JP7331801B2 - 圧延機の蛇行制御装置 - Google Patents
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Description
図1は本実施の形態に係る蛇行制御装置が適用される圧延装置の構成例を示す図である。圧延材1は、圧延スタンドF1、F2、…、FNから構成される複数段の圧延機を図の左側から右側に移動しながら、所定の板厚に圧延される。各圧延スタンドFiは荷重検出装置Mi、ロール回転速度検出装置Ri、及び圧下レベリング装置Viを備えている。圧延スタンドF1、F2、…、FNの各スタンド間には、蛇行量検出装置Diが設置される。蛇行量検出装置Diは、圧延スタンドFiの上流側に距離LDi離隔して設置され、この位置での圧延材の蛇行量を検出する。最終圧延スタンドFNの出側には、板厚ウェッジ検出装置WNが設置されている。板厚ウェッジ検出装置WNは、その設置位置での圧延材の板厚ウェッジを検出する。
図2は本発明の実施の形態1に係る蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。ここで、圧延スタンドFiに適用される蛇行制御装置Xiを例に、蛇行制御装置を構成する機能を詳細に説明する。本実施の形態を含む各実施の形態では、圧延スタンドFiが第1圧延スタンドに相当し、圧延スタンドFiの上流に位置する上流側圧延スタンドFi-1が第2圧延スタンドに相当する。蛇行制御装置Xiが有する機能は、図2においてブロックで表されている。すなわち、板厚ウェッジ推定部20、圧下レベリング修正量演算部30、及び圧下レベリング制御部40が、蛇行制御装置Xiが有する機能である。蛇行制御装置Xiは、制御周期Tの経過毎に、それぞれの機能における処理を順次実施する。
Δh*:出側の板厚ウェッジ
ΔhD:圧延スタンドの変形により形成される出側の板厚ウェッジ
ΔhS:圧下レベリング量により形成される出側の板厚ウェッジ
ΔH*:入側の板厚ウェッジ
ΔS:圧下レベリング量
ΔP:圧延差荷重
KHh:出側板厚ウェッジへの入側板厚ウェッジの影響係数
KSh:出側板厚ウェッジへの圧下レベリングの影響係数
KPh:出側板厚ウェッジへの圧延差荷重の影響係数
KH:ハウジングの撓みばね定数
KF:バックアップロールとワークロール間偏平のばね定数
kf:ロールバイト間偏平のばね定数
lS:左右荷重点間距離
lR:ロール胴長
b:板幅
δP/δH:入側板厚の荷重への影響係数
δP/δh:出側板厚の荷重への影響係数
ΔSC1:蛇行補償部による第1圧下レベリング修正量
ΔY:蛇行量検出値
KT,KP,KD:制御ゲイン
s:ラプラス演算子
h:出側板厚
H:入側板厚
ΔSC2:入側板厚ウェッジ補償部による第2圧下レベリング修正量
ここで、
ΔSC3:圧延機変形補償部による第3圧下レベリング修正量
KM:圧延スタンド全体のたて剛性係数(ミル定数)
図5は本発明の実施の形態2に係る蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。ここも、圧延スタンドFiに適用される蛇行制御装置Xiを例に、本実施の形態に係る蛇行制御装置を構成する機能を説明する。本実施の形態と上述の実施の形態1との相違点は、本実施の形態に係る蛇行制御装置はゼロ点調整動作部50と圧下レベリング誤差推定部60とを備えていることである。
PSU:圧延荷重設定値
K:ゲイン
ZS CUR:圧下レベリング誤差今回値
ΔSZ:ゼロ点調整操作量
nZ:ゼロ点調整収集点数
ZS NEW:圧下レベリング誤差更新値
ZS CUR:圧下レベリング誤差今回値
ZS OLD:圧下レベリング誤差前回値
β:平滑化ゲイン
図6は本発明の実施の形態3に係る蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る蛇行制御装置は、最終圧延スタンドFNに備えられた蛇行制御装置XNである。本実施の形態に係る蛇行制御装置は、ゼロ点調整動作部50と圧下レベリング誤差推定部60に加えて、さらに温度要因差荷重比率算出部70を備えている。
ΔPT N:最終圧延スタンドの温度要因差荷重
γT:温度要因差荷重比率
ΔhN:最終圧延スタンド出側板厚ウェッジ検出値
nT:収集点数
図7は、上記各実施の形態に係る蛇行制御装置が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。図7は、図2、図5、及び図6に示す蛇行制御装置の各機能は処理回路90により実現される。一態様として、処理回路90は、少なくとも1つのプロセッサ91と少なくとも1つのメモリ92とを備える。他の態様として、処理回路90は、少なくとも1つの専用のハードウェア93を備える。
10 セットアップ装置
20 板厚ウェッジ推定部
30 圧下レベリング修正量演算部
31 蛇行補償部
32 入側板厚ウェッジ補償部
33 圧延機変形補償部
40 圧下レベリング制御部
50 ゼロ点調整動作部
70 温度要因差荷重比率算出部
90 処理回路
91 プロセッサ
92 メモリ
93 ハードウェア
F1、F2、…、FN 圧延スタンド
M1、M2、…、MN 荷重検出装置
V1、V2、…、VN 圧下レベリング装置
R1、R2、…、RN ロール回転速度検出装置
X2、X3、…、XN 蛇行制御装置
D2、D3、…、DN 蛇行量検出装置
WN 板厚ウェッジ検出装置
Claims (5)
- 圧下レベリング装置を有する第1圧延スタンドと、圧延材の流れの方向において前記第1圧延スタンドの上流に位置する第2圧延スタンドと、前記第1圧延スタンドと前記第2圧延スタンドとの間に配置されて前記圧延材の蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、を有する圧延機の蛇行制御装置であって、
前記第1圧延スタンドの圧下レベリング量と、前記第1圧延スタンドの圧延差荷重と、前記第2圧延スタンドの出側の板厚ウェッジとに基づいて、前記第1圧延スタンドの入側及び出側の板厚ウェッジを推定する板厚ウェッジ推定部と、
前記圧延材の尾端が前記第2圧延スタンドを通過後、前記蛇行量検出装置で検出された蛇行量と、前記板厚ウェッジ推定部で推定された前記第1圧延スタンドの少なくとも入側の板厚ウェッジとに基づいて、前記第1圧延スタンドの圧下レベリング修正量を算出する圧下レベリング修正量演算部と、
前記圧下レベリング修正量演算部から出力された前記圧下レベリング修正量に基づいて、前記圧下レベリング装置を操作する圧下レベリング制御部と、を備え、
前記圧下レベリング修正量演算部は、
前記蛇行量検出装置で検出された蛇行量に基づいて、同蛇行量を低減する第1圧下レベリング修正量を算出する蛇行補償部と、
前記板厚ウェッジ推定部で推定された前記第1圧延スタンドの入側の板厚ウェッジに基づいて、同入側の板厚ウェッジが前記圧延材の回転に作用する影響を補償する第2圧下レベリング修正量を算出する入側板厚ウェッジ補償部と、
前記第1圧延スタンドの圧延差荷重に基づいて、同圧延差荷重による前記第1圧延スタンドの変形が前記第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジへ与える影響を補償する第3圧下レベリング修正量を算出する圧延機変形補償部とを有し、
前記圧下レベリング修正量は、前記第1圧下レベリング修正量と前記第2圧下レベリング修正量と前記第3圧下レベリング修正量とを含む
ことを特徴とする圧延機の蛇行制御装置。 - 圧下レベリング装置を有する第1圧延スタンドと、圧延材の流れの方向において前記第1圧延スタンドの上流に位置する第2圧延スタンドと、前記第1圧延スタンドと前記第2圧延スタンドとの間に配置されて前記圧延材の蛇行量を検出する蛇行量検出装置と、を有する圧延機の蛇行制御装置であって、
前記第1圧延スタンドの圧下レベリング量と、前記第1圧延スタンドの圧延差荷重と、前記第2圧延スタンドの出側の板厚ウェッジとに基づいて、前記第1圧延スタンドの入側及び出側の板厚ウェッジを推定する板厚ウェッジ推定部と、
前記圧延材の尾端が前記第2圧延スタンドを通過後、前記蛇行量検出装置で検出された蛇行量と、前記板厚ウェッジ推定部で推定された前記第1圧延スタンドの少なくとも入側の板厚ウェッジとに基づいて、前記第1圧延スタンドの圧下レベリング修正量を算出する圧下レベリング修正量演算部と、
前記圧下レベリング修正量演算部から出力された前記圧下レベリング修正量に基づいて、前記圧下レベリング装置を操作する圧下レベリング制御部と、
前記圧延材の尾端が前記第2圧延スタンドを通過するより前に、前記第1圧延スタンドの圧延差荷重が所定の値となるように前記圧下レベリング装置を操作するゼロ点調整動作部と、
前記ゼロ点調整動作部が前記圧下レベリング装置の操作に用いた圧下レベリング操作量に基づいて、前記圧下レベリング装置の圧下レベリング誤差を推定する圧下レベリング誤差推定部と、を備え
前記板厚ウェッジ推定部は、前記圧下レベリング誤差推定部で推定された前記圧下レベリング誤差に基づいて前記第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジの推定値を補正する
ことを特徴とする圧延機の蛇行制御装置。 - 前記圧下レベリング修正量演算部は、
前記蛇行量検出装置で検出された蛇行量に基づいて、同蛇行量を低減する第1圧下レベリング修正量を算出する蛇行補償部と、
前記板厚ウェッジ推定部で推定された前記第1圧延スタンドの入側の板厚ウェッジに基づいて、同入側の板厚ウェッジが前記圧延材の回転に作用する影響を補償する第2圧下レベリング修正量を算出する入側板厚ウェッジ補償部と、を有し、
前記圧下レベリング修正量は、少なくとも前記第1圧下レベリング修正量と前記第2圧下レベリング修正量とを含む
ことを特徴とする請求項2に記載の圧延機の蛇行制御装置。 - 前記圧下レベリング修正量演算部は、
前記第1圧延スタンドの圧延差荷重に基づいて、同圧延差荷重による前記第1圧延スタンドの変形が前記第1圧延スタンドの出側の板厚ウェッジへ与える影響を補償する第3圧下レベリング修正量を算出する圧延機変形補償部をさらに有し、
前記圧下レベリング修正量は、前記第3圧下レベリング修正量をさらに含む
ことを特徴とする請求項3に記載の圧延機の蛇行制御装置。 - 前記圧延機は、最終圧延スタンドの出側に配置されて前記圧延材の板厚ウェッジを検出する板厚ウェッジ検出装置を有し、
前記蛇行制御装置は、前記板厚ウェッジ検出装置で検出された板厚ウェッジに基づいて前記圧延材の左右温度差に起因する温度要因差荷重比率を推定する温度要因差荷重比率算出部をさらに備え、
前記圧下レベリング誤差推定部は、前記温度要因差荷重比率算出部で推定された温度要因差荷重比率に基づいて、前記圧延材の左右温度差の前記圧下レベリング量への影響を補償する補正量を算出し、同補正量によって前記圧下レベリング誤差を補正する
ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の圧延機の蛇行制御装置。
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