CN102026744B - 串列式冷轧机的轧制速度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串列式冷轧机的轧制速度控制方法，利用该串列式冷轧机的轧制速度控制方法能可靠地防止经轧制后卷绕于卷绕机的轧制材料的温度超过上限。为此，该串列式冷轧机的轧制速度控制方法采用包括以下工序的结构：即，基于以各机架的轧制速度和各机架输入侧的轧制材料温度为变量的、每个机架所生成的温度模型，从最上游侧的机架的温度模型起，依次对在以临时轧制速度进行轧制时的轧制材料的预测温度进行计算，从而算出卷绕于卷绕机时的轧制材料的临时预测温度的工序；对临时预测温度与预先设定的比较值进行比较的工序；以及在临时预测温度高于比较值的情况下，计算出对临时轧制速度进行了减速修正后的修正轧制速度，使基于温度模型所计算出的轧制材料的预测温度低于比较值，使串列式冷轧机在修正轧制速度下工作，从而对轧制材料进行轧制的工序。

Description

串列式冷轧机的轧制速度控制方法

技术领域

本发明涉及轧制金属等轧制材料的串列式冷轧机的轧制速度控制方法。

背景技术

轧机的控制装置通常由光导摄象管等上位的计算机构成。该控制装置接收轧制材料信息和产品信息，基于这些信息进行设定计算，进行轧制方案等的初始设定，从而由该轧制材料获得所期望的产品。然后，在轧制材料进入轧机之后，用设置于生产线上的传感器测定轧制材料的板料厚度，实施动态控制。通常，在串列式冷轧机的情况下，考虑电动机容量等各机架的性能，对可能实施的轧制速度进行计算。然后，在开始对轧制材料进行轧制之后，若没有什么特别的阻碍轧制的因素，则将速度提高到设定计算所计算出的轧制速度进行轧制。

这里，在对不锈钢等表面品质较重要的轧制材料进行卷绕时，有时会插入垫纸来防止因卷材的卷边接缝等而损伤其表面。该垫纸若处于一定温度以上则会发生发热胶着。垫纸会因这种发热胶着而附着于卷材或变脆。而且，若发生这种现象，则在接下来的工序中，在开卷时会发生问题。另外，在最坏的情况下，垫纸可能会起火。这样，只考虑轧机的性能来决定轧制速度是不够的，还需要使轧制材料的温度不超过上限。

作为考虑轧制材料的温度来决定轧机的轧制速度的现有技术，提出了基于由温度计所测得的测定值对预先指定的轧机的辊缝输出侧的轧制材料的温度进行推算，若推算出的轧制材料的温度高于发生热擦痕的温度，则对速度进行修正的方法(例如，参照专利文献1)。

另外，作为另一个现有技术，提出了用温度计对轧制材料的温度进行测定，当测定值高于垫纸的发热胶着温度时，对轧制速度进行修正的方法(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：

日本专利特开2000-167614号公报

专利文献2：

日本专利特开平6-190421号公报

发明内容

然而，专利文献1所披露的方法以防止热擦痕为着眼点。因此，未考虑轧机以后的轧制材料温度。另一方面，专利文献2所披露的方法虽然考虑了将垫纸的发热胶着温度作为轧机以后的轧制材料温度，但是基于由温度计所测得的测定值来实施动态控制的。然而，在动态控制中，必须先实际提高轧制速度，才能知道轧制材料的温度达到了怎样的程度。因此，例如在一下子加速等情况下，由于输送时间延迟等原因，可能会存在控制发生延迟、轧制材料的温度超过上限的情况。

本发明用于解决上述问题，其目的在于，提供一种在轧制之后，能可靠地防止卷绕于卷绕机的轧制材料的温度超过上限的串列式冷轧机的轧制速度控制方法。

本发明所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法包括：决定串列地配置有多个机架的串列式冷轧机的临时轧制速度的工序；基于以各机架的轧制速度和各机架输入侧的轧制材料温度为变量的、每个所述机架所生成的温度模型，从最上游侧的机架的温度模型起，依次对在以所述临时轧制速度进行轧制时的轧制材料的预测温度进行计算，从而算出卷绕于卷绕机时的所述轧制材料的临时预测温度的工序；对所述临时预测温度与预先设定的比较值进行比较的工序；以及在所述临时预测温度高于所述比较值的情况下，计算出对所述临时轧制速度进行了减速修正后的修正轧制速度，使基于所述温度模型所计算出的轧制材料的预测温度低于所述比较值，使所述串列式冷轧机在所述修正轧制速度下工作，从而对所述轧制材料进行轧制的工序。

根据本发明，能可靠地防止经轧制后卷绕于卷绕机的轧制材料的温度超过上限。

附图说明

图1是对利用本发明的实施方式1所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法的串列式冷轧机进行说明的整体结构图。

图2是用于对本发明的实施方式1所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法进行说明的流程图。

图3是用于对利用本发明的实施方式1所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法的温度模型的学习方法进行说明的流程图。

标号说明

1串列式冷轧机、2第一机架、3第二机架、

4第三机架、5第四机架、6轧制方向、7轧制材料、

8卷绕机、9温度计、10控制装置

具体实施方式

下面根据附图，对用于实施本发明的的具体实施方式进行说明。另外，各图中，对于相同或相当的部分标以相同的符号，适当地简化或省略其重复说明。

实施方式1.

图1是对利用本发明的实施方式1所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法的串列式冷轧机进行说明的整体结构图。

在图1中，标号1是批处理式的串列式冷轧机。该串列式冷轧机1串列地配置有第一机架2～第四机架5。该串列式冷轧机1具有沿箭头所指的轧制方向6对轧制材料7进行轧制的功能。另外，在串列式冷轧机1的输入侧，设有开卷机(未图示)。该开卷机具有对卷状的轧制材料7进行开卷，并将其送入串列式冷轧机1的功能。而且，在串列式冷轧机1为连续式的情况下，在开卷机与串列式冷轧机1之间设置有焊机和套口机(都未图示)。由此，进入串列式冷轧机1进行轧制的轧制材料7不会有裂痕。

另一方面，在串列式冷轧机1的输出侧，设有卷绕机8。该卷绕机8具有将经串列式冷轧机1轧制后的轧制材料7卷绕成卷状的功能。这里，在轧制材料7为不锈钢的情况下，卷绕于卷绕机8的轧制材料7之间插入有垫纸(未图示)。以此来保持轧制材料7的表面的品质。另外，在串列式冷轧机1与卷绕机8之间的轧制材料7的附近，配置有温度计9。通常，由于未被设置于串列式冷轧生产线，因此温度计9为可移动式温度计。该温度计9具有对经串列式冷轧机1轧制后的轧制材料7的实际温度进行测量的功能。这里，在轧制材料7为表面具有光泽的不锈钢的情况下，为了正确地测定轧制材料7的温度，需要充分地对轧制材料7的放射率的适当调整、以及测定环境等加以注意。

此外，各机架2～5、开卷机、卷绕机8、以及温度计9与控制装置10相连接。该控制装置10具有对各机架2～5的轧制速度、以及卷绕机8的卷绕速度等串列式冷轧机1的整体进行控制的功能。具体而言，控制装置10具有基于各机架2～5的速度锥和电动机容量等，来决定各机架2～5的轧制速度的功能。其中，所谓速度锥，是指由电动机的额定(最高速度)、齿轮比、以及辊径所决定的各机架2～5的最高轧制速度。

这里，轧制材料7从串列式冷轧机1的上游侧向下游侧被轧制而延展。即，必须使上游侧的轧制材料7的板料厚度比下游侧的轧制材料7的板料厚度薄。因而，为了满足质量流动守恒定律，需要减慢上游侧的机架1等的速度锥，加快下游侧的机架4等的速度锥。另外，各机架2～5不能超过速度锥而旋转。因此，需要将各机架2～5的轧制速度设定至速度锥以下。

另外，在对轧制材料7进行轧制的情况下，各机架2～5的轧辊会产生转矩。在该转矩超过各机架2～5的电动机容量的设定下，不能实施轧制。因此，在决定各机架2～5的轧制速度的情况下，需要对施加于各机架2～5的轧辊的转矩进行推算，以确认转矩小于等于各机架2～5的电动机容量。而且，在所施加的转矩超过各机架2～5的电动机容量的情况下，需要降低各机架2～5的轧制速度，以将施加于各机架2～5的轧辊的转矩设定为小于等于电动机容量。

另外，控制装置10具有基于每个机架2～5所生成的温度模型，对轧制材料7的预测温度进行计算的功能。该温度模型通常包含于对轧制方案等进行决定的设定计算功能之中。该温度模型以加工发热、摩擦发热和因与轧辊相接触所导致的冷却等与各机架2～5的轧制速度相关的因素、以及考虑了利用冷却剂的冷却和空气冷却等的因素为变量，对各个位置的轧制材料7的温度进行预测。此外，在例如《板料厚度延展的理论与实际(板厚延の理論と実際)》(社团法人日本钢铁协会)等文章中阐明了温度模型的详细的数学式。因此，在本实施方式中，省略详细的数学式等的说明。

控制装置10具有以下功能：即，以由设定计算功能所求出的各机架2～5的轧制速度和轧制材料7的板料厚度为变量，基于所述温度模型，根据配置于最上游的第一机架2的温度模型，依次计算出轧制材料7的预测温度。而且，控制装置10具有以下功能：即，计算出配置于最下游的第四机架5的输出侧的轧制材料7的预测温度，进而计算出在卷绕于卷绕机8的位置的轧制材料7的预测温度。此外，温度模型与其他的模型也有复杂的联系。因此，在设定计算中，温度模型也有可能通过重复计算而被重新生成。

另外，控制装置10具有对轧制材料7的临时预测温度和预先设定的比较值进行比较的功能。而且，控制装置10具有在临时预测温度低于比较值的情况下，使串列式冷轧机1在临时轧制速度下工作的功能。除此以外，控制装置10还具有在临时预测温度高于比较值的情况下，对由临时轧制速度经减速修正后所获得的修正轧制速度进行计算，使基于温度模型所计算出的轧制材料7的预测温度低于比较值，从而使串列式冷轧机1在该修正轧制速度下工作的功能。在本实施方式中，比较值设定为垫纸的发热胶着温度。

接下来，利用图2对串列式冷轧机1的轧制速度控制方法进行更详细的说明。

图2是用于对本发明的实施方式1所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法进行说明的流程图。

首先，在步骤S1中，考虑各机架2～5的速度锥和电动机容量，以决定串列式冷轧机1的临时轧制速度，然后前进至步骤S2。在步骤S2中，从最上游的第一机架2起，依次对轧制材料7的预测温度进行计算，从而计算出卷绕机8位置处的轧制材料7的临时预测温度。接着，前进至步骤S3，对临时预测温度与垫纸的发热胶着温度进行比较。然后，若临时预测温度低于垫纸的发热胶着温度，则动作结束。通过这样的控制，使串列式冷轧机1在临时轧制速度下工作。

另一方面，在步骤S3中，若临时预测温度高于垫纸的发热胶着温度，则前进至步骤S4。在步骤S4中，对串列式冷轧机1的临时轧制速度进行减速修正。然后，回到步骤S2，基于温度模型，依次对从串列式冷轧机1的输入侧到卷绕机8位置处的轧制材料7的预测温度进行计算。重复这样的计算，计算出串列式冷轧机1的修正轧制速度，使轧制材料7的预测温度小于等于垫纸的发热胶着温度，然后结束动作。通过这样的控制，使串列式冷轧机1在使温度小于等于垫纸的发热胶着温度的最大轧制速度下工作。

接下来，利用图3对温度模型的学习方法进行说明。

图3是用于对本发明的实施方式1所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法中所利用的温度模型的学习方法进行说明的流程图。

在启动串列式冷轧机1时，必须充分调整温度模型。因此，在启动串列式冷轧机1时，准备好温度计9，手动对每种钢材和每个板料厚度的轧制材料的温度进行测定，从而对温度模型进行调整。下面，对用于温度调整的具体步骤进行说明。

首先，在某一时刻，在轧制材料7上制成追踪点。从串列式冷轧机1的输入侧到温度计9的位置为止，对该追踪点进行追踪。然后，在步骤S11中，对追踪点每次到达对应于各机架2～5而设置的板料厚度测定仪(未图示)时的相关实际轧制数据进行收集。最后，用温度计9对轧制材料7的学习用实际温度进行收集，然后前进至步骤S12。

在步骤S12中，以收集到实际轧制数据为变量，从最上游侧的第一机架2的温度模型起，依次以实际轧制数据为变量计算出轧制材料7的预测温度，最后，计算出温度计9位置处的轧制材料7的学习用预测温度。然后，前进至步骤S13，对学习用实际温度与学习用预测温度进行比较。这里，若温度模型没有误差，则学习用实际温度与学习用预测温度相一致。然而，温度模型一般都含有误差。因此，为了弥补这一误差而进行温度模型的学习。

即，在学习用实际温度低于学习用预测温度的情况下，前进至步骤S14。在步骤S14中，对应于学习用实际温度与学习用预测温度的误差，将学习增益设定为较小的值，然后前进至步骤S15。在步骤S15中，基于所设定的增益，对温度模型的学习值进行计算，动作结束。另一方面，在步骤S13中，在学习用实际温度高于学习用预测温度的情况下，前进至步骤S16。在步骤S16中，对应于学习用实际温度与学习用预测温度的误差，将学习增益设定为较大的值，然后前进至步骤S15。在步骤S15中，基于所设定的增益，对温度模型的学习值进行计算，动作结束。

根据以上所说明的实施方式1，在临时预测温度高于比较值的情况下，计算出对临时轧制速度进行了减速修正后的修正轧制速度，使基于温度模型所计算出的轧制材料7的预测温度低于比较值。然后，使串列式冷轧机1在修正轧制速度下工作，对轧制材料7进行轧制。因此，能可靠地防止经轧制后的轧制材料7的温度超过上限。

另外，临时预测温度根据串列式冷轧机1所允许的上限轧制速度来决定。而且，在临时预测温度低于比较值的情况下，使串列式冷轧机1在临时轧制速度下工作来对轧制材料7进行轧制。因此，能可靠地防止经轧制后的轧制材料7的温度超过上限，并且能以所能实施的最大轧制速度对轧制材料7进行轧制。此外，由于将比较值设定为垫纸的发热胶着温度，因此能可靠地防止垫纸的发热胶着，从而即使在下游的工序中也不会导致作业率降低。

除此以外，控制装置10对温度模型进行学习，以减小轧制材料7的实际温度与学习用预测温度之间的误差。因此，可以更可靠地防止经轧制后的轧制材料7的温度超过上限。具体而言，控制装置10在学习用实际温度低于学习用预测温度时，根据学习用实际温度与学习用预测温度之差来减小温度模型的学习增益，当学习用实际温度高于学习用预测温度时，根据学习用实际温度与学习用预测温度之差来增大温度模型的学习增益。因此，当温度模型发生偏离使预测温度变高时，可以重视学习值的稳定性，当温度模型发生偏离使预测温度变低时，可以提高学习值的随动性。

更具体而言，用对应于各机架2～5而设置的板料厚度测定仪来测量轧制材料7的追踪点的实际轧制数据。然后，以这些实际轧制数据为变量，对学习用预测温度进行计算。因此，可以更正确地进行温度模型的学习。另外，在始终设置有温度计9的情况下，可以在在线状态下实施温度模型的学习，从而可以实现提高温度模型的精度。

此外，在实施方式1中，对以垫纸的发热胶着温度为比较值的情况进行了说明。但是，比较值并不局限于垫纸的发热胶着温度。例如，在为了提高生产效率而将串列式冷轧机1与退火生产线或酸洗生产线相结合的情况下，也能以适用于这些生产线的温度作为比较值。在这种情况下，可以在通过动态控制改变串列式冷轧机1的轧制速度时，防止退火生产线或酸洗生产线可能发生的停滞。即，可以稳定地操作整条生产线。

另外，实施方式1中所说明的串列式冷轧机1的轧制速度控制方法也可以应对无法用通过经验而获得的操作技术秘密(know how)来应对的轧制方案的变更。此外，不言而喻，实施方式1中所说明的串列式冷轧机1的轧制速度控制方法也可以适用于单机架可逆冷轧机等其他冷轧机。

工业上的实用性

如上所述，根据本发明所涉及的串列式冷轧机的轧制速度控制方法，能可靠地防止经轧制后卷绕于卷绕机的轧制材料的温度超过上限。

Claims (5)

1.一种串列式冷轧机的轧制速度控制方法，其特征在于，包括：

决定串列地配置有多个机架的串列式冷轧机的临时轧制速度的工序；

基于以各机架的轧制速度和各机架输入侧的轧制材料温度为变量的、每个所述机架所生成的温度模型，从最上游侧的机架的温度模型起，依次对在以所述临时轧制速度进行轧制时的轧制材料的预测温度进行计算，从而算出卷绕于卷绕机时的所述轧制材料的临时预测温度的工序；

对所述临时预测温度与预先设定的比较值进行比较的工序；

以及在所述临时预测温度高于所述比较值的情况下，计算出对所述临时轧制速度进行了减速修正后的修正轧制速度，使基于所述温度模型所计算出的轧制材料的预测温度低于所述比较值，使所述串列式冷轧机在所述修正轧制速度下工作，从而对所述轧制材料进行轧制的工序。

2.如权利要求1所述的串列式冷轧机的轧制速度控制方法，其特征在于，

所述临时轧制速度决定为所述串列式冷轧机所允许的上限轧制速度，在所述临时预测温度低于所述比较值的情况下，使所述串列式冷轧机在所述临时轧制速度下工作，从而对所述轧制材料进行轧制。

3.如权利要求1所述的串列式冷轧机的轧制速度控制方法，其特征在于，

所述比较值设定为在所述卷绕机对所述轧制材料进行卷绕时插入到所述轧制材料之间的垫纸的发热胶着温度。

4.如权利要求1至3中任一项所述的串列式冷轧机的轧制速度控制方法，其特征在于，包括：

使所述串列式冷轧机在学习用轧制速度下工作，用设置在所述串列式冷轧机与所述卷绕机之间的温度计对所述轧制材料的学习用实际温度进行测量的工序；

基于所述温度模型，对在所述学习用轧制速度下进行轧制后卷绕于所述卷绕机时的所述轧制材料的学习用预测温度进行计算的工序；

对所述学习用实际温度与所述学习用预测温度进行比较的工序；

以及对所述温度模型进行学习，以减小所述学习用实际温度与所述学习用预测温度之间的误差的工序。

5.如权利要求4所述的串列式冷轧机的轧制速度控制方法，其特征在于，

在所述学习用实际温度低于所述学习用预测温度时，根据所述学习用实际温度与所述学习用预测温度的误差来减小所述温度模型的学习增益；当所述学习用实际温度高于所述学习用预测温度时，根据所述学习用实际温度与所述学习用预测温度的误差来增大所述温度模型的学习增益。

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