仕上圧延機の頭部板厚制御方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延時の仕上圧延機の頭部板厚制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱間連続圧延機によるストリップ圧延においては、ストリップの長手方向の板厚分布を均一にするため、従来から自動板厚制御（以下ＡＧＣという）が用いられている。ＡＧＣは、圧延中の荷重変動もしくは板厚変動を圧延荷部やロ―ル圧下位置により検出し、数式モデルを用いてフイードフォワードあるいはフィードバックで圧延スタンドのロールギャップを変更し、出側板厚を一定にするものである。
【０００３】又例えば特開昭６３−１６５０１３号公報はミル剛性係数Ｍおよび圧延荷重Ｐより圧延機の変位量Ｐ／Ｍを算出し、これより圧延機の圧下位置制御を行う板厚制御において、圧延荷重当りのロール系変位量をロール寸法および板幅から求めることを提案している。しかしながら従来板温度は制御系の誤差原因となる要素が大きいので演算要素としてとり上げられなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は被圧延材の温度及びエッジヒータによる加熱量を含めて演算要素に入力し、被圧延材の頭部板厚制御を行なう方法を提起するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延時に仕上圧延機前方で計測された被圧延材の温度、板厚、板幅から圧延荷重を計算し、前回までのエッジヒーター加熱量から計算する圧延荷重を前記圧延荷重に入力して圧下量を決定し、圧下位置制御系に各スタンドにおける圧下値を設定し、被圧延材の頭部板厚を制御することを特徴とする仕上圧延機の頭部板厚制御方法である。
【０００６】以下本発明を図面について説明する。図１は本発明の適用例の一例を示す。図において、被圧延材（以下鋼板という）Ｓはエッジヒータ１３で鋼板のエッジから１０mmの端縁が例えば透導加熱により加熱され、板温＋２００℃に温度上昇する。ついで鋼板Ｓはワークロール１５及びパックアップロール１４の複数スタンド（図は７スタンド）からなる仕上圧延機４０で最終板厚を与えられる。ここで板厚計１６で製品板厚が確認される。
【０００７】本発明においては、温度計１０、板幅計１１、板厚計１２及びエッジヒータ１３が仕上圧延機の前方に設けられる。板温度、板幅、板厚は仕上圧延機設定計算機３０のデータとして入力される。仕上圧延機設定計算機３０は、負荷配分計算系１９により板厚計算が（１）式で決定される。これは板形状、設備能力などからオペレータが必要なとき設定する。負荷配分は次式による。
【０００８】
【数１】
【０００９】仕上圧延機の各スタンド負荷配分は各スタンドの出側板厚と圧下率で表わされる。ついで圧延荷重計算系２０に負荷配分データが入力されるが、圧延荷重計算系２０では各スタンドにおける板温度が板頭部中心表面温度から差分計算で求められる。
【００１０】仮に決めた圧延荷重にて、ロール偏平をＨｉｔｃｈｃｏｃｋの式（２）により求める。また式（２）で求めたロール偏平を入力とし、美坂の式等の公知の方法で計算された圧延荷重に補正項ｆ（ＰiE）を掛けて圧延荷重とする。
【００１１】
【数２】
【００１２】又圧延荷重は式（３）により求められる。ここでエッジヒータによる加熱量が入力されるが、前述の通りエッジヒータによりエッジから１０mmの端縁部内２００℃程度上昇する。
【００１３】
Ｆ＝Ｋfm・Ｑp ・Ｌd ・Ｂ・ｆ（ＰiE） ……（３）
ここで、 Ｋfm：美坂の式により求めた変形抵抗 Ｑp ：圧下力関数 Ｌd ：接触投影弧長 Ｂ ：板幅 ＰE ：エッジヒーターによる入力パワー ｆ（ＰiE）：エッジヒーターパワーに関する学習、すなわちエッジヒーターの 入力パワーで層別された実績荷重から予め求めた定数このときの加熱量が入力データとなるが、実験によると、エッジヒーターにより被圧延材の温度が上昇し、これにより荷重予測と違う条件となり、誤差を生ずる。この誤差をエッジヒーターを用いた場合と用いない場合とに区分して、荷重学習もしくは荷重予測するとき、板厚制御の精度が向上する。圧延荷重Ｆが求まると、ＡＧＣにより式（４）で圧下量Ｓが決定される。
【００１４】
【数３】
【００１５】かくて、各スタンドにおける圧下位置制御装置に圧下値が設定される。本発明においてはエッジヒーター加熱により板幅方向温度分布がかわり、圧延荷重が変わるが、これを温度計算時ではなく、荷重計算時に考慮することにより温度推定モデル誤差影響をうけずに済む。
【００１６】
【実施例】仕上入側板厚：４０．０mm仕上入側板幅：１２５０mm仕上入側板温度：１０５０℃仕上出側温度：９７０℃上記の条件で鋼板の仕上圧延を例にとり、実施例を示す。
（イ）圧延命令目標板厚６mmとした。
（ロ）データ取込み板厚４０mm、仕上入側板幅１２５０mm、仕上入側板温度１０５０℃を計測した。
【００１７】（ハ）負荷配分計算は次の通りであった。
【００１８】
【表１】
【００１９】（ニ）圧延荷重計算Ｆ１スタンドで計算値１０３７℃を得た。エッジヒータ加熱量をインプットし、（２），（３）式を連立させて解き圧延荷重は、２３２０ton となった。
【００２０】（ホ）圧下値計算ゲージメーター式（４）によりロールギャップＳ＝３０．５−５．８＝２４．７（mm）となった。
【００２１】（ヘ）圧下位置制御装置による圧下値設定ロールギャップ値２４．７（mm）を圧下位置制御装置にプロセスコンピューターから伝送し、圧下モーターを制御することにより設定した。
【００２２】得られた鋼板の板厚は目標板厚そのものを示した。
【００２３】
【発明の効果】本発明は仕上圧延機の前方にエッジヒータを設けて、その加熱量を入力するので、エッジヒーター使用時と、不使用時の荷重計算を区別して計算でき荷重予測精度およびロールギャップ設定精度向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例の説明図である。
【図２】本発明のフローの説明図である。
【符号の説明】
１０ 温度計
１１ 板幅計
１２ 板厚計
１３ エッジヒータ
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間圧延時の仕上圧延機の頭部板厚制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱間連続圧延機によるストリップ圧延においては、ストリップの長手方向の板厚分布を均一にするため、従来から自動板厚制御（以下ＡＧＣという）が用いられている。ＡＧＣは、圧延中の荷重変動もしくは板厚変動を圧延荷部やロ―ル圧下位置により検出し、数式モデルを用いてフイードフォワードあるいはフィードバックで圧延スタンドのロールギャップを変更し、出側板厚を一定にするものである。
【０００３】又例えば特開昭６３−１６５０１３号公報はミル剛性係数Ｍおよび圧延荷重Ｐより圧延機の変位量Ｐ／Ｍを算出し、これより圧延機の圧下位置制御を行う板厚制御において、圧延荷重当りのロール系変位量をロール寸法および板幅から求めることを提案している。しかしながら従来板温度は制御系の誤差原因となる要素が大きいので演算要素としてとり上げられなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は被圧延材の温度及びエッジヒータによる加熱量を含めて演算要素に入力し、被圧延材の頭部板厚制御を行なう方法を提起するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延時に仕上圧延機前方で計測された被圧延材の温度、板厚、板幅から圧延荷重を計算し、前回までのエッジヒーター加熱量から計算する圧延荷重を前記圧延荷重に入力して圧下量を決定し、圧下位置制御系に各スタンドにおける圧下値を設定し、被圧延材の頭部板厚を制御することを特徴とする仕上圧延機の頭部板厚制御方法である。
【０００６】以下本発明を図面について説明する。図１は本発明の適用例の一例を示す。図において、被圧延材（以下鋼板という）Ｓはエッジヒータ１３で鋼板のエッジから１０mmの端縁が例えば透導加熱により加熱され、板温＋２００℃に温度上昇する。ついで鋼板Ｓはワークロール１５及びパックアップロール１４の複数スタンド（図は７スタンド）からなる仕上圧延機４０で最終板厚を与えられる。ここで板厚計１６で製品板厚が確認される。
【０００７】本発明においては、温度計１０、板幅計１１、板厚計１２及びエッジヒータ１３が仕上圧延機の前方に設けられる。板温度、板幅、板厚は仕上圧延機設定計算機３０のデータとして入力される。仕上圧延機設定計算機３０は、負荷配分計算系１９により板厚計算が（１）式で決定される。これは板形状、設備能力などからオペレータが必要なとき設定する。負荷配分は次式による。
【０００８】
【数１】
【０００９】仕上圧延機の各スタンド負荷配分は各スタンドの出側板厚と圧下率で表わされる。ついで圧延荷重計算系２０に負荷配分データが入力されるが、圧延荷重計算系２０では各スタンドにおける板温度が板頭部中心表面温度から差分計算で求められる。
【００１０】仮に決めた圧延荷重にて、ロール偏平をＨｉｔｃｈｃｏｃｋの式（２）により求める。また式（２）で求めたロール偏平を入力とし、美坂の式等の公知の方法で計算された圧延荷重に補正項ｆ（ＰiE）を掛けて圧延荷重とする。
【００１１】
【数２】
【００１２】又圧延荷重は式（３）により求められる。ここでエッジヒータによる加熱量が入力されるが、前述の通りエッジヒータによりエッジから１０mmの端縁部内２００℃程度上昇する。
【００１３】
Ｆ＝Ｋfm・Ｑp ・Ｌd ・Ｂ・ｆ（ＰiE） ……（３）
ここで、 Ｋfm：美坂の式により求めた変形抵抗 Ｑp ：圧下力関数 Ｌd ：接触投影弧長 Ｂ ：板幅 ＰE ：エッジヒーターによる入力パワー ｆ（ＰiE）：エッジヒーターパワーに関する学習、すなわちエッジヒーターの 入力パワーで層別された実績荷重から予め求めた定数このときの加熱量が入力データとなるが、実験によると、エッジヒーターにより被圧延材の温度が上昇し、これにより荷重予測と違う条件となり、誤差を生ずる。この誤差をエッジヒーターを用いた場合と用いない場合とに区分して、荷重学習もしくは荷重予測するとき、板厚制御の精度が向上する。圧延荷重Ｆが求まると、ＡＧＣにより式（４）で圧下量Ｓが決定される。
【００１４】
【数３】
【００１５】かくて、各スタンドにおける圧下位置制御装置に圧下値が設定される。本発明においてはエッジヒーター加熱により板幅方向温度分布がかわり、圧延荷重が変わるが、これを温度計算時ではなく、荷重計算時に考慮することにより温度推定モデル誤差影響をうけずに済む。
【００１６】
【実施例】仕上入側板厚：４０．０mm仕上入側板幅：１２５０mm仕上入側板温度：１０５０℃仕上出側温度：９７０℃上記の条件で鋼板の仕上圧延を例にとり、実施例を示す。
（イ）圧延命令目標板厚６mmとした。
（ロ）データ取込み板厚４０mm、仕上入側板幅１２５０mm、仕上入側板温度１０５０℃を計測した。
【００１７】（ハ）負荷配分計算は次の通りであった。
【００１８】
【表１】
【００１９】（ニ）圧延荷重計算Ｆ１スタンドで計算値１０３７℃を得た。エッジヒータ加熱量をインプットし、（２），（３）式を連立させて解き圧延荷重は、２３２０ton となった。
【００２０】（ホ）圧下値計算ゲージメーター式（４）によりロールギャップＳ＝３０．５−５．８＝２４．７（mm）となった。
【００２１】（ヘ）圧下位置制御装置による圧下値設定ロールギャップ値２４．７（mm）を圧下位置制御装置にプロセスコンピューターから伝送し、圧下モーターを制御することにより設定した。
【００２２】得られた鋼板の板厚は目標板厚そのものを示した。
【００２３】
【発明の効果】本発明は仕上圧延機の前方にエッジヒータを設けて、その加熱量を入力するので、エッジヒーター使用時と、不使用時の荷重計算を区別して計算でき荷重予測精度およびロールギャップ設定精度向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例の説明図である。
【図２】本発明のフローの説明図である。
【符号の説明】
１０ 温度計
１１ 板幅計
１２ 板厚計
１３ エッジヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 熱間圧延時に仕上圧延機前方で計測された被圧延材の温度、板厚、板幅から圧延荷重を計算し、前回までのエッジヒーター加熱量から計算する圧延荷重を前記圧延荷重に入力して圧下量を決定し、圧下位置制御系に各スタンドにおける圧下値を設定し、被圧延材の頭部板厚を制御することを特徴とする仕上圧延機の頭部板厚制御方法。
【請求項１】 熱間圧延時に仕上圧延機前方で計測された被圧延材の温度、板厚、板幅から圧延荷重を計算し、前回までのエッジヒーター加熱量から計算する圧延荷重を前記圧延荷重に入力して圧下量を決定し、圧下位置制御系に各スタンドにおける圧下値を設定し、被圧延材の頭部板厚を制御することを特徴とする仕上圧延機の頭部板厚制御方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【特許番号】第２５３７３０７号
【登録日】平成８年（１９９６）７月８日
【発行日】平成８年（１９９６）９月２５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−７９１３０
【出願日】平成３年（１９９１）４月１１日
【公開番号】特開平４−３１３４１５
【公開日】平成４年（１９９２）１１月５日
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【参考文献】
【文献】特開昭５２−５０９５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平４−１３４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平４−１３４１４（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成８年（１９９６）７月８日
【発行日】平成８年（１９９６）９月２５日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）４月１１日
【公開番号】特開平４−３１３４１５
【公開日】平成４年（１９９２）１１月５日
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【参考文献】
【文献】特開昭５２−５０９５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平４−１３４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平４−１３４１４（ＪＰ，Ａ）
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