JPH07303909A - 熱間粗圧延における板幅セットアップ自動修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱間粗圧延出側の粗バーの板幅精度の向上。
粗バー圧延の歩留まり向上。 【構成】 粗バーの圧延条件と測定幅および測定温度を
基に、水平ミルＲ２＋エッジャ−ＲＥなる粗圧延機での
幅広がり率αおよび有効幅圧下率ηを線型結合式で予測
演算する予測手段８；算出値を基にエッジャ−ＲＥの設
定すべき開度を決定し、該開度に電動開度を設定し、さ
らに設定誤差を補償する分油柱開度を調整する幅圧下設
定手段９，２，２０，３；および、粗圧延機出側での幅
実績値を用いて前記線形結合式のパラメータをオンライ
ン適応修正する適応修正手段１８を備える。 【効果】 熱間粗圧延出側での幅偏差の平均値およびば
らつきともに飛躍的に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平圧延機と幅圧延機
（以下エッジャ−と称す）からなる粗圧延機による熱間
粗圧延に関し、特に、油圧幅圧下装置を装備する幅圧延
機を用いる熱間粗圧延における板幅自動セットアップ修
正に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間粗圧延中の粗バーの平均板幅
制御においては、水平圧延機およびエッジャーの初期開
度を幅予測モデル式を用いて計算する際に、粗圧延機出
側でのモデル化誤差によって粗出側バー幅が目標バー幅
を下回らないように粗幅補正値（粗幅マージン量）を求
め、目標バー幅に加算している。しかしこの方式では、
複数の粗圧延機からなるミルではそのモデル誤差をなく
すことは不可能であり、中間でセットアップの自動修正
を行う必要がある。そして自動セットアップ修正の動向
としては、そのほとんどが中間幅計やエッジャー荷重デ
ータの実績値を用いて後段のエッジャー開度および油圧
幅圧下装置の油圧圧下位置（以下油柱開度と称す）を修
正する方式である。

【０００３】例えば、特開昭６２−２４８０９号公報に
開示された「熱間圧延における板幅制御方法」では、前
段エッジャーの荷重データを基に最終段出側での幅変動
を予測し、後段エッジャーの電動開度のセットアップを
修正する。また、特開昭６１−２４９６１５号公報に
は、中間幅計データを用いて電動開度を決定する「板幅
制御装置」が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭６２−２４８０９号公報および特開昭６１−２４９
６１５号公報ともに、電動エッジャーの開度設定の誤差
に着目したものではなく、後段でのエッジャー開度設定
を100％信用しているため、0.1ｍｍ単位の精度を要求さ
れる幅精度に対して、電動エッジャー停止精度に対応す
る誤差が生じ、十分な精度を得ることができない。また
粗圧延機出側の実績幅を用いて幅広がりモデルを適応修
正する手段もないため、粗圧延機の圧延特性の経時変化
に対して弱く、幅精度が経時的に低下するという問題も
ある。

【０００５】前述のような従来の板幅制御方式は、電動
エッジャーの停止精度が±0.5ｍｍ程度であるかぎり、
如何に自動セットアップ修正（自動的な、開度設定の修
正）を行っても、粗圧延機出側の粗バ−幅を0.1ｍｍ単
位であわせることは永久に不可能である。もし電動エッ
ジャーを用いずに油圧圧下装置のみで自動セットアップ
修正をおこなうとすれば、幅圧下量は後述の本発明と同
精度で確保できると推察するが、一方で今度は、油圧圧
下装置の油柱開度が数ｍｍ単位で大きく動くため、板内
のスキッドマーク制御およびネッキング制御等のための
板幅制御レンジが取れなくなり、板内制御が不能となっ
てしまう。また適応修正機能を持たないため一旦モデル
誤差が生じてしまうと、永久にその誤差が残ってしま
い、定期的にモデルの調整を行わなければならない。

【０００６】本発明は、このような従来の問題点を解決
するために成されたものであり、高精度に幅圧下量を確
保し、かつこの時油圧圧下装置の補償量を最小限に抑え
（±１ｍｍ以下）、板内板幅制御への制約を回避し、さ
らに粗圧延機の圧延特性の経時変化による精度低下を回
避することを第１の目的とし、出側幅誤差の平均値も同
時に低減し粗圧延工程出側での粗バー平均板幅精度（平
均値／ばらつき）及び歩留まりを向上することを第２の
目的とし、オペレータの修正介入なしにこれらを行なう
ことを第３の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の熱間粗圧延にお
ける板幅セットアップ自動修正装置は、水平圧延機(R
2)、および、油圧幅圧下装置を備える幅圧延機(RE)、を
含む粗圧延機(R2,RE)；該粗圧延機(R2,RE)で圧延される
粗バー(S)の幅および温度をリアルタイムに測定し、幅
情報および温度情報を発生する幅測定手段(4,5)および
温度測定手段(6)；前記幅情報および温度情報をもと
に、物性モデルの線型結合式を用いて前記粗圧延機にお
ける幅広がり率および有効幅圧下率を予測演算する予測
手段(8)；前記幅広がり率および有効幅圧下率をもと
に、前記粗圧延機出側幅を所定の目標バー幅にもってい
くために必要となる幅圧下量を計算し、該幅圧下量に対
応する電動開度を決定して前記幅圧延機に設定し、かつ
該電動開度の設定における停止精度の誤差を補償する分
前記油圧幅圧下装置の油圧圧下位置を調整する幅圧下設
定手段(9,20,2,3)；および、前記幅測定手段(5)の幅情
報から得られた粗圧延機出側実績幅を基に幅広がり率の
実績値を計算し、それを用いて前記物性モデルの線型結
合式の線型パラメータを複数忘却係数・重み付き逐次形
最小二乗フィルターでオンライン適応修正する適応修正
手段(18)；を備える。なお、カッコ内には、理解を容易
にするために、図１および図２に示す機能ブロックの、
対応するものの符号を、参考までに付記した。

【０００８】

【作用】まず予測手段(8)では、幅測定手段(4)および温
度測定手段(6)から得られた粗圧延機入側の実績幅およ
び温度を基に、粗圧延機(R2,RE)出側幅を所定の目標バ
ー幅とするベく、まず幅広がり率と有効幅圧下率を予測
演算する。この時幅広がり率は物性モデルと粗バーのサ
イズの線型結合式を用いて算出する。

【０００９】幅圧下設定手段(9,20,2,3)は、算出された
幅広がり率と有効幅圧下率を基に、幅圧延機(RE)の幅圧
下量を計算し、幅圧延機(RE)の電動開度を決定し、この
電動開度を幅圧延機(RE)に設定する。さらに、幅圧延機
(RE)が電動により開度位置へ移動した後すなわち電動開
度の設定が終了した時点に、実績開度(実開度)を収集
し、その時の停止誤差すなわち設定誤差を求め、その誤
差を０にすべく油圧圧下装置の油柱開度（油圧シリンダ
による圧下位置;水平方向）を再度設定する。すなわち
油柱開度を調整する。これにより0.1ｍｍ単位で電動開
度設定誤差を補償する。その結果、幅圧下量は確実に計
算値と一致することになる。

【００１０】適応修正手段(18)は、粗圧延機(R2,RE)で
圧延された粗バーの実績幅を幅測定手段(5)で収集し、
粗圧延機(R2,RE)の入，出側の幅差（幅殺し量）と、水
平圧下量，幅圧下量および有効幅圧下率を基に実績の幅
広がり率を計算する。そしてこの実績幅広がり率を用い
て、前記幅広がり率を予測演算するための線型結合式の
パラメータを更新する。

【００１１】このように電動エッジャー(RE)の電動開度
停止精度すなわち設定精度を油柱開度で補償しながら、
かつ粗バーの幅広がり率のオンライン適応修正機構を加
えることで、粗圧延機(R2,RE)出側での粗バー平均板幅
精度を飛躍的に向上させることが可能となる。

【００１２】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。以下に
本発明の熱間粗圧延における板幅セットアップ自動修正
装置を、図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】

【実施例】図１に、本発明の一実施例のシステム構成を
示し、図２には、図１に示す制御用コンピュータ１の機
能を示し、図３には、図１に示す粗圧延機（Ｒ２＋Ｒ
Ｅ）による粗バ−Ｓの幅広がり率αと有効幅圧下率ηを
示し、図４には、図１に示す電動エッジャーＲＥの電動
開度の設定精度すなわち停止精度を示す。この実施例
は、図１に示すように、水平圧延機（以下水平ミル）Ｒ
２，油圧幅圧下装置を装備した幅圧下装置（エッジャ
ー）ＲＥ、ならびに、制御用コンピュータ１，電動エッ
ジャー制御装置２，油圧圧下制御装置３，入側幅計４，
出側幅計５，入側温度計６で実現されており、制御用コ
ンピュータ１は、粗バーＳが水平ミルＲ１／水平ミルＲ
２／エッジャ−ＲＥによって圧延加工される前に、あら
かじめ水平ミルＲ１／水平ミルＲ２／エッジャ−ＲＥの
初期開度を計算し、エッジャ−ＲＥの初期開度は、電動
エッジャー制御装置２を介してエッジャ−ＲＥに設定す
る。電動エッジャー制御装置２は、制御用コンピュ−タ
１が指示する初期開度になるように、エッジャ−ＲＥを
幅方向に駆動するためのモーターを駆動する。

【００１４】水平ミルＲ１およびＲ２の出側に設置され
た幅計４および５は、粗バーＳが水平ミルＲ１，Ｒ２で
圧延中に幅計４，５を通過する際、粗バ−Ｓの幅を光と
ＣＣＤカメラを用いて測定して、測定値（実幅）を制御
用コンピュ−タ１に与える。また幅計４と実質上同じ位
置に設置された温度計６が、水平ミルＲ１で圧延中の粗
バーＳの温度を測定し測定値を制御用コンピュ−タ１に
与える。制御用コンピュータ１は、これらの測定デ−タ
を一定時間間隔でサンプリング収集する。そして収集し
たデータから、水平ミルＲ２の入側（Ｒ１の出側）およ
び出側における平均板幅実績値を算出して、エッジャ−
ＲＥの開度の設定及びモデル式（線形結合式）のパラメ
−タのオンライン適応修正を行う。

【００１５】次に、このような板幅セットアップ（板幅
設定用の開度設定）制御を行う制御用コンピュータ１の
内部処理機能について、図２を参照して説明するが、ま
ず、図３を用いて幅広がり率αおよび有効幅圧下率ηの
定義、ならびに、エッジャ−ＲＥおよび水平ミルＲ２で
なる粗圧延機の、粗バ−Ｓの入側幅と出側幅の関係を説
明する。

【００１６】幅広がり率α（図３の（ａ））は、水平ミ
ルで圧延される場合に粗バーＳが幅方向に広がる率を示
し、次式で表される： α＝（Ｗ_out−Ｗ_in）／△ｈ ・・・(1) ここに、Ｗ_in ：水平ミル入側幅 Ｗ_out：水平ミル出側幅 △ｈ ：水平圧下量（＝ｈ_in−ｈ_out）。

【００１７】また、有効幅圧下率η（図３の（ｂ））
は、エッジャーＲＥで幅圧下された場合、厚み方向へ盛
り上がる部分（図３内の＊印）が、水平圧下によって幅
方向に戻り、その結果当初の幅殺し量を確保できない現
象を示したものであり、当初の幅圧下量に対して実幅圧
下となる率であり、次式で表される： η＝（Ｗ_in−Ｗ_out）／△Ｅ ・・・(2) ここに、Ｗ_in ：エッジャー入側幅 Ｗ_out：水平ミル出側幅 △Ｅ ：幅圧下量（＝Ｗ_in−Ｅ） Ｅ ：エッジャー開度。

【００１８】そして、エッジャ−ＲＥと水平ミルＲ２で
なる粗圧延機の入側幅Ｗ_inと出側幅Ｗ_outの関係は、上
記幅広がりと有効幅圧下との線型結合で表され、下記に
表わすものとなる： Ｗ_out ＝Ｗ_in −η×△Ｅ＋α×△ｈ ・・・(3)。

【００１９】図２中に示すように、制御用コンピュータ
１は、下記に示す３系統のデータ処理機能を含む： 電動開度設定１９：水平ミルＲ１での、粗バ−Ｓのミ
ル出側実績幅および温度を用いて、幅広がり率αおよび
有効幅圧下率ηを予測演算し、これらを用いて、水平ミ
ルＲ２出側幅を予測し幅圧下量を算出し、そして該幅圧
下量対応の水平ミルＲ２の入側のエッジャ−ＲＥの電動
開度を設定する， 油柱開度設定２０：電動開度の停止誤差（設定誤差）
を補償すべく油柱開度の設定（調整）を行う， 学習１８：水平ミルＲ２で圧延後の平均板幅実績値を
取り込んで実績幅広がり率α_REALを計算することで幅広
がり率αを算出するための線型モデル式の線型パラメー
タを逐次更新する。

【００２０】電動開度設定ブロック１９内では、粗バー
Ｓを水平ミルＲ１にて圧延中に収集した、幅計４による
幅測定値（幅実績値）と温度計６による温度測定値（温
度実績値）から、水平ミルＲ１の出側幅／温度収集部１
０で、データ処理（ノイズ除去，フィルタリング）して
平均値を求め、実績平均幅および実績平均温度を基に、
幅広がり率予測部８で、下記に示す線型結合式で幅広が
り率αを予測する。この時、学習パラメータファイル１
１から適応修正パラメータを、スラブデータファイル７
から材質，ロール径および厚みデータを抽出する。

【００２１】

【数４】

【００２２】ここに、Ｄ_H ：水平ロール径 Ａ ：定数 Ｂ ：材質と温度に起因する項 Ｃ₁,Ｃ₂：適応修正パラメータ（目標バー幅に対応して
３分類用意）。

【００２３】この時、同時に有効幅圧下率ηも予測する
が、これはスタティックな（パラメ−タが固定の）数式
である。

【００２４】

【数５】

【００２５】 Ｃ₁，Ｃ₂：定数（目標バー幅に対応して３分類用意）。

【００２６】予測した幅広がり率αおよび有効幅圧下率
ηを基に、水平ミルＲ２出側で目標バー幅を得るべく、
エッジャ−ＲＥでの幅圧下量を計算する（式３の逆
算）。

【００２７】 △Ｅ＝（Ｗ_in −Ｗ_out ＋α×△ｈ）／η ・・・(6) そして、電動開度設定部９で、水平ミルＲ２出側で粗バ
−Ｓを目標バー幅とするエッジャ−ＲＥ開度量を下式で
計算し、その値を電動エッジャー制御装置２へ与えて、
該開度量が表わす開度を設定する： Ｅ＝Ｗ_in −△Ｅ ・・・(7)。

【００２８】次に、油柱開度設定ブロック２０では、電
動エッジャー制御装置２で開度設定が完了したタイミン
グで、実績開度を収集し、電動開度設定部９で設定した
目標開度との差を計算する（停止誤差計算部１６）： ε＝実績開度−開度目標 ・・・(8)。

【００２９】ここで計算したεが、水平ミルＲ２の出側
幅の精度ばらつき原因となるものであり、実績としては
図４に示すように、平均で0.34ｍｍ程度の値となる。よ
ってε→０とすべく、油柱開度設定部１７で次のように
油柱開度Ｐ_oil1を計算し、これを油圧圧下装置３に与え
て、該油柱開度を設定する： Ｐ_oil1 ＝Ｐ_oil1 ＋ε ・・・(9) 右辺第１項のＰ_oil1はこの設定前の油柱開度、εが今回
の設定のために変更すべき調整量、左辺のＰ_oil1が、今
回の油柱開度設定値である。

【００３０】最後に、学習ブロック１８では、上記２つ
の設定ブロック１９，２０を経由し、水平ミルＲ２で圧
延されている粗バーＳの実績幅を収集し、水平ミルＲ１
の出側幅のデ−タ処理と同様にして平均幅を計算し、そ
れを基に下式によって実績幅広がり率α_REALを計算する
（実績幅広がり率計算部１３）： α_REAL ＝｛η×△Ｅ−（Ｗ_out−Ｗ_in）｝／△ｈ ・・・(10) ここに、Ｗ_out ：水平ミルＲ２の出側実績幅(平均値) Ｗ_in ：水平ミルＲ２の入側実績幅(平均値)。

【００３１】上記実績幅広がり率α_REALと幅広がり率予
測部８で予測した予測幅広がり率αを基に、オンライン
適応修正部１４で式(4)の適応パラメータ（Ｃ₁，Ｃ₂）
を忘却係数付き逐次型最小２乗法によって適応修正す
る。ただし、この時適応修正条件として以下の条件を満
足した場合のみ、パラメ−タの修正を実施する。

【００３２】［適応修正条件］ 水平ミルＲ２の出側幅（平均値）の収集が正常， 水平ミルＲ１の出側幅収集を正常に行なっている， ｜Ｒ２出側実績幅−計算幅｜＜5ｍｍ：異常データ削
除のため， 予測α値−１０％≦実績α_REAL値≦予測α値＋１０
％、および、 ｜ＲＥ電動開度設定計算値−実績値｜≦１ｍｍ。

【００３３】適応修正により更新されたパラメータは、
学習パラメータファイル１１に格納する。忘却係数付き
逐次型最小２乗法での適応修正は、対象プロセスのモデ
ルパラメータが時変（時間的に変化：たとえばロール温
度の上昇によるロール径の変動等）である場合に有効で
ある。

【００３４】こうしてオンラインでのモデル修正が自動
で行われ、水平ミルＲ２の出側での粗バ−Ｓの幅変動、
すなわち幅偏差が抑制される。

【００３５】

【発明の効果】本発明の熱間粗圧延板幅セットアップ自
動修正装置では、中間センサー（幅計４，温度計６）の
測定値（実績値）を基に、粗圧延機（ＲＥ＋Ｒ２）での
幅広がり率αおよび有効幅圧下率ηを予測演算し、粗圧
延機出側で所定の目標バー幅を得るべくエッジャー（Ｒ
Ｅ）に設定すべき開度を計算し、さらにその電動開度の
停止精度（設定精度）を油柱開度の修正で補償するの
で、計算上の設定開度と実設定開度（実績）の誤差が低
減し（誤差の平均値ｘ≒０の実現）、プリセット開度の
ばらつきが低減する（誤差の偏差値σの低減）。さら
に、粗圧延機出側に設置された幅計（５）で測定した実
績幅データを用いて、前記幅広がり率を予測演算するた
めの線形結合式の線型パラメータをオンライン適応修正
するので、粗バ−（Ｓ）の幅偏差が、実質上０に収束す
る。

【００３６】本発明はこれらを組み合わせているので、
熱間圧延工程出側での幅偏差の平均値およびばらつきと
もに飛躍的に低減し、すなわち粗バー板幅精度が飛躍的
に向上し、粗バー圧延における歩留まりが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成概要を示すブロック
図である。

【図２】 図１に示す制御用コンピュータ１の機能を示
すブロック図である。

【図３】 （ａ）は、水平ミルでの圧延中の粗バ−の平
面図および側面図を示し、幅広がり率αを規定する、粗
バ−各部寸法を示す。（ｂ）は、エッジャ−で圧延前，
圧延中および圧延後の粗バ−の横断面図であり、有効幅
圧下率ηを規定する、粗バ−各部寸法を示す。

【図４】 図１に示す電動エッジャーＲＥの、停止精度
実績すなわち電動開度設定誤差、の統計値を示すグラフ
である。

【符号の説明】

Ｓ：粗バー Ｒ１：ＮＯ．１水
平ミル Ｒ２：ＮＯ．２水平ミル ＲＥ：エッジャー １：制御用コンピュータ ２：電動エッジャ
ー制御装置 ３：油圧圧下装置 ４：幅計 ５：幅計 ６：温度計 ７：スラブデータファイル ８：幅広がり予測
部 ９：電動開度設定部 １０：出側幅／温
度収集部 １１：学習パラメータファイル １２：出側幅収
集部 １３：実績幅広がり率計算部 １４：オンライ
ン適応修正部 １５：電動開度実績収集部 １６：停止誤差
計算部 １７：油柱開度設定部 １８：学習ブロ
ック １９：電動開度設定ブロック ２０：油柱開度
設定ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平圧延機、および、油圧幅圧下装置を備
   える幅圧延機、を含む粗圧延機；該粗圧延機で圧延され
   る粗バーの幅および温度をリアルタイムに測定し、幅情
   報および温度情報を発生する幅測定手段および温度測定
   手段；前記幅情報および温度情報をもとに、物性モデル
   の線型結合式を用いて前記粗圧延機における幅広がり率
   および有効幅圧下率を予測演算する予測手段；前記幅広
   がり率および有効幅圧下率をもとに、前記粗圧延機出側
   幅を所定の目標バー幅にもっていくために必要となる幅
   圧下量を計算し、該幅圧下量に対応する電動開度を決定
   して前記幅圧延機に設定し、かつ該電動開度の設定にお
   ける停止精度の誤差を補償する分前記油圧幅圧下装置の
   油圧圧下位置を調整する幅圧下設定手段；および、 前記幅測定手段の幅情報から得られた粗圧延機出側実績
   幅を基に幅広がり率の実績値を計算し、それを用いて前
   記物性モデルの線型結合式の線型パラメータを複数忘却
   係数・重み付き逐次形最小二乗フィルターでオンライン
   適応修正する適応修正手段；を備える、熱間粗圧延にお
   ける板幅セットアップ自動修正装置。