JP2004306125A - Meandering control method of rolled steel sheet and manufacturing method of rolled steel sheet - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of a feedforward type meandering control by properly setting gain setting. <P>SOLUTION: In a meandering control method of steel sheet by which the amount of meandering is detected with a meandering meter provided on the inlet side of a rolling mill and the amount of leveling is changed into a value obtained by multiplying the amount of meandering by control gain, the control gain is determined in accordance with rolling load. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【数３】
ｙ_ｃ（ｔ）＝ｙ（０，ｔ）＝ｖ∫^ｔ _０∫^ｔ _０ω（ｔ）ｄｔｄｔ （３）
で表される。また、フィードフォワード蛇行制御では、一般に、蛇行計に隣接する下流圧延機のレベリングＳ（ｔ）を蛇行計位置での蛇行量測定値ｙ_ｓ（ｔ）に応じて
【数４】
Ｓ（ｔ）＝−ｋ・ｙ_ｓ（ｔ） （４）
と操作する。このとき圧延鋼板の回転速度ωは
【数５】
ω（ｔ）＝ｐ・Ｓ（ｔ）＋ｑ・ｙ_ｃ（ｔ）＋ｄ（ｔ） （５）
のように変化し、これが（２）、（３）式で示されるように２重積分されることによって蛇行量が変化する。ここで、ｐ（＞０）はレベリング操作から回転角速度への影響係数であり、レベリング操作による角速度変更効果を表す量である。また、ｑ（＞０）は圧延機直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響係数であり、蛇行によって圧延機左右の非対称圧下が大きくなり、角速度がさらに大きくなるという蛇行の自己増幅作用の程度を表す量である。さらにｄは圧延機の左右剛性差などによる外乱である。
【０００９】
（１）〜（５）式をラプラス変換して整理すると、外乱ｄから、被制御量である圧延機位置の蛇行量ｙ_ｃまでの応答特性は
【数６】
ｙ_ｃ（ｓ）＝Ｇ（ｓ）・ｄ（ｓ）
Ｇ（ｓ）＝（Ｌｓ＋ｖ）／（ｓ^２＋Ｌｐｋｓ＋ｖ（ｐｋ−ｑ）） （６）
と表される。ただし、ｓはラプラス演算子である。蛇行量ｙ_ｃが安定であるためにはＧ（ｓ）のｓに関する分母多項式の係数行列が全て正であること、すなわち
【数７】
ｑ／ｐ＜ｋ （７）
が必要十分条件であることがわかる。また、実際にはレベリングを操作する際の圧下装置の遅れや蛇行の検出遅れなどがあるため、ｋを大きくしすぎると制御系は不安定になりやすい。また、ｋが大きいとレベリング操作量が相対的に大きくなり、レベリング量が圧下装置の操作上下限範囲を超過するという問題もあるため、制御ゲインｋをｑ／ｐの大きさに応じて
【数８】
ｋ＝α・ｑ／ｐ （８）
のように設定することが重要である。ここでαは１より大きい値であり、圧下装置の応答遅れや操作上下限範囲、蛇行計の検出遅れなどを考慮して定める。
【００１０】
かくして本発明の第一の態様は、圧延機（Ｆ５）入側に設けた蛇行計（２０）により蛇行量（ｙ_ｓ）を検出し、前記蛇行量に制御ゲイン（ｋ）を乗じた量にレベリング量（Ｓ）を変更する、圧延鋼板（９０）の蛇行制御方法において、圧延機直下の蛇行量（ｙ_ｃ）から前記圧延鋼板の回転角速度への影響係数（ｐ）と、レベリング操作から前記圧延鋼板の回転角速度への影響係数（ｑ）の比率（ｑ／ｐ）を計算し、計算された前記影響係数の比率に応じて前記制御ゲインを決定することを特徴とする圧延鋼板の蛇行制御方法が提供される。
【００１１】
上記、圧延機直下の蛇行量から前記圧延鋼板の回転角速度への影響係数と、レベリング操作から前記圧延鋼板の回転角速度への影響係数の比率であるｑ／ｐに影響を与える圧延条件の因子を検討した結果、圧延荷重、圧延機出側の板クラウンの影響が大きいことを見出した。また、板速度の影響についても検討した。以下各項目毎に詳細に説明する。
【００１２】
＜圧延荷重＞
図２は板幅１０００ｍｍ、板厚１．９８ｍｍの圧延鋼板を板厚１．４７ｍｍに圧延する際の圧延荷重Ｆとｐ、ｑ、ｑ／ｐの関係を計算したグラフである。圧延荷重が高いほど圧延鋼板が蛇行したときの非対称性が強くなるため回転角速度への影響ｑは大きくなるが、逆に、レベリング操作による回転角速度抑制効果ｐは小さくなり、その結果、ｑ／ｐは大きくなる。したがって、圧延荷重が高い場合は制御ゲインｋを大きくし、低い場合は制御ゲインｋを小さくすれば圧延荷重によらず良好な制御精度が得られる。実際には圧延荷重は圧延鋼板の変形抵抗変動などによって圧延中に変化するため、圧延荷重を測定し、測定された圧延荷重に応じて、制御ゲインを変更することが好ましい。
【００１３】
かくして、本発明の第二の態様は、圧延機（Ｆ５）入側に設けた蛇行計（２０）により蛇行量（ｙ_ｓ）を検出し、前記蛇行量に制御ゲイン（ｋ）を乗じた量にレベリング量（Ｓ）を変更する、圧延鋼板（９０）の蛇行制御方法において、前記制御ゲインを圧延荷重（Ｆ）に応じて決定することを特徴とする圧延鋼板の蛇行制御方法が提供される。さらに上記第二の態様において、前記圧延荷重は、実測値または設定値であってもよい。
【００１４】
＜板クラウン＞
図３は板幅１０００ｍｍ、板厚１．９８ｍｍの圧延鋼板を板厚１．４７ｍｍに圧延する際の圧延機出側板クラウンＣ（板幅中央部の板厚−板両端２５ｍｍ位置の板厚の平均値）とｐ、ｑ、ｑ／ｐの関係を計算したグラフである。板クラウンが大きい場合は、板端部の上下ロール間のギャップは板中央部のギャップより狭くなっていることが拘束力として働いて圧延鋼板は蛇行・回転しにくいのでｑは小さいが、板クラウンが小さくなると板端部と板中央部のギャップ差が小さくなり、ｑが大きくなる。一方、レベリング操作による回転角速度抑制効果ｐはほぼ一定であるため、板クラウンが小さいほどｑ／ｐは大きくなる。したがって、板クラウンが小さい場合は制御ゲインｋを大きくし、大きい場合は制御ゲインｋを小さくすれば板クラウンによらず良好な制御精度が得られる。実際には板クラウンは圧延中に変化するため、板クラウンを測定し、測定された板クラウンに応じて、制御ゲインを変更することが望ましい。また、よく知られているように、板クラウンが大きいときは板端の圧下量が相対的に板中央よりも大きいので端伸び形状になり、板クラウンが小さいときは逆に中伸び形状になるので、板クラウンの代わりに板形状で代用して、中伸び形状の場合は制御ゲインｋを大きくし、端伸び形状の場合は制御ゲインｋを小さくするようにしてもよい。
【００１５】
かくして、本発明の第三の態様は、圧延機（Ｆ５）入側に設けた蛇行計（２０）により蛇行量（ｙ_ｓ）を検出し、前記蛇行量に制御ゲイン（ｋ）を乗じた量にレベリング量（Ｓ）を変更する、圧延鋼板（９０）の蛇行制御方法において、前記制御ゲインを圧延機出側の板クラウン（Ｃ）または板形状に応じて決定することを特徴とする圧延鋼板の蛇行制御方法が提供される。また、上記第三の態様において、前記板クラウンまたは板形状は、測定値または推定値であることとしても良い。
【００１６】
＜板速度＞
図４は板幅１０００ｍｍ、板厚１．９８ｍｍの圧延鋼板を板厚１．４７ｍｍに圧延する際の圧延機入側の板速度ｖとｐ、ｑ、ｑ／ｐの関係を計算したグラフである。ｐ、ｑともにｖに比例するためｖはｑ／ｐとは無関係である。しかし、外乱ｄから、被制御量である圧延機位置の蛇行量ｙ_ｃまでの伝達関数の固有振動数は（６）式より、
【数９】
ω_ｎ＝（ｖ（ｐｋ−ｑ））^１／２ （９）
であり、ｐ、ｑはともにｖに比例するので、固有振動数はｖに比例する。したがって、板速度ｖが速くなると外乱ｄの影響が圧延鋼板の回転角速度ω、ひいては蛇行量ｙ_ｃに伝わりやすくなる。これを防止するには、板速度が速い場合は制御ゲインｋを大きくし、遅い場合は制御ゲインｋを小さくすれば板速度によらず良好な制御精度が得られる。実際には圧延中の加減速によって板速度が変化するため、板速度を測定し、測定された板速度に応じて、制御ゲインを変更することが望ましい。この際、板速度の測定には計測器が必要であるが、板速度の代わりにロール速度で代用することもできる。
【００１７】
かくして、本発明の第四の態様は、圧延機（Ｆ５）入側に設けた蛇行計（２０）により蛇行量（ｙ_ｓ）を検出し、前記蛇行量に制御ゲイン（ｋ）を乗じた量にレベリング量（Ｓ）を変更する、圧延鋼板（９０）の蛇行制御方法において、前記制御ゲインを前記圧延機入側の板速度（ｖ）に応じて決定することを特徴とする圧延鋼板の蛇行制御方法が提供される。
【００１８】
以上をまとめると、制御ゲインｋを例えば次式のように決定するようにすることで良好な制御精度を得ることができる。
【数１０】
ｋ＝α・ｑ／ｐ （１０）
【数１１】
ｑ／ｐ＝ａ_１＋ａ_Ｆ・ΔＦ−ａ_ｃ・ΔＣ （１１）
【数１２】
α＝ｂ_１＋ｂ_ｖ・Δｖ （１２）
ここで、
ａ_１は基準圧延荷重、基準板クラウン、基準板速度でのｑ／ｐ値、
ΔＦは基準圧延荷重からの圧延荷重変化、
ΔＣは基準板クラウンからの板クラウン変化、
Δｖは基準板速度からの板速度変化、
ｂ_１は基準板速度でのαの値、
ａ_Ｆ、ａ_ｃ、ｂ_ｖ、は制御ゲイン変更の度合いを表すパラメータ
である。
【００１９】
しかして、本発明の第五の態様は、上記本発明の第一の態様から第五の態様にかかる蛇行制御方法により蛇行を制御しつつ圧延を行う鋼板の製造方法である。
【００２０】
かかる製造方法により鋼板を製造すれば、蛇行制御精度が向上した圧延条件において鋼板が製造されるので、製造中に絞込みの発生が抑制され、生産性が向上し、生産コストを低下することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面及び数式に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る圧延ラインを示す模式図である。図中、９０は圧延鋼板であり、図の左から右に走行されながら、上下一対のワークロール１ａ〜７ａと、それらを支持するバックアップロール１ｂ〜７ｂとを夫々備える圧延スタンドＦ１〜Ｆ７によってタンデム圧延される。圧延スタンドＦ５にはレベリング量演算装置１０が配されており、バックアップロール５ｂの平行度を調節することにより、間接的にワークロール５ａの平行度を調節する。また、圧延スタンドＦ５の入側には蛇行計２０が備えられており、圧延鋼板９０の蛇行量を側定してレベリング装置８０に出力する。さらに圧延スタンドＦ５には荷重計３０、圧延スタンドＦ５の入側には板速計４０、圧延スタンドＦ５の出側には板クラウン計５０が備えられ、それぞれ、圧延荷重、板速度、板クラウンが測定される。測定された圧延荷重、板速度、板クラウンは制御ゲイン演算装置７０に与えられ、制御ゲイン演算装置７０はこれらの測定値と、セットアップ計算機６０から与えられるパラメータに基づいて蛇行制御の制御ゲインを演算してレベリング量演算装置８０に出力する。レベリング量演算装置８０は蛇行計２０から与えられた圧延鋼板９０の蛇行量と制御ゲイン演算装置７０から与えられた制御ゲインを用いて蛇行を制御するために必要な圧延スタンドＦ５のレベリング量を演算してレベリング装置１０に出力し、レベリング装置１０はその指示に従って圧延スタンドＦ５のレベリング量を変更することにより圧延鋼板９０の蛇行が制御される。
【００２２】
すなわち、上記圧延ラインを１つの制御系とみた場合、センサとして機能し、各種情報を得る情報入力手段としては、蛇行計２０、荷重計３０、板速計４０、及び板クラウン計５０がある。また、これら情報入力手段からの情報を受けて、必要に応じてテーブル等を参照しつつ所定の演算を行い、さらにこれらの演算結果によりアクチュエーターへの指令を発する、本制御の中心的役割をになう制御手段として、セットアップ計算装置６０、制御ゲイン演算装置７０、及びレベリング量演算装置８０がある。さらに制御手段からの指令を受けて制御のための動作を実行するアクチュエーターとしては、レベリング装置１０がある。
【００２３】
以上のように構成された圧延ラインで蛇行制御する場合の動作手順を、図７のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。まず、圧延を開始する前にセットアップ計算機６０は、圧延鋼板９０を圧延する際の圧延スタンドＦ５の基準圧延荷重Ｆ_０、圧延スタンドＦ５出側の基準板クラウンＣ_０を予測し、その条件下における圧延スタンドＦ５直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響係数ｑと圧延スタンドＦ５のレベリング操作から回転角速度への影響係数ｐの比率ａ_１、ａ_１に対する圧延荷重の影響係数ａ_Ｆ、ａ_１に対する板クラウンの影響係数ａ_ｃを求める。この際、特許文献４に開示されているように圧延鋼板９０の板幅や材質の影響があるので、それらに応じたテーブルを用意しておき、該当するテーブル値を参照して求める。さらにセットアップ計算機６０は、圧延スタンドＦ５の入側における圧延鋼板９０の板速度ｖ_０を予測し、圧延荷重がＦ_０、板クラウンがＣ_０、板速度がｖ_０のときの適切な蛇行制御ゲインｋとａ_１の比率ｂ_１、ｂ_１に対する板速度の影響係数ｂ_ｖを求める。求められたＦ_０、Ｃ_０、ｖ_０、ａ_１、ａ_Ｆ、ａ_Ｃ、ｂ_１、ｂ_ｖ、は制御ゲインを演算する際に用いるパラメータとして制御ゲイン演算装置７０に出力される（ステップＳ１）。しかる後に圧延鋼板９０の圧延を開始する（ステップＳ２）。
【００２４】
圧延中は、蛇行計２０によって測定された蛇行量ｙ_ｓがレベリング量演算装置８０に時々刻々与えられ、荷重計３０によって測定された圧延荷重Ｆと、板速計４０によって測定された板速度ｖと、板クラウン計５０によって測定された板クラウンＣが制御ゲイン演算装置７０に時々刻々与えられる（ステップＳ３）。制御ゲイン演算装置７０は、セットアップ計算機６０から与えられたパラメータを用いて、圧延荷重Ｆ、板クラウンＣの条件下での圧延スタンドＦ５直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響孫数ｑと圧延スタンドＦ５のレベリング操作から回転角速度への影響係数ｐの比率を
【数１３】
ｑ／ｐ＝ａ_１＋ａ_Ｆ・（Ｆ−Ｆ_０）−ａ_ｃ・（Ｃ−Ｃ_０） （１３）
と計算し、また板速度ｖの条件下での制御ゲインｋとｑ／ｐの適切な比率を
【数１４】
α＝ｂ_１＋ｂ_ｖ・（ｖ−ｖ_０） （１４）
と計算し、最終的に蛇行制御ゲインを
【数１５】
ｋ＝α・ｑ／ｐ （１５）
と計算して、レベリング量演算装置８０に出力する。
【００２５】
レベリング量演算装置８０は、蛇行計２０によって測定された蛇行量ｙ_ｓと制御ゲイン演算装置７０から与えられた制御ゲインｋを用いて、蛇行を制御するために必要なレベリング量を
【数１６】
Ｓ＝−ｋ・ｙ_ｓ （１６）
と計算し、レベリング装置１０に出力する（ステップＳ４）。
【００２６】
レベリング装置１０は、レベリング量演算装置８０から与えられるレベリング量Ｓを達成するように圧延スタンドＦ５のロールの平行度を調整する。この際、圧延鋼板９０が作業側へ寄った場合は作業側のロールギャップを閉めて、駆動側のロールギャップを開く方向に、また、圧延鋼板９０が駆動側へ寄った場合は駆動側のロールギャップを閉めて、作業側のロールギャップを開く方向にする（ステップＳ５）。
【００２７】
次いで圧延終了か否かが判断され（ステップＳ６）、肯定判断された場合には処理は終了する（ステップＳ７）。ステップＳ６において否定判断された場合には、処理はステップＳ３に戻される。以降ステップＳ３〜Ｓ６の処理が、圧延が終了するまで繰り返される。
【実施例】
本発明と従来技術との蛇行制御効果を図５に示す圧延ラインを用いて比較した結果について説明する。図中９０は圧延鋼板であり、圧延スタンドＦ１〜Ｆ７を用いて熱間圧延される。圧延スタンドＦ５の入側に設置された蛇行計２０によって圧延鋼板９０の蛇行量を検出し、圧延スタンドＦ５のレベリング装置１０を操作することによる蛇行制御効果を圧延スタンドＦ５の直後に設置した蛇行計２５によって確認した。
【００２８】
制御ゲインを演算するために必要な圧延スタンドＦ５の入側板速度は板速計で測定せずに、圧延スタンドＦ４のワークロール４ａのロール速度の測定値で代用した。また、圧延スタンドＦ５は圧延荷重に応じてワークロール５ａのロールベンド力を操作することによるクラウン制御を実施しているため、Ｆ５スタンドの板クラウンは基準値に制御できているとみなせるので、ａ_ｃ＝０とし、圧延スタンドＦ５出側での板クラウンの測定は実施していない。また、本発明の方法では圧延荷重や板速度等に応じて制御ゲインを変更するが、従来方法では圧延荷重や板速度によらない一定の制御ゲインを用いて、それぞれの蛇行制御効果を確認した。その他の構成は図１と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２９】
図６は本発明方法及び従来方法を実施した場合において、１つの圧延鋼板の圧延中に蛇行計２５によって測定された蛇行量の最大値を１月間に亘って調査した結果のヒストグラムである。本発明方法の方が従来方法に比べて蛇行が抑制されていることが確認できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明により、フィードフォワード蛇行制御の制御ゲイン設定が適切にできるので、蛇行制御精度が向上し、絞り込みによるロール傷が減少するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧延ラインを示す模式図である。
【図２】圧延荷重と、レベリング操作から回転角速度への影響係数、圧延機直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響係数との関係を示すグラフである。
【図３】圧延機出側板クラウンと、レベリング操作から回転角速度への影響係数、圧延機直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響係数との関係を示すグラフである。
【図４】圧延機入側板速度と、レベリング操作から回転角速度への影響係数、圧延機直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響係数との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の蛇行制御方法の効果を確認するために用いた圧延ラインを示す模式図である。
【図６】本発明方法及び従来方法を実施した場合の蛇行量を比較して示すグラフである。
【図７】蛇行制御の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｆ 圧延荷重
ｋ 制御ゲイン
ｐ レベリング操作から回転角速度への影響係数
ｑ 圧延機直下の蛇行量から圧延鋼板の回転角速度への影響係数
Ｓ レベリング量
ｖ 板速度
ｙｃ 圧延機直下位置での蛇行量
ｙｓ 蛇行計位置での蛇行量
Ｆ１〜Ｆ７ 圧延スタンド
１ａ〜７ａ ワークロール
１ｂ〜７ｂ バックアップロール
１０ レベリング装置
２０ 蛇行計
２５ 蛇行計
３０ 荷重計
４０ 板速計
５０ 板クラウン計
６０ セットアップ計算機
７０ 制御ゲイン演算装置
８０ レベリング量演算装置
９０ 圧延鋼板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a meandering control method and a manufacturing method of a rolled steel sheet for preventing the steel sheet from meandering when rolling the steel sheet.
[0002]
[Prior art]
When a steel sheet is rolled, a so-called meandering may occur where the rolled steel sheet deviates from the center position in the width direction of the rolling mill. When the meandering occurs, a rolling phenomenon may occur in which the rolled steel sheet comes into contact with the side guide and is broken, and the rolled steel sheet is rolled. When the squeezing occurs, the rolling roll is damaged, so that a roll replacement operation is required, and the productivity is reduced. Further, the scratches generated on the rolling roll can be removed by polishing, but the life of the roll is shortened, thereby increasing the production cost.
[0003]
As a control method for preventing such a meandering of a steel sheet, Patent Document 1 discloses a method for preventing narrowing in which a control gain α is determined from a set value Pto of a rolling load and a parallel rigidity value M1 of a rolling mill. According to this method, control is performed by feeding back the load difference. Patent Literature 2 discloses a meandering control method in which a control gain is determined according to a time after a tail end exits the immediately preceding stand or a distance after the tail end exits the stand. Also, Patent Document 3 discloses a method for preventing a throttling in which a threshold value is provided for the sum of the rolling load difference between the driving side and the operating side, and the control gain is changed based on the threshold value.
[0004]
Patent Document 4 discloses a feedforward control technique in which a meandering amount of a rolled steel sheet at an entrance side of a rolling mill is measured, and a leveling amount, which is a width direction difference of a rolling position, is operated. In the feedforward control, the quality of the gain setting for determining the leveling amount from the meandering amount measurement value greatly affects the control effect. For example, if the control gain is too large, overcompensation will occur, and the leveling operation will meander in the direction opposite to the measured value. Conversely, if the control gain is too small, meandering in the measured direction cannot be sufficiently suppressed. Therefore, Patent Document 4 discloses that the control gain is changed according to the width and the material of the rolled steel sheet.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 9-85323 A [Patent Document 2]
JP 9-38710 A [Patent Document 3]
JP-A-8-267117 [Patent Document 4]
Japanese Patent Publication No. 6-13127
[Problems to be solved by the invention]
However, even with the same plate width and plate material, the control effect by the leveling operation is not always constant, and there is a problem that the control accuracy varies. Therefore, an object of the present invention is to improve the meandering control accuracy by appropriately setting a gain in feedforward type meandering control.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the present invention will be described. In addition, in order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings and letters representing quantities used in the mathematical expressions are added in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated form. Not something.
[0008]
Assuming that the rotational angular velocity at time t of the rolled steel sheet translating at the speed v is ω (t), the meandering amount of the rolled steel sheet whose initial meandering amount is 0 at a position of a distance x (positive in the downstream direction) from the rolling mill. Is the combined expression of translational motion and rotational motion.
y (x, t) = - x∫ t 0 ω (t) dt + v∫ t 0 ∫ t 0 ω (t) dtdt (1)
Is represented by Than this, the rolling mill inlet side a distance L (> 0) meandering amount at the installed meandering gauge located remotely y _{s (t),} meandering amount y _c in the rolling mill immediately below the position _(t), respectively Equation 2]

[Equation 3]
_{y c (t) = y (} 0, t) = v∫ t 0 ∫ t 0 ω (t) dtdt (3)
Is represented by In the feedforward meandering control, generally, the leveling S (t) of the downstream rolling mill adjacent to the meandering meter is calculated according to the meandering amount measured value y _s (t) at the meandering meter position.
_{S (t) = - k ·} y s (t) (4)
To operate. At this time, the rotation speed ω of the rolled steel sheet is given by:
ω (t) = p · S (t) + q · y _c (t) + d (t) (5)
The meandering amount changes as a result of double integration as shown in the equations (2) and (3). Here, p (> 0) is an influence coefficient from the leveling operation to the rotational angular velocity, and is an amount representing the angular velocity change effect by the leveling operation. In addition, q (> 0) is an influence coefficient from the amount of meandering immediately below the rolling mill to the rotational angular velocity of the rolled steel sheet. Is a quantity representing the degree of Further, d is a disturbance due to a difference in right and left rigidity of the rolling mill.
[0009]
(1) to the equation (5) to organize and Laplace transform, the disturbance d, the response characteristic up meandering amount y _c of the rolling mill position is the controlled variable is [6]
y _c (s) = G (s) · d (s)
^{G (s) = (Ls +} v) / (s 2 + Lpks + v (pk-q)) (6)
It is expressed as Here, s is a Laplace operator. In order for the meandering amount y _{c to} be stable, the coefficient matrix of the denominator polynomial with respect to s of G (s) must be all positive, that is,
q / p <k (7)
Is a necessary and sufficient condition. Also, in practice, when there is a delay of the pressure reduction device or a meandering detection delay when operating the leveling, if k is too large, the control system tends to be unstable. Also, if k is large, the leveling operation amount becomes relatively large, and there is a problem that the leveling amount exceeds the upper and lower limit range of the operation of the rolling-down device. Therefore, the control gain k is changed according to the magnitude of q / p. 8]
k = α · q / p (8)
It is important to set as follows. Here, α is a value larger than 1, and is determined in consideration of the response delay of the screw down device, the lower limit range in operation, the detection delay of the meandering meter, and the like.
[0010]
Thus, in the first aspect of the present invention, the meandering amount (y _s ) is detected by the meandering meter (20) provided on the entrance side of the rolling mill (F5), and the meandering amount is multiplied by the control gain (k). In the meandering control method for the rolled steel plate (90), which changes the leveling amount (S), the influence coefficient (p) on the rotation angular velocity of the rolled steel plate from the meandering amount (y _c ) immediately below the rolling mill, and the leveling operation, A meandering control of a rolled steel sheet, wherein a ratio (q / p) of an influence coefficient (q) to a rotation angular velocity of a rolled steel sheet is calculated, and the control gain is determined according to the calculated ratio of the influence coefficient. A method is provided.
[0011]
The factors of the rolling conditions that affect the coefficient of influence on the rotational angular velocity of the rolled steel sheet from the meandering amount immediately below the rolling mill and the ratio of the influence coefficient on the rotational angular velocity of the rolled steel sheet from the leveling operation are described below. As a result of the investigation, it was found that the influence of the rolling load and the sheet crown on the exit side of the rolling mill was large. In addition, the effect of plate speed was also studied. Hereinafter, each item will be described in detail.
[0012]
<Rolling load>
FIG. 2 is a graph in which the relationship between the rolling load F and p, q, q / p when rolling a rolled steel plate having a width of 1,000 mm and a thickness of 1.98 mm to a thickness of 1.47 mm is calculated. As the rolling load increases, the asymmetry of the meandering of the rolled steel sheet increases, so that the influence q on the rotational angular velocity increases. On the contrary, the rotational angular velocity suppressing effect p by the leveling operation decreases, and as a result, q / p Becomes larger. Therefore, when the rolling load is high, the control gain k is increased, and when the rolling load is low, the control gain k is reduced, whereby good control accuracy can be obtained regardless of the rolling load. Actually, since the rolling load changes during rolling due to a change in the deformation resistance of the rolled steel sheet, it is preferable to measure the rolling load and change the control gain according to the measured rolling load.
[0013]
Thus, according to the second aspect of the present invention, the meandering amount (y _s ) is detected by the meandering meter (20) provided on the entry side of the rolling mill (F5), and the meandering amount is multiplied by the control gain (k). A meandering control method for a rolled steel sheet, wherein the control gain is determined according to a rolling load (F). . Further, in the second aspect, the rolling load may be an actually measured value or a set value.
[0014]
<Plate crown>
FIG. 3 shows a roll crown C on the exit side of a rolling mill when a rolled steel plate having a width of 1,000 mm and a thickness of 1.98 mm is rolled to a thickness of 1.47 mm (the thickness at the center of the width of the plate-the average of the thickness at the position of 25 mm at both ends of the plate). 5) is a graph in which the relationship between p, q, and q / p is calculated. When the sheet crown is large, the gap between the upper and lower rolls at the end of the sheet is smaller than the gap at the center of the sheet as a binding force, and the rolled steel sheet is hard to meander and rotate, so q is small. Is smaller, the gap difference between the plate edge and the plate center is smaller, and q is larger. On the other hand, since the rotational angular velocity suppressing effect p by the leveling operation is almost constant, q / p increases as the plate crown decreases. Therefore, when the sheet crown is small, the control gain k is increased, and when the sheet crown is large, the control gain k is reduced, whereby good control accuracy can be obtained regardless of the sheet crown. In practice, since the sheet crown changes during rolling, it is desirable to measure the sheet crown and change the control gain according to the measured sheet crown. Also, as is well known, when the plate crown is large, the amount of reduction at the plate edge is relatively larger than the center of the plate, so that the plate has an end elongated shape. Therefore, a plate shape may be used instead of the plate crown, and the control gain k may be increased in the case of the middle extension shape, and may be decreased in the case of the end extension shape.
[0015]
Thus, according to the third aspect of the present invention, the meandering amount (y _s ) is detected by the meandering meter (20) provided on the entry side of the rolling mill (F5), and the meandering amount is multiplied by the control gain (k). A meandering control method for a rolled steel plate (90), wherein the control gain is determined according to a strip crown (C) on the exit side of the rolling mill or a strip shape. Meandering control method is provided. In the third aspect, the plate crown or the plate shape may be a measured value or an estimated value.
[0016]
<Board speed>
FIG. 4 is a graph in which the relationship between the plate speed v and p, q, q / p on the rolling mill entry side when rolling a rolled steel plate having a width of 1,000 mm and a thickness of 1.98 mm to a thickness of 1.47 mm is calculated. . Since both p and q are proportional to v, v is independent of q / p. However, the disturbance d, the natural frequency of a transfer function of a meandering amount y _c of the rolling mill position as the controlled quantity from equation (6),
(Equation 9)
ω _n = (v (pk−q)) ^1/2 (9)
Since both p and q are proportional to v, the natural frequency is proportional to v. Thus, the effect of the disturbance d the plate velocity v is faster the rotational angular velocity ω of the rolled steel sheet is easily transmitted to the turn amount of meandering y _c. To prevent this, if the plate speed is high, the control gain k is increased, and if the plate speed is low, the control gain k is reduced, whereby good control accuracy can be obtained regardless of the plate speed. In actuality, since the plate speed changes due to acceleration and deceleration during rolling, it is desirable to measure the plate speed and change the control gain according to the measured plate speed. At this time, a measuring device is required for measuring the plate speed, but a roll speed can be used instead of the plate speed.
[0017]
Thus, according to a fourth aspect of the present invention, a meandering amount (y _s ) is detected by a meandering meter (20) provided on the entry side of a rolling mill (F5), and the meandering amount is multiplied by a control gain (k). In the meandering control method for a rolled steel plate (90), wherein the control gain is determined according to the strip speed (v) on the rolling mill entry side. A control method is provided.
[0018]
In summary, good control accuracy can be obtained by determining the control gain k as in the following equation, for example.
(Equation 10)
k = α · q / p (10)
[Equation 11]
q / p = a ₁ + a _F · ΔF− _ac · ΔC (11)
(Equation 12)
α = b ₁ + b _v · Δv (12)
here,
a ₁ is the reference rolling load, the reference strip crown, q / p value of the reference plate speed,
ΔF is a change in rolling load from the reference rolling load,
ΔC is the crown change from the reference crown,
Δv is a change in plate speed from the reference plate speed,
b ₁ the value of α at the reference plate speed,
a _F , a _c , and b _v are parameters representing the degree of control gain change.
[0019]
Thus, a fifth aspect of the present invention is a method for manufacturing a steel sheet in which rolling is performed while controlling meandering by the meandering control method according to the first to fifth aspects of the present invention.
[0020]
If a steel sheet is manufactured by such a manufacturing method, the steel sheet is manufactured under rolling conditions with improved meandering control accuracy, so that the occurrence of narrowing during the manufacturing is suppressed, the productivity is improved, and the production cost can be reduced. become.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings and mathematical expressions. FIG. 1 is a schematic diagram showing a rolling line according to the present invention. In the figure, reference numeral 90 denotes a rolled steel sheet, which is tandemly driven by rolling stands F1 to F7 each provided with a pair of upper and lower work rolls 1a to 7a and backup rolls 1b to 7b supporting the work rolls while traveling from left to right in the figure. Rolled. The rolling stand F5 is provided with a leveling amount calculation device 10, and indirectly adjusts the parallelism of the work roll 5a by adjusting the parallelism of the backup roll 5b. A meander 20 is provided on the entry side of the rolling stand F <b> 5, and the meandering amount of the rolled steel plate 90 is determined and output to the leveling device 80. Further, the rolling stand F5 is provided with a load meter 30, a sheet speed meter 40 on the entrance side of the rolling stand F5, and a sheet crown meter 50 on the exit side of the rolling stand F5. Measured. The measured rolling load, strip speed, and strip crown are given to the control gain calculator 70, which calculates the control gain of the meandering control based on these measured values and the parameters given from the setup calculator 60. And outputs it to the leveling amount calculation device 80. The leveling amount calculating device 80 calculates the leveling amount of the rolling stand F5 necessary for controlling the meandering using the meandering amount of the rolled steel plate 90 given from the meandering meter 20 and the control gain given from the control gain calculating device 70. Then, the output is output to the leveling device 10, and the leveling device 10 controls the meandering of the rolled steel plate 90 by changing the leveling amount of the rolling stand F5 according to the instruction.
[0022]
That is, when the above-mentioned rolling line is regarded as one control system, as the information input means which functions as a sensor and obtains various information, there are a meandering meter 20, a load meter 30, a sheet speed meter 40, and a sheet crown meter 50. In addition, it receives information from these information input means, performs predetermined calculations with reference to a table or the like as necessary, and further issues a command to the actuator based on the results of these calculations. As control means, there are a setup calculation device 60, a control gain calculation device 70, and a leveling amount calculation device 80. Further, there is a leveling device 10 as an actuator that executes an operation for control in response to a command from the control means.
[0023]
The operation procedure when the meandering control is performed in the rolling line configured as described above will be specifically described with reference to the flowchart of FIG. First, the setup computer 60 before starting the rolling, the reference rolling force F _0, the reference strip crown C ₀ of the rolling stand F5 delivery side of the rolling stand F5 when rolling rolled steel sheet 90 predicts, on the conditions Influence factors a _F , a of the rolling load to the ratios a ₁ , a ₁ of the influence coefficient q on the rotational angular velocity of the rolled steel sheet from the meandering amount immediately below the rolling stand F 5 and the influence coefficient p on the rotational angular velocity from the leveling operation of the rolling stand F 5. determining the influence coefficients _{a c} strip crown for _one. At this time, as disclosed in Patent Literature 4, since the width and material of the rolled steel sheet 90 are affected, a table corresponding to the influence is prepared, and the table value is obtained by referring to the corresponding table value. Further, the setup calculator 60 predicts the sheet speed v ₀ of the rolled steel sheet 90 on the entry side of the rolling stand F5, and obtains an appropriate meandering control gain when the rolling load is F ₀ , the sheet crown is C ₀ , and the sheet speed is v _0. determining the influence coefficients _{b v} of the plate speed to the ratio _b 1, _{b 1} for k and _{a 1.} The obtained F ₀ , C ₀ , v ₀ , a ₁ , a _F , a _C , b ₁ , b _v are output to the control gain calculation device 70 as parameters used when calculating the control gain (step S1). ). Thereafter, the rolling of the rolled steel sheet 90 is started (step S2).
[0024]
During rolling, meandering amount y _s measured by meandering meter 20 is applied constantly to the leveling calculation unit 80, a rolling force F measured by the load meter 30, a plate speed v measured by the plate-speed meter 40 And, the sheet crown C measured by the sheet crown meter 50 is given to the control gain calculating device 70 every moment (step S3). The control gain calculator 70 uses the parameters given by the setup calculator 60 to determine the influence q on the rotational angular velocity of the rolled steel sheet from the meandering amount immediately below the rolling stand F5 under the conditions of the rolling load F and the sheet crown C. And the ratio of the influence coefficient p from the leveling operation of the rolling stand F5 to the rotational angular velocity is given by
_{q / p = a 1 + a} F · (F-F 0) -a c · (C-C 0) (13)
And the appropriate ratio between the control gain k and q / p under the condition of the plate speed v is given by
α = b ₁ + b _v · (v−v ₀ ) (14)
And finally the meandering control gain is given by
k = α · q / p (15)
And outputs it to the leveling amount calculation device 80.
[0025]
Leveling calculation unit 80 uses the control gain k given from been meandering amount y _s and the control gain calculating unit 70 measured by the meandering gauge 20, Equation 16] The leveling amount required for controlling the tortuous
_{S = -k · y s (16} )
And outputs it to the leveling device 10 (step S4).
[0026]
The leveling device 10 adjusts the parallelism of the rolls of the rolling stand F5 so as to achieve the leveling amount S given from the leveling amount calculation device 80. At this time, when the rolled steel plate 90 moves toward the working side, the roll gap on the working side is closed and the roll gap on the driving side is opened. The gap is closed to open the work side roll gap (step S5).
[0027]
Next, it is determined whether or not the rolling is completed (step S6), and if the determination is affirmative, the process ends (step S7). If a negative determination is made in step S6, the process returns to step S3. Thereafter, the processing of steps S3 to S6 is repeated until the rolling is completed.
【Example】
The result of comparing the meandering control effect between the present invention and the conventional technique using a rolling line shown in FIG. 5 will be described. In the figure, reference numeral 90 denotes a rolled steel sheet, which is hot-rolled using rolling stands F1 to F7. The meandering amount of the rolled steel plate 90 is detected by the meandering meter 20 installed on the entry side of the rolling stand F5, and the meandering control effect by operating the leveling device 10 of the rolling stand F5 is used. 25.
[0028]
The entry-side plate speed of the rolling stand F5 required for calculating the control gain was not measured by a plate speedometer, but was replaced by a measured value of the roll speed of the work roll 4a of the rolling stand F4. In addition, since the rolling stand F5 performs crown control by operating the roll bending force of the work roll 5a in accordance with the rolling load, it can be considered that the plate crown of the F5 stand can be controlled to the reference value. _{With c} = 0, the measurement of the sheet crown on the exit side of the rolling stand F5 was not performed. Further, in the method of the present invention, the control gain is changed in accordance with the rolling load, the sheet speed, and the like.In the conventional method, the constant meandering control effect was confirmed using a constant control gain independent of the rolling load and the sheet speed. . Since other configurations are the same as those in FIG. 1, corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
[0029]
FIG. 6 is a histogram showing the results of an investigation of the maximum value of the meandering amount measured by the meandering meter 25 during rolling of one rolled steel sheet over a month when the method of the present invention and the conventional method are performed. It can be confirmed that the method of the present invention suppresses meandering as compared with the conventional method.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the control gain setting of the feedforward meandering control can be appropriately performed, the accuracy of meandering control is improved, and roll scratches due to narrowing are reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a rolling line according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a rolling load, an influence coefficient on a rotation angular velocity from a leveling operation, and an influence coefficient on a rotation angular velocity of a rolled steel sheet from a meandering amount immediately below a rolling mill.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between a roll crown on the exit side of a rolling mill, an influence coefficient on a rotational angular velocity from a leveling operation, and an influence coefficient on a rotational angular velocity of a rolled steel sheet from a meandering amount immediately below the rolling mill.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a rolling mill entry side sheet speed, an influence coefficient from a leveling operation to a rotation angular velocity, and an influence coefficient from a meandering amount immediately below the rolling mill to a rotation angular velocity of a rolled steel sheet.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a rolling line used to confirm the effect of the meandering control method of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a comparison between meandering amounts when the method of the present invention and the conventional method are performed.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation procedure of meandering control.
[Explanation of symbols]
F Rolling load k Control gain p Influence coefficient q from the leveling operation to rotation angular velocity q Influence coefficient from the amount of meandering immediately below the rolling mill to the rotational angular velocity of the rolled steel sheet S Leveling amount v Plate speed yc The amount of meandering ys at the position immediately below the rolling mill ys meandering Meandering amount at gauge position F1 to F7 Rolling stands 1a to 7a Work rolls 1b to 7b Backup roll 10 Leveling device 20 Meandering meter 25 Meandering meter 30 Load meter 40 Plate speedometer 50 Sheet crown meter 60 Setup calculator 70 Control gain calculator 80 Leveling amount calculation device 90 Rolled steel plate

Claims (7)

In a meandering control method for a rolled steel sheet, the meandering amount is detected by a meandering meter provided on a rolling mill entrance side, and the leveling amount is changed to an amount obtained by multiplying the meandering amount by a control gain. The coefficient of influence on the rotational angular velocity of the steel sheet, the ratio of the influence coefficient on the rotational angular velocity of the rolled steel sheet from the leveling operation is calculated, and the control gain is determined according to the calculated ratio of the influence coefficient. Control method of rolling steel sheet. In a meandering control method for a rolled steel sheet, the meandering amount is detected by a meandering meter provided on a rolling mill entrance side, and the leveling amount is changed to an amount obtained by multiplying the meandering amount by a control gain. A meandering control method for a rolled steel sheet, which is determined. The meandering control method for a rolled steel sheet according to claim 2, wherein the rolling load is an actually measured value or a set value. In a meandering control method for a rolled steel sheet, a meandering amount is detected by a meandering meter provided on a rolling mill entrance side, and a leveling amount is changed to an amount obtained by multiplying the meandering amount by a control gain. A meandering control method for a rolled steel sheet, which is determined according to a sheet crown or a sheet shape. The meandering control method for a rolled steel sheet according to claim 4, wherein the sheet crown or the sheet shape is a measured value or an estimated value. In a meandering control method for a rolled steel sheet, a meandering amount is detected by a meandering meter provided on a rolling mill entrance side, and a leveling amount is changed to an amount obtained by multiplying the meandering amount by a control gain. A meandering control method for a rolled steel sheet, which is determined according to a sheet speed of the rolled steel sheet. A method for producing a steel sheet, wherein rolling is performed while controlling meandering by the meandering control method according to claim 1.

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