JP3344092B2

JP3344092B2 - 圧延機の張力制御方法

Info

Publication number: JP3344092B2
Application number: JP16126494A
Authority: JP
Inventors: 誠一伴; 俊哉大井; 文生西村
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 2002-11-11
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: JPH0775813A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はタンデムに配置された複
数のスタンドを備える圧延機における圧延材の張力を制
御する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンデムに配置された複数のスタンドを
備える圧延機において圧延材に働く張力が変動すると、
製品の厚みが一定とならず、製品の品質に悪影響を及ぼ
すため、これを一定に制御することが重要である。

【０００３】図５は特開平 4-84613号公報に記載されて
いる従来の圧延機の張力制御方法の実施態様を示すブロ
ック図であり、図中♯１〜♯５は一対の作業ロールとこ
れを支持する一対の支持ロールとを備える第１〜第５ス
タンドである。第１〜第５スタンド♯１〜♯５は所定距
離を隔ててタンデムに配置されており、ストリップＳを
図中矢符方向に移送しつつ圧延して所定厚みの圧延材を
製造する。各スタンド♯１〜♯５の支持ロールにはそれ
ぞれ圧下装置41〜45を連結してあり、圧下装置41〜45の
圧下位置は圧下位置制御装置31〜35にて制御される。ま
た各スタンド♯１〜♯５の作業ロールにはこれを駆動す
る駆動モータ21〜25を連結してあり、駆動モータ21〜25
の回転速度はロール速度制御装置91〜95にて制御され
る。

【０００４】第１〜第５スタンド♯１〜♯５の入側には
ストリップＳの張力を測定する張力測定器SE11〜SE15が
それぞれ配置されており、第１〜第４スタンド♯１〜♯
４の入側に配置された張力測定器SE11〜SE14は張力制御
装置81〜84に接続されており、張力制御装置81〜84は第
１〜第４スタンド♯１〜♯４間の各張力を目標張力とす
べく前記圧下位置制御装置41〜44に制御指令を与えるよ
うになっている。また第５スタンド♯５の入側に配置さ
れた張力測定器SE15は張力制御装置85に接続されてお
り、張力制御装置85は第４スタンド♯４のロール速度制
御装置95に制御指令を与える。

【０００５】また第５スタンド♯５の出側にはストリッ
プＳの板厚を検出する厚さ計101 が配置されており、厚
さ計101 は厚さ制御装置102 に接続されている。そして
厚さ制御装置102 はストリップＳの板厚を目標値にすべ
く、ロール速度制御装置93を直接制御し、また比率設定
器105 に制御指令を与えて所定比率の制御量とし、それ
をロール速度制御装置92に与え、更に比率設定器105 及
び比率設定器106 に制御指令を与えて所定比率の制御量
とし、それをロール速度制御装置91に与えている。また
ロール速度制御装置91,92,93は駆動モータ21,22,23の回
転速度を調整して第１〜第３スタンド♯１〜♯３のロー
ル速度をサクセシブに（同じ比率だけ同時に）調整す
る。

【０００６】このような圧延機では、張力測定器SE11〜
SE15にてストリップＳの張力を測定し、その測定値を張
力制御装置81〜85へ与える。張力制御装置81〜84は測定
された張力を目標値とすべく圧下位置制御装置31〜34を
して圧下装置41〜44を制御せしめる。また張力測定器SE
15にて測定されたストリップＳの張力によって張力制御
装置85は第４スタンド♯４と第５スタンド♯５との間の
ストリップＳの張力を所定値とすべくロール速度制御装
置94をして第４スタンド♯４の駆動モータ24を制御せし
める。

【０００７】また図17は、特開平 5-31517号公報に記載
されている従来の圧延機の張力制御方法の他の実施態様
を示すブロック図であり、ロール速度と圧下位置とを同
時に操作してスタンド入側張力を制御しつつ、スタンド
出側板厚を制御するようになしてある。なお図17は第３
スタンド♯３に適用した場合について示してある。また
図中、図５に対応する部分には同じ符号を付してその説
明を省略する。

【０００８】第３スタンド♯３の入側には張力測定器SE
13が、また第３スタンド♯３の出側には厚さ計300 がそ
れぞれ配置してあり、張力測定器SE13が測定した張力Ｔ
_b3及び厚さ計300 が測定した板厚Ｈ_m3は板厚張力制御装
置220 に与えられる。また板厚張力制御装置220 は、第
２スタンド♯２の作業ロールに連結した駆動モータ22及
び第３スタンド♯３の圧下装置43から、速度Ｖ₃及び圧
下位置Ｓ₃がそれぞれ与えられる。駆動モータ22には速
度制御装置62が接続してあり、速度制御装置62は板厚張
力制御装置220 から与えられる速度指令Ｖ_3refに基づい
て駆動モータ22の回転速度を制御する。また圧下装置43
には圧下位置制御装置33が接続してあり、圧下位置制御
装置33は板厚張力制御装置220 から与えられる圧下位置
指令Ｓ_3r _efに基づいて圧下装置43の圧下位置を制御す
る。

【０００９】板厚張力制御装置220 は張力測定器SE13，
厚さ計300 ，駆動モータ22及び圧下装置43からそれぞれ
与えられた張力Ｔ_b3，板厚Ｈ_m3，速度Ｖ₃及び圧下位置
Ｓ₃に基づいて、最適レギュレータの手法によって求め
られる制御ゲインka11〜ka23，kb11〜kb22を用いた次式
によって圧下位置指令Ｓ_3ref及び速度指令Ｖ_3refを出力
する。

【００１０】

【数２】

【００１１】図18は、図17の板厚張力制御装置220 の構
成を示すブロック図である。厚さ計から読み込んだ板厚
Ｈ_m3及び張力測定器から読み込んだ張力Ｔ_b3は、それぞ
れ加算器221 ，222 に与えられる。加算器221 ，222 に
は、メモリ223 ，224 から所定期間の過去の，制御周期
毎の板厚Ｈ_m3，張力Ｔ_b3もそれぞれ与えられており、加
算器221 ，222 はそれらを加算してその結果を乗算器22
5 ，227 ，230 ，232にそれぞれ与える。また張力Ｔ_b3
は乗算器226 ，231 に、圧下位置Ｓ₃は乗算器228 ，23
3 に、速度Ｖ₃は乗算器229 ，234 に与えられる。

【００１２】乗算器225 ，226 ，227 ，228 ，229 には
それぞれ、制御ゲインkb11，ka13，kb12，ka11，ka12が
与えられるようになっており、乗算器225 ，226 ，227
，228 ，229 は、加算器221 の加算結果と制御ゲインk
b11とを、張力Ｔ_b3と制御ゲインka13とを、加算器222
の加算結果と制御ゲインkb12とを、圧下位置Ｓ₃と制御
ゲインka11とを、速度Ｖ₃と制御ゲインka12とをそれぞ
れ乗算し、その結果を加算器240 へ出力する。そして加
算器240 はそれらを加算して圧下位置指令Ｓ_3refとして
出力する。

【００１３】乗算器230 ，231 ，232 ，233 ，234 には
それぞれ、制御ゲインka21，ka23，kb22，ka21，ka22が
与えられるようになっており、乗算器230 ，231 ，232
，233 ，234 は、各制御ゲインと加算器221 の加算結
果，張力Ｔ_b3，加算器222 の加算結果，圧下位置Ｓ₃又
は速度Ｖ₃とをそれぞれ乗算し、その結果を加算器241
へ出力する。そして加算器241 はそれらを加算して速度
指令Ｖ_3refとして出力する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平 4
-84613号公報に記載されている従来の圧延機の張力制御
方法にあっては、例えば第３〜第４スタンド間の張力制
御のために第４スタンドの圧下位置を制御するので、第
４スタンド出側の板厚が変動し、これが第４〜第５スタ
ンド間の張力変動を誘起する。一方、第４〜第５スタン
ド間の張力を制御するために第４スタンドのロール速度
を制御しているが、これは第５スタンド出側の板厚変動
を誘起するので、第４スタンド出側の板厚変動と合わせ
て製品の板厚精度が低下するという問題があった。

【００１５】図６は５スタンドを備えた圧延機において
第４スタンドの圧下位置を正弦波状に変動させたときの
第４スタンド入側の張力変動幅を測定した結果を示すグ
ラフである。第４スタンドの圧下位置は振幅を一定とし
て周波数を様々に変化させて正弦波状に変動させた。図
７は図６と同様に第４スタンドの圧下位置を正弦波状に
変動させたときの第４スタンド出側の板厚変動幅を測定
した結果を示すグラフである。図６及び図７は共に、横
軸に圧下位置変動の周波数を対数スケールにて、また縦
軸に張力変動幅または板厚変動幅のゲインをｄＢにてプ
ロットしてある。

【００１６】図６から明らかな如く、第４スタンドの圧
下位置の変動を０Ｈｚ付近から２Ｈｚまで変化させて第
４スタンド入側の張力変動幅のゲインを測定したとこ
ろ、測定した全ての範囲で略同程度のゲインが得られて
おり張力が制御され得ることが分かる。しかし図７から
明らかな如く、圧下位置の変動はその周波数が高くなる
につれて第４スタンド出側の板厚変動幅が大きくなり、
１Ｈｚ付近で板厚変動幅が最大となっている。

【００１７】一方、特開平 4-84613号公報に記載された
如き方法では、最終スタンド出側の板厚を制御するため
に第１〜第３スタンドのロール速度をサクセシブに制御
している。図８は第１〜第３スタンドのロール速度をサ
クセシブに変動させたときの第４スタンド入側の張力変
動幅を測定した結果を示すグラフであり、振幅を一定と
して周波数を様々に変化させて変動させた。図９は図８
と同様に第１〜第３スタンドのロール速度をサクセシブ
に変動させたときの第４スタンド出側の板厚変動幅を測
定した結果を示すグラフである。図８及び図９は共に、
横軸にロール速度変動の周波数を対数スケールにて、ま
た縦軸に張力変動幅または板厚変動幅のゲインをｄＢに
てプロットしてある。

【００１８】図８から明らかな如く、第１〜第３スタン
ドのロール速度の変動を０Ｈｚ付近から２Ｈｚまでサク
セシブに変化させて第４スタンド入側の張力変動幅のゲ
インを測定したところ、測定した全ての範囲で図６に示
した圧下位置の変動による場合に比べ略10ｄＢ高いゲイ
ンが得られており、第１〜第３スタンドのロール速度の
変動は第４スタンド入側の張力を強く変動させることが
分かる。また図９から明らかな如く、ロール速度の変動
は低周波数域から高周波数域にわたって略同程度に第４
スタンド出側の板厚変動幅を発生させており、板厚変動
幅の値は図７に示した圧下位置の変動による場合に比べ
て略15〜25ｄＢ高い値であった。

【００１９】このように圧下位置を制御することによっ
て張力を制御すると、高周波数域において板厚変動が大
きい。またロール速度を制御することによって板厚を制
御すると、張力の変動及び板厚の変動が大きい。

【００２０】一方、特開平 5-31517号公報に記載されて
いる従来の圧延機の張力制御方法にあっては、板厚張力
制御装置はスタンドの入側に配置した張力測定器及び出
側に配置した厚さ計から張力Ｔ_b及び板厚Ｈ_mを取り込
み、更にモータ及び圧下装置から速度Ｖ及び圧下位置Ｓ
を取り込み、それらの値に基づいて圧下位置指令Ｓ_re _f
及び速度指令Ｖ_refを算出しなければならないため、両
指令の算出に長時間を要し、その制御周期は略0.02秒か
ら0.05秒である。ところで圧下位置制御装置及び速度制
御装置は、与えられた圧下位置指令Ｓ_ref及び速度指令
Ｖ_refに基づいて、略0.002 秒から0.005 秒の制御周期
で圧下装置及びモータの動作を制御している。そのた
め、圧下位置指令Ｓ_ref及び速度指令Ｖ_refが適切なタ
イミングで圧下位置制御装置及び速度制御装置に与えら
れず、次のようにハンチングが発生するという問題があ
った。

【００２１】図19は、板厚張力制御装置の制御動作を示
すタイミングチャートであり、図中Ａは圧下位置の真の
実績値を、Ｂは板厚張力制御装置が認識している圧下位
置を、またＣは圧下位置指令の出力をそれぞれ示してい
る。ｔ₀，ｔ₁，…は板厚張力制御装置の制御タイミン
グの時間であり、その間隔は略0.02秒である。

【００２２】図19Ａの時間ｔ₀〜ｔ₂のように、圧下位
置の実績値が基準から減少すると圧下制御装置の動作に
よりこれを基準に戻すように増加される。その過程にお
いて、時間ｔ₁にて圧下位置が板厚張力制御装置に取り
込まれると、図19Ｃのように、時間ｔ₁における圧下位
置に基づいて圧下位置を増加させる圧下位置指令が算出
され、それが時間ｔ₂で出力され時間ｔ₂〜時間ｔ₃間
はその圧下位置指令によって制御される。そのため時間
ｔ₂では圧下位置は基準に戻りつつあるが、時間ｔ₂〜
時間ｔ₃では圧下位置は基準を越えて増加される。

【００２３】時間ｔ₂では圧下位置の実績値が基準より
小さいため、板厚張力制御装置は圧下位置を増加させる
圧下位置指令を算出して、それを時間ｔ₃で出力する。
そのため時間ｔ₃から時間ｔ₄にわたって圧下位置の実
績値は更に増加する。このように、板厚張力制御装置に
おける圧下位置の取り込みとそれに基づく圧下位置指令
の出力との間の遅れが大きいため、オーバーシュートが
生じてハンチングが発生する。

【００２４】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、圧下位置の制御及
びロール速度の制御をその制御量が所要量となるように
同時に行うことによって、板厚変動を抑制しつつ高精度
に張力を制御することができる圧延機の張力制御方法を
提供することにある。また、予め設定した制御ゲイン及
び張力の偏差に基づいて圧下位置及びロール速度の制御
量を求めることによって、両制御量の算出に要する時間
を短縮して、圧下位置の制御及びロール速度の制御の周
期を短縮し、ハンチングを抑制する圧延機の張力制御方
法を提供することを他の目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る圧延機の
張力制御方法は、タンデムに配置された複数のスタンド
を備える圧延機の前記スタンドの圧延ロールによって圧
延される圧延材の張力を、前記スタンド間に設置された
張力測定器にて測定し、その測定値と目標値との偏差及
び該偏差に基づいて求めた比例積分演算値を用いて前記
偏差をなくすべく、前記圧延ロールの圧下位置及びロー
ル速度を制御する圧延機の張力制御方法において、前記
スタンドの圧下に対する荷重目標値及び前記張力の応力
目標値に基づいて、前記荷重目標値に及ぼす前記応力目
標値の影響度を表す第１パラメータを予め定め、また前
記スタンドのロール速度に対する先進率目標値及び前記
応力目標値に基づいて、前記先進率目標値に及ぼす前記
応力目標値の影響度を表す第２パラメータを予め定めて
おき、前記比例積分演算値と前記第１パラメータとを用
いて、前記張力測定器の下流側のスタンドの圧下位置の
制御量を求め、該制御量にて当該スタンドの圧下位置を
制御すると共に、前記比例積分演算値と前記第２パラメ
ータとを用いて、前記張力測定器の上流側または下流側
のスタンドのロール速度の制御量を求め、該制御量にて
当該スタンドのロール速度を制御することを特徴とす
る。

【００２６】第２発明に係る圧延機の張力制御方法は、
タンデムに配置された複数のスタンドを備える圧延機の
前記スタンドの圧延ロールによって圧延される圧延材の
張力を、前記スタンド間に設置された張力測定器にて測
定し、その測定値と目標値との偏差及び該偏差に基づい
て求めた比例積分演算値を用いて前記偏差をなくすべ
く、前記圧延ロールの圧下位置及びロール速度を制御す
る圧延機の張力制御方法において、前記比例積分演算値
と圧延条件に応じて予め設定された第１制御ゲインとを
用いて、前記張力測定器の下流側のスタンドの圧下位置
の制御量を求め、該制御量にて当該スタンドの圧下位置
を制御すると共に、前記比例積分演算値と圧延条件に応
じて予め設定された第２制御ゲインとを用いて、前記張
力測定器の上流側または下流側の全スタンドのロール速
度の制御量を求め、該制御量にて当該スタンドのロール
速度を制御することを特徴とする。

【００２７】第３発明に係る圧延機の張力制御方法は、
第２発明において、前記第１制御ゲインＧ₁及び第２制
御ゲインＧ₂は次式によって決定することを特徴とす
る。

【数３】

【００２８】

【作用】図２は５スタンドを備えた圧延機において第４
スタンドの圧下位置の変動と第１〜第３スタンドのロー
ル速度のサクセシブな変動とを同時にステップ状に行っ
た場合の第４スタンド入側の張力変動を測定した結果を
示すグラフであり、図３はその場合の第４スタンド出側
の板厚変動を示している。図２及び図３は共に、横軸に
ロール速度変動の周波数を対数スケールにて、また縦軸
に張力変動幅または板厚変動幅のゲインをｄＢにてプロ
ットしてある。

【００２９】図２から明らかな如く、第４スタンドの圧
下位置の変動と第１〜第３スタンドのロール速度の変動
とを同時に低周波数から２Ｈｚまで変化させて第４スタ
ンド入側の張力変動幅のゲインを測定したところ、測定
した全ての範囲で略10ｄＢのゲインが得られており、十
分な張力制御を行い得ることが分かる。また図３から明
らかな如く周波数が高くなるにつれて第４スタンド出側
の板厚変動幅が若干大きくなっているものの、図７及び
図９に示した圧下位置の制御と第１〜第３スタンドのロ
ール速度の制御とを個別に行う場合に比べて、その変動
幅は低い。従って板厚変動に与える影響を抑制しつつ適
切な張力制御を行い得る。

【００３０】このように圧下位置の制御及びロール速度
の制御を両制御量が所要量となるように同時に行う場
合、スタンドの圧下に対する荷重目標値及び前記張力の
応力目標値に基づいて、前記荷重目標値に及ぼす前記応
力目標値の影響度を表す第１パラメータを予め定め、ま
た前記スタンドのロール速度に対する先進率目標値及び
前記応力目標値に基づいて、前記先進率目標値に及ぼす
前記応力目標値の影響度を表す第２パラメータを予め定
めておくことによって、張力の測定値と目標値との偏差
から直接、圧下位置の制御量及びロール速度の制御量を
求めることができる。

【００３１】また第２発明及び第３発明にあっては、予
め設定された第１制御ゲイン及び第２制御ゲインと張力
の偏差とを用いて、圧下位置の制御量及びロール速度の
制御量をそれぞれ求めるため、張力の測定値を用いて両
制御量が迅速にかつ高精度に算出される。

【００３２】図13は、５スタンドのタンデムミルにおい
て、第４スタンドの圧下位置をステップ状に変更したと
きの被圧延材に及ぼす影響を示すグラフであり、（ａ）
は第３〜第４スタンド間の張力を、（ｂ）は第３スタン
ド出側板厚を、（ｃ）は第４スタンド出側板厚を、
（ｄ）は第５スタンド出側板厚をそれぞれ示している。
図13では、第４スタンドのロールギャップがプラス100
μｍとなるように操作している。

【００３３】また図14は、前述のタンデムミルにおい
て、第１〜第３スタンドのロール速度をサクセシブとな
るようにステップ状に変更したときの被圧延材に及ぼす
影響を示すグラフであり、図13と同様に、（ａ）は第３
〜第４スタンド間の張力を、（ｂ）は第３スタンド出側
板厚を、（ｃ）は第４スタンド出側板厚を、（ｄ）は第
５スタンド出側板厚をそれぞれ示している。図14では、
第１〜第３スタンドのロール速度をプラス５％となるよ
うに操作している。

【００３４】図13から明らかな如く、第４スタンドの圧
下位置をプラス100 μｍとなるように操作すると、第３
〜第４スタンド間の張力がプラス５ｔｆ修正され、第４
スタンド出側板厚にプラス20μｍの偏差が発生する。ま
た第３スタンド及び第５スタンドの出側板厚にマイナス
方向の偏差が生じる。一方、図14から明らかな如く、第
１〜第３スタンドのロール速度をプラス５％となるよう
に操作すると、第３〜第４スタンド間の張力がマイナス
３ｔｆ修正され、第４スタンド出側板厚にプラス40μｍ
の偏差が発生する。これらのことより、例えば、第４ス
タンドの圧下位置をプラス方向に操作し、第１〜第３ス
タンドのロール速度をマイナス方向に操作することによ
って、第３〜第４スタンド間の張力をプラス方向に修正
すると共に、第４スタンド出側板厚の変動を相殺して該
変動を抑制することができる。

【００３５】図15は、５スタンドのタンデムミルにおい
て、第４スタンドの圧下位置及び第１〜第３スタンドの
サクセシブなロール速度をステップ状に同時に変更した
ときの被圧延材に及ぼす影響を示すグラフであり、
（ａ）は第３〜第４スタンド間の張力を、（ｂ）は第３
スタンド出側板厚を、（ｃ）は第４スタンド出側板厚
を、（ｄ）は第５スタンド出側板厚をそれぞれ示してい
る。図15では、第４スタンドのロールギャップがプラス
100 μｍとなるように、また第１〜第３スタンドのロー
ル速度をマイナス４％となるように同時に操作してい
る。

【００３６】図15から明らかな如く、第４スタンドのロ
ールギャップがプラス100 μｍとなるように、また第１
〜第３スタンドのロール速度をマイナス４％となるよう
に同時に操作することによって、第３〜第４スタンド間
の張力がプラス14ｔｆ修正されるが、第４スタンド出側
板厚はマイナス４μｍの偏差しか発生していない。この
ような特性は、次の表１に示す複数の圧下位置レベル及
びロール速度レベルにおいて同様であった。

【００３７】

【表１】

【００３８】従って、圧下位置及びロール速度の実績値
等を用いることなく、測定した張力偏差に基づいて、こ
れを解消すべく圧下位置及びロール速度を適切な制御量
となるように同時に変更することによって、板厚変動を
抑制しつつ張力を制御することができ、また両制御量を
迅速に算出することができる。

【００３９】圧下位置の制御量の算出及びロール速度の
制御量の算出に当たっては、第１制御ゲインＧ₁及び第
２制御ゲインＧ₂を用いる。これらの制御ゲインが実機
テスト又は圧延理論に基づく次式によって求めることが
できる。これによって圧下位置及びロール速度の制御量
を高精度に算出することができる。

【００４０】

【数４】

【００４１】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基いて
具体的に説明する。図１は本発明方法の実施様態を示す
ブロック図であり、図中♯１〜♯５は一対の作業ロール
とこれを支持する一対の支持ロールとを備える第１〜第
５スタンドである。第１〜第５スタンド♯１〜♯５は所
定距離を隔ててタンデムに配置されており、ストリップ
Ｓを図中矢符方向に移送しつつ圧延して所定厚みの圧延
材を製造する。各スタンド♯１〜♯５の支持ロールには
それぞれ圧下装置41〜45を連結してあり、圧下装置41〜
45にはこれを制御する圧下位置制御装置31〜35が接続し
てある。また各スタンド♯１〜♯５の作業ロールにはこ
れを駆動する駆動モータ21〜25を連結してあり、駆動モ
ータ21〜25にはこれを制御するロール速度制御装置61〜
65をそれぞれ接続してある。またロール速度制御装置61
〜63には加算器71〜73をそれぞれ接続してある。

【００４２】各スタンド♯１〜♯５の入側にはストリッ
プＳの張力を測定する張力測定器SE11〜SE15がそれぞれ
配置されており、張力測定器SE11〜SE15は張力制御装置
51〜55に各々接続されている。張力制御装置51〜55は張
力測定器SE11〜SE15の下流側のスタンドの圧下位置制御
装置31〜35にそれぞれ接続してあり、またそれぞれの張
力測定器SE12〜SE15の上流側の全ロール速度制御装置61
〜64と加算器71〜73を介して又はそれらを介さずに接続
してある。つまり加算器71には張力制御装置52〜55を、
加算器72には張力制御装置53〜55を、加算器73には張力
制御装置54及び55をそれぞれ接続してあり、ロール速度
制御装置64には張力制御装置55を接続してある。

【００４３】次に張力を制御する方法を説明する。張力
測定器SE11〜SE15はストリップＳの張力を測定してそれ
を張力制御装置51〜55へ与える。張力制御装置51〜55に
は予め張力の目標値が与えられており、該目標値と測定
値との偏差を求め、求めた偏差を用いて後述する比例積
分演算を行う。そして張力制御装置51〜55は、その演算
値に基づいて制御すべきスタンドにおける圧下位置制御
量を算出し、その結果を圧下位置制御装置31〜35へ与え
る。また張力制御装置52〜55は、前記演算結果に基づい
て制御すべきスタンドにおけるロール速度制御量を算出
し、その結果を加算器71〜73へ与へ、加算器71〜73は加
算した値をロール速度制御装置61〜63へ与える。また張
力制御装置55は算出したロール速度制御量をロール速度
制御装置64へ与える。

【００４４】圧下位置制御装置31〜35及びロール速度制
御装置61〜64は与えられた圧下位置制御量及びロール速
度制御量となすべく、圧下装置41〜45による作業ロール
の圧下位置及び駆動モータ21〜24による作業ロールのロ
ール速度を制御する。なおロール速度制御装置65は、第
５スタンド♯５のロール速度が目標速度となるように駆
動モータ25を制御している。

【００４５】次に圧下位置制御量及びロール速度制御量
を求める方法を説明する。いま第３スタンド♯３の入側
に配置された張力測定器SE13が接続された張力制御装置
53に着目する。張力制御装置53は、張力測定器SE13から
の測定値と目標値との偏差ΔＴ₃を求め、次の（１）式
による比例積分演算をした後、次の（２）式によって第
３スタンド♯３の圧下位置制御量ΔＳ₃を算出する。

【００４６】

【数５】

【００４７】

【数６】

【００４８】また同時に次の（３）式によって第２スタ
ンド♯２のロール速度制御量比ΔＶ ₂／Ｖ₂を算出する
と共に、同様にして第１スタンド♯１のロール速度制御
量比ΔＶ₁／Ｖ₁を算出する。

【００４９】

【数７】

【００５０】次に本発明方法と従来方法との比較試験を
行った結果について説明する。ストリップには板幅６０
０ｍｍの低炭素鋼を用い、５スタンドを備えた圧延機に
よって表２に示した如きパススケジュールにて圧延を行
った。

【００５１】

【表２】

【００５２】図４は本発明方法による結果を示すグラフ
であり、図４（ａ）は第４スタンドの圧下位置の変更と
第１〜第３スタンドのロール速度をサクセシブな変更と
を同時にステップ状に行った場合の第４スタンド入側の
張力変動を、図４（ｂ）その場合の第４スタンド出側の
板厚変動を示している。また図10及び図11は従来方法に
よる結果を示すグラフであり、図10（ａ）は第４スタン
ドの圧下位置をステップ状に変更させた場合の第４スタ
ンド入側の張力変動を、図10（ｂ）その場合の第４スタ
ンド出側の板厚変動を、図11（ａ）は第１〜第３スタン
ドのロール速度をサクセシブにステップ状変更させた場
合の第４スタンド入側の張力変動を、図11（ｂ）はその
場合の第４スタンド出側の板厚変動をそれぞれ示してい
る。

【００５３】図４から明らかな如く、本発明方法では第
４スタンド入側の張力が速やかに目標値に収束すると共
に、第４スタンド出側の板厚は殆ど変動していない。こ
れに対し図10及び図11から明らかな如く、従来方法で
は、圧下位置及びロール速度の変更において第４スタン
ド入側の張力は速やかに目標値に収束するものの、どち
らの場合も第４スタンド出側の板厚が著しく変動してい
る。

【００５４】図12は本発明の他の実施態様を示すブロッ
ク図であり、第４スタンド♯４に適用した場合について
示してある。第４スタンド♯４の入側には張力測定器SE
14が配置してあり、張力測定器SE14が測定した張力偏差
ｅ₄は比例積分演算装置PI201 に与えられる。比例積分
演算装置PI201 は張力偏差ｅ₄に比例積分演算を施して
張力修正出力量ｃ₄を演出し、それを加算器202 与え
る。加算器202 には記憶装置203 から直前の制御タイミ
ングに用いられた張力修正出力量ｃ₄も与えられるよう
になっており、加算器202 は両者を加算して新たな張力
修正出力量ｃ₄を記憶装置203 に出力してこれを記憶さ
せると共に、乗算器205 ，206 に与える。

【００５５】乗算器205 ，206 には被圧延材Ｓの圧延条
件に応じて制御ゲイン設定装置210から、圧下位置調整
用の制御ゲインＧ₁及びロール速度調整用の制御ゲイン
Ｇ₂がそれぞれ与えられるようになっている。

【００５６】

【数８】

【００５７】そして乗算器204 は、加算器202 から与え
られた張力修正出力量ｃ₄に制御ゲインＧ₁を乗算し、
それを圧下位置制御装置34に与えて圧下装置44の圧下位
置を制御させる。また、乗算器205 は、加算器202 から
与えられた張力修正出力量ｃ ₄に制御ゲインＧ₂を乗算
し、それを第１スタンド♯１，第２スタンド♯２及び第
３スタンド♯３に連結した駆動モータ21，22，23を制御
するロール速度制御装置61，62，63にそれぞれ与えて駆
動モータ21，22，23の回転速度を制御させる。

【００５８】前述した如く、制御ゲインＧ₁及び制御ゲ
インＧ₂は被圧延材の圧延条件に応じて定められてい
る。次の表３に示したように、板幅，母材板厚，仕上板
厚が異なる４種類の被圧延材についてそれぞれ制御ゲイ
ンＧ₁及び制御ゲインＧ₂を求めた。その結果をベクト
ルとして図16に示す。図16の如く、いずれの場合も制御
ゲインＧ₁は正の値であり、制御ゲインＧ₂は負の値で
ある。そして板幅が広い場合（Ｉ，Ｋ）は、制御ゲイン
Ｇ₁の値が大きくなり、圧下位置制御が主体となり、逆
に板幅が狭い場合（Ｈ，Ｊ）は、ロール速度制御が主体
となる。

【００５９】

【表３】

【００６０】次に比較試験を行った結果について説明す
る。表４は比較結果を示すものであり、制御周期の最小
値，平均張力変動幅，平均板厚変動幅についての結果を
記載してある。表中、従来例１は前述した特開平 4−84
613 号公報に記載された方法を、また従来例２は特開平
5−31517 号公報に記載された方法を実施した結果であ
る。そしてそれぞれの値は従来例２の制御周期の最小
値，平均張力変動幅，平均板厚変動幅を１．００とした
相対値で表してある。

【００６１】

【表４】

【００６２】表４から明らかな如く、本発明方法は圧下
位置の制御量及びロール速度の制御量を迅速に算出し得
るため、制御周期を従来例２より１／２以下に短縮する
ことができた。また本発明方法は、平均張力変動幅，平
均板厚変動幅が共に従来例１及び従来例２より抑制され
ており、板厚変動を抑制しつつ張力を一定にする制御が
高精度に行われていることが分かる。

【００６３】なお本実施例では張力制御装置によって、
張力測定器に相隣る下流側のスタンドの圧下位置制御装
置と上流側の全スタンドのロール速度制御装置とを制御
するようになしてあるが、本発明はこれに限らず、張力
測定器に相隣る下流側のスタンドの圧下位置制御装置と
下流側の全スタンドのロール速度制御装置とを制御する
ようになしてもその効果は変わらない。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述した如く、第１発明に係る圧延
機の張力制御方法にあっては、板厚変動を抑制しつつ張
力を高精度に制御できるため、製品の板厚精度が高まり
製品品質が向上する。

【００６５】また第２及び第３発明に係る圧延機の張力
制御方法にあっては、圧下位置の制御量及びロール速度
の制御量を迅速に算出し得るため、制御周期を短縮する
ことができ、制御精度が向上する等、本発明は優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施様態を示すブロック図であ
る。

【図２】第４スタンドの圧下位置の変動と第１〜第３ス
タンドのロール速度のサクセシブな変動とを同時にステ
ップ状に行った場合の第４スタンド入側の張力変動を測
定した結果を示すグラフである。

【図３】第４スタンドの圧下位置の変動と第１〜第３ス
タンドのロール速度のサクセシブな変動とを同時にステ
ップ状に行った場合の第４スタンド出側の板厚変動を測
定した結果を示すグラフである。

【図４】本発明方法による結果を示すグラフである。

【図５】従来の圧延機の張力制御方法の実施様態を示す
ブロック図である。

【図６】５スタンドを備えた圧延機において第４スタン
ドの圧下位置を正弦波状に変動させたときの第４スタン
ド入側の張力変動幅を測定した結果を示すグラフであ
る。

【図７】第４スタンドの圧下位置を正弦波状に変動させ
たときの第４スタンド出側の板厚変動幅を測定した結果
を示すグラフである。

【図８】第１〜第３スタンドのロール速度をサクセシブ
に変動させたときの第４スタンド入側の張力変動幅を測
定した結果を示すグラフである。

【図９】第１〜第３スタンドのロール速度をサクセシブ
に変動させたときの第４スタンド出側の板厚変動幅を測
定した結果を示すグラフである。

【図１０】従来方法による結果を示すグラフである。

【図１１】従来方法による結果を示すグラフである。

【図１２】本発明の他の実施態様を示すブロック図であ
る。

【図１３】５スタンドのタンデムミルにおいて、第４ス
タンドの圧下位置をステップ状に変更したときの被圧延
材に及ぼす影響を示すグラフである。

【図１４】５スタンドのタンデムミルにおいて、第１〜
第３スタンドのロール速度をサクセシブとなるようにス
テップ状に変更したときの被圧延材に及ぼす影響を示す
グラフである。

【図１５】５スタンドのタンデムミルにおいて、第４ス
タンドの圧下位置及び第１〜第３スタンドのサクセシブ
なロール速度をステップ状に同時に変更したときの被圧
延材に及ぼす影響を示すグラフである。

【図１６】板幅，母材板厚，仕上板厚が異なる４種類の
被圧延材についてそれぞれ制御ゲインＧ₁及び制御ゲイ
ンＧ₂を求めた結果を示すベクトル図である。

【図１７】従来の圧延機の張力制御方法の他の実施態様
を示すブロック図である。

【図１８】図17の板厚張力制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１９】板厚張力制御装置の制御動作を示すタイミン
グチャートである。

【符号の説明】１〜５スタンド１１〜１５張力測定器２１〜２５駆動モータ３１〜３５圧下位置制御装置４１〜４５圧下装置５１〜５５張力制御装置６１〜６５ロール速度制御装置７１〜７３加算器２０１比例積分演算装置２０２加算器２０３記憶装置２０４乗算器２０５乗算器２１０制御ゲイン設定装置Ｓストリップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−188414（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−79751（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−33005（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】タンデムに配置された複数のスタンドを
備える圧延機の前記スタンドの圧延ロールによって圧延
される圧延材の張力を、前記スタンド間に設置された張
力測定器にて測定し、その測定値と目標値との偏差及び
該偏差に基づいて求めた比例積分演算値を用いて前記偏
差をなくすべく、前記圧延ロールの圧下位置及びロール
速度を制御する圧延機の張力制御方法において、前記スタンドの圧下に対する荷重目標値及び前記張力の
応力目標値に基づいて、前記荷重目標値に及ぼす前記応
力目標値の影響度を表す第１パラメータを予め定め、ま
た前記スタンドのロール速度に対する先進率目標値及び
前記応力目標値に基づいて、前記先進率目標値に及ぼす
前記応力目標値の影響度を表す第２パラメータを予め定
めておき、前記比例積分演算値と前記第１パラメータと
を用いて、前記張力測定器の下流側のスタンドの圧下位
置の制御量を求め、該制御量にて当該スタンドの圧下位
置を制御すると共に、前記比例積分演算値と前記第２パ
ラメータとを用いて、前記張力測定器の上流側または下
流側のスタンドのロール速度の制御量を求め、該制御量
にて当該スタンドのロール速度を制御することを特徴と
する圧延機の張力制御方法。
【請求項２】タンデムに配置された複数のスタンドを
備える圧延機の前記スタンドの圧延ロールによって圧延
される圧延材の張力を、前記スタンド間に設置された張
力測定器にて測定し、その測定値と目標値との偏差及び
該偏差に基づいて求めた比例積分演算値を用いて前記偏
差をなくすべく、前記圧延ロールの圧下位置及びロール
速度を制御する圧延機の張力制御方法において、前記比例積分演算値と圧延条件に応じて予め設定された
第１制御ゲインとを用いて、前記張力測定器の下流側の
スタンドの圧下位置の制御量を求め、該制御量にて当該
スタンドの圧下位置を制御すると共に、前記比例積分演
算値と圧延条件に応じて予め設定された第２制御ゲイン
とを用いて、前記張力測定器の上流側または下流側のス
タンドのロール速度の制御量を求め、該制御量にて当該
スタンドのロール速度を制御することを特徴とする圧延
機の張力制御方法。
【請求項３】前記第１制御ゲインＧ₁及び第２制御ゲ
インＧ₂は次式によって決定する請求項２記載の圧延機
の張力制御方法。【数１】