JPS5823509A - 熱間圧延機の温度制御方法及び装置 - Google Patents

熱間圧延機の温度制御方法及び装置

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JPS5823509A
JPS5823509A JP56121416A JP12141681A JPS5823509A JP S5823509 A JPS5823509 A JP S5823509A JP 56121416 A JP56121416 A JP 56121416A JP 12141681 A JP12141681 A JP 12141681A JP S5823509 A JPS5823509 A JP S5823509A
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Kunio Sekiguchi
関口 邦男
Hajime Kai
甲斐 一
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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

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

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】 (、l)  技術分野の1g@ 本発明は、加熱したストリップ等を圧延する熱間圧延機
の温度制御方法および装置に関する0(b)  li来
技術のl!明 鉄、非鉄のス)Qツブを熱間圧延する圧延機において圧
延材の温度を所定の値に制御することは圧延材の物理的
あるいは機械的特性を確保するために重要である0 熱間圧延の最終工程である仕上圧延機にお(蔦ても仕上
圧延機出側圧延材温度とコイラー巻取り時の圧延材の温
度が管層対象となってむする。
本発−はこのうち仕上圧延機出側圧延材温度(以下PD
Tと称す)の制御に関するものであるが、従来FDTの
制御は圧延速度のズーミングで行なわれていた。
具体的には仕上圧延機入側における圧延材先端部温度と
後端部温[を夾關tたは予關針算することによって求め
先端部、後端部それぞれにおいて目標のPDTが得られ
る圧延速度を決定し先端部圧延速度から後端部圧延速度
へ圧延の進行に従って変質する方法である〇 これは仕上機入側における空冷効果により圧延材の後端
揚圧延材温度が低下するいわゆるサーマ(1)  予調
制御であるため圧延速度決定方法の精度によりFDTの
精度が決まってしまう。
(2)サーマルランダウンの補償JE:主目的としてい
るためスキッドヤークによる温度変化等他の要因による
温度変化は制御できない。
(C)  本発明の目的 本発明は上述従来方法の問題に鑑みてなされたもので閉
ループの温度制御を適用することにより高精度なFDT
制御を行なう熱間圧延機の温[制御方法および装置f傭
供しようとするものである。
(d)  発明の構成および作用 先ず本発明の理論的根拠をJII1図に示した3スタン
ド・タンデム圧延機を例に説明する。
111図において1,2.3はそれぞれ第1スタンド。
@2スタンド、第3スタンドの圧延ロールであり、圧延
材4を圧延している。−〇は仕上圧延機入側圧延材温度
(’O)、’1m ’!s ’mはそれぞれ第1  $
12゜第3スタンドの出貴圧嶌材温度(υ)を表わしこ
の場合、θ、がFDTとなる。またり、、L、、L、は
それぞれOoから−1,#、から’l*Gから−1に圧
延材温度が変化する間の轡偵冷却ゾーン長さ#4を表わ
す。
鋼板等の圧延における圧延材のmR変化の原因としては (1)  圧延材およびロールクーラントによる冷却(
2)圧#I材とロールの一触による熱伝導(3)圧頬材
表鋼からの輻射および対流による熱伝達  、 (4)  圧延による、加工発・熱 (5)圧延材とロールの間の摩擦力による発熱などがあ
るがこれらを統合し以下に記す(1)弐〜(3)式の様
に各スタンド出側圧延材温度を近似して*6tc&#’
t’*4・ z−a8.L。
$、==#、4−(@、−4.)e   Bh、−vl
      −−−・−−(1)2α、・− ’=’w”(’1−’W)。Glby Vt   ””
  (2)トa1・L。
es sc eg + CG−’w )・ cpha−
Vl   ・・・・・・(3)ここで #W:クーラン
ト温度   (υ)C:圧延材の比熱    (k c
m!Aす’C)v、l   出側圧延材速IE  (m
/ash)FD、Tからずれたため圧延速度を変更しa
sを修正する場合を考える。
タンデム圧延機にぷい−では各スタンドのマスフローを
一定に保つことが安定な圧延を行なうための原則である
から圧延速度の変更は全スタンド同じ比率で行なう。
圧延速度の変更により(1) 、 (2) 、 (3)
式の出伺材速vweマ3.V、が変わると各スタンド出
側l11m1:が変わり、各スタンド出側温度の変化の
和が−1に現われる。このと11#、の変化として最初
に現われるのはj113スタンドにおける温度降下量の
変化すなわち(3)式の影響であり、続いてs2スータ
ンド、@1スタンドの願で#、の変化として構われる。
第2図は圧延速度をステップ状に変更(増速)したとき
の−8の変化(温度上昇)状膳を示したものである。
第2mにてノー1.は圧延速度の変更によって生じた、
第3スタンド出儒温変の最終的な変化量(”O)、3・
T、。は圧延速度変更時111スタンド入側の冷却ゾー
ンの入側にあった圧延材が第3ス□タンド出儒に到達す
る迄の時間であり(8)式、鵠式で求寄る。
すなわち(1) 、 (2) 、 (3)式から00と
0.の関係を求めると となる。圧延−幅一定を条件としてマスフロー一定則か
ら に、v、=b、−y、=h、−y、==ll、*w、−
(1+fs) ”” (5)ここで W、:第3スタン
ドロール周速度 (111/5fi)f畠:第3スタン
ド先進率    (−)また g、L、+ a、 −L、+ a、 −L、−a (L
1+L、+L、)=α・L    ・・・・・・ (6
)とすると(4)式は 雪aL #、= #、4− (#、 −’w ) e  cph
、・W、(1+f、) −−−−−−(7)速度で代表
することができる。
従がって圧延速度変更によるjI3スタンド出伺温度変
化Δ0.は で得られる。
の例では で得られる。ここでも:第1スタンド入側圧延材速度(
m/sst、) 以上から第3スタンドロール周速度W、の変更から第3
スタンド出備温度#1の変化までの伝達Ill数は ゲイン= 84.7ay、 、時定数= T、。の−次
遅れ系として表わすことが出来る。
本発明はホットストリップミル仕上圧延機の正弧速度と
仕上出側圧延t′mrxとの関係を一次遅れ系で表わす
ことにより仕上出側温度制御系の応答を最適な状態に設
定し、制御することを特徴とするものである。
#I3図は本発明による温度制御系のブロック図である
。3スタンドタンデム圧延機において、第3スタンドの
出側に温度計22mを設置し菖3スタンド出儒圧延Wa
xesを測定し、圧延速fを変更することにより目標の
FDTに制御する。
すなわち目標FDTである01゜と温度計n畠で検出し
た#lとの温度差Δ−1を演算する比較器n。
ノー、ヲ零にすべく第3スタンドロール周速度修正量を
演算する温度制御回路24a、JI3スタンド速度制御
系i、前述した1IIi3スタンドロ一ル周速度からI
II&3スタンド出儒圧延出側度までの伝達関数部、お
よび第3スタンドから温度針までの圧延材移動時間によ
る温度針の検出遅れを表わす伝達関数9からなる・ ここでG、、R,GTMは速度制御系nおよび温度計2
2aの伝達関数を表わし、T、、T、は温度制御回路の
時定数Tdは第3スタンドから温度針までの圧延材の移
送時間、8はラプラス演算子を表わす。
ここで温度制御回路2451の進め要票の時定数T。
をT、。と等しい値に設定すると、温度制御系の交叉角
周波数町におけるゲインはQl)式で表わされる。
aυ式より温度制御回路の積分時定数T、はw丁 となる。ここでl G、、R< jam?> lは速度
制御系lの、IGTM(jtk#T)1は温度針22a
の伝達関数のω、におけまた通常速度制御系がと温度計
22mの応答時間は、第3スタンドロール周速度から出
側温度までの伝達関数の時定数T、。より小さい。従っ
て、温度制御回路USの進め要素は温度制御系の中で最
も応答速度の遅い要素を補償し系の応答の改善を計るも
のとすると TオニTa・          ・・・・・・ 員数
を補正することにより温度制御系の応答を常に所望の値
にすることができる。
1114図は3スタンドタンデム正弧機に適用した本発
明の一実施例である。
第1.第2.第3スタンドの圧延ロール1,2.3はそ
れぞれ電動機5,6.フで駆動させ、電動機S、6゜7
はそれぞれ速度制御装置8.9.10で所定6回転速□ 度に速度制御される。
すなわち、主速度設定器(以下MRH)20の出力が加
算器4を通して各スタンドのスタンド適度設定11B(
以下88R)I ) 17 、18 、19に入力され
、各スタンドの88RH17,18,19の出力は各ス
タンドの速度基準信号として比較器14 、15 、1
6にそれぞれ入力される。一方、電動機5,6,7.の
回転速度は速度検出器11 @ 12 a 13でそれ
ぞれ検出されその出力は比較1i)14 、15 、1
6にそれぞれ入力される。
比較器14 、15 、16は88RH17、18、1
9からの速度基準信号と速度検出器11 、12 、1
3の速度フィードバック信号との速度差を演算し速度制
御装置8,9゜10にそれぞれ出力することにより電動
機5.6.7は目標速度に制御される。また速度検出器
11 、12 。
13、D出力4よ演算装置7′え送られる。演算や1i
13には第1スタンド入偶に設置した温度針謳にて検出
した仕上入側温度−0が入力される。演算装置すはこれ
らの入力信号を用い、温度制御回路の時定数T、、T、
を演算し温度制御装置スに出力する。すなわち、(9)
式に詔いて、圧延材の比熱C9比重−gよび等価冷却ゾ
ーン長さLは定数であり、第3スタンド出儒圧延材板厚
り、も予め設定される目標圧砥材板厚を用いることによ
り定数として取り逢える。また等偏熱伝達係数αは圧延
条件から予め決定て會る■既知数であるしクーラント温
度〜は通常一定値に制御されることから定数と見なして
問題無い。
従って(9)式の右辺における未知数は一〇とV、とな
る。一方四弐において等偏冷却ゾーン長さLs−”a−
L、は定数であるから未知数はv1#マ、t”Imであ
る。
これらの未知数のうちv1#マlev□マー1<14〜
aη式%式% (14 ζζでblは第1スタンド後進率f鳴iスタンド先進率
を表わし公知の圧jfIIl論式などにより容易に求め
ることができる。
以上から各スタンドロール周速度”11B 、 W、 
、 W、と仕上入側圧延材温度−0を実測しこれを(9
) 、 <11式に代入し更に働、1式を演算すること
により温度制御回路の時定数T、、T、が決定出来る。
温度計nにて検出された菖3スタンド出側圧延材温度0
.と予め設定された目標F D T #、、との差を比
較器ムで演算し温度偏差Δ01は1lIR制御装置Uに
送られる。
温度制御装置スは演算装置2にて決定された時定数Ts
*T*JE:用い温度偏差dθ、8零にすべく$13ス
タンドロール周速度修正量を演算し加算器力に出力する
。加算−21にてMRH20の出力と加算されることに
より全スタンド同一比率で速度修正され圧延状態か乱れ
ることなく#I3スタンド出側圧延材温度0.は目1[
FDT#、・に制御される。
(e)  発明の効果 以上a明のように本発明によれば圧延状態の変化に応じ
常に最適な応答速度で動作する温度制御系が得られ、温
度制御精度が向上することにより圧延材の品質を向上さ
せる熱間圧延機の温度制御方法および装置を提供するこ
とができる0 (f)  変形例 94図の実施例では演算装置δの入力信号に各スタンド
駆動電動機の回転速度を用いているが第1スタンド入側
材速V、各スタンド出側材速マifml接検出し温度制
御回路の時定数TI、T、を演算が可能であるのは容易
に推測することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は3スタンドタンデム圧延機の説明図第2図は本
発l!jlを説明するためのjllE3スタンド出儒圧
延出側度の変化のI!I明因 第3図は本発明の温度制御系ブロック図第4図は本発明
の一実施例を示す。 1.2.3・・・圧延ロール 4・・・圧延材 5.6.7・・・電動機 8.9.10・・・速度制御装置 11 、12.13・・・速度検出器 14.15 、16・・・比較器 17 、18.19・・・スタンド速度設定器(88R
H)題・・・主速度設定器(MRH) 2】・・・加算器 22、L6・・・温度針 る・・・比較器 列・・・温度制御装置 δ・・・演算装置 221・・・温度針の伝達関数ブロックム蟲・・・温度
制御回路の伝達関数ブロックn・・・速度制御系の伝達
関数ブロック28・・・ロール周速度から仕上出側温度
までの伝達関数を表わすブロック 酋・・・温度針の検出遅れを表わす伝達関数ブロック

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  加熱された圧蔦材を圧延する熱間圧延機の圧
    延速度を操作して#Il記熱間圧砥正弧出側圧延材温度
    を制御する熱間圧延機の温度制御方法に於て、前記出側
    圧延材温度の目標温度と前記出側圧延材温度のS度偏差
    により前記圧延速度を操作する温度制御手段を設け、前
    記圧延速度の変化から前記出側圧延材温度の変化までの
    伝達関数を一次遅れ系として旭通し、前記熱間圧延機の
    入側圧延材温度と圧延スタンドのロール周速**たは前
    記圧延材の前記圧延速度により前記温度制御手段の増幅
    率を温度制御系のループゲインが一定となる様に補正す
    る様に構成した熱間圧延機の温度制御方法。
  2. (2)  加熱された圧延材を圧延する熱間圧延機の圧
    延速度を操作して前記熱間圧延機の出儒圧蝙材温度を制
    御する熱間圧延機の温度制御装置に於て、前記出儒圧砥
    材温度の目標温度信号と出側圧延材温度検出信号との温
    度偏差信号により前記圧延速度を操作する温度制御回路
    を設け、鏑記熱間圧延機の入側圧延材温度検出信号と圧
    延スタンドのロール周速度検出信号または前記圧延材の
    圧延適度検出信号により前記温度制御−路の時定数を温
    度制御系のループゲインが一定となる様に補正する演算
    制御回路とで構成した熱間圧延機の温度制御装置。
JP56121416A 1981-08-04 1981-08-04 熱間圧延機の温度制御方法及び装置 Granted JPS5823509A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5609053A (en) * 1994-08-22 1997-03-11 Alcan Aluminum Corporation Constant reduction multi-stand hot rolling mill set-up method
US5787746A (en) * 1994-07-25 1998-08-04 Alcan Aluminum Corporation Multi-stand hot rolling mill tension and strip temperature multivariable controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5787746A (en) * 1994-07-25 1998-08-04 Alcan Aluminum Corporation Multi-stand hot rolling mill tension and strip temperature multivariable controller
US5609053A (en) * 1994-08-22 1997-03-11 Alcan Aluminum Corporation Constant reduction multi-stand hot rolling mill set-up method

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