JP5626804B2 - Thickness control method - Google Patents

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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

本発明は、圧延を施す前の原板がコイル状に巻かれていて、この原板にコイル一巻きごとの硬度変動がある際に、圧延速度が変化する場合であっても、板厚変動が過大になることを防止し板厚精度を向上させる板厚制御方法に関する。   In the present invention, when the original plate before rolling is wound in a coil shape, and there is a hardness variation for each turn of the coil, even if the rolling speed changes, the variation in the plate thickness is excessive. The present invention relates to a plate thickness control method that prevents the occurrence of a failure and improves the plate accuracy.

従来から、薄鋼板等の圧延材は、加熱されたスラブや原板を複数の圧延スタンドを有する圧延機に導入して、連続的に圧延することで製造されており、最終圧延スタンドの下流側には、圧延終了後の圧延材を巻き取るための巻き取り装置が設けられている。
この圧延機での圧延においては、各圧延スタンドにおいて、板厚やスタンド間張力などを精度よく制御する必要がある。各圧延スタンドでの板厚やスタンド間張力の制御が不十分であると、仕上げ板厚が目標値から外れたり、安定した通板が得られないと行った不都合が生じる。
Conventionally, rolled materials such as thin steel plates have been manufactured by introducing heated slabs and original plates into a rolling mill having a plurality of rolling stands and continuously rolling them, downstream of the final rolling stand. Is provided with a winding device for winding the rolled material after rolling.
In rolling with this rolling mill, it is necessary to accurately control the plate thickness, tension between the stands, and the like in each rolling stand. Insufficient control of the plate thickness and tension between the stands at each rolling stand causes the inconvenience that the finished plate thickness deviates from the target value or a stable plate cannot be obtained.

特に、圧延を施す前の原板がコイル状に巻かれていて、この原板にコイル一巻きごとの硬度変動がある場合、板厚制御には細心の注意が必要である。
特許文献1〜特許文献3には、長手方向に硬度変動がある圧延材を圧延するに際して、フィードフォワード制御(FF制御)を行う技術が開示されている。
例えば、特許文献2の技術は、 原板に内在する硬度変動をタンデム圧延機の前段スタンド通過前後の板厚変化から推定し、推定された硬度変動による鋼板の塑性曲線の変化を相殺するように後段スタンドにおける鋼板張力をフィードフォワード制御するものとなっている。
In particular, when the original plate before rolling is wound in a coil shape and there is a variation in hardness for each turn of the coil, careful attention is required for thickness control.
Patent Documents 1 to 3 disclose a technique for performing feedforward control (FF control) when rolling a rolled material having a hardness variation in the longitudinal direction.
For example, the technique of Patent Document 2 estimates the hardness fluctuation inherent in the original sheet from the thickness change before and after passing through the front stage stand of the tandem rolling mill, and cancels the change in the plastic curve of the steel sheet due to the estimated hardness fluctuation. The steel plate tension in the stand is feedforward controlled.

ところで、板厚制御系を用いて板厚制御を行うに際して、当該制御系に対する外乱の影響をすべての周波数帯域で抑制することが好ましい。とはいえ、全周波数域での外乱抑制が不可能であることは、「ウォーターベッド現象・・・ある周波数で外乱を抑制すると、他の周波数で外乱を増幅することをいう」として、広く知られているものであり、特許文献4に開示されている通りである。   By the way, when performing plate thickness control using the plate thickness control system, it is preferable to suppress the influence of disturbance on the control system in all frequency bands. Nonetheless, it is widely known that disturbance suppression in the entire frequency range is impossible as “water bed phenomenon ... When a disturbance is suppressed at a certain frequency, the disturbance is amplified at another frequency”. As disclosed in Patent Document 4.

特開昭60−158913号公報Japanese Patent Laid-Open No. 60-158913 特開2003−326307号公報JP 2003-326307 A 特開2008−126307号公報JP 2008-126307 A 特開2002−15531号公報JP 2002-15531 A

特許文献1〜特許文献3に開示された技術は、複数の圧延スタンドが備えられた圧延装置を用いて圧延材(コイル一巻きごとの硬度変動がある原板)を圧延するに際して、フィードフォワード制御(FF制御)を行うものである。
しかしながら、圧延材の板厚精度を向上させるためには、フィードバック制御(FB制御)を行った板厚制御方法が不可欠であり、これらの特許文献の技術を適用するだけでは、硬度変動が存在する圧延材の板厚制御方法(フィードバック板厚制御系)を確立することができないのが現状である。
The techniques disclosed in Patent Literature 1 to Patent Literature 3 use feed-forward control when rolling a rolled material (an original plate having a hardness fluctuation for each turn of the coil) using a rolling device provided with a plurality of rolling stands. FF control).
However, in order to improve the plate thickness accuracy of the rolled material, a plate thickness control method that performs feedback control (FB control) is indispensable, and there is hardness variation only by applying the techniques of these patent documents. At present, it is not possible to establish a sheet thickness control method (feedback sheet thickness control system) for the rolled material.

また、フィードバック制御系を用いた板厚制御方法を設計するに際しては、ウォーターベッド現象を考慮し、板厚変動が過大にならないようにする必要がある。この要求に対して、特許文献4は、ディスク装置におけるヘッドの位置決め技術を開示するものであって、圧延材の板厚制御に適用可能なものとはなっていない。
そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、圧延を施す前の原板がコイル状に巻かれていて、この原板にコイル一巻きごとの硬度変動がある際に、圧延速度が変化する場合であっても、板厚変動が過大になることを防止し、板厚精度を向上させる板厚制御方法を提供することを目的とする。
In designing a plate thickness control method using a feedback control system, it is necessary to take into account the water bed phenomenon so that the plate thickness variation does not become excessive. In response to this requirement, Patent Document 4 discloses a head positioning technique in a disk device, and is not applicable to plate thickness control of a rolled material.
Therefore, in view of the above problems, the present invention is a case where the rolling speed changes when the original sheet before rolling is wound in a coil shape and the original sheet has a hardness variation for each turn of the coil. However, an object of the present invention is to provide a plate thickness control method that prevents the plate thickness fluctuation from becoming excessive and improves the plate thickness accuracy.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明の板厚制御方法は、複数の圧延スタンドが備えられた圧延機を用いて圧延材を圧延するに際し、フィードバック板厚制御系を用いつつ板厚の制御を行う板厚制御方法であって、前記圧延材の長手方向に存在する硬度変化に起因する硬度変動の周波数と板厚張力制御系の外乱を増幅するピークの周波数との共振周波数前記硬度変動の周波数より小さくなるように、前記フィードバック板厚制御系を設計し、設計したフィードバック板厚制御系を用いて、圧延材の板厚の制御を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
The sheet thickness control method of the present invention is a sheet thickness control method for controlling a sheet thickness using a feedback sheet thickness control system when rolling a rolled material using a rolling mill equipped with a plurality of rolling stands. such that said resonant frequency between the frequency of the peak for amplifying the frequency and the disturbance of the plate thickness tension control system in the longitudinal direction on the hardness variation due to a change in hardness in the presence of the rolled material is smaller than the frequency of the hardness variation, the A feedback plate thickness control system is designed, and the thickness of the rolled material is controlled using the designed feedback plate thickness control system.

好ましくは、前記圧延材を加速乃至は減速するに際して、前記加速乃至は減速の全速度範囲に亘って、前記設計したフィードバック板厚制御系を用いて、圧延材の板厚の制御を行うとよい。
好ましくは、前記フィードバック板厚制御系を設計するに際しては、前記圧延材の長手方向に存在する硬度変動によりフィードバック板厚制御系が共振状態とならないように、板厚変動のゲインを前記硬度変動の周波数に応じた値とするとよい。
Preferably, when accelerating or decelerating the rolled material, the thickness of the rolled material may be controlled using the designed feedback plate thickness control system over the entire speed range of the acceleration or deceleration. .
Preferably, when designing the feedback plate thickness control system, the gain of the plate thickness variation is set so that the feedback plate thickness control system does not resonate due to the hardness variation existing in the longitudinal direction of the rolled material. A value corresponding to the frequency may be used.

この板厚制御方法を採用して、板厚制御系が外乱を増幅する周波数が圧延材の硬度変動による周波数より低周波側となるように、板厚制御系の制御ゲインを設定することで、圧延材の硬度変動による板厚変動が過大となることを防止することができる。また、圧延材の硬度変動(外乱)に対して加減速中はその外乱を増幅せず、定常速度時にはハイゲインの制御系となっているので、低周波外乱抑制性を必要以上に損なわず、ステップ状やランプ状の外乱を確実に抑制可能である。   By adopting this plate thickness control method, by setting the control gain of the plate thickness control system so that the frequency at which the plate thickness control system amplifies the disturbance is on the lower frequency side than the frequency due to the hardness fluctuation of the rolled material, It is possible to prevent the plate thickness variation due to the hardness variation of the rolled material from becoming excessive. Also, during acceleration / deceleration with respect to hardness fluctuation (disturbance) of the rolled material, the disturbance is not amplified, and since it is a high gain control system at steady speed, the step of suppressing low frequency disturbance is not unnecessarily impaired. And ramp-like disturbances can be reliably suppressed.

好ましくは、前記設計したフィードバック板厚制御系を用いて、全ての圧延スタンドの出側板厚と、圧延スタンド間の張力を制御するに際しては、最終段に配備された圧延スタンドの圧延荷重を制御するとよい。
これにより、過大板厚変動防止に加えて、最終スタンドの荷重変動防止の効果が得られる。
Preferably, when controlling the output side plate thickness of all rolling stands and the tension between the rolling stands using the designed feedback plate thickness control system, the rolling load of the rolling stand arranged in the final stage is controlled. Good.
Thereby, in addition to prevention of excessive plate thickness fluctuation, an effect of preventing load fluctuation of the final stand can be obtained.

好ましくは、前記フィードバック板厚制御系においては、圧延スタンドの剛性を可変とし、当該フィードバック板厚制御系が出力する制御値を圧延スタンドへ適用する際のチューニング率を、0より大きく1以下にするとよい。
これにより、硬度変動による板厚変動を低減することが可能となる。
Preferably, in the feedback plate thickness control system, the rigidity of the rolling stand is variable, and the tuning rate when the control value output by the feedback plate thickness control system is applied to the rolling stand is greater than 0 and 1 or less. Good.
Thereby, it becomes possible to reduce the plate | board thickness fluctuation | variation by a hardness fluctuation | variation.

本発明の板厚制御方法によれば、圧延を施す前の原板がコイル状に巻かれていて、この原板にコイル一巻きごとの硬度変動がある際に、圧延速度が変化する場合であっても、板厚変動が過大になることを防止し、板厚精度を向上させることが可能となる。   According to the plate thickness control method of the present invention, when the original plate before rolling is wound in a coil shape, and when there is a hardness fluctuation for each winding of the original plate, the rolling speed changes. However, it is possible to prevent the plate thickness variation from becoming excessive and improve the plate thickness accuracy.

第1実施形態の発明が適用される圧延機を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the rolling mill to which invention of 1st Embodiment is applied. No.1圧延スタンドに対するAGC制御のブロック図である(従来例)。No. It is a block diagram of AGC control to one rolling stand (conventional example). No.iスタンド(i=2,3,4,5)圧延スタンドに対するAGC制御のブロック図である(従来例)。No. It is a block diagram of AGC control to an i stand (i = 2, 3, 4, 5) rolling stand (conventional example). 載置台上に載置されたコイル材(圧延材がコイル状に巻かれたもの)を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the coil material (thing by which the rolling material was wound by the coil shape) mounted on the mounting base. 圧延速度がそれぞれ、大、中、小の場合において、圧延材の硬度変動の変化を時間領域と周波数領域で示した図である。It is the figure which showed the change of the hardness fluctuation | variation of a rolling material in a time domain and a frequency domain, when a rolling speed is respectively large, medium, and small. 硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図を示す図である(従来例)。It is a figure which shows the gain diagram of the board thickness fluctuation | variation with respect to hardness fluctuation | variation (conventional example). 硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図が一定である条件下において、(a)は圧延速度が高速から低速に変化することを示した図であり、(b)は(a)の圧延速度変化に伴う板厚変動を示す図である(従来例)。(A) is a diagram showing that the rolling speed changes from a high speed to a low speed under the condition that the gain curve of the plate thickness fluctuation with respect to the hardness fluctuation is constant, and (b) shows the rolling speed change of (a). It is a figure which shows the board thickness fluctuation | variation accompanying (conventional example). 硬度変動の振幅に板厚変動のゲインを乗じた結果を示した図である。It is the figure which showed the result of having multiplied the gain of sheet thickness fluctuation to the amplitude of hardness fluctuation. 圧延速度がそれぞれ、大、中、小の場合における、板厚変動の振幅を周波数領域で示す図である(従来例)。It is a figure which shows the amplitude of plate | board thickness fluctuation | variation in a frequency domain in case a rolling speed is respectively large, medium, and small (conventional example). No.1スタンドの板厚張力制御系に速度依存ゲイン1を追加した図である。No. It is the figure which added speed dependent gain 1 to the plate thickness tension control system of 1 stand. No.iスタンド(i=2,3,4,5)スタンドの板厚張力制御系に、速度依存ゲインti(i=2,3,4,5)、速度依存ゲインhi(i=2,3,4,5)を追加した図である。No. The i-stand (i = 2, 3, 4, 5) stand thickness tension control system includes a speed-dependent gain ti (i = 2, 3, 4, 5) and a speed-dependent gain hi (i = 2, 3, 4, 4). , 5). 圧延速度と速度依存ゲインの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a rolling speed and a speed dependence gain. 速度依存ゲインを求める手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which calculates | requires a speed dependence gain. 圧延速度がそれぞれ大、中、小の場合における、硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図を示す図である(本発明)。It is a figure which shows the gain diagram of the board thickness fluctuation | variation with respect to hardness fluctuation | variation in case rolling speed is respectively large, medium, and small (this invention). 圧延速度がそれぞれ大、中、小の場合における、板厚変動の振幅を周波数領域で示す図である(本発明)。It is a figure which shows the amplitude of plate | board thickness fluctuation | variation in a frequency domain in case rolling speed is respectively large, medium, and small (this invention). 硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図が一定である条件下において、(a)は圧延速度が高速から低速に変化することを示した図であり、(b)は(a)の圧延速度変化に伴う板厚変動を示す図である(本発明)。(A) is a diagram showing that the rolling speed changes from a high speed to a low speed under the condition that the gain curve of the plate thickness fluctuation with respect to the hardness fluctuation is constant, and (b) shows the rolling speed change of (a). It is a figure which shows the board thickness fluctuation | variation accompanying this (this invention). 第2実施形態の発明が適用される圧延機を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the rolling mill with which invention of 2nd Embodiment is applied. 荷重制御を行う場合の速度依存ゲインを求める手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which calculates | requires the speed dependence gain in the case of performing load control. 可変ミル剛性制御を用いるに際し、圧延速度がそれぞれ大、中、小の場合の硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図を示す図である。When using variable mill rigidity control, it is a figure which shows the gain diagram of the board thickness fluctuation | variation with respect to the hardness fluctuation | variation in case rolling speed is respectively large, medium, and small. 可変ミル剛性制御を用いるに際し、圧延速度がそれぞれ、大、中、小の場合の板厚変動の振幅を周波数領域で示す図である。When using variable mill rigidity control, it is a figure which shows the amplitude of sheet thickness fluctuation | variation in a frequency domain when rolling speed is respectively large, medium, and small. 可変ミル剛性制御を用いるに際し、圧延速度変化に伴う板厚変動を示す図である。It is a figure which shows the board thickness fluctuation | variation accompanying a rolling speed change, when using variable mill rigidity control. (a)は、硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図のピークの1例である。(b)は、硬度変動に対する板厚変動のゲイン線図のピークの他の例である。(A) is an example of the peak of the gain diagram of the plate | board thickness fluctuation | variation with respect to a hardness fluctuation | variation. (B) is another example of the peak of the gain diagram of the plate thickness variation with respect to the hardness variation. 圧延速度と速度依存ゲインとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between a rolling speed and a speed dependence gain.

以下、本発明にかかる板厚制御方法が適用された圧延機1の実施の形態を、図をもとに説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の圧延機1を示す模式図である。圧延機1は複数(5基)の圧延スタンド2を有するタンデム型である。圧延スタンド2は上下一対の圧延ロール3を有している。最上流の圧延スタンド2に原板が通された後、次々と圧延スタンド2を通過する毎に圧下され、最終の圧延スタンド2を出たところで所定の仕上げ板厚となる。なお、最終段の圧延スタンド2の出側板厚が仕上げ板厚となる。圧延スタンド2の出側には、圧延材Wの板厚を計測可能な板厚計7が配備されており、圧延スタンド2間には、圧延材Wの張力を計測可能な張力計8(ルーパ機構)が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a rolling mill 1 to which a sheet thickness control method according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Drawing 1 is a mimetic diagram showing rolling mill 1 of a 1st embodiment. The rolling mill 1 is a tandem type having a plurality (five) of rolling stands 2. The rolling stand 2 has a pair of upper and lower rolling rolls 3. After the original plate is passed through the most upstream rolling stand 2, it is reduced each time it passes through the rolling stand 2, and when it comes out of the final rolling stand 2, a predetermined finished plate thickness is obtained. The exit side plate thickness of the final rolling stand 2 is the finished plate thickness. A thickness gauge 7 capable of measuring the thickness of the rolled material W is provided on the exit side of the rolling stand 2, and a tension meter 8 (looper) capable of measuring the tension of the rolled material W is provided between the rolling stands 2. Mechanism).

この圧延機1は板厚張力制御部4(制御部)を有しており、板厚張力制御部4により、各圧延スタンド2の圧下位置やロール速度が操作され、全ての圧延スタンド2の出側板厚とスタンド間張力が所定の板厚目標値と張力目標値に制御される。具体的には、板厚張力制御部4は、No.1〜No.5の圧延スタンド2の出側板厚と、No.1〜No.2、No.2〜No.3、No.3〜No.4、No.4〜No.5スタンド間張力を制御する。   This rolling mill 1 has a plate thickness tension control unit 4 (control unit). The plate thickness tension control unit 4 operates the rolling position and roll speed of each rolling stand 2 so that all the rolling stands 2 are unloaded. The side plate thickness and the tension between the stands are controlled to a predetermined plate thickness target value and tension target value. Specifically, the plate thickness tension control unit 4 is No. 1-No. No. 5 rolling stand 2 thickness, No. 5 1-No. 2, no. 2-No. 3, no. 3-No. 4, no. 4-No. Control tension between 5 stands.

板厚張力制御部4の制御方法(制御系)としては、例えば、「高精度・高性能冷延鋼板圧延技術の開発、重松他、鉄と鋼、Vol.83、(1997)No.1、pp.54−59のp.58」に記載されたものでもよい。「冷間圧延機の多変数制御、山田、木村、計測自動制御学会論文集、Vol.15、No.5、pp.647−653」に開示された多変数制御でもよい。「冷延タンデムミル高精度板厚制御技術の開発、金井、安彦、澤田、電気学会研究会資料 金属産業研究会 MID−01−8、2001」に記載されている制御方法でもよい。   As a control method (control system) of the plate thickness tension control unit 4, for example, “Development of high-precision and high-performance cold-rolled steel sheet rolling technology, Shigematsu et al., Iron and Steel, Vol. 83, (1997) No. 1, pp. 54-59 p.58 "may be used. The multivariable control disclosed in “Multivariable Control of Cold Rolling Mill, Yamada, Kimura, The Society of Instrument and Control Engineers, Vol. 15, No. 5, pp. 647-653” may be used. The control method described in “Development of cold-rolled tandem mill high-precision sheet thickness control technology, Kanai, Yasuhiko, Sawada, Institute of Electrical Engineers of Japan, Metal Industry Research Society MID-01-8, 2001” may be used.

以降、本実施形態では、上記した「冷延タンデムミル高精度板厚制御技術の開発」に記載されている制御方法を例示しつつ説明を進める。
図2は、No.1の圧延スタンド2(最上流側の圧延スタンド2)に適用されたAGC制御を示すブロック図である。この制御では、No.1圧延スタンド2の出側板厚が目標値と一致するように、No.1スタンドの圧下位置を操作する。
Hereinafter, in the present embodiment, the description will be given while illustrating the control method described in “Development of cold-rolled tandem mill high-precision sheet thickness control technology” described above.
FIG. It is a block diagram which shows AGC control applied to the rolling stand 2 of 1 (the most upstream rolling stand 2). In this control, no. No. 1 No. 1 so that the exit side plate thickness of the rolling stand 2 matches the target value. Operate the stand down position of one stand.

図3は、No.iスタンド(i=2,3,4,5)の圧延スタンド2に適用されたAGC制御を示すブロック図である。No.i圧延スタンド2の出側板厚と、No.i−1〜 No.i圧延スタンド間張力を目標値と一致するように、No.i−1圧延スタンド2のロール速度と、No.i圧延スタンド2のロール圧下位置を操作する。なお、板厚実績値は、マスフロー一定則から計算されるマスフロー板厚である場合を含む。   FIG. It is a block diagram which shows AGC control applied to the rolling stand 2 of i stand (i = 2, 3, 4, 5). No. i The thickness of the exit side of the rolling stand 2, i-1 to No. i No. so that the tension between the rolling stands matches the target value. roll speed of the i-1 rolling stand 2; i The roll reduction position of the rolling stand 2 is operated. In addition, the plate thickness actual value includes the case of the mass flow plate thickness calculated from the constant mass flow rule.

ところで、圧延材W(原板と呼ばれる圧延前の板材)には、長手方向に沿って硬度変動が存在する場合がある。これは、主に、コイルC一巻き毎に発生する硬度変動である。
図4に示されているように、具体的には、原板となるコイルC(圧延材Wを巻回したもの)をコイル台5上で冷却する場合に、冷却速度の差に起因して発生すると考えられている。つまり、コイルCの周面で載置台に接している部分は比較的早く冷却が進み、硬度が高く(圧延材Wが硬く)なり、載置台に接していない部分は冷却が遅く、硬度が低い(圧延材Wが柔らかい)ものとなる。
By the way, the rolled material W (plate material before rolling called an original plate) may have a hardness variation along the longitudinal direction. This is mainly a variation in hardness that occurs every turn of the coil C.
As shown in FIG. 4, specifically, when the coil C serving as the original plate (rolled with the rolled material W) is cooled on the coil base 5, it is generated due to a difference in cooling rate. It is considered to be. That is, the portion of the peripheral surface of the coil C that is in contact with the mounting table is cooled relatively quickly, and the hardness is high (the rolling material W is hard), and the portion that is not in contact with the mounting table is slowly cooled and has low hardness. (Rolled material W is soft).

このように、長手方向に硬度差を有する圧延材Wが圧延されると、硬度変動が「圧延機1入側板速/一巻きの長さ」の周波数で、圧延機1に印加されることとなる。
図5に、横軸を圧延速度(最終スタンドのロール速度または最終圧延スタンド2の出側の板速)にとり、圧延速度がそれぞれ、大、中、小の場合の例を示す。ここで、大、中、小とは、圧延速度が、「圧延速度小」<「圧延速度中」<「圧延速度大」の順に大きくなることを意味し、「圧延速度大」は最大圧延速度、「圧延速度小」は、板厚張力制御が動作する最小の圧延速度を意味する。圧延速度が小さくなるにつれて、周波数が低くなる。
Thus, when the rolled material W having a hardness difference in the longitudinal direction is rolled, hardness variation is applied to the rolling mill 1 at a frequency of “rolling mill 1 entry side plate speed / length of one turn”. Become.
FIG. 5 shows an example in which the horizontal axis is the rolling speed (the roll speed of the final stand or the plate speed on the exit side of the final rolling stand 2), and the rolling speeds are large, medium, and small, respectively. Here, large, medium, and small mean that the rolling speed increases in the order of “low rolling speed” <“medium rolling speed” <“high rolling speed”, and “high rolling speed” means the maximum rolling speed. “Low rolling speed” means the minimum rolling speed at which the sheet thickness tension control operates. As the rolling speed decreases, the frequency decreases.

次に、図6に「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲイン線図を示す。
周波数0近傍の低周波の硬度変動に対しては、仕上げ板厚変動をほぼ0に抑制する。また、板厚張力制御系の制御帯域を超える高周波の硬度変動に対しては、板厚変動を抑制できず変動が生じる。さらに、高周波域と低周波域の間に、板厚制御系のむだ時間等の影響で、硬度変動により板厚変動が増大する周波数帯域が存在する。
Next, FIG. 6 shows a gain diagram of “finished plate thickness fluctuation / hardness fluctuation”.
For low-frequency hardness fluctuations near the frequency 0, the finished plate thickness fluctuations are suppressed to almost zero. Further, with respect to high-frequency hardness fluctuations exceeding the control band of the plate thickness tension control system, the plate thickness fluctuations cannot be suppressed and fluctuations occur. Furthermore, there is a frequency band between which the plate thickness variation increases due to hardness variation between the high frequency region and the low frequency region due to the effect of the dead time of the plate thickness control system.

ここで、図6のゲイン線図が圧延速度により変化しないとすると、高速の定常部から減速する際、板厚変動は図7のようになることを、本願発明者らは数々の実験により知見している。これは、圧延速度が大きい場合から、中、小へと減速していくので、途中で板厚変動が過大になる速度域が存在することを意味する。
図8に示す如く、このようになる理由として、板厚変動の振幅は、硬度変動の振幅に硬度変動に対する板厚変動のゲインを乗じたものだからである。
Here, assuming that the gain diagram of FIG. 6 does not change depending on the rolling speed, the inventors of the present application have found through experimentation that the plate thickness variation is as shown in FIG. doing. This means that there is a speed range in which the plate thickness fluctuation becomes excessive on the way since the rolling speed is decelerated from medium to small.
As shown in FIG. 8, the reason for this is that the amplitude of the thickness variation is obtained by multiplying the amplitude of the hardness variation by the gain of the thickness variation with respect to the hardness variation.

なお、図9に、圧延速度が大、中、小の場合における、周波数領域での板厚変動の振幅を太実線にて示す。太破線が硬度変動の振幅を示し、細破線が「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲイン線図を示す。
まとめれば、図7に示すように、圧延速度が大きい場合から、中、小へと減速していく途中で板厚変動が過大になる速度域が存在することが知見され、その理由として、板厚変動の振幅は、硬度変動の振幅に硬度変動に対する板厚変動のゲインを乗じたことが挙げられる。
In FIG. 9, the amplitude of the plate thickness variation in the frequency domain when the rolling speed is large, medium, and small is indicated by a thick solid line. A thick broken line indicates the amplitude of the hardness variation, and a thin broken line indicates a gain diagram of “finished plate thickness variation / hardness variation”.
In summary, as shown in FIG. 7, it is found that there is a speed range in which the plate thickness fluctuation becomes excessive while the rolling speed is high, and the medium thickness is decelerated to the small size. The amplitude of the thickness variation is obtained by multiplying the amplitude of the hardness variation by the gain of the plate thickness variation with respect to the hardness variation.

そこで、本願発明者らは、圧延材Wの長手方向に存在する硬度変動(外乱)により、フィードバック板厚制御系が共振状態とならないように、板厚変動のゲインを外乱の周波数に応じた適切なものとするフィードバック板厚制御系を設計した。言い換えれば、フィードバック板厚制御系の共振周波数が圧延材Wの長手方向に存在する硬度変化に起因する硬度変動の周波数より小さくなるように、フィードバック板厚制御系を設計することである。   Therefore, the inventors of the present application appropriately set the gain of the plate thickness variation according to the frequency of the disturbance so that the feedback plate thickness control system does not enter a resonance state due to the hardness variation (disturbance) existing in the longitudinal direction of the rolled material W. A feedback thickness control system was designed. In other words, the feedback plate thickness control system is designed so that the resonance frequency of the feedback plate thickness control system is smaller than the frequency of hardness fluctuation caused by the hardness change existing in the longitudinal direction of the rolled material W.

次に、第1実施形態に係る板厚制御方法について詳しく説明する。
図10、図11のように、板厚張力制御部4に、速度依存ゲイン1、速度依存ゲインti(i=2,3,4,5)、速度依存ゲインhi(i=2,3,4,5)を追加する。なお、この追加方法は一例であり、この追加方法に限定されるものではなく、制御系の特性を変更可能な方法であればよい。
Next, the plate thickness control method according to the first embodiment will be described in detail.
As shown in FIGS. 10 and 11, the plate thickness tension control unit 4 includes a speed dependent gain 1, a speed dependent gain ti (i = 2, 3, 4, 5), and a speed dependent gain hi (i = 2, 3, 4). , 5) is added. This addition method is an example, and is not limited to this addition method. Any method that can change the characteristics of the control system may be used.

図12に、速度依存ゲインti、速度依存ゲインhiの速度依存状況の一例を示す。なお、図12は、最高速度が1000[mpm]の場合の速度依存ゲインであるが、横軸は、最高速度を100%とした%表示でもよい。この速度依存ゲインは、その速度における硬度変動の周波数より、板厚張力制御系の外乱を増幅するピークの周波数が低周波側になるように決定する。   FIG. 12 shows an example of the speed-dependent situation of the speed-dependent gain ti and the speed-dependent gain hi. Although FIG. 12 shows the speed-dependent gain when the maximum speed is 1000 [mpm], the horizontal axis may be displayed in% with the maximum speed being 100%. This speed-dependent gain is determined so that the peak frequency for amplifying the disturbance of the thickness tension control system is on the lower frequency side than the frequency of hardness fluctuation at that speed.

図13のフローチャートを用いて、速度依存ゲインを求める手順を説明する。
図13の説明において、速度依存ゲイン1、速度依存ゲインti(i=2,3,4,5)、速度依存ゲインhi(i=2,3,4,5)は全て同じとする。
まず、S101にて、最小圧延速度と最大圧延速度の両端を含む圧延速度の範囲で、速度依存ゲイン値を計算するための複数の圧延速度を決定する。例えば、ほぼ0〜1000[mpm]の場合に、200、400、600、800、1000[mpm]の5点を選ぶこととする。
A procedure for obtaining the speed-dependent gain will be described with reference to the flowchart of FIG.
In the description of FIG. 13, it is assumed that the speed-dependent gain 1, the speed-dependent gain ti (i = 2, 3, 4, 5), and the speed-dependent gain hi (i = 2, 3, 4, 5) are all the same.
First, in S101, a plurality of rolling speeds for calculating a speed-dependent gain value are determined within a rolling speed range including both ends of the minimum rolling speed and the maximum rolling speed. For example, in the case of approximately 0 to 1000 [mpm], five points of 200, 400, 600, 800, and 1000 [mpm] are selected.

次に、S102にて、最初に速度依存ゲイン値を計算する圧延速度として、最小の圧延速度を選ぶ。本例では、200[mpm]を選ぶこととなる。
そして、S103にて、当該圧延速度での速度依存ゲイン値を十分に大きな値にセットする。具体的には、板厚張力制御系が不安定になるゲイン値より少し小さな値を設定する。例えば、不安定になるゲイン値の0.5倍の値に設定することができる。ここで、不安定になるゲイン値は、圧延機1と圧延材Wと板厚張力制御系のシミュレータを作成し、シミュレーションを実行することにより、決定することができる。
Next, in S102, the minimum rolling speed is selected as the rolling speed at which the speed-dependent gain value is first calculated. In this example, 200 [mpm] is selected.
In S103, the speed-dependent gain value at the rolling speed is set to a sufficiently large value. Specifically, a value slightly smaller than the gain value at which the plate thickness tension control system becomes unstable is set. For example, it can be set to a value 0.5 times the unstable gain value. Here, the gain value that becomes unstable can be determined by creating a simulator of the rolling mill 1, the rolled material W, and the sheet thickness tension control system, and executing a simulation.

シミュレータ作成については、公知の手法、例えば、「新日鐵技報 第357号 pp.53−57(1995)、ダイナミックシミュレータの開発と応用」を用いることができる。また、シミュレータソフトとしては、市販されているMathworks社のSimulinkを用いることができる。なお、SimulinkはMathworks社の登録商標である。   For creating the simulator, a known method such as “Nippon Steel Technical Report No. 357 pp. 53-57 (1995), Development and Application of Dynamic Simulator” can be used. Further, as simulator software, commercially available Mathematica from Mathworks can be used. Note that Simulink is a registered trademark of Mathworks.

ここで、圧延機1と圧延材Wの部分のシミュレータは、例えば、「板圧延の理論と実際、日本鉄鋼協会編、pp.119−124(1984)、(5.37)〜(5.45)」の式を用いることができる。
<板厚の式>
hi=Si+Pi/Mi (1)
<圧延荷重式>
Pi=P(H1,Hi,hi,qfi,qbi,ki,μi,b) (2)
<材料速度式>
vout,i=(1+fi)vRi (3)
vin,i=(1+εi)vRi (4)
ε=(1+f)h/H−1 (5)
fi=f(Hi,hi,H1,qfi,qbi,μi,ki) (6)
εi=ε(Hi,hi,H1,qfi,qbi,μi,ki) (7)
<スタンド間張力式>
qfi=E/L∫(vin,i+1−vout,i)dt (8)
qbi+1=hi/Hi+1・qfi (9)
なお、「板圧延の理論と実際、p.121」に記載のように、式(2)の圧延荷重は、公知のHillの式を用い、式(6)の先進率は、公知のBland&Fordの式を用いればよい。
Here, the simulator of the part of the rolling mill 1 and the rolling material W is, for example, “Theory and practice of plate rolling, edited by Japan Iron and Steel Institute, pp. 119-124 (1984), (5.37) to (5.45). ) "Can be used.
<Plate thickness formula>
hi = Si + Pi / Mi (1)
<Rolling load type>
Pi = P (H1, Hi, hi, qfi, qbi, ki, μi, b) (2)
<Material speed type>
vout, i = (1 + fi) vRi (3)
vin, i = (1 + εi) vRi (4)
ε = (1 + f) h / H-1 (5)
fi = f (Hi, hi, H1, qfi, qbi, μi, ki) (6)
εi = ε (Hi, hi, H1, qfi, qbi, μi, ki) (7)
<Tension type between stands>
qfi = E / L∫ (vin, i + 1−vout, i) dt (8)
qbi + 1 = hi / Hi + 1 · qfi (9)
As described in “Plate Rolling Theory and Practicality, p. 121”, the rolling load of Equation (2) is a well-known Hill equation, and the advanced rate of Equation (6) is that of a well-known Brand & Ford. An expression may be used.

ここで、記号の意味は次のとおりである。
Hi:入側板厚、hi:出側板厚、H1:No1スタンド入側板厚、Pi:圧延荷重、
Mi:ミル剛性係数、qfi:前方張力、qbi:後方張力、μi:摩擦係数、
ki:変形抵抗、b:板幅、vin:材料流入速度、vout:材料流出速度、
vRi:ロール速度、E:ヤング率、L:スタンド間距離
なお、iは、Noiの圧延スタンド2を示す。
Here, the meanings of the symbols are as follows.
Hi: entry side plate thickness, hi: exit side plate thickness, H1: No1 stand entry side plate thickness, Pi: rolling load,
Mi: Mill stiffness coefficient, qfi: forward tension, qbi: backward tension, μi: friction coefficient,
ki: deformation resistance, b: plate width, vin: material inflow speed, vout: material outflow speed,
vRi: Roll speed, E: Young's modulus, L: Distance between stands In addition, i shows the rolling stand 2 of Noi.

圧下制御系や速度制御系は、「板圧延の理論と実際、p.122」に開示された制御系をシミュレータに組み込めばよく、板厚張力制御系は、図10、図11に開示された制御系をシミュレータに組み込めばよい。
続いて、S104にて、変形抵抗から仕上げ板厚変動へのゲイン線図を求める。これは、シミュレータにおける変形抵抗変動の周波数を変更してシミュレーションを繰り返し行い、ゲイン線図を描いてもよい。また、前述の「新日鐵技報 第357号 pp.53−57(1995)、ダイナミックシミュレータの開発と応用」に記載されているように、シミュレータを線形化してから求めてもよい。
For the reduction control system and the speed control system, the control system disclosed in “Theory and Actuality of Sheet Rolling, p.122” may be incorporated into the simulator, and the sheet thickness tension control system is disclosed in FIGS. 10 and 11. The control system can be built into the simulator.
Subsequently, in S104, a gain diagram from the deformation resistance to the finish plate thickness fluctuation is obtained. This may be done by repeating the simulation by changing the frequency of the deformation resistance fluctuation in the simulator, and drawing a gain diagram. Alternatively, as described in “Nippon Steel Technical Report No. 357, pp. 53-57 (1995), Development and Application of Dynamic Simulator”, the simulator may be obtained after linearization.

次に、S105にて、当該圧延速度での変形抵抗の変動周波数よりゲイン線図のピークが低いか否かを判定する。S105で低くないと判定された場合、S106にて、速度依存ゲイン値を小さくして、ゲイン線図の導出の手順を繰り返す。
ここで、ピークとは、周波数領域で硬度変動外乱を増幅する周波数範囲をいうものとする。周波数範囲の上下限は、図22(a)のように、例えば、ゲイン線図の最大値の半分となる周波数範囲と決めてもよい。また、図22(b)のように、ゲイン線図で最大値をとる周波数の±0.5デカードの範囲とすることもできる。なお、これらの決定方法に限定されるものではない。
Next, in S105, it is determined whether or not the peak of the gain diagram is lower than the variation frequency of the deformation resistance at the rolling speed. If it is determined that the value is not low in S105, the speed-dependent gain value is reduced in S106, and the procedure for deriving the gain diagram is repeated.
Here, the peak means a frequency range in which hardness fluctuation disturbance is amplified in the frequency domain. The upper and lower limits of the frequency range may be determined, for example, as a frequency range that is half of the maximum value of the gain diagram, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 22 (b), a range of ± 0.5 decades of the frequency that takes the maximum value in the gain diagram can be used. Note that these determination methods are not limited.

一方、S107にて、当該圧延速度での変形抵抗の変動周波数よりゲイン線図のピークが低ければ、得られたゲイン値を当該圧延速度での速度依存ゲイン値として記憶しておく。
次に、S108にて、上で決定した複数の圧延速度全てで、計算が終了したか否かを判断する。例えば、上の例では、200[mpm]について計算したが、400[mpm]以上では計算していない場合には、S109にて、400[mpm]の場合の速度依存ゲイン値を求める。これを全ての圧延速度で計算が終わるまで繰り返す。上の例では、1000[mpm]の圧延速度での計算が終わるまで繰り返す。
On the other hand, in S107, if the peak of the gain diagram is lower than the variation frequency of the deformation resistance at the rolling speed, the obtained gain value is stored as a speed-dependent gain value at the rolling speed.
Next, in S108, it is determined whether or not the calculation is completed at all of the plurality of rolling speeds determined above. For example, in the above example, the calculation is performed for 200 [mpm], but when the calculation is not performed for 400 [mpm] or more, the speed-dependent gain value for 400 [mpm] is obtained in S109. This is repeated until the calculation is completed at all rolling speeds. In the above example, the calculation is repeated until the calculation at a rolling speed of 1000 [mpm] is completed.

以上の手順により得られた、圧延速度と当該圧延速度でのゲイン値との関係を、S110にて、速度域全体の速度依存ゲインとすることで、速度依存ゲインが得られることとなる。例えば、各圧延速度に対応して、図23(a)のようなテーブルが得られているとき、例えば、速度依存ゲインを図23(b)のようにすることができる。
そして、S111にて、この速度依存ゲインを用いて、板厚と張力を制御する。なお、速度依存ゲインを求めるまでのステップはオフラインで行い、板厚と張力の制御はオンラインで行う。
By setting the relationship between the rolling speed and the gain value at the rolling speed obtained by the above procedure as the speed-dependent gain of the entire speed range in S110, the speed-dependent gain can be obtained. For example, when a table as shown in FIG. 23A is obtained corresponding to each rolling speed, for example, the speed-dependent gain can be set as shown in FIG.
In S111, the plate thickness and tension are controlled using this speed-dependent gain. The steps until the speed-dependent gain is obtained are performed off-line, and the thickness and tension are controlled on-line.

このとき、図6の「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲイン線図は、圧延速度の変化により、図14のように変化する。すなわち、「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲインが増大するピークの周波数が低周波側に移動するとともに、ピークの大きさが小さくなる。また、図9は、図15のように変化する。つまり、圧延速度が大、中、小の場合の、周波数領域での板厚変動の振幅を太実線に示す。太破線が硬度変動の振幅を示し、細破線が「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲイン線図を示す。板厚変動が過大になることが防止可能となっている。   At this time, the gain diagram of “finished plate thickness fluctuation / hardness fluctuation” in FIG. 6 changes as shown in FIG. 14 due to the change in rolling speed. That is, the peak frequency at which the gain of “finished plate thickness variation / hardness variation” increases moves to the low frequency side, and the peak size decreases. Further, FIG. 9 changes as shown in FIG. That is, the amplitude of the plate thickness variation in the frequency domain when the rolling speed is large, medium, and small is shown by a thick solid line. A thick broken line indicates the amplitude of the hardness variation, and a thin broken line indicates a gain diagram of “finished plate thickness variation / hardness variation”. It is possible to prevent the plate thickness fluctuation from becoming excessive.

減速時の板厚変動は、図7から図16のようになる。板厚変動の過大な増幅が防止され、図7の場合より板厚変動が低減される。
[第2実施形態]
次に、本発明に係る圧延機1の板厚制御方法の第2実施形態について、説明する。
本実施形態は、フィードバック板厚制御系の共振周波数が圧延材Wの長手方向に存在する硬度変化に起因する硬度変動の周波数より小さくなるように、フィードバック板厚制御系を設計し、設計したフィードバック板厚制御系を用いて、圧延材Wの板厚の制御を行う点では、第1実施形態とほぼ同じである。
The plate thickness variation during deceleration is as shown in FIGS. Excessive amplification of the plate thickness fluctuation is prevented, and the plate thickness fluctuation is reduced as compared with the case of FIG.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the sheet thickness control method for the rolling mill 1 according to the present invention will be described.
In the present embodiment, the feedback plate thickness control system is designed so that the resonance frequency of the feedback plate thickness control system becomes smaller than the frequency of hardness fluctuation caused by the hardness change existing in the longitudinal direction of the rolled material W, and the designed feedback In the point which controls the plate | board thickness of the rolling material W using a plate | board thickness control system, it is substantially the same as 1st Embodiment.

しかしながら、第2実施形態は、設計したフィードバック板厚制御系を用いて、全ての圧延スタンド2の出側板厚と、圧延スタンド2間の張力を制御するに際しては、最終段に配備された圧延スタンド2の圧延荷重も制御する点が異なっている。
以下、詳細を説明する。
図17に、第2実施形態における制御対象である圧延機1が示されている。この圧延機1の板厚張力荷重制御部6(制御部)は、板厚と張力と荷重とを制御する。板厚、張力、荷重を制御する制御系としては、例えば、特開2010−172960号公報「連続圧延機1の板厚制御方法及び板厚制御装置」の技術を用いることができる。
However, the second embodiment uses the designed feedback plate thickness control system to control the exit side plate thickness of all the rolling stands 2 and the tension between the rolling stands 2. The difference is that the rolling load of 2 is also controlled.
Details will be described below.
FIG. 17 shows a rolling mill 1 that is a control target in the second embodiment. The plate thickness tension load control unit 6 (control unit) of the rolling mill 1 controls the plate thickness, tension, and load. As a control system for controlling the plate thickness, tension, and load, for example, a technique disclosed in JP 2010-172960 A “plate thickness control method and plate thickness control apparatus of continuous rolling mill 1” can be used.

図18には、第2実施形態の制御のフローチャートが示されており、この手順に従って、速度依存ゲインを求める。本実施形態においては、速度依存ゲイン1、速度依存ゲインti(i=2,3,4,5)、速度依存ゲインhi(i=2,3,4,5)は全て同じとする。
まず、図18のS201において、最小圧延速度と最大圧延速度の両端を含む圧延速度の範囲で、速度依存ゲイン値を計算するための複数の圧延速度を決定する。例えば、0〜1000[mpm]の場合に、200、400、600、800、1000[mpm]の5点を選ぶこととする。
FIG. 18 shows a flowchart of control of the second embodiment, and the speed-dependent gain is obtained according to this procedure. In this embodiment, the speed-dependent gain 1, the speed-dependent gain ti (i = 2, 3, 4, 5), and the speed-dependent gain hi (i = 2, 3, 4, 5) are all the same.
First, in S201 of FIG. 18, a plurality of rolling speeds for calculating a speed-dependent gain value are determined in a rolling speed range including both ends of the minimum rolling speed and the maximum rolling speed. For example, in the case of 0 to 1000 [mpm], five points of 200, 400, 600, 800, and 1000 [mpm] are selected.

次に、S202において、最初に速度依存ゲイン値を計算する圧延速度として、最小の圧延速度を選ぶ。本例では、200[mpm]を選ぶこととなる。
そして、S203において、当該圧延速度での速度依存ゲイン値を十分に大きな値にセットする。具体的には、板厚張力荷重制御系が不安定になるゲイン値より少し小さな値を設定する。例えば、不安定になるゲイン値の0.5倍の値に設定することができる。ここで、不安定になるゲイン値は、圧延機1と圧延材Wと板厚張力荷重制御系のシミュレータを作成し、シミュレーションを実行することにより、決定することができる。
Next, in S202, the minimum rolling speed is selected as the rolling speed at which the speed-dependent gain value is first calculated. In this example, 200 [mpm] is selected.
In S203, the speed-dependent gain value at the rolling speed is set to a sufficiently large value. Specifically, a value slightly smaller than the gain value at which the plate thickness tension load control system becomes unstable is set. For example, it can be set to a value 0.5 times the unstable gain value. Here, the gain value that becomes unstable can be determined by creating a simulator of the rolling mill 1, the rolled material W, and the sheet thickness tension load control system, and executing a simulation.

シミュレータ作成については、公知の手法、例えば、「新日鐵技報 第357号 pp.53−57(1995)、ダイナミックシミュレータの開発と応用」を用いることができる。また、シミュレータソフトとしては、市販されているMathworks社の、Simulinkを用いることができる。なお、SimulinkはMathworks社の登録商標である。   For creating the simulator, a known method such as “Nippon Steel Technical Report No. 357 pp. 53-57 (1995), Development and Application of Dynamic Simulator” can be used. Further, as simulator software, commercially available Mathematica from Mathworks can be used. Note that Simulink is a registered trademark of Mathworks.

ここで、圧延機1と圧延材Wの部分のシミュレータは、既述のように、例えば、「板圧延の理論と実際、日本鉄鋼協会編、pp.119−124(1984)の式を用いることができる。具体的には、前述した式(1)〜式(9)が該当する。
制御系の部分については、圧下系や速度制御系は、「板圧延の理論と実際、p.122」に開示されたモデルをシミュレータに組み込めばよく、板厚張力荷重制御系は、図10、図11の板厚張力制御系に加えて、特開2010−172960号公報「連続圧延機1の板厚制御方法及び板厚制御装置」の図1の荷重制御系(荷重制御モデル)をシミュレータに組み込めばよい。
Here, as described above, the simulator of the rolling mill 1 and the portion of the rolled material W uses, for example, the formula of “Theory and practice of plate rolling, edited by Japan Iron and Steel Institute, pp. 119-124 (1984)”. Specifically, the above-described formulas (1) to (9) are applicable.
For the control system, the reduction system and the speed control system may be incorporated in the simulator with the model disclosed in “Theory and Actuality of Sheet Rolling, p. 122”. The sheet thickness tension load control system is shown in FIG. In addition to the plate thickness tension control system of FIG. 11, the load control system (load control model) of FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-172960 “Plate Thickness Control Method and Plate Thickness Control Device of Continuous Rolling Mill 1” is used as a simulator. Just include it.

続いて、S204にて、変形抵抗から仕上げ板厚変動へのゲイン線図を求める。これは、シミュレータにおける変形抵抗変動の周波数を変更してシミュレーションを繰り返し行い、ゲイン線図を描いてもよい。また、前述の新日鐵技報に記載されているように、シミュレータを線形化してから求めてもよい。
S205にて、当該圧延速度での変形抵抗の変動周波数よりゲイン線図のピークが低くなければ、S206にて、速度依存ゲイン値を小さくして、ゲイン線図の導出の手順を繰り返す。ここで、ピークとは、周波数領域で硬度変動外乱を増幅する周波数範囲をいうものとする。周波数範囲の上下限は、図22(a)のように、例えば、ゲイン線図の最大値の半分となる周波数範囲と決めてもよい。また、図22(b)のように、ゲイン線図で最大値をとる周波数の±0.5デカードの範囲とすることもできる。なお、これらの決定方法に限定されるものではない。
Subsequently, in S204, a gain diagram from the deformation resistance to the finished plate thickness variation is obtained. This may be done by repeating the simulation by changing the frequency of the deformation resistance fluctuation in the simulator, and drawing a gain diagram. Further, as described in the aforementioned Nippon Steel Technical Bulletin, it may be obtained after linearizing the simulator.
If the peak of the gain diagram is not lower than the variation frequency of the deformation resistance at the rolling speed in S205, the speed-dependent gain value is decreased in S206 and the procedure for deriving the gain diagram is repeated. Here, the peak means a frequency range in which hardness fluctuation disturbance is amplified in the frequency domain. The upper and lower limits of the frequency range may be determined, for example, as a frequency range that is half of the maximum value of the gain diagram, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 22 (b), a range of ± 0.5 decades of the frequency that takes the maximum value in the gain diagram can be used. Note that these determination methods are not limited.

一方、S207にて、当該圧延速度での変形抵抗の変動周波数よりゲイン線図のピークが低ければ、得られたゲイン値を当該圧延速度での速度依存ゲイン値として記憶しておく。
次に、S208にて、上で決定した複数の圧延速度全てで、計算が終了したか否かを判断する。例えば、上の例では、200[mpm]について計算したが、400[mpm]以上では計算していない場合には、S209にて、400[mpm]の場合の速度依存ゲイン値を求める。これを全ての圧延速度で計算が終わるまで繰り返す。上の例では、1000[mpm]の圧延速度での計算が終わるまで繰り返す。
On the other hand, if the peak of the gain diagram is lower than the variation frequency of deformation resistance at the rolling speed in S207, the obtained gain value is stored as a speed-dependent gain value at the rolling speed.
Next, in S208, it is determined whether or not the calculation is completed at all the plurality of rolling speeds determined above. For example, in the above example, the calculation is performed for 200 [mpm], but when the calculation is not performed for 400 [mpm] or more, the speed-dependent gain value in the case of 400 [mpm] is obtained in S209. This is repeated until the calculation is completed at all rolling speeds. In the above example, the calculation is repeated until the calculation at a rolling speed of 1000 [mpm] is completed.

以上の手順により得られた圧延速度と当該圧延速度でのゲイン値との関係を、S210にて、速度域全体の速度依存ゲインとすることで、速度依存ゲインが得られることとなる。
例えば、各圧延速度に対応して、図23(a)のようなテーブルが得られているとき、速度依存ゲインを図23(b)のようにすることができる。そして、S211にて、この速度依存ゲインを用いて、板厚と張力と荷重とを制御する。なお、速度依存ゲインを求めるまでのステップはオフラインで行い、板厚と張力と荷重との制御はオンラインで行う。
By setting the relationship between the rolling speed obtained by the above procedure and the gain value at the rolling speed as the speed-dependent gain of the entire speed range in S210, the speed-dependent gain can be obtained.
For example, when a table as shown in FIG. 23A is obtained corresponding to each rolling speed, the speed-dependent gain can be as shown in FIG. In step S211, the thickness, tension, and load are controlled using the speed-dependent gain. The steps until the speed-dependent gain is obtained are performed off-line, and the thickness, tension, and load are controlled on-line.

これにより、加減速時に、コイルC一巻き毎の周期的な硬度変動に加えて、先尾端のみが硬いなどランプ状やステップ状の硬度変動が存在する場合に、荷重変動を低減する効果がある。
[第3実施形態]
次に、本発明に係る圧延機1の板厚制御方法の第3実施形態について、説明する。
Thereby, at the time of acceleration / deceleration, in addition to the periodic hardness fluctuation for each turn of the coil C, when there is a ramp-like or step-like hardness fluctuation such as only the leading end being hard, there is an effect of reducing the load fluctuation. is there.
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the sheet thickness control method for the rolling mill 1 according to the present invention will be described.

本実施形態は、第2実施形態で開示した板厚制御方法に対して、さらに、圧延スタンド2の剛性を可変とし、当該フィードバック板厚制御系が出力する制御値を圧延スタンド2へ適用する際のチューニング率を、0より大きく1以下にするようにしている。他の点では、第2実施形態とほぼ同じである。
具体的には、第2実施形態で開示したフィードバック板厚制御方法に、「板圧延の理論と実際、p.300」に記載の可変ミル剛性制御を併用する。なお、文献中の「スケールファクタ」を「チューニング率」と呼ぶ。このチューリング率を0より大きく1以下の値にすることにより、硬度変動や板厚変動に対して、板厚変動を小さくできる。
In this embodiment, the rigidity of the rolling stand 2 is made variable with respect to the thickness control method disclosed in the second embodiment, and the control value output by the feedback plate thickness control system is applied to the rolling stand 2. The tuning rate is set to be larger than 0 and 1 or less. In other respects, it is almost the same as the second embodiment.
Specifically, the feedback mill thickness control method disclosed in the second embodiment is used in combination with the variable mill stiffness control described in “Theory and Actuality of Sheet Rolling, p.300”. The “scale factor” in the literature is called “tuning rate”. By setting the Turing rate to a value greater than 0 and less than or equal to 1, the plate thickness variation can be reduced with respect to hardness variation and plate thickness variation.

これは、ロール3ギャップの制御系の応答が板厚張力荷重制御系の応答よりも速いため、板厚変動低減の制御帯域が広く、硬度変動の周波数が制御帯域に含まれるからである。このとき、「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲイン線図は、圧延速度の変化により、図19のように変化する。圧延速度が大、中、小の場合の、周波数領域での板厚変動の振幅を図20の太実線に示す。太破線が硬度変動の振幅を示し、細破線が「仕上げ板厚変動/硬度変動」のゲイン線図を示す。板厚変動が図15の場合より小さくなる。   This is because the response of the control system for the roll 3 gap is faster than the response of the plate thickness tension load control system, so that the control range for reducing the plate thickness variation is wide and the frequency of hardness variation is included in the control zone. At this time, a gain diagram of “finished plate thickness variation / hardness variation” changes as shown in FIG. 19 due to a change in rolling speed. The amplitude of the plate thickness variation in the frequency domain when the rolling speed is large, medium, and small is shown by a thick solid line in FIG. A thick broken line indicates the amplitude of the hardness variation, and a thin broken line indicates a gain diagram of “finished plate thickness variation / hardness variation”. The plate thickness variation is smaller than in the case of FIG.

図21には、本実施形態における減速時の板厚変動が示されている。この図から明らかなように、図16の場合よりさらに板厚変動が低減されることとなる。
なお、第3実施形態での板厚制御の手順は、第2実施形態の制御のフローチャートで示されるものとほぼ同じであるが、S4で求めるゲイン線図に、チューニング率の変更分が反映される点が異なっている。
FIG. 21 shows the plate thickness variation during deceleration in the present embodiment. As is clear from this figure, the plate thickness variation is further reduced than in the case of FIG.
Note that the plate thickness control procedure in the third embodiment is almost the same as that shown in the control flowchart of the second embodiment, but the change in the tuning rate is reflected in the gain diagram obtained in S4. Is different.

以上述べた第1実施形態〜第3実施形態の技術によれば、圧延を施す前の原板がコイルC状に巻かれていて、この原板にコイルC一巻きごとの硬度変動がある際に、圧延速度が変化する場合であっても、板厚変動が過大になることを防止し、板厚精度を向上させることができる。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
According to the techniques of the first to third embodiments described above, when the original plate before rolling is wound in a coil C shape, and when there is a hardness fluctuation for each turn of the coil C on this original plate, Even when the rolling speed changes, it is possible to prevent the plate thickness variation from becoming excessive and improve the plate thickness accuracy.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

1 圧延機
2 圧延スタンド
3 圧延ロール
4 板厚張力制御部
5 コイル台
6 板厚張力荷重制御部
7 板厚計
8 張力計
C コイル
W 圧延材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling machine 2 Rolling stand 3 Roll roll 4 Sheet thickness tension control part 5 Coil stand 6 Sheet thickness tension load control part 7 Sheet thickness meter 8 Tensile meter C Coil W Rolling material

Claims (5)

複数の圧延スタンドが備えられた圧延機を用いて圧延材を圧延するに際し、フィードバック板厚制御系を用いつつ板厚の制御を行う板厚制御方法であって、
前記圧延材の長手方向に存在する硬度変化に起因する硬度変動の周波数と板厚張力制御系の外乱を増幅するピークの周波数との共振周波数前記硬度変動の周波数より小さくなるように、前記フィードバック板厚制御系を設計し、
設計したフィードバック板厚制御系を用いて、圧延材の板厚の制御を行うことを特徴とする板厚制御方法。
When rolling a rolled material using a rolling mill equipped with a plurality of rolling stands, a plate thickness control method for controlling the plate thickness using a feedback plate thickness control system,
Wherein as the resonance frequency of the frequency of the peak for amplifying the frequency and the disturbance of the plate thickness tension control system of the hardness variation due to a change in hardness present in the longitudinal direction of the strip is smaller than the frequency of the hardness variation, the feedback Design the plate thickness control system,
A sheet thickness control method comprising controlling a sheet thickness of a rolled material using a designed feedback sheet thickness control system.
前記圧延材を加速乃至は減速するに際して、前記加速乃至は減速の全速度範囲に亘って、前記設計したフィードバック板厚制御系を用いて、圧延材の板厚の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の板厚制御方法。   When accelerating or decelerating the rolled material, the thickness of the rolled material is controlled using the designed feedback plate thickness control system over the entire speed range of acceleration or deceleration. The plate thickness control method according to claim 1. 前記フィードバック板厚制御系を設計するに際しては、前記圧延材の長手方向に存在する硬度変動によりフィードバック板厚制御系が共振状態とならないように、板厚変動のゲインを前記硬度変動の周波数に応じた値としていることを特徴とする請求項1又は2に記載の板厚制御方法。   When designing the feedback plate thickness control system, the gain of the plate thickness variation is set according to the frequency of the hardness variation so that the feedback plate thickness control system does not resonate due to the hardness variation existing in the longitudinal direction of the rolled material. The thickness control method according to claim 1 or 2, wherein 前記設計したフィードバック板厚制御系を用いて、全ての圧延スタンドの出側板厚と、圧延スタンド間の張力を制御するに際しては、最終段に配備された圧延スタンドの圧延荷重を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の板厚制御方法。   When controlling the exit side plate thickness of all rolling stands and the tension between the rolling stands using the designed feedback plate thickness control system, the rolling load of the rolling stand arranged in the final stage is controlled. The plate thickness control method according to any one of claims 1 to 3. 前記フィードバック板厚制御系においては、圧延スタンドの剛性を可変とし、
当該フィードバック板厚制御系が出力する制御値を圧延スタンドへ適用する際のチューニング率を、0より大きく1以下にすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の板厚制御方法。
In the feedback plate thickness control system, the rigidity of the rolling stand is variable,
5. The plate thickness control method according to claim 1, wherein a tuning rate when the control value output by the feedback plate thickness control system is applied to a rolling stand is set to be greater than 0 and equal to or less than 1. 5. .
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