JP2002066618A

JP2002066618A - 圧延機の板厚制御装置

Info

Publication number: JP2002066618A
Application number: JP2000254481A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kuwano; 博明桑野; Isao Imai; 功今井; Eisuke Mikuni; 栄祐三国; Osamu Uchida; 収内田
Original assignee: IHI Corp; Kobe Steel Ltd
Current assignee: IHI Corp; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】板厚制御の応答性を高めて、精度のよい製品
板厚を得ることができる圧延機の板厚制御装置を提供す
る。【構成】ロールギャップを設定する油圧圧下装置６６
と、圧延荷重Ｐを検出するロードセル１とを備えた圧延
機の板厚制御装置において、圧延機の入側の圧延材３０
の張力を調節する張力制御装置３３と、圧延機の入側の
圧延材の板厚ｔを検出する厚み計２２と、圧延機の入側
の圧延材の走行速度Ｖs1を検出する速度計５０とを備
え、更に、ロードセルの信号に基づき油圧圧下装置で圧
延力を一定にする制御を行い、厚み計の信号から圧延機
の出側の板厚変動量を求め、かつ速度計の信号よりロー
ルギャップを変更するタイミングを演算してロールギャ
ップの変更量を油圧圧下装置へ出力するロールギャップ
変更量演算器５１を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシングルスタンド圧延機
の板厚制御装置に係わり、更に詳しくは、油圧圧下方式
の圧延機において高応答の板厚制御を実現するシングル
スタンド圧延機の板厚制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧圧下方式の圧延機の一例とし
て、図６に、入側及び出側（入出側）にリール２０、２
７を配したシングルスタンドの冷間可逆式圧延機を示
す。この図において、圧延材３０は巻戻し用リール２０
から送り出され、デフレクタロール２１からワークロー
ル３、４間を通り、この間で所定の圧延が行われた後、
デフレクタロール２６を通って巻取り用リール２７に巻
取られる。巻戻し及び巻取り用リール２０、２７は各々
モータ１９、２８で駆動されており、さらに圧延機３２
の入出側で圧延材３０に働く張力を一定に保つためのリ
ールモータ張力制御装置１８、２９が設けられている。
張力制御装置１８、２９は一般にモータ電流を張力に比
例させるように制御している。またラインの圧延速度
は、圧延機３２のワークロール駆動用モータ２３の速度
を速度制御装置２４でコントロールして、所定の値に制
御している。

【０００３】図６において、１は圧延荷重を検出するロ
ードセル、２は上バックアップロール、３、４は上下ワ
ークロール、５は下バックアップロール、６はワークロ
ール３、４間のロールギャップを設定する油圧シリン
ダ、７は油圧シリンダ６とサーボ弁８間の配管、９は油
圧シリンダ内に装着された油圧ラム６′の変位を検出す
る変位計である。１０はサーボ弁８への開度指令（電流
信号）を送るサーボアンプ、１１は加減算器１２の出力
信号を増幅する制御ゲインＫ_Gを与える係数器で、圧下
ラム６′の圧下位置Ｓ′を制御するようになっている。

【０００４】従来の油圧圧下方式の圧延機は、基本的な
位置制御ループとして、油圧圧下装置６６を備えてい
る。この制御ループは、指令信号Ｒと変位計９の出力信
号Ｓとを比較演算し、その偏差信号ｅに係数器１１でゲ
インＫ_Gを乗算し、この信号によりサーボアンプ１０を
介してサーボ弁８の開度を制御して、配管７から油圧シ
リンダ６に供給する圧油の量を調節することにより、圧
下ラム６′の位置Ｓ′を制御する。その結果、下バック
アップロール５、下ワークロール４が移動して上下ワー
クロール３、４間の開度（ロールギャップ）を所定の値
に調節することができる。

【０００５】更に、従来の油圧圧下方式の圧延機は、圧
延荷重を受けたミルの伸び分を補正するためのミル常数
制御装置５４を備えている。すなわち、圧下ラム６′の
位置Ｓ′を上述した油圧圧下装置６６により位置制御す
るだけでは上下ワークロール３、４間のロールギャップ
に圧延荷重を受けたミルの伸び分だけの誤差が発生す
る。そのため、通常は圧延開始後のあるタイミングで基
準圧延荷重Ｐ_refを記憶し、ロードセル１で検出した圧
延中の圧延荷重を表わす信号Ｐとの差ΔＰを加減算器１
７で求め、それをミル常数制御装置５４の係数器１６に
おいてミル常数Ｋ _m（圧延機のバネ常数に当たるもの
で、予め求めておく）で除算してミルの伸びを求め、そ
れに何割り補正するかを決める補正ゲインｃを乗算し
て、圧下ラム６′の位置Ｓ′を修正する修正信号Ｃ_Pを
求め、これを先の基本位置制御ループの指令として加算
器１３に与え、圧下ラム６′の位置Ｓ′を補正してい
る。

【０００６】更に、従来の油圧圧下方式の圧延機は、圧
延後の実際の板厚をモニターして板厚を制御するモニタ
ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｕｇｅＣｏｎｔｒｏ
ｌ）装置を備えている。このモニタＡＧＣ装置は、圧延
機３２出側の圧延材３０の絶対板厚を目標値ｈ_refと一
致させるために、圧延機３２の出側に設けた厚み計２５
（逆方向走行時は厚み計２２を使用する）によって検出
された信号ｈと目標値ｈ_refとを加減算器３１で比較演
算して偏差Δｈを求め、それを積分制御器１５を通した
後、係数器１４において実際の圧下位置に直す補正ゲイ
ン１＋（Ｍ／Ｋ _e）を乗算して圧下ラム６′の位置Ｓ′
を修正する修正信号Ｃ_hを求め、これを前述の基本位置
制御ループ（油圧圧下装置６６）の指令として加算器１
３に与え、圧下ラム６′の位置Ｓ′を補正する。ここ
で、Ｍは圧延材３０の堅さを表す定数で予め求めてお
く。また、Ｋ_eは制御されたミル常数でＫ_e＝Ｋ_m／
（１−ｃ）の関係がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の油圧圧
下方式の圧延機（図６）において圧延材３０の板厚を制
御するために、圧下ラム６′の位置Ｓ′を変えロールギ
ャップを変更すると、圧延材３０に作用している入出側
の張力が変化する。例えば、板厚を薄くするためにワー
クロール３、４間のロールギャップを狭くすると、圧延
材３０が伸び、入出側の張力が減少する。しかし、入出
側の巻戻し、巻取りリール２０、２７のモータ１９、２
８を制御するリールモータ張力制御装置１８、２９の応
答は、一般に油圧圧下よりも１桁以上遅いため、ロール
ギャップが変更され、張力が変わっても、油圧圧下並の
速さで張力を設定値に戻せない。このため、入出側の張
力が減少し、その結果、見掛け上圧延材３０の変形抵抗
が大きくなったかのような効果が生じ、ロールギャップ
は拡大する方向に向かう（板厚が薄くならない）。すな
わち、高速の油圧圧下で板厚を薄くしようとしても、入
出側のモータ１９、２８のリールモータ張力制御装置１
８、２９の応答速度以上の速さでは板厚を薄くできない
問題点があった。このため、特に２〜３Ｈｚ以上の速い
入側板厚外乱に対しては、先のミル常数制御でミルを硬
くして除去しようとしても板厚制御が応答しないので除
去できない問題点があった。油圧圧下を使って、どんな
に速く圧下ラム６′の位置Ｓ′を制御しても、板厚制御
の精度が思った以上に良くならないということを圧延現
場でしばしば耳にするが、それは上述の理由によること
がわかった。

【０００８】図７は本発明者による計算機シュミレーシ
ョンの例であり、上述した問題点を明らかにするもので
ある。シュミレーションを行った対象は図４に示したシ
ングルスタンドの冷間可逆式圧延機で、入側設定張力
１．３６トン、出側設定張力２．３５トン、入側板厚
０．５２ｍｍ、板厚１８００ｍｍの材料を圧延速度１８
００ｍ／分で目標板厚０．３ｍｍにするという条件下
で、途中ロールギャップをステップ状に１０μｍ減少さ
せた例である。油圧圧下の応答は周波数応答で９０度位
相遅れ２０Ｈｚを想定しており、ステップ応答では
０．０４秒以下で目標値に到達するという高速なもので
ある。シュミレーション結果を見ると、ロールギャップ
を１０μｍ変えると、出側板厚変化Δｈはほぼ１秒後に
定常値に到達している。実際の油圧圧下は０．０４秒で
目標値に到達するのに、板厚が時間的に２５倍も遅くし
か変化しないのは、前述のように、入出側のリールモー
タ張力制御装置１８、２９の応答が遅いからである。す
なわち、一般にリール２０、２７の張力はモータ電流を
一定にすることにより制御されるが、モータ１９、２８
を含むリール２０、２７の慣性はかなり大きく、従って
電流コントロールによって、リール２０、２７の周速が
テンション変動を抑え、次の定常値に達するまでに１秒
程度かかるからである。

【０００９】上記問題点に対して本発明者の１人は、特
開平３−１５５４０６号公報「圧延機の板厚制御装置」
において、圧延機の入側、もしくは入出側の両方に、圧
延材料に印加されている張力を調節する張力制御装置を
備えた図８に示すような圧延機の板厚制御装置を提案し
た。尚、図８では図６と同一の符号を付した部分は同一
物を示している。図８の装置によればロールギャップを
操作した結果発生する張力の変動を速やかに抑制するこ
とができるので、ロールギャップを動かした結果が板厚
に即座に反映されるようになり、従来のミル常数制御も
十分に機能するようになる。図８における張力制御装置
３３、３４としては具体的には図９に示すようなものが
一例として考えられる。即ち、図９において、３５は圧
延材３０を押さえる押えロールで、アーム３６に回転自
在に支持されている。３７は押えロール３５の軸受けに
取り付けられた荷重検出器（ロードセル）で、圧延材３
０からの反力を検出する。アーム３６はレバー３８と結
合されており、回転主軸３９を中心に回転し、その結果
押えロール３５を上下させる。レバー３８は液圧シリン
ダ４０に装着されたピストンロッド４１と結合されてお
り、サーボ弁４２で液圧シリンダ４０への流量を調節す
ることにより、回転主軸３９を中心に回動する。その結
果一体となったアーム３６が回動し、押えロール３５を
上下させる。サーボ弁４２の開度調整は、荷重検出器３
７で検出した圧延材３０の反力から圧延材３０の張力Ｔ
を張力演算器４６で演算して求め、それを加減算器４５
で張力設定値Ｔ_re _fと比較演算して偏差ΔＴを求め、こ
の偏差ΔＴに係数器４４により係数Ｋ_Tを乗算し、サー
ボアンプ４３を介してサーボ弁４２を制御することによ
り、偏差ΔＴを零とするように制御する。

【００１０】図９に示した張力制御装置３３、３４によ
れば、ロールギャップが変わった場合、その結果生じる
張力変化を押えロール３５の軸受け部の荷重検出器３７
で検出し、これを目標値Ｔ_refと一致するように高速の
サーボ弁４２で液圧シリンダ４０への流体の流入、流出
量を調整し、その結果押えロール３５が上下し、圧延材
３０の張力が即座に変わる。このため、油圧圧下でロー
ルギャップを変えた結果が即座に出側板厚に反映され、
従来のモータ電流による張力制御装置を使用した場合に
比べて、高応答の板厚制御を実施することができる。
尚、図８の装置においては、リールモータ張力制御装置
１８、２９は遅い張力変動を抑制し、張力制御装置３
３、３４は速い張力変動を吸収するように作用し、全体
として上述した板厚制御の遅れが解決され、高応答の板
厚制御を実施することができる。

【００１１】しかし、かかる張力制御装置を備えた圧延
機においても、ミル常数制御で入側板厚外乱を除去する
ためにミルを硬くすると、ミル機械本体のロール偏心な
どの外乱が板厚へ影響を及ぼしやすくなり、板厚精度を
悪化させるという問題点があった。これに対して従来か
ら、ロール偏心を圧延荷重信号などから抽出して、これ
をもとにロールギャップを偏心の動きと逆向きに動かし
て補正する、いわゆるロール偏心除去制御装置が実用化
されていた。しかし、この方法も圧延速度が速くなる
と、ロール偏心の変動周期が速くなり、油圧圧下の応答
が間に合わなくなるので偏心の影響を十分に除去できな
いという問題点があった。

【００１２】図１０〜図１３は、本発明者がかかる問題
点を検討するために行った計算機シュミレーション結果
である。シュミレーションを行った対象は、図６、図８
に示したシングルスタンドの冷間式圧延機で、入側設定
張力１．４２トン、出側設定張力３．０４トン、入側板
厚０．２８ｍｍ、板幅１８００ｍｍの材料を圧延速度１
８００ｍ／分で目標板厚０．２ｍｍにするという条件下
で、入側板厚外乱として振幅±４μｍ、変動周波数５Ｈ
ｚ、ロール偏心として振幅±３μｍ、変動周波数６．５
３Ｈｚを想定して計算した例である。図１０、図１１は
入側板厚変動の影響のみを検討したものであり、図１０
は、張力制御装置のない図６に示した従来の圧延機にお
いて、ミル常数をミル常数制御で１０倍に硬くした例で
ある。図１０から明らかなように、入側板厚変動８μｍ
^P-P に対して出側板厚変動は５．４μｍ^P-P と大きい
変動幅となっている。図１１は、圧延機３２入側に張力
制御装置３３を備えた図６に示す装置の場合であり、図
１１から分かるように、３．４μｍ^P-P まで板厚変動
が減少している。これは、張力制御装置３３で入側張力
変動を抑制できるので、ミル常数制御によりミルを硬く
して十分に入側板厚変動を減らすことができるからであ
る。

【００１３】一方、図１２、図１３はロール偏心の影響
のみを検討した場合であり、図１２は張力制御装置のな
い図６に示した従来の圧延機３２でやはりミル常数をミ
ル常数制御で１０倍に硬くした例で、ロール偏心６μｍ
^P-P は、ほとんど出側板厚変動を引き起こしていな
い。すなわち、入側張力変動から分かるように、張力が
０．８８トン^P-Pも変動し、その結果、ロール偏心が板
厚にほとんど影響を及ぼさないのである。それに対し
て、圧延機３２入側に張力制御装置３３を入れると、図
１１に示すように入側張力変動が０．２トン^P-P と大
幅に減少するのに伴い、出側板厚変動は３．２μｍ^P-P
にまで増加している。即ち、入側張力変動が抑制され
たので、ロール偏心に起因するロールギャップの変化が
圧延材の板厚に影響を及ぼすようになったのである。

【００１４】従って、上述した張力制御装置を備えた圧
延機においても、例えば入側板厚外乱等とロール偏心等
の両方がある場合には、応答性の高い高精度の板厚制御
が困難であるという問題点があった。従って、圧延機３
２の入側、もしくは入出側の両方に圧延材３０に印加さ
れている張力を調節する張力制御装置３３、３４を設け
た場合、入側板厚外乱等の材料自体に起因する原因、並
びにロール偏心等の機械に起因する原因の両方を考慮し
た対策を考えることが重要であることがわかった。本発
明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、入側板厚
外乱等とロール偏心等の両方に対する板厚制御の応答性
を高めて、精度のよい製品板厚を得ることができる圧延
機の板厚制御装置を提供しようとするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上下ワークロ
ール間のロールギャップを設定する油圧圧下装置と、圧
延荷重を検出するロードセルとを備えた圧延機の板厚制
御装置において、前記圧延機の入側の圧延材の張力を調
節する張力制御装置と、圧延機の入側の圧延材の板厚を
検出する厚み計と、圧延機の入側の圧延材の走行速度を
検出する速度計とを備え、更に、速度計の信号よりロー
ルギャップを変更するタイミングを演算してロールギャ
ップの変更量を前記油圧圧下装置へ出力するロールギャ
ップ変更量演算器を備え、該ロールギャップの変更量に
圧延機のミル常数と補正量をかけて圧延荷重相当信号に
変更し、その信号と前記ロードセルより測定した圧延荷
重を比較演算し、その差を零とする圧延荷重一定制御を
行う、ことを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】上記本発明の構成によれば、シングルスタンド
圧延機の入側に張力制御装置を設けたので、ロールギャ
ップの変動による張力の変動を速やかに抑制することが
できる。また、圧延機入側の厚み計により入側板厚変動
が、速度計により圧延材の送り速度がそれぞれ測定さ
れ、前記厚み計及び速度計からの信号を基にロールギャ
ップ変更量と、入側板厚変動が圧延機の上下ワークロー
ル間を通過するタイミングとが演算され、ロールギャッ
プ変更量信号Ｃ_Fが油圧圧下装置、もしくは張力制御装
置へ出力され、圧延機の上下ワークロール間のロールギ
ャップが調整されて入側板厚変動が除去されると共に、
ロードセルの信号を基に、ロール偏心などの圧延機自体
に起因する外乱成分の出側板厚への影響を除去するため
に圧延機は圧延荷重一定制御（ミル常数＝０）で運転さ
れる。これにより、油圧圧下の高速制御性を最大限に生
かして、板厚制御の応答性が高められ、精度の良い製品
板厚が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明によるシングルスタンド圧延機
の板厚制御装置を図面を参照して説明する。図１は本発
明によるシングルスタンド圧延機の板厚制御装置の一実
施例であり、図中図６と同一の符号を付した部分は同一
物を示している。図１に示す如く、本発明による装置
は、上下ワークロール３、４間のロールギャップを設定
する油圧圧下装置６６と、圧延荷重Ｐを検出するロード
セル１とを備えた圧延機において、圧延機３２の入側の
圧延材の張力を調節する張力制御装置３３と、圧延機の
入側の圧延材の板厚ｔを検出する厚み計２２と、圧延機
の入側の圧延材の走行速度Ｖを検出する速度計５０とを
備える。更に本発明による圧延機の板厚制御装置は、ロ
ードセル１の信号に基づき油圧圧下装置６６で圧延荷重
Ｐを一定にする制御を行い、厚み計２２の信号から圧延
機の出側の板厚変動量を求め、かつ速度計５０の信号よ
りロールギャップを変更するタイミングを演算してロー
ルギャップの変更量を油圧圧下装置６６へ出力するロー
ルギャップ変更量演算器５１を備える。かかる構成によ
り、入側の厚み計２２の信号ｔより入側板厚外乱を相殺
するロールギャップ変更量を求め且つ速度計５０の信号
Ｖ_S1よりロールギャップを変更するタイミング、即ち入
側板厚外乱が圧延機３２の上下ワークロール３、４間を
通過するタイミングを演算してロールギャップ変更量信
号Ｃ_Fを圧延荷重一定制御のループへの指令値として加
算器１３へ加えることができる。上述した制御システム
の作動を以下説明する。張力制御装置３３は、圧延材３
０の張力変動を測定して、それを減少させるように図７
に示したような押えロール３５を動かすため、ロールギ
ャップ変動による張力変動は速やかに抑制されると共
に、ロールギャップ変動が出側板厚に反映されるように
なる。更に、圧延機３２入側に設けた厚み計２２により
入側板厚変動ΔＨが測定され、且つ、圧延材３０の送り
速度Ｖが速度計５０により測定され、前記厚み計２２及
び速度計５０からの信号ｔ、Ｖ_S1を基にロールギャップ
変更量演算器５１において、ロールギャップ変更量と、
入側板厚変動ΔＨが圧延機３２の上下ワークロール３、
４間を通過するタイミングとが演算され、ロールギャッ
プ変更量信号Ｃ _Fが圧延荷重一定制御ループの加算器１
３へ出力され、圧延機３２の上下ワークロール３、４間
のロールギャップが調整されて入側板厚変動ΔＨが除去
される。すなわち、図１から、ｅ＝（Ｃ_F＋Ｃ_h）×α・
Ｋ_m-Ｐとあらわすことができる。この式の意味は、位置
Ｓ'を修正する信号Ｃ_hとロールギャップ変更量Ｃ_Fの和
に圧延機のミル常数Ｋ_mをかけて、荷重相当信号に直
し、それとロードセル１で測定した圧延荷重Ｐとを比較
し、その差ｅに制御ゲインＫ_G'をかけてサーボアンプ１
０へ送ることによって、ザーボ弁を駆動して圧下ラム
６'の位置Ｓ'を修正し、圧延荷重Ｐが指令値（Ｃ_F＋
Ｃ_h）×α・Ｋ_mと等しくなる圧延荷重一定制御を実施す
る。ここでαは、事前に測定した圧延機のミル常数Ｋ_m
の測定誤差を補正する係数である。なお、従来の実施例
図８の１１のＫ_Gに対して図１及び後述する図２の１１
をＫ_G'と区別しているのは、本発明が圧延荷重一定制御
を主体とする制御であるのに対し、図８は圧下ラムの位
置一定制御であるからである。

【００１８】図２は本発明の他の実施例で、本発明によ
れば、シングルスタンド圧延機の出側に圧延材の走行速
度ｖを検出する速度計５０ｂを備え、入側板厚変動ΔＨ
に起因する圧延機の出側の板厚変動量Δｈは厚み計２２
の信号ｔと圧延機の入出側の速度計の信号とＶ_S1、Ｖ_S2
から求めことができる。かかる構成により、厚み計２２
の信号ｔと圧延機の入出側の速度計の信号とＶ _S1、Ｖ_S2
から入側板厚外乱を相殺するロールギャップ変更量を求
め、且つ速度計５０の信号Ｖ_S1よりロールギャップを変
更するタイミング、即ち入側板厚外乱が圧延機３２の上
下ワークロール３、４間を通過するタイミングを演算し
てロールギャップ変更量信号Ｃ_Fを圧延荷重一定制御の
ループへの指令値として加算器１３へ加えることができ
る。すなわち、ロールギャップ前後の体積流量が一定で
あることから、Δｈ＝（Ｖ_S1／Ｖ_S2）×ΔＨの関係があ
り、この関係から板厚変動量Δｈを求めることができ
る。こうすることにより、図１の実施例の場合よりも、
より正確に入側板厚変動ΔＨによって引き起こされる出
側板厚変動Δｈを求めることができるので、さらに制御
精度を向上させることができる。本制御システムの作動
は、図１で述べた場合と同様であり、異なるところは入
側板厚変動ΔＨより直接ロールギャップ変更量Ｃ_Fを求
めるのではなく、入出側の速度Ｖ_S1、Ｖ_S ₂より、入側板
厚変動ΔＨによって引き起こされるロールギャップ直後
の出側板厚変動Δｈを求め、それからロールギャップ変
更量Ｃ_Fを演算する点である。

【００１９】ここで、先に図１２、図１３で示したよう
に、ロール偏心の影響を除去するために、図１、図２に
示す実施例では油圧圧下装置に圧延荷重を一定にする制
御を実施しているので、圧延機のバネ常数であるミル常
数は零となり、ロール偏心による出側板厚変動の圧下は
抑制される。反面、圧延荷重を一定にする制御を実施す
ると、入側板厚外乱の出側板厚変動へ与える影響が大き
くなる。図１に示す本発明の実施例では、圧延機３２入
側に設けた厚み計２２で入側板厚変動を測定し、且つ圧
延材３０の速度を速度計５０で測定し、ロールギャップ
変更量演算器５１で入側板厚変動が圧延機３２の上下ワ
ークロール３、４間を通過するタイミングを求め、それ
に合わせてロールギャップを時々刻々変更させているの
で、入側板厚外乱ΔＨが除去され、その結果、出側板厚
変動も小さくすることができる。

【００２０】図３、図４は本発明の別の実施例で、ロー
ルギャップ変更信号を張力制御装置３３へ出力する例で
ある。問題としている入側板厚外乱の変動周波数では、
入側のリールモータによる張力制御の応答が間に合わな
いので、直接張力制御装置３３を操作して張力変動によ
り板厚を変えることができる。圧下制御装置６０と張力
制御装置６６は問題となる外乱（入側板厚外乱等とロー
ル偏心等）に対応してモード選択制御装置６５により切
り換えて使用することができる。なお、図３、図４にお
いて、６１は油圧シリンダ、６２はサーボ弁、６３はロ
ードセル、６４は変位計である。図３は、図１の構成に
対応し、入側板厚外乱ΔＨから直接張力変更量Ｔ
_ref（図９参照）を求める場合で、図４は図２と同様
に、入出側の圧延材の速度Ｖ_S1、Ｖ_S2から一度出側板厚
変動Δｈを求め、それから張力変更量Ｔ_re _fを求める例
である。図５は本発明の実施例の効果を示すため行った
計算機シミュレーションの結果であり、外乱として入側
板厚変動及びロール偏心が同時に加わった場合の例であ
る。条件は上述した図８から図１１の場合と同じであ
る。この図から明らかなように、本発明の張力制御装置
３３を起動した上で、圧延機を圧延荷重を一定とする制
御を行い、かつ図１で説明した入側板厚変動ΔＨを抑制
する制御を実施しているので、±１．３μｍ程度まで出
側板厚変動が減少しており、入側板厚変動及びロール偏
心に対する本発明の優れた効果が示されている。

【００２１】尚、上記実施例では、本発明をシングルス
タンドの冷間可逆式圧延機に適用した場合についてのみ
述べたが、一方向に圧延する非可逆式の圧延機等、前記
従来技術で述べた問題が生ずる全ての圧延機に本発明を
適用できること、又、張力検出は、押えロール、デフレ
クタロール以外に圧延材の走行経路中に配されたロール
その他の部材にかかる圧延材からの反力により検出する
ことができること等、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧延機の
板厚制御装置によれば、圧延機の入側に張力制御装置を
設けたので、板厚を制御するために圧延機の圧下位置を
変更した結果生ずる圧延機入側の張力変動を速やかに抑
制することができ、更に、入側板厚外乱を圧延機入側の
厚み計で測定して除去すると共にロール偏心等の影響を
圧延機を圧延荷重一定制御にして抑制するので、板厚制
御の応答を速めて、精度の良い製品板厚を得ることがで
きるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のシステム構成を示すブロック
図である。

【図２】本発明の別の実施例のシステム構成を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明の更に別の実施例のシステム構成を示す
ブロック図である。

【図４】本発明の更に別の実施例のシステム構成を示す
ブロック図である。

【図５】図１の実施例における計算機シミュレーション
の例である。

【図６】従来例のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図７】図６の装置における計算機シミュレーション結
果を示す線図である。

【図８】現在提案されている張力制御装置を備えた圧延
機のシステム構成を示すブロック図である。

【図９】図８の装置の張力制御装置の具体例を示すブロ
ック図である。

【図１０】図６の装置における入側板厚変動に対する出
側板厚変動並びに入側張力変動の計算機シミュレーショ
ン結果を示す線図である。

【図１１】図８の装置における入側板厚変動に対する出
側板厚変動並びに入側張力変動の計算機シミュレーショ
ン結果を示す線図である。

【図１２】図６の装置におけるロール偏心に対する出側
板厚変動並びに入側張力変動の計算機シミュレーション
結果を示す線図である。

【図１３】図８の装置におけるロール偏心に対する出側
板厚変動並びに入側張力変動の計算機シミュレーション
結果を示す線図である。

【符号の説明】

１ロードセル２上バックアップロール３上ワークロール４下ワークロール５下バックアップロール６油圧シリンダ７配管８、４２サーボ弁９変位計１０、４３サーボアンプ１１、４４係数器１２、１７、３１、４５加減算器１３加算器１４係数器１５積分制御器１８、２９リールモータ張力制御装置１９、２８モータ２０巻戻し用リール２１、２６デフレクタロール２２、２５厚み計２３ワークロール駆動用モータ２４速度制御装置２７巻取り用リール３０圧延材３２圧延機３３、３４張力制御装置３５押えロール３６アーム３７荷重検出器３８レバー３９回転主軸４０液圧シリンダ４１ピストンロッド４６張力演算器５０、５０ｂ速度計５１ロールギャップ変更量演算器５２ミル常数演算器５３補正ゲイン設定器５４ミル常数制御装置６０圧下制御装置６１油圧シリンダ６２サーボ弁６３ロードセル６４変位計６５モード選択制御装置６６油圧圧下装置６７張力制御演算装置Ｐ_ref 基準圧延荷重Ｐ信号（圧延荷重）Ｒ指令信号ｔ信号（入側板厚）Ｖ_s 信号（送り速度）Ｃ_F ロールギャップ変更量信号ｈ信号（出側板厚）Ｋ_B ミル常数信号ｃ補正ゲイン信号ｅ偏差信号Ｓ' 位置Ｃ_h位置Ｓ'を修正する信号Ｋ_mミル常数Ｋ_G' 制御ゲイン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今井功神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリングセンター内 (72)発明者三国栄祐栃木県真岡市鬼怒ケ丘15番地株式会社神戸製鋼所真岡製造所内 (72)発明者内田収栃木県真岡市鬼怒ケ丘15番地株式会社神戸製鋼所真岡製造所内Ｆターム(参考） 4E024 AA07 BB03 BB06 CC10 FF01 FF03 GG01 GG03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下ワークロール間のロールギャップを
設定する油圧圧下装置と、圧延荷重を検出するロードセ
ルとを備えた圧延機の板厚制御装置において、前記圧延機の入側の圧延材の張力を調節する張力制御装
置と、圧延機の入側の圧延材の板厚を検出する厚み計
と、圧延機の入側の圧延材の走行速度を検出する速度計
とを備え、更に、速度計の信号よりロールギャップを変更するタイ
ミングを演算してロールギャップの変更量を前記油圧圧
下装置へ出力するロールギャップ変更量演算器を備え、
該ロールギャップの変更量に圧延機のミル常数と補正量
をかけて圧延荷重相当信号に変更し、その信号と前記ロ
ードセルより測定した圧延荷重を比較演算し、その差を
零とする圧延荷重一定制御を行う、ことを特徴とするシ
ングルスタンド圧延機の板厚制御装置。
【請求項２】更に、圧延機の出側に圧延材の走行速度
を検出する速度計を備え、前記圧延機の出側の板厚変動
量は前記厚み計の信号と圧延機の入出側の速度計の信号
とから求められる、ことを特徴とする請求項１に記載の
シングルスタンド圧延機の板厚制御装置。
【請求項３】前記張力制御装置は、荷重検出器と油圧
シリンダとブライドル・ロールとからなり、サーボ弁で
制御される、ことを特徴とする請求項１に記載のシング
ルスタンド圧延機の板厚制御装置。
【請求項４】ロールギャップ変更量を張力制御装置に
出力することを特徴とする請求項１および２に記載のシ
ングルスタンド圧延機の板厚制御装置。