JPH0211205A - 熱間圧延機の板厚制御方法 - 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〕 この発明は、熱間圧延機の板厚制御方法に係り、特に厚
板ミル等の可逆式圧延機を用いて被圧延材の板厚を制御
する場合に好適な熱間圧延機の板厚制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、可逆式熱間圧延機においては、被圧延材の長平方
向の板厚分布を小さくすることを目的として、所謂自動
板厚制御（以下、ＡＧＣと称す）が導入されることが多
い。このＡＧＣとしては、一般に、ロックオン方式のフ
ィードバンクＡＧＣが用いられているが、そのフィード
バンク量としては、荷重計により検出した圧延荷重Ｆ、
圧下位置検出装置により検出したロール開度Ｓに基づい
て下記（１）式のゲージメータ式を用いて算出した出側
板厚りを用いている。

ｈ＝Ｓ＋Ｆ／Ｍ　　　・・・・・・・・・・・・（１）
ここで、Ｍは圧延機のミル定数である。

このロックオン方式のフィードバンクＡＧＣでは、応答
性に限度があり、最近の高い品質要求を完全に満足する
ことはできていない。

このため、本出願人は、先に特開昭５６−２６６１１号
公報に開示したように、前パス及び当該パスの長手方向
出側板厚分布及び当該パスの長手方向圧延荷重分布から
、当該バスにおける被圧延材の長手方向温度分布を求め
、次いで当該パスの長手方向温度分布と次バスの圧延条
件から、次バスにおける被圧延材の長手方向温度分布を
予測し、更に、該次パスの長手方向温度分布予測、同じ
く次バスの目標板厚及び前記当該バスの長手方向出側板
厚分布から、次バスにおける長手方向圧延荷重分布を予
測し、又、該次パスの長手方向圧延荷重分布から、次バ
スにおける被圧延材の長手方向塑性定数分布を予測し、
これに基づいて次パスの圧下量を制御するようにしたフ
ィードフォワード方式ＡＧＣを提案しており、このフィ
ードフォワード方式ＡＧＣでも、前記（１）弐のゲージ
メータ式により算出した出側Ｆｉ、厚りを制御の際に使
用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のフィードフォワード方式ＡＧ
Ｃにあっては、前記（１１式のゲージメータ式の精度が
出側板厚りの精度に影響し、その結果、１反厚制御卸の
精度にも影響を与えることは明白であり、ゲージメータ
式の精度管理が、板厚精度維持のための重要な因子とな
っている。また、ゲーメータ式に反映されない諸条件に
より、ゲージメータ式による計算出側板厚と実際の出側
板厚とが異なってしまうという未解決の問題点があった
。

また、可逆式圧延機で上記のフィードフォワード方式Ａ
ＧＣを使用する場合、被圧砥料の板肉板厚分布の検出動
作と、実際の圧下制御動作との間には、被圧延材を移送
するための時間が必要であり、その間に生じた板厚分布
の変動に対しては、このフィードフォワード方式ＡＧＣ
では対応することができないと共に、先行パスで検出さ
れた板厚分布に基づく圧下制御信号を、実際の板圧分布
に対応するように出力タイミングを合わせる所謂位相合
せのためには、圧延による被圧延材の長平方向への伸び
を考慮する必要があるため、複雑な処理が必要となると
いう未解決の課題もあった。

そこで、この発明は、上記従来例の未解決の問題点に着
目してなされたものであり、製品の板厚精度を向上させ
ると共に、前述した位相合せの際の複雑な処理を簡略化
することが可能な熱間圧延機の板厚制御方法を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明による熱間圧延機
の板厚制御方法は、被圧延材を圧延する熱間圧延機の圧
下量を調整して板厚を制御する熱間圧延機の板厚制御方
法において、前記可逆圧延機の一方の出側に板厚センサ
を配置し、前記熱間圧延機の圧下量を、前記板厚センサ
の板厚検出値に基づいて、被圧延材が前記熱間圧延機か
ら前記板厚センサに向かうパスにおける定常偏差の大き
いパスでフィードバック制御し、前記板厚センサから前
記熱間圧延機に向かうパスにおける板肉板厚偏差の大き
いパスでフィードフォワード制御して、板肉板厚偏差及
び定常偏差を最小にするようにしたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

この発明においては、熱間圧延機で圧延された被圧延材
の実際の板厚を板厚センサで検出し、被圧延材が板厚セ
ンサ側に圧延されるときで定常偏差が大きいときに、板
厚センサの検出値に基づいて圧下量をフィードバック制
御することにより、板厚のオフセットｉを小さくし、且
つ被圧延材が板）７センサ側から圧延されるときで板肉
板厚偏差が大きいときに、板厚センサの検出値に基づい
て圧下間をフィードフォワード制御することにより、板
肉長手方向の板厚偏差を小さくして被圧延材の板厚精度
を向上させる。

さらに、両制御とも、板厚センサの板厚検出値に基づい
て制御するので、ゲージメータ式に反映されない諸条件
により板厚精度が悪化することがない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明を可逆式熱間圧延機に適用した場合の
制御系を示す系統図である。

図中、■は可逆式の熱間圧延機であって、被圧延材２を
挟んで対向するワークロール３ａ、３ｂと、これらに転
接する一対のパノクア・ノブロール４ａ、４ｂとを備え
ており、ワークロール３ａの圧下量が油圧圧下装置５に
よって制御され、被圧延材２を複数回往復動させること
によって順次圧延を行う。

熱間圧延機１の左側のミルハウジング内には、ミルセン
タラインから所定距離ｌたけ離れた位置に被圧延材２に
対向して例えばＴｖＡ厚さ計でなる板厚センサ６が配置
されており、この板厚センサ６から被圧延材２の板厚検
出値が出力され、これがディジタルコントローラ７に所
定時間毎又は被圧延材が所定距離移動する毎にサンプリ
ングされる。なお、板厚検出値のサンプリング数は、被
圧延材の移送速度にもよるが、１バスについて最大６０
程度である。

このディジタルコントローラ７には、熱間圧延ラインの
全体を統括する上位計算機８からの各種制？′ｌｌｌパ
ラメータが人力されており、この制御パラメータと、板
厚検出値とに基づいてフィートノ＼・ツク制御■及びフ
ィードフォワード制御量を選択的に算出し、算出した制
御量をアナログＡＧＣ制御盤９に出力する。ここで、フ
ィードハック制御量は、被圧延材２が熱間圧延ａ１から
板厚センサ６に向かうバスで行い、フィードフォワード
制御は被圧延材２が板厚センサ６側から熱間圧延機１に
向かうバスで行う。そして、被圧延材２の板肉板厚変動
の除去が比較的容易な厚み出しの前半バスではフィード
フォワード制御を行い、厚み出しの最終１．２バスでは
製品の目標板厚を出すためフィードハック制御を行うこ
とを基本とする。

アナログＡＧＣ制御盤９は、ディジタルコントローラ７
から入力される制御量に基づいて油圧圧下装置５を制御
し、ロール開度を変化させて被圧延材の板厚の制御を゛
行う。

ディジタルコントローラ７によるフィートバンク制御は
、第２図のブロック線図に示す如く、上位計算機８から
入力される目標板厚ｈ３．．と板厚センサ６で検出した
板厚検出値ｈ′とがディジタルコントローラ７に入力さ
れる。ここで、板厚検出値ｈ′には、ミルセンタライン
及び板厚センサ６間の距離βを被圧延材が移動するため
に要する時間ｔに基づく伝達関数ｅ　−Ｓ　Ｌのむだ時
間要素１０と板厚センサ６の応答時間ｔ、に基づく伝達
関数ｅ−５Ｌｓのむだ時間要素１１との遅延時間が含ま
れている。

ディジタルコントローラ７は、目標板厚ｈ　ａｉｆｆｉ
と板厚検出値ｈ′との偏差Δｈを算出し、この偏差Δｈ
に基づいて下記圓式で表されるの比例・積分補償を行っ
てロール開度移動量ΔＳを算出し、これをアナログＡＧ
Ｃ盤９を介して油圧圧下装置５に出力する。

ここで、Ｇ、は各圧延バス毎に上位計算機８により算出
されるゲイン、Ｔはディジタルコントローラ７内の積分
要素の時定数、Ｓはラプラス演算子であって、時定数Ｔ
は、第１図に示すミルセンタラインと板厚センサ６との
間の距離ｐを被圧延材が移動するに要する時間ｔ　（−
ｆｆ／ｖ、ｖは被圧延材２の移送速度）と板厚センサ６
の応答時間ｔｓの関数である。

Ｔ＝ｆ　（ｔ、ｔｓ　）　　・・・・・・・・・・・・
００油圧圧下装置５は、ロール開度移動量ΔＳによりロ
ール開度Ｓを変化させ、その結果制御対象としての被圧
延材２の出側板厚が制御される。このフィードバンク制
御を行うことにより、第４図（ａｌに示すように、第４
図（ｂ）に示す従来のゲージメータ式を使用したＡＧＣ
に比較して板厚のオフモノ１−遺が小さくなり、目標板
１７に近づけることができる。

また、フィードフォワード制御は、第３図のブロック線
図で示す如く、板厚センサ６の板厚検出値Ｈと、上位計
算機８により設定される入側基準板厚Ｈ３８，との偏差
ΔＨが油圧圧下装置５を含む圧延機系１２に外乱として
加わり、この外乱ΔＨは、圧延機系１２にミルセンタラ
イン及び板厚センサ６間の距Ｍ１を被圧延材が移動する
に要する時間りに基づく伝達関数ｅ　−Ｓ　Ｌのむだ時
間要素１０を介して伝達され、一方ディジタルコントロ
ーラフには、板厚センサ６の応答時間り、に基づく伝達
関数ｅ−３Ｌｓのむだ時間要素１１を介して伝達される
。

ディジタルコントローラ７は、下記Ｃｌ５Ｉ式に従って
油圧圧下装置５へのロール開度移動量ΔＳを算出する。

ΔＳ　＝　Ｇ　ｚΔＨ・・・・・・・・・・・・０５）
ここで、Ｇ２は制御ゲインであり、上位計算機８で以下
に述べるようにして算出される。

すなわち、ロール開度移動量ΔＳ及び入側板厚外乱Δ■
１から出側板厚偏差Δｈまでの伝達関数をそれぞれＧ、
及びＧＨとしたとき、 Δｈ＝Ｑ、　　・ΔＳ＋ＧＨ・ΔＨ・・・・・・Ｏｅな
る関係が成立し、このＧ６）弐で出側板厚偏差Δｈ−〇
とおいた場合のロール開度移動量ΔＳと外乱ΔＨとの関
係は、 Δ５＝（Ｇｏ／Ｇｓ）ΔＨ・・・・・・０ηとなり、こ
の（１７１式の右辺の係数部（−ｃＨ／ｃｓ　）が制御
ゲインＧ２となる。

板厚センサ６で検出された外乱ΔＨが実際に制御対象と
なる圧延機系１２に影響を及ぼすのは、むだ時間要素１
０の遅延時間ｔだけ遅れるので、前記０９式により算出
されたロール開度移動量ΔＳは、シフトメモリ１３によ
って下記０８）式によって算出される時間り、たけ遅ら
せて、アナログＡＧＣ盤９を介して油圧圧下装置５に出
力する。

この遅延時間ｔ１は、板厚センサ６とミルセンタライン
との距離ｌ、被圧延材２の移送速度■及び板厚センサ６
の応答時間ｔ、により、１ｍ　””　Ｉ！　／　Ｖ　　
Ｌ　５　　・・・・・・・・・・・・０８）で与える。

このフィードフォワード制御を行うことにより、第５図
（ａｌに示すように、第５図（ｂ）に示す従来のゲージ
メータ式を使用したＡＧＣに比較してスキンドマークに
よる機内板厚偏差を減少させることができる。

また、フィードフォワード制御ＦＦとフィードバック制
４ｉＦＢとの組み合わせ例を下記第１表及び第２表に示
す。ここで、第１表は、被圧延材２を５パスする場合の
制御例を、第２表は被圧砥料２を６パスする場合の制御
例をそれぞれ示す。なお、第１表及び第２表で空欄は、
従来のゲージメータ式を使用したＡＧＣ制御（例えば特
開昭５６２６６１１号公報参照）を行う。

第　　１　　表 第　　２　　表 以上のように、上記実施例によると、板厚センサ６の板
Ｉｇ、検出値に基づいて、少なくとも被圧延材の機内板
厚偏差が大きいパスでは、被圧延材２が板厚センサ６か
ら熱間圧延機１に向かうときに、フィードフォワード制
御を行うことにより、機内板厚偏差を減少させることが
でき、少なくとも被圧延材の実測板厚と目標板厚との間
に定常偏差（オフセット）があるパスでは、被圧延材２
が熱間圧延機１から板厚センサ６に向かうときにフィー
ドバンク制御を行うことにより、板厚のオフセント量を
小さくすることができ、製品の板厚精度を向上させるこ
とができる。また、フィードフォワード制御の際に単に
シフトメモリ１３によって遅延時間ｔ７を与えるだけで
位相合せを行うことができ、この位相合せ処理を簡略化
することができる。しかも、板厚センサで直接測定した
板厚検出値に基づいてフィードバック制御及びフィード
フォワード制御を行うようにしているので、ゲージメー
タ式に反映されない諸条件により板厚精度が悪化するこ
とを確実に防止することができる。

したがって、上記のように可逆式熱間圧延機１の場合に
は、フィードバック制御及びフィードフォワード制御の
双方を行うことができるので、下記第３表に示すように
、従来のゲージメータ式を使用したＡＧＣに比較して製
品の板厚精度をより向上させることができる。

第　　３　表 なお、上記実施例においては、この発明を可逆式熱間圧
延機１に適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、被圧延材を一方向のみに圧延する
通常の熱間圧延機にも適用することができ、この場合に
は、板厚センサを熱間圧延機の入側に配置したときには
、フィードフォワード制御を、板厚センサを熱間圧延機
の出側に配置したときには、フィードバック制御を行う
ようにする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、被圧延材が熱
間圧延機から板厚センサに向かう圧延時で定常偏差が大
きいときに、板厚センサで検出した板厚検出値に基づい
てフィードバック制御を行って熱間圧延機の圧下量を制
御するので、板厚のオフセット量が小さくなり、また、
被圧延材が板厚センサから熱間圧延機に向かう圧延時で
機内板厚偏差が大きいときに、板厚センサで検出した板
厚検出値に基づいてフィードフォワード制御を行って熱
間圧延機の圧下量を制御するので、板肉長手方向の板厚
偏差が減少し、被圧延材の板厚精度を向上させることが
できると共に、直接測定された板厚検出値をフィードバ
ック制御及びフィードフォワード制御に反映させている
ので、ゲージメータ式に反映されない諸条件により板厚
精度が悪化することを確実に防止することができる等の
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す系統図、第２図はこ
の発明に適用し得るフィードバック制御のブロック線図
、第３図はこの発明に適用し得るフィードフォワード制
御のブロック線図、第４図（ａ）及び（ｂｌはそれぞれ
本発明方法によるフィードバック制御及び従来方法によ
るＡＧＣ制御の板厚偏差を示す特性線図、第５図（ａｌ
及びｆｂｌはそれぞれ本発明方法によるフィードフォワ
ード制御及び従来方法によるＡＧＣ制御の板厚偏差を示
す特性線図である。 図中、ｌは熱間圧延機、２は被圧延材、５は油圧圧下装
置、６は板厚センサ、７はディジタルコントローラ、８
は上位計算機、９はアナログＡＧＣ制御盤である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被圧延材を圧延する熱間圧延機の圧下量を調整し
   て板厚を制御する熱間圧延機の板厚制御方法において、
   前記可逆圧延機の近傍に板厚センサを配置し、前記熱間
   圧延機の圧下量を、前記板厚センサの板厚検出値に基づ
   いて、被圧延材が前記熱間圧延機から前記板厚センサに
   向かうパスにおける定常偏差の大きいパスでフィードバ
   ック制御し、前記板厚センサから前記熱間圧延機に向か
   うパスにおける機内板厚偏差の大きいパスでフィードフ
   ォワード制御して、機内板厚偏差及び定常偏差を最小に
   するようにしたことを特徴とする熱間圧延機の板厚制御
   方法。