JPH062289B2 - Sheet rolling crown prediction method - Google Patents
Sheet rolling crown prediction methodInfo
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- JPH062289B2 JPH062289B2 JP59152714A JP15271484A JPH062289B2 JP H062289 B2 JPH062289 B2 JP H062289B2 JP 59152714 A JP59152714 A JP 59152714A JP 15271484 A JP15271484 A JP 15271484A JP H062289 B2 JPH062289 B2 JP H062289B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Metal Rolling (AREA)
Description
本発明は、板圧延におけるクラウンの予測方法に関す
る。The present invention relates to a method of predicting a crown in strip rolling.
一般に、板圧延において、製品の品質や歩留りを向上す
るためには、板クラウンの制御を正確に行う必要があ
る。最近は、HCミル等、クラウン制御性の著しく高い
圧延機も出現している。ところで、目標板クラウンから
圧下配分、ベンダー力、中間ロールシフト量等をセツト
アツプするためには、板クラウンを正確に予測する必要
がある。 従来の板クラウンの予測はシユート(Shohet)、塩崎
等の提唱する分割モデルを基本として行われている(例
えば第26回(1975)塑性加工連合講演会講演論文
集第49頁〜第52頁の河野「左右非対称圧延のロール
たわみ式」参照)。 しかしながら、この分割モデルにおいて、圧延圧力は、
シムス(Sims)の式など、初等理論を用いているため
に、圧延圧力は圧下率だけの関数となる。このため板端
近傍における幅方向メタルフローによる急激な圧延圧力
変化及びこれによるロール偏心度の変化を考慮できな
い。又、同様な理由により、入側板クラウンによる出側
板クラウンへの影響をほとんど考慮できない。このため
分割モデルを基本とした従来の板クラウン予測式では、
最終圧延パスによる板クラウン量を過大に評価し、入側
板クラウンの出側板クラウンへの影響は板幅の関数とし
ていた(例えば、昭和50年度塑性加工講演会講演論文
集第9頁〜第12頁の塩崎他「最適ロールベンデイング
力の電算機制御(第1版)数式モデルと構成」参照)。 即ち、従来のクラウン予測式は、例えば次式の形で表わ
されており、入側板クラウンの出側板クラウンへの影響
を表わす入側板クラウン影響率Ki(W)が板幅Wの関
数となつている。 CRPi=CRCi+Ki(W)・CRPi−1………
(1) Ki(W)=b1+b2ln(b3/W2)…(2) ここで、CRPiは第iパスの予測板クラウン、CRC
iは、従来の分割モデルにより計算される第iパスの計
算板クラウン、CRPi-1は、第i−1パス出側、即ち
第iパス入側の板クラウン(予測値又は実測値、但しi
=1(仕上げ1パス目)の時はCRPi-1=0)、b1は
定数、b2は負の定数、b3は正の定数である。 この(1)式は、前記塩崎他の論文に第10頁に記載さ
れた(1)式に実質的に対応したものである。即ち、塩
崎他の(1)式は、回帰係数A9、A10の項に入側板
クラウンHcによる影響を考慮しているが、その時に、
Hcの効果に影響を与える変数として、A10の項に板
幅Bを取入れているだけである。なお、塩崎他の(1)
式は、正確にはロールベンデイング力を示しているが、
モデル計算上では、ロールベンデイング力と圧延機変形
によるクラウンはレプリカの関係であり、等価と見なせ
る。 前出(2)式から明らかなように、入側板クラウン影響
率Ki(W)は、板幅Wの関数であり、更に、板幅Wが
狭い時には入側板クラウン影響率Ki(W)が小とな
り、逆に板幅Wが広い時には、入側板クラウン影響率K
i(W)が大きくなる。Generally, in plate rolling, it is necessary to accurately control the plate crown in order to improve product quality and yield. Recently, rolling mills with extremely high crown controllability have appeared, such as HC mills. By the way, in order to set up the reduction distribution, bender force, intermediate roll shift amount, etc. from the target plate crown, it is necessary to accurately predict the plate crown. Conventional prediction of plate crown is based on the division model proposed by Shohet, Shiozaki, etc. (eg, the 26th (1975) Plastic Working Union Lecture Lecture Proceedings, pp. 49-52). Kono "Refer to the roll-deflection method for left-right asymmetric rolling". However, in this split model, the rolling pressure is
Since the elementary theory such as the Sims equation is used, the rolling pressure is a function of the rolling reduction only. For this reason, it is not possible to consider a rapid rolling pressure change due to the widthwise metal flow in the vicinity of the plate edge and a change in roll eccentricity due to this. For the same reason, the influence of the entrance side plate crown on the exit side plate crown can hardly be considered. Therefore, in the conventional plate crown prediction formula based on the split model,
The amount of strip crown due to the final rolling pass was overestimated, and the influence of the entry side strip crown on the exit side strip crown was a function of strip width (for example, pp. 9-12 of the Proc. Shiozaki et al., "Computer control of optimum roll bending force (first edition) mathematical model and configuration"). That is, the conventional crown prediction formula is expressed, for example, in the form of the following formula, and the entrance side plate crown influence rate K i (W) representing the influence of the entrance side plate crown on the exit side plate crown is a function of the plate width W. I'm running. CRP i = CRC i + K i (W) · CRP i−1 ...
(1) K i (W) = b 1 + b 2 ln (b 3 / W 2 ) ... (2) where CRP i is the predicted plate crown of the i-th pass, CRC
i is a calculated plate crown of the i- th pass calculated by the conventional division model, CRP i-1 is a plate crown on the output side of the i-th-1 path, that is, the i-th pass input side (predicted value or measured value, but i
= 1 (first pass for finishing), CRP i-1 = 0), b 1 is a constant, b 2 is a negative constant, and b 3 is a positive constant. The equation (1) substantially corresponds to the equation (1) described on page 10 of the Shiozaki et al. That is, the equation (1) of Shiozaki et al. Considers the influence of the entrance side plate crown H c on the terms of the regression coefficients A 9 and A 10 , but at that time,
As the variable that affects the effect of H c , the plate width B is simply included in the term of A 10 . In addition, (1) of Shiozaki et al.
The formula shows the roll bending force to be exact,
In the model calculation, the roll bending force and the crown due to the deformation of the rolling mill have a replica relationship and can be regarded as equivalent. As is clear from the above equation (2), the entrance side plate crown influence rate K i (W) is a function of the plate width W, and when the plate width W is narrow, the entrance side plate crown influence rate K i (W). Is small, and conversely when the width W is wide, the entrance side plate crown influence rate K
i (W) becomes large.
ところで、数パスの圧延を繰返して製品板厚に仕上げる
圧延では、あるパスの入側板クラウンはその前パスの出
側板クラウンである。ホットタンデム圧延(F1〜F7
の7スタンドタンデム圧延を想定)では、第7スタンド
F7出側にだけクラウンメータがあり、各スタンド間に
はクラウン測定手段がない。又、製品として重要なのは
F7出側クラウンであり、各パスで圧延された結果とし
て最終的なF7出側クラウンがどうなるかを予測するこ
とが重要となる。 従来より、分割モデルで予想されるクラウンと、実際に
測定されるクラウンに隔りのある事は良く知られてお
り、その原因として幅方向メタルフローの問題より、上
流パスで作られたクラウンを修正できないためであろう
と推定された。この際に各パス入側クラウンが出側へ及
ぼす影響、即ち、幅方向メタルフローの起り易さは、板
幅によるものと考られ、(1)式で示されるような予測
式が作成されていた。 ところで、分割モデルから予想されるクラウンCRCi
は、圧延荷重とほぼ比例したものとなる事がわかつてい
る。更に(1)式で示された従来の予測モデルのK
i(W)はかなり小さい値のため、このモデルが正しけ
れば、そのクラウンはF7の圧延荷重変動にほぼ相似と
なる事が予想される。但し、圧延5本程度まではロール
ヒートクラウンが成長するために必ずしもそうとは言え
ないが、5本目以降であればF7荷重とクラウンが相似
になる事が推定された。 第9図に示すような、F1〜F7の7スタンドのHCミ
ルからなる仕上げミルを用いたホツトタンデム圧延にお
ける第7スタンドF7の圧延荷重と、第7スタンドF7
出側の板クラウン、即ち仕上り板クラウンの関係の例を
第10図に、同じく第5スタンドF5の圧延荷重と仕上
り板クラウンの関係の例を第11図に示す。 (1)式で示される従来の予測モデルのKi(W)は、
かなり小さい値のため、このモデルが正しければ、ロー
ルのヒートクラウン成長の影響が解消される圧延5本目
以降は、仕上り板クラウンが最終第7スタンドF7の圧
延荷重変動にほぼ相似となることが予想される。ところ
が実際は、第10図から明らかなように、圧延10本目
以降では、第7スタンドF7の圧延荷重と仕上り板クラ
ウンは相似となっておらず、他のスタンドの圧延荷重と
比較してみると、第11図から明らかなように、第5ス
タンドF5の圧延荷重と仕上り板クラウンが比較的相似
の挙動を示しており、第5スタンドF5の影響が非常に
強くなつていることがわかつた。 ところで、(1)式で示される従来の予測モデルが傾向
的にも正しいとするならば、第5スタンドF5のように
上流パスで作られたクラウンの影響が大きく出て来るの
は、材料の幅方向メタルフローによるクラウン変化が発
生しにくい板幅拡大時である。 第12図に、このサイクルにおける板幅と仕上り板クラ
ウンの関係を示す。第12図から明らかなように、ヒー
トクラウン成長の影響が解消され、前パス(第5スタン
ドF5)の影響が強く出る圧延10本目以降では、モデ
ルからの予測とは逆に、板幅が狭くなつており、前出
(2)式の入側板クラウン影響率Ki(W)の傾向と矛
盾している。このように、従来のモデルと予測されるこ
とと定性的にも矛盾する現象が実際に観察されており、
従来の板クラウン予測式では、板クラウを精度良く予測
できないことは明らかである。By the way, in the rolling for repeating the rolling for several passes to finish the product sheet thickness, the entrance side plate crown of a certain pass is the exit side plate crown of the preceding pass. Hot tandem rolling (F 1 to F 7
In the case of 7-stand tandem rolling), there is a crown meter only on the exit side of the seventh stand F 7, and there is no crown measuring means between the stands. Further, what is important as a product is the F 7 exit crown, and it is important to predict what will be the final F 7 exit crown as a result of rolling in each pass. It is well known that there is a gap between the crown expected in the split model and the crown actually measured, and the cause is the crown made in the upstream pass due to the problem of metal flow in the width direction. It was presumed that it could not be corrected. At this time, it is considered that the influence of each pass entrance crown on the exit side, that is, the easiness of the metal flow in the width direction is caused by the plate width, and the prediction formula as shown in the formula (1) is prepared. It was By the way, the crown CRC i expected from the split model
Is known to be approximately proportional to the rolling load. Furthermore, K of the conventional prediction model expressed by the equation (1)
Since i (W) is a fairly small value, if this model is correct, it is expected that its crown will be substantially similar to the rolling load fluctuation of F 7 . However, it cannot be said that the rolling heat crown grows up to about 5 rollings, but it is estimated that the F 7 load and the crown are similar to each other after the 5th rolling. And rolling load of the seventh stand F 7 in the 9 as shown in FIG, Hotsutotandemu rolled using a finishing mill consisting of HC mill 7 stands F 1 to F 7, the seventh stand F 7
FIG. 10 shows an example of the relationship between the plate crown on the delivery side, that is, the finished plate crown, and FIG. 11 shows an example of the relationship between the rolling load of the fifth stand F 5 and the finished plate crown. K i (W) of the conventional prediction model represented by the equation (1) is
Since this value is quite small, if the model is correct, after the fifth rolling, in which the influence of the heat crown growth of the roll is eliminated, the finished plate crown may be similar to the rolling load fluctuation of the final 7th stand F 7. is expected. However, in reality, as is clear from FIG. 10, after the tenth rolling, the rolling load of the seventh stand F 7 and the finished plate crown are not similar to each other, and when compared with the rolling loads of other stands. As is clear from FIG. 11, the rolling load of the fifth stand F 5 and the finished plate crown show a relatively similar behavior, and it is clear that the influence of the fifth stand F 5 is very strong. It was By the way, if the conventional prediction model expressed by the equation (1) is also correct from the viewpoint of tendency, the influence of the crown formed in the upstream path such as the fifth stand F 5 largely affects the material. It is when the plate width is expanded that it is difficult for the crown to change due to the metal flow in the width direction. FIG. 12 shows the relationship between the plate width and the finished plate crown in this cycle. As is clear from FIG. 12, after the 10th rolling in which the influence of the heat crown growth is eliminated and the influence of the previous pass (fifth stand F 5 ) is strong, contrary to the prediction from the model, the strip width is It is becoming narrower, which is inconsistent with the tendency of the entrance side plate crown influence rate K i (W) in the above-mentioned formula (2). Thus, a phenomenon that is qualitatively contradictory to what is predicted with the conventional model has been actually observed,
It is clear that the conventional plate crown prediction formula cannot accurately predict the plate crown.
本発明を、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、板クラウンを精度良く予測することができる板圧
延のクラウン予測方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method of predicting a sheet rolling crown that can accurately predict a sheet crown.
本発明は、板圧延のクラウン予測方法において、第1図
にその要旨を示す如く、分割モデルを基本とした単スタ
ンド出側板クラウン予測計算値CRCiを求める手順
と、入側板クラウンCRPi−1を求める手順と、ロー
ルクラウンの変化に対する出側板クラウンの変化率を表
わす板クラウン転写率αi(h)を、入側板厚hの関数
として求める手順と、入側板クラウンの変化に対する出
側板クラウンの変化率を表わす入側板クラウン影響率β
i(h)を、同じく入側板厚hの関数として求める手順
と、次式 CRPi=αi(h)CRCi +βi(h)CRPi-1・・・
(3) により、第iパスの出側板クラウン予測値CRPiを求
める手順とを含むことにより、前記目的を達成したもの
である。The present invention relates to a method for predicting the crown of strip rolling, as shown in the outline of FIG. 1, a procedure for obtaining a single stand output side plate crown prediction calculation value CRC i based on a split model and an input side plate crown CRP i-1. To obtain the plate crown transfer rate α i (h), which represents the rate of change of the output side plate crown with respect to the change of the roll crown, as a function of the input side plate thickness h, and the output side plate crown with respect to the change of the input side plate crown. Incoming side plate crown influence rate β
i (h) is also obtained as a function of the entrance side plate thickness h, and the following equation CRP i = α i (h) CRC i + β i (h) CRP i-1 ...
According to (3), the above object is achieved by including the procedure for obtaining the i-th pass exit plate crown predicted value CRP i .
一般的に板圧延における板クラウンは、圧延ロールは圧
延荷重による弾性変形が転写したものと考えられてい
る。この点から、中間ロールシフト等の積極的なクラウ
ン制御操作をしない場合には、定性的には圧延荷重と板
クラウンとは、ほぼ比例関係があるものと考えられてい
る。 一方、材料の塑性変形時における体積一定の原則を考え
た場合、材料が圧延された結果、長手方向のみに伸びる
のであれば、圧延出側での板クラウンは、圧延入側板ク
ラウン入出の板厚比を掛け合せた値となる(入出クラウ
ン引率一定とも言う)。逆に板クラウンが上記で予想さ
れる値から変化する場合は、材料はその変化分だけ幅方
向メタルフロー(幅拡がり、幅縮み)を発生する(正確
には材料の形状変化(耳伸び、腹伸び)となる分もある
が、ここで対象としているクラウン変化量による値と比
べ一般に小さいので無視する)。 従つて、材料の幅方向メタルフローが簡単に発生する領
域(板幅が狭く板厚が厚い)では、圧延荷重と板クラウ
ンとは、ほぼ比例関係にある。しかし、幅方向メタルフ
ローが発生しにくい領域(板幅が広く、板圧が薄い)で
は、圧延荷重に拘らずクラウン比率一定で予想される値
から殆ど変化しなくなる。この場合、ミクロ的に見ると
幅方向メタルフローが発生し難い事により、見掛け上の
材料の変形抵抗が幅方向に分布を持ち、これがために圧
延ロールの偏平変形が幅方向に変化する事で、板クラウ
ンがクラウン比率一定で予想される値に近くなるもので
ある(第2図、第3図参照)。しかしながら、このよう
なミクロ解析は、剛塑性有限要素法を用いる事でわかる
事であり、従来の分割モテルだけでは、あくまでも圧延
加重に比例するクラウンしか予想できなかった。 本発明は、発明者等が圧延時のメタルフローを考慮でき
る剛塑性有限要素法を用いて解析した結果に基づいてな
されたものである。 即ち、解析の結果、幅方向メタルフローの違いから、板
厚によりクラウン形状が著しく違い、クラウン管理点に
より測定される板クラウンが違うことが分つた。更に、
同様な幅方向メタルフローの違いから、入側板クラウン
の出側板クラウンへの影響率も板厚により変化すること
が分つた。 以上より、板厚の関数である板クラウン転写率α
i(h)及び入側板クラウン影響率βi(h)を導入す
ることによつて、クラウン予測精度を向上させることが
できる。ここで、板クラウン転写率とは、ロールクラウ
ン、中間ロールシフト量、ロールベンダー等のハード側
要因が出側板クラウンに転写される率である。 以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。 第2図に、圧延材料の塑性解析を剛塑性有限要素法によ
り行い(例えば第33回(1982)塑性加工連合講演
会講演論文集第147頁〜第150頁の渋谷他「剛塑性
有限要素法によるエッジドロップ現象の解析」参照)、
その結果得られた圧延荷重分布によりロール表面偏平変
形を計算させ、このロール表面偏平変形を入力条件とし
て再度圧延荷重分布を計算させ、ロール表面偏平変形が
収束する迄繰り返すことによつて得られた圧延圧力の分
布を示す。この第2図は、仕上げ板厚tに対し各厚さの
時の1パスにおける結果を示したもので、実験時のロー
ル径は640mm、圧下率は30%、摩擦係数は0.3で
ある。第2図から明らかな如く、板厚tが薄くなるに従
つて(第2図では板厚4t、2tの場合)、板端部にお
ける圧延圧力Qpが一旦、高くなつた後、急激に下つて
いる。これは、板厚tにより板端部の幅方向メタルフロ
ーが違うためである。即ち、圧延材料の板厚が薄くなる
に従つて幅方向メタルフローが発生しにくくなり、体積
一定の条件より、圧延材の板クラウンは、クラウン比率
一定条件から変化しにくくなる。ミクロ的には、幅方向
のある一点に注目すると、幅方向に流れることができ
ず、しかも長手方向には周囲と同一にしか伸びることが
できないため、長手、幅両方向に強く拘束された条件下
での変形となり、そこの圧延圧力が高くなつて、体積一
定を満足する迄、ロールを押し上げる形となる。この結
果、第2図に示されるように、板端部で、一旦、圧延圧
力が上がるようになる。 ところが、更に板端部に近づくと、幅方向メタルフロー
が発生するため、材料の変形に対する拘束は急速に緩
み、結果として、板端部の圧延圧力は急激に下がること
となる。 板厚が変わると、幅方向メタルフローが発生する領域の
板端部からの距離が変るため、第2図のように、板厚に
よつて圧延圧力分布が化する。 第3図に、入側板クラウンを零として計算した、第2図
の場合の板厚偏差(板クラウン)を示す。圧延圧力分布
の違いから、板厚tにより板クラウン形状も違つてくる
ことが分る。第3図で板厚変化のない領域は、クラウン
比率一定として計算できる(幅方向メタルフローのな
い)領域で、薄物ほど板端近傍だけになる板厚変化のあ
る領域はメタルフローがあり、クラウンが変化する領域
とみることができる。従来の分割モデルでは、圧延材料
とロール間に発生する圧延圧力に初等論理を用いて板ク
ラウンを求めているため、これらの体積一定制約による
クラウン比率一定領域と幅方向メタルフロー発生領域で
圧延荷重が変化することを考慮できず、幅方向に比較的
均一な圧延圧力分布となり、板クラウンは、第3図の板
圧の厚い場合に近い形状に示すことになる。 第3図から更に明らなか如く、板厚tにより板クラウン
形状が違うため、板端から入つた所で板クラウン管理を
行つた場合、板厚tにより板クラウン量が変化する。即
ち、圧延機の変形を考えた場合、その総量は、弾性体で
ある以上、圧延荷重に比例することは容易に推定でき
る。しかしながら、ミクロな幅方向荷重分布まで計算し
て解析をすると、荷重分布の違いによって、幅方向の変
形量分布(クラウン形状)は板厚によりかなり違つてい
る。このため第4図に示すように、板端でのクラウン量
ED(=圧延機変形の総量が転写したものと考えられ
る)は圧延荷重に比例する。この第4図(板端)及び第
5図(板端より50mm内側)は、仕上げ板厚tに対し、
各厚さの時の1パスにおける圧延荷重と板クラウンの関
係を示したものである。 一方、第5図のように、板端からある程度入つた点のク
ラウン量(ED50)は、圧延荷重に単純に比例しな
い。これは、幅方向メタルフローが発生する領域の板端
からの距離が、板厚により変わるためである。従つて、
板厚をパラメータとして圧延荷重に比例するようにな
る。 第5図では、板厚が薄くなるに従つて、測定板クラウン
も小さくなつている。ところで実際の圧延におけるクラ
ウン管理であるが、ストリツプの場合、板端測定は難し
いため、板端からある程度(一般には25mm程度)入つ
た点で管理している。このため管理ポイントして測定さ
れるクラウンは、第5図に示されるような特性となるこ
とが推定される。この第5図のような特性は、材料の幅
方向メタルフローが板厚によつて違うことに起因してク
ラウン分布が変ることにより発生するものである。しか
し従来の分割モデルを用いた板クラウン解析では、圧延
圧力を算出するのに2次元初等理論による解を用いるい
るため、そのクラウンは、第4図に示されるような、単
純に圧延荷重に比例したような特性を示すものである。 このように幅方向メタルフロー発生領域の違いによる分
割モテルで得られた推定クラウンと管理ポイントでのク
ラウンの差を補正するために、本発明では、板端から内
側に入つた点で板クラウンを管理する場合、ロールクラ
ウンを変化に対する出側板クラウンの変化率を表わす板
クラウン転写率αi(h)を用いる。この板クラウン転
写率αi(h)は、分割モデルにより計算される板クラ
ウンが、実際に板端部を含めて材料の3次元変形を考慮
した時にどの程度転写されるかを表わしている。 具体的には、入側板厚hの関数である、この板クラウン
転写率αi(h)を用いて、第iパスの予測板クラウン
CRPiを、次式で表わす。 CRPi=αi(h)・CRCi・・・(4) ここで、CRCiは、分割モデルを基本とした、従来の
計算板クラウンである。 同様に、板厚が薄くなるに従い幅方向メタルフローが起
きにくくなり、クラウン比率一定条件からクラウンを変
化させにくくなるが、このクラウン比率一定条件をどの
程度踏襲するのかの比率を示したものを、入側板クラウ
ン変化に対する出側板クラウンの変化率を表わす入側板
クラウン影響率βi(h)として定義すると、これも入
側板厚hの関数として表わすことができ、結局第iパス
の出側板クラウン予測値CRPiは、前出(3)式で表
わすことができる。 第6図に、剛塑性有限要素法を用いて第2図と同様の方
法で計算した、ロール径640mm、板幅1000mmの場
合の板クラウン転写率αi(h)及び入側板クラウン影
響率βi(h)の計算例を示す。ここで、αi(h)
は、入側板クラウンを零とした場合に、ロールクラウン
を2種類用いて、そのロールクラウンの変更量に対する
出側板クラウンの変更量の比率を算出したものである。
又、βi(h)は、ロールクラウンを零とし、入側板ク
ラウンを2種類用いて、その入側板クラウンの変化量に
対する出側板クラウンの変化量の比率を算出したもので
ある。第6図において、Chは出側板クラウン、Ch′
は、基準板クラウンを付けたロールで圧延した時の出側
板クラウン(第6図の場合は、クラウン零のロールを使
用した時の出側板クラウン)、CHは入側板クラウン、
CH′は、基準板クラウン(第6図の場合はCH′=
0)、Crは、第7図に示されるロールクラウン(=D
c−De)、Cr′は基準ロールクラウン(第6図の場
合はCr′=0)である。It is generally considered that the plate crown in plate rolling is a transfer of elastic deformation due to rolling load on the rolling roll. From this point, it is considered qualitatively that the rolling load and the plate crown have a substantially proportional relationship when a positive crown control operation such as an intermediate roll shift is not performed. On the other hand, considering the principle of constant volume during plastic deformation of the material, if the material is rolled and, as a result, only extends in the longitudinal direction, the plate crown on the rolling out side is the plate thickness of the rolling in side plate crown in and out. It is a value that is multiplied by the ratio (also called constant entry / exit crown pulling rate). On the contrary, when the plate crown changes from the above expected value, the material causes widthwise metal flow (width expansion, width contraction) by the amount of change (correctly, shape change of material (ear extension, belly). Elongation), but there is also some, but it is generally small compared to the value due to the amount of crown change that is the subject here, so it is ignored). Therefore, in the region where the metal flow in the width direction of the material is easily generated (the plate width is narrow and the plate thickness is thick), the rolling load and the plate crown have a substantially proportional relationship. However, in the region where the metal flow in the width direction is unlikely to occur (the plate width is wide and the plate pressure is thin), there is almost no change from the expected value at a constant crown ratio regardless of the rolling load. In this case, when viewed microscopically, the metal flow in the width direction is unlikely to occur, so the apparent deformation resistance of the material has a distribution in the width direction, which causes the flat deformation of the rolling roll to change in the width direction. The plate crown is close to the expected value when the crown ratio is constant (see FIGS. 2 and 3). However, such a micro analysis can be understood by using the rigid-plastic finite element method, and only the conventional split motel could predict only the crown proportional to the rolling load. The present invention has been made on the basis of the results of the analysis made by the inventors using a rigid-plastic finite element method that allows for consideration of metal flow during rolling. That is, as a result of the analysis, it was found that the crown shape was remarkably different depending on the plate thickness due to the difference in the metal flow in the width direction, and the plate crown measured by the crown control point was different. Furthermore,
From the same difference in metal flow in the width direction, it was found that the influence rate of the entrance side plate crown on the exit side plate crown also changes depending on the plate thickness. From the above, the plate crown transfer rate α which is a function of the plate thickness
By introducing i (h) and the entrance side plate crown influence rate β i (h), it is possible to improve the crown prediction accuracy. Here, the plate crown transfer rate is a rate at which hard-side factors such as a roll crown, an intermediate roll shift amount, and a roll bender are transferred to the exit side plate crown. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In Fig. 2, plastic analysis of rolled material is carried out by the rigid-plastic finite element method (for example, Shibuya et al., "Rigid-plastic finite element method" on pages 147 to 150 of Proceedings of the 33rd (1982) Plastic Working Union Conference). Edge drop phenomenon analysis "),
It was obtained by calculating the roll surface flat deformation based on the resulting rolling load distribution, calculating the rolling load distribution again with this roll surface flat deformation as the input condition, and repeating until the roll surface flat deformation converged. The distribution of rolling pressure is shown. This FIG. 2 shows the result in one pass for each thickness with respect to the finished plate thickness t. The roll diameter in the experiment was 640 mm, the rolling reduction was 30%, and the friction coefficient was 0.3. . As it is clear from FIG. 2, (thickness 4t in FIG. 2, in the case of 2t) accordance connexion plate thickness t is thinner, after rolling pressure Q p at the plate end portion is once, was higher summer, sharply lower It is connected. This is because the widthwise metal flow at the plate end differs depending on the plate thickness t. That is, as the plate thickness of the rolled material becomes thinner, widthwise metal flow is less likely to occur, and the plate crown of the rolled material is less likely to change from the constant crown ratio condition than the constant volume condition. Microscopically, if you pay attention to a certain point in the width direction, it cannot flow in the width direction, and since it can extend only in the same direction as the circumference in the longitudinal direction, it is strongly confined in both the longitudinal and width directions. Then, the rolling pressure increases, and the roll is pushed up until the volume becomes constant. As a result, as shown in FIG. 2, the rolling pressure temporarily rises at the plate end. However, as the width direction metal flow is generated further closer to the plate end, the constraint on the deformation of the material is rapidly relaxed, and as a result, the rolling pressure at the plate end is sharply reduced. When the strip thickness changes, the distance from the strip end in the region where the widthwise metal flow occurs changes. Therefore, as shown in FIG. 2, the rolling pressure distribution changes depending on the strip thickness. FIG. 3 shows the plate thickness deviation (plate crown) in the case of FIG. 2 calculated with the entrance side plate crown being zero. From the difference in rolling pressure distribution, it can be seen that the shape of the plate crown varies depending on the plate thickness t. In Fig. 3, the region where the plate thickness does not change is the region that can be calculated assuming that the crown ratio is constant (there is no metal flow in the width direction). Can be seen as a region where changes occur. In the conventional split model, since the sheet crown is obtained by using the primary logic for the rolling pressure generated between the rolling material and the roll, the rolling load is determined in the region where the crown ratio is constant and the widthwise metal flow generation region is due to these constant volume constraints. Can not be taken into account and the rolling pressure distribution becomes relatively uniform in the width direction, and the plate crown has a shape similar to that in the case where the plate pressure is thick in FIG. As is more apparent from FIG. 3, since the plate crown shape is different depending on the plate thickness t, when the plate crown is managed at the place entering from the plate end, the plate crown amount changes depending on the plate thickness t. That is, when the deformation of the rolling mill is considered, it can be easily estimated that the total amount is proportional to the rolling load as long as it is an elastic body. However, when a micro load distribution in the width direction is calculated and analyzed, the deformation amount distribution (crown shape) in the width direction is considerably different depending on the plate thickness due to the difference in the load distribution. Therefore, as shown in FIG. 4, the crown amount ED at the plate edge (= the total amount of deformation of the rolling mill is considered to be transferred) is proportional to the rolling load. This FIG. 4 (plate edge) and FIG. 5 (50 mm inside from the plate edge) are for the finished plate thickness t
It shows the relationship between rolling load and strip crown in one pass at each thickness. On the other hand, as shown in FIG. 5, the crown amount (ED50) at a point which is inserted to some extent from the plate edge is not simply proportional to the rolling load. This is because the distance from the plate edge in the region where the widthwise metal flow occurs changes depending on the plate thickness. Therefore,
It becomes proportional to the rolling load with the plate thickness as a parameter. In FIG. 5, as the plate thickness becomes thinner, the measuring plate crown also becomes smaller. By the way, the crown control in actual rolling is performed, but in the case of a strip, it is difficult to measure the plate edge, and therefore it is managed at a point (generally about 25 mm) from the plate edge. Therefore, it is estimated that the crown measured as the control point has the characteristics as shown in FIG. The characteristics as shown in FIG. 5 are caused by the change in the crown distribution due to the difference in the metal flow in the width direction of the material depending on the plate thickness. However, in the conventional strip crown analysis using the split model, the solution based on the two-dimensional elementary theory is used to calculate the rolling pressure, so that the crown is simply proportional to the rolling load as shown in Fig. 4. It exhibits the characteristics as described above. As described above, in order to correct the difference between the estimated crown obtained by the split motel and the crown at the management point due to the difference in the width direction metal flow generation region, in the present invention, the plate crown is set at a point entering from the plate end to the inside. In the case of control, the plate crown transfer rate α i (h), which represents the rate of change of the exit side plate crown with respect to the change, is used. The plate crown transfer rate α i (h) represents how much the plate crown calculated by the division model is actually transferred when the three-dimensional deformation of the material including the plate end is taken into consideration. Specifically, the plate crown transfer rate α i (h), which is a function of the entrance side plate thickness h, is used to express the predicted plate crown CRP i of the i-th pass by the following equation. CRP i = α i (h) · CRC i (4) Here, CRC i is a conventional calculation plate crown based on a division model. Similarly, as the plate thickness becomes thinner, widthwise metal flow becomes less likely to occur, and it becomes difficult to change the crown from the constant crown ratio condition, but what shows the ratio to follow this constant crown ratio condition is: If defined as the entrance side plate crown influence rate β i (h) that represents the rate of change of the exit side plate crown with respect to the entrance side plate crown change, this can also be expressed as a function of the entrance side plate thickness h, and as a result, the exit side plate crown prediction of the i-th pass. The value CRP i can be expressed by the equation (3). FIG. 6 shows a plate crown transfer rate α i (h) and an entrance side plate crown influence rate β when the roll diameter is 640 mm and the plate width is 1000 mm, calculated by the same method as in FIG. 2 using the rigid-plastic finite element method. An example of calculation of i (h) is shown. Where α i (h)
Is a calculation of the ratio of the change amount of the output side plate crown to the change amount of the roll crown by using two types of roll crowns when the entrance side plate crown is zero.
Further, β i (h) is a value obtained by calculating the ratio of the change amount of the outgoing side plate crown to the change amount of the incoming side plate crown by using two types of incoming side plate crowns, with the roll crown being zero. In FIG. 6, Ch is a delivery side plate crown, Ch '
Is the output side plate crown when rolled with a roll having a reference plate crown (in the case of FIG. 6, the output side plate crown when using a roll with zero crown), CH is the input side plate crown,
CH 'is a reference plate crown (in the case of FIG. 6, CH' =
0) and Cr are roll crowns (= D) shown in FIG.
c-De) and Cr 'are reference roll crowns (Cr' = 0 in the case of FIG. 6).
以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例においては、前記板クラウン転写率αi(h)
及び入側板クラウン影響率βi(h)を、前出第6図か
ら2次式であると仮定し、これを簡略化して、次式のよ
うにおいた。 αi(h)=−a1(hi−a2)2+a3・・・
(5) βi(h)=a4(hi−a5)2+a6・・・(6) ここで、a1〜a6は定数である。 そして、本発明による前出(3)式を用いて、予測板ク
ラウンCRPi内の係数実操業に合うように変更し、ま
ず第1スタンドF1の出側板クラウンCRP1を予測し、
その予測値に基づいて順次下流側のスタンドの出側板ク
ラウンCRPiを予測していくことによつて、最終第7
スタンドF7出側の板クラウンCRP7を予測したとこ
ろ、第8図に示すような予測結果が得られた。この予測
値と、同じく第8図に示す実測値との差は、標準偏差1
σ=11μmまて精度が向上した。これに対して、従来
法である前出(1)式を用いて同様の操作を行つたとこ
ろでは、予測値と実測値との差は、標準偏差1σ=14
μm程度の精度しか得ることができなかつた。 なお前記実施例においては、まず第1スタンドF1の出
側板クラウンCRP1を予測し、その予測値に基づいて
順次下流側のスタンドの出側板クラウンCRPiを予測
していく方法を取つているが、本発明の適用方法はこれ
に限定されず、例えば、圧延進行と共に入側板クラウン
CRPi−1を実測して、該実測値を前出(3)式の計
算に用いることも可能である。この場合には、更に高い
予測精度を得ることができる。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the present embodiment, the plate crown transfer rate α i (h)
And, the entrance side plate crown influence rate β i (h) is assumed to be a quadratic expression from FIG. 6 described above, and this is simplified and set as the following expression. α i (h) = − a 1 (h i −a 2 ) 2 + a 3 ...
(5) β i (h) = a 4 (h i -a 5) 2 + a 6 ··· (6) where, a 1 ~a 6 are constants. Then, using the supra (3) according to the present invention, the prediction plate modified to fit the coefficients actual operation in the crown CRP i, first predicts the plate crown CRP 1 out of the first stand F 1,
By sequentially predicting the outgoing side plate crown CRP i of the stand on the downstream side based on the predicted value, the final seventh
When the plate crown CRP 7 on the exit side of the stand F 7 was predicted, the prediction results shown in FIG. 8 were obtained. The difference between this predicted value and the actual measured value shown in FIG.
The accuracy was improved up to σ = 11 μm. On the other hand, when the same operation is performed using the above-mentioned equation (1) which is the conventional method, the difference between the predicted value and the actually measured value is the standard deviation 1σ = 14.
Only accuracy of about μm could be obtained. Note in the above described embodiment, the first first predicts the plate crown CRP 1 out of the stand F 1, convex how to continue to predict the plate crown CRP i out sequentially downstream of the stand on the basis of the predicted value However, the application method of the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to measure the entrance side plate crown CRP i-1 as the rolling progresses and use the measured value for the calculation of the above equation (3). . In this case, higher prediction accuracy can be obtained.
以上説明した通り、本発明によれば、板クラウンを精度
良く予測することができる。従つて、従来より精度の高
いクラウン制御を実施することができるという優れた効
果を有する。As described above, according to the present invention, it is possible to accurately predict the plate crown. Therefore, there is an excellent effect that the crown control can be performed with higher accuracy than the conventional one.
第1図は、本発明に係る板圧延のクラウン予測方法の要
旨を示す流れ図、第2図は、本発明の原理を説明するた
めの、板厚ごとの圧延荷重分布の例を示す線図、第3図
は、同じく、板厚ごとの板クラウン形状の例を示す線
図、第4図は、同じく、板端における板クラウンと圧延
荷重の関係を例を示す線図、第5図は、同じく、板端よ
り50mm内側における板クラウンと圧延荷重の関係の例
を示す線図、第6図は、同じく、板厚と板クラウン転写
率αi(h)及び入側板クラウン影響率βi(h)の関
係の例を示す線図、第7図は、ロールのクラウンを説明
するための線図、第8図は、本発明が採用された実施例
における予測板クラウンと実測板クラウンの関係の例を
示す線図、第9図は、7スタンド仕上ミルの構成を示す
略示正面図、第10図は、実測板クラウンと第7スタン
ド圧延荷重の関係の例を示す線図、第11図は、実測板
クラウンと第5スタンド圧延荷重の関係の例を示す線
図、第12図は、実測板クラウンと板幅の関係の例を示
す線図である。FIG. 1 is a flow chart showing the gist of the method for predicting the crown of sheet rolling according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of rolling load distribution for each sheet thickness for explaining the principle of the present invention. Similarly, FIG. 3 is a diagram showing an example of the plate crown shape for each plate thickness, FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the plate crown and rolling load at the plate end, and FIG. Similarly, a diagram showing an example of the relationship between the plate crown and the rolling load within 50 mm from the plate edge, and FIG. 6 similarly show the plate thickness and the plate crown transfer rate α i (h) and the entrance side plate crown influence rate β i ( h) is a diagram showing an example of the relationship, FIG. 7 is a diagram for explaining the roll crown, and FIG. 8 is a relationship between the predicted plate crown and the actually measured plate crown in the embodiment in which the present invention is adopted. 9 is a schematic front view showing the structure of a 7-stand finishing mill, FIG. The figure is a diagram showing an example of the relationship between the actually measured plate crown and the seventh stand rolling load, FIG. 11 is a diagram showing the example of the relationship between the actually measured plate crown and the fifth stand rolling load, and FIG. It is a diagram showing an example of the relationship between the plate crown and the plate width.
Claims (1)
クラウン予測計算値CRCiを求める手順と、 入側板クラウンCRPi-1を求める手順と、 ロールクラウンの変化に対する出側板クラウンの変化率
を表わす板クラウン転写率αi(h)を、入側板厚hの
関数として求める手順と、 入側板クラウンの変化に対する出側板クラウンの変化率
を表わす入側板クラウン影響率βi(h)を、同じく入
側板厚hの関数として求める手順と、 次式 CRPi=αi(h)CRCi +βi(h)CRPi-1 により、第iパスの出側板クラウン予測値CRPiを求
める手順と、 を含むことを特徴とする板圧延のクラウン予測方法。1. A procedure for obtaining a single stand outgoing side plate crown prediction calculation value CRC i based on a division model, a step for obtaining an incoming side plate crown CRP i-1, and a rate of change of the outgoing side plate crown with respect to a change in roll crown. The procedure for obtaining the plate crown transfer rate α i (h) represented as a function of the entrance side plate thickness h and the entrance side plate crown influence rate β i (h) representing the rate of change of the exit side plate crown with respect to the change of the entrance side plate crown are also the same. A procedure for obtaining as a function of the entrance side plate thickness h, and a procedure for obtaining the exit side plate crown predicted value CRP i of the i-th path by the following equation: CRP i = α i (h) CRC i + β i (h) CRP i-1 A method for predicting a crown for strip rolling, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59152714A JPH062289B2 (en) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | Sheet rolling crown prediction method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP59152714A JPH062289B2 (en) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | Sheet rolling crown prediction method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS6130209A JPS6130209A (en) | 1986-02-12 |
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ID=15546548
Family Applications (1)
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| JP59152714A Expired - Lifetime JPH062289B2 (en) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | Sheet rolling crown prediction method |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPH062289B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5493885A (en) * | 1994-03-10 | 1996-02-27 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for controlling rolling process in hot strip finish rolling mill |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062288B2 (en) * | 1982-10-20 | 1994-01-12 | 新日本製鐵株式会社 | Rolling mill setting method |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP59152714A patent/JPH062289B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6130209A (en) | 1986-02-12 |
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