特許 7337472 ワークロールの表面の損傷低減方法、制御装置、及び圧延装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-25

(45)【発行日】2023-09-04

(54)【発明の名称】ワークロールの表面の損傷低減方法、制御装置、及び圧延装置

(51)【国際特許分類】

   B21B 37/72 20060101AFI20230828BHJP

   B21B 1/26 20060101ALI20230828BHJP

【ＦＩ】

B21B37/72

B21B1/26 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023078351

(22)【出願日】2023-05-11

【審査請求日】2023-05-11

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】314017543

【氏名又は名称】Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】望月 智俊

(72)【発明者】

【氏名】フーセンス ジェラルド ヨーハン カタリネス ヘンドリック

【審査官】池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】韓国登録特許第１０－１５６８５９５（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開昭６３－０５６３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２６７０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２２２２２０５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｂ ３７／００－３７／７８

Ｂ２１Ｂ １／００－１／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の圧延スタンドで圧延される圧延材によるワークロールの表面の損傷を低減する方法であって、
前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、
圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更ステップと、
前記運転制御変更ステップを実行している前記圧延スタンドのワークロールギャップを開くギャップ開放ステップと、を有し、
前記ギャップ開放ステップを、複数の前記圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機のモータのモータトルクを一定に保つ制御を実行しながら実行し、
前記運転制御変更ステップでは、前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られた箇所の１つ上流側の前記圧延スタンドと、その下流側の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する
損傷低減方法。

【請求項2】

複数の圧延スタンドで圧延される圧延材によるワークロールの表面の損傷を低減する方法であって、
前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、
圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更ステップと、
前記運転制御変更ステップを実行している前記圧延スタンドのワークロールギャップを開くギャップ開放ステップと、を有し、
前記ギャップ開放ステップを、複数の前記圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機のモータのモータトルクを一定に保つ制御を実行しながら実行し、
前記運転制御変更ステップでは、前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られたら、全ての前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する
損傷低減方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の損傷低減方法において、
前記運転制御変更ステップをまず実行し、次に前記ギャップ開放ステップを実行する２つのステップを、複数の前記圧延スタンドのうち最も下流側の前記圧延スタンドから上流側に向かって順に実行する
損傷低減方法。

【請求項4】

請求項１または２に記載の損傷低減方法において、
前記ギャップ開放ステップでは、前記巻取機のモータのモータトルク設定値を、前記ワークロールギャップのギャップ開放比率を考慮して変更し、前記巻取機が前記圧延材に掛けるライントータル張力を上げることで、前記圧延材に掛かるユニット張力の変動幅を抑える
損傷低減方法。

【請求項5】

請求項１または２に記載の損傷低減方法において、
複数の前記圧延スタンドは、複数の粗圧延スタンド及び複数の仕上圧延スタンドを備え、
前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報を、前記圧延材が複数の前記仕上圧延スタンド内で得られた画像情報とする
損傷低減方法。

【請求項6】

請求項１または２に記載の損傷低減方法において、
複数の前記圧延スタンドは、複数の粗圧延スタンド及び複数の仕上圧延スタンドを備え、
前記ギャップ開放ステップを、前記圧延材の尾端部が複数の前記粗圧延スタンドの最下流側に位置する粗圧延スタンドを通過した後で、前記尾端部が複数の前記仕上圧延スタンドのみで圧延が行われる間に実行する
損傷低減方法。

【請求項7】

複数の圧延スタンドで圧延される圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更部と、
前記情報に基づき、前記圧延機モータトルクを０に制御する運転制御を実行している前記圧延スタンドのワークロールギャップを開くとともに複数の前記圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機のモータのモータトルクを一定に保つギャップ開放部と、を備え、
前記運転制御変更部は、前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られた箇所の１つ上流側の前記圧延スタンドと、その下流側の前記圧延スタンドの前記圧延機モータトルクを０に制御する
制御装置。

【請求項8】

複数の圧延スタンドで圧延される圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更部と、
前記情報に基づき、前記圧延機モータトルクを０に制御する運転制御を実行している前記圧延スタンドのワークロールギャップを開くとともに複数の前記圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機のモータのモータトルクを一定に保つギャップ開放部と、を備え、
前記運転制御変更部は、前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られたら、全ての前記圧延スタンドの前記圧延機モータトルクを０に制御する
制御装置。

【請求項9】

請求項７または８に記載の制御装置を備えた圧延装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークロールの表面の損傷低減方法、制御装置、及び圧延装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数のスタンドを有する熱間仕上圧延機によって被圧延材を仕上圧延する際に、複数のスタンドのうちの最終スタンド又は最終スタンドを含む連続した複数スタンドの圧下位置を開放して被圧延材の長手方向尾端部を通板させる、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－１０５００５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般に、熱延鋼帯の熱間仕上連続圧延では、圧延材の尾端が直前のスタンドを通過して圧延方向での張力から解放されると、尾端の搬送が不安定になり、しわやよじれがある状態で圧延される板の絞り込みが生じることがある。

【0005】

例えば特許文献１には、最終スタンドから上流スタンドの順に圧下位置を順次開放して圧延材の長手方向尾端部を通板させることで、尾端部が複数スタンドで圧延されないために圧延に伴う絞りを防止できる、と記載されている。しかし、この従来技術によっても板絞り込みを完全に防止することは難しい。

【0006】

ここで、絞りが発生した場合には、ワークロールに疵がつくことがしばしばあるため、絞りが発生した場合はワークロールの点検、手入れ、又は交換が必要となり、生産ラインの停止を余儀なくされ、稼動率の低下を招いてしまう。又、ワークロール疵が発見されないままで、あるいはワークロール疵の手入れが不十分のままで圧延を続けると、表面に疵のついた不良製品を大量に作り出してしまうことになる。

【0007】

そこで、絞りが発生したとしてもワークロールの損傷を更に減らすための手法の開発が待たれている。

【0008】

本発明は、板絞り込みが発生したときのワークロールの表面の損傷を従来に比べて減らすことが可能なワークロールの表面の損傷低減方法、制御装置、及び圧延装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の圧延スタンドで圧延される圧延材によるワークロールの表面の損傷を低減する方法であって、前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更ステップと、前記運転制御変更ステップを実行している前記圧延スタンドのワークロールギャップを開くギャップ開放ステップと、を有し、前記ギャップ開放ステップを、複数の前記圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機のモータのモータトルクを一定に保つ制御を実行しながら実行し、前記運転制御変更ステップでは、前記圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られた箇所の１つ上流側の前記圧延スタンドと、その下流側の前記圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、板絞り込みが発生したところの圧延を回避するため、ワークロールの表面の損傷を従来に比べて減らすことができる。上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例の制御装置とそれを備えた圧延設備の構成を示す概略図。

【図2】圧延設備におけるＦ６スタンド及びＦ７スタンドの入側及び出側、また巻取機手前での被圧延材に対して成立する関係を説明する図。

【図3】圧延設備におけるＦ７スタンドのワークロールギャップを開放した際のＦ７スタンド出側の板厚が初期板厚Ｔ７_０からＦ６スタンド出側での板厚Ｔ６まで変化する時の巻取速度Ｖｃの変化の様子を示す図。

【図4】圧延設備におけるＦ７スタンドのワークロールギャップを開放した際のＦ７スタンドの出側板厚が初期板厚Ｔ７_０からＦ６スタンド出側での板厚Ｔ６まで変化する時のＦ７スタンドの出側板速度Ｖ７の変化の様子を示す図。

【図5】実施例の制御装置における制御フローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明のワークロールの表面の損傷低減方法、制御装置、及び圧延装置の実施例について図１乃至図５を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【0013】

なお、本発明における圧延の対象材料の圧延材は、一般に圧延が可能な金属材料の帯板であり、その種類は特に限定されず、鋼板に加えて、アルミや銅などの非鉄材料とすることができる。

【0014】

最初に、制御装置を含めた圧延設備の全体構成について図１を用いて説明する。図１は本実施例の制御装置とそれを備えた圧延設備の構成を示す概略図である。

【0015】

図１に示した圧延設備２００は被圧延材１を圧延するための設備であって、粗圧延スタンド２，３、仕上圧延スタンドである計７つのＦ１スタンド１０、Ｆ２スタンド２０、Ｆ３スタンド３０、Ｆ４スタンド４０、Ｆ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０、Ｆ７スタンド７０、カメラ８１，８２，８３，８４、張力制御用のルーパー１２０、画像処理計算機９０、表示装置９５、巻取機１１０等を備えている。

【0016】

なお、圧延設備２００については、図１に示すような９つの圧延スタンドが設けられている形態に限られず、最低１スタンド以上であればよい。

【0017】

粗圧延スタンド２，３や、Ｆ１スタンド１０、Ｆ２スタンド２０、Ｆ３スタンド３０、Ｆ４スタンド４０、Ｆ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０、Ｆ７スタンド７０の各々は、上ワークロールおよび下ワークロール、これら上ワークロールおよび下ワークロールにそれぞれ接触することで支持する上バックアップロール、下バックアップロール、上バックアップロールの上部に設けられた圧下シリンダ１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１等を備えている圧延機である。

【0018】

なお、各々のスタンドは、各々の上下ワークロールと各々の上下バックアップロールとの間に、更に上下中間ロールを各々設けた６段の構成とすることができる。圧延機のロール構成は、上述の形態に限られず、最低上下ワークロールがあればよい。

【0019】

ルーパー１２０はライン張力制御用のロールである。このロールは、その回転軸を被圧延材１の幅方向に延びるようにして設置されており、被圧延材１を鉛直方向の上方に上げたり、下方に下げたりすることでライン張力を変更できるよう、Ｆ１スタンド１０とＦ２スタンド２０との間、Ｆ２スタンド２０とＦ３スタンド３０との間、Ｆ３スタンド３０とＦ４スタンド４０との間、Ｆ４スタンド４０とＦ５スタンド５０との間、Ｆ５スタンド５０とＦ６スタンド６０との間、Ｆ６スタンド６０とＦ７スタンド７０との間、にそれぞれ設けられている。なお、ルーパー１２０は、板幅方向の張力分布を検出する板形状計の機能を合わせて備えるものとできる。

【0020】

カメラ８１はＦ４スタンド４０の出側かつＦ５スタンド５０の入側の被圧延材１を含む画像を撮像することが可能な位置に、カメラ８２はＦ５スタンド５０の出側かつＦ６スタンド６０の入側の被圧延材１を含む画像を撮像することが可能な位置に、カメラ８３はＦ６スタンド６０の出側かつＦ７スタンド７０の入側の被圧延材１を含む画像を撮像することが可能な位置に、カメラ８４はＦ７スタンド７０の出側のうち被圧延材１を含む画像を撮像することが可能な位置に、それぞれ設けられており、例えば、被圧延材１の真上、あるいは斜め上方から被圧延材１を含む画像を、例えば０．１秒より短い間隔で、好適には動画形式で撮像する。カメラ８１、８２，８３，８４により撮像された画像のデータは、通信線８５を介して画像処理計算機９０に送信される。

【0021】

なお、カメラが上記の４か所に設けられている場合について説明するが、カメラは最低１カ所に設けられていればよく、１個、あるいは２個以上とすることができ、すべてのスタンドの間や、圧延設備２００の入側に設けてもよい。

【0022】

巻取機１１０は、Ｆ７スタンド７０を出た被圧延材１を巻き取るための装置であり、モータ（図示省略）により駆動される。

【0023】

画像処理計算機９０は、ワークロールギャップの緊急開放制御を実行するための装置であり、圧延設備２００内の各機器の動作の指令を行うコンピュータなどの制御機器で構成される制御装置であり、また、カメラ８１，８２，８３，８４により撮像された画像から被圧延材１の圧延異常としての板絞り込みの有無を検出する部分である。この画像処理計算機９０の機能として、画像処理部９１、巻取機運転制御変更部９２、運転制御変更部９３及びギャップ開放部９４を有する。

【0024】

画像処理部９１は、カメラ８１，８２，８３，８４により撮像された画像から被圧延材１の圧延異常としての板絞り込みの有無を検出する部分である。例えば、圧延異常としての被圧延材１の尾端部での板絞り込みの有無を検出する部分である。なお、板絞り込みの有無を検出する部分は尾端部に限られず、被圧延材１のあらゆる箇所が対象である。この画像処理部９１における板絞り込みの有無の検出手法については特に限定は無く、公知の手法を採用可能であり、また、オペレータが目視で板絞り込みを検出した場合は、特定のスイッチをオンにするなどして、画像処理部９１に板絞り込み検出の信号を送っても良い。

【0025】

本実施例では、被圧延材１の板絞り込み、例えば被圧延材１の尾端部に板絞り込みが生じたことを示す情報を、複数の仕上圧延スタンド１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０内のカメラ８１，８２，８３で得られた画像情報としているが、それ以外の箇所に設置されたカメラによって得られる情報とすることや、他の様々な板絞り込みの検出手法により得られる情報とすることができる。

【0026】

巻取機運転制御変更部９２は、後述するギャップ開放部９４による制御を実行する際に、複数の圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機１１０のモータトルクを一定に保つ制御を実行する部分である。この巻取機運転制御変更部９２が、好適にはギャップ開放ステップでの巻取機運転制御を変更する実行主体となる。

【0027】

また、巻取機運転制御変更部９２は、巻取機１１０のモータのモータトルク設定値を、ワークロールギャップのギャップ開放比率を考慮して変更し、巻取機１１０が被圧延材１に掛けるライントータル張力を上げることができる。

【0028】

運転制御変更部９３は、複数の圧延スタンドで圧延される被圧延材１に板絞り込み、例えば被圧延材１の尾端部に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する部分である。この運転制御変更部９３が、好適には運転制御変更ステップの実行主体となる。

【0029】

具体的には、ワークロール駆動の圧延スタンドであれば、ワークロールを回転駆動させるモータのモータトルクを０に制御し、６段の圧延機で中間ロール駆動の圧延スタンドであれば、中間ロールを回転駆動させるモータのモータトルクを０に制御する。

【0030】

この圧延機の駆動モータのモータトルクを「０」に制御する、とは、トルクを「０」丁度になるように制御し続けるものである。これは、被圧延材１に駆動モータが回されてしまうと、モータトルクがマイナスになり、モータがブレーキになるケースが生じてしまう虞があるためであり、制御を開始してからは、動いている被圧延材１の速度の通りにワークロールを回転させ、圧延機前後の被圧延材１のマスフロー一定条件を満たすための処置である。圧延機の駆動モータトルクの「０」制御は、後述するギャップ開放ステップにおけるワークロールギャップを開く制御の間も継続して行われる。

【0031】

ここで、運転制御変更部９３は、被圧延材１に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られた箇所の１つ上流側の圧延スタンドと、その下流側の圧延スタンド（カメラ８１で得られた情報に基づく場合はＦ４スタンド４０、Ｆ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０、カメラ８２で得られた情報に基づく場合はＦ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０、カメラ８３で得られた情報に基づく場合はＦ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０）の圧延機モータトルクを０とする制御を実行するものとできるが、被圧延材１に板絞り込みが生じたことを示す情報が得られたら、全ての仕上圧延スタンド（Ｆ１スタンド１０、Ｆ２スタンド２０、Ｆ３スタンド３０、Ｆ４スタンド４０、Ｆ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０）の圧延機モータトルクを０とする制御を実行するものとしてもよい。

【0032】

ギャップ開放部９４は、尾端部を始めとして被圧延材１に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、運転制御変更部９３による制御を実行している圧延スタンドのワークロールギャップを開く部分である。具体的には、圧下シリンダ１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１によるワークロールの圧下を停止する制御を実行する。このギャップ開放部９４が、好適にはギャップ開放ステップの実行主体となる。

【0033】

なお、運転制御変更部９３とギャップ開放部９４は、早くても被圧延材１の尾端が粗圧延の最下流側に位置する粗圧延スタンド３を通過した後で、被圧延材１の尾端部が仕上圧延スタンドのみで圧延が行われる時に、仕上圧延スタンドのワークロールギャップの緊急開放制御を実施することが望ましい。

【0034】

画像処理計算機９０は、上述した、運転制御変更部９３による圧延機モータトルクを０とする制御をまず実行し、次に及びギャップ開放部９４によるギャップ開放制御という２つの制御を、複数の圧延スタンドのうち最も下流側の圧延スタンドから上流側に向かって順に実行する。

【0035】

表示装置９５は、ディスプレイなどの表示機器や警報機などの音響機器であり、例えばオペレータに対して画像処理計算機９０において板絞り込み発生と判断されたときに板絞り込みの発生やその対処作業について伝えるための装置である。このため、表示装置９５としては、ディスプレイが用いられることが多い。

【0036】

次に、本発明における処理の具体例について図２以降を用いて説明する。

【0037】

図２は圧延設備におけるＦ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０の入側及び出側、また巻取機手前での被圧延材に対して成立する関係を説明する図、図３は圧延設備におけるＦ７スタンド７０のワークロールギャップを開放した際のＦ７スタンド７０出側の板厚が初期板厚Ｔ７_０からＦ６スタンド６０出側での板厚Ｔ６まで変化した時の巻取速度Ｖｃの変化の様子を示す図、図４は圧延設備におけるＦ７スタンド７０のワークロールギャップを開放した際のＦ７スタンド７０の出側板厚が初期板厚Ｔ７_０からＦ６スタンド６０出側での板厚Ｔ６まで変化した時のＦ７スタンド７０の出側板速度Ｖ７の変化の様子を示す図である。

【0038】

タンデム圧延機の場合、板絞り込みが発生すると、その圧延機スタンドとその後段のスタンドのワークロール表面に損傷が生じ、ワークロールの交換をしなくてはならない事態になることがある。

【0039】

圧延中に発生する板絞り込みを検知できれば、その検知の直後に板絞り込みが発生したスタンド及びその後段のスタンドのワークロールギャップを開放してワークロール表面の損傷を回避することが可能となる。ワークロール表面の損傷が回避できれば、ロール交換を行う必要がなくなり、その圧延ラインの生産性向上に寄与することとなる。

【0040】

例として図１のような仕上圧延機が７スタンドのタンデム圧延機を考える。板厚Ｔ、板幅Ｗ、板速度Ｖと記述すると、この時、図２に示す条件であれば、圧延機で圧延されている被圧延材１は、マスフロー一定の条件から、Ｆ６スタンド６０出側での板厚Ｔ６、板幅Ｗ６、板速度Ｖ６、Ｆ７スタンド７０出側での板厚Ｔ７、板幅Ｗ７、板速度Ｖ７、巻取機１１０位置での板厚Ｔｃ、板幅Ｗｃ、板速度Ｖｃ（巻取速度）の関係は、次の（１）式のように記述できる。

【0041】

Ｔ６・Ｗ６・Ｖ６＝Ｔ７・Ｗ７・Ｖ７＝Ｔｃ・Ｗｃ・Ｖｃ＝Ａ（Ａ：特定の値） … （１）
ここで、板幅Ｗ６，Ｗ７，Ｗｃは各スタンドでの圧延によりほとんど変化しないとすると、Ｗ６＝Ｗ７＝Ｗｃとなり、（１）式は、次の（２）式のように記述できる。

【0042】

Ｔ６・Ｖ６＝Ｔ７・Ｖ７＝Ｔｃ・Ｖｃ＝Ｂ（Ｂ：特定の値） … （２）
従って、巻取機１１０位置での板厚Ｔｃは、巻取機１１０位置での板の巻取速度Ｖｃに対して、次の（３）式のように記述できる。

【0043】

Ｔｃ＝Ｂ／Ｖｃ … （３）
ここで、巻取機１１０では、被圧延材１に張力をかけてコイル状に巻き取っているので、被圧延材１に若干の弾性変形が生じている。すなわち、Ｆ７スタンド７０出側の板厚Ｔ７と巻取機１１０位置での板厚Ｔｃの弾性変形分の板厚差ΔＴがあるとすると、以下の（４）式のように表される。

【0044】

Ｔ７－Ｔｃ＝ΔＴ … （４）
被圧延材１の張力による板厚の弾性変形の対する弾性係数をｋとし、巻取機１１０の被圧延材１に対する引張り張力をＦとすると、次の（５）式の関係が成り立つ。

【0045】

Ｆ＝ｋ・ΔＴ … （５）
ここで、（５）式を（４）式に代入して、ΔＴを消去すると、以下の（６）式のように表される。

【0046】

Ｔ７－Ｔｃ＝Ｆ／ｋ … （６）
上記（６）式に（３）式を代入して、Ｔｃを消去すると、以下の（７）式のように表される。

【0047】

Ｔ７－Ｂ／Ｖｃ＝Ｆ／ｋ … （７）
次いで、ワークロールギャップを開放した場合の巻取機１１０での速度について検討する。

【0048】

ワークロールギャップの開放では、下流側に圧延機スタンドが存在しない、最下流に位置するＦ７スタンド７０のワークロールギャップの開放を行うとする。この場合、Ｆ７スタンド７０出側の板厚Ｔ７は、初期値Ｔ７_０からＦ６スタンド６０の出側の板厚Ｔ６まで変化することになる。つまり、Ｆ７スタンド７０出側の板厚Ｔ７は、ワークロールギャップの開放に伴い厚くなり、Ｔ７_０からＴ６まで変化する。

【0049】

この時、巻取機１１０は、マスフロー一定の条件、及び、板切れや板の緩みを起こさせないために、巻取機１１０の被圧延材１に対する引張り張力Ｆを一定に保ちながら、Ｆ７スタンド７０出側の板厚Ｔ７の変化に追随させて、巻取機１１０の位置での巻取速度Ｖｃを変化させなくてはならない。

【0050】

ここで、Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップの開放では、巻取機１１０の被圧延材１に対する引張り張力Ｆを一定に保つようにしなくてはならないので、上記（７）式は以下の（８）式のように記述できる。

【0051】

Ｔ７－Ｂ／Ｖｃ＝Ｅ（Ｅ＝Ｆ／ｋ：一定値） … （８）
上記（８）式を巻取速度Ｖｃについて表記しなおすと、以下の（９）式のようになる。

【0052】

Ｖｃ＝Ｂ／（Ｔ７－Ｅ） … （９）
Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップを開放して、Ｆ７スタンド７０出側の板厚Ｔ７が初期値Ｔ７_０からＴ６まで変化させた時の巻取速度Ｖｃは、上記（９）式から、図３のようなグラフになる。

【0053】

Ｆ７スタンド７０の出側板速度Ｖ７は、（２）式から、次の（１０）式のように記述できる。

【0054】

Ｖ７＝Ｂ／Ｔ７ … （１０）
したがって、Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップを開放して、Ｆ７スタンド７０の出側板厚Ｔ７が初期値Ｔ７_０からＴ６まで変化する時のＦ７スタンド７０の出側板速度Ｖ７は、上記（１０）式から、図４のグラフのように、初期値Ｖ７_０からＦ６スタンド６０の出側の板速度Ｖ６まで変化する。

【0055】

Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップを開放する過程で、Ｆ７スタンド７０出側の板厚がＴ７_０からＴ６まで変化すると、マスフロー一定の条件から、上記図４のＶ７の板速度の変更が必要となる。この場合、Ｆ７スタンド７０の圧延機モータトルクを０に制御することにより、Ｆ７スタンド７０はアイドリング圧延となり、図４のＶ７速度変化を自動で実現することができる。

【0056】

次いで、巻取機１１０の巻取制御について考える。

【0057】

Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップを開放した場合、Ｆ７スタンド７０出側板厚Ｔ７の変化に追随して、上記の図３に記載のような巻取機１１０の速度Ｖｃを実現しなくてはならない。

【0058】

まず、巻取機１１０が巻取速度Ｖｃを一定とする制御で運転されている場合を考える。この場合、上記（８）式に則って、Ｅ（Ｅ＝Ｆ／ｋ）が一定値を保つように、Ｆ７スタンド７０出側板厚Ｔ７の変化に合わせ、Ｖｃを調整する。この場合は、Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップの変化（Ｔ７変化）を検出し、リアルタイムで巻取機１１０の速度Ｖｃの制御を行って、図３の関係を実現させなくてはならない。

【0059】

次いで、巻取機１１０がモータトルク一定制御、すなわち、巻取機１１０の被圧延材１に対する引張り張力Ｆ（ライントータル張力）を一定とする制御で運転されている場合を考える。この場合、巻取機１１０の被圧延材１に対する引張り張力Ｆは一定に制御されているので、上記（９）式のＥ（Ｅ＝Ｆ／ｋ）は、常に一定である。したがって、Ｆ７スタンド７０出側板厚Ｔ７の変化により、（９）式に従って、巻取機１１０の速度Ｖｃは自動的に、図３の関係に従うこととなる。

【0060】

なお、上記の２つのケースで注意しなくてはならないことは、両者とも被圧延材１に対する引張り張力Ｆを一定に保つようにしているが、Ｆ７スタンド７０出側板厚はＴ７_０からＴ６に変化するため、被圧延材１の単位面積当たりのユニット張力は、板厚がＴ６になった際、Ｔ７_０／Ｔ６の比率で減少することになる。したがって、ユニット張力を一定に保つ場合は、伴にＦ７スタンド７０のワークロールギャップの変化（Ｔ７変化）を検出し、Ｔ７の変化に追随して、巻取機１１０のモータトルクの設定値の比率を１からＴ６／Ｔ７_０まで増加、好適には連続的に増加させることが好ましい。なお、Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップの開放中に、連続的に増加させる形態に限られず、Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップの開放後に、１度にＴ６／Ｔ７_０まで増加させる形態や、Ｆ７スタンド７０のワークロールギャップの開放中または開放後に、２段階以上に分けてステップ状にＴ６／Ｔ７_０まで増加させる形態とすることができる。

【0061】

上記の巻取機１１０の巻取制御については、巻取機１１０のモータトルクを一定とする制御の場合は、ユニット張力は若干低下するが、ユニット張力の一定制御ができていなくても、常にライントータル張力はプラスの値になっているため、板切れや板の緩みの発生リスクは、ほとんどない。これに対し、巻取速度Ｖｃを一定とする制御では、（８）式を常に満足させる必要があることからＦ７スタンド７０のワークロールギャップの変化（Ｔ７変化）の検出信号のタイムラグなどによる制御不良が発生する可能性が考えられ、巻取機１１０のモータトルクを一定とする制御に比べて板切れや板の緩みの発生リスクが大きいと考えられることから、巻取機１１０の巻取制御は巻取機１１０のモータトルク一定制御とすることが望ましい。

【0062】

そこで、画像処理計算機９０は、好適には、圧延設備２００のようなタンデム圧延機の圧延機スタンド間のルーパー部で被圧延材１の板絞り込みを検知した場合は、以下の図５に示すような制御装置における制御フローを実行し、圧延機モータトルクを０に制御した後、ワークロールギャップの緊急開放制御などを行う。

【0063】

図５は実施例の制御装置における制御フローチャートである。

【0064】

圧延が開始されると、図５に示すように、画像処理計算機９０の画像処理部９１は、カメラ８１，８２，８３により撮像された被圧延材１が映る画像を処理して（Ｓ５１）、板絞り込みが発生しているか否かを判定する（Ｓ５２）。板絞り込みが発生していると判定されたときは処理をＳ５３に進める。これに対して板絞り込みが発生してないと判定されたときはそのまま圧延を継続するべく処理をＳ５１に戻し、板絞り込みの検知処理を継続する。

【0065】

次いで、画像処理計算機９０の巻取機運転制御変更部９２は、巻取機１１０を巻取機１１０のモータトルク一定制御とする（Ｓ５３）。

【0066】

その後、画像処理計算機９０の運転制御変更部９３は、駆動中の最も下流の圧延機駆動ロール、図１に示すような圧延設備２００であれば、まずはＦ７スタンド７０のワークロールを駆動するモータのモータトルクを０に制御して、アイドリング圧延とする（Ｓ５４）。

【0067】

次いで、画像処理計算機９０のギャップ開放部９４は、先のＳ５４において駆動ロールのモータトルクを０に制御している、図１に示すような圧延設備２００であれば、まずはＦ７スタンド７０のワークロールギャップを開放する（Ｓ５５）。

【0068】

次いで、巻取機１１０による被圧延材１に対するライントータル張力を変更すべく、巻取機１１０のモータトルクの設定値の比率を１からＴ６／Ｔ７_０まで上昇させる（Ｓ５６）。これは、ワークロールギャップの開放後に、巻取機１１０のモータトルクの設定値の比率を１度に上昇させ、ラインユニット張力の変動幅を抑制する形態をとった場合である。

【0069】

更に、画像処理計算機９０は、上流側に圧延中の仕上圧延スタンドが存在するか否かを判定する（Ｓ５７）。

【0070】

例えば、Ｆ６スタンド６０が圧延中と判定されたときは処理をＳ５４に戻して、次にＦ６スタンド６０に対象を移して、運転制御変更部９３は、Ｆ６スタンド６０のワークロールを駆動するモータのモータトルクを０に制御して、アイドリング圧延とする（Ｓ５４）とともに、ギャップ開放部９４は、Ｆ６スタンド６０のワークロールギャップを開放する（Ｓ５５）。その後、巻取機１１０により印加している被圧延材１に対するライントータル張力を変更すべく、巻取機１１０のモータトルクの設定値の比率を既に変更されているＴ６／Ｔ７_０を１としてＴ５／Ｔ６_０（Ｔ６_０はＦ６スタンド６０出側の板厚Ｔの初期値）まで上昇させる（Ｓ５６）。

【0071】

上流側に圧延中の仕上圧延スタンドが存在するか否かを判定するＳ５７の処理は、全てのスタンドを対象とせず、これらステップＳ５４乃至Ｓ５６の処理を、図１に示すような圧延設備２００であれば、板絞り込みが生じたことを示す情報が得られた箇所の１つ上流側の圧延スタンドと、その下流側の圧延スタンド（カメラ８１で得られた情報に基づく場合はＦ４スタンド４０、Ｆ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０、カメラ８２で得られた情報に基づく場合はＦ５スタンド５０、Ｆ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０、カメラ８３で得られた情報に基づく場合はＦ６スタンド６０及びＦ７スタンド７０）について、下流側から順に上流側に向けて実行してもよい。

【0072】

また、図５に示すように、全てのスタンドでのアイドリング圧延制御及びギャップ開放制御が完了したと判定されたとき（Ｓ５７において上流側に圧延中の仕上圧延スタンドが存在しないと判定されたとき）は、巻取機１１０による被圧延材１の巻取速度を減速して０にして（Ｓ５８）、処理を完了させる。

【0073】

次に、本実施例の効果について説明する。

【0074】

上述した本実施例の複数の圧延スタンドで圧延される被圧延材１のワークロールの表面の損傷を低減する方法は、板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、圧延中のスタンドのうち少なくとも１以上の圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更ステップと、運転制御変更ステップを実行している圧延スタンドのワークロールギャップを開くギャップ開放ステップと、を有する。

【0075】

このように、板絞り込みが生じた場合に圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御することでアイドリング圧延となり、圧延機前後の被圧延材１のマスフロー一定条件を満たすので、図４のような圧延材の板速度Ｖの速度変化を自動で実現することができ、またワークロールロールギャップを開放するため、ワークロールの損傷の可能性を従来に比べて減らすことができる。

【0076】

また、ギャップ開放ステップを、複数の圧延スタンドの最下流側に設けられた巻取機１１０のモータのモータトルクを一定に保つ制御を実行しながら実行することで、ギャップ開放ステップ中に、被圧延材１を圧延ライン上で緩まない一定の正の張力で引っ張ることができ、被圧延材１を引っ張り過ぎることがなく被圧延材１の破断を防止できる。

【0077】

また、運転制御変更ステップでは、板絞り込みが生じたことを示す情報が得られた箇所の１つ上流側の圧延スタンドと、その下流側の圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御するため、必要な箇所での制御のみでワークロールの損傷の可能性を低減することができる。

【0078】

更に、運転制御変更ステップでは、板絞り込みが生じたことを示す情報が得られたら、全ての圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御することで、簡易な制御系でワークロールの損傷の可能性を低減することができる。

【0079】

また、運転制御変更ステップをまず実行し、次にギャップ開放ステップを実行する２つのステップを、複数の圧延スタンドのうち最も下流側の圧延スタンドから上流側に向かって順に実行することにより、下流側でまだ運転制御変更制御やギャップ開放制御が実行されていない状態が生じることを防ぎ、安全で確実な圧延ラインの運転停止を実現することができる。

【0080】

更に、ギャップ開放ステップでは、巻取機１１０のモータのモータトルク設定値を、ワークロールギャップのギャップ開放比率を考慮して変更し、巻取機１１０が被圧延材１に掛けるライントータル張力を上げることで、被圧延材１に掛るユニット張力の変動幅を抑えることで、ユニット張力を概ね一定近くに保つことができ、より高い確率で被圧延材１の緩みと破断を低減することができる。

【0081】

また、複数の圧延スタンドは、複数の粗圧延スタンド２，３及び複数の仕上圧延スタンド１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０を備え、被圧延材１に板絞り込みが生じたことを示す情報を、複数の仕上圧延スタンド１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０内で得られた画像情報とすることにより、板絞り込みの発生を高い精度でリアルタイムに検出することができ、ワークロール損傷をより高い確率で低減することを実現できる。

【0082】

更に、複数の圧延スタンドは、複数の粗圧延スタンド２，３及び複数の仕上圧延スタンド１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０を備え、ギャップ開放ステップを、被圧延材１の尾端部が複数の粗圧延スタンド２，３の最下流側に位置する粗圧延スタンド３を通過した後で、尾端部が複数の仕上圧延スタンド１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０のみで圧延が行われる間に実行することで、板絞り込みが最も顕著に発生しやすい尾端部での対応が可能となり、ワークロールの損傷防止の恩恵をより顕著に受けることができる。

【0083】

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施例に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。

【符号の説明】

【0084】

１…被圧延材
２，３…粗圧延スタンド
１０…Ｆ１スタンド（仕上圧延スタンド）
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１…圧下シリンダ
２０…Ｆ２スタンド（仕上圧延スタンド）
３０…Ｆ３スタンド（仕上圧延スタンド）
４０…Ｆ４スタンド（仕上圧延スタンド）
５０…Ｆ５スタンド（仕上圧延スタンド）
６０…Ｆ６スタンド（仕上圧延スタンド）
７０…Ｆ７スタンド（仕上圧延スタンド）
８１，８２，８３，８４…カメラ
８５…通信線
９０…画像処理計算機（制御装置）
９１…画像処理部
９２…巻取機運転制御変更部
９３…運転制御変更部
９４…ギャップ開放部
９５…表示装置
１１０…巻取機
１２０…ルーパー
２００…圧延設備

【要約】

【課題】板絞り込みが発生したときのワークロールの表面の損傷を従来に比べて減らすことが可能となるワークロールの表面の損傷低減方法、制御装置、及び圧延装置を提供する。
【解決手段】圧延材に板絞り込みが生じたことを示す情報に基づき、駆動中のスタンドのうち最も下流側の圧延スタンドを含む少なくとも１以上の圧延スタンドの圧延機モータトルクを０に制御する運転制御変更ステップと、圧延機モータトルクを０に制御する運転制御を実行している圧延スタンドのワークロールギャップを開くギャップ開放ステップと、を備える。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】