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技術 冷間圧延における形状制御方法、及び形状制御方法

出願人 日新製鋼株式会社
発明者 相沢敦榊正仁西尾克秀
出願日 2013年3月13日 (8年7ヶ月経過) 出願番号 2013-051101
公開日 2014年9月25日 (7年0ヶ月経過) 公開番号 2014-176858
状態 特許登録済
技術分野 圧延機 圧延の制御
主要キーワード 接触圧力分布 板端近傍 影響要因 製造品種 テーブル区分 プリセット制御 塑性変形解析 学習計算
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(2014年9月25日)のものです。
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図面 (16)

目的

小径ワークロールを用いた圧延でも、圧延開始からコイル全長にわたって良好な形状の鋼帯を製造する。

構成

直径60mm以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延において、圧延荷重形状制御手段の制御量を変数とし、板端から50mm以内の板端近傍位置板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の位置及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の位置の3箇所について板幅中央に対する伸び率差を表す数式モデルを予め作成し、圧延荷重の予測値を前記数式モデルに代入し、伸び率差が目標値に一致するように形状制御手段の制御量を算出し、設定する。

概要

背景

従来実施されている冷間圧延では、圧延機出側に配置された形状検出器圧延中の圧延材形状を測定し、測定結果に基づいてロールベンダーロールシフト、あるいはバックアップロールサドル押込み等の形状制御手段の制御量を補正する方法が一般的に採用されている。また、圧延中の形状制御に先立って、圧延開始時圧延形状を形状制御手段や圧延荷重等の関数で表わした圧延形状予測式に基づいて形状制御手段を初期設定するプリセット制御が一般に行われている。

また、圧延機から離れた位置に配置された形状検出器で圧延材の形状を測定すると検出遅れが生じ、応答性の高い制御が困難であるとの問題がある。かかる問題を解消すべく、下記特許文献1〜3に開示されているように、高速応答性で形状制御するために、板形状の直接測定に代えて圧延荷重を測定し、圧延荷重の測定値に基づいて各形状制御手段の制御量を補正する種々の方式が提案されている。

ここで、上述した何れの方式も、圧延形状を圧延荷重の関数で表わした圧延形状予測式に基づいて形状制御しているが、圧延形状予測式では板幅方向の1ヶ所の形状のみで圧延形状を評価している。そのため、圧延荷重が大きく変動する場合、板幅全体にわたって良好な形状を得がたい。

このような問題を解消するため、本発明者等は、板幅方向に沿った複数箇所で圧延材の形状として伸び率差を取り込んだ数式モデルを使用することにより、圧延荷重の変動に応じて形状制御手段の制御量を補正し、板幅全体にわたって良好な形状をもつ鋼帯を製造する方法を開発し、下記特許文献4において紹介した。この方法は、圧延中の形状制御を対象にしているが、圧延開始時に形状制御手段を初期設定するプリセット制御についても数式モデルをそのまま適用できる。

概要

小径ワークロールを用いた圧延でも、圧延開始からコイル全長にわたって良好な形状の鋼帯を製造する。直径60mm以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延において、圧延荷重,形状制御手段の制御量を変数とし、板端から50mm以内の板端近傍位置板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の位置及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の位置の3箇所について板幅中央に対する伸び率差を表す数式モデルを予め作成し、圧延荷重の予測値を前記数式モデルに代入し、伸び率差が目標値に一致するように形状制御手段の制御量を算出し、設定する。

目的

本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、圧延材の形状として伸び率差の評価位置を適正化することにより、直径60mm以下の小径ワークロールを用いた圧延にも対応できるようにし、形状精度に優れた圧延材を高生産性で製造できる制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域を形状の評価領域とし、板幅中央における伸び率と、前記第一評価領域、前記第二評価領域、及び前記第三評価領域のそれぞれにおける伸び率との差に基づいて前記形状制御手段による制御量を設定することを特徴とする冷間圧延における形状制御方法。

請求項2

直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域の3領域におけるそれぞれの伸び率との差を伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、前記冷間圧延を行うに際して、これから冷間圧延しようとする圧延荷重を前記数式モデルに代入し、前記3領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を前記算出された制御量に設定して前記冷間圧延を行うことを特徴とする直径60mm以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延における形状制御方法。

請求項3

直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域の3領域におけるそれぞれの伸び率と差を伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、冷間圧延中に連続的に測定された圧延荷重の測定値を前記数式モデルに代入し、前記3領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行うことを特徴とする直径60mm以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延における形状制御方法。

請求項4

直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域の3領域におけるそれぞれの伸び率との差を伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、圧延機出側に配置された形状検出器で冷間圧延中の鋼帯について連続的に測定された測定値に基づいて前記3領域のそれぞれについて導出された伸び率差を前記数式モデルに代入し、前記3領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行うことを特徴とする直径60mm以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延における形状制御方法。

技術分野

0001

本発明は、小径ワークロールを用いた冷間圧延において圧延された金属帯板形状が目標形状に一致するように圧延条件を適正化する方法に関する。

背景技術

0002

従来実施されている冷間圧延では、圧延機出側に配置された形状検出器で圧延中の圧延材形状を測定し、測定結果に基づいてロールベンダーロールシフト、あるいはバックアップロールサドル押込み等の形状制御手段の制御量を補正する方法が一般的に採用されている。また、圧延中の形状制御に先立って、圧延開始時圧延形状を形状制御手段や圧延荷重等の関数で表わした圧延形状予測式に基づいて形状制御手段を初期設定するプリセット制御が一般に行われている。

0003

また、圧延機から離れた位置に配置された形状検出器で圧延材の形状を測定すると検出遅れが生じ、応答性の高い制御が困難であるとの問題がある。かかる問題を解消すべく、下記特許文献1〜3に開示されているように、高速応答性で形状制御するために、板形状の直接測定に代えて圧延荷重を測定し、圧延荷重の測定値に基づいて各形状制御手段の制御量を補正する種々の方式が提案されている。

0004

ここで、上述した何れの方式も、圧延形状を圧延荷重の関数で表わした圧延形状予測式に基づいて形状制御しているが、圧延形状予測式では板幅方向の1ヶ所の形状のみで圧延形状を評価している。そのため、圧延荷重が大きく変動する場合、板幅全体にわたって良好な形状を得がたい。

0005

このような問題を解消するため、本発明者等は、板幅方向に沿った複数箇所で圧延材の形状として伸び率差を取り込んだ数式モデルを使用することにより、圧延荷重の変動に応じて形状制御手段の制御量を補正し、板幅全体にわたって良好な形状をもつ鋼帯を製造する方法を開発し、下記特許文献4において紹介した。この方法は、圧延中の形状制御を対象にしているが、圧延開始時に形状制御手段を初期設定するプリセット制御についても数式モデルをそのまま適用できる。

先行技術

0006

特公昭52−23873号公報
特開昭57−7309号公報
特開平8−257612号公報
特開平11−267727号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記特許文献4の方法により形状制御を行えば、ワークロールが比較的大きい場合には伸び率差を評価する板幅方向に沿った複数箇所の位置の選定にかかわらず良好な形状が得られる。しかし、上記特許文献4の方法は、圧延材の形状として伸び率差を評価する板幅方向に沿った複数箇所の位置が明確でないため、箔圧延のように直径60mm以下の小径ワークロールを用いた圧延では、ワークロールのたわみ変形が複雑になるため、評価位置が適正でないと良好な形状が得られない場合がある。

0008

また、圧延機出側に配置された形状検出器で圧延中の圧延材形状を測定し、測定結果に基づいて形状制御する場合にも、形状の評価位置が適正でないと直径60mm以下の小径ワークロールを用いた圧延では、良好な形状が得られない場合がある。

0009

本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、圧延材の形状として伸び率差の評価位置を適正化することにより、直径60mm以下の小径ワークロールを用いた圧延にも対応できるようにし、形状精度に優れた圧延材を高生産性で製造できる制御方法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

ここで、本発明者らは、60mm以下の小径ワークロールを用いた冷間圧延においても良好な形状が得られるような形状の評価領域の適正化方法を種々調査検討した。その結果、板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の領域の3箇所を形状の評価領域とすると形状を適切に評価することが可能となること、及び当該評価方法を用いることにより良好な形状をもつ圧延材が製造されることを見出した。

0011

上述した知見に基づいて提供される本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域を形状の評価領域とし、板幅中央における伸び率と、前記第一評価領域、前記第二評価領域、及び前記第三評価領域のそれぞれにおける伸び率との差に基づいて前記形状制御手段による制御量を設定することを特徴とする。

0012

また、本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域の3領域におけるそれぞれの伸び率との差を伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、前記冷間圧延を行うに際して、これから冷間圧延しようとする圧延荷重を前記数式モデルに代入し、前記3領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を前記算出された制御量に設定して前記冷間圧延を行う
ことを特徴とする。

0013

本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、圧延荷重及び形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域の3領域におけるそれぞれの伸び率と差を伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、冷間圧延中に連続的に測定された圧延荷重の測定値を前記数式モデルに代入し、前記3領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行うことを特徴とする。

0014

また、本発明の冷間圧延における形状制御方法は、直径が60mm以下であって鋼帯を挟み込む一対のワークロールとバックアップロールとの間に複数の中間ロールを有し、各中間ロールを軸方向にシフト可能とするシフト機構を含む形状制御手段を備えた多段圧延機による冷間圧延における形状制御方法であって、形状制御手段の制御量を変数とし、前記鋼帯の板幅中央における伸び率と、前記鋼帯の板端から50mm以内の第一評価領域、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の第二評価領域、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の第三評価領域の3領域におけるそれぞれの伸び率との差を伸び率差として表す数式モデルを予め作成しておき、圧延機出側に配置された形状検出器で冷間圧延中の鋼帯について連続的に測定された測定値に基づいて前記3領域のそれぞれについて導出された伸び率差を前記数式モデルに代入し、前記3領域における前記伸び率差のいずれもが目標値と一致するように形状制御手段による制御量を算出し、前記形状制御手段による制御量を、前記算出された制御量に随時補正して前記冷間圧延を行うことを特徴とする。

発明の効果

0015

このように、圧延材の形状として伸び率差の評価位置を適正化することにより、直径60mm以下の小径ワークロールを用いた圧延にも対応できるようにし、形状精度に優れた圧延材の生産性を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0016

中間ロールシフト位置の定義を示す図
バックアップロールの概略図
中間ロールシフト位置Lsを変更したときの伸び率差分布の変化を表したグラフ
バックアップロールのクラウン調整量S1を変更したときの伸び率差分布の変化を表したグラフ
圧延荷重Pが伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ
中間ロールシフト位置Lsが伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ
バックアップロールのクラウン調整量S1が伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ
バックアップロールのクラウン調整量S2が伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ
バックアップロールのクラウン調整量S3が伸び率差に及ぼす影響を表したグラフ
実施例1で使用した12段圧延機及び制御系統の概略図
実施例1で圧延された鋼帯の伸び率差分布を示すグラフ
実施例1で圧延された鋼帯の急峻度推移を示すグラフ
実施例2で使用した12段圧延機及び制御系統の概略図
実施例2で圧延された鋼帯の伸び率差分布を示すグラフ
実施例2で圧延された鋼帯の急峻度の推移を示すグラフ

0017

本実施形態において形状制御方法について検討した圧延機1は、60mm以下の小径ワークロール10を有し、形状制御手段として中間ロール20のシフト機構と、バックアップロール30のクラウン調整機構を有する12段圧延機である。図1に示すように、テーパ開始点から板端までの距離Lsでシフト位置を定義し、テーパ開始点が板端よりも内側にある場合を負、外側にある場合を正とする。

0018

図2に示すように、バックアップロール30は7個のサドル32と6個のベアリング34から構成されており、中央の第4サドル32に対する各サドル32の相対的な圧下位置でバックアップロール30のクラウン調整量を定義する。具体的には、第4サドル32に対する第1,7サドル32の相対的な圧下位置の平均をS1、第4サドル32に対する第2,6サドル32の相対的な圧下位置の平均をS2、第4サドル32に対する第3,5サドル32の相対的な圧下位置の平均をS3とする。

0019

図3、4に示すように、本圧延機1において圧延形状を調査した結果、直径60mm以下の小径ワークロール10を用いた圧延では、中間ロール20のシフト位置、バックアップロール30のクラウン調整量を広範囲に変化させても、板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の領域が板幅中央に対して相対的に伸びにくいとともに、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域が板幅中央から45%〜55%の領域に対して相対的に伸びやすいことが判明した。また、同じく図3、4に示すように、中間ロール20のシフト位置、バックアップロール30のクラウン調整量を変更すると、板端から50mm以内の第一評価領域では伸び率差が大きく変化することが判明した。

0020

そこで、本発明においては、板端から50mm以内の第一評価領域(板端近傍領域)、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域(以下、「第二評価領域」とも称す)、及び板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の領域(以下、「第三評価領域」とも称す)の3箇所を形状の評価領域として、形状制御する。具体的には、板幅中央における伸び率に対する第一評価領域、第二評価領域、及び第三評価領域における伸び率の差(以下、「伸び率差」とも称す)をそれぞれεe、ε70、ε50として数式モデルを予め作成しておき、これらを用いて圧延形状を定義する。また、第一評価領域における伸び率をele、板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域(第二評価領域)の伸び率をel70、板幅中央から両側にそれぞれ45%〜55%の領域(第三評価領域)における伸び率をel50、板幅中央における伸び率をelcとする。具体的には、板幅が650mmである場合には、板幅中央からそれぞれ211.25mm〜243.75mmの距離にある領域が第二評価領域に相当し、板幅中央からそれぞれ146.25mm〜178.75mmの距離にある領域が第三評価領域に相当する。このとき、伸び率差εe,ε70,ε50は、それぞれ式(1)〜(3)で表される。

0021

εe= ele− elc ・・・ (1)
ε70=el70− elc ・・・ (2)
ε50=el50− elc ・・・ (3)

0022

ここで、圧延材の形状に及ぼす影響要因として、圧延材寸法材質潤滑状態、前後方張力、圧延荷重、形状制御手段の制御量、素材クラウン量、及び圧延前形状等がある。これらのうち、圧延材寸法については板厚及び板幅毎テーブル区分すると、区分内での圧延材寸法の変化が形状に及ぼす影響を小さくできる。材質、潤滑状態及び前後方張力は、圧延材の形状に影響するが、その影響のほとんどは圧延荷重を介したロール撓みの変化によって生じる。また、60mm以下の小径ワークロール10を用いた圧延では、ワークロール10に大きなたわみ変形が生じるため、素材クラウンの形状に及ぼす影響は小さくなりやすい。また、スキンパス圧延のように圧下率が小さい場合には圧延前形状の影響は大きいが、圧下率5%以上の通常の冷間圧延においては圧延前形状の影響は小さい。したがって、形状変化に及ぼす主要因は、圧延荷重,形状制御手段の制御量(ここでは、中間ロール20のシフト位置Ls及びクラウン調整量S1、S2、S3に相当)ということができる。そこで、圧延荷重,形状制御手段の制御量が圧延形状に及ぼす定量的な影響を検討した。

0023

圧延荷重の変化は、ロール撓みの変化となって現れ、圧延材の形状を変化させる。圧延荷重とロール撓み量との関係は弾性領域における変形を対象としていることからほぼ線形的な関係にある。したがって、式(1)〜(3)で表される伸び率差εe,ε70,ε50も図5に示すように圧延荷重Pと線形関係にある。

0024

形状制御手段である中間ロール20のシフト機構もワークロール10と中間ロール20間の接触圧力分布を変化させることによりロール撓みを変化させて圧延形状を変化させるものである。したがって、図6に示すように中間ロール20のシフト位置Lsと伸び率差εe,ε70,ε50との関係も、線形関係にある。

0025

バックアップロール30のクラウン調整もロール撓みを変化させて圧延形状を変化させるものである。したがって、図7〜9に示すようにクラウン調整量S1、S2、S3と伸び率差εe,ε70,ε50との間も線形関係にある。

0026

以上の各要因相互の関係から、ae,be,ce,de,ee,fe,a70,b70,c70,d70,e70, f70,a50,b50,c50,d50,e50,f50を影響係数として、式(4)〜(6)で圧延形状予測式を表すことができる。

0027

εe=ae・P+be・Ls+ce・S1+de・S2+ee・S3+fe …(4)
ε70=a70・P+b70・Ls+c70・S1+d70・S2+e70・S3+f70 …(5)
ε50=a50・P+b50・Ls+c50・S1+d50・S2+e50・S3+f50 …(6)

0028

影響係数ae,be,ce,de,ee,fe,a70,b70,c70,d70,e70,f70,a50,b50,c50,d50,e50,f50は、板幅、板厚及び材質等の製造品種によって定まる定数であり、実験又はロールの弾性変形解析素材塑性変形解析とを連成させた解析モデルによるシミュレーションからそれぞれ求められる。各影響係数は、板幅、板厚、材質等の区分毎にテーブル設定し、或いは板幅,板厚,材質等の関数として数式化される。

0029

中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3の初期設定に際しては、圧延荷重を予測し、圧延荷重の予測値Pを式(4)〜(6)に代入し、式(4)〜(6)で伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を算出し、設定する。

0030

ここで、中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3の組合せとしては、任意の組合せを採用できるが、いずれか一つの形状制御手段の制御量を固定したり、クラウン調整量S1、S2、S3の関係に制約を加えることにより一つの組合せに固定できる。なお、圧延荷重の予測値Pは圧延条件から圧延荷重式にしたがって算出することも可能であり、当該コイルまでの圧延荷重の実績値学習計算することによっても求められる。

0031

圧延中の形状制御として、形状検出器を備えていない圧延機1では、圧延荷重を連続的に測定し、圧延荷重の測定値Pを式(4)〜(6)に代入する。式(4)〜(6)で伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を算出し、随時補正しつつ冷間圧延を実施する。

0032

また、形状検出器を備えている場合には、形状検出器によって連続的に測定される形状の測定値から求められた伸び率差εe1,ε701,ε501を下記の式(7)〜(9)に代入し、伸び率差εe,ε70,ε50を導出する。また、伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3の補正量dLsとdS1、dS2、dS3を算出し、中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を随時補正する。すなわち、下記式(7)〜(9)に対し、実測された伸び率差εe1,ε701,ε501及びこれに対応する条件を代入することにより、シフト位置Ls及びクラウン調整量S1、S2、S3をそれぞれ補正量dLs及び補正量dS1、dS2、dS3だけ補正したときの伸び率差εe,ε70,ε50が表される。補正量dLs及び補正量dS1、dS2、dS3は、伸び率差εe,ε70,ε50が目標値となるように随時算出され、補正される。この場合も、中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3の補正量dLsとdS1、dS2、dS3の組合せとしては、任意の組合せを採用できるが、いずれか一つの形状制御手段の制御量を固定したり、クラウン調整量の補正量dS1、dS2、dS3の関係に制約を加えることにより一つの組合せに固定できる。

0033

εe=εe1+be・dLs+ce・dS1+de・dS2+ee・dS3 … (7)
ε70=ε701+b70・dLs+c70・dS1+d70・dS2+e70・dS3 … (8)
ε50=ε501+b50・dLs+c50・dS1+d50・dS2+e50・dS3 … (9)

0034

本実施形態では、60mm以下の小径ワークロール10を有する12段圧延機を対象に本発明の形状制御方法について説明するが、60mm以下の小径ワークロールを有する20段圧延機等の他の多段圧延機に対しても同様に本発明が適用されることは勿論である。

0035

50mmの小径ワークロール10を有し、形状制御手段として中間ロール20のシフト機構2とバックアップロール30のクラウン調整機構3を有する12段圧延機1を用いて板幅650mm、板厚0.1mmの冷延鋼板を0.09mmに冷間圧延する際に本発明を適用した例を図10で説明する。図2と同様に、本圧延機1のバックアップロール30は7個のサドル32と6個のベアリング34から構成されている。

0036

上位コンピュータ4には予め圧延条件が入力されており、圧延荷重式にしたがって圧延荷重Pが算出される。プロセスコンピュータ5では板幅,板厚及び材質の区分毎に予め算出した影響係数を取り込んでおり、式(4)〜(6)で伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を算出し、初期設定した。なお、形状の評価領域は板端から20mmの位置、板幅中央から70%の領域及び板幅中央から50%の領域の3箇所とした。また、伸び率差εe,ε70,ε50の目標値εe0,ε700,ε500はいずれも0とした。

0037

圧延開始後は形状検出器6の出力値に基づいて式(7)〜(9)で伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3の補正量dLsとdS1、dS2、dS3を算出し、中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を補正しながら圧延した。

0038

比較のため、形状の評価領域の設定が明確でない上記特許文献4(特開平11−267727号公報)に記載の方法により板端から20mmの位置、板幅中央から50%の領域の2箇所を形状の評価領域として中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を初期設定し、圧延開始後は形状検出器6の出力値に基づいて形状制御しながら圧延した。

0039

本発明に係る方法により形状の評価領域を適正化して形状制御を行った鋼帯は、図11に示すように板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域の伸びが抑制され、図12に示すように圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が0.5%以内に収められており、良好な形状に圧延されていた。これに対し、形状の評価領域が明確化されていない従来法では、圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が約0.7%前後の板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域が伸びた形状を生じていた。

0040

30mmの小径ワークロール10を有し、形状制御手段として中間ロール20のシフト機構2とバックアップロール30のクラウン調整機構3を有する12段圧延機1を用いて板幅650mm、板厚0.1mmの冷延鋼板を0.09mmに冷間圧延する際に本発明を適用した例を図13で説明する。図2と同様に、本圧延機1のバックアップロール30は7個のサドル32と6個のベアリング34から構成されている。

0041

上位コンピュータ4には予め圧延条件が入力されており、圧延荷重式にしたがって圧延荷重Pが算出される。プロセスコンピュータ5では板幅,板厚及び材質の区分毎に予め算出した影響係数を取り込んでおり、式(4)〜(6)で伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を算出し、初期設定した。なお、形状の評価領域は板端から20mmの位置、板幅中央から70%の領域及び板幅中央から50%の領域の3箇所とした。また、伸び率差εe,ε70,ε50の目標値εe0,ε700,ε500はいずれも0とした。圧延開始後は荷重計7により圧延荷重を連続的に測定し、式(4)〜(6)で伸び率差εe,ε70,ε50がそれぞれの目標値εe0,ε700,ε500に一致するように中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を算出し、補正しながら圧延した。

0042

比較のため、形状の評価領域の設定が明確でない特開平11−267727号の方法により板端から20mmの位置、板幅中央から50%の領域の2箇所を形状の評価領域として中間ロール20のシフト位置Lsとバックアップロール30のクラウン調整量S1、S2、S3を初期設定し、圧延開始後は荷重計7で連続的に測定した圧延荷重に基づいて形状制御しながら圧延した。

実施例

0043

本発明に係る方法により形状の評価領域を適正化して形状制御を行った鋼帯は、図14に示すように板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域の伸びが抑制され、図15に示すように圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が0.5%以内に収められており、良好な形状に圧延されていた。これに対し、形状の評価領域が明確化されていない従来法では、圧延開始からコイル全長にわたって急峻度が約0.7%前後の板幅中央から両側にそれぞれ65%〜75%の領域が伸びた形状を生じていた。

0044

1圧延機
2シフト機構
6形状検出器
10ワークロール(小径ワークロール)
20中間ロール
30バックアップロール
32サドル
34 ベアリング

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