CN104070069A - 热串列式轧制轧机控制装置和热串列式轧制轧机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供最大限度地发挥设备的能力的同时，抑制轧制中的轧制机架间的速度平衡的紊乱的热串列式轧制轧机控制装置和热串列式轧制轧机控制方法。以热串列式轧制轧机（151）为控制对象，在由多个轧制机架（152）具备的工件辊（153）连续地控制钢板的轧制的热串列式轧制轧机控制装置（100）中，采取以下的构成。着眼于轧制速度达到上限的风险取决于钢板的特性而不同，能够针对每个钢板设定速度余量，使由设置运算能够设定的轧制速度的最大值适当化。在这里，更优选的是，在轧制中特定的轧制机架（152）的轧制速度达到辊速度的上限值时，进行控制使各轧制机架（152）的轧制速度降低，使轧制机架（152）间的速度平衡的紊乱最小化。

Description

热串列式轧制轧机控制装置和热串列式轧制轧机控制方法

技术领域

本发明涉及热串列式轧制轧机控制装置和热串列式轧制轧机控制方法。

背景技术

在热串列式轧制轧机中，除了各轧制机架的工件辊的转速（以下，仅称为“速度”）、扭矩、马达功率等输出不变得过大之外，相邻的轧制机架间的平衡也是重要的。特别是若轧制机架间的速度平衡不良，则钢板在轧制机架之间时而松懈时而拉紧，所以产生不稳定轧制和钢板的品质降低。为了提高生产量，需要使轧制速度为大的值，但是若在轧制中特定的轧制机架的速度和扭矩被设备的上限值所限制，则轧制机架间的速度平衡崩溃，产生上述的问题。

为了消除上述的问题，专利文献1公开了使用热串列式轧制轧机的设备规格的上限进行轧制，使生产量最大化的方法。专利文献1公开的方法，根据宽度方向冲压设备的宽度压下量等，推定宽度方向压下时的轧制扭矩，以能够产生该推定轧制扭矩的最大速度进行轧制。由此，缩短冲压装置的宽度轧制时间，发挥冲压装置的最大能力。

此外，专利文献2公开了用于避免提高了设备的输出的结果，特定的轧制机架的输出被上限值限制，轧制机架间的辊速度平衡崩溃的方法。在专利文献2公开的方法中，使施加于各轧制机架的工件辊的扭矩在轧制中动态地平衡，对马达不赋予过负荷，从而提高生产量。

专利文献1：日本特开2006－231364号公报

专利文献2：日本特开2005－95975号公报

可是，在这些以往技术中存在以下的问题。在热串列式轧制轧机中，通常使最终的轧制机架的轧制速度（工件辊的转速）为恒定值。并且，通过上游侧轧制机架的辊速度的变更，补偿由于轧制中的各轧制机架的压下位置和弯针高度的变更产生的轧制机架间的速度平衡的紊乱。补偿的结果，若特定的轧制机架的速度达到上限，则无法维持轧制机架间的速度平衡。因此，从确保该补偿部分的必要性来考虑，需要将在轧制之前进行的设置运算中的轧制速度的最大值设定为从设备上限值中将一定比率作为余量减去后的值。在专利文献1中，由于没有考虑到这一点，基于设备规格的最大值来决定轧制速度，因此，无法直接应用于热串列式轧制轧机的速度控制。

另一方面，若上述余量是大的值，则各轧制机架的输出达到上限的风险变小，但是无法充分发挥本来能够发挥的设备规格。因此，有时由于生产率降低或轧制速度的降低，变得无法将钢板温度控制为目标值。相反地，若使余量为小的值，则能够在接近设备规格的最大值的状态下使各轧制机架工作，但是轧制中特定的轧制机架达到设备规格的上限值的风险增高。若轧制中特定的轧制机架达到设备规格的上限值，则无法消除轧制机架间的轧制速度的平衡的紊乱，所以具有轧制变得不稳定这样的问题。

通过以上可知，作为设备上限值和轧制速度的最大值的差距部分的余量，需要设定为适当的值。在专利文献2记载的方法中，没有关于考虑到这一点的记载，而且在轧制中对于特定的马达成为过负荷时的应对也不是明确的。

从上述的状况看，较为理想的是在最大限度地发挥设备的能力的同时，抑制轧制中的轧制机架间的速度平衡的紊乱的方法。

发明内容

本发明的一热串列式轧制轧机控制装置，以具备多个轧制机架的热串列式轧制轧机为控制对象，在由该轧制机架所具备的工件辊连续地控制钢板的轧制的热串列式轧制轧机控制装置中，采用以下的结构。

着眼于轧制速度达到上限的风险取决于钢板的特性而不同，能够针对每个钢板来设定速度余量，使由设置运算能够设定的轧制速度的最大值适当化。

在这里，在轧制中特定的轧制机架的轧制速度达到辊速度的上限值时，更为理想的是，进行控制使得热串列式轧制轧机的各轧制机架的轧制速度降低，使轧制机架间的速度平衡的紊乱最小化。

根据本发明，在能够使速度余量最佳化并最大限度地发挥设备的能力的同时，抑制轧制中的轧制机架间的速度平衡的紊乱。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的热串列式轧制轧机控制装置的构成例的框图。

图2是表示图1的设置部的处理例的流程图。

图3是表示图1的选拔程序表的构成例的说明图。

图4是表示图1的速度类型表的构成例的说明图。

图5是表示图1的速度上限值决定部的处理例的流程图。

图6是表示图1的速度余量表的构成例的说明图。

图7是表示图1的上限速度判定部的处理例的流程图。

图8是表示图1的动态速度上限表的构成例的说明图。

图9是表示图1的速度指令修正部的处理例的流程图。

图10是表示本发明的第2实施方式的速度指令修正部的处理例的流程图。

图11是表示本发明的第3实施方式的热串列式轧制轧机控制装置的构成例的框图。

图12是表示计算机的硬件的构成例的框图。

附图标记的说明

100…热串列式轧制轧机控制装置、  101…设置部、  102…速度余量表、  103…速度上限值决定部、  104…选拔程序表、  105…速度类型表、  106…实效收集部、  107…动态速度上限表、  108…上限速度判定部、  109…速度指令修正部、  120…压下位置控制部、121…速度控制部、  150…控制对象、  151…精加工轧机、  152…轧制机架、  153…工件辊、  160…粗材、  161…钢板。

具体实施方式

以下，对于用于实施本发明的方式的例子，一边参照附图一边说明。另外，对在各图中相同的构成要素，标注相同的附图标记，省略重复的说明。

以下所述的实施方式，着眼于轧制速度达到上限的风险取决于钢板的特性而速度余量不同，能够针对每个钢板进行设定，使由设置运算能够设定的轧制速度的最大值适当化。此外以下所述的实施方式是在轧制中特定的轧制机架的轧制速度达到上限时，使轧制机架间的速度平衡的紊乱最小化的方法。

[1.第1实施方式]

图1是表示本发明的一实施方式的热串列式轧制轧机控制装置的构成的框图。

热串列式轧制轧机控制装置100，从控制对象150接收工作实效等各种信号，并向控制对象150输出控制信号。首先说明控制对象150的构成。

[控制对象（精加工轧机）]

控制对象150是由多个轧制机架（以下有时仅称为“机架”）构成的热串列式轧制轧机。在图1的例子中，精加工轧机151为沿着轧制材的搬送方向连续配置有7个轧制机架152（F1～F7）的结构。轧制材从图中左侧向右侧移动。另外，在以后的说明中，在需要区别7个轧制机架的情况下，用F1～F7的附图标记来区别。

由作为前工序的粗轧机（省略图示）生产的例如厚度30mm左右的粗材160，由精加工轧机151的各轧制机架152通过轧制依次被加工得较薄。然后，在最下游侧的轧制机架（以下称为“最终机架”）F7出侧，最终作为1mm～10mm左右的钢板161被输出。对粗材160和钢板161直接压接地进行轧制的是各轧制机架152所具备的一对工件辊153。在以后的说明中，所谓“辊速度”，是指工件辊153的周向速度。在本实施方式中，在精加工轧机151的最终机架F7出侧，具备有测量钢板161的板厚的板厚计154。

在热串列式轧制中，若轧制机架间的辊速度的平衡崩溃，则无法在轧制机架间充分确保钢板的张力，产生不稳定轧制或相反地由于高张力而板厚和板宽度收缩，钢板品质降低。因此，在输送板时，需要使所有的轧制机架152在调整了的辊速度下动作。此时成为动作的基准的是基准轧制速度，在本实施方式中，通过以下的顺序算出基准轧制速度。

首先，使成为轧制速度算出的基准的轧制机架（基准机架）为最下游侧的轧制机架（最终机架）。通过最终机架F7的工件辊153的马达的最大转速、马达系与辊系的齿轮比、以及工件辊径，算出最终机架F7的工件辊153的最大轧制速度。并且，将最终机架F7的轧制速度的指令值除以最大轧制速度而成的值定义为“基准轧制速度“。即，基准轧制速度用基准机架（在本实施方式中为最终机架）的轧制速度的指令值与最大轧制速度之比表示。基于该基准轧制速度，决定各轧制机架的轧制速度。

在这里，计算由马达的功率和扭矩、马达的旋转能力等决定的各轧制机架152的辊速度的上限值（以下称为“上限辊速度“）。并且，在赋予了某个轧制条件（轧制规格）的情况下，确定在提高基准轧制速度时最初轧制速度达到上限辊速度的轧制机架（以下称为”限速机架“）。并且，将与限速机架的最大速度相对应的基准轧制速度，定义为该轧制条件下的基准轧制速度的最大值。

除了基准轧制速度Vr_std之外，对各轧制机架152还赋予个别的速度指令Vri_ss，赋予各轧制机架152的工件辊速度的指令Vri_ref，如下式（1）那样，成为基准轧制速度Vr_std和个别的速度指令Vri_ss相乘而成的值。相反地，个别的速度指令Vri_ss成为工件辊速度的指令Vri_ref除以基准轧制速度Vr_std而成的值。

（式1）

Vri_ref=Vri_ss×Vr_std...（1）

[热串列式轧制轧机控制装置的构成]

接着，说明热串列式轧制轧机控制装置100的构成。

如图1所示，热串列式轧制轧机控制装置100具备设置部101、速度余量表102、速度上限值决定部103、选拔程序表104、速度类型表105、和常数表130。此外，热串列式轧制轧机控制装置100具备实效收集部106、动态速度上限表107、上限速度判定部108、速度指令修正部109、压下位置控制部120、和速度控制部121。热串列式轧制轧机控制装置100例如能够用计算机构成。

设置部101对于各个要被轧制的钢板，在轧制之前通过上位计算器50，接收钢种、目标板厚、目标板宽度等轧制所必要的信息。并且，设置部101参照选拔程序表104和速度类型表105，计算工件辊153相对于各轧制机架152的压下位置（辊间距）、工件辊153的辊速度（工件辊的周向速度）和轧制载荷等。

速度余量表102收纳基准轧制速度的作为相对于最大值的余量部分的余量的值（以下有时称为“速度余量“）。

速度上限值决定部103计算各轧制机架152的上限辊速度，将计算的结果输出到动态速度上限表107。此外，速度上限值决定部103根据从速度余量表102抽出的基准轧制速度的余量，计算在对下次要被轧制的钢板的设置计算中被容许设定的基准轧制速度指令的上限值，并输出到设置部101。

实效收集部106收集作为控制对象150的精加工轧机151的轧制实效的信息。

上限速度判定部108根据实效收集部106所收集的各轧制机架152的辊速度的实效数据和被收纳在动态速度上限表107的各轧制机架152的上限辊速度，判定各轧制机架152是否超过速度的限制值。

速度指令修正部109在由上限速度判定部108判定为某个轧制机架152超过上限辊速度时，进行降低各轧制机架152的速度指令的处理。

速度控制部121使用设置部101输出的速度指令值和从速度指令修正部109得到的速度指令的修正值、以及从实效收集部106得到的辊速度实效值，进行速度控制。

压下位置控制部120相对于设置部101输出的对任意的轧制机架152的压下位置指令，使用板厚计154测量的钢板161的实效板厚与目标板厚之差（板厚偏差）等，控制实际的压下位置。

有关选拔程序表104（图3）、速度类型表105（图4）、速度余量表（图6）和动态速度上限表107（图8）的构成，后述。

以下，详细地说明热串列式轧制轧机控制装置100的各部的动作。

图2是表示设置部101执行的处理的流程图。

设置部101从上位计算器50接收了钢种、目标板厚、目标板宽度等轧制所必要的信息之后，进行算出对此后要被轧制的粗材160的控制指令的处理。

设置部101首先从选拔程序表104的对应的项目，取入在各轧制机架152中，作为与使粗材160和钢板161薄到哪种程度对应的信息的选拔程序。此外，设置部101从速度类型表105取入速度类型（步骤S1）。

图3是表示选拔程序表104的构成例的说明图。

如图3所示，选拔程序表104相对于粗材160和钢板161的厚度差，将在各轧制机架152被轧制的值作为相对于厚度差的百分率的信息（百分比值）而收纳。各选拔程序按照要被轧制的钢板的钢种、目标的板厚、目标的板宽度被层别于各记录中。

假想例如钢种SS400、目标板厚2.5mm、目标板宽度900mm的板厚35mm的粗材160。在图3中，对该粗材160的选拔程序符合目标板厚2.0～3.0mm以及目标板宽度1000mm以下的划分。因为要将板厚35mm的粗材160轧制成板厚2.5mm的钢板161，所以关于其板厚差32.5mm，在图3的例子中表示在最上游侧的轧制机架F1轧制其24％，在下游侧的轧制机架F2轧制其16％。

即，在轧制机架F1中，如下式（2）所示那样，

（式2）

32.5mm×24/100=7.8mm...（2）

由此表示应将35mm的粗材轧制成27.2mm（35mm－7.8mm）。

同样，

（式3）

32.5mm×16/100=5.2mm...（3）

由此表示在轧制机架F2，应将27.2mm的板轧制成22.0mm（27.2mm－5.2mm）。对于某个记录，选拔程序的各轧制机架152的数值的总和是100，若重复同样的计算顺序，则最终机架F7的出侧板厚成为作为目标板厚的2.5mm。这样，设置部101在步骤S1，根据从上位计算器50接受的下次要被轧制的钢板的钢种、板厚、板宽度，检索选拔程序表104的符合的记录，取入各轧制机架152的轧制量（百分比值）。

图4是表示速度类型表105的构成例的说明图。

在速度类型表105中，针对钢板161的钢种、目标的板厚和目标的板宽度这样的轧制条件，收纳有轧制的各阶段的速度。即，针对轧制条件，储存有从最终机架F7输出钢板161的前端时的速度（初期速度）、之后的第1加速度、第2加速度、最大速度、从最大速度减速到轧制钢板161的后端时终期速度时的减速度以及终期速度。

设置部101判定钢板161的钢种、板厚、板宽度，从速度类型表105抽出对应的速度类型。假想例如钢种SUS304、板厚2.0～3.0mm、板宽度100mm以下的情况。在该轧制条件的情况下，表示设定为初期速度650mpm、第1加速2mpm／s、第2加速12mpm／s、稳定速度800mpm、减速度6mpm／s、终期速度700mpm的状态。

接着，设置部101推定轧制温度（步骤S2）。粗材160和钢板161的温度通过组合由未图示的温度计检测出的值和考虑了热辐射、热传递等的温度预测计算而推定。因为温度推定方法在热力学的文献等中大多被介绍，而且轧制的温度变化例如在“轧制板的理论和实际（日本钢铁协会）”的第6章（轧制的温度变化）中被详细地记载，所以详细的说明省略。

接着，设置部101计算与在各轧制机架被轧制的钢板的硬度相当的值即变形阻力（步骤S3）。有关钢板的变形阻力，在各种文献中被记载，例如被详细地说明于“轧制板的理论和实际（日本钢铁协会）”的第7章（变形阻力）。作为变形阻力的有代表性的计算式，用推定的轧制时的钢板温度T，由下式（4）表示（“轧制板的理论和实际”7.54式）。

（式4）

Kf=Kεⁿ（dε/dt）^mexp（A/T）...（4）

其中，ε：应变，（dε/dt）：应变速度

K、n、m、A：每种钢种决定的常数

接着，设置部101计算各轧制机架152的辊速度（步骤S4）。因为在步骤S1取入了的速度类型是最终机架F7出侧的板速，所以以其为基础，按照以下的顺序来计算各轧制机架152的出侧板速。首先用下式（5）计算各轧制机架152的出侧板速。

（式5）

Vsi=Vs7×hi/h7...（5）

其中，Vsi：第i机架的出侧板速

hi：第i机架的出侧板厚

h7：第7机架（最终机架）的出侧板厚

接着，用前滑率根据各轧制机架152的出侧板速算出各轧制机架152的辊速度。前滑率是辊速度与出侧板速之比，它们存在下式（6）的关系。

（式6）

Vri=Vsi/fi...（6）

其中，Vri：第i机架的辊速度

fi：第i机架的前滑率

前滑率同样在“轧制板的理论和实际”的第2章（2维轧制理论）中被记载，例如周知用函数g1，成为如下式（7）那样的关系式。

（式7）

f=g1（H、h、R　、tb、tf、kf）...（7）

其中，f：前滑率、H：轧制机架的入侧板厚，h：轧制机架的出侧板厚、

R′：扁平辊径，tb：钢板的后方张力、tf：钢板的前方张力、

kf：变形阻力

对每个轧制机架计算上述式（6），求出各轧制机架152的辊速度。

另外，设置部101计算各轧制机架152的轧制载荷（步骤S5）。轧制载荷的计算方法也同样地在“轧制板的理论和实际”的第2章（2维轧制理论）中被记载。变形阻力越大，此外入侧板厚越厚且出侧板厚越薄，轧制载荷成为越大的值，用函数g2由如以下那样的关系式表示。

（式8）

p=g2（H、h、R　、tb、tf、Kf、Qp、Qs）...（8）

其中，p：轧制载荷、Qp：喷丸强化效应、Qs：压下力函数

另外，设置部101将速度上限值决定部103用于计算上限速度的参数，作为速度限制值算出参数，向速度上限值决定部103输出（步骤S6）。有各种参数，但是被大致分为从上位计算器50接收的参数、由设置部101的设置计算求出的参数、收纳在常数表130中的参数。

作为从上位计算器50接收的参数，有各轧制机架152的工件辊径、入侧和出侧的钢板张力。此外作为由设置计算求出的参数，有各轧制机架152的载荷、入侧和出侧的板厚。另外，作为从常数表130读出的参数，有马达与工件辊的齿轮比、马达的最大旋转速度、最大扭矩、最大功率。

接着，设置部101从速度上限值决定部103，作为计算结果而接受在这次的设置计算中被容许的基准轧制速度的上限值Vr_std_pos（步骤S7）。基准轧制速度的上限值Vr_std_pos的算出方法，作为速度上限值决定部103的处理内容而说明。

接着，设置部101判定在步骤S4计算的各轧制机架152的工件辊的稳定速度是否超过由设置计算能够设定的辊速度的容许值（步骤S8）。各轧制机架152的工件辊速度的容许值Vri_pos，用根据作为速度的基准机架的最终机架F7的马达最大转速被导出的最大速度Vr7_max_org，能够由下式（9）计算。

（式9）

Vri_pos=Vr7_max_org×Vr_std_pos×（h7/hi）×（f7/fi）...（9）

在这里，最大速度Vr7_max_org由下式（10）求出。

（式10）

Vr7_max_org=Mr7_max×（2×π×R7）/G7...（10）

其中，Mr7_max：最终机架F7的工件辊153的马达的最大转速

G7：最终机架F7的马达系和辊径的齿轮比

R7：最终机架F7的工件辊153的半径

设置部101在各轧制机架152的工件辊153的稳定速度未超过由设置计算能够设定的辊速度的容许值的情况下，在步骤S9计算工件辊153的压下位置（辊间距）（步骤S9）。一般而言压下位置算出的基本部分由下式（11）的关系式表示，但是实际上为了提高算出精度，附加各种校正项。

（式11）

S=h-p/K...（11）

其中，S：压下位置、p：轧制载荷、K：轧机弹簧常数

通过步骤S8的判定处理，在某个轧制机架152的工件辊153的稳定速度超过了由设置计算能够设定的辊速度的容许值的情况下，进行被收纳在速度类型表105中的速度类型的修正（步骤S10）。进行使超过了工件辊153的辊速度的容许值的第i机架的恒定辊速度降低到工件辊速度的容许值Vri_pos的处理。其结果，从速度类型表105取入的稳定速度V_stab，被修正为按照下式（12）而成的值。

（式12）

V_stab=Vri_pos×（1+fi）×hi/h7...（12）

其中，fi：第i机架的前滑率、hi：第i机架的出侧板厚、

h7：最终机架F7的出侧板厚

步骤S10的处理结束后，再次执行来自步骤S2的处理。

图5是表示速度上限值决定部103执行的处理的流程图。

首先，速度上限值决定部103取入设置部101输出的速度限制值算出参数。（步骤S11）

接着，速度上限值决定部103在步骤S12的处理中，算出轧制机架F1～F7的各轧制机架的上限辊速度。上限辊速度在与马达最大转速的上限相对应的辊速度、与轧制扭矩的上限相对应的辊速度、与马达功率的上限相对应的辊速度之中，对应最小的值。例如，与第i机架的马达最大转速的上限相对应的辊速度Vri_max1由下式（13）赋予。

（式13）

Vri_max1=Mri_max×（2×π×Ri）/Gi...（13）

其中，Mri_max：马达最大转速、Gi：齿轮比、Ri：工件辊153的半径

各轧制机架152的轧制扭矩Tr例如用函数g3由下式（14）赋予。

（式14）

Tr=g3（Vr、R、R　、H、h、P、tb、tf、b、GL）...（14）

其中，Vr：辊速度、R：辊径、R′：扁平辊径、H：入侧板厚、

h：出侧板厚、P：轧制载荷、tb：后方张力、tf：前方张力、

b：轧制材的板宽度，GL：损失扭矩的常数项

轧制扭矩也同样地在“轧制板的理论和实际”的第2章（2维轧制理论）中被记载。因而，与第i机架的轧制扭矩的上限Tri_max相对应的辊速度Vri_max2，成为下式（15）。

（式15）

Vri_max2＝g3^-1（Tri_max、Ri、Ri　、Hi、hi、Pi、tbi、tfi、bi、GLi）...（15）

马达功率Mp例如由下式（16）赋予。

（式16）

Mp=a×Vr×Tr/R...（16）

其中，a：系数、Vr：辊速度、R：辊径、Tr：扭矩

因而，与第i机架的马达功率的上限Mpi_max相对应的辊速度Vri_max3，成为下式（17）。

（式17）

Vri_max3=Mpi_max×Ri/（a×Tr）...（17）

根据以上的说明，与下次要被轧制的钢板相对应的第i机架的辊速度的上限值Vri_max，成为下式（18）。

（式18）

Vri_max=Min（Vri_max1，Vri_max2，Vri_max3）...（18）

速度上限值决定部103向动态速度上限表107输出由式（18）算出的各轧制机架152的辊速度的上限值（步骤S12）。

接着，速度上限值决定部103在使基准轧制速度Vr_std上升时，确定最初达到上限的轧制机架152，并将其作为限速机架（步骤S13）。将与该限速机架的上限速度相对应的基准轧制速度的值（基准轧制速度的最大值）作为Vr_std_max。限速机架由下式（19）确定。

（式19）

Min（α1﹒Vr1_max、α2﹒Vr2_max，...、Vr7_max）...（19）

在这里，αi是将第i机架的辊速度换算为最终机架的辊速度的系数，根据各轧制机架152的前滑率和出侧板厚、以及最终机架的前滑率和出侧板厚，按照下式（20）被求出。

（式20）

αi=（1+fi）×hi/{（1+f7）×h7}...（20）

其中，fi：第i机架的前滑率、hi：第i机架的出侧板厚、

f7：最终机架（F7）的前滑率、h7：最终机架（F7）的出侧板厚

接着，速度上限值决定部103计算基准轧制速度的最大值Vr_std_max（步骤S14）。式（19）的结果在第j机架为限速机架时，基准轧制速度的最大值Vr_std_max由下式（21）赋予。

（式21）

Vr_std_max=（αj﹒Vrj_max/Vr7_max_org）...（21）

接着，速度上限值决定部103从速度余量表102取入速度余量的值（步骤S15）。

图6是表示速度余量表102的构成例的说明图。

如上所述，速度余量V_mar表示相对于基准轧制速度的最大值Vr_std_max，与作为由设置计算实际能够设定的基准轧制速度的Vr_std_pos之间的差距部分，这些关系由下式（22）赋予。其中，Vr_std_pos是轧制机架152的工件辊153的速度的限制值（以下称为“速度限制值“）。

（式22）

Vr_std_pos=Vr_std_max-V_mar...（22）

在图6中表示与钢板161的钢种、板厚和板宽度相对应地收纳有速度余量V_mar的例子。在图6中例如表示在钢种SS400、板厚2.0～3.0mm、板宽度1000mm以下时，速度余量V_mar是0.10。即表示相对于基准轧制速度的最大值Vr_std_max减去了0.1后的基准轧制速度的设定是被容许的。

速度上限值决定部103向设置部101输出速度限制值Vr_std_pos（步骤S16）。

压下位置控制部120反映轧制载荷的实效的变化、由板厚计154检测出的实效板厚和目标板厚之差，对从设置部101接收的压下位置指令进行校正，向控制对象150输出校正后的值。压下位置的控制被称为AGC（Automatic Gauge Control），周知有Bisra AGC、MonitorAGC、Gauge meter AGC等各种方法。此外，相对于在压下位置变化时入侧钢板和出侧钢板的质量流的值变化，为了补偿该变化，需要使压下位置变化的轧制机架和从该轧制机架观察的上游侧的轧制机架的辊速度变化。这样的速度指令的校正量（速度校正量）从压下位置控制部120对速度控制部121输出。

此外，速度控制部111将设置部101输出的速度指令加上速度校正量而成的值作为指令值，进行工件辊153的速度控制。作为速度校正量，除了从压下位置控制部120输出的值之外，还有为了保持串列式轧制的速度平衡，将与下游侧的轧制机架的速度指令变化量相对应的值作为上游侧的轧制机架的速度校正量而依次传播的、所谓连续的控制的速度校正量（以下也称为“连续的校正量”）。即，在使第i＋1机架的速度变化Vr（i+1）_comp的情况下，需要使上游侧的第i机架的辊速度变化Vri_sc，保持串列式轧制的速度平衡。第i机架的连续的速度校正量用下游侧的第i＋1机架的速度变化量，例如能够像下式（23）那样地计算。

（式23）

Vri_sc=Gsc×[Vr（i+1）_comp]×（Vri/Vr（i+1））...（23）

其中，Vri_sc：第i机架的连续的校正量

Vr（i+1）_comp：第i＋1机架的速度指令变化量

Vri：第i机架的辊速度

Vr（i+1）：第i＋1机架的辊速度

Gsc：常数

另外，在第i机架的上游侧有轧制机架的情况下，将Vri_sc作为速度变化量，进行校正第i－1机架的速度指令的处理。该处理依次进行直到对位于最上游侧的轧制机架F1的速度指令进行校正为止。速度控制部121进行速度控制，该速度控制用于降低从设置部101接受的速度指令与从压下位置控制部120接受的速度校正量、以及加上连续的速度校正量而得到的相对于各轧制机架152的速度指令与从实效收集部106得到的实效速度的偏差。速度控制系例如由被称为ASR（Automatic Speed Control）的比例-积分的控制系构成。

图7是表示上限速度判定部108执行的处理的流程图。

上限速度判定部108接受轧制开始的触发而起动，进行判定轧制中是否存在超过了辊速度的上限值的轧制机架152的处理。

首先，上限速度判定部108从动态速度上限表107取入各轧制机架152的辊速度的上限值（步骤S21）。

图8是表示动态速度上限表107的构成例的说明图。

在动态速度上限表107中，收纳相对于下次要被轧制的钢板，速度上限值决定部103算出并输出的各轧制机架152的辊速度上限值（在图8中表记为最大速度）。在图8的例子中，收纳有例如轧制机架F1的上限的辊速度是320mpm这样的信息（记录）。同样地收纳有轧制机架F2～F7的辊速度上限值。

接着，上限速度判定部108从实效收集部106取入各轧制机架152的辊速度的实效值（步骤S22）。

接着，上限速度判定部108比较各轧制机架152的辊速度上限值与实效值，判定是否存在超过辊速度上限值的轧制机架152（步骤S23）。

在步骤S23的判定处理中，在存在超过上限速度的轧制机架152的情况下，上限速度判定部108向速度指令修正部通知有超过上限速度的情况（步骤S24）。另一方面，在不存在超过上限速度的轧制机架152的情况下，上限速度判定部108移行至步骤S25的判定处理。

上限速度判定部108判定该钢板161的轧制是否结束（步骤S25）。在轧制结束了的情况下，结束上限速度判定部108的处理，若轧制没结束，则重复步骤S22～S25的处理。

图9是表示速度指令修正部109执行的处理的流程图。

速度指令修正部109与上限速度判定部108相同地接受轧制开始的触发而起动，进行判定是否存在超过辊速度上限值的轧制机架152的处理。

首先，速度指令修正部109判定该钢板161的轧制是否结束（步骤S31）。在轧制结束了的情况下，结束速度指令修正部109的处理，若轧制没结束，则移行至步骤S32。

接着，在步骤S31中轧制没结束的情况下，速度指令修正部109根据上限速度判定部108判定是否存在有上限速度超过机架的通知（步骤S32）。

在步骤S32的判定处理中，在不存在有上限速度超过机架的通知的情况下，速度指令修正部109重复步骤S31～S32的处理。另一方面，在根据上限速度判定部108存在有上限速度超过机架的通知的情况下，对速度控制部121进行指示，以使最终机架F7的辊速度降低（步骤S33）。若最终机架F7的辊速度被校正，则通过基于式（20）的连续的控制，上游侧的轧制机架152的辊速度依次被校正，各轧制机架152的速度平衡被维持。

步骤S33的处理结束后，速度指令修正部109移行至步骤S31，在轧制中重复步骤S31～步骤S33的处理。

如上所述在本实施方式中，速度余量表102将根据基准轧制速度的上限值的余量（余量部分）与钢板的钢种、板厚、板宽度中的至少一个对应地储存。

速度上限值决定部103根据由在轧制之前的设置运算算出的轧制载荷和轧制速度，算出各轧制机架152的轧制扭矩、马达功率，通过它们与各自的上限值的比较，算出各轧制机架152的速度限制值（被容许的基准轧制速度）。

与下次要轧制的钢板的规格对应地考虑从速度余量表102抽出的基准轧制速度的余量（V_mar），决定下次要被轧制的钢板的基准轧制速度的指令值（辊速度上限值）。

此外，速度上限值决定部103向动态速度上限表107输出各轧制机架152的上限速度（辊速度上限值）。

另一方面，轧制中，上限速度判定部108取入各轧制机架152的轧制速度实效值，参照动态速度上限表107的值，判定有无超过了上限速度的轧制机架152。并且，在有超过了上限速度的轧制机架152的情况下，向速度指令修正部109通知其内容。速度指令修正部109在判定特定的轧制机架152超过了上限速度时，为了消除该轧制机架的速度超过，使最终机架的辊速度降低。

这样，通过根据轧制条件（轧制规格）使基准轧制速度的速度余量最佳化，能够进行最大限度发挥设备能力的、对工件辊的速度设定。

此外，轧制中在特定的轧制机架中，辊速度达到了上限时，通过进行以最终机架为基点降低轧制速度的处理，能够在维持串列式轧制的速度平衡的状态下继续轧制。

其结果，在热串列式轧制轧机中，能够进行最大限度发挥各轧制机架的设备能力的轧制。因此，能够提高轧制速度和生产率，并且在轧制中抑制机架间的速度平衡的紊乱，由此能够实现稳定轧制和钢板的高品质化。

[2.第2实施方式]

作为本发明的第2实施方式，表示在有上限速度超过机架的情况下，速度指令修正部109使基准轧制速度的值降低而不使最终机架的辊速度的值降低的情况的例子。

图10是表示本发明的第2实施方式的速度指令修正部109执行的处理的流程图。

首先，速度指令修正部109判定该钢板161的轧制是否结束（步骤S41）。在轧制结束的情况下，结束速度指令修正部109的处理，若轧制没结束，则移行至步骤S42。

接着，在步骤S41中，在轧制没结束的情况下，速度指令修正部109根据上限速度判定部108判定是否存在有上限速度超过机架的通知（步骤S42）。

在步骤S42的判定处理中，在不存在有上限速度超过机架的通知的情况下，速度指令修正部109重复步骤S41～S42的处理。另一方面，在根据上限速度判定部108存在有上限速度超过机架的通知的情况下，对速度控制部121进行指示，以使基准轧制速度的指令值降低（步骤S43）。若基准轧制速度被校正，则以基准机架为基点，根据基于式（20）的连续的控制，各轧制机架152的辊速度依次被校正，各轧制机架152的速度平衡被维持。

步骤S43的处理结束后，速度指令修正部109移行至步骤S41，在轧制中上重复步骤S41～步骤S43的处理。

作为基准轧制速度的降低量，例如既可以如0.01那样减去预先决定的恒定值，也能够如2％那样减去预先决定的恒定比率。其结果，各轧制机架152的辊速度在维持串列式轧制的平衡的状态下，同时降低。

根据第2实施方式，除了与第1实施方式相同的作用效果之外，还能够获得如以下那样的作用、效果。在轧制中在特定的轧制机架中辊速度达到上限的情况下，调整相对于基准机架的基准轧制速度而进行降低各轧制机架152的轧制速度的处理，从而能够在维持串列式轧制的速度平衡的状态下继续轧制。

[3.第3实施方式]

图11是表示本发明的第3实施方式的热串列式轧制轧机控制装置的构成例的框图。

以下，作为本发明的第3实施方式，表示将上述第1实施方式应用于由具备轧边机1110和2个轧制机架R1、R2的粗轧机1102以及具备5个轧制机架152（F1～F5）的精加工轧机1103构成的控制对象1101的情况的例子。控制对象1101的这样的构成被称为所谓小型轧机。

在本实施方式中，除了合计7个轧制机架之外，需要还考虑轧边机1110的辊速度的上限值，考虑轧制速度的最大值。在钢板1105厚时，或扁钢坯1104和钢板1105的板厚差小时，有时轧边机1110的辊速度限制轧制速度。即使在该情况下，也能够通过直接应用由上述第1或第2实施方式实现的结构，实现发挥了热串列式轧制轧机的设备能力的轧制。

另外，在上述第1和第3实施方式中，使轧制速度的基准机架按照一般的热轧制控制，为最下游侧的轧制机架（F7），但是也能够使最上游侧的轧制机架等的、其他的轧制机架作为轧制速度的基准机架。

此外，在轧制中在特定的轧制机架中辊速度达到上限时，以最终机架为基点进行降低轧制速度的处理，但是也可以进行使最终机架以外的轧制机架的轧制速度降低的处理。

此外，在上述第1～第3实施方式中，设置部101为以下的构成，即，根据选拔程序开始计算，计算各轧制机架的轧制载荷、压下位置、辊速度。除了该构成之外，还周知根据载荷平衡开始各值的计算的方法，本发明在该情况下也能同样地应用。

此外，在上述第1～第3实施方式中，作为轧制条件，说明了钢板的钢种、板厚、板宽度的例子，然而只要至少含有钢板的钢种、板厚、板宽度中的一个项目以上即可。或者也可以将其他的项目加入轧制条件。

此外，本发明不限定于上述的实施方式例，只要不脱离记载于权利要求书记载的本发明的要旨，就包含其他的变形例、应用例。

例如，上述的实施方式例为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明，但是未必限定于具备说明了的所有结构的方式。此外，能够将某实施方式例的构成的一部分置换其他的实施方式例的构成，此外，也能够将某实施方式例的构成加入其他的实施方式例的构成。此外，关于各实施方式例的构成的一部分，能够进行其他的构成的追加、置换、消除。

此外，上述的各构成、功能、处理部等的一部分或全部也可根据例如由集成电路设计等通过硬件来实现。此外，上述的各构成、功能等也可以由用于解释、执行处理器实现各自的功能的程序的软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保持在存储器、硬盘、SSD（Solid State Drive）等记录装置、或IC卡、SD卡、光盘等记录介质中。

图12是表示由程序执行上述的一连串的处理的计算机（例如个人计算机）的硬件的构成例的框图。

在计算机中，由CPU201、ROM（Read Only Memory）202、RAM203、总线204相互连接。

总线204还连接输入输出接口205。在输入输出接口205，连接有由键盘、鼠标、麦克风等构成的输入部206、由显示器、扬声器等构成的输出部207、由硬盘、非易失性存储器等构成的记录部208、由网络接口等构成的通信部209。还连接有驱动磁盘、光盘、光磁盘或半导体存储器等可移动介质211的驱动器210。

在像以上那样构成的计算机中，CPU201例如通过经由输入输出接口205和总线204，将记录于记录部208的程序装载于RAM203中并执行，进行上述的一连串的处理。

计算机（CPU201）执行的程序，例如记录在由磁盘（含软盘）、光盘（CD－ROM（Compact Disc-Read Only Memory）、DVD（DigitalVersatile Disc）等）、光磁盘或半导体存储器等构成的作为封装介质的可移动介质211中，或者经由局域网、互联网、数字卫星广播这样的、有线或无线的传送介质而被提供。

并且，通过将可移动介质211安装在驱动器210上，程序经由输入输出接口205，能够安装在记录部208中。此外，程序能够经由有线或无线的传送介质，由通信部209接收，并安装在记录部208中。除此之外，程序还能够预先安装在ROM202、记录部208中。

另外，计算机执行的程序既可以是按照本说明书说明的顺序时序地进行处理的程序，并且或者也可以是在进行读出时等的必要时机进行处理的程序。

Claims (7)

1.一种热串列式轧制轧机控制装置，

以具备多个轧制机架的热串列式轧制轧机为控制对象，由该轧制机架所具备的工件辊连续地控制钢板的轧制，其特征在于，

该热串列式轧制轧机控制装置具备：

速度余量表，将速度余量与轧制条件对应地收纳，该速度余量是同上述热串列式轧制轧机容许的轧制速度的最大值与上述热串列式轧制轧机控制装置能够输出的轧制速度指令的最大值的差距部分相对应的值；

速度上限值决定部，在轧制之前，算出对于下次要被轧制的钢板的各轧制机架的轧制速度的上限值，根据该轧制速度的上限值的值，决定最大轧制速度，根据该最大轧制速度和该速度余量表的上述速度余量，决定从该热串列式轧制轧机控制装置能够输出的轧制速度指令的最大值；以及

设置部，作为用于上述下次要被轧制的钢板的控制指令，将上述轧制速度指令的最大值作为上限，计算各轧制机架的辊速度的指令值并输出。

2.根据权利要求1所述的热串列式轧制轧机控制装置，其特征在于，

该热串列式轧制轧机控制装置具备：

动态速度上限表，收纳上述速度上限值决定部算出的各轧制机架的轧制速度的上限值；

上限速度判定部，取入轧制该钢板时的各轧制机架的实效轧制速度，与被收纳在上述动态速度上限表中的各轧制机架的轧制速度的上限值比较，判定达到上述轧制速度的上限值的轧制机架的有无；以及

速度指令修正部，在上述上限速度判定部判定存在达到上述轧制速度的上限值的轧制机架的情况下，输出用于使上述热串列式轧制轧机的轧制机架的轧制速度降低的指令，

基于上述速度指令修正部输出的指令，使上述热串列式轧制轧机的各轧制机架的轧制速度降低。

3.根据权利要求2所述的热串列式轧制轧机控制装置，其特征在于，

在上述上限速度判定部判定存在达到上述轧制速度的上限值的轧制机架的情况下，上述速度指令修正部输出使上述热串列式轧制轧机的基准轧制速度降低的指令。

4.根据权利要求2所述的热串列式轧制轧机控制装置，其特征在于，

在上述上限速度判定部判定存在达到上述轧制速度的上限值的轧制机架的情况下，上述速度指令修正部输出使上述热串列式轧制轧机的最下游侧的轧制机架的轧制速度降低的指令。

5.根据权利要求1所述的热串列式轧制轧机控制装置，其特征在于，

上述速度上限值决定部算出各轧制机架轧制钢板时的、工件辊的最大转速、轧制扭矩和马达功率，将在工件辊的最大转速、轧制扭矩和马达功率均不超过上限值的范围内能够设定的轧制速度作为各轧制机架的轧制速度的上限值而算出，并输出到上述动态速度上限表。

6.根据权利要求5所述的热串列式轧制轧机控制装置，其特征在于，

上述轧制条件至少包含钢板的钢种、板厚、板宽度中的一项。

7.一种热串列式轧制轧机控制方法，是以具备多个轧制机架的热串列式轧制轧机为控制对象，由该轧制机架所具备的工件辊连续地控制钢板的轧制的热串列式轧制轧机控制装置的热串列式轧制轧机控制方法，其特征在于，

将同上述热串列式轧制轧机容许的轧制速度的最大值与上述热串列式轧制轧机控制装置能够输出的轧制速度指令的最大值的差距部分相对应的值、即速度余量，与轧制条件对应地收纳，

在轧制之前，算出对于下次要被轧制的钢板的各轧制机架的轧制速度的上限值，

根据各轧制机架的轧制速度的上限值，决定最大轧制速度，

根据该热串列式轧制轧机的最大轧制速度和该速度余量，决定从上述热串列式轧制轧机控制装置能够输出的轧制速度指令的最大值，

作为用于上述下次要被轧制的钢板的控制指令，将上述轧制速度指令的最大值作为上限，计算各轧制机架的辊速度的指令值，

取入轧制该钢板时的各轧制机架的实效轧制速度，与各轧制机架的轧制速度的上限值比较，判定达到上述轧制速度的上限值的轧制机架的有无，

在判定存在达到上述轧制速度的上限值的轧制机架的情况下，输出用于使上述热串列式轧制轧机的轧制机架的轧制速度降低的指令。