JP2022029256A - Meandering control device for rolling mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の圧延スタンドで構成される熱間仕上圧延機で圧延材を圧延する際に、尾端付近で発生する圧延材の蛇行を抑制するように圧下レベリングを制御する蛇行制御装置に関する。 The present invention relates to a meandering control device that controls rolling down leveling so as to suppress meandering of the rolled material generated near the tail end when rolling the rolled material with a hot finish rolling mill composed of a plurality of rolling stands. ..
熱間仕上圧延機など、複数の圧延スタンドから構成される圧延装置では、圧延材を圧延するに際して発生する蛇行の抑制が課題となっている。蛇行とは、圧延材が圧延ロール幅方向中心位置からずれ、左右何れかの方向に移動する現象をいう。 In a rolling mill composed of a plurality of rolling stands such as a hot finish rolling mill, it is an issue to suppress meandering generated when rolling a rolled material. Meandering is a phenomenon in which the rolled material deviates from the center position in the width direction of the rolled roll and moves in either the left or right direction.
圧延材の尾端が圧延スタンドを抜け、圧延材に後方張力による拘束が無くなったとき、圧延中に生じた左右(駆動側と作業側)の伸びの差は、次の圧延スタンドの入側において圧延材の曲がりとなって現れる。これを圧延することで急激に蛇行が進行するため、蛇行現象の多くは、圧延材の尾端付近で発生する When the tail end of the rolled material passes through the rolling stand and the rolled material is no longer constrained by the backward tension, the difference in elongation between the left and right (driving side and working side) that occurs during rolling is the entrance side of the next rolling stand. Appears as a bend in the rolled material. Since meandering progresses rapidly by rolling this, most of the meandering phenomenon occurs near the tail end of the rolled material.
また、蛇行量が大きい場合、圧延スタンド入側に備えられたサイドガイドに圧延材が衝突し、部分的に折れ曲がった状態の圧延材が圧延スタンドに進入することがある。これを絞り込みと呼ぶ。絞り込みが発生すると、圧延ロールに傷が生じ、圧延ロールの交換作業などが行われるため生産性が低下する。 Further, when the amount of meandering is large, the rolled material may collide with the side guide provided on the entrance side of the rolling stand, and the rolled material in a partially bent state may enter the rolling stand. This is called narrowing down. When narrowing down occurs, the rolling rolls are damaged and the rolling rolls are replaced, resulting in a decrease in productivity.
圧延機で生じる蛇行を抑制する方法として、一般的には、各圧延スタンドの圧下レベリングを調整する措置がとられている。しかし、オペレータが蛇行発生を確認し、迅速かつ適切に圧下レベリングを制御するには、オペレータには熟練したスキルが求められる。このため、近年、スタンド間に蛇行検出用のカメラを設置し、検出した蛇行量に基づいて圧下レベリングを自動調整することで、蛇行を防止する制御技術が実用化されている。 As a method of suppressing meandering that occurs in a rolling mill, generally, measures are taken to adjust the rolling leveling of each rolling stand. However, in order for the operator to confirm the occurrence of meandering and control the reduction leveling quickly and appropriately, the operator is required to have skillful skills. For this reason, in recent years, a control technique for preventing meandering has been put into practical use by installing a camera for detecting meandering between stands and automatically adjusting the reduction leveling based on the detected amount of meandering.
ところで、発生した蛇行を抑制するように圧下レベリングを操作すると、圧延スタンド出側の圧延材には圧下レベリングの操作に応じた板厚ウェッジが付くこととなる。熱間仕上圧延機のように複数段の圧延スタンドで構成される圧延機の場合、ある圧延スタンドで付いた板厚ウェッジは下流側の圧延スタンドの入側の板厚ウェッジとなり、蛇行を生じさせる要因となる。板厚が薄くなる後段の圧延スタンドほど、外乱による蛇行は生じやすく、入側板厚ウェッジの影響も大きくなる。 By the way, when the reduction leveling is operated so as to suppress the generated meandering, the rolled material on the exit side of the rolling stand is provided with a plate thickness wedge corresponding to the operation of the reduction leveling. In the case of a rolling mill consisting of multiple stages of rolling stands, such as a hot finish rolling mill, the plate thickness wedge attached to a certain rolling stand becomes the plate thickness wedge on the entry side of the rolling stand on the downstream side, causing meandering. It becomes a factor. The thinner the plate thickness of the rolling stand in the latter stage, the more likely it is that meandering due to disturbance will occur, and the effect of the input side plate thickness wedge will be greater.
このような問題に関して、特許文献1には、蛇行量と圧下レベリング量を変数とした評価関数が最小となるように、蛇行を抑制するための圧下レベリング修正量を算出する技術が記載されている。さらに、特許文献1には、蛇行量を抑制するために圧下レベリングが操作された圧延スタンドの下流側の各圧延スタンドにおいて、板厚ウェッジ比率が一定となるように圧下レベリング修正量を算出する方法が提案されている。また、特許文献2には、最終圧延スタンドの出側に配置された板厚ウェッジ検出装置で検出された板厚ウェッジ比率に基づいて、各圧延スタンドの圧下レベリング修正量を算出する方法が提案されている。
Regarding such a problem,
しかしながら、特許文献1の技術では、蛇行を抑制するための圧下レベリング修正量を算出する際、入側の板厚ウェッジは考慮されていない。このため、圧延スタンド入側において圧延材の板厚ウェッジが急峻に変化する場合は、蛇行が適切に制御できない可能性がある。また、特許文献1の技術では、板厚ウェッジ比率を一定にするための圧下レベリング修正量は、上流側圧延スタンドの圧下レベリング量に影響係数を乗算することで決められている。ここでは板厚ウェッジは圧下レベリング量に比例することが前提とされている。しかし、実際の板厚ウェッジは、圧延中のロールバイトの左右間隙差で決まり、圧延差荷重による圧延機ハウジングの伸び、圧延ロールの撓み、ロール偏平などの影響も受ける。
However, in the technique of
特許文献2の技術では、各圧延スタンドの入側と出側の板厚ウェッジ比率を一定にするための圧下レベリング修正量に加え、圧延差荷重に基づく補正も考慮されている。しかし、圧延ロールの不均一摩耗などにより、圧下レベリングの基準点(ゼロ点)にズレが生じた場合、各圧延スタンドの板厚ウェッジが正しく推定できず、蛇行制御が不安定になることがある。通常、圧延ロールは組み替え後、圧下レベリングのゼロ点調整が行われる。ところが、同一圧延ロールの使用を続けるにつれ、圧延ロールに不均一な摩耗が生じ、圧下レベリングと圧延ロール間の間隙差の関係が変化することがある。 In the technique of Patent Document 2, in addition to the reduction leveling correction amount for keeping the plate thickness wedge ratio on the entry side and the exit side of each rolling stand constant, the correction based on the rolling difference load is also taken into consideration. However, if the reference point (zero point) of the rolling roll is deviated due to non-uniform wear of the rolling roll, the plate thickness wedge of each rolling stand cannot be estimated correctly, and the meandering control may become unstable. .. Normally, after the rolling roll is rearranged, the zero point adjustment of the rolling leveling is performed. However, as the same rolling roll continues to be used, non-uniform wear may occur in the rolling roll, and the relationship between the reduction leveling and the gap difference between the rolling rolls may change.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧延材が上流側の圧延スタンドを抜けた後の尾端部の蛇行を低減するように圧下レベリングを修正できる圧延機の蛇行制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the meandering control of a rolling mill capable of correcting the rolling down leveling so as to reduce the meandering of the tail end after the rolled material has passed through the rolling stand on the upstream side. The purpose is to provide the device.
本発明に係る圧延機の蛇行制御装置は、圧下レベリング装置を有する第1圧延スタンドと、圧延材の流れの方向において第1圧延スタンドの上流に位置する第2圧延スタンドと、第1圧延スタンドと第2圧延スタンドとの間に配置されて圧延材の蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、を有する圧延機のための蛇行制御装置である。 The meandering control device of the rolling mill according to the present invention includes a first rolling stand having a rolling leveling device, a second rolling stand located upstream of the first rolling stand in the direction of the flow of the rolled material, and a first rolling stand. It is a meandering control device for a rolling mill having a meandering amount detecting device arranged between the second rolling stand and detecting the meandering amount of the rolled material.
上記目的を達成するため、本発明に係る圧延機の蛇行制御装置は、板厚ウェッジ推定部と、圧下レベリング修正量演算部と、圧下レベリング制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, the meandering control device of the rolling mill according to the present invention includes a plate thickness wedge estimation unit, a reduction leveling correction amount calculation unit, and a reduction leveling control unit.
板厚ウェッジ推定部は、第1圧延スタンドの圧下レベリング量と、第1圧延スタンドの圧延差荷重と、第2圧延スタンドの出側の板厚ウェッジとに基づいて、第1圧延スタンドの入側及び出側の板厚ウェッジを推定するように構成される。圧下レベリング修正量演算部は、圧延材の尾端が第2圧延スタンドを通過後、蛇行量検出装置で検出された蛇行量と、板厚ウェッジ推定部で推定された第1圧延スタンドの少なくとも入側の板厚ウェッジとに基づいて、第1圧延スタンドの圧下レベリング修正量を算出するように構成される。圧下レベリング制御部は、圧下レベリング修正量演算部から出力された圧下レベリング修正量に基づいて、圧下レベリング装置を操作するように構成される。 The plate thickness wedge estimation unit is based on the rolling leveling amount of the first rolling stand, the rolling difference load of the first rolling stand, and the plate thickness wedge on the exit side of the second rolling stand. And is configured to estimate the thickness wedge on the exit side. In the rolling down leveling correction amount calculation unit, after the tail end of the rolled material passes through the second rolling stand, the meandering amount detected by the meandering amount detection device and at least the input of the first rolling stand estimated by the plate thickness wedge estimation unit. It is configured to calculate the rolling leveling correction amount of the first rolling stand based on the plate thickness wedge on the side. The reduction leveling control unit is configured to operate the reduction leveling device based on the reduction leveling correction amount output from the reduction leveling correction amount calculation unit.
圧下レベリング修正量演算部は、蛇行補償部と、入側板厚ウェッジ補償部とを有してもよい。蛇行補償部は、蛇行量検出装置で検出された蛇行量に基づいて、同蛇行量を低減する第1圧下レベリング修正量を算出するように構成される。入側板厚ウェッジ補償部は、板厚ウェッジ推定部で推定された第1圧延スタンドの入側の板厚ウェッジに基づいて、同入側の板厚ウェッジが圧延材の回転に作用する影響を補償する第2圧下レベリング修正量を算出するように構成される。この場合、圧下レベリング修正量は、少なくとも第1圧下レベリング修正量と第2圧下レベリング修正量とを含む。 The reduction leveling correction amount calculation unit may have a meandering compensation unit and an entry-side plate thickness wedge compensation unit. The meandering compensating unit is configured to calculate a first reduction leveling correction amount for reducing the meandering amount based on the meandering amount detected by the meandering amount detecting device. The entry-side plate thickness wedge compensator compensates for the effect of the entry-side plate thickness wedge on the rotation of the rolled material based on the entry-side plate thickness wedge of the first rolling stand estimated by the plate thickness wedge estimation portion. It is configured to calculate the second rolling leveling correction amount. In this case, the reduction leveling correction amount includes at least the first reduction leveling correction amount and the second reduction leveling correction amount.
さらに、圧下レベリング修正量演算部は、圧延機変形補償部を有してもよい。圧延機変形補償部は、第1圧延スタンドの圧延差荷重に基づいて、同圧延差荷重による第1圧延スタンドの変形が第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジへ与える影響を補償する第3圧下レベリング修正量を算出するように構成される。この場合、圧下レベリング修正量は、第1圧下レベリング修正量と第2圧下レベリング修正量に加えて、第3圧下レベリング修正量をさらに含む。 Further, the rolling mill deformation correction amount calculation unit may have a rolling mill deformation compensation unit. The rolling mill deformation compensating unit compensates for the influence of the deformation of the first rolling stand due to the rolling difference load on the plate thickness wedge on the exit side of the first rolling stand, based on the rolling difference load of the first rolling stand. It is configured to calculate the rolling leveling correction amount. In this case, the reduction leveling correction amount further includes a third reduction leveling correction amount in addition to the first reduction leveling correction amount and the second reduction leveling correction amount.
本発明に係る圧延機の蛇行制御装置は、ゼロ点調整動作部と、圧下レベリング誤差推定部とをさらに備えてもよい。ゼロ点調整動作部は、圧延材の尾端が第2圧延スタンドを通過するより前に、第1圧延スタンドの圧延差荷重が所定の値となるように圧下レベリング装置を操作するように構成される。圧下レベリング誤差推定部は、ゼロ点調整動作部が圧下レベリング装置の操作に用いた圧下レベリング操作量に基づいて、圧下レベリング装置の圧下レベリング誤差を推定するように構成される。この場合、板厚ウェッジ推定部は、圧下レベリング誤差推定部で推定された圧下レベリング誤差に基づいて第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジの推定値を補正してもよい。 The meandering control device of the rolling mill according to the present invention may further include a zero point adjusting operation unit and a rolling down leveling error estimation unit. The zero point adjusting operation unit is configured to operate the rolling down leveling device so that the rolling difference load of the first rolling stand becomes a predetermined value before the tail end of the rolled material passes through the second rolling stand. To. The reduction leveling error estimation unit is configured to estimate the reduction leveling error of the reduction leveling device based on the reduction leveling operation amount used by the zero point adjustment operation unit to operate the reduction leveling device. In this case, the plate thickness wedge estimation unit may correct the estimated value of the plate thickness wedge on the exit side of the first rolling stand based on the rolling down leveling error estimated by the rolling down leveling error estimation unit.
圧延機は、最終圧延スタンドの出側に配置されて圧延材の板厚ウェッジを検出する板厚ウェッジ検出装置を有してもよい。また、本発明に係る圧延機の蛇行制御装置は、板厚ウェッジ検出装置で検出された板厚ウェッジに基づいて、圧延材の左右温度差に起因する温度要因差荷重比率を推定する温度要因差荷重比率算出部をさらに備えてもよい。この場合、圧下レベリング誤差推定部は、温度要因差荷重比率算出部で推定された温度要因差荷重比率に基づいて、圧延材の左右温度差の圧下レベリング量への影響を補償する補正量を算出し、同補正量によって前記圧下レベリング誤差を補正してもよい。 The rolling mill may have a plate thickness wedge detecting device that is arranged on the exit side of the final rolling stand and detects the plate thickness wedge of the rolled material. Further, the meandering control device of the rolling mill according to the present invention estimates the temperature factor difference load ratio due to the left-right temperature difference of the rolled material based on the plate thickness wedge detected by the plate thickness wedge detection device. A load ratio calculation unit may be further provided. In this case, the reduction leveling error estimation unit calculates a correction amount that compensates for the effect of the left-right temperature difference of the rolled material on the reduction leveling amount based on the temperature factor difference load ratio estimated by the temperature factor difference load ratio calculation unit. However, the reduction leveling error may be corrected by the same correction amount.
以上のように構成される本発明に係る蛇行制御装置によれば、圧延材が上流側の第2圧延スタンドを抜けた後に増大する圧延材の尾端部の蛇行を低減し、下流側の第1圧延スタンドを通過する際も、蛇行が生じないよう安定して圧延材を通板することができる。 According to the meandering control device according to the present invention configured as described above, the meandering at the tail end of the rolled material, which increases after the rolled material passes through the second rolling stand on the upstream side, is reduced, and the meandering on the downstream side is reduced. 1 Even when passing through a rolling stand, the rolled material can be stably passed so as not to cause meandering.
以下、図面及び数式を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and mathematical formulas. The elements common to each figure are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
1.蛇行制御装置が適用される圧延装置の構成例
図1は本実施の形態に係る蛇行制御装置が適用される圧延装置の構成例を示す図である。圧延材1は、圧延スタンドF1、F2、…、FNから構成される複数段の圧延機を図の左側から右側に移動しながら、所定の板厚に圧延される。各圧延スタンドFiは荷重検出装置Mi、ロール回転速度検出装置Ri、及び圧下レベリング装置Viを備えている。圧延スタンドF1、F2、…、FNの各スタンド間には、蛇行量検出装置Diが設置される。蛇行量検出装置Diは、圧延スタンドFiの上流側に距離LDi離隔して設置され、この位置での圧延材の蛇行量を検出する。最終圧延スタンドFNの出側には、板厚ウェッジ検出装置WNが設置されている。板厚ウェッジ検出装置WNは、その設置位置での圧延材の板厚ウェッジを検出する。
1. 1. Configuration Example of Rolling Equipment to which the meandering control device is applied FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a rolling apparatus to which the meandering control device according to the present embodiment is applied. The rolled
蛇行制御装置X2、X3、…、XNは、二段目の圧延スタンドF2から最終圧延スタンドFNまでのそれぞれの圧延スタンドF2、F3、…、FNに対して設けられている。各蛇行制御装置Xiには、その入側に設置された蛇行量検出装置Diで検出された蛇行量と、荷重検出装置Miで検出された圧延差荷重が入力される。また、最終圧延スタンドFNには、その出側に設置された板厚ウェッジ検出装置WNで検出された板厚ウェッジが入力される。 The meandering control devices X 2 , X 3 , ..., X N are provided for the respective rolling stands F 2 , F 3 , ..., F N from the second-stage rolling stand F 2 to the final rolling stand F N. ing. The meandering amount detected by the meandering amount detecting device Di installed on the entry side thereof and the rolling difference load detected by the load detecting device Mi are input to each meandering control device Xi. Further, the plate thickness wedge detected by the plate thickness wedge detection device WN installed on the outlet side of the final rolling stand NF is input.
セットアップ装置10は、各蛇行制御装置Xiにおいて必要とされる各種セットアップ値を計算する。セットアップ値には、各圧延スタンドFiにおける、圧延材の板厚、板幅、影響係数、圧延スタンドFiの圧延ロール胴長、各種ばね定数などが含まれる。セットアップ装置10は、圧延スタンドFiでの圧延材の圧延開始前に、セットアップ値を蛇行制御装置Xiに出力する。
The
蛇行制御装置Xiは、後述する計算処理によって圧下レベリング修正量を計算し、計算された圧下レベリング修正量を操作量として圧下レベリング装置Viを操作する。圧下レベリング修正量の計算には、セットアップ装置10から取得したセットアップ値と、蛇行量検出装置Diから取得した蛇行量と、ロール回転速度検出装置Riから取得したロール回転速度と、荷重検出装置Miから取得した圧延差荷重とが用いられる。
The meandering control device Xi calculates the reduction leveling correction amount by a calculation process described later, and operates the reduction leveling device Vi using the calculated reduction leveling correction amount as an operation amount. For the calculation of the reduction leveling correction amount, the setup value acquired from the
2.実施の形態1に係る蛇行制御装置の構成
図2は本発明の実施の形態1に係る蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。ここで、圧延スタンドFiに適用される蛇行制御装置Xiを例に、蛇行制御装置を構成する機能を詳細に説明する。本実施の形態を含む各実施の形態では、圧延スタンドFiが第1圧延スタンドに相当し、圧延スタンドFiの上流に位置する上流側圧延スタンドFi-1が第2圧延スタンドに相当する。蛇行制御装置Xiが有する機能は、図2においてブロックで表されている。すなわち、板厚ウェッジ推定部20、圧下レベリング修正量演算部30、及び圧下レベリング制御部40が、蛇行制御装置Xiが有する機能である。蛇行制御装置Xiは、制御周期Tの経過毎に、それぞれの機能における処理を順次実施する。
2. 2. Configuration of the meandering control device according to the first embodiment FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the meandering control device according to the first embodiment of the present invention. Here, the functions constituting the meandering control device will be described in detail by taking the meandering control device Xi applied to the rolling stand Fi as an example. In each embodiment including the present embodiment, the rolling stand Fi corresponds to the first rolling stand, and the upstream rolling stand Fi -1 located upstream of the rolling stand Fi corresponds to the second rolling stand. .. The function of the meandering control device Xi is represented by a block in FIG. That is, the plate thickness
板厚ウェッジ推定部20は、セットアップ装置10から圧延スタンドの後進率を取得し、且つ、圧延スタンドFiのロール回転速度検出装置Riからロール回転速度を取得する。板厚ウェッジ推定部20は、取得した情報に基づいて、上流側圧延スタンドFi-1の蛇行制御装置Xi-1の板厚ウェッジ推定部20で算出された板厚ウェッジΔh*
i-1を圧延スタンドFiまでトラッキングする。板厚ウェッジ推定部20は、上流側圧延スタンドFi-1の出側板厚ウェッジΔh*
i-1を圧延スタンドFiの入側板厚ウェッジΔH*
iとして用いる。なお、本明細書では、符号の上付き記号は“*”は推定値であることを意味する。
The plate thickness
つぎに、板厚ウェッジ推定部20は、圧延スタンドの出側板厚ウェッジΔh*
iを推定する。この推定には、圧延スタンドFiの圧下レベリング量ΔSi、荷重検出装置Miから取得した圧延差荷重ΔPi、及び入側板厚ウェッジΔH*
iが用いられる。ここで、図3は、圧延機の左右非対称の変形と板厚ウェッジとの関係を説明するための図である。出側板厚ウェッジは、圧延中のロールバイト間隙の左右差に等しく、圧延差荷重と圧下レベリング量で決まる。圧延差荷重は、圧延スタンドのハウジングの伸び、圧延ロールの撓み、及びロール偏平の左右差を生じさせ、ロールバイト間隙の左右差に影響する。
Next, the plate thickness
圧延材の各演算点における圧延スタンド出側の板厚ウェッジは、式(1)、式(2)、及び式(3)に示すように、入側板厚ウェッジ、圧下レベリング量、圧延差荷重の線形和の形で推定することができる。
Δh*:出側の板厚ウェッジ
ΔhD:圧延スタンドの変形により形成される出側の板厚ウェッジ
ΔhS:圧下レベリング量により形成される出側の板厚ウェッジ
ΔH*:入側の板厚ウェッジ
ΔS:圧下レベリング量
ΔP:圧延差荷重
KHh:出側板厚ウェッジへの入側板厚ウェッジの影響係数
KSh:出側板厚ウェッジへの圧下レベリングの影響係数
KPh:出側板厚ウェッジへの圧延差荷重の影響係数
As shown in the formulas (1), (2), and (3), the plate thickness wedge on the exit side of the rolling stand at each calculation point of the rolled material is the input side plate thickness wedge, the rolling reduction level, and the rolling difference load. It can be estimated in the form of a linear sum.
Δh * : Outer plate thickness wedge Δh D : Outer plate thickness wedge formed by deformation of the rolling stand Δh S : Outer plate thickness wedge formed by rolling leveling amount ΔH * : Incoming plate thickness Wedge ΔS: Rolling difference load ΔP: Rolling difference load K Hh : Impact coefficient of entry side plate thickness wedge on exit side plate thickness wedge K Sh : Impact coefficient of rolling leveling on exit side plate thickness wedge K Ph : Outer side plate thickness Impact coefficient of rolling difference load
なお、最上流圧延スタンドの入側板厚ウェッジは0とする。各影響係数は、セットアップ装置10から取得される、ミル定数、ロール扁平のバネ定数、圧延材の影響係数、圧延材の板幅、圧延ロール胴長などに基づいて決定される。例えば、各影響係数は、以下に示す、式(4)、式(5)、及び式(6)のように算出することができる。
KH:ハウジングの撓みばね定数
KF:バックアップロールとワークロール間偏平のばね定数
kf:ロールバイト間偏平のばね定数
lS:左右荷重点間距離
lR:ロール胴長
b:板幅
δP/δH:入側板厚の荷重への影響係数
δP/δh:出側板厚の荷重への影響係数
The entry side plate thickness wedge of the most upstream rolling stand is set to 0. Each influence coefficient is determined based on the mill constant, the spring constant of the flattening of the roll, the influence coefficient of the rolled material, the plate width of the rolled material, the length of the rolled roll, and the like acquired from the
K H : Deflection spring constant of housing K F : Spring constant of flatness between backup roll and work roll k f : Spring constant of flatness between roll bite l S : Distance between left and right load points l R : Roll body length b: Plate width δP / ΔH: Factor of influence of entry side plate thickness on load δP / δh: Factor of influence of exit side plate thickness on load
次に、図4を参照して、圧下レベリング修正量演算部30における、圧下レベリング修正量の決定方法について説明する。圧下レベリング修正量演算部30は、蛇行補償部31、入側板厚ウェッジ補償部32、及び圧延機変形補償部33を有する。
Next, with reference to FIG. 4, a method of determining the reduction leveling correction amount in the reduction leveling correction
蛇行補償部31は、蛇行量検出装置Diで検出された蛇行量を低減するための圧下レベリング修正量(第1圧下レベリング修正量)を算出する。圧下レベリングと蛇行量との関係は線形とみなすことができるので、第1圧下レベリング修正量の計算にはPD制御器やPID制御器を用いることができる。具体的には、例えば、式(7)に示すPD制御器で第1圧下レベリング修正量を算出することができる。
ΔSC1:蛇行補償部による第1圧下レベリング修正量
ΔY:蛇行量検出値
KT,KP,KD:制御ゲイン
s:ラプラス演算子
The meandering
ΔSC1 : First reduction leveling correction amount by the meandering compensation unit ΔY: Meandering amount detection value KT , K P , KD : Control gain s: Laplace operator
入側板厚ウェッジ補償部32は、入側板厚ウェッジに起因する圧延材の回転を生じさせないための圧下レベリング修正量(第2圧下レベリング修正量)を算出する。圧延材の回転は、出側板厚ウェッジ率と入側板厚ウェッジ率の差によって生じることが知られている。つまり、圧延スタンドの変形により形成される出側の板厚ウェッジがΔhD=0のとき、式(8)を満たせば、圧延材の回転は生じない。
h:出側板厚
H:入側板厚
The entry-side plate thickness
h: Outside plate thickness H: Inside plate thickness
式(8)と式(3)とから、出側板厚ウェッジ率を入側板厚ウェッジ率に一致させるための第2圧下レベリング修正量を算出する式(9)が得られる。
ΔSC2:入側板厚ウェッジ補償部による第2圧下レベリング修正量
From the equations (8) and (3), an equation (9) for calculating the second reduction leveling correction amount for matching the exit side plate thickness wedge ratio with the inlet side plate thickness wedge ratio can be obtained.
ΔSC2 : Second reduction leveling correction amount by the entry side plate thickness wedge compensator
圧延機変形補償部33は、圧延差荷重により生じる圧延スタンドのハウジング伸び、及び圧延ロールの変形の出側ウェッジへの影響を補償するような圧下レベリング修正量(第3圧下レベリング修正量)を算出する。式(1)、式(2)、及び式(3)に示した、出側板厚ウェッジと、圧延差荷重、圧下レベリング量、及び入側板厚ウェッジとの関係式から、出側板厚ウェッジはΔh*=0となる。
The rolling mill
具体的には、圧延機変形補償部33は、例えば、式(10)に示す式で第3圧下レベリング修正量を算出する。また、式(11)の様に近似的に単純化した式を用いることもできる。
ここで、
ΔSC3:圧延機変形補償部による第3圧下レベリング修正量
KM:圧延スタンド全体のたて剛性係数(ミル定数)
Specifically, the rolling mill
here,
ΔSC3 : Third rolling down leveling correction amount by the rolling mill deformation compensator KM : Vertical rigidity coefficient (mill constant) of the entire rolling stand
圧下レベリング修正量演算部30は、上述の3つの圧下レベリング修正量ΔSC1,ΔSC2,及びΔSC3を合計する。圧下レベリング修正量演算部30は、その合計値を圧下レベリング修正量として圧下レベリング制御部40へ出力する。圧下レベリング制御部40は、圧下レベリング修正量演算部30で算出された圧下レベリング修正量に基づいて、圧下レベリング装置Viを操作する。
The reduction leveling correction
以上の構成によれば、蛇行補償部31、入側板厚ウェッジ補償部32、及び圧延機変形補償部33のそれぞれで計算された圧下レベリング修正量が、圧下レベリング装置Viの操作に反映される。蛇行補償部31で計算された第1圧下レベリング修正量によれば、上流側で生じた蛇行量を低減することがでる。入側板厚ウェッジ補償部32で計算された第2圧下レベリング修正量によれば、入側板厚ウェッジに起因する圧延材の回転を抑えることができる。圧延機変形補償部33で計算された第3圧下レベリング修正量によれば、圧延差荷重により生じる圧延スタンドのハウジング伸び、及び圧延ロールの変形の出側ウェッジへの影響が補償される。したがって、本実施の形態に係る蛇行制御装置によれば、圧延材が上流側圧延スタンドを抜けた後に増大する圧延材の尾端部の蛇行を低減し、下流側の圧延スタンドを通過する際も、蛇行が生じないよう安定して圧延材を通板することができる。
According to the above configuration, the reduction leveling correction amount calculated by each of the
3.実施の形態2に係る蛇行制御装置の構成
図5は本発明の実施の形態2に係る蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。ここも、圧延スタンドFiに適用される蛇行制御装置Xiを例に、本実施の形態に係る蛇行制御装置を構成する機能を説明する。本実施の形態と上述の実施の形態1との相違点は、本実施の形態に係る蛇行制御装置はゼロ点調整動作部50と圧下レベリング誤差推定部60とを備えていることである。
3. 3. Configuration of the meandering control device according to the second embodiment FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the meandering control device according to the second embodiment of the present invention. Here, the function of configuring the meandering control device according to the present embodiment will be described by taking the meandering control device Xi applied to the rolling stand Fi as an example. The difference between the present embodiment and the above-described first embodiment is that the meandering control device according to the present embodiment includes a zero point adjusting
ゼロ点調整動作部50は、圧延材が圧延スタンドFiに進入してから圧延材の尾端部が上流側圧延スタンドFi-1を抜けるより前までの間の指定した期間において、圧延スタンドFiの圧延差荷重が所定の値となるように圧下レベリングを操作する。この動作をゼロ点調整動作という。具体的には、圧延材の蛇行による差荷重の増加分を減じた圧延差荷重が0となるように圧下レベリングが操作される。ゼロ点調整動作は、例えば、式(12)に示すような制御器を用いて実現することができる。
PSU:圧延荷重設定値
K:ゲイン
The zero point adjusting
P SU : Rolling load set value K: Gain
圧下レベリング誤差推定部60は、ゼロ点調整動作部50によるゼロ点調整動作の実行期間において、所定の周期で圧下レベリング操作量ΔSZ[j]を収集する。次に、圧下レベリング誤差推定部60は、式(13)に示すように、収集した圧下レベリング操作量の平均値を算出し、算出された平均値を圧下レベリング誤差とする。このように算出された圧下レベリング量は、圧延ロールの不均一摩耗などによる圧下レベリングの基準点ズレと考えることができる。
ZS
CUR:圧下レベリング誤差今回値
ΔSZ:ゼロ点調整操作量
nZ:ゼロ点調整収集点数
The reduction leveling
Z S CUR : Reduction leveling error Current value ΔS Z : Zero point adjustment operation amount n Z : Zero point adjustment collection points
式(13)により算出された圧下レベリング誤差は、前回記憶された圧下レベリング誤差と平滑化することができる。平滑化処理は式(14)のように実施される。平滑化後の圧下レベリング誤差が更新値として記憶装置に記憶される。
ZS
NEW:圧下レベリング誤差更新値
ZS
CUR:圧下レベリング誤差今回値
ZS
OLD:圧下レベリング誤差前回値
β:平滑化ゲイン
The reduction leveling error calculated by the equation (13) can be smoothed from the previously stored reduction leveling error. The smoothing process is carried out as in the formula (14). The reduction leveling error after smoothing is stored in the storage device as an update value.
Z S NEW : Reduced leveling error update value Z S CUR : Reduced leveling error This time value Z S OLD : Reduced leveling error Previous value β: Smoothing gain
圧下レベリング誤差推定部60は、次圧延材を圧延する際に、記憶装置に記憶されている圧下レベリング誤差を読み出し、板厚ウェッジ推定部20に出力する。なお、圧延スタンドFiの圧延ロールが交換された場合は、記憶されている圧下レベリング誤差は0に初期化される。
The reduction leveling
本実施の形態では、板厚ウェッジ推定部20は、圧下レベリング誤差推定部60から出力された圧下レベリング誤差を考慮して、圧延スタンドFiの出側の板厚ウェッジを推定する。具体的には、板厚ウェッジ推定部20は、式(1)を変更した式(15)のような式を用いて板厚ウェッジを推定する。
以上述べたように、本実施の形態に係る蛇行制御装置によれば、板厚ウェッジの推定において圧下レベリング誤差を考慮することで、圧延スタンド出側の板厚ウェッジをより正確に推定することができる。また、本実施の形態に係る蛇行制御装置によれば、圧延ロールに不均一摩耗がある場合でも、安定した蛇行制御を実現することができる。その結果、圧延材のサイドガイドへの衝突や、絞りなどのトラブルを回避することができる。 As described above, according to the meandering control device according to the present embodiment, the plate thickness wedge on the exit side of the rolling stand can be estimated more accurately by considering the rolling down leveling error in the estimation of the plate thickness wedge. can. Further, according to the meandering control device according to the present embodiment, stable meandering control can be realized even when the rolling roll has uneven wear. As a result, it is possible to avoid a collision of the rolled material with the side guide and troubles such as drawing.
4.実施の形態3に係る蛇行制御装置の構成
図6は本発明の実施の形態3に係る蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る蛇行制御装置は、最終圧延スタンドFNに備えられた蛇行制御装置XNである。本実施の形態に係る蛇行制御装置は、ゼロ点調整動作部50と圧下レベリング誤差推定部60に加えて、さらに温度要因差荷重比率算出部70を備えている。
4. Configuration of the meandering control device according to the third embodiment FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the meandering control device according to the third embodiment of the present invention. The meandering control device according to the present embodiment is a meandering control device XN provided in the final rolling stand NF . The meandering control device according to the present embodiment further includes a temperature factor difference load
温度要因差荷重比率算出部70は、圧延材が最終圧延スタンドFNに進入してから圧延材の尾端部が上流側圧延スタンドFN-1を抜けるより前までの間の指定した期間において、所定の周期で情報を収集する。収集される情報は、荷重検出装置MNで検出された圧延差荷重、蛇行検出装置DNで検出された蛇行量、板厚ウェッジ検出装置WNで検出された出側板厚ウェッジ、及び推定された入側板厚ウェッジである。温度要因差荷重比率算出部70は、収集されたこれらの情報に基づいて、圧延材の左右温度差に起因する温度要因差荷重比率を推定する。
The temperature factor difference load
各収集タイミングにおける、最終圧延スタンドFNの温度要因差荷重は、式(16)に示すように、最終圧延スタンドFNの圧延差荷重から、蛇行要因の圧延差荷重と、出側板厚ウェッジ要因の差荷重と、入側板厚ウェッジ要因の差荷重とを減じて算出される。圧延材の温度要因差荷重比率は、式(17)に示すように、最終圧延スタンドFNにおける温度要因差荷重の平均値を圧延荷重設定値で除算して算出される。
ΔPT
N:最終圧延スタンドの温度要因差荷重
γT:温度要因差荷重比率
ΔhN:最終圧延スタンド出側板厚ウェッジ検出値
nT:収集点数
As shown in the equation (16), the temperature factor difference load of the final rolling stand F N at each collection timing is obtained from the rolling difference load of the final rolling stand F N , the rolling difference load of the meandering factor, and the output side plate thickness wedge factor. It is calculated by subtracting the difference load of and the difference load of the entry side plate thickness wedge factor. As shown in the formula (17), the temperature factor difference load ratio of the rolled material is calculated by dividing the average value of the temperature factor difference load at the final rolling stand NF by the rolling load set value.
ΔPTN: Temperature factor difference load of the final rolling stand γ T : Temperature factor difference load ratio Δh N : Final rolling stand output side plate thickness wedge detection value n T : Number of collected points
圧延材の左右温度差に起因する圧延差荷重は、各圧延スタンドにおいて、圧延荷重に対し同程度の大きさの比率で生じると考えられる。各圧延スタンドにおける温度要因差荷重を推定するため、温度要因差荷重比率算出部70で算出された温度要因差荷重比率は、各圧延スタンドの蛇行制御装置X2、X3、…、XNに出力される。
It is considered that the rolling difference load due to the left-right temperature difference of the rolled material is generated at the ratio of the same magnitude to the rolling load at each rolling stand. In order to estimate the temperature factor difference load at each rolling stand, the temperature factor difference load ratio calculated by the temperature factor difference load
蛇行制御装置X2、X3、…、XNの圧下レベリング誤差推定部60は、式(13)に示したように、ゼロ点調整動作の実行期間に収集した圧下レベリング操作量の平均値を算出する。しかし、このように算出された圧下レベリング量には、圧下レベリング誤差の他、圧延材の左右温度差による圧延差荷重の影響が含まれる。
As shown in Eq. (13), the reduction leveling
そこで、本実施の形態では、圧下レベリング誤差推定部60は、圧延材の左右温度差による影響を考慮して、圧下レベリング誤差を推定する。具体的には、圧下レベリング誤差推定部60は、式(13)を変更した式(18)のような式を用いて、圧延材の左右温度差による影響が補正された圧下レベリング誤差を推定する。
以上述べたように、本実施の形態に係る蛇行制御装置によれば、圧下レベリング誤差を推定する際に、圧延材の左右温度差による差荷重の影響を補正することで、圧延スタンド出側の板厚ウェッジをより正確に推定することができる。 As described above, according to the meandering control device according to the present embodiment, when the rolling down leveling error is estimated, the influence of the differential load due to the left-right temperature difference of the rolled material is corrected, so that the rolling stand is on the exit side. The plate thickness wedge can be estimated more accurately.
5.蛇行制御装置のハードウェア構成例
図7は、上記各実施の形態に係る蛇行制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。図7は、図2、図5、及び図6に示す蛇行制御装置の各機能は処理回路90により実現される。一態様として、処理回路90は、少なくとも1つのプロセッサ91と少なくとも1つのメモリ92とを備える。他の態様として、処理回路90は、少なくとも1つの専用のハードウェア93を備える。
5. Hardware Configuration Example of Meandering Control Device FIG. 7 is a conceptual diagram showing a hardware configuration example of a processing circuit included in the meandering control device according to each of the above embodiments. In FIG. 7, each function of the meandering control device shown in FIGS. 2, 5, and 6 is realized by the
処理回路90がプロセッサ91とメモリ92とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェア及びファームウェアの少なくとも一方は、メモリ92に格納される。プロセッサ91は、メモリ92に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。
When the
処理回路90が専用のハードウェア93を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路で実現される。
When the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
1 圧延材
10 セットアップ装置
20 板厚ウェッジ推定部
30 圧下レベリング修正量演算部
31 蛇行補償部
32 入側板厚ウェッジ補償部
33 圧延機変形補償部
40 圧下レベリング制御部
50 ゼロ点調整動作部
70 温度要因差荷重比率算出部
90 処理回路
91 プロセッサ
92 メモリ
93 ハードウェア
F1、F2、…、FN 圧延スタンド
M1、M2、…、MN 荷重検出装置
V1、V2、…、VN 圧下レベリング装置
R1、R2、…、RN ロール回転速度検出装置
X2、X3、…、XN 蛇行制御装置
D2、D3、…、DN 蛇行量検出装置
WN 板厚ウェッジ検出装置
1 Rolled
Claims (5)
前記第1圧延スタンドの圧下レベリング量と、前記第1圧延スタンドの圧延差荷重と、前記第2圧延スタンドの出側の板厚ウェッジとに基づいて、前記第1圧延スタンドの入側及び出側の板厚ウェッジを推定する板厚ウェッジ推定部と、
前記圧延材の尾端が前記第2圧延スタンドを通過後、前記蛇行量検出装置で検出された蛇行量と、前記板厚ウェッジ推定部で推定された前記第1圧延スタンドの少なくとも入側の板厚ウェッジとに基づいて、前記第1圧延スタンドの圧下レベリング修正量を算出する圧下レベリング修正量演算部と、
前記圧下レベリング修正量演算部から出力された前記圧下レベリング修正量に基づいて、前記圧下レベリング装置を操作する圧下レベリング制御部と、を備える
ことを特徴とする圧延機の蛇行制御装置。 A first rolling stand having a rolling leveling device, a second rolling stand located upstream of the first rolling stand in the direction of rolling material flow, and an arrangement between the first rolling stand and the second rolling stand. It is a meandering control device of a rolling mill having a meandering amount detecting device for detecting the meandering amount of the rolled material.
The entry side and the exit side of the first rolling stand are based on the rolling leveling amount of the first rolling stand, the rolling difference load of the first rolling stand, and the plate thickness wedge on the exit side of the second rolling stand. The plate thickness wedge estimation unit that estimates the plate thickness wedge of
After the tail end of the rolled material passes through the second rolling stand, the meandering amount detected by the meandering amount detecting device and at least the entry side plate of the first rolling stand estimated by the plate thickness wedge estimation unit. A rolling down leveling correction amount calculation unit that calculates the rolling down leveling correction amount of the first rolling stand based on the thick wedge, and
A meandering control device for a rolling mill, comprising: a rolling milling control unit for operating the rolling milling leveling device based on the rolling milling leveling correction amount output from the rolling milling leveling correction amount calculation unit.
前記蛇行量検出装置で検出された蛇行量に基づいて、同蛇行量を低減する第1圧下レベリング修正量を算出する蛇行補償部と、
前記板厚ウェッジ推定部で推定された前記第1圧延スタンドの入側の板厚ウェッジに基づいて、同入側の板厚ウェッジが前記圧延材の回転に作用する影響を補償する第2圧下レベリング修正量を算出する入側板厚ウェッジ補償部と、を有し、
前記圧下レベリング修正量は、少なくとも前記第1圧下レベリング修正量と前記第2圧下レベリング修正量とを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の圧延機の蛇行制御装置。 The reduction leveling correction amount calculation unit is
A meandering compensation unit that calculates a first reduction leveling correction amount that reduces the meandering amount based on the meandering amount detected by the meandering amount detecting device.
Second reduction leveling that compensates for the effect of the plate thickness wedge on the inlet side on the rotation of the rolled material based on the plate thickness wedge on the inlet side of the first rolling stand estimated by the plate thickness wedge estimation unit. It has an entry-side plate thickness wedge compensation unit that calculates the correction amount, and
The meandering control device for a rolling mill according to claim 1, wherein the rolling down leveling correction amount includes at least the first rolling down leveling correction amount and the second rolling down leveling correction amount.
前記第1圧延スタンドの圧延差荷重に基づいて、同圧延差荷重による前記第1圧延スタンドの変形が前記第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジへ与える影響を補償する第3圧下レベリング修正量を算出する圧延機変形補償部をさらに有し、
前記圧下レベリング修正量は、前記第3圧下レベリング修正量をさらに含む
ことを特徴とする請求項2記載の圧延機の蛇行制御装置。 The reduction leveling correction amount calculation unit is
Based on the rolling difference load of the first rolling stand, the third rolling down leveling correction amount that compensates for the influence of the deformation of the first rolling stand due to the rolling difference load on the plate thickness wedge on the exit side of the first rolling stand. Further has a rolling mill deformation compensation unit to calculate
The meandering control device for a rolling mill according to claim 2, wherein the rolling down leveling correction amount further includes the third rolling down leveling correction amount.
前記ゼロ点調整動作部が前記圧下レベリング装置の操作に用いた圧下レベリング操作量に基づいて、前記圧下レベリング装置の圧下レベリング誤差を推定する圧下レベリング誤差推定部と、を備え
前記板厚ウェッジ推定部は、前記圧下レベリング誤差推定部で推定された前記圧下レベリング誤差に基づいて前記第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジの推定値を補正する
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の圧延機の蛇行制御装置。 A zero point adjusting operation unit that operates the rolling down leveling device so that the rolling difference load of the first rolling stand becomes a predetermined value before the tail end of the rolled material passes through the second rolling stand.
The plate thickness wedge estimation unit includes a reduction leveling error estimation unit that estimates the reduction leveling error of the reduction leveling device based on the reduction leveling operation amount used by the zero point adjustment operation unit to operate the reduction leveling device. 1. The meandering control device for the rolling mill according to item 1.
前記蛇行制御装置は、前記板厚ウェッジ検出装置で検出された板厚ウェッジに基づいて前記圧延材の左右温度差に起因する温度要因差荷重比率を推定する温度要因差荷重比率算出部をさらに備え、
前記圧下レベリング誤差推定部は、前記温度要因差荷重比率算出部で推定された温度要因差荷重比率に基づいて、前記圧延材の左右温度差の前記圧下レベリング量への影響を補償する補正量を算出し、同補正量によって前記圧下レベリング誤差を補正する
ことを特徴とする請求項4に記載の圧延機の蛇行制御装置。 The rolling mill has a plate thickness wedge detection device that is arranged on the exit side of the final rolling stand and detects the plate thickness wedge of the rolled material.
The meandering control device further includes a temperature factor difference load ratio calculation unit that estimates a temperature factor difference load ratio due to the left-right temperature difference of the rolled material based on the plate thickness wedge detected by the plate thickness wedge detection device. ,
The reduction leveling error estimation unit compensates for the influence of the left-right temperature difference of the rolled material on the reduction leveling amount based on the temperature factor difference load ratio estimated by the temperature factor difference load ratio calculation unit. The meandering control device for a rolling mill according to claim 4, wherein the rolling milling leveling error is calculated and corrected by the same correction amount.
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