CN101386030B - 热轧串联式轧机的凸度形状控制装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热轧串联式轧机的凸度形状控制装置以及方法，能够同时实现在钢板的长轴方向上均匀的凸度与平坦的形状。在进行凸度/形状反馈控制时，针对分担凸度控制的台架中的上游台架的弯曲器修正效果不能影响的钢板部位，与钢板部位相对应关联地校正下游台架的弯曲器量，使凸度控制高响应化。进而按照凸度偏差(或者凸度比率偏差)与形状平坦度的值来将分担凸度控制的台架和进行形状控制的台架最优化。结果能够将长轴方向的凸度精度与形状平坦度均提高。

Description

热轧串联式轧机的凸度形状控制装置以及方法

技术领域

本发明涉及热轧轧机的凸度(crown)形状控制方法，涉及适用于通过采用在轧制中所检测出的凸度和形状的值的运算来使它们在钢板的长轴方向均一化的控制方式。 

背景技术

以往，公知作为热轧轧机的凸度控制装置采用以下的方式。在专利文献1中，公开了下述方法，即采用在轧制中得到的钢板的凸度比率与目标凸度比率的偏差，运算各台架(stand)的进入侧和出去侧的凸度比率成为一定的弯曲器(bender)指令，在板凸度变更点达到各台架的时刻变更各个弯曲操作量。在此凸度比率为凸度除以板厚的值。其结果，不会对板的形状(平坦度)带来影响，能够使凸度接近目标值。 

在专利文献2中，在建立(setup)控制中，将中间台架之一作为检查台架，求得该台架的目标凸度比率，在推定为实际的值超过的情况下，将超过量分配到上游侧的台架并进行控制。进而公开了在凸度控制操作量达到界限的台架中，变更该台架以及上游台架的凸度比率设定值的方法。 

【专利文献1】日本特开昭63-123509号公报 

【专利文献2】日本特开平4-200912号公报 

但是，在专利文献1的方法中，将各台架的目标凸度比率限制为固定，但存在处于凸度控制范围的制约的问题。如上述那样凸度比率根据凸度和板厚而被算出，但各台架的进入出去侧板厚根据轧制计划而存在，不会以凸度控制的程度来变更，因此存在只与进入轧机时的钢板的凸度比率相当的凸度比率作为目标凸度比率能实现的问题。此外，对与凸度同时矫正轧制中的形状的错乱没有考虑。 

此外，在将专利文献2的方法使用于使用检测凸度的反馈控制中时， 在通过修正操作量的所有的台架位于上游的钢板部位完全地反映反馈控制的效果，但在比其更下游的钢板部位，存在只部分地反映反馈控制的效果的问题。例如在反馈控制中变更1～5台架的操作量时，在反馈控制开始时刻位于3台架之下的钢板部位没有施加1台架与2台架的操作量变更，因此存在反馈控制的效果不充分的问题。此外，存在只位于1台架以前的钢板部位反映反馈控制的所有的效果的问题。进而，由于固定检查台架，因此为了凸度控制而确保的台架数为固定。因此按照凸度偏差的大小，存在所确保的台架数不充分，或者过剩的问题。 

此外，考虑了通过在上游台架进行实绩凸度距目标凸度的偏差消除，减小凸度控制对钢板形状所带来的影响，但对与凸度同时矫正形状的错乱没有考虑。 

发明内容

本发明所要解决的课题在于，在形状的矫正(钢板的平坦化)中也考虑实绩凸度相对目标凸度的偏差，并且充分地使用操作端的控制能力来消除实绩凸度相对目标凸度的偏差。还在于按照跟踪钢板部位的台架通过使操作量变更阶段化，从而使反馈控制的响应最大化。此外，在于通过将使用于凸度偏差消除的台架和使用于形状矫正的台架在轧制中最佳分配，从而消除操作端的过与不足，根据凸度偏差消除和形状平坦化这两方面使凸度和形状的反馈控制最佳化。 

在为了解决上述课题而提出的本发明中，具备：凸度比率计算部，其根据从钢板检测出的实绩凸度求出实绩凸度比率；操作量分配部，其求出实绩凸度比率与目标凸度比率的偏差，决定消除该偏差的台架，并且根据应由各台架消除的偏差求出各台架的操作量变更量；和操作量校正部，其对被分配的操作量，针对反馈控制的效果没有完全反映的钢板部位，算出后段台架的校正操作量，并在该钢板部位的台架通过时刻切换校正操作量并输出；形状控制部，其输出用于矫正从钢板检测出的形状的操作量，还具备反馈操作量输出部，其合成操作量校正部的输出与形状控制部的输出来算出各台架的操作量的反馈修正量。 

还具备控制台架决定部，其注目于凸度距目标值的偏差或者凸度比率 距目标值的偏差与形状矫正量的相对的大小，在轧制中将使用于凸度控制与形状控制的台架最优化。 

本发明的热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，该热轧串联式轧机由多个台架构成，具备检测轧制后的钢板的凸度的凸度计量器与检测平坦度的形状计量器，至少具备弯曲器作为用于控制凸度与形状的操作端，上述热轧串联式轧机的凸度形状控制装置具备：建立部，其具备预测轧制后的凸度的控制模型，在钢板的轧制之前通过建立计算来算出各台架的弯曲器设定值，其中所述建立计算使用了该控制模型；凸度比率计算部，其根据轧制中由凸度计量器获取的钢板的凸度值算出凸度比率；操作量分配部，其求出所得到的凸度比率与目标凸度比率之间的偏差，确定由分配给凸度控制的台架中的哪一个台架将该偏差消除多少，算出与此对应的弯曲器修正量；形状控制部，其针对被分配给形状控制的台架，算出用于使由形状计量器所获取的钢板形状变为平坦的弯曲器修正量；反馈操作量算出部，其根据操作量分配部与形状控制部的输出算出各台架的弯曲器修正值；和操作量算出部，其根据该弯曲器设定值与该弯曲器修正值算出最终的弯曲器指令值并对热轧串联式轧机输出。 

本发明的热轧串联式轧机的凸度形状控制方法，上述热轧串联式轧机由多个台架构成，具备检测轧制后的钢板的凸度的凸度计量器和检测平坦度的形状计量器，至少具备弯曲器作为用于控制凸度与形状的操作端，上述热轧串联式轧机的凸度形状控制方法的特征在于，根据轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差与钢板的平坦度，决定使用于凸度控制的台架与使用于形状控制的台架，在使用于凸度控制的台架中在降低凸度偏差的方向上修正弯曲器指令值，在使用于形状控制的台架中在平坦度增加的方向上修正弯曲器指令值。 

本发明的热轧串联式轧机的凸度形状控制方法，上述热轧串联式轧机由多个台架构成，具备检测轧制后的钢板的凸度的凸度计量器与检测平坦度的形状计量器，至少具备弯曲器作为用于控制凸度与形状的操作端，上述热轧串联式轧机的凸度形状控制方法的特征在于，检测轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差和钢板平坦度的变化，按照在凸度比率距目标值的偏差大时将更多的台架使用于凸度控制、在钢 板平坦度杂乱时将更多的台架使用于形状控制中的方式，在轧制中变更使用于凸度控制的台架与使用于形状控制的台架。 

对本发明的作用进行说明。对凸度比率计算部所算出的凸度比率，操作量分配部求出使用于凸度控制的台架中最下游台架的出去侧凸度比率之间的偏差，通过将该偏差分配给使用于凸度控制的各台架，来决定其消除比率，算出各台架的操作量。操作量校正部针对反馈控制的效果只部分地反映的钢板部位，校正分配给后段台架的操作量，与钢板部位对应关联地切换校正后的操作量并输出。 

通过本发明，能够将对于钢板部位的反馈控制的效果最大化。进而控制单元决定部着眼于凸度比率的偏差与形状矫正量的相对关系，在凸度比率的偏差变大且形状比较的平坦时，为了凸度控制而从上游确保与需要的台架数，在此之后使用于形状平坦化直到最终台架。另一方面，凸度偏差的比率小时，从上游减少已确保的用于凸度控制的台架数，将下游的较多的台架使用于形状平坦化。控制单元决定部，如上那样按照轧制中得到的凸度与形状的实绩值将使用于凸度控制与形状矫正的台架最佳化。 

附图说明

图1为本发明的一实施例的凸度/形状控制装置的结构图。 

图2为表示凸度与形状(平坦度)的定义的说明图。 

图3为表示凸度比率计算单元的处理的流程图。 

图4为表示操作量分配单元的处理的流程图。 

图5为表示操作量校正单元的处理的流程图。 

图6为表示钢板的区域的模式图。 

图7为表示形状控制单元的处理的流程图。 

图8为本发明的其它实施例的凸度/形状控制装置的结构图。 

图9为表示其它实施例的控制单元决定单元的处理的流程图。 

图10为表示其它实施例的控制单元决定单元的处理的一部分的流程图。 

100...凸度/形状控制装置；101...建立单元；102...控制模型；103...凸度/形状接收单元；104...凸度/形状反馈控制单元；111…操作量分配单 元；113...操作量校正单元；114...形状控制单元；115...反馈操作量输出单元；130...操作量算出单元；150...控制对象；170...凸度/形状计量器；801...控制台架决定单元。 

具体实施方式

在热轧串联式轧机中，将各台架的控制能力最佳分配到凸度控制与形状控制的结果、生产接近目标值的凸度和平坦的形状在长轴方向分布的钢板。其结果，能够生产高品质的钢板。 

【实施例1】 

图1表示本发明的一实施例的凸度/形状控制装置的结构。凸度/形状控制装置100从控制对象150接收各种信号，将控制信号向控制对象150输出。 

首先，说明控制对象150的结构。本实施例中，控制对象150为由多个台架构成的热轧串联式轧机，本例中的轧机151构成为将台架152连续配置7台。图1中钢板从左向右移动，由上一工序的粗轧制机生产的厚度30mm左右的原材料161在轧机151的各台架通过轧制依次被加工为变薄时，在F7出去侧最终作为1mm～10mm左右的钢板160被输出。在本实施例中，在轧机151的最终台架(F7)出去侧，设置测定钢板160的凸度与形状(平坦度)的凸度/形状计量器170。 

图2说明凸度与形状的定义。凸度C为表示板的宽度方向的外形的指标，由中央的厚度与距边缘一定距离部的厚度之差来表示。使用图中的标记时，凸度C由式(1)表示。 

C＝hc-(he1+he2)/2  (1) 

将凸度C除以板厚后的值称作凸度比率ε。将he1、he2的测定点即距边缘的距离以40mm定义的情况较多，但也有25mm和70mm的情况。凸度/形状计量器170，如图所示在板宽度方向具有多个测定点201，在检测出板宽度方向的板厚分布的基础上，算出凸度量。在本实施例中板宽度方向的厚度分布，主要以对工作辊153施加的钢板宽度方向的折弯力被控制的情况为例进行说明，但在使上下的辊交叉(cross)，以交叉角进行控制的情况下，也能同样适用本发明。以下将折弯力称作弯曲力。 

一方形状由将钢板中央部与端部的板长差除以板长(单位长)，并乘以规定的系数的值来表示。与钢板160的中央部相比，端部的距离较长时，处于端伸展，成为端部起伏的钢板。与此相对，与端部相比，中央部的距离较长时，成为称作中伸展的形状，成为中央部付近凹下且凸出的形状。图的标记中板的形状(平坦度)Iunit由式(2)表示。 

Iunit＝100000·{l_c-(l_e1+l_e2)/2}/l_c  (2) 

Iunit为零时表示中央部与端部的板长一致，成为平坦的形状。 

从凸度/形状控制装置100向轧机151输出的操作量为弯曲力的设定值。此外，凸度/形状计量器170检测出控制的结果所得到的钢板160的凸度与形状的值，作为测量值向凸度/形状控制装置100输出。实际上很多信号被获取，但这里只集中到必要的部分进行说明。 

接下来，说明凸度/形状控制装置100的结构。凸度/形状控制装置100以得到目标的钢板凸度与平坦的形状为目的来决定各台架的目标凸度比率(通过乘以板厚而与目标凸度等价)。在此，作为一般的凸度形状控制的方针，以从上流以固定数目的台架得到目标凸度比率，在剩余的下游台架按照凸度比率成为固定的方式进行控制来实现平坦形状的情况为例进行说明。作为一例，按照由F1～F5的控制得到目标凸度比率的方式控制弯曲器，在F6、F7中按照与通过轧制而板厚減少相对应而使凸度減少，将凸度比率保持为固定的方式控制弯曲器。 

凸度/形状控制装置100具有：建立(set up)单元101，其参照控制模型102来算出用于实现目标凸度与平坦形状的各台架的弯曲器指令系列B0；和凸度/形状反馈控制单元104，其在轧制钢板160中，经由凸度/形状接收单元103接收凸度/形状计量器170的测量结果，算出凸度的距目标值的偏差和形状的距平坦形状的偏差，为了在最终台架(F7)出去侧得到目标凸度与平坦形状而算出各台架的弯曲器指令的修正量ΔB。并且，具备操作量算出单元130，其将建立单元102的输出B0与凸度/形状反馈控制单元104的输出ΔB相加，输出对各台架的最终的弯曲器设定值Bref。 

进而凸度/形状反馈控制单元104具有：凸度比率算出单元110，其从凸度/形状接收单元103获取凸度量，并换算为凸度比率；操作量分配单元111，算出用来消除目标凸度比率与所算出的凸度比率的偏差的弯曲器 修正量，将其分配到凸度控制用所分派的台架。此外，在分配台架中相对地上游侧台架的操作量变更越大，对凸度偏差消除的延迟时间越长，相对与此，具有操作量校正单元113，其为了实现凸度控制的高响应化，按照由跟踪单元112所得到的钢板160的位置信息，进行用于由下游侧台架的弯曲器操作量校正暂时地校正上游侧台架的控制响应延迟的操作量校正计算。还具备：从凸度/形状接收单元103获取形状的测量值，算出形状控制用所分配的台架的弯曲器修正量的形状控制单元114；组合操作量校正单元113与形状控制单元114的输出，算出各台架的最终的弯曲器修正量并输出的反馈操作量输出单元115。 

以下，对各部分的处理详细地进行说明。控制模型102为用于推定轧制后(各台架出去侧)的钢板的凸度量的数式，凸度除了弯曲器的值之外，主要由轧制前(各台架进入侧)的钢板的凸度量、轧制载重、工作辊152的宽度方向的辊径分布形状(工作辊凸度)来决定，作为一例有(3)-(5)式那样的代数式。如上所述那样，将凸度除以板厚后的值称作凸度比率，代数式中εH表示轧制前的凸度比率，εh表示轧制后的凸度比率。 

εh＝A1·εH+A2·B+A3·P+A4CRW+A5  (3) 

εh＝Ch/hc  (4) 

εH＝CH/Hc  (5) 

其中，CH：钢板进入侧凸度量(轧制前凸度量)、Ch：钢板出去侧凸度量(轧制后凸度量)、Hc：进入侧板厚、hc：出去侧板厚、B：弯曲量、P：轧制载重、CRW：工作辊凸度、A1～A5：由板厚、板宽度、钢种等决定的系数。 

建立(setup)单元101根据为了得到目标板厚而确定的各台架(F1～F7)的轧制载重、钢板160的温度、宽度、钢种等，决定以最终路径(path)得到目标凸度那样的各台架出去侧的目标凸度比率后，采用进入侧凸度、进入侧板厚、出去侧板厚、轧制载重以及工作辊凸度的推定值，根据由(3)～(5)式所提供的参数与钢板出去侧凸度量的关系，算出实现各台架出去侧的目标凸度的各台架的弯曲器值并输出。此外工作辊凸度的推定通过采用考虑了轧制中的热膨胀量、工作辊153交换后的磨耗所引起的辊径的減少效果、工作辊153的钢板宽度方向的位移量后的运算而被确定。 

图3表示凸度比率计算单元的处理。S3-1中，凸度比率计算单元110 获取由凸度/形状接收单元103所获取的钢板160的凸度测量值Cact与最终台架(F7)出去侧的板厚h7。h7也可为对钢板160的测量值，也可使用预先决定的制造指令(目标板厚)。接下来，在S3-2中通过凸度测量值Cact除以板厚h7而计算凸度比率εact。 

图4表示操作量分配单元111的处理。在通常的凸度·形状控制中，采用能将凸度控制为较大的上游台架得到目标凸度比率，在下游台架中按照控制目标使凸度比率为一定，来按照根据板厚而凸度減少的方式进行弯曲器设定。公知在下游台架中使凸度比率为一定来进行轧制，从而平坦度得到改善。 

在本实施例中表示，在F1～F5中消除凸度偏差，在F5出去侧达到目标凸度比率的基础上，在F6、F7进行凸度比率固定控制的实施例。S4-1中表示针对凸度比率计算单元110的输出即凸度比率的实绩与目标凸度比率的偏差Δεh，将该偏差采用F1～F5的哪一个台架消除多少程度，并算出凸度比率偏差消除比率γ1～γ5。γ1～γ5也可根据预先决定的规范来决定，也可采用F1、F2等的上游台架最大限度地消除，也能考虑响应性来增大F5、F4等的下游台架的消除比率。 

接下来，在S4-2按照对各台架分配的γ1～γ5，算出各台架的弯曲器修正量。弯曲器修正量Δb，对于各台架，由式(6)来计算。 

$\mathrm{\Δbi}=\mathrm{\α}\·(\∂b/\∂\mathrm{\ϵh})\·\mathrm{\Δ\ϵhi}=\mathrm{\α}\·(1/A2)\·\mathrm{\Δ\ϵhi}---\left(6\right)$

其中，α：反馈控制增益、i：台架编号。 

在此， 

为凸度比率偏差与弯曲器修正量的影响系数，由(3)式的弯曲器的系数A2被提供。采用该系数能够导出为了消除Δεh的凸度比率偏差所需要的弯曲器修正量。由各台架消除的凸度比率按照γ1～γ5(一般γ1～γ5的和为1)由式(7)求出。 

Δεh1＝γ1·Δεh 

Δεh2＝γ2·Δεh 

Δεh3＝γ3·Δεh  (7) 

Δεh4＝γ4·Δεh 

Δεh5＝γ5·Δεh 

α也可为按每台架而不同的值，也可相同。另一方面，在弯曲器中存 在机械的上下限制约(最大值以及最小值)。 

在S4-3中，判定弯曲器的输出为上限或者下限中的任一个时是否存在饱和的台架。判定也可按照弯曲器的输出是否与上限值或者下限值一致来进行。在输出饱和的台架不存在的情况下结束处理。在输出饱和的台架存在的情况下，在该台架的出去侧不能得到期望的凸度，因此在S4-4中搜索在弯曲器输出具有余裕的台架是否还在别处存在的处理。在弯曲器输出具有余裕的台架不存在的情况下，用尽控制能力，通过不期望在此以上的凸度控制改善来结束处理。 

在弯曲器输出具有余裕的台架存在的情况下，通过使用这些台架的余裕量，进而期望凸度控制性能的改善，因此在S4-5中，将分配给弯曲器输出在上下限饱和的台架(制约违反台架)的消除比率γ中由该台架不能消除的部分分配给具有余裕的台架。以弯曲器输出在上限饱和的情况为例时，由该台架不能消除的凸度比率能由(8)式算出。 

Δεhl1i＝A2·(b0+Δb-Bmax)i  (8) 

其中，b0：当前的弯曲器设定值、i：台架编号、Bmax：弯曲器输出最大值、Δεhl1i：由第i台架不能消除的凸度比率。 

通过按照余裕量变更弯曲器输出具有余裕的台架的弯曲器输出，进行抵消Δεh1的处理。(9)式表示通过校正由该台架能消除的凸度比率。 

Δεhl2i＝A2·(Bmax-b0+Δb)i  (9) 

其中，Δεhl2i：由第i台架的校正能消除的凸度比率、i：台架编号。 

根据(9)式，一边算出由具有余裕的台架能消除的凸度比率，一边进行凸度比率偏差消除比率的γ1～γ5分配。由此，最大限使用各台架的弯曲器输出，消除凸度比率的偏差。由S4-6算出最终的F1～F5的弯曲器修正量Δb1～Δb5并向操作量校正单元输出。 

在本实施例中，操作量分配单元111的起动周期(反馈控制周期)在增大反馈控制增益α的基础上，弯曲器修正后、通过F1上游的钢板到达凸度/形状计量器170，也可将凸度/形状计量器170的测定结束作为下一次的起动定时，按照通常的反馈控制系统的设计方法也能够减小反馈控制增益α并提高控制频率。 

图5表示操作量校正单元的处理。操作量校正单元113中，按照以反 馈控制被起动的时刻为起点的钢板部位的移动进行校正Δb1～Δb5的处理。 

图6表示由(1)～(5)定义反馈控制被起动的时刻的钢板部位的区域的例子。由于对于凸度比率的偏差修正F1～F5的弯曲器，因此(1)为仅F5的弯曲器修正效果有效的区域，(2)为F5与F4，(3)为F5～F3，(4)为仅F5～F2的弯曲器修正效果有效的区域。进而(5)为分配给凸度控制的所有台架(F5～F1)的弯曲器修正效果有效的区域。根据以上在区域(1)～(4)中弯曲器修正的凸度比率偏差消除效果不充分，因此在操作量校正单元113中，在下游侧台架具有控制余裕的情况下，以提高凸度比率偏差的消除效果为目的进行利用控制余裕的弯曲器输出的校正。 

在S5-1中，算出过渡区域(1)～(4)的弯曲器校正量Δb51、Δb52、Δb53、Δb54、Δb42、Δb43、Δb44、Δb33、Δb34、Δb24。Δbxy表示x台架相对区域y的校正量。 

校正量的算出通过以下的运算来进行。即用于凸度比率偏差消除的弯曲器值的修正，通过在区域(1)中进行将F1～F4所分担的凸度比率偏差消除比率γ1～γ4全部分配给F5的运算来算出Δb51。即设γ5为1时，通过(7)式Δεh5＝1，因此在该条件下通过(6)式算出该情况下的第5台架的弯曲器修正量Δb51。区域(2)中通过将γ1～γ3分配给F4、F5来算出Δb52、Δb42。即在预定的γ4+γ5为1的分配的基础下，根据(7)式算出由F4与F5修正的凸度比率，根据(6)式算出此时的第4台架与第5台架的弯曲器修正量Δb52、Δb42。同样，在区域(3)中将γ1～γ2分配到F3～F5，通过在设γ3+γ4+γ5为1的分配的基础下的计算，算出Δb53、Δb43、Δb33。采用同样的计算在区域(4)，将γ1分配给F2～F5，采用设γ2+γ3+γ4+γ5为1的分配的基础下的计算来算出Δb52、Δb42、Δb32、Δb22。 

分配运算采用操作量分配单元111的处理从F1～F5将成为分配对象的台架变更为上述的每一个，从而能够通过图4所示的运算实现。并且通过按每个台架进行S5-2～S5-7的处理算出各区域通过该台架时的弯曲器修正量并输出。 

在S5-2中，根据跟踪单元112的输出判定各台架当前轧制的控制区域。跟踪单元从控制对象150获取辊速度V，反馈控制被起动后计算以后 的钢板160的移动量，并判定各台架当前轧制的区域为(1)～(5)的那一个。由于轧制区域(1)的可能性存在的区域在本实施例中只为F5，因此在S5-3中输出Δb5+Δb51作为F5的弯曲器修正量。在轧制区域(2)的情况下，针对具有该可能性的F5、F4，在S5-4输出Δb5+Δb52作为F5的弯曲器修正量，输出Δb4+Δb42作为F4的弯曲器修正量。在轧制区域(3)的情况下，针对存在该可能性的F5～F3，在S5-5中输出Δb5+Δb53作为F5的弯曲器修正量，输出Δb4+Δb43作为F4的弯曲器修正量，输出Δb3+Δb33作为F3的弯曲器修正量。在轧制区域(4)的情况下，针对具有该可能性的F5～F2，在S5-6输出Δb5+Δb52作为F5的弯曲器修正量，输出Δb4+Δb42作为F4的弯曲器修正量，输出Δb3+Δb32作为F3的弯曲器修正量，输出Δb2+Δb22作为F2的弯曲器修正量。在轧制区域(5)的情况下，针对不需要校正的F5～F1，在S5-7输出Δb5、Δb4、Δb3、Δb2、Δb1作为F5～F1的弯曲器修正量。通过用于用尽这样的各台架的凸度控制能力的校正处理，能够提高凸度控制的响应。 

图7表示形状控制单元114的处理。在S3-1中取得由凸度/形状控制单元103取得的形状Fact。并且作为一例由(10)式算出F6与F7的弯曲器修正量。 

F6＝β1·Fact  (10) 

F7＝β2·Fact 

其中，β1、β2：控制增益。 

一般针对边缘波(突缘伸展)形状增大弯曲器的输出，针对中心凹凸(中伸展)减小弯曲器的输出，从而实现形状的平坦化。作为弯曲器修正量，也可考虑由F1～F5附加抵消修正凸度比率的影响的运算而算出。即在按照F5出去侧的凸度比率变大的方式修正F1～F5的弯曲器的情况下，在形状上付与突缘伸展倾向的影响，因此针对由(9)式得到的值增大F6、F7的弯曲器来抵消该影响。相反在按照F5出去侧的凸度比率减小的方式修正F1～F5的弯曲器的情况下，针对形状付与中伸展倾向的影响，因此针对由(9)式计算的值减小F6、F7的弯曲器，来抵消该影响。 

在本实施例中，将F1～F5作为凸度偏差修正用台架，将F6、F7作为形状平坦化用台架，但也可考虑例如将F1～F4作为凸度偏差修正用台架， 将F5～F7作为形状平坦化用台架那样的其他的分担。此外，将简单的测量装置作为凸度/形状计量器170，但两者也有在单一的单元中被一体化的情况，也有凸度计量器与形状计量器物理地被分离的情况。对哪一种情况本发明都能同样适用。进而在由于故障而不能使用的台架(虚拟台架)存在的情况下，通过将该台架的凸度比率偏差消除比率γ设为0，也能够同样适用本发明。 

【实施例2】 

接下来表示本发明的第2实施例。在第1实施例中，将预先决定的台架分别分配到凸度控制与形状控制，但在本实施例中，表示按照在轧制中检测出的凸度偏差与平坦度，将分配给凸度控制的台架与分配给形状控制的台架实时地最佳化的实施例。 

图8表示第2实施例的凸度/形状控制装置的结构。新设置的控制台架决定单元801基于由凸度/形状接收单元103获取的凸度与形状(平坦度)的检测值，进行分配给凸度控制与形状控制的台架的最佳化处理，将结果输出到凸度/形状反馈控制单元104。 

图9表示控制台架决定单元801的处理。S9-1中获取凸度检测值Cact、形状检测值Fact以及最终台架(F7)出去侧板厚h7。S9-2中根据(Cact/h7)计算最终台架出去侧的凸度比率εact，进而将εact距目标凸度比率εt的偏差(εact-εt)作为Δεh。在S9-3根据εact与Factの相对关系来确定分配给凸度控制的台架与分配给形状控制的台架。 

定性地来说，Δεh越大，分配给凸度控制的台架数就越多，但在简单的例子中，考虑通过下述中表示例子的指示器来确定分配给凸度控制的台架数目。即针对平坦度Fact小时(钢板平坦时，例如|Fact|＜30IUNIT时)和不是这种情况时，分别按照(11)、(12)式变更按照Δεh的大小使用于凸度控制的台架。 

|Fact|＜30IUNIT时              (11) 

|Δεh|＜0.001  仅F1 

0.001≤|Δεh|＜0.002 F1～F2 

0.002≤|Δεh|＜0.005 F1～F3 

0.005≤|Δεh|＜0.010 F1～F4 

0.010≤|Δεh|        F1～F5 

3OIUNIT≤|Fact|时              (12) 

|Δεh|＜0.002  仅F1 

0.002≤|Δεh|＜0.005 F1～F2 

0.005≤|Δεh|＜0.010 F1～F3 

0.010≤|Δεh|＜0.025 F1～F4 

0.025≤|Δεh|        F1～F5 

没有分配给凸度控制的台架自动地被分配给形状控制。凸度/形状反馈控制单元104按照被确定的凸度控制分担台架与形状控制分担台架的信息，进行实施例1所示的处理，算出弯曲器修正量。 

在本实施例中，注目于凸度比率偏差并确定分担凸度控制的台架，但也可注目于凸度偏差来代替凸度比率偏差。 

【实施例3】 

接下来，表示采用控制台架决定单元801考虑各台架的凸度矫正能力而将必要最小限的台架分配给凸度控制，从而通过形状控制分配较多的台架的实施例。 

本实施例中采用图10所示的处理来代替图9的S9-3确定控制台架。图10中以凸度比率偏差为正值的情况为例，表示确定控制台架的处理的详细内容。在S10-1将台架编号设定为1。在S10-2代入最大值作为第1～第n台架的弯曲器值，通过(3)式计算该台架出去侧的凸度比率。判定从由S10-3得到的凸度比率减去目标凸度比率后的值是否为负。在负的情况下，意味着通过到此为止的台架所进行的凸度矫正能够消除正的凸度比率偏差，因此在S10-5输出将第1～第n台架使用于凸度控制，将第(n+1)～第7台架使用于形状控制的结论。在S10-3凸度比率偏差为正的情况下，由于第1～第n台架的凸度矫正能力不足，因此在S10-4分担凸度控制的台架数增加一个，在S10-2返回处理，并且反复进行S10-2～S10-4直到S10-3被满足为止。 

本实施例中以凸度比率的偏差为正的情况为例进行了说明，但在负值时在S10-2将各台架的弯曲器设定为最小值，如果在S10-3判定凸度比率偏差＞0，则能够采用与图10相同的处理进行对应。 

本发明能够有效地适用于在至少在最终台架出去侧设置凸度计量器的串联轧机的凸度·形状控制中。 

Claims (8)

1.一种热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，该热轧串联式轧机由多个台架构成，具备检测轧制后的钢板的凸度的凸度计量器与检测平坦度的形状计量器，至少具备弯曲器作为用于控制凸度与形状的操作端，上述热轧串联式轧机的凸度形状控制装置具备：

建立部，其具备预测轧制后的凸度的控制模型，在钢板的轧制之前通过建立计算来算出各台架的弯曲器设定值，其中所述建立计算使用了该控制模型；

凸度比率计算部，其根据轧制中由凸度计量器获取的钢板的凸度值算出凸度比率；

操作量分配部，其求出所得到的凸度比率与目标凸度比率之间的偏差，确定由分配给凸度控制的台架中的哪一个台架将该偏差消除多少，算出与此对应的弯曲器修正量；

形状控制部，其针对被分配给形状控制的台架，算出用于使由形状计量器所获取的钢板形状变为平坦的弯曲器修正量；

反馈操作量算出部，其根据操作量分配部与形状控制部的输出算出各台架的弯曲器修正值；和

操作量算出部，其根据该弯曲器设定值与该弯曲器修正值算出最终的弯曲器指令值并对热轧串联式轧机输出。

2.根据权利要求1所述的热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，其特征在于，

上述操作量分配部判定建立计算的结果、有无弯曲器输出达到上下限的台架，在存在达到上下限的台架的情况下，在算出上述凸度偏差中不能消除的偏差的基础上，将该不能消除的偏差分配到在凸度控制中被分配的台架中弯曲器输出没有达到上下限的台架。

3.根据权利要求1或2所述的热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，其特征在于，具有：

跟踪部，其从上述热轧串联式轧机获取各台架的辊速度，基于根据辊速度计算的钢板的移动量，确定各台架正在轧制的钢板部位；和

操作量校正部，其对在反馈操作量算出时位于台架间的钢板，针对反馈操作量算出部算出的上游台架的弯曲器修正量的效果不能影响的钢板部位，与钢板位置相对应关联来计算用于由下游台架补偿该效果的弯曲器校正量，并且获取该跟踪部所确定的钢板部位，将上述弯曲器修正量和与轧制中的钢板部位相对应的校正量相加并输出。

4.根据权利要求1所述的热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，其特征在于，

具有控制台架决定部，其对轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差与钢板的平坦度进行比较，根据比较结果确定使用于凸度控制的台架与使用于形状控制的台架，

该控制台架决定部在轧制中变更使用于凸度控制的台架和使用于形状控制的台架的分配。

5.根据权利要求4所述的热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，其特征在于，

上述控制台架决定部，在轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差大时，使使用于凸度控制的台架数增加，在该偏差小时，使使用于凸度控制的台架数減少。

6.根据权利要求4所述的热轧串联式轧机的凸度形状控制装置，其特征在于，

上述控制台架决定部，通过运算来算出用于消除轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差所必需的台架数目，根据算出结果来确定使用于凸度控制的台架，将剩余的台架使用于形状控制，其中所述运算采用了上述控制模型。

7.一种热轧串联式轧机的凸度形状控制方法，上述热轧串联式轧机由多个台架构成，具备检测轧制后的钢板的凸度的凸度计量器和检测平坦度的形状计量器，至少具备弯曲器作为用于控制凸度与形状的操作端，上述热轧串联式轧机的凸度形状控制方法的特征在于，

根据轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差与钢板的平坦度，决定使用于凸度控制的台架与使用于形状控制的台架，在使用于凸度控制的台架中在降低凸度偏差的方向上修正弯曲器指令值，在使用于形状控制的台架中在平坦度增加的方向上修正弯曲器指令值。

8.一种热轧串联式轧机的凸度形状控制方法，上述热轧串联式轧机由多个台架构成，具备检测轧制后的钢板的凸度的凸度计量器与检测平坦度的形状计量器，至少具备弯曲器作为用于控制凸度与形状的操作端，上述热轧串联式轧机的凸度形状控制方法的特征在于，

检测轧制中的钢板的凸度距目标值的偏差或者凸度比率距目标值的偏差和钢板平坦度的变化，按照在凸度比率距目标值的偏差大时将更多的台架使用于凸度控制、在钢板平坦度杂乱时将更多的台架使用于形状控制中的方式，在轧制中变更使用于凸度控制的台架与使用于形状控制的台架。

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