JPS60115317A - タンデムミルの電流配分制御装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、スタンドごとに独立して設けられた駆動モ″
−夕により駆動されるタンデムミルの駆動□モータの電
流の配分比率制御装置に関するものである。

従来技術　７ タンデムミルでは、素厚と仕上厚が与えられ、各スタン
ドの出側板厚（ドラフトスケジュール）については、従
来より、各スタンドの圧延荷重配分、モータ動力配分等
が適切な値となるように、オペレータが経験に基づいて
設定する方法がとられていた。

また、近年、コンピュータを用いたロールギャツブの自
動設定が一般的となってきているが、この場合も、従来
経験的に得られている適当なドラフトスケジュールをテ
ーブル値として用意し、これらの値から内挿法によって
、与えられた素厚、仕上厚に対するドラフトスケジュー
ルを決定するという方法がとられることが多い。

このようにして決定されたドラフトスケジュールに基づ
いた設定で圧延が行われると、各スタンドのモータ電流
配分は必ずしも望ましいものとはならず、ある特定のス
タンドのモータ電流値が異常に高くなることも少なくな
い。

このように圧延中にある特定のスタンドのモータ電流値
が異常に高くなると、このスタンドのロール表面にヒー
トスクラッチと称する微細な焼付きキズが発生すること
が経験的に知られている。

このヒートスクラッチが一旦発生すると、徐々に成長し
、被圧延材の表面にプリントされるようになるため、ロ
ール替を余儀なくされる。

かかる自体を防止するため、オペレータは通板後、圧延
速度を上げる前に各スタンドのモータ電流配分比率をチ
ェックし、必要があれば圧下位置、ロール回転数等を修
正してから増速している。これは、オペレータの経験に
頼るため十分な対策となっていないばかりか、オペレー
タにも過大の負担をかけることになる。

また、ヒートスクラッチが発生しかけた場合、圧延速度
を下げることにより、発生を防止しているが、これはミ
ルの生産性を著しく低下させる要因となっている。

発明の目的 そこで、本発明は、このヒートスクラッチの現象を、ミ
ルの生産性を低下させることなく、自動的にかつ完全に
防止することができる装置を提供せんとするものである
。

発明の構成 すなわち、本発明によるならば、各スタンド駆動モータ
のモータ電流検出装置とモータ回転数検出装置を具備し
たタンデムミルにおいて、前記モータ電流検出装置の出
力と、前記モータ回転数検出装置の出力より、当該被圧
延材の最高圧延速度時の各スタンド駆動モータの電流値
を予測計算するモータ電流予測計算装置と、該モータ電
流予測計算装置からの各スタンド駆動モータの予測電流
値と予め定めたモータ電流の各スタンド配分比率目標値
とに基づいて、最高圧延速度時のモータ電流の各スタン
ド配分比率を前記配分比率目標値と一致させるための各
スタンド圧下位置とロール回転数の修正量を計算する電
流配分修正計算装置と、該電流配分修正計算装置の出力
に従って、各スタンドの圧下位置およびモータ回転数を
修正するための圧下位置修正装置及びモータ回転数修正
装置とを具備していることを特徴とする電流配分制御装
置が提供される。

このように各駆動モータの電流の配分比率を監視して、
それが許容範囲内にあるように常時各スタンド圧下位置
とロール回転数を制御することにより、特定スタンドの
駆動モータ電流が異常増大することなくスタンド間モー
タ電流のバランスが一定値に維持される。従って、もし
設定値の誤差あるいは何かの外乱によんで電流バランス
がくずれることがあっても、速かに目標バランスに修正
することができる。それゆえ、特定のスタンドに負荷が
集中することがなくなり、ヒートスクラッチの発生を警
戒して圧延速度を下げる必要もないので、生産量を低下
させることもない。

実施例 以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明によるタンデムミルの電流配分制御装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。

第１図のタンデムミルは、５つのスタンド１〜５からな
る５スタンドタンデムミルであり、被圧延材６は、スタ
ンド１〜５によって、白抜矢印方向に圧延される。各ス
タンドロールは、各スタンドロール駆動モーター１〜１
５により駆動される。駆動モーター１〜１５の各々には
、モータ回転数検出装置２１〜２５と、モータ電流検出
装置３１〜３５が設置されている。これにより、圧延中
の各スタンドのモータ回転数とモータ電流が検出され、
その検出値は各スタンドのモータ電流予測計算装置４１
〜４５に送られる。

モータ電流予測計算装置４１〜４５では、計算機あるい
はオペレータが通板前に最高ロール速度設定装置８に設
定した当該被圧延材６についての各スタンド最高ロール
速度Ｖｍａｘ　ｉ　（ｍｐｍ　）と、モータ回転数検出
装置２１〜２５により検出された実績モータ回転数ＮＡ
ｉ　（ｒｐｍ　）と、モータ電流検出装置３１〜３５に
より検出された実績モータ電流ＡＡｉ　（Ａ　）より、
最高圧延速度時の各スタンドのモータ電流予測値Ａｐえ
（＾）が計算される。具体的には、例えば次式でめるこ
とができる。（添字ｉはすべてスタンド番号を表す。） ＡＰ□−ＡＡｉ （Ｖｍａｘｉ≦Ｖｂａｓｅｉのとき）　・・・　（１−
ａ）（ＶＡｉ≦Ｖ　ｂａｓｅ　ｉ＜　Ｖ　ｍａｘ　ｉの
とき）・・・　（１・ｂ）但し、 ＶＡｉ＝Ｎ　Ａｔ　ＸＧｅａｒ　ｉＸ２　πＸＲｉ　・
・・１　・ｄ）Ｖｂａｓｅ　１＝Ｎｂａｓｅ　１ＸＧｅ
ａｒ　ｉＸ２πＸＲｉ・・・　（１・ｅ） Ｇｅａｒｉ：第３スタンドギヤ比 Ｒ１：第ｉスタンドワークロール半径（ｍ）Ｎｂａｓｅ
ｉ：第ｉスタンドモータ定格回転数（ｒｐｍ　）このよ
うにして決定された、各スタンドのモータ電流予測値Ａ
Ｐｉは、電流配分修正計算装置７に送られる。

電流配分修正計算装置７は、各スタンドのモータ電流予
測計算装置４１〜４５の出力Ａ　Ｐｉと、計算機あるい
はオペレータにより電流配分比率目標値設定装置９に設
定された各スタンドの電流配分比率目標値に基づいて、
最高圧延速度時のモータ電流の各スタンド配分比率を上
記目標値に一致させるための、各スタンドの圧下位置お
よびロール回転数の修正量を計算する装置である。

以下に、電流配分修正計算装置７の処理内容を第２図を
参照して説明する。第２図は電流配分修正計算装置の処
理内容のフローチャートを示したものである。゛まず処
理（１）では、最高圧延速度時の各スタンドモータ電流
予測値Ａ　Ｐｉが、予め定めた各スタンド電流配分比率
目標値ξｉ　（第３スタンドを基準とした比率、従って
、ξ３＝１．０）と一致しでいるかどうかを判定する。

具体的には、例えば、各スタンドについて目標バランス
（ξＩ）と予測バランス（Ａ　Ｔ’ｉ　／　Ａ　Ｒ３）
の比率Ａｐ□ をめ、このλｉの全スタンド平均値からのずれλ　１ を計算する。これと、予め定めた電流バランスのデッド
バンドλを比較し、全スタンド共ＩΔλ１１＜Ｔ　・・
・　（２・Ｃ） の場合にのみ、電流配分比率は問題なしと判定し、圧下
位置、ロール回転数の修正は行わない。

このようにλｉでなく１Δλ１１をみるのは、全スタン
ドのλｉが１より大きく又は１より小さければ、相対的
には電流配分比率には問題なしと言うことができるが、
一部のスタンドのλｉが１より大きく残りのスタンドの
λｉが１より小さければ、電流配分比率が大きくくずれ
ているいうことができるためである。

０ 一方、１つのスタンドでも １Δλ１１≧Ｔ　・・・　（２・ｄ） となった場合、処理（２）で各スタンド出側板厚修正量
の計算を行う。処理（２）は、最高圧延速度時の各スタ
ンドのモータ電流配分比率を、各スタンド電流配分比率
目標値ξｊに一致させるために必要な第１〜第４スタン
ド出側板厚の修正量Δｈｉを計算するものである。以下
では、処理（２）の具体的な計算内容とその原理を説明
する。

第ｊスタンドの出側板厚のみを八ｈｊ　（ｍｍ）だけ変
化させたときの、第ｉスタンドモータ電流値の変化に対
する影響係数をＣ１ｊ（Ａ／ｍｍ＞とすると、第ｉスタ
ンドでのモータ電流値の変化ΔＡ１〜ΔＡ４　（Ａ）は
下式となる。

ΔＡ１＝　Ｃ１１Δｈ１ ΔＡ　２　＝　Ｃ２１Δ１１１＋ｃ２２Δｈ２ΔＡ’３
＝Ｃ３２Δｈ２＋ｃ３３Δｈ３ΔＡ４＝Ｃ４３Δｈ３＋
Ｃ４４Δｈ４ ・・・　（３・ａ） １ また、Δｈｉの板厚修正後、各スタンドのモータ電流配
分比率が目標値に一致するならば、ＡＰ□＋ΔＡｉ＝ξ
１（ＡＰｓ＋ΔＡ３）但しくｉ＝１．２．４．５）・・
・　（３・ｂ）が成立する必要がある。（３・ａ）、（
３・ｂ）式をΔｈ１〜Δｈ４について解くと、以下の式
が得られる。

Δｈ　１　＝　−ｘ Δ 〔（Ｃ２Ｃ３２Ｃ４３Ｃａ４Ｃ２２Ｃ４３Ｃ６４＋ξ４
Ｃ２２Ｃ３３Ｃ１５４−Ｃ５Ｃ２２Ｃ１１３Ｃ４４）　
Ａ　Ｐｌ−Ｃ１Ｃ３２Ｃ４３Ｃ６４ＡＰ２ 十ξ１’　Ｃ２２Ｃ４３Ｃ４３ＡＰ１ −Ｃ１Ｃ２２Ｃ３３Ｇ６４ＡＰ４ ＋ξｒ　Ｃ２２Ｃ３３Ｃ４４ＡＰ５　）　・・・　（４
・ａ）９ Δｈ２　＝　−ｘ Δ 〔（Ｃ２１Ｃ４３Ｃ！、４−Ｃ４ｃ２ｔｃｓｓｃＳ４＋
Ｃａ　Ｃ２１Ｃ３３Ｃ４４）　Ａ　ＰＩ−（ＣＩｌ　Ｃ
４３Ｃ６４−Ｃ４Ｃ１ｌ　Ｃ３３Ｃ６４＋ξａ　Ｃｎ　
Ｃ３３Ｃ４４）　ＡＰ２−　（ξＩ　Ｃ２１Ｃ４３Ｃ３
４−Ｃ２Ｃ１ｓ　Ｃ４３ＣＩ５４）　ＡＰ３＋（Ｃ１Ｃ
２１Ｃ３３Ｃｆ１４−Ｃ２Ｃｎ　Ｃ３３Ｃ６４）　ＡＰ
４＝（ξＩ　Ｃ２１Ｃ３３Ｃ４４−Ｃ２Ｃｏ　Ｃ３３Ｃ
４４）　ＡＰｓ　）・　・　・　（４・ｂ） Δｈ３　＝　□　× Δ 〔（Ｃ４Ｃ２Ｉ０３２ＣＢ４−ξＩＩ　Ｃ２１Ｃ３２Ｃ
４４）　ＡＰＩ＋（−Ｃ４Ｃ１ｌ　Ｃ３２Ｃ５４−Ｃｓ
　Ｃ１ｌ　Ｃ３２Ｃ４４）　ＡＰ２＋（Ｃ４Ｃ１１Ｃ２
２Ｃｓ４−Ｃａ　Ｃ１１Ｃ２２Ｃ４４）　ＡＰａ−（ξ
ＩＣ２１Ｃ３２ＣＦ＋４−ξ２Ｃ１１Ｃ３２Ｃ６４＋　
Ｃ１１Ｃ２２ＣＦ＋４）　ＡＰ４ ＋　（Ｃ１Ｃ２１Ｃ３２Ｃ４４−Ｃ２Ｃ２１Ｃ３２Ｃ４
４＋　Ｃ１ｌ　Ｃ２２Ｃ４４）　ＡＰａ ・　・　・　（４・　Ｃ） Δｈａ　＝　−ｘ Δ 〔Ｃ５Ｃ２１（／３２　Ｃ４３ＡＰ１ −Ｃｓ　Ｃ１１Ｃ３２Ｃ４３ＡＰ２ ＋ξｓ　Ｃ／１１　Ｃ２２Ｃ４３ＡＰ３−Ｃｓ　Ｃ１ｌ
　Ｃ２２Ｃ３３ＡＰ４ ＋　（−Ｃ１Ｃ２１Ｃ３２Ｃ４３−Ｃ２０ｎ　Ｃｓｚ　
Ｃ４３＋Ｃ１１Ｃ２２Ｃ４３＋ξ４　Ｃ：１１　Ｃ２２
Ｃ３３）　ＡＰａ　）・　・　・　（４・　ｄ） だだし、 Δ２　Ｃ１Ｃ２１Ｃ３２Ｃ４ａｃａ４ −Ｃ２ＣＴＩ　Ｃ３２Ｃ４３Ｃ！）４ ＋　Ｃｏ　Ｃ２２Ｃ４３Ｃ６４ −Ｃａ　Ｃ１１Ｃ２２Ｃ３３Ｃ６４ ＋ξ５Ｃ１１Ｃ２２Ｃ３３Ｃ４４・・・　（４・ｅ）こ
のようにして処理（２）では、（４・ａ）〜（４・ｄ）
式を用いて、第１〜第４スタンドの板厚修正量）　Δｈ
１〜Δｈ４をめている。影響係数Ｃ１ｊは、当該被圧延
材の通板前に予め計算しておけばよい。

例えば、公知のモータ電流式 ％式％（５） ： ： （５） によってめることができる。

つぎに処理（３）では、処理（２）でめた各スタンド出
側板厚変更Δｈｉを実現するために必要な各ス５ タンド圧下位置修正量ΔＳｔと各スタンドモータ回転数
修正量ΔＮｉをめる。

まず、圧下位置修正量ΔＳｉ（ｍｍ）は公知のゲージメ
ータ式によってめる。すなわち、 −Δｈｉ 但し、Ｍｉ：ミル剛性係数（Ｔｏｎ　／開）　Ｇ は当該コイルの通板前に予め計算しておけばよい。

例えば公知の圧延荷重式 ％式％） ： ： （７） （７） によってめることができる。

７ 　Ｏ また、モータ回転数修正量ΔＮｉ　（ｒｐｍ　）はマス
フロ一式に従って決定する。すなわち、板厚変更前のマ
スフロー一定式より　 ｈｉ　２ｙｒＲｉ　−Ｇｅａｒｉ−Ｎｉ　（１＋ｆｉ）
＝ｈｓ　・２ｇＲ５・Ｇｅａｒｓ・Ｎ３　（１＋ｆ３）
　（８・ａ）第３スタンドのモータ回転数をピボットス
タンドとして変更せず、また、板厚変更による先進率変
化は小さいので （ｈｉ＋Δｈｉ　）　’２　πＲｉ　Ｇｅａｒ　ｉｘ　
（Ｎｉ＋ΔＮ１）（１＋ｆｉ） ＝（ｈａ−＋Δｈａ）２πＲｓＧｅａｒ３・Ｎｓ　（１
＋ｆ３）・・・　（８・ｂ） となる。（８・ａ）、（８・ｂ）式より８ が得られるから、ΔＮｉは によってめることができる。

このように処理（２）、処理（３）でスタンド間のモー
タ電流配分を目標値に一致させるための各スタンド出側
板厚の変更量、圧延荷重の変更量、圧下位置の変更量、
モータ回転数の変更量をめたが、実用上は、これらの変
更量が大きすぎないようにリミットチェックを行う必要
がある。例えば板厚については、各スタンドについて ここで・Δｈｍａｘｉは、第１スタンドの板厚修正量の
最大リミット値 をめ、１．０を越えるものがあるが否かをチェックする
。

１．０を越えるものがあればその最大値εｍａｘにより ε　ｍａｘ 処理を行う。これにより、修正量間のバランスをくずす
ことなく、規定の修正量リミットを満たすことができる
。

電流配分修正計算装置７では、このようにしてスタンド
間の電流バランスを目標値に一致させるための、各スタ
ンド圧下位置の修正量と、各スタンドモータ回転数の修
正量が計算され、それぞれ各スタンドの圧下位置修正装
置６１〜６５、各スタンドモータ回転数修正装置５１〜
５５に送られる。圧下　ｎ 位置修正装置およびモータ回転修正装置は、電流配分修
正計算装置の指令に従って、圧下位置やモータ回転を修
正する。

上記実施例では、５スタンドのミルに対して５スタンド
全ての電流バランスを監視して制御しているが、１部の
スタンド例えば、第１〜第４スタンドの電流バランスの
み監視制御し、他のスタンド、すなわち第５スタンドの
モータ電流は無視するという場合にも、本発明の装置が
適用できることはあらためていうまでもない。

第３図は、５スタンドのコールドタンデムミルに本発明
の電流配分制御装置を適用した例である。

また、このときの被圧延材すなわちコイルの仕様は、素
厚３．５ｍｍ、仕上厚０　、７９＋＋ｕｎ、板中９８０
ｍｎ＋で、上段のグラフは各スタンドモータ電流実績値
の第３スタンドを基準にしての比率を示し、点線がオペ
レータの指定した目標電流バランスである。下段が本発
明の電流配分制御装置による各スタンド圧下位置の修正
出力である。左から右に■〜■の３つのグラフがあるが
、これが時間的な推移を示１ している。

まず、■では、第１スタンド及び第４スタンドの負荷が
かなり小さい。これに対して、本発明の電流配分制御装
置は、第１、第４スタンドの圧下量を大きくし、第３ス
タンドの圧下量を小さくするため、第１、第３、第４ス
タンドの圧下位置を変更する指令を出力している。この
結果、第３図の■に示すように、スタンド間の電流バラ
ンスはかなり改善されたが、まだ、第２スタンドの電流
比率が目標よりも若干大きい。これに対し、本発明の電
流配分制御装置は第１スタンド圧下量を大きくするよう
に圧下位置を変更する指令を出力することにより、第１
、第２スタンド間の負荷バランスを修正している。こう
して、第３図の■のように各スタンド間のモータ電流比
率は目標値に一致するに至っている。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のタンデムミル
の電流配分制御装置を用いると、スタン２ ド間モータ電流のバランスが一定値に維持される。

従って、もし、設定値の誤差、あるいは何かの外乱によ
んで電流バランスがくずれることがあっても、速かに目
標バランスに修正することができる。

それ故、特定のスタンドに負荷が集中することがなくな
り、ヒートスフランチの発生を警戒して圧延速度を下げ
る必要もないので、生産量が低下することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるタンデムミルの電流配分制御装
置の一実施例の構成を示すブロック図、第２図は、本発
明によるタンデムミルの電流配分制御装置による制御の
フローチャート、そして、第３図は、本発明によるタン
デムミルの電流配分制御装置の制御による各スタンドの
モータ電流バランスと圧下位置修正出力の例をしめずグ
ラフである。 ３ （主な参照番号） １〜５・・・タンデムミルの圧延スタンド、６・・・被
圧延材、７・・・電流配分修正計算装置、８・・・最高
ロール速度設定装置、９・・・電流配分比率目標値設定
装置、１１〜１５・・・スタンドロール駆動モータ、２
１〜２５・・・モータ回転数検出装置、３１〜３５・・
・モータ電流検出装置、４１〜４５・・・モータ電流予
測計算装置、５１〜５５・・・スタンドモータ回転数修
正装置、６１〜６５・・・圧下位置修正装置 特許出願人・・・住友金属工業株式会社代理人・・・弁
理士　新居正金 ４ ■ −９７一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　各スタンド駆動モータのモータ電流検出装置と
   モータ回転数検出装置を具備したタンデムミルにおいて
   、 前記モータ電流検出装置の出力と、前記モータ回転数検
   出装置の出力より、当該被圧延材の最高圧延速度時の各
   スタンド駆動モータの電流値を予測計算するモータ電流
   予測計算装置と、該モータ電流予測計算装置からの各ス
   タンド駆動モータの予測電流値と予め定めたモータ電流
   の各スタンド配分比率目標値とに基づいて、層高圧延速
   度時のモータ電流の各スタンド配分比率を前記配分比率
   目標値と一致させるための各スタンド圧下位置とロール
   回転数の修正量を計算する電流配分修正計算装置と、 該電流配分修正計算装置の出力に従って、各スタンドの
   圧、τ位置およびモータ回転数を修正するための圧下位
   置修正装置及びモータ回転数修正装置ｉ を具備していることを特徴とする電流配分制御装置。