JP3433581B2 - 連続熱間圧延機における蛇行制御方法 - Google Patents

連続熱間圧延機における蛇行制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続熱間仕上げ圧延に
おいて被圧延材の絞り込みを確実に防止できる被圧延材
の蛇行防止方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、熱間連続圧延等の分野において
は、HC−MILLなど各種のクラウン制御ミルが実用
化された結果、板クラウンのない平たんな鋼板を安定し
て製造できるようになってきた。しかしながら、板クラ
ウンが小さく成った分だけ圧延中に板が蛇行しやすくな
り、とくに被圧延材(以下、単に「ストリップ」とい
う)の尾端部が尻抜けする際に、被圧延材がサイドガイ
ドに衝突して倒れ込んで圧延される、いわゆる絞り込み
が発生するという新たな問題が生じた。
【0003】これに対して従来、こうした事故を防ぐた
めのストリップの蛇行制御技術として、下記(1) 式に示
される圧延機の平行剛性を制御する方法が提案されてい
る(「日立評論」Vol,65 No.2 (1983)25参照) 。
【数1】Sdf=−α・ΔPdf/M …(1) ここで、Sdf :レベリング修正量 α :制御ゲイン ΔPdf:ストリップの尾端部が当該スタンド直前のスタ
ンドを抜けてからの、当該スタンドにおける駆動側と操
作側の荷重差の偏差 M :平行剛性
【0004】この方法は、圧延中にストリップが蛇行す
ると、スタンドの駆動側と操作側で荷重差の偏差ΔPdf
が生じるから、圧延機の平行剛性値をMとすれば、ロー
ル開度の駆動側と操作側の差はΔPdf/Mとなる。そこ
で、このロール開度の差を補償するように、駆動側と操
作側の圧下位置の差、即ち、レベリングを修正すること
により、ストリップの蛇行を制御する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、比例
制御のみによる蛇行制御であり、この方法によれば、制
御を迅速に行うことができ、制御ゲインを1近くまで大
きくすることにより、ストリップの蛇行を良好な精度の
下で抑制することが可能である。しかしながら、この従
来技術では、制御ゲインを大きくすると、ストリップの
蛇行を抑制する効果は大きいものの、むしろ過修正にな
る場合が多く、駆動側に蛇行したストリップを逆に操作
側に蛇行させることとなり、結局、絞り込みを完全に防
止できないという問題点があった。本発明の目的は、上
記従来技術が抱えている問題点を解決すべくなされたも
のであり、ストリップを常にスタンドのロールセンター
近くを通板するように蛇行制御することにより、ストリ
ップの尾端部の絞り込みを確実に防止できる蛇行制御技
術を提案することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上掲の目的を実現する手
段として本発明は、連続熱間圧延機の任意のスタンドに
おいて、そのスタンドの駆動側および操作側の荷重差に
基づき当該スタンドのレベリングを変更して被圧延材の
蛇行制御を行うに当たり、ストリップの尾端部が当該ス
タンドの直前のスタンドを抜けてから当該スタンドに到
達するまでの間について、該ストリップの尾端部が当該
スタンドの直前のスタンドを抜けてからの時間または距
離に応じて、下記式における制御ゲインαを変更するこ
とを特徴とする連続熱間圧延における蛇行制御方法、 記 Sdf=−α・ΔPdf/M ここで、Sdf :レベリング修正量 α :制御ゲイン ΔPdf:当該スタンドにおける駆動側と操作側の荷重差
の偏差 M :平行剛性 を提案する。なお、本発明では、制御ゲインαを前段ス
タンドを抜けてからの時間または距離に応じて設定する
際、下記式に従って、制御ゲインαを決定することが好
ましい。 α=a・(1+b・(1−t/t0 ) ) ここで、a,b:定数 t0 :被圧延材が前段スタンドを抜けてから当該スタ
ンドに到着するまでの時間(スタンド間通過時間) t :被圧延材が前段スタンドを抜けてからの時間 また、制御ゲインの設定に当たり、ストリップの尾端部
が当該スタンドの直前のスタンドを抜けた直後におい
て、制御ゲインαを1よりも大きな値とし、当該スタン
ドに到達したときに0よりも大きく、かつ1以下とする
ことが好ましい実施形態である。
【0007】
【作用】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明方法を適用するときに用いられる制御シ
ステムを示すものであり、連続熱間圧延機の任意のスタ
ンド、例えば第iスタンドにおいて作業ロール7, 7´
と補強ロール8, 8´からなる4段圧延機にて被圧延材
6を圧延する状態を示している。図示した制御装置5
は、このiスタンドにおける駆動側の荷重計2と操作側
の荷重計1との出力差Pdfについて、ストリップの尾端
部が直前のスタンド(i−1)を抜けた直後の出力差を
基準として、それらの偏差ΔPdfを平行剛性値M1で除
して、駆動側と操作側のロール開度の差を算出し、これ
に制御ゲインαを乗じて、レベリング修正量Sdfを算出
し、このレベリング修正量Sdfを駆動側の圧下位置制御
装置4および/または操作側の圧下位置制御装置3に出
力するものである。その結果に基づき、駆動側の圧下位
置制御装置4および/または操作側の圧下位置制御装置
3は、駆動側と操作側の圧下位置の差、即ち、レベリン
グSdfを修正して圧下位置を変更する。なお、図示の
1,2は荷重計である。
【0008】ここで重要なことは、上記制御ゲインαを
どのように設定するかである。例えば、図2に示すとこ
ろに従って、被圧延材が前段スタンドを抜けてから当該
スタンドまでの間について、被圧延材が前段スタンドを
抜けてからの時間または距離に応じて順次小さくなるよ
うに変更する方法が考えられる。このような考え方は、
発明者らが行った次のような研究成果によるものであ
る。というのは、この制御ゲインαを、被圧延材が前段
スタンドを抜けてからの時間によらず一定値とした上
で、種々の制御ゲインαに基づいて蛇行制御を実施した
場合、図3に示すような蛇行状況になることがわかった
からである。なお、この図において、蛇行量は、当該ス
タンド直下における被圧延材の幅中央部のハウジング中
心に対する偏差(オフセンター量)に基づいて表わし
た。
【0009】即ち、図3に示すように、制御ゲインαが
1未満の値では、この値が大きいほど(αが1に近いほ
ど)被圧延材が前段スタンドを抜けてからの蛇行量は小
さくなることを示しているが、板を中央に戻すことはで
きず、蛇行そのものはまだ顕著であり、安定した通板が
できていない。また、この制御ゲインαを1よりも大き
くした場合、前段スタンドを抜けてからの被圧延材は、
蛇行している方向から転向させて中央へ戻すことはでき
るものの、その後、逆に反対の方向に蛇行し、その量は
むしろ増大してしまい、この場合もまた安定した通板を
実現するのがむずかしいことがわかった。
【0010】図4は、前段スタンド抜けから蛇行の方向
が反転するまでの時間と制御ゲインαとの関係を図3に
基づいて調べたものである。この図に示すように、制御
ゲインαが大きいほど、被圧延材が前段スタンドを抜け
てからの時間が短く、いわゆる蛇行の方向がより速く反
転することがわかる。
【0011】上述した各種の知見から、本発明では、制
御ゲインαを前段スタンドを抜けてからの時間に応じて
設定し、しかも、できれば、図2に示すように、時間
(t/t0) に関して漸減するように設定すれば、常に最大
の制御ゲインαを与えることが可能である。この場合、
たとえば式(2) に従って制御ゲインαを決定することが
可能である。
【数2】α=a・(1+b・(1−t/t0 ) ) …(2) ここで、a,b:定数 t0 :被圧延材が前段スタンドを抜けてから当該スタ
ンドに到着するまでの時間(スタンド間通過時間) t :被圧延材が前段スタンドを抜けてからの時間
【0012】なお、制御ゲインαを漸減させる方法とし
ては、上記(2) 式に示す直線的な減少方法だけでなく、
多次関数, exp関数などに基づいて漸減させるように
してもよい。
【0013】具体的には、蛇行制御の例としては、スト
リップの尾端部が当該スタンドの直前のスタンドを抜け
た直後において、制御ゲインαを1よりも大きな値と
し、そして当該スタンドに到達したときに0よりも大き
く、かつ1以下とする蛇行制御は好ましい本発明の実施
態様である。
【0014】また、本発明の作用・効果は、上述したよ
うな制御方法、即ち、被圧延材の尾端が前段スタンドを
抜けてからの時間に応じて決定する方法だけでなく、被
圧延材の尾端が前段スタンドを抜けてからの距離に応じ
て制御ゲインαを設定しても、全く同様の結果が得られ
るので、この場合も本発明の一実施態様ということがで
きる。
【0015】
【実施例】仕上板厚 1.6mm、板幅1600mmの低炭素鋼を7
スタンドからなる熱間仕上げ圧延機で圧延するととも
に、荷重差に基づく蛇行制御を下記(イ)〜(ニ)に従
い第7スタンドにて実施した。実施した制御は(イ)何
も制御しない場合(比較例)、(ロ)固定した制御ゲイ
ン0.6 を用いて制御を行う場合(従来法1)、(ハ)固
定した制御ゲイン1.4 を用いて制御を行う場合( 従来法
2)、(ニ)上記の式(2) に従って、制御ゲインを1.4
から0.6 まで逐次変更しながら制御を行う場合( 本発明
法) 、上記(イ)〜(ニ)それぞれについて、定常状態
での第7スタンドのオフセンター量を駆動側に10mmに設
定して、圧延を実施した。
【0016】実施結果によると、ストリップの尾端部が
第6スタンドを抜けてからの時間tと第7スタンド出側
におけるストリップのオフセンター量との関係を示す図
5から明らかなように、比較例(イ)および従来法1
(ロ)では蛇行していく速度は異なるものの、いずれも
蛇行量が大きくなり過ぎて、絞りが発生している。ま
た、従来法2(ハ)では、オフセンター量が駆動側から
操作側に逆転し、その操作側で蛇行量が大きくなり、絞
りが発生している。一方、本発明法では、従来法2
(ハ)と同様のゆっくりした速度でオフセンター量が増
加しているものの、オフセンター量が負になる(操作側
にオフセンターする)ことがなく、安定した状態で尻抜
けが完了している。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、制御ゲ
インαを前段スタンドを抜けてからの時間に応じて設定
するので、ストリップが前段スタンドを抜けた、蛇行初
期に制御ゲインを大きくし、その後次第に小さくするよ
うな制御が可能となることから、反対側に蛇行するよう
なこともなく効果的に安定した圧延を実施できる。従っ
て、ストリップの絞り込みの発生を確実に防止すること
ができ、ひいては圧延鋼板の品質を安定化させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に用いた圧延機とその制御系の一
例を示した図である。
【図2】本発明における制御ゲインの設定の仕方を示す
図である。
【図3】制御ゲインを変更した場合の蛇行状況を示した
図である。
【図4】制御ゲインと蛇行が反転する位置との関係を示
した図である。
【図5】実施例における第7スタンドのオフセンター量
の変化の状況を示す図である。
【符号の説明】
1, 2 荷重計 3, 4 圧下位置制御Ca 5 制御装置 6 被圧延材 7, 7´ 作業ロール 8, 8´ 補強ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−182417(JP,A) 特開 平5−285520(JP,A) 特開 平3−216207(JP,A) 特開 平8−267117(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 37/00 - 37/78

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続熱間圧延機の任意のスタンドにおい
    て、そのスタンドの駆動側および操作側の荷重差に基づ
    き当該スタンドのレベリングを変更して被圧延材の蛇行
    制御を行うに当たり、ストリップの尾端部が当該スタン
    ドの直前のスタンドを抜けてから当該スタンドに到達す
    るまでの間について、 該ストリップの尾端部が当該スタンドの直前のスタンド
    を抜けてからの時間または距離に応じて、下記式におけ
    る制御ゲインαを変更することを特徴とする連続熱間圧
    延における蛇行制御方法。 記 Sdf=−α・ΔPdf/M ここで、Sdf :レベリング修正量 α :制御ゲイン ΔPdf:当該スタンドにおける駆動側と操作側の荷重差
    の偏差 M :平行剛性
  2. 【請求項2】制御ゲインαを前段スタンドを抜けてから
    の時間または距離に応じて設定する際、下記式に従っ
    て、制御ゲインαを決定することを特徴とする請求項1
    に記載の蛇行制御方法。 α=a・(1+b・(1−t/t0 ) ) ここで、a,b:定数 t0 :被圧延材が前段スタンドを抜けてから当該スタ
    ンドに到着するまでの時間(スタンド間通過時間) t :被圧延材が前段スタンドを抜けてからの時間
  3. 【請求項3】制御ゲインの設定に当たり、ストリップの
    尾端部が当該スタンドの直前のスタンドを抜けた直後に
    おいて、制御ゲインαを1よりも大きな値とし、当該ス
    タンドに到達したときに0よりも大きく、かつ1以下と
    することを特徴とする請求項1または2に記載の蛇行制
    御方法。
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