JPH01249208A - 圧延ロールの駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタンデムミル等にて圧延ロールとストリップと
の間のストリップを熱間又は冷間圧延する際に生じるス
リップ現象を防止するための圧延ロールの駆動制御方法
に関する。

Ｃ従来技術〕 例えば冷間タンデムミル等にてストリップを高圧下率で
冷間圧延する際に、ワークロール表面とストリップとの
間でスリップ現象と称される異常圧延現象が発生する場
合がある。このスリップ現象はワークロール周速度とス
トリップ移動速度に極端な差が生じた場合に発生すると
考えられている。その原因の一つとして次のようなこと
が挙げられる。

通常の冷間圧延機では上下ワークロールの駆動モータの
制御には、生産性を高める観点から上下駆動モータの負
荷電流を同じにするロードバランス制御が採用されてい
る。しかし、実際の冷間圧延では上下の潤滑状態の不均
一や、ストリップパスラインの上下非対称性等により周
駆動モータの負荷電流は同じ値にはならないことが多い
。このような状態で前述ゐロードバランス制御により両
駆動モータの負荷をバランスさせようとすると、結果的
には再駆動モータに速度差を生じさせることになる。

上下ワークロールとストリップとの速度差がある値以上
になると、ワークロールとストリップとの間の相対すべ
りによる摩擦仕事が増大し、油膜の温度上昇、およびワ
ークロール、ストリップ表面の温度も上昇し、油膜の粘
度低下による油膜切れが生じ、ワークロールとストリッ
プとの間のメタルコンタクトの発生率が高くなり、ワー
クロール表面にスリップ疵が発生する。

スリップ現象が発生すると、ワークロール表面のスリッ
プ疵がストリップに転写されて圧延製品品質の低下を招
くのみならず、ワークロールの交換による生産性の低下
といった問題が生じてしまう。

第６図は従来の圧延ロール駆動制御系を示すブロック線
図であり、Ｍｕは上ワークロール駆動用のモータ、Ｍｄ
は下ワークロール駆動用のモータを示している。

速度指令値Ｖ　ｒａｔを夫々加減算器１ｕ＋減算器１ｄ
、速度制御装置２ｕ、２ｄ　、負荷電流の検出器５ｕ、
５ｄ、サイリスタ４ｕ、４ｄを経てモータＭｕ、Ｍｄに
出力し、該モータＭｕ、Ｍｄを駆動するが、この過程で
各モータＭｕ、Ｍｄに付設されている速度検出器ＰＧｕ
、ＰＧｄを通じてモータＭｕ、Ｍｄの速度を検出し、こ
れをフィードバック信号ＶＦｌｕ　＋　　ｖＦ８ｄとし
て前記速度指令値Ｖ　ｒａｔから減算し、その速度差に
相当する信号を速度制御装置２ｕ、２ｄに入力し、該速
度制御装Ｗ２ｕ、２ｄからの修正信号をモータＭｕ、Ｍ
ｄに出力し、モータＭｕ、Ｍｄの速度を修正し、速度指
令値Ｖ　ｒａｔに一致する速度で駆動制御する。

そして更にストリップの圧延中、上、下ワークロールの
モータＭｕ、Ｍｄの負荷電流を検出し、減算器８にてそ
の差を求めてこれに相当する信号をロードバランス制御
装置７に入力し、両ワークロールの負荷が一致するよう
補正信号を加減算器１ｕへ出力し、モータＭｕの速度を
修正制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで上述した如き従来の方法にあっては例えば上ワ
ークロールとストリップ間に一旦スリップが発生すると
、上ワークロール用モータＭｕの負荷が減少する結果、
ロードバランス制御装置７から上ワークロールのモータ
Ｍｕに対して負荷が均衡するよう、換言すればその速度
が上昇するよう制御信号が出力されることとなり、スリ
ップ現象が一層助長されるという問題があった。

また上、下ワークロールを速度制御したとき、負荷がア
ンバランスとなり、モータパワーを有効に使用出来ず、
パス回数の増加、或いは片側のロール過電流が発生する
という問題もあった。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところはスリップ現象の発生を防止すると共
に、発生してもこれを助長することなく、効果的に抑制
し得るようにした圧延ロールの駆動制御方法を提供する
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る圧延ロールの駆動制御方法は、圧延中各圧
延ロールの周速度及び出側の被圧延材速度を検出し、両
圧延ロールの周速度の差、又はいずれかの周速度と被圧
延材速度との差が予め定めた値に達すると前記ロードバ
ランス制御に代え“Ｃ上、下圧延ロール周速度を一致さ
せるべく少なくとも一方の圧延ロール周速度を調節する
速度バランス制御を行う。

〔作用〕

本発明にあってはこれによって上、下ワークロールの周
速度の差、又は周速度とスタンド出側の被圧延材速度と
の差に基づきスリップ発生を検出又は予測し、ロードバ
ランス制御から速度バランス制御に切換え、上、下側ワ
ークロールの周速度を直接的に一致せしめる制御が行わ
れる。

〔実施例〕 以下本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に説
明する。

第１図は本発明に係る圧延機の制御系を示すブロック線
図であり、図中１ｕは加減算器、１ｄは減算器、２ｕは
上ワークロール用モータＭｕの速度制御装置、２ｄは下
ワークロール用モータＭｄの速度制御装置、３ｕ、３ｄ
は減算器、４ｕは上ワークロール用モータＭｕの電流制
御装置、４ｄは下ワークロール用モータＭｄの電流制御
装置を示している。

上、下ワークロールのモータＭｕ＋Ｍｄに対する速度１
旨令値Ｖ　１．ｌｌｆは夫々加減算器１ｕ＋城算器１ｄ
、速度制御装置２ｕ、２ｄ　％減算器３ｕ、３ｄ　、電
流制御装置４ｕ＋　４ｄ、サイリスタ５ｕ、５ｄを経て
上ワークロール用モータＭｕ、下ワークロール用モータ
Ｍｄに入力され、これを回転駆動せしめるが、この過程
でモータＭｕ、Ｍｄ付設の速度検出器ＰＧｕ、ＰＧｄに
てモータＭｕ。

間の速度を検出し、また電流検出器１ｕ、　Ｉｄにてモ
ータＭｕ、Ｍｄの負荷電流を検出し、検出速度はフィー
ドバック信号ＶＦＢｕ　ｌ　　”Ｆａｄ　として加減算
器ｌｕ、減算器１ｄへ、また負荷電流はフィードパンク
信号Ｉ□。、ＩＦ□として減算器３ｕ、３ｄに夫々人力
する。

加減算器１ｕからは速度指令値■ｒ、ｆ、フィードバッ
ク信号ＶＦｌｌｕ及び後述するスリップ防止装置９から
の補正信号を加減算して求めた速度差を速度制御装置２
υへ、また減算器１ｄからは速度指令値■ｒＱｆ、フィ
ードバック信号ＶＦｌｕを減算して求めた速度差を速度
制御装置２ｕへ出力し、該速度制御装置２ｕ、２ｄから
これに相応する速度修正信号を減算器３ｕ、３ｄに出力
し、減算器３ｕ、３ｄにてこの速度修正信号からフィー
ドバック信号ＩＦｆｉｕ、　　ＩＦＩｌｄを減算し、そ
の差をサイリスタ５ｕ、５ｄを通じてモータＭｕ、Ｍｄ
に入力し、各モータＭｕ、Ｍｄを速度指令値■、。、と
等しい速度で駆動するよう修正制御せしめる。

またモータＭｕ、Ｍｄの速度検出器ＰＧｕ、ＰＧｄから
の速度検出値及び電流検出器１ｕ、　Ｉｄの負荷検出値
は夫々スリップ防止装置９へ取り込まれる。

スリップ防止装置９は第２，３図に示す如きスリップ検
出回路１０及びスリップ防止回路２０を備えている。

第２図はスリップ検出回路１０のブロック線図であり、
速度検出器ＰＧｕにて検出された上ワークロール用モー
タＭｕの速度■１は減算器１１．１２に、また速度検出
器ＰＧｄで検出されたモータＭｄの速度Ｖｄは減算器１
１．１３へ、更に圧延スタンドの出側ストリップ速度■
、は減算器１２．１３へ夫々入力されて減算が行われる
。

減算器１１からは上、下ワークロールのモータＭｕ。

Ｍｄの速度差ΔＶｕｄが周速度演算器１４へ出力される
。

周速度演算器１４は上、下ワークロールの周速度差Ｘ１
を算出し、比較器１５へ出力する。比較器１５はその周
速度差ｘ、の絶対値が予め設定人力されている値に１よ
りも大きいか否かを比較し、１ｘｌｌ＞Ｋ、のときは、
−トワークロールとストリップ７との間にすべりの発生
、又はすべりの発生が予測されるとしてＯＲ回路１Ｂへ
信号を出力し、ＯＲ回路１８から上ワークロールにスリ
ップ発生、又は発生が予測される旨の信号を出力せしめ
る。

また減算器Ｉ２からは上ワークロール用モータＭｕの速
度、又はこれに相当する上ワークロール周速度とスタン
ド出側におけるストリップ速度ｖｓとの差Ｘ２が比較器
１６へ出力され、Ｘ２〈０のとき、換言すればワークロ
ール周速度が出側ストリップ速度よりも大きくなってい
るときはＯＲ回路１８へ信号を出力し、ＯＲ回路１８か
ら上ワークロールにスリップ発生、又は発生が予測され
る旨の信号を出力せしめる。

更に減算器１３からは下ワークロール用モータ旧の速度
ｖ４又はこれに相当するワークロール周速度とスタンド
出側のストリップ速度■、との差Ｘ。

が比較器１７へ出力され、ｘ、＜０の場合、換言すれば
ワークロール周速度が出側ストリップ速度よりも大きく
なっているときは下ワークロールにスリップ発生、又は
発生が予測される旨の信号を出力せしめる。

これら比較器１５，１６．１７から発せられたスリップ
発生、又はスリップ発生を予測した信号はＯＲ回路１８
に人力され、ＯＲ回路１８から図示しないリレー回路に
出力され、該リレー回路の励磁又は、ソフト上の内部リ
レーオンによって第３図に示すスリップ防止回路２０に
おける常開接点ａを閉路し、また常閉接点すを開路すべ
く制御するようになっている。

第３図は本発明方法に係るスリップ防止回路２０のブロ
ック線図であり、ロードバランス制御系２１及び速度バ
ランス制御系３１を備えている。ロードバランス制御系
２１は電流検出２Ｓ５ｕ、５ｄで検出された上１下ワー
クロール用モータＭｕ、Ｍｄの負荷電流の検出値Ｉ工、
■、を減算器２２に入力し、その差ΔＩを負荷演算器２
３へ出力し、負荷演算器２３は電流差ΔＩに相当する負
荷の差を求めてこれを解消するに必要な信号をＰＩ　（
比例・積分）制御器２４へ出力し、ＰＩ制御器２４で負
荷の差を解消するに必要な制御信号を常閉接点ｂ、ホー
ルド回路２５を通じて加算器２６へ出力する。

スリップ発生又はスリップ発生が予測される迄は、常閉
接点すは閉路され、常開接点ａは開路されているから、
速度バランス制御系３１の出力はなく、ロードバランス
制御ｎ系２１の出力はそのまま加減算器１１ｕへ出力さ
れ速度指令値Ｖ　ｒａｒと加算されて速度制御装置２ｕ
へ出力される。

そしてスリップ発生又はスリップ発生が予測される信号
がＯＲ回路１８から発せられると常閉接点すは開路され
、ロードバランス制御系２１の制御を停止せしめると共
に、ホールド回路はそのときのＰＩ制御器２４の出力を
そのまま保持し、その後はホールド回路２５からホール
ドされた信号が加算器２６へ出力され続けることとなる
。

一方速度バランス制御系３１は、速度検出器ＰＧｕ。

ＰＧｄで検出した上、下ワークロールの各モータＭｕ。

１１ｄの速度Ｖ、、Ｖ、（又は上、下ワークロールの周
速度）を減算器３２へ人力し、その差ΔＶｕｄを周速度
差演算器３３へ入力して周速度差に相応する信号をＰＩ
制御器３４へ出力し、ＰＩ制御器３４から周速度差を解
消するに必要な制御信号を常開接点ａが閉路されると加
算器２６へ出力する。

加算器２６はｒ’Ｉ制御器３４の出力とホールド回路２
５のボールド値とを加算して加減算器１４１へ入力し、
これを前述した如く速度指令値■１□及び速度検出器Ｐ
Ｇｕの出力とを加減算して速度制御装置２ｕへ出力し、
第１図に示す如き制御が行われる。

第４図（イ）、（ロ）、（ハ）は前記した制御内容の一
例を示す説明図である。第４図（イ）に示す如く上、下
ワークロールの周速度差（又はモータＭｕ、Ｍｄの速度
差）が増大してゆくと、これに伴って第４図（ロ）に示
す如くロードバランス制御系２１の出力も増大してゆく
が、第４図（ハ）に示す如く速度バランス制御系３１か
らの出力はない。

そして上、下ワークロールの周速度差がスリップの発生
が予測される値、例えば３％（ワークロール周速度差／
速度指令値に相応するワークロール周速度）に達すると
（１＋）ロードバランス制御系２１の出力はそのときの
値でホールドされ、ロードバランス制御を停止し、代わ
って速度バランス制御系３１からの出力が生じて速度バ
ランス制御が施されることとなる。これによって上、下
ワークロールの周速度差は減少せしめられ、周速度差が
零になると（ｔ２）、その後は速度バランス制御系３１
の出力もそのときの出力を維持する。

その後再び上、下ワークロールの周速度差が大きくなっ
たとき（図中０点）はその差が３％に達する迄はロード
バランス制御系２１から周速度差に相応した信号が出力
され、周速度差が３％に達すると（ｔ３）ロードバラン
ス制御系２１の信号はそのときの出力にホールドされ、
これに代わって速度バランス制御系３１から制御信号が
出力され、前述した場合と同様の制御が行われる。

その後も上、下ワークロールの周速度差が変動するに従
ってその差が３％に達する迄の間はロードバランス制御
系２１からの制御信号が出力されるが、このロードバラ
ンス制御系２１の制御信号出力には上限値が設定されて
おり、それ以降はロードバランス制御系２１の制御は停
止され、速度バランス制御系３１のみによる制御が行わ
れることとなる。

〔数値例〕 次に本発明方法について具体的数値を掲げて説明する。

５スタンドのタンデム圧延機（上、下ワークロール直径
：　４２０ｍｍ）を用いて板厚：２．５ｍ＋ｎ、板幅：
　１０５０ｍｍのストリップをＱ、５　ｍｍを目標板厚
として圧延速度：　１２００ｍ／分でロードバランス制
御のもとて圧延中、第５図（イ）、（ロ）に示す如く上
、下ワークロールの周速度差が変動し、周速度差が３％
に達し、スリップ現象の発生が予測される状態となった
ため、第５図（ロ）に示す如くロードバランス制御系出
力をそのどきの出力２０２に５０ツクしたまま、速度バ
ランス制御系を作動し、上ワークロール周速度を調節し
て周速度を一致させるべく制御を行った。

この結果上、下ワークロールの周速度は数秒後に一致し
、スリップ疵発生は防止し得た。

なお上記の実施例では上、下ワークロールの負荷及び周
速度は夫々の駆動用モータＭｕ、Ｍｄの負荷電流、回転
数から求める構成につき説明したが、直接上、下ワーク
ロールの負荷及び周速度を検出することとしてもよいこ
とは勿論である。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては上、下ロール速度差又
は上、下ロールと出側ストリップ速度との差が一定以上
となったとき、ロードバランス出力を保持したままロー
ドバランス制御を速度バランス制御に切り換えて開始す
ることとしているから、スリップ現象の発生を未然に防
止出来、またスリップ現象が発生してもこれを助長する
等の不都合が解消されてスリップ疵等の発生を効果的に
抑制し得るなど本発明は優れた効果を奏するものである
。

【図面の簡単な説明】

第・１図は本発明方法を実施するための制御系を示すブ
ロック線図、第２，３図はスリップ防、止装置の内容を
示すブロック線図、第４図（イ）、（ロ）。 （ハ）は本発明方法による制御内容を示す説明図、第５
図（イ）、（ロ）は数値例での制御内容を示す説明図、
第６図は従来方法の制御系を示ずブｌ′２ツク線図であ
る。 Ｍｕ、Ｍｄ・・・モータ　ＰＧｕ、　ＰＧｄ・・・速度
検出器ｌｕ、　ｌｄ・・・速度制御装置　２ｕ、２ｄ・
・・電流制御装置５ｕ、５ｄ・・・サイリスタ　９・・
・スリップ防止装置１１．１２．１３・・・減算器　１
４・・・周速度演算器１５．１６．１７・・・比較器　
１８・・・ＯＲ回路２１・・・ロードバランス制御系 ２４・・・ＰＩ制御器　２５・・・ホールド回路２６・
・・加算器３１・・・速度バランス制御系　３３・・・
周速度演算器３４・・・ＰＩ制御器 １特　許　出願人　　住友金属工業株式会社代理人　弁
理士　　河　　野　　登　　夫１区 第　　５　　図 第　　５　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被圧延材の圧延中、上、下圧延ロールの負荷を検出
   し、両検出負荷に差が生じたときこれを解消するよう前
   記一方の圧延ロール周速度を調節するロードバランス制
   御を含む圧延ロールの駆動制御方法において、 圧延中各圧延ロールの周速度及び出側の被圧延材速度を
   検出し、両圧延ロールの周速度の差、又はいずれかの周
   速度と被圧延材速度との差が予め定めた値に達すると前
   記ロードバランス制御に代えて上、下圧延ロール周速度
   を一致させるべく少なくとも一方の圧延ロール周速度を
   調節する速度バランス制御を行うことを特徴とする圧延
   ロールの駆動制御方法。