特許 7327332 エッジドロップ制御装置

(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】

(24)【登録日】2023-08-07

(45)【発行日】2023-08-16

(54)【発明の名称】エッジドロップ制御装置

(51)【国際特許分類】

   B21B 37/28 20060101AFI20230808BHJP

   B21B 38/04 20060101ALI20230808BHJP

   B21B 38/02 20060101ALI20230808BHJP

   B21C 51/00 20060101ALI20230808BHJP

   B21B 29/00 20060101ALI20230808BHJP

   B21B 31/18 20060101ALI20230808BHJP

【ＦＩ】

B21B37/28 120

B21B38/04 B

B21B38/02

B21C51/00 K

B21C51/00 L

B21B29/00

B21B31/18

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020157755

(22)【出願日】2020-09-18

(65)【公開番号】P2022051331

(43)【公開日】2022-03-31

【審査請求日】2022-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(72)【発明者】

【氏名】手塚 知幸

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－２５５２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０４３８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１６９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０２５２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３４４８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０４１０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６９７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４０９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１００５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０８７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０７１６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｂ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ストリップを圧延する圧延スタンドに設けられ、上ワークロールシフト装置と下ワークロールシフト装置とを有し、補正操作量Ａに基づく前記上ワークロールシフト装置の動作と補正操作量Ｂに基づく前記下ワークロールシフト装置の動作との組み合わせに基づいて前記ストリップの幅方向両端部それぞれのロール間隙に異なる大きさの変更を加えるワークロールシフト装置と、
前記圧延スタンドに設けられ、前記上ワークロールシフト装置および前記下ワークロールシフト装置よりも応答速度が速く、かつ、補正操作量Ｃに基づいて前記ストリップの幅方向両端部それぞれのロール間隙に同じ大きさの変更を加えるワークロールベンダー装置と、
前記圧延スタンドの上流又は下流の少なくとも一方に設けられ、前記ストリップの幅方向両端部それぞれのエッジドロップ量を計測するエッジドロップ計と、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記ワークロールベンダー装置を用いないで前記計測されたエッジドロップ量と目標量との差をゼロに近づけるための、前記上ワークロールシフト装置の計算操作量Ａ_calcおよび前記下ワークロールシフト装置の計算操作量Ｂ_calcを計算し、
前記ワークロールシフト装置を用いないで前記計測されたエッジドロップ量と前記目標量との差をゼロに近づけるための、前記ワークロールベンダー装置の計算操作量Ｃ_calcを計算し、
判定条件が成立する場合に、前記計算操作量Ａ_calcを前記補正操作量Ａとして前記上ワークロールシフト装置へ出力し、かつ、前記計算操作量Ｂ_calcを前記補正操作量Ｂとして前記下ワークロールシフト装置へ出力し、
前記判定条件が成立しない場合に、前記計算操作量Ｃ_calcを前記補正操作量Ｃとして前記ワークロールベンダー装置へ出力し、
前記判定条件は、前記計算操作量Ａ_calcおよび前記計算操作量Ｂ_calcが許容範囲内の場合、前記圧延スタンドに関する圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合、または、前記圧延スタンドに入力される圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合に成立し、
前記判定条件は、前記計算操作量Ａ_calcおよび前記計算操作量Ｂ_calcの少なくとも一方が前記許容範囲外の場合、前記圧延速度の単位時間あたりの変更量が前記許容範囲外である場合、または、前記圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が前記許容範囲外である場合に成立しないこと、
を特徴とするエッジドロップ制御装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、
前記判定条件が成立しない場合に、前記計算操作量Ｃ_calcを前記補正操作量Ｃとして前記ワークロールベンダー装置へ出力し、かつ、前記計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量と前記計算操作量Ａ_calcとの差を前記補正操作量Ａとして前記上ワークロールシフト装置へ出力し、かつ、前記計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量と前記計算操作量Ｂ_calcとの差を前記補正操作量Ｂとして前記下ワークロールシフト装置へ出力すること、
を特徴とする請求項１記載のエッジドロップ制御装置。

【請求項3】

前記圧延スタンドに関する圧延速度と、前記ストリップのエッジドロップ量を変化させない前記ワークロールベンダー装置の規定操作量Ｃ_regとの関係を定めた制御マップを記憶するメモリと、を備え、
前記計算操作量Ｃ_calcは、今回の制御タイミングにおいて前記制御マップから取得した、前記今回の制御タイミングの前記圧延速度に対応する前記規定操作量Ｃ_regと、前回の制御タイミングにおいて前記制御マップから取得した前記規定操作量Ｃ_regとの差であり、
前記判定条件は、前記圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合に成立し、
前記判定条件は、前記圧延速度の単位時間あたりの変更量が前記許容範囲外である場合に成立せず、
前記プロセッサは、
前記判定条件が成立しない場合に、前記計算操作量Ａ_calcを前記補正操作量Ａとして前記上ワークロールシフト装置へ出力し、前記計算操作量Ｂ_calcを前記補正操作量Ｂとして前記下ワークロールシフト装置へ出力し、かつ、前記計算操作量Ｃ_calcを前記補正操作量Ｃとして前記ワークロールベンダー装置へ出力すること、
を特徴とする請求項１記載のエッジドロップ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷間圧延におけるエッジドロップ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

冷間圧延された被圧延材（金属帯）の幅方向の板厚は、一般に幅方向中央部が最も大きく、端部に向かって緩やかに減少し、端部において急激に減少している。幅方向端部における急激な板厚の減少をエッジドロップという。

【0003】

エッジドロップは、金属帯の幅方向の板厚精度を大幅に低下させる。エッジドロップが製品の公差から外れるほど大きければ、エッジドロップ部分を切り落とさなければならず、歩留まりが悪化する。そのため、従来からエッジドロップの抑制が望まれている。

【0004】

エッジドロップを制御するアクチュエータとして、ワークロールシフト、中間ロールシフト、ワークロールベンダー、中間ロールベンダー、ロールクロスなどが知られている。従来、これらを１つあるいは複数を組み合わせてエッジドロップを制御する方法が提案されている。

【0005】

特許文献１は、セットアップ時に応答の速いアクチュエータを用い、圧延時に応答の遅いアクチュエータを用いてエッジドロップを制御する方法を開示している。

【0006】

特許文献２は、最終圧延スタンドの出側で測定したエッジドロップ量に基づいて、ワークロールシフトおよびロールベンダーを制御する方法を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００２－１２６８１１号公報

【文献】特開昭６０－１２２１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の方法は、最終的にエッジドロップが許容範囲内に収まっているかわからない。また、特許文献１の方法は、圧延時に応答の遅いアクチュエータを用いてエッジドロップを制御するため、加減速中など圧延によるエッジドロップの変化が速い場合に制御が遅れる可能性がある。

【0009】

特許文献２に関して、一般的にワークロールシフトの応答は遅く、ワークロールベンダーの応答は速い。特許文献２の方法は、これらを同時に操作してエッジドロップを制御している。そのため、ワークロールシフトの操作量が大きいと、その分、制御が遅れることになる。また、ワークサイドとドライブサイドの両側で独立して操作できるワークロールベンダー機構がなければ、両側で異なるエッジドロップ量が検出された場合に適切に制御できない可能性がある。

【0010】

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、圧延速度の変化などエッジドロップの変化が大きい場合においても、制御の遅れを少なくしつつ、適切にエッジドロップを制御できるエッジドロップ制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的の達成のため、本発明に係るエッジドロップ制御装置は以下のように構成される。

【0012】

エッジドロップ制御装置は、ワークロールシフト装置と、ワークロールベンダー装置と、エッジドロップ計と、プロセッサとを備える。

【0013】

ワークロールシフト装置は、ストリップを圧延する圧延スタンドに設けられる。前記ワークロールシフト装置は、上ワークロールシフト装置と下ワークロールシフト装置とを有する。前記ワークロールシフト装置は、補正操作量Ａに基づく前記上ワークロールシフト装置の動作と補正操作量Ｂに基づく前記下ワークロールシフト装置の動作との組み合わせに基づいて前記ストリップの幅方向両端部それぞれのロール間隙に異なる大きさの変更を加える。

【0014】

前記ワークロールベンダー装置は、前記圧延スタンドに設けられる。前記ワークロールベンダー装置は、前記上ワークロールシフト装置および前記下ワークロールシフト装置よりも応答速度が速い。前記ワークロールベンダー装置は、補正操作量Ｃに基づいて前記ストリップの幅方向両端部それぞれのロール間隙に同じ大きさの変更を加える。

【0015】

前記エッジドロップ計は、前記圧延スタンドの上流又は下流の少なくとも一方に設けられる。前記エッジドロップ計は、前記ストリップの幅方向両端部それぞれのエッジドロップ量を計測する。

【0016】

前記プロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを実行することで、ワークロールシフト装置操作量演算部、ワークロールベンダー装置操作量演算部、操作量決定部として機能する。

【0017】

前記ワークロールシフト装置操作量演算部は、前記ワークロールベンダー装置を用いないで前記計測されたエッジドロップ量と目標量との差をゼロに近づけるための、前記上ワークロールシフト装置の計算操作量Ａ_calcおよび前記下ワークロールシフト装置の計算操作量Ｂ_calcを計算する。

【0018】

前記ワークロールベンダー装置操作量演算部は、前記ワークロールシフト装置を用いないで前記計測されたエッジドロップ量と前記目標量との差をゼロに近づけるための、前記ワークロールベンダー装置の計算操作量Ｃ_calcを計算する。

【0019】

前記操作量決定部は、判定条件が成立する場合、以下の処理（１）および（２）を実行する。
（１）前記計算操作量Ａ_calcを前記補正操作量Ａとして前記上ワークロールシフト装置へ出力する。
（２）前記計算操作量Ｂ_calcを前記補正操作量Ｂとして前記下ワークロールシフト装置へ出力する。

【0020】

前記操作量決定部は、前記判定条件が成立しない場合、少なくとも以下の処理（３）を実行する。好ましくは、前記操作量決定部は、前記判定条件が成立しない場合、以下の処理（３）～（５）を実行する。
（３）前記計算操作量Ｃ_calcを前記補正操作量Ｃとして前記ワークロールベンダー装置へ出力する。
（４）前記計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量と前記計算操作量Ａ_calcとの差を前記補正操作量Ａとして前記上ワークロールシフト装置へ出力する。
（５）前記計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量と前記計算操作量Ｂ_calcとの差を前記補正操作量Ｂとして前記下ワークロールシフト装置へ出力する。

【0021】

前記判定条件は、前記計算操作量Ａ_calcおよび前記計算操作量Ｂ_calcが許容範囲内の場合、前記圧延スタンドに関する圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合、または、前記圧延スタンドに入力される圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合に成立する。

【0022】

前記判定条件は、前記計算操作量Ａ_calcおよび前記計算操作量Ｂ_calcの少なくとも一方が前記許容範囲外の場合、前記圧延速度の単位時間あたりの変更量が前記許容範囲外である場合、または、前記圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が前記許容範囲外である場合に成立しない。

【0023】

別の態様では、エッジドロップ制御装置は、メモリを備える。
前記メモリは、前記圧延スタンドに関する圧延速度と、前記ワークロールベンダー装置の規定操作量Ｃ_regとの関係を定めた制御マップを予め記憶する。前記規定操作量Ｃ_regは、前記ストリップのエッジドロップ量を変化させないワークロールベンダー装置の操作量である。
さらに、前記ワークロールベンダー装置操作量演算部は、前記圧延速度に対応する前記規定操作量Ｃ_regを前記制御マップから取得し、前回取得値との差を前記計算操作量Ｃ_calcとして前記操作量演算部へ出力する。
前記判定条件は、前記圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合に成立する。
前記操作量決定部は、前記判定条件が成立しない場合、上述した処理（１）と（２）に加えて（３）を実行する。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、圧延速度の変化などエッジドロップの変化が大きい場合においても、制御の遅れを少なくしつつ、適切にエッジドロップを制御できる。そのため、ストリップの全長に亘ってエッジドロップを低減できる。その結果、幅方向端部の切り落とし量を削減することができ、歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施の形態１に係る圧延システムが備えるエッジドロップ制御装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】ワークロールの形状およびワークロールシフト装置について説明するための図である。

【図3】ワークロールベンダー装置について説明するための図である。

【図4】判定条件が成立しない場合の上ワークロールシフト装置の補正操作量Ａと、下ワークロールシフト装置の補正操作量Ｂを示すグラフである。

【図5】実施の形態２に係る圧延システムが備えるエッジドロップ制御装置の全体構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施の形態２に係る圧延システムが備えるエッジドロップ制御装置の制御マップである。

【図7】各実施の形態におけるエッジドロップ制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0027】

実施の形態１．
＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧延システムが備えるエッジドロップ制御装置の全体構成を示すブロック図である。

【0028】

図１に示す圧延システムは、タンデム冷間圧延機１を備える。タンデム冷間圧延機１は、複数の圧延スタンドを直列に並べて構成される。タンデム冷間圧延機１は、被圧延材である帯状の薄い鋼板（以下、ストリップ２と記す）を図１の右方向（矢印７）に向かって連続して圧延する。

【0029】

図１には５基の圧延スタンド（第１圧延スタンド３１、第２圧延スタンド３２、第３圧延スタンド３３、第４圧延スタンド３４、第５圧延スタンド３５）が描かれている。各圧延スタンドの構成は、いわゆる６Ｈｉ構成である。各圧延スタンドは、一対のワークロール（ＷＲ）、一対の中間ロール（ＩＭＲ）、一対のバックアップロール（ＢＵＲ）を備える。

【0030】

一例として、第１圧延スタンド３１について説明する。上ワークロール４Ａと下ワークロール４Ｂは、ストリップ２を直に圧延する。上中間ロール５Ａは上ワークロール４Ａを支える。下中間ロール５Ｂは下ワークロール４Ｂを支える。上バックアップロール６Ａは上中間ロール５Ａを支える。下バックアップロール６Ｂは下中間ロール５Ｂを支える。

【0031】

また、第１圧延スタンド３１は、ワークロールシフト装置８とワークロールベンダー装置９とを備える。

【0032】

図２は、ワークロールの形状およびワークロールシフト装置８について説明するための図である。上ワークロール４Ａは、片側のロール胴端部が先細になるように研磨された、いわゆるテーパーワークロールである。下ワークロール４Ｂもテーパーワークロールである。上ワークロール４Ａおよび下ワークロール４Ｂは、それらのテーパ部分が左右逆に位置するように配置される。図２に示す例では、上ワークロール４Ａのテーパ部分はドライブサイド（ＤＳ）に位置し、下ワークロール４Ｂのテーパ部分はワークサイド（ＷＳ）に位置する。

【0033】

ワークロールシフト装置８は、上ワークロールシフト装置８Ａと下ワークロールシフト装置８Ｂとを含む。上ワークロールシフト装置８Ａは、上ワークロール４Ａをロール軸方向にシフトさせる。下ワークロールシフト装置８Ｂは、下ワークロール４Ｂをロール軸方向にシフトさせる。そのため、ワークロールシフト装置８は、上ワークロール４Ａおよび下ワークロール４Ｂそれぞれを独立して動作させて、ストリップ２の幅方向両端部それぞれのロール間隙に異なる大きさの変更を加えることができる。

【0034】

図３は、ワークロールベンダー装置９について説明するための図である。ワークロールベンダー装置９は、各ワークロールの軸両端にベンディング力を付与するための油圧シリンダーを備える。

【0035】

＜エッジドロップ制御装置＞
次に、エッジドロップ制御装置について説明する。エッジドロップ制御装置は、低応答アクチュエータ群、高応答アクチュエータ、エッジドロップ計、低応答アクチュエータ操作量演算部、高応答アクチュエータ操作量演算部、操作量決定部を備える。

【0036】

（低応答アクチュエータ群と高応答アクチュエータ）
低応答アクチュエータ群は、ストリップ２を圧延する圧延スタンドに設けられる。低応答アクチュエータ群は、第１低応答アクチュエータと第２低応答アクチュエータとを有する。

【0037】

実施の形態１において、低応答アクチュエータ群は、ワークロールシフト装置８である。第１低応答アクチュエータは、上ワークロールシフト装置８Ａである。第２低応答アクチュエータは、下ワークロールシフト装置８Ｂである。

【0038】

高応答アクチュエータは、圧延スタンドに設けられる。高応答アクチュエータは、第１低応答アクチュエータおよび第２低応答アクチュエータよりも応答速度が速い。

【0039】

実施の形態１において、高応答アクチュエータは、ワークロールベンダー装置９である。

【0040】

低応答アクチュエータ群および高応答アクチュエータはそれぞれ、製品仕様に応じた基本操作量にエッジドロップを制御するための補正操作量を加えた操作量に基づいて動作する。本発明はエッジドロップ制御に関するため、以下の説明では、補正操作量による動作について説明する。なお、本明細書において、操作量は、アクチュエータに対する前回の制御タイミングにおける操作と今回の制御タイミングにおける操作との変更量を意味する。

【0041】

ワークロールシフト装置８（低応答アクチュエータ群）は、補正操作量Ａに基づく上ワークロールシフト装置８Ａ（第１低応答アクチュエータ）の動作と補正操作量Ｂに基づく下ワークロールシフト装置８Ｂ（第２低応答アクチュエータ）の動作との組み合わせに基づいて、ストリップ２の幅方向両端部それぞれのロール間隙に異なる大きさの変更を加える。

【0042】

ワークロールベンダー装置９（高応答アクチュエータ）は、補正操作量Ｃに基づいてストリップ２の幅方向両端部それぞれのロール間隙に同じ大きさの変更を加える。

【0043】

（エッジドロップ計）
入側エッジドロップ計１０は、第１圧延スタンド３１の入側に設けられる。出側エッジドロップ計１１は、第５圧延スタンド３５の出側に設けられる。入側エッジドロップ計１０および出側エッジドロップ計１１は、ストリップ２の幅方向両端部それぞれのエッジドロップ量を計測する。

【0044】

ここで，エッジドロップについて簡単に説明する。エッジドロップは、ストリップ２の幅方向端部における急激な板厚の減少をいう。エッジドロップは、ストリップ２の幅方向の２箇所での板厚差として、次式のように定義される。

【0045】

【数1】

【0046】

ここで、
ＥＤ ： エッジドロップ量［μｍ］
ｈ_Ｘ１ ： 幅方向板端からＸ１［ｍｍ］点における板厚［μｍ］
ｈ_Ｘ２ ： 幅方向板端からＸ２［ｍｍ］点における板厚［μｍ］（Ｘ１＞Ｘ２）

【0047】

一般に、Ｘ１は、１００［ｍｍ］近傍の値、あるいは板幅方向中央を示す値である。Ｘ２は、１０～２５［ｍｍ］の値である。

【0048】

エッジドロップが大きいと、製品品質を満たさない幅方向端部の切り落とし量が増え、歩留まりが低下する。そのため、製品品質を満たすべく、フィードフォワード制御やフィードバック制御などが行われる。

【0049】

次に、実施の形態１におけるエッジドロップ制御について説明する。

【0050】

（低応答アクチュエータ操作量演算部）
低応答アクチュエータ（ワークロールシフト装置）操作量演算部１２は、ワークロールベンダー装置９（高応答アクチュエータ）を用いないで当該計測されたエッジドロップ量と目標量との差をゼロに近づけるための、上ワークロールシフト装置８Ａ（第１低応答アクチュエータ）の計算操作量Ａ_calcおよび下ワークロールシフト装置８Ｂ（第２低応答アクチュエータ）の計算操作量Ｂ_calcを計算する。

【0051】

具体的には、入側エッジドロップ計１０は、ストリップ２の幅方向両端部（ワークサイドおよびドライブサイド）それぞれのエッジドロップ量を計測する。シフトフィードフォワード制御操作量演算部１２１は、これらのエッジドロップ量に基づいて上ワークロールシフト装置８Ａの計算操作量Ａ_calc_FFおよび下ワークロールシフト装置８Ｂの計算操作量Ｂ_calc_FFを計算する。

【0052】

また、出側エッジドロップ計１１は、ストリップ２の幅方向両端部（ワークサイドおよびドライブサイド）それぞれのエッジドロップ量を計測する。シフトフィードバック制御操作量演算部１２２は、これらのエッジドロップ量に基づいて上ワークロールシフト装置８Ａの計算操作量Ａ_calc_FBおよび下ワークロールシフト装置８Ｂの計算操作量Ｂ_calc_FBを計算する。

【0053】

低応答アクチュエータ操作量演算部１２は、フィードフォワード制御に関する計算操作量Ａ_calc_FFとフィードバック制御に関する計算操作量Ａ_calc_FBとを足し合わせた操作量を、上ワークロールシフト装置８Ａの計算操作量Ａ_calcとして操作量決定部１４へ出力する。

【0054】

また、低応答アクチュエータ操作量演算部１２は、フィードフォワード制御に関する計算操作量Ｂ_calc_FFとフィードバック制御に関する計算操作量Ｂ_calc_FBとを足し合わせた操作量を、下ワークロールシフト装置８Ｂの計算操作量Ｂ_calcとして操作量決定部１４へ出力する。

【0055】

上述したフィードフォワード制御に関する計算操作量およびフィードバック制御に関する計算操作量は、公知のいずれかの手法を用いて計算できる。計算操作量は、前回の制御タイミングにおける操作と今回の制御タイミングにおける操作との変更量である。

【0056】

（高応答アクチュエータ操作量演算部）
高応答アクチュエータ（ワークロールベンダー装置）操作量演算部１３は、ワークロールシフト装置８（低応答アクチュエータ群）を用いないで当該計測されたエッジドロップ量と目標量との差をゼロに近づけるための、ワークロールベンダー装置９（高応答アクチュエータ）の計算操作量Ｃ_calcを計算する。

【0057】

具体的には，入側エッジドロップ計１０は、ストリップ２の幅方向両端部（ワークサイドおよびドライブサイド）それぞれのエッジドロップ量を計測する。ベンダーフィードフォワード制御操作量演算部１３１は、これらのエッジドロップ量の平均値に基づいて、ワークロールベンダー装置９の計算操作量Ｃ_calc_FFを計算する。

【0058】

また、出側エッジドロップ計１１は、ストリップ２の幅方向両端部（ワークサイドおよびドライブサイド）それぞれのエッジドロップ量を計測する。ベンダーフィードバック制御操作量演算部１３２は、これらのエッジドロップ量の平均値に基づいて、ワークロールベンダー装置９の計算操作量Ｃ_calc_FBを計算する。

【0059】

高応答アクチュエータ操作量演算部１３は、フィードフォワード制御に関する計算操作量Ｃ_calc_FFとフィードバック制御に関する計算操作量Ｃ_calc_FBを足し合わせた操作量を、ワークロールベンダー装置９の計算操作量Ｃ_calcとして操作量決定部１４へ出力する。

【0060】

上述したフィードフォワード制御に関する計算操作量およびフィードバック制御に関する計算操作量は、公知のいずれかの手法を用いて計算できる。計算操作量は、前回の制御タイミングにおける操作と今回の制御タイミングにおける操作との変更量である。

【0061】

（操作量決定部）
操作量決定部１４は、低応答アクチュエータ操作量演算部１２から入力した計算操作量と、高応答アクチュエータ操作量演算部１３から入力した計算操作量とに基づいて、各アクチュエータの補正操作量を決定する。

【0062】

上述したように、ワークロールシフト装置８によれば、上ワークロールシフト装置８Ａの動作と下ワークロールシフト装置８Ｂの動作との組み合わせに基づいて、ストリップ２の幅方向端部それぞれのロール間隙に異なる大きさの変更を加えることができる。すなわち、ワークロールシフト装置８は、ストリップ２の幅方向両端部それぞれのエッジドロップを個別に制御できる。

【0063】

一方、ワークロールベンダー装置９は、補正操作量Ｃに基づいてストリップ２の幅方向端部それぞれのロール間隙に同じ大きさの変更を加える。そのため、ワークロールベンダー装置９は、ストリップ２の幅方向両端部それぞれのエッジドロップを個別に制御できない。

【0064】

そのため、エッジドロップを制御するためにワークロールシフト装置８を優先して使用すべきである。しかしながら、ワークロールシフトは応答が遅いため、制御に遅れが生じる恐れがある。

【0065】

そこで、前回の制御タイミングにおける操作と今回の制御タイミングにおける操作との変更量についてリミットを設け、ワークロールシフト装置８に関する計算操作量がリミットの範囲内であればワークロールシフト装置８を積極的に使用することとした。

【0066】

具体的には、計算操作量Ａ_calcおよび計算操作量Ｂ_calcが許容範囲内か否か、を判定条件とする。操作量決定部１４は、判定条件が成立する場合、すなわち、計算操作量Ａ_calcおよび計算操作量Ｂ_calcが許容範囲内の場合に、以下の処理（１）および（２）を実行する。
（１）計算操作量Ａ_calcを補正操作量Ａとして上ワークロールシフト装置８Ａ（第１低応答アクチュエータ）へ出力する。
（２）計算操作量Ｂ_calcを補正操作量Ｂとして下ワークロールシフト装置８Ｂ（第２低応答アクチュエータ）へ出力する。

【0067】

この場合、補正操作量Ｃはゼロであり、ワークロールベンダー装置９（高応答アクチュエータ）によるエッジドロップ制御は行わない。

【0068】

一方、ワークロールシフト装置８に関する計算操作量がリミットの範囲外である場合、ワークロールシフト装置８よりも応答速度が速いワークロールベンダー装置９によるエッジドロップ制御が必要である。そのため、操作量決定部１４は、判定条件が成立しない場合に、後述の処理（３）を実行する。

【0069】

上述したようにワークロールベンダーは幅方向両端部に同じ効果をもたらすため、両端部それぞれでエッジドロップ量が異なる場合、誤差が残る。

【0070】

そこで、図４に例示するように、ワークロールベンダー装置９を計算操作量Ｃ_calcに基づいて動作させたときに残るエッジドロップを減らすように、上ワークロールシフト装置８Ａと下ワークロールシフト装置８Ｂを動作させる。図４は、判定条件が成立しない場合の上ワークロールシフト装置８Ａの補正操作量Ａと、下ワークロールシフト装置８Ｂの補正操作量Ｂを示すグラフである。

【0071】

具体的には、操作量決定部１４は、判定条件が成立しない場合、すなわち、計算操作量Ａ_calcおよび計算操作量Ｂ_calcの少なくとも一方が許容範囲外の場合に、以下の処理（３）～（５）を実行する。
（３）計算操作量Ｃ_calcを補正操作量Ｃとしてワークロールベンダー装置９（高応答アクチュエータ）へ出力する。
（４）計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量と計算操作量Ａ_calcとの差を補正操作量Ａとして上ワークロールシフト装置８Ａ（第１低応答アクチュエータ）へ出力する。
（５）計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量と計算操作量Ｂ_calcとの差を補正操作量Ｂとして下ワークロールシフト装置８Ｂ（第２低応答アクチュエータ）へ出力する。

【0072】

ここで、計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量とは、ワークロールベンダー装置９を計算操作量Ｃ_calcで動作させたときに変化するエッジドロップ量に相当するワークロールシフト装置８の操作量である。計算操作量Ｃ_calcに相当する相当量は、次式（２）で表される。

【0073】

【数2】

【0074】

ここで、
ΔＬ ： ワークフローシフト変更量［ｍｍ］
∂Ｌ／∂Ｆ_Ｂ ： 変換係数［ｍｍ／ｋＮ］
ΔＦ_Ｂ ： ワークロールベンダー変更量［ｋＮ］

【0075】

実験またはシミュレーションにより、ワークロールシフト変更量とワークベンダー変更量の関係が決定される。この関係に基づく変換係数を後述する図７のメモリ８２に記憶しておく。あるいは、変換係数は被圧延材ごとに被圧延材の情報や各アクチュエータの設定値等を決定する上位コンピュータから送信されてもよい。

【0076】

式２により演算されたΔＬと計算操作量Ａ_calcとの差を、今回の制御タイミングでの上ワークロールシフト装置８Ａの補正操作量Ａとする。同様に、ΔＬと計算操作量Ｂ_calcとの差を、今回の制御タイミングでの下ワークロールシフト装置８Ｂの補正操作量Ｂとする。

【0077】

以上説明したように、本実施形態に係るエッジドロップ制御装置によれば、エッジドロップの変化が大きい場合においても、制御の遅れを少なくしつつ、適切にエッジドロップを制御できる。そのため、ストリップ２の全長に亘ってエッジドロップを低減できる。その結果、幅方向端部の切り落とし量を削減することができ、歩留まりが向上する。

【0078】

＜変形例＞
ところで、上述した実施の形態１のシステムにおいては、ワークロールシフトに関する計算操作量Ａ_calcおよび計算操作量Ｂ_calcが許容範囲内であるか否か、を判定条件とした。しかしながら、判定条件はこれに限定されるものではない。ワークロールシフト装置の操作量が大きくなるのは、圧延速度が変化するときであることが多い。圧延速度が変化すると、張力や荷重など圧延状況が変わり、エッジドロップに影響を及ぼすためである。
そこで、圧延速度が一定であるか否かを判定条件としてもよい。

【0079】

一例として、エッジドロップ制御装置は、圧延スタンドに関する圧延速度を計測する圧延速度計１５を備える。計測された圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内であるか否か、を判定条件とする。操作量決定部１４は、判定条件が成立する場合、すなわち、計測された圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合に、上述した処理（１）および（２）を実行する。また、操作量決定部１４は、判定条件が成立しない場合、すなわち、計測された圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲外である場合に、上述した処理（３）～（５）を実行する。

【0080】

別の例として、圧延スタンドに入力される圧延速度指令値を用いても良い。すなわち、圧延スタンドを制御するための圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が許容範囲内であるか否か、を判定条件とする。操作量決定部１４は、判定条件が成立する場合、すなわち、圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が許容範囲内である場合に、上述した処理（１）および（２）を実行する。また、操作量決定部１４は、判定条件が成立しない場合、すなわち、圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が許容範囲外である場合に、上述した処理（３）～（５）を実行する。

【0081】

このような構成によれば、圧延速度の変化の影響でエッジドロップの変化が大きい場合でも、効果的にエッジドロップを制御できる。

【0082】

なお，ワークロールベンダーの動作はエッジドロップだけでなく、ストリップ２の形状にも影響を与える。形状不良をおこさないように、エッジドロップ制御のためのワークロールベンダー装置９の操作範囲に制約を設けてもよい。

【0083】

また、上述した実施の形態１のシステムは、入側エッジドロップ計１０と出側エッジドロップ計１１の２つを備えているが、一方のみであってもよい。また、実施の形態１のシステムは、スタンド間にエッジドロップ計を備えてもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

【0084】

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、圧延スタンドの構成を６Ｈｉ構成とした。しかしながら、圧延スタンドの構成はこれに限定されるものではない。上ワークロール４Ａと下ワークロール４Ｂのみの２Ｈｉ構成や、上下ワークロールを上下バックアップロールで挟んで支える４Ｈｉ構成などにも適用可能である。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

【0085】

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、エッジドロップを制御するアクチュエータとしてワークロールシフトとワークロールベンダーを用いて説明した。しかしながら、エッジドロップを制御するアクチュエータはこれに限定されるものではない。第１低応答アクチュエータとして、上中間ロール５Ａをロール軸方向にシフトさせる中間ロールシフト装置、第２低応答アクチュエータとして、下中間ロール５Ｂをロール軸方向にシフトさせる下中間ロールシフト装置を用いてもよい。また、高応答アクチュエータとして、各中間ロールの軸両端にベンディング力を付与する中間ロールベンダー装置を用いてもよい。また、高応答アクチュエータとして、上ワークロール４Ａ（または上中間ロール５Ａ）および下ワークロール４Ｂ（または下中間ロール５Ｂ）のロール軸を互いにクロスさせてロール間の間隔を調整可能なロールクロス装置を用いてもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

【0086】

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、第１圧延スタンド３１にエッジドロップ制御を適用しているが、他の圧延スタンドに適用してもよい。また、複数の圧延スタンドに適用してもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

【0087】

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、入側エッジドロップ計１０は必ずしも第１圧延スタンド３１の直近にある必要はなく、入側に付帯する設備の上流にあっても構わない。この場合、計測されたエッジドロップ量は、計測されたストリップ２の当該箇所が、第１圧延スタンド３１の入側に到達するまでに、各アクチュエータ操作量演算部へ送信されればよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

【0088】

また、上述した実施の形態１のシステムにおいては、圧延はバッチ圧延でも連続圧延でもよい。また、エッジドロップ制御装置は、複数圧延スタンドからなるタンデム圧延機だけでなく、シングル圧延機にも適用可能である。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。

【0089】

実施の形態２．
＜全体構成＞
次に、図５、図６を参照して本発明の実施の形態２について説明する。

【0090】

図５は、本発明の実施の形態２に係る圧延システムが備えるエッジドロップ制御装置の全体構成を示すブロック図である。実施の形態２に係るエッジドロップ制御装置は、高応答アクチュエータ操作量演算部１３、圧延速度計１５以外の構成については実施の形態１と同様である。そのため、主に実施の形態１と相違する構成について説明する。

【0091】

圧延速度計１５は、少なくとも１つの圧延スタンドの圧延速度を計測する。図５の例では、圧延速度計１５は、第５圧延スタンド３５のロール回転速度を計測する。

【0092】

高応答アクチュエータ操作量演算部１３は、低応答アクチュエータ群を用いないで当該計測されたエッジドロップ量と目標量との差をゼロに近づけるための、高応答アクチュエータの計算操作量Ｃ_calcを計算する。実施の形態２では、計算操作量Ｃ_calcの演算方法が実施の形態１と異なる。

【0093】

後述する図７のメモリ８２は、圧延スタンドの圧延速度と、ワークロールベンダー装置９（高応答アクチュエータ）の規定操作量Ｃ_regとの関係を定めた制御マップを予め記憶する。

【0094】

ここで、規定操作量Ｃ_regは、ストリップ２のエッジドロップ量を変化させないワークロールベンダー装置９の操作量である。実験またはシミュレーションにより、圧延速度とワークロールベンダー装置９の規定操作量Ｃ_regとの関係が決定される。この関係を制御マップとしてメモリ８２に記憶しておく。あるいは、圧延速度とワークロールベンダー装置９の規定操作量Ｃ_regとの関係は、被圧延材ごとに被圧延材の情報や各アクチュエータの設定値等を決定する上位コンピュータから送信されてもよい。

【0095】

図６は、本発明の実施の形態２に係る圧延システムが備えるエッジドロップ制御装置の制御マップである。例えば、図６に示すように、圧延速度が高いほどワークロールベンダー装置９の規定操作量Ｃ_regは大きい。

【0096】

ベンダー操作量演算部１３３は、圧延速度計１５により計測された圧延速度にあわせてワークロールベンダー装置９の今回の制御タイミングでの操作量を演算する。具体的には、ベンダー操作量演算部１３３は、圧延速度計１５により計測された圧延速度に対応する規定操作量Ｃ_regを制御マップから取得し、前回取得値との差を計算操作量Ｃ_calcとして操作量決定部１４へ出力する。

【0097】

実施の形態１と同様に、ストリップ２の形状への影響を考慮し、形状不良をおこさないように、エッジドロップ制御のためのワークロールベンダー装置９の操作範囲に制約を設けてもよい。

【0098】

実施の形態２においては、計測された圧延速度の単位時間あたりの変更量が許容範囲内であるか否か、を判定条件とする。操作量決定部１４は、実施の形態１と同様に判定条件が成立する場合、上述した処理（１）と（２）を実行する。また、操作量決定部１４は、判定条件が成立しない場合、上述した処理（１）と（２）に加えて処理（３）を実行する。

【0099】

以上説明したように、本実施形態に係るエッジドロップ制御装置によれば、圧延速度にあわせた操作量を前もって演算し、出力することができるので、圧延速度が変化しても安定したエッジドロップ制御が可能となる。

【0100】

＜変形例＞
ところで、上述した実施の形態２のシステムにおいては、圧延速度が一定であるか否かを判定条件としている。具体例として、判定条件に圧延速度計１５により計測された圧延速度を用いたが、これに限定されるものではない。判定条件に圧延スタンドに入力される圧延速度指令値を用いても良い。すなわち、圧延スタンドを制御するための圧延速度指令値の単位時間あたりの変更量が許容範囲内であるか否か、を判定条件とする。ベンダー操作量演算部１３３は、圧延速度指令値に対応する規定操作量Ｃ_regを制御マップから取得し、前回取得値との差を計算操作量Ｃ_calcとして操作量決定部１４へ出力する。操作量決定部１４は、判定条件が成立する場合、上述した処理（１）と（２）を実行する。また、操作量決定部１４は、判定条件が成立しない場合、上述した処理（１）と（２）に加えて処理（３）を実行する。

【0101】

＜ハードウェア構成例＞
図７は、各実施の形態におけるエッジドロップ制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。装置内の各部（低応答アクチュエータ操作量演算部１２、高応答アクチュエータ操作量演算部１３、操作量決定部１４）は機能の一部を示し、各機能は処理回路により実現される。一態様として、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ８１と少なくとも１つのメモリ８２とを備える。他の態様として、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア８３を備える。

【0102】

処理回路がプロセッサ８１とメモリ８２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ８２に格納される。プロセッサ８１は、メモリ８２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

【0103】

処理回路が専用のハードウェア８３を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路で実現される。

【0104】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0105】

１ タンデム冷間圧延機
２ ストリップ
４Ａ 上ワークロール
４Ｂ 下ワークロール
５Ａ 上中間ロール
５Ｂ 下中間ロール
６Ａ 上バックアップロール
６Ｂ 下バックアップロール
７ 矢印
８ ワークロールシフト装置
８Ａ 上ワークロールシフト装置
８Ｂ 下ワークロールシフト装置
９ ワークロールベンダー装置
１０ 入側エッジドロップ計
１１ 出側エッジドロップ計
１２ 低応答アクチュエータ操作量演算部
１３ 高応答アクチュエータ操作量演算部
１４ 操作量決定部
１５ 圧延速度計
３１ 第１圧延スタンド
３２ 第２圧延スタンド
３３ 第３圧延スタンド
３４ 第４圧延スタンド
３５ 第５圧延スタンド
８１ プロセッサ
８２ メモリ
８３ ハードウェア
１２１ シフトフィードフォワード制御操作量演算部
１２２ シフトフィードバック制御操作量演算部
１３１ ベンダーフィードフォワード制御操作量演算部
１３２ ベンダーフィードバック制御操作量演算部
１３３ ベンダー操作量演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】