JP3495909B2 - 圧延ロールのプロフィール制御装置 - Google Patents
圧延ロールのプロフィール制御装置Info
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- JP3495909B2 JP3495909B2 JP08419298A JP8419298A JP3495909B2 JP 3495909 B2 JP3495909 B2 JP 3495909B2 JP 08419298 A JP08419298 A JP 08419298A JP 8419298 A JP8419298 A JP 8419298A JP 3495909 B2 JP3495909 B2 JP 3495909B2
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- rolling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
- B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
- B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料の熱間圧
延又は冷間圧延における圧延ロールの軸方向のロールプ
ロフィール、すなわち、ロール径の分布を制御する圧延
ロールのプロフィール制御装置に関する。
延又は冷間圧延における圧延ロールの軸方向のロールプ
ロフィール、すなわち、ロール径の分布を制御する圧延
ロールのプロフィール制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間薄板圧延や冷間薄板圧延における品
質制御には、圧延材の幅方向中央部の板厚を制御する板
厚制御、板幅を指定値に制御する板幅制御及び圧延材の
温度を最適に制御する温度制御に加えて、幅方向の板厚
分布、すなわち、板プロフィールを制御するクラウン制
御や圧延材の幅方向の伸びの分布を制御する平坦度制御
等がある。
質制御には、圧延材の幅方向中央部の板厚を制御する板
厚制御、板幅を指定値に制御する板幅制御及び圧延材の
温度を最適に制御する温度制御に加えて、幅方向の板厚
分布、すなわち、板プロフィールを制御するクラウン制
御や圧延材の幅方向の伸びの分布を制御する平坦度制御
等がある。
【０００３】これらの制御のうち、クラウン制御や平坦
度制御の操作端としては、圧延ロール（以下、ワークロ
ール又はロールとも言う）の幅方向の端部に取付けられ
たロールベンディング装置やロールクロス装置等があ
る。このうち、ロールベンディング装置はロールを湾曲
させて板プロフィールを制御する装置であり、ロールク
ロス装置は上下のロールを圧延方向にクロスさせて、ロ
ールギャップの幅方向分布を変化させて板プロフィール
を制御する装置である。
度制御の操作端としては、圧延ロール（以下、ワークロ
ール又はロールとも言う）の幅方向の端部に取付けられ
たロールベンディング装置やロールクロス装置等があ
る。このうち、ロールベンディング装置はロールを湾曲
させて板プロフィールを制御する装置であり、ロールク
ロス装置は上下のロールを圧延方向にクロスさせて、ロ
ールギャップの幅方向分布を変化させて板プロフィール
を制御する装置である。
【０００４】特に、板プロフィールに影響する要素とし
ては、圧延荷重、ロールプロフィール等があるが、この
うち、ロールプロフィールは、圧延ロールが圧延材と直
接接触するために大きな影響を及ぼす。ロールプロフィ
ールを変化させる要因には、圧延材から受ける熱による
サーマルクラウン、すなわち、熱膨張によるロール径の
変化と、圧延ロールと圧延材の接触による摩耗とがあ
り、図８（ａ）は初期ロールプロフィールに対してサー
マルクラウンを有するロールプロフィールを示し、図８
（ｂ）はサーマルクラウンと摩耗の二つを合成したロー
ルプロフィールを示している。
ては、圧延荷重、ロールプロフィール等があるが、この
うち、ロールプロフィールは、圧延ロールが圧延材と直
接接触するために大きな影響を及ぼす。ロールプロフィ
ールを変化させる要因には、圧延材から受ける熱による
サーマルクラウン、すなわち、熱膨張によるロール径の
変化と、圧延ロールと圧延材の接触による摩耗とがあ
り、図８（ａ）は初期ロールプロフィールに対してサー
マルクラウンを有するロールプロフィールを示し、図８
（ｂ）はサーマルクラウンと摩耗の二つを合成したロー
ルプロフィールを示している。
【０００５】図９は圧延材を１本圧延した場合の、軸方
向中心から僅かに側方にずれた位置におけるワークロー
ルのＡ−Ａ矢視断面の時間に対するロールプロフィール
の変化を示したもので、破線の曲線Ｐで示したサーマル
クラウンは時間の経過に従って徐々に成長するが、飽和
する傾向にあり、破線の直線Ｑで示した摩耗はほぼ一定
の割合で進行する。従って、ロールプロフィールはこれ
らを合成して得られる曲線Ｒに従って変化する。これら
の傾向はロールの断面毎に様々に変形して発生するた
め、ロールの幅方向のプロフィールとしては必ずしも図
８に示すような単純な曲面にはならないこともある。
向中心から僅かに側方にずれた位置におけるワークロー
ルのＡ−Ａ矢視断面の時間に対するロールプロフィール
の変化を示したもので、破線の曲線Ｐで示したサーマル
クラウンは時間の経過に従って徐々に成長するが、飽和
する傾向にあり、破線の直線Ｑで示した摩耗はほぼ一定
の割合で進行する。従って、ロールプロフィールはこれ
らを合成して得られる曲線Ｒに従って変化する。これら
の傾向はロールの断面毎に様々に変形して発生するた
め、ロールの幅方向のプロフィールとしては必ずしも図
８に示すような単純な曲面にはならないこともある。
【０００６】図１０（ａ），（ｂ）は連続的に圧延する
場合のサーマルクラウンの成長の概念を示している。こ
のうち、（ａ）は圧延ピッチの短い場合を、（ｂ）は圧
延ピッチが長い場合をそれぞれ実線と破線（実線と破線
の相違については後述する）で示したものである。
場合のサーマルクラウンの成長の概念を示している。こ
のうち、（ａ）は圧延ピッチの短い場合を、（ｂ）は圧
延ピッチが長い場合をそれぞれ実線と破線（実線と破線
の相違については後述する）で示したものである。
【０００７】このようなロールプロフィールの変化を抑
えるために、摩耗に対してはロールに耐摩耗性の高い材
質を使う等の対策が採られる。また、サーマルクラウン
に対処する技術として、例えば、下記（ａ），（ｂ），
（ｃ）の刊行物に記載の方法が知られている。 （ａ）特公昭５６−１１６１号公報に「板クラウンの適
正化を図った熱間圧延方法」として記載されている、サ
ーマルクラウンの成長を抑えるために圧延機の圧下率を
変更する方法。 （ｂ）特公昭６０−５３７０号公報に「熱間仕上げ圧延
のサーマルクラウン制御法と装置」として記載されてい
る、圧延ピッチを調整する方法。 （ｃ）特公昭６０−５３７１号公報に「熱間仕上げ圧延
における板クラウンの制御方法」として記載されてい
る、ロールの冷却水を調整する方法。
えるために、摩耗に対してはロールに耐摩耗性の高い材
質を使う等の対策が採られる。また、サーマルクラウン
に対処する技術として、例えば、下記（ａ），（ｂ），
（ｃ）の刊行物に記載の方法が知られている。 （ａ）特公昭５６−１１６１号公報に「板クラウンの適
正化を図った熱間圧延方法」として記載されている、サ
ーマルクラウンの成長を抑えるために圧延機の圧下率を
変更する方法。 （ｂ）特公昭６０−５３７０号公報に「熱間仕上げ圧延
のサーマルクラウン制御法と装置」として記載されてい
る、圧延ピッチを調整する方法。 （ｃ）特公昭６０−５３７１号公報に「熱間仕上げ圧延
における板クラウンの制御方法」として記載されてい
る、ロールの冷却水を調整する方法。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術のう
ち、（ａ）に記載の方法は、圧延機の各スタンドの圧下
率は、サーマルクラウンの抑制のために必ずしも修正で
きない場合があった。すなわち、圧下率は当該スタンド
の圧延荷重、クラウン、張力など圧延状態や製品品質に
直接的に影響を及ぼすものであり、それらの制御に優先
的に使用され、現実的にはサーマルクラウンの制御手段
としての使用頻度は低かった。
ち、（ａ）に記載の方法は、圧延機の各スタンドの圧下
率は、サーマルクラウンの抑制のために必ずしも修正で
きない場合があった。すなわち、圧下率は当該スタンド
の圧延荷重、クラウン、張力など圧延状態や製品品質に
直接的に影響を及ぼすものであり、それらの制御に優先
的に使用され、現実的にはサーマルクラウンの制御手段
としての使用頻度は低かった。
【０００９】また、（ｂ）に記載の方法は、圧延ピッチ
は生産計画に基づいて決められたり、トラブルを避ける
等の操業上の理由により決められるのが殆どであり、現
実的にサーマルクラウンの制御手段として使用されるこ
とは殆どなかった。
は生産計画に基づいて決められたり、トラブルを避ける
等の操業上の理由により決められるのが殆どであり、現
実的にサーマルクラウンの制御手段として使用されるこ
とは殆どなかった。
【００１０】一方、（ｃ）に記載の方法は現在最も多く
使用されているが、ロールを冷却する場合でも圧延ピッ
チ、圧延材の温度、冷却水流量や温度等、条件の違いに
よりロールの熱膨張を抑えることが難しかった。
使用されているが、ロールを冷却する場合でも圧延ピッ
チ、圧延材の温度、冷却水流量や温度等、条件の違いに
よりロールの熱膨張を抑えることが難しかった。
【００１１】一般に、ロールサーマルクラウンの影響を
小さくするために、サーマルクラウンの成長を抑える方
法があるが、ロールプロフィールが一定であれば、板プ
ロフィールや板厚に及ぼす影響は小さくなる。また、ロ
ールが圧延材から受ける熱量の吸収分を放出するために
は、膨大な量の冷却水が必要であり、そのようなロール
冷却装置を取付けるのは困難であった。
小さくするために、サーマルクラウンの成長を抑える方
法があるが、ロールプロフィールが一定であれば、板プ
ロフィールや板厚に及ぼす影響は小さくなる。また、ロ
ールが圧延材から受ける熱量の吸収分を放出するために
は、膨大な量の冷却水が必要であり、そのようなロール
冷却装置を取付けるのは困難であった。
【００１２】また、図９に示すようにサーマルクラウン
は飽和する特徴を持ち、図１０（ａ）に示すように比較
的短いピッチで圧延が行われる場合には、飽和した後は
サーマルクラウンの変化の影響が小さくなる。
は飽和する特徴を持ち、図１０（ａ）に示すように比較
的短いピッチで圧延が行われる場合には、飽和した後は
サーマルクラウンの変化の影響が小さくなる。
【００１３】ところが、図１０（ｂ）に示すように、圧
延ピッチが長い場合には、一旦形成したサーマルクラウ
ンが圧延を待っている間に冷やされ、次材の圧延までに
元に戻ることも有り得る。この場合、圧延の度にサーマ
ルクラウンの変化の影響が出てしまう。さらに、ロール
温度が低い場合には、圧延材からの抜熱効率が高くな
り、圧延材先端部での温度降下を助長し、板厚精度等に
悪影響を与えることが多い。
延ピッチが長い場合には、一旦形成したサーマルクラウ
ンが圧延を待っている間に冷やされ、次材の圧延までに
元に戻ることも有り得る。この場合、圧延の度にサーマ
ルクラウンの変化の影響が出てしまう。さらに、ロール
温度が低い場合には、圧延材からの抜熱効率が高くな
り、圧延材先端部での温度降下を助長し、板厚精度等に
悪影響を与えることが多い。
【００１４】また、ロールプロフィールを実測するため
には、圧延中でもロール幅方向に走査して、光学的にあ
るいは接触式で、ロールプロフィールを検出する特別な
検出器が必要であった。一方、この検出器を設置するた
めのスペース等の制約があるため、ロールプロフィール
を直接検出するのではなく、他の状態量（例えば圧延荷
重や圧延速度など）から予測する方法もあるが、前述し
たようにロールプロフィールは圧延条件等により、複雑
な挙動をしていることが多く、予測精度は高くないのが
実状である。
には、圧延中でもロール幅方向に走査して、光学的にあ
るいは接触式で、ロールプロフィールを検出する特別な
検出器が必要であった。一方、この検出器を設置するた
めのスペース等の制約があるため、ロールプロフィール
を直接検出するのではなく、他の状態量（例えば圧延荷
重や圧延速度など）から予測する方法もあるが、前述し
たようにロールプロフィールは圧延条件等により、複雑
な挙動をしていることが多く、予測精度は高くないのが
実状である。
【００１５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的はサーマルクラウンの変化の影響
を低く抑えることのできる圧延ロールのプロフィール制
御装置を提供するにある。
れたもので、その目的はサーマルクラウンの変化の影響
を低く抑えることのできる圧延ロールのプロフィール制
御装置を提供するにある。
【００１６】本発明の他の目的はロールプロフィールを
検出する特別な検出器を不要化することのできる圧延ロ
ールのプロフィール制御装置を提供するにある。
検出する特別な検出器を不要化することのできる圧延ロ
ールのプロフィール制御装置を提供するにある。
【００１７】本発明のもう一つの目的はロールプロフィ
ールの変形分のうち、サーマルクラウンを弁別予測して
ロールプロフィールの制御を容易化し得る圧延ロールの
プロフィール制御装置を提供するにある。
ールの変形分のうち、サーマルクラウンを弁別予測して
ロールプロフィールの制御を容易化し得る圧延ロールの
プロフィール制御装置を提供するにある。
【００１８】本発明のもう一つ他の目的は圧延系統の熱
効率の向上及び環境保全を図り得る圧延ロールのプロフ
ィール制御装置を提供するにある。
効率の向上及び環境保全を図り得る圧延ロールのプロフ
ィール制御装置を提供するにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
圧延機のロールの軸方向を制御単位毎に分割し、少なく
とも圧延機のロールギャップ及び圧延荷重に基づいてゲ
ージメータ板厚を演算し、このゲージメータ板厚と板厚
測定値もしくはこの板厚測定値に基づく板厚予測値とを
比較して圧延材中央部の板厚偏差を演算し、この板厚偏
差からロールの軸方向中央部のロール径を予測し、この
軸方向中央部のロール径の予測値に基づいてロールの各
分割区間のロール径を予測するロールプロフィール予測
手段と、ロールを分割した区間毎に設けられ、それぞれ
対応する区間を冷却する冷却手段及び対応する区間を加
熱する加熱手段の少なくとも一方を含む温度操作手段
と、ロールを分割した区間毎に、それぞれロールプロフ
ィール予測手段により予測されたロール径を所望の値に
追随させるように温度操作手段を制御するロールプロフ
ィール制御手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
圧延機のロールの軸方向を制御単位毎に分割し、少なく
とも圧延機のロールギャップ及び圧延荷重に基づいてゲ
ージメータ板厚を演算し、このゲージメータ板厚と板厚
測定値もしくはこの板厚測定値に基づく板厚予測値とを
比較して圧延材中央部の板厚偏差を演算し、この板厚偏
差からロールの軸方向中央部のロール径を予測し、この
軸方向中央部のロール径の予測値に基づいてロールの各
分割区間のロール径を予測するロールプロフィール予測
手段と、ロールを分割した区間毎に設けられ、それぞれ
対応する区間を冷却する冷却手段及び対応する区間を加
熱する加熱手段の少なくとも一方を含む温度操作手段
と、ロールを分割した区間毎に、それぞれロールプロフ
ィール予測手段により予測されたロール径を所望の値に
追随させるように温度操作手段を制御するロールプロフ
ィール制御手段と、を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００２０】 請求項２に係る発明は請求項１に記載の
圧延ロールのプロフィール制御装置において、ロールプ
ロフィール予測手段は、予測して得られたロール径のう
ち、ロール摩耗分については圧延長と圧延荷重とに比例
して増加するものとして摩耗量を予測し、残りをサーマ
ルクラウン量として予測することを特徴とするものであ
る。
圧延ロールのプロフィール制御装置において、ロールプ
ロフィール予測手段は、予測して得られたロール径のう
ち、ロール摩耗分については圧延長と圧延荷重とに比例
して増加するものとして摩耗量を予測し、残りをサーマ
ルクラウン量として予測することを特徴とするものであ
る。
【００２１】 請求項３に係る発明は請求項１又は２に
記載の圧延ロールのプロフィール制御装置において、ロ
ールプロフィール制御手段は、圧延中にロールを冷却
し、圧延していない待機中にロールを加熱することを特
徴とするものである。
記載の圧延ロールのプロフィール制御装置において、ロ
ールプロフィール制御手段は、圧延中にロールを冷却
し、圧延していない待機中にロールを加熱することを特
徴とするものである。
【００２２】 請求項４に係る発明は、請求項１又は２
に記載の圧延ロールのプロフィール制御装置において、
ロールプロフィール制御手段は、ロールの各分割区間の
ロール径が一定になるように温度操作手段を制御するこ
とを特徴とするものである。
に記載の圧延ロールのプロフィール制御装置において、
ロールプロフィール制御手段は、ロールの各分割区間の
ロール径が一定になるように温度操作手段を制御するこ
とを特徴とするものである。
【００２３】 請求項５に係る発明は、請求項１乃至４
のいずれか１項に記載の圧延ロールのプロフィール制御
装置において、加熱手段は、圧延材を冷却した後の水を
温水として噴射することを特徴とする。
のいずれか１項に記載の圧延ロールのプロフィール制御
装置において、加熱手段は、圧延材を冷却した後の水を
温水として噴射することを特徴とする。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好適な実施形態に
基づいて詳細に説明する。
基づいて詳細に説明する。
【００２７】図１は本発明に係る圧延ロールのプロフィ
ール制御装置の第１の実施形態を、圧延系統と併せて示
した全体構成図である。同図において、一対のバックア
ップロール２の内側に一対のワークロール３が配置され
て周知の圧延スタンドを形成し、圧延材１はこの圧延ス
タンドにて圧延される。このうち、一対のワークロール
３はロール駆動主電動機１５によって駆動される。ま
た、一対のバックアップロール２のうち、上バックアッ
プロール２を冷却するためにバックアップロール冷却手
段４ａが、下バックアップロール２を冷却するために下
バックアップロール冷却手段４ｂがそれぞれ設けられ
る。これらのバックアップロール冷却手段４ａ，４ｂ
は、例えば、圧延材の冷却水を図示省略の給水系統を介
して導き、ノズル等からバックアップロール２に向けて
噴射する構成とすることができる。
ール制御装置の第１の実施形態を、圧延系統と併せて示
した全体構成図である。同図において、一対のバックア
ップロール２の内側に一対のワークロール３が配置され
て周知の圧延スタンドを形成し、圧延材１はこの圧延ス
タンドにて圧延される。このうち、一対のワークロール
３はロール駆動主電動機１５によって駆動される。ま
た、一対のバックアップロール２のうち、上バックアッ
プロール２を冷却するためにバックアップロール冷却手
段４ａが、下バックアップロール２を冷却するために下
バックアップロール冷却手段４ｂがそれぞれ設けられ
る。これらのバックアップロール冷却手段４ａ，４ｂ
は、例えば、圧延材の冷却水を図示省略の給水系統を介
して導き、ノズル等からバックアップロール２に向けて
噴射する構成とすることができる。
【００２８】また、ワークロール３から見て圧延材１の
出側で上ワークロール３を冷却するワークロール冷却手
段５ａと、下ワークロール３を冷却するワークロール冷
却手段５ｂとが設けられ、さらに、圧延材１の入側で上
ワークロール３を冷却するワークロール冷却手段６ａ
と、下ワークロール３を冷却するワークロール冷却手段
６ｂとが設けられている。これらのワークロール冷却手
段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂもまた、圧延材の冷却水を図
示省略の給水系統を介して導き、ノズル等からワークロ
ール３に向けて噴射するものであるが、ワークロール冷
却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはそれぞれ水量を調節す
る機能を備えている。
出側で上ワークロール３を冷却するワークロール冷却手
段５ａと、下ワークロール３を冷却するワークロール冷
却手段５ｂとが設けられ、さらに、圧延材１の入側で上
ワークロール３を冷却するワークロール冷却手段６ａ
と、下ワークロール３を冷却するワークロール冷却手段
６ｂとが設けられている。これらのワークロール冷却手
段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂもまた、圧延材の冷却水を図
示省略の給水系統を介して導き、ノズル等からワークロ
ール３に向けて噴射するものであるが、ワークロール冷
却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂはそれぞれ水量を調節す
る機能を備えている。
【００２９】さらにまた、ワークロール３から見て圧延
材１の出側には上ワークロール３を加熱するワークロー
ル加熱手段７ａと、下ワークロール３を加熱するワーク
ロール加熱手段７ｂとが設けられている。これらのワー
クロール加熱手段７ａ，７ｂとしてヒータ加熱、熱風噴
射、温水噴射及び誘導加熱のうちのいずれか一つの加熱
要素を用いてもよく、これらのうちの複数の加熱要素を
用いても良いが、これらの加熱要素はいずれも加熱媒体
の制御による温度調整機能を有している。
材１の出側には上ワークロール３を加熱するワークロー
ル加熱手段７ａと、下ワークロール３を加熱するワーク
ロール加熱手段７ｂとが設けられている。これらのワー
クロール加熱手段７ａ，７ｂとしてヒータ加熱、熱風噴
射、温水噴射及び誘導加熱のうちのいずれか一つの加熱
要素を用いてもよく、これらのうちの複数の加熱要素を
用いても良いが、これらの加熱要素はいずれも加熱媒体
の制御による温度調整機能を有している。
【００３０】本発明では、ワークロール冷却手段５ａ，
５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段を温度操作
手段と総称することとする。
５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段を温度操作
手段と総称することとする。
【００３１】この場合、ワークロール冷却手段５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７ｂ
は、図２に示すように、ロールの軸方向を適当な間隔で
分割した制御単位毎に設けられている。
ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７ｂ
は、図２に示すように、ロールの軸方向を適当な間隔で
分割した制御単位毎に設けられている。
【００３２】一方、一対のワークロール３のロールギャ
ップを検出するためにロールギャップ検出器８が設けら
れ、圧延荷重を検出するために圧延荷重検出器９が設け
られており、これらの検出器の各検出値がゲージメータ
板厚推定手段１０に加えられる。ゲージメータ板厚推定
手段１０は主にロールギャップの検出値及び圧延荷重の
検出値に基づいてゲージメータ板厚を推定するものであ
る。また、圧延後の板厚を検出するために板厚計１１が
設けられ、その検出板厚に基づいてマスフロー板厚推定
手段１２がマスフローを演算すると共に、このマスフロ
ーを用いてマスフロー板厚を演算する。
ップを検出するためにロールギャップ検出器８が設けら
れ、圧延荷重を検出するために圧延荷重検出器９が設け
られており、これらの検出器の各検出値がゲージメータ
板厚推定手段１０に加えられる。ゲージメータ板厚推定
手段１０は主にロールギャップの検出値及び圧延荷重の
検出値に基づいてゲージメータ板厚を推定するものであ
る。また、圧延後の板厚を検出するために板厚計１１が
設けられ、その検出板厚に基づいてマスフロー板厚推定
手段１２がマスフローを演算すると共に、このマスフロ
ーを用いてマスフロー板厚を演算する。
【００３３】ロールプロフィール予測手段１３はゲージ
メータ板厚推定手段１０によるゲージメータ板厚と、マ
スフロー板厚推定手段１２によるマスフロー板厚とを比
較し、ワークロール３の軸方向のロールプロフィールを
予測するものである。そして、ロールプロフィール制御
手段１４は予測されたロールプロフィールを用いて、所
望のロールプロフィールが得られるようにワークロール
冷却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱
手段７ａ，７ｂを制御する構成になっている。
メータ板厚推定手段１０によるゲージメータ板厚と、マ
スフロー板厚推定手段１２によるマスフロー板厚とを比
較し、ワークロール３の軸方向のロールプロフィールを
予測するものである。そして、ロールプロフィール制御
手段１４は予測されたロールプロフィールを用いて、所
望のロールプロフィールが得られるようにワークロール
冷却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱
手段７ａ，７ｂを制御する構成になっている。
【００３４】図３は図１に示した全体的な構成のうち、
制御系を示したブロック図で、ロールプロフィール予測
手段１３によって予測されたロールプロフィールとロー
ルプロフィール目標値とがロールプロフィール制御手段
１４に加えられ、ロールプロフィール制御手段１４はこ
れらの差をゼロに近付けるようにワークロール冷却手段
５ａ，５ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７ｂの冷却
媒体及び加熱媒体を制御することにより、ロールのサー
マルクラウン及び摩耗の合成値を制御する構成になって
いる。
制御系を示したブロック図で、ロールプロフィール予測
手段１３によって予測されたロールプロフィールとロー
ルプロフィール目標値とがロールプロフィール制御手段
１４に加えられ、ロールプロフィール制御手段１４はこ
れらの差をゼロに近付けるようにワークロール冷却手段
５ａ，５ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７ｂの冷却
媒体及び加熱媒体を制御することにより、ロールのサー
マルクラウン及び摩耗の合成値を制御する構成になって
いる。
【００３５】上記のように構成された第１の実施形態の
動作について図４及び図５をも参照して以下に説明す
る。先ず、ここに示した圧延スタンドがタンデムに配置
される５〜７台のうちのｉ番目の圧延スタンドであると
して、ロール駆動主電動機１５によってワークロール３
を駆動することにより圧延材１が圧延されてＸ矢印方
向、すなわち、図面の左から右の方向へ移送される。こ
のとき、ロールギャップ検出器８がワークロール３のロ
ールギャップＳi を検出してゲージメータ板厚推定手段
１０に加え、圧延荷重検出器９が圧延荷重Ｐi を検出し
てゲージメータ板厚推定手段１０に加える。ゲージメー
タ板厚推定手段１０は、第ｉスタンドの板幅方向中央部
におけるゲージメータ板厚ｈGMi を次式によって演算す
る。
動作について図４及び図５をも参照して以下に説明す
る。先ず、ここに示した圧延スタンドがタンデムに配置
される５〜７台のうちのｉ番目の圧延スタンドであると
して、ロール駆動主電動機１５によってワークロール３
を駆動することにより圧延材１が圧延されてＸ矢印方
向、すなわち、図面の左から右の方向へ移送される。こ
のとき、ロールギャップ検出器８がワークロール３のロ
ールギャップＳi を検出してゲージメータ板厚推定手段
１０に加え、圧延荷重検出器９が圧延荷重Ｐi を検出し
てゲージメータ板厚推定手段１０に加える。ゲージメー
タ板厚推定手段１０は、第ｉスタンドの板幅方向中央部
におけるゲージメータ板厚ｈGMi を次式によって演算す
る。
【００３６】
【数１】
ただし、
Ｓi ：ｉスタンドのロールギャップ
Ｐi ：ｉスタンドの圧延荷重
Ｍi ：ｉスタンド圧延機のミル定数
である。
【００３７】なお、ゲージメータ板厚推定手段１０はゲ
ージメータ板厚ｈGMi について、圧延速度を使用したオ
イルベアリングの厚みの補正等を含む種々の補正も行う
が、基本的には（１）式を用いて推定する。
ージメータ板厚ｈGMi について、圧延速度を使用したオ
イルベアリングの厚みの補正等を含む種々の補正も行う
が、基本的には（１）式を用いて推定する。
【００３８】一方、板厚計１１は図１に示したｉスタン
ドの出側に設置されたり、ｉスタンドよりも下流のスタ
ンド（若しくは上流のスタンド）の出側に設置されたり
する。板厚計１１がｉスタンドの出側に板厚計１１が設
置されている場合には検出された板厚ｈx を板幅方向中
央部におけるｉスタンドマスフロー板厚ｈMFi とする。
この実施形態に示すマスフロー板厚推定手段１２はｉス
タンド以外の第Ｎスタンドの出側に板厚計１１が設置さ
れているものを対象として、その検出値ｈN を用いてマ
スフロー一定則に基づいて、次式によりｉスタンドのマ
スフロー板厚ｈMFi を演算する。
ドの出側に設置されたり、ｉスタンドよりも下流のスタ
ンド（若しくは上流のスタンド）の出側に設置されたり
する。板厚計１１がｉスタンドの出側に板厚計１１が設
置されている場合には検出された板厚ｈx を板幅方向中
央部におけるｉスタンドマスフロー板厚ｈMFi とする。
この実施形態に示すマスフロー板厚推定手段１２はｉス
タンド以外の第Ｎスタンドの出側に板厚計１１が設置さ
れているものを対象として、その検出値ｈN を用いてマ
スフロー一定則に基づいて、次式によりｉスタンドのマ
スフロー板厚ｈMFi を演算する。
【００３９】
【数２】
ただし、
ｈN ：Ｎスタンド出側に設けられた板厚計１１による検
出板厚 ｆN ：Ｎスタンドの圧延材の先進率 ｆi ：ｉスタンドの圧延材の先進率 ＶＲN ：Ｎスタンドのワークロールのロール周速 ＶＲi ：ｉスタンドのワークロールのロール周速 である。
出板厚 ｆN ：Ｎスタンドの圧延材の先進率 ｆi ：ｉスタンドの圧延材の先進率 ＶＲN ：Ｎスタンドのワークロールのロール周速 ＶＲi ：ｉスタンドのワークロールのロール周速 である。
【００４０】上述したゲージメータ板厚ｈGMi はサーマ
ルクラウンやロール摩耗に相当するモデルを考慮しない
ものとし、それら以外のモデルは十分に考慮したものと
すれば、マスフロー板厚ｈMFi にはサーマルクラウンや
摩耗の影響が現れる。そこで、実測値に基づくマスフロ
ー板厚ｈMFi が正の値になるものとすると、サーマルク
ラウンとロール摩耗との合成値に基づく板厚偏差分Δｈ
RPを次式で求めることができる。 ΔｈRP＝ｈGMi −ｈMFi …（３） ここで、ΔｈRP＞０の時はサーマルクラウンが摩耗より
大きく、ΔｈRP＜０の時はサーマルクラウンが摩耗より
小さい場合であると推定できる。
ルクラウンやロール摩耗に相当するモデルを考慮しない
ものとし、それら以外のモデルは十分に考慮したものと
すれば、マスフロー板厚ｈMFi にはサーマルクラウンや
摩耗の影響が現れる。そこで、実測値に基づくマスフロ
ー板厚ｈMFi が正の値になるものとすると、サーマルク
ラウンとロール摩耗との合成値に基づく板厚偏差分Δｈ
RPを次式で求めることができる。 ΔｈRP＝ｈGMi −ｈMFi …（３） ここで、ΔｈRP＞０の時はサーマルクラウンが摩耗より
大きく、ΔｈRP＜０の時はサーマルクラウンが摩耗より
小さい場合であると推定できる。
【００４１】また、サーマルクラウンと摩耗分とを分離
する必要がある場合には、あらかじめ次式により摩耗分
を演算する。 ロール摩耗分＝Ｋ・Σ（Ｐs ・Ｌs ） …（４） ただし、 Ｋ ：ゲイン Ｐs ：１本の圧延材を圧延中にＬ点サンプリングした圧
延荷重の平均値 Ｌs ：１本の圧延材の長さ であり、Σ（ ）は（ ）内の総和を表す。従って、
（３）式によって求められた板厚偏差分ΔｈRPから
（４）式によって求められた摩耗分を差引いたものが、
サーマルクラウンに対応する。
する必要がある場合には、あらかじめ次式により摩耗分
を演算する。 ロール摩耗分＝Ｋ・Σ（Ｐs ・Ｌs ） …（４） ただし、 Ｋ ：ゲイン Ｐs ：１本の圧延材を圧延中にＬ点サンプリングした圧
延荷重の平均値 Ｌs ：１本の圧延材の長さ であり、Σ（ ）は（ ）内の総和を表す。従って、
（３）式によって求められた板厚偏差分ΔｈRPから
（４）式によって求められた摩耗分を差引いたものが、
サーマルクラウンに対応する。
【００４２】一方、ロールプロフィールはロールの軸方
向のロール径の分布であり、ロールの軸方向中央部のロ
ール径に関する（３）式の板厚偏差分ΔｈRPのみでは、
ロールプロフィールの全体を把握し難い。そのために、
中央部以外のロールプロフィールを計算する方法が種々
提案されており、そのうちのいずれかの方法を用いてロ
ールプロフィールを求めることができる。しかし、ロー
ルを軸方向にメッシュ状に細かく区切り、一つ一つのメ
ッシュについて境界条件を計算し、各メッシュの温度を
計算するため、計算機のプログラムは複雑で、計算機の
負荷は非常に高くなる。そこで、図４に示したように、
簡易的に（３）式で求めたロール中央部の板厚偏差Δｈ
RPに対応するサーマルクラウンを基準にして、２次曲
線、３次曲線、指数関数等を用いて、ロールの軸方向の
ロールプロフィールを計算することができる。
向のロール径の分布であり、ロールの軸方向中央部のロ
ール径に関する（３）式の板厚偏差分ΔｈRPのみでは、
ロールプロフィールの全体を把握し難い。そのために、
中央部以外のロールプロフィールを計算する方法が種々
提案されており、そのうちのいずれかの方法を用いてロ
ールプロフィールを求めることができる。しかし、ロー
ルを軸方向にメッシュ状に細かく区切り、一つ一つのメ
ッシュについて境界条件を計算し、各メッシュの温度を
計算するため、計算機のプログラムは複雑で、計算機の
負荷は非常に高くなる。そこで、図４に示したように、
簡易的に（３）式で求めたロール中央部の板厚偏差Δｈ
RPに対応するサーマルクラウンを基準にして、２次曲
線、３次曲線、指数関数等を用いて、ロールの軸方向の
ロールプロフィールを計算することができる。
【００４３】ロールプロフィール予測手段１３は（３）
式及び（４）式の演算を実行し、さらに、サーマルクラ
ウンを求め、続いて、２次曲線、３次曲線、指数関数等
を用いて、ロールの軸方向のロール径を制御単位毎に演
算し、ロールプロフィール制御手段１４に加える。ロー
ルプロフィール制御手段１４はロールプロフィール予測
手段１３で予測されたロール径をロールプロフィール目
標値に追随させるようにワークロール冷却手段５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７ｂの
制御を行う。その制御を、図５及び図１０を参照してさ
らに詳しく説明する。
式及び（４）式の演算を実行し、さらに、サーマルクラ
ウンを求め、続いて、２次曲線、３次曲線、指数関数等
を用いて、ロールの軸方向のロール径を制御単位毎に演
算し、ロールプロフィール制御手段１４に加える。ロー
ルプロフィール制御手段１４はロールプロフィール予測
手段１３で予測されたロール径をロールプロフィール目
標値に追随させるようにワークロール冷却手段５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７ｂの
制御を行う。その制御を、図５及び図１０を参照してさ
らに詳しく説明する。
【００４４】図１０（ａ）に示した破線は、ロール冷却
のみを行った場合のロールサーマルクラウンの成長の様
子である。このロールサーマルクラウンは圧延の経過に
つれて成長してゆくが、圧延をしていない待機中も冷却
される場合、サーマルクラウンが飽和領域に達するのが
遅くなる。サーマルクラウンが飽和しない状態では、１
本の圧延材の中でも、設定したロールギャップの量やク
ラウン、平坦度制御に対する外乱となり、また数本同じ
条件の圧延材が続いていたとしても、１本毎に設定を変
更しなければならない等、外乱となる。
のみを行った場合のロールサーマルクラウンの成長の様
子である。このロールサーマルクラウンは圧延の経過に
つれて成長してゆくが、圧延をしていない待機中も冷却
される場合、サーマルクラウンが飽和領域に達するのが
遅くなる。サーマルクラウンが飽和しない状態では、１
本の圧延材の中でも、設定したロールギャップの量やク
ラウン、平坦度制御に対する外乱となり、また数本同じ
条件の圧延材が続いていたとしても、１本毎に設定を変
更しなければならない等、外乱となる。
【００４５】一方、図１０（ａ）の実線に示したよう
に、サーマルクラウンを早く飽和領域に持ってゆくこと
ができれば、サーマルクラウンが変化することによる外
乱の影響を少なくすることができる。この図１０（ａ）
に示した実線は圧延中に冷却を、待機中に加熱をしたも
のである。
に、サーマルクラウンを早く飽和領域に持ってゆくこと
ができれば、サーマルクラウンが変化することによる外
乱の影響を少なくすることができる。この図１０（ａ）
に示した実線は圧延中に冷却を、待機中に加熱をしたも
のである。
【００４６】また、図１０（ｂ）に示すように、圧延と
圧延の間が長く空く場合には、サーマルクラウンは飽和
しない。このうち、破線は冷却の場合のみの場合であ
る。実線は圧延中にロールを冷却し、待機中の一部で加
熱した場合である。こうすることにより、サーマルクラ
ウンの成長を助長し、飽和領域まで早く到達させ、サー
マルクラウンの変化を小さくすることができる。
圧延の間が長く空く場合には、サーマルクラウンは飽和
しない。このうち、破線は冷却の場合のみの場合であ
る。実線は圧延中にロールを冷却し、待機中の一部で加
熱した場合である。こうすることにより、サーマルクラ
ウンの成長を助長し、飽和領域まで早く到達させ、サー
マルクラウンの変化を小さくすることができる。
【００４７】しかして、ロールプロフィール制御手段１
４は図１０（ａ），（ｂ）に示したように、待機中に加
熱し、圧延中に冷却するようにワークロール冷却手段５
ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，
７ｂを制御することにより、サーマルクラウンを早く成
長させ、板厚制御、クラウン及び平坦度制御への外乱を
抑制することができる。
４は図１０（ａ），（ｂ）に示したように、待機中に加
熱し、圧延中に冷却するようにワークロール冷却手段５
ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，
７ｂを制御することにより、サーマルクラウンを早く成
長させ、板厚制御、クラウン及び平坦度制御への外乱を
抑制することができる。
【００４８】また、ロールプロフィール制御手段１４は
ワークロール３の軸方向に制御単位毎に配置されたワー
クロール冷却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロ
ール加熱手段７ａ，７ｂに対して冷却、加熱の時間を異
ならせる制御をも実行する。すなわち、図５（ａ）に示
すように、ワークロール３の軸方向をｎ個に分割し、そ
の各々をプロフィールの制御単位として図２に示すよう
にワークロール冷却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワ
ークロール加熱手段７ａ，７ｂが設けられる。この場
合、ワークロール３の中央部は圧延材が頻繁に接触する
ため摩耗が大きく、両端部は圧延材の接触機会が少ない
ので摩耗は少ない。そこで、ワークロール３の軸方向端
部においては冷却時間を長くすると共に、加熱時間を短
くし、反対に、軸方向中央部においては冷却時間を短く
すると共に、加熱時間を長くすれば、軸方向全体に亘っ
てフラットなプロフィールを保つことができる。
ワークロール３の軸方向に制御単位毎に配置されたワー
クロール冷却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワークロ
ール加熱手段７ａ，７ｂに対して冷却、加熱の時間を異
ならせる制御をも実行する。すなわち、図５（ａ）に示
すように、ワークロール３の軸方向をｎ個に分割し、そ
の各々をプロフィールの制御単位として図２に示すよう
にワークロール冷却手段５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ及びワ
ークロール加熱手段７ａ，７ｂが設けられる。この場
合、ワークロール３の中央部は圧延材が頻繁に接触する
ため摩耗が大きく、両端部は圧延材の接触機会が少ない
ので摩耗は少ない。そこで、ワークロール３の軸方向端
部においては冷却時間を長くすると共に、加熱時間を短
くし、反対に、軸方向中央部においては冷却時間を短く
すると共に、加熱時間を長くすれば、軸方向全体に亘っ
てフラットなプロフィールを保つことができる。
【００４９】図５（ｂ）は制御単位で分割されたＮｏ．
１の区間における冷却時間と加熱時間との関係を示し、
図５（ｃ）は軸方向中央部のＮｏ．ｍの区間における冷
却時間と加熱時間との関係を示し、図５（ｄ）はＮｏ，
ｎの区間における冷却時間と加熱時間との関係を示した
ものである。
１の区間における冷却時間と加熱時間との関係を示し、
図５（ｃ）は軸方向中央部のＮｏ．ｍの区間における冷
却時間と加熱時間との関係を示し、図５（ｄ）はＮｏ，
ｎの区間における冷却時間と加熱時間との関係を示した
ものである。
【００５０】これらいずれの区間においても、圧延中に
冷却し、待機中に加熱するが、軸方向中央部のＮｏ．ｍ
の区間においては、端部のＮｏ．１及びＮｏ，ｎの区間
と比較して、圧延中の冷却時間を短くし、待機中の加熱
時間を長くしている。図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）は軸
方向の代表的な区間を示したもので、その途中の区間は
ロールプロフィールを考慮して、冷却及び加熱の時間を
徐々に変化させるようにすれば良い。これによって、ワ
ークロール３の軸方向全体に亘ってロールプロフィール
を一定に保つことができる。
冷却し、待機中に加熱するが、軸方向中央部のＮｏ．ｍ
の区間においては、端部のＮｏ．１及びＮｏ，ｎの区間
と比較して、圧延中の冷却時間を短くし、待機中の加熱
時間を長くしている。図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）は軸
方向の代表的な区間を示したもので、その途中の区間は
ロールプロフィールを考慮して、冷却及び加熱の時間を
徐々に変化させるようにすれば良い。これによって、ワ
ークロール３の軸方向全体に亘ってロールプロフィール
を一定に保つことができる。
【００５１】なお、この実施形態は圧延中に冷却し、待
機中に加熱することを前提としたが、例えば、サーマル
クラウンが飽和領域に達した段階で、ロールプロフィー
ルの目標値に対して、ロール径の予測値の大きい部分と
小さい部分とが存在する場合もある。この場合には、圧
延中か否かに関わらずロール径の制御単位毎に冷却をす
るか、加熱をするかを決定すればよい。
機中に加熱することを前提としたが、例えば、サーマル
クラウンが飽和領域に達した段階で、ロールプロフィー
ルの目標値に対して、ロール径の予測値の大きい部分と
小さい部分とが存在する場合もある。この場合には、圧
延中か否かに関わらずロール径の制御単位毎に冷却をす
るか、加熱をするかを決定すればよい。
【００５２】そこで、次式の演算によってロールプロフ
ィールの偏差ＨＣを求める。 ＨＣ＝ＲＰREF −ＲＰEST …（５） ただし、 ＲＰREF ：ロールプロフィールの目標値 ＲＰEST ：ロールプロフィールの予測値 である。
ィールの偏差ＨＣを求める。 ＨＣ＝ＲＰREF −ＲＰEST …（５） ただし、 ＲＰREF ：ロールプロフィールの目標値 ＲＰEST ：ロールプロフィールの予測値 である。
【００５３】そして、ＨＣ＞０であれば加熱し、ＨＣ＜
０であれば冷却する。これによって、軸方向全体に亘っ
てロール径を一定に保ち続けることができる。
０であれば冷却する。これによって、軸方向全体に亘っ
てロール径を一定に保ち続けることができる。
【００５４】ところで、上記実施形態におけるワークロ
ール加熱手段７ａ，７ｂとして、ヒータ加熱、熱風噴
射、温水噴射及び誘導加熱のうちのいずれか一つ又は複
数の加熱要素を用いたが、加熱媒体として温水のみを用
いることは次の点で有利である。
ール加熱手段７ａ，７ｂとして、ヒータ加熱、熱風噴
射、温水噴射及び誘導加熱のうちのいずれか一つ又は複
数の加熱要素を用いたが、加熱媒体として温水のみを用
いることは次の点で有利である。
【００５５】一般にワークロール３の温度は、熱間圧延
でも６０℃前後であり、温水を利用する場合には圧延材
を冷却した水を回収し、この水を濾過してからロールに
直接噴射する構成とすることができる。この場合には圧
延材１を冷却した後の水に含まれる熱を再利用し、熱効
率の向上と環境の保全が可能になる。
でも６０℃前後であり、温水を利用する場合には圧延材
を冷却した水を回収し、この水を濾過してからロールに
直接噴射する構成とすることができる。この場合には圧
延材１を冷却した後の水に含まれる熱を再利用し、熱効
率の向上と環境の保全が可能になる。
【００５６】図６は本発明に係る圧延ロールのプロフィ
ール制御装置の第２の実施形態を、圧延系統と併せて示
した全体構成図である。図中、第１の実施形態を示す図
１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略
する。図１に示した第１の実施形態はロールプロフィー
ルの直接的な検出が比較的難しいことを考慮し、ｉスタ
ンドにおけるゲージメータ板厚ｈGMi とマスフロー板厚
ｈMFi とを比較してロールプロフィールを予測したが、
例えば、ロールプロフィールを光学的にあるいは接触式
にて測定する方法も考えられる。図６はこの考え方に従
ったもので、ロールプロフィール検出手段１６ａ，１６
ｂによって直接検出するようにしたもので、その検出値
をロールプロフィール制御手段１４に加える。
ール制御装置の第２の実施形態を、圧延系統と併せて示
した全体構成図である。図中、第１の実施形態を示す図
１と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略
する。図１に示した第１の実施形態はロールプロフィー
ルの直接的な検出が比較的難しいことを考慮し、ｉスタ
ンドにおけるゲージメータ板厚ｈGMi とマスフロー板厚
ｈMFi とを比較してロールプロフィールを予測したが、
例えば、ロールプロフィールを光学的にあるいは接触式
にて測定する方法も考えられる。図６はこの考え方に従
ったもので、ロールプロフィール検出手段１６ａ，１６
ｂによって直接検出するようにしたもので、その検出値
をロールプロフィール制御手段１４に加える。
【００５７】図７は図６に示した全体的な構成のうち、
制御系を示したブロック図で、ロールプロフィール検出
手段１６ａ，１６ｂによるロールプロフィールの検出値
とロールプロフィールの目標値とがロールプロフィール
制御手段１４に加えられ、ロールプロフィール制御手段
１４はこれらの差をゼロに近付けるようにワークロール
冷却手段５ａ，５ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７
ｂの冷却媒体及び加熱媒体を制御することにより、ロー
ルのサーマルクラウン及び摩耗の合成値を制御する構成
になっている。
制御系を示したブロック図で、ロールプロフィール検出
手段１６ａ，１６ｂによるロールプロフィールの検出値
とロールプロフィールの目標値とがロールプロフィール
制御手段１４に加えられ、ロールプロフィール制御手段
１４はこれらの差をゼロに近付けるようにワークロール
冷却手段５ａ，５ｂ及びワークロール加熱手段７ａ，７
ｂの冷却媒体及び加熱媒体を制御することにより、ロー
ルのサーマルクラウン及び摩耗の合成値を制御する構成
になっている。
【００５８】ロールプロフィール制御手段１４の詳細な
動作については、図１を用いて説明したと全く同様であ
るのでその説明を省略する。
動作については、図１を用いて説明したと全く同様であ
るのでその説明を省略する。
【００５９】かくして、第２の実施形態によれば、ロー
ルプロフィールの実測値を目標値に追随させるように制
御するので、ロールプロフィールの制御精度を向上させ
ることができる。
ルプロフィールの実測値を目標値に追随させるように制
御するので、ロールプロフィールの制御精度を向上させ
ることができる。
【００６０】なお、上記各実施形態によれば、ワークロ
ール３の圧延材の入側にワークロール冷却手段７ａ，７
ｂを、圧延材の出側にワークロール冷却手段６ａ，６ｂ
をそれぞれ設けたが、冷却能力が大きい場合には圧延材
の入側のみに設けても良く、あるいは、圧延材の出側の
みに設けても良い。
ール３の圧延材の入側にワークロール冷却手段７ａ，７
ｂを、圧延材の出側にワークロール冷却手段６ａ，６ｂ
をそれぞれ設けたが、冷却能力が大きい場合には圧延材
の入側のみに設けても良く、あるいは、圧延材の出側の
みに設けても良い。
【００６１】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように本発
明によれば、圧延機のロールの軸方向のロール径の分布
を制御するに当たり、ロールの軸方向を制御単位毎に分
割した各区間のロール径を予測し、分割した区間毎に設
けられた冷却手段及び加熱手段の少なくとも一方を含む
温度操作手段を、予測されたロール径が所望の値に追随
するように制御するので、冷却手段のみを用いた従来の
装置と比較して、サーマルクラウンの変化の影響をより
低く抑えることができる。
明によれば、圧延機のロールの軸方向のロール径の分布
を制御するに当たり、ロールの軸方向を制御単位毎に分
割した各区間のロール径を予測し、分割した区間毎に設
けられた冷却手段及び加熱手段の少なくとも一方を含む
温度操作手段を、予測されたロール径が所望の値に追随
するように制御するので、冷却手段のみを用いた従来の
装置と比較して、サーマルクラウンの変化の影響をより
低く抑えることができる。
【００６２】 また、ゲージメータ板厚と、板厚測定値
もしくはこの板厚測定値に基づく板厚予測値とを比較し
てロールの軸方向中央部のロール径を予測し、さらに、
この予測値に基づいて各分割区間のロール径を予測する
ので、ロールプロフィールを検出する特別な検出器を不
要化することができるという効果も得られる。
もしくはこの板厚測定値に基づく板厚予測値とを比較し
てロールの軸方向中央部のロール径を予測し、さらに、
この予測値に基づいて各分割区間のロール径を予測する
ので、ロールプロフィールを検出する特別な検出器を不
要化することができるという効果も得られる。
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【図１】本発明に係る圧延ロールのプロフィール制御装
置の第１の実施形態を、圧延系統と併せて示した全体構
成図。
置の第１の実施形態を、圧延系統と併せて示した全体構
成図。
【図２】図１に示した第１の実施形態を構成する主要素
の配置状態を示した図。
の配置状態を示した図。
【図３】図１に示した第１の実施形態を構成する制御系
統の詳細な構成を示すブロック図。
統の詳細な構成を示すブロック図。
【図４】図１に示した第１の実施形態の動作を説明する
ために、ロールプロフィールの一例を示した説明図。
ために、ロールプロフィールの一例を示した説明図。
【図５】図１に示した第１の実施形態の動作を説明する
ために、ロールの軸方向の代表的な位置に加熱、冷却の
状態を示したタイムチャート。
ために、ロールの軸方向の代表的な位置に加熱、冷却の
状態を示したタイムチャート。
【図６】本発明に係る圧延ロールのプロフィール制御装
置の第２の実施形態を、圧延系統と併せて示した全体構
成図。
置の第２の実施形態を、圧延系統と併せて示した全体構
成図。
【図７】図６に示した第２の実施形態を構成する制御系
統の詳細な構成を示すブロック図。
統の詳細な構成を示すブロック図。
【図８】ロールサーマルクラウンとロール摩耗の関係を
示す説明図。
示す説明図。
【図９】ロールサーマルクラウンとロール摩耗の成長の
関係を時間と関係付けて示した線図。
関係を時間と関係付けて示した線図。
【図１０】一連の圧延材の圧延過程におけるサーマルク
ラウンと摩耗の成長過程を、圧延ピッチの異なる２種類
について時間と関係付けて示した線図。
ラウンと摩耗の成長過程を、圧延ピッチの異なる２種類
について時間と関係付けて示した線図。
１ 圧延材
２ バックアップロール
３ ワークロール
４ａ，４ｂ バックアップロール冷却手段
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ ワークロール冷却手段
７ａ，７ｂ ワークロール加熱手段
８ ロールギャップ検出器
９ 圧延荷重検出器
１０ ゲージメータ板厚推定手段
１１ 板厚計
１２ マスフロー板厚推定手段
１３ ロールプロフィール予測手段
１４ ロールプロフィール制御手段
１５ ロール駆動主電動機
１６ａ，１６ｂ ロールプロフィール検出手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ２１Ｂ 37/28 Ｂ２１Ｂ 37/08 Ｚ
38/02 ＢＢＨ
Claims (5)
- 【請求項１】圧延機のロールの軸方向を制御単位毎に分
割し、少なくとも圧延機のロールギャップ及び圧延荷重
に基づいてゲージメータ板厚を演算し、このゲージメー
タ板厚と板厚測定値もしくはこの板厚測定値に基づく板
厚予測値とを比較して圧延材中央部の板厚偏差を演算
し、この板厚偏差から前記ロールの軸方向中央部のロー
ル径を予測し、この軸方向中央部のロール径の予測値に
基づいて前記ロールの各分割区間のロール径を予測する
ロールプロフィール予測手段と、 前記ロールを分割した区間毎に設けられ、それぞれ対応
する区間を冷却する冷却手段及び対応する区間を加熱す
る加熱手段の少なくとも一方を含む温度操作手段と、 前記ロールを分割した区間毎に、それぞれ前記ロールプ
ロフィール予測手段により予測されたロール径を所望の
値に追随させるように前記温度操作手段を制御するロー
ルプロフィール制御手段と、 を備えたことを特徴とする圧延ロールのプロフィール制
御装置。 - 【請求項２】前記ロールプロフィール予測手段は、予測
して得られたロール径のうち、ロール摩耗分については
圧延長と圧延荷重とに比例して増加するものとして摩耗
量を予測し、残りをサーマルクラウン量として予測する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧延ロールのプロフ
ィール制御装置。 - 【請求項３】前記ロールプロフィール制御手段は、圧延
中に前記ロールを冷却し、圧延していない待機中に前記
ロールを加熱することを特徴とする請求項１又は２に記
載の圧延ロールのプロフィール制御装置。 - 【請求項４】前記ロールプロフィール制御手段は、前記
ロールの各分割区間のロール径が一定になるように前記
温度操作手段を制御することを特徴とする請求項１又は
２に記載の圧延ロールのプロフィール制御装置。 - 【請求項５】前記加熱手段は、圧延材を冷却した後の水
を温水として噴射することを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項に記載の圧延ロールのプロフィール制御
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08419298A JP3495909B2 (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 圧延ロールのプロフィール制御装置 |
| TW088104494A TW401328B (en) | 1998-03-30 | 1999-03-22 | Rolling roll profile control equipment |
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