CN112399893B - 板厚控制装置以及板厚控制方法 - Google Patents

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Abstract

板厚控制装置是进行具备轧制机架的热轧机的板厚控制的板厚控制装置。板厚控制装置具备：配置于轧制机架的输入侧的温度计；差分运算部，输出由温度计测量到的被轧制板的锁定温度和关于由温度计测量到的被轧制板的前端部以外的测量值的差分温度；跟踪部，基于被轧制板的板速度将差分温度从温度计的位置移送到轧制机架的正下方；以及计算部，基于从跟踪部传递的差分温度来计算轧制机架的压下量。计算部也可以包含对差分温度实施比例微分控制的比例微分控制部和基于比例微分控制部的输出值来计算压下量的压下量运算部。

Description

板厚控制装置以及板厚控制方法
技术领域
本申请涉及板厚控制装置以及板厚控制方法。
背景技术
例如如日本特开2007－75850号公报所记载，已知有以抑制滑痕的板厚偏差的方式进行改良的板厚控制装置。该公报的技术是，通过对板厚计的板厚数据施以滤波而提取了滑痕部分的成分。通过使用该提取出的板厚变化，来进行抑制滑痕所引起的板厚偏差那样的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－75850号公报
发明内容
发明将要解决的技术问题
在热精轧板厚控制技术中，考虑通过厚度计(Gauge meter)AGC或者前馈AGC等抑制滑痕所引起的板厚偏差。厚度计AGC是将轧制机的输入侧的板厚的变化作为轧制负载的变化而进行检测、并针对该检测出的负载变化来调整辊的压下量的方法。前馈AGC是如下方法：利用设置于轧制机输入侧的板厚计来检测板厚变化，基于被轧制材料的速度来检测出板厚变化到达轧制机位置的情况，从而调整轧制机的压下量。
在日本特开2007－75850号公报中，使用了板厚计。板厚计设置于控制对象轧制机架与其前级轧制机架之间，该设置位置对板厚计来说是恶劣的环境。板厚计设置于恶劣的环境下会导致板厚计的消耗容易增加，存在板厚计突然发生故障的隐患。由于存在这种情况，所以出于使用于AGC的观点，存在板厚计的可靠性低这一问题。
另外，板厚计在经济上较为高价，在维护方面也花费成本。因此，也有不使用板厚计、不使用前馈AGC的情况。在该情况下，为了抑制滑痕板厚变动，不能采用使用了板厚计的前馈AGC。
另一方面，在厚度计AGC中，若负载反馈不稳定，则不能提高厚度计AGC的增益。在厚度计AGC中，辊的压下量相对于负载变化而被调整。负载反馈变得不稳定的重要因素中，例如有负载检测用负载传感器(load cell)中存在较多噪声的情况，或在没有负载传感器而通过液压式PT(Pressure Transducer)检测出负载的情况。在这种情况下，因为不能提高厚度计AGC的增益，因此存在不能以厚度计AGC来去除滑痕所引起的板厚变动这一问题。
如以上那样，在以往的滑痕板厚变动抑制技术中，实用上的问题点较多，还留有改善的余地。
本申请是为了解决上述那样的技术问题而做出的，目的在于提供能够抑制滑痕所引起的板厚变动的新的板厚控制装置以及板厚控制方法。
用于解决技术问题的手段
本申请的第一板厚控制装置进行具备轧制机架的热轧机的板厚控制，其中，该板厚控制装置具备：
温度计，配置于所述轧制机架的输入侧；
差分运算部，输出由所述温度计测量到的被轧制板的锁定温度和关于由所述温度计测量到的所述被轧制板的前端部以外的测量值的差分温度；
跟踪部，基于所述被轧制板的板速度将所述差分温度从所述温度计的位置移送到所述轧制机架的正下方；以及
计算部，基于从所述跟踪部传递的所述差分温度来计算所述轧制机架的压下量。
本申请的第二板厚控制装置进行具备轧制机架的热轧机的板厚控制，其中，该板厚控制装置具备：
滑痕检测部，基于配置于所述轧制机架的输入侧的温度计的测量值，检测表示由所述轧制机架轧制的被轧制板所含的滑痕的位置的温度信息；
跟踪部，基于所述被轧制板的板速度将所述温度信息移送到所述轧制机架的正下方；以及
计算部，基于由所述跟踪部移送的所述温度信息来计算所述轧制机架的压下量，以决定所述轧制机架对所述滑痕施加的负载。
本申请的板厚控制方法具备如下步骤：
取得配置于热轧机的轧制机架的输入侧的温度计的测量值；
输出由所述温度计测量到的被轧制板的锁定温度和关于由所述温度计测量到的所述被轧制板的前端部以外的测量值的差分温度；
基于所述被轧制板的板速度将所述差分温度从所述温度计的位置移送到所述轧制机架的正下方；以及
基于移送的所述差分温度来计算所述轧制机架的压下量。
本申请的板厚控制方法具备如下步骤：
基于配置于热轧机的轧制机架的输入侧的温度计的测量值，检测表示由所述轧制机架轧制的被轧制板所含的滑痕的位置的温度信息；
基于所述被轧制板的板速度，将所述温度信息移送到所述轧制机架的正下方；以及
基于移送的所述温度信息来计算所述轧制机架的压下量，以决定所述轧制机架对所述滑痕施加的负载。
发明效果
根据本申请，通过对由温度计取得的差分温度信息进行跟踪，能够实施基于被轧制板的温度偏差的前馈控制。由此能够抑制滑痕所引起的板厚变动。
附图说明
图1是表示搭载实施方式的板厚控制装置的热轧机的构成的图。
图2是实施方式的板厚控制装置所具备的控制运算部的控制框图。
具体实施方式
本实施方式涉及被构建成连续配置多个轧制机架F1～F7、并将加热后的钢板等利用这些轧制机架F1～F7依次轧制的热轧机1的板厚控制技术。
图1是表示搭载实施方式的板厚控制装置20的热轧机1的构成的图。热轧机1具备多个轧制机架F1～F7、多个压下装置2、多个液压调整装置2a、多个液压PT3、多个电动机4、以及板厚计11。
热轧机1是串列地配置有多个轧制机架F1～F7的热精轧机。多个轧制机架F1～F7包含起始轧制机架F1、中间轧制机架F2～F6、以及最终轧制机架F7。实施方式的板厚控制装置20进行最终轧制机架F7的板厚控制。
压下装置2是设于各轧制机架的液压驱动式的压下装置。压下装置2包含未图示的液压缸以及油罐等。液压调整装置2a包含调整压下装置2的液压的阀等。
液压PT3是基于驱动压下装置2的液压来测量负载的压力转换器(PressureTransducer)。液压PT3是液压传感器，也是检测各轧制机架的负载的负载检测器。
电动机4使各轧制机架的辊旋转。板厚计11配置于热轧机1的输出侧。板厚计11能够测量由热轧机1轧制后的被轧制材料的板厚。
板厚控制装置20具备温度计20a、压下控制部22、以及控制运算部30。板厚控制装置20通过控制液压调整装置2a，能够控制压下装置2的压下量。另外，压下装置2的压下量设为辊隙变化量ΔS，以下，也简称为“压下量ΔS”。
温度计20a是板厚控制装置20的构成要素之一。温度计20a配置于最终轧制机架F7的输入侧，具体而言配置于最终轧制机架F7与其前级的轧制机架F6之间。
压下控制部22接收来自板厚计11的输出信号即板厚h、来自控制运算部30的输出信号、以及来自液压PT3的负载检测信号。压下控制部22基于这些接收信号生成用于控制液压调整装置2a的控制信号。之后使用图2叙述控制运算部30。
在起始轧制机架F1与中间轧制机架F2～F6的控制装置中使用前级板厚控制装置19。前级板厚控制装置19是从板厚控制装置20中省略了控制运算部30的板厚控制装置，除了这一点，前级板厚控制装置19与板厚控制装置20具备相同的构成。
图2是实施方式的板厚控制装置20所具备的控制运算部30的电路框图。如图2所示，控制运算部30具备一次延迟滤波部31、锁定(lock on)温度取得部32、差分运算部33、第一增益部34、跟踪部35、以及计算部41。
一次延迟滤波部31对温度计20a的输出信号实施预先设定的一次延迟运算。
锁定温度取得部32基于温度计20a的输出信号，取得由温度计20a测量到的被轧制板的锁定温度TLO。“锁定温度TLO”是被轧制材料的前端附近部位的温度。能够将该锁定温度TLO用作用于检测滑痕的基准温度。可以将被轧制材料的前端的温度设为锁定温度TLO，也可以将从被轧制材料的前端向内侧进入一些的部位的温度设为锁定温度TLO。
差分运算部33接收来自一次延迟滤波部31的输出信号与来自锁定温度取得部32的锁定温度TLO。一次延迟滤波部31的输出信号包含由温度计20a测量到的“关于被轧制板的前端部以外的温度测量值”。差分运算部33输出差分温度ΔT。差分温度ΔT是锁定温度TLO与“关于被轧制板的端部以外的温度测量值”的差分。
第一增益部34接收来自差分运算部33的输出。第一增益部34将差分运算部33输出的差分温度ΔT乘以预先确定的第一增益G1。在以下的说明中，为了简化说明，只要没有特别区分的必要，关于乘以第一增益G1的差分温度ΔT也简称为“差分温度ΔT”。
跟踪部35接收来自第一增益部34的输出。跟踪部35基于被轧制板的板速度，将差分温度ΔT从温度计20a的位置移送到最终轧制机架F7的正下方。板速度的检测方法使用公知的各种技术即可，因此省略说明。例如可以通过设置板速度计(未图示)来检测板速度，也可以根据电动机4的旋转速度等检测板速度。
计算部41基于从跟踪部35传递的差分温度ΔT，计算最终轧制机架F7的压下量ΔS。具体而言，计算部41包含比例微分控制部36、第二增益部37、第三增益部39、加法部38、以及压下量运算部40。
比例微分控制部36对差分温度ΔT实施比例微分控制(PD控制)。根据比例微分控制部36，能够对跟踪到控制对象的轧制机架F7的正下方的温度偏差(差分温度ΔT)实施比例控制(P控制)与相位提前补偿(D控制)这两方。
第二增益部37对比例微分控制部36的输出乘以第二增益G2。第三增益部39对跟踪部35的输出乘以第三增益G3。加法部38将第二增益部37的输出与第三增益部39的输出相加。
压下量运算部40基于比例微分控制部36的输出值与轧制参数计算压下量ΔS。轧制参数包含磨机(mill)常数M与塑性系数Q。
如以上说明那样，根据实施方式，通过跟踪利用温度计20a取得的差分温度ΔT，能够实施基于被轧制板的温度偏差的前馈控制。由此能够抑制滑痕所引起的板厚变动。即，实施方式的板厚控制装置20通过对利用跟踪部35向轧制机架F7的正下方跟踪而得到的差分温度ΔT实施相位提前补偿(D控制)与比例控制(P控制)这两方，能够高精度地控制作为控制对象的最终轧制机架F7的压下量。能够使用由计算部41计算出的压下量ΔS来高精度地抑制滑痕所引起的板厚变动，并且通过也将其他AGC相加来使输出侧板厚收敛为目标板厚。
根据实施方式，压下控制部22提供了基于由液压PT3测量到的液压与由计算部41计算出的压下量ΔS来控制压下装置2这一优选的方式。在基于液压PT3计算压下量ΔS的情况下，相比于使用负载传感器来计算压下量ΔS的情况，存在控制精度差这一缺点。关于这一点，计算部41基于由跟踪部35跟踪到的差分温度ΔT决定压下量ΔS，从而能够抑制板厚控制精度降低。
在实施方式中，热轧机1不包含检测轧制机架F1～F7的负载的负载传感器。尽管如此，不仅液压PT3的负载检测信号、由跟踪部35跟踪的差分温度ΔT也被纳入压下量ΔS的计算中，因此能够充分地抑制滑痕的板厚变动。由此，即使没有负载传感器也能够抑制滑痕的板厚变动，因此能够省略作为高价装置的负载传感器。即使在未设有作为各轧制机架F1～F7的负载检测器的负载传感器、并且液压PT(Pressure Transducer)等的负载检测不稳定的情况下，板厚控制装置20也能够使轧制机架输出侧板厚向目标板厚收敛。但是，也可以在设有负载传感器的热轧机1也应用本实施方式的板厚控制装置20。
根据实施方式，可提供设置比例微分控制部36这一优选的方式。由此，能够在比例控制(P控制)的同时通过微分控制(D控制)也实施相位提前补偿，能够高精度地抑制滑痕所引起的板厚偏差。
另外，实施方式的锁定温度取得部32与差分运算部33相当于“滑痕检测部42”。滑痕检测部42能够基于温度计20a的测量值来检测表示被轧制板所含的滑痕的位置的温度信息(换句话说是差分温度ΔT)。计算部41能够基于由跟踪部35移送的温度信息(差分温度ΔT)来计算最终轧制机架F7的压下量ΔS，以决定最终轧制机架F7对滑痕施加的负载。
温度计20a能够取得表示滑痕的位置的温度信息，并且基于该温度信息的跟踪来确定滑痕已到达最终轧制机架F7正下方。由此，能够正确地计算压下量ΔS，以便最终轧制机架F7对滑痕赋予适当的负载。
另外，图2所记载的控制运算部30可以由模拟电路和数字电路中的任一个构建，此外，也可以通过专用处理装置的方式构建，还可以以包含CPU与存储器的通用运算电路的方式构建。也可以将上述各“……部”这一构成要素改称作“……块”，从而作为软件功能模块来提供。
另外，在实施方式中，仅在最终轧制机架F7中应用了实施方式的板厚控制装置20，但是作为变形例，对于轧制机架F1～F6，也可以在其输入侧在温度计20a并且应用板厚控制装置20。
另外，在实施方式中，说明了具有多个轧制机架F1～F7的热轧机1，但热轧机1也可以变形成只具有一级轧制机架F7。在这种情况下，也可获得如下优点，即：能够在负载检测不稳定的情况下通过使用温度计20a的温度信息来提高板厚精度。
另外，实施方式的板厚控制装置也可以通过使各控制处理步骤化，而作为“热轧机的板厚控制方法”来提供。通过事后对现有的热轧机所具有的板厚控制装置追加板厚控制装置20的各功能(参照图2)，也可实施实施方式的板厚控制方法，其事后的追加相当于制造实施方式的板厚控制装置20的行为。
附图标记说明
1热轧机，2压下装置，2a液压调整装置，3液压PT(Pressure Transducer)，4电动机，11板厚计，19前级板厚控制装置，20板厚控制装置，20a温度计，22压下控制部，30控制运算部，31一次延迟滤波部，32锁定温度取得部，33差分运算部，34第一增益部，35跟踪部，36比例微分控制部，37第二增益部，38加法部，39第三增益部，40压下量运算部，41计算部，42滑痕检测部，F1轧制机架(起始轧制机架)，F2～F6轧制机架(中间轧制机架)，F7轧制机架(最终轧制机架)，TLO锁定温度，ΔS压下量(辊隙变化量)，ΔT差分温度。

Claims (6)

1.一种板厚控制装置，进行具备轧制机架的热轧机的板厚控制，其中，该板厚控制装置具备：
温度计，配置于所述轧制机架的输入侧；
差分运算部，输出由所述温度计测量到的作为被轧制板的前端部的温度的锁定温度与由所述温度计测量到的关于所述被轧制板的前端部以外的测量值之间的差分温度；
跟踪部，基于所述被轧制板的板速度将所述差分温度从所述温度计的位置移送到所述轧制机架的正下方；以及
计算部，基于从所述跟踪部传递的所述差分温度，计算所述轧制机架的压下量，
所述计算部包含：
比例微分控制部，对所述差分温度实施比例微分控制；以及
压下量运算部，基于所述比例微分控制部的输出值来计算所述压下量。
2.根据权利要求1所述的板厚控制装置，其中，
所述轧制机架具备液压式的压下装置和测量所述压下装置的液压的液压传感器，
所述板厚控制装置具备基于由所述液压传感器测量到的液压和由所述计算部计算出的所述压下量来控制所述压下装置的压下控制部。
3.根据权利要求1或2所述的板厚控制装置，其中，
所述热轧机不包含检测所述轧制机架的负载的负载传感器。
4.一种板厚控制装置，进行具备轧制机架的热轧机的板厚控制，其中，该板厚控制装置具备：
滑痕检测部，检测基于配置于所述轧制机架的输入侧的温度计的测量值而计算出的、由所述轧制机架轧制的被轧制板所含的滑痕的位置处的温度信息，所述温度信息是由所述温度计测量到的作为被轧制板的前端部的温度的锁定温度与由所述温度计测量到的关于所述被轧制板的前端部以外的测量值之间的差分温度；
跟踪部，基于所述被轧制板的板速度将所述温度信息移送到所述轧制机架的正下方；以及
计算部，基于由所述跟踪部移送的所述温度信息，计算所述轧制机架的压下量，以决定所述轧制机架对所述滑痕施加的负载，
所述计算部包含：
比例微分控制部，对所述温度信息实施比例微分控制；以及
压下量运算部，基于所述比例微分控制部的输出值来决定对所述滑痕赋予的所述负载。
5.一种板厚控制方法，具备如下步骤：
取得配置于热轧机的轧制机架的输入侧的温度计的测量值；
输出由所述温度计测量到的作为被轧制板的前端部的温度的锁定温度与由所述温度计测量到的关于所述被轧制板的前端部以外的测量值之间的差分温度；
基于所述被轧制板的板速度将所述差分温度从所述温度计的位置移送到所述轧制机架的正下方；以及
对移送的所述差分温度实施比例微分控制，并且基于被实施了所述比例微分控制的所述差分温度来计算所述轧制机架的压下量。
6.一种板厚控制方法，具备如下步骤：
检测基于配置于热轧机的轧制机架的输入侧的温度计的测量值而计算出的、由所述轧制机架轧制的被轧制板所含的滑痕的位置处的温度信息，所述温度信息是由所述温度计测量到的作为被轧制板的前端部的温度的锁定温度与由所述温度计测量到的关于所述被轧制板的前端部以外的测量值之间的差分温度；
基于所述被轧制板的板速度，将所述温度信息移送到所述轧制机架的正下方；以及
对移送的所述温度信息实施比例微分控制，并且基于被实施了所述比例微分控制的所述温度信息来计算所述轧制机架的压下量，以决定所述轧制机架对所述滑痕施加的负载。
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