圧延機及びロール冷却時間の設定方法
【課題】ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる圧延機を提供することを目的とする。
【解決手段】圧延材の尾端の通過後から次の圧延までの間に圧延ロールの冷却工程を行う圧延機１００におけるロール冷却時間の設定方法において、圧延材Ｗの尾端の通過後における圧延ロールの熱膨張量を求め、前記求めた圧延ロールの熱膨張量と前記圧延ロールの冷却工程に係る過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定することを特徴とする。
【解決手段】圧延材の尾端の通過後から次の圧延までの間に圧延ロールの冷却工程を行う圧延機１００におけるロール冷却時間の設定方法において、圧延材Ｗの尾端の通過後における圧延ロールの熱膨張量を求め、前記求めた圧延ロールの熱膨張量と前記圧延ロールの冷却工程に係る過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム等のワーク（圧延材）を冷間圧延する場合におけるロット間のロール冷却時間を最適化する圧延機及びロール冷却時間の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機の圧延ラインにおいて、アルミニウム等のワーク（圧延材）の冷間圧延を続けていると、圧延ロールの熱膨張量によって、中伸び、耳伸び等の板形状不具合がワークに発生する。そこで、板形状不具合の発生を防止するために、圧延機の圧延ラインにおいては、ワークの尾端の通過後から次のワークの圧延までの間（ロット間）にロール冷却が行われる。
【０００３】
従来、ロット間のロール冷却を行う場合には、冷却時間、スプレー流量、スプレーパターン等のロール冷却条件を作業者の経験に基づいて設定する場合が多かった。このように、作業者の経験に基づいてロール冷却条件を設定する場合には、各作業者によって条件設定にバラツキがある。このため、ロール冷却が不十分の場合には、圧延機のアクチュエーター（ワークロールベンダー）設定不適切による板形状不具合が発生し、一方、ロール冷却時間を長くした場合には、長時間冷却による生産性の低下を引き起こすことが考えられる。
【０００４】
作業者の経験に基づくロール冷却条件による板形状不具合の発生や生産性の低下を防止するためには、高性能の計算機及び設備を用いて、オンライン計算機によるモデル計算やオンラインでの実際の測定に基づいてロール冷却時間を設定し、ロール冷却時間を最適化することが考えられる。なお、本発明に関連する先行技術文献を発見することはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記で示したように、ロール冷却時間の最適化のために、高性能の計算機や設備を用いる場合には、これらの計算機や設備が高額であるので、高価な設備投資を必要とし、これによって、生産コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる圧延機及びロール冷却時間の設定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】
【０００７】
上述した目的を達成するべく本発明は、圧延材の尾端の通過後から次の圧延までの間に圧延ロールの冷却工程を行う圧延機におけるロール冷却時間の設定方法において、圧延材の尾端の通過後における前記圧延ロールの熱膨張量を求める第一工程と、前記求めた圧延ロールの熱膨張量と前記圧延ロールの冷却工程に係る過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する第二工程とを有することを特徴とするロール冷却時間の設定方法である。
【０００８】
なお、前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程、または、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ａ工程と、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ｂ工程とを含み、前記第二工程は、前記第一Ａ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量及び前記第一Ｂ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定することを特徴とする。
【００１０】
なお、前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の出側板厚に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に記録された圧延ロールの熱膨張量とを比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて一定間隔で求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に一定間隔で記録された圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする。
さらに、前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延ロールの冷却時間と、当該圧延ロールの冷却時間終了時における前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に含まれる前記圧延ロールの冷却時間終了時における圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態である圧延機及びロール冷却時間の設定方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態である圧延機１００の概略構成を示す図である。
【００１５】
圧延機１００は、アルミニウム等のワーク（圧延材）Ｗを冷間圧延する６段式（多段式）圧延機であり、コントローラ（図示せず）と、操作部（図示せず）と、出側Ｘ線厚み計１１と、ＰＬＣ１２と、油圧圧下制御盤１３と、油圧圧下装置１４と、ロードセル１５と、上下各一対のワークロール２１、２２と、上下各一対の中間ロール２３、２４と、上下各一対のバックアップロール２５、２６と、巻取機３０とを有する。
【００１６】
図２は、コントローラに内蔵されたＲＯＭに記憶されている制御プログラムの構成を示す図である。
図３は、コントローラに内蔵された記憶部に格納されている過去の実績データベースＤＢを示す図である。
【００１７】
コントローラは、操作部からの操作情報に基づいて、内蔵されたＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従って、圧延機１００全体を制御する制御装置である。操作部は、オペレータからの各種操作情報を入力し、圧延ロール冷却の設定時間等の各種情報を表示する。記憶部は、過去の実績データベースＤＢを格納すると共に、設定された圧延ロールの冷却時間を格納する。
【００１８】
過去の実績データベースＤＢには、過去に実施されたロット間の圧延ロール冷却工程において、ワークの材質及びワークのサイズ毎に記録された実績情報が格納されている。過去の実績情報として、圧延ロールの冷却中における推定熱膨張量及びその変化量、冷却後の推定熱膨張量、ロール冷却時間、圧延トラブル・不具合の有無等を、ワークの圧延の開始から終了までの一定期間収集したものを格納する。図３には、「ワークの材質」が「アルミニウム」、「ワークのサイズ」が「１．１ｍｍ厚×１５６０ｍｍ幅」の場合における過去の実績データベースＤＢを一例として示し、過去の実績については冷却時間が短いものから順番に並べる。
【００１９】
出側Ｘ線厚み計１１は、圧延機１００の出側に設けられたＸ線板厚測定装置であり、圧延後のワークＷの出側板厚ｈを測定し、測定した出側板厚ｈの情報をＰＬＣ１２に出力する。
【００２０】
ＰＬＣ１２は、予め記憶されたプログラムに基づいてシーケンス制御を実行する自動板厚制御装置（ＡＧＣ）であり、出側Ｘ線厚み計１１が出力した出側板厚ｈの情報に応じた制御信号を油圧圧下装置１４に出力する。なお、モニタＡＧＣは、出側Ｘ線厚み計１１が出力した出側板厚ｈを、ギャップにフィードバックすることで板厚の絶対値を安定させる制御である。
【００２１】
油圧圧下制御盤１３は、油圧圧下装置１４に接続され、ＰＬＣ１２から出力された制御信号に基づいて油圧圧下装置１４に供給する作動油圧を制御する。
【００２２】
油圧圧下装置１４は、バックアップロール２６のロール軸の下方に配置され、油圧圧下制御盤１３の制御により供給される作動油圧によって、バックアップロール２６に圧延荷重を加える油圧圧下装置である。
【００２３】
ロードセル１５は、バックアップロール２６の圧延荷重を受けるバックアップロール２５に取付けられ、圧延荷重を測定する荷重計である。また、キスロールの状態においては、キスロール時におけるワークロール２１、２２の接触圧を測定する。なお、キスロールとは、ワークのない状態でワークロール２１、２２同士を接触させてロールを回転させることである。また、ロードセル１５は、測定した圧延荷重（接触圧）の情報をコントローラに出力する。
【００２４】
ワークロール２１、２２は、ワークＷを挟み込んで圧延し、圧延機１００の出側においてワークＷを所望とする製品仕様の板厚とするワークロールである。
【００２５】
バックアップロール２５、２６は、中間ロール２３、２４を介してワークロール２１、２２に圧延荷重を加えるバックアップロールである。
【００２６】
ワークロール２１、２２及び中間ロール２３、２４の軸の各両端部には、それぞれ上下一対のロールベンダ（図示せず）が配設され、各ロールベンダによってワークロール２１、２２又は中間ロール２３、２４の軸をワークＷに対して凸状又は凹状にベンディングする。
【００２７】
巻取機３０は、ワークロール２１、２２によって圧延されたワークＷを巻き取る巻取機である。
【００２８】
圧延機１００の入側には、流量制御が可能な電磁ソレノイド弁等の流量制御手段を備えた潤滑・冷却用クーラントノズル（図示せず）が複数設けられている。潤滑・冷却用クーラントノズルは、ワークロール２１、２２、中間ロール２３、２４に向かって所定量のクーラントを噴射する。
【００２９】
次に、圧延機１００の動作について説明をする。
図４は、圧延機１００における制御動作を示す制御フローである。
図５は、圧延機１００における制御動作を示すフローチャートである。
【００３０】
記憶部には、下記のステップＳ１１で圧延ロールの冷却時間が設定されるまでの間、予め設定された圧延ロールの冷却時間を格納しておく（例えば、１０分）。
【００３１】
ワークＷの圧延が終了し、ワークＷの尾端がワークロール２１、２２を通過した後に（Ｓ１）、以下に示す運転条件、起動条件の状態になるように、オペレータが操作部から圧延機１００を操作する。
【００３２】
運転条件は、ミル空転中（圧延中でないこと）とする。また、起動条件は、（１）ミル速ゼロとし、（２）圧延荷重オフとする。
【００３３】
ワークＷの圧延が終了した後に（Ｓ１）、下記の式１を用いて、ワークＷの尾端について出側Ｘ線厚み計１１が測定した出側板厚ｈに基づいて、ワークロール２１、２２のＧＭＣ１（熱膨張量）を演算し（Ｓ２）、演算して求めたＧＭＣ１（熱膨張量）を過去の実績データベースＤＢの「現在の実績」に格納する。なお、各実施の形態では、ワークＷにおける幅方向の真中部分の出側板厚ｈに基づいて圧延ロールの冷却時間を設定する動作について説明する。ただし、ワークＷにおける幅方向の真中部分以外の部分の出側板厚ｈに基づいて圧延ロールの冷却時間を設定するようにしてもよい。
【００３４】
ＧＭＣ１＝Ｓ０＋Ｐ／Ｋ―ｈ……（式１）
ｈ：出側板厚（ｍｍ）、Ｓ０：ロールギャップ（ｍｍ）、Ｐ：圧延荷重（ｔｏｎ）、ＧＭＣ：熱膨張量（ｍｍ）、Ｋ：ミル定数（ｔｏｎ／ｍｍ）
【００３５】
圧延終了後において、運転条件、起動条件の状態になっていることを確認後、オペレータが操作部において起動ＰＢを押下する（Ｓ３）。起動ＰＢが押下されると（Ｓ３）、起動ランプを点灯させると共に、各ロールベンダはバランスの状態とし、ワークロール２１、２２、中間ロール２３、２４に対して潤滑・冷却用クーラントノズルから所定量のクーラントを噴射させ（Ｓ４）、１２０ｍｐｍでミルを空転させる（Ｓ５）。なお、冷却条件は基本的に一定とする。
【００３６】
続いて、ＷＳ（ワークサイド）及びＤＳ（ドライブサイド）の各々について圧下零調時の圧下位置となるまでワークロール２１、２２間のギャップを閉め（Ｓ６）、キスロールを開始し、設定された圧延ロールの冷却時間、キスロールの状態を続ける（Ｓ７）。
【００３７】
なお、キスロールの状態においては、キスロール時におけるワークロール２１、２２の圧延荷重（接触圧）を測定し（Ｓ８）、測定した圧延荷重に基づいて下記の式２を用いて、ＧＭＣ（熱膨張量）を演算する（Ｓ９）。演算して求めたＧＭＣ（圧延荷重に基づくＧＭＣ２）を過去の実績データベースＤＢの「現在の実績」に格納する（Ｓ１０）。
【００３８】
ＧＭＣ＝ΔＰｓ／Ｋ……（式２）
ΔＰｓ：零調荷重と、圧下零調時の圧下位置としたときの圧延荷重との差（ｔｏｎ）、ＧＭＣ：熱膨張量（ｍｍ）、Ｋ：ミル定数（ｔｏｎ／ｍｍ）
【００３９】
例えば、ギャップ０調（３００ｔｏｎ）としたときの油柱位置までギャップを締めた場合において、測定した圧延荷重が５００ｔｏｎであった場合には、５００−３００＝２００ｔｏｎが熱膨張量によるものと推定されるので、現在の熱膨張量を２００／Ｋ（ｔｏｎ／ｍｍ）と推定することができる。
【００４０】
続いて、キスロールの状態において、過去の実績データベースＤＢに格納されている過去の実績情報の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値の中から、「現在の実績」の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値以上の値となっている実績情報を選択する。続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間「１０分」の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００４１】
例えば、演算したＧＭＣ１が「１００（μｍ）」だった場合、図３に示す実績情報１〜４の中から、ＧＭＣ１の値が「１００」以上である実績情報１、２、４を選択する。続いて、選択した実績情報１、２、４の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報４に係る冷却時間「８：００」を選択し、選択した冷却時間「８：００（８分）」を圧延ロールの冷却時間として設定する（Ｓ１１）。
【００４２】
なお、キスロールの状態においては、キスロール時におけるワークロール２１、２２の圧延荷重（接触圧）を順次測定し（Ｓ８）、測定した圧延荷重に基づいて（式２）を用いて、ＧＭＣｎを演算する（Ｓ９）（ｎは３以上の自然数）。続いて、演算して求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢに現在の実績として順次格納する（Ｓ１０）。このように、ステップＳ８〜Ｓ１０をループする場合には、ステップＳ１１の動作を省略することができる。
【００４３】
設定した圧延ロールの冷却時間（８分）が経過すると（Ｓ１２）、ＷＳ及びＤＳの各々についてギャップを開け（Ｓ１３）、ミルを停止させ（Ｓ１４）、潤滑・冷却用クーラントノズルからのクーラントの噴射を停止させ（Ｓ１５）、起動ランプを消灯させる。なお、圧延ロール冷却の動作中において、操作部には、圧延ロール冷却の設定時間及び残り時間を表示させる。また、設定した圧延ロールの冷却時間の終了前の２０秒になったらブザー音を発生させ、ミルの停止までブザー音を継続して発生させる。
【００４４】
設定した圧延ロールの冷却時間が経過した後に（Ｓ１２）、圧延ロールの冷却時間の経過直前に演算して求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢの「現在の実績」の「冷却後ＧＭＣ」に格納する。また、「現在の実績」の「圧延荷重に基づくＧＭＣ２」に格納した値と、「現在の実績」の「冷却後ＧＭＣ」に格納した値との差を演算し、演算して求めた値を「現在の実績」の「変化量ΔＧＭＣ」に格納する。
【００４５】
なお、圧延終了後からオペレータが起動ＰＢを押下するまでの間は、ワークロール２１、２２、中間ロール２３、２４に対するクーラントの噴射を停止させているので、熱膨張量の計算に与える影響は少ない。
【００４６】
図６は中間ロール位置とミル定数との関係を示す図であり、図６（１）は中間ロール位置を示す概略構成図であり、図６（２）は中間ロール位置とミル定数との関係を示すグラフである。
【００４７】
６ＨＩミルの場合は、図６（１）に示すように、中間ロールシフト量によってミルの縦剛性係数が変化する。このため、図６（２）に示すグラフに基づく関数に従ってミル定数の補正を行う。
【００４８】
第１の実施の形態によれば、過去の実績ＤＢに格納されている客観的な実績情報に基づいて、既存の設備を使用して適切なロール冷却時間を設定することができる。このため、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、ステップＳ２で求めたＧＭＣ１の代わりに、キスロールの開始直後にステップＳ９で求めたＧＭＣ２を使用して、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００５０】
具体的には、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、過去の実績データベースＤＢに格納されている過去の実績情報の「ＧＭＣ２」の値の中から、「現在の実績」の「ＧＭＣ２」の値以上の値となっている実績情報を選択する。続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００５１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、過去の実績ＤＢに格納されている客観的な実績情報に基づいて、既存の設備を使用して適切なロール冷却時間を設定することができる。このため、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００５２】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、第１の実施の形態において、ステップＳ２で求めたＧＭＣ１（熱膨張量）と、キスロールの開始直後にステップＳ９で求めたＧＭＣ（圧延荷重に基づくＧＭＣ２）とを使用して、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００５３】
具体的には、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、過去の実績データベースＤＢに格納されている過去の実績情報の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値の中から、「現在の実績」の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値以上の値となっている実績情報を選択する。さらに、選択した過去の実績情報の「ＧＭＣ２」の値の中から、「現在の実績」の「ＧＭＣ２」の値以上の値となっている実績情報を選択する。
【００５４】
続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００５５】
第３の実施の形態によれば、ステップＳ２で求めた「尾端に基づくＧＭＣ１」と、キスロールの開始直後にステップＳ９で求めた「ＧＭＣ２」とを使用して、圧延ロールの冷却時間を設定するので、さらに適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、第１の実施の形態において、キスロールの開始直後から、一定間隔で圧延荷重に基づくＧＭＣｎを演算して求め、求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢに現在の実績として順次記録し、求めたＧＭＣｎに基づいて、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００５７】
具体的には、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、演算したＧＭＣｎの値と、過去の実績データベースＤＢに格納されているＧＭＣｎの値とを順次比較し、演算したＧＭＣｎの値が過去の実績情報のＧＭＣｎの値よりも小さいか否かを実績情報毎に判定する。判定した結果、演算したＧＭＣｎの値よりも小さいＧＭＣｎの値が２回以上続く実績情報を選択する。続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００５８】
第４の実施の形態によれば、キスロールの開始直後から一定間隔で求めた複数の「ＧＭＣｎ」を使用して、圧延ロールの冷却時間を設定するので、さらに適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００５９】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態は、第１の実施の形態において、キスロールの開始直後から、一定間隔で圧延荷重に基づくＧＭＣｎを演算して求め、求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢに現在の実績として順次記録し、求めたＧＭＣｎと過去の実績データベースＤＢに格納されている「冷却後ＧＭＣ」とに基づいて、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００６０】
具体的には、過去の実績データベースＤＢに格納されている実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ値が最も大きい「冷却後ＧＭＣ」に係る実績情報の「冷却後ＧＭＣ」を選択する。続いて、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、演算したＧＭＣｎの値と、選択した「冷却後ＧＭＣ」の値とを順次比較し、演算したＧＭＣｎの値が当該「冷却後ＧＭＣ」の値よりも小さいか否かを判定する。判定した結果、演算したＧＭＣｎの値が当該「冷却後ＧＭＣ」の値よりも小さくなった場合には、圧延ロールの冷却時間を終了と設定する。この設定後に圧延ロール冷却の動作の停止処理を実行する（Ｓ１３〜Ｓ１５）。
【００６１】
第５の実施の形態によれば、キスロールの開始直後から一定間隔で求めた複数の「ＧＭＣｎ」を使用して、圧延ロールの冷却時間を設定するので、さらに適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００６２】
なお、第１の実施の形態乃至第５の実施の形態では、測定した圧延荷重から熱膨張量及び熱膨張量の変化量を求め、熱膨張量又はこれの変化量に基づいて、圧延ロールの冷却時間を設定したが、測定した圧延荷重又はこれの変化量から直接圧延ロールの冷却時間を設定するようにしてもよい。
【００６３】
また、第４の実施の形態で示すような、連続する２以上の値に基づいて圧延ロールの冷却時間を設定する場合において、冷却時間を一旦設定した後についても、設定時間に達するまでは順次比較を実施し、演算した値が過去の実績データベースＤＢの値よりも大きくなった場合には、圧延ロールの冷却時間を再設定するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、第１の実施の形態乃至第４の実施の形態で圧延ロールの冷却時間を設定した場合において、設定時間に達するまでは第５の実施の形態で示す比較を順次実施し、演算した値が「冷却後ＧＭＣ」の値よりも小さくなった場合には、設定された圧延ロールの冷却時間にかかわらず、圧延ロールの冷却時間を終了と再設定し、圧延ロール冷却の動作の停止処理を実行する（Ｓ１３〜Ｓ１５）ようにしてもよい。
【００６５】
なお、上記各実施の形態をプログラムの発明として把握することができる。
つまり、上記各実施の形態で示した制御動作に係るプログラムを記憶媒体に記憶させ、この記憶媒体から当該プログラムを読み出し、読み出したプログラムを圧延機のコンピュータに実行させることで、本発明を実現することができる。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、「ワークの材質」が「アルミニウム」の場合について説明したが、「ワークの材質」として「アルミニウム」以外の「鉄鋼」、「銅」等を圧延する場合に上記各実施の形態を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
アルミニウム等のワーク（圧延材）Ｗを冷間圧延する多段式の圧延機及びこれを制御するための制御プログラムに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】圧延機１００の概略構成を示す図。
【図２】コントローラに内蔵されたＲＯＭに記憶されている制御プログラムの構成を示す図。
【図３】コントローラに内蔵された記憶部に格納されている過去の実績データベースＤＢを示す図。
【図４】圧延機１００における制御動作を示す制御フロー。
【図５】圧延機１００における制御動作を示すフローチャート。
【図６】中間ロール位置とミル定数との関係を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１００……圧延機、
１１……出側Ｘ線厚み計、
１２……ＰＬＣ、
１３……油圧圧下制御盤、
１４……油圧圧下装置、
１５……ロードセル、
２１、２２……ワークロール、
２３、２４……中間ロール、
２５、２６……バックアップロール、
３０……巻取機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム等のワーク（圧延材）を冷間圧延する場合におけるロット間のロール冷却時間を最適化する圧延機及びロール冷却時間の設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延機の圧延ラインにおいて、アルミニウム等のワーク（圧延材）の冷間圧延を続けていると、圧延ロールの熱膨張量によって、中伸び、耳伸び等の板形状不具合がワークに発生する。そこで、板形状不具合の発生を防止するために、圧延機の圧延ラインにおいては、ワークの尾端の通過後から次のワークの圧延までの間（ロット間）にロール冷却が行われる。
【０００３】
従来、ロット間のロール冷却を行う場合には、冷却時間、スプレー流量、スプレーパターン等のロール冷却条件を作業者の経験に基づいて設定する場合が多かった。このように、作業者の経験に基づいてロール冷却条件を設定する場合には、各作業者によって条件設定にバラツキがある。このため、ロール冷却が不十分の場合には、圧延機のアクチュエーター（ワークロールベンダー）設定不適切による板形状不具合が発生し、一方、ロール冷却時間を長くした場合には、長時間冷却による生産性の低下を引き起こすことが考えられる。
【０００４】
作業者の経験に基づくロール冷却条件による板形状不具合の発生や生産性の低下を防止するためには、高性能の計算機及び設備を用いて、オンライン計算機によるモデル計算やオンラインでの実際の測定に基づいてロール冷却時間を設定し、ロール冷却時間を最適化することが考えられる。なお、本発明に関連する先行技術文献を発見することはできなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記で示したように、ロール冷却時間の最適化のために、高性能の計算機や設備を用いる場合には、これらの計算機や設備が高額であるので、高価な設備投資を必要とし、これによって、生産コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる圧延機及びロール冷却時間の設定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】
【０００７】
上述した目的を達成するべく本発明は、圧延材の尾端の通過後から次の圧延までの間に圧延ロールの冷却工程を行う圧延機におけるロール冷却時間の設定方法において、圧延材の尾端の通過後における前記圧延ロールの熱膨張量を求める第一工程と、前記求めた圧延ロールの熱膨張量と前記圧延ロールの冷却工程に係る過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する第二工程とを有することを特徴とするロール冷却時間の設定方法である。
【０００８】
なお、前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程、または、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ａ工程と、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ｂ工程とを含み、前記第二工程は、前記第一Ａ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量及び前記第一Ｂ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定することを特徴とする。
【００１０】
なお、前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の出側板厚に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に記録された圧延ロールの熱膨張量とを比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて一定間隔で求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に一定間隔で記録された圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする。
さらに、前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延ロールの冷却時間と、当該圧延ロールの冷却時間終了時における前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に含まれる前記圧延ロールの冷却時間終了時における圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態である圧延機及びロール冷却時間の設定方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態である圧延機１００の概略構成を示す図である。
【００１５】
圧延機１００は、アルミニウム等のワーク（圧延材）Ｗを冷間圧延する６段式（多段式）圧延機であり、コントローラ（図示せず）と、操作部（図示せず）と、出側Ｘ線厚み計１１と、ＰＬＣ１２と、油圧圧下制御盤１３と、油圧圧下装置１４と、ロードセル１５と、上下各一対のワークロール２１、２２と、上下各一対の中間ロール２３、２４と、上下各一対のバックアップロール２５、２６と、巻取機３０とを有する。
【００１６】
図２は、コントローラに内蔵されたＲＯＭに記憶されている制御プログラムの構成を示す図である。
図３は、コントローラに内蔵された記憶部に格納されている過去の実績データベースＤＢを示す図である。
【００１７】
コントローラは、操作部からの操作情報に基づいて、内蔵されたＲＯＭに記憶されている制御プログラムに従って、圧延機１００全体を制御する制御装置である。操作部は、オペレータからの各種操作情報を入力し、圧延ロール冷却の設定時間等の各種情報を表示する。記憶部は、過去の実績データベースＤＢを格納すると共に、設定された圧延ロールの冷却時間を格納する。
【００１８】
過去の実績データベースＤＢには、過去に実施されたロット間の圧延ロール冷却工程において、ワークの材質及びワークのサイズ毎に記録された実績情報が格納されている。過去の実績情報として、圧延ロールの冷却中における推定熱膨張量及びその変化量、冷却後の推定熱膨張量、ロール冷却時間、圧延トラブル・不具合の有無等を、ワークの圧延の開始から終了までの一定期間収集したものを格納する。図３には、「ワークの材質」が「アルミニウム」、「ワークのサイズ」が「１．１ｍｍ厚×１５６０ｍｍ幅」の場合における過去の実績データベースＤＢを一例として示し、過去の実績については冷却時間が短いものから順番に並べる。
【００１９】
出側Ｘ線厚み計１１は、圧延機１００の出側に設けられたＸ線板厚測定装置であり、圧延後のワークＷの出側板厚ｈを測定し、測定した出側板厚ｈの情報をＰＬＣ１２に出力する。
【００２０】
ＰＬＣ１２は、予め記憶されたプログラムに基づいてシーケンス制御を実行する自動板厚制御装置（ＡＧＣ）であり、出側Ｘ線厚み計１１が出力した出側板厚ｈの情報に応じた制御信号を油圧圧下装置１４に出力する。なお、モニタＡＧＣは、出側Ｘ線厚み計１１が出力した出側板厚ｈを、ギャップにフィードバックすることで板厚の絶対値を安定させる制御である。
【００２１】
油圧圧下制御盤１３は、油圧圧下装置１４に接続され、ＰＬＣ１２から出力された制御信号に基づいて油圧圧下装置１４に供給する作動油圧を制御する。
【００２２】
油圧圧下装置１４は、バックアップロール２６のロール軸の下方に配置され、油圧圧下制御盤１３の制御により供給される作動油圧によって、バックアップロール２６に圧延荷重を加える油圧圧下装置である。
【００２３】
ロードセル１５は、バックアップロール２６の圧延荷重を受けるバックアップロール２５に取付けられ、圧延荷重を測定する荷重計である。また、キスロールの状態においては、キスロール時におけるワークロール２１、２２の接触圧を測定する。なお、キスロールとは、ワークのない状態でワークロール２１、２２同士を接触させてロールを回転させることである。また、ロードセル１５は、測定した圧延荷重（接触圧）の情報をコントローラに出力する。
【００２４】
ワークロール２１、２２は、ワークＷを挟み込んで圧延し、圧延機１００の出側においてワークＷを所望とする製品仕様の板厚とするワークロールである。
【００２５】
バックアップロール２５、２６は、中間ロール２３、２４を介してワークロール２１、２２に圧延荷重を加えるバックアップロールである。
【００２６】
ワークロール２１、２２及び中間ロール２３、２４の軸の各両端部には、それぞれ上下一対のロールベンダ（図示せず）が配設され、各ロールベンダによってワークロール２１、２２又は中間ロール２３、２４の軸をワークＷに対して凸状又は凹状にベンディングする。
【００２７】
巻取機３０は、ワークロール２１、２２によって圧延されたワークＷを巻き取る巻取機である。
【００２８】
圧延機１００の入側には、流量制御が可能な電磁ソレノイド弁等の流量制御手段を備えた潤滑・冷却用クーラントノズル（図示せず）が複数設けられている。潤滑・冷却用クーラントノズルは、ワークロール２１、２２、中間ロール２３、２４に向かって所定量のクーラントを噴射する。
【００２９】
次に、圧延機１００の動作について説明をする。
図４は、圧延機１００における制御動作を示す制御フローである。
図５は、圧延機１００における制御動作を示すフローチャートである。
【００３０】
記憶部には、下記のステップＳ１１で圧延ロールの冷却時間が設定されるまでの間、予め設定された圧延ロールの冷却時間を格納しておく（例えば、１０分）。
【００３１】
ワークＷの圧延が終了し、ワークＷの尾端がワークロール２１、２２を通過した後に（Ｓ１）、以下に示す運転条件、起動条件の状態になるように、オペレータが操作部から圧延機１００を操作する。
【００３２】
運転条件は、ミル空転中（圧延中でないこと）とする。また、起動条件は、（１）ミル速ゼロとし、（２）圧延荷重オフとする。
【００３３】
ワークＷの圧延が終了した後に（Ｓ１）、下記の式１を用いて、ワークＷの尾端について出側Ｘ線厚み計１１が測定した出側板厚ｈに基づいて、ワークロール２１、２２のＧＭＣ１（熱膨張量）を演算し（Ｓ２）、演算して求めたＧＭＣ１（熱膨張量）を過去の実績データベースＤＢの「現在の実績」に格納する。なお、各実施の形態では、ワークＷにおける幅方向の真中部分の出側板厚ｈに基づいて圧延ロールの冷却時間を設定する動作について説明する。ただし、ワークＷにおける幅方向の真中部分以外の部分の出側板厚ｈに基づいて圧延ロールの冷却時間を設定するようにしてもよい。
【００３４】
ＧＭＣ１＝Ｓ０＋Ｐ／Ｋ―ｈ……（式１）
ｈ：出側板厚（ｍｍ）、Ｓ０：ロールギャップ（ｍｍ）、Ｐ：圧延荷重（ｔｏｎ）、ＧＭＣ：熱膨張量（ｍｍ）、Ｋ：ミル定数（ｔｏｎ／ｍｍ）
【００３５】
圧延終了後において、運転条件、起動条件の状態になっていることを確認後、オペレータが操作部において起動ＰＢを押下する（Ｓ３）。起動ＰＢが押下されると（Ｓ３）、起動ランプを点灯させると共に、各ロールベンダはバランスの状態とし、ワークロール２１、２２、中間ロール２３、２４に対して潤滑・冷却用クーラントノズルから所定量のクーラントを噴射させ（Ｓ４）、１２０ｍｐｍでミルを空転させる（Ｓ５）。なお、冷却条件は基本的に一定とする。
【００３６】
続いて、ＷＳ（ワークサイド）及びＤＳ（ドライブサイド）の各々について圧下零調時の圧下位置となるまでワークロール２１、２２間のギャップを閉め（Ｓ６）、キスロールを開始し、設定された圧延ロールの冷却時間、キスロールの状態を続ける（Ｓ７）。
【００３７】
なお、キスロールの状態においては、キスロール時におけるワークロール２１、２２の圧延荷重（接触圧）を測定し（Ｓ８）、測定した圧延荷重に基づいて下記の式２を用いて、ＧＭＣ（熱膨張量）を演算する（Ｓ９）。演算して求めたＧＭＣ（圧延荷重に基づくＧＭＣ２）を過去の実績データベースＤＢの「現在の実績」に格納する（Ｓ１０）。
【００３８】
ＧＭＣ＝ΔＰｓ／Ｋ……（式２）
ΔＰｓ：零調荷重と、圧下零調時の圧下位置としたときの圧延荷重との差（ｔｏｎ）、ＧＭＣ：熱膨張量（ｍｍ）、Ｋ：ミル定数（ｔｏｎ／ｍｍ）
【００３９】
例えば、ギャップ０調（３００ｔｏｎ）としたときの油柱位置までギャップを締めた場合において、測定した圧延荷重が５００ｔｏｎであった場合には、５００−３００＝２００ｔｏｎが熱膨張量によるものと推定されるので、現在の熱膨張量を２００／Ｋ（ｔｏｎ／ｍｍ）と推定することができる。
【００４０】
続いて、キスロールの状態において、過去の実績データベースＤＢに格納されている過去の実績情報の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値の中から、「現在の実績」の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値以上の値となっている実績情報を選択する。続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間「１０分」の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００４１】
例えば、演算したＧＭＣ１が「１００（μｍ）」だった場合、図３に示す実績情報１〜４の中から、ＧＭＣ１の値が「１００」以上である実績情報１、２、４を選択する。続いて、選択した実績情報１、２、４の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報４に係る冷却時間「８：００」を選択し、選択した冷却時間「８：００（８分）」を圧延ロールの冷却時間として設定する（Ｓ１１）。
【００４２】
なお、キスロールの状態においては、キスロール時におけるワークロール２１、２２の圧延荷重（接触圧）を順次測定し（Ｓ８）、測定した圧延荷重に基づいて（式２）を用いて、ＧＭＣｎを演算する（Ｓ９）（ｎは３以上の自然数）。続いて、演算して求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢに現在の実績として順次格納する（Ｓ１０）。このように、ステップＳ８〜Ｓ１０をループする場合には、ステップＳ１１の動作を省略することができる。
【００４３】
設定した圧延ロールの冷却時間（８分）が経過すると（Ｓ１２）、ＷＳ及びＤＳの各々についてギャップを開け（Ｓ１３）、ミルを停止させ（Ｓ１４）、潤滑・冷却用クーラントノズルからのクーラントの噴射を停止させ（Ｓ１５）、起動ランプを消灯させる。なお、圧延ロール冷却の動作中において、操作部には、圧延ロール冷却の設定時間及び残り時間を表示させる。また、設定した圧延ロールの冷却時間の終了前の２０秒になったらブザー音を発生させ、ミルの停止までブザー音を継続して発生させる。
【００４４】
設定した圧延ロールの冷却時間が経過した後に（Ｓ１２）、圧延ロールの冷却時間の経過直前に演算して求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢの「現在の実績」の「冷却後ＧＭＣ」に格納する。また、「現在の実績」の「圧延荷重に基づくＧＭＣ２」に格納した値と、「現在の実績」の「冷却後ＧＭＣ」に格納した値との差を演算し、演算して求めた値を「現在の実績」の「変化量ΔＧＭＣ」に格納する。
【００４５】
なお、圧延終了後からオペレータが起動ＰＢを押下するまでの間は、ワークロール２１、２２、中間ロール２３、２４に対するクーラントの噴射を停止させているので、熱膨張量の計算に与える影響は少ない。
【００４６】
図６は中間ロール位置とミル定数との関係を示す図であり、図６（１）は中間ロール位置を示す概略構成図であり、図６（２）は中間ロール位置とミル定数との関係を示すグラフである。
【００４７】
６ＨＩミルの場合は、図６（１）に示すように、中間ロールシフト量によってミルの縦剛性係数が変化する。このため、図６（２）に示すグラフに基づく関数に従ってミル定数の補正を行う。
【００４８】
第１の実施の形態によれば、過去の実績ＤＢに格納されている客観的な実績情報に基づいて、既存の設備を使用して適切なロール冷却時間を設定することができる。このため、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００４９】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において、ステップＳ２で求めたＧＭＣ１の代わりに、キスロールの開始直後にステップＳ９で求めたＧＭＣ２を使用して、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００５０】
具体的には、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、過去の実績データベースＤＢに格納されている過去の実績情報の「ＧＭＣ２」の値の中から、「現在の実績」の「ＧＭＣ２」の値以上の値となっている実績情報を選択する。続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００５１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、過去の実績ＤＢに格納されている客観的な実績情報に基づいて、既存の設備を使用して適切なロール冷却時間を設定することができる。このため、ワークを冷間圧延する圧延機においてロット間のロール冷却を行う場合に、高価な設備投資を必要とせずに、板形状不具合の発生及び生産性の低下を防止する適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００５２】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、第１の実施の形態において、ステップＳ２で求めたＧＭＣ１（熱膨張量）と、キスロールの開始直後にステップＳ９で求めたＧＭＣ（圧延荷重に基づくＧＭＣ２）とを使用して、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００５３】
具体的には、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、過去の実績データベースＤＢに格納されている過去の実績情報の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値の中から、「現在の実績」の「尾端に基づくＧＭＣ１」の値以上の値となっている実績情報を選択する。さらに、選択した過去の実績情報の「ＧＭＣ２」の値の中から、「現在の実績」の「ＧＭＣ２」の値以上の値となっている実績情報を選択する。
【００５４】
続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００５５】
第３の実施の形態によれば、ステップＳ２で求めた「尾端に基づくＧＭＣ１」と、キスロールの開始直後にステップＳ９で求めた「ＧＭＣ２」とを使用して、圧延ロールの冷却時間を設定するので、さらに適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、第１の実施の形態において、キスロールの開始直後から、一定間隔で圧延荷重に基づくＧＭＣｎを演算して求め、求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢに現在の実績として順次記録し、求めたＧＭＣｎに基づいて、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００５７】
具体的には、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、演算したＧＭＣｎの値と、過去の実績データベースＤＢに格納されているＧＭＣｎの値とを順次比較し、演算したＧＭＣｎの値が過去の実績情報のＧＭＣｎの値よりも小さいか否かを実績情報毎に判定する。判定した結果、演算したＧＭＣｎの値よりも小さいＧＭＣｎの値が２回以上続く実績情報を選択する。続いて、選択した実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ「冷却時間」が最短である実績情報に係る「冷却時間」を選択する。続いて、記憶部に予め設定されている圧延ロールの冷却時間の代わりに、選択した「冷却時間」を設定する（Ｓ１１）。
【００５８】
第４の実施の形態によれば、キスロールの開始直後から一定間隔で求めた複数の「ＧＭＣｎ」を使用して、圧延ロールの冷却時間を設定するので、さらに適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００５９】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態は、第１の実施の形態において、キスロールの開始直後から、一定間隔で圧延荷重に基づくＧＭＣｎを演算して求め、求めたＧＭＣｎを過去の実績データベースＤＢに現在の実績として順次記録し、求めたＧＭＣｎと過去の実績データベースＤＢに格納されている「冷却後ＧＭＣ」とに基づいて、圧延ロールの冷却時間を設定する実施の形態である。
【００６０】
具体的には、過去の実績データベースＤＢに格納されている実績情報の中で、圧延トラブル・不具合が「無」であり、かつ値が最も大きい「冷却後ＧＭＣ」に係る実績情報の「冷却後ＧＭＣ」を選択する。続いて、第１の実施の形態で示したキスロールの状態において、演算したＧＭＣｎの値と、選択した「冷却後ＧＭＣ」の値とを順次比較し、演算したＧＭＣｎの値が当該「冷却後ＧＭＣ」の値よりも小さいか否かを判定する。判定した結果、演算したＧＭＣｎの値が当該「冷却後ＧＭＣ」の値よりも小さくなった場合には、圧延ロールの冷却時間を終了と設定する。この設定後に圧延ロール冷却の動作の停止処理を実行する（Ｓ１３〜Ｓ１５）。
【００６１】
第５の実施の形態によれば、キスロールの開始直後から一定間隔で求めた複数の「ＧＭＣｎ」を使用して、圧延ロールの冷却時間を設定するので、さらに適切なロール冷却時間を設定することができる。
【００６２】
なお、第１の実施の形態乃至第５の実施の形態では、測定した圧延荷重から熱膨張量及び熱膨張量の変化量を求め、熱膨張量又はこれの変化量に基づいて、圧延ロールの冷却時間を設定したが、測定した圧延荷重又はこれの変化量から直接圧延ロールの冷却時間を設定するようにしてもよい。
【００６３】
また、第４の実施の形態で示すような、連続する２以上の値に基づいて圧延ロールの冷却時間を設定する場合において、冷却時間を一旦設定した後についても、設定時間に達するまでは順次比較を実施し、演算した値が過去の実績データベースＤＢの値よりも大きくなった場合には、圧延ロールの冷却時間を再設定するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、第１の実施の形態乃至第４の実施の形態で圧延ロールの冷却時間を設定した場合において、設定時間に達するまでは第５の実施の形態で示す比較を順次実施し、演算した値が「冷却後ＧＭＣ」の値よりも小さくなった場合には、設定された圧延ロールの冷却時間にかかわらず、圧延ロールの冷却時間を終了と再設定し、圧延ロール冷却の動作の停止処理を実行する（Ｓ１３〜Ｓ１５）ようにしてもよい。
【００６５】
なお、上記各実施の形態をプログラムの発明として把握することができる。
つまり、上記各実施の形態で示した制御動作に係るプログラムを記憶媒体に記憶させ、この記憶媒体から当該プログラムを読み出し、読み出したプログラムを圧延機のコンピュータに実行させることで、本発明を実現することができる。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、「ワークの材質」が「アルミニウム」の場合について説明したが、「ワークの材質」として「アルミニウム」以外の「鉄鋼」、「銅」等を圧延する場合に上記各実施の形態を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
アルミニウム等のワーク（圧延材）Ｗを冷間圧延する多段式の圧延機及びこれを制御するための制御プログラムに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】圧延機１００の概略構成を示す図。
【図２】コントローラに内蔵されたＲＯＭに記憶されている制御プログラムの構成を示す図。
【図３】コントローラに内蔵された記憶部に格納されている過去の実績データベースＤＢを示す図。
【図４】圧延機１００における制御動作を示す制御フロー。
【図５】圧延機１００における制御動作を示すフローチャート。
【図６】中間ロール位置とミル定数との関係を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１００……圧延機、
１１……出側Ｘ線厚み計、
１２……ＰＬＣ、
１３……油圧圧下制御盤、
１４……油圧圧下装置、
１５……ロードセル、
２１、２２……ワークロール、
２３、２４……中間ロール、
２５、２６……バックアップロール、
３０……巻取機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延材の尾端の通過後から次の圧延までの間に圧延ロールの冷却工程を行う圧延機におけるロール冷却時間の設定方法において、
圧延材の尾端の通過後における前記圧延ロールの熱膨張量を求める第一工程と、
前記求めた圧延ロールの熱膨張量と前記圧延ロールの冷却工程に係る過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する第二工程と、
を有することを特徴とするロール冷却時間の設定方法。
【請求項２】
前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程であることを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項３】
前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程であることを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項４】
前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ａ工程と、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ｂ工程とを含み、
前記第二工程は、前記第一Ａ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量及び前記第一Ｂ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定することを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項５】
前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の出側板厚に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項６】
前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて一定間隔で求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、
前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、
前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に一定間隔で記録された圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項７】
前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延ロールの冷却時間と、当該圧延ロールの冷却時間終了時における前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、
前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、
前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に含まれる前記圧延ロールの冷却時間終了時における圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法を実行することを特徴とする圧延機。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法を圧延機のコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１】
圧延材の尾端の通過後から次の圧延までの間に圧延ロールの冷却工程を行う圧延機におけるロール冷却時間の設定方法において、
圧延材の尾端の通過後における前記圧延ロールの熱膨張量を求める第一工程と、
前記求めた圧延ロールの熱膨張量と前記圧延ロールの冷却工程に係る過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する第二工程と、
を有することを特徴とするロール冷却時間の設定方法。
【請求項２】
前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程であることを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項３】
前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める工程であることを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項４】
前記第一工程は、圧延材の尾端の出側板厚を測定し、測定した出側板厚に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ａ工程と、圧延材の尾端の通過後に前記圧延ロールのキスロールを行い、当該キスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧を測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を演算して求める第一Ｂ工程とを含み、
前記第二工程は、前記第一Ａ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量及び前記第一Ｂ工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報とに基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定することを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項５】
前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の出側板厚に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール開始時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項６】
前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延材の尾端の通過後に行った前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて一定間隔で求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、圧延ロールの冷却時間と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、
前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、
前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に一定間隔で記録された圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする請求項１に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項７】
前記過去の実績情報は、過去に実施された前記圧延ロールの冷却工程において記録された実績情報であって、圧延ロールの冷却時間と、当該圧延ロールの冷却時間終了時における前記圧延ロールのキスロール時における前記圧延ロールの接触圧に基づいて求めた前記圧延ロールの熱膨張量と、トラブル・不具合の有無とを含む実績情報であり、
前記第一工程は、圧延材の尾端の通過後に行う前記圧延ロールのキスロールの状態において、当該キスロール時における前記圧延ロールの接触圧を一定間隔で順次測定し、測定した当該接触圧に基づいて前記圧延ロールの熱膨張量を順次演算して求める工程であり、
前記第二工程は、前記第一工程で求めた圧延ロールの熱膨張量と、前記過去の実績情報に含まれる前記圧延ロールの冷却時間終了時における圧延ロールの熱膨張量とを順次比較し、比較結果に基づいて、前記圧延ロールの冷却時間を設定する工程であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法を実行することを特徴とする圧延機。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のロール冷却時間の設定方法を圧延機のコンピュータに実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３００９５（Ｐ２００８−３００９５Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０６５２０（Ｐ２００６−２０６５２０）
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００１０７５３８）古河スカイ株式会社 (572)
【Ｆターム（参考）】
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