特開 2024-76828 ワークロール開閉装置

(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】P2024076828

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】ワークロール開閉装置

(51)【国際特許分類】

   B21B 37/26 20060101AFI20240530BHJP

   B21B 37/00 20060101ALI20240530BHJP

【ＦＩ】

B21B37/26

B21B37/00 261Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188614

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】間宮 太一

【テーマコード（参考）】

4E124

【Ｆターム（参考）】

4E124AA20

4E124BB03

4E124BB06

4E124CC01

4E124CC03

4E124EE01

4E124EE11

(57)【要約】

【課題】ストリップの搬送中にワークロール開閉を可能にするワークロール開閉装置を提供する。
【解決手段】実施形態は、前記第１ロール、前記３台以上の圧延機のうち、開閉するワークロールを有する圧延機のワークロール、および、前記圧延機よりも上流のすべてのワークロールの速度基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する速度基準補正器と、前記開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機の圧下基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する圧下基準補正器と、を備える。前記開閉するワークロールを有する圧延機は、前記３台の圧延機のうちの最終段の圧延機よりも上流に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３台以上の圧延機と、前記３台以上の圧延機の上流に設けられた第１ロールと、前記３台以上の圧延機の下流に設けられた第２ロールと、を有し、ストリップを搬送しながら圧延する圧延設備において、前記３台以上の圧延機のうちのいずれかの圧延機のワークロールを開閉するワークロール開閉装置であって、
前記第１ロール、前記３台以上の圧延機のうち、開閉するワークロールを有する圧延機のワークロール、および、前記圧延機よりも上流のすべてのワークロールの速度基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する速度基準補正器と、
前記開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機の圧下基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する圧下基準補正器と、
を備え、
前記開閉するワークロールを有する圧延機は、前記３台の圧延機のうちの最終段の圧延機よりも上流に配置されたワークロール開閉装置。

【請求項2】

３台以上の圧延機と、前記３台以上の圧延機の上流に設けられた第１ロールと、前記３台以上の圧延機の下流に設けられた第２ロールと、を有し、ストリップを搬送しながら圧延する圧延設備において、前記３台以上の圧延機のうちのいずれかの圧延機のワークロールを開閉するワークロール開閉装置であって、
前記第１ロール、前記３台以上の圧延機のうち、開閉するワークロールを有する圧延機のワークロール、および、前記圧延機よりも上流のすべてのワークロールの速度基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する速度基準補正器と、
前記開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機の圧下基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する圧下基準補正器と、
を備え、
前記開閉するワークロールを有する圧延機が前記３台以上の圧延機の最終段の圧延機の場合には、前記第２ロールの速度基準を前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用するワークロール開閉装置。

【請求項3】

３台以上の圧延機と、前記３台以上の圧延機の上流に設けられた第１ロールと、前記３台以上の圧延機の下流に設けられた第２ロールと、を有し、ストリップを搬送しながら圧延する圧延設備において、前記３台以上の圧延機のうちのいずれかの圧延機のワークロールを開閉するワークロール開閉装置であって、
前記第１ロール、前記３台以上の圧延機のうち、開閉するワークロールを有する圧延機のワークロール、および、前記圧延機よりも上流のすべてのワークロールの速度基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する速度基準補正器と、
前記開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機の圧下基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する圧下基準補正器と、
を備え、
前記開閉するワークロールを有する圧延機が前記３台以上の圧延機の最終段の圧延機の場合には、前記第２ロールの張力基準を前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用するワークロール開閉装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、圧延機のワークロールを開閉するワークロール開閉装置に関する。

【背景技術】

【0002】

冷間圧延設備は、１台ないし複数台の圧延機を有し、ストリップを圧延機に対して正方向あるいは逆方向に通しながら圧延する。冷間圧延設備の中でも、圧延機の入側にストリップを溶接する溶接機と、ストリップをため込むルーパーを有する連続冷間圧延設備は、ストリップの搬送を止めることなく、連続的に圧延することで、稼働率を高めている。

【0003】

圧延機のワークロールは、圧延することでロール表面の粗度が落ちる。これにより、ワークロール間隙の潤滑状態、圧延荷重が変動することで、所望の板厚や形状品質を得ることができなくなる。さらに、ワークロール間隙の潤滑状態等の変動が進むと、圧延状態を継続することも困難となる。このため、圧延機のワークロールは、定期的に交換する必要があり、この交換のためにストリップを停止する必要がある。このようなワークロール交換は、連続冷間圧延設備の稼働率を下げる要因となり、交換に必要な時間を短くすることが望まれる。

【0004】

また、連続冷間圧延設備においては、ストリップを連続的に圧延するために、圧延機の入側でストリップを溶接する。生産スケジュールによっては、板厚や板幅の異なるストリップを溶接することもあり得る。先行するストリップと後行するストリップの板厚や板幅の差が大きい場合には、溶接点が圧延機を通過する際に圧延しながら通すことができない。そのため、ストリップを一旦止めて、ワークロールを開放し、溶接点を通過させた後に、ワークロールを締め込むワークロール開閉作業が必要となる。このように、ストリップを停止させるワークロール開閉作業は、連続冷間圧延設備の稼働率を低下させる原因となる。

【0005】

連続冷間圧延機において、稼働率および製品品質の向上するために、ストリップを極力停止させないことが望まれる。そのためには、ストリップ搬送状態においてワークロールを開閉する技術が必要となる。

【0006】

圧延状態においては、ワークロール下のストリップは塑性変形状態となっている。この状態から、ワークロールを開放すると、ストリップに及ぼす荷重が低減していき、弾性変形状態となる。ここからさらにワークロールを開放していき、非接触状態までワークロールを開放する。ストリップが圧延状態にあるとき、ストリップ圧延機の入側から出側にかけて、板厚が圧下される分ストリップの速度が上がる。一方で、ワークロールを開放して、弾性変形状態となったとき、圧下率がゼロとなるので、入側から出側にかけて、速度が上がらない。圧延状態から、ワークロールを開放して、塑性変形状態から弾性変形状態に遷移するとき、圧延機の入側および出側でストリップの搬送速度が急変する。

【0007】

この速度急変により、開放された圧延機のワークロールの周速と、ストリップの搬送速度が不一致となると、スリップが発生する。これは、ストリップあるいはワークロールにスリップ疵を生じるのみならず、板破断に至り操業継続が困難となる。さらに、ストリップの速度変動は、圧延機入側および出側のストリップの張力を変動させる。これにより、上流および下流の圧延機における荷重や板厚が変動するなどの影響を及ぼす。

【0008】

特許文献１、２では、ストリップを搬送しながら、圧延機のワークロールの開閉を行う方法が提案されている。特許文献１、２では、ワークロールを開放あるいは締め込む際に、塑性変形から弾性変形に遷移するときの張力変動を抑制する目的で、ワークロールを開放する上流または下流の隣接する圧延機のワークロール、あるいは搬送ロール、あるいは巻き取りロールの速度基準あるいはトルク基準を補正している。

【0009】

特許文献１、２の方法は、隣接するロールの速度あるいはトルク基準を補正しているのみであり、さらに上流の圧延機や下流の圧延機、あるいは、搬送ロール、巻き取りロールの速度基準、トルク基準、圧延機の圧下開度基準を補正していない。連続冷間圧延機は、ストリップにより、複数の圧延機、搬送ロール、巻き取りロールが結合しており、隣接するロールの補正のみでは張力変動の伝搬を十分に抑制することができない。また、特許文献１、２の方法では、上流または下流に圧延機がある場合、上流または下流の圧延機のワークロールを開閉することによる張力補正は考慮されていない。また、特許文献１、２
の方法では、張力変動により生じる圧延荷重および板厚の変動については、張力変動を抑制することで間接的に補償されているのみである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１３－０３９６２１号公報

【特許文献2】特開２０１４－０５８００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

そこで、本発明の実施形態では、ストリップの搬送中にワークロール開閉を可能にするワークロール開閉装置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】

【0012】

本発明の実施形態は、３台以上の圧延機と、前記３台以上の圧延機の上流に設けられた第１ロールと、前記３台以上の圧延機の下流に設けられた第２ロールと、を有し、ストリップを搬送しながら圧延する圧延設備において、前記３台以上の圧延機のうちのいずれかの圧延機のワークロールを開閉するワークロール開閉装置である。このワークロール開閉装置は、前記第１ロール、前記３台以上の圧延機のうち、開閉するワークロールを有する圧延機のワークロール、および、前記圧延機よりも上流のすべてのワークロールの速度基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する速度基準補正器と、前記開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機の圧下基準を、前記開閉するワークロールの開閉に応じて算出された補正値で補正して適用する圧下基準補正器と、を備える。前記開閉するワークロールを有する圧延機は、前記３台の圧延機のうちの最終段の圧延機よりも上流に配置される。

【発明の効果】

【0013】

実施形態によれば、ストリップの搬送中にワークロール開閉を可能にするワークロール開閉装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。

【図2】実施形態に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。

【図3】実施形態に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。

【図4】実施形態の変形例に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0016】

図１は、実施形態に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。
図１には、実施形態に係るワークロール開閉装置１０のほか、ワークロール開閉装置１０が用いられる圧延設備１００の構成が模式的に示されている。
まず、図１の圧延設備１００の構成について説明する。

【0017】

図１に示すように、実施形態に係るワークロール開閉装置１０は、圧延設備１００に適用される。圧延設備１００は、複数の圧延機２ａ～２ｅを有している。この例では、５段の圧延機２ａ～２ｅが示されている。ストリップ１は、搬送ロール（第１ロール）３ａ、３ｂによって、１段目の圧延機２ａに搬送される。最終段の圧延機２ｅで圧延され排出されたストリップ１は、巻取ロール（第２ロール）４に巻き取られる。

【0018】

圧延機２ａ～２ｅは、上側のワークロール２ｗａ１～２ｗｅ１および下側のワークロール２ｗａ２～２ｗｅ２をそれぞれ有している。ストリップ１は、上下のワークロールに噛み込まれることによって、所望の厚さに圧延される。

【0019】

圧延機２ａ～２ｅは、モータ５ａ～５ｅでそれぞれ駆動される。搬送ロール３ａ、３ｂは、モータ６ａ、６ｂでそれぞれ駆動される。巻取ロール４は、モータ９（図３）で駆動される。

【0020】

モータ５ａ～５ｅは、速度制御器２０ａ～２０ｅによって、それぞれ制御される。モータ６ａ、６ｂは、速度制御器２２ａ、２２ｂによって、それぞれ制御される。モータ９は、トルク制御器４０によって制御される。速度制御器２０ａ～２０ｅおよび速度制御器２２ａ、２２ｂには、図示しない主幹制御装置からそれぞれのための速度基準が供給される。また、トルク制御器４０には、主幹制御装置から張力基準が供給される。

【0021】

各モータには、図示しない速度検出器が設けられており、速度検出器は、各モータの速度を検出して速度制御器２０ａ～２０ｅ、２２ａ、２２ｂにそれぞれ出力する。速度制御器２０ａ～２０ｅ、２２ａ、２２ｂは、供給された速度基準に追従するようにモータを駆動する。トルク制御器４０の場合には、巻取ロール４の入側に設けられた張力計８ｆによって検出されたストリップ１の張力が、主幹制御装置から供給される張力基準に追従するように、モータ９を駆動する。

【0022】

圧延機２ａ～２ｅには、圧下装置７ａ～７ｅがそれぞれ設けられている。圧下装置７ａ～７ｅは、圧下装置７ａ～７ｅは、図示しないロール位置測定器およびロール荷重測定器がそれぞれ設けられており、上下のワークロールの位置およびワークロールにかかるロール荷重を検出して出力する。

【0023】

圧下装置７ａ～７ｅには、圧下制御器３０ａ～３０ｅがそれぞれ接続されている。圧下制御器３０ａ～３０ｅには、主幹制御装置から圧下基準がそれぞれ供給される。圧下制御器３０ａ～３０ｅは、供給された圧下基準にもとづいて、ワークロールの位置およびワークロールに係る荷重を演算し、圧下装置７ａ～７ｅにそれぞれ出力する。圧下装置７ａ～７ｅは、圧下基準にもとづいて算出された位置および荷重に追従するように、ワークロール間のギャップを設定する。

【0024】

モータで駆動されるロールの間には、張力計８ａ～８ｆが設けられている。張力計８ａは、搬送ロール３ａと圧延機２ａとの間で圧延機２ａの入側でストリップ１の張力を計測するように設けられている。張力計８ｂは、圧延機２ａと圧延機２ｂとの間でストリップ１の張力を計測するように設けられている。張力計８ｃは、圧延機２ｂと圧延機２ｃとの間でストリップ１の張力を計測するように設けられている。張力計８ｄは、圧延機２ｃと圧延機２ｄとの間でストリップ１の張力を計測するように設けられている。張力計８ｅは、圧延機２ｄと圧延機２ｅとの間でストリップ１の張力を計測するように設けられている。張力計８ｆは、圧延機２ｅと巻取ロール４との間でストリップ１の張力を計測するように設けられている。

【0025】

ワークロール開閉装置１０の構成および動作について説明する。
図１に示すように、実施形態に係るワークロール開閉装置１０は、設定計算装置１２と、速度基準補正器１４ｃと、圧下基準補正器１６ｄと、ワークロール開放・締込指令器１８ｃと、を備える。

【0026】

図１には、３段目の圧延機２ｃのワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２を開閉する例が示されている。ワークロール開放・締込指令器１８ｃは、３段目の圧延機２ｃのための圧下制御器３０ｃに接続されている。圧下基準補正器１６ｄは、３段目の圧延機２ｃの下流に隣接する圧延機２ｄのための圧下制御器３０ｄに接続されている。速度基準補正器１４ａは、３段目の圧延機２ｃを駆動するモータ５ｃのおよびこれより上流のすべての圧延機２ａ、２ｂをそれぞれ駆動するモータ５ａ、５ｂの速度制御器２０ａ、２０ｂのために設けられている。速度基準補正器１４ｃは、３段目の圧延機２ｃの上流に配置されている搬送ロール３ａ、３ｂを駆動するモータ６ａ、６ｂの速度制御器２２ａ、２２ｂのためにも設けられている。

【0027】

実施形態に係るワークロール開閉装置１０では、すべての圧延機２ａ～２ｅのそれぞれを開閉することがある。そのため、ワークロール開放・締込指令器は、圧延機ごとに設けられている。速度基準補正器も、圧延機ごとにそれぞれ設けられている。圧下基準補正器は、開閉する圧延機の下流に隣接する圧延機ごとに設けられている。図１では、図示の煩雑さを回避するために、上流側に隣り合う圧延機が存在し、かつ、下流側に圧延機が存在する場合の例として、３段目の圧延機２ｃを開閉する場合を図示している。

【0028】

なお、図２には、１段目の圧延機２ａを開閉する場合の例を図示しており、図３には、最終段の圧延機２ｅを開閉する場合の例を図示している。設定計算装置１２は、すべての圧延機２ａ～２ｅに共通して適用される。これらの各構成要素は、上述の例に限らず、たとえば、ワークロール開放・締込指令器、速度基準補正器および圧下基準補正器のそれぞれは、すべての速度制御器、圧下制御器およびトルク制御器に共通して適用されるようにしてももちろんよい。

【0029】

図１に戻って、説明を続ける。
設定計算装置１２は、速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄに接続されている。設定計算装置１２は、たとえば、図示しない上位計算機に接続され、上位計算機が有する製品に関するパラメータを取得する。製品に関するパラメータは、たとえば、ストリップの材料特性や鋼材厚さ、材質、エマルジョン潤滑油の濃度等である。設定計算装置１２は、これらの製品に関する材料パラメータを用いて、上下降伏点、ワークロール開閉時の設定板厚等を算出して速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄにそれぞれ出力する。また、設定計算装置１２は、圧延設備１００の機械パラメータに関する情報を有している。機械パラメータは、圧延機のロール径や回転駆動系のＧＤ^２等である。設定計算装置１２は、これらの機械パラメータを速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄにそれぞれ出力する。

【0030】

ワークロール開放・締込指令器１８ｃは、たとえばストリップの溶接部のトラッキング情報にもとづいて、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の開閉のタイミングを判定する。ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２を開放する場合には、溶接部がワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２に到達する前に、ストリップ１と非接触状態となるようにワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２を開放する。ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の締込を行う場合には、溶接部がワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の位置を通過した後に、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２にストリップ１が接触するように締込を行う。

【0031】

ワークロール開放・締込指令器１８ｃは、圧下制御器３０ｃを介して、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の位置およびロール荷重の実測値を取得する。ワークロール開放・締込指令器１８ｃは、取得したワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の位置およびロール荷重の実測値を速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄにそれぞれ出力する。

【0032】

速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄは、圧延機２ｃの出側に設けられた張力計８ｄによって検出されたストリップ１の張力の値を取得する。

【0033】

速度基準補正器１４ｃは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、速度基準補正値を演算する。速度基準補正値は、開閉するワークロール、その上流側すべてのワークロールおよびすべての搬送ロールをそれぞれ駆動するモータについての速度基準値から減算される。搬送ロール３ａ、３ｂおよび各段のワークロールのためのモータの速度基準は、上流から下流に向かって次第に増大するように設定されている。そのため、開閉するワークロールの上流の各ロールを駆動するモータのための速度基準補正値は、上流から下流に向かって、次第に大きくなるように設定される。たとえば、各モータのための速度基準補正値は、速度基準値に対して一定の比率を乗じた値を減算することによって、設定される。

【0034】

圧下基準補正器１６ｄは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、圧下基準補正値を演算する。圧下基準補正器１６ｄは、開閉するワークロールの下流側であって開閉するワークロールに隣り合うワークロールのための圧下基準値に、算出した圧下基準補正値を加算して、圧下制御器３０ｄに出力する。

【0035】

なお、速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄによる、それぞれの補正値の演算には、たとえばあらかじめ設定されたモデルが用いられる。モデルは、実際の圧延工程でストリップを搬送し、圧延することによって取得されたデータを用いることによって、設定される。モデルの設定には、実際の工程に加え、あるいは実際の工程に代えて、シミュレーション技術等を利用することができる。

【0036】

このように、速度基準補正器１４ｃは、開閉するワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２を駆動するモータ５ｅおよびその上流のすべてのロールを駆動するモータ６ａ、６ｂ、５ａ、５ｂの速度基準を小さくなるように補正して速度制御器２２ａ、２２ｂ、２０ａ、２０ｂにそれぞれ出力する。そして、圧下基準補正器１６ｄは、開閉するワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の下流に隣り合うワークロール２ｗｄ１、２ｗｄ２のための圧下基準を増大するように補正して、圧下制御器３０ｄに出力する。

【0037】

速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｄは、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の位置およびロール荷重によって、速度基準補正値および圧下基準補正値を逐次算出する。そのため、実施形態に係るワークロール開閉装置１０は、速度急変によるストリップ１とロールとのスリップを防止することができる。

【0038】

速度基準補正器１４ｃは、開閉するワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２を駆動するモータの速度基準およびその上流に配置されたすべてのロールを駆動するモータの速度基準の補正値を演算して、速度制御器に出力する。そのため、開閉する圧延機を駆動するモータおよびそれよりも上流のロールを駆動するすべてのモータの速度を揃えることができる。上流側に配置されたロールを駆動するモータの速度を低減することによって、張力の低下を抑制することができる。

【0039】

また、圧下基準補正器１６ｄは、開閉する圧延機２ｃの下流に隣接する圧延機２ｄの圧下量を増大するように、圧下基準補正値を圧下制御器３０ｄに出力する。そのため、圧延機２ｃのワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の開放による次段以降の圧下量が不足することが防止され、ワークロール２ｗｃ１、２ｗｃ２の開閉による板厚変動を抑制することができる。

【0040】

上述では、複数の圧延機のうち、前後に他の圧延機が配置された圧延機のワークロールを開閉する場合のうち、３段目の圧延機２ｃのワークロールを開閉する場合について説明したが、２段目の圧延機２ｂおよび４段目の圧延機２ｄについても同様である。すなわち、速度基準補正器は、開閉するワークロールを駆動するモータおよびその上流のすべてのモータの速度基準補正値を演算して、速度基準補正値をこれらのモータのための速度制御器に出力する。圧下基準補正器は、開閉するワークロールの下流に隣接する圧延機のための圧下基準補正値を演算して、圧下基準補正値を開閉するワークロールの下流に隣接する圧延機のための圧下制御器に出力する。これによって、上述した３段目の圧延機２ｃのワークロールを開閉する場合と同様に、２段目、４段目の圧延機２ｂ、２ｄのワークロールを開閉することができる。

【0041】

次に、１段目に配置された圧延機２ａのワークロール２ｗａ１、２ｗａ２を開閉する場合の構成および動作について説明する。
図２は、実施形態に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。
図２に示すように、実施形態に係るワークロール開閉装置１０は、設定計算装置１２と、速度基準補正器１４ａと、圧下基準補正器１６ｂと、ワークロール開放・締込指令器１８ａと、を備える。

【0042】

ワークロール開放・締込指令器１８ａは、１段目の圧延機２ａのための圧下制御器３０ａに接続されている。速度基準補正器１４ａは、開閉するワークロール２ｗａ１、２ｗａ２を駆動するモータ５ａのための速度制御器２０ａに接続されている。また、速度基準補正器１４ａは、搬送ロール３ａ、３ｂを駆動するモータ６ａ、６ｂのための速度制御器２２ａ、２２ｂに接続されている。圧下基準補正器１６ｂは、開閉するワークロール２ｗａ１、２ｗａ２を有する圧延機２ａの下流に隣接する圧延機２ｂのための圧下制御器３０ｂに接続されている。

【0043】

設定計算装置１２は、速度基準補正器１４ａおよび圧下基準補正器１６ｂに接続されている。設定計算装置１２は、上位計算機から製品に関する材料パラメータを取得し、材料パラメータおよびあらかじめ設定された機械パラメータを用いて、上下降伏点、ワークロール開閉時の設定板厚等を算出して、速度基準補正器１４ａおよび圧下基準補正器１６ｂにそれぞれ出力する。また、設定計算装置１２は、圧延設備１００の機械パラメータの情報を有しており、これらの機械パラメータを速度基準補正器１４ｃおよび圧下基準補正器１６ｂにそれぞれ出力する。

【0044】

図１の例の場合と同様に、ワークロール開放・締込指令器１８ａは、たとえばストリップ１の溶接部のトラッキング情報にもとづいて、ワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の開閉のタイミングを判定する。ワークロール開放・締込指令器１８ａは、圧下制御器３０ａを介して、ワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の位置およびロール荷重の実測値を取得する。ワークロール開放・締込指令器１８ａは、取得したワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の位置およびロール荷重の実測値を速度基準補正器１４ａおよび圧下基準補正器１６ｂにそれぞれ出力する。

【0045】

速度基準補正器１４ａおよび圧下基準補正器１６ｂは、圧延機２ａの出側に設けられた張力計８ｂによって検出されたストリップ１の張力の値を取得する。

【0046】

速度基準補正器１４ａは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、速度基準補正値を演算する。速度基準補正値は、開閉するワークロール、その上流側すべての搬送ロールをそれぞれ駆動するモータについての速度基準値から減算して算出される。たとえば、各モータのための速度基準補正値は、速度基準値に対して一定の比率を乗じた値を減算することによって、設定される。

【0047】

圧下基準補正器１６ｂは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、圧下基準補正値を演算する。圧下基準補正器１６ｂは、開閉するワークロールの下流側であって開閉するワークロールに隣り合うワークロールのための圧下基準値に補正値を加算して算出された圧下基準補正値を圧下制御器３０ｂに出力する。

【0048】

このようにして、ワークロール開閉装置１０は、１段目の圧延機２ａのワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の開閉に応じて、搬送ロール３ａ、３ｂのモータのための速度基準を逐次補正する。また、ワークロール開閉装置１０は、１段目の圧延機２ａの下流に隣接する圧延機２ｂの圧下量を逐次補正する。これらによって、ワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の開閉の前後において、速度の急変を防止し、ストリップ１の張力を一定に維持することができる。また、下流に隣接する圧延機２ｂの圧下量を増大させることによって、ワークロール２ｗａ１、２ｗａ２の開閉による板厚の変動を抑制することができる。

【0049】

次に、最終段の圧延機２ｅのワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２を開閉する場合の構成および動作について説明する。
図３は、実施形態に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。
図３に示すように、実施形態に係るワークロール開閉装置１０は、設定計算装置１２と、速度基準補正器１４ｅと、張力基準補正器１９と、ワークロール開放・締込指令器１８ｅと、を備える。

【0050】

最終段の圧延機２ｅのワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２を開閉する場合には、速度基準補正器１４ｅは、開閉する圧延機２ｅのワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２を駆動するモータ５ｅ、その上流すべての搬送ロール３ａ、３ｂおよびワークロールを駆動するモータ６ａ、６ｂ、５ａ～５ｄの速度基準を補正する。この例では、開閉するワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２を有する圧延機２ｅの下流には、他の圧延機は存在しない。そのため、張力基準補正器１９は、巻取ロール４を駆動するモータ９のトルク制御器４０にストリップ１の張力を増大するように、張力基準の補正値をトルク制御器４０に出力する。

【0051】

図１の例の場合と同様に、ワークロール開放・締込指令器１８ｅは、たとえばストリップ１の溶接部のトラッキング情報にもとづいて、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の開閉のタイミングを判定する。ワークロール開放・締込指令器１８ｅは、圧下制御器３０ｅを介して、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値を取得する。ワークロール開放・締込指令器１８ｅは、取得したワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値を速度基準補正器１４ｅおよび張力基準補正器１９にそれぞれ出力する。

【0052】

速度基準補正器１４ｅおよび張力基準補正器１９は、圧延機２ｅの出側に設けられた張力計８ｆによって検出されたストリップ１の張力の値を取得する。

【0053】

速度基準補正器１４ｅは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、速度基準補正値を逐次演算する。速度基準補正器１４ｅは、算出した速度基準補正値を、開閉するワークロール、その上流側すべての搬送ロールをそれぞれ駆動するモータのための速度制御器２２ａ、２２ｂ、２０ａ～２０ｅに出力する。たとえば、各モータのための速度基準補正値は、速度基準値に対して一定の比率を乗じた値を減算することによって、設定される。

【0054】

張力基準補正器１９は、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、張力基準補正値を逐次演算する。張力基準補正器１９は、開閉するワークロールの下流側の巻取ロール４を駆動するモータ９の張力基準に張力補正値を加算して、トルク制御器４０に出力する。

【0055】

このように、速度基準補正器１４ｅは、開閉するワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の上流すべてのロールを駆動するモータ６ａ、６ｂ、５ａ～５ｅの速度基準を小さくなるように補正して速度制御器２２ａ、２２ｂ、２０ａ～２０ｅにそれぞれ出力する。そして、張力基準補正器１９は、開閉するワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の下流の巻取ロール４を駆動するモータ９の張力基準を張力を増大するように補正してトルク制御器４０に出力する。これらによって、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の開閉前後において、速度急変を防止し、圧延機２ｄと巻取ロール４との間の張力を一定に維持することができる。

【0056】

（変形例）
図４は、実施形態の変形例に係るワークロール開閉装置を例示する模式的なブロック図である。
最終段の圧延機２ｅの下流に配置されたロールは、トルク制御されたモータによって駆動される場合に限らず、速度制御されたモータによって駆動される場合もある。図４の例では、最終段の圧延機２ｅの下流には、ブライドルロール（第２ロール）４ａ、４ｂをモータ６ｃ、６ｄで駆動する場合の例が示されている。モータ６ｃ、６ｄは、速度制御器２２ｃ、２２ｄでそれぞれ速度制御される。

【0057】

図４に示すように、変形例に係るワークロール開閉装置１０ａは、圧延設備１００ａに適用される。圧延設備１００ａは、図１～図３に示した圧延設備１００と同様に、搬送ロール４ａ、４ｂおよび複数の圧延機２ａ～２ｅを有している。圧延設備１００ａは、最終段の圧延機２ｅの下流にさらに、搬送ロール４ａ、４ｂを有している。搬送ロール４ａ、４ｂを駆動するモータ６ｃ、６ｄは、速度制御器２２ｃ、２２ｄでそれぞれ速度制御される。

【0058】

速度制御器２２ｃ、２２ｄには、主幹制御装置から速度基準が供給される。モータ６ｃ、６ｄのための速度制御器２２ｃ、２２ｄは、図示しない速度検出器によって検出されたモータ６ｃ、６ｄの速度が、速度基準に追従するようにモータ６ｃ、６ｄをそれぞれ速度制御する。

【0059】

ワークロール開閉装置１０ａは、設定計算装置１２と、速度基準補正器１４ｅ、１９ａと、ワークロール開放・締込指令器１８ｅと、を備える。最終段の圧延機２ｅのワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２を開閉する場合には、図３に示した例と同様に、速度基準補正器１４ｅは、圧延機２ｅの上流すべての搬送ロール３ａ、３ｂおよびワークロールを駆動するモータ６ａ、６ｂ、５ａ～５ｅの速度基準を減速するように補正する。開閉する圧延機２ｅの下流の搬送ロール４ａ、４ｂを駆動するモータ６ｃ、６ｄのための速度制御器２２ｃ、２２ｄには、ストリップ１の張力を維持するため、速度基準を増大するように補正した速度基準補正値を出力する。

【0060】

ワークロール開放・締込指令器１８ｅは、図３の例の場合と同様に、たとえばストリップ１の溶接部のトラッキング情報にもとづいて、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の開閉のタイミングを判定する。ワークロール開放・締込指令器１８ｅは、圧下制御器３０ｅを介して、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値を取得する。ワークロール開放・締込指令器１８ｅは、取得したワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値を速度基準補正器１４ｅ、１９ａにそれぞれ出力する。

【0061】

速度基準補正器１４ｅは、図３の例の場合と同様に、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、速度基準補正値を逐次演算する。速度基準補正器１４ｅは、算出した速度基準補正値を、開閉するワークロール、その上流側すべての搬送ロールをそれぞれ駆動するモータのための速度制御器２２ａ、２２ｂ、２０ａ～２０ｅに出力する。たとえば、各モータのための速度基準補正値は、速度基準値に対して一定の比率を乗じた値を減算することによって、設定される。

【0062】

速度基準補正器１９ａは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、速度基準補正値を逐次演算する。速度基準補正器１９ａは、材料パラメータ、機械パラメータ、検出された張力値、ワークロール２ｗｅ１、２ｗｅ２の位置およびロール荷重の実測値にもとづいて、速度制御器２２ｃ、２２ｄのための速度基準補正値を逐次演算して、速度制御器２２ｃ、２２ｄにそれぞれ出力する。

【0063】

実施形態に係るワークロール開閉装置１０および変形例に係るワークロール開閉装置１０ａは、たとえば、１台または複数台のコンピュータ装置により実現される。上述した設定計算装置、速度基準補正器、圧下基準補正器およびワークロール開放・締込指令器の一部分あるいは全部は、コンピュータ装置のための１つまたは複数のプログラムを実行することによって実現される。図示しない主幹制御装置は、たとえばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であり、ワークロール開閉装置１０、１０ａを構成する一部または全部の要素は、このＰＬＣのプログラムによって実現されてもよい。

【0064】

実施形態に係るワークロール開閉装置１０の効果について説明する。
実施形態に係るワークロール開閉装置１０は、ワークロール開放・締込指令器と、速度基準補正器と、圧下基準補正器と、を備える。ワークロール開放・締込指令器および速度基準補正器によって、複数の圧延機のうち開閉するワークロールを駆動するモータおよびその上流に配置されたロールを駆動するすべてのモータのための速度基準補正値を逐次演算して速度制御器に逐次出力する。また、ワークロール開放・締込指令器および圧下基準補正器によって、開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機のための圧下基準補正値を逐次演算し、圧下制御器に逐次出力する。これらによって、複数の圧延機のうち、上流および下流に圧延機が配置されたすべての圧延機のワークロールの開閉により、速度急変を抑制し、ストリップの張力を維持することができる。

【0065】

実施形態に係るワークロール開閉装置１０のワークロール開放・締込指令器および速度基準補正器は、もっとも上流に配置された圧延機のさらに上流に配置された搬送ロールを駆動するモータのために逐次算出された速度基準補正値をそれらモータのための速度制御器に逐次出力する。また、ワークロール開放・締込指令器および圧下基準補正器によって、開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機のために逐次算出された圧下基準補正値を圧下制御器に逐次出力する。これらによって、もっとも上流に配置された圧延機のワークロールを開閉する場合においても、速度急変を抑制し、ストリップの張力を維持することができる。

【0066】

実施形態に係るワークロール開閉装置１０のワークロール開放・締込指令器および張力基準補正器は、もっとも下流に配置された圧延機のさらに下流に配置されたロールを駆動するモータのための張力基準補正値をトルク制御器に出力する。そのため、もっとも下流の圧延機のワークロールを開閉する場合であっても、速度急変を抑制し、ストリップの張力を維持することができる。

【0067】

実施形態に係るワークロール開閉装置１０のワークロール開放・締込指令器および圧下基準補正器は、開閉するワークロールを有する圧延機の下流に隣接する圧延機のための圧下基準補正値を圧下制御器に出力する。そのため、複数の圧延機のワークロールのうち、最終段の圧延機のワークロールを開閉する場合を除き、ワークロールの開閉による板厚の変動を抑制することができる。

【0068】

実施形態の変形例に係るワークロール開閉装置１０ａでは、ワークロール開放・締込指令器および速度基準補正器は、もっとも下流に配置された圧延機のさらに下流に配置されたロールを駆動するモータのための速度基準補正値をそのモータのための速度制御器に出力する。そのため、もっとも下流の圧延機のワークロールを開閉する場合であっても、速度急変を抑制し、ストリップの張力を維持することができる。

【0069】

上述の具体例では、５段の圧延機の場合について説明したが、圧延機の段数は、これに限らず、３段以上であればよい。

【0070】

このようにして、ストリップの搬送中にワークロール開閉を可能にするワークロール開閉装置を実現することができる。

【0071】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0072】

１…ストリップ、２ａ～２ｅ…圧延機、２ｗａ１～２ｗｅ２…ワークロール、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ…搬送ロール、４…巻取ロール、５ａ～５ｅ、６ａ～６ｄ、９…モータ、７ａ～７ｅ…圧下装置、８ａ～８ｆ…張力計、１０、１０ａ…ワークロール開閉装置、１２…設定計算装置、１４ａ、１４ｃ、１４ｅ、１９ａ…速度基準補正器、１６ｂ、１６ｄ…圧下基準補正器、１８ａ、１８ｃ、１８ｅ…ワークロール開放・締込指令器、２０ａ～２０ｅ、２２ａ～２２ｄ…速度制御器、３０ａ～３０ｅ…圧下制御器、４０…トルク制御器、１００、１００ａ…圧延設備

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】