CN118043148A - 串列式轧机的翘曲控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供减少轧材的前端部的翘曲从而能够抑制钢带卷中的塔型的发生的串列式轧机的翘曲控制装置。前端翘曲测定部基于由蛇行量检测器检测出的轧材的蛇行量，计算轧材前端部的前端翘曲测定值。翘曲修正调平运算部基于前端翘曲测定值计算翘曲修正调平量。前端调平设定部对于各轧机机架的压下调平装置，设定用于减少前端翘曲的前端调平校正量和前端调平控制长度。压下调平控制部在轧材进入各轧机机架之前，将压下调平装置调整到加上前端调平校正量后的位置，在各轧机机架中的轧制长度达到前端调平控制长度之后，调整压下调平装置的位置以使得前端调平校正量逐渐减少。

Description

串列式轧机的翘曲控制装置
技术领域
本公开涉及热精轧机等串列式轧机的翘曲控制装置，更详细地说，涉及串列式轧机具备分别具有压下调平装置的多个轧机机架的装置。
背景技术
在通过串列式轧机对轧材进行轧制时，将轧材从轧辊宽度方向中心位置偏离而向左右(驱动侧与作业侧)任一方向移动的现象称作蛇行。另一方面，将轧材自身成为沿宽度方向弯曲的形状称作翘曲(camber：镰刀弯)。已知在轧材的前端附近、尾端附近，容易局部地产生较大的翘曲。残留于轧制后的钢带的翘曲，在卷取后的钢带卷引起被称作塔型(telescope)的偏卷。钢带卷的塔型可能导致卷材输送时的事故。另外，轧材前端尾端的较大的翘曲也有时与轧机机架间的侧引导件、卷取机入侧的侧引导件碰撞而导致通板故障。若发生这样的故障，则产生事故处理、设备的修补作业等，生产性降低。因此，需要抑制翘曲。
这里，翘曲在轧制工序中，左右的压下量之差表现为轧制方向的伸长之差。作为产生左右的压下量之差的原因，有压下调平的调整偏离、轧材的左右的温度差等引起的轧制反作用力之差、轧辊的偏斜的磨损、或者母材的板厚的左右差等。
为了抑制翘曲，需要通过压下调平装置适当地调整上下轧辊之间的左右开度。为了修正前端部等局部性的翘曲，需要准确地测定轧材长边方向的各位置处的翘曲形状。然而，轧材全长上的翘曲形状的测定在技术上存在困难一面，因此提出有很多代替翘曲形状而使用蛇行量的测定结果的控制方法。由于粗轧机能够反复实施测定和压下调平的调整，因此应用于粗轧机的控制方法的提案较多，但在精轧机也会发生翘曲。特别是，在没有张力的约束的前端附近、尾端附近所对应的部分，多残留有翘曲。
在专利文献1中，为了抑制钢带卷的塔型的发生，基于通过设置于最终轧机机架的出侧与入侧的蛇行量检测器检测出的蛇行量，以蛇行量收敛于规定的范围内的方式控制最终轧机机架的压下调平。专利文献1记载的方法是基于所谓的蛇行量检测值的反馈控制。另外，在专利文献2中，通过设于精轧机的入侧的形状检测器，检测翘曲的长度和弯曲量，并基于该检测值，设定精轧机的轧机机架的调平校正量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-131196号公报
专利文献2：日本专利第2526323号公报
发明内容
然而，精轧机出侧的蛇行量检测器通常从最终轧机机架离开15m左右的距离量地设置，在专利文献1所记载的那样的反馈控制中，不能控制轧材前端部的该距离以下的长度中的轧材的蛇行量、或翘曲。
另外，如专利文献2记载的方法那样，根据基于在精轧机入侧检测出的翘曲来调整压下调平的位置的方法，即使能够减少粗轧机产生的翘曲，也无法抑制由于精轧机的各轧机机架的压下调平的调整偏离等精轧机的内在要因(硬度)而引起的翘曲。另外，虽然考虑各轧机机架的压下调平在轧制中被调整并保持在固定的压下调平位置，但仅通过上述这样调整压下调平位置，在轧材全长上带来相同的矫正效果，不能修正前端部的局部性的弯曲，这样无法提高成品率。
本公开为了解决上述那样的课题而完成，目的在于提供在通过串列式轧机对轧材进行轧制时，减少轧材的前端部的翘曲，从而能够抑制钢带卷中的塔型的发生的串列式轧机的翘曲控制装置。
用于解决课题的手段
第一观点关于串列式轧机的翘曲控制装置。串列式轧机具备具有压下调平装置的多个轧机机架。翘曲控制装置具备：检测轧材的蛇行量的蛇行量检测器；基于由蛇行量检测器检测出的蛇行量计算轧材前端部的前端翘曲测定值的前端翘曲测定部；基于由前端翘曲测定部计算出的前端翘曲测定值计算减少各轧机机架中的前端翘曲所需的压下调平量即翘曲修正调平量的翘曲修正调平运算部；对于各轧机机架的上述压下调平装置设定用于减少前端翘曲的设定值即前端调平校正量和前端调平控制长度的前端调平设定部；以及压下调平控制部，该压下调平控制部在轧材进入各轧机机架之前，将压下调平装置调整到加上前端调平校正量后的位置，在各轧机机架中的轧制长度达到前端调平控制长度之后，调整压下调平装置的位置以使得前端调平校正量逐渐减少。
第二观点除了第一观点之外，还具有以下特征。蛇行量检测器配置于最终轧机机架出侧。翘曲修正调平运算部基于最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值来计算翘曲修正调平量。翘曲控制装置还具备前端调平学***学***量，以学***校正量。前端调平设定部将由前端调平学***校正量。
第三观点除了第一观点之外，还具有以下特征。蛇行量检测器包含配置于最终轧机机架出侧的第一蛇行量检测器、以及配置于任意轧机机架之间的至少一个第二蛇行量检测器。翘曲修正调平运算部对于比第二蛇行量检测器靠上游侧的轧机机架，基于最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值、以及轧机机架之间的前端翘曲测定值计算翘曲修正调平量。翘曲修正调平运算部对于比第二蛇行量检测器靠下游侧的轧机机架，基于最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值计算翘曲修正调平量。翘曲控制装置还具备前端调平学***学***量，以学***校正量。前端调平设定部将由前端调平学***校正量。
第四观点除了第一观点之外，还具有以下特征。蛇行量检测器在任一轧机机架之间配置至少一个。在通过蛇行量检测器完成前端翘曲测定值的计算所需的遍及轧制长度的测定之后，立即执行前端翘曲测定部、翘曲修正调平运算部、以及前端调平设定部的各处理。上述翘曲修正调平运算部基于蛇行量检测器中的前端翘曲测定值，计算比蛇行量检测器靠下游侧的各轧机机架的翘曲修正调平量。前端调平设定部基于翘曲修正调平量，对当前轧材的轧制中的比蛇行量检测器靠下游侧的各轧机机架的压下调平装置，设定前端调平校正量和前端调平控制长度。
发明效果
根据本公开，在具备至少一个蛇行量检测装器的串列式轧机中，能够减少轧材前端部的局部性的翘曲，能够抑制由卷取机卷取的钢带卷的塔型。另外，在前端通板时，能够避免弯曲的轧材前端部与侧引导件碰撞的故障。
附图说明
图1是表示应用本公开的翘曲控制装置的串列式轧机的构成例的图。
图2是表示实施方式1的翘曲控制装置的构成的框图。
图3是用于说明实施方式1中的基于压下调平控制部的压下调平装置的操作的图。
图4是用于说明实施方式1中的翘曲修正调平运算部进行的处理的图。
图5是表示实施方式2的翘曲控制装置的构成的框图。
图6是用于说明实施方式2中的翘曲修正调平运算部进行的处理的图。
图7是表示翘曲控制装置所具有的处理电路的硬件构成例的概念图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。另外，对于在各图中共通的要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。
[串列式轧机]
图1是表示应用本公开的翘曲控制装置的串列式轧机的构成例的图。串列式轧机1是具备多个轧机机架F1、F2、…、Fn的多级轧机。n为2以上的自然数。轧材M为钢铁或者其他金属材料。轧材M一边从图中的左侧向右侧移动一边被热轧为规定的板厚。轧制为板状后的轧材M由省略图示的卷取机卷取而成为钢带卷。
各轧机机架Fi(1≤i≤n)具备上下两根工作辊Rw、以及分别配置于工作辊Rw的上下方向外侧的上下两根支承辊Rb。在支承辊Rb的作业侧和驱动侧分别设置省略了图示的压下装置，能够对上下工作辊Rw的间隙进行调整。各轧机机架Fi还具备压下调平装置Vi(1≤i≤n)，通过压下装置调整上下工作辊Rw的作业侧和驱动侧双方或者一方的平行度，从而能够变更上下工作辊Rw间隙在作业侧与驱动侧的差异。另外，压下调平装置Vi使上下工作辊Rw接触，在将作业侧与驱动侧的压下装置拧紧一定量时，将作业侧与驱动侧的由测力传感器检测到的负荷几乎相等的位置作为压下调平装置Vi的零基准。
串列式轧机1在轧机机架F1、F2、…、Fn的机架之间或者在最终轧机机架的出侧，具有至少一个蛇行量检测器Di。蛇行量检测器Di包含配置于最终轧机机架Fn的出侧的第一蛇行量检测器Dn、以及配置于轧机机架F3、F4的机架之间的第二蛇行量检测器D3。各蛇行量检测器Di(1≤i≤n)在轧机机架Fi的下游侧离开距离LDi地设置。蛇行量检测器Di可以是光学式或者接触式的任一方式的检测器，检测轧材M的左右端部位置，并将由轧材M的左右端部位置决定的轧材中心位置与轧机中心位置的偏差作为蛇行量(off-center)输出。
串列式轧机1具备设置装置2和翘曲控制装置3。设置装置2将翘曲控制装置3所需的各种设置值，具体而言为各轧机机架Fi中的轧材M的板厚、影响系数以及最终轧机机架Fn的前端调平控制长度等，在该轧材的轧制开始前输出到翘曲控制装置3。
翘曲控制装置3基于从设置装置2取得的设置值、以及由蛇行量检测器Di收集到的蛇行量，计算各轧机机架Fi的压下调平设定值，并调整压下调平装置Vi。
实施方式1.
图2是表示实施方式1的翘曲控制装置3的构成的框图。翘曲控制装置3具备前端翘曲测定部31、翘曲修正调平运算部32、前端调平学***设定部34以及压下调平控制部35。以下，对构成翘曲控制装置3的功能详细地进行说明。
翘曲控制装置3在轧制开始前，执行前端调平设定部34。前端调平设定部34基于从设置装置2取得的下一轧材的设置值以及从前端调平学***校正量”和“前端调平控制长度”。前端调平控制长度是想要控制前端翘曲的轧材前端部的长度。设定任意的长度作为最终轧机机架Fn中的前端调平控制长度LCMB,N，例如设定于15m～20m的范围内。各轧机机架Fi中的前端调平控制长度LCMB,i如下式(1)所示，由针对最终轧机机架Fn的前端调平控制长度LCMB,N的各轧机机架Fi的出侧板厚hi的板厚比(hi/hN)决定。
【数学式1】
前端调平设定部34将从前端调平学***校正量。前端调平设定部34在轧材M进入各轧机机架Fi前的指定的定时，对压下调平控制部35设定前端调平校正量和前端调平控制长度。
压下调平控制部35具有计算各轧机机架Fi中的轧制长度的跟踪功能，基于由前端调平设定部34设定的前端调平校正量和前端调平控制长度，操作压下调平装置Vi。
图3是用于说明基于压下调平控制部35的压下调平装置Vi的操作的图。当通过前端调平设定部34设定前端调平校正量和前端调平控制长度后，将压下调平装置Vi调整到加上前端调平校正量后的位置。若该轧机机架Fi的轧制距离达到前端调平控制长度，则以使相加的前端调平校正量逐渐减少的方式调整压下调平装置Vi的位置。
翘曲控制装置3在最终轧机机架Fn出侧的蛇行量检测器Dn中的轧材前端部的测定结束之后，如以下说明那样，依次实施前端翘曲测定部31、翘曲修正调平运算部32以及前端调平学习部33的各处理。
前端翘曲测定部31在轧机机架之间以及最终轧机机架Fn出侧的各个蛇行量检测器Di中，测定轧材前端部的蛇行量。关于各个蛇行量，从轧材前端部到达蛇行量检测器Di起收集通过由前端调平控制长度指定的长度的期间的检测值。接下来，前端翘曲测定部31使用上述蛇行量的测定数据，计算轧材M的前端翘曲测定值。将前端翘曲的大小定义为对轧材前端附近的蛇行量的变化进行曲线近似时的曲率的平均值。作为使用采集到的蛇行量的测定数据求出前端翘曲的曲率的方法之一，能够使用下述方法，即根据将测定位置作为X轴、将蛇行量作为Y轴绘制蛇行量的测定数据而得的关系求出近似多项式，并通过下式(2)所示的方法进行计算。下式(2)给出每个测定位置的曲率。因此，在近似多项式为3次以上的情况下，成为计算对各测定位置计算出的曲率的平均值。在近似多项式为2次的情况下，由于计算唯一的曲率，因此其结果成为平均曲率。
【数学式2】
在上式(2)中，KHC,i为第i轧机机架前端翘曲曲率。
fHC(χ[j])为根据蛇行量测定数据求出的近似多项式。
f′HC为近似多项式的一阶微分。
f″HC为近似多项式的二阶微分。
翘曲修正调平运算部32计算修正前端翘曲所需的压下调平的校正量。图4是用于说明翘曲修正调平运算部32进行的处理的图。首先，翘曲修正调平运算部32使用由前端翘曲测定部31计算出的轧机机架之间以及最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值，决定各轧机机架中的前端翘曲的推断值。在所有轧机机架之间都不具备蛇行量检测器的情况下，各轧机机架中的前端翘曲推断值设为与最终轧机机架Fn出侧的前端翘曲测定值相同。在任一轧机机架之间具备蛇行量检测器而能够采集前端翘曲测定值的情况下，比该蛇行量检测器靠上游侧的轧机机架中的前端翘曲推断值如下式(3)所示，按比例分配最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值、和轧机机架之间蛇行量检测器中的前端翘曲测定值来进行计算。该蛇行量检测器的下游侧的轧机机架中的前端翘曲，设为与最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值相等的值。
【数学式3】
在上式(3)中，为前端翘曲推断值。
为前端翘曲测定值。
接下来，翘曲修正调平运算部32如下式(4)所示，使用各轧机机架的前端翘曲推断值和影响系数来计算各轧机机架的翘曲修正调平量。
【数学式4】
在上式(4)中，为第i轧机机架的翘曲修正调平。
KHC,i为第i轧机机架的前端翘曲推断值。
为影响系数。
前端调平学***运算部32计算出的翘曲修正调平量，更新各轧机机架的前端调平校正量。“OLD值”为基于当前轧材以前的结果而决定的值，存储在按照轧材M的钢种、尺寸、加热炉编号以及轧机机架编号等条件划分的分层表中。分层表存储于后述的存储器30c中。“NEW值”为基于当前轧材的结果而更新的值，更新后的最新的前端调平校正量覆盖存储于该分层表中。
【数学式5】
为前端调平校正(NEW值)。
为前端调平校正(OLD值)，β为更新增益。
如以上说明那样，根据本实施方式，通过基于最终轧机机架Fn出侧的前端翘曲测定值和中间轧机机架中的前端翘曲测定值，适应性的修正全部轧机机架的压下调平装置的设定值，从而能够减少前端翘曲。
实施方式2.
图5是表示实施方式2的翘曲控制装置的构成的框图。在本实施方式中，在下述点与上述实施方式1不同，即前端翘曲测定部31在通过轧机机架F3、F4之间的蛇行量检测器D3完成作为轧材前端部的前端调平控制长度而赋予的材料长度的范围的蛇行量测定之后，立即计算前端翘曲测定值。在前端翘曲测定部31的处理完成之后，立即实施翘曲修正调平运算部32的处理。
图6是用于说明翘曲修正调平运算部32进行的处理的图。翘曲修正调平运算部32将比蛇行量检测器靠下游侧的各轧机机架中的前端翘曲推断值，决定为与上述前端翘曲测定值相等的值。接下来，翘曲修正调平运算部32如上式(4)所示，使用前端翘曲推断值和影响系数，计算比该蛇行量检测器靠下游侧的各轧机机架的翘曲修正调平量。在翘曲修正调平运算部32的处理完成之后，立即实施前端调平设定部34。
前端调平设定部34基于翘曲修正调平量，决定对比蛇行量检测器Di靠下游侧的各轧机机架的压下调平装置设定的前端调平校正量以及前端调平控制长度。
压下调平控制部35与上述实施方式1(参照图3)相同地，按照由前端调平设定部34设定的前端调平校正量和前端调平控制长度，操作各轧机机架的压下调平装置Vi。
如以上说明那样，根据本实施方式，通过测定轧材前端部在串列式轧机1中正在通板的前端翘曲，来调整剩余的轧机机架的压下调平，从而能够减少最终轧机机架Fn出侧的轧材M的前端翘曲。
对上述实施方式1以及实施方式2中的翘曲控制装置3的具体的构造无限定，作为一例也可以为下述那样的构造。图7是表示翘曲控制装置3所具有的处理电路的硬件构成的一例的图。翘曲控制装置3的功能能够通过图7所示的处理电路30来实现。该处理电路30也可以是专用硬件30a。该处理电路也可以具备处理器30b以及存储器30c。该处理电路也可以一部分作为专用硬件30a而形成，并且还具备处理器30b以及存储器30c。在图7的例子中，处理电路的一部分作为专用硬件30a而形成，并且处理电路还具备处理器30b以及存储器30c。
处理电路的至少一部分也可以是至少一个专用硬件30a。在该情况下，处理电路例如相当于单一电路、复合电路、程序化的处理器、并列程序化的处理器、ASIC、FPGA、或者它们的组合。
处理电路也可以具备至少一个处理器30b以及至少一个存储器30。在该情况下，翘曲控制装置3的各功能通过软件、固件、或者软件与固件的组合来实现。软件以及固件被描述为程序，并存储于存储器30c。处理器30b通过读出并执行在存储器30c中存储的程序，从而实现各部的功能。
处理器30b也被称作CPU(Central Processing Unit)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、DSP。存储器30c例如相当于RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或者易失性的半导体存储器等。
如此，处理电路通过硬件、软件、固件、或者其组合，能够实现翘曲控制装置3的各功能。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够各种变形地实施。串列式轧机的构成不限于图1所示的例子，能够对各种变形后的构成的串列式轧机应用本发明。另外，在提及上述的实施方式中各要素的个数、数量、量、范围等数的情况下，除了特别明示的情况或在原理上清楚特定为该数的情况等以外，本发明不限于该提及的数。另外，在上述的实施方式中说明的构造等除了特别明示的情况或在原理上清楚特定为该构造的情况以外，并非为本发明所必须。
附图标记说明
1…精轧机(串列式轧机)，3…翘曲控制装置，Vi…压下调平装置，Fi…轧机机架，M…轧材，Di…蛇行量检测器，Dn…第一蛇行量检测器，D3…第二蛇行量检测器，31…前端翘曲测定部，32…翘曲修正调平运算部，33…前端调平学***设定部，35…压下调平控制部。

Claims (4)

1.一种串列式轧机的翘曲控制装置，其特征在于，
所述串列式轧机具备具有压下调平装置的多个轧机机架，
所述串列式轧机的翘曲控制装置具备：
蛇行量检测器，检测轧材的蛇行量；
前端翘曲测定部，基于由所述蛇行量检测器检测出的蛇行量，计算轧材前端部的前端翘曲测定值；
翘曲修正调平运算部，基于由所述前端翘曲测定部计算出的前端翘曲测定值，计算减少各轧机机架处的前端翘曲所需的压下调平量即翘曲修正调平量；
前端调平设定部，对于各轧机机架的所述压下调平装置，设定用于减少前端翘曲的设定值即前端调平校正量和前端调平控制长度；以及
压下调平控制部，在轧材进入各轧机机架之前，将所述压下调平装置调整到加上所述前端调平校正量后的位置，在各轧机机架中的轧制长度达到所述前端调平控制长度之后，调整所述压下调平装置的位置以使得前端调平校正量逐渐减少。
2.如权利要求1所述的串列式轧机的翘曲控制装置，其特征在于，
所述蛇行量检测器配置于最终轧机机架出侧，
所述翘曲修正调平运算部基于最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值来计算翘曲修正调平量，
所述串列式轧机的翘曲控制装置还具备前端调平学***学***量，以学***校正量，
所述前端调平设定部将由所述前端调平学***校正量。
3.如权利要求1所述的串列式轧机的翘曲控制装置，其特征在于，
所述蛇行量检测器包含配置于最终轧机机架出侧的第一蛇行量检测器、以及配置于任意轧机机架之间的至少一个第二蛇行量检测器，
所述翘曲修正调平运算部对于比所述第二蛇行量检测器靠上游侧的轧机机架，基于最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值、以及轧机机架之间的前端翘曲测定值计算翘曲修正调平量，对于比所述第二蛇行量检测器靠下游侧的轧机机架，基于最终轧机机架出侧的前端翘曲测定值计算翘曲修正调平量，
所述串列式轧机的翘曲控制装置具备前端调平学***学***量，以学***校正量，
所述前端调平设定部将由所述前端调平学***校正量。
4.如权利要求1所述的串列式轧机的翘曲控制装置，其特征在于，
所述蛇行量检测器在任意轧机机架之间配置至少一个，
在完成所述蛇行量检测器进行的前端翘曲测定值的计算所需的遍及轧制长度的测定之后，所述前端翘曲测定部、所述翘曲修正调平运算部、以及所述前端调平设定部立即执行各处理，
所述翘曲修正调平运算部基于所述蛇行量检测器中的前端翘曲测定值，计算比所述蛇行量检测器靠下游侧的各轧机机架的翘曲修正调平量，
所述前端调平设定部基于所述翘曲修正调平量，对当前轧材的轧制中的比所述蛇行量检测器靠下游侧的各轧机机架的压下调平装置，设定前端调平校正量和前端调平控制长度。
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