JP5862247B2 - Metal strip rolling method - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延ラインや冷間圧延ラインなどの金属帯の圧延ラインにて、仕上げ圧延機の一部または全部を、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を使用する金属帯の圧延方法に関する。 The present invention crosses a shift mechanism that shifts a work roll in the axial direction and an upper and lower work roll in a part or all of a finish rolling mill in a metal strip rolling line such as a hot rolling line or a cold rolling line. The present invention relates to a method for rolling a metal strip using a rolling mill having a cross mechanism.
金属帯の圧延においては、ワークロールと被圧延材の接触部分（以下、板道と言う）にて摩擦が生じ、ワークロールの板道に相当する部分の摩耗が進行していく。また特に熱間圧延においては被圧延材が８００から１１００℃程度と高温であるため、サーマルクラウンと呼ばれるワークロールの板道に相当する部分において熱膨張が生じる。このようなワークロールの局所的な摩耗と熱膨張により、ワークロールのプロフィルが変化することによって、被圧延材の幅方向板厚分布や形状が悪化し、製品品質や通板安定性の低下を招くという問題がある。 In rolling a metal strip, friction occurs at a contact portion between the work roll and the material to be rolled (hereinafter referred to as a plate path), and wear of a portion corresponding to the plate path of the work roll proceeds. Particularly in hot rolling, since the material to be rolled is as high as about 800 to 1100 ° C., thermal expansion occurs in a portion corresponding to the plate path of the work roll called a thermal crown. By changing the work roll profile due to such local wear and thermal expansion of the work roll, the sheet thickness distribution and shape in the width direction of the material to be rolled deteriorate, and the product quality and the stability of the plate feed are reduced. There is a problem of inviting.
従来、鋼帯の圧延においては、とりわけ摩耗等によりワークプロフィルが変化するため、例えば狭幅材を続けて圧延した場合のように局部的な板道の摩耗が進行するため、後続して圧延される広幅材の板厚分布に異常が生じることになり、これを避けるために被圧延材の幅の広いものから狭いものへと段階的に圧延するなどの、圧延サイクル（圧延スケジュール）において板幅規制をする工程管理を余儀なくされていた。
このような規制は工程管理を複雑化するばかりでなく、圧延ラインより上流の加熱炉の操業をも規制するなど、大きな障害となっていた。このため、板幅や板厚の異なった製品をランダムに生産する、いわゆるスケジュールフリーの圧延が要請されていた。
Conventionally, in steel strip rolling, the work profile changes due to wear, etc., and for example, local plate road wear progresses as in the case of continuous rolling of narrow materials. In order to avoid anomalies in the sheet thickness distribution of wide materials, the sheet width in the rolling cycle (rolling schedule), such as rolling gradually from wide to narrow material to be rolled. Had to manage the process to regulate.
Such regulation not only complicates the process management, but also poses a major obstacle such as regulating the operation of the heating furnace upstream of the rolling line. For this reason, there has been a demand for so-called schedule-free rolling in which products with different plate widths and thicknesses are randomly produced.
そして、近年、このような板幅規制を解消するための手段として、上下ワークロール（作業ロール）を被圧延材の圧延１本毎に軸方向に数ｍｍずつシフトさせて圧延することによりワークロールの摩耗を分散させるワークロールシフト方法が実用化されている。
なお、圧延荷重によるロールの撓みを補償する機構としてワークロールクロスやベンダーがあるが、これらは摩耗や熱膨張のような幅方向に不均一なプロフィルを制御することはできない。
In recent years, as means for eliminating such plate width restrictions, the work rolls are rolled by shifting the upper and lower work rolls (work rolls) by several mm in the axial direction for each rolling of the material to be rolled. A work roll shift method that disperses the wear of steel has been put into practical use.
Note that there are work roll cloths and benders as mechanisms for compensating for roll deflection due to rolling load, but these cannot control a non-uniform profile in the width direction such as wear and thermal expansion.
従来のワークロールシフト圧延方法は、被圧延材を圧延する毎にワークロールの軸方向位置を一定のピッチ（以下シフトピッチとよぶ）で数ｍｍずつずらしていき、機械設備上の限界に達したら、シフト方向を反転させて折り返してシフトを続けるサイクリックシフト法が広く用いられている。この方法はシフトピッチやシフト量上限などの設備制約によって決まる固定のシフトパターンであるため、ある被圧延材とその次の被圧延材との板幅の差によっては板道端部分でのロール摩耗や熱膨張の影響により、板端部の厚みが過厚（エッジハイスポット）になったり、過薄（エッジドロップ）になるなどの板厚プロフィル異常となる場合がある。 In the conventional work roll shift rolling method, every time a material to be rolled is rolled, the axial position of the work roll is shifted by a few millimeters at a constant pitch (hereinafter referred to as a shift pitch), and when the limit on mechanical equipment is reached. A cyclic shift method in which the shift direction is reversed and turned back to continue the shift is widely used. Since this method is a fixed shift pattern determined by equipment constraints such as shift pitch and upper limit of shift amount, depending on the difference in sheet width between one rolled material and the next rolled material, roll wear or Due to the effect of thermal expansion, the thickness of the end of the plate may become overly thick (edge high spot), or the plate thickness profile may become abnormal, such as being too thin (edge drop).
特許文献１には、サイクリックシフト法を前提として決定した次材のシフト位置に許容範囲を設け、その許容範囲内でロールプロフィルの目標値と予測計算値からなる評価関数を最小とする最適シフト位置を決定するシフト量決定方法が提案されている。
また特許文献２では、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数を各被圧延材のシフト位置を仮定して計算し、評価関数が最小となるようなシフト位置を圧延サイクルで圧延予定の全被圧延材について決定する方法が提案されている。
In Patent Document 1, an optimum shift is set such that an allowable range is provided at the shift position of the next material determined on the assumption of the cyclic shift method, and an evaluation function composed of a target value of roll profile and a predicted calculation value is minimized within the allowable range. A shift amount determination method for determining the position has been proposed.
In Patent Document 2, an evaluation function determined from a target value and a predicted calculation value of a work roll profile is calculated assuming a shift position of each material to be rolled, and the shift position that minimizes the evaluation function is rolled in a rolling cycle. A method for determining all planned rolled materials has been proposed.
しかしながら、特許文献１や特許文献２のような方法では、ワークロールプロフィルをロール胴長全体にわたり目標のプロフィルとすることを特徴としており、被圧延材のワークロール上での板道範囲を考慮してシフト位置を決定するものではない。つまり、シフト位置を決定する際に「ワークロールプロフィルのどの位置で被圧延材を圧延するのか」を考慮していないために、被圧延材の板幅やシフト位置によっては、エッジハイスポットやエッジドロップなどの幅方向板厚プロフィル異常が生じるという問題がある。 However, the methods such as Patent Document 1 and Patent Document 2 are characterized in that the work roll profile is set as a target profile over the entire roll length, and the plate path range on the work roll of the material to be rolled is taken into consideration. This does not determine the shift position. In other words, when determining the shift position, it does not consider "where in the work roll profile the material to be rolled", so depending on the plate width and shift position of the material to be rolled, depending on the edge high spot and edge There is a problem that an abnormal thickness profile such as drop occurs.
本発明は、以上の問題を解決すべくなされたものであり、熱間圧延ライン等の金属帯の圧延ラインにおける仕上げ圧延機等で被圧延材を圧延するに際し、板幅方向での厚みが不均一、特に幅端部の厚みが過薄になったり過厚になったりする問題を解消できる、金属帯の圧延方法を提供し、金属帯の製造におけるスケジュールフリー化を安定的、かつ確実に、実現することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and when rolling a material to be rolled by a finish rolling mill or the like in a rolling line of a metal strip such as a hot rolling line, the thickness in the sheet width direction is not satisfactory. Providing a metal strip rolling method that can solve the problem of uniform thickness, especially the width end thickness becoming too thin or too thick, and making schedule-free in the production of metal strip stable and reliable. It is intended to be realized.
すなわち、本発明は、以下の手段を採用する。
［１］金属帯の圧延ラインにて、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、被圧延材とワークロールの接触部分におけるワークロールプロフィルを、目標とするプロフィルとするように全被圧延材に対するワークロールシフト位置を決定し、次いで各被圧延材について予測ワークロールプロフィル、予測圧延荷重および目標板幅からワークロールのクロス角を決定することを特徴とする圧延方法。
［２］金属帯の圧延ラインにて、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、ワークロールシフト位置を仮定して定め、圧延機のワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数Ｊ１を式（１）に基づいて被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算し、次いでＪ１をすべての評価点について式（２）に基づいて合計して評価関数Ｊ２を求め、さらに圧延サイクル内の全被圧延材について式（３）に基づいて合計して評価関数Ｊ３を求め、逐次、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、新たに可能なワークロールシフト位置を仮定して定め、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求め、前記の仮定して定められたワークロールシフト位置のすべてについて求まるＪ３同士を比較して、Ｊ３が最小となるときの全被圧延材のワークロールシフト位置を、当該圧延サイクルにおける、ワークロールシフト位置として決定し、次いで各被圧延材についてクロス角を式（４）に基づき決定して、圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。
［３］金属帯の圧延ラインにて、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を用いて被圧延材を圧延するに際し、圧延サイクルにて圧延予定の１本目の被圧延材について、ワークロールシフト位置を仮定して、圧延後のワークロールプロフィル予測計算値を、被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算により予測し、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数Ｊ１を式（１）に基づいて被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算し、次いでＪ１をすべての評価点について式（２）に基づいて合計して評価関数Ｊ２を求め、さらに圧延サイクル内の全被圧延材について式（３）に基づいて合計して評価関数Ｊ３を求め、前記被圧延材の次に圧延予定の被圧延材について、先の被圧延材についてのワークロールシフト位置とはワークロールシフトピッチの分だけ正負異なるワークロールシフト位置ならびに先の被圧延材と同じワークロールシフト位置のうち一つ以上を仮定して定め、この定められたワークロールシフト位置について、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求め、前記の仮定して定められたすべてのワークロールシフト位置について求まるＪ３同士を比較して、Ｊ３が最小となるときの全被圧延材のワークロールシフト位置を、当該圧延サイクルにおける、ワークロールシフト位置として決定し、次いでワークロールのクロス角を式（４）に基づき決定して、圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。
［４］前記ワークロールシフト位置の変化量（ワークロールシフトピッチ）に上限を設けることを特徴とする［２］〜［３］のいずれかに記載の圧延方法。
［５］前記ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機がタンデム圧延機の１つ以上のスタンドに設けられていることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載の圧延方法。
That is, the present invention employs the following means.
[1] When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip, For all the rolled materials to be rolled, the work roll shift position for all the rolled materials is determined so that the work roll profile at the contact portion between the rolled material and the work roll is the target profile, and then each rolled material A rolling method characterized by determining a cross angle of a work roll from a predicted work roll profile, a predicted rolling load and a target plate width.
[2] When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip, For all the rolled materials to be rolled, assuming the work roll shift position, an evaluation function J 1 determined from the target value and the predicted calculation value of the work roll profile of the rolling mill is calculated based on the formula (1). One or more evaluation points in the width direction are calculated, and then J 1 is summed based on the expression (2) for all evaluation points to obtain an evaluation function J 2 , and further, the expression is calculated for all the rolled materials in the rolling cycle. in total, based on (3) obtains the evaluation function J 3, sequentially, for all the material to be rolled in the rolling schedule in the rolling cycle, it determined assuming a new possible work roll shift position, similar Repeat calculations evaluated the determined function J 1, J 2 and J 3, by comparing the J 3 between which is obtained for all the assumed work roll shift position determined by said, when J 3 is minimized The work roll shift position of all the rolled materials is determined as the work roll shift position in the rolling cycle, and then the cross angle is determined based on the equation (4) for each rolled material and rolled. Metal strip rolling method.
[3] When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip, Assuming the work roll shift position for the first rolled material to be rolled, predict the calculated work roll profile after rolling, by calculating one or more evaluation points in the width direction of the rolled sheet, calculated evaluation points of more than one point of the material to be rolled plate width direction based on the evaluation function J 1 determined from the target value and the predicted calculated value of the work roll profile in equation (1), then J 1 for all the evaluation points by summing according to equation (2) obtains the evaluation function J 2, and a total seek evaluation function J 3 based further on the equation (3) for all the material to be rolled in the rolling cycle, the object to be rolled For the material to be rolled next to the material, the work roll shift position that differs from the work roll shift position by the amount of the work roll shift pitch and the same work roll shift position as the previous material to be rolled. It is determined assuming one or more of the above, and the same calculation is repeated for the determined work roll shift position to obtain evaluation functions J 1 , J 2 and J 3. Compare the work roll shifting J 3 between which is obtained about the position, the work roll shift positions of all the material to be rolled when J 3 is minimized, in the rolling cycle, determined as a work roll shift position, then the work roll A metal strip rolling method, wherein the cross angle is determined based on the formula (4) and rolled.
[4] The rolling method according to any one of [2] to [3], wherein an upper limit is provided for a change amount (work roll shift pitch) of the work roll shift position.
[5] A rolling mill having a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls is provided in one or more stands of the tandem rolling mill [1] ] The rolling method according to any one of [4] to [4].
本発明は、圧延サイクル内において、ワークロールを軸方向にシフトするシフト機構および上下ワークロールをクロスするクロス機構を備えた圧延機を使用する圧延において、被圧延材１本ごとのワークロール（ＷＲ）のシフト位置を最適に決定することにより、板厚分布を均一化することができる。そして、そのことにより、クラウンプロフィルの異常が発生し易い板幅が狭幅から広幅に組まれた圧延サイクルを採用することができ、板幅規制のないスケジュールフリーの工程管理が可能となる。 The present invention provides a work roll (WR) for each material to be rolled in rolling using a rolling mill having a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in a rolling cycle. ) Is optimally determined, the thickness distribution can be made uniform. As a result, it is possible to employ a rolling cycle in which the width of the sheet, which is likely to cause an abnormality in the crown profile, is assembled from a narrow width to a wide width, and it is possible to perform schedule-free process management with no sheet width restriction.
本発明の実施形態について以下に説明する。
本発明では、圧延サイクルにおいて、圧延予定の全被圧延材についての、被圧延材１本毎のワークロールのシフト位置を仮定して定め、この定められたシフト位置について、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数Ｊ１を、被圧延材板幅方向の１点以上の評価点毎に計算して求めて、これらを全評価点について合計して評価関数Ｊ２を求め、さらにこれらを圧延予定の全被圧延材について合計して評価関数Ｊ３を求める。
ワークロールのシフト位置については、例えば乱数表を用いて被圧延材１本毎のワークロールシフト位置を仮定することにより定めることができる。
Embodiments of the present invention will be described below.
In the present invention, in the rolling cycle, it is determined by assuming the work roll shift position for each material to be rolled for all the materials to be rolled, and the target value of the work roll profile for the determined shift position. and an evaluation function J 1 determined from the predicted calculated value, is calculated in each evaluation point of more than one point of the material to be rolled plate width direction, we obtain an evaluation function J 2 by summing these for all evaluation points, further these were a total for all the material to be rolled in the rolling plan obtaining an evaluation function J 3.
The work roll shift position can be determined, for example, by assuming a work roll shift position for each material to be rolled using a random number table.
あるいは、１本目の被圧延材のシフト量を仮定して定めた後は、先の被圧延材についてのワークロールシフト位置とはワークロールシフトピッチの分だけ正負異なるワークロールシフト位置ならびに先の被圧延材と同じワークロールシフト位置のうち一つ以上を、例えば乱数表を用いて仮定して定め、この定められたワークロールシフト位置について、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求めてもよい。
なお、ワークロールのシフト位置を仮定して定める手法は、上記のものに限るものではない。
Alternatively, after determining the shift amount of the first material to be rolled, the work roll shift position for the previous material to be rolled, and the work roll shift position for the previous material to be rolled, which are different from the work roll shift pitch by the amount of the work roll shift pitch. One or more of the same work roll shift positions as the rolled material are determined on the assumption of, for example, a random number table, and the same calculation is repeated for the determined work roll shift positions to evaluate the evaluation functions J 1 and J 2. and J 3 may be obtained.
The method for determining the work roll shift position is not limited to the above.
このようにして、逐次、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、新たに可能なワークロールシフト位置を仮定して定め、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求める。
このようにして求められた、圧延予定の全被圧延材についての、被圧延材１本毎のワークロールのシフト位置の可能な組み合わせのすべてについて求められたＪ３（組み合わせの数だけ存在する）同士を比較して、Ｊ３の値が最小となるときの、シフト位置を当該圧延サイクルにおけるシフト位置として決定する。
In this way, for all the rolled materials scheduled to be rolled sequentially in the rolling cycle, a new possible work roll shift position is assumed and the same calculation is repeated to evaluate the evaluation functions J 1 , J 2 and J 3 is determined.
J 3 determined for all possible combinations of shift positions of the work rolls for each material to be rolled for all the materials to be rolled to be rolled (present in the number of combinations). compared with each other, to determine when the value of J 3 is minimized, the shift position as the shift position in the rolling cycle.
最後にこの、各被圧延材の圧延時におけるワークロールのクロス角をワークロールプロフィルの予測計算値、予測圧延荷重、目標板幅に応じて決定する。 Finally, the cross angle of the work roll at the time of rolling each material to be rolled is determined according to the predicted calculation value of the work roll profile, the predicted rolling load, and the target plate width.
本発明では、評価関数を被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算するので、被圧延材のワークロール上での板道範囲を考慮可能であり、異常板厚プロフィルを効果的に防止可能である。 In the present invention, since the evaluation function is calculated for one or more evaluation points in the width direction of the material to be rolled, it is possible to consider the range of the plate path on the work roll of the material to be rolled, and the abnormal thickness profile is effective. Can be prevented.
以下において、上記の発明における評価関数の計算手法の具体的な１例を以下に示す。
本発明の評価関数の計算手法は以下のステップ１〜６からなる。
Hereinafter, a specific example of the evaluation function calculation method in the above invention will be described below.
The evaluation function calculation method of the present invention includes the following steps 1 to 6.
（ステップ１）
被圧延材の幅方向に１点以上の評価点Ａ、Ｂ、Ｃ・・・を定め、評価点Ａ，Ｂ，Ｃ・・・でのワークロールプロフィルの目標値を、各被圧延材について、圧延順に設定する。ワークロールの胴長中央と左右両評価点Ａ，Ｂ，Ｃ・・・を放物線や楕円などの２次曲線で結ぶように設定するのが好ましい。
(Step 1)
One or more evaluation points A, B, C... Are determined in the width direction of the material to be rolled, and the target value of the work roll profile at the evaluation points A, B, C. Set in rolling order. It is preferable that the center of the body length of the work roll and the left and right evaluation points A, B, C... Are connected by a quadratic curve such as a parabola or an ellipse.
なお、評価点は、例えば、図１（ａ）のＡ（最板端から２５ｍｍ）、Ｂ（同５０ｍｍ）、Ｃ（同７５ｍｍ）、Ｄ（同１００ｍｍ）、Ｅ（同１５０ｍｍ）、Ｆ（同２００ｍｍ）という具合に、板幅方向の１点以上に仮定する。
上記評価点の最板端からの距離についても具体的な数値はあくまで一例であり、本発明は、ここでの例に一義的に限定するものではない。
The evaluation points are, for example, A (25 mm from the end of the outermost plate), B (50 mm), C (75 mm), D (100 mm), E (150 mm), F (same as in FIG. 200 mm), and so on, it is assumed to be at least one point in the plate width direction.
The specific numerical values for the distance from the outermost plate edge of the evaluation point are only examples, and the present invention is not limited to the examples here.
（ステップ２）
各評価点について、ワークプロフィルの予測値と目標値とから下記の式（１）に基づいて、圧延予定の全被圧延材について、被圧延材１本毎のワークロールのシフト位置を、仮定して定め、この定められたシフト位置について、被圧延材１本についての評価関数Ｊ１を計算する。
ここで、ワークロールのシフト位置については、例えば乱数表を用いて被圧延材１本毎のワークロールシフト位置を仮定することにより定めることができる。
(Step 2)
For each evaluation point, based on the predicted value and target value of the work profile, based on the following formula (1), the shift position of the work roll for each material to be rolled is assumed for all the materials to be rolled. An evaluation function J1 for one material to be rolled is calculated for this determined shift position.
Here, the shift position of the work roll can be determined by assuming a work roll shift position for each material to be rolled using, for example, a random number table.
式（１）の評価関数Ｊ１は、ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まり、図１（ａ）に示すように、評価関数を被圧延材幅方向の片側１点以上の評価点について計算する。
評価関数Ｊ１は、図１（a）のように被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算するので、すでに記載したように、被圧延材のワークロール上での板道範囲を考慮可能であり、異常板厚プロフィルを効果的に防止可能である。
The evaluation function J 1 of the formula (1) is determined from the target value of the work roll profile and the predicted calculated value, FIG. 1 (a), a side one point above evaluation points of evaluation function to be rolled material width direction Calculate about.
The evaluation function J 1 Since the calculation for one or more points of the evaluation point of the material to be rolled plate width direction as shown in FIG. 1 (a), as previously described, a plate road range on the work rolls of the material to be rolled Can be considered, and an abnormal thickness profile can be effectively prevented.
なお、式（１）の重み係数については、例えば、表１のように先の被圧延材から次の被圧延材への板幅の変化に応じて決定してもよい。 In addition, about the weighting coefficient of Formula (1), you may determine according to the change of the plate | board width from the previous to-be-rolled material to the following to-be-rolled material like Table 1, for example.
また、先の被圧延材と次の被圧延材に対するワークロールシフト位置の変更量（ワークロールシフトピッチ）に上限を設けたい場合はシフトピッチの上限ＸＰｍａｘを人為入力する。被圧延材の通板性が不安定になりやすい、例えば仕上げ厚が２．３ｍｍ以下の薄物の被圧延材が圧延サイクル内に含まれていない等の場合は、本ステップは省略してもよい。 In addition, when an upper limit is to be set for the amount of change in the work roll shift position (work roll shift pitch) with respect to the previous rolled material and the next rolled material, the upper limit XP max of the shift pitch is manually input. This step may be omitted when the platenability of the material to be rolled tends to become unstable, for example, when a thin material with a finished thickness of 2.3 mm or less is not included in the rolling cycle. .
（ステップ３）
評価点Ａ、Ｂ、Ｃ・・・の全てについて下記の式（２）に基づいて式（１）の評価関数Ｊ１を合計して評価関数Ｊ２を求める。
(Step 3)
Evaluation points A, B, and C for all ... based on the following equation (2) by summing the evaluation function J 1 of the formula (1) evaluation function J 2 obtains.
（ステップ４）
圧延サイクルにおける全被圧延材について、下記の式（３）に基づいて式（２）の評価関数Ｊ２を合計して評価関数Ｊ３を求める。
そして、逐次、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、新たに可能なワークロールシフト位置を、例えば乱数表を用いて仮定して定め、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求める。
(Step 4)
For all the material to be rolled in the rolling cycle, based on the following equation (3) by summing the evaluation function J 2 of the formula (2) obtaining an evaluation function J 3.
Then, for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle, a new possible work roll shift position is assumed by using, for example, a random number table, the same calculation is repeated, and the evaluation function J 1 , Request J 2 and J 3.
（ステップ５）
可能なシフト位置すべてについて求められたＪ３の値同士を比較して、その中で最も小さい場合の、当該圧延サイクルの全圧延材のワークロールシフト位置を当該圧延サイクルのワークロールシフト位置として決定する。
(Step 5)
Possible shift position by comparing the values of J 3 between determined for all cases in which the smallest, determine the work roll shift positions of all the rolling material of the rolling cycle as a work roll shifting position of the rolling cycle To do.
（ステップ６）
圧延サイクルの全圧延材のシフト位置を決定した後に、各被圧延材のワークロールプロフィル予測計算値、予測荷重および予測板幅に応じて、下記の式（４）に基づきワークロールのクロス角θｃを決定する。
(Step 6)
After determining the shift positions of all the rolled materials in the rolling cycle, the work roll cross angle θc is calculated based on the following formula (4) according to the predicted calculated value of the work roll profile, the predicted load, and the predicted plate width of each rolled material. To decide.
以上の計算フローを図２に示す。
ステップ２のワークロールプロフィルの目標値と予測値については、以下のように求める。
The above calculation flow is shown in FIG.
The target value of the work roll professional fill step 2 and the prediction value, determined as follows.
ワークプロフィルの目標値は、図１に示すように、被圧延材上の駆動側（ドライブサイド）と被駆動側（ワークサイド）の各評価点、例えばＡ〜Ｆ点と接するワークロール箇所のワークロール半径の平均と、ワークロールの胴長中央のワークロール半径との差を下記の式（５）に基づいて計算し、上下ワークロールについて合計して求める。ワークロールプロフィルの胴長中央と左右両評価点Ａ〜Ｆを放物線や楕円などの２次曲線で結ぶように設定するのが好ましい。 As shown in FIG. 1, the target value of the work profile is a workpiece at a work roll portion in contact with each evaluation point on the driven side (drive side) and driven side (work side) on the material to be rolled, for example, points A to F. The difference between the average roll radius and the work roll radius at the center of the body length of the work roll is calculated based on the following formula (5), and the total is obtained for the upper and lower work rolls. It is preferable to set the center of the body length of the work roll profile and the left and right evaluation points A to F to be connected by a quadratic curve such as a parabola or an ellipse.
また、ワークロールプロフィルの予測値は、ワークロールの熱膨張量、摩耗量およびワークロール半径の初期値から求めることができる。
例えば、ワークロールの熱膨張については、下記の式（６）に基づいて、また、摩耗量については下記の式（７）に基づいて予測計算することができる。そして、ワークロールプロフィルは、両者を合計して、下記の式（８）に基づいて予測計算値することができる。
Further, the predicted value of the work roll pro-fill can be obtained thermal expansion amount of the work roll, the wear amount and the initial value of the work roll radius.
For example, the thermal expansion of the work rolls on the basis of the equation (6) below, also predicted calculations to can isosamples based on the following equation (7) for wear amount. Then, the work roll profile can be calculated as a predicted calculation value based on the following formula (8) by summing both.
ワークロールのシフト位置の変更量（シフトピッチ）については、ワークロールシフトピッチに上限を設けた場合でも、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材についてのワークロールシフト位置の組み合わせの数は膨大であり、これら全ての組み合わせについて、評価関数Ｊを各評価点について計算して合計し、さらに全被圧延材分合計した中から、評価関数Ｊの同合計結果が最小となるようなワークロールシフト位置を選び出してももちろんよいが、計算の負荷を軽減するため、非線形計画法などにより評価関数Ｊが最小となるようなワークロールシフト位置を決定することも可能である。 Regarding the change amount (shift pitch) of the work roll shift position, even when an upper limit is provided for the work roll shift pitch, the number of combinations of work roll shift positions for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle is enormous. For all of these combinations, the work roll shift is such that the evaluation function J is calculated for each evaluation point, totaled, and further totaled for all rolled materials, so that the total result of the evaluation function J is minimized. Of course, the position may be selected, but it is also possible to determine the work roll shift position that minimizes the evaluation function J by nonlinear programming or the like in order to reduce the calculation load.
以下に本発明を７スタンド（Ｆ１〜Ｆ７）からなるタンデム圧延機に適用した実施例を説明する。実施例１ではＦ１〜Ｆ７スタンドのすべての圧延機がロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えている。実施例２では７スタンドのうち、後段のＦ４〜Ｆ７のスタンドの圧延機がロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えている。 An embodiment in which the present invention is applied to a tandem rolling mill having seven stands (F1 to F7) will be described below. In Example 1, all the rolling mills of the F1 to F7 stands are provided with a roll cloth mechanism and a work roll shift mechanism. In Example 2, among the seven stands, the rolling mills of the subsequent F4 to F7 stands are provided with a roll cloth mechanism and a work roll shift mechanism.
ロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えた圧延機をＦ１〜Ｆ７として備えた仕上げ圧延機を有する熱間圧延ラインにて本発明を実施した。ロールクロスはワークロールとバックアップロールが一緒に動くペアクロスタイプである。圧延機の設備仕様を表２に示す。 This invention was implemented in the hot rolling line which has a finishing rolling mill provided with the rolling mill provided with the roll cross mechanism and the work roll shift mechanism as F1-F7. The roll cross is a pair cross type in which the work roll and the backup roll move together. Table 2 shows the equipment specifications of the rolling mill.
ワークロールのシフト位置は、乱数表を用いて、被圧延材１本毎に仮定して定め、評価関数Ｊ１〜Ｊ３を求めた。そして、逐次、同様に乱数表を用いて、被圧延材１本毎に仮定して定め、Ｊ１〜Ｊ３を求める計算を繰り返し、評価関数Ｊ３が最小となるように、ワークロールシフト位置を決定した。 The shift position of the work roll was determined on the assumption of each rolled material using a random number table, and the evaluation functions J 1 to J 3 were obtained. Then, sequentially, similarly using a random number table, determined by assuming every one material to be rolled, repeating the calculation for obtaining the J 1 through J 3, as the evaluation function J 3 is minimized, the work roll shifting position It was determined.
図３に示す板厚−板幅構成の圧延サイクルに対し、本発明例と従来例の比較、評価を行った。
評価点は被圧延材の板端から２５ｍｍ、７５ｍｍ、１５０ｍｍの３点とし、ワークロールシフトピッチの上限は２０ｍｍとした。ベンダー荷重は圧延開始時に７５トンと設定し、圧延中の荷重変動に応じて制御した。
圧延後の被圧延材の厚みプロフィルの評価は板幅が１本前の被圧延材よりも約３００ｍｍ広がる６３本目にて行った。
また、従来技術との比較を行うため図３とほぼ同じ板厚−板幅の圧延サイクルにて、従来のサイクリックシフト法によりシフトピッチおよびシフト移動方向の折り返し点を一定として圧延を行ったものを従来例とした。
The invention example and the conventional example were compared and evaluated with respect to the rolling cycle having the plate thickness-plate width configuration shown in FIG.
The evaluation points were three points of 25 mm, 75 mm, and 150 mm from the plate end of the material to be rolled, and the upper limit of the work roll shift pitch was 20 mm. The bender load was set to 75 tons at the start of rolling, and was controlled according to the load fluctuation during rolling.
The evaluation of the thickness profile of the rolled material after rolling was performed on the 63rd sheet in which the plate width was expanded by about 300 mm from that of the previous rolled material.
In addition, in order to compare with the prior art, rolling was performed with a shift pitch and a turning point in the shift movement direction being constant by a conventional cyclic shift method in a rolling cycle having substantially the same thickness and width as in FIG. Was a conventional example.
図４に本発明法によって決定したＷＲシフト位置と従来のサイクリックシフトによるＷＲシフト位置を示す。
図５は６３本目の板厚プロフィルであるが、従来例では約２０μｍの逆クラウンプロフィルとなっているのに対し、本発明では逆クラウンプロフィルが生じておらず良好なクラウンプロフィルとなっていることが確認できた。また６３本目以外のクラウンプロフィルについても異常プロフィルや形状不良は生じなかった。
FIG. 4 shows the WR shift position determined by the method of the present invention and the WR shift position by the conventional cyclic shift.
FIG. 5 shows the 63th sheet thickness profile. In the conventional example, the reverse crown profile is about 20 μm, whereas in the present invention, the reverse crown profile is not generated and the crown profile is good. Was confirmed. In addition, abnormal profiles and shape defects did not occur in the crown profiles other than the 63rd.
前段のＦ１〜Ｆ３スタンドには通常の圧延機であり、後段のＦ４〜Ｆ７スタンドにはロールクロス機構とワークロールシフト機構を備えた7スタンドの熱間圧延ラインにて本発明を実施した。ロールクロスはワークロールとバックアップロールが一緒に動くペアクロスタイプである。圧延機の設備仕様を表３に示す。 The first F1 to F3 stand is a normal rolling mill, and the second F4 to F7 stand is a seven-stand hot rolling line equipped with a roll cloth mechanism and a work roll shift mechanism. The roll cross is a pair cross type in which the work roll and the backup roll move together. Table 3 shows the equipment specifications of the rolling mill.
ワークロールのシフト位置は、実施例１と同様にして決定した。すなわち乱数表を用いて、被圧延材１本毎に仮定して定め、評価関数Ｊ１〜Ｊ３を求め、そして、逐次、同様に乱数表を用いて、被圧延材１本毎に仮定して定め、Ｊ１〜Ｊ３を求める計算を繰り返して、評価関数Ｊ３が最小となるように、ワークロールシフト位置を決定した。 The work roll shift position was determined in the same manner as in Example 1. That using a random number table, determined by assuming every one material to be rolled, calculated evaluation function J 1 through J 3, and sequentially, similarly using a random number table, assuming every one material to be rolled determined Te, repeat the calculation for obtaining the J 1 through J 3, as the evaluation function J 3 is minimized to determine the work roll shift position.
図６に示す板厚−板幅構成の圧延サイクルに対し、本発明例と従来例の比較、評価を行った。
評価点は被圧延材の板端から５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍの４点とし、ワークロールシフトピッチの上限は２０ｍｍとした。ベンダー荷重は圧延開始時は７５トンと設定し、圧延中の荷重変動に応じて制御した。
The invention example and the conventional example were compared and evaluated with respect to the rolling cycle having a plate thickness-plate width configuration shown in FIG.
The evaluation points were four points of 50 mm, 100 mm, 150 mm, and 200 mm from the end of the rolled material, and the upper limit of the work roll shift pitch was 20 mm. The bender load was set to 75 tons at the start of rolling, and was controlled according to the load fluctuation during rolling.
圧延後の被圧延材の厚みプロフィルの評価は板幅が１本前の被圧延材よりも約１５０ｍｍ広がる９０本目にて行った。また、従来技術との比較を行うため図６とほぼ同じ厚み構成、幅構成のサイクルにて、従来のサイクリックシフト法によりシフトピッチおよびシフト移動方向の折り返し点を一定として圧延を行ったものを従来例とした。 Evaluation of the thickness profile of the rolled material after rolling was performed on the 90th sheet in which the plate width was about 150 mm wider than that of the previous rolled material. In addition, in order to compare with the prior art, in a cycle having the same thickness configuration and width configuration as in FIG. 6, the rolling was performed with the shift pitch and the turning point in the shift movement direction being fixed by the conventional cyclic shift method. A conventional example was used.
図８は９０本目の板厚プロフィルであるが、従来例では約１０μｍの逆クラウンプロフィルとなっているのに対し、本発明では逆クラウンは生じておらず良好なクラウンプロフィルとなっていることが確認できた。また９０本目以外のクラウンプロフィルについても異常プロフィルや形状不良は生じなかった。
以上の説明では、本発明を熱間圧延ラインに適用した例を挙げたが、冷間圧延ラインなどの他の金属帯の圧延ラインに適用することも可能である。
FIG. 8 shows the 90th plate thickness profile. In the conventional example, the reverse crown profile is about 10 μm, whereas in the present invention, the reverse crown is not generated and the crown profile is good. It could be confirmed. In addition, no abnormal profiles or shape defects occurred in the crown profiles other than the 90th.
In the above description, the example in which the present invention is applied to a hot rolling line has been described. However, the present invention can also be applied to a rolling line of another metal strip such as a cold rolling line.
Claims (5)
圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、ワークロールシフト位置を仮定して定め、
圧延機のワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数Ｊ１を下記の式（１）
に基づいて被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算し、次いでＪ１をすべての評価点について下記の式（２）
逐次、圧延サイクルにて圧延予定の全被圧延材について、新たに可能なワークロールシフト位置を仮定して定め、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求め、
前記の仮定して定められたワークロールシフト位置のすべてについて求まるＪ３同士を比較して、Ｊ３が最小となるときの全被圧延材のワークロールシフト位置を、当該圧延サイクルにおける、ワークロールシフト位置として決定し、次いで各被圧延材についてクロス角を下記の式（４）
圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。 When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip,
For all rolled materials scheduled for rolling in the rolling cycle, the work roll shift position is assumed and determined.
The evaluation function J 1 determined from the target value and the predicted calculation value of the work roll profile of the rolling mill is expressed by the following equation (1)
The following equation for all the evaluation points is calculated for one point or more evaluation points of the rolled material strip width direction, then J 1 based on (2)
Sequentially, for all the rolled materials scheduled to be rolled in the rolling cycle, a new possible work roll shift position is assumed and the same calculation is repeated to obtain evaluation functions J 1 , J 2 and J 3 ,
The work roll shift positions of all the materials to be rolled when J 3 is minimized by comparing the J 3 obtained for all the work roll shift positions determined on the assumption described above are the work rolls in the rolling cycle. The shift position is determined, and then the cross angle for each rolled material is expressed by the following formula (4)
A method for rolling a metal strip, comprising rolling.
圧延サイクルにて圧延予定の１本目の被圧延材について、ワークロールシフト位置を仮定して、圧延後のワークロールプロフィル予測計算値を、被圧延材板幅方向の１点以上の評価点について計算により予測し、
ワークロールプロフィルの目標値と予測計算値から決まる評価関数Ｊ１を下記の式（１）
前記被圧延材の次に圧延予定の被圧延材について、先の被圧延材についてのワークロールシフト位置とはワークロールシフトピッチの分だけ正負異なるワークロールシフト位置ならびに先の被圧延材と同じワークロールシフト位置のうち一つ以上を仮定して定め、この定められたワークロールシフト位置について、同様の計算を繰り返して、評価関数Ｊ１、Ｊ２およびＪ３を求め、
前記の仮定して定められたすべてのワークロールシフト位置について求まるＪ３同士を比較して、Ｊ３が最小となるときの全被圧延材のワークロールシフト位置を、当該圧延サイクルにおける、ワークロールシフト位置として決定し、次いでワークロールのクロス角を下記の式（４）
圧延することを特徴とする金属帯の圧延方法。 When rolling a material to be rolled using a rolling mill equipped with a shift mechanism for shifting the work roll in the axial direction and a cross mechanism for crossing the upper and lower work rolls in the rolling line of the metal strip,
Assuming the work roll shift position for the first material to be rolled in the rolling cycle, the work roll profile prediction calculation value after rolling is calculated for one or more evaluation points in the width direction of the material to be rolled. Predicted by
The evaluation function J 1 determined from the target value of the work roll profile and the predicted calculation value is expressed by the following equation (1)
For the material to be rolled next to the material to be rolled, the work roll shift position for the previous material to be rolled differs from the work roll shift position by the amount of the work roll shift pitch, and the same work as the previous material to be rolled. It is determined assuming one or more of the roll shift positions, the same calculation is repeated for the determined work roll shift positions, and evaluation functions J 1 , J 2 and J 3 are obtained.
The work roll shift positions of all the materials to be rolled when J 3 is minimized by comparing J 3 obtained for all the work roll shift positions determined on the assumption are the work rolls in the rolling cycle. The shift position is determined, and then the cross angle of the work roll is expressed by the following formula (4)
A method for rolling a metal strip, comprising rolling.
The rolling mill provided with the shift mechanism which shifts the said work roll to an axial direction, and the cross mechanism which cross | intersects an up-and-down work roll is provided in the 1 or more stand of the tandem rolling mill. The rolling method as described in any one of these.
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