特許第6966417号(P6966417)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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6966417圧延制御装置、圧延制御方法、および圧延制御プログラム
(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】6966417
(24)【登録日】2021年10月25日
(45)【発行日】2021年11月17日
(54)【発明の名称】圧延制御装置、圧延制御方法、および圧延制御プログラム
(51)【国際特許分類】
   B21B 37/00 20060101AFI20211108BHJP
   B21B 37/18 20060101ALI20211108BHJP
   B21B 37/54 20060101ALI20211108BHJP
   B21C 47/00 20060101ALI20211108BHJP
【ＦＩ】
   B21B37/00 261C
   B21B37/18 110A
   B21B37/54
   B21C47/00 E
【請求項の数】4
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2018-247424(P2018-247424)
(22)【出願日】2018年12月28日
(65)【公開番号】特開2020-104165(P2020-104165A)
(43)【公開日】2020年7月9日
【審査請求日】2020年6月8日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000279
【氏名又は名称】特許業務法人ウィルフォート国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】服部 哲
【審査官】 池田 安希子
(56)【参考文献】
【文献】 特開２０１６−０９３８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特開２０１５−１１２６１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特開２０１４−０５８００１（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特開２０１４−１１３６２９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２１Ｂ ３７／００
Ｂ２１Ｂ ３７／１８
Ｂ２１Ｂ ３７／５４
Ｂ２１Ｃ ４７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御装置であって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する張力制御手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する速度張力制御手段と、
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する速度板厚制御手段と、
前記被圧延材の圧延状態に基づき、前記張力制御手段による制御、前記速度張力制御手段による制御、および前記速度板厚制御手段による制御のうちのいずれか１つの制御態様を選択する制御態様選択手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するロール速度選択制御手段と、を備えていることを特徴とする圧延制御装置。
【請求項2】
前記制御態様選択手段における制御態様は、前記被圧延材の圧延中において前記ロール間の間隔をステップ状に変化させたときの前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力の変動、および圧延された前記被圧延材の板厚の変動に基づいて選択される請求項１に記載の圧延制御装置。
【請求項3】
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御方法であって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する制御態様、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様、および
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様の中から、前記被圧延材の圧延状態に基づき、いずれか１つの制御態様を選択すると共に、この選択した制御態様を実行するステップと、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するステップと、を備えていることを特徴とする圧延制御方法。
【請求項4】
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御プログラムであって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する制御態様、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様、および
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様の中から、前記被圧延材の圧延状態に基づき、いずれか１つの制御態様を選択すると共に、この選択した制御態様を実行するステップと、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するステップと、を備えていることを特徴とする圧延制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧延制御装置、圧延制御方法、および圧延制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
被圧延材を金属板に圧延する圧延機としては、例えば、被圧延材を送り出したり巻取るテンションリールを用い、巻出した被圧延材を一対のロール間に通すことで圧延するものが知られている。
【0003】
このような圧延機では、例えば、ロール対の間隔を制御する板厚制御と、被圧延材にかかる張力やテンションリールから被圧延材を送り出す速度を調整する張力制御とを用い、これらを適宜組み合わせることで、安定した板厚が得られるように調整している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４−１１３６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、圧延された被圧延材の板厚は、ロールの温度や、ロールと被圧延材との摩擦のような経時的な要因によっても変動するものであり、上述したような従来の圧延機を用いて金属箔のような極薄の板材に圧延を行う場合、圧延開始時のような過渡状態における板厚の急激な変化により上述した板厚制御や張力制御が追いつかず、被圧延材の破断等の不具合が発生する虞がある。
【0006】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、たとえ箔圧延を行う場合であっても、圧延された被圧延材の板厚の変動を抑制して出側板厚精度を向上することが可能な圧延制御装置、圧延制御方法、および圧延制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するためになされた発明は、
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御装置であって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する張力制御手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する速度張力制御手段と、
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する速度板厚制御手段と、
前記被圧延材の圧延状態に基づき、前記張力制御手段による制御、前記速度張力制御手段による制御、および前記速度板厚制御手段による制御のうちのいずれか１つの制御態様を選択する制御態様選択手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するロール速度選択制御手段と、を備えていることを特徴とする圧延制御装置である。
【0008】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御装置であって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する張力制御手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するロール速度選択制御手段と、を備えていることを特徴とする圧延制御装置である。
【0009】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御装置であって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する速度張力制御手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するロール速度選択制御手段と、を備えていることを特徴とする圧延制御装置である。
【0010】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御装置であって、
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する速度板厚制御手段と、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するロール速度選択制御手段と、を備えていることを特徴とする圧延制御装置である。
【0011】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御方法であって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する制御態様、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様、および
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様の中から、前記被圧延材の圧延状態に基づき、いずれか１つの制御態様を選択すると共に、この選択した制御態様を実行するステップと、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するステップと、を備えていることを特徴とする圧延制御方法である。
【0012】
また、上記課題を解決するためになされた別の発明は、
ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御プログラムであって、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記圧延機に前記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する制御態様、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様、および
前記圧延機に挿入される前記被圧延材の張力に基づき前記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に圧延された前記被圧延材の板厚に基づき前記テンションリールから送り出される前記被圧延材の速度を制御する制御態様の中から、前記被圧延材の圧延状態に基づき、いずれか１つの制御態様を選択すると共に、この選択した制御態様を実行するステップと、
圧延された前記被圧延材の板厚に基づき、前記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、前記周速度の制御が選択された場合に前記ロールの周速度を制御するステップと、を備えていることを特徴とする圧延制御プログラムである。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、たとえ箔圧延を行う場合であっても、圧延された被圧延材の板厚の変動を抑制して出側板厚精度を向上することが可能な圧延制御装置、圧延制御方法、および圧延制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の第１の実施形態を示す概略的ブロック図である。
【図2】箔圧延時のロール対の挙動を説明するための概略図である。
【図3】箔圧延開始時の出側板厚偏差の変化を示す概略図である。
【図4】箔圧延開始時の板厚制御における出側板厚偏差の変化を示す概略図である。
【図5】入側ＴＲ速度指令部における処理を示す概略図である。
【図6】入側ＴＲ制御部における処理を示す概略図である。
【図7】板厚制御部および張力制御部における処理を示す概略図である。
【図8】制御方法選択部の概略的ブロック図である。
【図9】制御態様選択部による制御態様の選択例を示す概略図である。
【図10】制御態様選択部による制御態様の選択例を示す概略図である。
【図11】制御態様選択部による制御態様の他の選択例を示す概略図である。
【図12】ミル速度板厚制御部における処理を示す概略図であって、（ａ）はミル速度設定部の処理、（ｂ）はミル速度板厚制御部の処理、（ｃ）はミル速度板厚制御部による制御の一例をそれぞれ示す。
【図13】制御出力選択部における処理を示す概略図である。
【図14】圧延方法の一例（工程の開始時）を説明する概略図である。
【図15】圧延方法の一例（工程の全体）を説明する概略図である。
【図16】最適制御態様を格納するデータベースのデータ構成を示す概略図である。
【図17】本発明の実施形態に係る制御を行うハードウェア構成の一例を示す概略図である。
【図18】本発明の第２の実施形態を示す概略的ブロック図である。
【図19】第２の実施形態における制御方法選択部の概略的ブロック図である。
【図20】本発明の第３の実施形態を示す概略的ブロック図である。
【図21】第３の実施形態における制御方法選択部の概略的ブロック図である。
【図22】本発明の第４の実施形態を示す概略的ブロック図である。
【図23】第４の実施形態における制御方法選択部の概略的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
圧延装置は、図１に示すように、概略的に、圧延機１と、入側テンションリール２（以下、「入側ＴＲ２」ともいう）と、出側テンションリール３（以下、「出側ＴＲ３」ともいう）と、圧延制御装置とにより構成されている。上記圧延制御装置については、各実施形態の項にて詳述する。
【0016】
なお、本明細書において、「入側」とは被圧延材ｍが圧延機１に向かって送り出される側（圧延機１の上流側）を意味し、「出側」とは被圧延材ｍが圧延機１から送り出される側（圧延機１の下流側）を意味する。また、「偏差」とは、設定値や予測値と、実測値（実績値）との差分を意味する。
【0017】
圧延機１は、上作業ロールＲ１（以下、単に「ロールＲ１」ともいう）と下作業ロールＲ２（以下、単に「ロールＲ２」ともいう）とからなるロール対Ｒを有しており、圧延制御装置における後述のロールギャップ制御部２１およびミル速度制御部３１からの信号を受信し、所定の周速度で回転するロール対におけるロール（上作業ロールＲ１および下作業ロールＲ２）間の間隔（以下、「ロールギャップ」ともいう）を調整することでロール間を通過する被圧延材ｍを圧延する。
【0018】
入側ＴＲ２および出側ＴＲ３は、それぞれ圧延制御装置における後述の入側ＴＲ制御部４２、出側ＴＲ制御部５２からの信号を受信し、入側ＴＲ２および出側ＴＲ３に設けられた電動機（不図示）を用いて入側ＴＲ２では被圧延材ｍを圧延機１に送り出し、出側ＴＲ３では圧延機１にて圧延された被圧延材ｍを巻き取る。
【0019】
ここで、ロール対Ｒを用いた圧延機１における被圧延材ｍの板厚変動に関する圧延現象について説明する。圧延された被圧延材ｍの板厚は製品品質上重要であるため、板厚制御が実施される。この制御では、出側板厚計ａ２にて検出された被圧延材ｍの板厚の実績値を用い、例えば、ロールギャップ制御部２１により上・下作業ロールＲ１、Ｒ２間のロールギャップを操作することで出側の被圧延材ｍの板厚が調整される。
【0020】
出側の被圧延材ｍの板厚は、現実的には、ロールＲ１、Ｒ２の熱膨張や、ロールＲ１、Ｒ２と被圧延材ｍとの間の摩擦係数の変動、被圧延材ｍの変形抵抗などに起因するロールＲ１、Ｒ２の弾性変形等によって変化する。
【0021】
まず、ロールＲ１、Ｒ２の熱膨張による板厚変化について説明する。図２は、金属箔のような薄肉の板厚への圧延（以下、「箔圧延」ともいう）時のロール対Ｒの挙動を説明するための概略図である。被圧延材ｍの圧延は、図２（ａ）に示すように、上下作業ロールＲ１、Ｒ２により被圧延材ｍを圧下することで行われる。圧延に必要な圧延荷重は、ロールＲ１、Ｒ２の両端にかけられるため（図２の矢印参照）、圧延荷重によりロールＲ１、Ｒ２が撓んだ状態となる。この際、被圧延材ｍの板厚が厚肉の圧延状態においては、図２（ｂ）に示すように、ロールＲ１、Ｒ２が撓んだ状態であっても、被圧延材ｍの板幅方向全体にわたってロールギャップが開いているため、このロールギャップを変更することで被圧延材ｍにかかる圧延力を変更することが可能であり、これにより圧延状態を変化させて圧延機１の出側板厚を制御することができる。
【0022】
一方、被圧延材ｍの箔圧延時においては、図２（ｃ）に示すように、上下作業ロールＲ１、Ｒ２の両端部は互いに接触した状態となり、被圧延材ｍに十分な圧延力がかけられない状態となる。このため、被圧延材ｍを弾性変形状態（入側板厚と出側板厚とが同じ状態）から塑性変形状態（出側板厚が入側板厚よりも小さくなる状態）に移行させることができないか、または塑性変形状態に移行しても設定の出側板厚を得ることができない状態が発生する。このような状態になると、圧延機１のロールギャップ制御部２１がロールギャップを変更しようとしても、上下作業ロールＲ１、Ｒ２の両端が接触しているため被圧延材ｍにかかる圧延力を変更することができない。
【0023】
しかしながら、上下作業ロールＲ１、Ｒ２は、後述のミル速度制御部３１から出力された圧延速度で回転しており、上下作業ロールＲ１、Ｒ２と被圧延材ｍとの接触による発熱に伴ってその接触領域ＬにおけるロールＲ１、Ｒ２の温度が上昇する。このため、接触領域Ｌおよびその近傍で上下作業ロールＲ１、Ｒ２が熱膨張してロール半径Ｒ１ｄ１が増大することになる。この際、図２（ｄ）に示すように、ロール半径Ｒ１ｄ２の増大によりロールＲ１、Ｒ２両端部の接触状態が解消してロールギャップが開くようになり、被圧延材ｍに対して圧延力をかけることができる状態となる。
【0024】
次に、ロールＲ１、Ｒ２の弾性変形による板厚変化について説明する。圧延機１のロールＲ１、Ｒ２は金属で作られた弾性体であるため圧延の際には作業ロールＲ１、Ｒ２が弾性変形する。例えば、４段圧延機の場合ではバックアップロールと作業ロール、６段圧延機の場合ではバックアップロールと中間ロールと作業ロール（いずれも不図示）がそれぞれ変形するが、これらの中で、板厚変化に関しては被圧延材ｍと接触している作業ロールＲ１、Ｒ２の弾性変形が重要である。すなわち、ロールギャップを閉じていくと作業ロールＲ１、Ｒ２が撓んだ状態となって被圧延材ｍと作業ロールＲ１、Ｒ２との接触領域Ｌの面積が増加する。このため被圧延材にかかる単位面積当たりの荷重が頭打ちとなり、上記荷重が増加しなくなると被圧延材ｍが塑性変形しない状態となる。これは、作業ロールＲ１、Ｒ２の撓みを一因とする圧延可能な最小板厚が存在することを意味する。このような作業ロールＲ１、Ｒ２の撓みは、ロールＲ１、Ｒ２の弾性係数が小さく、被圧延材ｍの変形抵抗（塑性変形に必要な圧延荷重）が大きく、被圧延材ｍとロールＲ１、Ｒ２との間の摩擦係数が大きいほど大きくなる。
【0025】
ここで、上述した圧延可能な最小板厚は、以下のような近似式で表すことができる。
ｈｍｉｎ∝［Ｒ×μ×（ｋ−σ）］／Ｅ ・・・（１）
上記式（１）中、ｈｍｉｎは圧延可能な最小板厚、Ｅはロールの弾性係数（ヤング率）、Ｒは作業ロール径、μは摩擦係数、ｋは変形抵抗、σは入側出側張力平均値をそれぞれ示す。
【0026】
上記式（１）中、ロールの弾性係数Ｅおよび作業ロール径Ｒは圧延機の構成に依存し、変形抵抗ｋは被圧延材の構成に依存する。摩擦係数μは、被圧延材とロールとの間に発生する摩擦に因るものであり、被圧延材と作業ロールとの間に注入する潤滑油、作業ロールの表面粗度、圧延速度等に依存する。これらのうち摩擦係数μの圧延速度依存性については、一般に圧延速度が速い場合は小さく、遅い場合は大きい。このため、一般に圧延速度が大きいほど圧延可能な最小板厚は小さくなり、例えば、操業開始時の圧延速度の低速により塑性変形状態にできなかった被圧延材も、圧延速度の上昇により塑性変形可能な状態となる。また、上記式（１）が示すように、圧延機の入側および出側の張力を大きくすることでも圧延可能な最小板厚を小さくすることできる。
【0027】
ここで、箔圧延開始時の被圧延材ｍの出側板厚偏差について図３を参照して説明する。被圧延材ｍを薄肉に圧延する際、ロールギャップが一定の場合、圧延速度が低速では圧延が弾性変形状態であり、圧延機の加速により圧延速度がある値を超えたところで圧延が塑性変形状態に移行する。
【0028】
なお、塑性変形状態へ移行する際は、ロールギャップが一定であっても圧延速度の上昇に従って出側板厚は薄くなるため、例えば、出側板厚の実績値のみで板厚制御をしようとして弾性変形状態の間にロールギャップを閉じると、図４に示すように、塑性変形への移行後に板厚が薄くなりすぎる（アンダーシュート）ことがある。このようなアンダーシュートが発生した場合、適正な板厚への収束に時間を要すると共に、オフゲージ長（板厚が規格外または不安定な被圧延材の全長）が長くなる傾向にある。
【0029】
以上のように、箔圧延においては、圧延により被圧延材ｍが弾性変形状態から塑性変形状態に変わったり、塑性変形状態であっても厚肉の圧延に比べて出側板厚に変化を生じ易くなる。
【0030】
以下、上述した箔圧延時の圧延現象を踏まえ、本発明の圧延制御装置、圧延制御方法、および圧延制御プログラムについて図面を参照して説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施形態にのみ限定されるものではない。なお、各実施形態では、テンションリール（入側ＴＲ２および出側ＴＲ３）を用いる代表的な圧延機であるシングルスタンド圧延機について例示する。
【0031】
［第１の実施形態］
（圧延制御装置）
当該圧延制御装置は、ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行う圧延制御装置であって、
圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記圧延機に上記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する（この制御方法を、以下、「制御方法（Ａ）」ともいう）張力制御手段と、
圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記テンションリールから送り出される上記被圧延材の速度を制御する（この制御方法を、以下、「制御方法（Ｂ）」ともいう）速度張力制御手段と、
上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記テンションリールから送り出される上記被圧延材の速度を制御する（この制御方法を、以下、「制御方法（Ｃ）」ともいう）速度板厚制御手段と、
上記被圧延材の圧延状態に基づき、上記張力制御手段による制御、上記速度張力制御手段による制御、および上記速度板厚制御手段による制御のうちのいずれか１つの制御態様を選択する制御態様選択手段と、
圧延された上記被圧延材の板厚に基づき、上記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、上記周速度の制御が選択された場合に上記ロールの周速度を制御する（この制御方法を、以下、「制御方法（Ｄ）」ともいう）ロール速度選択制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【0032】
当該圧延制御装置１１は、ロール対Ｒで被圧延材ｍを圧延する圧延機１の制御を行う圧延制御装置であり、上述した張力制御手段、速度張力制御手段、速度板厚制御手段、制御態様選択手段、およびロール速度選択制御手段が行う制御方法（Ａ）〜（Ｄ）を実行するため、具体的には、例えば、図１に示すように、ロールギャップ制御部２１と、ミル速度制御部３１と、入側ＴＲ速度指令部４１と、入側張力設定部４３と、出側張力設定部５３と、入側張力電流変換部４４と、出側張力電流変換部５４と、入側ＴＲ制御部４２と、出側ＴＲ制御部５２と、入側張力制御部４６と、出側張力制御部５６と、圧下板厚制御部６１と、速度板厚制御部６２と、速度張力制御部６３と、圧下張力制御部６４と、ミル速度板厚制御部６５と、ミル速度設定部８１と、制御方法選択部７１（制御態様選択部７１１、速度補正選択部７１２および制御出力選択部７１３）と、により構成することができる。なお、当該圧延制御装置１１は、これらの具体的構成にのみ限定されるものではない。
【0033】
ロールギャップ制御部２１は、上・下作業ロールＲ１、Ｒ２間のロールギャップを制御する。
【0034】
ミル速度制御部３１は、圧延機１の速度(上・下作業ロールＲ１、Ｒ２の周速度)を制御する。このミル速度制御部３１は、圧延の際、ミル速度設定部８１から出力された速度指令を受信して圧延機１の速度(上・下作業ロールＲ１、Ｒ２の周速度)を一定とするような制御を実施する。
【0035】
入側ＴＲ速度指令部４１は、図５に示すように、オペレータの手動操作によりミル速度設定部８１にて決定したミル速度ＶＭＩＬＬと圧延機入側後進率ｂとを用いて基準速度設定部８２が作成した入側ＴＲ速度ＶＥＴＲと、制御方法選択部７１からの入側ＴＲ速度変更量△Ｖと、を用い、入側ＴＲ速度指令ＶＥＴＲｒｅｆを作成してこれを入側ＴＲ制御部４２に出力する。
【0036】
入側ＴＲ制御部４２は、電流指令に応じてトルク一定制御（電流一定制御）を行う運転モード（トルク一定制御モード）と、速度指令に応じて速度一定制御を行う運転モード（ＴＲ速度一定制御モード）とを有し、入側ＴＲ速度指令部４１からの入側ＴＲ速度指令ＶＥＴＲｒｅｆと、入側張力電流変換部４４からの電流指令ＩＥＴＲｓｅｔと、制御方法選択部７１からの指令とに応じ、上記トルク一定制御モードとＴＲ速度一定制御モードとを切り替えて入側ＴＲ２への電流を出力する。ここで、入側ＴＲ２はテンションリールとそれを動かすための電動機（不図示）とより構成されており、入側ＴＲ２へ出力する電流とは、電動機への電流を意味する。
【0037】
入側ＴＲ制御部４２は、図６に示すように、具体的には、速度指令ＶＥＴＲｒｅｆと速度実績ＶＥＴＲｆｂとが一致するように、電動機への電流指令ＩＥＴＲｒｅｆを作成するＰ制御４２１およびＩ制御４２２と、作成された電流指令ＩＥＴＲｒｅｆと入側ＴＲ２の電動機に流れる電流ＩＥＴＲｆｂとが一致するように制御する電流制御４２３とにより構成されている。
【0038】
例えば、トルク一定制御モードが選択された場合、入側ＴＲ制御部４２は、Ｉ制御４２２を入側張力電流変換部４４からの入側ＴＲ電流設定値ＩＥＴＲｓｅｔで置き換える。一方、ＴＲ速度一定制御モードが選択された場合（トルク一定制御モードが選択されない場合）、入側ＴＲ制御部４２は、入側ＴＲ速度偏差にしたがってＰ制御４２１およびＩ制御４２２を変更する。この状態でトルク一定制御モードが選択された場合、入側ＴＲ電流指令ＩＴＥＲｒｅｆが不連続に変化しないように、電流補正４２４にて補正する。
【0039】
このように入側ＴＲ制御部４２が構成されていることで、圧延操業中においても入側ＴＲ制御部４２の制御モードをトルク一定制御から速度制御、または速度制御からトルク一定制御へと自在に切り替えることができ、制御方法（Ａ）と制御方法（Ｂ）と制御方法（Ｃ）とを自在に切り替えることができる。
【0040】
入側張力設定部４３および出側張力設定部５３は、それぞれ入側および出側の張力設定値を計算する。
【0041】
入側張力電流変換部４４および出側張力電流変換部５４は、それぞれ入側張力設定部４３および出側張力設定部５３からの信号を受信し、ＴＲ(テンションリール)機械系およびＴＲ(テンションリール)制御部のモデルに基き、入側および出側の被圧延材ｍが張力設定値となるような電動機のトルクを得るための電流値を求める。
【0042】
入側ＴＲ制御部４２および出側ＴＲ制御部５２は、それぞれ入側張力電流変換部４４および出側張力電流変換部５４からの信号を受信し、上記電流値となるように電動機の電流を制御する。
【0043】
入側張力制御部４６および出側張力制御部５６は、それぞれ圧延機１の入側および出側に設置された入側張力計ｂ１および出側張力計ｂ２により測定された張力の実績値を用いて制御モデルの誤差を補正する。この入側張力制御部４６および出側張力制御部５６は、それぞれ入側張力電流変換部４４および出側張力電流変換部５４に補正値を付与し、これにより入側ＴＲ制御部４２および出側ＴＲ制御部５２へ設定する電流値が補正される。
【0044】
ここで、上述した張力制御手段、速度張力制御手段、速度板厚制御手段、制御態様選択手段、およびロール速度選択制御手段について詳述する。
【0045】
上述の張力制御手段は、圧延された被圧延材の板厚に基づきロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延機に挿入される被圧延材の張力に基づき圧延機に被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する（制御方法（Ａ））。この張力制御手段による制御方法（Ａ）の実行は、具体的には、例えば、圧下板厚制御部６１からの出力を用いたり、入側張力計ｂ１や出側張力計ｂ２で測定した張力の実績値を用いて電動機への電流指令を補正（例えば、電動機への電流を一定とする補正など）し被圧延材ｍにかかる張力を一定に制御することで行うことができる。
【0046】
上述の速度張力制御手段は、圧延された被圧延材の板厚に基づきロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延機に挿入される被圧延材の張力に基づきテンションリールから送り出される被圧延材の速度を制御する（制御方法（Ｂ））。この速度張力制御手段による制御方法（Ｂ）の実行は、具体的には、例えば、圧下板厚制御部６１からの出力と速度張力制御部６３からの出力とを用いて行うことができる。
【0047】
上述の速度板厚制御手段は、圧延機に挿入される被圧延材の張力に基づきロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延された被圧延材の板厚に基づきテンションリールから送り出される被圧延材の速度を制御する（制御方法（Ｃ））。この速度板厚制御手段による制御方法（Ｃ）の実行は、具体的には、例えば、速度板厚制御部６２からの出力と圧下張力制御部６４からの出力とを用いて実行することができる。
【0048】
ここで、上記圧下板厚制御部６１、速度板厚制御部６２、速度張力制御部６３、および圧下張力制御部６４について説明する。
【0049】
圧下板厚制御部６１は、図７に示すように、出側板厚計ａ２で測定した出側板厚実績値ｈｆｂと出側板厚設定値ｈｒｅｆとの差である出側板厚偏差△ｈを用い、この出側板厚偏差△ｈに調整ゲインおよび出側板厚偏差△ｈからロールギャップへの変換ゲインを掛け合わせたものを積分し（Ｉ制御）、この積分値と前回の積分値との差分△△ＳＡＧＣを出力する。なお、図７中、Ｍは圧延機のミル定数、Ｑは被圧延材の塑性定数をそれぞれ示す。
【0050】
速度板厚制御部６２は、上述の出側板厚偏差△ｈを用い、この出側板厚偏差△ｈに調整ゲインおよび出側板厚偏差△ｈから入側速度への変換ゲインを掛け合わせたものを積分し（Ｉ制御）、この積分値と前回の積分値との差分△（△Ｖ／Ｖ）ＡＧＣを出力する。
【0051】
速度張力制御部６３は、入側張力計８で測定した入側張力実績値Ｔｂｆｂｂと入側張力設定値Ｔｂｒｅｆとの差である入側張力偏差△Ｔｂを用い、この入側張力偏差△Ｔｂに調整ゲインおよび入側張力偏差△Ｔｂから入側速度への変換ゲインを掛け合わせたものを積分し（Ｉ制御）、この積分値と前回の積分値との差分△（△Ｖ／Ｖ）ＡＴＲを出力する。
【0052】
圧下張力制御部６４は、上述の入側張力偏差△Ｔｂを用い、この入側張力偏差△Ｔｂに調整ゲインおよび入側張力偏差△Ｔｂからロールギャップへの変換ゲインを掛け合わせたものを積分し（Ｉ制御）、この積分値と前回の積分値との差分△△ＳＡＴＲを出力する。
【0053】
なお、上述した圧下板厚制御部６１、速度板厚制御部６２、速度張力制御部６３、および圧下張力制御部６４それぞれにおける積分手法としては、積分（Ｉ制御）の他、比例積分（ＰＩ制御）、微分比例積分(ＰＩＤ制御)などの他の手法を採用してもよい。
【0054】
上述の制御態様選択手段は、圧延された被圧延材の板厚に基づき、張力制御手段による制御（制御方法（Ａ））、速度張力制御手段による制御（制御方法（Ｂ））、および速度板厚制御手段による制御（制御方法（Ｃ））のうちのいずれか１つの制御態様を選択する。この制御態様の選択手法としては、例えば、ロールギャップにステップ状の変化（外乱）を加えたときの出側板厚の変化に基づく手法等を採用することができる。上記制御態様選択手段による制御は、例えば、図８に示す制御方法選択部７１の制御態様選択部７１１により実行することができる。
【0055】
制御態様選択部７１１は、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づき、制御方法（Ａ）、制御方法（Ｂ）および制御方法（Ｃ）のうちのいずれの制御態様を実行するかを選択する。
【0056】
ここで、制御態様選択部７１１における制御態様の選択は、被圧延材ｍの圧延中においてロール間の間隔をステップ状に変化させたときの圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力の変動、および圧延された被圧延材ｍの板厚の変動に基づいて行われることが好ましい。
【0057】
図９および図１０は、制御態様選択部７１１による制御態様の選択の一例を示す概略図である。制御態様選択部７１１は、例えば、図９に示すように、ロールギャップに外乱を加えた直後の入側張力の変動量ｄＴｂおよび変動時間ＴｂＴ並びに出側板厚の変動量ｄｈを測定する。この際、制御方法（Ａ）〜（Ｃ）のうちの最適な制御方法は、被圧延材の鋼種、出側板厚および圧延速度により変わると考えられることから、例えば、圧延速度を低速、中速、高速の３段階に分け、各段階それぞれにおいてロールギャップに外乱（ステップ状変更Ｓ１〜Ｓ３）を加えて入側張力の変動量ｄＴｂおよび変動時間ＴｂＴ並びに出側板厚の変動量ｄｈを測定する。
【0058】
次に、制御態様選択部７１１は、図１０に示すように、（ｄｈ／ｈｒｅｆ）／（ｄＴｂ／Ｔｂｒｅｆ）によって算出される値が、所定の閾値（制御方法（Ｃ）選択値）以下である場合、制御方法（Ｃ）が選択し、ＴｂＴが所定の閾値（制御方法（Ｂ）選択値）以上である場合、制御方法（Ｂ）を選択し、上記以外の場合は制御方法（Ａ）を選択する。なお、制御方法（Ｃ）選択値、制御方法（Ｂ）選択値は、過去の実績値や圧延機１のシミュレーション等によりあらかじめ求めて設定しておくことができる。また、図９および図１０では、３段階に分けられた圧延速度において、低速については制御方法（Ａ）、中速については制御方法（Ｂ）、高速については制御方法（Ｃ）を最適制御方法として選択したものが例示されている。
【0059】
このように、当該圧延制御装置１１は、制御態様選択手段（制御態様選択部７１１）が制御態様を被圧延材ｍの張力の変動および板厚の変動に基づいて選択することで、最適な制御態様を円滑に選択することができ、板厚が安定した圧延を行うことができる。
【0060】
なお、上述した制御態様選択部７１１による制御方法の決定方法は例示であり、例えば、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、圧延現象モデルを用いて圧延実績より影響係数を求め、得られた影響係数の大小関係に基づき最適な制御方法を選択するようにしてもよい。また、この測定は、被圧延材ｍの製品品質に影響を与えない範囲で上記外乱を加えることで、製品の製作中においても行うことができる。また、変動時間ＴｂＴを測定する際にテンションリールのトルクを一定とする張力制御を用いるため、ロールギャップをステップ状に変化させる場合には、あらかじめ制御方法（Ａ）を選択しておく。
【0061】
上述のロール速度選択制御手段は、圧延された被圧延材の板厚に基づき、ロール対におけるロールの周速度を制御する（制御方法（Ｄ））。このロール速度選択制御手段による制御方法（Ｄ）の実行は、具体的には、例えば、ミル速度板厚制御部６５からの出力を用いて実行することができる。
【0062】
ミル速度板厚制御部６５は、図１２（ｂ）に示すように、出側板厚計ａ２にて測定した板厚から求めた出側板厚偏差を用い、この出側板厚偏差から偏差小判定値を減算し、上記出側板厚偏差にオフセットを与えた上で変換ゲインおよび積分ゲインを掛け合わせて処理し、加速方向のみをリミット処理で取り出すことでミル速度変更指令△ＶＡＧＣＭｒｅｆをミル速度設定部８１に出力する。なお、速度指令作成部８１１にてオペレータがミル速度の保持を実施した場合、積分ゲインＫＩＭＩＬＬを与え、ミル速度の加減速を実施した場合は保持指令がＯＦＦとなり、保持指令のＯＦＦにて積分ゲインＫＩＭＩＬＬ＝０として出力を停止する。また、圧延開始時においてミル速度が低速度で既に塑性加工状態となっている場合、ミル速度板厚制御部６５による板厚制御（制御方法（Ｄ））は不要となる。
【0063】
ここで、ミル速度板厚制御部６５による制御の一例を図１２（ｃ）に示す。例えば、出側板厚偏差が偏差大判定値よりも大きい場合はミル速度を大きくし、出側板厚偏差が偏差大判定値よりも小さくなったらロールギャップ制御部２１による圧下または入側ＴＲ２を操作する板厚制御を動作させ、ミル速度の変化量を小さくしつつ板厚制御を継続する。一方、出側板厚偏差が偏差小判定値よりも小さくなったらミル速度の操作を停止する。このように出側板厚偏差が偏差小判定値より小さい場合、ロールギャップ制御部２１による圧下または入側ＴＲ２を操作する板厚制御が効果的であるため、塑性加工状態が継続しているとしてミル速度操作の停止を継続するが、出側板厚偏差が偏差小判定値よりも大きくなったら、ロールギャップ制御部２１による圧下または入側ＴＲ２を操作する板厚制御の効果が少なくなるため、圧延可能な板厚でなくなりつつあると判断し、出側板厚偏差が偏差小判定値より小さくなるまでミル速度を増速する。
【0064】
ミル速度設定部８１は、図１２（ａ）に示すように、速度指令作成部８１１にて圧延機１のオペレータにより作成されたミル速度指令値ＭＲＨｒｅｆを用い、ミル速度指令が折れ線状にならないように、Ｓ−Ｃｕｒｖｅ回路にて上記ミル速度指令値ＭＲＨｒｅｆとミル速度の実測値ＶＭＩＬＬｒｅｆとの差分である速度指令偏差△Ｖｒｅｆを計算し、この計算値を時間積分することでミル速度指令ＶＭＩＬＬｒｅｆを算出する。また、圧延速度設定部８１は、速度指令作成部８１１からミル速度の保持指令が出された場合、Ｓ−Ｃｕｒｖｅ回路へのＭＲＨｒｅｆ−ＶＭＩＬＬｒｅｆの入力値を０とすることにより、その時点のミル速度を維持する。
【0065】
具体的には、ミル速度設定部８１は、オペレータがミル速度を加減速しようとして速度指令作成部８１１が加減速の指令を出力している場合、これに従って加減速を出力し、オペレータがミル速度を保持しようとして速度指令作成部８１１が保持指令を出力している場合、速度補正選択部７１２（制御方法選択部７１）は制御方法（Ｄ）の実行を許可し、Ｓ−Ｃｕｒｖｅ回路の出力値に加算して積分を行うことでミル速度指令ＶＭＩＬＬｒｅｆを変化させることができる。
【0066】
また、ロール速度選択制御手段は、上記制御方法（Ｄ）による制御の他、この制御方法（Ｄ）を実行するか否かを選択する。ロール速度選択制御手段による制御方法（Ｄ）を行うか否かの選択は、例えば、図８に示す制御方法選択部７１の速度補正選択部７１２により実行することができる。
【0067】
速度補正選択部７１２は、被圧延材ｍの圧延状態（例えば、圧延された被圧延材ｍが弾性変形状態であるか塑性変形状態であるか）に基づき、ミル速度板厚制御（制御方法（Ｄ））を行うか否かを選択する。この速度補正選択部７１２は、具体的には、出側板厚計ａ２にて測定した出側板厚と、入側板厚計ａ１にて測定した入側板厚（入側板厚計がない場合は前回圧延時の入側板厚の測定値等）との比較により弾性変形状態か塑性変形状態かの判断し、弾性変形状態である場合は被圧延材ｍが安定的に塑性変形状態に圧延されるように制御方法（Ｄ）を実行するための指令を出力する。なお、通板速度（圧延開始前の被圧延材が圧延機を通過する速度）で既に塑性変形状態であれば、制御方法（Ｄ）による制御は不要（被圧延材が安定的に塑性変形状態に圧延されている）であるため、速度補正選択部７１２は、板厚制御のみを許可し、制御方法（Ｄ）を実行するための指令をＯＦＦとしてもよい。
【0068】
なお、オペレータによる手動加速中に板厚制御を選択してこの板厚制御が開始すると、上述のように出側板厚偏差がアンダーシュートしてしまう。このため、速度補正選択部７１２は、上記アンダーシュートの防止を目的とし、速度補正出側板厚補正値△ｈｃｍｐを出力するようにしてもよい。具体的には、速度補正選択部７１２は、出側板厚計ａ２を用いて求めた出側板厚偏差△ｈに対して速度補正出側板厚補正値△ｈｃｍｐによる補正を行い、図１４に示すように、ミル速度が塑性変形開始予測速度となった時点で出側板厚偏差をロックオンし、△ｈｃｍｐ＝０となるような補正値を出力する。これにより、塑性変形開始予測速度になっても出側板厚が薄くならない場合は板厚制御がロールギャップを閉じることで塑性変形状態への移行を促進し、塑性変形状態への移行後は速度補正出側板厚補正値△ｈｃｍｐに追従するように出側板厚偏差を制御することで過制御状態となるのを防止することができる。なお、上述した塑性変形開始予測速度は、例えば、過去の経験から予め設定しておき、圧延時の実績に応じて上記設定を適時修正するようにしてもよい。
【0069】
上述した制御態様選択手段により選択された制御方法（Ａ）〜（Ｃ）およびロール速度選択制御手段により選択された制御方法（Ｄ）の制御は、図８に示す制御方法選択部７１の制御出力選択部７１３を介して行われる。この制御出力選択部７１３は、図１３に示すように、圧下板厚制御部６１、速度板厚制御部６２、速度張力制御部６３、圧下張力制御部６４、ミル速度板厚制御部６５からの出力、制御態様選択部７１１からの制御態様の選択結果、速度補正選択部７１２からの制御方法（Ｄ）の選択結果、板厚制御の出力許可信号を入力とし、ロールギャップ制御部２１、入側ＴＲ速度指令部４１、入側ＴＲ制御部４２、ミル速度設定部８１へ制御指令を出力する。この制御出力選択部７１３による処理を以下に示す。
【0070】
制御態様選択部７１１が制御方法（Ａ）を選択した場合、制御出力選択部７１３は、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づきロール対Ｒにおけるロール間の間隔を制御するため、圧下板厚制御部６１からの出力を積分処理部７１３ａにて積分処理してこれをロールギャップ制御部２１に出力する。また、制御出力選択部７１３は、圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力に基づき圧延機１に被圧延材ｍを送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御するため、トルク一定制御モードの選択を入側ＴＲ制御部４２に出力する。
【0071】
制御態様選択部７１１が制御方法（Ｂ）を選択した場合、制御出力選択部７１３は、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づきロール対Ｒにおけるロール間の間隔を制御するため、圧下板厚制御部６１からの出力を積分処理部７１３ａにて積分処理してこれをロールギャップ制御部２１に出力する。また、制御出力選択部７１３は、圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力に基づきテンションリールから送り出される被圧延材ｍの速度を制御するため、速度張力制御部６３からの出力を積分処理部７１３ｂにて積分処理してこれを入側ＴＲ速度指令部４１に出力する。
【0072】
制御態様選択部７１１が制御方法（Ｃ）を選択した場合、制御出力選択部７１３は、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づきテンションリールから送り出される被圧延材ｍの速度を制御するため、速度板厚制御部６２からの出力を積分処理部７１３ｂにて積分処理してこれを入側ＴＲ速度指令部４１に出力する。また、制御出力選択部７１３は、圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力に基づきロール対Ｒにおけるロール間の間隔を制御するため、圧下張力制御部６４からの出力を積分処理部７１３ａにて積分処理してこれをロールギャップ制御部２１に出力する。
【0073】
速度補正選択部７１２が制御方法（Ｄ）を選択した場合、制御出力選択部７１３は、ロールの周速度を制御するため、ミル速度板厚制御部６５からの出力をミル速度設定部８１に出力する。また、制御出力選択部７１３は、速度補正選択部７１２からの板厚制御出力の許可信号に従い、各板厚制御、張力制御の出力可否（積分項への入力可否）を決定する。
【0074】
制御出力選択部７１３が上記構成であることで、圧延操業中であっても、例えば圧延速度に応じて制御方法（Ａ）〜（Ｃ）を相互に切り替えることができ、かつミル速度板厚制御（制御方法（Ｄ））を実施することが可能である。
【0075】
（圧延制御方法）
当該圧延制御方法は、ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行うものであって、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記圧延機に上記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する制御態様、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記テンションリールから送り出される上記被圧延材の速度を制御する制御態様、および上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記テンションリールから送り出される上記被圧延材の速度を制御する制御態様の中から、上記被圧延材の圧延状態に基づき、いずれか１つの制御態様を選択すると共に、この選択した制御態様を実行するステップ（以下、「第１ステップ」ともいう）と、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき、上記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、上記周速度の制御が選択された場合に上記ロールの周速度を制御するステップ（以下、「第２ステップ」ともいう）と、を備えていることを特徴とする。
【0076】
図１４および図１５は、圧延方法の一例を説明する概略図である。ここでは、上述した圧延制御装置１１を例にとって説明する。圧延を行う際、まずロールギャップの初期設定を行う。この初期設定は、例えば過去に行った圧延の経験から予め決定しておいてもよい。そして圧延開始時においては、図１４に示すように、例えば生産効率向上等目的とし、オペレータが手動でミル速度を増速（手動加速）する。箔圧延においては、ミル速度の増速に伴って弾性変形状態から塑性変形状態に移行するため、手動加速中に塑性変形により出側板厚が薄くなり、ミル速度が塑性変形開始予測速度に達すると、制御態様選択手段（制御態様選択部７１１）は、上述したように制御態様を選択すると共に、速度補正選択部７１２が上記制御態様を実行するように許可を出力し、制御出力選択部７１３からの出力に従って選択した制御態様を実行する（第１ステップ）。なお、ここでは、圧下板厚制御部６１、速度板厚制御部６２からの出力を用いたの制御態様が例示されている。
【0077】
なお、制御方法（Ａ）と、制御方法（Ｂ）および（Ｃ）とでは入側ＴＲ２の制御方法が異なるため、圧延操業中には切替できない場合もある。その場合は、制御方法（Ａ）で圧延操業を継続し、次回同一鋼種、同一板幅の被圧延材が来た場合に制御方法を切り替えればよい。また、圧延設備によって圧延操業中に制御方法（Ａ）と、制御方法（Ｂ）および制御方法（Ｃ）との切替ができない場合は、制御方法（Ａ）の代わりに制御方法（Ｂ）を用いてもよい。このようにすれば、低速では制御方法（Ａ）であるが高速では制御方法（Ｃ）が最適である被圧延材の場合、低速では制御方法（Ｂ）かつ高速では制御方法（Ｃ）を選択することで、全速度域において安定かつ高精度で圧延することができる。
【0078】
ここで、制御態様選択部７１１が決定した最適な制御方法は、被圧延材ｍの鋼種、出側板厚およびミル速度域をパラメータとしてデータベース（図１６参照）に記録しておき、例えば、次回の圧延時に、上記パラメータを検索キーとして最適制御態様を検索できるようにしてもよい。
【0079】
また、上述した速度補正選択部７１２は、切り替えた制御態様開始時の出側板厚偏差のアンダーシュートを防止するため、速度補正出側板厚補正値△ｈｃｍｐを出力するようにしてもよい。
【0080】
次いで、手動加速による増速によりミル速度が目標速度に近づくと、ロール速度選択制御手段（速度補正選択部７１２）は、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づき、ロール対ＲにおけるロールＲ１、Ｒ２の周速度を制御するか否かを選択すると共に、周速度の制御が選択された場合に制御出力選択部７１３からの出力に従ってロールＲ１、Ｒ２の周速度を制御する（第２ステップ）。これにより、制御方法（Ｄ）によりミル速度を制御することで安定的に圧延が行われる。次いで、圧延終了時は、図１５に示すように、制御方法（Ｄ）による制御からオペレータによる手動でのミル速度の減速（手動減速）に移行し、この手動減速により通板速度まで減速して１回の圧延を終了する。なお、手動減速の際は、手動加速のときとは逆に、塑性変形開始予測速度で出側板厚が入側板厚と同等となる（塑性変形状態から弾性変形状態に移行する）として速度補正出側板厚補正値を出力し、ミル速度が塑性変形開始予測速度未満となった時点で上記制御態様（圧下板厚制御または速度板厚制御）を終了する。
【0081】
また、上述した圧延方法では、オペレータが圧延開始時および圧延終了時に手動で加減速（手動加速、手動減速）を行う圧延について説明したが、公知の手法を用いて自動的に加減速を行ってもよい。特に、圧延を終了する際の減速時は、被圧延材の残量を計算し、この残量が発生しない（残量≒０）ように圧延機を停止することが好ましい。
【0082】
（圧延制御プログラム）
当該圧延制御プログラムは、ロール対で被圧延材を圧延する圧延機の制御を行うものであって、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記圧延機に上記被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する制御態様、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記テンションリールから送り出される上記被圧延材の速度を制御する制御態様、および上記圧延機に挿入される上記被圧延材の張力に基づき上記ロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に圧延された上記被圧延材の板厚に基づき上記テンションリールから送り出される上記被圧延材の速度を制御する制御態様の中から、上記被圧延材の圧延状態に基づき、いずれか１つの制する御態様を選択すると共に、この選択した制御態様を実行するステップ（第１ステップ）と、圧延された上記被圧延材の板厚に基づき、上記ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、上記周速度の制御が選択された場合に上記ロールの周速度を制御するステップ（第２ステップ）と、を備えていることを特徴とする。
【0083】
なお、この圧延制御プログラムにより実行される制御方法は、（圧延制御装置）および（圧延制御方法）の項で上述したものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【0084】
ここで、上述した圧延制御装置１１、圧延制御方法、および圧延制御プログラムにおける制御は、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることによって実現することができる。上記ハードウェアとしては、図１７に示すように、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）９１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ、）９２、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）９３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）９４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）９５、バス９６等により構成することができる。
【0085】
ＣＰＵ９１は、情報を処理する演算手段であり、処理された情報により圧延制御装置１１全体の動作を制御する。ＲＡＭ９２は、情報の読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ９１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ９３は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、プログラム（ソフトウェア）が格納されている。ＨＤＤ９４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、上述した圧延制御方法などを実行する圧延制御プログラム等（ソフトウェア）が格納されている。Ｉ／Ｆ９５は、圧延制御装置１１の情報を表示したり圧延制御装置１１への情報の入力をおこなうものであり、例えば、ディスプレイ装置９５１やキーボード９５２等により構成されている。バス９６は、ＣＰＵ９１やＨＤＤ９４等を接続する。
【0086】
以上のように、上述した圧延制御装置１１、圧延制御方法、および圧延制御プログラムは、上記構成であることで、圧延状態に応じた制御方法（Ａ）、制御方法（Ｂ）、制御方法（Ｃ）の切り替えにより出側板厚制御および入側板厚制御に最適な制御構成を選択し、かつミル速度板厚制御（制御方法（Ｄ））により安定した塑性加工状態を維持することができ、たとえ箔圧延を行う場合であっても、圧延された被圧延材ｍの板厚の変動を抑制して出側板厚精度を向上することができる。その結果、製品品質や操業効率を大幅に向上することが可能となる。
【0087】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。当該圧延制御装置１２は、圧延された被圧延材の板厚に基づきロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延機に挿入される被圧延材の張力に基づき圧延機に被圧延材を送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御する（制御方法（Ａ））張力制御手段と、圧延された被圧延材の板厚に基づき、ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、周速度の制御が選択された場合にロールの周速度を制御する（制御方法（Ｄ））ロール速度選択制御手段と、を備えている。
【0088】
当該圧延制御装置１２は、上述した張力制御手段およびロール速度選択制御手段が行う制御方法（Ａ）および（Ｄ）を実行するため、具体的には、例えば、図１８に示すように、ロールギャップ制御部２１と、ミル速度制御部３１と、入側ＴＲ速度指令部４１と、入側張力設定部４３と、出側張力設定部５３と、入側張力電流変換部４４と、出側張力電流変換部５４と、入側ＴＲ制御部４２と、出側ＴＲ制御部５２と、入側張力制御部４６と、出側張力制御部５６と、圧下板厚制御部６１と、ミル速度板厚制御部６５と、ミル速度設定部８１と、制御方法選択部７２と、により構成することができる。なお、当該圧延制御装置１２は、以下に示す具体的構成にのみ限定されるものではない。また、制御方法選択部７２以外の各部の構成は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。また、当該圧延制御装置１２を用いた圧延制御方法については、制御態様が制御方法（Ａ）および（Ｄ）に限定されていること以外は第１の実施形態と同様であるので、その説明を援用する。
【0089】
制御方法選択部７２は、被圧延材ｍの圧延状態に応じ、上述した制御方法（Ａ）および（Ｄ）の制御方法を用いて圧延を行う。この制御方法選択部７２は、図１９に示すように、概略的に、速度補正選択部７１２と、制御態様選択部７２１と、制御出力選択部７２３とにより構成されている。なお、速度補正選択部７１２は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0090】
制御態様選択部７２１は、制御方法（Ａ）を実行するための指令を出力する。
【0091】
制御出力選択部７２３は、圧下板厚制御部６１、ミル速度板厚制御部６５からの出力、速度補正選択部７１２からの制御方法（Ｄ）の選択結果、制御方法（Ａ）の出力許可信号を入力とし、ロールギャップ制御部２１、入側ＴＲ速度指令部４１、入側ＴＲ制御部４２、ミル速度設定部８１へ制御指令を出力する。
【0092】
制御出力選択部７２３は、具体的には、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づきロール対Ｒにおけるロール間の間隔を制御するため、圧下板厚制御部６１からの出力を積分処理部にて積分処理してこれをロールギャップ制御部２１に出力する。また、制御出力選択部７２３は、圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力に基づき圧延機１に被圧延材ｍを送り出すテンションリールのトルクを一定値に制御するため、トルク一定制御モードの選択を入側ＴＲ制御部４２に出力する。
【0093】
また、制御出力選択部７２３は、速度補正選択部７１２が制御方法（Ｄ）を選択した場合、ロールＲ１、Ｒ２の周速度を制御するため、ミル速度板厚制御部６５からの出力をミル速度設定部８１に出力する。
【0094】
以上のように、当該圧延制御装置１２が上記構成であることで、制御方法（Ａ）およびミル速度板厚制御（制御方法（Ｄ））を用いて安定した塑性加工状態を維持することができ、たとえ箔圧延を行う場合であっても、圧延された被圧延材ｍの板厚の変動を抑制して出側板厚精度を向上することができる。
【0095】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。当該圧延制御装置１３は、圧延された被圧延材の板厚に基づきロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延機に挿入される被圧延材の張力に基づきテンションリールから送り出される被圧延材の速度を制御する（制御方法（Ｂ））速度張力制御手段と、圧延された被圧延材の板厚に基づき、ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、周速度の制御が選択された場合にロールの周速度を制御する（制御方法（Ｄ））ロール速度選択制御手段と、を備えている。
【0096】
当該圧延制御装置１３は、上述した速度張力制御手段およびロール速度選択制御手段が行う制御方法（Ｂ）および（Ｄ）を実行するため、具体的には、例えば、図２０に示すように、ロールギャップ制御部２１と、ミル速度制御部３１と、入側ＴＲ速度指令部４１と、入側張力設定部４３と、出側張力設定部５３と、入側張力電流変換部４４と、出側張力電流変換部５４と、入側ＴＲ制御部４２と、出側ＴＲ制御部５２と、入側張力制御部４６と、出側張力制御部５６と、圧下板厚制御部６１と、速度張力制御部６３と、ミル速度板厚制御部６５と、ミル速度設定部８１と、制御方法選択部７３と、により構成することができる。なお、当該圧延制御装置１３は、以下に示す具体的構成にのみ限定されるものではない。また、制御方法選択部７３以外の各部の構成は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。また、当該圧延制御装置１３を用いた圧延制御方法については、制御態様が制御方法（Ｂ）および（Ｄ）に限定されていること以外は第１の実施形態と同様であるので、その説明を援用する。
【0097】
制御方法選択部７３は、被圧延材ｍの圧延状態に応じ、上述した制御方法（Ｂ）および（Ｄ）の制御方法を用いて圧延を行う。この制御方法選択部７３は、図２１に示すように、概略的に、速度補正選択部７１２と、制御態様選択部７３１と、制御出力選択部７３３とにより構成されている。なお、速度補正選択部７１２は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0098】
制御態様選択部７３１は、制御方法（Ｂ）を実行するための指令を出力する。
【0099】
制御出力選択部７３３は、圧下板厚制御部６１、速度張力制御部６３、ミル速度板厚制御部６５からの出力、速度補正選択部７１２からの制御方法（Ｄ）の選択結果、制御方法（Ｂ）の出力許可信号を入力とし、ロールギャップ制御部２１、入側ＴＲ速度指令部４１、入側ＴＲ制御部４２、ミル速度設定部８１へ制御指令を出力する。
【0100】
制御出力選択部７３３は、具体的には、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づきロール対Ｒにおけるロール間の間隔を制御するため、圧下板厚制御部６１からの出力を積分処理部にて積分処理してこれをロールギャップ制御部２１に出力する。また、制御出力選択部７３３は、圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力に基づきテンションリールから送り出される被圧延材ｍの速度を制御するため、速度張力制御部６３からの出力を積分処理部にて積分処理してこれを入側ＴＲ速度指令部４１に出力する。
【0101】
また、制御出力選択部７３３は、速度補正選択部７１２が制御方法（Ｄ）を選択した場合、ロールＲ１、Ｒ２の周速度を制御するため、ミル速度板厚制御部６５からの出力をミル速度設定部８１に出力する。
【0102】
以上のように、当該圧延制御装置１３が上記構成であることで、制御方法（Ｂ）および制御方法（Ｄ）を用いて安定した塑性加工状態を維持することができ、たとえ箔圧延を行う場合であっても、圧延された被圧延材ｍの板厚の変動を抑制して出側板厚精度を向上することができる。
【0103】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。当該圧延制御装置１４は、圧延機に挿入される被圧延材の張力に基づきロール対におけるロール間の間隔を制御すると共に、圧延された被圧延材の板厚に基づきテンションリールから送り出される被圧延材の速度を制御する（制御方法（Ｃ））速度板厚制御手段と、圧延された被圧延材の板厚に基づき、ロール対におけるロールの周速度を制御するか否かを選択すると共に、周速度の制御が選択された場合にロールの周速度を制御する（制御方法（Ｄ））ロール速度選択制御手段と、を備えている。
【0104】
当該圧延制御装置１４は、上述した速度板厚制御手段およびロール速度選択制御手段が行う制御方法（Ｃ）および（Ｄ）を実行するため、具体的には、例えば、図２２に示すように、ロールギャップ制御部２１と、ミル速度制御部３１と、入側ＴＲ速度指令部４１と、入側張力設定部４３と、出側張力設定部５３と、入側張力電流変換部４４と、出側張力電流変換部５４と、入側ＴＲ制御部４２と、出側ＴＲ制御部５２と、入側張力制御部４６と、出側張力制御部５６と、速度板厚制御部６２と、圧下張力制御部６４と、ミル速度板厚制御部６５と、ミル速度設定部８１と、制御方法選択部７４と、により構成することができる。なお、当該圧延制御装置１４は、以下に示す具体的構成にのみ限定されるものではない。また、制御方法選択部７４以外の各部の構成は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。また、当該圧延制御装置１４を用いた圧延制御方法については、制御態様が制御方法（Ｃ）および（Ｄ）に限定されていること以外は第１の実施形態と同様であるので、その説明を援用する。
【0105】
制御方法選択部７４は、被圧延材ｍの圧延状態に応じ、上述した制御方法（Ｃ）および（Ｄ）の制御方法を用いて圧延を行う。この制御方法選択部７４は、図２３に示すように、概略的に、速度補正選択部７１２と、制御態様選択部７４１と、制御出力選択部７４３とにより構成されている。なお、速度補正選択部７１２は、第１の実施形態のものと同様であるので、同一部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0106】
制御態様選択部７４１は、制御方法（Ｂ）を実行するための指令を出力する。
【0107】
制御出力選択部７４３は、速度板厚制御部６２、圧下張力制御部６４、ミル速度板厚制御部６５からの出力、速度補正選択部７１２からの制御方法（Ｄ）の選択結果、制御方法（Ｃ）の出力許可信号を入力とし、ロールギャップ制御部２１、入側ＴＲ速度指令部４１、入側ＴＲ制御部４２、ミル速度設定部８１へ制御指令を出力する。
【0108】
制御出力選択部７４３は、具体的には、圧延された被圧延材ｍの板厚に基づきテンションリールから送り出される被圧延材ｍの速度を制御するため、速度板厚制御部６２からの出力を積分処理部にて積分処理してこれを入側ＴＲ速度指令部４２に出力する。また、制御出力選択部７４３は、圧延機１に挿入される被圧延材ｍの張力に基づきロール対Ｒにおけるロール間の間隔を制御するため、圧下張力制御部６４からの出力を積分処理してこれをロールギャップ制御部２１に出力する。
【0109】
また、制御出力選択部７４３は、速度補正選択部７１２が制御方法（Ｄ）を選択した場合、ロールＲ１、Ｒ２の周速度を制御するため、ミル速度板厚制御部６５からの出力をミル速度設定部８１に出力する。
【0110】
以上のように、当該圧延制御装置１４が上記構成であることで、制御方法（Ｃ）および制御方法（Ｄ）を用いて安定した塑性加工状態を維持することができ、たとえ箔圧延を行う場合であっても、圧延された被圧延材ｍの板厚の変動を抑制して出側板厚精度を向上することができる。
【0111】
なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【0112】
例えば、上述した実施形態では、圧延制御装置１１〜１４が制御する圧延機１としてシングルスタンド圧延機を例示して圧延制御装置等を説明したが、複数のスタンドを有するタンデム圧延機（不図示）の制御を行う圧延制御装置であってもよい。このようなタンデム圧延機に用いる圧延制御装置は、タンデム圧延機の複数のスタンド全てにおいて被圧延材が塑性変形状態となるように、最下流のスタンド（複数のスタンドのうちの最も後段のスタンド）のミル速度をロール速度選択制御手段が制御すればよい。この場合、出側板厚は、各スタンドの出側に設置された板厚計により計測したり、前後のスタンドのミル速度を比較することで得ることができる。
【符号の説明】
【0113】
ｍ 被圧延材
Ｒ ロール対
Ｒ１ ロール（上作業ロール）
Ｒ２ ロール（下作業ロール）
１ 圧延機
２ 入側テンションリール
３ 出側テンションリール
１１〜１４ 圧延制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
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