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JPH0372364B2 - - Google Patents
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JPH0372364B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0372364B2
JPH0372364B2 JP57184130A JP18413082A JPH0372364B2 JP H0372364 B2 JPH0372364 B2 JP H0372364B2 JP 57184130 A JP57184130 A JP 57184130A JP 18413082 A JP18413082 A JP 18413082A JP H0372364 B2 JPH0372364 B2 JP H0372364B2
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JP
Japan
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thickness distribution
width direction
rolling
plate
distribution
Prior art date
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Application number
JP57184130A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS59130614A (en
Inventor
Shigeru Ogawa
Hiromi Matsumoto
Tsunetoshi Ishida
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP57184130A priority Critical patent/JPS59130614A/en
Publication of JPS59130614A publication Critical patent/JPS59130614A/en
Publication of JPH0372364B2 publication Critical patent/JPH0372364B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板圧延における幅方向板厚分布のう
ち左右対称成分すなわち板クラウンと、これと密
接な関係をもつ板形状の制御方法に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a symmetrical component of the thickness distribution in the width direction in plate rolling, that is, a plate crown, and a method of controlling the plate shape that is closely related to this. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の板クラウン・形状制御方法は、圧延の結
果得られる板クラウンあるいは板形状と圧延条件
の関係を、実際の圧延データあるいは数値解析結
果を統計処理してモデル化し、比較的単純な式と
して圧延制御に用いているものである。
Conventional sheet crown/shape control methods model the relationship between the sheet crown or sheet shape obtained as a result of rolling and rolling conditions through statistical processing of actual rolling data or numerical analysis results, and then calculate rolling as a relatively simple formula. This is used for control.

しかしながら、実際に得られる板クラウンおよ
び板形状は作業ロール−材料間の幅方向荷重分布
の影響を大きく受け、さらにこの幅方向荷重分布
は圧延材料の変形特性に大きく左右されるため、
従来の制御方法を変形特性の異なる材料の圧延に
適用しようとした場合、その材料についての新し
いモデル式を作成するか、あるいはモデル式の各
係数を見直すかの措置をとらなければならなくな
る。
However, the plate crown and plate shape that are actually obtained are greatly influenced by the widthwise load distribution between the work roll and the material, and furthermore, this widthwise load distribution is greatly influenced by the deformation characteristics of the rolled material.
When applying conventional control methods to the rolling of materials with different deformation characteristics, it is necessary to either create a new model equation for the material or review each coefficient of the model equation.

このような問題に対処する方法として、実際の
圧延データをもとにした学習機能を導入する方法
がある。
One way to deal with such problems is to introduce a learning function based on actual rolling data.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、従来のモデル式では、圧延機側の変形
特性と圧延材料の変形特性が十分分離されていな
いので、効果的な学習ロジツクを作成するのは非
常に困難である。また、モデル式を作成する上
で、数値解析結果を用いる場合が多いが、このよ
うな解析手法を精度的に評価した場合、圧延機側
の変形についてはすべて弾性変形解析であるた
め、現状の解析理論でも十分な精度が期待できる
と考えられるが、材料の変形特性については材料
の幅広がり特性等、現状の解析理論でもなお不明
な部分が多く、十分な精度は期待できない、と考
えられる。
However, in the conventional model equation, the deformation characteristics of the rolling mill and the deformation characteristics of the rolled material are not sufficiently separated, making it extremely difficult to create an effective learning logic. In addition, numerical analysis results are often used to create model formulas, but when such analysis methods are evaluated accurately, the current deformation analysis is difficult because all deformation on the rolling mill side is an elastic deformation analysis. Although it is thought that sufficient accuracy can be expected with analytical theory, there are many aspects of the deformation characteristics of materials that are still unclear, such as the widening characteristics of materials, and it is thought that sufficient accuracy cannot be expected.

したがつて、圧延機の変形特性と材料側の変形
特性を連立して解いた結果として計算される板ク
ラウンおよび板形状についてのモデル式を作成し
た場合、最初から材料側の変形特性にまつわる誤
差分だけ精度低下したモデルとならざるを得なく
なる。
Therefore, when creating model formulas for the plate crown and plate shape that are calculated as a result of simultaneously solving the deformation characteristics of the rolling mill and the deformation characteristics of the material, it is possible to calculate the error related to the deformation characteristics of the material from the beginning. This results in a model with reduced accuracy.

本発明は、以上のような従来法の問題点を解決
することを目的とする。
The present invention aims to solve the problems of the conventional method as described above.

〔課題を解決するための技術分野〕[Technical fields for solving problems]

本発明の第1の要旨は、圧延板の幅方向板厚分
布を制御できる装置を有する圧延機の圧延制御方
法において、圧延板と作業ロール間の幅方向荷重
分布が一様である場合に実現される幅方向板厚分
布と圧延条件の関係を示すモデル式と、該モデル
式に圧延条件を代入して計算される該幅方向板厚
分布と圧延機入側の圧延板の幅方向板厚分布の一
次結合として構成される圧延機出側の圧延板の幅
方向板厚分布の計算式とを用いて、該幅方向板厚
分布制御装置の操作量を決定し、これに基づいて
該幅方向板厚分布制御装置を制御するにある。
A first aspect of the present invention is realized in a rolling control method for a rolling mill having a device capable of controlling the thickness distribution in the width direction of a rolled plate, when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work roll is uniform. A model formula showing the relationship between the widthwise plate thickness distribution and rolling conditions, and the widthwise plate thickness distribution and the widthwise plate thickness of the rolled plate on the entry side of the rolling machine, which are calculated by substituting the rolling conditions into the model formula. The operation amount of the width direction thickness distribution control device is determined using the calculation formula for the width direction thickness distribution of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as a linear combination of distributions, and the width To control the directional plate thickness distribution control device.

第2の要旨は、圧延板の幅方向板厚分布を制御
できる装置を有する圧延機の圧延制御方法におい
て、圧延中の圧延荷重を検出し、圧延板と作業ロ
ールの間の幅方向荷重分布が一様である場合に実
現される幅方向板厚分布と圧延条件の関係を示す
モデル式に上記圧延荷重の実測値を代入して計算
される幅方向板厚分布が設定計算時に決められた
目標値あるいはフイードバツク制御によつて修正
された目標値に最も近くなるように該幅方向板厚
分布制御装置の操作量を決めるにある。
The second gist is that in a rolling control method for a rolling mill that has a device that can control the widthwise thickness distribution of a rolled plate, the rolling load during rolling is detected and the widthwise load distribution between the rolled plate and the work rolls is controlled. The width direction plate thickness distribution, which is calculated by substituting the actual measured value of the rolling load described above into the model formula showing the relationship between the width direction plate thickness distribution and rolling conditions that would be realized when the width direction plate thickness distribution is uniform, is the target determined at the time of setting calculation. The operation amount of the widthwise plate thickness distribution control device is determined so as to be closest to the target value corrected by feedback control.

第3の要旨は、圧延板の幅方向板厚分布を制御
できる装置と、圧延板の形状検出装置を有する圧
延機の制御方法において、該板形状検出装置で実
測した板形状と目標板形状の差を板厚分布の差に
換算し、圧延板と作業ロール間の幅方向板厚分布
が一様である場合に実現される幅方向板厚分布と
圧延機入側の圧延板の幅方向板厚分布の一次結合
として構成される圧延機出側の圧延板の幅方向板
厚分布の計算式を用いて、上記板厚分布の差の換
算値を圧延板と作業ロール間の幅方向板厚分布が
一様である場合に実現される幅方向板厚分布の差
に換算し、さらに圧延板と作業ロール間の幅方向
荷重分布が一様である場合に実現される幅方向板
厚分布と圧延条件の関係を示すモデル式を用い
て、上記板厚分布の差を解消するための上記幅方
向板厚分布制御装置の操作量を決めるにある。
The third gist is that in a method for controlling a rolling mill that includes a device that can control the thickness distribution in the width direction of a rolled plate and a shape detection device for the rolled plate, the difference between the actual plate shape measured by the plate shape detection device and the target plate shape is determined. The difference is converted into a difference in plate thickness distribution, and the widthwise plate thickness distribution achieved when the widthwise plate thickness distribution between the rolled plate and the work roll is uniform and the widthwise plate of the rolled plate on the entrance side of the rolling machine. Using the calculation formula for the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as a linear combination of thickness distributions, the converted value of the difference in thickness distribution is calculated as the thickness in the width direction between the rolled plate and the work roll. This is converted into the difference in the thickness distribution in the width direction that is realized when the distribution is uniform, and is also calculated as the difference in the thickness distribution in the width direction that is realized when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work roll is uniform. Using a model equation showing the relationship between rolling conditions, the operation amount of the widthwise plate thickness distribution control device is determined to eliminate the difference in plate thickness distribution.

第4の要旨は、圧延板の幅方向板厚分布を制御
できる装置と、成品の幅方向板厚分布を測定する
ことのできる装置を有する連続圧延機の圧延制御
方法において、該幅方向板厚分布測定装置で実測
した板厚分布と目標板厚分布との差異を、最後段
圧延機においてはこれを解消し、且つ成品形状を
乱さないように最後段圧延機直前の圧延機におい
ては上記板厚分布の差異と当該出側板厚に関して
相似な幅方向板厚分布の修正量を決定し、この修
正量による圧延機間の板形状の乱れが圧延操業上
の許容範囲を越える場合は、この修正量をさらに
前段の圧延機に振り分けた後、圧延板と作業ロー
ルの間の幅方向板厚分布が一様である場合に実現
される幅方向板厚分布と圧延機入側の圧延板の幅
方向板厚分布の一次結合として構成される圧延機
出側の圧延板の幅方向板厚分布の計算式を用い
て、上記各圧延機出側の幅方向板厚分布の修正量
を圧延板と作業ロール間の幅方向板厚分布が一様
である場合に実現される幅方向板厚分布の修正量
に換算し、さらに圧延板と作業ロールの間の幅方
向荷重分布が一様である場合に実現される幅方向
板厚分布と圧延条件の関係を示すモデル式を用い
て、上記板厚分布の修正量に対応する上記幅方向
板厚分布制御装置の操作量を決めるにある。
The fourth gist is a rolling control method for a continuous rolling mill having a device capable of controlling the thickness distribution in the width direction of a rolled plate and a device capable of measuring the thickness distribution in the width direction of the finished product. In order to eliminate the difference between the plate thickness distribution actually measured by the distribution measuring device and the target plate thickness distribution in the last stage rolling mill, and to avoid disturbing the product shape, the rolling mill immediately before the last stage rolling machine Determine the amount of correction for the similar width direction thickness distribution with respect to the difference in thickness distribution and the exit side sheet thickness, and if the disturbance in the sheet shape between rolling mills due to this amount of correction exceeds the allowable range for rolling operations, make this correction. After further distributing the amount to the rolling mill in the previous stage, the thickness distribution in the width direction achieved when the thickness distribution in the width direction between the rolled plate and the work roll is uniform and the width of the rolled plate at the entrance side of the rolling mill. Using the calculation formula for the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as a linear combination of the thickness distribution in the direction, the amount of modification of the thickness distribution in the width direction on the exit side of each rolling machine is calculated as follows: This is converted into the amount of modification of the thickness distribution in the width direction that is realized when the thickness distribution in the width direction between the work rolls is uniform, and furthermore, when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work rolls is uniform. The operation amount of the width direction plate thickness distribution control device corresponding to the amount of correction of the plate thickness distribution is determined using a model formula showing the relationship between the width direction plate thickness distribution and rolling conditions realized in the method.

以下に本発明を詳細に説明する。 The present invention will be explained in detail below.

現在、板圧延機として最も広く用いられている
4段式の圧延機においても圧延荷重が変化すれば
幅方向の板厚分布も変化することはよく知られて
いるが、本発明で言う幅方向板厚分布の制御装置
とは、圧延荷重が一定という条件下でも幅方向板
厚分布を制御できる装置であり、ロールベンデイ
ング装置、可変クラウンロール、作業ロールシフ
ト、ロールクロス、6段式圧延機の中間ロールシ
フト、補強ロールにスリーブを配した形式の圧延
機のスリーブシフト機能等のいわゆるクラウン・
形状制御端を意味している。
It is well known that even in the four-high rolling mill, which is the most widely used plate rolling mill at present, if the rolling load changes, the plate thickness distribution in the width direction also changes. A plate thickness distribution control device is a device that can control the thickness distribution in the width direction even under the condition that the rolling load is constant, and includes roll bending devices, variable crown rolls, work roll shifts, roll crosses, and 6-high rolling mills. The so-called crown shift function, such as the intermediate roll shift of the
It means the shape control end.

圧延板と作業ロールの間の幅方向の荷重分布が
一様である場合に実現される板厚分布は、圧延機
のデイメンジヨン、クラウン形状制御端の設定条
件、圧延荷重、圧延材の圧延条件が与えられれ
ば、その他の圧延材料の変形特性とは無関係に圧
延機の変形特性のみによつて決まる。このような
板厚分布から求まる板クラウンを以下ではメカニ
カル板クラウンと称することにする。メカニカル
板クラウンは上述のように圧延機の変形特性のみ
によつて決まる基本量であるが、実際の圧延では
幅方向の荷重分布は入側板クラウンや圧延材料の
変形特性によつて種々に変化するため、出側板ク
ラウンはかならずしもメカニカル板クラウンに一
致しない。そこで以下では、実際の圧延で生ずる
出側板クラウンとメカニカル板クラウンの関係に
ついて説明する。
The plate thickness distribution achieved when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work rolls is uniform is determined by the rolling mill's dimension, the setting conditions of the crown shape control end, the rolling load, and the rolling conditions of the rolled material. If given, it depends solely on the deformation characteristics of the rolling mill, independently of the deformation characteristics of the other rolled materials. The plate crown determined from such a plate thickness distribution will be referred to as a mechanical plate crown below. As mentioned above, the mechanical plate crown is a basic amount that is determined only by the deformation characteristics of the rolling mill, but in actual rolling, the load distribution in the width direction changes variously depending on the entrance side plate crown and the deformation characteristics of the rolled material. Therefore, the exit side plate crown does not necessarily match the mechanical plate crown. Therefore, the relationship between the exit side plate crown and the mechanical plate crown that occurs during actual rolling will be explained below.

実際の圧延で得られる出側板クラウンには、入
側板クラウンがかなり大きな影響をもつと考えら
れるが、このような影響を定量的に表現するため
に、中島浩衛 他著「ホツトストリツプのクラウ
ン・形状制御法に関する研究(第5報)」(第30回
塑性加工連合講演会 No.102−1979−)では、ク
ラウン遺伝係数なる概念を導入している。
It is thought that the entry side sheet crown has a fairly large influence on the exit side sheet crown obtained in actual rolling, but in order to quantitatively express such an influence, we have used Koe Nakajima et al. In "Research on Control Methods (5th Report)" (30th Plastic Working Union Lecture No. 102-1979-), the concept of crown genetic coefficient was introduced.

クラウン遺伝係数ηとは、他の圧延条件はすべ
て同一のままで入側板クラウンCHのみがΔCHだけ
変動したときに出側板クラウンChに与える影響
係数として定義している。すなわち、このときに
生ずる出側板クラウンの変化量をΔChとすると
き、 ΔCh=η・ΔCH …(1) なる関係を有する。
The crown genetic coefficient η is defined as the influence coefficient on the exit side plate crown Ch when only the entry side plate crown C H changes by ΔC H while all other rolling conditions remain the same. That is, when the amount of change in the exit side plate crown that occurs at this time is ΔCh, there is a relationship as follows: ΔCh=η·ΔC H (1).

このように出側板クラウンが入側板クラウンの
影響を受けるのは、入側板クラウンが変化するこ
とによつて幅方向の伸び率分布にわずかな差を生
じ、その結果ロールバイト内の張力の幅方向分布
に大きな差異を生じ、幅方向の圧延荷重分布が変
化してロール変形が変化するというメカニズムで
説明できる。このように考えると、幅方向の伸び
率分布は入側板クラウン比率と出側板クラウン比
率の差によつて決まつてくるから、入側板クラウ
ンの影響は(1)式の形よりも、 ΔCh/h=η〓・ΔCH/H すなわち、 ΔCh=η〓・(1−r)・ΔCH …(2) という形で表わしたほうが妥当であることがわか
る。ここで、hは出側板厚、Hは入側板厚、rは
圧下率であり、η〓は修正クラウン遺伝係数とよぶ
ことにする。
The reason why the exit side plate crown is influenced by the entry side plate crown is that the change in the entrance side plate crown causes a slight difference in the elongation rate distribution in the width direction, and as a result, the tension in the roll bite in the width direction This can be explained by the mechanism that a large difference occurs in the distribution, the rolling load distribution in the width direction changes, and the roll deformation changes. Considering this, the elongation distribution in the width direction is determined by the difference between the entrance side plate crown ratio and the exit side plate crown ratio, so the influence of the entrance side plate crown is more than ΔCh/ It can be seen that it is more appropriate to express it in the form h=η〓・ΔC H /H, that is, ΔCh=η〓・(1−r)・ΔC H (2). Here, h is the exit side plate thickness, H is the entrance side plate thickness, r is the rolling reduction ratio, and η〓 is called the modified crown genetic coefficient.

(2)式から、ある基準となる入側板クラウンC0 H
のときの出側板クラウンがC0hであることがわか
つているとき、入側板クラウンΔCHに対応する出
側板クラウンChは次式で求められる。
From formula (2), the entrance plate crown C 0 H which is a certain standard
When it is known that the exit plate crown at the time is C 0 h, the exit plate crown Ch corresponding to the input plate crown ΔC H can be obtained by the following formula.

Ch=C0h+η〓・(1−r)・(CH−C0 H) (3) いま板クラウンモデル式を(3)式から出発して考
えるわけであるが、C0 H、C0hとしては幅方向の
伸び率分布が均一となる場合(材料温度が幅方向
に均一であるとき、幅方向の圧延荷重分布も均一
となる)を選ぶのが最も合理的である。このとき
入側板クラウン比率と出側板クラウン比率は等し
くなるから、 C0 H=C0h・H/h=C0h・1/(1−r)…(4) なる関係が成立し、これを(3)式に代入することに
より次式が得られる。
Ch=C 0 h+η〓・(1−r)・(C H −C 0 H ) (3) We will consider the plate crown model equation starting from equation (3), but C 0 H , C 0 It is most reasonable to select h when the elongation distribution in the width direction is uniform (when the material temperature is uniform in the width direction, the rolling load distribution in the width direction is also uniform). At this time, the entry side plate crown ratio and the exit side plate crown ratio are equal, so the following relationship is established: C 0 H = C 0 h・H/h=C 0 h・1/(1−r)…(4) By substituting into equation (3), the following equation is obtained.

Ch=(1−η〓)C0h+η〓(1−r)CH…(5) ところで(5)式のChは幅方向の伸び率分布が均一
であるときの出側クラウンであるが、変形抵抗の
幅方向分布が均一であれば、このとき幅方向の圧
延荷重分布も均一となり、C0hはメカニカル板ク
ラウンη〓に一致することになる。したがつて板ク
ラウンモデルの基本式として次式を得る。
Ch=(1-η〓)C 0 h+η〓(1-r)C H ...(5) By the way, Ch in equation (5) is the exit crown when the elongation rate distribution in the width direction is uniform. If the distribution of deformation resistance in the width direction is uniform, then the rolling load distribution in the width direction will also be uniform, and C 0 h will match the mechanical plate crown η〓. Therefore, the following equation is obtained as the basic equation of the plate crown model.

Ch=(1−η〓)・〓+η〓(1−r)・CH (6) なお、圧延材料の幅方向変換抵抗分布が無視で
きない場合は、その影響項を〓に加えればよい。
Ch=(1−η〓)・〓+η〓(1−r)・C H (6) If the widthwise conversion resistance distribution of the rolled material cannot be ignored, its influence term can be added to 〓.

次に視点を変えて出側板クラウンを入側板クラ
ウンを基準として考えることにする。幅方向温度
分布が均一である場合、〓が入側板クラウンと同
一のクラウン比率を持つた出側板クラウンCH
h/Hに等しいときはじめて実際に等クラウン比
率の圧延が実現することは〓の定義から考えて明
らかである。そして〓とCH・h/Hの間に差が
生じたとき、その差に比例して出側板クラウンが
変化するものと仮定し、その比例定数をζとする
と、出側板クラウンは Ch=CH・h/H+ζ(〓−CH・h/H) すなわち、 Ch=ζ〓+(1−ζ)(1−r)CH …(7) で与えられる。ここでζはロールカーブやロール
ベンデイング力等の変化によるメカニカル板クラ
ウンの変化が出側板クラウンにおよぼす影響係数
を示しており、板クラウン補正係数と呼ぶことに
する。
Next, we will change our perspective and consider the exit side plate crown with the entrance side plate crown as a reference. When the temperature distribution in the width direction is uniform, the exit side plate crown C H has the same crown ratio as the entrance side plate crown.
Considering the definition of 〓, it is clear that rolling with an equal crown ratio is actually achieved only when h/H is equal to h/H. Then, when there is a difference between and C H・h/H+ζ(〓−C H・h/H) That is, it is given by Ch=ζ〓+(1−ζ)(1−r)C H …(7). Here, ζ represents the influence coefficient that changes in the mechanical plate crown due to changes in the roll curve, roll bending force, etc. have on the exit side plate crown, and will be referred to as the plate crown correction coefficient.

ζとη〓はその定義からするとまつたく別の概念
であるが、式(6)と(7)を比較すると ζ=1−η〓 …(8) なる関係が成立しなければならない。言いかえれ
ば式(6)と(7)は元来同じ内容を別々の表現で表わし
ているものであり、その究極の意味するところは
(8)式ということになる。
ζ and η〓 are completely different concepts from their definitions, but when comparing equations (6) and (7), the following relationship must hold: ζ=1−η〓 (8). In other words, equations (6) and (7) originally express the same content in different expressions, and their ultimate meaning is
This means equation (8).

ところで(6)式あるいは(7)式の関係式は、圧延板
の板厚を求めるときのミル剛性曲線と塑性係数曲
線の考え方と類似の考え方によつても求めること
ができる。第1図に示すように、横軸に板クラウ
ンCをとり、縦軸に板端部と板中央部の荷重の差
ΔPをとつて考えると、圧延機側の変形はΔP=0
のときC=〓となり、C<〓となるには板端部の
荷重が板中央部よりも大きくならなければならな
い。そこでCとΔPの関係を直線近似し、その勾
配の絶対値をkとすると、圧延機側の変形は次式
で表わされる。
Incidentally, the relational expression (6) or (7) can also be determined using a concept similar to that of the mill stiffness curve and plasticity modulus curve when determining the thickness of a rolled plate. As shown in Figure 1, if we take the plate crown C on the horizontal axis and the difference ΔP between the loads between the plate ends and the plate center on the vertical axis, then the deformation on the rolling mill side is ΔP = 0.
When C=〓, and for C<〓, the load at the edge of the plate must be greater than the load at the center of the plate. Therefore, if the relationship between C and ΔP is approximated by a straight line, and the absolute value of the gradient is k, then the deformation on the rolling mill side is expressed by the following equation.

ΔP=−k(C−〓) …(9) 一方、材料側の変形はC=(1−r)CHのとき
幅方向変形抵抗分布が均一であると仮定すれば、
ΔP=0であり、C>(1−r)CHとなるにはΔP
>0とならなければならない。そこでCとΔPの
関係を直線近似し、その勾配をmとすると材料側
の変形は次式で表わされる。
ΔP=-k(C-〓)...(9) On the other hand, if we assume that the deformation resistance distribution in the width direction is uniform when C=(1-r)C H for the deformation on the material side,
ΔP=0, and for C>(1-r)C H , ΔP
>0. Therefore, if the relationship between C and ΔP is approximated by a straight line, and its slope is defined as m, the deformation on the material side is expressed by the following equation.

ΔP=m〔C−(1−r)CH〕 (10) (9)、(10)式で表わされる直線の交点で圧延によつ
て生ずる板クラウンChが求まり、 Ch=〓k/(m+k)+CH(1−r)m/(m
+k) を得る。m/(m+k)=η〓とおくと(11)式は(6)式
に一致する。
ΔP=m [C-(1-r)C H ] (10) The plate crown Ch produced by rolling is determined at the intersection of the straight lines expressed by equations (9) and (10), and Ch=〓k/(m+k )+C H (1-r)m/(m
+k) is obtained. If we set m/(m+k)=η〓, equation (11) matches equation (6).

(8)式が成立するということは学問的にも非常に
重要であり、本発明者らは実験によつてこれを確
認しているが、本発明にとつては圧延によつて生
ずる板クラウンChが Ch=ζ・〓+η〓(1−r)CH …(12) のように〓とCHの一次結合として表現され、η〓お
よびζが圧延材料の変形特性に依存する量であ
り、〓は圧延機の変形特性によつて決まる量であ
るということが重要である。
It is academically very important that formula (8) holds true, and the present inventors have confirmed this through experiments. Ch is expressed as a linear combination of 〓 and C H as in Ch=ζ・〓+η〓(1−r)C H …(12), and η〓 and ζ are quantities that depend on the deformation characteristics of the rolled material. It is important that , 〓 are quantities determined by the deformation characteristics of the rolling mill.

η〓、ζについては上述したように数値解析結果
より求めるという方法もあるが、最終的には圧延
実験によつて確認し、実機操業データによつて学
習して行くという方法が望ましい。現時点では、
ホツトストリツプ圧延について前出の中島らの文
献にクラウン遺伝係数ηの値を実験および理論に
よつて求めた結果が報告されており、これを 〓=η/(1−r) …(13) なる定義式で修正クラウン遺伝係数に換算し、さ
らに(8)式を適用することによつて板クラウン補正
係数ζも求まる。
Although η〓 and ζ can be determined from numerical analysis results as described above, it is ultimately preferable to confirm them through rolling experiments and learn from actual machine operation data. At the moment,
Regarding hot strip rolling, the above-mentioned literature by Nakajima et al. reports the results of determining the value of the crown heritability coefficient η through experiments and theory, and this is defined as 〓=η/(1−r) …(13) The plate crown correction coefficient ζ is also determined by converting it into a modified crown hereditary coefficient using the formula and further applying formula (8).

したがつて以降(12)式のζおよびη〓の値について
は既知であるとして説明をすすめる。
Therefore, the following explanation will be given assuming that the values of ζ and η〓 in equation (12) are known.

(12)式によつて板クラウンとメカニカル板クラウ
ンの関係を明らかにすることができたので、次に
メカニカル板クラウンの値を求めるためのモデル
式について説明する。
Now that we have clarified the relationship between the plate crown and the mechanical plate crown using equation (12), we will next explain the model equation for determining the value of the mechanical plate crown.

ここでモデル式とはプロセスコンピユータに組
込可能な比較的簡単な反復計算を要しない式を意
味する。
Here, the model formula means a relatively simple formula that can be incorporated into a process computer and does not require repeated calculations.

メカニカル板クラウンは、基本的には作業ロー
ルのクラウン、たわみ、および圧延材料との接触
による偏平変形によつて決まる量である。
Mechanical plate crown is an amount essentially determined by the crown of the work roll, deflection, and flattening deformation due to contact with the rolled material.

ロールクラウンは圧延作業を続けて行くうちに
摩耗および熱膨張によつて次第に変化していくこ
とが知られているが、これらについては数式モデ
ルによる推定あるいは直接測定等によつて既知で
あると考える。
It is known that roll crowns gradually change due to wear and thermal expansion as rolling operations continue, but these are considered to be known through estimation using mathematical models or direct measurements. .

圧延材料との接触によるロール偏平変形につい
ては、厳密には数値計算を用いなければならない
が、後述するように本発明者らはメカニカル板ク
ラウンの定義、すなわち幅方向荷重分布が一様で
あるということを利用して簡単な近似式を開発し
た。しかしながらロール偏平変形が幅方向板厚分
布におよぼす影響は板端部に集中していることが
多いため、板クラウン定義点を板端より若干中に
入つたところにとれば作業ロール偏平の影響は考
慮する必要がなくなる。
Strictly speaking, numerical calculations must be used to determine roll flattening deformation due to contact with the rolled material, but as will be explained later, the inventors used the definition of a mechanical plate crown, that is, that the load distribution in the width direction is uniform. We developed a simple approximation formula using this fact. However, the influence of roll flattening on the thickness distribution in the width direction is often concentrated at the edge of the plate, so if the plate crown definition point is set slightly inside the edge of the plate, the effect of flattening of the work roll can be reduced. There is no need to consider it.

作業ロールのたわみは、2段圧延機の場合はロ
ールを両端変持梁とみなすことができて材料力学
によつて簡単に求めることができるが、補強ロー
ルを有する多段圧延機では、作業ロールと補強ロ
ールの間に作用する線荷重分布が作業ロールのた
わみに依存するため、不静定問題となつてしま
い、最初線荷分布を仮定して作業ロールたわみを
計算し、さらに今計算した作業ロールたわみを用
いて線荷重分布を計算し、これが前回作業ロール
たわみを計算したときに用いた線荷重分布に実質
的に一致するまで再計算を行なうという反復法を
用いるか、あるいはロールたわみを離散化した本
格的な数値計算に頼らざる得なくなる。
In the case of a two-high rolling mill, the deflection of the work roll can be easily determined by material mechanics, since the roll can be regarded as a beam with both ends variable, but in a multi-high rolling mill with reinforcing rolls, the deflection of the work roll is Since the linear load distribution acting between the reinforcing rolls depends on the deflection of the work roll, it becomes an indeterminate problem.The work roll deflection is calculated by first assuming the line load distribution, and then the work roll Either use an iterative method of calculating the line load distribution using the deflections and recalculate until it substantially matches the line load distribution used when calculating the work roll deflections last time, or discretize the roll deflections. We will have no choice but to rely on full-scale numerical calculations.

これらの方法では瞬時に答を要求されるプロセ
スコンピユータ用のモデル式にはなり得ないので
本発明者らはこの問題を次のように解決した。
Since these methods cannot provide a model equation for a process computer that requires an instantaneous answer, the inventors solved this problem as follows.

作業ロールのたわみに大きな影響をもつ要因の
一つにロールクラウンがある。
One of the factors that has a large effect on the deflection of work rolls is the roll crown.

第2a図および第2b図にはワークロール3に
凹カーブがついている場合の原理図を示すが、ロ
ールカーブが付与されている場合、無負荷の作業
ロール〜補強ロール間ギツプには第2a図に示す
ようにロールカープに従つた幅方向分布が存有し
ている。この状態で圧延を行なつた場合でも、ほ
とんどの場合第2b図に示すように作業ロールと
補強ロールは完全に接触してしまう。したがつて
無負荷時に存在していたロールギヤツプの幅方向
分布は、作業ロール〜補強ロール間の接触面に作
用する荷重の幅方向分布を通じて作業ロールのた
わみに影響をおよぼす。
Figures 2a and 2b show the principle diagram when the work roll 3 has a concave curve, but when a roll curve is provided, the cast between the unloaded work roll and the reinforcing roll is shown in Figure 2a. As shown in , there is a widthwise distribution that follows the roll curve. Even if rolling is carried out in this state, in most cases the work roll and reinforcing roll will come into complete contact as shown in FIG. 2b. Therefore, the widthwise distribution of the roll gap that exists when there is no load affects the deflection of the work roll through the widthwise distribution of the load acting on the contact surface between the work roll and the reinforcing roll.

したがつて作業ロールに、板クラウン定義点に
換算してCRなるクラウン(半径分で凸クラウン
側を正)が付与されている場合、これがメカニカ
ル板クラウンにおよぼす影響は、無負荷時のロー
ルギヤツプの寄与−2CRだけでなく、CRによる作
業ロールたわみの増分−2αCRが加算されて、−2
(1+α)CRとなる。
Therefore, if a work roll is given a crown that is C R in terms of the plate crown definition point (the radius is positive on the convex crown side), the effect this has on the mechanical plate crown is the roll gap under no load. In addition to the contribution of -2C R , the increment of work roll deflection due to C R -2αC R is added, and -2C R is added.
(1+α) CR becomes.

ここでαの値は、第3a図および第3b図に示
したように、作業ロールの曲げ剛性が無限大のと
きα=0であり、曲げ剛性が0の場合はα=1と
なり、一般に作業ロールの曲げ剛性に応じて0<
α<1の値をとる。
As shown in Figures 3a and 3b, the value of α is α=0 when the bending rigidity of the work roll is infinite, and α=1 when the bending rigidity is 0. 0< depending on the bending rigidity of the roll
Takes the value α<1.

以上の考察からわかるように、αなるパラメー
タは、作業ロール〜補強ロール間の幅方向荷重分
布が作業ロールたわみにおよぼす影響を、無負荷
時すなわち幅方向荷重分布のないときに存在する
作業ロール〜補強ロール間ギヤツプの幅方向分布
から求めることのできるパラメータであり、先に
述べた作業ロールたわみを計算する際の困難をも
以下のように一挙に解決できる重要な概念であ
る。
As can be seen from the above considerations, the parameter α can be used to calculate the influence of the width direction load distribution between the work roll and the reinforcing roll on the work roll deflection, which exists when there is no load, that is, when there is no width direction load distribution. This is a parameter that can be determined from the widthwise distribution of the gap between reinforcing rolls, and is an important concept that can solve the difficulties in calculating the work roll deflection mentioned above all at once, as described below.

作業ロールのたわみを求める際には、補強ロー
ルとの間に作用する荷重分布が必要であるが、こ
れをまず幅方向に均一であると仮定して計算す
る。このような仮定を設ければ、作業ロールのた
わみは材料力学によつて容易に計算することがで
きる。一方、同様の仮定に基いて補強ロールのた
わみも計算できるが、第4図に示すように、これ
らのたわみ曲線は一般には一致せず、幅方向にギ
ヤツプができてしまう。
When determining the deflection of the work roll, the load distribution acting between the work roll and the reinforcing roll is required, and this is first calculated assuming that it is uniform in the width direction. If such an assumption is made, the deflection of the work roll can be easily calculated using material mechanics. On the other hand, the deflection of the reinforcing roll can also be calculated based on the same assumption, but as shown in FIG. 4, these deflection curves generally do not match, resulting in a gap in the width direction.

この状況は第2a図と同じであり、この幅方向
ギヤツプ分布によつて作業ロールに生ずるたわみ
はαで求めることができる。
This situation is the same as in FIG. 2a, and the deflection that occurs in the work roll due to this widthwise gap distribution can be determined by α.

すなわち上記仮定に基いて計算した作業ロール
たわみおよび補強ロールたわみのミルセンターと
板クラウン定義点の差(中凸形板クラウンになる
方向を正符号とする)をそれぞれCBW,CBBとす
ると、これらがメカニカル板クラウンにおよぼす
効果は、2〔CBW−α(CBW−CBB)〕で表現できる。
In other words, if the difference between the mill center and the plate crown definition point of the work roll deflection and reinforcing roll deflection calculated based on the above assumptions (the positive sign indicates the direction of the medium convex plate crown) is C BW and C BB , respectively. The effect these have on the mechanical plate crown can be expressed as 2 [C BW −α (C BW − C BB )].

αの前が負符号となつているのは CBW−CBB>0のとき第4図からわかるように
CBWを曲げ戻す方向にαの効果が作用するためで
ある。
As can be seen from Figure 4, the sign in front of α is negative when C BW −C BB > 0.
This is because the effect of α acts in the direction of bending C BW back.

以上のようにαなるパラメータを導入すること
によつて、従来繰返し計算によるしか方法のなか
つた作業ロールたわみの計算を簡易モデル化する
ことができた。
By introducing the parameter α as described above, it was possible to create a simplified model for calculating work roll deflection, which conventionally could only be done through repeated calculations.

すなわち圧延材料との接触による作業ロール偏
平変形がメカニカル板クラウンにおよぼす影響を
Cfとすると、補強ロールのクラウンCRB(半径分を
板クラウン定義点に換算したもの)も考慮に入れ
てメカニカル板クラウン〓は次式で計算できる。
In other words, the effect of the work roll flattening deformation due to contact with the rolled material on the mechanical plate crown is
If Cf is assumed, then the mechanical plate crown can be calculated using the following formula, taking into account the reinforcing roll's crown C RB (radius converted to plate crown definition point).

〓=2〔CBW−α(CBW−CBB)〕 −2(1+α)CR−2αCRB+2Cf …(14) なお、(14)式の各項を2倍しているのは、上
下ロール分を考慮したためであり、上下対称とい
う前提条件に基いている。
〓=2[C BW −α(C BW −C BB )] −2(1+α)C R −2αC RB +2Cf …(14) Note that each term in equation (14) is doubled by the upper and lower This is because the roll portion is taken into account and is based on the precondition of vertical symmetry.

上下非対称の場合は、上下ロール分をそれぞれ
計算して加えあわせればよい。
In the case of vertical asymmetry, the upper and lower rolls can be calculated and added together.

メカニカル板クラウンは圧延機の幾何学的初期
条件と弾性変形のみで決まる量であるので、(14)
式のようにそれぞれの要因による影響を重ね合わ
せることができるのである。
Since the mechanical plate crown is determined only by the geometrical initial conditions of the rolling mill and elastic deformation, (14)
The effects of each factor can be superimposed as shown in the equation.

なお、前述したように、板クラウン定義点のと
り方によつては(14)式中のCfの項を省略する
ことは可能である。
Note that, as described above, depending on how the plate crown defining points are taken, it is possible to omit the term Cf in equation (14).

また通常の鋼板圧延機では補強ロール径は作業
ロール径よりはるかに大きいので、CBBの影響は
小さく、これを省略してもさしつかえない場合が
多い。
Furthermore, in a normal steel plate rolling mill, the diameter of the reinforcing roll is much larger than the diameter of the work roll, so the influence of C BB is small, and it can often be omitted.

(14)式中のαは非常に重要な概念であり、以
下では非線形荷重分布補正係数と呼ぶことにす
る。
α in equation (14) is a very important concept, and will be referred to as a nonlinear load distribution correction coefficient below.

次に、非線形荷重分布補正係数αを具体的に求
める方法について説明する。
Next, a method for specifically determining the nonlinear load distribution correction coefficient α will be explained.

圧延時は特殊な場合を除いて上下作業ロールは
胴部で接触することがないため、上下ロール系を
別個に考えることができる。第2a図に示すよう
に初期状態で補強ロール〜作業ロール間に存在す
るギヤツプのロール軸方向分布を次式のように2
次式で近似する。
During rolling, the upper and lower work rolls do not come into contact at the body except in special cases, so the upper and lower roll systems can be considered separately. As shown in Fig. 2a, the roll axial distribution of the gap existing between the reinforcing roll and the work roll in the initial state is calculated as follows:
Approximate with the following formula.

υ=fg・x2 (15-1) ただし、xはミルセンターを原点としてWS
(作業側)を正方向にとつたロール軸方向の座標
である。
υ=fg・x 2 (15-1) However, x is WS with the mill center as the origin
This is the coordinate in the roll axis direction with (work side) taken in the positive direction.

本発明者らの関心事は、第2a図の初期状態か
ら第2b図の実圧延状態に移行するときの初期ロ
ールギヤツプに対するロールたわみ変化の割合だ
けであるから、これらの幅方向分布はある程度理
想化したもので考えてよい。そこでロール間ギヤ
ツプ分布だけではなく、これに起因するロールた
わみ変化の分布も2次曲線分布と仮定する。すな
わちυに起因する補強ロールたわみおよび作業ロ
ールたわみをそれぞれyB、yWとするとき yB=fB・x2 …(15-2) yB=fW・x2 …(15-3) と仮定する。ただしyB,yWは圧延材から遠ざか
る方向を正としている。
Since the present inventors are concerned only with the ratio of change in roll deflection relative to the initial roll gap when transitioning from the initial state shown in Figure 2a to the actual rolling state shown in Figure 2b, these widthwise distributions are idealized to some extent. You can think of it in terms of what you did. Therefore, it is assumed that not only the inter-roll gap distribution but also the distribution of roll deflection changes due to this gap distribution is a quadratic curve distribution. In other words, when the reinforcement roll deflection and work roll deflection due to υ are respectively y B and y W , y B = f B・x 2 …(15-2) y B = f W・x 2 …(15-3) Assume that However, y B and y W are positive in the direction away from the rolled material.

式(15−2)〜(15−3)より、υにより発生
する線荷重分布PBWは、ロール間バネモデル
(Shohet、K.N.& Townsend、N.A.:J.Iron
and Steel Inst.、206−11(1968)、1088)の考え
方より、次式のように求められる。
From equations (15-2) to (15-3), the linear load distribution P BW generated by υ is determined by the inter-roll spring model (Shohet, KN & Townsend, NA: J.Iron
and Steel Inst., 206-11 (1968), 1088), it can be calculated as follows.

PBW=KBW(fg+fB−fW)(lBW 2/12−xx2
…(15-4) ただし、lBWは補強ロール〜作業ロール間の接触
領域の長さであり通常はロール胴長に等しい。式
(15−4)は荷重分布の非線形成分を抽出するた
め、これだけで力の平衡条件を満足するようにし
ている。またKBWは補強ロール〜作業ロールの接
触偏平の単位胴長あたりのばね定数であり、2円
柱の軸心接近量に関する式を線荷重に関して微分
したものの逆数として求められる。例えば中島ら
{中島浩衛・松本紘美:昭48春塑加講論、(1973)、
25}の解によると軸心接近量δIは δI=C・PBW〔ln{2(DB+DW) /(C・PBW)}−1〕 …(15-5) C=2(1−ν2)/(π・E) (15-6) と与えられるからばね定数KBWは次式で与えられ
る。
P BW = K BW (fg+f B −f W ) (l BW 2 /12−xx 2 )
...(15-4) However, l BW is the length of the contact area between the reinforcing roll and the work roll, and is usually equal to the roll body length. Equation (15-4) extracts the nonlinear component of the load distribution, so it alone satisfies the force equilibrium condition. Further, K BW is a spring constant per unit body length of the contact flatness between the reinforcing roll and the work roll, and is obtained as the reciprocal of the equation regarding the amount of approach between the axes of the two cylinders, differentiated with respect to the line load. For example, Nakajima et al.
25}, the axial center approach amount δ I is δ I =C・P BW [ln{2(D B +D W ) /(C・P BW )}−1] …(15-5) C=2 (1−ν 2 )/(π·E) (15-6) Therefore, the spring constant K BW is given by the following formula.

1/KBW=C〔ln{2(DB+DW)/(C・PBW)}−2〕
(15-7〕 ただし、Dはロール直径、Eはヤング率、νは
ボアツソン比で添字B、Wはそれぞれ補強ロー
ル、作業ロールを意味する。なお本明細書では表
記を簡単にするため圧延機のすべてのロールの弾
性定数は共通とし、軸心接近量すなわちロール偏
平量には式(15−5)、(15−6)で計算するもの
とする。弾性定数の大きく異なるロールを組み合
わせた圧延機の解析は行なう場合には、式(15−
5)の代わりにLooの式{Loo、T.T.:J.of
Applied Mechanics、25−1(1958),122}を用
いればよい。
1/K BW = C [ln{2(D B +D W )/(C・P BW )}-2]
(15-7) However, D is the roll diameter, E is the Young's modulus, ν is the Boatsson's ratio, and the subscripts B and W mean the reinforcing roll and the work roll, respectively.In this specification, in order to simplify the notation, the rolling mill The elastic constant of all rolls is the same, and the amount of axial center approach, that is, the amount of roll flattening, is calculated using equations (15-5) and (15-6).Rolling using a combination of rolls with significantly different elastic constants When analyzing the machine, use equation (15−
5) Instead of Loo's formula {Loo, TT: J.of
Applied Mechanics, 25-1 (1958), 122} may be used.

式(15−7)よりKBWは厳密にはPBWの関数で
あることがわかるが、KBWのPBWによる変化は一
般に非常に小さいのでここではPBWの胴長方向平
均値を用いてKBWを計算し、式(15−4)の中で
は定数として扱うことにする。
Equation (15-7) shows that K BW is strictly a function of P BW , but since the change in K BW due to P BW is generally very small, here we use the average value of P BW in the trunk length direction. We will calculate K BW and treat it as a constant in equation (15-4).

式(15−4)の荷重分布によつて生ずるロール
たわみをx=0においてy=0、dy/dx=0な
る境界条件のもとに材料力学における梁の理論を
用いて計算すると次式を得る。
When the roll deflection caused by the load distribution in equation (15-4) is calculated using the beam theory in materials mechanics under the boundary conditions of x=0, y=0, and dy/dx=0, the following equation is obtained. obtain.

yB=KBW/12(fg+fB−fW)〔−1/EIB{x6/30−(lB
W/2)2x4/6+(lBW/2)4x2/2}+4/3GSB{x4
−2(lBW/2)2x2}〕
…(15-8) yW=KBW/12(fg+fB−fW)〔1/EIW{x6/30−(lBW
/2)2x4/6+(lBW/2)4x2/2}−4/3GSW{x4
−2(lBW/2)2x2)〕…(15-9) ただし、Iはロールの断面2次モーメント、S
はロール断面積、Gはメールの横弾性率である。
y B = K BW /12(fg+f B −f W ) [−1/EI B {x 6 /30−(lB
W/2) 2 x 4 /6+(l BW /2) 4 x 2/2 }+4/3GSB{x 4
−2(l BW /2) 2 x 2 }]
…(15-8) y W = K BW /12(fg+f B −f W ) [1/E IW {x 6 /30−(l BW
/2) 2 x 4 /6+(l BW /2) 4 x 2 /2}-4/3GSW{x 4
−2(l BW /2) 2 x 2 )]...(15-9) Where, I is the second moment of area of the roll, and S
is the cross-sectional area of the roll, and G is the transverse elastic modulus of the mail.

式(15−8)、(15−9)の右辺にはxの4次お
よび6次の項が存在する一方、式(15−2)、(15
−3)のようにyB、yWは2次式で近似していた。
したがつて、厳密にはfB、fWは板幅の関数としな
ければならないが、ここでは平均的なたわみが一
致するという意味で、式(15−2)、(15−3)お
よび(15−9)の右辺をロール間接触領域全体に
わたつて積分したものを等置してfB、fWを求める
という手法を採用した。その結果、補強ロールの
補強ロール〜作業ロール間ギヤツプに関する非線
形荷重分布補正係数αBは次式で与えられる。
On the right side of equations (15-8) and (15-9), there are 4th and 6th order terms of x, while equations (15-2) and (15
-3), y B and y W were approximated by quadratic equations.
Therefore, strictly speaking, f B and f W must be functions of the plate width, but here, in the sense that the average deflections are the same, equations (15-2), (15-3) and ( A method was adopted in which the right-hand side of 15-9) was integrated over the entire contact area between the rolls, and the results were equated to determine f B and f W . As a result, the nonlinear load distribution correction coefficient α B for the gap between the reinforcement roll and the work roll of the reinforcement roll is given by the following equation.

αB=fB/fg=ABW/(1+ABW+AWB
…(15-10) また、作業ロールたわみを求めるために必要と
なる作業ロールの補強ロール〜作業ロール間ギヤ
ツプに関する非線形荷重分布補正係数αは次式で
与えられる。
α B = f B / fg = A BW / (1 + A BW + A WB )
...(15-10) In addition, the nonlinear load distribution correction coefficient α regarding the gap between the work roll reinforcement roll and the work roll, which is necessary to find the work roll deflection, is given by the following equation.

α=fW/fg=AWB/(1+ABW+AWB) …(15) ここで、ABW、AWBは次式で与えられる。 α=f W /fg=A WB /(1+A BW +A WB ) (15) Here, A BW and A WB are given by the following equations.

ABW=KBW/π(lBW/DB2{29/2101/E(lBW/DB
+7/451/G} …(16) AWB=KBW/π(lBW/DW2{29/2101/E(lBW/DW
2+7/451/G} …(17) 最後に、圧延材料との接触による作業ロール偏
平変形がメカニカル板クラウンにおよぼす影響
Cfを求める方法について説明する。
A BW = K BW / π (l BW / D B ) 2 {29/2101/E (l BW / D B )
+7/451/G} …(16) A WB =K BW /π(l BW /D W ) 2 {29/2101/E(l BW /D W )
2 +7/451/G} …(17) Finally, the effect of flattening of the work roll due to contact with the rolled material on the mechanical plate crown.
We will explain how to obtain Cf.

半無限体の表面に集中荷重Pが作用するときの
荷重の作用点から距離r隔てた点における変位は
次式で与えられる(例えば、Timoshenko、S.P.
&Goodier、J.N.:Theory of Elasticity、
(1970)、402、Mc Graw−Hill参照)。
When a concentrated load P acts on the surface of a semi-infinite body, the displacement at a point separated by a distance r from the point of application of the load is given by the following equation (for example, Timoshenko, SP
& Goodier, J.N.: Theory of Elasticity,
(1970), 402, see Mc Graw-Hill).

w=P(1−ν2)/(πEr) …(18) したがつて任意の分布荷重q(ξ、η)による
(x、y)点の変位は重ね合わせの原理より次式
で与えられる。
w=P(1−ν 2 )/(πEr) …(18) Therefore, the displacement at point (x, y) due to any distributed load q(ξ, η) is given by the following equation based on the principle of superposition. .

いまyを圧延方向、xをロール軸方向とすると
き、q(x、y)のx軸方向の分布はメカニカル
板クラウンの定義により一様であるが、y軸方向
は一般にはフリクシヨンヒルを有する5角形分布
に近い形となるが、ここでは簡単のため矩形分布
と仮定して(19)式の積分を実行する。その結
果、ロールバイト出口における板中心の作業ロー
ル偏平量Wcおよびロールバイト出口における板
端よりβの位置の作業ロール偏平量Wβはそれぞ
れ次式で与えられる。
Now, when y is the rolling direction and x is the roll axis direction, the distribution of q(x, y) in the x-axis direction is uniform due to the definition of mechanical plate crown, but the y-axis direction generally has a friction hill. Although the shape is close to a rectangular distribution, here, for simplicity, we assume a rectangular distribution and perform the integration of equation (19). As a result, the work roll flattening amount Wc at the center of the plate at the exit of the roll bite and the work roll flattening amount Wβ at a position β from the plate end at the exit of the roll bite are respectively given by the following equations.

Wc=1−υ2/πEp/b{b/Lln√b2
4L2+2L/b+2ln√b2+4L2+b/2L}…(19-1) Wβ=1−υ2/πEp/b〔{β/Lln√β2+L2+L
/β+ln√β2+L2+β/L}+{b−β/L ln√(b−β)2L2+L/b−β+ln√(b−
β)2+L2+b−β/L}〕…(19-2) 作業ロール偏平変形がメカニカル板クラウンに
およぼす影響CfはCf=Wc−Wβで計算できるか
ら次式で与えられる。
Wc=1−υ 2 /πEp/b{b/Lln√b 2 +
4L 2 +2L/b+2ln√b 2 +4L 2 +b/2L}…(19-1) Wβ=1−υ 2 /πEp/b [{β/Lln√β 2 +L 2 +L
/β+ln√β 2 +L 2 +β/L}+{b−β/L ln√(b−β) 2 L 2 +L/b−β+ln√(b−
β) 2 +L 2 +b-β/L}]...(19-2) The influence Cf of the flattening of the work roll on the mechanical plate crown can be calculated by Cf=Wc-Wβ, so it is given by the following equation.

Cf=1−ν2/πEP/b〔{b/Lln√b2+4L2+2L
/b+2ln√b2+4L2+b/2L}−{β/Lln√β2+L2
+L/β +ln√β2+L2+β/L}−{b−β/Lln√(b
−β)2+L2+L/b−β+ln√(b−β)2+L2+b−
β/L}〕…(20) ただし、P:圧延荷重 b:板幅 L:投影接触弧長 β:板クラウン定義点の板端からの距
離 ν:ポアツソン比 である。
Cf=1−ν 2 /πEP/b [{b/Lln√b 2 +4L 2 +2L
/b+2ln√b 2 +4L 2 +b/2L}-{β/Lln√β 2 +L 2
+L/β +ln√β 2 +L 2 +β/L}-{b-β/Lln√(b
−β) 2 +L 2 +L/b−β+ln√(b−β) 2 +L 2 +b−
β/L}]...(20) where P: rolling load b: plate width L: projected contact arc length β: distance from the plate edge to the plate crown definition point ν: Poisson's ratio.

(20)式は、藤沢ら(藤沢、小松:塑性と加
工、Vol.4、No.27(1963)p.195)の導いた式と本
質的に同じであり、戸沢ら(戸沢、上田:塑性と
加工、Vol.11、No.108(1970)p.29)の行なつてい
る数値解析を簡略化してモデル化したものと言え
る。しかしながら、(18)式を出発点とするこの
算出法には、板幅が無限大になつたときに(19)
式で求まる変位が無限大になるという性質があ
り、無限長円柱の接触問題の2次元解と明らかな
矛盾を内包している。
Equation (20) is essentially the same as the equation derived by Fujisawa et al. (Fujisawa, Komatsu: Plasticity and Processing, Vol. 4, No. 27 (1963) p. 195), and Tozawa et al. (Tozawa, Ueda: It can be said that this model is a simplified version of the numerical analysis conducted in Plasticity and Processing, Vol. 11, No. 108 (1970) p. 29). However, this calculation method, which uses equation (18) as the starting point, has the following problem: (19)
It has the property that the displacement determined by the formula becomes infinite, and it contains an obvious contradiction with the two-dimensional solution of the contact problem of an infinitely long cylinder.

この矛盾をなくす目的で中島ら(中島、松本:
第24回塑加連講論(1973)p.29は、板幅が無限大
に近づくにつれて2次元解に近づくように式の補
正を行なつている。
In order to eliminate this contradiction, Nakajima et al. (Nakajima, Matsumoto:
The 24th Plasticity Series (1973) p.29 corrects the formula so that it approaches a two-dimensional solution as the plate width approaches infinity.

中島らの方法では、(19)式を次式のように補
正し、数値積分を行なつて解を求めている。
In Nakajima et al.'s method, equation (19) is corrected as shown below and the solution is obtained by performing numerical integration.

ただし、d=DW/e (e=2.718282…) ここでは(21)式を基本にCfのモデル式を導
いた。(19)式から(20)式を得たのと同じ仮定
を設けて(21)式の積分を実行しWc、Wβを計
算し、Cf=Wc−W〓を用いるとCfは次式で与えら
れる。
However, d=D W /e (e=2.718282...) Here, a model formula for Cf was derived based on formula (21). Using the same assumptions used to obtain equation (20) from equation (19), perform the integration of equation (21) to calculate Wc and Wβ, and use Cf=Wc−W〓, Cf is given by the following equation. It will be done.

(22)はやや複雑であるが、一般にL/d≪
1,L/(b−β)≪であることを利用して、さ
らに簡略化することは可能である。
(22) is somewhat complicated, but in general L/d≪
It is possible to further simplify by utilizing the fact that 1,L/(b-β)≪.

以上で(14)式において学問的に未解決であつ
たαおよびCfの値を求めることができ、4Hiミル
のメカニカル板クラウンモデル式が得られたこと
になる。ロールベンデイング装置をダブルチヨツ
ク方式とした圧延機あるいは可変クラウンロール
方式の圧延機、さらにはロールクロス方式の圧延
機等、基本的に4段式の圧延機については、以上
述べてきた考え方によつて(14)式を容易に拡張
し適用することができる。作業ロールシフト、補
強ロールシフトあるいはスリーブシフト方式の圧
延機についても基本的には4段圧延機であるので
(14)式を適用することができるが、CBWを求め
るときのバツクアツプロール〜ワークロール間の
胴長方向の荷重分布は一般に第5図に示すように
勾配を持つた直線荷重分布となり、計算はやや繁
雑となる。しかしながら、材料力学の範囲でCBW
は予め求めることができるのでここではこの計算
は省略する。
As described above, the values of α and Cf, which were academically unresolved in equation (14), can be determined, and the mechanical plate crown model equation for the 4Hi mill has been obtained. Basically, four-high rolling mills, such as rolling mills with a double chock type roll bending device, rolling mills with a variable crown roll type, and furthermore, rolling mills with a roll cross type, are based on the above-mentioned concept. Equation (14) can be easily extended and applied. Equation (14) can also be applied to rolling mills using work roll shift, reinforcing roll shift, or sleeve shift methods because they are basically four-high rolling mills. The load distribution between the rolls in the body length direction is generally a linear load distribution with a slope as shown in FIG. 5, which makes calculations somewhat complicated. However, in the scope of materials mechanics, C BW
can be calculated in advance, so this calculation is omitted here.

次にロールの軸方向シフト機能を有する6段圧
延機の場合について、以上の計算手法を拡張した
結果得られるメカニカル板クラウンモデル式を示
しておく。
Next, a mechanical plate crown model formula obtained as a result of expanding the above calculation method will be shown for the case of a six-high rolling mill having a function of shifting the rolls in the axial direction.

まず、非線形荷重分布補正係数については、4
段圧延機のときに2本ロールで考えたものを3本
ロールにそのまま拡張して計算することにより以
下のような結果が得られる。
First, regarding the nonlinear load distribution correction coefficient, 4
The following results can be obtained by extending the calculations made for two rolls for a high-pressure rolling mill to include three rolls.

補強ロールの補強ロール〜中間ロール間ギヤツ
プに関する非線形荷重分布補正係数αBI
Nonlinear load distribution correction coefficient α BI for the gap between the reinforcement roll and the intermediate roll

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 圧延板の幅方向板厚分布を制御できる装置を
有する圧延機の圧延制御方法において、圧延板と
作業ロール間の幅方向荷重分布が一様である場合
に実現される幅方向板厚分布と圧延条件の関係を
示すモデル式と、該モデル式に圧延条件を代入し
て計算される該幅方向板厚分布と圧延機入側の圧
延板の幅方向板厚分布の一次結合として構成され
る圧延機出側の圧延板の幅方向板厚分布の計算式
とを用いて、該幅方向板厚分布制御装置の操作量
を決定し、これに基づいて該幅方向板厚分布制御
装置を制御することを特徴とする圧延制御方法。 2 圧延板の幅方向板厚分布を制御できる装置を
有する圧延機の圧延制御方法において、圧延中の
圧延荷重を検出し、圧延板と作業ロールの幅方向
荷重分布が一様である場合に実現される幅方向板
厚分布と圧延条件の関係を示すモデル式に上記圧
延荷重の実測値を代入して計算される幅方向板厚
分布が設定計算時に決められた目標値あるいはフ
イードバツク制御によつて修正された目標値に最
も近くなるように該幅方向板厚分布制御装置の操
作量を決めることを特徴とする圧延制御方法。 3 圧延板の幅方向板厚分布を制御できる装置
と、圧延板の形状検出装置を有する圧延機の制御
方法において、該板形状検出装置で実測した板形
状と目標板形状の差を板厚分布の差に換算し、圧
延板と作業ロール間の幅方向板厚分布が一様であ
る場合に実現される幅方向板厚分布と圧延機入側
の圧延板の幅方向板厚分布の一次結合として構成
される圧延機出側の圧延板の幅方向板厚分布の計
算式を用いて、上記板厚分布の差の換算値を圧延
板と作業ロール間の幅方向板厚分布が一様である
場合に実現される幅方向板厚分布の差に換算し、
さらに圧延板と作業ロールの間の幅方向荷重分布
が一様である場合に実現される幅方向板厚分布と
圧延条件の関係を示すモデル式を用いて、上記板
厚分布の差を解消するための上記幅方向板厚分布
制御装置の操作量を決めることを特徴とする圧延
制御方法。 4 圧延板の幅方向板厚分布を制御できる装置
と、成品の幅方向板厚分布を測定することのでき
る装置を有する連続圧延機の圧延制御方法におい
て、該幅方向板厚分布測定装置で実測した板厚分
布と目標板厚分布との差異を、最後段圧延機にお
いてはこれを解消し、且つ成品形状を乱さないよ
うに最後段圧延機直前の圧延機においては上記板
厚分布の差異と当該出側板厚に関して相似な幅方
向板厚分布の修正量を決定し、この修正量による
圧延機間の板形状の乱れが圧延操業上の許容範囲
を越える場合は、この修正量をさらに前段の圧延
機に振り分けた後、圧延板と作業ロールの間の幅
方向荷重分布が一様である場合に実現される幅方
向板厚分布と圧延機入側の圧延板の幅方向板厚分
布の一次結合として構成される圧延機出側の圧延
板の幅方向板厚分布の計算式を用いて、上記各圧
延機出側の幅方向板厚分布の修正量を圧延板と作
業ロール間の幅方向板厚分布が一様である場合に
実現される幅方向板厚分布の修正量に換算し、さ
らに圧延板と作業ロールの間の幅方向荷重分布が
一様である場合に実現される幅方向板厚分布と圧
延条件の関係を示すモデル式を用いて、上記板厚
分布の修正量に対応する上記幅方向板厚分布制御
装置の操作量を決めることを特徴とする圧延制御
方法。
[Claims] 1. A rolling control method for a rolling mill having a device capable of controlling the widthwise thickness distribution of a rolled plate, which is realized when the widthwise load distribution between the rolled plate and the work rolls is uniform. A model formula showing the relationship between the widthwise thickness distribution and rolling conditions, the widthwise thickness distribution calculated by substituting the rolling conditions into the model formula, and the widthwise thickness distribution of the rolled plate on the entry side of the rolling machine. The operation amount of the width direction plate thickness distribution control device is determined using the calculation formula for the width direction plate thickness distribution of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as a linear combination, and the operation amount of the width direction plate thickness distribution control device is determined based on this. A rolling control method characterized by controlling a thickness distribution control device. 2 In a rolling control method for a rolling mill that has a device that can control the thickness distribution of the rolled plate in the width direction, the rolling load during rolling is detected and the load distribution in the width direction of the rolled plate and work roll is uniform. The thickness distribution in the width direction, which is calculated by substituting the actual measured value of the rolling load described above into the model formula showing the relationship between the thickness distribution in the width direction and the rolling conditions, is determined by the target value determined at the time of setting calculation or by feedback control. A rolling control method characterized by determining the operation amount of the widthwise plate thickness distribution control device so as to be closest to the corrected target value. 3. In a method of controlling a rolling mill that includes a device capable of controlling the thickness distribution in the width direction of a rolled plate and a shape detection device of the rolled plate, the difference between the plate shape actually measured by the plate shape detection device and the target plate shape is determined as the thickness distribution. This is a linear combination of the thickness distribution in the width direction and the thickness distribution in the width direction of the rolled plate at the entrance of the rolling mill, which is realized when the thickness distribution in the width direction between the rolled plate and the work roll is uniform. Using the calculation formula for the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as Converting to the difference in thickness distribution in the width direction realized in a certain case,
Furthermore, using a model formula that shows the relationship between the widthwise thickness distribution and rolling conditions that would be realized when the widthwise load distribution between the rolled plate and the work rolls is uniform, the above-mentioned difference in plate thickness distribution is eliminated. A rolling control method, comprising: determining the amount of operation of the widthwise plate thickness distribution control device. 4. In a rolling control method for a continuous rolling mill that has a device that can control the thickness distribution in the width direction of a rolled plate and a device that can measure the thickness distribution in the width direction of the finished product, actual measurement using the thickness distribution measuring device in the width direction is performed. In order to eliminate the difference between the calculated plate thickness distribution and the target plate thickness distribution in the last stage rolling mill, and not to disturb the product shape, the difference in plate thickness distribution is Determine the amount of modification of the similar thickness distribution in the width direction with respect to the exit side sheet thickness, and if the disturbance of the sheet shape between rolling mills due to this amount of correction exceeds the tolerance range for rolling operations, this amount of correction is further applied to the previous stage. After distribution to the rolling mill, the widthwise thickness distribution achieved when the widthwise load distribution between the rolled plate and the work rolls is uniform, and the first-order widthwise thickness distribution of the rolled plate on the entrance side of the rolling mill. Using the calculation formula for the thickness distribution in the width direction of the rolled plate on the exit side of the rolling mill, which is configured as a joint, the amount of correction of the thickness distribution in the width direction on the exit side of each rolling mill is calculated in the width direction between the rolled plate and the work roll. This is converted into the amount of modification of the thickness distribution in the width direction that is realized when the thickness distribution is uniform, and the amount of correction in the width direction that is realized when the load distribution in the width direction between the rolled plate and the work roll is uniform. A rolling control method, characterized in that a model equation showing a relationship between a plate thickness distribution and rolling conditions is used to determine an operation amount of the widthwise plate thickness distribution control device corresponding to an amount of correction of the plate thickness distribution.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5941805B2 (en) * 1978-12-29 1984-10-09 川崎製鉄株式会社 Crown control hot rolling method for hot strips
JPS5645204A (en) * 1979-09-17 1981-04-24 Nippon Steel Corp Controlling method for sheet crown

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