JPH0218168B2 - - Google Patents

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JPH0218168B2
JPH0218168B2 JP57023905A JP2390582A JPH0218168B2 JP H0218168 B2 JPH0218168 B2 JP H0218168B2 JP 57023905 A JP57023905 A JP 57023905A JP 2390582 A JP2390582 A JP 2390582A JP H0218168 B2 JPH0218168 B2 JP H0218168B2
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JP
Japan
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rolling
speed
rolling mill
agc
rolls
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Mitsubishi Electric Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/18Automatic gauge control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B38/00Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • B21B38/04Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product for measuring thickness, width, diameter or other transverse dimensions of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B2261/00Product parameters
    • B21B2261/02Transverse dimensions
    • B21B2261/04Thickness, gauge

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は上下ロール個別駆動方式の圧延機に
於て、上下圧延ロールの速度差を調整することに
より板厚を制御する異周速圧延による自動板厚制
御装置に関するものである。
一般に厚板ミル、ホツトストリツプミル等の圧
延機に於ては材料の塑性変形特性の変化及び圧延
機の弾性変形、例えば伸びのために、圧延機ロー
ル開度の設定値は一定であつても材料の圧延機出
側板厚が変動することは広く知られている。第1
図は材料の塑性変形特性と圧延機の弾性変形特性
を示すグラフであり、P1,P2は材料塑性曲線、
M1,M2は圧延機弾性変形曲線である。
圧延材料の塑性変形特性は入側板厚H、出側板
厚h、平均変形抵抗k、材料板巾W等に依存し、
圧延荷重Fと、それらの変数との関数関係で表わ
される。((1)式) F=f(H、h、k、W) ……(1) 第1図の塑性曲線は(1)式を描いたものであるが
いま圧延時点1での入側板厚をH1とし塑性曲線
及び圧延機弾性曲線をP1,M1、ロール開度設定
値をS1とすると、圧延荷重はF1となり又出側板
厚はh1となる。(動作点) 圧延が進んだ時点2に於て(1)式の変数のうち入
側板厚がH2(t1<t2)、(H1<H2)に変化し、他の
パラメータが一定とすれば塑性曲線はほぼP2
変化しその結果圧延荷重はF2(F1<F2)に増大し
圧延機の伸びに従い出側板厚はh2となる。(動作
点) この様に材料の塑性特性変化を放置すると一定
厚みの製品が得られないため、何らかの手段で出
側板厚を一定とする機能が必要であるが従来の板
厚一定制御(AGC:Automatic Gagc Control)
として一般的に用いられるものにBISRA AGC
があつた。BISRA AGCは圧延荷重の変化によ
る圧延機の伸びを打消す様ロール開度を修正する
方法であり、以下に説明する原理に基いている。
即ち圧延機の弾性特性を直線で近似し、その傾
き(以下ミル定数という)をM(Ton/mm)とす
れば、圧延機出側板厚hは第1図より下記とな
る。
h=S+F/M (2) 但し h:圧延機出側の材料板厚(mm) S:ロール開度設定値(mm) F:圧延荷重(Ton) M:ミル定数(Ton/mm) (2)式より出側板厚の変動は △h=△S+△F/M (3) 従つてロール開度設定値を次の(4)式により修正
すれば出側板厚変化は零に出来る。
△S=−△F/M (4) 第2図はこの従来のBISRA AGCのブロツク
図であり図において、1は圧延機のワークロー
ル、2はバツクアツプロール、3は圧下スクリユ
ー、4は圧延機ハウジング、5はロール開度を調
整するため圧下電動機及びその連度制御装置、6
はロール開度自動位置決め装置(APC)、7はロ
ール開度検出器、8はロードセル(圧延荷重検出
器)、9は記憶装置、10は圧延機の伸び量の演
算ブロツク、11はチユーニング率、Sは被圧延
材料である。
次に動作について説明する。材料Sが圧延機4
に噛込まれるとその時点での圧延荷重が記憶器9
にメモリーFoされBISRA AGCが開始される。
即ち圧延の進行に伴う圧延荷重Fの変化は記憶値
Foとの差として検出され10の伸び演算ブロツ
クにより(4)式の演算が行われAPC装置6に指令
値として与えられる。
この結果圧延機ロール開度は第1図に示す動作
点の位置に修正される。第2図のブロツクにあ
る、チユーニング率の11は圧延機の伸びをどの
程度修正するかを決定する定数であり0≦α≦1
の範囲でセツトされる。α=1であれば伸び量を
100%補正することであり、α=0であればAGC
を動作させないことになる。
従来のBISRA AGCは上記の様に構成されて
いる為まず第1にAGCの動作により圧延荷重の
変化を助長する欠点があつた。第1図でみると
AGCが動作しない場合の圧延荷重変化が△F2
F2−F1であるのに対しAGCを動作させると荷重
変化は△F3=F3−F1となり|△F2|<|△F3
である。
しかるに圧延荷重が変化すると圧延ロールのた
わみが変化するため、製品の平坦度が変動し、板
巾方向の製品品質が悪化してしまう。このため従
来の装置ではホツトストリツプミルに於ては薄
物、広巾材では最終スタンドのBISRA AGCは
適用出来ない場合が多く又厚板ミルに於ては
AGCを使用した最終パスの後に形状修正パスと
呼ばれる軽圧下の特殊パスを追加することを余儀
なくされる場合があつた。
BISRA AGC・チユーニング率α=1とした
時の圧延荷重変化(△F3)とAGCを動作させな
い場合の圧延荷重変化(△F2)の比率は第1図
より求められ下記となる。
△F3/△F2=M+Q/M (5) 但し M:Mill定数(Ton/mm) Q:塑性定数(Ton/mm) (塑性曲線の動作点近傍での傾き) 通常のホツトストリツプミル最終スタンドを例
にとれば板巾1500mm、製品厚1.6mmの材料でQ=
3000Ton/mm、M=600Ton/mm程度であるから
(5)式の比率は△F3/△F2=6倍にも及ぶ。又当
該スケジユールでの実測データではα=1として
AGCを動作させた時の圧延荷重変化はスキツド
マーク部分で約300Ton程度であり、当該部分で
耳波を生じた。
又、第2の欠点としてBISRA AGCでは第2
図の様にミル伸び量の演算のためにミル(弾性)
定数Mをモデルとして持つ必要があるがミル定数
Mは板巾、ロール径、圧延反力等の複雑な関数と
なるため、その推定精度には限界があり従つて
AGC精度向上にも限界があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためなされたもので、圧延時の上下ワーク
ロールに速度差を与えることによつて圧延荷重を
操作し圧延する精度の高い圧延制御が行なえる自
動圧延制御装置を提供することを目的としてい
る。
先ず圧延時に上下ワークロール速度差を与える
ことにより圧延荷重が操作出来ることについて第
3図を用いて説明する。
第3図は異周速率と圧延荷重及び先進率の関係
を示すグラフであり、異周速率を変化させること
により圧延力を操作出来ることが示されている。
ここに異周速率Xは高速側ロール速度VHと低
速側ロール速度VLとにより下記で定義される。
X=VH−VL/VH ……(6) 異周速率Xが変化すると、材料の塑性特性が変
化する訳であるから(1)式の関数関係には新変数X
が導入され次の(7)式となる。
F=F(H、h、k、W、X) ……(7) (7)式を動作点近傍で一次展開すれば △F=∂F/∂H・△H+∂F/∂h・△
h+∂F/∂k・△k+∂F/∂W・△W+∂F/∂X・△X
……(8) (2)式よりロール開度Sを固定すれば △h=△F/M ……(9) 従つて板厚偏差△hを零にするには(9)式より△
F=0とすれば良くそのためには(8)式より △X=−1/∂F/∂X(∂F/∂H・
△H+∂F/∂h・△h+∂F/∂k・△k+∂F/∂W・△
W)……(10) (10)式右辺のカツコ内は外記による圧延力変化で
あるからこれを△FDとすると △X=−1/∂F/∂X・△FD ……(11) 即ち(11)式により異周速率を制御すれば板厚偏差
を零に出来る。
以下、第4図に示すこの発明の一実施例を説明
する。第4図において、41は上下のワークロー
ル、42は上下のバツクアツプロール、43は上
下のロールを駆動する電動機、44はその速度制
御装置、45はロードセル、46は記憶器、47
はゲイン調整ブロツク、48は上下ロールへの異
周速分配器、49,50は検出器、51はタイミ
ング演算器、52は上下ロール速度検出器、53
は異周速率演算器、54は圧延機ハウジング、5
5は上下圧延ロールの初期速度設定器、Sは被圧
延材料である。
次に動作について説明する。材料Sが圧延機5
4に接近すると上・下ロール速度は所定の初期異
周速率Xoを与える様な速度VpH、VpLに設定され
る。
Xo=VpH−VpL/VpH ……(12) 材料S先端が圧延機出側に設けられた検出器4
9に到達すると、その時の圧延荷重Foが記憶器
46に記憶される。材料に入側板厚変動等の外乱
があると、荷重変化△F=F−Foが検出されゲ
イン調整ブロツク47に与えられる。ゲイン調整
ブロツク47は圧延スケジユールと異周速率によ
り定まる(∂F/∂X)-1の値を異周速率Xの関数とし て記憶したものであり、予め圧延スケジユール
(入・出側板厚、鋼種等)により、最適値を求め
層別化しし記憶しておく。ゲイン調整ブロツク4
7の出力として異周速率修正量△Xが得られると
異周速分配器48により上・下ロール速度修正量
を定め上・下ロール速度制御装置44により、
上・下ロール速度を修正する。異周速分配器48
は材料Sの圧延機出側速度を所定の値としたまま
異周速率を変更する様演算する装置であり、タン
デム圧延機である。ホツトストリツプミル等に於
ては特に重要である。材料の圧延機出側速度VS
と高速側、低速側の各ワークロール速度VH、VL
との関係は VS=(1+fH)VH=(1+fL)VL
……(13) 材料速度が不変であるためには(13)式より △fH・VHp+(1+fH)△VH=0 ……(14) △fL・VLp+(1+fL)△VL=0 ……(15) 第3図よりわかる様に先進率は異周速率Xによ
り変化するから一次変化分を求めると △fH=∂fH/∂X・△X ……(16) △fL=∂fL/∂X・△X ……(17) (14)〜(17)式より下記の比率でVH、VL
修正すればストリツプ速度はそのままにして異周
速率を修正出来る。
△VH=−1/1+fH・∂fH/∂X・VHp・△X ……(18) △VL=−1/1+fL・∂fL/∂X・VLp・△X ……(19) 但し {VH、VL:高速、低速側ロール速度 VS:出側材料速度 1+fH、1+fL:出側材料速度ロールに対する先
進率 ∂fH/∂X、∂fL/∂X:各先進率の異周速率に対する変
化 分} 上記の構成により圧延力Fが変化すると圧延力
変化分△Fを打消し、零に近づける様異周速率X
が調整されるため圧延力は一定となり、従つて材
料Sの出側板厚は一定に制御される。この板厚制
御は材料S尾端が圧延機直前に配置される検出器
50に達すると制御完了とされる。
なお以上の実施例においては出側板厚偏差の検
出端として圧延荷重を用いているが、検出端とし
て圧延機出側に厚み計を設けその信号を用いても
良く、検出端の如何は特に問題にされない。
また本発明の具体的制御装置として小形計算
器、アナログ演算増幅器等を使用することができ
その手段は特に問題とされない。
以上のようにこの発明によれば、異周速の調整
を行なうことにより圧延荷重の変化が極小に保た
れる為、成品形状に悪影響を及ぼすことなく
AGCを行うことが可能であり、又制御方式がフ
イードバツク制御となるためBISRA AGCに於
る、ミル定数推定誤差等に伴う制御残差(=板厚
偏差)は存在せず成品板厚、形状等の面で効果の
高いAGCとすることが出来る。また、上下の圧
延ロール間の異周速率を変更しても材料の圧延機
出側速度は一定に保たれる。従つて、本方式の
AGCを適用すればホツトストリツプミルに於る
最終スタンドでのAGCが可能となり、又、厚板
ミルに於ては、形状調整パスが不要となる等品質
改善、操業度向上の両面で改善することが出来る
等効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は材料の塑性変形特性と圧延機の弾性変
形特性を示すグラフ図、第2図は従来のBISRA
AGCのブロツク図、第3図は異周速圧延時の圧
延荷重、先進率の例を示すグラフ図、第4図は本
発明の一実施例を示すブロツク図である。 図において、41はワークロール、42はバツ
クアツプロール、43は電動機、44は速度制御
装置、45はロードセル、46は記憶器、47は
ゲイン調整ブロツク、48は異周速分配器、4
9,50は検出器、51はタイミング演算器、5
2は速度検出器、53は異周速演算器、55は初
期速度設定器である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧延機の上下一対の圧延ロールの速度差を調
    整する第1調整装置と、前記圧延ロールの圧延荷
    重の変化を検出することにより前記圧延機の出側
    における被圧延材料の板厚偏差を検出する検出装
    置とを備え、 前記検出装置の検出信号に応じて前記第1調整
    装置を制御して前記上下圧延ロールの前記速度差
    を調整することにより、前記板厚偏差を軽減させ
    る自動板厚制御装置において、 前記圧延機の前記出側における前記被圧延材料
    の速度を一定に保つように上下圧延ロールの速度
    を調整する第2調整装置を備えたことを特徴とす
    る自動板圧制御装置。
JP57023905A 1982-02-15 1982-02-15 自動板厚制御装置 Granted JPS58141807A (ja)

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KR1019830000256A KR880002504B1 (ko) 1982-02-15 1983-01-24 판두께의 자동제어장치
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GB08304112A GB2118332B (en) 1982-02-15 1983-02-15 Automatic plate thickness control device for a rolling mill
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DE (1) DE3305132A1 (ja)
GB (1) GB2118332B (ja)

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