KR20130065729A

KR20130065729A - 압연기의 제어 장치

Info

Publication number: KR20130065729A
Application number: KR1020137012377A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 이마나리; 시게오 카와무라; 카즈유키 마루야마
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2013-06-19
Also published as: JP5598549B2; EP2644288A4; WO2012070099A1; US9242283B2; CN103221159B; KR101435760B1; US20130213103A1; EP2644288B1; CN103221159A; JPWO2012070099A1; EP2644288A1

Abstract

금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심 등에 기인하는 주기성 외란을 적절히 억제할 수 있고, 또한, 압연재의 최선단의 압연에서도, 고정밀한 판두께 제어를 실현할 수 있도록 한다.
하중을 상측 하중과 하측 하중으로 배분하는 하중 상하 배분 수단과, 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 하중의 변동 성분을 동정하는 하중 상하 변동 동정 수단과, 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 상하 동정 하중 변동 기억 수단을 구비한다. 조작량 연산 수단은, 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과, 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 롤 갭 지령치를 연산한다.

Description

압연기의 제어 장치{ROLLING MILL CONTROL DEVICE}

본 발명은, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 주기성 외란, 예를 들면, 롤 등의 회전 위치에 관련하여 주기적으로 발생하는 하중 변동이나, 이 하중 변동에 수반하여 발생하는 판두께 변동을 억제하기 위한 제어 장치에 관한 것이다.

박판 압연이나 후판 압연에서의 품질 제어의 하나로, 압연재의 폭방향 중앙부의 판두께를 제어하는 판두께 제어(Automatic Gage Control : AGC)가 있다. 그 구체적인 제어 방법으로서는, 예를 들면, 압연기의 출측에 설치된 판후계(板厚計)의 측정치를 피드백하는 모니터 AGC, 압연 하중이나 롤 갭(상하 작업 롤의 간극)으로부터 추정한 게이지 미터 판두께를 이용한 게이지 미터 AGC(Gage Meter AGC : GM-AGC), 압연 하중을 이용한 밀 정수 가변 제어(Mill Modulus Control : MMC) 등을 들 수 있다.

판두께 정밀도의 향상을 저해하는 외란(外亂)으로서는, 예를 들면, 열간 압연이라면, 압연재의 온도 변동을 들 수 있다. 또한, 열간 압연 및 냉간 압연에 공통의 외란으로서는, 다른 제어, 예를 들면, 장력 제어의 열화에 의한 장력 변동, 오퍼레이터의 수동 개입에 의한 속도나 롤 갭의 변경, 롤 구조나 롤 연마의 정밀도 불량에 의해 생기는 롤 편심 등을 들 수 있다.

이러한 외란중, 상기 롤 편심은, 오일 베어링을 갖는 지지 롤의 키 홈이 수백톤부터 2 내지 3천톤이라는 큰 압연 하중을 받은 때에 축이 상하로 이동하는(축 흔들림(軸振)되는)것이, 주된 원인이 되어 발생한다. 또한, 롤 편심이 생기면, 롤의 회전에 맞추어서 롤 갭의 변동도 발생한다.

또한, 키 홈을 구비하지 않은 롤이라도, 예를 들면, 롤 연마시의 비대칭성이나 열팽창의 치우침 등의 원인에 의해, 롤의 회전에 의존한 주기적인 롤 갭 변동은 발생한다.

압연기에는, 롤 갭을 검출하기 위한 롤 갭 검출기가 구비되어 있고, 롤 갭을 제어하는 장치는, 롤 갭이, 주어진 값(설정치)이 되도록, 롤 갭 검출기의 검출치를 피드백하여 압하 장치를 제어한다. 그러나, 롤 편심 등의 롤의 축 흔들림에 의존하는 외란은, 롤 갭 검출기에 의해 검출할 수가 없다. 즉, 롤 갭 검출기의 검출치에는, 롤의 축 흔들림에 의한 영향이 나타나지 않는다. 이 때문에, 롤 갭 검출기를 사용하여도, 롤의 축 흔들림에 의존하는 외란을 억제하는 제어를 행할 수는 없다. 그러나, 롤의 축 흔들림에 의존하는 외란은, 실제로는 롤 갭을 변화시켜서 있기 때문에, 그 영향은 압연 하중에는 나타나고 있다. 따라서 롤의 축 흔들림에 의존하는 외란은, 압연 하중을 이용하여 판두께 제어를 행하는 GM-AGC, MMC 등에서, 판두께 정밀도의 향상을 저해하는 큰 요인으로 되어 있다.

롤 편심이라는 주기적으로 발생하는 외란(이하, 「주기성 외란」이라고도 한다)을 저감시키기 위해, 종래로부터, 롤 편심 제어가 행하여지고 있다. 롤 편심 제어에 관한 몇가지의 예를, 이하에 나타낸다.

또한, 이하의 설명(본원 발명의 설명도 포함하다)은, 상하 2개의 작업 롤만으로 구성되는 이른바 2Hi 밀의 경우, 상하 2개의 작업 롤 및 상하 2개의 지지 롤의 합계 4개의 롤로 구성되는 이른바 4Hi 밀의 경우, 상하 2개의 작업 롤, 상하 2개의 중간 롤 및 상하 2개의 지지 롤의 합계 6개의 롤로 구성되는 이른바 6Hi 밀의 경우, 그 이상의 롤로 구성되는 경우에도, 마찬가지로 생각할 수 있다. 이 때문에, 이하에서는, 작업 롤을 워크롤(Work Roll : WR)이라고 표현하고, 지지 롤 등의 작업 롤 이외의 롤을 백업롤(Back Up Roll : BUR)이라고 표현한다.

(A) 롤 편심 제어 1

압연재를 압연하기 전에, 상하 워크롤을 접촉시켜서 일정한 하중을 걸은 상태(키스롤 상태)로 롤을 회전시키고, 키스롤시(時) 하중을 검출한다. 그리고, 검출한 키스롤시 하중을 고속 푸리에 변환하는 등 하여 롤 편심 주파수를 분석한다. 압연중은, 분석한 주파수의 롤 편심이 발생하는 것으로 가정하고, 압연 하중을 이용한 피드백 제어는 행하지 않고, 상기 롤 편심에 의한 영향을 저감시키도록 롤 갭 조작량을 출력한다.

(B) 롤 편심 제어 2

압연기의 출측에 설치된 판후계에 의해, 판두께 변동을 측정한다. 그리고, 판후계에 의해 측정된 값이, 롤의 어느 회전 위치에서 압연된 것인지를 관련지어서, 판두께 편차를 연산한다. 제어 장치는, 연산된 판두께 편차에 응하여 롤 갭을 조작하고, 롤 편심에 의한 판두께 변동을 저감시킨다.

(C) 롤 편심 제어 3

압연중에 압연 하중을 받아들이고, 그 압연 하중으로부터 롤 편심 성분을 추출한다. 그리고, 추출한 롤 편심 성분을 롤 갭 신호로 변환하고, 롤 편심에 의한 압연 하중 변동을 억제하도록, 롤 갭을 조작한다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조).

일본 특개2002-282917호 공보 국제공개2008/090596호 공보

상기 롤 편심 제어 1 및 2의 과제, 및, 롤 편심 제어 3중 특허 문헌 1에 기재된 것이지만 과제에 관해서는, 특허 문헌 2에 기재되어 있기 때문에, 여기서의 설명은 생략한다.

특허 문헌 2에도 기재되어 있는 바와 같이, 상하의 백업롤의 지름이 다른 경우는, 이른바 비트 또는 구불거림이라고 불리는 현상이 발생하고, 제어성능의 열화가 생겨 버린다.

특허 문헌 2에 기재된 것에서는, 압연시의 하중으로부터 롤 편심 성분을 적절히 추출하여 롤 갭 조작을 행하고 있지만, 압연재의 최선단에서는, 고정밀한 판두께 제어를 실시할 수가 없다는 문제가 있다.

예를 들면, 특허 문헌 2에는, 압연재의 최선단의 판두께 제어에서, 직전의 재료를 압연할 때에 얻어진 값을 이용하는 것이 기재되어 있다(특히, 0069 단락 참조). 그러나, 그 값을 검출한 후에 백업롤과 워크롤이 슬립하여 롤 위치에 어긋남이 생겨 버린 경우에는, 정확한 판두께 제어를 실시할 수가 없다는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 2에는, 키스롤시 하중의 변동을 추출하는 수단을 별도 마련함에 의해, 키스롤시 하중으로부터 롤 편심 성분을 추출하여, 압연재의 최선단의 판두께 제어에 이용하는 것도 기재되어 있다(특히, 0070 및 0037 단락 참조). 그러나, 이 경우도, 키스롤 때의 추출 방법과 압연시의 추출 방법이 다르기 때문에, 고정밀한 판두께 제어를 실시할 수가 없고, 또한, 구성이 복잡화한다는 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심 등에 기인하는 주기성 외란을 적절히 억제할 수 있고, 또한, 압연재의 최선단의 압연에서도, 고정밀한 판두께 제어를 실현할 수 있는 압연기의 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 압연기의 제어 장치는, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심을 주된 요인으로 하는 주기성 외란을 억제하기 위한 압연기의 제어 장치로서, 키스롤시 하중 및 압연 하중을 검출하기 위한 하중 검출 장치와, 하중 검출 장치에 의해 검출된 하중을, 소정의 비율로 상측 하중과 하측 하중으로 배분하는 하중 상하 배분 수단과, 하중 상하 배분 수단에 의해 배분된 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 하중의 변동 성분을 각각 동정(同定)하는 하중 상하 변동 동정 수단과, 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 상하 동정 하중 변동 기억 수단과, 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분, 및, 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 압연되고 있는 금속재료의 판두께 변동을 저감시키도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하는 조작량 연산 수단과, 조작량 연산 수단에 의해 연산된 롤 갭 지령치에 의거하여, 롤 갭을 조작하는 롤 갭 조작 수단을 구비한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 압연기의 제어 장치는, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심을 주된 요인으로 하는 주기성 외란을 억제하기 위한 압연기의 제어 장치로서, 키스롤시 하중 및 압연 하중을 검출하기 위한 하중 검출 장치와, 하중 검출 장치에 의해 검출된 하중을, 소정의 비율로 상측 하중과 하측 하중으로 배분하는 하중 상하 배분 수단과, 하중 상하 배분 수단에 의해 배분된 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 변동 성분을 각각 동정하는 롤 갭 상하 변동 동정 수단과, 키스롤 상태일 때에 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단과, 금속재료의 압연이 행하여지고 있을 때에 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분, 및, 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단에 기억되어 있는 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 압연되고 있는 금속재료의 판두께 변동을 저감시키도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하는 조작량 연산 수단과, 조작량 연산 수단에 의해 연산된 롤 갭 지령치에 의거하여, 롤 갭을 조작하는 롤 갭 조작 수단을 구비한 것이다.

본 발명에 관한 압연기의 제어 장치에 의하면, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심 등에 기인하는 주기성 외란을 적절히 억제할 수 있고, 또한, 압연재의 최선단의 압연에서도, 고정밀한 판두께 제어를 실현할 수 있도록 된다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 압연기의 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 2는 측정된 압연 하중의 개념을 도시하는 도면.
도 3은 백업롤의 분할과 워크롤과의 관계를 설명하기 위한 도면.
도 4는 하중으로부터 롤 편심 등에 의한 변동 성분을 추출하는 한 예를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 1에 도시하는 압연기의 제어 장치의 주요부 상세도.
도 6은 도 1에 도시하는 압연기의 제어 장치의 주요부 상세도.
도 7은 키스롤 상태에서 하중을 발생시킨 때의 가산기의 값을 설명하기 위한 도면.
도 8은 압연을 시작하고 나서 소정의 천이 기간이 경과하기까지의 조작량 연산 수단의 제어 내용을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 압연기의 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면.
도 10은 도 9에 도시하는 압연기의 제어 장치의 주요부 상세도.
도 11은 도 9에 도시하는 압연기의 제어 장치의 주요부 상세도.
도 12는 도 1에 도시하는 압연기를 압연재의 압연 방향에서 본 도면.
도 13은 드라이브측 및 오페측의 롤 갭 지령치의 연산 방법을 설명하기 위한 도면.
도 14는 비(r_DR 및 r_OP)의 연산 방법을 설명하기 위한 도면.
도 15는 비(r_DR 및 r_OP)의 연산 방법을 설명하기 위한 도면.

본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 첨부한 도면에 따라 이것을 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있고, 그 중복 설명은 적절히 간략화 내지 생략한다.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 압연기의 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.

도 1에서, 1은 금속재료로 이루어지는 압연재, 2는 압연기의 하우징, 3은 워크롤, 4는 백업롤이다. 압연재(1)는, 압연기의 출측에서 소망하는 판두께가 되도록, 롤 갭과 속도가 적절히 조정된 워크롤(3)에 의해 압연된다.

도 1에서는, 압연기의 한 예로서, 4Hi 밀을 나타내고 있다. 즉, 본 실시의 형태에서는, 워크롤(3)은, 상워크롤(3a) 및 하워크롤(3b)에 의해 구성된다. 백업롤(4)은, 상백업롤(4a) 및 하백업롤(4b)에 의해 구성된다. 워크롤(3)은, 롤 폭방향의 휨이 적어지도록, 백업롤(4)에 의해 지지되는 구성을 갖고 있다. 구체적으로는, 상워크롤(3a)이 상백업롤(4a)에 의해 상방에서 지지되고, 하워크롤(3b)이 하백업롤(4b)에 의해 하방에서 지지되어 있다. 또한, 백업롤(4)은, 하우징(2)에 지지되어 있고, 압연재(1)를 압연할 때의 하중에도 충분히 견딜 수 있는 소정의 구조를 갖고 있다.

5는 압하 장치이다. 상워크롤(3a) 및 하워크롤(3b) 사이의 간극, 즉, 롤 갭은, 이 압하 장치(5)에 의해 조정된다. 압하 장치(5)는, 전동기 제어에 의한 것(전동 압하라고 말한다), 유압 제어에 의한 것(유압 압하라고 말한다)의 2종류가 존재하는데, 유압 압하의 쪽이 고속 응답을 얻기 쉽다. 롤 편심 등의 짧은 주기의 외란을 제어하기 위해서는 고속 응답이 필요하므로, 압연기에서는, 유압 압하의 것이 일반적으로 채용된다.

또한, 압연기는, 압연 라인을 경계로 하여, 전동기나 드라이브 장치가 배치된 이른바 드라이브측과, 그 반대측이 되는, 운전 실 등이 배치된 오퍼레이터측(이하, 생략하여 「오페측」이라고도 한다)으로 편의상 나누어진다. 이하의 설명에서는, 드라이브측과 오페측의 구별을 명확히 할 필요가 있는 경우, 드라이브측을 나타내기 위해 첨자 D 또는 DR을 사용하고, 오페측을 나타내기 위해 첨자 O 또는 OP를 사용한다.

상기 압하 장치(5)는, 드라이브측과 오페측에 각각 설치되어 있다. 즉, 압연기의 드라이브측에는 압하 장치(5D)가 설치되고, 오페측에는 압하 장치(5O)가 설치되어 있다. 롤 갭은, 압하 장치(5D 및 5O)의 쌍방을 이용하여 조정된다.

6은 압연기에서 하중을 검출하기 위한 하중 검출 장치이다. 하중 검출 장치(6)도 압하 장치(5)와 마찬가지로, 드라이브측과 오페측에 각각 설치되어 있다. 즉, 압연기의 드라이브측에는 하중 검출 장치(6D)가 설치되고, 오페측에는 하중 검출 장치(6O)가 설치되어 있다. 하중의 검출 방법으로서는, 여러가지의 방법이 존재한다. 예를 들면, 하중 검출 장치(6)는, 하우징(2)과 압하 장치(5)와의 사이에 매입된 로드 셀(Load Cell)에 의해, 하중을 직접적으로 측정한다. 또한, 하중 검출 장치(6)는, 유압 압하 장치에서 검출된 압력에 의거하여, 하중을 간접적으로 계산한다.

또한, 「하중」이란, 압연 하중과 키스롤시 하중의 쌍방이 포함되는 것으로 한다. 압연 하중은, 압연재(1)를 압연하고 있을 때에, 압연재(1)로부터 받는 압연 반력(反力)에 상당하는 하중이다. 또한, 키스롤시 하중은, 압연재(1)가 없는 상태에서 상워크롤(3a)과 하워크롤(3b)을 접촉시키는, 이른바 키스롤 상태에서 발생하는 하중이다. 이하에서는, 키스롤시 하중과 압연 하중을 명확하게 구별할 필요가 없는 경우, 단지 「하중」이라고 표기한다.

7은 워크롤(3)(이나 백업롤(4))의 회전수를 검출하기 위한 롤 회전수 검출기이다. 롤 회전수 검출기(7)는, 워크롤(3)이나 이 워크롤(3)을 구동하는 전동기의 축(도시 생략)에 마련된다. 또한, 롤 회전수 검출기(7)의 한 기능으로서, 워크롤(3)의 회전각도에 응한 펄스를 출력하도록 구성하여도 좋다. 이러한 구성을 갖음에 의해, 롤 회전수 검출기(7)에 의해, 워크롤(3)의 회전각도의 검출도 행할 수 있도록 된다. 또한, 워크롤(3)과 백업롤(4)과의 직경의 비가 기지(旣知)라면, 롤 회전수 검출기(7)에 의해 검출된 워크롤(3)의 회전수와 회전각도에 의거하여, 워크롤(3)과 백업롤(4) 사이에 슬립이 없는 경우에 있어서 백업롤(4)의 회전수와 회전각도를 용이하게 구하는(연산하는) 것도 가능해진다.

8은 백업롤(4)이 1회전할 때마다 소정의 기준위치를 검출하는 롤 기준위치 검출기이다. 롤 기준위치 검출기(8)는, 예를 들면, 근접 센서 등을 구비하고, 백업롤(4)이 1회전할 때마다, 백업롤(4)에 마련된 피검출체를 검지(즉, 상기 기준위치를 검출)한다. 또한, 롤 기준위치 검출기(8)는, 상기 기준위치의 검출기능을 구비하고 있으면, 어떤 구성을 갖고 있어도 상관없다. 예를 들면, 롤 기준위치 검출기(8)는, 펄스 제너레이터(Pulse Generator)를 이용함에 의해, 백업롤(4)의 회전각도에 의존한 펄스를 취출하여, 백업롤(4)의 회전각도 그 자체를 검출하여도 좋다.

도 1에서는, 상백업롤(4a) 및 하백업롤(4b)의 쌍방에 롤 기준위치 검출기(8)를 부착한 경우를 나타내고 있다. 또한, 상기 기능을 실현할 수 있으면, 롤 기준위치 검출기(8)를, 상백업롤(4a) 및 하백업롤(4b)의 한쪽에만 부착하여도 상관없다. 또한, 롤 기준위치 검출기(8)를 장치 단체(單體)로서 구비하지 않아도, 워크롤(3)과 백업롤(4)과의 직경의 비가 기지라면, 워크롤(3)의 회전각도로부터 백업롤(4)의 회전각도를 연산에 의해 구하는 것도 가능하다.

[수식 1]

여기서,

θ _B : 백업롤의 회전각[rad]

θ _W : 워크롤의 회전각[rad]

D _B : 백업롤의 직경[㎜]

D _W : 워크롤의 직경[㎜]

이다. 또한, 윗식 및 이하에서는, 기호 θ은 각도를 나타내고, 첨자의 W는 워크롤(3)을, B는 백업롤(4)을 나타내는 것으로 한다.

9는 롤 갭을 검출하기 위한 롤 갭 검출기이다. 롤 갭 검출기(9)는, 예를 들면, 백업롤(4)과 압하 장치(5)와의 사이에 마련되고, 롤 갭을 간접적으로 검출한다. 롤 갭 검출기(9)도 압하 장치(5)와 마찬가지로, 드라이브측과 오페측에 각각 설치되어 있다. 즉, 압연기의 드라이브측에는 롤 갭 검출기(9D)가 설치되고, 오페측에는 롤 갭 검출기(9O)가 설치되어 있다.

또한, 10은 하중 상하 배분 수단, 11은 하중 상하 변동 동정 수단, 12는 상하 동정 하중 변동 기억 수단, 13은 조작량 연산 수단, 14는 롤 갭 조작 수단이다. 이하에, 도 2 내지 도 8도 참조하여, 10 내지 14에 도시하는 각 수단의 구성 및 기능에 관해, 구체적으로 설명한다.

도 2는 측정된 압연 하중의 개념을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 압연재(1)를 압연하고 있을 때의 하중(압연 하중)은, 백업롤(4)의 롤 편심을 주된 요인으로 하는 주기성 외란이 생기지 않는 경우에도, 예를 들면, 압연재(1)의 온도 변화나 판두께 변화에 의해, 시간(즉, 롤의 회전)과 함께 변동한다. 한편, 백업롤(4)에 롤 편심이 있는 경우 등에는, 압연 하중은, 상기 롤 편심 등 이외의 요인에 의한 변동에, 롤 편심 등에 의한 압연 하중의 변동 성분을 서로 합친 것으로서 표시된다. 본원 발명에서는, 압연 하중으로부터 롤 편심 등에 의한 변동 성분을 정확하게 분리함에 의해, 그 분리한 변동 성분(즉, 롤 편심 등에 의한 압연 하중 변동)을 본 제어 장치에 의해 제어하고, 롤 편심 등 이외에 의한 압연 하중 변동을 상기 MMC나 GM-AGC로 제어하는 것을, 기본적인 사고방식으로 하고 있다.

도 3은 백업롤의 분할과 워크롤과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 3은, 백업롤(4)의 전둘레를 n등분하고, 백업롤(4)의 가장 가까운 외측에, 대응하는 위치눈금(15)을 기재한 것을 나타내고 있다. 또한, 상기 위치눈금(15)은, 10 내지 14로 나타내는 각 수단의 기능 등을 설명하기 위해 붙인 것이고, 실제의 기기류에는 붙여져 있지 않아도 상관없다.

상기 위치눈금(15)은, 백업롤(4)의 회전 위치를 검출하기 위한 것이고, 하우징(2)측에 붙여진다. 즉, 위치눈금(15)은, 백업롤(4)과 함께 회전하는 것이 아니다. 그리고, 위치눈금(15)은, 어느 위치(고정측의 기준위치(15a))를 0으로 하여,(n-1)까지 번호가 붙여진다. 상기 n은, 예를 들면, n=30 내지 60 정도의 값이 설정된다.

또한, 백업롤(4)에는, 회전측의 기준위치(4c)가 미리 설정되어 있다. 이 기준위치(4c)는, 백업롤(4)의 어느 개소에 설정되는 것이고, 당연히, 백업롤(4)의 회전에 연동하여 회전한다.

또한, 기준위치(15a 및 4c)에, 근접 센서 등의 센서와 이 센서에 의해 검출 가능한 피검출체를 매입함에 의해, 센서와 피검출체에 의해 상기 롤 기준위치 검출기(8)를 구성할 수 있다. 이러한 경우, 예를 들면, 기준위치(4c)에 마련된 근접 센서가 고정측의 기준위치(15a)에 달함에 의해, 기준위치(15a)에 매입된 피검출체가 근접 센서에 의해 검출된다. 즉, 백업롤(4)의 기준위치(4c)가, 고정측의 기준위치(15a)를 통과하였다고 인식된다.

또한, 도 4에 도시하는 θ _WT0는, 상백업롤(4a)의 기준위치(4c)가, 고정측의 기준위치(15a)에 일치한 때의 상워크롤(3a)의 회전각도이고, θ _WT는, 상백업롤(4a)이 θ _BT만큼 회전한 후의 상워크롤(3a)의 회전각도이다. 하워크롤(3b)의 회전각도에 대해서도 마찬가지이다. 우측의 첨자 T는 상측을, B는 하측을 나타내고 있다.

이하에서는, 백업롤(4)의 회전각도란, 회전측의 기준위치(4c)가, 고정측의 기준위치(15a)로부터, 백업롤(4)의 회전에 연동하여 이동한 각도를 나타내는 것으로 한다. 예를 들면, 백업롤(4)의 회전각도가 90도라는 것은, 기준위치(4c)가, 고정측의 기준위치(15a)로부터 백업롤(4)의 회전 방향으로 90도 회전한 위치에 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 백업롤(4)의 회전각도가 위치눈금(15)의 가장 근접한 눈금(예를 들면, 위치눈금(15)의 j번째의 눈금)에 있는 상태를, 백업롤(4)의 회전각도 번호(회전 위치에 상당)가 j라고 한다.

도 4는 하중으로부터 롤 편심 등에 의한 변동 성분을 추출하는 한 예를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는, 검출된 하중이 압연 하중인 경우를 예로 설명을 행한다.

백업롤(4)의 기준위치(4a)가 고정측의 기준위치(15a)에 일치하는 경우, 즉, 백업롤(4)의 회전각도 번호가 0일 때, 압연 하중은 P₁₀를 나타내고 있다. 그리고, 백업롤(4)이 회전하고, 그 회전각도 번호가 1, 2, 3 …로 진행되면, 압연 하중도 P₁₁, P₁₂, P₁₃ …로 변화한다. 백업롤(4)이 1회전하여, 회전각도 번호가 (n-1)부터 재차 0이 되면, 압연 하중(P₂₀)이 채취된다. 압연 하중(P₁₀ 및 P₂₀)을 연결한 직선은, 롤 편심 등에 의한 압연 하중 변동을 제외한 압연 하중이라고 간주할 수 있다. 따라서 롤 편심 등에 의한 압연 하중의 변동 성분은, 각 회전각도 번호에서 측정된 압연 하중(P₁₀, P₁₁, P₁₂, P₁₃ … P₂₀)과 상기 직선과의 차로부터 구할 수 있다.

또한, 실제로 측정된 압연 하중(P_ij)의 값(실적치)에는, 온도 변동·판두께 변동·장력 변동 등에 의한 압연 하중 변동이나, 롤 편심 등에 의한 압연 하중 변동에 더하여, 노이즈 성분이 포함되는 것이 많다. 이 때문에, 실제의 압연 하중(P_ij)의 실적치는, 도 4에 도시하는 바와 같은 완만한 곡선상에 분포하는 것이 아니고, 상기 직선의 시작점으로 된 압연 하중(P_i0)과 종점으로 된 압연 하중(P_(i+1)0)을 특정하는 것이 곤란한 경우도 있다.

그래서, 압연 하중(P_i0와 P_(i+1)0)의 변화가 크지 않는 것으로 가정한다. 그리고, 측정한 n개의 압연 하중(P_i0, P_i1, P_i2, P_i3 … P_i _(n-1))의 평균치를 취하고, 각 압연 하중(P_i0, P_i1, P_i2, P_i3 … P_i _(n-1))과 이 평균치와의 차(△P_ij)를, 압연 하중의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분으로 간주한다. 이 방법의 이점은, 압연 하중의 실적치의 채취를 (n-1)구분째까지 할 수 있고, 노이즈 등에 의한 압연 하중의 변동에도 강한 것이다. 또한, 압연 하중의 실적치에 필터링 처리를 시행함에 의해, 노이즈 성분을 저감시키는 것도 유효한 수단이다.

도 5 및 도 6은 도 1에 도시하는 압연기의 제어 장치의 주요부 상세도이다. 구체적으로, 도 5는 하중 상하 배분 수단(10) 및 하중 상하 변동 동정 수단(11)의 각 상세를, 도 6은 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12) 및 조작량 연산 수단(13)의 각 상세를 도시하고 있다.

하중 상하 배분 수단(10)은, 하중 검출 장치(6)에 의해 검출된 하중(예를 들면, 압연 하중의 실적치)을 2개의 값으로 분리하는 기능을 갖고 있다. 하중 검출 장치(6)에서는, 1스탠드분의 하중으로서는 하나의 값밖에 취할 수가 없다. 예를 들면, 하중 상하 배분 수단(10)에는, 하중 검출 장치(6D)에 의해 검출된 하중과 하중 검출 장치(6O)에 의해 검출된 하중과의 합인 토탈 하중(P)이 입력된다. 하중 상하 배분 수단(10)은, 하중 검출 장치(6)에 의해 검출된 이 토탈 하중(P)이, 상백업롤(4a)과 하백업롤(4b)에 개별적으로 발생하는 것으로 가정하고, 토탈 하중(P)을 상측 하중(PT)과 하측 하중(P_B)으로 분할한다. 구체적으로, 하중 상하 배분 수단(10)은, 다음 식에 의해 토탈 하중(P)의 배분을 행한다.

[수식 2]

[수식 3]

여기서,

P_T : 상백업롤에 발생하는 하중(상측 하중)

P_B : 하백업롤에 발생하는 하중(하측 하중)

P : 토탈 하중의 실적치(하중 검출 장치에 의한 검출치)

R : 상측 하중(P_T)에 배분하여야 할 토탈 하중(P)에 대한 비이다.

그리고, 하중 상하 배분 수단(10)은, 토탈 하중(P)을 상하 2개로 배분한 값(P_T 및 P_B)을, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 대해 출력한다.

하중 상하 변동 동정 수단(11)은, 상측 하중 변동 동정 수단(16)과 하측 하중 변동 동정 수단(17)을 구비하고 있다. 상측 하중 변동 동정 수단(16)은, 하중 상하 배분 수단(10)에 의해 배분된 상측 하중(P_T)으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 상측 하중의 변동 성분을 동정하는 기능과, 그 동정 데이터(상측 변동 성분)를 적절한 타이밍에서 조작량 연산 수단(13)에 출력하는 기능을 갖고 있다. 또한, 하측 하중 변동 동정 수단(17)은, 하중 상하 배분 수단(10)에 의해 배분된 하측 하중(P_B)으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 하측 하중의 변동 성분을 동정하는 기능과, 그 동정 데이터(하측 변동 성분)를 적절한 타이밍에서 조작량 연산 수단(13)에 출력하는 기능을 갖고 있다.

이하에, 도 5를 참조하여, 상측 하중 변동 동정 수단(16) 및 하측 하중 변동 동정 수단(17)의 각 구성 및 기능에 관해, 구체적으로 설명한다.

상측 하중 변동 동정 수단(16)은, 편차 연산 수단(18a), 동정 수단(19a), 스위치(20a)에 의해, 그 주요부가 구성되어 있다.

편차 연산 수단(18a)은, 하중 상하 배분 수단(10)으로부터의 입력치인 상측 하중(P_T)으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 상측 변동 성분을 추출하는 기능을 갖고 있다.

구체적으로, 편차 연산 수단(18a)은, 하중 상하 배분 수단(10)으로부터 상측 하중(P_T)이 입력되면, 그 상측 하중(P_T)을, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기록한다. 예를 들면, 편차 연산 수단(18a)에는 n개(j=0, 1, 2 … n-1)의 기록 에어리어(21a)가 구비되어 있고, 백업롤(4)의 회전에 수반하여, 상측 하중(P_T)이, 대응의 기록 에어리어(21a)에 순차적으로 기록된다. 즉, 백업롤(4)의 회전각도 번호가 0일 때의 상측 하중(P_T)이, 하중(P₀)으로서 기록 에어리어(21a)에 기록된다. 마찬가지로, 백업롤(4)의 회전각도 번호가 j일 때의 상측 하중(P_T)이, 하중(P_j)으로서 기록 에어리어(21a)에 기록된다.

하중 상하 배분 수단(10)으로부터의 상측 하중(P_T)은, 백업롤(4)이 1회전하는 동안, 기록 에어리어(21a) 내에서 유지된다. 그리고, 백업롤(4)이 1회전하여, 모든 기록 에어리어(21a)에 하중(P_j)이 기록되면(예를 들면, 회전각도 번호가 n-1일 때의 상측 하중(P_T)이 기록 에어리어(21a)에 하중(P_n _-1)으로서 기록되면), 각 기록 에어리어(21a)에 기록되어 있는 하중의 평균치가, 평균치 연산 수단(22a)에 의해 연산된다. 또한, 상기 평균치의 연산이 종료되면, 감산기(23a)에 의해, 회전각도 번호마다, 기록 에어리어(21a) 내의 하중(P_j)과 평균치 연산 수단(22a)에 의해 연산된 평균치와의 차(△P_j)가 연산된다.

감산기(23a)의 연산 결과(상기 차)는, 도 4에 도시하는 편차(△P_ij), 즉, 하중의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분에 상당한다. 도 5는, 평균치 연산 수단(22a)에 의해 평균치를 연산하는 경우의 구성을 나타내고 있지만, 도 4에서 설명한 직선을 구함에 의해, 상기 편차의 산출을 행하여도 좋다. 이러한 경우, 편차 연산 수단(18a)은, 하중(P₀)을 시작점, 하중(P_n)을 종점으로 하여 직선의 식을 연산하고, 그 직선과 각 회전각도 번호에서의 하중(P_j)과의 차를 계산한다.

감산기(23a)로부터 출력된 편차(△P_j), 즉, 하중의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분은, 동정 수단(19a)에 입력되고, 리밋(24a)에서 상하한이 체크된다. 그리고, 각 회전각도 번호의 편차(△P_j)의 상하한 체크가 종료된 시점에서 각 스위치(25a)가 동시에 ON이 되고, 각 가산기(26a)에 편차(△P_j)가 일제히 송입(送入)된다. 각 가산기(26a)에서는, 다음 식에 의거하여, 편차(△P_j)의 가산을 행한다.

[수식 4]

여기서,

Z_j : 가산기(Σ_j)의 값

k : 가산 회수(일반적으로, 백업롤의 회전수에 일치)

j=1 내지 n-1

이다.

각 가산기(26a)는, 압연재(1)가 압연되기 전에 제로 클리어되어 있다. 그리고, 가산기(26a)는, 백업롤(4)이 1회전하여 상기 평균치 연산 수단(22a)에 의한 평균치의 연산이 종료될 때마다, 1회씩 편차(△P_j)의 가산을 행한다. 또한, 회전각도 번호마다 편차(△P_j)를 가산한다는 것은, 일반적인 제어칙(制御則)으로부터 간단하게 설명할 수 있다. 즉, 본 제어 대상과 같이, 제어 대상에 적분계가 없는 경우, 제어기측에 적분기를 넣어서 정상 편차를 제거하는 것은, 제어칙상으로도 타당하다. 본 발명에서는, 제어 대상이 연속계가 아니라 이산치계(離散値系)이기 때문에, 적분기가 아니라 가산기를 이용하고 있다.

스위치(20a)는, 백업롤(4)의 회전각도마다에 가산된 하중의 편차(즉, 동정 데이터)를, 백업롤(4)의 회전 위치에 응하여 취출하는 수단을 구성한다. 예를 들면, 백업롤(4)의 기준위치(4c)가 고정측의 기준위치(15a)(j=0)를 통과한 시점에서, 스위치(20a)중, 대응하는 SW₀만이 ON이 되고, 가산기(26a)의 Σ₀로부터 △P_AT0가 취출된다. 마찬가지로, 기준위치(4c)가 회전각도 번호1에 달하, SW₁만이 ON이 되고, Σ₁로부터 △P_AT1가 취출된다. 그리고, 이와 같은 동작이 각 회전각도 번호에서 행하여져서, 하중 변동치(△P_AT)의 취출이 반복 실시된다.

한편, 하측 하중 변동 동정 수단(17)에는, 편차 연산 수단(18b), 동정 수단(19b), 스위치(20b)가 구비되어 있다. 하측 하중 변동 동정 수단(17)은, 상측 하중 변동 동정 수단(16)과 실질적으로 같은 기능을 갖기 때문에, 각 구성의 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 편차 연산 수단(18b)은, 기록 에어리어(21b), 평균치 연산 수단(22b), 감산기(23b)에 의해, 그 주요부가 구성된다. 또한, 동정 수단(19b)에는, 리밋(24b), 스위치(25b), 가산기(26b)가 구비되어 있다.

상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)은, 어느 시점에 있어서의 가산기(26a 및 26b)의 값(가산치)을, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기억하여 두고, 필요에 응하여, 적절한 타이밍에서 출력하는 기능을 갖고 있다. 또한, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 구체적인 구성 및 기능에 관해서는 후술한다.

조작량 연산 수단(13)은, 하중의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분을 저감시키도록 롤 갭 지령치를 연산하고, 그 연산 결과를 롤 갭 조작 수단(14)에 출력하는 기능을 갖고 있다. 구체적으로, 조작량 연산 수단(13)은, 하중 상하 변동 동정 수단(11)으로부터 입력된 상하의 하중 변동치(△P_AT, △P_AB)와, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용(출력치)에 의거하여, 상기 지령치의 연산을 행한다.

<압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 소정 기간 경과한 후의 제어>

조작량 연산 수단(13)은, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분에 의거하여, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하고, 압연재(1)의 판두께 변동을 저감시킨다. 구체적으로, 조작량 연산 수단(13)은, 하기 각 식에 의거하여, 롤의 각 회전 위치에서의 롤 갭 수정량(△S)(㎜)을 연산한다.

[수식 5]

[수식 6]

롤 갭은, 상하 제각기 조작할 수가 없다. 이 때문에, 조작량 연산 수단(13)은, 롤 갭 조작 수단(14)에 대한 지령치로서, 상하분을 가산하여 출력할 필요가 있다.

[수식 7]

여기서,

M : 밀 정수

Q : 압연재의 소성 계수

K_T, K_T1, K_B1 : 조정 계수

△S_T : 상백업롤용 롤 갭 수정량

△S_B : 하백업롤용 롤 갭 수정량

△S : 롤 갭 수정량

△P_AT : 상백업롤에 의한 압연 하중의 편차(상측 하중 변동 동정 수단(16)의 출력)

△P_AB : 하백업롤에 의한 압연 하중의 편차(하측 하중 변동 동정 수단(17)의 출력)

이다. 조작량 연산 수단(13)은, 연산한 롤 갭 수정량(△S)(㎜)을, 롤 갭 조작 수단(14)에 출력한다.

또한, 롤 갭은, 개방 방향에서 정의 값, 폐쇄 방향에서 부의 값으로 한다. 이하도 마찬가지이다.

조작량 연산 수단(13)의 출력인 롤 갭 수정량(△S)은, 하중의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분을 보상하기 위한 것이다. 이 때문에, 롤 갭 조작 수단(14)은, 조작량 연산 수단(13)으로부터의 롤 갭 수정량(△S)을, MMC나 GM-AGC 등에 의해 얻어진 롤 갭 양에 더하여 압하 장치(5)에 대해 출력하고, 롤 갭을 적절히 조작한다.

또한, 롤 갭 조작 수단(14)은, 드라이브측 및 오페측의 롤 갭을 제각기 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 이것은, 압연재(1)의 압연중에 압연재(1)의 한쪽의 단부가 늘어나 버린 경우, 늘어난 쪽의 단부측의 롤 갭이 커지도록 롤을 움직여서, 교정하기 위해서다. 드라이브측 및 오페측을 제각기 제어할 필요가 없는 경우, 롤 갭 조작 수단(14)은, 예를 들면, 같은 값의 지령치를, 드라이브측의 압하 장치(5D)와 오페측의 압하 장치(5O)에 출력한다.

<압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 소정 기간 경과하기 까지의 제어>

상술한 바와 같이, 하중 상하 변동 동정 수단(11)의 가산기(26a 및 26b)는, 압연재(1)가 압연되기 전에 제로 클리어되어 있다. 하중 상하 변동 동정 수단(11)에서는, 압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 백업롤(4)이 1회전하기까지의 동안은, 가산기(26a 및 26b) 내에 동정 데이터가 축적되어 있지 않기 때문에, 하중 변동치(△P_AT, △P_AB)의 출력을 할 수가 없다. 또한, 백업롤(4)이 1회전한 후라도, 압연재(1)의 시작 직후(즉, 압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 소정 기간이 경과할 때까지)는, 검출된 압연 하중에 많은 노이즈가 올라타 있기 때문에, 압연 하중만을 사용하여 판두께 제어를 행하는 것은 바람직하지가 않다.

이 때문에, 본 제어 장치에서는, 압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 소정 기간이 경과할 때까지의 동안은, 사전에 준비한 동정 데이터도 사용하여, 판두께 제어를 행한다.

이하에, 상기 소정 기간이 경과하기 까지의 구체적인 제어 방법에 관해 설명한다.

본 제어 장치에서는, 압연재(1)의 압연을 시작하기 전에, 키스롤 상태로 롤을 일정 속도로 회전시키고, 하중을 발생시키는 제어를 행한다. 그리고, 이 때에, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에, 압연재(1)를 압연할 때와 마찬가지의 제어(도 5를 이용하여 설명한 상기 제어)를 행하게 하고, 동정한 키스롤시 하중의 상측 변동 성분(△P_AT)과 하측 변동 성분(△P_AB)을, 조작량 연산 수단(13)에 출력시킨다. 즉, 본 제어에서, 도 5에 도시하는 P는 키스롤시 하중이 된다. 조작량 연산 수단(13)에서는, 그 입력치(△P_AT, △P_AB)에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 키스롤시 하중의 변동 성분이 저감하도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하고, 롤 갭 조작 수단(14)에 압하 장치(5)의 제어를 행하게 한다.

도 7은 키스롤 상태에서 하중을 발생시킨 때의 가산기의 값을 설명하기 위한 도면이다. 키스롤 상태로 롤을 회전시킨 때에, 조작량 연산 수단(13)에 의한 연산 및 롤 갭 조작 수단(14)에 의한 조작(즉, 롤 갭의 조정)을 행하지 않는 경우, 하중 상하 변동 동정 수단(11)의 가산기(26a 및 26b)에는, 롤의 회전마다 일정치가 가산된다. 그 때문에, 가산기(26a 및 26b)의 값은, 시간과 함께 오른쪽 어깨가 올라가도록 커진다. 한편, 상기 롤 갭의 조정을 행하는 경우는, 롤 갭이 상기 외란 성분에 평형을 이루도록 조작되기 때문에, 상기 가산치의 증가량은 서서히 작아지고, 어느 시간이 경과 후는 일정한 값이 된다.

이러한 상태는, 롤 편심 등에 기인하는 하중의 변동 성분이 가산기(26a 및 26b) 내에 적절히 동정된 것이라고 간주할 수 있다. 이 때문에, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)은, 이때의 가산기(26a 및 26b)의 값, 즉, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기억한다. 예를 들면, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)은, 키스롤 상태에 의한 상기 제어를 시작하고 나서 소정 시간 경과 후의 가산기(26a 및 26b)의 값을, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기억한다. 또한, 예를 들면, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)은, 가산기(26a 및 26b)의 값을 감시하고, 그 변동(예를 들면, 소정 시간 내에서의 증가량)이 소정의 범위에 들어간 때의 가산기(26a 및 26b)의 값을, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기억한다.

그리고, 조작량 연산 수단(13)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 압연재(1)의 압연을 시작하고 나서의 일정 기간은, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용도 고려하여, 롤 갭 수정량(△S)(㎜)의 연산을 행한다. 또한, 도 8은 압연을 시작하고 나서 소정의 천이 기간이 경과하기까지의 조작량 연산 수단의 제어 내용을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이, 압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 백업롤(4)이 1회전하기까지의 동안은, 가산기(26a 및 26b) 내에 동정 데이터가 축적되어 있지 않다. 이 때문에, 조작량 연산 수단(13)은, 적어도 백업롤(4)이 1회전하기까지의 동안은, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 사용하는 일 없이, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용(즉, 키스롤시 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분)만을 사용하여, 상기 수정량(△S)(㎜)의 연산을 행한다.

또한, 조작량 연산 수단(13)은, 압연재(1)의 압연을 시작한 후의 소정의 천이 기간은, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분, 즉, 가산기(26a 및 26b)의 값과, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용과의 쌍방을 사용하여, 상기 수정량(△S)(㎜)의 연산을 행한다. 이 때, 조작량 연산 수단(13)은, 상기 수정량(△S)(㎜)의 연산에서, 시간의 경과와 함께, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 이용하는 비율을 높여 가고, 실제의 압연 하중의 영향이 크게 나타나도록 한다. 또한, 도 8에서는, 상기 이용 비율의 변화를 직선으로 나타내고 있지만, 이때의 변화는, 2시곡선(時曲線)이나 EXP 곡선으로 나타나도록 하여도 좋다.

그리고, 상기 천이 기간이 경과하면, 조작량 연산 수단(13)은, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용을 사용하는 일 없이, 상술한 바와 같이, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분만을 사용하여, 상기 수정량(△S)(㎜)의 연산을 행한다.

상기 구성을 갖는 제어 장치에 의하면, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심 등에 기인하는 주기성 외란을 적절히 억제할 수 있다. 또한, 본 제어 장치라면, 상기 (A) 롤 편심 제어 1의 과제나 (B) 롤 편심 제어 2의 과제도 해결할 수 있다. 또한, 본 제어 장치라면, 압연재(1)의 최선단에서도, 고정밀한 판두께 제어를 실현할 수 있고, 고품질의 제품의 제공이 가능해진다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 하중 상하 배분 수단(10)에서, 하중(P_T)에 배분하여야 할 토탈 하중(P)에 대한 비(R)를, 0.5 부근의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 토탈 하중(P)의 1/2에 가까운 값을, 상백업롤(4a)에 발생하는 하중과 하백업롤(4b)에 발생하는 하중에 각각 배분하면 좋다. 이에 의해, 상하 한쪽의 가산기(26a, 26b)에 의해, 다른쪽의 백업롤(4a, 4b)에 의한 롤 편심 등에 의한 압연 하중 변동 성분을 거의 지울 수 있다. 또한, 동정한 결과인 가산기(26a 및 26b)의 값을 비교하여, R의 값을 조정하는 것도 가능하다. 예를 들면, 가산기(26a)의 값이 가산기(26b)의 값의 0.9배일 때에는, R=0.45 정도로 설정하는 것은 타당하다. 출원인이 시도한 결과로는, R은 0.4 이상 0.6 이하의 범위가 알맞다.

실시의 형태 2.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 압연기의 제어 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.

도 9에서, 27은 롤 갭 상하 변동 동정 수단, 28은 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단, 29는 조작량 연산 수단이다.

실시의 형태 1에서는, 하중 상하 변동 동정 수단(11)의 가산기(26a 및 26b)에, 하중 신호를 축적하는 경우에 관해 설명하였다. 그러나, 압연 하중은, 압연재(1)의 폭이나 변형 저항(경도) 등에 의해, 변동의 진폭이 변화하는 일이 있다. 그래서, 본 실시의 형태에서는, 하중 신호를 롤 갭 상당의 값으로 변환한 후에, 가산기에의 축적을 행하는 경우에 관해 설명한다. 이러한 구성이라면, 압연재(1)의 치수나 경도 등의 특성에 의존하지 않는, 압연기의 구조에 의존하는 량으로서, 신호의 보존·기억을 행하는 것이 가능해진다.

이하에, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 실시의 형태에 특유한 기능에 관해 구체적으로 설명한다. 도 10 및 도 11은 도 9에 도시하는 압연기의 제어 장치의 주요부 상세도이고, 각각 도 5 및 도 6에 상당하는 부분을 나타내고 있다. 구체적으로, 도 10은 하중 상하 배분 수단(10) 및 롤 갭 상하 변동 동정 수단(27)의 각 상세를, 도 11은 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단(28) 및 조작량 연산 수단(29)의 각 상세를 나타내고 있다.

롤 갭 상하 변동 동정 수단(27)은, 상측 롤 갭 변동 동정 수단(30)과 하측 롤 갭 변동 동정 수단(31)을 구비하고 있다. 상측 롤 갭 변동 동정 수단(30)은, 하중 상하 배분 수단(10)에 의해 배분된 상측 하중(P_T)으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 변동 성분을 동정하는 기능과, 그 동정 데이터(상측 변동 성분)를 적절한 타이밍에서 조작량 연산 수단(29)에 출력하는 기능을 갖고 있다. 또한, 하측 롤 갭 변동 동정 수단(31)은, 하중 상하 배분 수단(10)에 의해 배분된 하측 하중(P_B)으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 변동 성분을 동정하는 기능과, 그 동정 데이터(하측 변동 성분)를 적절한 타이밍에서 조작량 연산 수단(29)에 출력하는 기능을 갖고 있다.

구체적으로, 상측 롤 갭 변동 동정 수단(30)은, 편차 연산 수단(32a), 변환 수단(33a), 동정 수단(34a), 스위치(35a)에 의해, 그 주요부가 구성되어 있다. 또한, 편차 연산 수단(32a), 동정 수단(34a), 스위치(35a)의 각 기능은, 상기 편차 연산 수단(18a), 동정 수단(19a), 스위치(20a)의 각 기능과 실질적으로 같다. 즉, 편차 연산 수단(32a)에는, 기록 에어리어(36a), 평균치 연산 수단(37a), 감산기(38a)가 구비되어 있다. 또한, 동정 수단(34a)에는, 리밋(39a), 스위치(40a), 가산기(41a)가 구비되어 있다.

변환 수단(33a)은, 편차 연산 수단(32a)에 의해 추출된 하중의 상측 변동 성분을, 롤 갭의 변위로 변환하는 기능을 갖고 있다. 예를 들면, 변환 수단(33a)은, 편차 연산 수단(32a)과 동정 수단(34a)의 사이에 마련되고, 감산기(38a)로부터 출력된 편차(△P_j), 즉, 하중의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분을, 다음 식에 의거하여, 롤 갭 상당의 값으로 변환한다.

[수식 8]

변환 수단(33a)에 의해 변환된 값(△S_j)은, 동정 수단(34a)에 입력되고, 리밋(39a)에서 상하한이 체크된다. 그리고, 각 회전각도 번호의 변환치(△S_j)의 상하한 체크가 종료된 시점에서 각 스위치(40a)가 동시에 ON이 되고, 각 가산기(41a)에, 상기 변환치(△S_j)가 일제히 송입된다. 각 가산기(41a)에서는, 상기 식 4와 마찬가지의 연산을 행하여, 변환치(△S_j), 즉, 롤 갭의 상측 변위를 가산한다.

또한, 변환 수단(33a)은, 리밋(39a)과 스위치(40a)의 사이, 또는, 스위치(40a)와 가산기(41a)의 사이에 설치되어 있어도 상관없다.

또한, 하측 롤 갭 변동 동정 수단(31)은, 상측 롤 갭 변동 동정 수단(30)과 같은 구성을 갖기 때문에, 그 구체적인 설명에 관해서는 생략한다.

본 실시의 형태에서도, 본 제어 장치는, 압연재(1)의 압연을 시작하고 나서 소정 기간이 경과할 때까지의 동안은, 사전에 준비한 동정 데이터도 사용하여, 판두께 제어를 행한다. 이 때문에, 본 제어 장치에서는, 압연재(1)의 압연을 시작하기 전에, 키스롤 상태로 롤을 일정 속도로 회전시키고, 하중을 발생시키는 제어를 행한다. 그리고, 조작량 연산 수단(29)에, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 변동 성분이 저감하도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산시켜서, 롤 갭 조작 수단(14)에 압하 장치(5)의 제어를 행하게 한다.

또한, 키스롤 상태에서는, 압연재(1)의 소성 계수(Q)를 고려할 필요가 없기 때문에, 변환 수단(33a 및 33b)은, 다음 식에 의거하여, 롤 갭 상당의 값으로의 변환을 행한다.

[수식 9]

키스롤 상태에서 상기 제어가 소정 시간 실시된 후, 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단(28)은, 롤 갭 상하 변동 동정 수단(27)에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분(즉, 가산기(41a 및 41b)의 값)을, 롤의 회전 위치마다 기억한다. 그리고, 압연재(1)의 압연을 시작한 후, 조작량 연산 수단(29)은, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 롤 갭 상하 변동 동정 수단(27)으로부터 입력된 상하의 롤 갭 변동치(△S_AT, △S_AB)와, 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단(28)의 기억 내용(출력치)에 의거하여, 롤 갭 조작 수단(14)에 대한 지령치의 연산을 행한다.

본 실시의 형태에서 상세히 설명하지 않은 구성 및 기능에 관해서는, 실시의 형태 1과 마찬가지이다.

상기 구성을 갖는 제어 장치라도, 상기 실시의 형태 1과 마찬가지의 효과를 이루는 것이 가능하다. 또한, 본 실시의 형태에서의 제어 장치라면, 가산기(41a 및 41b), 및 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단(28)에, 압연재(1)의 재료 특성에 의존하지 않고, 압연기의 특성에만 의존하는 값을 격납할 수 있다. 이 때문에, 제어 대상이 되는 압연재(1)의 특성이 변화한 경우라도, 제어성능에 주는 악영향을 최소한으로 억제할 수 있고, 고품질의 제품을 제공하는 것이 가능해진다.

실시의 형태 3.

도 12는 도 1에 도시하는 압연기를 압연재의 압연 방향에서 본 도면이다.

백업롤(4)에 사용되고 있는 오일 베어링의 구조가 좌우 대칭이 아닌 경우 등, 롤 갭의 롤 편심 등에 기인하는 변동 성분이, 압연재(1)의 좌우, 즉, 드라이브측과 오페측에서 다른 경우가 있다. 본 제어 장치에는, 압하 장치(5), 하중 검출 장치(6), 롤 갭 검출기(9)가 드라이브측 및 오페측의 쌍방에 설치되어 있고, 롤 갭을 드라이브측과 오페측에서 제각기 제어할 수 있는 구조가 구비되어 있다. 이 때문에, 본 실시의 형태에서는, 드라이브측과 오페측에서, 주기성 외란에 의한 변동 성분을 제각기 동정하고, 그 동정 데이터에 맞추어서 롤 갭의 조정을 행하는 경우에 관해 설명한다.

또한, 외란은, 같은 롤에 의해 발생하고 있다고 생각되기 때문에, 그 주기는 변화하지 않고, 진폭이 양측에서 다른 것으로 하여, 이하의 설명을 행한다.

본 제어 장치에서는, 압연재(1)의 압연을 시작하기 전에, 키스롤 상태로 롤을 일정 속도로 회전시켜서, 하중을 발생시키는 제어를 행한다.

구체적으로는, 우선, 키스롤 상태로 롤을 일정 속도로 회전시키고, 드라이브측의 하중 검출 장치(6D)에 의해 검출된 키스롤시 하중을 하중 상하 배분 수단(10)에 입력한다. 이러한 경우, 도 5에 도시하는 P는, 드라이브측의 하중 검출 장치(6D)에 의해 검출된 키스롤시 하중이 된다. 하중 상하 배분 수단(10)은, 하중 검출 장치(6D)에 의해 검출된 키스롤시 하중(P)을 상측 하중(P_T)과 하측 하중(P_B)으로 분할하고, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 대해 출력한다. 또한, 이때의 배분비(R)에 대해서도, 0.5의 부근의 값(예를 들면, 0.4 이상 0.6 이하인 소정치)가 설정된다.

하중 상하 변동 동정 수단(11)은, 입력된 상측 하중(P_T) 및 하측 하중(P_B)에 의거하여, 롤의 각 회전 위치에 응한 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을 동정하고, 적절한 타이밍에서 조작량 연산 수단(13)에 대해 출력한다. 그리고, 조작량 연산 수단(13)은, 그 입력치(△P_AT, △P_AB)에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 키스롤시 하중의 변동 성분이 저감하도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하고, 롤 갭 조작 수단(14)에 압하 장치(5)의 제어를 행하게 한다.

롤 갭의 조정 제어를 시작하고 나서 소정 시간이 경과하고, 가산기(26a 및 26b)의 값이 증가하지 않게 되면(또는, 증가량이 소정의 범위 내에 들어가면), 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)은, 이때의 가산기(26a 및 26b)의 값, 즉, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 적절히 동정된 키스롤시 하중의 드라이브측의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기억한다.

다음에, 키스롤 상태로 롤을 일정 속도로 회전시키고, 오페측에 대해서도, 상기와 마찬가지의 제어를 행한다. 이에 의해, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)에, 하중 상하 변동 동정 수단(11)에 의해 동정된 키스롤시 하중의 오페측의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분이, 백업롤(4)의 회전각도 번호마다 기억된다.

그리고, 압연재(1)의 압연이 시작되면, 조작량 연산 수단(13)은, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 하중 상하 변동 동정 수단(11)으로부터 입력된 상하의 하중 변동치(△P_AT, △P_AB)와, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용에 의거하여, 롤 갭 지령치(△S_RF)의 연산을 행한다. 또한, 연산된 상기 지령치(△S_RF)는, 압연재(1)의 폭방향 중앙부의 판두께를 제어하기 위한 하나의 값이다. 이 때문에, 조작량 연산 수단(13)은, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)의 기억 내용에 의거하여, 상기 지령치(△S_RF)로부터 드라이브측의 지령치와 오페측의 지령치를 또한 연산하고, 그 연산 결과를 롤 갭 조작 수단(14)에 대해 출력한다.

도 13은 드라이브측 및 오페측의 롤 갭 지령치의 연산 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 조작량 연산 수단(13)은, 다음 식에 의거하여, 롤 갭 지령치(△S_RF)로부터 드라이브측의 지령치와 오페측의 지령치의 연산을 행한다.

[수식 10]

[수식 11]

여기서,

r_DR : 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 드라이브측의 상측 변동 성분에 대한 하측 변동 성분의 비

r_OP : 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 오페측의 상측 변동 성분에 대한 하측 변동 성분의 비

K_TDR, K_TOP : 조정 계수

△S_DR : 드라이브측의 롤 갭 지령치

△S_OP : 오페측의 롤 갭 지령치

이다.

그리고, 롤 갭 조작 수단(14)은, 입력된 드라이브측의 지령치(△S_DR)를 압하 장치(5D)측에, 오페측의 지령치(△S_OP)를 압하 장치(5O)측에 출력하고, 롤 갭을 좌우에서 적절히 조작한다.

도 14 및 도 15는 비(r_DR 및 r_OP)의 연산 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에, 비(r_DR 및 r_OP)의 연산하는 2가지의 방법에 관해 구체적으로 설명한다. 또한, 도 14 및 도 15에서, 종축은, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 변동 성분을, 횡축은, 롤의 회전 위치를 나타내고 있다. 예를 들면, 도 3에서 백업롤(4)을 60분할로 한 경우, 횡축에는, 0 내지 59의 눈금이 붙여진다.

도 14는, 상기 변동 성분의 최대치 및 최소치로부터, 비(r_DR 및 r_OP)를 연산한 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우, 비(r_DR 및 r_OP)는, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분의 피크값에 대한 하측 변동 성분의 피크값의 비로서 표시된다. 또한, 도 15는, 사선을 그은 부분의 면적으로부터, 비(r_DR 및 r_OP)를 연산하는 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우, 비(r_DR 및 r_OP)는, 상하 동정 하중 변동 기억 수단(12)에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분의 절대치를 적산한 값에 대한, 하측 변동 성분의 절대치를 적산한 값의 비로서 표시된다.

또한, 상기 피크값으로부터 비(r_DR 및 r_OP)를 연산한 경우는, 처리 부하를 경감시킬 수 있는 것이지만, 적산치를 사용한 경우와 비교하여, 노이즈의 영향을 받기 쉽다. 그러나, 본 제어 장치에서는, 상기 비(r_DR 및 r_OP)의 연산을 위해, 노이즈가 적은 키스롤 상태일 때에 얻은 값(변동 성분)을 사용하고 있다. 이 때문에, 피크값으로부터 비(r_DR 및 r_OP)를 연산한 경우라도, 적절한 제어를 실현할 수 있다.

상기 구성을 갖는 제어 장치라면, 드라이브측의 주기성 외란과 오페측의 주기성 외란의 사이에 진폭의 차이가 있는 경우라도, 각 진폭에 맞추어서 롤 갭을 적절히 조정할 수 있고, 고품질의 제품을 제공하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시의 형태에 특유한 상기 기능은, 실시의 형태 2에서 설명한 구성에도 적용할 수 있다. 이러한 경우, 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단(28)에는, 키스롤 상태일 때에 롤 갭 상하 변동 동정 수단(27)에 의해 동정된 롤 갭의 드라이브측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과, 오페측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분이, 롤의 회전 위치마다 기억된다. 그리고, 조작량 연산 수단(29)은, 압연재(1)의 압연시에, 상기 식 10 및 식 11에 의거하여, 드라이브측의 지령치와 오페측의 지령치를 연산하다. 또한, 본 기능을 실시의 형태 2의 구성에 적용한 경우는, 도 14 및 도 15의 종축이, 롤 갭의 변동 성분이 된다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 관한 압연기의 제어 장치는, 금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에 적용할 수 있다.

1 : 압연재
2 : 하우징
3 : 워크롤
3a : 상워크롤
3b : 하워크롤
4 : 백업롤
4a : 상백업롤
4b : 하백업롤
4c : 기준위치
5 : 압하 장치
6 : 하중 검출 장치
7 : 롤 회전수 검출기
8 : 롤 기준위치 검출기
9 : 롤 갭 검출기
10 : 하중 상하 배분 수단
11 : 하중 상하 변동 동정 수단
12 : 상하 동정 하중 변동 기억 수단
13, 29 : 조작량 연산 수단
14 : 롤 갭 조작 수단
15 : 위치눈금
15a : 기준위치
16 : 상측 하중 변동 동정 수단
17 : 하측 하중 변동 동정 수단
18a, 18b, 32a, 32b : 편차 연산 수단
19a, 19b, 34a, 34b : 동정 수단
20a, 20b, 35a, 35b : 스위치
21a, 21b, 36a, 36b : 기록 에어리어
22a, 22b, 37a, 37b : 평균치 연산 수단
23a, 23b, 38a, 38b : 감산기
24a, 24b, 39a, 39b : 리밋
25a, 25b, 40a, 40b : 스위치
26a, 26b, 41a, 41b : 가산기
27 : 롤 갭 상하 변동 동정 수단
28 : 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단
30 : 상측 롤 갭 변동 동정 수단
31 : 하측 롤 갭 변동 동정 수단
33a, 33b : 변환 수단

Claims

금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심을 주된 요인으로 하는 주기성 외란을 억제하기 위한 압연기의 제어 장치로서,
키스롤시 하중 및 압연 하중을 검출하기 위한 하중 검출 장치와,
상기 하중 검출 장치에 의해 검출된 하중을, 소정의 비율로 상측 하중과 하측 하중으로 배분하는 하중 상하 배분 수단과,
상기 하중 상하 배분 수단에 의해 배분된 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 하중의 변동 성분을 각각 동정하는 하중 상하 변동 동정 수단과,
상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 상하 동정 하중 변동 기억 수단과,
상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분, 및, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 압연되고 있는 금속재료의 판두께 변동을 저감시키도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하는 조작량 연산 수단과,
상기 조작량 연산 수단에 의해 연산된 롤 갭 지령치에 의거하여, 롤 갭을 조작하는 롤 갭 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 조작량 연산 수단은,
상기 금속재료의 압연 시작 직후는, 상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 사용하는 일 없이 롤 갭 지령치를 연산하고,
상기 금속재료의 압연 시작 후의 소정의 천이 기간은, 상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과의 쌍방을 이용하여 롤 갭 지령치를 연산함과 함께, 시간의 경과와 함께, 상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 압연 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 이용하는 비율을 높여 가고,
상기 천이 기간경과 후는, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 사용하는 일 없이 롤 갭 지령치를 연산하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조작량 연산 수단은, 상기 금속재료의 압연을 시작하기 전에, 상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 키스롤시 하중의 변동 성분이 저감하도록 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하고, 상기 롤 갭 조작 수단에 롤 갭의 조작을 행하게 하고,
상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단은, 상기 조작량 연산 수단에 의한 상기 제어가 키스롤 상태로 소정 시간 행하여진 후에, 상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 키스롤시 하중의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 하중 상하 변동 동정 수단은,
상기 하중 상하 배분 수단에 의해 배분된 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 하중의 변동 성분을 각각 추출하는 편차 연산 수단과,
상기 편차 연산 수단에 의해 추출된 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 가산하는 가산기를 구비하고,
상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단은, 상기 조작량 연산 수단에 의한 상기 제어가 키스롤 상태에서 행하여지고 있을 때에 상기 가산기의 값의 변동이 소정의 범위 내에 들어간 경우에, 상기 가산기의 값을 기억하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 하중 검출 장치는, 압연기의 드라이브측에 설치된 드라이브측 하중 검출 장치와, 오페측에 설치된 오페측 하중 검출 장치를 구비하고,
상기 하중 상하 변동 동정 수단은, 상기 금속재료의 압연 시작 전에, 상기 드라이브측 하중 검출 장치에 의해 검출된 키스롤시 하중에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 키스롤시 하중의 드라이브측의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을 동정하고, 또한, 상기 오페측 하중 검출 장치에 의해 검출된 키스롤시 하중에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 키스롤시 하중의 오페측의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을 동정하고,
상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단은, 상기 하중 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 키스롤시 하중의 드라이브측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과, 오페측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 롤의 회전 위치마다 기억하고,
상기 조작량 연산 수단은, 상기 금속재료의 압연시, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 키스롤시 하중의 드라이브측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과 오페측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 연산된 롤 갭 지령치로부터, 드라이브측의 지령치와 오페측의 지령치를 또한 연산하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
금속재료를 압연할 때의 판두께 제어에서, 롤 편심을 주된 요인으로 하는 주기성 외란을 억제하기 위한 압연기의 제어 장치로서,
키스롤시 하중 및 압연 하중을 검출하기 위한 하중 검출 장치와,
상기 하중 검출 장치에 의해 검출된 하중을, 소정의 비률로 상측 하중과 하측 하중으로 배분하는 하중 상하 배분 수단과,
상기 하중 상하 배분 수단에 의해 배분된 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 변동 성분을 각각 동정하는 롤 갭 상하 변동 동정 수단과,
키스롤 상태일 때에 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단과,
상기 금속재료의 압연이 행하여지고 있을 때에 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분, 및, 상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단에 기억되어 있는 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 압연되고 있는 금속재료의 판두께 변동을 저감시키도록, 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하는 조작량 연산 수단과,
상기 조작량 연산 수단에 의해 연산된 롤 갭 지령치에 의거하여, 롤 갭을 조작하는 롤 갭 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 조작량 연산 수단은,
상기 금속재료의 압연 시작 직후는, 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 사용하는 일 없이 롤 갭 지령치를 연산하고,
상기 금속재료의 압연 시작 후의 소정의 천이 기간은, 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과, 상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단에 기억되어 있는 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분의 쌍방을 이용하여 롤 갭 지령치를 연산함과 함께, 시간의 경과와 함께, 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 이용하는 비율을 높여 가고,
상기 천이 기간경과 후는, 상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단에 기억되어 있는 롤 갭의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 사용하는 일 없이 롤 갭 지령치를 연산하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 조작량 연산 수단은, 상기 금속재료의 압연을 시작하기 전의 키스롤 상태로 롤이 회전하고 있을 때에, 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 변동 성분이 저감하도록 롤의 각 회전 위치에 응한 롤 갭 지령치를 연산하고, 상기 롤 갭 조작 수단에 롤 갭의 조작을 행하게 하고,
상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단은, 상기 조작량 연산 수단에 의한 상기 제어가 키스롤 상태로 소정 시간 행하여진 후에, 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을, 롤의 회전 위치마다 기억하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제8항에 있어서,
상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단은,
상기 하중 상하 배분 수단에 의해 배분된 상측 하중 및 하측 하중으로부터, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 변동 성분을 각각 추출하는 편차 연산 수단과,
상기 편차 연산 수단에 의해 추출된 하중의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을, 각각, 롤 갭의 변위로 변환하는 변환 수단과,
상기 변환 수단에 의해 변환된 롤 갭의 상측 변위 및 하측 변위를, 롤의 회전 위치마다 가산하는 가산기를 구비하고,
상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단은, 상기 조작량 연산 수단에 의한 상기 제어가 키스롤 상태에서 행하여지고 있을 때에 상기 가산기의 값의 변동이 소정의 범위 내에 들어간 경우에, 상기 가산기의 값을 기억하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제6항에 있어서,
상기 하중 검출 장치는, 압연기의 드라이브측에 설치된 드라이브측 하중 검출 장치와, 오페측에 설치된 오페측 하중 검출 장치를 구비하고,
상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단은, 상기 금속재료의 압연 시작 전에, 상기 드라이브측 하중 검출 장치에 의해 검출된 키스롤시 하중에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 드라이브측의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을 동정하고, 또한, 상기 오페측 하중 검출 장치에 의해 검출된 키스롤시 하중에 의거하여, 롤의 회전 위치에 관련하여 발생하는 롤 갭의 오페측의 상측 변동 성분과 하측 변동 성분을 동정하고,
상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단은, 키스롤 상태일 때에 상기 롤 갭 상하 변동 동정 수단에 의해 동정된 롤 갭의 드라이브측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과, 오페측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분을 롤의 회전 위치마다 기억하고,
상기 조작량 연산 수단은, 상기 금속재료의 압연시, 상기 상하 동정 롤 갭 변동 기억 수단에 기억되어 있는 롤 갭의 드라이브측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분과 오페측의 상측 변동 성분 및 하측 변동 성분에 의거하여, 연산된 롤 갭 지령치로부터, 드라이브측의 지령치와 오페측의 지령치를 또한 연산하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제5항 또는 제10항에 있어서,
상기 조작량 연산 수단은, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 드라이브측의 상측 변동 성분에 대한 하측 변동 성분의 비를 r_DR, 오페측의 상측 변동 성분에 대한 하측 변동 성분의 비를 r_OP로 한 경우에, 연산된 롤 갭 지령치에 2r_DR/(r_DR+r_OP)를 곱한 값을 드라이브측의 지령치로서, 2r_OP/(r_DR+r_OP)를 곱한 값을 오페측의 지령치로서 산출하는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제11항에 있어서,
상기 비(r_DR)는, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 드라이브측의 상측 변동 성분의 피크값과 하측 변동 성분의 피크값에 의거하여 결정되고,
상기 비(r_OP)는, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 오페측의 상측 변동 성분의 피크값과 하측 변동 성분의 피크값에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제11항에 있어서,
상기 비(r_DR)는, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 드라이브측의 상측 변동 성분의 절대치를 적산한 값과 하측 변동 성분의 절대치를 적산한 값에 의거하여 결정되고,
상기 비(r_OP)는, 상기 상하 동정 하중 변동 기억 수단에 기억되어 있는 오페측의 상측 변동 성분의 절대치를 적산한 값과 하측 변동 성분의 절대치를 적산한 값에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 하중 상하 배분 수단은, 상기 하중 검출 장치에 의해 검출된 하중을 P, 상측 하중을 P_T, 하측 하중을 P_B로 한 경우에, P_T=RP, P_B=(1-R)P를 충족시키도록 하중(P)을 배분하고, R을 0.4 이상 0.6 이하의 소정치로 설정한 것을 특징으로 하는 압연기의 제어 장치.