JP2006110551A - Method and apparatus for controlling rolling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧延制御方法及び装置に関する。 The present invention relates to a rolling control method and apparatus.
一般的に、圧延制御においては、被圧延材の板幅方向端部の板厚の落ちこみを防止するために、エッジドロップ量計測値と、鋼板の目標エッジドロップ量設定値を比較演算し、この比較演算値に基づき、圧延機の作業ロールの板幅方向へのシフト制御を行っている。このような技術は、例えば特開昭60−12213号公報に記載されている。 In general, in rolling control, in order to prevent the thickness of the rolled material at the end in the sheet width direction from falling, the edge drop amount measurement value is compared with the target edge drop amount setting value of the steel plate, Based on the comparison calculation value, shift control in the sheet width direction of the work roll of the rolling mill is performed. Such a technique is described in, for example, JP-A-60-12213.
このような作業ロールの制御では、エッジドロップ制御が安定すると、作業ロールシフト位置が変更されなくなる。ロールシフト位置が一定のままでは、ロール表面上で板端部が当たる部分に、板端による局部的な力が連続して加わるために、次第に筋状の傷が付いてくる。このロールに傷が付いた部分が板端部よりロールに付いた傷が圧延材に転写される、いわゆるロールマーク転写が発生し、板の表面品質を劣化させる。 In such work roll control, when the edge drop control is stabilized, the work roll shift position is not changed. If the roll shift position remains constant, a local force due to the plate end is continuously applied to the portion of the roll surface where the plate end abuts, so that streaks are gradually attached. A so-called roll mark transfer occurs in which the scratched portion of the roll is transferred to the rolled material from the end of the plate, and the surface quality of the plate is deteriorated.
本発明は上記の問題点を顧みてなされたものであり、本発明の目的は、エッジドロップ制御においても、表面品質の劣化を抑制することが可能なものを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a device capable of suppressing deterioration of surface quality even in edge drop control.
上記目的を達成するために、本発明では、被圧延材の板幅方向端部近傍に相当する圧延ロールの領域を特定して作業状況を積算するように構成した。 In order to achieve the above object, the present invention is configured to integrate the work situation by specifying the region of the rolling roll corresponding to the vicinity of the end in the sheet width direction of the material to be rolled.
好ましくは、ロールを幅方向にいくつかの仮想領域に区切った記憶域を設け、板端部がその領域に有った圧延長さを領域毎に積算し、その積算値によりその領域に付いたロールマークの度合いを判定し、エッジドロップ制御でロールのシフト位置を制御する場合、エッジドロップの許容範囲を満足するシフト領域内で、上記計測値がある値を超えた領域を使用しないようにシフト位置を決定することにより達成できる。 Preferably, a storage area in which the roll is divided into several virtual areas in the width direction is provided, and the rolling length at which the plate end portion is located in that area is integrated for each area, and the area is attached by the integrated value. When determining the roll mark level and controlling the roll shift position with edge drop control, shift so that the area where the measured value exceeds a certain value is not used within the shift area that satisfies the allowable range of edge drop. This can be achieved by determining the position.
好ましくは、作業ロールを幅方向にいくつかの仮想領域に区切り、板端部がその位置にあった圧延長さを積算し、エッジドロップが許容値を超えない作業ロールシフト領域内で、上記積算値がある値を超えた領域を使用しないように作業ロールのシフト位置を決定する。 Preferably, the work roll is divided into several virtual regions in the width direction, the rolling lengths at which the plate ends are located are integrated, and the integration is performed within the work roll shift region where the edge drop does not exceed the allowable value. The shift position of the work roll is determined so as not to use an area where the value exceeds a certain value.
本発明によると、表面品質の劣化を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the surface quality.
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した圧延機のエッジドロップ制御装置の1実施例である。圧延材15は圧延機スタンド1によって所望の厚さに圧延される。圧延機スタンド1の詳細を図2に示す。被圧延材15を挟んで、上作業ロール111及び下作業ロール112(上作業ロール111及び下作業ロール112を総称して作業ロール11と呼ぶ)が設けられる。上作業ロール111及び下作業ロール112は各々板幅方向端部にテーパを持っている。例えば、上作業ロール111のテーパ部は右端部に設け下作業ロール112のテーパ部は左端部に設け、上作業ロール111のテーパ部と下作業ロール112のテーパ部は互いに反対側の端部に設ける。このように設けることで、被圧延材の板幅方向の両端でエッジドロップ制御が可能となる。
FIG. 1 shows an embodiment of an edge drop control device for a rolling mill to which the present invention is applied. The rolled material 15 is rolled to a desired thickness by the rolling
上作業ロール111及び下作業ロール112を挟んで、上中間ロール121及び下中間ロール122(上中間ロール121及び下中間ロール122を総称して中間ロール12と呼ぶ)をさらにこれらを挟んで、上バックアップロール131及び下バックアップロール132(上バックアップロール131及び下バックアップロール132を総称してバックアップロール13と呼ぶ)を設ける。 The upper work roll 111 and the lower work roll 112 are sandwiched between the upper intermediate roll 121 and the lower intermediate roll 122 (the upper intermediate roll 121 and the lower intermediate roll 122 are collectively referred to as the intermediate roll 12). A backup roll 131 and a lower backup roll 132 (the upper backup roll 131 and the lower backup roll 132 are collectively referred to as the backup roll 13) are provided.
本図が示すように、実施例のエッジドロップ制御装置には、圧延機スタンド出側に設置されるエッジドロップ検出器3が設けられている。エッジドロップ検出器3は、図4に示すエッジドロップ評価点(例えば、板端部から10mmの位置)の板厚と板中央部(例えば、板端部から100mmの位置)の板厚の偏差を検出する。このエッジドロップ検出器により測定されるエッジドロップ値と、目標エッジドロップ設定装置5により決定される目標エッジドロップとの偏差に応じ、エッジドロップ制御出力演算装置4はエッジドロップ制御出力を作業ロールシフト11のシフト量として演算する。作業ロール11のシフト量(WRシフト量)は図2に示されるように上作業ロール111のテーパ開始部分、被圧延材15の端部までの距離(ΔWS )操作側として演算され、また下作業ロール112のテーパ開始部から被圧延材15の端部までの距離(ΔWD )駆動側として演算される。
WR領域別圧延長積算装置7はWRを幅方向の仮想領域毎に圧延長さを積算する。WRオシレーション出力演算装置8はこの積算値に基づき作業ロールシフト量(ΔW)を変更するための作業ロールオシレーション量ΔWOCを演算する。エッジアップ判定装置10は、エッジドロップ検出値を基に、板端部での板厚が他の部分より厚くなっている状態(エッジアップ)を判定する。エッジアップ除去WRシフト量演算装置11はエッジアップを除去するために作業ロールシフト量ΔWを演算する。WRシフト制御出力決定装置9はエッジドロップ制御出力演算装置4,WRオシレーション出力演算装置8及びエッジアップ除去WRシフト量演算装置11の出力に基づいて、最終制御出力を決定する。これにより、WRシフト制御装置6が圧延機スタンド1を制御する。エッジドロップ制御出力演算装置4の詳細を説明する。
As shown in the figure, the edge drop control device of the embodiment is provided with an edge drop detector 3 installed on the exit side of the rolling mill stand. The edge drop detector 3 calculates the deviation between the plate thickness at the edge drop evaluation point (for example, a
The rolling length integration device 7 for each WR region integrates the rolling length for each virtual region in the width direction. The WR oscillation
6段式の圧延機スタンド1のエッジドロップ制御を例として説明する。エッジドロップ制御出力演算装置4は、圧延機におけるエッジドロップ制御を行うもので、圧延機出側のエッジドロップ量(板端部における板厚ドロップ)を、エッジドロップ検出器3からの検出信号と、目標エッジドロップ設定装置5より与えられる目標エッジドロップとの差に応じて、圧延機が有するアクチュエータを操作する量を演算し、エッジドロップを制御する。6段式の圧延機において、このアクチュエータには、(1)作業ロール11(以下WR)シフト、(2)中間ロール12(インターミディエートロール;以下IMR)シフトが有るので、これらを制御することによりエッジドロップ量を制御する。作業ロール11の
WRシフト,中間ロール12のIMRシフトは、それぞれロールの軸方向の位置を変更させる機能である。図2に示すようにロール片端部にはあらかじめ先細り(テーパ)加工がなされているので、ロールの軸方向の位置を変更することにより、ロールの圧延材に対する先細り(テーパ)開始点が変更され、圧延材端部における板をつぶす力の分布を変えることにより、エッジドロップを制御する。すなわち、エッジドロップ制御出力演算装置4は、エッジドロップ検出器3で検出されたエッジドロップ量が、目標エッジドロップ設定装置5で設定された目標エッジドロップ量に近づくように、作業ロールシフト量ΔWを演算する。
The edge drop control of the six-stage rolling
次に、WR領域別圧延長積算装置7及びWRオシレーション出力演算装置8の詳細について説明する。まずはじめにWR領域別圧延長積算装置7について、作業ロール111の板幅方向に対して、図3に示すように仮想的な領域(i−n,…,i−1,i,i+1,…,i+m)を作成する。このロールの幅方向シフト位置はエッジドロップ制御などにより動作する。このシフト動作により被圧延材の板端部がロールに接触する位置が変わる。WR領域別積算装置7には、仮想領域毎(i−n,…,i−1,i,i+1,…,i+m)に圧延長さを積算する記憶域を持っており、圧延中に板端部が接触している前記仮想領域の圧延長さを積算し、記憶しておく。仮想領域毎の積算値についてはロール交換した時点からの値を積算しておく(ロール交換で積算値をクリアする)。
Next, the details of the rolling length accumulation device 7 for each WR region and the WR oscillation
WRオシレーション出力演算装置8では、エッジドロップ制御出力演算装置4の出力
(WRシフト量ΔW)に対する補正量であるWRオシレーション量ΔWOCを演算する。すなわち、WRシフト量はΔW+ΔWOCとして補正される。
The WR oscillation
WRオシレーション出力演算装置8では、第1の所定圧延長積算値毎(例えば、100m毎)に、前回の作業ロール11の板端部相当領域と領域と今回の作業ロール11の板端部相当領域が同上か否か判断する。同じであると、前々回の作業ロール11の板端部相当領域から前回の作業ロール11の板端部相当領域への移動方向と同方向に移動するようにWRオシレーション量を演算する。例えば、前々回から前回に領域i−1から領域iに移動していれば、今回、領域iから領域i+1に作業ロール11の板端部相当領域が移動するように、WRオシレーション量ΔWOCを演算する。このような制御によると、WRシフト量ΔW+ΔWOCにより、作業ロール11は図4(b)のように移動する。
In the WR oscillation
この積算値が一定量を超えると(前記第1の積算値よりも充分に大きな値であり、例えば10km、これを第2の積算値と呼ぶ)、ロールのその領域には傷が付く可能性が非常に高いと判断できる。この時、ロールのシフト位置を変更する(このシフト位置変更動作を以下オシレーションと呼ぶ)。 If this integrated value exceeds a certain amount (a value sufficiently larger than the first integrated value, for example, 10 km, this is called the second integrated value), there is a possibility that the area of the roll is damaged. Can be judged to be very high. At this time, the shift position of the roll is changed (this shift position changing operation is hereinafter referred to as oscillation).
図4に示されるようにエッジドロップは、板端部より数十ミリメートル内側にあるエッジドロップ評価点における板厚の減少量である。ロールには図4にあるような先細り加工がなされているので、その幅方向のシフト位置を変えることにより、このエッジドロップを制御することが出来る。シフト位置を板端部より内側方向に変更するとエッジドロップ量は減少し、逆に外側に変更するとエッジドロップ量は増加する。 As shown in FIG. 4, the edge drop is a reduction amount of the plate thickness at the edge drop evaluation point that is tens of millimeters inside from the end of the plate. Since the roll is tapered as shown in FIG. 4, this edge drop can be controlled by changing the shift position in the width direction. When the shift position is changed inward from the plate end, the edge drop amount decreases, and conversely, when the shift position is changed to the outer side, the edge drop amount increases.
先に述べたように、ある領域での積算値が一定量(第2の積算値)を超えたときにロールのシフト位置を変更する。すなわち、今回領域iから領域i+1に移動しようとしたときに、領域i+1における延長積算値が第2の積算値を超えていた場合には、さらに領域i+2に移動するように、WRオシレーション量ΔWOCを演算する。ところでエッジドロップには板厚制御などとは異なって許容範囲があるので、この範囲内にエッジドロップが収まるようであれば、ロールのシフト位置を変更しても差し支えない。すなわち、図4に示されるように、エッジドロップ許容範囲からエッジドロップを許容できるWRシフト範囲(最大WRシフト量WRmaxと最小WRmin)を求めておき、WRシフト量(ΔW+
ΔWOC)と比較する。移動する予定の領域i+1でのWRシフト量がWRシフト範囲からはずれた場合には、例えば、前回の領域から今回への領域移動とは逆の方向に領域移動するようにΔWOCを演算する。例えば、前回に領域i−1から領域iに移動したのであれば、今回領域iから領域i−1に戻るように作業ロール11を制御する。
As described above, the roll shift position is changed when the integrated value in a certain region exceeds a certain amount (second integrated value). That is, when moving from the current region i to the region i + 1, if the extended integrated value in the region i + 1 exceeds the second integrated value, the WR oscillation amount ΔW is set so as to move further to the region i + 2. Calculate OC . By the way, the edge drop has an allowable range unlike the plate thickness control and the like, and if the edge drop is within this range, the shift position of the roll may be changed. That is, as shown in FIG. 4, a WR shift range (maximum WR shift amount WR max and minimum WR min ) in which edge drop is allowed is obtained from the edge drop allowable range, and the WR shift amount (ΔW +
ΔW OC ). When the WR shift amount in the region i + 1 scheduled to move is out of the WR shift range, for example, ΔW OC is calculated so that the region moves in the direction opposite to the region movement from the previous region to the current region. For example, if the previous movement from the area i-1 to the area i is performed, the work roll 11 is controlled to return from the current area i to the area i-1.
エッジドロップ量減少の観点からシフト内側に、領域1つ分移動させる。引き続きその領域での積算値が一定量を超えたときに、更に領域1つ分シフトを内側に変更する。この動作を続けた結果エッジドロップが許容範囲を超えてしまうようであれば逆に外側に領域1つ分移動させる。外側への移動を繰り返し、再びエッジドロップが許容範囲を超える時に、内側への移動を再開する。 From the viewpoint of reducing the edge drop amount, the region is moved by one region inside the shift. When the integrated value in the area continues to exceed a certain amount, the shift is further changed inward by one area. If the edge drop exceeds the allowable range as a result of continuing this operation, the region is moved outward by one region. The movement toward the outside is repeated, and when the edge drop exceeds the allowable range again, the movement toward the inside is resumed.
上記の一連の動作により、1つのコイル内におけるエッジドロップの許容範囲を満足するシフト領域が決定される。このシフト領域が決定された後は、出来るだけ、各領域に板端部が存在した量が均一となるようにシフト動作をさせる。例えば図4において現在領域i−1を使用しており、次のシフト動作方向は内側シフトで領域iとなるが、領域iは既に積算値が大きくなってしまっているので(第1の積算値と第2の積算値の間の値である、第3の積算値と呼ぶ)この領域は使用せず、領域i+1までシフト位置を変更するようにする。 Through the above series of operations, a shift region that satisfies the allowable range of edge drop in one coil is determined. After the shift area is determined, the shift operation is performed so that the amount of the plate edge in each area is as uniform as possible. For example, the current region i-1 is used in FIG. 4 and the next shift operation direction is the region i by the inner shift, but the integrated value has already increased in the region i (the first integrated value). This area is not used, and the shift position is changed up to the area i + 1.
このように、シフト位置を内側→外側→内側→…と繰り返し変更するので、この動作をオシレーションと呼ぶ。 In this way, the shift position is repeatedly changed from the inside to the outside to the inside to the inside, and so on, and this operation is called oscillation.
次に、エッジアップ判定装置10及びエッジアップ除去WRシフト量決定装置11の詳細を説明する。エッジアップ判定装置10において、図4に示すエッジドロップ評価点におけるエッジアップをチェックする。エッジアップを検出した場合には、エッジアップ除去WRシフト量演算装置8により、エッジアップを除去するためのWRシフト量ΔWEUを演算する。具体的には、WRシフト量ΔWを零あるいは近傍とする。
Next, details of the edge-up
次に、WRシフト制御出力決定装置9の詳細を説明する。WRシフト制御出力として
(1)出側エッジドロップ制御出力4、(2)WRオシレーション制御出力8、(3)エッジアップ除去制御出力11の3つの制御出力値がWRシフト制御出力装置9に入力される。WRシフト制御出力決定装置9は、エッジドロップ検出器3の検出値に基づいて、エッジアップが発生していると判断した場合、エッジアップ除去WRシフト量11の出力値ΔWEUを作業ロールシフト量とする。エッジアップがなければ、エッジドロップ量が所定範囲(図4に示すエッジドロップ許容範囲。ただし、この許容範囲よりも広い範囲とすることも、この許容範囲より狭い範囲としても良い)の範囲外であると、エッジドロップ制御出力演算装置4の出力値ΔWを作業ロールシフト量とする。許容範囲内であれば、WRオシレーション装置8の出力値ΔW+ΔWOCを作業ロールシフト量とする。WRシフト制御出力決定装置では、これら3つの出力に優先順位を付けて最終制御出力を決定する。例えば優先順位1をエッジアップ除去制御出力、優先順位2を出側エッジドロップ制御出力、優先順位3をWRオシレーション制御出力とする。優先順に出力がゼロで無いものを選択し、WRシフト最終制御出力として、WRシフト制御装置に制御出力を与える。
Next, details of the WR shift control output determination device 9 will be described. As the WR shift control output, three control output values of (1) output edge drop control output 4, (2) WR
なお、エッジドロップ制御出力演算装置4,目標エッジドロップ設定装置5,WRシフト制御装置6,WR領域別圧延長積算装置7,WRオシレーション出力演算装置8,WRシフト制御出力決定装置9,エッジアップ判定装置10及びエッジアップ除去WRシフト量演算装置11を装置として説明したが、これらの全てあるいは一部を、一つあるいは複数の計算器によってソフトウェア動作されることが可能なことはいうまでもない。
In addition, the edge drop control output calculating device 4, the target edge drop setting device 5, the WR shift control device 6, the rolling length integrating device 7 by WR region 7, the WR oscillation
これらにより、エッジドロップ制御中においても、エッジドロップと板表面品質を両立させた圧延を実現出来る。また、ロールの長寿命化が可能となり、ロールにかかるコスト削減,ロール交換のための時間削減による生産量増加が可能である。 As a result, it is possible to realize rolling that achieves both edge drop and plate surface quality even during edge drop control. In addition, the life of the roll can be extended, and the production cost can be increased by reducing the cost of the roll and reducing the time for roll replacement.
以上説明してきたように、WRの板幅方向の仮想領域毎に圧延長さを積算し、この積算値がある一定値を超えてしまった領域を使用しないことによりロールマークの圧延材への転写を防止することにより、安定したエッジドロップの製品と、圧延材表面品質の両立及びロールの長寿命化,ロールにかかるコスト削減,ロール交換のための時間削減が可能になる。 As described above, the roll length is integrated for each virtual region in the width direction of the WR, and the roll mark is transferred to the rolled material by not using the region where the integrated value exceeds a certain value. By preventing this, it is possible to achieve both stable edge drop products and surface quality of the rolled material, increase the life of the roll, reduce the cost of the roll, and reduce the time for roll replacement.
1…圧延機スタンド、2…被圧延材、3…エッジドロップ検出器、4…エッジドロップ制御出力演算装置、5…目標エッジドロップ設定装置、6…WRシフト制御装置、7…
WR領域別圧延長積算装置、8…WRオシレーション出力演算装置、9…WRシフト制御出力決定装置、10…エッジアップ判定装置、11…エッジアップ除去WRシフト量演算装置。
DESCRIPTION OF
WR region-specific rolling length accumulating device, 8... WR oscillation output computing device, 9... WR shift control output determining device, 10.
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