JP4837095B2 - ロールギャップを制御する方法と装置 - Google Patents
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Description
本発明は、熱間圧延だけでなく冷間圧延にも有用である。
厚み制御を行なう場合、圧延後、すなわちストリップがワークロールを通過した後に、ストリップ上の少なくとも一つのポイントでストリップ厚を測定する。普通、厚みはストリップの中心部の一点で測定される。この測定値は、ストリップ厚の所望の値と一緒に厚み制御手段への入力として使用される。従って、先行技術による厚み制御の目的は、ストリップの幅方向の圧下を一定にすることである。
圧延前のストリップ厚が、ストリップの幅方向にほぼ一定である限り、厚み制御システムは良好に動作する。しかしながら、圧延前のストリップが非対称の板厚プロフィルを有する場合、厚み制御システムによって非対称の平坦度誤差がストリップに生じる。この平坦度誤差は、ストリップ厚が小さくなることにより、相対的な厚み減少量と同じ量だけストリップが相対的に延伸する現象に起因している。例えば、圧延前のストリップの一方の側が他方の側よりも厚い場合、圧延後のストリップの相対的な延伸は、他方の側よりも当該一方の側で小さくなり、これによって平坦性の問題が生じる。いくらかの時間が経過した後で、この平坦度誤差は平坦度制御システムによって検出及び補正することができる。しかしながら、この間ストリップの平坦度は最適でない。この平坦度誤差は、ロールギャップがストリップの入側の板厚プロフィルに完全に調整される場合にも生じる。
本発明の一の態様によれば、この目的は、請求項1記載の方法により達成される。このような方法では、ストリップの幅方向の板厚プロフィルにおけるくさび形状の傾斜の大きさに関する情報を受信し、当該情報に基づいて、圧延装置の両側でストリップの圧下率がほぼ同じになるようにアクチュエータを制御する。
アクチュエータを制御することにより、圧延装置の両側で圧下率をほぼ同じにすることを可能にするためには、ストリップの幅方向の板厚プロフィルのくさび形状の傾斜の大きさに関する情報が必要である。この情報は種々の方法で取得することができる。当該情報は、ストリップの幅方向に沿った少なくとも2つのポイントでストリップ厚を測定することにより直接取得することができるか、又はオペレータ側及びドライブ側のロールギャップアクチュエータの位置を受信することにより間接的に取得することができる。この情報は、例えば直前の熱間圧延プロセスから得られるか、又は例えば走査手段により測定される。圧延中、一般的に、平坦度誤差が最小となるようにロールギャップアクチュエータを位置決めすることにより、ワークロールはストリップのくさび形状の板厚プロフィルに従う。従って、アクチュエータの位置はストリップのくさび形を極めて正確に反映する。板厚プロフィルのくさび形を推定することもできる。別の構成では、板厚プロフィルに関する情報は、測定済みの平坦度誤差とロールギャップアクチュエータの位置に関する情報とに基づいて決定される。
所望のストリップ厚、従ってロールギャップの所望の圧下は普通、自動厚み制御システム(AGC)を用いて制御される。このシステムは厚み補正値を継続的に計算し、これらの厚み補正値はロールギャップアクチュエータ制御システムに供給される。厚み制御システムは厚み補正ループを含み、この厚み補正ループは、所望のストリップ厚、及び圧延後の実際のストリップ厚の測定値に基づいて、ロールギャップの所望の厚み補正値を繰り返し計算する。
厚み補正率は普通、厚み制御システムからの厚み補正値と、圧延前又は圧延後のストリップの実際の厚みとの除算の商として定義される。
ストリップの圧下比とも呼ばれる圧下率は普通、ストリップの入側厚み、すなわち圧延前のストリップ厚と、ストリップの出側厚み、すなわち圧延後のストリップ厚との差を、ストリップの入側厚みで除した値:(H−h)/Hとして定義され、ここでHは入側厚みであり、hは出側厚みである。
本発明の別の実施形態によれば、ロールギャップアクチュエータは、圧延装置のオペレータ側とドライブ側とでロールギャップの大きさを個別に制御し、本方法では、圧延装置のオペレータ側の所望のロールギャップを、計算されたストリップの圧下率と、オペレータ側の圧延前のストリップ厚とに基づいて推定し、当該推定に基づいてオペレータ側のロールギャップアクチュエータを制御し、圧延装置のドライブ側の所望のロールギャップを、計算されたストリップの圧下率と、ドライブ側の圧延前のストリップ厚とに基づいて推定し、当該推定に基づいて、ドライブ側のロールギャップアクチュエータを制御する。
本発明の更に別の態様によれば、本目的は、コンピュータ又はプロセッサの内部メモリに直接読み込むことができるコンピュータプログラム製品によって達成される。このコンピュータプログラム製品は、コンピュータで実行されると一連の方法請求項において定義される方法のステップを実行するソフトウェアコード部分を含む。コンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能な媒体を介して、又はネットワークを経由して提供される。
本発明の別の態様によれば、本目的は、請求項10記載の装置によって達成される。このような装置は、ストリップの幅方向の板厚プロフィルのくさび形状の傾斜の大きさに関する情報を受信し、且つ当該板厚プロフィルのくさび形状の傾斜の大きさに関する情報に基づいて、圧延装置の両側でストリップの圧下率がほぼ同じになるようにアクチュエータを制御する。
本発明は、くさび形状のストリップを圧延装置で圧延するときロールギャップを制御するために特に有用である。
制御装置14は、アクチュエータ6、7の位置を制御する。制御装置14は、圧延前のストリップ厚hに関する情報を受信する。この実施形態では、厚み情報は、直前の熱間圧延プロセスから受け取る。別の構成では、当該情報は、ストリップが圧延装置に挿入される前にストリップを走査する走査装置から受信することができる。この実施形態では、圧延前のストリップ厚に関する情報は、図3に示すように、ストリップの幅方向に沿って位置する3つのポイント15a〜cに関して必要になる。これらのポイントは、互いからストリップの移動方向に直交する方向に沿って互いから一定の距離だけ離れた位置に選択されなければならない。この実施形態では、第1ポイント15aは圧延装置のオペレータ側10に位置し、第2ポイント15bはストリップの幅の中心、すなわちセンサ12に相当する位置に位置し、第3ポイント15cは圧延装置のドライブ側11に位置する。
を、ストリップを圧延する前と後の厚み、すなわちストリップを小さくする前と後の厚みに基づいて計算する。この実施形態では、ストリップの中心の圧下率
は、圧下前にポイント15bで測定されるストリップ厚HCと、圧下後にポイント13で測定されるストリップ厚hCに基づき、次式:
ΔhC=HC−hC (1)
を利用して計算される。
制御装置14は更に、圧延装置のオペレータ側の所望のロールギャップdOSを、計算されたストリップの中心の圧下率
と、圧延前のオペレータ側のストリップ厚HOS、すなわちポイント15aで測定された厚みとに基づいて計算する。また、計算ユニットは、圧延装置のドライブ側の所望のロールギャップdDSを、計算されたストリップの中心の圧下率
と、圧延前のドライブ側のストリップ厚HDS、すなわちポイント15cで測定された厚みとに基づいて計算する。
を計算することもでき、この演算により、圧延後のストリップ厚での除算によって得られる結果とほぼ同じ結果が得られる。
計算には何らかの数値論理ユニットALUが必要であるが、これは、FPGA、ASIC、又は簡易マイクロプロセッサのデジタル回路に導入することができる。本装置は更に、入力及び出力手段、並びにメモリ手段のような、従来技術に公知の適切なデータ処理手段を備える。
ブロック20では、ストリップを圧延する前のストリップ厚HC、HOS、HDSに関する情報を受信する。ブロック22で、圧延後のストリップ厚hCに関する情報を受信する。ブロック24で、圧延の前と後のストリップ厚に基づいてストリップの中心の圧下率を次式に従って計算する。
即ち、オペレータ側の圧下率
及びドライブ側の圧下率
は、ストリップの中心における圧下率
と同じでなければならない。
オペレータ側のロールギャップの所望の大きさdOSは、以下の等式に従ってブロック26で計算される。
その後、ブロック30で、オペレータ側のロールギャップが計算された大きさdOSに等しくなるまでオペレータ側のアクチュエータ7を調整し、ブロック32で、ドライブ側のロールギャップが計算された大きさdDSに等しくなるまでドライブ側のアクチュエータ6を調整する。
厚み制御システム42は、制御装置40に転送される厚み補正値POSaddを継続的に計算する。圧下率の合計を圧延装置の両側で同じにするため、各補正出力はまた、圧延装置の両側に同じ補正率を付与しなければならない。くさび形状の断面を有するストリップ、すなわち一方の側が他方の側よりも厚いストリップを圧延する場合、圧延中に両側の板厚圧下率が同じとなることが重要である。
POSadd=(POSaddOS+POSaddDS)/2 (6)
ここで、
POSadd=厚み制御システムに基づいて計算された厚み補正値
POSaddOS=圧延装置のオペレータ側のロールギャップアクチュエータに適用される厚み補正値
POSaddDS=圧延装置のドライブ側のロールギャップアクチュエータに適用される厚み補正値
W=ストリップの相対的くさび形状の分布
であり、Wは
W=(HDS−HOS)/HOS
によって定義されるか、又は(自動平坦度制御システムを使用する場合)、
W=(POSactDS−POSactOS)/POSactOS (7)
によって定義される。
式(7)中、
HOS=オペレータ側の入側ストリップ厚
HDS=ドライブ側の入側ストリップ厚
POSactDS=ドライブ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置
POSactOS=オペレータ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置
である。
POSaddDS=POSaddOS(1+W) (8)
この等式を解くことにより、
POSaddDS=POSaddOS(1+W)=(2POSadd−POSaddDS)*(1+W)
POSaddDS=(2POSadd *(1+W)/(2+W) (9)
POSaddOS=2POSadd−POSaddDS (10)
ブロック52では、ストリップの幅方向の板厚プロフィルのくさび形状の傾斜の大きさに関する情報を受信する。この情報は、例えばドライブ側及びオペレータ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置POSactDS、POSactOSである。ブロック54では、等式7に従ってストリップの相対的くさび形状分布Wを計算する。ブロック56で、厚み制御システムから厚み補正値POSaddを受信する。その後、ブロック58で、圧延装置のオペレータ側のロールギャップアクチュエータに適用される厚み補正値POSaddOSを等式10に従って計算し、ブロック60で、圧延装置のドライブ側のロールギャップアクチュエータに適用される厚み補正値POSaddDSを等式9に従って計算する。次に、計算された厚み補正値に従ってオペレータ側及びドライブ側のアクチュエータを調整する。
本発明は、開示した実施形態に制限されず、請求の範囲に規定される範囲内で変更及び修正することができる。例えば、ストリップの相対的くさび形状分布Wは、W=(POSactDS−POSactOS)/POSactDSとして計算することができる。
Claims (5)
- 少なくとも2つのロール(3a−b、4a−b)、及びロールギャップの大きさを個別に制御する少なくとも2つのロールギャップアクチュエータ(6、7)を含む圧延装置でストリップ(1)を圧延するときにロールギャップを制御する方法であって、
ストリップの幅方向の板厚プロフィルにおけるくさび形状の傾斜の大きさに関する情報(H、POSactOS、POSactDS)を受信するステップと、
前記情報に基づいて、圧延装置の両側でストリップの圧下率がほぼ同じになるように前記アクチュエータを制御するステップと
を含み、
前記くさび形状の傾斜の大きさに関する情報は、圧延されるストリップの幅方向の板厚プロフィルに関する情報(H)を含み、
前記圧延装置は、所望のストリップ厚(h ref )に基づいてロールギャップの厚み補正値(POS add )を計算する厚み制御システム(42)を更に含み、
前記方法は、
実行される厚み補正に関する情報(POSadd)を受信するステップと、
オペレータ側のロールギャップアクチュエータに適用される第1の厚み補正値(POS addOS )、及びドライブ側のロールギャップアクチュエータに適用される第2の厚み補正値(POS addDS )を、前記ストリップ厚における厚み補正値及び前記くさび形状の傾斜の大きさに基づいて計算するステップと、
前記圧延装置の前記オペレータ側と前記ドライブ側とで厚み補正率がほぼ同じになるように、前記第1の厚み補正値に基づいて前記オペレータ側のロールギャップアクチュエータを制御し、前記第2の厚み補正値に基づいて前記ドライブ側のロールギャップアクチュエータを制御するステップと
をさらに含み、
前記ロールギャップアクチュエータ(6、7)は、前記圧延装置の前記オペレータ側と前記ドライブ側のロールギャップの大きさを個別に制御し、
前記くさび形状の傾斜の大きさは、(H DS −H OS )/H OS 、又は(POS actDS −POS actOS )POS actOS により定義され、H DS は前記ドライブ側の入側ストリップ厚を表し、H OS は前記オペレータ側の入側ストリップ厚を表し、POS actDS は前記ドライブ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置を表し、POS actOS は前記オペレータ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置を表すことを特徴とする方法。 - コンピュータの内部メモリに直接読み込むことが可能なコンピュータプログラム製品であって、請求項1に記載の方法のステップを実行するソフトウェアを含む、コンピュータプログラム製品。
- プログラムを格納するコンピュータで読み取り可能な媒体であって、前記プログラムが、コンピュータで実行されると、コンピュータに請求項1に記載の方法のステップを実行させる、コンピュータで読み取り可能な媒体。
- 少なくとも2つのロール(3a−b、4a−b)、及びロールギャップの大きさを個別に制御する少なくとも2つのロールギャップアクチュエータ(6、7)を含む圧延装置でストリップ(1)を圧延するときにロールギャップを制御する制御装置であって、当該制御装置は、
ストリップの幅方向の板厚プロフィルにおけるくさび形状の傾斜の大きさに関する情報(H、POSactOS、POSactDS)を受信し、
前記板厚プロフィルにおけるくさび形状の傾斜の大きさに関する情報に基づいて、圧延装置の両側でストリップの圧下率がほぼ同じになるように、前記アクチュエータを制御し、
前記くさび形状の傾斜の大きさに関する情報は、圧延されるストリップの幅方向の板厚プロフィルに関する情報(H)を含み、
前記圧延装置は、所望のストリップ厚に基づいてロールギャップの厚み補正値を計算する厚み制御システムを更に含み、
前記制御装置は、さらに、
実行される厚み補正に関する情報を受信し、
オペレータ側のロールギャップアクチュエータに適用される第1の厚み補正値、及びドライブ側のロールギャップアクチュエータに適用される第2の厚み補正値を、前記ストリップ厚における厚み補正値及び前記くさび形状の傾斜の大きさに基づいて計算し、
前記圧延装置の前記オペレータ側と前記ドライブ側とで厚み補正率がほぼ同じになるように、前記第1の厚み補正値に基づいて前記オペレータ側のロールギャップアクチュエータを制御し、前記第2の厚み補正値に基づいて前記ドライブ側のロールギャップアクチュエータを制御し、
前記ロールギャップアクチュエータは、前記圧延装置の前記オペレータ側と前記ドライブ側のロールギャップの大きさを個別に制御し、
前記くさび形状の傾斜の大きさは、(H DS −H OS )/H OS 、又は(POS actDS −POS actOS )POS actOS により定義され、H DS は前記ドライブ側の入側ストリップ厚を表し、H OS は前記オペレータ側の入側ストリップ厚を表し、POS actDS は前記ドライブ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置を表し、POS actOS は前記オペレータ側のロールギャップアクチュエータの実際の位置を表すことを特徴とする、制御装置。 - 圧延装置でくさび形ストリップを圧延するときにロールギャップを制御するための、請求項4に記載の装置の使用法。
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