JPH0472604B2 - - Google Patents

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JPH0472604B2
JPH0472604B2 JP60176700A JP17670085A JPH0472604B2 JP H0472604 B2 JPH0472604 B2 JP H0472604B2 JP 60176700 A JP60176700 A JP 60176700A JP 17670085 A JP17670085 A JP 17670085A JP H0472604 B2 JPH0472604 B2 JP H0472604B2
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JP
Japan
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rolling
stand
dimension
rolled
tension
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JP60176700A
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English (en)
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JPS6238711A (ja
Inventor
Akihiro Tanaka
Masashi Tsugeno
Masaharu Noguchi
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP60176700A priority Critical patent/JPS6238711A/ja
Publication of JPS6238711A publication Critical patent/JPS6238711A/ja
Publication of JPH0472604B2 publication Critical patent/JPH0472604B2/ja
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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
    • B21B37/48Tension control; Compression control
    • B21B37/52Tension control; Compression control by drive motor control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/18Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、棒材または線材からなる被圧延材の
送り方向に直角な断面における第1の方向の圧延
を行なう圧延スタンドと、前記断面における第1
の方向に直角な方向の圧延を行なう圧延スタンド
とを交互に配置し、両方向の圧延を交互に行なつ
て前記被圧延材が所定の断面形状で所定の断面寸
法になるように各圧延スタンドを圧下制御および
張力制御する圧延制御装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に棒材または線材の圧延は孔型ロールを備
えた複数の圧延スタンドを順次連続的に通すこと
により行なわれる。この種の圧延機ロールの孔型
には製品の種類に応じて多種多様のものがあり、
たとえばダイヤ型、四角型、六角型、楕円型、丸
型などがある。これらの孔型に対応した断面形状
の製品は圧延素材としてのビレツトを順次、所定
孔型のロールを備えた圧延スタンドを通すことに
よる最終断面形状の製品に成形されて行く。この
場合、孔型ロールを用いた圧延は三次元変形が主
体であること、および圧延が被圧延材に対して横
断面の直交する方向に順次なされること、などに
より、板材の圧延のように二次元変形を主体とす
る圧延とは異なり、被圧延材の塑性変形を含めた
圧延諸特性値を精度よく計算するのに十分な理論
が確立されているとは言えず、圧延設定計算およ
びそれに基づく圧延制御技術は今後より一層の向
上を計る必要のある技術分野である。
孔型ロールによる圧延では前述のように三次元
変形が主体であり、圧下方向寸法と同時にそれに
直角な方向(以下これを幅方向という)の寸法を
も同時に考慮しなければならないのは当然であ
る。しかしながら、孔型ロールを備えた棒材また
は線材の圧延においては、互いに直交する両方向
用のスタンドが交互に配列される等の圧延機構成
の複雑さや、圧延スタンドに組込まれた圧延ロー
ルに施されている孔型形状の複雑さ等により、板
材の圧延とは異なり、制御レベルの高い積極的な
寸法制御はほとんど行なわれていない実情であ
り、製品の品質面において一層の改善が望まれて
いる。単に公知の圧下制御や張力制御を行なつた
場合、圧下方向の寸法制御は板材並に可能である
としても幅方向の寸法は圧下操作に伴う幅方向へ
のメタルフローの大きいことを考慮すれば必ずし
も保証の限りではない。すなわち、圧下方向寸法
制御は実施した場合、その圧下量やロールギヤツ
プ、張力などにより幅方向寸法も変動するもので
あり、この点において棒材および線材を製造する
圧延機の寸法精度保証の難しさがある。
〔発明の目的〕
本発明は以上の事情を考慮してなされたもの
で、圧下方向と併せて幅方向の寸法制御も同時に
同等レベルで実施し得る圧延制御装置を提供する
ことを目的とするものである。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明は、冒頭に述
べた圧延制御装置において、i番目の圧延スタン
ドに対してその前段のi−1番目の圧延スタンド
による圧延後の被圧延材の圧下方向寸法Hi-1を検
出する第1の寸法検出手段と、同被圧延材の圧下
方向に対して直角な方向の寸法Bi-1を検出する第
2の寸法検出手段と、前記i番目の圧延スタンド
のロールギヤツプSiを検出する第3の寸法検出手
段と、前記i−1番目とi番目の両圧延スタンド
間における被圧延材の張力tiを検出する張力検出
手段と、前記各寸法検出手段によつて検出された
各寸法のそれぞれの目標値から偏差分ΔHi-1
ΔBi-1、ΔSiにそれぞれi番目の圧延スタンドの
出側寸法に対する影響係数α、β、γを乗じて得
た量の和を求め、この和を前記i−1番目とi番
目の両圧延スタンド間の被圧延材張力tiの、i番
目の圧延スタンドの出側寸法に対する影響係数δ
で割算して得た値−(α・ΔHi-1+β・ΔBi-1
γ・ΔSi)/δだけ前記被圧延材張力tiに補正を
加える手段とを設けたことを特徴とするものであ
る。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すものである。
i−1番目の圧延スタンド(以下#i−1スタン
ドという)に関して、所定の孔形状を有する孔型
ロール1、荷重検出用ロードセル2、駆動モータ
3、回転速度計4、および回転速度計4によつて
検出される回転速度が計算機200から与えられ
る目標速度に一致するように駆動モータ3を速度
制御する速度制御装置5が設けられている。この
#i−1スタンドを出側には被圧延材100の寸
法を測定する寸法計6が配設されている。i番目
の圧延スタンド(以下#iスタンドという)に関
しては、孔型ロール11、ロードセル12、駆動
モータ13、回転速度計14、速度制御装置1
5、および出側寸法測定用寸法計16のほかに、
#i−1スタンドには図示が省略されている圧下
装置17および圧下制御装置18が設けられてい
る。両スタンドに共通に計算機200が設けられ
ている計算機200は各検出端機器、すなわちロ
ードセル2,12、回転速度計4,14、寸法計
6,16および設定器300からの入力信号に基
づいて各駆動モータ3,13の目標速度を計算
し、それを速度制御装置5,15に与えると共
に、圧下制御装置18に圧下制御信号を与える。
図示の場合、#i−1スタンドは水平方向すなわ
ち幅方向の圧延用として設けられている圧延スタ
ンド(ホリゾンタルスタンド)であり、#iスタ
ンドは上下方向の圧延用として設けられている圧
延スタンド(バーチカルスタンド)であり、両者
は一方に対する圧下方向が他方にとつては非圧下
方向すなわちメタルフローの方向になり、また逆
に、一方に対するメタルィフローの方向が他方に
とつては圧下方向になるという関係にある。
本発明は任意の圧延スタンドに関して適用され
るが、以下、#iスタンドに注目し、これに本発
明を適用する場合について詳述する。
第1図の装置において#iスタンドがロードセ
ル12、寸法計16(圧延後の圧下方向寸法検
出)圧下装置17、圧下制御装置18、および計
算機200による圧下方向の寸法制御は従来技術
に従つて行なわれる。本発明は、この圧下方向の
寸法制御と並行して同一スタンドにおいてそれと
直角の幅方向すなわち水平方向の寸法制御を行な
うところにポイントがある。いま、#i−1スタ
ンドの出側圧下方向の寸法偏差(=実測値−目標
値。以下同じ)をΔHi-1、#i−1スタンドの出
側幅方向の寸法偏差をΔBi-1、#iスタンドのロ
ールギヤツプ偏差をΔSi、#i−1スタンドと
#iスタンド間の被圧延材の張力偏差をΔti、以
上の各偏差の#iスタンドの幅方向出側寸法に対
する影響係数をそれぞれα、β、γ、δとすれ
ば、#iスタンド出側の幅方向寸法偏差ΔBiは、 ΔBi=α・ΔHi-1+β・ΔBi-1 +γ・ΔSi+δ・Δti ……(1) となる。#iスタンドにおいて幅方向の寸法制御
を高精度に実現するには ΔBi=0 ……(2) となるようにすればよい訳である。
(1)式中、ΔHi-1およびΔBi-1は#i−1スタン
ド出側の#i−1スタンドによる圧延後の圧下方
向および幅方向の寸法偏差であり、この偏差値の
大小は#i−1スタンド出側までの圧延履歴およ
び制御精度に依存するものである。この寸法偏差
ΔHi-1、ΔBi-1は寸法計6によつて測定された圧
下方向および幅方向の寸法と設定器300によつ
て設定された各目標値との差を計算機200によ
つて計算して得られる。
(1)式を変形し、それに(2)式を代入すれば次の式
(3)式が得られる。
γ・ΔSi+δ・Δti =ΔBi−(α・ΔHi-1+β・ΔBi-1) =−(α・ΔHi-1+β・ΔBi-1) ……(3) (3)式において右辺は既知であるから、#iスタ
ンド出側の幅方向寸法偏差ΔBiをΔBi=0とする
ためには(3)式の左辺に含まれるΔSiとΔtiが問題と
なる。
一方、第1図の装置において、#iスタンドの
圧下方向寸法制御が実施されている場合には(3)式
の左辺第1項も既知となり、残るのはΔtiのみと
なる。そこで(3)式を変形して、 Δti=−(α・ΔHi-1+β・ΔBi-1 +γ・ΔSi)/δ ……(4) が得られる。#iスタンドは圧下方向寸法制御を
実施しながらバツクテンシヨンすなわち#i−1
スタンドと#iスタンド間の張力tiを(4)式によつ
て求めたΔtiにより補正制御することにより幅方
向寸法制御も同時に行なうことが可能になる。ス
タンド間張力の制御そのものは従来技術であり、
第1図において、速度制御装置5または15によ
り孔型ロール1または11の回転速度を制御する
ことにより実現することができる。#i−1スタ
ンドの孔型ロール1の回転速度を制御することに
よりΔti補正を行なう場合はその上流側スタンド
を連続的に速度制御し、また#iスタンドの孔型
ロール11の回転速度を制御することによりΔti
補正を行なう場合はその下流側スタンドを連続的
に速度制御することにより、他のスタンド間張力
の変動などの外乱を押さえ、#iスタンドの圧下
方向寸法と幅方向寸法の安定した制御を同時に実
現することができる。なお、#iスタンドは中間
スタンドであつてもよいし、最終スタンドであつ
てもよい。
#iスタンドの圧下方向寸法制御が完全に保証
された場合には、(4)式中、右辺第3項がΔSi=0
であり、このときは(4)式の代りに次の(4A)式
を用いることができる。
Δti=−(α・ΔHi-1+β・ΔBi-1)/δ
……(4A) このように本発明によれば(1)式を基本にして制
御の操作量を確定し、圧下方向の寸法と同時に幅
方向の寸法を、同時に制御することができる。
第2図は第1図における計算機200の機能を
特にΔtiを算出する部分210を中心に詳細に示
したものである。#i−1スタンドの圧延後の被
圧延材100の圧下方向寸法Hi-1および幅方向寸
法Bi-1は寸法計6により検出され、遅延装置21
を介して計算機210に入力される。遅延装置2
1を通すことにより、被圧延材100の寸法計6
による検出位置が#iスタンド孔型ロール11の
ロールバイト内に到達するタイミングにマツチン
グした制御が実施されることになる。検出寸法
Bi-1、Hi-1はそれぞれ設定器301,302によ
つて設定された#i−1スタンド圧延後の幅方向
寸法、圧下方向寸法の目標値B(i-1)0、H(i-1)0と共
に加算器201,202に入力され、ここで次式
に従い寸法偏差ΔBi-1、ΔHi-1が計算される。
ΔBi-1=B(i-1)0−Bi-1 ……(5) ΔHi-1=H(i-1)0−Hi-1 ……(6) この寸法偏差ΔBi-1、ΔHi-1に、設定器304,
305によつて設定された前述の影響係数β、α
を掛算器204,205により掛算して(1)式の右
辺第2項および第1項が計算される。
β・ΔBi-1 ……(7) α・ΔHi-1 ……(8) #iスタンドの孔型ロール11のロールギヤツ
プSiがロールギヤツプ検出器31により検出さ
れ、この検出値と、設定器303によつて設定さ
れた#iスタンド目標ギヤツプSi0とから加算器
203により次の(9)式の演算に従つてギヤツプ偏
差ΔSiが求められる。
ΔSi=Si0−Si ……(9) このギヤツプ偏差ΔSiに、設定器306によつ
て設定された前述の影響係数γが掛算器206に
よつて掛算され、(1)式の右辺第3項γ・ΔSiが求
められる。
以上のようにして求められたα・Hi-1、β・
Bi-1、およびγ・Siを加算器207で加算し、さ
らにその和に、設定器307によつて設定された
影響係数を逆数に負の符号を付けた値−1/δを
掛算器208によつて掛算することにより(4)式の
Δti、すなわち#i−1スタンドと#iスタンド
間の張力の必要制御量が算出される。このΔti
実現するために、計算機211によりi−1スタ
ンドの孔型ロール1の必要回転速度制御量が計算
され、速度制御装置5を介して#i−1スタンド
の駆動モータ3の回転速度が制御される。なお、
破線で囲んだ計算機210では、#iスタンド出
側に設置した寸法計16による測定値を用いて前
段目標値B(i-1)0、H(i-1)0およびSi0、並びに各影響
係数α、β、γ、δの学習も可能である。
以上の実施例においては#i−1スタンドと
#iスタンドの2スタンドを例示して説明した
が、本発明は#iスタンドから最終スタンドまで
の間で任意のスタンドを適宜選択して組合せ適用
することにより制御精度の一層の向上を計ること
ができる。また、公知のゲージメータ方式により
例えば#−1スタンドの圧下方法寸法を計算すれ
ば、寸法計6は幅方向寸法のみを検出して同様の
寸法制御を実施することができる。なお、第1図
には被圧延材100の断面形状がハツチングによ
り楕円孔型/円形孔型の系列で示されていれが、
これに限られることなく本発明は四角形その他の
任意の孔型系列のものにも適用することができ
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば被圧延材を交
互に直交する方向に圧延して所定断面の棒材また
は線材を製造する連続圧延機において、圧下方向
の寸法制御と同時に、かつそれと同時に、圧下方
向に直交する方向の寸法制御も高精度に保証する
ことができ、圧延による棒材および線材の品質向
上に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図はより詳細な機能ブロツクを示すブロツク
図である。 1,11……孔型ロール、2,12……ロード
セル、3,13……駆動モータ、4,14……回
転速度計、5,15……速度制御装置、6,16
……寸法計、17……圧下装置、18……圧下制
御装置、21……遅延装置、31……ロールギヤ
ツプ検出器、100……被圧延材、200,21
0,211……計算機、300……設定器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 棒材または線材からなる被圧延材の送り方向
    に直角な断面における第1の方向の圧延を行なう
    圧延スタンドと、前記断面における第1の方向に
    直角な第2の方向の圧延を行なう圧延スタンドと
    を交互に配置し、両方向の圧延を交互に行なつて
    前記被圧延材が所定の断面形状で所定の断面寸法
    になるように各圧延スタンドを圧下制御および張
    力制御する圧延制御装置において、 i番目の圧延スタンドに対してその前段のi−
    1番目の圧延スタンドによる圧延後の被圧延材の
    圧下方向寸法Hi-1を検出する第1の寸法検出手段
    と、同被圧延材の圧下方向に対して直角な方向の
    寸法Bi-1を検出する第2の寸法検出手段と、前記
    i番目の圧延スタンドのロールギヤツプSiを検出
    する第3の寸法検出手段と、前記i−1番目とi
    番目の両圧延スタンド間における被圧延材の張力
    tiを検出する張力検出手段と、前記各寸法検出手
    段によつて検出された各寸法のそれぞれの目標値
    からの偏差分ΔHi-1、ΔBi-1、ΔSiにそれぞれi番
    目の圧延スタンドの出側寸法に対する影響係数
    α、β、γを乗じて得た量の和を求め、この和を
    前記i−1番目とi番目の両圧延スタンド間の被
    圧延材張力tiの、i番目の圧延スタンドの出側寸
    法に対する影響係数δで割算して得た値−(α・
    ΔHi-1+β・ΔBi-1+γ・ΔSi)/δだけ前記被圧
    延材張力tiに補正を加える手段とを設けたことを
    特徴とする圧延制御装置。
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JP2551692Y2 (ja) * 1990-12-25 1997-10-27 ヤマハ 株式会社 ハイハットシンバルホルダー
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