更時間Δt1でのl1=
#2スタンド(2)の変更時間Δt2でのl2
の関係より、下記の式(11)の変更時間Δt1と変更時間Δt2の関係が求められる。これにより、変更時間Δt1、Δt2が決定される。

0102

#1スタンド圧延機1と#2スタンド圧延機2の溶接点通過に要する時間がこうして決定されるので、#1スタンド(1)及び#2スタンド(2)の溶接点通過処理タイミングが重ならないように溶接点通過処理を実施する圧延速度を図18に示すように決定する。
なお、図18は、溶接点通過処理時の圧延速度の設定方法の説明するための図であり、(a)は、2スタンドタンデム圧延機Tの概略側面図、(b)は、(a)に対応した#1スタンド圧延機1の圧延荷重を示した図であり、(c)は、(a)に対応した#2スタンド圧延機2の圧延荷重を示した図である。

0103

被圧延材hの板上の同一箇所iで軽圧下〜ロール開放を実施する。図18(b)の#1スタンド圧延機1において被圧延材hのi1からi2までの距離をL#1STDとし、図18(c)の#2スタンド圧延機2において被圧延材hのi0からi1までの距離をL#2STDとすると、L#1STD、L#2STDは、それぞれLと表せば、次の式(12)で表せる。

0104

そして、#1スタンド圧延機1と#2スタンド圧延機2との距離(スタンド間距離)L12とすると、
L#1STD+L#2STD < L12(スタンド間距離)
を満たすVR1を求める。
以上で求めた、溶接点通過設定値及び処理タイミングを用いて、図2に示すロール開放・締込処理部47においては、ロール開放及び締込み処理を各圧延機スタンド(1、2)において実施する。

0105

図2に示す基準スタンド設定部48においては、2スタンドタンデム圧延機Tにおける基準速度操作端を決定する。#1・#2スタンド圧延機1、2においては被圧延材hの板厚を薄くしていくため、被圧延材hの速度が入側のブライドルロール13より#1スタンド圧延機1が速く、#1スタンド圧延機1より#2スタンド圧延機2が速く、#2スタンド圧延機より出側ピンチロールが速いという具合に、速度が大きくなる。各スタンド出側板厚が変化すると、それに応じて各速度操作端の速度を変更する必要があるが、ロール開放処理実施時は、開放スタンドにおいては、被圧延材hと作業ロール1w、2wが非接触状態となる。そこで、各速度操作端の速度変更時に速度を変更しない基準スタンドが重要となる。

0106

基準スタンドの決定は、基準スタンド設定部48において、以下のようにして実施する。
図2に示す2スタンド連続圧延機Tにおいて、圧延実績と、張力制御板厚制御等の制御出力より、基準スタンド設定部48にて、最も各圧延機スタンドに対する速度補正出力量が小さくなるような基準速度操作端を基準スタンドとして選択する。速度指令発生部49(図2参照)おいては、基準圧延機スタンドに応じて、各圧延機スタンド(入側のブライドルロール3、出側のピンチロール4を含む)に対する速度指令を決定して出力する。

0107

ここでは、各圧延機スタンドを操作する制御として、入側張力制御、圧延機(1、2)のスタンド間張力制御、出側張力制御を考慮する。また、各張力制御出力は、#2スタンド圧延機2を基準とする場合に従って出力されるものとして、以下説明する。

0108

図19は、基準スタンド設定部48の概要を示す図である。
基準スタンド設定部48において、入側張力、圧延機(1、2)のスタンド間張力、出側張力からファジィ推論により、#2スタンド圧延機が基準の度合いを求める。入側張力検出器13Aの出力である入側張力、スタンド間張力検出器13Bの出力であるスタンド間張力、出側張力検出器13Cの出力である出側張力から、各張力の設定値を引き算して各々、入側張力偏差、スタンド間張力偏差、出側張力偏差を求める。そして、それらの結果より確信度演算部481にて、図19に示されるようなメンバーシップ関数を用いて、各張力に対する確信度を求める。

0109

この確信度としては、
EM:入側張力が設定より小さい
EP:入側張力が設定より大きい
SM:圧延機スタンド間張力が設定より小さい
SP:圧延機スタンド間張力が設定より大きい
DM:出側張力が設定より小さい
DP:出側張力が設定より大きい
をとる。

0110

確信度演算部481にて求めた各確信度から、推論部482においては、予め推論ルールベース483に設定してある推論ルールに従って、推論実行部484で推論を行う。制御ルールは、各速度制御装置25、23、24、26(図2参照)に対する速度補正量が最小となるように例えば次のように設定する。
IF(EMAND SP)THEN #2圧延機スタンド基準(i)
IF(EM ANDSMANDDP)THEN #1圧延機スタンド基準(i+1)
IF(EP AND SM)THEN #2圧延機スタンド基準(i+2)

0111

ここで、ファジィ推論における約束に従い、ANDは最小値をとるものとする。これらの推論ルールを用いて予め設定されたルール数だけ推論を行い、各推論ルールの結論部である#1スタンド圧延機1が基準である度合、#2スタンド圧延機2が基準である度合を求め、それらの最大値をとり、#1スタンド圧延機1が基準である度合、#2スタンド圧延機2が基準である度合を求める。

0112

判定部485は、#1スタンド圧延機1が基準である度合と#2スタンド圧延機2が基準である度合を比較して、基準速度操作端の基準スタンドを決定する。当然#1スタンド圧延機1が基準である度合が#2スタンド圧延機2が基準である度合より大きければ、基準速度操作端番号=1(#1スタンド圧延機1が基準)となる。そして、基準スタンドの番号を速度指令発生部49に出力する。
以上が、基準スタンド設定部48の通常の処理概要である。

0113

一方、ロール開放通板実施時は、基準スタンド設定部48では、ロール開放する圧延機スタンド(1、2)において、作業ロール1w、2wを開閉するため、図20に示すように、速度の基準スタンドを設定する。
なお、図20は、溶接点通過処理時の作業ロール1w、2wの開放・締付け処理の際の基準速度とするスタンド番号の変化の推移を示す説明図であり、(a)は、2スタンドタンデム圧延機Tの模式図、(b)は、#1スタンド圧延機1の圧延荷重の推移を示す図、(c)は、#2スタンド圧延機2の圧延荷重の推移を示す図、(d)は、基準速度設定のために選択された基準スタンドの番号の変化を実線で示す図である。

0114

図20(b)において、#1スタンド圧延機1において、圧延荷重から軽圧下荷重へ変更中は#1スタンド圧延機1の入出側張力が変動するため、入側・出側張力制御32A(図2参照)、32Bの制御効果最大限とするため、#1スタンド圧延機1を基準スタンド(図20(d)参照)とする。軽圧下状態となると#1スタンド圧延機1の作業ロール1wが被圧延材hを拘束する力が弱くなっており、また作業ロール1wの開放時は作業ロール1wは被圧延材hを拘束不可となるため、#1スタンド圧延機1は速度操作端としては使用不可となるため、#2スタンド圧延機2を基準スタンド(図20(d)参照)とする。#1スタンド圧延機1において、軽圧下荷重から圧延荷重に変更中は再度#1スタンド圧延機1を基準スタンド(図20(d)参照)とする。

0115

このように、圧延荷重から軽圧下荷重または軽圧下荷重から圧延荷重の間は、#1スタンド圧延機1を基準スタンドとすることで、作業ロール1wや被圧延材hに傷が付かない。そして、作業ロール1wの開放の間、作業ロール1wを#2スタンド圧延機2の作業ロール2wと速度と同じにしておけば、基準スタンドを#1スタンド圧延機1から#2スタンド圧延機2に変更する同期がし易い。
#2スタンド圧延機2においても同様の考えで、軽圧下状態からロール開放状態までの場合、#1スタンド圧延機1を基準スタンドとする。

0116

なお、被圧延材hの状態及び圧延操業方法等により、速度の基準スタンドの設定は図20に示す方法に限らず設定することが可能である。
図2に示す速度指令発生部49においては、前記した基準スタンドを基に、各速度操作端である入側のブライドルロール3、#1スタンド圧延機1、#2スタンド圧延機2、出側のピンチロール4への速度指令を決定する。

0117

以上のような方式を適用することにより、2スタンドタンデム圧延機Tにおいて、安定な圧延操業状態を確保し、生産効率及び歩留まりを最大とするようなロール開放通板処理を実現することが可能である。
なお、本実施形態においては、2スタンドタンデム圧延機Tにおいて、ロール開放通板処理を実施する場合について説明したが、任意のスタンド数のタンデム圧延機において同様の方法が適用可能である。

0118

従って、圧延機において、溶接で連結された被圧延材の先行材と後行材との溶接点が圧延機スタンド(1、2)を通過するに際して、被圧延材h、作業ロール1w、2wに傷がつくことなく、安定な圧延操業状態を確保し、生産効率及び歩留まりを最大とするようなロール開放通板処理を実現することが可能である。

0119

なお、前記実施形態においては、複数の圧延機を連続的に設置したタンデム圧延機について説明したが、同様の手法は、圧延機1基のみを有するシングルスタンド圧延機においても適用可能である。この場合、1基の圧延機が軽圧下から開放になった場合、基準スタンド設定部48は、出側のピンチロール4(圧延機スタンドの出側の速度決定手段)または入側のブライドルロール3(圧延機スタンドの入側の速度決定手段)が速度基準となるかを、基準スタンド設定部48で前記と同様な方法で決定することで実現できる。また、この場合、1基の圧延機における圧下開放および締込みのタイミングの設定値または実績を、記憶部(図示せず)に記憶し、または、入力手段(図示せず)で入力し、溶接点通過処理タイミング設定部45が、同一の製品仕様の圧延材を以前に圧延したときの設定値または実績により、圧延機スタンドにおける圧下開放および締込みのタイミングを決定することも可能である。

0120

本発明は、圧延設備の1つである圧延機の制御方法及び装置に関するものであり、実適用に当たっての問題点は特に無い。

0121

1 #1スタンド圧延機(圧延機スタンド)
1w作業ロール
2 #2スタンド圧延機(圧延機スタンド)
2w 作業ロール
23ロール速度制御装置(圧延機スタンド速度制御装置)
24 ロール速度制御装置(圧延機スタンド速度制御装置)
25 速度制御装置(入側速度制御装置)
26 速度制御装置(出側速度制御装置)
41 圧延機状態監視部(圧延機スタンド操業状態取得手段)
42被圧延材製品仕様データベース(製品仕様情報記憶手段)
43圧延順番設定部(圧延順番変更手段)
44溶接点通過方法設定部(溶接点通過方法決定手段)
45溶接点通過処理タイミング設定部(溶接点通過処理タイミング設定手段)
46溶接点通過設定値演算部(溶接点通過時目標値設定手段)
47ロール開放・締込処理部(作業ロール圧下指令出力手段)
48 基準スタンド設定部(基準スタンド設定手段)
49速度指令発生部(速度指令発生手段)
21L 下ロール位置制御装置(圧下制御装置)
21U 上ロール位置制御装置(圧下制御装置)
22L 下ロール位置制御装置(圧下制御装置)
22U 上ロール位置制御装置(圧下制御装置)
h 被圧延材
S圧延機制御装置
T 2スタンド連続圧延機(タンデム圧延機)

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