JPH0311847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野 本発明は連続圧延機において、圧延機出側材料
寸法たとえば、厚みを圧延中に変更して異なる寸
法の圧延製品を得ることが出来る連続圧延機の制
御方法およびその制御装置に関するものである。

［発明の背景技術と問題点］ 製鉄業においては、その生産性を向上させるた
めすべての設備が大型になつてきており、連続圧
延工場に供給されるシートバーの重量も極めて大
きくなつている。従つて、連続圧延機で生産され
るコイル単量も大きくなつている。しかし、需要
者からは種々の寸法の鋼板の注文があるので、で
きるだけ生産性を損なうことなく、これに対処す
るために、圧延中に圧延機出側寸法即ち製品寸法
を変更する制御技術の確立が要請されている。

従来、連続冷間圧延機等の制御方法の一例とし
て次のようなものがある。各スタンド出側板厚、
ロールギヤツプ、ロール速度等を変更しない状態
の走間寸法変更前の圧延スケジユールをＡスケジ
ユールとし、板厚等の寸法変更中のスケジユール
をＣスケジユールとし、寸法変更後のスケジユー
ルをＢスケジユールとした場合、これらのＡ，
Ｂ，Ｃスケジユールを圧延前に予め設定計算（設
備能力、素材及び製品寸法からロールギヤツプと
ロール送度等の計算）で求めておき、寸法変更開
始点Ｘが連続圧延機の各スタンドに到達した時点
でＡ→Ｃ→Ｂスケジユールのようにロールギヤツ
プ、ロール速度等を圧延中に変更して異なる寸法
の製品を得ていた。

このような制御方法の場合には、圧延前にＡ，
Ｂ，Ｃ各スケジユールに応じた、ロールギヤツ
プ、ロール速度等を計算しておき、この計算値を
もとに各スケジユール毎に圧延条件に関係なく常
に一定の設定値として圧延制御を行つていたの
で、連続圧延機各スタンドでの圧延条件、つまり
材料硬さ、材料温度、ロールと材料との摩擦係数
などによる変形抵抗、材料入出側寸法、先進率、
圧延荷重等が圧延中に時々刻々変つた場合には製
品寸法に誤差が生じているという欠点があつた。

［発明の目的］ この発明はこのような欠点を除去するためなさ
れたもので、連続圧延機各スタンドで、圧延条件
が圧延中に時々刻々変つた場合にも、走間寸法変
更中においてスタンド間張力の変動が少く、円滑
な寸法変更が可能な、連続圧延機の制御方法およ
びその制御装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ この発明は、第ｉスタンドと第（ｉ＋１）スタ
ンドを有する２スタンド以上の連続圧延機におい
て、圧延中に板厚等の寸法を変更する走間寸法変
更時に、第ｉスタンドの出側板厚を予め決定され
た寸法変更長さに応じて自動板厚制御装置の出側
板厚基準値を変更することにより変更し、 この出側材料速度（出側材速）と第（ｉ＋１）
スタンドの入側材料速度（入側材速）が常に一致
するように Δv_Ri／v_Ri＝−Δf_i／１＋f_i＋Δf_i+1／１＋f_i+1＋Δ
h_i+1／h_i+1 −ΔH_i+1／H_i+1＋Δv_Ri+1／v_Ri+1 …（15） （ここで、V_R：ロール周速、ｆ：先進率、
ｈ：出側板厚、Ｈ：入側板厚、ｉ，ｉ＋１：スタ
ンド番号、Δは微小変化） 及び Δf_i＝∂f_i／∂H_i・ΔH_i＋∂f_i／∂h_i・Δh_i＋∂f_i／
∂k_i・Δk_i …（16） （ここで、ｋ：材料の変形抵抗、∂f／∂H，∂f／∂h
， ∂f／∂kは偏微分係数） の関係式を用いて、第ｉスタンドの先進率変化
（入側板厚変化、出側板厚変化、変形抵抗変化）、
第（ｉ＋１）スタンドの先進率変化、出側板厚変
化、入側板厚変化、ロール周速変化に対応した第
ｉスタンドのロール周速変更を行なう連続圧延機
の制御方法およびその制御装置である。

［発明の実施例］ 以下この発明の実施例について詳細に述べる
が、はじめにこの発明の原理について説明する。
ここで、連続圧延機において、走間寸法変更前の
圧延スケジユールつまり各スタンド出側板厚、ロ
ールギヤツプ、ロール速度等を変更しない状態の
圧延スケジユールをＡスケジユールと定め、また
各スタンド出側板厚、ロールギヤツプ、ロール速
度等を変更して走間寸法を変更した後の圧延スケ
ジユールをＢスケジユールと定め、Ａスケジユー
ルからＢスケジユールに変更する間を走間寸法変
更中と定める。

今、第１図に示すようにＡスケジユールからＢ
スケジユールに最終スタンド出側板厚を変更する
場合で連続圧延機としてはホツトストリツプミル
仕上圧延機（７スタンド）を使用した場合につい
て説明する。Ａスケジユールの第７スタンドの出
側板厚をh_7A（mm）、Ｂスケジユールの第７スタン
ドの出側板厚をh_7B（mm）、第７スタンドの出側変
更長さをl₇（ｍ）とする。

つぎに、仕上圧延機の任意の第ｉスタンド（ｉ
＝１〜７）において、Ａスケジユールの第ｉスタ
ンドの出側板厚をh_iA（mm）、Ｂスケジユールの第
ｉスタンドの出側板厚をh_iB（mm）、第ｉスタンド
出側変更長さをl_i（ｍ）とする。第ｉスタンドを変
更中に通過するストリツプの体積流量と第７スタ
ンドを変更中に通過するストリツプの体積流量を
等しいとして、 l_i（h_iA＋h_iB）＝l₇（h_7A＋h_7B） …(1)より l_i＝h_7A＋h_7B／h_iA＋h_iBl₇ …(2) を得る。したがつて、第ｉスタンドにおいては第
２図に示すように第ｉスタンド出側変更長さが変
更時点Ｘよりl_Xi（ｍ）の点では、第ｉスタンド出
側板厚h_iは h_i＝h_iA−h_iA−h_iB／l_il_Xi …(3) となる。

この発明による制御方法は以下に述べる第１，
第２のステツプを含んでいる。すなわち、第１の
ステツプは前述の(3)式で求まる第ｉスタンドの出
側板厚h_iを、自動板厚制御装置の出側板厚基準と
して与え、第ｉスタンドの圧延機ロールギヤツプ
を走間寸法変更中に刻々変えて制御することであ
る。つまり、第１図の例では、板厚変更開始点Ｘ
が仕上圧延機の第１スタンドから第７スタンドの
それぞれに到達した時点で、(3)式で求まる各スタ
ンドの出側板厚をそれぞれ各々のスタンドの自動
板厚制御装置の出側板厚基準に与え、各スタンド
の圧延機ロールギヤツプを圧延中に変更すること
によりＡスケジユールからＢスケジユールへとロ
ールギヤツプを変更する。

つぎにこの発明の第２ステツプは、走間板厚変
更時には、各スタンドのロールギヤツプを変更し
たことによりスタンド間張力が変化しないように
するため、各スタンドのロール速度をロールギヤ
ツプ変更と同時に変更することである。前述のよ
うに連続圧延機の各スタンドでは圧延中に、圧延
条件（即ち、材料硬さ、材料温度、ロールと材料
の摩擦係数などによる変形抵抗、材料入出側寸
法、先進率、圧延荷重）等が時々刻々に変化す
る。そこで、この発明方法の第２ステツプは材料
の温度から求めた変形抵抗、圧延材出側寸法等を
任意の第ｉスタンドから出側材料速度に同期して
後続の第（ｉ＋１）スタンドに送り、任意の第ｉ
スタンドと第（ｉ＋１）スタンド間の体積流量を
一定にするように、各スタンドのロール速度を調
節することを特徴とする。以下これを最適マスフ
ロー制御と称する。

以下最適マスフロー制御についてさらに詳細に
述べる。第３図は７スタンドの連続圧延機を示し
たものである。第３図において１〜７は第１から
第７スタンドまでの圧延ロールである。第ｉスタ
ンドにおいて入側板幅をB_i、出側板幅をb_i、入側
板厚をH_i、出側板厚をh_i、入側材料速度をV_i、出
側材料速度をv_iとする。またロール周速をv_Ri、先
進率をf_i、ロールギヤツプをS_i圧延荷重をP_iとす
ると以下の式が成立する。任意の第ｉスタンドに
おいて v_i＝v_Ri（１＋f_i） …(4) B_iH_iV_i＋_i＝b_ih_iv_i …(5) が成立する。今、圧延による幅広り、その他要因
による幅変動を無視すれば(5)式は H_iV_i＝h_iv_i …(6) となる。

又、圧延機の式として h_i＝S_i＋P_i／M_i …(7) が成立する。ここでM_iは第ｉスタンドの弾性係
数である。

最適マスフロー制御方式では圧延中の任意の時
刻において第ｉスタンドの出側材料速度v_iが第
（ｉ＋１）スタンドの入側材料速度V_i+1に等しく
なること、つまり v_i＝V_i+1 …(8) となるように第ｉスタンド〔又は第（ｉ＋１）ス
タンド〕のロール周速を修正する特徴を有する。
このようにすれば、走間板厚変更中においても第
ｉ〜第（ｉ＋１）スタンド間の張力変動がなく、
安定した走間板厚変更が可能となる。

(6)式を第（ｉ＋１）スタンドで示すと、 H_i+1V_i+1＝h_i+1v_i+1 …(9) となる。(9)式において、(8)式で示される関係を代
入すれば H_i+1v_i＝h_i+1v_i+1 …(10) となる。この(10)式のv_iに(4)式を代入すると、 H_i+1v_Ri（１＋f_i）＝h_i+1v_i+1 …(11) となる。(11)式のv_i+1を、(4)式にしたがつて第（ｉ
＋１）スタンドで考えると、(11)式は H_i+1v_Ri（１＋f_i）＝h_i+1v_Ri+1（１＋f_i+1）…(12)
のようになる。(12)式より v_Ri＝１＋f_i+1／１＋f_ih_i+1／H_i+1v_Ri+1…（13） となる。この（13）式の微小変化をとりこれを変
化率Δで表わすと Δv_Ri＝∂v_Ri／∂f_iΔf_i＋∂v_Ri／∂f_i+1Δf_i+1＋∂v
_Ri／∂h_i+1 Δh_i+1＋∂v_Ri／∂H_i+1ΔH_i+1＋∂v_Ri／∂v_Ri+1Δv
_Ri+1 …（14） となる。ここで ∂v_Ri／∂f_i，∂v_Ri／∂f_i+1，∂v_Ri／∂h_i+1，∂v_Ri
／∂H_i+1，∂v_Ri／∂v_Ri+1 は夫々偏微分係数である。（13），（14）式から ∂v_Ri／v_Ri＝−Δf_i／１＋f_i＋Δf_i+1／１＋f_i+1＋Δ
h_i+1／h_i+1 −ΔH_i+1／H_i+1＋Δv_Ri+1／v_Ri+1 …（15） を得る。この（15）式が最適マスフロー制御を行
うための基本式である。つまり、第（ｉ＋１）ス
タンドのロール周速変動に対応して、（15）式を
充足するように第ｉスタンドのロール周速を制御
する。

次に、ホツトストリツプミルの仕上圧延機（７
スタンド構成）（第３図）の場合を考えてみると、
次のようになる。この場合通常最後の第７スタン
ドを仕上圧延機の基準スタンドとしており、この
スタンドの速度が基準になることを考慮すれば、
（15）式はｉ＝１〜６の６個の式となる。

一方、（15）式の先進率f_iは例えば公知の（15）
−１式から求めることができる。

ここでR′_i＝扁平ロール半径（mm） h_i＝出側板厚（mm） H_i＝入側板厚（mm） γ_i＝圧下率＝H_i−h_i／H_i t_b＝後方張力応力（Kg／mm²） t_f＝前方張力応力（Kg／mm²） k_i＝変形抵抗（荷重）（Kg／mm²） である。

なお、先進率の式として前述の（15）−１式以
外の他の周知の式を用いてもよい。

（15）−１式において、前方張力応力t_fと後方
張力応力t_bの変化を零とするようにすると、先進
率の変化Δf_iは Δf_i＝∂f_i／∂H_iΔH_i＋∂f_i／∂h_iΔh_i＋∂f_i／∂k_i
Δk_i …（16） のごとく近似できる。また第（ｉ＋１）スタンド
の先進率変化Δf_i+1を（16）式と同じようにして
求められる。（16）式におけるk_iは第ｉスタンド
の材料変形抵抗である。

つぎに（15）式におけるΔh_i+1は(7)式から Δh_i+1＝ΔS_i+1＋ΔP_i+1／M_i+1 …（17） となる。

つぎに（15）式のΔH_i+1は第ｉスタンドの出厚
変化Δh_iを(7)式にしたがつて Δh_i＝ΔS_i＋ΔP_i／M_i …（18） で求め、第ｉスタンドから第（ｉ＋１）スタンド
に移送する。つまり ΔH_i+1（ｔ）＝Δh_i（ｔ−L_i／v_i） …（19） で知ることができる。（19）式でｔは時間、L_iは
第ｉスタンドと第（ｉ＋１）スタンド間距離であ
る。

最後に（15）式のΔv_Ri+1／v_Ri+1は、第（ｉ＋
１）スタンドのロール周速を修正した分であり、
仕上圧延機の最後のマスタスタンドでは零とし
て、後続スタンドのロール周速修正量から求める
ことができる。

以上のように仕上圧延機第iiスタンド（ｉ＝１
〜６）のロール周速変動Δv_Ri／v_Riを（15）式にし
たがつて制御する方法が最適マスフロー制御方法
である。

以上述べたこの発明によれば、２スタンド以上
の連続圧延機において、圧延中に板厚、板幅等の
寸法を変更する走間寸法変更時に第ｉスタンド出
側板厚に応じた値により第ｉスタンドのロールギ
ヤツプを制御し、さらにこのロールギヤツプの変
更と同時に、第ｉスタンドからの出側材料速度と
第（ｉ＋１）スタンドの入側材料速度とを常に同
じにするように第ｉスタンドのロール周速を制御
するので、走間板厚変更をスタンド間張力変動が
なく円滑に実施できる。

なお、圧延中に板幅が変つた場合にも、従来周
知の自動板厚制御装置で特に問題はない。

次にこの発明の制御装置について第４図、第５
図を参照して詳細に説明する。第４図では連続圧
延機の例としては７スタンドから構成されるホツ
トストリツプミルの仕上圧延機の場合を示してお
り、図中１，２，３はそれぞれ仕上圧延機の第
１，第２，第３スタンドであり、４は仕上圧延機
１〜３に前段にある粗圧延機４を示している。な
お、第４図において仕上圧延機の第４，５，６，
７スタンドは示されていないが第１，２，３スタ
ンドと同様な構成となつている。

図中５はクロツプシヤー、６は粗温度計、７，
８，９はそれぞれ前記第１，２，３スタンド１，
２，３の駆動電動機、１０および１１，１２，１
３は粗圧延機４およびスタンド１，２，３に設け
られている圧延荷重計、１４，１５，１６，１７
はロールギヤツプ計、１８，１９，２０は速度制
御装置、２１，２２，２３は速度検出器、２４，
２５，２６は加算器、２７，２８，２９は速度基
準、３０，３１，３２は後述するマスフロー演算
器、３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２
は演算器、４３は加算器、４４，４６，４８，５
０は遅延装置、４５は切断長演算器、４７，４
９，５１は演算記憶器、５２，５３，５４は自動
板厚制御装置、５５は設定計算器である。

このような構成のものにおいて、材料先端が粗
圧延機４にかみ込むと、粗圧延機４の圧延荷重計
１０により圧延荷重P_Rと、ロールギヤツプ計１
４よりロールギヤツプS_Rが演算器４２に印加され
ここで次の（20）式から粗圧延機４の出側板厚h_R
が演算される。

h_R＝S_R＋P_R／M_R …（20） ここで、M_Rは粗圧延機４のミル定数で圧延機
で決る定数である。そして材料の先端が粗圧延機
４の出側にある粗材料温度計６に達すると粗材料
温度θ_Rが測定され、この測定温度θ_Rが加算器４３
に入力される。この加算器４３には前記演算器４
２からの粗材料板厚h_Rが入力され、前記加算器４
３から粗材料板厚h_R、粗材料温度θ_Rが遅延装置４
４を介して切断長演算器４５に入力される。前記
遅延装置４４は材料の先端と同期しかつ例えば所
定長さごとに加算器４３からの粗材料板厚h_R、粗
材料温度θ_Rが一時的に記憶される。前記切断長演
算器４５ではクロツプシヤ５により材料の先端が
切断されたとき前記材料の切断長が演算される。
前記切断長演算器４５の出力データである材料の
切断後の粗材料板厚h_Rと粗材料温度θ_Rは遅延装置
４６を介して第１スタンド１の演算記憶器４７に
入力される。前記遅延装置４４において粗材料板
厚h_Riは h_R1（ｔ）＝h_R（ｔ−L_R1／v_R） …（21） で遅延される。ここでｔは時間、L_R1は粗圧延機
４とクロツプシヤー５間距離、v_Rは材料速度であ
る。また、粗材料温度θ_R1は θ_R1（ｔ）＝θ_R（ｔ−L_R1／v_R）…（22） で遅延される。一方、遅延装置４６では仕上圧延
機第１スタンドの入側板厚H₁は H₁（ｔ）＝h_R1（ｔ−L_R2／v_R） …（23） となる。ここでL_R2はクロツプシヤー５と仕上圧
延機の第１スタンド１間距離である。さらに、遅
延装置４６において粗材料温度θ_R2は θ_R2（ｔ）＝θ_R1（ｔ−L_R2／v_R） …（24） として、遅延されるが、粗圧延機４と仕上圧延機
の第１スタンド１間で材温（材料温度）降下があ
るので、この温度降下が遅延装置４６により例え
ば次のようにされ、仕上圧延機の第１スタンドで
の材温θ₁は となる。ここでＡは定数、εは材料によつて決ま
る輻射率、T₁は粗圧延機４と仕上圧延機の第１
スタンド１間遅延時間である。このように得られ
る仕上圧延機第１スタンド入側板厚H₁と材温θ₁
は演算記憶器４７に入力され、ここで一時的に記
憶される。この記憶された値を図ではH_1L，θ_1Lと
示している。また材料先端が仕上圧延機の第１ス
タンド１に噛込むと、圧延荷重計１１とロールギ
ヤツプ計１５よりの信号が演算記憶器４７に印加
され第１スタンド１の出側板厚h₁は h₁＝S₁＋P₁／M₁ …（26） で求められる。ここでS₁は第１スタンドロールギ
ヤツプ、P₁は第１スタンド圧延荷重、M₁は第１
スタンドミル定数である。

第１スタンド１の出側板厚h₁と、材温θ₁は材速
にしたがつて第２スタンド２へ遅延装置４８で遅
延される。遅延装置４８では第２スタンド２の入
側板厚H₂は H₂（ｔ）＝h₁（ｔ−L₁／v₁） …（27） となる。ここでｔは時間、v₁は第１スタンド１の
出側材速、L₁は第１スタンドと第２スタンド２
間距離である。第２スタンド２の材温θ₂について
は第１スタンド１と第２スタンド２間で材温降下
があるので、θ₁の遅延値θ′₁は θ′₁（ｔ）＝θ₁（ｔ−L₁／v₁）…（28） となり、これに対して遅延装置４８で として材温降下が補正される。ここでθ_wはロール
冷却水温、ｃは材料比熱、γは材料比重、αは仕
上圧延機熱伝達係数である。

このように第２スタンド２の入側板厚H₂と材
温θ₂が求まる。全く同様にして仕上圧延機の各ス
タンドの入側板厚H_iと材温θ_i及び出側板厚h_iが求
められる。ここでｉはスタンド番号である。以上
のようにしてホツトストリツプミルの各スタンド
での入側板厚H_i、材温θ_i、出側板厚h_iが圧延中の
時時刻々の値として求まる。

次に、走間板厚変更時のロールギヤツプの変更
制御について述べる。第４図の仕上圧延機の各ス
タンドの自動板厚制御装置５２，５３，５４は同
じであるから第１スタンド１の自動板厚制御装置
５２について述べる。自動板厚制御装置５２は、
後述する出側板厚基準h₁，h_REFと前記演算記憶器
４７で求まつた実測出側板厚h₁と圧延荷重計１１
よりの圧延荷重とロールギヤツプ計１５からロー
ルギヤツプS₁が入力される。

第５図は油圧圧下方式の自動板厚制御装置５２
を示しているが、これに限らず電動圧下方式のも
のでもよい。第５図において１００は加算器、１
０１はゲインを有する積分器、１０２はロールギ
ヤツプ設定値S₁，S_REF、１０３は加算器、１０４
は後述の出側板厚基準h₁，h_REF、１０５は第４図
の演算記憶器４７で求めた第１スタンド１の出側
板厚h₁、１０６は第４図の圧延荷重計１１よりの
圧延荷重P₁である。１０７は材料先端が第１ス
タンド１に噛込んで一定時間例えぱ0.5秒後閉路
しつか即ち開路するリレー接点である。１０８は
リレー接点１０７の閉路中に圧延荷重P₁を記憶
する記憶器、１０９は加算器、１１０は掛算器、
１１１はロールギヤツプ加算器、１１２は比例積
分器、１１３はサーボアンプ、１１４は油圧シリ
ンダー、１１５は第４図のロールギヤツプ計１５
よりのロールギヤツプS₁である。

このような構成の自動板厚制御装置において、
材料先端が第１スタンドに噛込んでから一定時間
後（例えば0.5秒後）にリレー接点１０７が閉路
するの、１０６の圧延荷重P₁は記憶器１０８に
とり込み記憶される。材料の残りの部分に対して
は１０６の圧延荷重P₁と記憶器１０８に記憶さ
れた圧延荷重P_1Lの差が加算器１０９で演算され
る。この加算器１０９の出力は掛算器１１０で
Ｃ／M₁倍される。ここでＣは任意定数（たとえばＣ ＝0.8）、M₁は第１スタンドのミル定数である。

掛算器１１０の出力はロールギヤツプ加算器１
１１に印加され、ロールギヤツプ加算器１１１の
出力は比例積分器１１２、油圧サーボアンプ１１
３を通り、油圧シリンダ１１４に印加されて、ロ
ールギヤツプを修正す。ロールギヤツプ計１５か
らのフイードバツクはロールギヤツプ１１５
（S₁）で加算器１１１に印加される。

そして、走間寸法変更時には、後述する出側板
厚基準１０４のh₁，h_REFが変わるので、出側板厚
基準１０４と実測された第１スタンド１の出側板
厚１０５のh₁との差が加算器１００で演算され、
加算器１００の出力は、積分器１０１で積分さ
れ、１０３の加算器を通り、ロールギヤツプ加算
器１１１に印加される。したがつて、第１スタン
ドの出側板厚１０５のh₁が出側板厚基準１０４の
h₁，h_REFになるようにロールギヤツプが修正され
る。

以上のようにして自動板厚制御装置５２では第
１スタンド１の出側板厚基準１０４のh₁，h_REFが
第１スタンド１の出側板厚h₁と等しくなるように
第１スタンドのロールギヤツプS₁が変更される。
以上の説明は第１スタンド１のみに対して説明し
たが、他の残りのスタンドに対しても全く同様で
ある。

つぎに、前述の出側板厚基準について述べる。
この場合にも仕上圧延機の各スタンドでは全く同
じであるから第１スタンドを例にとつて述べる。
第４図で設定計算器５５により仕上圧延機の圧延
スケジユール（各スタンドでの入側板厚、出側板
厚、材温、幅、変形抵抗、入側張力、出側張力、
ロール半径、先進率、圧延荷重、ロールギヤツ
プ、ロール速度、出側板厚変更長さ等）が決定さ
れる。この圧延スケジユールは、材料を仕上圧延
機で圧延する前に板厚変更前のＡスケジユールと
板厚変更後のＢスケジユールとについて求められ
る。

ＡスケジユールとＢスケジユールの板厚及び変
更長さは上述のように決定される。走間板厚変更
中の板厚基準値h_REFの与え方を次に示す。今仕上
圧延機の第１スタンド１では(3)式にしたがつて h₁＝h_1A−h_1A−h_1B／l₁l_X1 …（30） が走間板厚変更中の第１スタンド１の出側板厚基
準である。ここでh_1AはＡスケジユールの第１ス
タンド１出側板厚、h_1BはＢスケジユールの第１
スタンド１の出側板厚、l₁は第１スタンド１の出
側板厚変更長さ、l_X1は板厚変更開始点よりの第
１スタンド１の出側板厚変更中長さである。した
がつて、設定計算器５５より（30）式のh_1A，
h_1B，l₁を演算器３９に印加する。演算器３９で
は後述の先進率f₁が最適マスフロー演算器３０よ
り印加され（１＋f₁）の演算が行われる。これら
h_1A，h_1B，l₄（１＋f₁）は演算器３６に印加され
る。演算器３６では第１スタンド１の駆動電動機
７の速度検出器２１の信号N₁とから（30）式の
l_X1を、 l_X1＝∫2πR₁／60N₁dt …（31） で求める。ここでR₁は第１スタンド１のロール
半径である。次に、演算器３６の出力である第１
スタンド出側板厚基準h₁，h_REFは（30），（31）式
から h₁，h_REF＝h_1A−h_1A−h_1B／l₁ ｛∫2πR₁／60N₁dt｝ …（32） として求まり、この第１スタンド出側板厚基準
h₁，h_REFは自動板厚制御装置５２に与えられる。
なお、他のスタンド（２〜７）出側板厚基準も全
く同様に得られる。

つぎに、走間板厚変更時のロール速度の変更に
ついて述べる。前述のように走間板厚変更時のロ
ール速度変更法としては、最適マスフロー制御を
用いる。最適マスフロー制御としては、前述のよ
うに（15）式で示される値を圧延中に時々刻々求
めればよい。

以下、最適マスフロー制御の構成例について述
べる。最適マスフロー制御によりロール速度変更
は仕上圧延機の各スタンドと同じであるから第１
スタンドを例にとり説明する。（15）式より Δv_R1／v_R1＝−Δf₁／１＋f₁＋Δf₂／１＋f₂＋Δh₂／h₂
−ΔH₂／H₂＋ Δv_R2／v_R2 …（32）−１ 右辺第１項と第２項の分子にある先進率変化に
ついては、第１項のΔf₁は（16）式が直接使え、
第２項のΔf₂も同じようにして求められる。そこ
で、まず下記のΔf₁の求め方について説明する。

Δf₁＝∂f_1A／∂H_1AΔH₁＋∂f_1A／∂h_1AΔh₁＋∂f_1A
／∂k_1AΔk₁ …（32）−２ 第４図において、上記（32）−２式を演算する
ための緒元がＡスケジユール及びＢスケジユール
として設定計算器５５から最適マスフロー演算器
３０に印加される。以下演算器３０の演算を示
す。

まずＡスケジユールの第１スタンド先進率f_1A
について Z_1A＝H_1A−h_1A＋C₁M₁／B_A（h_1A−S_1A） …（33） とおいて、 とおく。ここで γ_1A＝H_1A−h_1A／H_1A …（35） である。

ここで、初めの添字はスタンド番号、添字Ａは
Ａスケジユールを示す。またB_Aは板幅、C₁は定
数、R₁はロール半径、t_bAは後方張力、t_fAは前方
張力、γ_1Aは圧下率、k_1Aはスタンド変形抵抗であ
る。

つぎに（15）−１式より ∂f_1A／∂H_1A＝2tanf_1C１／cos²f_1C∂f_1C／∂H_1A…（
35）−１ を求める。

ここで∂f_1C／∂H_1Aは、 である。つぎに ∂f_1A／∂h_1A＝2tanf_1C１／cos²f_1C∂f_1C／∂h_1A…（
37） ここで、∂f_1C／∂h_1Aは、 である。つぎに、 ∂f_1A／∂k_1A＝2tanf_1C１／cos²f_1C∂f_1C／∂k_1A…（
39） ここで、∂f_1C／∂k_1Aは である。

以上で第１スタンド１の先進率f_1Aに対して、
夫々入側板厚H_1A、出側板厚h_1A、変形抵抗k_1Aに
関する偏微分係数が求まつた。

同様に、第４図において設定計算器５５の出力
であるＡスケジユールとＢスケジユールは第２ス
タンドの最適マスフロー演算器３１に印加され
る。この最適マスフロー演算器３１の演算は第１
スタンドと同様である。つまる（33）式から
（40）式までの演算で初めの添字を１から２に変
えて演算する。この演算結果から第２スタンド２
の先進率f_2Aに対して、夫々入側板厚H_2A、出側板
厚h_2A、変形抵抗k_2Aに関する偏微分係数が求ま
る。

つぎに第４図の各スタンド演算記憶器４７，４
９，５１では走間板厚変更開始点Ｘが各スタンド
に噛込む直前（たとえば0.5秒前に）入側板厚Ｈ、
材温θ、出側板厚など記憶する。これらを第１ス
タンドでは夫々H_1L，θ_1L，h_1Lとし、第２スタン
ド２では夫々H_2L，θ_2L，h_2Lと記す。以下第３ス
タンド以降も同様である。

演算記憶器４７の出力としては上記記憶値
H_1L，θ_1L，h_1L及び時々刻々の値H₁，θ₁，h₁が最
適マスフロー演算器３０に印加される。又、第２
スタンドでは演算記憶器４９の出力が最適マスフ
ロー演算器３０，３１に印加される。第３スタン
ド以降も同様である。

第１スタンド１での最適マスフロー演算器３０
では（16）式を第１スタンドで考えた（32）−２
式の変化分 ΔH₁＝H₁−H_1L …（41） Δh₁＝h₁−H_1L …（42） Δk₁＝k₁（θ₁）−k_1L（θ_1L） …（43） を演算する。（43）式の変形抵抗k₁については、
周知の変形抵抗の式 k₁＝0.00385（46.608−0.02987θ）×（10.099＋
31.172γ−29.842γ²）×〔11.153＋2.7425log10λ
＋0.68352（log10λ）²〕…（43）−１で求める。

ここでθは材温（材料温度）（℃）、λはひずみ
速度（１／Ｓ）、γは圧下率（−）である。これ
と全く同様に第２スタンド２での最適マスフロー
演算器３１では ΔH₂＝H₂−H_2L …（44） Δh₂＝h₂−h_1L …（45） Δk₂＝k₂（θ₂）−k_2L（θ_2L） …（46） を演算する。

かくして第スタンド１の最適マスフロー演算器
３０では（33）〜（43）式より（32）−２式の値 Δf₁＝∂f_1A／∂H_1AΔH₁＋∂f_1A／∂h_1AΔh₁＋∂f_1A
／∂k_1AΔk₁ …（47） により第１スタンドの先進率変化Δf₁が時々刻々
求まる。全く同様に、第２スタンドの最適マスフ
ロー演算器３１では（30）〜（40）式で添字１を
第２スタンドの添字２とした式と（44）〜（46）
式から（16）式の値（但しｉ＝２） Δf₂＝2f_2A／2H_2AΔH₂＋∂f_2A／∂h_2AΔh₂＋∂h_2A／
∂k_2AΔk₂ …（48） により、第２スタンド２の先進率変化Δf₂が時々
刻々求められる。第３スタンド以降も全く同様で
ある。

つぎに（32）−１式右辺第１項の分母にある先
進率f₁についてはたとえば（15）−１式を用いる
ことができる。つまり である。ここで、R′₁は偏平後のロール半径であ
る。第１のスタンドの最適マスフロー演算器３０
では（49）式の演算を行い、第２スタンドの最適
マスフロー演算器３１では（49）式の添字１を２
とした第２スタンドの先進率f₂を演算する。以上
で各スタンドの先進率ｆが求まる。

以上のようにして求めた各値は第１スタンド１
の最適マスフロー演算器３０に入力され、ここで
ロール周速変動 Δv_R1／v_R1＝−Δf₁／１＋f₁＋Δf₂／１＋f₂＋Δh₂／
h₂−ΔH₂／H₂＋ Δv_R2／v_R2 …（50） が走間板厚変更中に演算される。（50）式の分母
の値は走間板厚変更開始変前の値である。

同様に第２スタンド２の最適マスフロー演算器
３１においてもロール周速変動 Δv_R2／v_R2＝−Δf₂／１＋f₂＋Δf₃／１＋f₃＋Δf₃／
h₃−ΔH₃／H₃＋ Δv_R3／v_R3 …（51） が走間板厚変更中に演算される。以下残りのスタ
ンドも同様であり、これらの値（50），（51）式等
に基いて後続スタンドの最適マスフロー演算器３
２等で演算され、この演算結果は該当スタンドに
印加される。前述のように７スタンドの仕上圧延
機の最終スタンドつまり第７スタンドを基準スタ
ンドとした場合には、このスタンドの速度は一
定、つまりΔv_R7／v_R7は零である。第１スタンド
の最適マスフロー演算器３０の出力Δv_R1／v_R1は
加算器２４でロール速度設定値２７のv_R1，V_REF
と加算され速度制御装置１８に入力され、速度制
御装置１８は駆動電動機７の速度を修正して、走
行板厚変更中のロール速度を変更する。残りの他
のスタンドについても同様である。以上のように
して、スタンド間張力変動の少い、円滑な走間板
厚変更が達成できる。

なお、本発明は前述した実施例について限定さ
れるものではなく例えば次のように変形して実施
できる。

前述の実施例では最適マスフロー制御は走間
板厚変更中のみ行なつているものについて説明
したが、走間板厚変更中およびこれ以外の全時
間に通用すればさらに効果的である。この場合
には材料先端が各スタンド噛込み後の一定時間
例えば0.5秒に入側板厚、材料温度、出側板厚
等を記憶して、それ以降の変化に対して最適マ
スフロー制御を実施する。

前述の実施例では走間板厚変更時に出側板厚
基準をそのスタンドの自動板厚制御装置に与え
てロールギヤツプを変更させる構成であつた
が、走間板厚変更中と変更後つまりＢスケジユ
ールのロールギヤツプ値を直接、圧延機の圧下
装置に入力（具体的には第５図の１１５に入
力）してロールギヤツプを変更しロール速度変
更は本発明で述べた最適マスフロー制御で行う
方式の走間板厚変更でもよい。

前述の実施例では走間板厚変更に伴う速度基
準スタンドの速度変更は行つていないが、圧延
機出側温度制御を併用する場合には、温度基準
値と実測温度差から速度基準スタンドの速度修
正をすることができる。この場合他のスタンド
速度は速度基準スタンドの速度修正と同じ百分
率だけ修正すればよい。

前述した実施例の最的マスフロー制御による
ロール速度変更は上流側の速度を修正するアツ
プストリーム方式であるが、これは下流側の速
度を修正するダウンストリーム方式でもよい。

走間板厚変更時には変更中又は変更後の圧延
スケジユールの値を連続圧延機の付帯機器たと
えばガイド、ルーパ、各種計測器等に与えるこ
とは勿論である。

走間板厚変更の対象である連続圧延機のスタ
ンド数は２スタンド以上であればいくらでもよ
い。また変形抵抗は連続圧延機の各スタンドで
荷重、板厚等から求めることも出来る。

この発明の適用対象は連続圧延機全般に対し
て実施できる。たとえば線材、棒鋼、形鋼、板
等である。

この発明の走間板厚変更におけるロールギヤ
ツプの変更方法は単スタンドの圧延機、例えば
プレートミル、レバースミル等に応用できる。

以上述べたようにこの発明は２スタンド以上の
連続圧延機において圧延中に板厚等の寸法を変更
する走間寸法変更時に第ｉスタンド出側板厚に応
じた値により第ｉスタンドのロールキヤツプを変
更可能にし、さらにこのロールキヤツプ変更と同
時に、第ｉスタンドからの出側材料速度と第（ｉ
＋１）スタンドの入側材料速度を常に同じにする
いわゆる最適マスフロー制御方式にもとづいてロ
ール速度を変更可能にすることにより圧延条件、
つまり材料硬さ、材料温度、ロールと材料の摩擦
係数などによる変形抵抗、材料入出側寸法、先進
率、圧延荷重等が圧延中に時々刻々変動する場合
でも、スタンド間張力変動が少く、円滑な寸法変
更を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が適用される連続圧延機出側
における板厚変更状態を説明するための図、第２
図はこの発明が適用される連続圧延機各スタンド
出側の板厚変更状態を説明するための図、Ｘは板
厚変更開始点を示す。第３図はこの発明を説明す
るための７スタンドの連続圧延機の圧延状況の説
明図、第４図はこの発明による連続圧延機の制御
装置の一実施例を示すブロツク図、第５図は同実
施例の自動板厚制御装置の一例を示すブロツク図
である。 １，２，３…仕上圧延機の第１，第２，第３ス
タンド、４…粗圧延機、５…クロツプシヤー、６
…粗材料温度計、７，８，９…仕上圧延機第１，
第２，第３スタンドの駆動電動機、１０，１１，
１２，１３…圧延荷重計、１４，１５，１６，１
７…ロールギヤツプ計、１８，１９，２０…速度
制御装置、２１，２２，２３…速度検出器、２
４，２５，２６…加算器、２７，２８，２９…速
度基準、３０，３１，３２…最適マスフロー演算
器、３６，３７，３８…演算器、３９，４０，４
１…演算器、４２…演算器、４３…入力装置、４
４，４６，４８，５０…遅延装置、４５…切断長
演算器、４７，４９，５１…演算記憶器、５２，
５３，５４…自動板厚制御装置、５５…設定計算
器、１００…加算器、１０１…積分器、１０２…
ギヤツプ基準、１０３…加算器、１０４…出側板
厚基準、１０５…実測ゲージメータ板厚、１０６
…圧延荷重、１０７…リレー、１０８…記憶器、
１０９…加算器、１１０…掛算器、１１１…加算
器、１１２…比例積分器、１１３…サーボアン
プ、１１４…油圧シリンダー、１１５…ロールギ
ヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第ｉスタンドと第（ｉ＋１）スタンドを有す
   る２スタンド以上の連続圧延機において、 圧延中に板厚の寸法を変更する走間寸法変更時
   に、第ｉスタンドの出側板厚を予め決定された寸
   法変更長さに応じて自動板厚制御装置の出側板厚
   基準値を変更することにより変更し、 この出側板厚変更と同時に第ｉスタンドの出側
   材料速度と第（ｉ＋１）スタンドの入側材料速度
   が常に一致するように、 Δv_Ri／v_Ri＝−Δf_i／１＋f_i＋Δf_i+1／１＋f_i+1＋Δ
   h_i+1／h_i+1 −ΔH_i+1／H_i+1＋Δv_Ri+1／v_Ri+1 （ここで、V_R：ロール周速、ｆ：先進率、
   ｈ：出側板厚、Ｈ：入側板厚、ｉ，ｉ＋１：スタ
   ンド番号、Δは微小変化） 及び Δf_i＝∂f_i／∂H_i・ΔH_i＋∂f_i／∂h_i・Δh_i＋∂f_i／
   ∂k_i・Δk_i （ここで、ｋ：材料の変形抵抗、∂f／∂H，∂f／∂h
   ， ∂f／∂kは偏微分係数） の関係式を用いて、第ｉスタンドの先進率変化
   （入側板厚変化、出側板厚変化、変形抵抗変化）、
   第（ｉ＋１）スタンドの先進率変化、出側板厚変
   化、入側板厚変化、ロール周速変化に対応した第
   ｉスタンドのロール周速をそれぞれ時々刻々演算
   し、この演算値の最新のものに順次変更を行う連
   続圧延機の制御方法。 ２ ２スタンド以上の連続圧延機において、 前記各スタンドにおける板厚変更前および板厚
   変更後の圧延スケジユール（入側板厚、出側板
   厚、先進率、板幅、ロール半径、圧下率、材料変
   形抵抗、前方張力、後方張力、ロール周速、寸法
   変更長さ等）を設定計算する設定計算器と、 前記連続圧延機の入側材料の温度を入側材料の
   長手方向に亘つて連続的に測定する材料温度計
   と、 この材料温度計にて測定した入側材料温度と、
   材料温度計から前記連続圧延機の第１スタンドま
   で遅延し、第１スタンドでの材料温度を演算する
   第１の遅延装置と、 前記連続圧延機の入側に設置された粗圧延機の
   ロールギヤツプと圧延荷重測定値から入側材料の
   板厚を材料長手方向に亘つて連続的に演算し、こ
   の入側材料板厚を前記粗圧延機から前記第１スタ
   ンドまで遅延し、第１スタンドの入側板厚を出力
   する第２の遅延装置と、 前記各スタンド毎のロールギヤツプおよび圧延
   荷重をそれぞれ測定するロールギヤツプ計および
   圧延荷重計と、 前記ロールギヤツプ計および圧延荷重計で測定
   された測定値から各スタンドの出側板厚を時々
   刻々演算する出側板厚演算器と、 この出側板厚演算器の出力を次スタンドまでの
   材料移動時間だけ遅延し、次スタンド入側板厚を
   出力する第３の遅延装置と、 各スタンドの材料温度を次スタンドまでの材料
   移動時間だけ遅延し、この遅延された材料温度と
   遅延時間とを次スタンドでの材料温度を演算する
   第４の遅延装置と、 前記出側板厚演算器で演算された各スタンドの
   出側板厚を予め決定された出側板厚基準となるよ
   うにロールギヤツプを操作する自動板厚制御装置
   と、 前記設定計算器で演算された設定計算値、前記
   第１の遅延装置および第４の遅延装置で演算され
   た各スタンドの材料温度、前記出側板厚演算器で
   演算された各スタンドの出側板厚、前記第２の遅
   延装置および第３の遅延装置で演算された各スタ
   ンドの入側板厚を用い、各スタンドの先進率、出
   側板厚および入側板厚の変化率を演算する演算器
   と、 当該スタンドの先進率変化率と次スタンドの先
   進率、出側板厚および入側板厚変化率から当該ス
   タンドのロール周速の変更指令値を演算するマス
   フロー演算器と、 前記自動板厚制御装置の出側板厚基準を各スタ
   ンドロール周速度から時々刻々演算される各スタ
   ンド出側材料長さに応じて、変更する演算器とを
   備えた連続圧延機の制御装置。