(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022162618
(43)【公開日】2022-10-25
(54)【発明の名称】蛇行制御方法及び蛇行制御装置
(51)【国際特許分類】
B21B 37/68 20060101AFI20221018BHJP
B21B 37/72 20060101ALI20221018BHJP
B21B 1/22 20060101ALI20221018BHJP
【ＦＩ】
B21B37/68 Z
B21B37/72
B21B1/22 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021067510
(22)【出願日】2021-04-13
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002044
【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス
(72)【発明者】
【氏名】井内 興
(72)【発明者】
【氏名】河西 大輔
(72)【発明者】
【氏名】神谷 公平
(72)【発明者】
【氏名】堤 隆志
【テーマコード（参考）】
4E002
4E124
【Ｆターム（参考）】
4E002AD00
4E002BA01
4E002BC05
4E002CA06
4E002CA08
4E002CB03
4E124AA01
4E124AA18
4E124BB01
4E124CC01
4E124EE01
4E124EE11
4E124EE12
4E124EE13
4E124EE14
4E124EE15
4E124GG08
(57)【要約】
【課題】被圧延材の尾端部通板時の蛇行を抑制しつつ、板厚不合によって生じる歩留まり低下を抑制する蛇行制御方法を提供する。
【解決手段】圧延機により圧延される被圧延材の蛇行制御方法であって、被圧延材の圧延開始前に、当該被圧延材の圧延実績情報に基づいて、当該被圧延材の圧延における平行剛性目標値を設定する平行剛性目標値設定ステップと、被圧延材の尾端部が圧延機を通過する前に当該被圧延材の平行剛性計算値を算出する平行剛性計算値算出ステップと、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるように、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を算出するギャップアップ量算出ステップと、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで、決定されたギャップアップ量だけロールギャップが大きくなるように、圧延機を制御する制御ステップと、を含む。
【選択図】図８
【解決手段】圧延機により圧延される被圧延材の蛇行制御方法であって、被圧延材の圧延開始前に、当該被圧延材の圧延実績情報に基づいて、当該被圧延材の圧延における平行剛性目標値を設定する平行剛性目標値設定ステップと、被圧延材の尾端部が圧延機を通過する前に当該被圧延材の平行剛性計算値を算出する平行剛性計算値算出ステップと、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるように、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を算出するギャップアップ量算出ステップと、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで、決定されたギャップアップ量だけロールギャップが大きくなるように、圧延機を制御する制御ステップと、を含む。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧延機により圧延される被圧延材の蛇行を制御する蛇行制御方法であって、
前記被圧延材の圧延開始前に、当該被圧延材の圧延実績情報に基づいて、当該被圧延材の圧延における平行剛性目標値を設定する平行剛性目標値設定ステップと、
前記被圧延材の尾端部が前記圧延機を通過する前に、前記被圧延材の平行剛性計算値を算出する平行剛性計算値算出ステップと、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値より小さくなるように、前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで前記圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を算出するギャップアップ量算出ステップと、
前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで、決定された前記ギャップアップ量だけ前記ロールギャップが大きくなるように、前記圧延機を制御する制御ステップと、
を含む、蛇行制御方法。
前記被圧延材の圧延開始前に、当該被圧延材の圧延実績情報に基づいて、当該被圧延材の圧延における平行剛性目標値を設定する平行剛性目標値設定ステップと、
前記被圧延材の尾端部が前記圧延機を通過する前に、前記被圧延材の平行剛性計算値を算出する平行剛性計算値算出ステップと、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値より小さくなるように、前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで前記圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を算出するギャップアップ量算出ステップと、
前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで、決定された前記ギャップアップ量だけ前記ロールギャップが大きくなるように、前記圧延機を制御する制御ステップと、
を含む、蛇行制御方法。
【請求項2】
前記ギャップアップ量算出ステップは、
前記平行剛性計算値と前記平行剛性目標値とを比較する比較ステップと、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値以上であるときに、予め設定された単位ギャップアップ量ずつ前記ギャップアップ量を増加するギャップアップ量変更ステップと、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値よりも小さくなったときの前記ギャップアップ量を、前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで設定する前記圧延機のロールギャップのギャップアップ量に決定する決定ステップと、
を含み、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値よりも小さくなるまで、前記ギャップアップ量変更ステップにて前記ギャップアップ量が変更される度に、変更後の前記ギャップアップ量にて再度前記平行剛性算出ステップにより前記平行剛性計算値を算出し、前記比較ステップにて前記平行剛性計算値と前記平行剛性目標値とを比較する、請求項１に記載の蛇行制御方法。
前記平行剛性計算値と前記平行剛性目標値とを比較する比較ステップと、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値以上であるときに、予め設定された単位ギャップアップ量ずつ前記ギャップアップ量を増加するギャップアップ量変更ステップと、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値よりも小さくなったときの前記ギャップアップ量を、前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで設定する前記圧延機のロールギャップのギャップアップ量に決定する決定ステップと、
を含み、
前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値よりも小さくなるまで、前記ギャップアップ量変更ステップにて前記ギャップアップ量が変更される度に、変更後の前記ギャップアップ量にて再度前記平行剛性算出ステップにより前記平行剛性計算値を算出し、前記比較ステップにて前記平行剛性計算値と前記平行剛性目標値とを比較する、請求項１に記載の蛇行制御方法。
【請求項3】
前記平行剛性計算値算出ステップでは、前記被圧延材のうち、尾端側のボトム部における圧延実績を用いて、前記被圧延材の平行剛性計算値を算出する、請求項１または２に記載の蛇行制御方法。
【請求項4】
前記平行剛性目標値を学習する学習ステップをさらに含み、
前記学習ステップでは、過去の製造実績に基づいて、圧延トラブルの発生によるトラブル発生コストと製品の品質不合による品質不合コストとの合計値が最小となる前記平行剛性目標値を学習する、請求項１～３のいずれか１項に記載の蛇行制御方法。
前記学習ステップでは、過去の製造実績に基づいて、圧延トラブルの発生によるトラブル発生コストと製品の品質不合による品質不合コストとの合計値が最小となる前記平行剛性目標値を学習する、請求項１～３のいずれか１項に記載の蛇行制御方法。
【請求項5】
前記学習ステップにおいて、
前記トラブル発生コストは、前記過去の製造実績における前記圧延トラブルの発生率と、トラブル発生コスト単価とから算出され、
前記品質不合コストは、前記過去の製造実績における前記製品の品質不合本数と、厚み品質不合による厚み品質不合コスト単価とから算出される、請求項４に記載の蛇行制御方法。
前記トラブル発生コストは、前記過去の製造実績における前記圧延トラブルの発生率と、トラブル発生コスト単価とから算出され、
前記品質不合コストは、前記過去の製造実績における前記製品の品質不合本数と、厚み品質不合による厚み品質不合コスト単価とから算出される、請求項４に記載の蛇行制御方法。
【請求項6】
圧延機により圧延される被圧延材の蛇行を制御する蛇行制御装置であって、
前記被圧延材の製造条件を取得する製造条件受信部と、
前記圧延機に対して通板方向上流側に設定された所定位置を前記被圧延材の尾端部が通過したタイミングで、前記圧延機による前記被圧延材のボトム部の圧延実績情報を取得する実績収集部と、
前記被圧延材の製造条件、前記圧延実績情報、及び、前記被圧延材の鋼種に応じて設定された平行剛性目標値より、前記被圧延材の尾端部が前記圧延機を通過する前に前記被圧延材の平行剛性計算値を算出し、前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値より小さくなるように、前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで前記圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を決定する設定演算部と、
を含む、蛇行制御装置。
前記被圧延材の製造条件を取得する製造条件受信部と、
前記圧延機に対して通板方向上流側に設定された所定位置を前記被圧延材の尾端部が通過したタイミングで、前記圧延機による前記被圧延材のボトム部の圧延実績情報を取得する実績収集部と、
前記被圧延材の製造条件、前記圧延実績情報、及び、前記被圧延材の鋼種に応じて設定された平行剛性目標値より、前記被圧延材の尾端部が前記圧延機を通過する前に前記被圧延材の平行剛性計算値を算出し、前記平行剛性計算値が前記平行剛性目標値より小さくなるように、前記被圧延材の尾端部が通過するタイミングで前記圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を決定する設定演算部と、
を含む、蛇行制御装置。
【請求項7】
鋼種毎に前記平行剛性目標値を学習する学習部をさらに備え、
前記学習部は、過去の製造実績に基づいて、圧延トラブルの発生によるトラブル発生コストと製品の品質不合による品質不合コストとの合計値が最小となる前記平行剛性目標値を、前記鋼種毎に学習する、請求項６に記載の蛇行制御装置。
前記学習部は、過去の製造実績に基づいて、圧延トラブルの発生によるトラブル発生コストと製品の品質不合による品質不合コストとの合計値が最小となる前記平行剛性目標値を、前記鋼種毎に学習する、請求項６に記載の蛇行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、連続圧延における被圧延材の蛇行を制御する蛇行制御方法及び蛇行制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複数の圧延機を連続的に被圧延材（例えば鉄鋼）が通過する連続圧延においては、例えば図１５に示すように被圧延材Ｓの幅方向の中心が、ミルセンター（圧延機の幅方向の中心位置Ｃ、すなわち、ワークロール１１の回転軸方向の中心位置）からずれてしまい、被圧延材Ｓがワークロール１１の端部の方向に移動してしまう、いわゆる蛇行と呼ばれる現象が生じることがある。蛇行が生じると、被圧延材の平坦度が低下し、製品品質の低下につながる可能性がある。また、蛇行量が大きい場合には、被圧延材の尾端部が、サイドガイドに接触して屈曲してしまい、被圧延材が２重に折れ込まれた状態で後段の圧延機に咬み込まれる、絞りと呼ばれる不良が生じ得る。絞りが生じると、屈曲した被圧延材によってワークロールの表面が傷付けられてしまうため、生産ラインを停止して、ワークロールの点検、手入れ又は交換等の保守作業を行う必要があり、生産ラインの稼働率を低下させてしまう恐れがある。
【0003】
ここで、連続圧延においては、被圧延材が、前段及び後段の双方の圧延機のワークロールに咬み込まれている場合には、被圧延材に長手方向に張力が作用し、被圧延材が拘束されているため、大きな蛇行は生じ難い。絞りを発生させるような大きな蛇行は、被圧延材の尾端が前段の圧延機を抜けた際に生じやすい。また、従来、圧延機での圧下率が大きいほど、蛇行が発生しやすいことが知られている。
【0004】
そこで、例えば、下記特許文献１には、前段（Ｎ－１段目）の圧延機における被圧延材の尾端の通過（尻抜け）を検出し、当該尻抜けを検出したタイミングで、次段（Ｎ段目）の圧延機のワークロールの圧下位置（すなわち、上下のワークロール間のロールギャップ）を開放する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、被圧延材の尾端を含む所定の長さの領域（以下、尾端部とも呼称する。）がＮ段目の圧延機を通過する際に、当該Ｎ段目の圧延機における圧下率が小さくなるため、被圧延材の蛇行量を小さくすることができる。
【0005】
また、特許文献２には、複数の圧延機のうちの最終段の圧延機又は最終段の圧延機を含む連続した複数の圧延機のロールギャップを、被圧延材の尾端部が通過するタイミングに合わせて、同時に開放する技術が開示されている。特許文献２に記載の技術によれば、被圧延材の尾端部が、最終段の圧延機又は最終段の圧延機を含む連続した複数の圧延機によって圧延されなくなるため、圧延に伴って発生する蛇行及び絞りを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開昭５５－１６１５０５号公報
【特許文献2】特開２００１－１０５００５号公報
【特許文献3】特開平０８－１０８２０７号公報
【特許文献4】特開平０５－２７２９５９号公報
【特許文献5】特許第３３９６４２８号公報
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】中島、菊間、松本、梶原、木村、田川著、“ホットストリップ圧延における蛇行制御方法の研究（第１報）”、昭和５５年度塑性加工春季講演会、１９８０年、ｐｐ．６１～６４
【非特許文献2】社団法人 日本鉄鋼協会 生産技術部門 圧延理論部会編集、「板圧延の理論と実際（改訂版）」、２０１０年９月３０日、社団法人 日本鉄鋼協会発行 第９４ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の技術のように、被圧延材の尾端部が圧延機を通過する際にロールギャップを開放することにより蛇行を制御する方法では、被圧延材の尾端部は所望の板厚に圧延されないこととなる。従って、被圧延材の尾端部は、不良品として切断されることとなるため、生産効率を低下させる原因となる。また、上記特許文献２に記載の技術では、ロールギャップを開放するギャップアップ量は被圧延材の種類によらず同様に設定される。このため、実際には蛇行が生じない場合にもロールギャップを開放してしまい、不要に被圧延材の尾端部の板厚の不合を発生させてしまうこともある。
【0009】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、被圧延材の尾端部通板時の蛇行を抑制しつつ、板厚不合によって生じる歩留まり低下を抑制することが可能な、新規かつ改良された蛇行制御方法及び蛇行制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、圧延機により圧延される被圧延材の蛇行を制御する蛇行制御方法であって、被圧延材の圧延開始前に、当該被圧延材の圧延実績情報に基づいて、当該被圧延材の圧延における平行剛性目標値を設定する平行剛性目標値設定ステップと、被圧延材の尾端部が圧延機を通過する前に、当該被圧延材の平行剛性計算値を算出する平行剛性計算値算出ステップと、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるように、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を算出するギャップアップ量算出ステップと、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで、決定されたギャップアップ量だけロールギャップが大きくなるように、圧延機を制御する制御ステップと、を含む、蛇行制御方法が提供される。
【0011】
ギャップアップ量算出ステップは、平行剛性計算値と平行剛性目標値とを比較する比較ステップと、平行剛性計算値が平行剛性目標値以上であるときに、予め設定された単位ギャップアップ量ずつギャップアップ量を増加するギャップアップ量変更ステップと、平行剛性計算値が平行剛性目標値よりも小さくなったときのギャップアップ量を、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで設定する圧延機のロールギャップのギャップアップ量に決定する決定ステップと、を含み、平行剛性計算値が平行剛性目標値よりも小さくなるまで、ギャップアップ量変更ステップにてギャップアップ量が変更される度に、変更後のギャップアップ量にて再度平行剛性算出ステップにより平行剛性計算値を算出し、比較ステップにて平行剛性計算値と平行剛性目標値とを比較する。
【0012】
平行剛性計算値算出ステップでは、被圧延材のうち、尾端側のボトム部における圧延実績を用いて、当該被圧延材の平行剛性計算値を算出してもよい。
【0013】
蛇行制御方法は、平行剛性目標値を学習する学習ステップをさらに含んでもよい。学習ステップでは、過去の製造実績に基づいて、圧延トラブルの発生によるトラブル発生コストと製品の品質不合による品質不合コストとの合計値が最小となる平行剛性目標値を学習する。
【0014】
学習ステップにおいて、トラブル発生コストは、過去の製造実績における圧延トラブルの発生率と、トラブル発生コスト単価とから算出され、品質不合コストは、過去の製造実績における製品の品質不合本数と、厚み品質不合による厚み品質不合コスト単価とから算出してもよい。
【0015】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、圧延機により圧延される被圧延材の蛇行を制御する蛇行制御装置であって、被圧延材の製造条件を取得する製造条件受信部と、圧延機に対して通板方向上流側に設定された所定位置を被圧延材の尾端部が通過したタイミングで、圧延機による被圧延材のボトム部の圧延実績情報を取得する実績収集部と、被圧延材の製造条件、圧延実績情報、及び、被圧延材の鋼種に応じて設定された平行剛性目標値より、被圧延材の尾端部が圧延機を通過する前に当該被圧延材の平行剛性計算値を算出し、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるように、被圧延材の尾端部が通過するタイミングで圧延機のロールギャップを大きくするギャップアップ量を決定する設定演算部と、を含む、蛇行制御装置が提供される。
【0016】
蛇行制御装置は、鋼種毎に平行剛性目標値を学習する学習部をさらに備えてもよい。学習部は、過去の製造実績に基づいて、圧延トラブルの発生によるトラブル発生コストと製品の品質不合による品質不合コストとの合計値が最小となる平行剛性目標値を、鋼種毎に学習する。
【発明の効果】
【0017】
以上説明したように本発明によれば、被圧延材の尾端部通板時の蛇行を抑制しつつ、板厚不合によって生じる歩留まり低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施形態に係る蛇行制御システムの構成を示す説明図である。
【図2】ロールプロフィルの一例を示す説明図である。
【図3】平行剛性目標値テーブルの一例を示す説明図である。
【図4】製造実績記憶部に記憶されている製造実績情報の一例を示す説明図である。
【図5】トラブル発生率テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図6】ギャップアップ量テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図7】コスト単価テーブルの一構成例を示す説明図である。
【図8】本実施形態に係るギャップアップ量設定処理を示すフローチャートである。
【図9】蛇行及びキャンバーが生じている被圧延材における、変形域の様子を概略的に示す図である。
【図10】被圧延材の蛇行時における圧延機の変形の様子を示す図である。
【図11】線荷重の分布を示す図である。
【図12】本実施形態に係る平行剛性目標値学習処理を示すフローチャートである。
【図13】平行剛性目標値学習処理における平行剛性目標値探索処理を示すフローチャートである。
【図14】平行剛性とコストとの一関係を示す説明図である。
【図15】被圧延材の蛇行を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0020】
＜１．概要＞
圧延機により被圧延材を圧延する際、被圧延材の蛇行や絞りの発生を抑制するためには圧下率を小さくすることが効果的であり、従来、被圧延材の尾端部が圧延機を通過するタイミングでロールギャップを開放する制御が行われている（例えば、特許文献２）。しかし、ロールギャップを開放することにより被圧延材の蛇行や絞りの発生を抑制できる一方で、尾端部の板厚が目標板厚から大きく外れてしまい、歩留まり落ちの要因となってしまう。また、被圧延材の鋼種によっては尾端部通過時にロールギャップを開放しなくても蛇行や絞りが発生しない場合もある。このような場合にロールギャップを開放してしまうと、不要な歩留まり落ちを発生させてしまう。
圧延機により被圧延材を圧延する際、被圧延材の蛇行や絞りの発生を抑制するためには圧下率を小さくすることが効果的であり、従来、被圧延材の尾端部が圧延機を通過するタイミングでロールギャップを開放する制御が行われている（例えば、特許文献２）。しかし、ロールギャップを開放することにより被圧延材の蛇行や絞りの発生を抑制できる一方で、尾端部の板厚が目標板厚から大きく外れてしまい、歩留まり落ちの要因となってしまう。また、被圧延材の鋼種によっては尾端部通過時にロールギャップを開放しなくても蛇行や絞りが発生しない場合もある。このような場合にロールギャップを開放してしまうと、不要な歩留まり落ちを発生させてしまう。
【0021】
そこで、本実施形態では、圧延中に、被圧延材毎に尾端部が圧延機を通過するときのロールギャップの開放の要否を判定し、個々の材料に最適なロールギャップの設定を行う。これにより、蛇行や絞りの発生を抑制しつつ、歩留まり落ちを低減する。以下、本実施形態に係る圧延機の蛇行制御を行う蛇行制御システムの構成と蛇行制御方法について、説明する。なお、以下では、ロールギャップを開放することをギャップアップともいい、ロールギャップの開放量をギャップアップ量ともいう。また、以下の説明では、説明を簡単にするため、圧延設備を構成する複数の圧延機のうち、通板方向最下流に設置された圧延機を、ギャップアップ量を制御する制御対象として説明する。
【0022】
＜２．蛇行制御システム＞
まず、図１～図７に基づいて、本発明の一実施形態に係る蛇行制御システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る蛇行制御システム１の構成を示す説明図である。図２は、ロールプロフィルの一例を示す説明図である。図３は、平行剛性目標値テーブル１７０の一例を示す説明図である。図４は、製造実績記憶部２１０に記憶されている製造実績情報の一例を示す説明図である。図５は、トラブル発生率テーブル２２１の一構成例を示す説明図である。図６は、ギャップアップ量テーブル２２３の一構成例を示す説明図である。図７は、コスト単価テーブル２２５の一構成例を示す説明図である。
まず、図１～図７に基づいて、本発明の一実施形態に係る蛇行制御システムの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る蛇行制御システム１の構成を示す説明図である。図２は、ロールプロフィルの一例を示す説明図である。図３は、平行剛性目標値テーブル１７０の一例を示す説明図である。図４は、製造実績記憶部２１０に記憶されている製造実績情報の一例を示す説明図である。図５は、トラブル発生率テーブル２２１の一構成例を示す説明図である。図６は、ギャップアップ量テーブル２２３の一構成例を示す説明図である。図７は、コスト単価テーブル２２５の一構成例を示す説明図である。
【0023】
本実施形態に係る蛇行制御システム１は、複数の圧延機（図１の例では圧延機ｆ１～ｆ６）を備える圧延設備１０において、被圧延材Ｓの尾端部が通過するタイミングで、圧延機のロールギャップを開放し、被圧延材Ｓの蛇行を制御するためのシステムである。蛇行制御システム１は、図１に示すように、蛇行制御装置１００と、記憶装置２００とから構成される。ここでは、蛇行制御装置１００は、通板方向最下流に設置された圧延機ｆ６を制御対象とする。
【0024】
［２－１．蛇行制御装置］
蛇行制御装置１００は、図１に示すように、製造条件受信部１１０と、材料トラッキング部１２０と、実績収集部１３０と、設定演算部１４０と、伝送部１５０と、学習部１６０と、平行剛性目標値テーブル１７０とを備える。
蛇行制御装置１００は、図１に示すように、製造条件受信部１１０と、材料トラッキング部１２０と、実績収集部１３０と、設定演算部１４０と、伝送部１５０と、学習部１６０と、平行剛性目標値テーブル１７０とを備える。
【0025】
製造条件受信部１１０は、圧延設備１０により圧延する被圧延材Ｓの製造条件を受信する。製造条件は、外部の生産管理コンピュータ３０にて管理されている。製造条件受信部１１０は、被圧延材Ｓの製造条件を、生産管理コンピュータ３０から受信し、製造条件ファイルとして設定演算部１４０へ出力する。
【0026】
材料トラッキング部１２０は、圧延中の被圧延材Ｓの尾端部が圧延設備１０を通過するタイミングを検知する。圧延設備１０を構成する圧延機ｆ１～ｆ６のうち通板方向最上流側に設置された圧延機ｆ１よりさらに所定の距離だけ上流側に離れた位置には、ライン上に被圧延材Ｓがあるか否かを検知する通板センサ５０が設けられている。通板センサ５０には、例えばレーザセンサ、ＤＤＣカメラ等の撮像装置等を用いてもよい。通板センサ５０は、材料トラッキング部１２０に検知結果を随時送信している。材料トラッキング部１２０は、通板センサ５０からの検出結果に基づき、被圧延材Ｓの尾端部が通過したことを検知する。例えば、通板センサ５０が、被圧延材Ｓがライン上にあるときオン信号を出力し、被圧延材Ｓがライン上にない場合にオフ信号を出力するとき、材料トラッキング部１２０は、通板センサ５０から受信する検知結果がオン信号からオフ信号となったとき、被圧延材Ｓの尾端部が通板センサ５０の位置を通過したと判定する。材料トラッキング部１２０は、被圧延材Ｓの尾端部の通過を検知すると、実績収集部１３０へ実績情報の収集を指示する。
【0027】
実績収集部１３０は、被圧延材Ｓの尾端部が制御対象の圧延機を通過する前に、圧延実績情報を取得する。実績収集部１３０は、圧延実績情報として、例えば被圧延材Ｓのボトム部を圧下するときの圧延荷重［ｔｏｎ］、圧下位置（すなわち、ロールギャップ）［ｍｍ］、ベンダ荷重［ｔｏｎ］を取得する。圧延実績情報は、所定のタイミング（例えば１０μｓｅｃ毎）に継続して取得されている。実績収集部１３０は、取得の指示を受けて、直近に取得された圧延実績情報を出力してもよく、あるいは、直近数回（例えば１０回）の平均値を圧延実績情報として出力してもよい。
【0028】
また、実績収集部１３０は、圧延機のワークロール１１、１２のロールプロフィル計算値［μｍ］を圧延実績情報として取得する。ワークロール１１、１２のロールプロフィルの一例を図２に示す。ロールプロフィルはロール幅方向におけるロール径の変化を示しており、これよりロールの外周面の形状を把握することができる。図２は、横軸にロール幅方向の位置、縦軸にロールプロフィル量を示している。ロールプロフィル量は、初期ロール半径に対するロール半径の変化量を表し、ロール半径が初期ロール半径と同一であるときを０ｍｍとして、ロール半径が大きくなると正の値となり、ロール半径が小さくなると負の値となる。ワークロール１１、１２のロールプロフィルは、図２に示すように、使用による摩耗や高温の被圧延材Ｓとの接触による熱膨張等により変化する。このようなワークロール１１、１２のロールプロフィルの変化は、被圧延材Ｓの蛇行の発生に影響を及ぼすことから、本実施形態では、ワークロール１１、１２のロールプロフィルを考慮してギャップアップ量を設定し、ロールギャップを変更することにより被圧延材Ｓの蛇行制御を行う。実績収集部１３０は、収集した情報を実績データファイルとして、設定演算部１４０へ出力する。
【0029】
設定演算部１４０は、被圧延材Ｓの尾端部が制御対象の圧延機を通過するときの、ロールギャップを開放するギャップアップ量を算出する。設定演算部１４０は、製造条件受信部１１０から入力された製造条件ファイル及び実績収集部１３０から入力された実績データファイルに基づき、被圧延材Ｓの蛇行の度合いを示す指標となる物理量である平行剛性（第１種平行剛性）を算出する。平行剛性の算出処理の詳細については後述する。そして、設定演算部１４０は、算出した平行剛性と後述する平行剛性目標値とを比較し、蛇行の発生を抑制し、かつ、歩留まりも低減されるように、現在圧延中の被圧延材Ｓの尾端が圧延機を通過する際のギャップアップ量を算出する。設定演算部１４０によるギャップアップ量設定処理の詳細は後述する。設定演算部１４０は、算出したギャップアップ量を伝送部１５０へ出力する。
【0030】
伝送部１５０は、設定演算部１４０により算出された圧延機のギャップアップ量を、圧延設備１０の圧延設定条件を制御する設定制御装置７０へ出力する。設定制御装置７０は、制御対象の圧延機を被圧延材Ｓが通過するタイミングで、当該圧延機のロールギャップが伝送部１５０から入力されたギャップアップ量だけ開放されるように制御する。
【0031】
学習部１６０は、設定演算部１４０にてギャップアップ量を決定する際に利用される平行剛性目標値を所定のタイミングで学習し、更新する。平行剛性目標値は、過去の製造実績に基づき取得される値であり、被圧延材Ｓの鋼種毎に設定される。学習部１６０は、後述する記憶装置２００に記憶された各種データに基づき、被圧延材Ｓの蛇行の発生を抑制し、かつ、歩留まりも低減される最適な平行剛性を算出し、平行剛性目標値とする。本実施形態では平行剛性目標値を定期的に学習して更新するため、常に最適な平行剛性目標値に基づきギャップアップ量を設定することができる。なお、学習部１６０による平行剛性目標値の学習処理の詳細は後述する。学習部１６０は、取得した鋼種毎の平行剛性目標値を平行剛性目標値テーブル１７０に記録する。
【0032】
平行剛性目標値テーブル１７０は、学習部１６０により学習された鋼種毎の平行剛性目標値を記憶する。平行剛性目標値テーブル１７０は、例えば図３に示すように、鋼種と平行剛性目標値とを関連付けて記憶している。
【0033】
［２－２．記憶装置］
記憶装置２００は、蛇行制御装置１００の学習部１６０にて利用される情報を保持する記憶媒体から構成され、例えばＲＯＭやＲＡＭ等により構成される。記憶装置２００は、図１に示すように、製造実績記憶部２１０と、テーブル記憶部２２０とを備える。
記憶装置２００は、蛇行制御装置１００の学習部１６０にて利用される情報を保持する記憶媒体から構成され、例えばＲＯＭやＲＡＭ等により構成される。記憶装置２００は、図１に示すように、製造実績記憶部２１０と、テーブル記憶部２２０とを備える。
【0034】
製造実績記憶部２１０は、過去の被圧延材Ｓの製造実績情報を記憶する。製造実績記憶部２１０は、製造実績情報として、例えば図４に示すように、被圧延材固有のコイルＮｏ、板厚、板幅、鋼種、板厚公差、平行剛性目標値、平行剛性計算値、ギャップアップ量、厚み不合（品質不合）有無、絞り発生（トラブル発生）有無等の情報を記憶している。厚み不合及び絞り発生については、「０」は無、「１」は有を示している。被圧延材Ｓの圧延を終える毎に、あるいは、所定数の被圧延材Ｓの圧延を終える毎に、製造実績記憶部２１０に製造実績情報が記録される。
【0035】
テーブル記憶部２２０は、平行剛性目標値を学習するにあたって利用される情報を記憶しており、例えば、過去の実績に基づき設定された各種テーブルを記憶している。テーブル記憶部２２０は、例えば、トラブル発生率テーブル２２１、ギャップアップ量テーブル２２３、及び、コスト単価テーブル２２５等を記憶する。
【0036】
トラブル発生率テーブル２２１は、過去の製造において算出された平行剛性とトラブル発生率との関係を表しており、製造実績記憶部２１０に記憶された過去の被圧延材Ｓの製造実績情報に基づき生成される。トラブル発生率テーブル２２１は、例えば図５に示すように、全圧延本数に対して発生したトラブル数から算出されるトラブル発生率を、算出された平行剛性の区分毎に求めた情報である。本実施形態では、圧延トラブルとして、蛇行により絞りが発生した被圧延材の数をトラブル数とし、トラブル発生率を算出している。
【0037】
ギャップアップ量テーブル２２３は、例えば図６に示すように、過去の製造において算出された平行剛性と平行剛性目標値との差分である平行剛性差と、設定されたギャップアップ量との関係を示す。ギャップアップ量テーブル２２３は、製造実績記憶部２１０に記憶された過去の被圧延材Ｓの製造実績情報に基づき生成される。
【0038】
コスト単価テーブル２２５は、被圧延材Ｓの歩留まり及び圧延トラブルによって生じるコスト単価を記憶する。コスト単価テーブル２２５は、例えば図７に示すように、１本の被圧延材の厚み品質不合により生じる厚み品質不合コスト単価、圧延トラブルの発生により操業が停止し生産ラインの稼働率が低下することで生じるトラブル発生コスト単価等を記憶する。各コスト単価は、例えば被圧延材１本当たりの単価として設定してもよい。各コスト単価は、過去の実績より想定される値（例えば平均値等）が設定される。
【0039】
＜３．蛇行制御方法＞
本実施形態に係る蛇行制御システム１は、被圧延材の尾端部が制御対象の圧延機を通過するときのロールアップの開放量（すなわち、ギャップアップ量）を圧延中に算出し、設定する。これにより、各被圧延材に最適なギャップアップ量を設定することが可能となり、被圧延材の蛇行の発生を防止し、かつ、不要なロールギャップの開放が低減されて歩留まり落ちを防止することができる。以下、本実施形態に係る蛇行制御システム１による被圧延材の蛇行制御方法について詳細に説明する。
本実施形態に係る蛇行制御システム１は、被圧延材の尾端部が制御対象の圧延機を通過するときのロールアップの開放量（すなわち、ギャップアップ量）を圧延中に算出し、設定する。これにより、各被圧延材に最適なギャップアップ量を設定することが可能となり、被圧延材の蛇行の発生を防止し、かつ、不要なロールギャップの開放が低減されて歩留まり落ちを防止することができる。以下、本実施形態に係る蛇行制御システム１による被圧延材の蛇行制御方法について詳細に説明する。
【0040】
［３－１．ギャップアップ量設定処理］
まず、図８に基づいて、本実施形態に係る蛇行制御システム１による圧延中のギャップアップ量設定処理を説明する。図８は、本実施形態に係るギャップアップ量設定処理を示すフローチャートである。本実施形態に係るギャップアップ量設定処理は、蛇行制御システム１の蛇行制御装置１００の設定演算部１４０にて実行される。ギャップアップ量設定処理は、材料トラッキング部１２０により、被圧延材が通板センサ５０の位置を通過したことが検知されたタイミングで開始される。なお、ギャップアップ量設定処理が実行される前に、設定演算部１４０は、製造条件受信部１１０から現在圧延中の被圧延材の製造条件を含む製造条件ファイルを受信してもよい。
まず、図８に基づいて、本実施形態に係る蛇行制御システム１による圧延中のギャップアップ量設定処理を説明する。図８は、本実施形態に係るギャップアップ量設定処理を示すフローチャートである。本実施形態に係るギャップアップ量設定処理は、蛇行制御システム１の蛇行制御装置１００の設定演算部１４０にて実行される。ギャップアップ量設定処理は、材料トラッキング部１２０により、被圧延材が通板センサ５０の位置を通過したことが検知されたタイミングで開始される。なお、ギャップアップ量設定処理が実行される前に、設定演算部１４０は、製造条件受信部１１０から現在圧延中の被圧延材の製造条件を含む製造条件ファイルを受信してもよい。
【0041】
ギャップアップ量設定処理では、まず、ギャップアップ量を算出するあたり必要な情報が取得される（Ｓ１０２～１０８）。図８に示すように、まず、現在圧延中の被圧延材の製造条件の取得が行われる（Ｓ１０２）。設定演算部１４０は、製造条件受信部１１０から受信した現在圧延中の被圧延材の製造条件から、少なくとも目標板厚及び鋼種を取得する。目標板厚は、圧延機により圧延された後の被圧延材の板厚の目標値であり、製品に要求される板厚に応じて設定される。圧延時のロールギャップは、目標板厚に基づき設定される。鋼種は、例えば一般材、ブリキ材、電磁材等のように鋼の種類を表し、材料成分（例えば、鉄（スラブ）に含まれる成分（例えば、カーボン、シリコン、等））に基づき決定される。決定された鋼種により製造方法が決定する。ステップＳ１０２では、ギャップアップ量設定処理において用いられる目標板厚及び鋼種を取得する。
【0042】
また、設定演算部１４０は、予め設定された単位ギャップアップ量ΔＳを取得する（Ｓ１０４）。単位ギャップアップ量ΔＳは、ギャップアップ量を決定する際に、平行剛性の算出を１回行う毎に変化させるギャップアップ量である。単位ギャップアップ量ΔＳは過去の実績に基づき設定される。例えば、単位ギャップアップ量ΔＳは、５０～１００μｍの値に設定してもよい。
【0043】
そして、設定演算部１４０は、今回の被圧延材の圧延における平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆを取得する（Ｓ１０６）。平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆは、学習部１６０により生成された平行剛性目標値が記録されている平行剛性目標値テーブル１７０から取得される。設定演算部１４０は、ステップＳ１０２にて取得された被圧延材の製造条件に基づき、平行剛性目標値テーブル１７０から当該被圧延材に最適な平行剛性目標値を設定する。例えば、学習部１６０によって鋼種毎の平行剛性目標値が学習される場合、平行剛性目標値テーブル１７０には、図３に示したように、鋼種毎の平行剛性目標値が記述されている。このとき、設定演算部１４０は、被圧延材の鋼種に基づき、今回の圧延における平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆを取得し、設定する。
【0044】
また、設定演算部１４０は、実績収集部１３０により取得された今回の被圧延材のボトム部が制御対象の圧延機を通過する際の圧延実績情報及びロールプロフィルを取得する（Ｓ１０８）。ここで、被圧延材のボトム部とは、被圧延材の全長に対して尾端から１０～２０％の範囲をいう。被圧延材の蛇行制御では、被圧延材のボトム部が圧延機を通過するときの挙動が重要であり、この挙動は、例えば被圧延材Ｓのボトム部を圧下するときの圧延荷重［ｔｏｎ］、圧下位置（すなわち、ロールギャップ）［ｍｍ］、ベンダ荷重［ｔｏｎ］によって変化する。
【0045】
また、被圧延材の蛇行の発生は、圧延機のワークロールのロールプロフィルも影響する。ロールプロフィルは、所定のタイミングで実行されるロールプロフィル算出処理により推定され、更新される。ロールプロフィル算出処理は、別途の演算処理装置（図示せず。）により実行される。ロールプロフィルは、主として、ロールの摩耗とロールの熱膨張との影響を受けて変化する。ロールの摩耗は、例えば、圧延前後でのロールプロフィルを比較することで把握可能であり、被圧延材が圧延機を通過する毎に更新される。また、ロールの熱膨張については、定周期（例えば１０秒毎）にロールプロフィルを推定することで、熱膨張により時間とともに変化するロール形状を把握できる。演算処理装置は、例えば、ロールの摩耗によるロールプロフィル量の変化またはロールの熱膨張によるロールプロフィル量の変化を演算したタイミングで、最新のロールの摩耗によるロールプロフィル量の変化とロールの熱膨張によるロールプロフィル量の変化とを組み合わせ、現在のロールのロールプロフィルとする。
【0046】
また、ロールプロフィル算出処理は、例えば、特許文献３、４に記載された公知のロールプロフィル計算方法を用いてもよい。特許文献３では、ロールの熱膨張に関して、学習によりロール熱膨張量の補正係数を求め、ロール熱膨張量計算モデルによるロール熱膨張量の推定値と実際の値との誤差を圧延操業中に補正し、高精度にロール熱膨張量を推定する方法が記載されている。特許文献４には、ロールの周方向に配置された３個以上の変位検出器をロール軸線方向にほぼ平行に移動させてロール軸芯と変位検出器配置点とのへだたり量の変化を測定し、その測定値に基づきロールプロフィルを取得する方法が記載されている。
【0047】
設定演算部１４０は、ギャップアップ量を算出するため、圧延中の被圧延材のボトム部が制御対象の圧延機を通過する時に設定される圧延実績情報と、演算処理装置により演算された圧延機のロールプロフィルとを、実績データファイルから取得する。
【0048】
ステップＳ１０２～Ｓ１０８にてギャップアップ量の算出に必要な情報を取得すると、ギャップアップ量の算出が開始される（Ｓ１１０～Ｓ１２０）。本実施形態では、ギャップアップ量を徐々に増加させ、算出された平行剛性（「平行剛性計算値」ともいう。）が平行剛性目標値よりも小さくなったときのギャップアップ量を採用する。これにより、不要にギャップアップ量を大きく設定することがなくなり、被圧延材の板厚不合が低減されることが期待できる。
【0049】
まず、平行剛性算出におけるギャップアップ量の初期値を設定する（Ｓ１１０）。ギャップアップ量の初期値は０とする。すなわち、圧延時のロールギャップのまま被圧延材の尾端部を通過させる場合を想定している。そこで、ステップＳ１１０では、ギャップアップ量の設定変数ｎを０に設定する。そして、設定演算部１４０は、ボトム部通過時のギャップアップ量を設定する（Ｓ１１２）。ギャップアップ量は、単位ギャップアップ量ΔＳと設定変数ｎとの積（ΔＳ×ｎ）によって表される。
【0050】
次いで、設定演算部１４０は、被圧延材のボトム部圧延時の平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔを算出する（Ｓ１１４）。本実施形態における平行剛性は、上記非特許文献１に第１種平行剛性として定義されているパラメータである。第１種平行剛性とは、特許文献５に記載されているように、被圧延材がミルセンターより単位量だけ蛇行した場合にミル変形の観点から生じ得る板厚ウェッジであり、ロール系以外の圧延機の変形特性を正確に把握できていれば、ロール系の変形計算と合わせて容易に計算することができる。設定演算部１４０は、ステップＳ１０２～Ｓ１０８により取得した各種情報に基づき、平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔを算出する。
【0051】
（平行剛性算出例）
ここで、平行剛性（第１種平行剛性）、平行剛性と被圧延材の蛇行量との関係、及び、平行剛性の線荷重及びベンディング力への依存性について説明する。平行剛性は、上述のようにワークロールから被圧延材に加えられる線荷重が左右方向において一定である状態で、被圧延材の板幅方向の中心がミルセンターから単位量ずれた場合における幅方向の板厚差（ウェッジ量）を表す定数である。そこで、まず、蛇行量とウェッジ量との関係式を導出し、次いで、平行剛性とウェッジ量との関係式を導出する。そして、最後に、これらの関係式を組み合わせることにより、蛇行量と平行剛性との関係式を導出する。
ここで、平行剛性（第１種平行剛性）、平行剛性と被圧延材の蛇行量との関係、及び、平行剛性の線荷重及びベンディング力への依存性について説明する。平行剛性は、上述のようにワークロールから被圧延材に加えられる線荷重が左右方向において一定である状態で、被圧延材の板幅方向の中心がミルセンターから単位量ずれた場合における幅方向の板厚差（ウェッジ量）を表す定数である。そこで、まず、蛇行量とウェッジ量との関係式を導出し、次いで、平行剛性とウェッジ量との関係式を導出する。そして、最後に、これらの関係式を組み合わせることにより、蛇行量と平行剛性との関係式を導出する。
【0052】
（ａ．蛇行量とウェッジ量との関係式の導出）
まず、蛇行量とウェッジ量との関係式を導出する。図９に示すように、ワークロールの直下を含む所定の領域において、被圧延材に蛇行及びキャンバーが生じているモデルを考える。図９は、蛇行及びキャンバーが生じている被圧延材における、変形域の様子を概略的に示す図である。図９では、水平面内（被圧延材の板面と平行な面内）にｘ－ｙ座標を取り、その原点Ｏをワークロールの胴部の中央としている。また、ワークロールの回転軸方向と平行な方向（左右方向）をｙ軸方向としている。
まず、蛇行量とウェッジ量との関係式を導出する。図９に示すように、ワークロールの直下を含む所定の領域において、被圧延材に蛇行及びキャンバーが生じているモデルを考える。図９は、蛇行及びキャンバーが生じている被圧延材における、変形域の様子を概略的に示す図である。図９では、水平面内（被圧延材の板面と平行な面内）にｘ－ｙ座標を取り、その原点Ｏをワークロールの胴部の中央としている。また、ワークロールの回転軸方向と平行な方向（左右方向）をｙ軸方向としている。
【0053】
被圧延材の運動は、水平面内の剛体運動と考えられるため、被圧延材内の特定の点の時刻ｔにおける位置をｘ、ｙとすると、当該点のｘ、ｙ方向の速度ｖ、ｕは、下記式（１）、（２）で表される。
【0054】
【数1】
【0055】
【数2】
【0056】
ここで、ワークロール直下では、被圧延材の送り方向は、ワークロールの周方向に一致するとした。また、ω（ｔ）及びＶ（ｔ）は、それぞれ、被圧延材の水平面内における回転の角速度及び原点における速度である。ω（ｔ）及びＶ（ｔ）は、時刻のみの関数であるが、被圧延材がｘ＝０で変形するため、一般に入側と出側とで異なる関数となり得る。したがって、以下では、ω（ｔ）及びＶ（ｔ）を、入側と出側とで特に区別する場合には、これらを異なる記号で表すこととする。すなわち、入側における被圧延材の回転の角速度及び速度をそれぞれω1（ｔ）及びｖ1（ｔ）とし、出側における被圧延材の回転の角速度及び速度をそれぞれω2（ｔ）及びｖ2（ｔ）とする。
【0057】
ある時刻（例えば圧延機が被圧延材の先端を咬み込んだ時刻等）を基準（ｔ＝０）とし、ｔ＝０における入側の被圧延材の幅方向の中心線形状を、中心線上の点の座標（ｘ0、ｙ0）を用いて、ｙ0＝ｆ0（ｘ0）（ｘ0≦０）と表すこととする。中心線上の点（ｘ0、ｙ0）の、時刻ｔにおける位置は、上記式（１）、（２）を積分することにより、下記式（３）、（４）で与えられる。
【0058】
【数3】
【0059】
【数4】
【0060】
ここで、蛇行及びキャンバー等の左右の非対称が、一次の微少量であると仮定すると、上記式（４）中のｘとしては、上記式（３）を第０近似した値を用いれば十分である。したがって、上記式（４）中のｘを、ｘ（ｔ）＝ｘ0＋ｖ1ｔとみなすこととする。当該ｘ（ｔ）＝ｘ0＋ｖ1ｔを、上記式（４）に代入することにより、下記式（５）を得る。
【0061】
【数5】
【0062】
さらに、上記式（５）から、ｘ0、ｙ0を消去して整理すると、時刻ｔにおける入側の中心線形状を表す下記式（６）を得ることができる。
【0063】
【数6】
【0064】
上記式（６）において、右辺第１項は、被圧延材のｘ方向への平行移動の影響を表す項であり、第２項は、被圧延材の水平面内における回転の影響を表す項であり、第３項は、被圧延材のｙ方向への平行移動の影響を表す項である。被圧延材の蛇行量ｙcは、ワークロール直下（ｘ＝０）における板中心線のｙ座標で定義されるため、上記式（６）においてｘ＝０を代入することにより、下記式（７）を得る。下記式（７）は、蛇行量と入側の回転速度との関係を表す式である。
【0065】
【数7】
【0066】
上記式（７）は、初期条件を除けば、下記式（８）で表される微分方程式と等価である。
【0067】
【数8】
【0068】
ここで、被圧延材の伸びλは、λ＝ｖ2／ｖ1と表現できる。ワークサイドにおける伸びλとドライブサイドにおける伸びλとの差（伸びλの左右差）をλdf、左右の板厚差と板厚の比（ウェッジ率）の入側から出側への変化量（ウェッジ率変化）をΔΨ、板幅をｂとすると、被圧延材における体積の保存則から、下記式（９）が得られる。
【0069】
【数9】
【0070】
さらに、被圧延材の先進率と後進率とがほぼ比例することから、下記式（１０）で表される関係が成り立つと仮定する。
【0071】
【数10】
【0072】
上記式（９）、（１０）から、下記式（１１）で表される関係が得られる。
【0073】
【数11】
【0074】
上記式（８）、（１１）を組み合わせることにより、蛇行量ｙcとウェッジ率変化ΔΨとの関係式を得ることができる。
【0075】
（ｂ．平行剛性とウェッジ量との関係式の導出）
次に、平行剛性とウェッジ量との関係式を導出する。図１０に示すように、被圧延材が蛇行することにより、圧延機が変形しているモデルを考える。図１０は、被圧延材の蛇行時における圧延機の変形の様子を示す図である。図１０に示すモデルは、圧延機の平行剛性モデルとして知られているものである。
次に、平行剛性とウェッジ量との関係式を導出する。図１０に示すように、被圧延材が蛇行することにより、圧延機が変形しているモデルを考える。図１０は、被圧延材の蛇行時における圧延機の変形の様子を示す図である。図１０に示すモデルは、圧延機の平行剛性モデルとして知られているものである。
【0076】
図１０に示すように、被圧延材が蛇行すると、圧延機は左右非対称に変形し、被圧延材にウェッジが生じる。ここで、図１０に示す点Ａ、Ａ’は圧下位置の設定点を、点Ｂ、Ｂ’はバックアップロールの軸心の圧下点における位置を、Σは圧下点における上下のバックアップロールの軸心間の距離（ＢＢ’）を、ａは左右の圧下点間距離を、ｂは板幅を、ｙcは蛇行量を、Ｐは各サイドの荷重を、Ｋ0はＡＢ間のバネ剛性を表している。
【0077】
【0078】
図１１に示すように、板幅中心は、原点から蛇行量ｙcだけずれた場所に位置する。線荷重が直線分布であると仮定することにより、板幅中心における線荷重をｐc、板幅方向の両端における線荷重の差をｐdfとすると、板幅方向の一方の端（例えばワークサイド側の端）であるｙ＝ｙc＋ｂ／２における線荷重は、ｐ＝ｐc＋（１／２）×ｐdfと表現することができる。また、板幅方向の他方の端（例えばドライブサイド側の端）であるｙ＝ｙc－ｂ／２における線荷重は、ｐ＝ｐc－（１／２）×ｐdfと表現することができる。
【0079】
図１１に示すような線荷重が与えられた際に生じる左右の板厚差（すなわちウェッジ量）ｈdfは、例えば板クラウンを計算する際に用いられるロール変形計算等の公知の計算方法によって表現することができる。例えば、一般的に、ウェッジ量ｈdfは、下記式（１２）で表現できる。
【0080】
【数12】
【0081】
ここで、図１０に示すように、ａは左右の圧下点間距離、すなわち、ワークロールの支点間の距離であり、ｂは板幅である。また、Ｓdfは、ワークロールの左右の開度差（レべリング値）である。また、ｇdf（ｙc，ｐdf）は、蛇行量ｙc及び線荷重の左右差ｐdfに依存する項であり、上述したようにロール変形計算等の公知の計算方法によって導出される項であるが、説明が煩雑になることを避けるために、その詳細な説明は省略する。上記式（１２）の第１近似を取ることにより、下記式（１３）を得る。
【0082】
【数13】
【0083】
ここで、Ｅ及びＤは、蛇行現象に関する圧延機の基本定数であって、それぞれ、第１種平行剛性及び第２種平行剛性と呼ばれる定数である。第１種平行剛性及び第２種平行剛性は、以下のような物理的な意味合いを有する。
【0084】
第１種平行剛性Ｅは、ワークロールから被圧延材に加えられる線荷重が被圧延材の板幅方向において一定である状態（すなわち線荷重に左右差がない状態）で、被圧延材の板幅方向の中心がミルセンターから単位量ずれた場合におけるウェッジ量を表す。また、第２種平行剛性Ｄは、被圧延材の板幅方向の中心がミルセンターに位置している状態で、ワークロールから被圧延材に加えられる線荷重に被圧延材の板幅方向において差が生じた場合（すなわち線荷重に左右差が生じた場合）におけるウェッジ量を表す。第１種平行剛性Ｅ及び第２種平行剛性Ｄは、ともに、被圧延材の板幅、線荷重及びベンディング力等に依存する定数である。
【0085】
ここで、入側及び出側ともに拘束のない状態における無張力時の圧延荷重式を、入側板厚Ｈ、出側板厚ｈで微分することにより、下記式（１４）を得ることができる。
【0086】
【数14】
【0087】
ｍは単位幅当たりの塑性係数であり、ｐ0dfは左右の硬度差等による外乱項である。また、Ｈdfは入側におけるウェッジ量であり、ｈdfは出側におけるウェッジ量である。
【0088】
上記式（１３）、（１４）から、ｐdfを消去することにより、平行剛性（第１種平行剛性）とウェッジ量との関係を表す下記式（１５）を得ることができる。
【0089】
【数15】
【0090】
（ｃ．蛇行量と平行剛性との関係式の導出）
蛇行量と平行剛性（第１種平行剛性）との関係式は、上記式（８）、（１１）、（１５）から、ｈdfを消去することにより、蛇行量と平行剛性との関係を表す下記式（１６）を得ることができる。ただし、外乱項は１つの項にまとめている。
蛇行量と平行剛性（第１種平行剛性）との関係式は、上記式（８）、（１１）、（１５）から、ｈdfを消去することにより、蛇行量と平行剛性との関係を表す下記式（１６）を得ることができる。ただし、外乱項は１つの項にまとめている。
【0091】
【数16】
【0092】
上記式（１６）に示す微分方程式は、蛇行量ｙcを制御するための制御系を表すものであると言える。上記式（１６）から、わずかな外乱に対して系が安定である（すなわち、蛇行量ｙcが有限の範囲にとどまる）か、あるいは、系が不安定である（すなわち、蛇行量ｙcが発散する）かは、平行剛性Ｅの値によって決まることが分かる。すなわち、平行剛性Ｅの値が十分小さい場合（負の値を含む）には、系は安定であり、平行剛性Ｅの値が大きい場合には系は発散することが分かる。
【0093】
例えば、平行剛性Ｅは、上記式（１３）においてワークロールの左右の開度差Ｓdf＝０、線荷重の左右差ｐdf＝０とすることによって求まる下記式（１７）を用いて算出することができる。
【0094】
【数17】
【0095】
ここで、左右の板厚差ｈdfは、例えば非特許文献２に記載されているような、ロールバレルを胴長方向に分割してロール変形を計算する方法（分割モデル）において、ワークロールの左右の開度差Ｓdf＝０、線荷重の左右差ｐdf＝０、蛇行量ｙcを入力することにより求めることができる。その場合、上記式（１７）における蛇行量ｙcとしては、分割モデルの入力値として用いた蛇行量ｙcと同じ値を用いればよい。
【0096】
図８の説明に戻り、設定演算部１４０は、ステップＳ１０２～Ｓ１０８により取得した各種情報に基づき、例えば上記式（１７）により得られる平行剛性（第１種平行剛性）Ｅを平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔとして算出してもよい。なお、設定演算部１４０による平行剛性の算出方法は上述の例に限定されるものではない。
【0097】
その後、設定演算部１４０は、ステップＳ１１４にて算出された平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔとステップＳ１０６にて取得された平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆとを比較する（Ｓ１１６）。平行剛性は、値が大きくなるほど蛇行が発生しやすいことを表しており、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さければ、被圧延材が蛇行する可能性は極めて低い。そこで、設定演算部１４０は、ギャップアップ量を変化させ、平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔが平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆよりも小さくなる最小のギャップアップ量を設定する。
【0098】
ステップＳ１１６にて平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔが平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ以上である場合には、ギャップアップ量の設定変数ｎを１増加させ（Ｓ１１８）、再度ギャップアップ量を設定し（Ｓ１１２）、更新されたギャップアップ量での平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔを算出する（Ｓ１１４）。ステップＳ１１２～Ｓ１１８の処理を繰り返し、ステップＳ１１６にて平行剛性計算値ＨＧ＿ｂｏｔが平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆより小さくなったとき、設定演算部１４０は、そのときのギャップアップ量を制御対象の圧延機のギャップアップ量として決定する（Ｓ１２０）。決定されたギャップアップ量は、計算結果格納ファイルに記録されるとともに、伝送部１５０を介して設定制御装置７０へ送信され、圧延機の設定が変更される。そして、被圧延材の尾端部が圧延機を通過するタイミングで、当該圧延機のロールギャップが、決定されたギャップアップ量だけ大きくなるように、圧延機のワークロールが移動される。
【0099】
以上、本実施形態に係るギャップアップ量設定処理について説明した。本実施形態によれば、圧延中の被圧延材に応じて最適な平行剛性目標値が設定され、当該平行剛性目標値を下回る平行剛性となるようにギャップアップ量が設定される。これにより、個々の材料にあった最適なギャップアップ量を設定することが可能となる。
【0100】
［３－２．平行剛性目標値学習処理］
（１）処理内容
図８のステップＳ１０６にて取得した平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆは、製造実績データがある程度蓄積された所定のタイミングで、学習部１６０により学習される。例えば１０００本以上の被圧延材の製造実績データが蓄積されたときに学習処理を実行してもよく、あるいは、１ヶ月に１回学習処理を実行するようにしてもよい。このように、定期的に平行剛性目標値を学習し更新することで、図８に示したギャップアップ量設定処理においてギャップアップ量をより適切に設定することができる。以下、図１２～図１４に基づいて、平行剛性目標値学習処理について詳細に説明する。なお、図１２は、本実施形態に係る平行剛性目標値学習処理を示すフローチャートである。図１３は、平行剛性目標値学習処理における平行剛性目標値探索処理を示すフローチャートである。図１４は、平行剛性とコストとの一関係を示す説明図である。
（１）処理内容
図８のステップＳ１０６にて取得した平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆは、製造実績データがある程度蓄積された所定のタイミングで、学習部１６０により学習される。例えば１０００本以上の被圧延材の製造実績データが蓄積されたときに学習処理を実行してもよく、あるいは、１ヶ月に１回学習処理を実行するようにしてもよい。このように、定期的に平行剛性目標値を学習し更新することで、図８に示したギャップアップ量設定処理においてギャップアップ量をより適切に設定することができる。以下、図１２～図１４に基づいて、平行剛性目標値学習処理について詳細に説明する。なお、図１２は、本実施形態に係る平行剛性目標値学習処理を示すフローチャートである。図１３は、平行剛性目標値学習処理における平行剛性目標値探索処理を示すフローチャートである。図１４は、平行剛性とコストとの一関係を示す説明図である。
【0101】
まず、学習部１６０は、記憶装置２００の製造実績記憶部２１０に記憶された過去の製造実績データを用いて、平行剛性目標値の各区分におけるトラブル発生率を、鋼種毎に算出する（Ｓ２００）。本実施形態では、圧延トラブルとして、被圧延材の絞りの発生を想定する。絞り等の圧延トラブルの発生の有無は、例えば図４に示すように製造実績データとして記録されている。学習部１６０は、製造実績データから、平行剛性目標値を所定の値の範囲毎に区分し、各区分について該当する被圧延材の圧延本数、絞り発生本数を集計し、トラブル発生率を算出する。学習部１６０は、図５に示した記憶装置２００のトラブル発生率テーブル２２１を、算出した平行剛性目標値の区分毎のトラブル発生率に更新する。
【0102】
次いで、学習部１６０は、鋼種毎に平行剛性目標値を学習する（Ｓ２１０ｓ～Ｓ２１０ｅ）。まず、学習部１６０は、学習処理を実行するために必要な値の初期設定を行う（Ｓ２２０）。具体的には、初期平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ、初期トータルコスト、目標平行剛性修正量ΔＨＧ＿ｒｅｆ、及び平行剛性探索最大値ＨＧ＿ｍａｘが設定される。
【0103】
目標平行剛性ＨＧ＿ｒｅｆの初期値は０とする。初期トータルコストは、学習結果の評価指標とするトータルコストＴｃｏｓｔの初期値であり、過去の製造実績に基づき適宜設定される。本学習では、トータルコストが最小となるときの平行剛性目標値を取得するため、トータルコストの最小値（以下、「最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎ」とする。）が学習の結果を受けて小さい値に更新されていくように、初期トータルコストは高めに設定してもよい。初期トータルコストを高めに設定することで、確実に最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎを更新することが可能となる。初期トータルコストは、現時点での最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎとして設定される。平行剛性目標値修正量ΔＨＧ＿ｒｅｆは、学習処理において平行剛性目標値を変化させる刻みを表す。また、平行剛性探索最大値ＨＧ＿ｍａｘは、学習時に設定される平行剛性目標値の最大値であり、学習終了判定に用いられる。平行剛性目標値修正量ΔＨＧ＿ｒｅｆ及び平行剛性探索最大値ＨＧ＿ｍａｘは、予め設定されているものとする。
【0104】
初期設定を終えると、学習部１６０は、平行剛性目標値を決定する平行剛性目標値探索処理を実行する（Ｓ２３０）。平行剛性目標値探索処理は、図１３に示すように、平行剛性目標値を０から平行剛性探索最大値ＨＧ＿ｍａｘまで、平行剛性目標値修正量ΔＨＧ＿ｒｅｆの刻みで学習を行う（Ｓ２３０ｓ～Ｓ２３０ｅ）。
【0105】
まず、学習部１６０は、平行剛性目標値と平行剛性計算値とから、平行剛性差を算出する（Ｓ２３１）。平行剛性差は、平行剛性目標値と平行剛性計算値との差分であり、製造実績データに含まれる平行剛性目標値及び平行剛性計算値を用いて、データ毎に算出される。
【0106】
次いで、学習部１６０は、算出された平行剛性差に基づいて、ギャップアップ量テーブル２２３から対応するギャップアップ量を取得する（Ｓ２３２）。また、学習部１６０は、各製造実績データの平行剛性目標値に基づいて、ステップＳ２００にて算出されたトラブル発生率テーブル２２１から対応するトラブル発生率を取得する（Ｓ２３３）。さらに、学習部１６０は、コスト単価テーブル２２５から、厚み品質不合コスト単価及びトラブル発生コスト単価を取得する（Ｓ２３４）。厚み品質不合コスト単価は、製品の板厚が公差外となったときに発生する被圧延材１本あたりのコストである。また、本実施形態では、トラブル発生コスト単価として、絞り発生時に発生するコスト単価を考慮する。少なくとも厚み品質不合コスト単価は、鋼種毎に設定されているものとする。
【0107】
また、学習部１６０は、ステップＳ２３２にて取得したギャップアップ量と、予め製品の仕様として設定されている板厚公差とから、厚み品質不合となった被圧延材の本数を算出する（Ｓ２３５）。ギャップアップ量が大きくなる程、圧延後の被圧延材の板厚は製品の目標板厚から外れる。そこで、学習部１６０は、設定されたギャップアップ量から板厚が公差外となったか否かを判定し、公差外と判定された被圧延材の本数（以下、「厚み外れ本数」ともいう。）をカウントし、厚み品質不合となった被圧延材の本数とする。
【0108】
そして、学習部１６０は、今回の学習に利用した被圧延材の製造実績データ（例えば、１０００本以上の被圧延材の製造実績データや、１ヶ月分の製造実績データ）について、現在の平行剛性目標値を設定した場合に発生する品質不合コストとトラブル発生コストとの和であるトータルコストＴｃｏｓｔを算出する（Ｓ２３６）。トータルコストＴｃｏｓｔは、下記式（１８）で表される。
【0109】
Ｔｃｏｓｔ＝品質不合コスト＋トラブル発生コスト
＝厚み外れ本数×厚み品質不合コスト単価
＋トラブル発生率×圧延本数×トラブル発生コスト単価 ・・・（１８）
＝厚み外れ本数×厚み品質不合コスト単価
＋トラブル発生率×圧延本数×トラブル発生コスト単価 ・・・（１８）
【0110】
すなわち、品質不合コストは、ステップＳ２３４にて取得した厚み品質不合コスト単価に、ステップＳ２３５にて算出した厚み外れ本数を乗算することで得られる。また、トラブル発生コストは、学習に用いた製造実績データの数を圧延本数として、ステップＳ２３３にて取得したトラブル発生率、圧延本数、及び、ステップＳ２３４にて取得したトラブル発生コストを乗算することで得られる。
【0111】
その後、学習部１６０は、ステップＳ２３６で算出したトータルコストＴｃｏｓｔと現時点での最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎとを比較する（Ｓ２３７）。トータルコストＴｃｏｓｔが最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎより小さい場合には、最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎをステップＳ２３６で算出したトータルコストＴｃｏｓｔに更新し、このときの平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆをトータルコスト最小平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ＿ｍｉｎとして設定する（Ｓ２３８）。一方、トータルコストＴｃｏｓｔが最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎ以上である場合は、最小トータルコストＴｃｏｓｔ＿ｍｉｎ及びトータルコスト最小平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ＿ｍｉｎは更新しない。
【0112】
その後、平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆに平行剛性目標値修正量ΔＨＧ＿ｒｅｆを加算して平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆを更新し、平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆが平行剛性探索最大値ＨＧ＿ｍａｘを超えるまで、図１３の処理を繰り返し実行する。
【0113】
図１２の説明に戻り、平行剛性目標値探索処理を終えると、学習部１６０は、最終的なトータルコスト最小平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ＿ｍｉｎを当該鋼種の平行剛性目標値として、平行剛性目標値テーブル１７０に格納する（Ｓ２４０）。図１３の平行剛性目標値探索処理では、トータルコストが最小となる平行剛性目標値を探索している。平行剛性目標値探索処理で最終的に得られるトータルコスト最小平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ＿ｍｉｎは、トータルコストが最小となる平行剛性目標値を表す。
【0114】
ここで、図１４に、平行剛性目標値と、品質不合コスト、トラブル発生コスト及びトータルコストとの一関係を示す。上述したように、平行剛性は、被圧延材がミルセンターより単位量だけ蛇行した場合にミル変形の観点から生じ得る板厚ウェッジを表している。したがって、平行剛性は値が大きくなるほど被圧延材の蛇行が発生しやすくなることを表している。また、ギャップアップ量が大きくなるほど蛇行の発生は抑制されるが、製品の板厚が公差外となり、品質不合となる。すなわち、図１４に示すように、設定する平行剛性目標値の値が大きくなるほど、品質不合コストが抑制される一方、トラブル発生コストが増加するという、品質不合コストとトラブル発生コストとの間にはトレードオフの関係がある。そこで、本実施形態では、品質不合コストとトラブル発生コストとの和であるトータルコストが最小となる場合を最適な製造条件として考え、このときの平行剛性目標値、すなわちトータルコスト最小平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆ＿ｍｉｎを当該鋼種における平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆとして決定する。図１４の例では、平行剛性が２のときトータルコストが最小であることから、平行剛性目標値は２と設定される。
【0115】
学習部１６０は、以上の処理をすべての鋼種について実行し、各鋼種の平行剛性目標値を取得する。このように、本実施形態では定期的に鋼種毎に平行剛性目標値を更新することで、図８に示したギャップアップ量設定処理においてギャップアップ量をより適切に設定することができる。
【0116】
（２）具体例
以下、図１２及び図１３に示した平行剛性目標値学習処理の一例として、鋼種Ａの平行剛性目標値の学習例を示す。本例では、鋼種Ａの１ヶ月の圧延本数が４３０本であり、そのうち圧延トラブルとして絞り発生本数が５０本であったとする。平行剛性目標値は０～５の範囲で設定されており、平行剛性目標値を０以上１未満、１以上２未満、２以上３未満、３以上４未満、４以上５以下の５つに区分したとき、区分毎の圧延本数、絞り発生本数、及び、トラブル発生率は、下記表１に示すようであった。下記情報は、図１２のステップＳ２００にて取得される。
以下、図１２及び図１３に示した平行剛性目標値学習処理の一例として、鋼種Ａの平行剛性目標値の学習例を示す。本例では、鋼種Ａの１ヶ月の圧延本数が４３０本であり、そのうち圧延トラブルとして絞り発生本数が５０本であったとする。平行剛性目標値は０～５の範囲で設定されており、平行剛性目標値を０以上１未満、１以上２未満、２以上３未満、３以上４未満、４以上５以下の５つに区分したとき、区分毎の圧延本数、絞り発生本数、及び、トラブル発生率は、下記表１に示すようであった。下記情報は、図１２のステップＳ２００にて取得される。
【0117】
【表1】
【0118】
次いで、ステップＳ２２０にて初期設定がなされた後、ステップＳ２３０にて鋼種Ａについて最適な平行剛性目標値の探索が行われる。まず、１ヶ月間で製造された鋼種Ａの製造実績データから、各被圧延材の平行剛性差を算出し、算出された平行剛性差に対応するギャップアップ量をギャップアップ量テーブルから取得する。ここで、ギャップアップ量テーブルは、下記表２のように設定されているとする。
【0119】
【表2】
【0120】
また、トラブル発生率テーブルを参照し、各製造実績データの平行剛性目標値に対応するトラブル発生率を取得する。ここでは、トラブル発生率として、被圧延材に絞りが生じたトラブル発生率を用いている。取得されたトラブル発生率は、例えば下記表３のように、平行剛性目標値毎に算出される。
【0121】
【表3】
【0122】
さらに、コスト単価テーブルから、厚み品質不合コスト単価及びトラブル発生コスト単価が取得される。各コスト単価は、例えば下記表４に示すように設定されている。各コスト単価は、例えば表４に示すように、被圧延材１本あたりに生じるコストで表される。なお、表４では、各コスト単価を比として表しており、この例では、厚み品質不合が１本発生したときのコストを１としたとき、トラブル発生時には５倍のコストがかかることになる。
【0123】
【表4】
【0124】
また、各製造実績データについて、厚み外れ本数を算出する。例えば、板厚公差が２００μｍであるとき、ギャップアップ量が２００μｍより大きく設定された材料は公差外となり、厚み品質不合となる。取得された厚み外れ本数は、例えば下記表５のように、平行剛性目標値毎に算出される。
【0125】
【表5】
【0126】
そして、上記取得した値を用いて、厚み品質不合コスト、トラブル発生コスト、及び、トータルコストが算出される。例えば、圧延本数が４３０本であり、平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆが０のとき、トラブル発生率は０．０２％、厚み外れ本数は３４０本であった。したがって、トータルコストＴｃｏｓｔは、上記式（１８）より、３．８３（＝３４０×０．０１＋２％×４３０×０．０５）となる。また、平行剛性目標値ＨＧ＿ｒｅｆが１のとき、トラブル発生率は０．０６％、厚み外れ本数は２５０本であった。したがって、トータルコストＴｃｏｓｔは３．７９（＝２５０×０．０１＋６％×４３０×０．０５）となる。同様に、平行剛性目標値が５となるまで、繰り返し計算すると、下記表６のような結果となった。表６より、平行剛性目標値２のとき、トータルコストが最小となる。したがって、鋼種Ａの平行剛性目標値は２に設定される。
【0127】
【表6】
【0128】
＜４．まとめ＞
以上、本発明の実施形態に係る蛇行制御システムの構成と、これによる蛇行制御方法について説明した。本実施形態によれば、圧延中の被圧延材の尾端部が制御対象とする圧延機を通過する前に、尾端部通過時のワークロールのギャップアップ量を算出し、設定する。ギャップアップ量は、被圧延材の蛇行のしやすさを表す平行剛性計算値を用いて、当該平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるように設定される。平行剛性目標値は、絞り発生を抑制するとともに厚み品質不合も抑制するにあたって、コスト的に最適な値が、鋼種毎に設定される。したがって、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるようにギャップアップ量を設定することで、被圧延材の蛇行及び絞りの発生を抑制し、かつ、製品品質及び圧延トラブルに起因するコストを抑制できる最適な蛇行制御を実現することができる。
以上、本発明の実施形態に係る蛇行制御システムの構成と、これによる蛇行制御方法について説明した。本実施形態によれば、圧延中の被圧延材の尾端部が制御対象とする圧延機を通過する前に、尾端部通過時のワークロールのギャップアップ量を算出し、設定する。ギャップアップ量は、被圧延材の蛇行のしやすさを表す平行剛性計算値を用いて、当該平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるように設定される。平行剛性目標値は、絞り発生を抑制するとともに厚み品質不合も抑制するにあたって、コスト的に最適な値が、鋼種毎に設定される。したがって、平行剛性計算値が平行剛性目標値より小さくなるようにギャップアップ量を設定することで、被圧延材の蛇行及び絞りの発生を抑制し、かつ、製品品質及び圧延トラブルに起因するコストを抑制できる最適な蛇行制御を実現することができる。
【0129】
また、平行剛性目標値は、定期的に学習により更新してもよい。これにより、最新の製造実績に基づき、常に最適な平行剛性目標値を設定することができ、より最適な蛇行制御を実現することが可能となる。
【0130】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0131】
例えば、上記実施形態では、蛇行制御装置による制御対象の圧延機は、圧延設備を構成する複数の圧延機のうち、通板方向最下流に設置された圧延機のみとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、圧延設備を構成する１または複数の圧延機を制御対象としてもよい。蛇行は、通板方向下流側の圧延機による圧延状態の影響が大きく、少なくとも通板方向最下流の圧延機のギャップアップ量を制御するのがよい。また、通板方向下流側の圧延機から順にギャップアップ量の制御対象とするのがよい。複数の圧延機のギャップアップ量を制御する場合には、各圧延機による被圧延材のマスフローに応じてギャップアップ量が設定される。
【0132】
また、上記実施形態では、ギャップアップ量設定処理は、材料トラッキング部により、被圧延材が通板センサの位置を通過したことが検知されたタイミングで開始されるとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、圧延設備のうち通板方向最上流側の圧延機を尾端部が通過したタイミングで、ギャップアップ量設定処理を実行してもよい。被圧延材の尾端部が圧延機を通過したタイミングは、例えばロードセル等のロールへの荷重を検出する荷重検出装置により検出される荷重が所定値以下となったことで判断することができる。
【符号の説明】
【0133】
１ 蛇行制御システム
１１、１２ ワークロール
３０ 生産管理コンピュータ
５０ 通板センサ
７０ 設定制御装置
１００ 蛇行制御装置
１１０ 製造条件受信部
１２０ 材料トラッキング部
１３０ 実績収集部
１４０ 設定演算部
１５０ 伝送部
１６０ 学習部
１７０ 平行剛性目標値テーブル
２００ 記憶装置
２１０ 製造実績記憶部
２２０ テーブル記憶部
２２１ トラブル発生率テーブル
２２３ ギャップアップ量テーブル
２２５ コスト単価テーブル
２３０ ギャップアップ量テーブル
２４０ コスト単価テーブル
１１、１２ ワークロール
３０ 生産管理コンピュータ
５０ 通板センサ
７０ 設定制御装置
１００ 蛇行制御装置
１１０ 製造条件受信部
１２０ 材料トラッキング部
１３０ 実績収集部
１４０ 設定演算部
１５０ 伝送部
１６０ 学習部
１７０ 平行剛性目標値テーブル
２００ 記憶装置
２１０ 製造実績記憶部
２２０ テーブル記憶部
２２１ トラブル発生率テーブル
２２３ ギャップアップ量テーブル
２２５ コスト単価テーブル
２３０ ギャップアップ量テーブル
２４０ コスト単価テーブル
【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】