JP5060432B2

JP5060432B2 - Hot rolling tension control device and tension control method

Info

Publication number: JP5060432B2
Application number: JP2008221775A
Authority: JP
Inventors: 昌宏鹿山; 稔明高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: CN101658872B; CN101658872A; JP2010052027A

Description

本発明は、熱間圧延の張力制御装置およびその制御方法に係り，スタンド間の鋼板の張力制御とルーパ高さ制御の干渉を低減し，安定した張力とルーパ高さを実現するのに好適な張力制御装置およびその張力制御方法に関する。 The present invention relates to a tension control device and a control method for hot rolling, and is suitable for reducing the interference between steel plate tension control and looper height control between stands and realizing stable tension and looper height. The present invention relates to a tension control device and a tension control method thereof.

熱間圧延における鋼板を通す圧延ロールを有するスタンド間の鋼板張力は、圧延工程の前後スタンドのロール速度差(ロールを駆動する主機ドライブの速度差)で鋼板の送り状態を変化させたり、鋼板の送りを安定化させるため鋼板を持ち上げるルーパのルーパ高さを変更することにより制御できる。
一方、ロール速度差により鋼板の送り状態を変え鋼板張力を変化させると、鋼板張力の変化によりルーパにかかる荷重が変化しルーパ高さが変化する。
逆に、ルーパ高さを変え鋼板の持ち上げ状態を変え鋼板張力を変化させると、鋼板の送り負荷の変化に起因し、鋼板のドライブ速度に外乱が重畳する。このように、スタンド間の鋼板の張力制御とルーパ高さ制御は互いに影響を及ぼす干渉系である。 The steel plate tension between the stands having the rolling rolls through which the steel plate is passed in hot rolling changes the feed state of the steel plate due to the roll speed difference between the stands before and after the rolling process (speed difference of the main machine drive that drives the roll). It can be controlled by changing the looper height of the looper that lifts the steel plate to stabilize the feed.
On the other hand, when the steel sheet feed state is changed due to the roll speed difference and the steel plate tension is changed, the load applied to the looper is changed due to the change in the steel plate tension, and the looper height is changed.
Conversely, when the height of the steel plate is changed by changing the looper height and the steel plate tension is changed, a disturbance is superimposed on the drive speed of the steel plate due to the change in the feed load of the steel plate. Thus, the tension control of the steel plate between the stands and the looper height control are interference systems that influence each other.

熱間圧延においてルーパを用いて張力制御を行う従来方法として、例えば、特許文献１、特許文献２には、制御系を、圧延ロールを駆動する電動機速度とルーパ電動機速度を入力、鋼板張力と該張力に重みパラメータを乗じてルーパ角度に加算した量を制御量とした２入力２出力系で構成し、制御対象の熱間圧延装置プロセスモデルを用いて計算した制御ゲインにより各電動機の速度指令値を算出する制御方法が示されている。
加えて、特許文献２には、制御系が出力する圧延材張力とルーパ高さを、制御ゲインを用いて相互に非干渉化させる手法が示されている。
特開平９−１９２７１６号公報特開平５−３３７５２９号公報 As a conventional method for controlling tension using a looper in hot rolling, for example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the control system is input with the motor speed and the looper motor speed for driving the rolling roll, It is composed of a 2-input 2-output system with the amount of tension multiplied by the weight parameter and added to the looper angle as the control amount, and the speed command value of each motor by the control gain calculated using the hot rolling device process model to be controlled A control method for calculating is shown.
In addition, Patent Document 2 discloses a technique for making the rolling material tension and the looper height output from the control system non-interfering with each other using a control gain.
JP-A-9-192716 JP-A-5-337529

ところで、特許文献１、特許文献２に記載の方法では、ルーパ高さの制御によりルーパ高さと鋼板張力をともに変更するため、変更された鋼板張力の変化に起因したルーパ高さ変化が、ルーパ高さの制御に重畳することで、ルーパ高さが不必要に動作する可能性がある。
また、２入力２出力の多変数系をそのまま扱う制御系になるので、制御系の調整に多くの知識を必要とし、調整の見通しが悪くなる問題もある。 By the way, in the method described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since both the looper height and the steel plate tension are changed by controlling the looper height, the change in the looper height caused by the change in the changed steel plate tension is the looper height. By superimposing on the control, the looper height may operate unnecessarily.
Further, since the control system handles a 2-input 2-output multivariable system as it is, a lot of knowledge is required for the adjustment of the control system, and there is a problem that the prospect of the adjustment becomes worse.

本発明は上記実状に鑑み、熱間圧延における鋼板等の圧延対象の張力、ルーパ制御を、１入力１出力の見通しの良いふたつの制御系としてとらえることを前提に、簡単な方法で鋼板等の圧延対象の張力の制御とルーパ高さの制御を非干渉化する熱間圧延の張力制御装置および張力制御方法の提供を目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention assumes that the tension and looper control of a rolling object such as a steel sheet in hot rolling are considered as two control systems with a good one-input and one-output line of sight. An object of the present invention is to provide a hot rolling tension control device and a tension control method that make the control of the tension of the rolling object and the control of the looper height non-interfering.

上記目的を達成すべく、第１の本発明に関わる熱間圧延の張力制御装置は、複数の圧延スタンドと該圧延スタンド間にルーパを備えた熱間圧延機を制御対象とし、圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御装置であって、圧延スタンドのワークロール速度を操作することで圧延対象の張力を所望の値に制御する張力制御手段と、該張力制御手段の出力からワークロールの回転速度を制御するためのワークロールを駆動するドライブ装置の速度指令を算出する速度制御手段と、圧延スタンドに進入する側の圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドから排出される側の圧延対象の張力である前方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を熱間圧延機から取り込み、ドライブ装置の負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段とを備え、速度制御手段で算出された速度指令である出力と負荷トルク推定手段で推定された負荷トルクである出力とを演算した値の制御指令をドライブ装置に出力するとともに、ルーパの高さを制御するためのルーパ駆動装置への高さ指令を算出するルーパ高さ制御手段と、前方張力とルーパの高さのそれぞれの実績値を熱間圧延機から取り込み、ルーパが圧延対象を支持するのに必要なトルクを推定するルーパ支持トルク推定手段とを備え、ルーパ高さ制御手段で算出された高さ指令である出力とルーパ支持トルク推定手段で推定されたトルクである出力とを演算した値の制御指令をルーパ駆動装置に出力している。 In order to achieve the above object, a hot rolling tension control device according to the first aspect of the present invention is a hot rolling mill equipped with a plurality of rolling stands and a looper between the rolling stands, and is provided in the rolling stand. This is a hot rolling tension control device for controlling the tension of a rolling target such as a steel sheet continuously rolled by a given work roll to a desired value, and by controlling the work roll speed of the rolling stand, Tension control means for controlling the tension to a desired value, speed control means for calculating a speed command of a drive device for driving the work roll for controlling the rotation speed of the work roll from the output of the tension control means, and a rolling stand The actual value of each of the rear tension, which is the tension of the rolling object on the side entering the roll, the forward tension, which is the tension of the rolling object discharged from the rolling stand, and the rolling load of the rolling stand. Load torque estimation means that takes in from the rolling mill and estimates the load torque of the drive device, and outputs an output that is a speed command calculated by the speed control means and an output that is the load torque estimated by the load torque estimation means. The control command of the calculated value is output to the drive device, and the looper height control means for calculating the height command to the looper drive device for controlling the height of the looper, and the front tension and the looper height, respectively. Output from the hot rolling mill, and a looper support torque estimating means for estimating the torque required for the looper to support the object to be rolled, and an output which is a height command calculated by the looper height control means And a control command having a value obtained by computing the output that is the torque estimated by the looper support torque estimating means is output to the looper driving device.

第２の本発明に関わる熱間圧延の張力制御装置は、複数の圧延スタンドと該圧延スタンド間にルーパを備えた熱間圧延機を制御対象とし、圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御装置であって、圧延スタンドのワークロール速度を操作することで圧延対象の張力を所望の値に制御する張力制御手段と、該張力制御手段の出力からワークロールの回転速度を制御するためのワークロールを駆動するドライブ装置の速度指令を算出する速度制御手段と、圧延スタンドに進入する側の圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を熱間圧延機から取り込み、該圧延スタンドから排出される側の圧延対象の張力である前方張力の指令値を用いてドライブ装置の負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段とを備え、速度制御手段で算出された速度指令である出力と負荷トルク推定手段で推定された負荷トルクである出力とを演算した値の制御指令をドライブ装置に出力するとともに、ルーパの高さを制御するためのルーパ駆動装置への高さ指令を算出するルーパ高さ制御手段と、前方張力とルーパの高さのそれぞれの実績値を熱間圧延機から取り込み、ルーパが圧延対象を支持するのに必要なトルクを推定するルーパ支持トルク推定手段とを備え、ルーパ高さ制御手段で算出された高さ指令である出力とルーパ支持トルク推定手段で推定されたトルクである出力とを演算した値の制御指令をルーパ駆動装置に出力している。 The hot rolling tension control device according to the second aspect of the present invention is a hot rolling mill equipped with a plurality of rolling stands and a looper between the rolling stands, and is continuously controlled by a work roll provided on the rolling stand. This is a tension control device for hot rolling that controls the tension of the rolling object such as a steel sheet to be rolled to a desired value, and the tension of the rolling object is controlled to the desired value by operating the work roll speed of the rolling stand. Tension control means for controlling, speed control means for calculating a speed command of a drive device for driving the work roll for controlling the rotation speed of the work roll from the output of the tension control means, and a rolling object on the side entering the rolling stand The back tension that is the tension of the rolling and the actual values of the rolling load of the rolling stand are taken from the hot rolling mill, and the front tension that is the tension of the rolling object on the side discharged from the rolling stand Load torque estimating means for estimating the load torque of the drive device using the command value, and calculating the output that is the speed command calculated by the speed control means and the output that is the load torque estimated by the load torque estimating means The control command of the value obtained is output to the drive device, the looper height control means for calculating the height command to the looper drive device for controlling the height of the looper, and each of the front tension and the height of the looper. A looper support torque estimating means for taking the actual value from the hot rolling mill and estimating the torque required for the looper to support the object to be rolled; an output that is a height command calculated by the looper height control means; A control command having a value obtained by calculating the output that is the torque estimated by the looper support torque estimating means is output to the looper driving device.

第３の本発明に関わる熱間圧延の張力制御方法は、複数の圧延スタンドと、該圧延スタンド間に設けられ鋼板等の圧延対象を支持しその支持高さをもって圧延工程を安定化するルーパとを備え、各圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御方法であって、圧延対象の張力を所望の値に制御するためにワークロールを駆動するドライブ装置の回転速度を算出し、該ドライブ装置の回転速度に対応したドライブ装置の速度指令値を算出し、圧延スタンドに進入する側の圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドから排出される側の圧延対象の張力である前方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を取り込んで、ワークロールを駆動するドライブ装置の負荷トルクを推定し、ドライブ装置の速度指令値とドライブ装置の負荷トルクとを演算した値を制御指令として該ドライブ装置に出力するとともに、ルーパの高さを所望の値に制御するルーパ駆動装置の高さ指令値を算出し、前方張力とルーパの高さのそれぞれの実績値を取り込んでルーパ駆動装置が圧延対象を支持するのに必要なルーパ駆動装置の支持トルクを推定し、該ルーパ駆動装置の支持トルクとルーパ駆動装置の高さ指令値とを演算した値を制御指令としてルーパ駆動装置に出力している。 A tension control method for hot rolling according to the third aspect of the present invention includes a plurality of rolling stands, a looper provided between the rolling stands for supporting a rolling target such as a steel plate and stabilizing the rolling process with the supporting height. A tension control method for hot rolling that controls the tension of a rolling target such as a steel sheet that is continuously rolled by a work roll provided in each rolling stand to a desired value. The rotational speed of the drive device that drives the work roll is calculated to control the value of the drive device, the speed command value of the drive device corresponding to the rotational speed of the drive device is calculated, and the rolling object on the side entering the rolling stand is calculated. The work roll is driven by taking the actual values of the rear tension, which is the tension, the forward tension, which is the tension of the rolling object to be discharged from the rolling stand, and the rolling load of the rolling stand. A looper that estimates the load torque of the drive device, outputs a value obtained by calculating the speed command value of the drive device and the load torque of the drive device to the drive device as a control command, and controls the height of the looper to a desired value. Calculate the height command value of the driving device, take the actual values of the front tension and the height of the looper, estimate the support torque of the looper driving device necessary for the looper driving device to support the rolling object, A value obtained by calculating the support torque of the looper driving device and the height command value of the looper driving device is output to the looper driving device as a control command.

第４の本発明に関わる熱間圧延の張力制御方法は、複数の圧延スタンドと、該圧延スタンド間に設けられ鋼板等の圧延対象を支持しその支持高さをもって圧延工程を安定化するルーパとを備え、各圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御方法であって、圧延対象の張力を所望の値に制御するためにワークロールを駆動するドライブ装置の回転速度を算出し、該ドライブ装置の回転速度に対応した該ドライブ装置の速度指令値を算出し、該圧延スタンドに進入する側の圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を取り込み、該圧延スタンドから排出される側の圧延対象の張力である前方張力の指令値を用いてワークロールを駆動するドライブ装置の負荷トルクを推定し、ドライブ装置の速度指令値とドライブ装置の負荷トルクとを演算した値を制御指令としてドライブ装置に出力するとともに、ルーパ高さを所望の値に制御するルーパ駆動装置の高さ指令値を算出し、前方張力とルーパの高さのそれぞれの実績値を取り込んでルーパ駆動装置が圧延対象を支持するのに必要なルーパ駆動装置の支持トルクを推定し、該ルーパ駆動装置の支持トルクとルーパ駆動装置の高さ指令値とを演算した値を制御指令としてルーパ駆動装置に出力している。 A tension control method for hot rolling according to the fourth aspect of the present invention includes a plurality of rolling stands, a looper provided between the rolling stands and supporting a rolling target such as a steel plate and stabilizing the rolling process with the supporting height. A tension control method for hot rolling that controls the tension of a rolling target such as a steel sheet that is continuously rolled by a work roll provided in each rolling stand to a desired value. The rotational speed of the drive device that drives the work roll to control the value of the roll is calculated, the speed command value of the drive device corresponding to the rotational speed of the drive device is calculated, and the rolling on the side that enters the rolling stand The actual values of the rear tension, which is the tension of the object, and the rolling load of the rolling stand are taken in, and the work tension is determined using the command value of the front tension, which is the tension of the rolling object on the side discharged from the rolling stand. Estimate the load torque of the drive device that drives the drive, output the calculated value of the speed command value of the drive device and the load torque of the drive device to the drive device as a control command, and control the looper height to the desired value Calculate the height command value of the looper drive unit that takes the actual values of the forward tension and the height of the looper, and estimate the support torque of the looper drive unit necessary for the looper drive unit to support the rolling object. A value obtained by calculating the support torque of the looper driving device and the height command value of the looper driving device is output to the looper driving device as a control command.

本発明によれば、簡単な方法で鋼板等の圧延対象の張力の制御とルーパ高さの制御を非干渉化する熱間圧延の張力制御装置および張力制御方法を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tension control apparatus and the tension control method of hot rolling which make control of tension | tensile_strength of rolling objects, such as a steel plate, and control of looper height non-interfering by a simple method are realizable.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
図１は、本発明に係る第１実施形態の張力制御装置150を有する制御システムＳの構成を示した概念図である。
＜張力制御装置150の概要＞
図１に示す第１実施形態の張力制御装置150は、２本の回転するワークロール104間に加熱した鋼板103等の材料を通し該材料の断面積を減少させながら所定の形状に断面積を変化させる熱間圧延において、仕上げスタンドにおける材料の張力制御の安定化が可能であり、材料の圧延時の安定性、通板性の向上が図れ、高精度な材料の厚みが得られるものである。また、圧延時の材料の張力を安定化することで張力変動による材料の幅縮み変動を低減でき、板幅精度を向上できるものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a control system S having a tension control device 150 according to the first embodiment of the present invention.
<Overview of tension controller 150>
The tension control device 150 according to the first embodiment shown in FIG. 1 passes a material such as a heated steel plate 103 between two rotating work rolls 104 and reduces the cross-sectional area of the material while reducing the cross-sectional area of the material. In hot rolling to be changed, it is possible to stabilize the tension control of the material in the finishing stand, improve the stability during rolling of the material, and improve the sheeting property, and obtain a highly accurate material thickness. . In addition, by stabilizing the tension of the material at the time of rolling, it is possible to reduce fluctuations in the width of the material due to fluctuations in tension and improve the plate width accuracy.

＜張力制御装置150を有する制御システムＳの全体構成＞
図１に示す第１実施形態の制御システムＳは、鋼板103等の材料の熱間圧延を行う制御対象の熱間圧延装置100と、熱間圧延装置100を制御することで熱間圧延時の材料の張力を制御する張力制御装置150とを具備している。
なお、以下では、熱間圧延対象の材料を鋼板103として説明を行う。
張力制御装置150は、制御対象の熱間圧延装置100から、熱間圧延時の鋼板103の張力検出信号、ルーパ110の支持部112aの高さ検出信号、鋼板103を搬送するドライブ装置の回転検出信号等の種々の信号を受信し、これらの受信した信号に応じて制御信号を制御対象の熱間圧延装置100に出力している。 <Overall Configuration of Control System S Having Tension Control Device 150>
The control system S of the first embodiment shown in FIG. 1 controls a hot rolling device 100 to be hot rolled of a material such as a steel plate 103 and the hot rolling device 100 to control hot rolling at the time of hot rolling. A tension control device 150 for controlling the tension of the material.
In the following description, the material to be hot-rolled will be described as a steel plate 103.
The tension control device 150 detects, from the hot rolling device 100 to be controlled, a tension detection signal of the steel plate 103 during hot rolling, a height detection signal of the support portion 112a of the looper 110, and rotation detection of the drive device that conveys the steel plate 103. Various signals such as signals are received, and a control signal is output to the hot rolling apparatus 100 to be controlled in accordance with the received signals.

＜熱間圧延装置100の構成＞
まず、張力制御装置１５０の制御対象の熱間圧延装置100の構成を説明する。
図１に示すように、熱間圧延装置100は、圧延対象の鋼板103を圧延するためのスタンド101、120が複数設けられ、また、スタンド101、120間には圧延対象の鋼板103を持ち上げて張力を調整し通板を安定化させるためのルーパ110が設けられている。 <Configuration of hot rolling apparatus 100>
First, the configuration of the hot rolling device 100 to be controlled by the tension control device 150 will be described.
As shown in FIG. 1, the hot rolling apparatus 100 is provided with a plurality of stands 101 and 120 for rolling a steel plate 103 to be rolled, and the steel plate 103 to be rolled is lifted between the stands 101 and 120. A looper 110 is provided for adjusting the tension and stabilizing the through plate.

＜スタンド101、120＞
スタンド101、120は、それぞれ鋼板103を上下から直に挟んで実際に板を圧延するワークロール104と、上下のワークロール104をそれぞれ支える上下のバックアップロール105により構成された４段ミルの例を示している。
スタンド101における上下のワークロール104は、例えば、それぞれダイレクトドライブを行うモータ等を有するドライブ装置109によって駆動されている。
同様に、下流のスタンド120の上下のワークロール104は、例えば、それぞれダイレクトドライブを行うモータ等を有するドライブ装置121によって駆動されている。
図１では、図示を省略しているが、スタンド101、120には、上下のバックアップロール105をそれぞれ駆動するドライブ装置も備えられている。 <Stand 101, 120>
The stands 101 and 120 are examples of a four-stage mill composed of a work roll 104 that actually rolls a plate with the steel plate 103 directly sandwiched from above and below, and an upper and lower backup roll 105 that supports the upper and lower work rolls 104, respectively. Show.
The upper and lower work rolls 104 in the stand 101 are driven by, for example, drive devices 109 each having a motor or the like that performs direct drive.
Similarly, the upper and lower work rolls 104 of the downstream stand 120 are driven by, for example, drive devices 121 each having a motor or the like that performs direct drive.
Although not shown in FIG. 1, the stands 101 and 120 are also provided with drive devices for driving the upper and lower backup rolls 105, respectively.

＜ルーパ110＞
図１に示すルーパ110は、スタンド101、120間を搬送される圧延対象の鋼板103を、上方に持ち上げ支持することでその張力や通板を安定化する役割を果たす装置であり、通常、各スタンド101、120間に取り付けられている。
ルーパ110は、通板される圧延対象の鋼板103を実際に上方に持ち上げ支持するルーパアーム112、ルーパアーム112を矢印α12方向に回動させる油圧シリンダ等のルーパシリンダ111等を有している。 <Looper 110>
The looper 110 shown in FIG. 1 is a device that plays a role of stabilizing the tension and threading by lifting and supporting the steel plate 103 to be rolled, which is transported between the stands 101, 120, Attached between the stands 101 and 120.
The looper 110 includes a looper arm 112 that actually lifts and supports the steel plate 103 to be rolled up and supports it, a looper cylinder 111 such as a hydraulic cylinder that rotates the looper arm 112 in the direction of arrow α12, and the like.

ルーパ110は、ルーパ駆動装置108によりルーパシリンダ111が伸縮制御されることでルーパアーム112を矢印α12のように回動させ、圧延対象の鋼板103を実際に支持するルーパアーム112の回転自在なローラの支持部112aが高さ制御されている。
ルーパアーム112における圧延対象の鋼板103を支持する支持部112aの高さは、高さ計114で検出されている。
図１に示す熱間圧延装置100のスタンド101、120の前後(図１の紙面左右方向)、すなわち鋼板103の進行方向(図１の矢印α11方向)の上流、下流には、さらに複数のスタンドが、図１と同様に、ルーパ110を間に挟んで設けられている。なお、通常の仕上げ用ミルでは６〜７スタンド程度が配置されている。 The looper 110 supports the rotatable roller of the looper arm 112 that actually supports the steel plate 103 to be rolled by rotating the looper cylinder 112 as indicated by an arrow α12 by controlling the expansion and contraction of the looper cylinder 111 by the looper driving device 108. The height of the part 112a is controlled.
The height of the support portion 112 a that supports the steel plate 103 to be rolled in the looper arm 112 is detected by a height gauge 114.
A plurality of stands are further provided upstream and downstream of the stands 101 and 120 of the hot rolling apparatus 100 shown in FIG. 1 (left and right direction in FIG. 1), that is, in the traveling direction of the steel plate 103 (direction of arrow α11 in FIG. 1). However, similarly to FIG. 1, the looper 110 is interposed therebetween. In a normal finishing mill, about 6 to 7 stands are arranged.

＜熱間圧延装置100による圧延＞
熱間圧延装置100は、図１に示すように、圧延対象の鋼板103がルーパ110のルーパアーム112により上方に支持されつつ、複数のスタンド101、120により、連続的に圧延されるタンデムミルである。
熱間圧延装置100においては、鋼板103が、図１の矢印α11方向に、スタンド101からスタンド120にルーパ110を介在させて移動されるにつれ、スタンド101、120のワークロール104、104で圧接され、徐々に薄く圧延される。
圧延時、スタンド101、120間の鋼板103には、長手方向(図１の紙面左右方向)に鋼板103を引っ張る力の張力が、前後のスタンド101、120それぞれにおけるワークロール104の駆動速度差、ルーパアーム112高さ等により発生する。 <Rolling with hot rolling equipment 100>
As shown in FIG. 1, the hot rolling apparatus 100 is a tandem mill in which a steel plate 103 to be rolled is supported upward by a looper arm 112 of a looper 110 and is continuously rolled by a plurality of stands 101 and 120. .
In the hot rolling apparatus 100, the steel plate 103 is pressed by the work rolls 104, 104 of the stands 101, 120 as the steel plate 103 is moved from the stand 101 to the stand 120 via the looper 110 in the direction of arrow α11 in FIG. Rolled gradually and thinly.
During rolling, the steel plate 103 between the stands 101 and 120 has a tension of a force pulling the steel plate 103 in the longitudinal direction (left and right direction in FIG. 1), and the difference in driving speed of the work roll 104 between the front and rear stands 101 and 120, This occurs due to the height of the looper arm 112 or the like.

各スタンド101、120について、入側(図１の紙面左側)の鋼板103の張力を後方張力tb、出側(図１の紙面右側)の鋼板103の張力を前方張力tfと称する。例えば、スタンド101においては、スタンド101に進入する鋼板103の張力が後方張力tbであり、スタンド101から排出される鋼板103の張力が前方張力tfである。
また、図１に示すスタンド101とスタンド120の間にある鋼板103の張力、すなわちスタンド101から排出される鋼板103の前方張力tfは、ルーパアーム112に取り付けられた張力計113で測定されている。なお、スタンド101に進入する鋼板103の後方張力tbは、張力計132で測定されている。 For each of the stands 101 and 120, the tension of the steel plate 103 on the entry side (left side of FIG. 1) is referred to as rear tension tb, and the tension of the steel plate 103 on the exit side (right side of FIG. 1) is referred to as front tension tf. For example, in the stand 101, the tension of the steel plate 103 entering the stand 101 is the rear tension tb, and the tension of the steel plate 103 discharged from the stand 101 is the front tension tf.
Further, the tension of the steel plate 103 between the stand 101 and the stand 120 shown in FIG. 1, that is, the front tension tf of the steel plate 103 discharged from the stand 101 is measured by a tensiometer 113 attached to the looper arm 112. The rear tension tb of the steel plate 103 entering the stand 101 is measured by a tension meter 132.

また、スタンド101、120における鋼板103の圧延荷重は、スタンド101、120の圧下装置に取り付けられているロードセル(図示せず)で検出する。なお、ロードセルでは、総圧延荷重が検出される。或いは、スタンド101、120における鋼板103の圧延荷重は、スタンド101、120における力の釣りあいから、負荷トルク推定手段155において、公知の種々の式で圧延荷重分布を求め、単位長さ当りの圧延荷重に変換して、計算モデルに入力し、後記の方法で求められる。
また、搬送される鋼板103の板速(速度)は、板速計を設け直接計測される。 Further, the rolling load of the steel plate 103 in the stands 101 and 120 is detected by a load cell (not shown) attached to the reduction devices of the stands 101 and 120. In the load cell, the total rolling load is detected. Alternatively, the rolling load of the steel plate 103 in the stands 101 and 120 is determined by calculating the rolling load distribution by various known formulas in the load torque estimating means 155 from the balance of forces in the stands 101 and 120, and rolling per unit length. It is converted into a load, input into a calculation model, and obtained by the method described later.
In addition, the plate speed (speed) of the conveyed steel plate 103 is directly measured by providing a plate speed meter.

＜張力制御装置150＞
次に、図１に示す張力制御装置150の構成を説明する。
熱間圧延装置100で圧延される鋼板103の張力を制御するための張力制御装置150は、例えばＰＬＣ(programmable logic controller)が用いられる。
まず、張力制御装置150の全体構成について簡単に説明した後、各部の動作を詳細に説明する。 <Tension control device 150>
Next, the configuration of the tension control device 150 shown in FIG. 1 will be described.
For example, a PLC (programmable logic controller) is used as the tension control device 150 for controlling the tension of the steel sheet 103 rolled by the hot rolling device 100.
First, after briefly explaining the overall configuration of the tension control device 150, the operation of each unit will be described in detail.

＜張力制御装置150の全体構成＞
図１に示す張力制御装置150における破線で囲った部分が、スタンド101とルーパ110の制御を行う個所であり、前後のスタンド120とルーパに対しても同様の機能が備えられる。ここでは、図１に示すスタンド101とルーパ110に関して説明を行う。
実績収集手段160は、制御対象の熱間圧延装置100から、スタンド101のワークロール104間の圧延荷重、前方張力tf、後方張力tb、ルーパアーム112の支持部112aの高さ、鋼板103の速度(板速)等の熱間圧延装置100の稼働中の実績データを取り込む。
図１に示す熱間圧延装置100におけるスタンド101の上下のワークロール104を駆動するドライブ装置109は、張力指令に従って制御される。 <Overall configuration of tension control device 150>
A portion surrounded by a broken line in the tension control device 150 shown in FIG. 1 is a portion for controlling the stand 101 and the looper 110, and the same function is provided to the front and rear stands 120 and the looper. Here, the stand 101 and the looper 110 shown in FIG. 1 will be described.
The actual result collecting means 160, from the hot rolling device 100 to be controlled, the rolling load between the work rolls 104 of the stand 101, the front tension tf, the rear tension tb, the height of the support portion 112a of the looper arm 112, the speed of the steel plate 103 ( The actual data during operation of the hot rolling apparatus 100 such as (sheet speed) is captured.
The drive device 109 for driving the work rolls 104 above and below the stand 101 in the hot rolling apparatus 100 shown in FIG. 1 is controlled according to a tension command.

すなわち、前方張力tfの実績値が、張力指令格納手段151からの張力指令tf^＊に一致するように張力制御手段152が動作し、その後、張力制御手段152の出力ΔＶ^＊に応じて速度制御手段154が鋼板103のドライブの速度制御を行い、最終的に、ドライブ装置109を駆動する電流指令値を算出し、負荷トルク推定手段155の出力を加え、ドライブ装置109に対して電流指令値が出力される。
なお、負荷トルク推定手段155は、後記のルーパ制御系150B(図１参照)との非干渉化を行うためのフィードフォワード補償器である。 That is, the tension control unit 152 operates so that the actual value of the front tension tf matches the tension command tf ^* from the tension command storage unit 151, and then the speed control unit according to the output ΔV ^* of the tension control unit 152. 154 controls the drive speed of the steel plate 103, finally calculates the current command value for driving the drive device 109, adds the output of the load torque estimating means 155, and outputs the current command value to the drive device 109. Is done.
The load torque estimating means 155 is a feedforward compensator for performing non-interference with a later-described looper control system 150B (see FIG. 1).

一方、ルーパ110を動作させるルーパ駆動装置108は、ルーパ高さ制御手段157からのルーパ高さ指令、すなわちルーパアーム112の支持部112aの高さ指令にしたがって制御される。すなわち、ルーパ高さ(ルーパアーム112の支持部112aの高さ)θの実績値がルーパ高さ指令値(ルーパアーム112の支持部112aの高さ指令値)θ^*に一致するようにルーパ高さ制御手段157が動作し、最終的にルーパ駆動装置108を駆動する電流指令を算出し、ルーパ支持トルク推定手段158の出力を加え、ルーパ駆動装置108に対して電流指令値が出力される。ここで、ルーパ高さ指令値θ^*は、ルーパ高さ指令生成手段156により、鋼板103のルーパ110通過長Ｌに応じて生成される。
なお、ルーパ支持トルク推定手段158は、張力制御系150Aとの非干渉化を行うためのフィードフォワード補償器である。
このように、第１実施形態の制御システムＳにおいては、張力は、張力制御系150Aにおけるドライブ速度により制御される一方、ルーパ高さは、ルーパ制御系150Bにおけるルーパ高さ制御により制御される。 On the other hand, the looper driving device 108 that operates the looper 110 is controlled according to the looper height command from the looper height control means 157, that is, the height command of the support portion 112a of the looper arm 112. In other words, the looper height control (the looper height (height of the support portion 112a of the looper arm 112) θ) is controlled so that the actual value θ matches the looper height command value (the height command value of the support portion 112a of the looper arm 112) θ ^*. The means 157 operates, finally calculates a current command for driving the looper driving device 108, adds the output of the looper support torque estimating means 158, and outputs a current command value to the looper driving device 108. Here, the looper height command value θ ^* is generated by the looper height command generating means 156 according to the looper 110 passage length L of the steel plate 103.
The looper support torque estimating means 158 is a feedforward compensator for performing non-interference with the tension control system 150A.
As described above, in the control system S of the first embodiment, the tension is controlled by the drive speed in the tension control system 150A, while the looper height is controlled by the looper height control in the looper control system 150B.

＜張力制御装置150の各部の動作＞
次に、張力制御装置150の各部の動作を詳細に説明する。
＜張力制御装置150の張力制御系150A＞
＜張力指令格納手段151＞
図２は、張力指令格納手段151の構成を示す図である。
図２に示す張力指令格納手段151には、各スタンド間の鋼板103に付与する前方張力tfである張力指令値151dが、鋼種151a、板厚151b、板幅151cにより層別され、それぞれの条件に適切な熱間圧延の張力指令値151dとして予め求められ、格納されている。 <Operation of each part of tension control device 150>
Next, the operation of each part of the tension control device 150 will be described in detail.
<Tension control system 150A of tension controller 150>
<Tension command storage means 151>
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the tension command storage means 151. As shown in FIG.
In the tension command storage means 151 shown in FIG. 2, the tension command value 151d, which is the front tension tf applied to the steel plate 103 between the stands, is stratified by the steel type 151a, the plate thickness 151b, and the plate width 151c. Is obtained in advance and stored as a tension command value 151d for hot rolling appropriate to the above.

例えば、鋼種151aがＳＳ４００、板厚151bが２．０〜３．０ｍｍ、板幅151cが９００ｍｍでは、鋼板103に付与する張力の張力指令値151dが、１．５ｋｇ／ｍｍ^２(鋼板103の横断面の単位面積当りの張力)であることを示している。
各スタンド101、120間の鋼板103の板厚151bは、熱間圧延装置100における圧延スケジュールにより一意に決定されるので、その後、鋼種151a、板幅151cと決定された板厚151bから、張力指令値151dが決定される。
ここで、図２に示す張力指令格納手段151に例示した層別条件の他の層別条件として、鋼板103の移動速度や、各スタンド101、120別の条件等を追加することも可能である。
このように、張力指令格納手段151に格納する張力指令値151dを定める層別条件は、鋼種151a、板厚151b、板幅151cに限定されない。 For example, when the steel type 151a is SS400, the plate thickness 151b is 2.0 to 3.0 mm, and the plate width 151c is 900 mm, the tension command value 151d of the tension applied to the steel plate 103 is 1.5 kg / mm ² (the crossing of the steel plate 103). The tension per unit area of the surface).
Since the plate thickness 151b of the steel plate 103 between the stands 101 and 120 is uniquely determined by the rolling schedule in the hot rolling apparatus 100, a tension command is then obtained from the steel type 151a and the plate thickness 151b determined as the plate width 151c. A value 151d is determined.
Here, as the other stratification conditions exemplified in the tension command storage means 151 shown in FIG. 2, it is possible to add the moving speed of the steel plate 103, the conditions for each of the stands 101 and 120, and the like. .
Thus, the stratification conditions for determining the tension command value 151d stored in the tension command storage means 151 are not limited to the steel type 151a, the plate thickness 151b, and the plate width 151c.

＜張力制御手段152＞
圧延される鋼板103の張力指令格納手段151に格納される鋼種151a、板厚151b、板幅151cで決定される張力指令値151dを前方張力指令値tf^*とすれば、図１に示す張力制御手段152には、張力指令格納手段151の前方張力指令値tf^*と、図１に示す張力計113で検出された前方張力tfの検出値との差Δtfを入力し、張力制御手段152において、速度制御手段154へ付与する回転速度入力Ｖ^*を算出する。 <Tension control means 152>
If the tension command value 151d determined by the steel type 151a, the plate thickness 151b, and the plate width 151c stored in the tension command storage means 151 of the rolled steel plate 103 is defined as the front tension command value tf ^* , the tension control shown in FIG. The means 152 receives the difference Δtf between the front tension command value tf ^* of the tension command storage means 151 and the detected value of the front tension tf detected by the tension meter 113 shown in FIG. A rotational speed input V ^* to be given to the speed control means 154 is calculated.

ここで、回転速度入力Ｖ^*は、ワークロール104を駆動するドライブ装置109をモータとし、回転速度の指令とすると、回転速度入力Ｖ^*の単位は、ｒｐｍ(revolutions per minute)、ｍｐｍ(meter per minute)となる。
回転速度入力Ｖ^*は、ラプラス変換後の比例動作をするシステムの伝達関数が、Kp1(比例ゲイン)であり、積分動作をするシステムの伝達関数が、１／Ｓ(Ｓ：ラプラス演算子)であるので、例えば、(１)式により算出される。

ただしＫp1：比例ゲイン
ＴI1：積分時間
(１)式は、張力制御手段152(図１参照)を比例・積分制御で実現した例である。 Here, the rotational speed input V ^* is a motor that uses the drive device 109 that drives the work roll 104, and if the rotational speed is commanded, the units of the rotational speed input V ^* are rpm (revolutions per minute) and mpm (meter per meter). minute).
The rotational speed input V ^* is Kp1 (proportional gain) for the system that performs proportional operation after Laplace conversion, and 1 / S (S: Laplace operator) for the system that performs integral operation. Therefore, for example, it is calculated by equation (1).

Kp1: Proportional gain
TI1: Integration time
Equation (1) is an example in which the tension control means 152 (see FIG. 1) is realized by proportional / integral control.

＜速度同調手段153＞
そして、図１に示す速度同調手段153において、サクセシブと呼ばれる速度同調処理が行われる。
速度同調処理とは、スタンド101の下流のスタンド120において、ワークロール104同士の間の距離であるワークロールギャップや、ワークロール104の速度が変化したとき、これらに対応した鋼板103の速度変化量ΔＶ2を上流のスタンド101で補償する処理である。
ここで、スタンド101のワークロール104の周速をＡとすると、スタンド101への入り側、すなわち上流側の鋼板103の板速(図１におけるスタンド101の左側の板速)は、(１−ｂ)Ａと表わせる。ここで、ｂは、後進率と称される。 <Speed tuning means 153>
In the speed tuning means 153 shown in FIG. 1, a speed tuning process called “successive” is performed.
The speed tuning process means that when the work roll gap, which is the distance between the work rolls 104, or the speed of the work roll 104 changes in the stand 120 downstream of the stand 101, the speed change amount of the steel plate 103 corresponding to these changes. This is a process of compensating ΔV2 by the upstream stand 101.
Here, when the peripheral speed of the work roll 104 of the stand 101 is A, the plate speed of the steel plate 103 on the entry side, that is, the upstream side of the stand 101 (the plate speed on the left side of the stand 101 in FIG. 1) is (1- b) Can be expressed as A. Here, b is referred to as a reverse rate.

一方、スタンド101からの出側、すなわち下流側の鋼板103の板速(図１におけるスタンド101の右側の板速)は、(１＋ｆ)Ａと表わせる。ここで、ｆは、先進率と称される。
ｂ(後進率)、ｆ(先進率)は、圧延中の鋼板の変形モデルから、力のつり合いを基に導出される。
スタンド101への入り側、すなわち上流側(図１におけるスタンド101の左側)の鋼板103の板厚をｔ1、スタンド101からの出側、すなわち下流側(図１におけるスタンド101の右側)の鋼板103の板厚をｔ2とすると、鋼板103が連続であることから、連続の式
(１−ｂ)・Ａ・ｔ1＝(１＋ｆ)・Ａ・ｔ2
が成立する。 On the other hand, the plate speed of the steel plate 103 exiting from the stand 101, that is, the downstream side (the plate speed on the right side of the stand 101 in FIG. 1) can be expressed as (1 + f) A. Here, f is referred to as an advanced rate.
b (regression rate) and f (advanced rate) are derived from a deformation model of a steel sheet being rolled based on force balance.
The thickness of the steel plate 103 on the entry side of the stand 101, that is, the upstream side (left side of the stand 101 in FIG. 1) is t1, and the steel plate 103 on the exit side from the stand 101, that is, on the downstream side (right side of the stand 101 in FIG. 1). If the plate thickness is t2, the steel plate 103 is continuous.
(1-b) · A · t1 = (1 + f) · A · t2
Is established.

なお、鋼板103の板速は、最終スタンド出側に板速計を取り付け、最終スタンド出側の板速を計測し、スタンド間板速は、この板速計による計測値を頼りに、上式の関係や下記の(２)式と、ワークロール104の速度のｆ(先進率)、ｂ(後進率）を使った推定とを組み合わせ、推定される。なお、板速計を圧延ラインの各所に設け、全て計測値としてもよい。
スタンド101のワークロール104前後の鋼板103の板速には、
Ｖ２／(１＋ｆ)＝Ｖ１／(１−ｂ)
Ｖ１：スタンド101の上流側(図１に示すスタンド101の左側)の板速
Ｖ２：スタンド101の下流側(図１に示すスタンド101の右側)の板速
の関係がある。 The plate speed of the steel plate 103 is determined by attaching a plate speed meter on the final stand exit side and measuring the plate speed on the final stand exit side, and the inter-stand plate speed is based on the value measured by this plate speed meter. And the following formula (2) and the estimation using f (advanced rate) and b (reverse rate) of the speed of the work roll 104 are estimated. In addition, it is good also as a measured value by providing a plate speedometer in each place of a rolling line.
For the plate speed of the steel plate 103 around the work roll 104 of the stand 101,
V2 / (1 + f) = V1 / (1-b)
V1: Plate speed on the upstream side of the stand 101 (left side of the stand 101 shown in FIG. 1)
V2: There is a plate speed relationship on the downstream side of the stand 101 (the right side of the stand 101 shown in FIG. 1).

この式の両辺を時間で微分し、また、Ｖ１がΔＶ１変化したときのＶ２の変化ΔＶ２は、
鋼板103の速度(板速)の動作点の周り、すなわち、スタンド101の前後で線形化すると、
ΔＶ２＝(∂Ｖ２／∂Ｖ１)ΔＶ１
で表されることから、
スタンド101からの出側、すなわち下流側の鋼板103の板速(図１に示すスタンド101の右側の板速)の補償すべき速度変化量ΔＶ2は、(２)式で表される。

ただし ΔＶ1：スタンド上流の速度変化量
ΔＶ2：スタンド下流の速度変化量 Both sides of this equation are differentiated with respect to time, and the change ΔV2 of V2 when V1 changes ΔV1 is
When linearized around the operating point of the speed of the steel plate 103 (plate speed), that is, before and after the stand 101,
ΔV2 = (∂V2 / ∂V1) ΔV1
Is represented by
The speed change amount ΔV2 to be compensated for the plate speed of the steel plate 103 on the exit side from the stand 101, that is, the plate speed on the right side of the stand 101 shown in FIG.

ΔV1: Speed change amount upstream of the stand
ΔV2: Speed change downstream of the stand

＜速度制御手段154＞
図１に示すように、張力制御手段152から回転速度入力Ｖ^*が入力されるとともに、速度同調手段153から速度変化量ΔＶ2が入力された速度制御手段154は、Ｖ^*＋ΔＶ2の演算からドライブ装置109を駆動する電流指令(トルク指令)Ｃ1を算出する。
電流指令(トルク指令)Ｃ1は、ラプラス変換後の比例動作をするシステムの伝達関数が、Kp2(比例ゲイン)であり、積分動作をするシステムの伝達関数が、１／Ｓ(Ｓ：ラプラス演算子)であるので、例えば、(３)式より算出される。

ただしＫp2：比例ゲイン
ＴI2：積分時間
(３)式は、速度制御手段を比例・積分制御で実現した例である。 <Speed control means 154>
As shown in FIG. 1, the speed control means 154 to which the rotational speed input V ^* is inputted from the tension control means 152 and the speed change amount ΔV2 is inputted from the speed tuning means 153 is calculated from the calculation of V ^* + ΔV2. A current command (torque command) C1 for driving 109 is calculated.
The current command (torque command) C1 has a transfer function Kp2 (proportional gain) of the system that performs proportional operation after Laplace conversion, and the transfer function of the system that performs integral operation is 1 / S (S: Laplace operator) For example, it is calculated from equation (3).

Kp2: Proportional gain
TI2: Integration time
Equation (3) is an example in which the speed control means is realized by proportional / integral control.

＜負荷トルク推定手段155＞
図３は、負荷トルク推定手段155が実行する処理を示す図である。
図３のＳ３０１において、負荷トルク推定手段155(図１参照)は、実績収集手段160から、実績収集手段160に格納される前方張力tfの実績値(図１に示す張力計113で測定される)、後方張力tbの実績値(図１に示す張力計132で測定される)、圧延荷重Ｐ(Ｐ(ｘ))の実績値を取り込む。
図３のＳ３０２において、ドライブ装置109の総トルクのうち、スタンド101の片方のワークロール104にかかる負荷トルクＥ1を、以下のように推定する。 <Load torque estimating means 155>
FIG. 3 is a diagram showing processing executed by the load torque estimating means 155.
In S301 of FIG. 3, the load torque estimating means 155 (see FIG. 1), from the result collecting means 160, measures the actual value of the front tension tf stored in the result collecting means 160 (measured by the tensiometer 113 shown in FIG. 1). ), The actual value of the rear tension tb (measured by the tension meter 132 shown in FIG. 1), and the actual value of the rolling load P (P (x)).
In S302 of FIG. 3, out of the total torque of the drive device 109, the load torque E1 applied to one work roll 104 of the stand 101 is estimated as follows.

図４は、鋼板103がワークロール104で圧延される例を示している。
図４に示すように、鋼板103は左から右(図４の矢印α11方向)に進む。Ｐは圧延荷重、Ｐ(x)は部位xにおける鋼板103の単位長さ当りの圧延荷重である。
Ｐ(x)をxについて積分すると圧延荷重の総量であるＰと一致する。また、Ｒはワークロール104の半径である。 FIG. 4 shows an example in which the steel plate 103 is rolled by the work roll 104.
As shown in FIG. 4, the steel sheet 103 proceeds from left to right (in the direction of arrow α11 in FIG. 4). P is the rolling load, and P (x) is the rolling load per unit length of the steel sheet 103 at the site x.
When P (x) is integrated with respect to x, it coincides with P which is the total amount of rolling load. R is the radius of the work roll 104.

このとき、片方のワークロール104にかかる負荷トルクＥ1は、下記の(４)式で算出できることが知られている。(板圧延の理論と実際（日本鉄鋼協会編）の１４頁の式(２．６４)、２０頁の式(２．１０１)参照)

ただしＲ'：偏平ロール径(圧延中のワークロール104が変形し、短くなったワークロール104の径)
負荷トルク推定手段155は、(４)式を計算することで負荷トルクＥ1を推定する。最終的にドライブ装置109(図１参照)には、負荷トルク推定手段155で演算した負荷トルクＥ1と、速度制御手段154で演算した電流指令(トルク指令)Ｃ1とを加算した値が、電流指令として出力される。 At this time, it is known that the load torque E1 applied to one work roll 104 can be calculated by the following equation (4). (Refer to the formula (2.64) on page 14 and the formula (2.101) on page 20 of the theory and practice of sheet rolling (edited by the Japan Iron and Steel Institute))

Where R ′: flat roll diameter (the diameter of the work roll 104 shortened due to deformation of the work roll 104 during rolling)
The load torque estimating means 155 estimates the load torque E1 by calculating equation (4). Finally, the drive device 109 (see FIG. 1) has a value obtained by adding the load torque E1 calculated by the load torque estimating means 155 and the current command (torque command) C1 calculated by the speed control means 154. Is output as

＜張力制御装置150のルーパ制御系150B＞
次に、図１に示す張力制御装置150のルーパ制御系150Bについて説明する。
＜ルーパ高さ指令生成手段156＞
図５は、ルーパ高さ指令生成手段156の構成を示す図である。
図５に示すルーパ高さ指令生成手段156は、鋼板103(図１参照)がルーパ110を通過する通過長Ｌに対応して予め求められた適切なルーパ高さ指令θ^*が格納されるルーパ高さ指令格納手段502と、ルーパ高さ指令格納手段502に格納される情報を基にルーパ高さ(ルーパ高さ指令θ^*)を決定して出力するルーパ高さ指令決定手段501とを備えている。 <Looper control system 150B of tension controller 150>
Next, the looper control system 150B of the tension control device 150 shown in FIG. 1 will be described.
<Looper height command generation means 156>
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the looper height command generation means 156. As shown in FIG.
The looper height command generation means 156 shown in FIG. 5 stores a looper height command θ ^* determined in advance corresponding to the passage length L through which the steel plate 103 (see FIG. 1) passes the looper 110. Height command storage means 502 and looper height command determination means 501 for determining and outputting a looper height (looper height command θ ^* ) based on information stored in the looper height command storage means 502 ing.

ルーパ高さ指令格納手段502には、図５に示すように、鋼板103のルーパ110の通過長Ｌに対応して、鋼板103の先端部に対してルーパアーム112の高さが上昇し鋼板103と接触する過程のルーパ高さ指令θ^*である503、ルーパ110が鋼板103を支え通板している過程の定常的なルーパ高さ指令θ^*である504、鋼板103の後端部近くでルーパ高さを減少させ、ルーパ110と鋼板103の接触をなくす過程のルーパ高さ指令θ^*である505から成る鋼板103の通過長Ｌに対応するデータが、格納されている。
なお、ルーパ110は、搬送される鋼板103がスタンド101のワークロール104とスタンド120のワークロール104とで挟まれた後に、搬送される鋼板103に接触し、上方に支持する(図１参照)。 In the looper height command storage means 502, as shown in FIG. 5, the height of the looper arm 112 rises with respect to the tip of the steel plate 103 in correspondence with the passage length L of the looper 110 of the steel plate 103. Looper height command θ ^* 503 in the process of contact, 504, steady looper height command θ ^* in the process of the looper 110 supporting and passing the steel plate 103, 504, looper near the rear end of the steel plate 103 Data corresponding to the passage length L of the steel plate 103 made of 505 which is the looper height command θ ^* in the process of reducing the height and eliminating the contact between the looper 110 and the steel plate 103 is stored.
The looper 110 contacts the steel plate 103 to be conveyed and supports it upward after the steel plate 103 to be conveyed is sandwiched between the work roll 104 of the stand 101 and the work roll 104 of the stand 120 (see FIG. 1). .

ここで、鋼板103の通過長Ｌとは、ルーパ110におけるルーパアーム112の支持部112aが支持している鋼板103の部位の鋼板103の先端縁からの距離である。
従って、図５に示すルーパ高さ指令格納手段502のように、ルーパ高さ指令θ^*は鋼板103の通過に従い大きさが変化する。
図５に示すルーパ高さ指令決定手段501は、実績収集手段160(図１参照)から鋼板103の通過長Ｌを表す信号を取り込み、ルーパ高さ指令格納手段502を参照してルーパ高さ指令θ^*を抽出する。そして、抽出したθ^*をルーパ高さ指令として出力する。なお、鋼板103の通過長Ｌのデータは、鋼板103を搬送するワークロール104の回転数(回転速度)等を検出し、実績収集手段160に格納されている。 Here, the passage length L of the steel plate 103 is a distance from the tip edge of the steel plate 103 at a portion of the steel plate 103 supported by the support portion 112a of the looper arm 112 in the looper 110.
Therefore, the size of the looper height command θ ^* changes as the steel plate 103 passes, as in the looper height command storage means 502 shown in FIG.
The looper height command determination means 501 shown in FIG. 5 takes in a signal representing the passage length L of the steel sheet 103 from the result collection means 160 (see FIG. 1), and refers to the looper height command storage means 502 to make a looper height command. Extract θ ^* . Then, the extracted θ ^* is output as a looper height command. The data of the passage length L of the steel plate 103 is stored in the result collecting means 160 by detecting the rotation speed (rotational speed) of the work roll 104 that conveys the steel plate 103 and the like.

＜ルーパ高さ制御手段157＞
図１に示すルーパ高さ制御手段157には、このルーパ高さ指令θ^*と、高さ計114(図１参照)で検出され実績収集手段160に格納されるルーパ高さθの検出値との差Δθが入力される。
ルーパ高さ制御手段157は、Δθからルーパ駆動装置108(図１参照)を駆動するための電流指令(トルク指令)Ｃ2を算出する。
Ｃ2は、例えば、前記のＶ^*、Ｃ1と同様に、(５)式により算出される。

ただし Kp3：比例ゲイン
TI3：積分時間
Ｓ：ラプラス演算子
(５)式は、ルーパ高さ制御手段157を比例・積分制御で実現した例である。 <Looper height control means 157>
The looper height control means 157 shown in FIG. 1 includes the looper height command θ ^*, and the detected value of the looper height θ detected by the height meter 114 (see FIG. 1) and stored in the result collection means 160. The difference Δθ is input.
The looper height control means 157 calculates a current command (torque command) C2 for driving the looper driving device 108 (see FIG. 1) from Δθ.
C2 is calculated by, for example, the expression (5) in the same manner as V ^* and C1.

Kp3: Proportional gain
TI3: Integration time
S: Laplace operator
Equation (5) is an example in which the looper height control means 157 is realized by proportional / integral control.

＜ルーパ支持トルク推定手段158＞
次に、図１に示すルーパ支持トルク推定手段158の処理について、図６に従って説明する。なお、図６は、ルーパ支持トルク推定手段158の処理を示す図である。
図６のＳ６０１において、ルーパ支持トルク推定手段158(図１参照)は、実績収集手段160から、張力計113(図１参照)で検出され実績収集手段160に格納される前方張力tfの実績値、高さ計114(図１参照)で検出され実績収集手段160に格納されるルーパ高さθの実績値を、取り込む。 <Looper support torque estimating means 158>
Next, processing of the looper support torque estimating means 158 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing processing of the looper support torque estimating means 158.
In S601 of FIG. 6, the looper support torque estimating means 158 (see FIG. 1) detects the actual value of the front tension tf detected by the tensiometer 113 (see FIG. 1) from the result collecting means 160 and stored in the result collecting means 160. The actual value of the looper height θ detected by the height meter 114 (see FIG. 1) and stored in the actual result collecting means 160 is fetched.

図６のＳ６０２において、ルーパ駆動装置108の総トルクのうち、ルーパ110を支持するための負荷トルクに相当する値のルーパ支持トルクＥ2を、以下のように推定する。
図７は、スタンド101とスタンド120とで圧延されている鋼板103が、ルーパアーム112で支持された例を示している。なお、図７では、鋼板103が、スタンド101とスタンド120との中間部でルーパアーム112の支持部112aで支持される場合を示している。
図７に示すように、鋼板103は、矢印方向α11(図７中の左から右)に進みつつ、ルーパアーム112で支持され、スタンド101とスタンド120とで圧延されている。
図７中、Ｌaは、ルーパアーム112の長さ、θはルーパ高さ（ルーパアーム112の水平位置に対する角度）、βは鋼板103の水平位置に対する角度を示している。 In S602 of FIG. 6, out of the total torque of the looper driving device 108, the looper support torque E2 having a value corresponding to the load torque for supporting the looper 110 is estimated as follows.
FIG. 7 shows an example in which the steel plate 103 rolled by the stand 101 and the stand 120 is supported by the looper arm 112. FIG. 7 shows a case where the steel plate 103 is supported by the support portion 112a of the looper arm 112 at the intermediate portion between the stand 101 and the stand 120.
As shown in FIG. 7, the steel plate 103 is supported by the looper arm 112 while being advanced in the arrow direction α11 (from left to right in FIG. 7), and is rolled by the stand 101 and the stand 120.
7, La represents the length of the looper arm 112, θ represents the looper height (angle with respect to the horizontal position of the looper arm 112), and β represents the angle with respect to the horizontal position of the steel plate 103.

このとき、ルーパアーム112を、水平位置に対する角度θ(ルーパ角θ)に保持するためのルーパ支持トルクＥ2は、(６)式で算出できることが知られている。

なお、Ｄ：ルーパの角度変化に対する速度摩擦係数
ここで、Ｋ1(θ)・tfは、鋼板103の張力により発生するルーパアーム112の支持トルク、Ｋ2(θ)は鋼板103の重さを支えることにより発生するルーパアーム112の支持トルク、Ｋ3(θ)はルーパアーム112の自重により発生するルーパアーム112の支持トルク、Ｄ・(dθ/dt)はルーパの角度変化に対する速度摩擦トルクであり、何れもルーパ角θの関数であり、ルーパ支持トルクＥ2の値はルーパ角θにより変化する。 At this time, it is known that the looper support torque E2 for holding the looper arm 112 at an angle θ (looper angle θ) with respect to the horizontal position can be calculated by equation (6).

D: Speed friction coefficient with respect to the angle change of the looper Here, K1 (θ) · tf is the support torque of the looper arm 112 generated by the tension of the steel plate 103, and K2 (θ) is by supporting the weight of the steel plate 103. The generated support torque of the looper arm 112, K3 (θ) is the support torque of the looper arm 112 generated by the dead weight of the looper arm 112, and D · (dθ / dt) is the velocity friction torque with respect to the change in the angle of the looper. The value of the looper support torque E2 varies depending on the looper angle θ.

ルーパ支持トルクＥ2における鋼板103の張力tfにより発生する支持トルクのＫ1(θ)は、h：鋼板103の板厚、b：鋼板103の板幅、tf：鋼板103の横断面の単位面積当たりの張力とすると、張力tfによる荷重がルーパアーム112の両側で発生することから、２×tf・hbsinβで表せ、ルーパアーム112の支点廻りのウデの長さがLa・conθと表せるので、鋼板103の張力tfにより発生する支持トルクＫ1(θ)・tfのＫ1(θ)は、次の(７)式となる。
Ｋ1(θ)＝2hbLa・conθsinβ …(７) K1 (θ) of the support torque generated by the tension tf of the steel plate 103 at the looper support torque E2 is h: plate thickness of the steel plate 103, b: plate width of the steel plate 103, tf: unit area of the cross section of the steel plate 103 Since the load due to the tension tf is generated on both sides of the looper arm 112, it can be expressed as 2 × tf · hbsinβ, and the length of the Ude around the fulcrum of the looper arm 112 can be expressed as La · conθ. K1 (θ) of the support torque K1 (θ) · tf generated by the following equation (7).
K1 (θ) = 2hbLa · conθsinβ (7)

一方、(６)式のルーパ支持トルクＥ2におけるＫ2(θ)、すなわち鋼板103の重さを支えることにより発生するルーパアーム112の支持トルクは、次のようになる。
図７に示すように、鋼板103の密度をρ、重力加速度をｇ、鋼板103のスタンド101でのワークロール104、104との接触点からルーパアーム112の支持部112aでの接触点までの水平方向距離をｌとすると、鋼板103のスタンド101でのワークロール104、104との接触点からルーパアーム112の支持部112aでの接触点までの重さは、ρhbg・(ｌ／conβ)で表せ、同様に、鋼板103のスタンド120でのワークロール104、104との接触点からルーパアーム112の支持部112aでの接触点までの重さは、ρhbg・(ｌ／conβ)で表せる。
そして、ルーパアーム112の支点廻りのウデの長さは、La・cosθであるので、鋼板103の重さを支えることにより発生するルーパアーム112の支持トルクＫ2(θ)は、

となる。 On the other hand, K2 (θ) in the looper support torque E2 of equation (6), that is, the support torque of the looper arm 112 generated by supporting the weight of the steel plate 103 is as follows.
As shown in FIG. 7, the density of the steel plate 103 is ρ, the acceleration of gravity is g, and the horizontal direction from the contact point with the work rolls 104 and 104 on the stand 101 of the steel plate 103 to the contact point on the support portion 112a of the looper arm 112 If the distance is 1, the weight from the contact point with the work rolls 104, 104 on the stand 101 of the steel plate 103 to the contact point on the support portion 112a of the looper arm 112 can be expressed by ρhbg · (l / conβ), and the same In addition, the weight from the contact point of the steel plate 103 with the work rolls 104, 104 on the stand 120 to the contact point of the support portion 112a of the looper arm 112 can be expressed as ρhbg · (l / conβ).
Since the length of the Ude around the fulcrum of the looper arm 112 is La · cos θ, the support torque K2 (θ) of the looper arm 112 generated by supporting the weight of the steel plate 103 is

It becomes.

また、(６)式のルーパ支持トルクＥ2におけるルーパアーム112の自重により発生するルーパアーム112の支持トルクＫ3(θ)は、図７を参照して、下記の(９)式のようになる。
Ｋ3(θ)＝ｍ1・ｇ・ｒ1・cosθ …(９)
ここで、ｍl：ルーパアーム112の質量、
ｇ：重力加速度
rl：ルーパアーム112の支点からルーパアーム112の重心位置までの距離
このように、ルーパ支持トルク推定手段158で推定したＥ2を用いて、ルーパ駆動装置108には、このＥ2とルーパ高さ制御手段157で求めた電流指令(トルク指令)Ｃ2とを加算した値が電流指令として出力される。 Further, the support torque K3 (θ) of the looper arm 112 generated by the own weight of the looper arm 112 at the looper support torque E2 of the formula (6) is represented by the following formula (9) with reference to FIG.
K3 (θ) = m1, g, r1, cosθ (9)
Where, ml: mass of the looper arm 112,
g: Gravity acceleration
rl: Distance from the fulcrum of the looper arm 112 to the position of the center of gravity of the looper arm 112 Thus, using the E2 estimated by the looper support torque estimating means 158, the looper driving device 108 uses this E2 and the looper height control means 157. A value obtained by adding the obtained current command (torque command) C2 is output as a current command.

なお、鋼板103が、図７と異なり、スタンド101とスタンド120との中間部以外でルーパアーム112の支持部112aで支持される場合も、鋼板103のスタンド101、120での水平位置からの角度、鋼板103のスタンド101でのワークロール104、104との接触点からルーパアーム112の支持部112aで支持される箇所までの距離等を考慮し、ルーパ支持トルクＥ2は求められる。
以上の演算により、図１に示すドライブ装置109とルーパ駆動装置108とが、圧延時の鋼板103の速度とルーパ高さとの干渉系を排除した状態で連動して動作する。
なお、本第１実施形態では、一つのスタンド101とルーパ110とを例示して説明したが、スタンド101が多段に連続したタンデムミルに対しても、同様の処理を行う張力制御系150Aとルーパ制御系150B(図１参照)とを、スタンド、ルーパ毎に用意することで、容易に適用することができる。 Note that, unlike FIG. 7, when the steel plate 103 is supported by the support portion 112a of the looper arm 112 other than the intermediate portion between the stand 101 and the stand 120, the angle of the steel plate 103 from the horizontal position at the stands 101 and 120, The looper support torque E2 is obtained in consideration of the distance from the contact point of the steel plate 103 with the work rolls 104, 104 on the stand 101 to the portion supported by the support portion 112a of the looper arm 112.
Through the above calculation, the drive device 109 and the looper drive device 108 shown in FIG. 1 operate in conjunction with each other without the interference system between the speed of the steel plate 103 and the looper height during rolling.
In the first embodiment, a single stand 101 and a looper 110 have been described as examples. However, a tension control system 150A and a looper that perform similar processing for a tandem mill in which the stands 101 are continuous in multiple stages. By preparing a control system 150B (see FIG. 1) for each stand and looper, it can be easily applied.

＜＜第２実施形態＞＞
次に、第２実施形態の制御システム２Ｓについて、説明する。
図８は、本発明の第２実施形態の制御システム２Ｓの構成を示す図である。
図８に示すように、第２実施形態の制御システム２Ｓでは、負荷トルク推定手段255の入力のうちスタンド201から搬出される鋼板203の前方張力tfを、第１実施形態で行った実績収集手段260から取り込んだ実績値の代わりに、張力指令格納手段251から取り込んだ前方張力の指令値tf^*を使用したものである。
これ以外の構成は、第１実施形態と同様であるから、第１実施形態と同様な構成要素には、200番台の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
図８に示す制御システム２Ｓの熱間圧延装置200において、鋼板203が矢印α21方向に搬送され、スタンド201、220で熱間圧延されている。 << Second Embodiment >>
Next, the control system 2S of the second embodiment will be described.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a control system 2S according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, in the control system 2S of the second embodiment, among the inputs of the load torque estimating means 255, the actual tension collecting means performed in the first embodiment for the front tension tf of the steel plate 203 carried out from the stand 201. Instead of the actual value acquired from 260, the command value tf ^* of the forward tension acquired from the tension command storage means 251 is used.
Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment, components similar to those of the first embodiment are denoted by reference numerals in the 200s, and detailed description thereof is omitted.
In the hot rolling apparatus 200 of the control system 2S shown in FIG. 8, the steel plate 203 is conveyed in the direction of arrow α21 and hot rolled by the stands 201 and 220.

図９は、本発明の第２実施形態の負荷トルク推定手段255が実行する処理の流れを示す図である。
図９のＳ９０１において、負荷トルク推定手段255(図８参照)は、張力指令格納手段251から前方張力指令値tf^*を取り込む。
図９のＳ９０２において、負荷トルク推定手段255(図８参照)は、実績収集手段260から後方張力ｔbの実績値と圧延荷重Ｐの実績値または部位xにおける鋼板203の単位長さ当たりの圧延荷重Ｐ(x)の実績値を取り込む。 FIG. 9 is a diagram showing the flow of processing executed by the load torque estimating means 255 of the second embodiment of the present invention.
In S901 of FIG. 9, the load torque estimating means 255 (see FIG. 8) takes in the front tension command value tf ^* from the tension command storing means 251.
In S902 of FIG. 9, the load torque estimating means 255 (see FIG. 8) reads the actual value of the rear tension tb and the actual value of the rolling load P from the actual result collecting means 260 or the rolling load per unit length of the steel sheet 203 at the part x. Capture the actual value of P (x).

図９のＳ９０３において、(４)式により負荷トルクＥ1を算出して、出力する。
上記構成によれば、負荷トルク推定手段255において、前方張力tfとして実績値でなく前方張力指令値tf^*を使用するので、負荷トルクの推定精度は、熱間圧延装置200における実績値と指令値tf^*の乖離に相当する分だけ低下する。反面、前方張力tfが実績値でなく前方張力指令値tf^*に固定されるので、負荷トルク推定結果(負荷トルクＥ1)が熱間圧延装置200における前方張力の変動に依存しないので、前方張力tfの実績値の変動に依存しない電流指令でドライブ装置209によってワークロール204の回転を制御でき、搬送される鋼板203の振れが抑制される。
そのため、熱間圧延装置200における圧延時の鋼板203の搬送が安定化できる利点がある。 In S903 of FIG. 9, the load torque E1 is calculated by the equation (4) and output.
According to the above configuration, since the load torque estimation means 255 uses the front tension command value tf ^* instead of the actual value as the front tension tf, the estimated accuracy of the load torque is the actual value and the command value in the hot rolling apparatus 200. Decreases by the amount corresponding to the difference of tf ^* . On the other hand, since the front tension tf is fixed to the front tension command value tf ^* instead of the actual value, the load torque estimation result (load torque E1) does not depend on the fluctuation of the front tension in the hot rolling apparatus 200, so the front tension tf The rotation of the work roll 204 can be controlled by the drive device 209 with a current command that does not depend on the fluctuation of the actual value, and the deflection of the steel plate 203 being conveyed is suppressed.
Therefore, there is an advantage that the conveyance of the steel sheet 203 during rolling in the hot rolling apparatus 200 can be stabilized.

＜＜まとめ＞＞
本発明では、張力を介した張力制御とルーパ高さ制御の干渉がトルク変動に顕在化することに着目し、ドライブ装置の負荷を推定する負荷トルク推定手段とルーパ駆動装置の負荷を推定するルーパ支持トルク推定手段を備える。そして負荷トルク推定結果をドライブ装置への電流指令（トルク指令）にフィードフォワード加算するとともに，ルーパ支持トルク推定結果をルーパ駆動装置への電流指令（トルク指令）にフィードフォワード加算する。 << Summary >>
In the present invention, paying attention to the fact that interference between tension control via loop tension and looper height control is manifested in torque fluctuation, a load torque estimating means for estimating the load of the drive device and a looper for estimating the load of the looper drive device Support torque estimation means is provided. Then, the load torque estimation result is feedforward added to the current command (torque command) to the drive device, and the looper support torque estimation result is feedforward added to the current command (torque command) to the looper drive device.

すなわち、ルーパ−張力制御系において、張力制御を圧延対象を搬送する主機ドライブの速度制御で制御する一方、ルーパ高さをルーパ高さ制御でそれぞれ制御し、二つの１入力１出力の系として捉える。
その上で、スタンド間の鋼板の張力制御とルーパ高さ制御を非干渉化する目的で、圧延対象を搬送する主機ドライブの負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段と、ルーパの負荷トルクを推定するルーパ支持トルク推定手段とを設けている。
そして、主機ドライブの速度制御値に推定負荷トルクを加算した値を新たに主機ドライブの速度制御値にし、また、ルーパ高さ制御値に推定ルーパ支持トルクを加算した値を新たにルーパ高さ制御値にして、制御対象の熱間圧延装置に出力している。 That is, in the looper-tension control system, the tension control is controlled by the speed control of the main machine drive that conveys the rolling object, while the looper height is controlled by the looper height control, and is regarded as a two one-input one-output system. .
Then, for the purpose of making the tension control of the steel plate between the stands and the looper height control non-interfering, the load torque estimating means for estimating the load torque of the main machine drive that conveys the rolling object, and the load torque of the looper are estimated. Looper support torque estimating means is provided.
The value obtained by adding the estimated load torque to the speed control value of the main machine drive is newly set as the speed control value of the main machine drive, and the value obtained by adding the estimated looper support torque to the looper height control value is newly controlled by the looper height. The value is output to the hot rolling apparatus to be controlled.

＜作用効果＞
張力制御系における負荷トルク推定手段は、圧延対象がスタンドから排出される前方張力、圧延対象がスタンドに進入する後方張力、スタンドでの圧延荷重を入力として、圧延対象を搬送する主機ドライブに加わる負荷トルクを推定する。
ルーパ高さ制御におけるルーパ支持トルク推定手段は、ルーパ高さと鋼板張力を用いた演算で、ルーパが鋼板を支持するのに必要なトルクを算出する。
一方、圧延対象を搬送する主機ドライブを速度制御したことによるルーパ高さに影響を及ぼす張力変動は、ルーパが鋼板を支持する負荷の変動として検出できる。 <Effect>
The load torque estimation means in the tension control system is a load applied to the main drive that transports the rolling object by inputting the front tension that the rolling object is discharged from the stand, the rear tension that the rolling object enters the stand, and the rolling load at the stand. Estimate torque.
The looper support torque estimating means in the looper height control calculates a torque necessary for the looper to support the steel plate by calculation using the looper height and the steel plate tension.
On the other hand, the tension fluctuation affecting the looper height due to the speed control of the main machine drive that conveys the rolling object can be detected as the fluctuation of the load that the looper supports the steel sheet.

同様に、ルーパ高さが変化したときの主機ドライブ速度に影響を及ぼす張力変動は、主機ドライブのトルク変動として検出できる。
負荷トルク推定手段とルーパ支持トルク推定手段は、この点に着目して設けられており、負荷トルク推定手段はルーパ高さを制御したときの張力変動を負荷トルク変動として検出し、変動を打ち消すために操作量を主機ドライブの速度制御指令にフィードフォワード補償することで、その影響を非干渉化する。 Similarly, a tension fluctuation that affects the main engine drive speed when the looper height changes can be detected as a torque fluctuation of the main machine drive.
The load torque estimating means and the looper support torque estimating means are provided paying attention to this point, and the load torque estimating means detects the tension fluctuation when the looper height is controlled as the load torque fluctuation, and cancels the fluctuation. In addition, the influence of the operation amount is made non-interfering by feedforward compensating the operation amount to the speed control command of the main engine drive.

同様に、ルーパ支持トルク推定手段は、圧延対象を搬送する主機ドライブを速度制御したことによる張力変動をルーパが鋼板を支持する負荷トルクの変動として検出し、変動を打ち消すための操作量をルーパ高さ制御指令にフィードフォワード補償することで、その影響を非干渉化している。
こうして、張力を介した張力制御とルーパ高さ制御の干渉を考慮して、張力とルーパ高さを安定して制御できる。 Similarly, the looper support torque estimating means detects a variation in tension due to speed control of the main machine drive that conveys the rolling object as a variation in the load torque at which the looper supports the steel plate, and determines an operation amount for canceling the variation as the looper height. The feedforward compensation to the control command makes the influence non-interfering.
Thus, the tension and the looper height can be stably controlled in consideration of the interference between the tension control via the tension and the looper height control.

従って、熱間圧延において、スタンドにおける材料の張力制御の安定化が可能であり、材料の圧延時の安定性、通板性の向上が図れ、高精度な材料の厚みが得られる。
また、圧延時の材料の張力を安定化することで張力変動による材料の幅縮み変動を低減でき、板幅精度を向上できる。 Therefore, in the hot rolling, it is possible to stabilize the tension control of the material in the stand, improve the stability during rolling of the material, and improve the sheet passing property, and obtain a highly accurate material thickness.
In addition, by stabilizing the tension of the material during rolling, fluctuations in the width of the material due to fluctuations in tension can be reduced, and the plate width accuracy can be improved.

本発明は、コンベンショナルミル、ミニミル等、仕上げスタンド間にルーパを備えた熱間圧延のタンデムミルのルーパ制御に、幅広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to looper control of a hot rolling tandem mill having a looper between finishing stands, such as a conventional mill and a mini mill.

本発明に係る第１実施形態の張力制御装置を有する制御システムの構成を示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed the structure of the control system which has the tension control apparatus of 1st Embodiment which concerns on this invention. 第１実施形態の張力指令格納手段の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the tension command storage means of 1st Embodiment. 第１実施形態の負荷トルク推定手段が実行する処理を示す図である。It is a figure which shows the process which the load torque estimation means of 1st Embodiment performs. 第１実施形態のワークロールで鋼板が圧延される例を示す図である。It is a figure which shows the example by which a steel plate is rolled with the work roll of 1st Embodiment. 第１実施形態のルーパ高さ指令生成手段の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the looper height instruction | command production | generation means of 1st Embodiment. 第１実施形態のルーパ支持トルク推定手段の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the looper support torque estimation means of 1st Embodiment. 第１実施形態のスタンドで圧延されている鋼板がルーパアームで支持された例を示す図である。It is a figure which shows the example by which the steel plate currently rolled with the stand of 1st Embodiment was supported by the looper arm. 本発明の第２実施形態の制御システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control system of 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態の負荷トルク推定手段が実行する処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process which the load torque estimation means of 2nd Embodiment performs.

符号の説明Explanation of symbols

１００熱間圧延装置(請求項１の熱間圧延機)
１０１スタンド(請求項１、３の圧延スタンド)
１０３鋼板(請求項１、３の鋼板、圧延対象)
１０４ワークロール(請求項１、３のワークロール)
１０８ルーパ駆動装置(請求項１、３のルーパ駆動装置)
１０９ドライブ装置(請求項１、３のドライブ装置)
１１０ルーパ(請求項１、３のルーパ)
１２０スタンド(請求項１、３の圧延スタンド)
１５０張力制御装置(請求項１の張力制御装置)
１５１張力指令格納手段
１５２張力制御手段(請求項１の張力制御手段)
１５４速度制御手段(請求項１の速度制御手段)
１５５負荷トルク推定手段(請求項１の負荷トルク推定手段)
１５６ルーパ高さ指令生成手段
１５７ルーパ高さ制御手段(請求項１のルーパ高さ制御手段)
１５８ルーパ支持トルク推定手段(請求項１のルーパ支持トルク推定手段)
２００熱間圧延装置(請求項２の熱間圧延機)
２０１スタンド(請求項２、４の圧延スタンド)
２０３鋼板(請求項２、４の鋼板、圧延対象)
２０４ワークロール(請求項２、４のワークロール)
２０８ルーパ駆動装置(請求項２、４のルーパ駆動装置)
２０９ドライブ装置(請求項２、４のドライブ装置)
２１０ルーパ(請求項２、４のルーパ)
２２０スタンド(請求項２、４の圧延スタンド)
２５０張力制御装置(請求項２の張力制御装置)
２５２張力制御手段(請求項２の張力制御手段)
２５４速度制御手段(請求項２の速度制御手段)
２５５負荷トルク推定手段(請求項２の負荷トルク推定手段)
２５７ルーパ高さ制御手段(請求項２のルーパ高さ制御手段)
２５８ルーパ支持トルク推定手段(請求項２のルーパ支持トルク推定手段)
Ｃ1 電流指令(制御指令、請求項１、２の速度指令、請求項３、４の速度指令値)
Ｃ2 電流指令(制御指令、請求項１、２のルーパ駆動装置の高さ指令、請求項３、４のルーパ駆動装置の高さ指令値)
Ｅ1 負荷トルク(制御指令)
Ｅ2 ルーパ支持トルク(制御指令、請求項１、２の必要なトルク、請求項３、４の支持トルク)
ｔb 後方張力
ｔf 前方張力
ｔf^＊前方張力指令値(前方張力の指令値)
Ｐ圧延荷重
Ｐ(x) 圧延荷重 100 Hot Rolling Equipment (Hot Rolling Machine of Claim 1)
101 stand (rolling stand of claims 1 and 3)
103 steel plate (steel plates of claims 1 and 3, subject to rolling)
104 work rolls (work rolls of claims 1 and 3)
108 Looper driving device (looper driving device of claims 1 and 3)
109 drive device (drive device according to claims 1 and 3)
110 loopers (loopers of claims 1 and 3)
120 stand (rolling stand of claims 1 and 3)
150 Tension control device (Tension control device of claim 1)
151 Tension Command Storage Unit 152 Tension Control Unit (Tension Control Unit of Claim 1)
154 Speed control means (speed control means of claim 1)
155 Load torque estimating means (load torque estimating means of claim 1)
156 Looper height command generation means 157 Looper height control means (looper height control means of claim 1)
158 Looper support torque estimating means (looper support torque estimating means of claim 1)
200 Hot Rolling Equipment (Hot Rolling Machine of Claim 2)
201 stand (rolling stand of claims 2 and 4)
203 steel plate (steel plates of claims 2 and 4, subject to rolling)
204 work rolls (work rolls of claims 2 and 4)
208 Looper drive device (looper drive device of claims 2 and 4)
209 drive device (drive device according to claims 2 and 4)
210 looper (loopers of claims 2 and 4)
220 stand (rolling stand of claims 2 and 4)
250 Tension control device (Tension control device of claim 2)
252 Tension control means (Tension control means of claim 2)
254 Speed control means (speed control means of claim 2)
255 Load torque estimating means (load torque estimating means of claim 2)
257 Looper height control means (looper height control means of claim 2)
258 Looper support torque estimating means (looper support torque estimating means of claim 2)
C1 current command (control command, speed command in claims 1 and 2, speed command value in claims 3 and 4)
C2 current command (control command, height command of looper drive device according to claims 1 and 2, height command value of looper drive device according to claims 3 and 4)
E1 Load torque (control command)
E2 looper support torque (control command, required torque of claims 1 and 2, support torque of claims 3 and 4)
tb Rear tension tf Front tension tf ^* Front tension command value (forward tension command value)
P Rolling load P (x) Rolling load

Claims

複数の圧延スタンドと該圧延スタンド間にルーパを備えた熱間圧延機を制御対象とし、前記圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御装置であって、
前記圧延スタンドのワークロール速度を操作することで前記圧延対象の張力を所望の値に制御する張力制御手段と、
該張力制御手段の出力から前記ワークロールの回転速度を制御するための前記ワークロールを駆動するドライブ装置の速度指令を算出する速度制御手段と、
前記圧延スタンドに進入する側の前記圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドから排出される側の前記圧延対象の張力である前方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を前記熱間圧延機から取り込み、前記ドライブ装置の負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段とを備え、
前記速度制御手段で算出された速度指令である出力と前記負荷トルク推定手段で推定された負荷トルクである出力とを演算した値の制御指令を前記ドライブ装置に出力するとともに、
前記ルーパの高さを制御するためのルーパ駆動装置への高さ指令を算出するルーパ高さ制御手段と、
前記前方張力と前記ルーパの高さのそれぞれの実績値を前記熱間圧延機から取り込み、前記ルーパが前記圧延対象を支持するのに必要なトルクを推定するルーパ支持トルク推定手段とを備え、
前記ルーパ高さ制御手段で算出された高さ指令である出力と前記ルーパ支持トルク推定手段で推定されたトルクである出力とを演算した値の制御指令を前記ルーパ駆動装置に出力する
ことを特徴とする熱間圧延の張力制御装置。 A hot rolling mill having a plurality of rolling stands and a looper between the rolling stands is a control target, and a tension of a rolling target such as a steel plate continuously rolled by a work roll provided in the rolling stand is a desired value. A hot rolling tension control device for controlling
Tension control means for controlling the tension of the rolling object to a desired value by operating the work roll speed of the rolling stand,
Speed control means for calculating a speed command of a drive device for driving the work roll for controlling the rotation speed of the work roll from the output of the tension control means;
The actual values of the rear tension, which is the tension of the rolling object on the side entering the rolling stand, the forward tension, which is the tension of the rolling object on the side discharged from the rolling stand, and the rolling load of the rolling stand, are described above. Load torque estimation means for taking in from a hot rolling mill and estimating the load torque of the drive device,
A control command of a value obtained by calculating an output which is a speed command calculated by the speed control unit and an output which is a load torque estimated by the load torque estimation unit is output to the drive device;
Looper height control means for calculating a height command to a looper driving device for controlling the height of the looper;
Looper support torque estimating means for taking in the actual values of the front tension and the height of the looper from the hot rolling mill and estimating the torque required for the looper to support the rolling object,
A control command having a value obtained by calculating an output which is a height command calculated by the looper height control means and an output which is a torque estimated by the looper support torque estimating means is output to the looper driving device. A tension control device for hot rolling.

複数の圧延スタンドと該圧延スタンド間にルーパを備えた熱間圧延機を制御対象とし、前記圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御装置であって、
前記圧延スタンドのワークロール速度を操作することで前記圧延対象の張力を所望の値に制御する張力制御手段と、
該張力制御手段の出力から前記ワークロールの回転速度を制御するための前記ワークロールを駆動するドライブ装置の速度指令を算出する速度制御手段と、
前記圧延スタンドに進入する側の前記圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を前記熱間圧延機から取り込み、該圧延スタンドから排出される側の前記圧延対象の張力である前方張力の指令値を用いて前記ドライブ装置の負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段とを備え、
前記速度制御手段で算出された速度指令である出力と前記負荷トルク推定手段で推定された負荷トルクである出力とを演算した値の制御指令をドライブ装置に出力するとともに、
前記ルーパの高さを制御するためのルーパ駆動装置への高さ指令を算出するルーパ高さ制御手段と、
前記前方張力と前記ルーパの高さのそれぞれの実績値を前記熱間圧延機から取り込み、前記ルーパが前記圧延対象を支持するのに必要なトルクを推定するルーパ支持トルク推定手段とを備え、
前記ルーパ高さ制御手段で算出された高さ指令である出力と前記ルーパ支持トルク推定手段で推定されたトルクである出力とを演算した値の制御指令を前記ルーパ駆動装置に出力する
ことを特徴とする熱間圧延の張力制御装置。 A hot rolling mill having a plurality of rolling stands and a looper between the rolling stands is a control target, and a tension of a rolling target such as a steel plate continuously rolled by a work roll provided in the rolling stand is a desired value. A hot rolling tension control device for controlling
Tension control means for controlling the tension of the rolling object to a desired value by operating the work roll speed of the rolling stand,
Speed control means for calculating a speed command of a drive device for driving the work roll for controlling the rotation speed of the work roll from the output of the tension control means;
The rolling object on the side discharged from the rolling stand by taking in the actual values of the rear tension that is the tension of the rolling object on the side entering the rolling stand and the rolling load of the rolling stand from the hot rolling mill Load torque estimating means for estimating a load torque of the drive device using a command value of forward tension which is the tension of
A control command having a value obtained by calculating an output that is a speed command calculated by the speed control unit and an output that is a load torque estimated by the load torque estimation unit;
Looper height control means for calculating a height command to a looper driving device for controlling the height of the looper;
Looper support torque estimating means for taking in the actual values of the front tension and the height of the looper from the hot rolling mill and estimating the torque required for the looper to support the rolling object,
A control command having a value obtained by calculating an output which is a height command calculated by the looper height control means and an output which is a torque estimated by the looper support torque estimating means is output to the looper driving device. A tension control device for hot rolling.

複数の圧延スタンドと、該圧延スタンド間に設けられ鋼板等の圧延対象を支持しその支持高さをもって圧延工程を安定化するルーパとを備え、前記各圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される前記鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御方法であって、
前記圧延対象の張力を所望の値に制御するために前記ワークロールを駆動するドライブ装置の回転速度を算出し、
該ドライブ装置の回転速度に対応したドライブ装置の速度指令値を算出し、
前記圧延スタンドに進入する側の前記圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドから排出される側の前記圧延対象の張力である前方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を取り込んで、前記ワークロールを駆動する前記ドライブ装置の負荷トルクを推定し、
前記ドライブ装置の速度指令値と前記ドライブ装置の負荷トルクとを演算した値を制御指令として該ドライブ装置に出力するとともに、
前記ルーパの高さを所望の値に制御するルーパ駆動装置の高さ指令値を算出し、
前記前方張力と前記ルーパの高さのそれぞれの実績値を取り込んで前記ルーパ駆動装置が前記圧延対象を支持するのに必要な前記ルーパ駆動装置の支持トルクを推定し、
該ルーパ駆動装置の支持トルクと前記ルーパ駆動装置の高さ指令値とを演算した値を制御指令として前記ルーパ駆動装置に出力する
ことを特徴とする熱間圧延の張力制御方法。 A plurality of rolling stands, and a looper provided between the rolling stands to support a rolling target such as a steel plate and stabilize the rolling process with the supporting height, are continuously provided by work rolls provided in the respective rolling stands. A hot rolling tension control method for controlling the tension of a rolling target such as the steel sheet to be rolled to a desired value,
In order to control the tension of the rolling object to a desired value, the rotational speed of a drive device that drives the work roll is calculated,
Calculating a speed command value of the drive device corresponding to the rotational speed of the drive device;
The actual values of the rear tension, which is the tension of the rolling object on the side entering the rolling stand, the forward tension, which is the tension of the rolling object on the side discharged from the rolling stand, and the rolling load of the rolling stand are captured. And estimating a load torque of the drive device for driving the work roll,
A value obtained by calculating the speed command value of the drive device and the load torque of the drive device is output to the drive device as a control command, and
Calculating a height command value of a looper driving device for controlling the height of the looper to a desired value;
Estimating the support torque of the looper driving device necessary for the looper driving device to support the rolling object by taking the actual values of the front tension and the height of the looper,
A hot rolling tension control method characterized by outputting a value obtained by calculating a support torque of the looper driving device and a height command value of the looper driving device to the looper driving device as a control command.

複数の圧延スタンドと、該圧延スタンド間に設けられ鋼板等の圧延対象を支持しその支持高さをもって圧延工程を安定化するルーパとを備え、前記各圧延スタンドに設けられたワークロールで連続的に圧延される前記鋼板等の圧延対象の張力を所望の値に制御する熱間圧延の張力制御方法であって、
前記圧延対象の張力を所望の値に制御するために前記ワークロールを駆動するドライブ装置の回転速度を算出し、
該ドライブ装置の回転速度に対応した該ドライブ装置の速度指令値を算出し、該圧延スタンドに進入する側の前記圧延対象の張力である後方張力と該圧延スタンドの圧延荷重のそれぞれの実績値を取り込み、該圧延スタンドから排出される側の前記圧延対象の張力である前方張力の指令値を用いて前記ワークロールを駆動するドライブ装置の負荷トルクを推定し、
前記ドライブ装置の速度指令値と前記ドライブ装置の負荷トルクとを演算した値を制御指令として前記ドライブ装置に出力するとともに、
前記ルーパ高さを所望の値に制御するルーパ駆動装置の高さ指令値を算出し、
前記前方張力と前記ルーパの高さのそれぞれの実績値を取り込んで前記ルーパ駆動装置が前記圧延対象を支持するのに必要な前記ルーパ駆動装置の支持トルクを推定し、
該ルーパ駆動装置の支持トルクと前記ルーパ駆動装置の高さ指令値とを演算した値を制御指令として前記ルーパ駆動装置に出力する
ことを特徴とする熱間圧延の張力制御方法。 A plurality of rolling stands, and a looper provided between the rolling stands to support a rolling target such as a steel plate and stabilize the rolling process with the supporting height, are continuously provided by work rolls provided in the respective rolling stands. A hot rolling tension control method for controlling the tension of a rolling target such as the steel sheet to be rolled to a desired value,
In order to control the tension of the rolling object to a desired value, the rotational speed of a drive device that drives the work roll is calculated,
The speed command value of the drive device corresponding to the rotational speed of the drive device is calculated, and the actual values of the rear tension, which is the tension of the rolling object on the side entering the rolling stand, and the rolling load of the rolling stand are calculated. Taking in, estimating the load torque of the drive device that drives the work roll using the command value of the front tension which is the tension of the rolling object on the side discharged from the rolling stand,
A value obtained by calculating a speed command value of the drive device and a load torque of the drive device is output to the drive device as a control command, and
Calculating a height command value of a looper driving device for controlling the looper height to a desired value;
Estimating the support torque of the looper driving device necessary for the looper driving device to support the rolling object by taking the actual values of the front tension and the height of the looper,
A hot rolling tension control method characterized by outputting a value obtained by calculating a support torque of the looper driving device and a height command value of the looper driving device to the looper driving device as a control command.