JP2000033412A - 金属帯の形状制御方法 - Google Patents

金属帯の形状制御方法

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JP2000033412A
JP2000033412A JP10201673A JP20167398A JP2000033412A JP 2000033412 A JP2000033412 A JP 2000033412A JP 10201673 A JP10201673 A JP 10201673A JP 20167398 A JP20167398 A JP 20167398A JP 2000033412 A JP2000033412 A JP 2000033412A
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Japan
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steepness
shape
actuator
deviation
metallic band
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JP10201673A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Matsui
敬之 松井
Yoshitake Kohiro
善丈 小廣
Masaharu Ikeda
雅晴 池田
Satoshi Tsuzuki
聡 都築
Yukihiro Baba
幸裕 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】 通常のDDCの能力で十分高精度に複合伸
びを修正し得る金属帯の形状制御方法を提供する。 【解決手段】 アクチュエータにより圧下位置を変更さ
れる分割バックアップロール13〜16を有する多段圧延機
で圧延されつつある金属帯10の複合伸びを、該圧延機出
側に設けられた形状検出器2で検出される板幅方向各点
の急峻度偏差に応じてアクチュエータを操作することに
より修正する金属帯の形状制御方法において、板幅方向
の中央部、1/4部、端部における急峻度偏差を許容範
囲内とするようにアクチュエータの操作量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属帯の形状制御
方法に関し、特に、分割バックアップロールを有する多
段圧延機における複合伸び修正を行う金属帯の形状制御
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、クラスタミルやゼンジミアミル
等の多段圧延機による金属帯の圧延操業においては、圧
延機出側の板形状検出器により板形状を検出し、その板
形状を目標形状に近づけるように、ロールのレベリング
や、ワークロールまたは中間ロールのベンディング、テ
ーパロールのシフト、バックアップロールの押し込み量
などを調整している。
【0003】この調整は、各ロールに前記動作をさせる
アクチュエータの出力量を設定することによって実行さ
れるが、この設定値(アクチュエータ操作量という)を
決めるには、板形状検出器の信号から構成しうるいくつ
かのパラメータ(形状変数)で板形状を代表し、これら
形状変数の変化量とアクチュエータ出力量との関係を予
め設定しておき、その関係を用いて、板形状検出器の信
号から得た形状変数の実績値と、その形状変数における
目標値との差がゼロになるようなアクチュエータ出力量
を算出し、それをアクチュエータ操作量とするという方
法が採られる。
【0004】板形状検出器は、板幅方向の複数の位置
(チャンネルという)における圧延方向の伸びに関する
信号を出力する。これら信号に基づいて構成しうる前記
形状変数としては、これまでに以下のものが案出・採用
されている。 (1) 幅方向の板形状(波形)の近似関数とした4次式の
各項の係数。 (2) 各チャンネルにおける伸び値の実績値と目標値との
差を変数とする多変数関数として作成した総合評価関数
J(特公平8−4824号公報)。
【0005】しかしながら、ワークロール径の小さい多
段圧延機で圧延された板の形状は、図3に示すように、
耳伸びと腹伸びが混在した複雑な複合伸び形状となって
いる。なお図3において、10は金属帯(板)、20は圧延
方向、Wは板幅である。この複合伸びは、分割バックア
ップロールの圧下位置を調整して修正するのであるが、
前記(1) によるのでは、4次曲線近似の誤差が大きいた
め、充分良好に複合伸びを修正できるアクチュエータ操
作量を算出することができない。また、前記(2) では、
複雑な複合伸びを1つの総合評価関数Jで代表させるこ
とに無理があり、精度の高い制御が期待できない。
【0006】一方、この複合伸びを高精度に修正する方
法として、特開平10−85816 号公報に、前記形状変数と
して、各チャンネルにおける急峻度を採用することが提
案されている。この方法では、板幅方向各位置における
実績急峻度とその位置の目標急峻度との偏差がそれぞれ
ゼロになるようにアクチュエータ操作量(この場合、分
割バックアップロールの圧下量又は開放量)を計算し、
分割バックアップロールの圧下位置を出力する。
【0007】急峻度とは、図4に示すように、板厚方向
断面における板10の波打ち形状を表す指標であって、次
式で定義される(「板圧延の理論と実際」鉄鋼協会編
参照)。 λ=(h/d)×100 (%);ここに、λ:急峻度,
h:波高さ,d:波ピッチ。
【0008】図1は、急峻度に応じてバックアップロー
ル圧下位置を制御する方式を例示するブロック図であ
り、図2は、図1のAA断面図である。本例の多段圧延
機1は、上下1対のワークロール11の各々を2本の中間
ロール12を介して3本のバックアップロールで補強して
なる12段クラスタミルである。バックアップロールは、
前記3本(前・中・後)のうち2本(前・後)が分割型
で1本(中)がストレート型であり、図2に示すよう
に、上分割バックアップロール13〜16は幅中央のセンタ
ー13と、その両側に左右対称配置された上クォータイン
14,14、上クォータアウト15,15、上エッジ16,16とか
らなり、下分割バックアップロール17〜19は、幅中央部
の両側に左右対称配置された下センター17,17、下クォ
ータ18,18、下エッジ19,19からなる。なお、40はスト
レートバックアップロール(a:上、b:下)である。
【0009】多段圧延機1の出側には形状検出器2が配
置されている。この形状検出器2は、荷重センサである
ロードセルを検出ロールの軸方向の複数箇所(前記チャ
ンネルに該当:中心振り分けにて−n〜0〜nの計(2
n+1)箇所)に備えてなる。この検出ロールに板10を
巻き掛け通板してチャンネル毎に板10の張力変動(伸び
変動に対応)を計測し、その変動波形の振幅および周期
から圧延方向の急峻度を検出し、該検出結果(実績急峻
度)を複合伸び修正制御装置31に出力する。複合伸び修
正制御装置31では、所定の演算方式に従いチャンネル毎
の実績急峻度と目標急峻度との差をゼロとするアクチュ
エータ操作量を算出して、その結果をアクチュエータ操
作量出力分配器32に出力する。
【0010】アクチュエータ操作量出力分配器32は、入
力されたアクチュエータ操作量に応じて左右の上分割バ
ックアップロール(上クォータイン14、上クォータアウ
ト15、上エッジ16)の各圧下位置を変更する。なお、下
分割バックアップロール17〜19と、上分割バックアップ
ロールのセンター13とについては、通板前に所定の板厚
およびクラウン値に応じて圧下位置をプリセットし、圧
延中はこれを操作することはない。
【0011】アクチュエータ操作量の算出は次のように
行われる。なお、半幅(チャンネル0〜n)について説
明する。上分割バックアップロールが急峻度に及ぼす影
響は数1式で表される。
【0012】
【数1】
【0013】急峻度影響係数(∂λ/∂QIi (i=0
〜n)など)は、上分割バックアップロール14〜16の個
々の圧下位置の単位変位量(例えば1mm)当たりのチャ
ンネル毎の急峻度変化量を表すもので、板の規格、前工
程、板幅毎に予め実験により定めておく。実際の制御に
おいてはチャンネル毎に実績急峻度を検出し、(目標急
峻度−実績急峻度)を演算して急峻度偏差Δλを導出
し、数2式および数3式を用いてΔλに対応するΔQ
I,ΔQO,ΔEGを算出する。
【0014】
【数2】
【0015】
【数3】
【0016】すなわち、数2式により、第0チャンネル
(板幅中央)、第nチャンネル(板幅端部)、およびそ
れら以外の1つのチャンネル(第iチャンネル(i=1
〜n−1))における急峻度偏差Δλ0 ,Δλi ,Δλ
n をゼロになし得る各上分割バックアップロール14〜16
のアクチュエータ操作量の第iチャンネル成分ΔQ
i ,ΔQOi ,ΔEGi を算出し、これらの加重平均
値(数3式で演算)をアクチュエータ操作量ΔQI,Δ
QO,ΔEGとして出力する。なお、重み係数はシミュ
レーションにより予め求めておく。
【0017】これによれば、高精度の複合伸び修正制御
が可能となる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】複合伸び修正制御装置
は、通常、DDC(Direct Digital Controller )によ
り構成されている。上記方法によれば、DDCに、(A)
(n+1)×3の行列の要素としての影響係数(プリセ
ット時に上位計算機(プロセスコンピュータ等)から伝
送される)を格納するテーブルと、その行列の(n−
1)通りの3×3部分行列の逆行列を計算するロジック
とを備えるか、(B) 逆行列演算を回避する場合には(n
−1)×3×3個の逆行列要素を格納するテーブルを備
える必要がある。
【0019】一方、実際の圧延機出側の形状検出器のチ
ャンネル数は、例えば板幅1100〜1300mmではn=11とし
ている。このとき、(A) では、3×12=36個の影響係数
を格納するテーブルを持つとともに、逆行列演算を10×
3×3=90回実行しなければならず、また、逆行列の値
(その逆行列の行列式の値)がゼロになるケースも生じ
る可能性があるからそれに応じて迂回ロジックを備えて
おく必要がある。また、(B) では、90個の逆行列要素を
格納する必要がある。いずれにしても、通常のDDCで
は負担が大きすぎて実用性に乏しいという問題があっ
た。
【0020】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑
み、通常のDDCの能力で十分高精度に複合伸びを修正
し得る金属帯の形状制御方法を提供することを目的とす
る。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、アクチュエー
タにより圧下位置を変更される分割バックアップロール
を有する多段圧延機で圧延されつつある金属帯の複合伸
びを、該圧延機出側に設けられた形状検出器で検出され
る板幅方向各点の急峻度偏差に応じてアクチュエータを
操作することにより修正する金属帯の形状制御方法にお
いて、板幅方向の中央部、1/4部、端部における急峻
度偏差を許容範囲内とするようにアクチュエータの操作
量を算出することを特徴とする金属帯の形状制御方法で
ある。
【0022】前記操作量の算出にあたっては、アクチュ
エータの動作速度と制御周期を因数にもつ関数を用いる
ことが好ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明では、複合伸びの修正にあ
たって、全チャンネルの急峻度偏差をゼロにするのでは
なく、少数の代表チャンネルの急峻度偏差を許容範囲に
収めるようにした。これによれば、以下に述べるように
DDCの負担が大幅に軽減し、しかも、複合伸び修正制
御精度を十分なレベルに保つことができる。
【0024】図1、図2に示した多段圧延機で圧延する
場合、本発明の一実施形態では、nを板幅にかかる片側
有効チャンネル数、mをn/2以上で最小の整数(また
はn/2以下で最大の整数)とし、まず、−n,−m,
0,m,nの各チャンネルで検出された実績急峻度とそ
こでの目標急峻度の差である急峻度偏差を数4式で求め
る。
【0025】
【数4】
【0026】すなわち、中央部位(センターC)の急峻
度偏差ΔλC はチャンネル0での値、端部位(エッジ
E)の急峻度偏差ΔλE はチャンネル−n,nでの値の
平均値、CE間の1部位(ここでは1/4相当部位:ク
ォータQ)の急峻度偏差ΔλQはチャンネル−m,mで
の値の平均値を採用する。なお、この実施形態では、ア
クチュエータが左右対称のため上記のように対称成分を
平均処理したが、左右非対称の場合にはチャンネル毎の
急峻度偏差を採用すればよい。
【0027】次いで、数5に示す条件に従って出力関数
X の値を求める。
【0028】
【数5】
【0029】すなわち、部位X(=C,Q,E)の急峻
度偏差ΔλX が許容範囲〔ΔλXL,ΔλXH〕の下ならば
X =−1、中ならばyX =0、上ならばyX =1とす
る。そして、数6式を用いて各分割バックアップロール
のアクチュエータ操作量ΔQI,ΔQO,ΔEGを算出
し、アクチュエータ操作量出力分配器に出力する。
【0030】
【数6】
【0031】アクチュエータのゲインに関しては、前記
した急峻度影響係数を基に、部位Xの急峻度偏差が前記
許容範囲に入るように、GX,Y の値を予め定めておくこ
とができる。これによれば、プリセット時にDDCに伝
送すべき定数データは3×3=9個のゲイン成分値のみ
でよく、また、DDCでの計算ステップも従来に比べ激
減するからDDCの負担は極めて軽いものとなる。
【0032】また、本発明では、数6式に示したよう
に、アクチュエータ操作量を実際のアクチュエータの動
作速度V,制御周期Tを因数にもつ関数を用いて算出す
るのが好ましい。というのは、前記従来技術では、V,
Tと無関係にアクチュエータ操作量が出力され、該出力
値が±V・T(1回の動作量の制限範囲)を超えてイン
ターロックがかかってしまう懸念があったが、数6式に
よれば、出力関数yX とゲイン成分GX,Y の積和項が±
1以内となるようにゲイン成分GX,Y を選定することが
できるため上記懸念は解消されるからである。
【0033】
【実施例】上記実施の形態で述べた制御方式に従って本
発明をステンレス鋼帯の冷間圧延操業に適用し、C,
Q,Eの急峻度を99%の精度(コイル1000本での実績)
で所望の範囲(±0.5 %)内に管理できることを確認し
た。
【0034】
【発明の効果】かくして本発明によれば、通常のDDC
の能力で十分高精度に複合伸びを修正できるようになる
という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】急峻度に応じて分割バックアップロール圧下位
置を制御する方式を例示するブロック図である。
【図2】図1のAA断面図である。
【図3】複合伸びの形態を示す模式図である。
【図4】急峻度の定義説明図である。
【符号の説明】
1 多段圧延機 2 形状検出器 10 金属帯(板) 11 ワークロール 12 中間ロール 13 上分割バックアップロール(上センター) 14 上分割バックアップロール(上クォータイン) 15 上分割バックアップロール(上クォータアウト) 16 上分割バックアップロール(上エッジ) 17 下分割バックアップロール(下センター) 18 下分割バックアップロール(下クォータ) 19 下分割バックアップロール(下エッジ) 20 圧延方向 31 複合伸び修正制御装置 32 アクチュエータ操作量出力分配器 40 ストレートバックアップロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 雅晴 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 都築 聡 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 馬場 幸裕 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 4E024 CC01 DD18 EE05 GG10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アクチュエータにより圧下位置を変更さ
    れる分割バックアップロールを有する多段圧延機で圧延
    されつつある金属帯の複合伸びを、該圧延機出側に設け
    られた形状検出器で検出される板幅方向各点の急峻度偏
    差に応じてアクチュエータを操作することにより修正す
    る金属帯の形状制御方法において、板幅方向の中央部、
    1/4部、端部における急峻度偏差を許容範囲内とする
    ようにアクチュエータの操作量を算出することを特徴と
    する金属帯の形状制御方法。
  2. 【請求項2】 前記操作量の算出にあたっては、アクチ
    ュエータの動作速度と制御周期を因数にもつ関数を用い
    る請求項1記載の方法。
JP10201673A 1998-07-16 1998-07-16 金属帯の形状制御方法 Pending JP2000033412A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305617A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Nippon Steel Corp 差厚鋼板の圧延方法
CN106475422A (zh) * 2015-08-31 2017-03-08 宝山钢铁股份有限公司 高次板形控制方法

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