特許 6356094 圧延制御装置及び圧延制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6356094

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】圧延制御装置及び圧延制御方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 37/58 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   B21B37/58 B

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-103509(P2015-103509)

(22)【出願日】2015年5月21日

(65)【公開番号】特開2016-215241(P2016-215241A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2017年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100125645

【弁理士】

【氏名又は名称】是枝 洋介

(72)【発明者】

【氏名】伊福 遼太

(72)【発明者】

【氏名】前田 恭志

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０８２１１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｂ ３７／５８ ，３７／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧延材を圧延するための複数の圧延スタンドが並べて配置されたタンデム圧延機を制御するための圧延制御装置であって、
ｉ番目（但し、ｉは２以上、圧延スタンドの数以下の整数）の圧延スタンドが圧延材の先端を噛み込んだ後、前記ｉ番目の圧延スタンドと、前記ｉ番目の圧延スタンドに上流側で隣り合うｉ−１番目の圧延スタンドとの間に設けられた張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前後における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での圧延荷重差の変化量に基づいて、前記ｉ番目の圧延スタンドの前記駆動側及び前記作業側のそれぞれにおける圧下レベリング量を決定する決定手段、
を備える、圧延制御装置。

【請求項2】

前記圧延荷重差の変化量に基づいて、前記張力付与部による張力付与後における前記圧延材の幅方向両端の板厚差を推定する推定手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記推定手段によって推定された前記板厚差が減少するよう、前記ｉ番目の圧延スタンドの前記駆動側及び前記作業側のそれぞれにおける圧下レベリング量を決定するように構成されている、
請求項１に記載の圧延制御装置。

【請求項3】

前記推定手段は、前記張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前後における前記圧延材の曲げ剛性係数の変化に対して定まる前記圧延荷重差の変化量と前記板厚差との関係にしたがって、前記板厚差を推定するように構成されている、
請求項２に記載の圧延制御装置。

【請求項4】

前記張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前後における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での圧延荷重差の変化量に基づいて、前記曲げ剛性係数の変化を決定する曲げ剛性係数決定手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記曲げ剛性係数決定手段により決定された前記曲げ剛性係数の変化に対して定まる前記圧延荷重差の変化量と前記板厚差との関係にしたがって、前記板厚差を推定するように構成されている、
請求項３に記載の圧延制御装置。

【請求項5】

前記決定手段により決定された圧下レベリング量により、前記ｉ番目の圧延スタンドを調整する調整手段をさらに備える、
請求項１乃至４の何れかに記載の圧延制御装置。

【請求項6】

前記張力付与部は、ルーパーである、
請求項１乃至５の何れかに記載の圧延制御装置。

【請求項7】

前記張力付与部は、ピンチローラである、
請求項１乃至５の何れかに記載の圧延制御装置。

【請求項8】

圧延材を圧延するための複数の圧延スタンドが並べて配置されたタンデム圧延機を制御するための圧延制御方法であって、
ｉ番目（但し、ｉは２以上、圧延スタンドの数以下の整数）の圧延スタンドが圧延材の先端を噛み込んだ後、前記ｉ番目の圧延スタンドと、前記ｉ番目の圧延スタンドに上流側で隣り合うｉ−１番目の圧延スタンドとの間に設けられた張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での第１圧延荷重差を測定するステップと、
前記張力付与部が前記圧延材に張力を付与した後における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での第２圧延荷重差を測定するステップと、
測定された前記第１圧延荷重差及び前記第２圧延荷重差の差分に基づいて、前記ｉ番目の圧延スタンドの前記駆動側及び前記作業側のそれぞれにおける圧下レベリング量を決定するステップと、
を有する、圧延制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タンデム圧延機における圧延材の蛇行及びキャンバを抑制するための圧延制御装置及び圧延制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、厚板の圧延においてキャンバを抑制する制御方法が開示されている。特許文献１に記載された方法では、複数パスの圧延工程のうち、最終パスの１つ前のパスにおける圧延機の両端での圧延荷重差と、圧延材の圧延長とを測定する。これらの情報は、圧延荷重差が圧延材の圧延方向の分布状態を示す情報である。制御装置がこれらの情報を読み込み、最終パスにおいて、圧延荷重差が小さくなるようにフィードバック制御してロール開度を設定し、圧延機を制御する。

【0003】

特許文献２には、タンデム圧延機における圧延材の尾端の蛇行を抑制する蛇行制御方法が開示されている。特許文献２に記載された方法では、全圧延スタンドに圧延材が噛み込まれている定常状態において、ｉ＋１番目のスタンド及びｉ番目のスタンドの間のルーパーに設けられたロードセルによって駆動側と作業側とのそれぞれの張力を検出し、検出値から張力差を求める。次に、求められた張力差を０にするように、ｉ番目のスタンドのレベリング量を調整する。ｉ番目のスタンドの前々段のｉ−２番目のスタンド及び前段のｉ−１番目のスタンドの間に圧延材の尾端が位置するまで以上の制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１０５０１３号公報

【特許文献2】特開平３−１６５９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

圧延荷重差は、圧延材の幅方向の圧下率差以外に、圧延材における幅方向の温度差、圧延材における幅方向の変形抵抗差（つまり、剛性差）、圧延機の中心からの圧延材のずれ等の影響を受ける。したがって、特許文献１に記載された方法では、圧延荷重差が小さくなるように圧延機を制御しても、圧下率差以外の上記の要因により、蛇行及びキャンバを十分に抑制することができない。

【0006】

圧延材は尾端だけではなく先端においても蛇行及びキャンバが発生するが、特許文献２に記載された方法では、定常状態において圧延材の張力差を求めるため、圧延材の尾端においてしか蛇行及びキャンバを抑制することができない。

【0007】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる圧延制御装置及び圧延制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の圧延制御装置は、圧延材を圧延するための複数の圧延スタンドが並べて配置されたタンデム圧延機を制御するための圧延制御装置であって、ｉ番目（但し、ｉは２以上、圧延スタンドの数以下の整数）の圧延スタンドが圧延材の先端を噛み込んだ後、前記ｉ番目の圧延スタンドと、前記ｉ番目の圧延スタンドに上流側で隣り合うｉ−１番目の圧延スタンドとの間に設けられた張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前後における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での圧延荷重差の変化量に基づいて、前記ｉ番目の圧延スタンドの前記駆動側及び前記作業側のそれぞれにおける圧下レベリング量を決定する決定手段、を備える。

【0009】

この態様において、前記圧延制御装置は、前記圧延荷重差の変化量に基づいて、前記張力付与部による張力付与後における前記圧延材の幅方向両端の板厚差を推定する推定手段をさらに備え、前記決定手段は、前記推定手段によって推定された前記板厚差が減少するよう、前記ｉ番目の圧延スタンドの前記駆動側及び前記作業側のそれぞれにおける圧下レベリング量を決定するように構成されていてもよい。

【0010】

また、上記態様において、前記推定手段は、前記張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前後における前記圧延材の曲げ剛性係数の変化に対して定まる前記圧延荷重差の変化量と前記板厚差との関係にしたがって、前記板厚差を推定するように構成されていてもよい。

【0011】

また、上記態様において、前記圧延制御装置は、前記張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前後における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での圧延荷重差の変化量に基づいて、前記曲げ剛性係数の変化を決定する曲げ剛性係数決定手段をさらに備え、前記推定手段は、前記曲げ剛性係数決定手段により決定された前記曲げ剛性係数の変化に対して定まる前記圧延荷重差の変化量と前記板厚差との関係にしたがって、前記板厚差を推定するように構成されていてもよい。

【0012】

また、上記態様において、前記圧延制御装置は、前記決定手段により決定された圧下レベリング量により、前記ｉ番目の圧延スタンドを調整する調整手段をさらに備えてもよい。

【0013】

また、上記態様において、前記張力付与部は、ルーパーであってもよい。

【0014】

また、上記態様において、前記張力付与部は、ピンチローラであってもよい。

【0015】

また、本発明の一の態様の圧延制御方法は、圧延材を圧延するための複数の圧延スタンドが並べて配置されたタンデム圧延機を制御するための圧延制御方法であって、ｉ番目（但し、ｉは２以上、圧延スタンドの数以下の整数）の圧延スタンドが圧延材の先端を噛み込んだ後、前記ｉ番目の圧延スタンドと、前記ｉ番目の圧延スタンドに上流側で隣り合うｉ−１番目の圧延スタンドとの間に設けられた張力付与部が前記圧延材に張力を付与する前における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での第１圧延荷重差を測定するステップと、前記張力付与部が前記圧延材に張力を付与した後における前記ｉ番目の圧延スタンドの駆動側と作業側との間での第２圧延荷重差を測定するステップと、測定された前記第１圧延荷重差及び前記第２圧延荷重差の差分に基づいて、前記ｉ番目の圧延スタンドの前記駆動側及び前記作業側のそれぞれにおける圧下レベリング量を決定するステップと、を有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、圧延材における幅方向の温度差、圧延材における幅方向の変形抵抗差、圧延機の中心からの圧延材のずれ等の影響を受けることなく、圧延材の先端における蛇行及びキャンバを抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施の形態に係る圧延システムの構成を示す模式図。

【図2】圧延材の幅方向にタンデム圧延機を切断したときの断面図。

【図3】実施の形態に係る圧延制御装置の構成を示すブロック図。

【図4】タンデム圧延における圧延材先端部のモデルを示す模式図。

【図5】実施の形態に係る圧延制御装置の動作の流れを示すフローチャート。

【図6】圧延荷重差と曲げ剛性係数との関係を示すグラフ。

【図7】曲げ剛性係数αが０．０２から０．８に変化した場合における圧延荷重差の変化量と圧延材の幅方向の板厚差との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

【0019】

本実施の形態に係る圧延制御装置は、複数の圧延スタンドが並べられたタンデム圧延機における圧延材先端部の蛇行及びキャンバを抑制するものである。

【0020】

図１は、圧延システムの構成を示す模式図である。圧延システム１００は、タンデム圧延機２００と、圧延制御装置３００とを備える。

【0021】

［タンデム圧延機の構成］
タンデム圧延機２００の構成について説明する。図１に示すように、タンデム圧延機２００は、一列に並べられた複数の圧延スタンド２１０を備える。圧延を実施する場合、圧延材４００は、図中左から右へ向かって各圧延スタンド２１０に送られる。つまり、図中左側が上流側であり、図中右側が下流側である。以下、上流側から下流側へ向かって各圧延スタンド２１０を順番に、１番目の圧延スタンド２１０、２番目の圧延スタンド２１０、３番目の圧延スタンド２１０、…という。

【0022】

各圧延スタンド２１０には、一対のワークロール２１１が上下に対向配置されている。ワークロール２１１により、圧延材４００が挟まれて圧延される。ワークロール２１１は、ロール駆動モータ２１２によって駆動される。ロール駆動モータ２１２には、制御部２１３が接続されており、制御部２１３がロール駆動モータ２１２を制御する。

【0023】

各圧延スタンド２１０には、圧下モータ２１４が設けられている。圧下モータ２１４により、ワークロール２１１の圧下レベリング量が調整される。圧下モータ２１４には、制御部２１５が接続されており、制御部２１５が圧下モータ２１４を制御する。

【0024】

各圧延スタンド２１０には、圧延荷重計２１６が設けられている。圧延荷重計２１６はロードセルであり、ワークロール２１１が圧延材４００に与える荷重（以下、「圧延荷重」という）を測定する。

【0025】

図２は、圧延材の幅方向にタンデム圧延機２００を切断したときの断面図である。図２に示すように、ワークロール２１１の一端側が駆動側であり、他端側が作業側である。２つのワークロール２１１の駆動側端部に１つずつロール駆動モータ２１２が接続されており、各ワークロール２１１が個別に駆動される。

【0026】

圧下モータ２１４は、ワークロール２１１の駆動側端部及び作業側端部のそれぞれに１つずつ接続されている。２つの圧下モータ２１４によって、ワークロール２１１の駆動側端部及び作業側端部の圧下レベリング量が個別に調整される。

【0027】

圧延荷重計２１６は、ワークロール２１１の駆動側端部及び作業側端部のそれぞれに１つずつ取り付けられている。２つの圧延荷重計２１６によって、駆動側の圧延荷重及び作業側の圧延荷重が個別に検出される。

【0028】

再び図１を参照する。隣り合う圧延スタンドの間には、ルーパー２２０が設けられる。ルーパー２２０は、圧延材４００に張力を付与する張力付与部である。ルーパー２２０は、ルーパー駆動モータ２２１によって駆動される。ルーパー駆動モータ２２１には、制御部２２２が接続されており、制御部２２２がルーパー駆動モータ２２１を制御する。

【0029】

ルーパー２２０は、ルーパー駆動モータ２２１によって駆動され、圧延材４００を押し上げるように立ち上がる。ルーパー２２０が圧延材４００を押し上げることによって、圧延材４００には張力が付与される。

【0030】

圧下モータ２１４を制御する各制御部２１５及び各圧延荷重計２１６は、圧延制御装置３００と通信可能に接続されている。圧延制御装置３００は、圧延荷重計２１６から圧延荷重の検出値を受信し、各制御部２１５に制御信号を送信することで、圧下モータ２１４を制御する。

【0031】

［圧延制御装置の構成］
図３は、本実施の形態に係る圧延制御装置の構成を示すブロック図である。圧延制御装置３００は、コンピュータ３０１によって実現される。図３に示すように、コンピュータ３０１は、本体３１０と、入力部３２０と、表示部３３０とを備えている。本体３１０は、ＣＰＵ３１１、ＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１３、ハードディスク３１５、読出装置３１４、入出力インタフェース３１６、及び画像出力インタフェース３１７を備えており、ＣＰＵ３１１、ＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１３、ハードディスク３１５、読出装置３１４、入出力インタフェース３１６、及び画像出力インタフェース３１７は、バスによって接続されている。

【0032】

ＣＰＵ３１１は、ＲＡＭ３１３にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。そして、圧延制御用のコンピュータプログラムである圧延制御プログラム３４０を当該ＣＰＵ３１１が実行することにより、コンピュータ３０１が圧延制御装置３００として機能する。圧延制御プログラム３４０は、各圧延スタンド２１０の圧下レベリング量を制御し、圧延材４００の蛇行及びキャンバの抑制を可能とする。

【0033】

ＲＯＭ３１２は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等によって構成されており、ＣＰＵ３１１に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。

【0034】

ＲＡＭ３１３は、ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭ等によって構成されている。ＲＡＭ３１３は、ハードディスク３１５に記録されている圧延制御プログラム３４０の読み出しに用いられる。また、ＣＰＵ３１１がコンピュータプログラムを実行するときに、ＣＰＵ３１１の作業領域として利用される。

【0035】

ハードディスク３１５は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、ＣＰＵ３１１に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。圧延制御プログラム３４０も、このハードディスク３１５にインストールされている。

【0036】

ハードディスク３１５には、例えば米マイクロソフト社が製造販売するWindows（登録商標）等のオペレーティングシステムがインストールされている。以下の説明においては、本実施の形態に係る圧延制御プログラム３４０は当該オペレーティングシステム上で動作するものとしている。

【0037】

読出装置３１４は、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、またはＤＶＤ−ＲＯＭドライブ等によって構成されており、可搬型記録媒体に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。可搬型記録媒体には、コンピュータを残留応力推定装置として機能させるための圧延制御プログラム３４０が格納されており、コンピュータ３０１が当該可搬型記録媒体から圧延制御プログラム３４０を読み出し、圧延制御プログラム３４０をハードディスク３１５にインストールすることが可能である。

【0038】

入出力インタフェース３１６は、例えばUSB，IEEE1394，又はRS-232C等のシリアルインタフェース、SCSI，IDE，又は IEEE1284等のパラレルインタフェース、及びＤ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インタフェース３１６には、キーボード及びマウスからなる入力部３２０が接続されており、ユーザが当該入力部３２０を使用することにより、コンピュータ３０１にデータを入力することが可能である。また、入出力インタフェース３１６には、各制御部２１５及び各圧延荷重計２１６に接続されており、各圧延荷重計２１６から圧延荷重の検出値を受信し、各制御部２１５に制御信号を送信する。

【0039】

画像出力インタフェース３１７は、ＬＣＤまたはＣＲＴ等で構成された表示部３３０に接続されており、ＣＰＵ３１１から与えられた画像データに応じた映像信号を表示部３３０に出力するようになっている。表示部３３０は、入力された映像信号にしたがって、画像（画面）を表示する。

【0040】

［圧延荷重差に含まれる外乱成分について］
ここで、タンデム圧延における圧延材先端部のモデルを用いて、圧延荷重について説明する。図４は、タンデム圧延における圧延材先端部のモデルを示す模式図である。図４では、ｉ番目の圧延スタンド２１０に圧延材４００の先端部が噛み込まれた状態を示している。

【0041】

ｉ番目の圧延スタンド２１０に設定された駆動側及び作業側の圧下レベリング量により、圧延材４００の幅方向に後進率の差が生じ、このため圧延材４００が蛇行しようとする。しかし、ｉ番目の圧延スタンド２１０と、これより上流側のｉ−１番目の圧延スタンド２１０とによって圧延材４００が固定されているため、圧延材４００のうち、ｉ番目のスタンド２１０とｉ−１番目のスタンド２１０とで挟まれた部分（以下、「注目部分」という）は主面（上面及び下面）の面内で撓み、注目部分の下流側端（ｉ番目の圧延スタンド２１０によって圧下されている箇所）及び上流側端（ｉ−１番目の圧延スタンド２１０によって圧下されている箇所）のそれぞれにはモーメントが生じる。注目部分の下流側端における撓みを０とし、上流側端にモーメントＭ_ｉが加わったと仮定すると、角速度ω_ｉは、次式で表される。

【数1】

【0042】

ここで、曲げ剛性係数とは、圧延材４００の座屈（面外変形）のしやすさを示す指標である。本実施の形態において、曲げ剛性係数は、０以上１以下の値を取り、値が大きいほど曲げ剛性が高く、座屈しにくいことを示している。

【0043】

上記のモーメントにより、注目部分の下流側端に幅方向に分布する張力が生じる。この張力によって幅方向の後進率が小さくなり、蛇行が抑制される。張力が線形に分布すると仮定した場合、張力分布の幅方向への傾きａは、次式で表される。

【数2】

【0044】

入側張力をｓ、圧下率をｒとすると、先進率ｆｓは、次式で表される。

【数3】

【0045】

注目部分の体積は変形の前後で変化しないので、後進率ｆｂは、次式により求められる。

【数4】

【0046】

駆動側の後進率をｆｂ_ＤＳ、作業側の後進率をｆｂ_ＷＳ、ワークロール２１１の周速度をｖ_ｒとすると、角速度ω_ｉは次式で与えられる。

【数5】

【0047】

このとき、式（１）によって計算される角速度ω_ｉと、式（６）によって計算される角速度ω_ｉとは一致しなければならないので、張力分布、モーメントＭ_ｉ、ω_ｉが決定される。張力分布が決定すれば、Ｈｉｌｌの式等の公知の手法を用いて、駆動側及び作業側のそれぞれの圧延荷重を求めることができ、これにより駆動側と作業側との圧延荷重差を求めることができる。しかし、こうして求められた圧延荷重差には、圧延材における幅方向の温度差、圧延材における幅方向の変形抵抗差、圧延機の中心からの圧延材のずれ等の外乱成分が含まれている。このため、上記のような計算によって得られた圧延荷重差が減少するようにｉ番目の圧延スタンド２１０の圧下レベリング量を調整すると、蛇行及びキャンバを十分に抑制することができない。

【0048】

［圧延制御装置の動作］
本実施形態に係る圧延制御装置３００は、圧延材に張力を付与する前後における圧延荷重差の変化量に基づき、圧延材４００の幅方向の板厚差を推定し、板厚差に応じて圧延スタンド２１０の圧下レベリング量を決定する。以下、圧延制御装置３００の動作について説明する。

【0049】

図５は、圧延制御装置３００の動作の流れを示すフローチャートである。

【0050】

タンデム圧延機２００の操業を開始すると、１番目の圧延スタンド２１０から下流側へと順番に、圧延材４００の先端が送られる。圧延材４００の先端が、ｉ番目の圧延スタンド２１０に噛み込まれた後、ｉ番目のスタンド２１０の圧延荷重計２１６が、駆動側及び作業側それぞれにおける圧延荷重を測定する。但し、タンデム圧延機２００の圧延スタンドの数をＮとしたとき、ｉは２以上、Ｎ以下の整数である。

【0051】

圧延荷重計２１６から出力された圧延荷重の測定データは、圧延制御装置３００に送信される。圧延制御装置３００は、圧延荷重の測定データを受信する（ステップＳ１０１）。

【0052】

ＣＰＵ３１１は、駆動側の圧延荷重と作動側の圧延荷重との差分（以下、「圧延荷重差」という）を計算する（ステップＳ１０２）。これにより、圧延材４００に張力が付与される前の圧延荷重差である第１圧延荷重差が得られる。

【0053】

ｉ番目の圧延スタンド２１０と、これと上流側で隣り合うｉ−１番目の圧延スタンド２１０との間に設けられたルーパー２２０が立ち上がり、圧延材４００に張力が付与される。ルーパー２２０が立ち上がった後、ｉ番目のスタンド２１０の圧延荷重計２１６が、駆動側及び作業側それぞれにおける圧延荷重を再度測定する。

【0054】

圧延荷重計２１６から出力された圧延荷重の測定データは、圧延制御装置３００に送信される。圧延制御装置３００は、圧延荷重の測定データを受信する（ステップＳ１０３）。

【0055】

ＣＰＵ３１１は、受信した測定データを用いて、圧延荷重差を計算する（ステップＳ１０４）。これにより、圧延材４００に張力が付与された後の圧延荷重差である第２圧延荷重差が得られる。

【0056】

ＣＰＵ３１１は、第１圧延荷重差と第２圧延荷重差との差分を計算する（ステップＳ１０５）。計算された差分は、圧延材４００に張力が付与される前後における圧延荷重差の変化量である。

【0057】

次に、ＣＰＵ３１１は、圧延荷重差の変化量を用いて、圧延材４００の幅方向の板厚差を推定する（ステップＳ１０６）。

【0058】

ここで、圧延材４００の幅方向の板厚差の推定について説明する。圧延材４００の先端が圧延スタンド２１０に噛み込まれた直後の圧延材４００に張力を付与する前の時点では、無張力に近く座屈しやすい状態であり、曲げ剛性係数αは小さいと考えられる。一方、ルーパー２２０によって圧延材４００に張力を付与した後では、見かけ上の断面二次モーメントが実際の断面二次モーメントに近い値となり、αは１に近い値となると考えられる。

【0059】

図６は、圧延荷重差と曲げ剛性係数との関係を示すグラフである。図において、縦軸は圧延荷重差を示し、横軸は曲げ剛性係数を示す。図６に示すように、圧延荷重差と曲げ剛性係数とは、単調増加の関係にある。圧延材４００に張力が付与される前は、圧延荷重差は小さい。圧延材４００に張力が付与されると、曲げ剛性が増加し、圧延材４００に働くモーメントが増加する。モーメントの増加により、圧延材４００の幅方向の一端には圧延方向の圧縮力が生じ、他端には引張力が生じる。つまり、圧延材４００の幅方向両端において張力差が生じる。圧縮力は圧延荷重を増加させ、引張力は圧延荷重を減少させるため、圧延材４００への張力の付与により、幅方向の圧延荷重差が増加する。したがって、圧延材４００に張力を付与する前は、曲げ剛性係数αが小さく、圧延材４００に張力を付与した後は、曲げ剛性係数αが大きくなる。

【0060】

圧延材４００に張力を付与する前後における圧延荷重差の変化は、曲げ剛性係数の変化によるモーメントＭ_ｉと角速度ω_ｉ（図４参照）との関係の変化のみに起因したものである。モーメントＭ_ｉ及び角速度ω_ｉは、圧延材４００の幅方向の板厚差によって生じる。したがって、圧延荷重差の変化量を利用して、圧延材４００の蛇行及びキャンバの原因となる（つまり、モーメントＭ_ｉ及び角速度ω_ｉの原因となる）圧延材４００の幅方向の板厚差を推定ことができると考えられる。推定した圧延材４００の板厚差を減少させるように、ｉ番目の圧延スタンド２１０の圧下レベリング量を調整すれば、モーメントＭ_ｉ及び角速度ω_ｉを低減し、圧延材４００の蛇行及びキャンバを抑制することができる。

【0061】

本実施の形態では、張力付与の前後それぞれにおける曲げ剛性係数を予め実記実験により測定しておき、それぞれの曲げ剛性係数をハードディスク３１５に記憶しておく。

【0062】

例えば、圧延材４００に張力を付与する前後において、曲げ剛性係数αが０．０２から０．８に変化した場合を考える。図７は、この場合における圧延荷重差の変化量と圧延材４００の幅方向の板厚差との関係を示すグラフである。図７において、縦軸は圧延荷重差の変化量を示し、横軸は圧延スタンド２１０による圧延によって生じる圧延材４００の幅方向の板厚差を示している。図７に示すように、板厚差に応じて、圧延荷重差の変化量が変化することが分かる。したがって、圧延荷重差の変化量と板厚差との関係が分かっていれば、圧延荷重差の変化量に基づいて板厚差を推定することができる。このような圧延荷重差の変化量と板厚差との関係は、張力付与の前後における曲げ剛性係数毎に定まる。張力付与の前後における曲げ剛性係数毎に定まる圧延荷重差の変化量と板厚差との関係は、ハードディスク３１５に、例えばルックアップテーブル又は関数として記憶しておく。ハードディスク３１５に記憶されている張力付与前後における曲げ剛性係数によって、それに対応する圧延荷重差の変化量と板厚差との関係を示すデータが特定され、板厚差の推定に利用される。ステップＳ１０６の処理では、ＣＰＵ３１１は、このルックアップテーブル又は関数を用いて、圧延荷重差の変化量に対応する板厚差を推定値として得る。

【0063】

なお、張力付与の前後における曲げ剛性係数を予め記憶しておかなくてもよい。この場合、図６に示すような圧延荷重差と曲げ剛性係数との関係データをハードディスク３１５に記憶しておき、ステップＳ１０２において求めた第１圧延荷重差によって張力付与前における曲げ剛性係数を決定し、ステップＳ１０４において求めた第２圧延荷重差によって張力付与後における曲げ剛性係数を決定すればよい。

【0064】

再び図５を参照する。ＣＰＵ３１１は、推定した板厚差に基づいて、ｉ番目の圧延スタンド２１０の圧下レベリング量を決定する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の処理では、ＣＰＵ３１１は、板厚差を用いて、圧延材４００の蛇行及びキャンバをもたらす圧下量を算出する。この圧下量の算出には、板厚差と圧下量との公知の関係が用いられる。ＣＰＵ３１１は、算出した圧下量を打ち消す圧下量（つまり、算出した圧下量とは正負反対の値）を圧下レベリング量とする。

【0065】

ＣＰＵ３１１は、決定した圧下レベリング量で圧延スタンド２１０を設定するための制御信号を、ｉ番目の圧延スタンドの制御部２１５に送信する（ステップＳ１０８）。制御部２１５は、制御信号を受信し、決定された圧下レベリング量となるよう、圧下モータ２１４を制御する。

【0066】

ステップＳ１０８の後、ＣＰＵ３１１は処理を終了する。

【0067】

ＣＰＵ３１１は、上記のような制御処理を、２番目の圧延スタンド２１０乃至Ｎ番目の圧延スタンド２１０のそれぞれについて実行する。

【0068】

以上のような制御処理により、２番目の圧延スタンド２１０乃至Ｎ番目の各圧延スタンド２１０において、圧延材４００の先端部分の蛇行及びキャンバが抑制される。

【0069】

（その他の実施の形態）
上記の実施の形態においては、圧延材４００への張力付与の前後における圧延荷重差の変化量に基づいて圧延材４００の幅方向の板厚差を推定する構成としたが、これに限定されるものではない。圧延材４００への張力付与の前後における圧延荷重差の変化量と、圧延スタンドにおける圧下量との関係を記憶しておき、圧延荷重差の変化量に基づいて、調整すべき圧下量を推定する構成としてもよい。

【0070】

また、上記の実施の形態においては、コンピュータによって構成した圧延制御装置３００により、圧延材４００の蛇行及びキャンバを抑制するようにタンデム圧延機２００を制御する構成について述べたが、これに限定されるものではない。タンデム圧延機２００に専用の制御基板を設け、この制御基板により、上記の実施の形態のような制御処理を実行する構成としてもよい。

【0071】

また、上記の実施の形態においては、張力付与部としてルーパー２２０を備えるタンデム圧延機２００の圧延制御について述べたが、これに限定されるものではない。張力付与部としてピンチローラを備えるタンデム圧延機の圧延制御を行う構成であってもよい。この場合、ピンチローラが圧延材に張力を付与する前後における駆動側と作業側との圧延荷重差の変化量を求め、この圧延荷重差の変化量に対応する板厚差を推定すればよい。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明の圧延制御装置及び圧延制御方法は、タンデム圧延機における圧延材の蛇行及びキャンバを抑制するための圧延制御装置及び圧延制御方法として有用である。

【符号の説明】

【0073】

１００ 圧延システム
２００ タンデム圧延機
２１０ 圧延スタンド
２１１ ワークロール
２１４ 圧下モータ
２１５ 制御部
２１６ 圧延荷重計
２２０ ルーパー
３００ 圧延制御装置
３０１ コンピュータ
３１１ ＣＰＵ
３１５ ハードディスク
３４０ 圧延制御プログラム
４００ 圧延材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】