JP2017113807A - 板片寄り制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、板片寄り制御装置に関する。【解決手段】本発明の一実施形態による板片寄り制御装置は、圧延素材のキャンバー値及び幅値を測定するキャンバー及び幅測定部と、上記圧延素材の幅方向の動きを測定する板片寄り測定部と、上記圧延素材を圧延する複数の仕上圧延スタンドのうち少なくとも1つのロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、上記圧延素材の位置に応じて、上記キャンバー及び幅測定部と上記板片寄り測定部により測定された情報を選択的に用いて上記ロールギャップレベル調整部を制御する制御部と、を含むことができる。【選択図】図1
Description
本発明は、板片寄り制御装置に関する。
熱間圧延工程は、製鋼工程の連続鋳造機から供給されたスラブを加熱炉で熱間圧延温度、例えば、1100〜1200℃で加熱し、粗圧延区間で幅圧延及び厚み圧延を行ってバー(bar)状にし、仕上圧延区間で所望の厚さの板に圧延した後、巻取区間でコイル形態の製品として巻き取る。
熱間圧延工程で板(strip)が一側に片寄る現象が発生する場合、通板安定性が低下し、生産性に劣るという問題点が発生する。従来は、主に操業者の手動介入、すなわち、操業者が板の位置を目視で識別し、圧延機のロールギャップレベルを手動で変化させることにより板の片寄りを制御していたが、板の片寄りが操業者の目視で識別されることは極めて難しいため、板の片寄りを抑制するのに限界があった。
本発明の課題は、上述の問題点を解決するためのものであって、仕上圧延機に移送される圧延素材のキャンバー情報及び板片寄り情報を選択的に用いて、圧延素材の板片寄りを抑制することができる板片寄り制御装置を提供することにある。
本発明の一実施形態による板片寄り制御装置は、圧延素材のキャンバー値及び幅値を測定するキャンバー及び幅測定部と、上記圧延素材の幅方向の動きを測定する板片寄り測定部と、上記圧延素材を圧延するm(mは3以上の自然数である)個の仕上圧延スタンドのうち少なくとも1つのロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、上記圧延素材の位置に応じて、上記キャンバー及び幅測定部と上記板片寄り測定部により測定された情報を選択的に用いて上記ロールギャップレベル調整部を制御する制御部と、を含むことができる。
本発明の他の実施形態による板片寄り制御装置は、粗圧延機から移送される上記圧延素材のキャンバー値及び幅値を測定するキャンバー及び幅測定部と、仕上圧延機のm個の複数の仕上圧延スタンドのうちi(m>i≧1、mは3以上の自然数であり、iは自然数である)番目に配置される仕上圧延スタンドの入側に移送される圧延素材の幅方向の動きを測定する第1板片寄り測定部と、上記i番目に配置される仕上圧延スタンドのロールギャップレベルを調整する第1ロールギャップレベル調整部と、上記m個の複数の仕上圧延スタンドのうちj(m≧j>i≧1、jは自然数である)番目に配置される仕上圧延スタンドの入側に移送される圧延素材の幅方向の動きを測定する第2板片寄り測定部と、上記j番目に配置される仕上圧延スタンドのロールギャップレベルを調整する第2ロールギャップレベル調整部と、上記圧延素材の位置に応じて、上記キャンバー及び幅測定部と上記第1、2板片寄り測定部により測定された情報を選択的に用いて上記ロールギャップレベル調整部を制御する制御部と、を含むことができる。
本発明の一実施形態によると、圧延素材の移送位置に応じて、圧延素材のキャンバー情報及び板片寄り情報を選択的に用いて圧延素材の板片寄りを安定して抑制することができる。
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
図1は熱間圧延装置の一例を示す図である。図1を参照すると、熱間圧延装置1は、スラブ(slab)などの圧延素材11を加熱する加熱炉12と、加熱炉12で加熱された圧延素材11を粗圧延する粗圧延機13と、バー(bar)などの形態に粗圧延された圧延素材11を仕上圧延する仕上圧延機14と、板(strip)などの形態に仕上圧延された圧延素材11を移送させるランアウトテーブル15(ROT:run out table)と、移送された圧延素材11をコイルに巻き取る巻取機16と、で構成される。圧延素材11は、加熱炉12、粗圧延機13、仕上圧延機14、ランアウトテーブル15、及び巻取機16を順に通過してコイルに巻き取られる。
図2は本発明の一実施形態による板片寄り制御装置200を示す図である。
図2に示された熱間圧延装置は、粗圧延機の最終スタンドに当たる粗圧延スタンド20と、仕上圧延機に備えられる複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐m(mは3以上の自然数である)と、を含むことができる。
板片寄り制御装置200は、キャンバー及び幅測定部210と、第1板片寄り測定部220と、第1ロールギャップレベル調整部230と、制御部240と、を含むことができ、また、第2板片寄り測定部250と、第2ロールギャップレベル調整部260と、をさらに含むことができる。
キャンバー及び幅測定部210は粗圧延スタンド20の出側に配置されることができる。キャンバー及び幅測定部210は、複数のカメラを備え、粗圧延スタンド20を通過した圧延素材のキャンバー値と幅値を測定することができる。
キャンバー及び幅測定部210は、圧延素材10の幅値を測定する幅測定機211を含むことができる。また、圧延素材10の上部から圧延素材10の上部表面を撮影して、キャンバー値を測定する第1キャンバー測定機212及び第2キャンバー測定機213を含むことができる。第1及び第2キャンバー測定機212、213は、圧延素材10の中央部を基準として互いに対角線方向に交差し、圧延素材10の両サイドを撮影するように設けられることができる。第1及び第2キャンバー測定機212、213は、圧延素材が進行する間に連続撮影を行うことで、圧延素材の長さ方向におけるキャンバー値を測定することができる。
幅測定機211と第1及び第2キャンバー測定機212、213はそれぞれカメラを含むことができる。図2では、キャンバー及び幅測定部210が1つの幅測定機211及び2つのキャンバー測定機212、213を含むように図示されているが、本発明がこれに限定されるものではない。一例として、キャンバー及び幅測定部210は、圧延素材の幅値を測定するための2つのカメラを含む幅測定機211と、圧延素材のキャンバー値を測定するための4つのカメラを含むキャンバー測定機212、213と、で構成されることができる。また、これと異なって、キャンバー及び幅測定部210に備えられる複数のそれぞれのカメラにより圧延素材のキャンバー値と幅値が測定されることができる。
第1板片寄り測定部220は、複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうち1つの仕上圧延スタンドの入側に配置されることができ、第1ロールギャップレベル調整部230は、上記1つの仕上圧延スタンドのロールギャップレベルを調節できるように設けられることができる。
第2板片寄り測定部250は、複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうち他の1つの仕上圧延スタンドの入側に配置されることができ、第2ロールギャップレベル調整部260は、上記他の1つの仕上圧延スタンドのロールギャップレベルを調節できるように設けられることができる。
上記1つの仕上圧延スタンドは、複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちi番目に配置される仕上圧延スタンドに対応することができ、上記他の1つの仕上圧延スタンドは、複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちj番目に配置される仕上圧延スタンドに対応することができる(m≧j>i≧1、i、jは自然数である)。一例として、仕上圧延機は総7個の仕上圧延スタンドで構成されることができ、仕上圧延機のi番目に配置される仕上圧延スタンドは1番目に配置される仕上圧延スタンドであることができ、j番目に配置される仕上圧延スタンドは5番目に配置される仕上圧延スタンドであることができる。
第1、第2板片寄り測定部220、250は、複数個の映像計測機で構成され、圧延素材10が仕上圧延スタンドに進入する時に圧延素材の幅方向の動きを測定することができる。一例として、映像計測機はカメラにより実現されることができ、4個の映像計測機が備えられることができる。
制御部240は、キャンバー及び幅測定部210により測定された圧延素材の長さ方向におけるキャンバー値と幅値、及び第1、第2板片寄り測定部220、250により測定された圧延素材の幅方向の動きを用いて、第1、2ロールギャップレベル調整部230、260のロールギャップレベル値を設定することができる。
本発明の一実施形態による制御部240は、圧延素材の移送位置に応じて第1、2ロールギャップレベル調整部230、260の制御設定値を変更する。
図3は本発明の一実施形態による板片寄り制御方法を示すフローチャートである。以下、図3を参照して、圧延素材10の移送位置に応じた制御部240の第1、2ロールギャップレベル調整部230、260の制御について詳述する。
初期に、制御部240は、キャンバー及び幅測定部210により測定されたキャンバー値と幅値を用いて第1ロールギャップレベル調整部230を制御することができる(S310)。この際、上述の初期とは、圧延素材が複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちk番目の仕上圧延スタンドの前段(k番目の仕上圧延スタンドを通過する前)に位置する場合(j>k>i、kは自然数である)に該当する。一例として、k番目に配置される仕上圧延スタンドは3番目に配置される仕上圧延スタンドであることができる。
制御部240は、キャンバー及び幅測定部210により測定されたキャンバー値(Camber Deviation 1)と幅値(Camber Deviation 2)を用いて、キャンバー及び幅測定部210を通過した圧延素材のキャンバー情報(Strip Top Camber)を下記式1により生成する。式1中のα、βは、キャンバー情報を算出するにあたり、キャンバー値(Camber Deviation 1)と幅値(Camber Deviation 2)のそれぞれに適用される加重値に該当する。
制御部240は、算出されたキャンバー情報(Strip Top Camber)から決定される制御値を用いて第1ロールギャップレベル調整部230を制御する。第1ロールギャップレベル調整部230を制御するための制御値(Control Output)は、下記式2により決定されることができる。式2中のGは、制御ゲインを意味する。
その後、制御部240は、圧延素材が複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちk番目の仕上圧延スタンドを通過したか否かを判断し(S320)、通過していない場合、第1ロールギャップレベル調整部230をS310段階で導出された制御値で制御する。
これと異なって、圧延素材が複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちk番目の仕上圧延スタンドを通過した場合、制御部240は、第1板片寄り測定部220により測定された圧延素材の幅方向の動きを用いて第1ロールギャップレベル調整部230を制御することができる(S330)。
具体的に、制御部240は、圧延素材の幅方向の動き(lateral movement value)から、板片寄り情報(e(t))を下記式3により生成する。下記式3中のreferenceは基準値を意味する。
制御部240は、算出された板片寄り情報(e(t))から決定される制御値を用いて第1ロールギャップレベル調整部230を制御する。第1ロールギャップレベル調整部230を制御するための制御値(Control Output)は、下記式4により決定されることができる。式4は比例‐微分(Proportional‐derivative)制御機の制御方法を示し、Kp及びKdは制御ゲインを意味する。
上記式4の制御ゲインKp、Kdのレベルは、圧延素材の移送速度に応じて変更されることができる。一例として、圧延素材の移送速度が速くなる場合、制御ゲインKp、Kdのレベルは増加することができる。例えば、鋼板の速度が600mpmから1200mpmに変わった時に、Kpは5から10に、Kdは3から12に変わることができる。
その後、制御部240は、圧延素材が複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちj番目の仕上圧延スタンドを通過したか否かを判断し(S340)、通過していない場合、第1ロールギャップレベル調整部230をS330段階で導出された制御値で制御する。
これと異なって、圧延素材が複数の仕上圧延スタンド30‐1〜30‐mのうちj番目の仕上圧延スタンドを通過した場合、制御部240は、第2板片寄り測定部250により測定された圧延素材の幅方向の動きを用いて第2ロールギャップレベル調整部260を制御することができる(S350)。
具体的に、制御部240は、圧延素材の幅方向の動き(lateral movement value)から、板片寄り情報(e(t))を下記式5により生成する。
制御部240は、算出された板片寄り情報(e(t))から決定される制御値を用いて第2ロールギャップレベル調整部260を制御する。第2ロールギャップレベル調整部260を制御するための制御値(Control Output)は、下記式6により決定されることができる。式6は、比例‐微分(Proportional‐derivative)制御機の制御方法を示し、Kp及びKdは制御ゲインを意味する。
上記式6の制御ゲインKp、Kdのレベルは、圧延素材の移送速度に応じて変更されることができる。一例として、圧延素材の移送速度が速くなる場合、制御ゲインKp、Kdのレベルは増加することができる。例えば、鋼板の速度が600mpmから1200mpmに変わった時に、Kpは3から10に、Kdは3から12に変わることができる。
上述のように、本発明の一実施形態によると、可逆式圧延機の入側のキャンバー及び出側のキャンバーをそれぞれ求め、パス毎に、入側のキャンバー及び出側のキャンバーから可逆式圧延機のレベル量を制御するようにすることで、迅速なキャンバー制御及び安定した操業が可能であるという効果がある。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
200 板片寄り制御装置
210 キャンバー及び幅測定部
220 第1板片寄り測定部
230 第1ロールギャップレベル調整部
240 制御部
250 第2板片寄り測定部
260 第2ロールギャップレベル調整部
210 キャンバー及び幅測定部
220 第1板片寄り測定部
230 第1ロールギャップレベル調整部
240 制御部
250 第2板片寄り測定部
260 第2ロールギャップレベル調整部
Claims (17)
- 圧延素材のキャンバー値及び幅値を測定するキャンバー及び幅測定部と、
前記圧延素材の幅方向の動きを測定する板片寄り測定部と、
前記圧延素材を圧延するm(mは3以上の自然数である)個の仕上圧延スタンドのうち少なくとも1つのロールギャップレベルを調整するロールギャップレベル調整部と、
前記圧延素材の位置に応じて、前記キャンバー及び幅測定部と前記板片寄り測定部により測定された情報を選択的に用いて前記ロールギャップレベル調整部を制御する制御部と、を含む板片寄り制御装置。 - 前記制御部は、
前記圧延素材が前記m個の仕上圧延スタンドのうちk(m>k、kは自然数である)番目の仕上圧延スタンドを通過する前の区間で、前記キャンバー及び幅測定部により測定されたキャンバー値及び幅値を用いて前記ロールギャップレベル調整部を制御する、請求項1に記載の板片寄り制御装置。 - 前記制御部は、
前記圧延素材が前記m個の仕上圧延スタンドのうちk(m>k、kは自然数である)番目の仕上圧延スタンドを通過した後の区間で、前記板片寄り測定部により測定された幅方向の動きを用いて前記ロールギャップレベル調整部を制御する、請求項1に記載の板片寄り制御装置。 - 粗圧延機から移送される圧延素材のキャンバー値及び幅値を測定するキャンバー及び幅測定部と、
仕上圧延機のm個の複数の仕上圧延スタンドのうちi(m>i≧1、mは3以上の自然数であり、iは自然数である)番目に配置される仕上圧延スタンドの入側に移送される圧延素材の幅方向の動きを測定する第1板片寄り測定部と、
前記i番目に配置される仕上圧延スタンドのロールギャップレベルを調整する第1ロールギャップレベル調整部と、
前記m個の複数の仕上圧延スタンドのうちj(m≧j>i≧1、jは自然数である)番目に配置される仕上圧延スタンドの入側に移送される圧延素材の幅方向の動きを測定する第2板片寄り測定部と、
前記j番目に配置される仕上圧延スタンドのロールギャップレベルを調整する第2ロールギャップレベル調整部と、
前記圧延素材の位置に応じて、前記キャンバー及び幅測定部と前記第1、2板片寄り測定部により測定された情報を選択的に用いて前記第1、第2ロールギャップレベル調整部を制御する制御部と、を含む板片寄り制御装置。 - 前記制御部は、
前記圧延素材が前記m個の仕上圧延スタンドのうちk(j>k>i、kは自然数である)番目の仕上圧延スタンドを通過する前の区間で、前記キャンバー及び幅測定部により測定されたキャンバー値及び幅値を用いて前記第1ロールギャップレベル調整部を制御する、請求項8に記載の板片寄り制御装置。 - 前記制御部は、
前記圧延素材が前記m個の仕上圧延スタンドのうちk(j>k>i、kは自然数である)番目の仕上圧延スタンドを通過した後の区間で、前記第1板片寄り測定部により測定された幅方向の動きを用いて前記第1ロールギャップレベル調整部を制御する、請求項8に記載の板片寄り制御装置。 - 前記制御部は、
前記圧延素材が前記m個の仕上圧延スタンドのうちj番目の仕上圧延スタンドを通過した後の区間で、前記第2板片寄り測定部により測定された幅方向の動きを用いて前記第2ロールギャップレベル調整部を制御する、請求項8に記載の板片寄り制御装置。
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