JP2719215B2 - 板圧延のエッジドロップ制御方法 - Google Patents

板圧延のエッジドロップ制御方法

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JP2719215B2
JP2719215B2 JP2036210A JP3621090A JP2719215B2 JP 2719215 B2 JP2719215 B2 JP 2719215B2 JP 2036210 A JP2036210 A JP 2036210A JP 3621090 A JP3621090 A JP 3621090A JP 2719215 B2 JP2719215 B2 JP 2719215B2
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/40Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using axial shifting of the rolls

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、板圧延のエッジドロップ制御におけるセッ
トアップ方法に関するものである。
[従来の技術] 冷間で連続圧延する板圧延においては、圧延機の高速
圧延とエッジドロップ改善のために、圧延ライン上に複
数パスの多重圧延機を設置し、圧延された板は、エッジ
ドロップが小さく、かつ形状が良好であるエッジドロッ
プ制御を行う。エッジドロップ制御方法の一つとして、
ロール胴端部が先細り(以下テーパーと呼ぶ)となった
ワークロールの板幅方向シフト量を調節する方法があ
る。たとえば、特開昭58−209402号公報で開示された技
術では、先細りとなったワークロール対の板幅方向シフ
ト量を板幅に応じて調節する。また、特開昭60−12213
号公報で開示された技術では、最終パス圧延機出側にお
ける板厚計からの鋼板のエッジドロップ量計測値と目標
エッジドロップ量とを比較演算し、この比較演算値に基
づき、前記ワークロールシフト量操作とロールベンダの
圧力操作とを行い、エッジドロップを制御する。
エッジドロップ制御では、通常ワークロールシフト量
の最適設定値を圧延条件に基づいて予め求めておき、圧
延時にワークロールシフト量をその最適設定値に設定す
ることが行われている。
[発明が解決しようとする課題] エッジドロップ制御において、セットアップでは、目
標エッジドロップに一致するように、オフラインで予め
作成したエッジドロップを予測する数式モデル(以下エ
ッジドロップ予測モデルと呼ぶ)を用いて、エッジドロ
ップを精度よく求める方法が行われているが、実際の圧
延過程においては、圧延条件が絶えず変化し、オフライ
ンで求めた該モデル式の係数で常に精度が保証されると
は限らない。
本発明は、エッジドロップ制御においては、エッジド
ロップの予測精度を向上または維持していくために、該
モデルに含まれる各種モデル係数の値をプラントデータ
実測値等に基づいて、オフラインで逐次更新していく方
法について開示するものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、ロール胴端部が先細りとなったワークロー
ルの胴軸方向へのシフト機構を有した複数パスの多重圧
延機による板圧延に際し、圧延材のエッジドロップを表
現するエッジドロップ予測式を用いて予め定められた最
終パス圧延機出側のエッジドロップ目標値に一致するよ
うに、ワークロール先細り開始点の圧延材板側端部との
相対位置を設定するエッジドロップ制御方法において、
上記エッジドロップ予測式より求まるエッジドロップの
値と圧延中に得られたプラントデータの実測値に基づい
てエッジドロップ予測式の係数を更新し、次材のワーク
ロールシフト設定に、更新した係数を用いることを特徴
とする板圧延におけるエッジドロップ制御方法である。
[作用] 本発明の対象とする板圧延の一態様を第1図に示す。
ラインの始点はS点、終点はO点とし、O点では、材料
のエッジドロップ目標値が与えられている。ライン上に
は、板圧延装置として、nパスの圧延機7がある。材料
の性質やO点でのエッジドロップ目標値に応じて、nパ
スの圧延機の中で、圧延機に組込まれているワークロー
ルシフトについてライン上流側より、使用数の制限を行
う。エッジドロップの操作は、主として、ワークロール
シフトを使用する。最終パス圧延機出側エッジドロップ
を実測するためのエッジドロップ検出器8は、O点に設
置されエッジドロップ制御の計算は、制御用計算機4に
よって行われる。
なお、S点においては、圧延機入側での板のエッジド
ロップを検出する検出器5および板幅を検出する検出器
6が設置されている。また圧延するための板1は、図の
右より左に圧延される。S点における被圧延材の情報、
圧延条件それにO点における圧延後のエッジドロップ量
が制御用計算機に入力され、使用する圧延機のワークロ
ールシフト量が制御用計算機より出力される。
第1図のようなライン構成で、材料を圧延した場合の
エッジドロップの変化の一例を第2図に示す。第2図
は、横軸が複数パス多重圧延機の上流からのパス番号
で、0は該圧延機の入側を示す。縦軸は、エッジドロッ
プ量を示し、下方向をドロップ、上方向をアップで表し
ている。図中のD1およびD2は、エッジドロップを定量的
に表したパラメータであり、一点鎖線は、エッジドロッ
プの目標値を示す。第1パスよりパスが増す毎にエッジ
ドロップが目標値に近づいている。
[実施例] 以下、本発明の実施例に基づいて、エッジドロップ制
御方法およびエッジドロップ予測モデルの係数の更新方
法の詳細について説明する。
エッジドロップは、発明者らが特開昭62−244506号で
提案した式(1)で示される。即ち、D1およびD2の二つ
の値によって定義する。
ここでh50は、板幅側端部から板幅中心に向って50mm
位置での板厚、h15およびh25は、板幅側端部から板幅中
心に向って、15mmおよび25mm位置の板厚を表す。このよ
うに定義されたエッジドロップは、ワークロールシフト
量Sw、ワークロールベンダ力Fwおよび圧延前の板のエッ
ジドロップΓを関数として表すことができる。ここでワ
ークロールシフト量Swは、ワークロールのテーパー開始
点から板側端部までの距離である。エッジドロップは、
材質によっても大きく変化し、またワークロールのテー
パー部は、直線上あるいは、サイン曲線、円弧などの曲
線上に先細りとなっており、その大きさによってもエッ
ジドロップに大きく影響を受ける。さらにエッジドロッ
プは、圧延荷重P、板厚H、板幅等によっても影響を受
けることが理論解析あるいは実験式等から明らかにされ
ている。従ってエッジドロップDは、式(2)に示すよ
うな数式モデルの構造とすることにより精度よく表現す
ることができる。
ここでiは上流パス側からiパス目の圧延機、nはエ
ッジドロップ制御を行う最終パス、kfmは材質、Trはワ
ークロールのテーパー部の半径、Pは圧延荷重、Γは材
料の圧延前のエッジドロップ量、Hは、圧延前の板厚で
ある。またA1からA5、B1からB5はそれぞれの変数にかか
る影響係数、Eは、定数項で板幅を考慮したものであ
る。さらにεは補正項、α,βおよびγは、学習係数で
ある。エッジドロップの定義は、D1およびD2の二つの値
としているので、実施例では、式(2)についても、D1
およびD2の二つの数式で表すものとしている。第3−1
図および第3−2図は、エッジドロップ予測モデル式D1
およびD2に対する実測値D1およびD2の関係を示すもの
で、該モデルによるD1およびD2がエッジドロップを精度
よく表現していることが判る。
次に、複数パスの多重圧延機による板圧延でのエッジ
ドロップ制御の操作量の設定方法について説明する。ま
た、圧延前の板のエッジドロップは、板両側端における
エッジロップが必ずしも同量ではないので、圧延機の駆
動側および操作側において、別々に最終パス圧延機出側
エッジドロップを求めるものとし、ワークロールシフト
の設定においても、各圧延機の上下ワークロールシフト
を各々独立に設定する。圧延機の上下ワークロールシフ
トの第4図に示す。前記D1およびD2に対するそれぞれの
目標値との偏差を求め、その偏差を調整する。操作側、
駆動側のワークロールシフトの操作量として最適な値を
求めるため、エッジドロップ計算値とその目標値の関数
として、その値が最小となるように、予め定めたエッジ
ドロップ評価関数によってその評価値を求める。その評
価関数Jは、式(3)によって表され、上流パスからの
最適なワークロールシフト量を決定する。
J=W1i(D1+W2i(D2…(3) ここでiは、上流側パスからの圧延機番号、W1および
W2はD1およびD2とそれぞれの目標値およびの差
にかかる重み係数で、経験的に対象パス毎に決まる数値
である。上流パスではW2をW1より大きく、下流パスでは
W1をW2より大きな値とする。実施例では、第1パス目の
W1を1、W2を2、第2パス目から、エッジドロップ制御
を対象としている最終パスまでのW1を1、W2を1として
いる。
各パスでの最適ワークロールシフト量を求める場合、
エッジドロップ予測モデル式に初期値として与えられる
ワークロールシフト量を入力し、求めたエッジドロップ
量D1およびD2を式(3)に代入し、評価関数Jを求めた
ものをJ1とする。また、ワークロールシフト量の初期値
に微少量のワークロールシフト量を加算し、加算された
ワークロールシフト量をエッジドロップ予測モデル式に
代入し、求めたエッジドロップ量D1およびD2を式(3)
に代入し、評価関数Jを求めたものをJ2とする。さらに
初期ワークロールシフト量を微少量減算し、そのワーク
ロールシフト量をエッジドロップ予測モデル式に代入
し、求めたエッジドロップ量D1およびD2を式(3)に代
入し、評価関数Jを求めたものをJ3とする。J1、J2およ
びJ3において最も小さいJを選択し、それをJ0とする。
そのときのワークロールシフト量にさらに微少量のワー
クロールシフト量を加算して、加算したワークロールシ
フト量をエッジドロップ予測モデル式に代入し、D1およ
びD2を求め、それを式(3)に代入してJを求め、それ
をJ2とする。また、J0のときのワークロールシフト量か
ら微少量のワークロールシフト量を減算し、減算したワ
ークロールシフト量をエッジドロップ予測モデル式に代
入し、D1およびD2を求めそれを式(3)に代入し評価関
数Jを求め、それをJ3とする。前記同様にJ0、J2および
J3において最も小さいJを求め、前記J0と比較し、今回
求めたJの方が小さければ今回のJをJ0とし、前記方法
と同様にJ2およびJ3を求め、J0、J2およびJ3の内の最小
値を求める。前記J0と今回のJを比較し、今回のJの方
が大きくなった場合は、前記J0のときの計算に使用した
ワークロールシフト量が最適値となる。その最適ワーク
ロールシフト量をエッジドロップ予測モデル式に代入
し、D1およびD2を求め、それらをエッジドロップ目標値
と比較し、一致するならばそのワークロールシフト量を
そのパスでのワークロールシフト設定値とする。一致し
ない場合は、i+1パスのワークロールシフト量の最適
値を求めるため、前回同様の方法に基づいて、エッジド
ロップ制御対象圧延機での最適ワークロールシフト量を
求める。第5図に最適ワークロールシフト量を求める手
順を示す。
このように各パスでのワークロールシフトを操作する
ことにより、板側端部での形状が不安定となることがあ
る。そのため、実施例では、ワークロールシフト量の設
定を、第1パス目から第4パス目までとし、この間の板
側部の形状(平坦度)は通板可能なあるいは板破断をお
こさない範囲でのワークロールベンダの設定変更によ
り、形状悪化を保証するが、この形状不良の度合によっ
て、ワークロールシフト量の設定範囲は制限されるた
め、ワークロールシフト量の算定に際して、各パス圧延
機毎に設定可能な上限および下限値を定めている。
以上の処理により、圧延開始時に各パスのワークロー
ルシフト量を設定する。前述したエッジドロップ予測式
の係数値は、エッジドロップ予測モデルの誤差、ロット
間の圧延条件の変化および各種外乱等によって、ライン
上O点におけるエッジドロップ実測値とエッジドロップ
予測モデルによる計算値との間に差異が発生する。これ
らに対処するため、本実施例では、フィードバック的に
O点におけるエッジドロップを目標エッジドロップに一
致させるため、該モデルの係数値を逐次更新する。ロッ
ト間におけるプリセット制御動作のたびに逐次更新を行
うことにより、圧延条件の内で、測定が困難な要因(例
えばロールのヒートクラウン等)に対しても、適応性を
もった該モデルの係数値を制御量計算に用いることがで
き、常に精度のよいエッジドロップ制御が可能となる。
前述のエッジドロップ予測モデルの係数値の更新は、式
(5)によって計算される。なお、実施例では、エッジ
ドロップのパラメータを2つ(D1およびD2)もち、D1
対する逐次更新ゲインをα(t)、D2に対する逐次更
新ゲインをα(t)と表すが、両者の更新方法は、全
く同様であるため、総称して、式(5)に示すように、
α(t)で表記する。
但し、tはロット番号で、時間的変化を表わす。
ここでIは単位行列で、Pa(t)∈Ra 6 × の対角ゲイ
ン行列である。制御開始時における(即ちt=0)P
a(0)は制御開始に先立って、事前に操業データの解
析等によって求められる。本方式によるとエッジドロッ
プ予測モデル係数値の逐次更新による通常の圧延状態に
おいてロット間に式(5)に示すPa(t)の自己学習を
行うために大がかりなデータ解析による数式モデルの作
成等も不要になる。ka(t)は各時点の推定誤差を常に
最小とするための可変ゲインの計算を意味する。該可変
ゲインにより、学習の開始には、影響係数の大きな修正
動作が働くが、学習が進むにつれて、修正動作を小さく
することが可能となり、学習の迅速化と安定性を促進す
ることができる。第6図は、実施例による制御結果の一
例で、最終パス圧延機出側におけるエッジドロップが目
標エッジドロップを十分満たしていることが判る。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明は、板幅方向エッジ部に
対するエッジドロップを調整するための操作端として、
各パス圧延機でのワークロールシフト装置を用いること
により、セットアップ制御が可能であり、エッジドロッ
プ制御能力を発揮でき、目標とするエッジドロップ量を
容易に得ることが可能となるため、多大の効果をもたら
す。また、本発明は、望ましいエッジドロップの指標を
表す評価関数を用い、ロット単位での各操作端の動作限
界範囲内で最も望ましいエッジドロップに近づくよう
に、操作端の設定値を変更するという動作をくりかえし
エッジドロップ制御を行うことにより、常に可能な限り
のエッジドロップが保証された制御能力を有する。また
操作量の変化がエッジドロップに及ぼす影響度を表すエ
ッジドロップ影響係数の自己学習を行うことにより、圧
延条件の変化に対しても適応性を有した常に高精度のエ
ッジドロップ制御が可能となり、制御システムの小規模
化を計ることができ、経済的にも多大の効果をもたらす
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の対象とする板圧延の一態様、第2図は
学習前のエッジドロップパターン、第3−1図および第
3−2図はエッジドロップ予測モデル式D1およびD2に対
する実測値D1およびD2の関係、第4図は圧延機の上下ワ
ークロールシフトの態様、第5図は最適ワークロールシ
フト量を求める手順、第6図は学習後のエッジドロップ
パターン。 1……板、4……制御用計算機、6……板幅を検出する
検出器、8……エッジドロップ検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 光延 福岡県北九州市八幡東区枝光1―1―1 新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭60−148610(JP,A) 特公 昭56−14362(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ロール胴端部が先細りとなったワークロー
    ルの胴軸方向へのシフト機構を有した複数パスの多重圧
    延機による板圧延に際し、圧延材のエッジドロップを表
    現するエッジドロップ予測式を用いて予め定められた最
    終パス圧延機出側のエッジドロップ目標値に一致するよ
    うに、ワークロール先細り開始点の圧延材板側端部との
    相対位置を設定するエッジドロップ制御法において、上
    記エッジドロップ予測式より求まるエッジドロップの値
    と圧延中に得られたプラントデータの実測値に基づいて
    エッジドロップ予測モデル式の係数を更新し、次材のワ
    ークロールシフト設定に、更新した係数を用いることを
    特徴とする板圧延におけるエッジドロップ制御方法。
JP2036210A 1990-02-19 1990-02-19 板圧延のエッジドロップ制御方法 Expired - Lifetime JP2719215B2 (ja)

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JP4114646B2 (ja) * 2004-07-07 2008-07-09 株式会社日立製作所 圧延制御装置,圧延制御方法及び圧延装置
EP3479916A1 (de) 2017-11-06 2019-05-08 Primetals Technologies Germany GmbH Gezielte einstellung der kontur durch entsprechende vorgaben

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