JP3697313B2 - フォイル圧延における厚さ予制御方法 - Google Patents

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  • Metal Rolling (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個々の作業点にたいするフォイル引張り応力、圧延速度等の個々の調整量の特性曲線をプロセスコンピュータに記憶させ、モニター制御と組み合わせても行なわれる、フォイル圧延における厚さ予制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ストリップ圧延の場合とは異なり、フォイル圧延の場合厚さを位置制御によって制御することはできない。というのも、フォイルモジュールが極めて大きいため位置制御は役に立たないからである。このことは、走入側で一定の厚さ誤差に達したときに適時圧延力または圧下位置を変化させて走出側の厚さをできるだけ不変に保つようにした、ストリップ圧延で慣用されている厚さ予制御を使用できないことをも意味している。フォイル圧延の場合には、フォイルモジュールが大きいために、後退応力制御と圧延速度制御との組合せでしか制御されない。後退応力制御と圧延速度制御の作動態様はフォイルの変形抵抗の変化に基づいており、よって圧延力を一定にして種々の殺し量を発生させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、走入側の厚さずれを迅速且つ好適に補償できるような、冒頭で述べた種類の方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、フォイルの厚さのずれを走入側で検出し、厚さ予制御によりこのずれを補償し、厚さ予制御の際にフォイル引張り応力以外の他の調整量を維持してフォイル引張り応力をハイダイナミックな調整手段により作業点に応じて変化させることを特徴とするものである。
【０００５】
本発明が基礎とする認識は、フォイルの走入側の厚さずれは、殺し量に直接比例して走出側でも近似的に確認できるというもので、これは実際の経験と理論的な研究から得られたものである。従って、実験的に得られた、または物理学的数学的演算モデルを用いて検出された、圧延パラメータの変化による影響に関する特性曲線は、フォイル圧延のための本発明による厚さ予制御を可能にさせる。即ち前記特性曲線が圧延過程に適時作用することにより、モニター制御の時点で初めて、測定された厚さ誤差に反応するのではなく、厚さ誤差を既に前もって十分に回避させる。
【０００６】
本発明によれば、フォイル引張り応力、有利には前進または後退引張り応力( Vorzugs - oder Rueckzugspannung )が変化せしめられるが、条件が不変であれば、ハイダイナミック（ hochdynamisch ）な引張り手段、有利にはハイダイナミックな巻出し機により、作業点に依存してフォイル後退応力が変化せしめられるのが有利である。即ち後退応力は、モニター制御に対応しており、フォイルの厚さを制御するための効果的な調整量である。従来のフォイル厚さ制御にとっては作用特性曲線を認知することが好ましいが、これは必ずしも必要なことではない。これにたいして本発明では、予制御過程を正確に査定するためには調整量の変化による影響が正確に既知でなければならないことを前提としている。従って、予制御過程を正確に査定するため、走入側厚さ変化による影響の、調整量（有利には後退応力）にたいする依存性が、種々の作業点において調べられ、厚さ制御用のプロセスコンピュータに入力される。１つの作業点は、処理パラメータ（例えば走出側の厚さ、圧延速度、前進引張り応力、ロール径または潤滑）の特定の組合せにより定義されている。
【０００７】
従って、後に配置される厚さ制御装置を介入させる必要回数も大きさも可能な限り小さくすることができ、その結果厚さ制御自体によって発生する圧延過程の障害を対応的に減少させることができる。演算モデルまたは実験的に調べられた、個々の作業点にたいする個々の調整量は、プロセスコンピュータに記憶されて、実際に支配している作動状態にたいして有効であるような特性曲線が、個々の作業点（作動状態）にたいしてプロセスコンピュータにファイルされた特性曲線から補間法により得られる。特性曲線からは、対応する調整量の微分商を求めることができる。或いは、オンラインで作動する物理学的なモデルを用いて微分商を直接に求めてもよい。これらの微分商は、ある特定の走出側厚さ変化を達成するためには、例えば１μｍの走出側の厚さ誤差を補償するためには、どのような後退応力変化または調整量変化を行わねばならないかを示している。走入側の厚さ変化に基づき期待される走出側厚さ誤差と乗法的に掛け合わせれば、誤差の補償に必要な調整量の変化が得られる。
【０００８】
本発明による予制御による調整によれば、予制御の介入、または場合によっては必要な、後に配置される圧力調整装置の介入がある特定の調整量を用いて可能であるかどうか、或いはこの調整量が有効であるかどうかを査定することができる。例えば微分商が無限になるように努める場合には、前記ある特定の調整量がもはや効力を及ぼさず、他の調整量を引合いに出さねばならないことを意味している。他の調整量とは、フォイル圧延の場合例えば走出側の引張り応力、または圧延力であるが、その効力は作業点がずれることによって間接的に簡単に確認される。
【０００９】
調整手段をニュートラル位置またはニュートラルな値へ復帰させるため、調整量の目標値と調整量制御範囲とをシフトさせるのが好ましい。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
後退応力の目標値を変更し、後退応力制御範囲をも考慮することにより、調整手段としての制御ローラをニュートラルな位置へ戻すことができる。制御ローラを用いて後退引張り応力を変化させるためにコイラーの慣性を利用する代わりに、ハイダイナミックなコイラーを用いても本発明による方法を実施することができる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。
図１は、フォイル２を圧延するための装置１を示す。フォイル２は、巻出し機４のコイル３から引き出されて、詳細に図示していない後続の圧延機の圧延スタンド６の圧延間隙５に供給される。圧延スタンド６は、上部及び下部支持ロール７と、これに付属の作業ロール８から構成されている。
【００１４】
巻出し機４と圧延スタンド６の間には市販の厚さ測定器９が配置され、上位のプロセスコンピュータ１０に電気的に接続されている。厚さ測定器９の後にして圧延スタンドの６の前には引張り手段１１が配置されている。引張り手段１１は、三つのローラ１２または１３から構成される３ローラ拘束体として形成されている。中央のローラ１３は、動力または位置を調整可能で且つ液圧制御可能で、同様にプロセスコンピュータ１０に電気的に接続されている制御ローラとして構成され、図示したように場合によってはフォイルのなかに沈降してフォイルループ１４を変化させることにより、後退応力を制御する。
【００１５】
フォイル２が圧延スタンド６に走入する前にフォイル２の厚さを予制御するため、演算モデルを用いて検出した、または実験的に検出した、個々の作業点にたいする個々の調整量の作用特性曲線がプロセスコンピュータ１０内に記憶されており、或いは調整量の作用がオンライン演算される。
【００１６】
図２は、フォイル２を圧延するための装置の変形例である。この装置１００の動作経過は図１の装置１のそれにほぼ対応しているが、しかし厚さを予制御するために必要な迅速な後退変化が中間接続された引張り手段により行なわれるのではなく、ハイダイナミックなコイラー１６を用いて直接に行なわれる。
【００１７】
図１の装置１または図２の装置１００における厚さ予制御の一例を図３のグラフに示す。この例は、後退応力を適宜変更することにより走入側のフォイル厚の変化を補償するためのもので、走出側の厚さは一定（３３ｍｙｍ）、圧延力も一定（６０００ｋＮ）、圧延速度も一定である。以下に述べる走入側のフォイル２の厚さ変化の補償を判り易く説明するため、フォイル２の厚さが走入側で７２μｍから７４μｍへ跳躍するものとする。
【００１８】
この走入側の厚さ跳躍と、所定の作業点の有効な特性曲線（プロセスコンピュータ１０に記憶された多数の作用特性曲線から補間法により得られるか、または物理的なプロセスモデルを用いて直接得られる）とは、後退応力を５０Ｎ／ｍｍ２から５５Ｎ／ｍｍ２へ適時に増大させることにより厚さの跳躍を補償させる。この例で選定した調整範囲を、図３の一部破線で示した調整曲線１７で示す。
【００１９】
後退応力を５５Ｎ／ｍｍ２へ増大させるため、図１の実施例では、引張り手段１１の制御ローラ１３が図１に示したようにフォイル２の軌道のなかへ沈降せしめられる。その結果、フォイル２の長さが弾性的に変化する。これは適当な時期に行なわれ、即ち調整可能な（沈降及び上昇可能な）制御ローラ１３により引張り力の変更がハイダイナミックに行なわれる。従って、フォイルの走入側の厚さを、巻出し機４と圧延間隙５または圧延スタンド６との間に配置されている厚さ測定器９を用いて測定することにより、特性曲線及び走入側の厚さ誤差に基づいて査定した付加的な引張り応力変更が達成され、その結果前記の調整により厚み誤差が既にあらかじめ回避され、或いは十分に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フォイル圧延において、制御ローラを用いて厚さ予制御を行うための装置の構成図である。
【図２】 フォイル圧延において、ハイダイナミックなコイラーを用いて厚さ予制御を行うための装置の構成図である。
【図３】 後退引張り応力（実施例では、理論的に求めた特性曲線）を適時変更させることにより、走入側の厚さ跳躍を補償するためのグラフ（特性曲線）である。
【符号の説明】
１；１００ 厚さ予制御装置
２ フォイル
３ コイル
４ 巻出し機
５ 圧延間隙
６ 圧延機
９ 厚さ測定器
１０ プロセスコンピュータ
１１ 引張り手段
１２ ローラ
１３ 制御ローラ
１６ コイラー

Claims (3)

  1. 個々の作業点にたいするフォイル引張り応力、圧延速度等の個々の調整量の特性曲線をプロセスコンピュータ（１０）に記憶させ、モニター制御と組み合わせても行なわれる、フォイル圧延における厚さ予制御方法において、
    フォイル（２）の厚さのずれを走入側で検出し、厚さ予制御によりこのずれを補償し、厚さ予制御の際にフォイル引張り応力以外の他の調整量を維持してフォイル引張り応力をハイダイナミックな調整手段（１３）により作業点に応じて変化させることを特徴とする厚さ予制御方法。
  2. 調整手段（１３）をニュートラル位置またはニュートラルな値へ復帰させるため、調整量の目標値と調整量制御範囲とをシフトさせることを特徴とする、請求項１に記載の厚さ予制御方法。
  3. フォイル引張り応力を、ハイダイナミックな巻出し機により作業点に応じて変化させることを特徴とする、請求項１に記載の厚さ予制御方法。
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