JP2007167887A - Method for controlling thickness in cold tandem rolling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷間タンデム圧延の板厚形状制御において、マスフローＡＧＣに基づく制御方法に関するものである。 The present invention relates to a control method based on mass flow AGC in plate thickness shape control of cold tandem rolling.
冷間タンデム圧延においては第１スタンドで圧下制御を行い、第２スタンド以降のスタンドについては最終スタンド出側板厚計に基づく張力制御による板厚制御を行うのが一般的である。第1スタンドでは、ロールバイト直下の板厚を推定して制御する方法と第1スタンド出側板厚計によるモニター制御を併用することが多いが、ロールバイト内の板厚の推定方法として、マスフロー方式やＢＩＳＲＡ方式が採用されることが多い。マスフロー方式は入側の板厚計と板速計及び出側の板速計からマスフロー一定則に従って板厚を推定する方法である。板厚計を用いることから板厚計のフィルター等の影響を受けるため、急激な板厚変化を捉えるには限界があるものの、板厚推定方法が単純で定常部の板厚推定は安定して高精度であることから多く使用されている。 In cold tandem rolling, rolling control is generally performed at the first stand, and the thickness of the second and subsequent stands is controlled by tension control based on the final stand outlet side thickness gauge. In the 1st stand, the method of estimating and controlling the thickness just under the roll bite and the monitor control by the 1st stand exit side thickness gauge are often used together, but the mass flow method is used as the method of estimating the thickness in the roll bite. And the BISRA method are often adopted. The mass flow method is a method for estimating the plate thickness from the plate thickness meter on the inlet side, the plate speed meter, and the plate speed meter on the outlet side according to the constant mass flow rule. Since the thickness gauge is affected by the thickness gauge filter, there is a limit to catching a sudden change in thickness, but the thickness estimation method is simple and stable thickness estimation is stable. It is often used because of its high accuracy.
ＢＩＳＲＡ方式は、予めミル定数を得ておき、圧延中の荷重からミルストレッチを推定する方式である。ミルストレッチの非線形性を考慮していないので、板厚を絶対値で推定することはできないものの、この方式も板厚推定方法が単純で、モニター制御と併用することにより定常部では安定して高精度な推定ができることから多く採用されている。しかし、接合部を挟んで板厚が大きく変化するような場合には、ミルストレッチの非線形性の影響が大きくなるため、マスフロー方式と比較しても精度が悪くなる。 The BISRA method is a method for obtaining a mill constant in advance and estimating a mill stretch from a load during rolling. Since the nonlinearity of mill stretch is not considered, the plate thickness cannot be estimated in absolute value, but this method is also simple in the plate thickness estimation method. It is often used because it allows accurate estimation. However, when the plate thickness changes greatly across the joint, the influence of the non-linearity of the mill stretch increases, so that the accuracy is worse compared to the mass flow method.
また、マスフロー方式の推定板厚を用いて中間スタンド中の１つもしくは複数のスタンドのロールバイト直下の板厚を推定して、それに基づいてロール周速度による張力制御を適用する場合もある。（非特許文献１） In some cases, the plate thickness just below the roll bite of one or more stands in the intermediate stand is estimated using the estimated plate thickness of the mass flow method, and tension control based on the roll peripheral speed is applied based on the estimated plate thickness. (Non-Patent Document 1)
高精度板厚制御ができる方式としては、ミルストレッチの非線形性を考慮した絶対値ゲージメータＡＧＣがあり、特許文献１等に開示されている。 As a method capable of high-precision plate thickness control, there is an absolute value gauge meter AGC in consideration of mill stretch nonlinearity, which is disclosed in Patent Document 1 and the like.
また、絶対値ＡＧＣを使用した方法として最終スタンドまたは第１スタンドと最終スタンドに絶対値ＡＧＣを用いる方法（特許文献２）等が技術的には開示されている。 Further, as a method using the absolute value AGC, a method using the absolute value AGC for the final stand or the first stand and the final stand (Patent Document 2) is technically disclosed.
また、特許文献３には、このモデルを熱延で使用する際に限定して本モデルから圧延荷重とロールベンディング力の影響係数を算出して、影響係数を用いた板厚制御方法に関する技術が開示されている。 Patent Document 3 discloses a technique related to a sheet thickness control method using an influence coefficient by calculating an influence coefficient of a rolling load and a roll bending force from this model only when this model is used in hot rolling. It is disclosed.
なお、冷間タンデム圧延では第１スタンド以外で圧下制御を行うことはほとんどない。これは第１スタンド以外は圧下制御がほとんど効かないという経験的な知見とそれを裏付ける解析例（非特許文献２）による。 In cold tandem rolling, there is almost no reduction control other than the first stand. This is based on empirical knowledge that the reduction control is hardly effective except for the first stand and an analysis example (Non-Patent Document 2) that supports it.
非特許文献２において開示されているように、冷間タンデム圧延では第１スタンド以外で圧下制御をおこなっても、圧下位置を変化した際に張力変化が生じ圧下位置変更の影響がキャンセルされて板厚変化が生じないという問題がある。 As disclosed in Non-Patent Document 2, in cold tandem rolling, even if the rolling control is performed at a position other than the first stand, the tension change occurs when the rolling position is changed, and the influence of the rolling position change is canceled. There is a problem that the thickness does not change.
従来技術のマスフローＡＧＣやＢＩＳＲＡ−ＡＧＣでは板厚制御のみが対象である。この技術では板厚を高精度に制御することは可能であるが、板厚を圧下位置を変更することによって制御すると、荷重変化が必ず生じ、それによって形状が変化するのは必然である。形状の乱れは製品の歩留を低下させるだけでなく、極端な場合は絞りや破断の原因になることが問題である。 In the conventional mass flow AGC and BISRA-AGC, only plate thickness control is an object. With this technique, it is possible to control the plate thickness with high accuracy, but if the plate thickness is controlled by changing the reduction position, a load change is inevitably generated and the shape is inevitably changed accordingly. Disturbance of the shape not only lowers the yield of the product, but also causes a problem of squeezing or breaking in an extreme case.
ミルストレッチの非線形性を考慮した絶対値ゲージメータＡＧＣによる制御は板厚の高精度化のみならず、板厚やメカニカル板クラウンに対する影響係数を用いて非干渉制御を行うことができるため有用であるが、本方式による板厚推定ではサーマルクラウンの影響を別途見積もる必要があるなど、モデルが複雑になるという問題がある。
本発明はこのような点を考慮して、取り扱いが簡易で、高精度な板厚形状制御が可能な冷間タンデム圧延における板厚制御方法を提供することを課題としている。
Control by the absolute value gauge meter AGC in consideration of the non-linearity of the mill stretch is useful because it can perform non-interference control using the influence coefficient for the plate thickness and mechanical plate crown as well as the high accuracy of the plate thickness. However, the plate thickness estimation by this method has a problem that the model becomes complicated, for example, it is necessary to estimate the influence of the thermal crown separately.
In consideration of such points, an object of the present invention is to provide a sheet thickness control method in cold tandem rolling that is easy to handle and capable of highly accurate sheet thickness shape control.
本発明は上記したような従来法の問題点を解決するためのものであり、
第一の発明は、（１）冷間タンデム圧延の第１スタンドにおける板厚制御方法において、第1スタンド出側板厚をマスフロー一定則に従って推定し、第１スタンド出側板厚の目標値と前記推定値との出側板厚偏差に基づいて圧下位置を変更して板厚を制御する際に、別途予め算出しておいた第１スタンド出側板厚に及ぼす荷重及びワークロールベンディング力の影響係数並びに任意のクラウン定義点のメカニカル板クラウンに及ぼす荷重及びワークロールベンディング力の影響係数に基づき、第１スタンドの圧下位置を変更する際のメカニカル板クラウン変化を補償するワークロールベンディング力変更量を算出し、当該ワークロールベンディング力変更量を考慮して目標板厚を実現する第１スタンドの圧下位置を算出し、第１スタンドの圧下位置変更と同時にワークロールベンディング力を変更することを特徴とする冷間タンデム圧延における板厚制御方法である。
The present invention is for solving the problems of the conventional methods as described above,
According to a first aspect of the present invention, (1) in the plate thickness control method for the first stand of cold tandem rolling, the first stand outlet side plate thickness is estimated according to a constant mass flow rule, and the first stand outlet side plate thickness target value and the estimated value are estimated. When controlling the plate thickness by changing the reduction position based on the deviation of the delivery side plate thickness from the value, the influence coefficient of the load and work roll bending force on the first stand delivery side plate thickness calculated in advance and any Based on the influence coefficient of the load and the work roll bending force on the mechanical plate crown at the crown definition point, calculate the work roll bending force change amount to compensate for the mechanical plate crown change when changing the reduction position of the first stand, Considering the work roll bending force change amount, calculate the first stand reduction position to achieve the target plate thickness, and reduce the first stand reduction. A sheet thickness control method in cold tandem rolling, characterized in that the work roll bending force is changed simultaneously with the position change.
第二の発明は、（２）圧下位置を変更する前に任意の一定周期毎に第１スタンド出側張力を測定しておき、第１スタンド出側板厚偏差が特定の範囲内の定常圧延状態であるときの張力を目標値として前記第１スタンド出側張力を保持するために第２スタンドのロール周速度の変更をも同時に行うことを特徴とする前記（１）記載の冷間タンデム圧延における板厚制御方法である。 In the second invention, (2) the first stand exit side tension is measured at any given period before the reduction position is changed, and the first stand exit side plate thickness deviation is in a specific range. In the cold tandem rolling according to the above (1), the roll peripheral speed of the second stand is also changed at the same time in order to maintain the first stand outlet side tension with the tension at the time being the target value. This is a sheet thickness control method.
第三の発明は、（３）冷間タンデム圧延の最終スタンドにおける板厚制御方法において、最終スタンド出側板厚をマスフロー一定則に従って推定し、最終スタンド出側板厚の目標値と前記推定値との出側板厚偏差に基づいて圧下位置を変更して板厚を制御する際に、別途予め算出しておいた最終スタンド出側板厚に及ぼす荷重及びワークロールベンディング力の影響係数並びに任意のクラウン定義点のメカニカル板クラウンに及ぼす荷重及びワークロールベンディング力の影響係数に基づき、最終スタンドの圧下位置を変更する際のメカニカル板クラウン変化を補償するワークロールベンディング力変更量を算出し、当該ワークロールベンディング力変更量を考慮して目標板厚を実現する最終スタンドの圧下位置を算出し、最終スタンドの圧下位置変更と同時にワークロールベンディング力を変更することを特徴とする冷間タンデム圧延における板厚制御方法である。 According to a third aspect of the present invention, in (3) the thickness control method for the final stand of the cold tandem rolling, the final stand outlet side plate thickness is estimated according to the constant mass flow rule, and the final stand outlet side plate thickness target value and the estimated value When changing the reduction position based on the delivery thickness deviation and controlling the thickness, the influence coefficient of the load and work roll bending force on the final stand delivery thickness calculated in advance and any crown definition point Based on the influence coefficient of the load on the mechanical plate crown and the work roll bending force, the work roll bending force change amount that compensates for the change in the mechanical plate crown when changing the rolling position of the final stand is calculated. Consider the amount of change, calculate the final stand reduction position to achieve the target plate thickness, and A thickness control method in a tandem cold rolling, characterized in that to change the position change at the same time as the work roll bending force.
第四の発明は、（４）圧下位置を変更する前に任意の一定周期毎に最終スタンド入側張力を測定しておき、最終スタンド出側板厚偏差が特定の範囲内の定常圧延状態であるときの張力を目標値として最終スタンド入側張力を保持するために最終スタンドの１つ前スタンドのロール周速度の変更をも同時に行うことを特徴とする前記（３）記載の冷間タンデム圧延における板厚制御方法である。 In the fourth invention, (4) the final stand entry side tension is measured every arbitrary fixed period before the reduction position is changed, and the final stand exit side plate thickness deviation is a steady rolling state within a specific range. In the cold tandem rolling according to the above (3), the roll peripheral speed of the stand immediately preceding the final stand is also changed at the same time in order to maintain the final stand entry side tension with the current tension as a target value. This is a sheet thickness control method.
第１発明の板厚制御方法によれば、第1スタンドで圧下位置変更による形状の乱れを抑制することができるようになるため、第1スタンドの板厚および形状の高精度化が図られて安定圧延が可能となる。特に形状変動に起因した圧延トラブルが減少することから、高生産性を実現できると共に、歩留向上およびコスト削減が可能となる。 According to the plate thickness control method of the first invention, it becomes possible to suppress the disturbance of the shape due to the change in the reduction position in the first stand, so that the plate thickness and the shape of the first stand are improved. Stable rolling becomes possible. In particular, since rolling troubles due to shape fluctuations are reduced, high productivity can be realized, and yield improvement and cost reduction are possible.
第２の発明の板厚制御方法によれば、張力変動に起因した圧延トラブルも回避することができるようになることから高生産性を実現できると共に、歩留向上およびコスト削減が可能となる。また、張力変動が小さいので、圧下ＡＧＣによる板厚への影響が大きく、板厚の制御効果が大きいため高応答かつ高精度な制御が可能である。また、張力制御をロール周速度で行えば、現在のミル構成のハードを変更する必要がなくソフト変更だけで本発明が実現できるので、低コストで高精度制御が実現できる。 According to the plate thickness control method of the second invention, it is possible to avoid rolling troubles caused by tension fluctuations, so that high productivity can be realized, and yield improvement and cost reduction are possible. In addition, since the tension fluctuation is small, the influence of the rolling AGC on the plate thickness is large, and the control effect of the plate thickness is large, so that high-response and high-precision control is possible. Further, if tension control is performed at the roll peripheral speed, the present invention can be realized only by changing the software without changing the hardware of the current mill configuration, so that high-precision control can be realized at low cost.
第３発明の板厚制御方法によれば、最終スタンドで板厚と形状を最適に作り込めるようになることから、最も重要な最終製品の創形が高精度に行える。最終スタンドは目標板厚への精度を確保するのに最も重要な圧延機であり、そこで高精度に板厚および形状を制御できる利点は大きい。 According to the plate thickness control method of the third invention, the plate thickness and shape can be optimally created by the final stand, so that the most important final product can be formed with high accuracy. The final stand is the most important rolling mill for ensuring the accuracy to the target plate thickness, and there is a great advantage that the plate thickness and shape can be controlled with high accuracy.
第４の発明の板厚制御方法によれば、最終スタンドで張力が安定するので、張力変動が抑えられ安定圧延が実現される。また、最終スタンドは高速であるので、張力が安定せず板厚変動が大きくなると狙い板厚や許容範囲から外れる長さも長くなってしまうが，張力が安定化すれば板厚のオフゲージも短くなり効果も大きい。 According to the plate thickness control method of the fourth aspect of the invention, the tension is stabilized at the final stand, so that fluctuations in tension are suppressed and stable rolling is realized. In addition, since the final stand is high speed, if the tension is not stable and the fluctuation in the plate thickness increases, the target plate thickness and the length that deviates from the permissible range will become long. Great effect.
マスフローＡＧＣは、圧延機入側の板厚と板速度および出側の板速度を測定して圧延機のロールバイト直下の板厚を推定し、推定値と目標値との差に基づいて圧下位置もしくは張力を変化させる制御方法である。入側板厚は予め測定でき、板速度は瞬間的に変化を検知することができるので、原理上トラッキングがうまくいけばロールバイト直下の板厚を時間遅れなく推定することができる。 Mass flow AGC measures the sheet thickness and sheet speed on the rolling mill entrance side and the sheet speed on the exit side to estimate the sheet thickness directly under the roll bite of the rolling mill, and based on the difference between the estimated value and the target value, Or it is the control method which changes tension. Since the inlet side plate thickness can be measured in advance and the plate speed can be detected instantaneously, if the tracking is successful in principle, the plate thickness directly under the roll bite can be estimated without time delay.
マスフローＡＧＣは、入側板厚Ｈ、入側板速度Ｖｉ、出側板速度Ｖｏとすると、マスフロー一定則により出側板厚ｈ＝Ｈ×Ｖｉ／Ｖｏを求めるが、このように非常に単純な設備構成と単純な計算式で板厚を推定することができるので、投資額も小さいことから広く使用されている。第１スタンドにマスフローＡＧＣを適用する場合、冷間タンデム圧延機では圧下ＡＧＣとして用いることが多い。 The mass flow AGC calculates the outlet side plate thickness h = H × Vi / Vo according to the constant mass flow rule, assuming that the inlet side plate thickness H, the inlet side plate speed Vi, and the outlet side plate speed Vo are as described above. Since the plate thickness can be estimated by a simple calculation formula, it is widely used because the investment amount is small. When mass flow AGC is applied to the first stand, it is often used as a reduced AGC in a cold tandem rolling mill.
マスフローＡＧＣではマスフロー一定則によって圧延機出側の板厚を推定するが、それを用いて圧下位置を変化させた場合、荷重変化が大きくなり、形状の変化を誘発する。それを補償するためにメカニカル板クラウンを一定に保つようにワークロールベンディング力を変化させる方法を考えなければならない。この方法ができれば、圧下位置変化の応答性とワークロールベンディング力変化の応答性が異なる場合にはメカニカル板クラウンを完全に一定に保つことは難しいが、装置の性能の範囲内でメカニカル板クラウン変化が最小になるようにワークロールベンディング力を変化させるだけでも形状変化を抑えることが可能となり、形状制御の効果が現れる。 In the mass flow AGC, the sheet thickness on the delivery side of the rolling mill is estimated according to the mass flow constant rule. However, when the reduction position is changed using the mass flow AGC, the load change becomes large, and the shape change is induced. In order to compensate for this, a method of changing the work roll bending force so as to keep the mechanical plate crown constant must be considered. If this method is possible, it is difficult to keep the mechanical plate crown completely constant if the responsiveness of the rolling position change and the responsiveness of the work roll bending force change are different, but it is difficult to keep the mechanical plate crown within the range of the device performance. Even if the work roll bending force is changed so as to minimize the shape, it is possible to suppress the shape change, and the effect of shape control appears.
図３を用いて板厚と形状それぞれを干渉させずに両者を同時に目標値に制御する方法を定常状態から板厚を変更する場合において説明する。
まず、圧下位置の変更量ΔＳ0は推定板厚と目標板厚およびミル定数と塑性定数を用いて一般に知られている図４の原理から計算することができる。この時ΔＳ0は分を締め込めば荷重変化によって形状変化が生じるはずである。
A method of simultaneously controlling the thickness and shape to the target value without causing interference between the thickness and the shape will be described with reference to FIG. 3 when changing the thickness from the steady state.
First, the change amount ΔS 0 of the reduction position can be calculated from the generally known principle of FIG. 4 using the estimated plate thickness, the target plate thickness, the mill constant, and the plastic constant. At this time, if ΔS 0 is tightened, the shape change should occur due to the load change.
次にこの形状変化を補償するようにメカニカル板クラウン変化が零となるようなベンディング力ΔＦ0を算出する。メカニカル板クラウン変化は荷重変化による影響とワークロールベンディング力変化による影響の和であるから、メカニカル板クラウン変化を零と置くと影響係数と荷重変化から必要なベンディング力を算出することができる。これらは板厚制御・形状制御を独立に考えたときの変更量であるから、そのままの値で制御を行うとお互いが干渉し合って所望の板厚とメカニカル板クラウンを得ることはできない。 Next, a bending force ΔF 0 is calculated so that the mechanical plate crown change becomes zero so as to compensate for this shape change. Since the mechanical plate crown change is the sum of the effect due to the load change and the effect due to the work roll bending force change, if the mechanical plate crown change is set to zero, the necessary bending force can be calculated from the influence coefficient and the load change. Since these are the amounts of change when the plate thickness control and shape control are considered independently, if the control is performed with the values as they are, they cannot interfere with each other to obtain the desired plate thickness and mechanical plate crown.
そこで、独立に計算したワークロールベンディング力による板厚変化量を加算した板厚変化量Δｈ1と、独立に計算した板厚変化に起因した荷重変化によって誘発されるメカニカル板クラウン変化量を加算したメカニカル板クラウン変化量ΔＣ1を算出し、その干渉項があっても目標の板厚とメカニカル板クラウンになるように、圧下位置とワークロールベンディング力を逆算してΔＳ2とΔＦ2を求めれば、それが板厚形状非干渉制御を実現するための圧下位置変更量とワークロールベンディング力変更量となる。 Therefore, the plate thickness change amount Δh 1 obtained by adding the independently calculated plate thickness change amount due to the work roll bending force and the mechanical plate crown change amount induced by the load change caused by the plate thickness change calculated independently were added. If the mechanical plate crown change amount ΔC 1 is calculated and ΔS 2 and ΔF 2 are obtained by calculating back the rolling position and the work roll bending force so that the target plate thickness and the mechanical plate crown are obtained even if the interference term is present. That is the amount of change in the reduction position and the amount of change in the work roll bending force for realizing the plate thickness shape non-interference control.
影響係数は荷重やロール径・胴長等を含めた圧延機構成や圧延材、特に板幅によって変化するので、圧延材毎に算出するのが望ましい。計算機に余裕がないようであれば、予めテーブルを作っておいたり、テーブルから重回帰モデルを作っておけばよい。以上により形状の乱れの少ないマスフローＡＧＣが実現できる。この考え方はマスフローＡＧＣのためのハードを有し、かつワークロールベンダーを有するスタンドであれば第１スタンドでも最終スタンドでも有効である。 The influence coefficient varies depending on the rolling mill configuration including the load, roll diameter, body length, and the like, and the rolled material, in particular, the sheet width. Therefore, it is desirable to calculate for each rolled material. If there is not enough room in the computer, you can create a table in advance or create a multiple regression model from the table. As described above, a mass flow AGC with less shape disturbance can be realized. This concept is effective for both the first stand and the final stand as long as the stand has mass flow AGC hardware and a work roll bender.
冷間タンデム圧延機の第１スタンドで圧下ＡＧＣが適用されている理由の一つは、第１スタンドは圧下位置を変化しても入側の張力変化が少ないので、圧下位置変化に起因する荷重変化が小さく、圧下位置変化の影響が板厚変化に表れやすいからである。マスフローＡＧＣ時の荷重変化は式(1)のように各要因によって算出できる。
第1スタンドの場合、後方張力は数kgf/mm2程度と元々小さく、圧下位置を変化させてもΔTbが小さい。しかし、ΔTfの方は変化するため、このΔTfを小さくするようにすれば荷重変化は小さくなり、板厚精度の向上が期待される。そのためにはスタンド出側の張力を一定に保つように第２スタンドのロール周速度を変化させればよい。圧下位置が変化し、張力が変化する場合には先進率等も変化しているので、正確には圧延条件変化を反映した先進率モデルに基づいてロール周速度を変化させる必要があるが、単純には板厚変化の割合だけロール周速度を変化させればよい。 In the case of the first stand, the rear tension is originally as small as several kgf / mm 2, and ΔT b is small even if the reduction position is changed. However, since ΔT f changes, if this ΔT f is reduced, the load change is reduced, and an improvement in plate thickness accuracy is expected. For that purpose, the roll peripheral speed of the second stand may be changed so as to keep the tension on the stand exit side constant. When the rolling position changes and the tension changes, the advance rate etc. also changes.Accurately, it is necessary to change the roll peripheral speed based on the advanced rate model that reflects the change in rolling conditions. For this, the roll peripheral speed may be changed by the rate of change in sheet thickness.
例えば板厚を１％減少させる場合には、第２スタンドのロール周速度を１％増速すればよい。第２スタンドより後段のスタンドのロール周速度をそのままにすると、第２スタンドより後段のスタンド間張力が変化して板厚も変化してしまうので、第２スタンドのロール周速度を変化させる場合にはそれを考慮して第２スタンドより後段スタンドのロール周速度も変化させるのがよい。 For example, when the plate thickness is decreased by 1%, the roll peripheral speed of the second stand may be increased by 1%. If the roll peripheral speed of the stand subsequent to the second stand is left as it is, the tension between the stands subsequent to the second stand will change and the plate thickness will also change, so when changing the roll peripheral speed of the second stand In consideration of this, it is preferable to change the roll peripheral speed of the rear stage stand from the second stand.
このように板厚形状張力非干渉制御を考慮したマスフローＡＧＣを第１スタンドに適用した冷間タンデム圧延機を図１に示す。また、図５にはこの張力一定制御も考慮したフローを図示している。このように、後段まで張力制御を行うことにより、後段での張力変動がより小さくなるので板厚変動も小さくなる。 FIG. 1 shows a cold tandem rolling mill in which the mass flow AGC considering the plate thickness shape tension non-interference control is applied to the first stand. FIG. 5 shows a flow considering this constant tension control. In this way, by performing tension control to the subsequent stage, the tension fluctuation in the subsequent stage is further reduced, so that the plate thickness fluctuation is also reduced.
同様にして、最終スタンドに板厚形状張力非干渉制御を考慮したマスフローＡＧＣを適用した冷間タンデム圧延機を図２に示す。ごく一般的な形状・張力制御を含まないマスフローＡＧＣを示しているが、ＢＩＳＲＡ−ＡＧＣでもよいし、他のＡＧＣでもよい。最終スタンド出側の圧延材形状は、そのまま最終製品となるので、板厚の高精度化はもちろんのこと、形状の高精度化も必要である。形状が乱れていると、エッジを多めにトリムしなければならなかったり、最悪の場合には売却できない場合もある。それを回避するためにも板厚だけでなく、形状も高精度化するための板厚形状張力制御技術を含むマスフローＡＧＣを最終スタンドに適用することは重要である。 Similarly, FIG. 2 shows a cold tandem rolling mill in which mass flow AGC is applied to the final stand in consideration of plate thickness shape tension non-interference control. Although a mass flow AGC not including a general shape / tension control is shown, a BISRA-AGC or other AGC may be used. Since the rolled material shape on the final stand exit side becomes the final product as it is, it is necessary to improve the shape as well as the plate thickness. If the shape is distorted, you may have to trim more edges, or in the worst case, you can't sell. In order to avoid this, it is important to apply a mass flow AGC including a plate thickness shape tension control technique for improving not only the plate thickness but also the shape to the final stand.
最終スタンドでは出側の張力変動ΔTfは小さいので、第１スタンドの場合とは異なり、ΔTbを考慮して入側の張力変化を極小化させるように最終スタンドの１つ前スタンドのロール周速度を変化させる。更に、第１スタンドの場合に第２スタンド以降のスタンドの張力変動を抑えるために第２スタンド以降のロール周速度を変化させたのと同様に、最終スタンドの１つ前スタンドのロール周速度を変化させるのと同時にそれよりも前スタンド群のロール周速度を変化させるのがよい。これにより前段の張力変動が極小化され、板厚変動が抑えられる。 Unlike the case of the first stand, the tension fluctuation ΔT f on the exit side is small at the final stand, so that the roll circumference of the stand immediately before the final stand is minimized so as to minimize the change in tension on the entry side in consideration of ΔT b. Change the speed. Further, in the case of the first stand, the roll peripheral speed of the stand immediately before the last stand is changed in the same manner as the roll peripheral speed after the second stand is changed in order to suppress fluctuations in the tension of the second and subsequent stands. It is better to change the roll peripheral speed of the front stand group at the same time as changing. As a result, the tension fluctuation in the previous stage is minimized and the fluctuation in the plate thickness is suppressed.
本発明の効果を確認するために図１、２に示した６段・４スタンドの冷間タンデム圧延機を使用した圧延実験を行った。
圧延機は４スタンドとも同じで、ロール径は、バックアップロール径１２９１〜１３４０ｍｍ、中間ロール径４９１〜５１９ｍｍ、ワークロール径４２５〜４３０ｍｍのものを使用した。ワークロール径については上下差がほとんど無く、０．３ｍｍ以内である。コイルは１２１０ｍｍ、入側板厚は４．８００ｍｍのものを用い、以降第１スタンド出側以降のスケジュールは３．４２６ｍｍ、２．３１９ｍｍ、１．７０８ｍｍ、１．６０３ｍｍとした。更に、定常圧延状態から第１スタンドで出側板厚の目標値を３．３００ｍｍとする場合、最終スタンド出側板厚を１．５５０ｍｍとする場合を実験し、本発明の効果を確認した。表１に実験結果を示す。以下の本発明と記述した実験に関しては、第１出側や最終スタンド入側の張力制御も適用している。
The rolling mill was the same for all 4 stands, and the roll diameters used were backup roll diameters 1291 to 1340 mm, intermediate roll diameters 491 to 519 mm, and work roll diameters 425 to 430 mm. There is almost no difference in the work roll diameter, and it is within 0.3 mm. The coil used was 1210 mm and the inlet side plate thickness was 4.800 mm. The schedule after the first stand outlet side was 3.426 mm, 2.319 mm, 1.708 mm, and 1.603 mm. Furthermore, when the target value of the outlet side plate thickness was set to 3.300 mm in the first stand from the steady rolling state, the case where the final stand outlet side plate thickness was set to 1.550 mm was tested, and the effect of the present invention was confirmed. Table 1 shows the experimental results. For the experiment described as the present invention below, tension control on the first exit side and the final stand entrance side is also applied.
まず第１スタンドで目標値を変更した場合、本発明を適用しなければ、第１スタンドの板厚が目標値になるまで２．３秒の時間が必要であり、荷重が高くなったことから形状パラメータλ2が８．８ＭＰａ悪化した。本発明を適用した場合には目標値になるまでに１．７秒の時間が必要で、形状の悪化は０．０ＭＰａであった。形状の改善については本発明の（１）の形状制御の効果に依っており、板厚変化が高応答であったのは張力制御による効果であることは言うまでもない。以上により本発明の効果が確認された。更に両者の圧延後の圧延材の板厚を接触式板厚計にて詳細に調査した結果、本発明を適用した場合には板厚精度は平均値は目標値どおり３．３００ｍｍであり、板厚変動は最高で０．１％であったのに対し、本発明を適用しなかった場合には平均値が目標値からずれて３．３１０ｍｍで板厚変動が０．９％であった。張力一定制御の効果であると考えられる。 First, when the target value is changed at the first stand, if the present invention is not applied, it takes 2.3 seconds until the plate thickness of the first stand reaches the target value, and the load becomes high. The shape parameter λ 2 deteriorated by 8.8 MPa. When the present invention was applied, it took 1.7 seconds to reach the target value, and the shape deterioration was 0.0 MPa. Needless to say, the improvement of the shape depends on the effect of the shape control of (1) of the present invention, and it is an effect of the tension control that the plate thickness change is highly responsive. Thus, the effect of the present invention was confirmed. Furthermore, as a result of examining the thickness of the rolled material after rolling in detail with a contact-type thickness gauge, when the present invention is applied, the average thickness accuracy is 3.300 mm as the target value. The maximum thickness variation was 0.1%, but when the present invention was not applied, the average value deviated from the target value and was 3.310 mm, and the thickness variation was 0.9%. This is thought to be the effect of constant tension control.
次に最終スタンドで目標値を変更した場合、本発明を適用しなれば最終スタンドの板厚画目標値になるまで４．３秒の時間が必要であり、荷重が高くなったことから形状パラメータλ2が１１．８ＭＰａ悪化した。本発明を適用した場合には目標値になるまでに２．８秒の時間が必要で、形状の悪化は第１スタンドと同様に０．０ＭＰａであった。以上により本発明の効果が確認された。最終スタンド出側でも第１スタンド出側と同様に板厚精度を検証したところ、本発明を適用した場合には平均値は目標値どおり１．５５０ｍｍで板厚変動は０．３％だったが、本発明を適用しなかった場合平均値が１．５６５ｍｍ、板厚変動は１．４％であり、本発明の効果が確認された。 Next, when the target value is changed at the final stand, if the present invention is not applied, it takes 4.3 seconds to reach the final thickness target value of the final stand, and the load is increased, so the shape parameter λ 2 deteriorated by 11.8 MPa. When the present invention was applied, it took 2.8 seconds to reach the target value, and the deterioration of the shape was 0.0 MPa as in the first stand. Thus, the effect of the present invention was confirmed. On the final stand exit side, the plate thickness accuracy was verified in the same way as the first stand exit side. When the present invention was applied, the average value was 1.550 mm as the target value and the plate thickness variation was 0.3%. When the present invention was not applied, the average value was 1.565 mm and the plate thickness variation was 1.4%, confirming the effects of the present invention.
１ａ 上ワークロール
１ｂ 下ワークロール
２ａ 上中間ロール
２ｂ 下中間ロール
３ａ 上バックアップロール
３ｂ 下バックアップロール
４ 熱延鋼板
５ 板厚計
７ 荷重検出器
８ 油圧圧下装置
９ 板速度計
１０ 加算器
１１ ワークロールベンダー
１２ マスフローＡＧＣ制御装置
１３ 張力ＡＧＣ制御装置
Ｍ モーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Upper work roll 1b Lower work roll 2a Upper intermediate roll 2b Lower intermediate roll 3a Upper backup roll 3b Lower backup roll 4 Hot-rolled
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