CN112912189B - 控制系统、控制方法、控制装置以及程序 - Google Patents
控制系统、控制方法、控制装置以及程序 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供控制系统、控制方法、控制装置以及程序。该控制系统是具有双辊式连续铸造机、轧机以及输送机的铸造轧制设备的控制系统,具有:轧机控制部,通过包括轧制控制和开放控制在内的控制中的任一种对轧机进行控制;输送机控制部,通过包括张力控制和速度控制在内的控制中的任一种对输送机进行控制;第1控制部,进行控制,以便进行轧制控制且进行张力控制;第2控制部,进行控制,以便进行开放控制且进行速度控制;以及第3控制部,进行控制,以便再次开始张力控制且再次开始轧制控制。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统、控制方法、控制装置以及程序。
本申请基于2018年10月31日在日本提交的特愿2018-205622号而主张优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
一直以来,使用具有轧辊的轧机来轧制钢板等被轧制材。关于这一点,在专利文献1中公开了通过进行第1控制和第2控制来进行轧辊的开放和闭合的技术。第1控制是使轧辊开放的控制。在第1控制中控制为,将轧制状态的被轧制材从轧制时的速度减速至极低速度,在轧机入侧以及出侧的被轧制材的张力相等的状态下,从轧辊相对于被轧制材闭合的状态成为轧辊与被轧制材不接触的状态。第2控制是进行轧辊的闭合的控制。在第2控制中控制为,在被轧制材的速度为比通常轧制时的速度低的极低速度的状态且满足其他规定条件的状态下,使轧辊在相对于被轧制材从不接触的开放状态闭合之后,加速至通常轧制时的速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-58001号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,向轧机输送的被轧制材有时会产生热带、蛇行等异常。在向轧机输送的被轧制材产生异常的情况下,如果持续进行轧制,则有时无法正常进行轧制,因此需要使轧辊开放。
但是,当在正进行对被轧制材施加规定张力的张力控制的状态下使轧辊突然开放时,使夹送辊旋转的电动机的扭矩会急剧变动。而且,被轧制材相对于夹送辊滑动而使夹送辊产生损伤,需要进行夹送辊的调整、更换等非正常作业,无法轧制的时间增加。此外,当被轧制材相对于夹送辊滑动了的状态持续时,无法对被轧制材施加规定的张力,无法正常轧制被轧制材的状态持续。在专利文献1中未记载向轧机输送的被轧制材存在异常的情况下的控制。
本发明的目的在于能够稳定且持续地进行轧制。
用于解决课题的手段
本发明的概要如下所述。
(1)本发明的第一方案提供一种控制系统,是铸造轧制设备的控制系统,该铸造轧制设备具有双辊式连续铸造机、通过一对轧辊轧制钢板的轧机、以及通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送的输送机,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述控制系统具有:轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板;第1控制部,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;第2控制部,在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及第3控制部,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
(2)在上述(1)所记载的控制系统中也可以为,上述轧机控制部通过包括上述轧制控制、上述开放控制、以及轻压下控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轻压下控制使辊隙比上述确定的辊隙增大而将上述钢板轻压下,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述一对输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,上述第3控制部以使上述轧机控制部进行上述轻压下控制的方式进行控制,之后,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,之后,以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
(3)在上述(2)所记载的控制系统中也可以为,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述一对输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,上述第3控制部以使上述轧机控制部进行上述轻压下控制的方式进行控制,之后,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,之后,在判定为上述钢板无异常的情况下,以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制,在基于上述第3控制部的控制而再次开始了上述张力控制之后判定为上述钢板存在异常的情况下,或者在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时判定为上述钢板存在异常的情况下,上述第2控制部以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制。
(4)在上述(1)~(3)任一项所记载的控制系统中也可以为,还具有:异常判定部,在判定为上述钢板正蛇行的情况以及判定为上述钢板产生异常的板厚变动的情况中的至少任一种情况下,判定为上述钢板存在异常,在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在由上述异常判定部判定为上述钢板存在异常的情况下,上述第2控制部以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制。
(5)在上述(4)所记载的控制系统中也可以为,上述异常判定部基于使上述轧辊旋转的电动机的电流,判定上述钢板是否产生异常的板厚变动。
(6)在上述(1)~(5)任一项所记载的控制系统中也可以为,还具有:速度判定部,在上述输送辊的转速在确定的时间内持续包含在确定的范围内的情况下,判定为上述输送辊在上述确定的转速稳定,在基于上述第2控制部的控制而开始了上述速度控制之后,在由上述速度判定部判定为上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,上述第3控制部以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
(7)本发明的第二方案提供一种控制方法,是铸造轧制设备的控制方法,上述铸造轧制设备具备:双辊式连续铸造机;轧机,通过一对轧辊轧制钢板;输送机,通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送;轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;以及输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述控制方法具有:第1控制步骤,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;第2控制步骤,在正进行基于上述第1控制步骤的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及第3控制步骤,在判定为通过基于上述第2控制步骤的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
(8)本发明的第三方案提供一种控制装置,对铸造轧制设备进行控制,上述铸造轧制设备具备:双辊式连续铸造机;轧机,通过一对轧辊轧制钢板;输送机,通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送;轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;以及输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述控制装置具有:第1控制部,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;第2控制部,在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及第3控制部,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
(9)本发明的第四方案提供一种程序,用于对铸造轧制设备进行控制,上述铸造轧制设备具备:双辊式连续铸造机;轧机,通过一对轧辊轧制钢板;输送机,通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送;轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;以及输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述程序使计算机作为如下的控制部发挥功能:第1控制部,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;第2控制部,在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及第3控制部,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
发明的效果
根据本发明,能够稳定且持续地进行轧制。
附图说明
图1是表示铸造轧制系统的构成的一例的图。
图2A是表示主控制装置的硬件构成的一例的图。
图2B是表示输送机控制装置的硬件构成的一例的图。
图3是表示主控制装置的功能构成的一例的图。
图4A是用于对张力控制进行说明的图。
图4B是用于对速度控制进行说明的图。
图5A是表示双辊式连续铸造机的铸造部的一例的立体图。
图5B是表示铸造部的一例的平面图。
图5C是表示形成有热带的钢板的一例的立体图。
图6是表示轧制电动机电流曲线等的图。
图7是表示钢板的一例的截面图。
图8A是表示铸辊速度曲线的图。
图8B是表示第1夹送辊速度曲线的图。
图8C是表示第2夹送辊速度曲线的图。
图8D是表示轧辊速度曲线的图。
图9是表示控制处理的一例的流程图。
图10A是表示铸辊速度曲线的图。
图10B是表示第1夹送辊速度曲线的图。
图10C是表示第2夹送辊速度曲线的图。
图10D是表示轧辊速度曲线的图。
具体实施方式
[整体构成]
首先,参照图1对本实施方式的铸造轧制系统1进行说明。图1是表示铸造轧制系统1的构成的一例的图。铸造轧制系统1具有铸造轧制设备100以及控制系统101,进行作为被轧制材的钢板10的铸造以及轧制。在本实施方式中,下方是重力方向,上方是指重力方向的相反方向。
铸造轧制设备100具备双辊式连续铸造机150、处理室250、冷却设备252、蛇行计254、输送机300、轧机350、活套机400以及卷绕机450。
双辊式连续铸造机150是由钢液制造钢板10的铸造机,具备注入部160以及铸造部200。
注入部160是将钢液注入到铸造部200的装置,具备中间包161以及止挡件162。
中间包161是暂时承接从浇注包注入的钢液的容器。注入到中间包161的钢液通过设置在中间包161下部的贯通孔即浇注口,注入到铸造部200的贮液部210。
止挡件162是如下那样的棒状部件:能够对设置在中间包161下部的浇注口进行开闭,配置在浇注口的上方,沿着上下方向延伸。通过使止挡件162沿着上下方向移动,由此从中间包161向铸造部200注入的钢液量变化。此外,当止挡件162移动到最下方而将中间包161的浇注口关闭时,无法从中间包161向铸造部200注入钢液。
铸造部200由从注入部160注入的钢液制造钢板10。铸造部200具备一对铸辊201、一对堰202、铸造电动机205以及铸造机速度计206。
一对铸辊201分别是圆柱状的辊,能够以中心轴为旋转轴旋转。一对铸辊201为相同形状,各自的旋转轴以大致平行的方式配置在相同水平面上。此外,在一对铸辊201之间设置有被称作铸辊隙的间隙。一对铸辊201以铸辊隙侧的端部朝下方前进的方式相互朝相反方向旋转。由铸辊隙的上侧与堰202包围的区域是贮存从注入部160注入的钢液的贮液部210。
当在向贮液部210注入了钢液的状态下使一对铸辊201旋转时,铸辊201通过铸辊201的表面使钢液冷却而凝固。然后,一对铸辊201对凝固了的钢液即凝固壳进行压接,并从铸辊隙朝下方排出钢板10。
一对堰202设置在铸辊201的旋转轴方向的两端,且至少设置在铸辊隙的上方,防止钢液从贮液部210向铸辊201的旋转轴方向溢出。
铸造电动机205使一对铸辊201旋转。
铸造机速度计206计测铸造电动机205的转速。铸造电动机205的转速与铸辊速度对应。铸辊速度是铸辊201的表面的速度,与铸造电动机205的转速成比例。铸辊速度表示铸辊201的转速。
处理室250中充满气体,防止从双辊式连续铸造机150排出的钢板10氧化。
冷却设备252配置在第1输送机300A与第2输送机300B之间,通过将冷却水向所输送的钢板10进行喷射等来冷却钢板10。
蛇行计254计测钢板10的蛇行量,并向主控制装置500输出。蛇行量是如下的量:表示在从上方观察钢板10的情况下,与钢板10的输送方向垂直的方向上的钢板10的预定正常位置和与钢板10的输送方向垂直的方向上的钢板10的实际位置之差。预定正常位置被预先确定。在本实施方式中,蛇行计254配置在轧机350的前方。更具体而言,蛇行计254配置在第2输送机300B与轧机350之间。但是,蛇行计254也可以配置在轧机350的后方。更具体而言,蛇行计254可以配置在轧机350与活套机400之间。
输送机300通过将钢板10拉入而朝输送方向排出,由此输送钢板10。输送机300具备一对夹送辊301、输送电动机303以及输送机速度计304。
一对夹送辊301分别是圆柱状的辊,能够以中心轴为旋转轴旋转,且以上下排列的方式配置。在一对夹送辊301之间设置有被称作夹送辊隙的间隙。一对夹送辊301通过使钢板10穿过夹送辊隙而夹持钢板10,并在按压钢板10的表面的同时相互朝相反方向旋转,由此输送钢板10。夹送辊301也称作输送辊。
输送电动机303使一对夹送辊301旋转。输送电动机303的扭矩与在输送电动机303中流动的电流成比例。
输送机速度计304计测输送电动机303的转速。输送电动机303的转速与夹送辊速度对应。夹送辊速度是夹送辊301的表面的速度,与输送电动机303的转速成比例。夹送辊速度表示夹送辊301的转速。
铸造轧制设备100作为输送机300而具备第1输送机300A和第2输送机300B。
第1输送机300A为,当从上方观察时配置在相对于双辊式连续铸造机150的铸辊隙偏移了的位置。第1输送机300A通过将从双辊式连续铸造机150排出的钢板10拉入而朝第2输送机300B的方向排出,由此输送钢板10。第2输送机300B通过将从第1输送机300A输送来的钢板10拉入而朝轧机350的方向排出,由此将钢板10朝轧机350输送。
将第1输送机300A的夹送辊301、输送电动机303、输送机速度计304以及夹送辊速度分别称作第1夹送辊301A、第1输送电动机303A、第1输送机速度计304A以及第1夹送辊速度。
此外,将第2输送机300B的夹送辊301、输送电动机303、输送机速度计304以及夹送辊速度分别称作第2夹送辊301B、第2输送电动机303B、第2输送机速度计304B以及第2夹送辊速度。
轧机350对从第2输送机300B输送来的钢板10进行轧制。轧机350在将钢板10拉入的同时进行轧制,并将钢板10向输送方向排出。轧机350具备一对轧辊351、一对支承辊352、轧机动力缸353、轧制电动机354以及轧机速度计355。
一对轧辊351分别是圆柱状的辊,能够以中心轴为旋转轴旋转,且以各自的旋转轴相互平行的方式上下排列地配置。在一对轧辊351之间设置有被称作轧辊隙的间隙。一对轧辊351通过使钢板10穿过轧辊隙而夹持钢板10,并在施加按压钢板10的力的同时相互朝相反方向旋转,由此对钢板10进行轧制。
一对支承辊352分别是圆柱状的辊,能够以中心轴为旋转轴旋转,且夹着一对轧辊351而以上下排列的方式配置。上侧的支承辊352以与上侧的轧辊351接触的方式配置在上侧的轧辊351的上侧。下侧的支承辊352以与下侧的轧辊351接触的方式配置在下侧的轧辊351的下侧。
轧机动力缸353例如是液压伺服缸,对上侧的支承辊352施加力,使轧机按压力变更或者使轧辊隙变更。通过输送机动力缸302,经由上侧的轧辊351对钢板10赋予轧机按压力。轧机按压力是轧辊351按压钢板10而对钢板10进行轧制的力。
轧制电动机354使一对轧辊351旋转。
轧机速度计355计测轧制电动机354的转速。轧制电动机354的转速与轧辊速度对应。轧辊速度是轧辊351的表面的速度,与轧制电动机354的转速成比例。轧辊速度表示轧辊351的转速。
活套机400对钢板10赋予张力。本实施方式的活套机400是平衡配重式活套机。活套机400配置在轧机350与卷绕机450之间。
卷绕机450将钢板10拉入而卷取钢板10。
控制系统101对铸造轧制设备100进行控制。控制系统101具有主控制装置500、输送机控制装置550、轧制速度控制装置570以及轧制间隙控制装置580。
主控制装置500是通过对输送机控制装置550、轧制速度控制装置570以及轧制间隙控制装置580进行控制,来对铸造轧制设备100进行控制的信息处理装置。
输送机控制装置550是通过基于主控制装置500的控制对输送机300进行控制,来对夹送辊301进行控制的信息处理装置。更具体而言,输送机控制装置550通过对输送机300所具备的输送电动机303的电流进行控制,来对夹送辊301进行控制。控制系统101作为输送机控制装置550而具备第1输送机控制装置550A和第2输送机控制装置550B。第1输送机控制装置550A对第1输送机300A进行控制。更具体而言,第1输送机控制装置550A对第1输送电动机303A的电流进行调整,而对第1夹送辊301A进行控制。第2输送机控制装置550B对第2输送机300B进行控制。更具体而言,第2输送机控制装置550B对第2输送电动机303B的电流进行调整,而对第2夹送辊301B进行控制。作为输送机控制装置550,例如使用逆变器。
轧制速度控制装置570是通过基于主控制装置500的控制对轧机350进行控制,来对轧辊速度进行控制的信息处理装置。更具体而言,轧制速度控制装置570通过对轧机350所具备的轧制电动机354的电流进行控制,来对轧辊速度进行控制。作为轧制速度控制装置570,例如使用逆变器。
轧制间隙控制装置580是通过基于主控制装置500的控制对轧机350进行控制,来对轧辊隙进行控制的信息处理装置。更具体而言,轧制间隙控制装置580通过对轧机350所具备的轧机动力缸353进行控制,来对轧辊隙进行控制。轧制间隙控制装置580也称作轧机控制装置。
接着,对铸造轧制设备100中的钢板10的输送路径进行说明。首先,将钢板10从双辊式连续铸造机150的一对铸辊201之间排出。其次,钢板10通过第1输送机300A所具备的一对第1夹送辊301A之间以及第2输送机300B所具备的一对第2夹送辊301B之间。然后,钢板10在轧机350的一对轧辊351之间被轧制,并朝活套机400排出。接着,钢板10通过活套机400,由卷绕机450卷取。
[硬件构成]
接着,参照图2A对主控制装置500的硬件构成进行说明。图2A是表示主控制装置500的硬件构成的一例的图。
主控制装置500是PLC(可编程逻辑控制器)等计算机,具备CPU501、存储装置502、通信接口503、输入装置504、以及将它们连接的总线505。
CPU501对主控制装置500的整体进行控制。CPU501通过基于存储于存储装置502等的程序来执行处理,由此实现图3所示的主控制装置500的功能、图9的处理。
存储装置502是RAM、ROM、HDD等存储介质,存储程序或者保存CPU501所使用的临时性数据。
通信接口503对主控制装置500与输送机控制装置550、轧制速度控制装置570、轧制间隙控制装置580之间的通信进行控制。
输入装置504接受来自操作人员的输入。作为输入装置504,使用各种开关、按钮、触摸面板、键盘、鼠标等。
主控制装置500具备将CPU501虚拟地进行分割的功能,能够进行并行处理。此外,CPU501能够经由通信接口503取得铸造轧制设备100的计测器的信息。铸造轧制设备100的计测器是取得铸造轧制设备100的各种信息的装置,包括蛇行计254、铸造机速度计206、轧机速度计355等速度计。
接着,参照图2B对输送机控制装置550的硬件构成进行说明。图2B是表示输送机控制装置550的硬件构成的一例的图。
输送机控制装置550是逆变器等计算机,具备CPU551、存储装置552、通信接口553、以及将它们连接的总线554。
CPU551对输送机控制装置550的整体进行控制。CPU551通过基于存储于存储装置552等的程序来执行处理,由此实现图4A、图4B所示的输送机控制装置550的功能等。
存储装置552是RAM、ROM、HDD等存储介质,存储程序或者保存CPU551所使用的临时性数据。
通信接口553对输送机控制装置550与主控制装置500、输送机300之间的通信进行控制。
轧制速度控制装置570以及轧制间隙控制装置580的硬件构成与输送机控制装置550相同。例如,轧制间隙控制装置580的CPU通过基于存储于轧制间隙控制装置580的存储装置等的程序来执行处理,由此实现轧制间隙控制装置的功能等。
[功能构成]
接着,参照图3对主控制装置500的功能构成进行说明。图3是表示主控制装置500的功能构成的一例的图。主控制装置500具备第1控制部510、第2控制部511、第3控制部512、异常判定部514、速度判定部515、张力判定部516以及处理管理部517。
第1控制部510以轧制间隙控制装置580进行轧制控制的方式进行控制,且以输送机控制装置550进行张力控制的方式进行控制。关于轧制控制以及张力控制将在之后进行说明。
第2控制部511为,在正在进行基于第1控制部510的控制而开始了的轧制控制以及张力控制时,在判定为钢板10存在异常的情况下,以轧制间隙控制装置580进行开放控制的方式进行控制,且以输送机控制装置550进行速度控制的方式进行控制。关于开放控制以及速度控制将在之后进行说明。
第3控制部512为,在判定为通过基于第2控制部511的控制而开始了的速度控制,第1夹送辊速度在第1速度稳定,第2夹送辊速度在第2速度稳定的情况下,以输送机控制装置550再次开始张力控制的方式进行控制,且以轧制间隙控制装置580再次开始轧制控制的方式进行控制。
第1速度以及第2速度是根据铸造轧制设备100的特性等而预先设定的速度。第1速度与第2速度可以是相同的速度。第1速度以及第2速度例如设为在铸造轧制设备100中进行铸造、轧制时的铸辊速度。
异常判定部514为,在判定为钢板10正在蛇行的情况以及判定为钢板10产生了异常的板厚变动的情况中的至少任一种情况下,判定为钢板10存在异常。钢板10存在异常的板厚变动的例子是之后说明的热带。
在第1夹送辊速度在第1速度判定时间内持续包含在第1速度范围的情况下,速度判定部515判定为第1夹送辊速度在第1速度稳定。此外,在第2夹送辊速度在第2速度判定时间内持续包含在第2速度范围的情况下,速度判定部515判定为第2夹送辊速度在第2速度稳定。
第1速度范围是包含第1速度的速度范围。第2速度范围是包含第2速度的速度范围。关于第1速度范围、第2速度范围、第1速度判定时间以及第2速度判定时间,通过模拟、实验等而对铸造轧制设备100确定适当的值。
在第1输送机300A的后方张力在第1张力判定时间内持续包含在第1张力范围的情况下,张力判定部516判定为第1输送机300A的后方张力在第1张力稳定。此外,在第2输送机300B的后方张力在第2张力判定时间内持续包含在第2张力范围的情况下,张力判定部516判定为第2输送机300B的后方张力在第2张力稳定。
根据钢板10的种类、轧制量等,来预先确定第1张力以及第2张力。第1张力范围是包含第1张力的张力范围。第2张力范围是包含第2张力的张力范围。关于第1张力范围、第2张力范围、第1张力判定时间以及第2张力判定时间,通过模拟、实验等而对铸造轧制设备100确定适当的值。
输送机300的后方张力是输送机300后侧(钢板10的行进方向侧)的钢板10的张力。例如,第1输送机300A的后方张力是第1夹送辊301A与第1夹送辊301A后侧的辊即第2夹送辊301B之间的张力。此外,第2输送机300B的后方张力是第2夹送辊301B与第2夹送辊301B后侧的辊即轧辊351之间的张力。输送机300的后方张力也称作夹送辊301的后方张力。此外,第1输送机300A的后方张力、第2输送机300B的后方张力分别也称作第1夹送辊301A的后方张力、第2夹送辊301B的后方张力。
处理管理部517进行主控制装置500所具备的各功能的控制等。
接着,对输送机控制装置550的功能构成进行说明。输送机控制装置550具有输送机控制部。输送机控制部通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种,对输送机300进行控制。输送机控制部包括进行张力控制的张力控制部560以及进行速度控制的速度控制部561。输送机控制部也可以构成为,能够通过张力控制以及速度控制以外的控制对输送机300进行控制。
首先,参照图4A对张力控制部560所进行的张力控制进行说明。图4A是用于对张力控制进行说明的图。
张力控制是张力控制部560用于使夹送辊301的后方张力成为所确定的张力即设定张力而输送钢板10的控制。通过输送机控制装置550的张力控制部560进行张力控制,由此输送机300使夹送辊301的后方张力成为设定张力而输送钢板10。第1输送机控制装置550A的张力控制部560作为设定张力而使用已经说明过的第1张力。第2输送机控制装置550B的张力控制部560作为设定张力而使用已经说明过的第2张力。
对张力控制部560所进行的张力控制进行更详细的说明。
张力控制部560为,作为第1处理,基于设定张力来决定扭矩极限。扭矩极限是张力控制部560进行控制的输送电动机303的扭矩上限值。张力控制部560进行控制,以使输送电动机303的扭矩不超过所决定的扭矩极限。
接着,张力控制部560为,作为第2处理,对输送电动机303进行控制,以使与张力控制部560进行控制的输送电动机303对应的夹送辊301的夹送辊速度,比其后侧邻接的辊的辊速度慢差速指令的量。张力控制部560预先从主控制装置500取得差速指令。
通过第2处理,与张力控制部560进行控制的输送电动机303对应的夹送辊301的夹送辊速度,比其后侧邻接的辊的辊速度慢差速指令的量。因此,张力控制部560进行控制的输送电动机303的扭矩逐渐增加,最终,输送电动机303的扭矩在由第1处理决定的扭矩极限成为恒定。该扭矩极限与设定张力对应。因而,由于输送电动机303的扭矩成为扭矩极限,因此钢板10的张力在设定张力稳定。但是,张力控制部560也可以进行基于在此处说明了的张力控制以外的方法的张力控制。
接着,参照图4B对速度控制部561所进行的速度控制进行说明。图4B是用于对速度控制进行说明的图。
速度控制是输送机300用于使夹送辊速度成为所确定的速度即设定速度而输送钢板10的控制。通过输送机控制装置550的速度控制部561进行速度控制,由此输送机300使夹送辊速度成为设定速度而输送钢板10。第1输送机控制装置550A的速度控制部561作为设定速度而使用已经说明过的第1速度。第2输送机控制装置550B的速度控制部561作为设定速度而使用已经说明过的第2速度。
对速度控制部561所进行的速度控制进行更详细的说明。
速度控制部561基于从输送机速度计304取得的输送电动机303的转速,计算出夹送辊速度的实际值。
接着,速度控制部561基于夹送辊速度的实际值与设定速度之差,以使夹送辊速度接近设定速度的方式决定在输送电动机303中流动的电流。
接着,速度控制部561进行控制,以便在输送电动机303中流动所决定的电流。
速度控制部561通过反复进行该处理来进行控制,以使输送机300的夹送辊速度成为设定速度而输送钢板10。
接着,对轧制速度控制装置570的功能构成进行说明。轧制速度控制装置570具备速度控制部。轧制速度控制装置570的速度控制部通过与输送机控制装置550的速度控制部561相同的控制方法对轧制电动机354进行控制,以使轧机350的轧辊速度成为所确定的轧辊速度而输送钢板10。
接着,对轧制间隙控制装置580的功能构成进行说明。轧制间隙控制装置580具有轧机控制部。轧机控制部通过包括轧制控制、开放控制以及轻压下控制在内的控制中的任一种对轧机350进行控制。轧机控制部包括进行轧制控制的轧制控制部、进行开放控制的开放控制部、以及进行轻压下控制的轻压下控制部。轧机控制部也可以构成为,能够通过轧制控制、开放控制以及轻压下控制以外的控制对轧机350进行控制。
轧制控制部进行如下的轧制控制:对轧机350的轧机动力缸353进行控制,以使轧辊隙成为第1轧辊隙而轧制钢板10。在进行轧制控制时,在输送机控制装置550中,通过张力控制部560进行张力控制。其目的在于,例如,在通过轧制控制来轧制钢板10时,对钢板10施加设定张力,而稳定地进行轧制。第1轧辊隙被作为轧制的参数而预先确定。
开放控制部进行如下的开放控制:对轧机动力缸353进行控制,以使一对轧辊351中的至少一方不与钢板10接触。将一对轧辊351中的至少一方不与钢板10接触的状态称作辊开放。
轻压下控制部进行如下的轻压下控制:对轧机350的轧机动力缸353进行控制,以使轧辊隙成为第2轧辊隙而对钢板10进行轻压下。第2轧辊隙是比第1轧辊隙大的值。
[热带]
接着,参照图5A、图5B、图5C,对钢板10的异常的板厚变动的例子即钢板10的热带13进行说明。图5A是表示双辊式连续铸造机150的铸造部200的一例的立体图。图5B是表示铸造部200的一例的平面图。图5C是表示形成有热带13的钢板10的一例的立体图。
如图5C所示,热带13是堰202的侧面的金属块12在铸造时进入而形成的钢板10的厚壁部。由于铸造时的液面水平(钢液11的表面高度)的变动等,附着于堰202的侧面的钢液11凝固,由此形成图5A所示那样的堰202的侧面的金属块12。
堰202的侧面的金属块12有时由于金属块12下侧的端部卷入铸辊201等而从堰202剥落,并如图5B所示那样进入到一对铸辊201之间。当金属块12进入到一对铸辊201之间时,由于金属块12的硬度而一对铸辊201的间隔扩大,如图5C所示,形成有热带13的钢板10从双辊式连续铸造机150排出。
例如,在具有中间包、铸模以及多个辊,使从中间包排出的钢液经由铸模冷却并向多个辊输送而制造钢板的通常的连续铸造机中,向铸模内投入具有作为隔热材料的功能的粉末。该粉末流入到铸模与凝固壳之间,还起到作为润滑剂的功能。因此,由于液面水平的变动等而向铸模侧面附着的金属块成为较少量。另一方面,在双辊式连续铸造机中,一般需要急速冷却,因此不投入具有作为隔热材料以及润滑剂的功能的粉末。因此,与通常的连续铸造机相比润滑性较差。因而,与通常的连续铸造机中的铸模侧面的金属块的附着量相比较,在双辊式连续铸造机中金属块12向堰202的侧面的附着量成为更多量。因此,在双辊式连续铸造机的情况下,一般容易形成热带13。
[热带产生的检测方法]
接着,参照图6对热带产生的检测方法进行说明。图6是表示轧制电动机电流曲线600以及轧辊速度曲线601的图。
图6的轧制电动机电流曲线600表示在铸造轧制系统1中实际进行了铸造以及轧制时在轧制电动机354中流动的电流的时间变化。图6的轧辊速度曲线601表示在铸造轧制系统1中实际进行了铸造以及轧制时的轧辊速度的时间变化。在轧辊速度曲线601中,轧辊速度的单位以mpm(米/分)表示。在取得图6的数据时,在轧制速度控制装置570中控制为速度控制部进行速度控制,在轧制间隙控制装置580中控制为轧制控制部进行轧制控制。在轧制电动机电流曲线600中,在约57.4(sec)的时刻,钢板10的热带13到达轧辊351。
如根据轧制电动机电流曲线600可知的那样,当钢板10的热带13到达轧辊351时,轧制电动机354的电流上升而到达上限。此外,如根据轧辊速度曲线601可知的那样,在钢板10的热带13到达轧辊351之后,轧辊速度成为0(零),在轧机350中钢板10的输送停止。
可以认为,轧制速度控制装置570和轧制间隙控制装置580如下那样进行动作成为其一个原因。当热带13到达轧辊351时,对轧辊351施加轧辊隙变大的方向的力。在该情况下,轧制间隙控制装置580的轧制控制部为了使轧辊隙成为第1轧辊隙,而以通过轧机动力缸353使上侧的轧辊351以较强的力压下钢板10的方式进行控制。轧制速度控制装置570的速度控制部以保持轧辊速度的方式进行控制。但是,由于上侧的轧辊351以较强的力压下钢板10,因此轧制速度控制装置570的速度控制部为了保持轧辊速度,使轧制电动机354的电流增加而使轧制电动机354的扭矩上升。如此,轧制电动机354的电流达到上限。然后,最终变得无法使轧制电动机354的扭矩上升,轧辊351变得无法对抗压下钢板10的力,而轧辊速度成为0(零)。
如轧制电动机电流曲线600所示,当钢板10的热带13到达轧辊351时,轧制电动机354的电流上升而达到上限。由此,当在热带判定时间T1的期间轧制电动机354的电流持续超过电流阈值I1的情况下,能够判定为热带13到达了轧制电动机354。电流阈值I1是在热带13的判定中使用的电流阈值。电流阈值I1是在通常的轧制时不会在轧制电动机354中流动的电流,且是在热带13到达轧辊351之后在轧制电动机354中流动的电流。电流阈值I1基于轧制电动机电流曲线600来预先确定。为了防止误判定,而预先设定热带判定时间T1。
[辊开放]
接着,参照图6的轧辊速度曲线601对热带产生时的辊开放的必要性进行说明。如上所述,在钢板10的热带13到达轧辊351之后,当轧制间隙控制装置580的轧制控制部继续进行轧制控制时,轧辊速度成为0(零),在轧机350中钢板10的输送停止。因此,在热带13到达轧辊351的情况下,进行辊开放而等待热带13通过轧辊351。由此,能够避免轧辊速度成为0(零)。
[楔形量]
接着,参照图7对钢板10的楔形量进行说明。图7是表示钢板10的一例的截面图。
钢板10的楔形量是钢板10的两端部的厚度之差。钢板10的楔形量通过下式(1)定义。
楔形量=|ta-tb|……(1)
此处,ta是离钢板10的宽度方向的一方端部为w(mm)的位置处的钢板10的厚度。tb是离钢板10的宽度方向的另一方端部为w(mm)的位置处的钢板10的厚度。作为w(mm),例如使用25(mm)。
在双辊式连续铸造机150中,通过一对铸辊201使钢液成为板状的钢板10。在双辊式连续铸造机150中,与通常的连续铸造机相比较,容易产生热带等不稳定的作业要素较多,因此存在楔形量容易变大的趋势。
当楔形量较大的钢板10通过轧辊351时,根据板厚控制,在楔形量较大的钢板10的宽度方向的一方端部与另一方端部之间产生压下率差,且在该宽度方向的一方端部与另一方端部之间产生速度差。该速度差成为蛇行的原因。因此,在使用存在楔形量容易变大的趋势的双辊式连续铸造机150的情况下,上述速度差容易变大,且与使用通常的连续铸造机的情况相比,蛇行容易变大。当钢板10产生蛇行时,钢板10与设备等接触而使设备等产生故障或者使钢板10产生损伤。
因此,在钢板10产生了蛇行的情况下,通过进行辊开放而等待钢板10的楔形量较大的部分通过轧辊351,由此能够避免由于钢板10的蛇行而设备等产生故障等。
[辊开放时的张力控制]
接着,参照图8A至图8D,说明作为在进行张力控制时进行了辊开放的情况下的比较例的铸造轧制系统的动作。图8A是示出表示铸辊速度的时间变化的铸辊速度曲线的图。图8B是示出表示第1夹送辊速度的时间变化的第1夹送辊速度曲线的图。图8C是示出表示第2夹送辊速度的时间变化的第2夹送辊速度曲线的图。图8D是示出表示轧辊速度的时间变化的轧辊速度曲线的图。作为比较例的铸造轧制系统与本实施方式的铸造轧制系统1为相同构成。但是,与之后参照图9说明的本实施方式的铸造轧制系统1的动作不同,在作为比较例的铸造轧制系统中,输送机控制装置550仅进行张力控制。
图8A至图8D的数据是使用作为比较例的铸造轧制系统实际进行了铸造以及轧制时的数据。在作为比较例的铸造轧制系统中,第1输送机控制装置550A的张力控制部560以及第2输送机控制装置550B的张力控制部560进行张力控制。此外,在作为比较例的铸造轧制系统中,轧制间隙控制装置580的轧制控制部进行轧制控制。但是,在约91(sec)的时刻,轧制间隙控制装置580的轧制控制部停止轧制控制,轧制间隙控制装置580的开放控制部开始开放控制,而进行辊开放。在辊开放之后,张力控制部560也继续进行张力控制。
此外,如之后说明的那样,在约93(sec)的时刻,在作为比较例的铸造轧制系统中使铸造轧制系统1的动作停止。
如图8A至图8D所示,在进行辊开放之前,铸辊速度、第1夹送辊速度、第2夹送辊速度以及轧辊速度成为大致相同速度。因此,可以说未产生钢板10的板滑动。钢板10的板滑动是指钢板10相对于夹送辊301等辊滑动的状态。
如在图8A、图8D中从约91(sec)的时刻到约93(sec)的时刻所示那样,即使辊开放,铸辊速度以及轧辊速度也维持正值。另外,在图8A至图8D中,在约91(sec)的时刻进行辊开放。另一方面,如在图8B、图8C中在约91(sec)的时刻附近表示的那样,当辊开放时,第1夹送辊速度以及第2夹送辊速度急剧变化而成为负值。第1夹送辊速度以及第2夹送辊速度为负值,表示第1夹送辊301A以及第2夹送辊301B以朝与轧机350的方向相反的方向输送钢板10的方式进行反转。此处,可以认为,在铸造轧制设备100中,以接近铸辊速度的速度输送钢板10,在辊开放前后的时间带从夹送辊301观察始终朝轧机350的方向输送钢板10。然后,在辊开放的约91(sec)的时刻,在第1夹送辊301A以及第2夹送辊301B反转的瞬间,钢板10不会随着该反转而突然朝相反方向输送。因而,可以说在第1夹送辊301A以及第2夹送辊301B中产生了钢板10的板滑动。
可以认为由于如下那样的动作而产生由辊开放引起的钢板10的板滑动。即,由于辊开放,钢板10的张力大幅度变动。此时,在辊开放之后,张力控制部560还继续进行张力控制。因而,第1输送机控制装置550A的张力控制部560为了将钢板10的张力保持为第1张力,而大幅度改变第1输送电动机303A的扭矩。由此,第1输送电动机303A的转速大幅度变动。其结果,在第1夹送辊301A中产生钢板10的板滑动。在第2夹送辊301B中也同样产生钢板10的板滑动。
此外,如根据图8B的第1夹送辊速度曲线可知的那样,在第1夹送辊301A中,当由于辊开放而产生钢板10的板滑动时,钢板10的板滑动会持续,而钢板10的板滑动不会消除。因此,如图8A至图8D所示,最晚在95(sec)的时刻,铸辊速度、第1夹送辊速度、第2夹送辊速度以及轧辊速度全部成为0(零),而使铸造轧制系统1的动作停止。
当产生钢板10的板滑动时,无法进行张力控制,无法正常地轧制钢板10。此外,由于钢板10的板滑动,有时会使辊产生损伤。因此,在进行了辊开放的情况下,即使在产生了钢板10的板滑动的情况下,也需要在短时间内消除钢板10的板滑动。
[控制处理]
接着,参照图9对本实施方式的控制处理进行说明。图9是表示控制处理的一例的流程图。通过本实施方式的控制处理,能够在短时间内消除钢板10的板滑动。主控制装置500执行图9的控制处理。
在S100中,处理管理部517参照存储装置502或者通过网络通信从外部装置接收信息,而取得铸造轧制设备100的各种参数。然后,处理管理部517进行初始设定,以使铸造轧制设备100进行与所取得的各种参数对应的动作。处理管理部517所取得的各种参数中,包含已经说明过的第1张力、第1张力范围、第1张力判定时间、第2张力、第2张力范围、第2张力判定时间、第1速度、第1速度范围、第1速度判定时间、第2速度、第2速度范围、第2速度判定时间、第1轧辊隙、第2轧辊隙等。
此外,第1控制部510进行控制,以使铸造轧制设备100进行铸造以及轧制。此时,第1控制部510经由通信接口503向轧制间隙控制装置580发送命令,由此以使轧制间隙控制装置580的轧制控制部进行轧制控制的方式进行控制。此外,第1控制部510经由通信接口503向第1输送机控制装置550A以及第2输送机控制装置550B发送命令,由此以使第1输送机控制装置550A的张力控制部560进行张力控制的方式进行控制,且以使第2输送机控制装置550B的张力控制部560进行张力控制的方式进行控制。此外,第1控制部510经由通信接口503向轧制速度控制装置570发送命令,由此以使轧制速度控制装置570的速度控制部进行速度控制的方式进行控制。
在S101中,处理管理部517进行用于使S102、S103以及S104的处理并行开始的控制。
在S102中,异常判定部514基于从蛇行计254取得的蛇行量,判定钢板10是否正在蛇行。异常判定部514为,当蛇行量在蛇行判定时间内持续超过蛇行量范围的情况下,判定为钢板10正在蛇行。蛇行量范围为,作为满足钢板10不与设备等接触等的条件的范围,通过实验等预先确定。蛇行判定时间是用于防止钢板10的蛇行的误检测的时间,通过实验、模拟等预先确定。异常判定部514为,在判定为钢板10正在蛇行的情况下,使处理前进至S105,在判定为钢板10未蛇行的情况下,再次执行S102。
在S103中,异常判定部514基于在轧制电动机354中流动的电流,判定是否产生热带13。如已经说明过的那样,异常判定部514为,当在热带判定时间T1内轧制电动机354的电流持续超过电流阈值I1的情况下,判定为产生热带13。异常判定部514可以从轧制速度控制装置570取得在轧制电动机354中流动的电流,也可以从对轧制电动机354的电流进行计测的电流计取得在轧制电动机354中流动的电流。异常判定部514为,在判定为产生热带13的情况下,使处理前进至S105,在判定为未产生热带13的情况下,再次执行S103。
在S104中,异常判定部514基于主控制装置500所具备的输入装置504接受到的操作人员的操作、从外部装置接收到的信息等,判定操作人员是否进行了开放指示。异常判定部514为,在判定为操作人员进行了开放指示的情况下,使处理前进至S105,在判定为操作人员未进行开放指示的情况下,再次执行S104。
在S105中,异常判定部514为,在处理从S102、S103以及S104的至少任一个前进至S105的情况下,使处理前进至S106。处理管理部517为,在处理前进至S105的情况下,在S102、S103以及S104的至少任一个正在执行处理的情况下,进行使S102、S103以及S104的执行中的处理停止的控制。
在S106中,处理管理部517进行用于使S107、S108以及S109的处理并行开始的控制。
在S107中,第2控制部511进行控制,以便将第1夹送辊301A的控制方法从张力控制变更为速度控制。更具体而言,第2控制部511经由通信接口503向第1输送机控制装置550A发送命令,由此以使第1输送机控制装置550A的速度控制部561开始速度控制的方式进行控制。之后,第2控制部511使处理前进至S110。
在S108中,第2控制部511进行控制,以便将第2夹送辊301B的控制方法从张力控制变更为速度控制。更具体而言,第2控制部511经由通信接口503向第2输送机控制装置550B发送命令,由此以使第2输送机控制装置550B的速度控制部561开始速度控制的方式进行控制。之后,第2控制部511使处理前进至S110。
在S109中,第2控制部511进行控制,以便进行辊开放。更具体而言,第2控制部511经由通信接口503向轧制间隙控制装置580发送命令,由此以使轧制间隙控制装置580的开放控制部开始开放控制的方式进行控制。由此,进行辊开放。之后,第2控制部511使处理前进至S110。
在S110中,处理管理部517在S107、S108以及S109的处理结束之后,使处理前进至S111。
在S111中,处理管理部517进行用于使S112、S113以及S114的处理并行开始的控制。
在S112中,速度判定部515判定从进行S107的处理起是否经过了第1待机时间。第1待机时间是从辊开放而开始速度控制起到通过速度控制使第1夹送辊速度和第2夹送辊速度稳定为止的时间,能够通过预先进行实验、模拟来确定。在之后说明的图10B、图10C中,第1待机时间被表示为TFr。速度判定部515为,在判定为从进行S107的处理起经过了第1待机时间的情况下,使处理前进至S115,在判定为未经过第1待机时间的情况下,再次执行S112。
在S113中,速度判定部515判定第1夹送辊速度是否以第1速度稳定。如已经说明过的那样,速度判定部515为,在第1夹送辊速度在第1速度判定时间内持续包含在第1速度范围内的情况下,判定为第1夹送辊速度以第1速度稳定。速度判定部515例如从第1输送机控制装置550A取得第1夹送辊速度。速度判定部515为,在判定为第1夹送辊速度以第1速度稳定了的情况下,使处理前进至S115,在判定为第1夹送辊速度未以第1速度稳定的情况下,再次执行S113。在之后说明的图10B中,第1速度、第1速度范围、第1速度判定时间分别表示为V1、R1、TV1。
在S114中,速度判定部515判定第2夹送辊速度是否以第2速度稳定。如已经说明过的那样,速度判定部515为,在第2夹送辊速度在第2速度判定时间内持续包含在第2速度范围内的情况下,判定为第2夹送辊速度以第2速度稳定。速度判定部515例如从第2输送机控制装置550B取得第2夹送辊速度。速度判定部515为,在判定为第2夹送辊速度以第2速度稳定了的情况下,使处理前进至S115,在判定为第2夹送辊速度未以第2速度稳定的情况下,再次执行S114。在之后说明的图10C中,第2速度、第2速度范围、第2速度判定时间分别表示为V2、R2、TV2。
在上述S112、S113以及S114中,速度判定部515进行等待直到第1夹送辊速度与第2夹送辊速度由于速度控制而稳定为止的处理。
在S115中,处理管理部517在S112、S113以及S114的处理结束之后,使处理前进至S116。
在S116中,第3控制部512经由通信接口503向轧制间隙控制装置580发送命令,由此以使轧制间隙控制装置580的轻压下控制部开始轻压下控制的方式进行控制。由此,轧机350开始进行将钢板10轻压下的处理。可以认为,在从在S109中进行辊开放起到在S116中开始轻压下为止的期间,成为钢板10的热带13、钢板10的蛇行的原因的钢板10的楔形量较大的部分等、钢板10的异常部分通过轧辊351。当假设在从在S109中进行辊开放起到在S116中开始轻压下为止的期间中残留有钢板10的异常部分的情况下,在S126或者S127的处理之后,再次执行S109以后的处理,并在进行辊开放而夹送辊速度稳定之后执行S116。因而,最终,钢板10的异常部分全部通过轧辊351。
在S117中,处理管理部517进行用于使S118以及S119的处理并行开始的控制。
在S118中,第3控制部512进行控制,以便将第1夹送辊301A的控制方法从速度控制变更为张力控制。更具体而言,第3控制部512经由通信接口503向第1输送机控制装置550A发送命令,由此以使第1输送机控制装置550A的张力控制部560开始张力控制的方式进行控制。之后,第3控制部512使处理前进至S120。
在S119中,第3控制部512进行控制,以便将第2夹送辊301B的控制方法从速度控制变更为张力控制。更具体而言,第3控制部512经由通信接口503向第2输送机控制装置550B发送命令,由此以使第2输送机控制装置550B的张力控制部560开始张力控制的方式进行控制。之后,第3控制部512使处理前进至S120。
在S120中,处理管理部517在S118以及S119的处理结束之后,使处理前进至S121。
在S121中,处理管理部517进行用于使S122、S123以及S124的处理并行开始的控制。
在S122中,张力判定部516判定从进行S118的处理起是否经过了第2待机时间。第2待机时间是从开始张力控制起到第1夹送辊301A的后方张力和第2夹送辊301B的后方张力稳定为止的时间,通过预先进行实验、模拟来确定。张力判定部516为,在判定为从进行S118的处理起经过了第2待机时间的情况下,使处理前进至S125,在判定为未经过第2待机时间的情况下,再次执行S122。
在S123中,张力判定部516判定第1夹送辊301A的后方张力是否以第1张力稳定。如已经说明过的那样,张力判定部516为,在第1夹送辊301A的后方张力在第1张力判定时间内持续处于第1张力范围的情况下,判定为第1夹送辊301A的后方张力以第1张力稳定。张力判定部516例如基于对第1输送电动机303A的电流进行测定的电流计的输出,对第1夹送辊301A的后方张力进行计算并使用。张力判定部516为,在判定为第1夹送辊301A的后方张力以第1张力稳定了的情况下,使处理前进至S125,在判定为未以第1张力稳定的情况下,再次执行S123。
在S124中,张力判定部516判定第2夹送辊301B的后方张力是否以第2张力稳定。如已经说明过的那样,张力判定部516为,在第2夹送辊301B的后方张力在第2张力判定时间内持续处于第2张力范围的情况下,判定为第2夹送辊301B的后方张力以第2张力稳定。张力判定部516例如基于对第2输送电动机303B的电流进行测定的电流计的输出,对第2夹送辊301B的后方张力进行计算并使用。张力判定部516为,在判定为第2夹送辊301B的后方张力以第2张力稳定了的情况下,使处理前进至S125,在判定为未以第2张力稳定的情况下,再次执行S124。
在上述S122、S123以及S124中,张力判定部516进行等待直到钢板10的张力由于张力控制而稳定为止的处理。
在S125中,处理管理部517在S122、S123以及S124的处理结束之后,使处理前进至S126。
在S126中,异常判定部514通过与S102相同的方法,基于从蛇行计254取得的蛇行量,判定钢板10是否正在蛇行。异常判定部514为,在判定为钢板10正在蛇行的情况下,使处理返回到S106,在判定为钢板10未蛇行的情况下,使处理前进至S127。
在S127中,异常判定部514通过与S103相同的方法,基于在轧制电动机354中流动的电流,判定是否产生热带13。异常判定部514为,在判定为产生热带13的情况下,使处理返回到S106,在判定为未产生热带13的情况下,使处理前进至S128。
在S128中,第3控制部512经由通信接口503向轧制间隙控制装置580发送命令,由此以使轧制间隙控制装置580的轧制控制部再次开始轧制控制的方式进行控制。由此,轧机350再次开始轧制钢板10的处理。之后,处理管理部517结束图9的处理。
[动作例]
接着,参照图10A至图10D对图9的控制处理的动作例进行说明。图10A是示出表示铸辊速度的时间变化的铸辊速度曲线的图。图10B是示出表示第1夹送辊速度的时间变化的第1夹送辊速度曲线的图。图10C是示出表示第2夹送辊速度的时间变化的第2夹送辊速度曲线的图。图10D是示出表示轧辊速度的时间变化的轧辊速度曲线的图。
图10B的V1、R1、TV1分别是已经说明过的第1速度、第1速度范围、第1速度判定时间。图10C的V2、R2、TV2分别是已经说明过的第2速度、第2速度范围、第2速度判定时间。此外,图10B以及图10C的TFr是已经说明过的第1待机时间。
在图10A至图10D所示的动作例中,由操作人员进行开放指示,在约148.6(sec)的时刻,通过图9的S109的处理来进行辊开放。此时,如图10B的第1夹送辊速度曲线以及图10C的第2夹送辊速度曲线622所示,在图9的S107、S108中,夹送辊301的控制方法从张力控制变更为速度控制。
之后,当在S112、S113、S114的处理中判定为通过速度控制使夹送辊速度稳定了的情况下,在S118、S119中将夹送辊301的控制方法从速度控制变更为张力控制。
如在图10A、图10D中的进行辊开放的约148.5(sec)的时刻附近所示那样,铸辊速度以及轧辊速度在辊开放的前后被维持为正值。另一方面,如在图10B、图10C中的进行辊开放的约148.5(sec)的时刻附近所示那样,第1夹送辊速度以及第2夹送辊速度在辊开放的前后急剧地变化,从正值变化为负值。因此,可以说与参照图8A至图8D说明过的动作例相同,在辊开放的紧后,在第1夹送辊301A以及第2夹送辊301B中产生钢板10的板滑动。
但是,通过在辊开放时开始进行速度控制,由此在辊开放后的0.5(sec)以内,第1夹送辊速度以及第2夹送辊速度成为与铸辊速度以及轧辊速度相同的速度。因而,可以说在辊开放后的0.5(sec)以内消除了钢板10的板滑动。
之后,即使在开始了张力控制之后,第1夹送辊速度以及第2夹送辊速度也被维持为与铸辊速度以及轧辊速度相同的速度。因而,能够进行正常的轧制。
如此,通过图9的控制处理,即使在进行了辊开放的情况下,也能够在短时间内消除钢板10的板滑动。然后,与参照图8A至图8D说明过的比较例的铸造轧制系统的动作不同,在本实施方式的铸造轧制系统1中,即使在进行了辊开放之后也能够再次开始正常的轧制。
[效果]
当在钢板10产生了异常的情况下继续进行轧制时,如已经说明过的那样,轧辊速度成为0(零)而轧制停止,或者由于钢板10的蛇行而钢板10与设备等接触而使设备等产生故障。此外,当由于钢板10的蛇行而钢板10的宽度方向的端部与设备等接触时,有时钢板10会折弯而变得无法继续进行轧制。因而,需要用于再次开始轧制的作业、用于修理设备等的作业等非正常作业。因此,变得无法稳定地持续进行钢板10的轧制。
另一方面,在本实施方式中,在钢板10产生了异常的情况下,通过开放控制来进行辊开放。因此,能够避免轧制停止或者设备等产生故障的情况,能够稳定地持续进行钢板10的轧制。
此外,当在进行了辊开放的情况下继续进行张力控制时,如已经说明过的那样,在夹送辊301中产生钢板10的板滑动。并且,该板滑动不会消除而持续。因此,会使夹送辊301产生损伤,需要进行夹送辊301的更换等非正常作业,或者需要停止轧制。因而,变得无法稳定地持续进行钢板10的轧制。此外,当钢板10的板滑动持续时,无法进行张力控制,而无法正常地轧制钢板10。
另一方面,在本实施方式中,在辊开放之后,将夹送辊301的控制方法从张力控制变更为速度控制。因此,如已经说明过的那样,能够消除钢板10的板滑动,能够抑制夹送辊301的更换等非正常作业的产生。因而,能够稳定地持续进行钢板10的轧制。
此外,在本实施方式中,第3控制部512进行控制,以便在输送机控制装置550再次开始了张力控制之后,轧制间隙控制装置580再次开始轧制控制。因此,自动地再次开始轧制。因而,能够稳定地持续进行钢板10的轧制。
此外,双辊式连续铸造机150将钢板10排出到输送机300。此处,在钢板10产生了异常的情况下,当假设继续进行轧制时,如上所述,轧制会停止。因此,变得无法输送钢板10,有时需要使双辊式连续铸造机150停止。在使用了双辊式连续铸造机150的情况下,在钢板的制造中,从双辊式连续铸造机150到热轧后的钢板10的卷取为止被连续地进行,在一对铸辊201之间存在钢液,且进行急速冷却。因此,一对铸辊201间的钢液在固液共存状态下固体比率变高。在该状态下,当时双辊式连续铸造机150停止时,钢液会在贮液部210中或者一对铸辊201间凝固。为了除去凝固了的钢液,需要进行贮液部210的清扫、一对铸辊201间的钢的粘连状态的确认、清扫,这样的非正常作业花费大量的时间。但是,在本实施方式中,即使在钢板10产生了异常的情况下,钢板10的输送也不会停止。因此,无需用于除去凝固了的钢液的非正常作业。因而,能够稳定地持续进行钢板10的轧制。
此外,第3控制部512在以使轧制间隙控制装置580进行轻压下控制的方式进行了控制之后,以再次开始张力控制的方式进行控制。因此,在再次开始了张力控制时,轧辊351将钢板10轻压下。因而,能够通过张力控制对夹送辊301与轧辊351之间的钢板10施加张力。
此外,当在通过第3控制部512的控制而再次开始了张力控制之后、判定为钢板10存在异常的情况下,第2控制部511以使轧制间隙控制装置580进行开放控制的方式进行控制,并以使输送机控制装置550进行速度控制的方式进行控制。因此,直到钢板10消除异常为止不再次开始轧制控制。因而,在再次开始了轧制控制时,能够可靠地进行正常的轧制。
此外,异常判定部514为,在判定为钢板10正在蛇行的情况以及判定为钢板10产生了异常的板厚变动的情况中的至少任一种情况下,判定为钢板10存在异常。因而,在铸造轧制系统1中,能够可靠地检测出通常假定的钢板10的异常。
此外,异常判定部514基于轧制电动机354的电流,判定钢板10是否产生热带13。因而,能够通过简单的处理来判定热带13的产生。
此外,速度判定部515为,在第1夹送辊速度在第1速度判定时间内持续处于第1速度范围的情况下,判定为第1夹送辊速度以第1速度稳定。此外,速度判定部515为,在第2夹送辊速度在第2速度判定时间内持续处于第2速度范围的情况下,判定为第2夹送辊速度以第2速度稳定。因而,能够防止夹送辊速度稳定的误检测。
[变形例]
在上述实施方式中,张力判定部516对输送机300的后方张力进行控制。但是,张力判定部516也可以构成为对输送机300的前方张力进行控制。前方张力是输送机300前侧(与钢板10的行进方向相反一侧)的钢板10的张力。
铸造轧制设备100具备两台输送机300,但输送机300也可以为1台或3台以上。
此外,在上述实施方式中,主控制装置500具备输入装置504。但是,输送机控制装置550也可以具备接收来自操作人员的输入的输入装置。输送机控制装置550为,在经由输入装置接收到操作人员的开放指示的情况下,将接收到开放指示的含义的信息发送至主控制装置500。然后,在图9的S104中,主控制装置500的异常判定部514基于从输送机控制装置550接收到的信息,判定为操作人员进行了开放指示。轧制速度控制装置570以及轧制间隙控制装置580中的至少任一个也可以具备接收来自操作人员的输入的输入装置。
以上,随着实施方式一起说明了本发明,但上述实施方式仅表示实施本发明时的具体化的例子,不应通过这些来限定性地解释本发明的技术范围。即,本发明在不脱离其技术思想或者其主要特征的情况下,能够以各种方式实施。
产业上的可利用性
根据本发明,能够稳定地持续进行轧制。
符号的说明
1:铸造轧制系统;100:铸造轧制设备;101:控制系统;150:双辊式连续铸造机;300:输送机;350:轧机;400:活套机;450:卷绕机;500:主控制装置;550:输送机控制装置;570:轧制速度控制装置;580:轧制间隙控制装置。
Claims (8)
1.一种控制系统,是铸造轧制设备的控制系统,该铸造轧制设备具有双辊式连续铸造机、通过一对轧辊轧制钢板的轧机、以及通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送的输送机,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述控制系统具有:
轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;
输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板;
第1控制部,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;
第2控制部,在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及
第3控制部,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的控制系统,其中,
上述轧机控制部通过包括上述轧制控制、上述开放控制、以及轻压下控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轻压下控制使辊隙比上述确定的辊隙增大而将上述钢板轻压下,
在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述一对输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,上述第3控制部以使上述轧机控制部进行上述轻压下控制的方式进行控制,之后,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,之后,以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
3.根据权利要求2所述的控制系统,其中,
在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述一对输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,上述第3控制部以使上述轧机控制部进行上述轻压下控制的方式进行控制,之后,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,之后,在判定为上述钢板无异常的情况下,以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制,
在基于上述第3控制部的控制而再次开始了上述张力控制之后判定为上述钢板存在异常的情况下,或者在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时判定为上述钢板存在异常的情况下,上述第2控制部以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制。
4.根据权利要求1所述的控制系统,其中,
还具有:异常判定部,在判定为上述钢板正在蛇行的情况以及判定为上述钢板产生异常的板厚变动的情况中的至少任一种情况下,判定为上述钢板存在异常,
在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在由上述异常判定部判定为上述钢板存在异常的情况下,上述第2控制部以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制。
5.根据权利要求4所述的控制系统,其中,
上述异常判定部基于使上述轧辊旋转的电动机的电流,判定上述钢板是否产生异常的板厚变动。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制系统,其中,
还具有:速度判定部,在上述输送辊的转速在确定的时间内持续包含在确定的范围内的情况下,判定为上述输送辊在上述确定的转速稳定,
在基于上述第2控制部的控制而开始了上述速度控制之后,在由上述速度判定部判定为上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,上述第3控制部以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
7.一种控制方法,是铸造轧制设备的控制方法,上述铸造轧制设备具备:双辊式连续铸造机;轧机,通过一对轧辊轧制钢板;输送机,通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送;轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;以及输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述控制方法具有:
第1控制步骤,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;
第2控制步骤,在正进行基于上述第1控制步骤的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及
第3控制步骤,在判定为通过基于上述第2控制步骤的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
8.一种程序,用于对铸造轧制设备进行控制,上述铸造轧制设备具备:双辊式连续铸造机;轧机,通过一对轧辊轧制钢板;输送机,通过一对输送辊将上述钢板朝上述轧机的方向输送;轧机控制部,通过包括轧制控制以及开放控制在内的控制中的任一种对上述轧机进行控制,上述轧制控制以确定的辊隙轧制上述钢板,上述开放控制以使一对上述轧辊中的至少一方不与上述钢板接触的方式进行控制;以及输送机控制部,通过包括张力控制以及速度控制在内的控制中的任一种对上述输送机进行控制,上述张力控制使上述钢板成为确定的张力来输送上述钢板,上述速度控制使上述输送辊成为确定的转速来输送上述钢板,上述双辊式连续铸造机具备相互朝相反方向旋转的一对铸辊,一对上述铸辊使注入到一对上述铸辊之间的上侧的贮液部的钢液冷却,对冷却而凝固的上述钢液进行压接,从一对上述铸辊之间排出上述钢板,上述输送机将从上述双辊式连续铸造机排出的上述钢板朝上述轧机的方向输送,上述程序使计算机作为如下的控制部发挥功能:
第1控制部,以使上述轧机控制部进行上述轧制控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述张力控制的方式进行控制;
第2控制部,在正进行基于上述第1控制部的控制而开始了的上述轧制控制和上述张力控制时,在判定为上述钢板存在异常的情况下,以使上述轧机控制部进行上述开放控制的方式进行控制,且以使上述输送机控制部进行上述速度控制的方式进行控制;以及
第3控制部,在判定为通过基于上述第2控制部的控制而开始了的上述速度控制、上述输送辊在上述确定的转速稳定了的情况下,以使上述输送机控制部再次开始上述张力控制的方式进行控制,且以使上述轧机控制部再次开始上述轧制控制的方式进行控制。
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