JPS6010810B2 - 圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続タンデム圧延機の制御装置に係り、特に熱
間ストリップ圧延機における板厚制御に最適な制御方法
に関する。

従来、圧延機における板厚制御装置としては、よく知ら
れているように圧延荷重帰還方式と張力制御方式とがあ
る。

圧延荷重帰還制御方式は圧延荷重、圧下位層を検出して
、フックの法則を用いて圧延機出側の厚みを推定しその
偏差に応じて庄下位層を制御するもので、制御は簡単で
あるがロール側Ｄに対しては逆応答し、ロール摩耗、ロ
ール熱膨脹等のロール径変化に対処できない等の問題が
ある。一方、張力制御方式は厚み計で検出された厚み偏
差を常時積分し、該積分値に比例してスタンド間張力を
制御するものであるが、張力を変化させるため、圧延材
の形状に悪影響を及ぼすとともに、熱間圧延の場合、圧
延材の弾性範囲が狭く、張力変動の許容範囲が狭いため
適用困難等の問題がある。

本発明の目的は上託した従来技術の欠点をなくし、精度
良い厚み制御を行ない得る圧延機の板厚制御方法を提供
することにある。

本発明は前述の目的に鑑み、第１スタンドの出側あるい
は最終スタンドの入側に厚み計を設置し、いずれか一方
の厚み計で検出した厚みと母材厚あるいは製品厚との比
、および各スタンドのロール回転速度を検出し、該回転
速度の隣り合うスタンドの検出値の比から、各スタンド
の出側厚みあるし・は入側厚みを演算し、該演算結果を
用いて各スタンドの圧下位暦、ロール速度を制御するも
＊のである。

本発明を詳細に説明するために、まず本発明の出側厚み
検出原理について説明する。

連続タンデム圧延機の、第ｉスタンド、第ｉ＋１スタン
ドにおいて、下記関係式が成立する。

ｈ，ＶＲｉ（１十〆ｉ）＝ｈＨＩＶＲＭ（１十ハ十・）
……く・）ただし、添字＝スタンド番号 ｈｉ＝第ｉスタンド出側厚み（凧） ｖＲｉ＝第ｉスタンドロール周速度（肋′ｓｅｃ）プｉ
＝第ｉスタンド先進率ここで、先進率「ｉは、熱間タン
デム圧延機での操業データを解析した結果、第１図に示
すように圧下率ｒｉと下記関係にあることがわかった。

．プｉ＝ａ。ｒｉ…‐‐‐（２）※ ただし「 ａは定
数で約０．２５である。

圧下率ｒ，は、第ｉスタンド入側厚みをＨｉとするとき
下記式で与えられる。ｒｉ＝１−ｂｉ／Ｈｉ……（３） （２）「（３）式を（１）式に代入して整理すると下記
となる。

山（・十ａ‐ａ韓）＝羊（１十ａ‐ａ端）肌（４）ＶＲ
ｉ十・したがって、（４）式を、Ｘｉ＝常として書替え
ると下記関係式を得る。

（×ｉ＜１である。）Ｘｉ＝・十さ−等号ＸｉＨ（・十
量−Ｘ…）…‐・０（５）Ｘ…：季｛・十言−ノ（・十
章）２−４声誌（１十手−Ｘ【）｝‐‐‐‐‐‐（６）
（５）式は最終スタンドもこおける入側、出側の厚みが
検出できれば、順次上流スタンド‘こおける×ｉが演算
でき、第ｉスタンドの入側厚み日，ｈｉＨｉ；ｈＨ＝に
肌（７） が演算できることを示し、（６）式は第１スタンドの入
側と出側の厚みが検出できれば、下流スタンドの×，が
演算でき、第ｉスタンドの出側厚みｈｉ＝ｈ；‐，×ｒ
…・（８）が演算できることを示す。

本発明は上述の原理にもとづき、第１スタンドあるいは
最終スタンド等における入側、出側厚みおよび各スタン
ドのロール周速を検出して上記いずれかの関係から各ス
タンドの厚みを演算し制御するものである。

本発明の理解をさらに深めるために、実施例について具
体的に説明する。

第２図は熱間ストリップ５タンデム圧延機における実施
例を示したものである。

１‘ま圧延機、２は被圧延材、３は厚み計、４は電動機
、５は速度検出器、６はロール周速変換器で変換ゲイン
は２汀Ｒ、７は割算器、８は（６）式を演算する演算器
、９は乗算器、１０は圧下装置である。

本制御装置の動作について説明する。

被圧延材２が第１スタンドＦＩに到達すると第１スタン
ド出側に設置した厚み計３の出力信号にしたがって第１
スタンドの氏下装置を制御する。つぎに、被圧延材２が
第２スタンドＦ２に到達すると、２台の厚み計３（第２
図の第１スタンドの入側出側に設けられた２台の厚み計
３）の出力値を絶対厚みに変換し、割算器７に入力し×
ｉを出力する。一方、第１スタンド、第２スタンドの電
動機４の回転速度を検出器５で検出し、ロール局速変換
器６に入力する。ロール周速変換器６は入力した電動機
回転速度に２ｍＲを乗じてロール周速度に変換し、割算
器７に出力する。割算器７はロール周速度の比を計算し
、演算器８に出力する。演算器８はロール速度比および
厚み比を入力し、（６）式でＸ２を演算し、乗算器９お
よび第３スタンドの演算器８へ出力する。乗算器９はＸ
２と入側厚みとの積を計算し、第２スタンド出側厚みを
出力し、該出力と目標厚みｈ２との差が第２スタンドの
圧下装置１０に出力され、第２スタンドの圧下位層を制
御する。以後圧延材が第３、第４、第５スタン日こ到達
すると、第１スタンドから到達したスタンドまでの各ス
タンドにおけるロール周速を検出して、各スタンド出側
厚みを求め、目標板厚との偏差に応じて圧下位層を制御
する。さらに、圧延材が第５スタンド到達した後は、全
スタンドのロール周速を検出して、上述と同じ動作によ
って各スタンドの圧下位層を制御する。庄下位層ｓの制
御方法には、板厚偏差△ｈ；（ｉスタンドの板厚偏差）
に対してｓ＝Ｑ△ｈｉ（Ｑは比例係数）として制御する
方法やその他の方法があ＊＊る。第３図は、熱間圧延に
おける他の実施例で、本実施例は前述の（５）式の原理
にもとづく制御方式を示し、第３図では９は割算器とな
って、被圧延材が第５スタンドに到達したのちに、第２
図と同機の動作で各スタンドの入側厚みを求め、フィー
ドフオワード的に各スタンドの圧下位層を制御するなお
、上記説明では圧延材にかかる張力の取扱いについては
説明しなかったが、張力が変動すると前述の（１）式が
必ずしも成立しないため、張力一定制御を第２、第３図
に図示しない装置で行なっている。

また、熱間圧延の場合、張力一定制御は機械的ルーパで
行なうが、第１、第２スタンド間に厚み計を設置する余
裕を作るため、ルーパを使用しない張力制御方式を採用
している。その１例としては、第１、第２スタンドにお
ける電動機のトルクと圧延荷重を検出し、下記式（登十
害）Ｔ＝｛（号）−鰭｝−｛（筈）−（富）｝・・・・
・‐（９）で張力を推定して、該張力値に比例して第１
スタンドのロール速度を補正し、張力が一定となるよう
に制御する。

第２図においては、第１スタンドの出側厚みを検出する
ため、厚み計を設置したが、第１スタンドにおける入出
体積が等しいという関係から下記．方法で求めても良い
。

すなわちｈ。

Ｖ。＝ｈ州（１十ａ−ａ点）‐‐…‐（・ｏ）ただし「
ｈｏ：入側板厚、ｖ。＝入側板速度、ｖＲ，＝ロール
周速、ｈ，＝出側板厚が成立する。

上式を変換するとｈ，＝号｛・十手−ノ（・十鼻２‐貴
粋・・・・・・（１１）となり、第４図に示したように
、第１スタンドの入側板速度ｖｏを板遠計１１、入側板
厚ｈｏを厚み計３、ロール周速を第２図と同様に、５，
６で検出して（１１）式の演算を行ない、第１スタンド
出側板厚を求める。

該演算値を第２図における第１スタンド出側厚み計の出
力の代りに用いる。また、実施例では熱間圧延に適用し
た場合についてのべたが、本発明は先進率が第１図の関
係にあることを利用し、先進率を考慮して体積速度一定
の関係式を変換した厚み検出器にもとずき各スタンドの
厚みを演算し制御することにあり、袷間圧延や、他の圧
延機においても第１図の関係が成立するため種々の圧延
機にも適用できることは明らかである。また、第２図お
よび第４図の実施例において、第１スタンド入側の厚み
は、先進率に関係するだけで、それほど精度は必要とし
ないので、設定厚みを検出値の代りに用いることも考え
られる。

第５図は、第２図の実施例をさらに精度向上させた他の
実施例で、第ｉスタンドの出側厚みを圧延材の走行時間
分だけ遅らせて次スタンド入側厚みとして使用する方式
である。すなわち、前述（７）式の代りにＨＦｈＨ（ｔ
一丁）……（１２） ただし、 Ｌ イニ−−”…（１３） ＶＲｉ ｖｉ＝第ｉスタンドロール周速度 Ｌ＝スタンド間距離 ｔ＝時刻 として、（６）式で求めた×ｉを用いて、第ｉスタンド
の出口厚ｈｉをｈｉ＝ＨｉＸｒ…・（１４） として推定し制御するものである。

（１２）式に示す時間遅れの実施は計算機を用いた制御
装置においては、スタンド間距離を一定長さに区分し（
例えば２０値等分）、一定時間毎に速度を検出して、サ
ンプリング点の移動距離を算出し、データをシフトして
ゆく方法がある。アナログ的には、第６図に示すように
、例えば磁気記録計をロール速度に比例して駆動回転し
、第５図の乗算器９の出力を第６図Ａ点で記録し、Ｂ点
で議出して、その出力を次スタンド用乗算器９に入力す
る。この方法によって、第ｉスタンドと第ｉ十１スタン
ドの体積速度が一致しない場合も高精度に制御可能とな
り、制御精度が向上する。以上詳細に説明した様に本発
明は、ロール偏芯やロール摩耗、ロール熱膨張等に関係
なく正確に各スタンドでの板厚を制御することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基礎となる庄下率と先進率の関係を示
す図、第２図は本発明の一実施例図面、第３図は本発明
の他の実施例図面、第４図は本発明の他の実施例図面、
第５図は本発明の更に他の実施例図面、第６図は第５図
に示す回路の一部を更に詳細に開示した図面である。 符号の説明、１・・・・・・圧延スタンド、２・・・・
・・圧延材「 ３・・・・・・厚み計、４…・・・駆動
電動機、５・・…・速度検出器、６・・・・・・ロール
周速変換器、７…・・・割算器、８…・・・演算器、９
・…・・乗算器、１０・・・…圧下装置、１１・・・板
遠計、１２・・・・・・割算器、１３・…・・演算器、
１４・・・・・・乗算器、１５・・・・・・遅れ要素、
１６・・・・・・磁気テープ〜 １７・・・・・・減速
器、１８・・・・・・ローラ、１９……書込ヘッド、２
０……読取ヘッド。 祭｝図 第２図 第３図 第４図 髪づ図 努る図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数台の圧延スタンドが設置されるタンデム圧延機
   の少なくとも１つのスタンドにはその入側出側板厚を検
   出する厚み計と、該複数スタンドの各々には圧延速度を
   検出するロール回転速度検出器と、圧下制御あるいはロ
   ール速度制御手段とを備え板厚制御をおこなう方法にお
   いて、 各スタンド間張力はあらかじめ定められた張力
   に制御するとともに該厚み計の信号を用い当該スタンド
   の上流あるいは下流の各圧延スタンドの出側入側の板厚
   比を演算し、 該演算された板厚比を用いて各圧延スタ
   ンドの先進率を算出し、算出された先進率と検出された
   各スタンドのロール速度を用いて演算された各圧延スタ
   ンドの入側あるいは出側板厚とその目標板厚との偏差を
   演算し、 該演算された偏差信号により当該圧延スタン
   ドのロール開度あるいはロール速度を補正することを特
   徴とする圧延機の板厚制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の張力を制御する方法に
   おいて、相隣り合う２つのスタンドにおける圧延荷重と
   、電動機トルクとを検出し、これらよりスタンド間張力
   を推定し、あらかじめ定められている目標張力との偏差
   により各スタンドのロール回転速度を補正することを特
   徴とする圧延機の板厚制御方法。