JP3446398B2 - 型鋼圧延機の制御方法及び装置 - Google Patents

型鋼圧延機の制御方法及び装置

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JP3446398B2 JP14852595A JP14852595A JP3446398B2 JP 3446398 B2 JP3446398 B2 JP 3446398B2 JP 14852595 A JP14852595 A JP 14852595A JP 14852595 A JP14852595 A JP 14852595A JP 3446398 B2 JP3446398 B2 JP 3446398B2
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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、型鋼設備においてリバ
ース圧延を行う際、ミル抜け後の圧延材停止位置を安定
させることによりパス間時間を短縮させること、及び圧
延速度の高速化により圧延時間を短縮させることを目的
に、前パスと現パスのミル圧下量比(圧延材断面積
比)、及び前パス圧延材長さ実績から現パス圧延後材長
さを予測計算し、このデータに基づいてミル、及びミル
前後面のテーブル速度を操作する圧延機制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来圧延材を所定の位置へ停止させる制
御方法として、特開昭52−155164号に記載されているよ
うに圧延ライン脇に据え付けられたホットメタルディテ
クター(以下HMDと呼ぶ)と呼ばれる圧延材検出器を
用いて、HMDからの信号による圧延材の現在位置,圧
延材の移動速度、及びHMDから所定の停止位置迄の距
離(固定長)データを制御用計算機内で演算し、制御装
置に対し速度指令を出力する方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は、HMDの据え付け場所の環境が良い場合や、運転
速度が低い場合は有効であるが、現実的にミル付近はロ
ール、または圧延材の冷却水による蒸気等でHMDが誤
検出してしまうといった問題が発生する。また生産効率
を上げるため、運転速度の高速化が進んでおり、検出結
果に基づいて処理を開始したのでは運転速度指令の操作
遅れが生じる。
【0004】本発明ではこのHMD等の検出器を使うこ
となく、前パスと現パスのミル圧下量比(圧延材断面積
比)から計算した予測圧延材長データと実圧延長より残
長を把握し、所定の残長になった時点で減速、又は停止
させるように速度指令を操作する制御方法を提供するも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上下一対の圧延ロールと
左右一対の圧延ロールとを備え、該上下及び左右の圧延
ロールに板材を所定回数通過させることにより該板材を
所望の板厚及び板幅に圧延する型鋼圧延機において、前
回の圧延と今回の圧延による前記板材の断面積比、前回
の圧延による前記板材の長さより今回の圧延による前記
板材の長さを求め、該求めた結果に基づいて前記型鋼圧
延機のロール速度を制御することにより前記課題が解決
される。
【0006】上記の制御方法において、前記求めた前回
の圧延による前記板材の長さと実際の板材の長さの誤差
に基づいて、今回の圧延後の該板材の長さを補償すれば
より精度の良い板材長さを得ることができる。
【0007】また、上記制御方法において、今回の圧延
の実圧下量より、今回の圧延による前記板材の長さを、
再計算することにより、さらに精度の良い板材長さを得
ることができる。
【0008】また、本手段は前回の圧延と今回の圧延に
よる前記板材の断面積比を求める第1の演算手段と、前
回の圧延による前記板材の長さより今回の圧延による前
記板材の長さを求める第2の演算手段と、前記第1及び
第2の演算手段により求めた結果に基づいて前記型鋼圧
延機のロール速度を制御する制御手段とを備えることに
より実現することができる。
【0009】
【作用】上下一対の圧延ロールと左右一対の圧延ロール
とを備え、該上下及び左右の圧延ロールに板材を所定回
数通過させ、リバース圧延を行うことにより該板材を所
望の板厚及び板幅に圧延する型鋼圧延機において、前回
の圧延と今回の圧延による前記板材の断面積比、前回の
圧延による前記板材の長さより今回の圧延による前記板
材の長さを求めることにより、現時点での板材の圧延残
長を予測して前記型鋼圧延機のロール速度を制御するこ
とで型鋼圧延機抜け後の圧延材停止位置を安定させるこ
とができる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例について図面に従って説明す
る。
【0011】まず、型鋼圧延機の製品の1つであるフラ
ット鋼について説明する。
【0012】図1は本発明の構成を示す図である。対象
とする型鋼圧延機は垂直方向に圧下する上下2本の水平
ロール1,2を有し、水平ロール1,2の上流側にあり
水平方向に圧下する左右(図では片側のみ記載)2本の
垂直ロール3を有しており、圧延材をこの型鋼圧延機に
数回通過させることで所望の板厚を得るリバース圧延を
行うものである。型鋼圧延機(ミル)からはミル電動機
付属の速度検出器4で検出される速度フィードバックS
FBと圧下実績Gが制御用計算機10に送信される。制
御用計算機10は速度フィードバックSFBから速度換
算を行う速度換算部6,型鋼圧延機が圧延材を噛み込ん
だ時点からの長さ積算を行う長さ換算部5,圧延機のパ
ス毎の圧下情報を持ち、前パス,現パスの圧下実績デー
タ、及び前回圧延後材長実績データ等の入力値と併せて
現パスの圧延材長を予測する予測材長演算部8,長さ換
算部5にて積算された現パス実圧延長と現パス予測材長
を比較し、圧延材がミルを抜けるまでの圧延材の残長L
REを速度指令演算部9へ出力する比較部7,ミルを抜
けるまでの圧延材残長を随時監視し、現在の圧延材のパ
ス速度SFBと併せて演算し所定の残長になった時点で
減速、停止指令(速度指令SREF)をミル制御装置1
1へ出力する速度指令演算部9から構成される。また、
最初に圧延材が型鋼圧延機を通過する時は圧延材データ
が無いため上流側ミルからの実績データ、或いはオペレ
ーターにより与えるための入力装置12を備えている。
【0013】次に予測材長演算部8で行われる現パス予
測材長計算を図2のフローを用いて説明する。現パス予
測材長演算に必要なデータは前パス圧延材長さ実績L、
及び前パス圧延材断面積実績A、現パス予定圧延材断面
積A′、現パス圧延材断面積実績Ar、補正係数αであ
る。前パス,現パス圧延材断面積実績A,Arは、水平
ロール1,2の開度実績、垂直ロール3の開度実績から
求められる。
【0014】現パス予定圧延材断面積A′は予め定めら
れた圧延スケジュールで決められているロールの開度の
予定値を予測材長演算部8がパスNo更新と同時に参照
することで求めている。前パス圧延材長さ実績L、補正
係数αの求め方は後述する。また、ファーストパス時は
上記前パス圧延材長さ実績L、前パス圧延材断面積実績
Aが無いため上流ミル、或いは、オペレーターからの入
力により与えられるものである。次に各データの算出方
法、及び意味を説明する。先ず断面積Aについて図3を
用いて説明する。図3(a)は前パスの圧下、(b)は
現パスの圧下状態(予定)を示したものである。
【0015】水平ロール1,水平ロール2,垂直ロール
3に囲まれているのが圧延材13である。尚、垂直ロー
ル3は水平ロール1,2より上流に位置しているため、
破線で示している。圧延材の仕様は主に幅W,高さHで
決められている。幅Wは垂直ロール3の開度V,高さH
は水平ロール1,2の開度HRにより作られるものであ
る。
【0016】従って前パス圧延材断面積実績Aは、 A=左右ロール開度V×上下ロール開度HR …(1) で求められる。同様に現パス予定圧延材断面積A′は A′=V′×HR′ …(2) で求められる。
【0017】又、現パス圧延材断面積実績Arも、式
(1)同様の計算が求めることができる。
【0018】次に補正係数αについて説明する。図3か
らも分かる通り上下ロールの開度(圧下量)により幅W
方向に左右ロール3で作られた幅Wから多少の伸びがで
る。この結果、予測材長とパス終了後の圧延材長さ実績
に誤差がでる。パス終了後の圧延材長さ実績は、圧延機
付属の荷重計(ロードセル)を用いて圧延材のミル噛み
(ロードオン)、及び圧延材のミル抜け(ロードオフ)
を検出し、この間の圧延ロールの回転数N、及び実効半
径rとすると、パス終了後の圧延材長さ実績Lは、 L=2×π×r×N …(3) で求められる。
【0019】式(3)で求められたパス終了後の圧延材
長さ実績と予測材長の誤差を補正する係数が補正係数δ
である。補正係数δは、 δ=前パス圧延材長さ実績L÷前パス予測材長L′ …(4) で求められ、現パス予測材長計算時に使用する。但し、
現パス予定断面積A′が前パス断面積実績Aより大きい
か、または等しい場合(つまり圧下しない場合)はδ=
1とする。
【0020】このようにして求めた、前パス圧延材断面
積実績A、現パス予定圧延材料断面積A′、パス終了後
の圧延材長さ実績L、及び補正係数δに基づいて次式に
より現パス予測材長L′を計算する。
【0021】 L′=L×A/A′×δ …(5) この式(5)で求められた現パス予測材長を図1の予測
材長演算部8から比較部7に出力する。
【0022】次に後述する減速開始残長Ldの手前の所
定の残長になった時点で次式により現パス予測材長L′
を再計算する。
【0023】 L′=L′×A′/Ar …(6) この式(6)で求められた、現パス予測材長を最終予測
長として予測材長演算部8から比較部7に出力する。比
較部7は前予測材長を式(6)で求められた、最終予測
材長に塗り替える。
【0024】以上を最終パス終了までパス完了毎に行
う。圧延材残長LREは現パス予測材長L′から、長さ
換算部5で圧延材のミル噛みから現時点まで制御用計算
機10の所定のスキャンタイム毎に積算された回転数N
Rを式(3)のNに代入し求めたLRを、比較部7にて
減算することで求められる。
【0025】次に速度指令演算部9で行われる現パスミ
ル抜けまでの圧延材残長LREと実圧延速度、及びミル
の加減速度αから減速開始,停止残長を求める方法につ
いて図4を用いて説明する。図4はミルに材料が進入し
てから、ミルを抜けて停止するまでの圧延速度の状態を
示した図である。圧延速度はトップ速度Vtとクリープ
速度Vcという2つの速度を持つ。クリープ速度Vc
は、圧延材のミル噛み時、及び圧延材のミル抜け時に、
圧延材がミルに噛み込み易く、且つダメージを極力与え
ることの無いように設けられている速度である。
【0026】まず、停止残長Lsについて説明する。停
止残長Lsとは停止指令を出力してから停止までに必要
な距離であり、図4の面積14にあたる。
【0027】従って、 Ls=(Vc×Vc−0×0)/(2×α) …(7) となる。次に減速開始残長Ldの計算法について説明す
る。減速開始残長Ldとは前記停止残長、図4の面積1
4に面積15を加えた距離である。
【0028】従って、クリープ速度時間をtcとすると Ld=Ls+Vc×tc+(Vt×Vt−Vc×Vc)/(2×α) …(8) となる。
【0029】これらLS,Ldを圧延材残長LREと比
較し、 LRE≦Ld となった時点で減速指令を、 LRE≦Ls となった時点で停止指令をミル制御装置11に対して出
力することで型鋼圧延機のロール速度を制御する。
【0030】さらに、型鋼圧延機のもう1つの製品であ
るH型鋼を例に取り説明する。
【0031】図5は本発明の構成を示す図である。上下
2本の水平ロール1,2は垂直方向に圧下する機構を有
し、左右(図では片側のみ記載)2本の垂直ロール3は
水平方向に圧下する機構を有している。ミルからはミル
電動機付属の速度検出器4で検出される速度フィードバ
ックSFBと圧下実績Gが制御用計算機10に送信され
る。制御用計算機10はフラット鋼と同一の構成で実現
することができる。また、基本的に現パス予測材長計算
の処理、及びミルに材料が進入してから、ミルを抜けて
停止するまでの圧延速度の状態もフラット鋼と同一とし
て説明する。
【0032】次に各データの算出方法、及び意味を説明
する。先ず断面積Aについて図6を用いて説明する。図
6(a)は前パスの圧下、(b)は現パスの圧下状態を
示す。水平ロール1,水平ロール2,垂直ロール3に囲
まれているのが圧延材13である。圧延材の仕様は幅
W,高さH,ウェッブ厚WE,フランジ厚Fで決められ
ている。この中で幅W,高さHは圧延ロールを組み替え
ることによって様々な仕様に対応する。残りウェッブ厚
WE,フランジ厚Fはミルの圧下によって作られるもの
である。
【0033】前パス圧延材断面積実績Aは、 A=H×(左ロール開度L+右ロール開度R)+WE×上下圧延ロール幅D …(9) で求められる。同様に現パス予定圧延材断面積A′は A′=H×(左ロール開度L′+右ロール開度R′)+WE′ ×上下圧延ロール幅D …(10) で求められる。
【0034】又、現パス圧延材断面積実績Arは式
(1)と同様の計算で求めることができる。
【0035】補正係数α、速度指令演算部9で行われる
現パスミル抜けまでの圧延材残長と実圧延速度から減
速、停止残長を求める計算もフラット鋼と同一であるの
でそちらを参照されたい。
【0036】そして、先に述べたフラット鋼の場合と同
様に圧延を開始するとファーストパス(第1回目の圧
延)であるか判断し、ファーストパスであれば、上流側
ミルまたはオペレータ入力値より前パス長さ、前パス断
面積Aを求め、補正係数を1として現パス予測長さL′
を式5より求める。そして、圧延残長LREを先に述べ
たのと同様の方法で算出し、減速の長さLdとなった
か、停止命令の長さとなったかを判断し、ロール速度を
制御する。このようにして、所定回数パスを行い、圧延
を終了する。
【0037】
【発明の効果】以上述べたようにミル抜け後の圧延材の
停止位置を安定させるために現パス予測材長を計算し、
実圧延長と比較することで圧延材のミル抜けまでの残長
を把握し、残長と実圧延速度からミル、及びミル前後面
テーブルの速度を操作する。
【0038】これによりHMDを使う必要がないのでミ
ル付近の環境に関し議論する必要はない。また、HMD
を使用する場合(特にミル直近に据えつけざるを得ない
場合)、ミル抜けまでの圧延材残長は固定長(HMD材
検出位置からミル直下までの長さ)で認識しなければな
らないので圧延速度は制限されるが、本発明ではミル抜
けまでの圧延材残長を可変データとして認識できるの
で、圧延速度の高速化を図ることができ、圧延時間の短
縮になる。また、ミル抜け後の圧延材の停止位置が安定
するため、パス間時間も短縮され総合的に圧延時間の短
縮が可能で生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体構成を示したブロック
図。
【図2】本発明の制御方法を示すフローチャート。
【図3】圧延材の圧下状態を示す図。
【図4】ミルに材料が進入してから、ミルを抜けて停止
するまでの圧延速度の状態を示した図。
【図5】本発明のもう1つの一実施例の全体構成を示し
たブロック図。
【図6】本発明のもう1つの圧延材の圧下状態を示す
図。
【符号の説明】
1,2…水平ロール、3…垂直ロール、4…速度検出
器、13…圧延材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−170083(JP,A) 特開 昭53−96955(JP,A) 特開 昭54−112368(JP,A) 特開 昭55−126312(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21B 37/00 - 37/78

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下一対の圧延ロールと左右一対の圧延ロ
    ールとを備え、該上下及び左右の圧延ロールに板材を所
    定回数通過させることにより該板材を所望の板厚及び板
    幅に圧延する型鋼圧延機の制御方法において、 前回の圧延の実圧下量と今回の圧延の予定圧下量により
    求まる前記板材の断面積比、前回の圧延による前記板材
    の長さより今回の圧延による前記板材の予定長さを求
    め、該求めた結果に基づいて前記型鋼圧延機のロール速
    度を制御することを特徴とする型鋼圧延機の制御方法。
  2. 【請求項2】請求項第1項において、 前回の圧延による前記板材の予定長さと前回の圧延によ
    る実際の板材の長さの誤差に基づいて、今回の圧延によ
    る該板材の予定長さを補償することを特徴とする型鋼圧
    延機の制御方法。
  3. 【請求項3】請求項第1項において、 前記板材が所定の残長になった時に、今回の圧延の実圧
    下量より今回の圧延による前記板材の予定長さを再び求
    め、該求めた結果に基づいて前記型鋼圧延機のロール速
    度を制御することを特徴とする型鋼圧延機の制御方法。
  4. 【請求項4】上下一対の圧延ロールと左右一対の圧延ロ
    ールとを備え、該上下及び左右の圧延ロールに板材を所
    定回数通過させることにより該板材を所望の板厚及び板
    幅に圧延する型鋼圧延機において、 前回の圧延の実圧下量と今回の圧延の予定圧下量から前
    記板材の断面積比を求める第1の演算手段と、前回の圧
    延による前記板材の長さより今回の圧延による前記板材
    の長さを求める第2の演算手段と、前記第1及び第2の
    演算手段により求めた結果に基づいて前記型鋼圧延機の
    ロール速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴と
    する型鋼圧延機。
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