JP2011088173A - Device and method for controlling tension of cold rolling mill - Google Patents

Device and method for controlling tension of cold rolling mill Download PDF

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JP2011088173A JP2009242413A JP2009242413A JP2011088173A JP 2011088173 A JP2011088173 A JP 2011088173A JP 2009242413 A JP2009242413 A JP 2009242413A JP 2009242413 A JP2009242413 A JP 2009242413A JP 2011088173 A JP2011088173 A JP 2011088173A
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Yasushi Maeda
恭志 前田
Yasuyuki Fujii
康之 藤井
Akira Murakami
晃 村上
Mitsuo Okamoto
充央 岡本
Kenichi Sano
研一 佐野
Shigeto Koizumi
重人 小泉
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress variation in sheet thickness and also to prevent troubles such as breakage of a rolled stock by controlling tension so that rolling load is constant when accelerating and decelerating rolling speed in a continuous cold rolling. <P>SOLUTION: A device 30 for controlling the tension of a cold rolling mill is the one for controlling the tension of the rolled stock W which is rolled with the cold rolling mill provided with one or a plurality of rolling stands 1. The rolling controller has a tension curve calculating part 31 where the relationship between the rolling speed and a tension between stands is calculated by assuming that the coefficient of friction between the rolling rolls 3 of the rolling stands 1 and the rolled stock W and the deformation resistance of the rolled stock W are depended on the rolling speed and a tension control part 32 where the speed of the rolling rolls 3 of the rolling stand 1 during acceleration and deceleration is controlled on the basis of the relationship between the rolling speed and the tension between stands, which is calculated by the tension curve calculating part 31. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷間連続圧延される圧延材の加減速時において、圧延材の張力を適正に制御可能な冷間圧延機の張力制御装置及び張力制御方法に関する。   The present invention relates to a tension control device and a tension control method for a cold rolling mill that can appropriately control the tension of a rolled material during acceleration / deceleration of the rolled material that is cold-rolled continuously.

従来より、圧延材を冷間で連続圧延する際に用いる張力制御方法として、圧延速度とスタンド間張力との関係を用いて予めテーブル値化しておき、このテーブル値を基に、スタンド間張力を制御するという技術が用いられている。
ところで、図2に示すように、冷間連続圧延中において、圧延速度が減少したり逆に増加したりすることがある。例えば、ある種の冷間圧延機では「コイルの巻き換え」といわれる作業が実施される。コイルの巻き換えとは、連続して圧延された一連の圧延材から、コイル状となった先行圧延材を切り離す作業をいう。このようなコイルの巻き換え時には、圧延速度が減速した後、圧延が一時的に中断し圧延速度がゼロとなる場合がある。また、連続圧延においては、先行する圧延材とそれに続く圧延材とを連続して圧延するために、先行圧延材の後端部と後行圧延材の先端部を突き合わせ溶接する作業を実施するが、この突き合わせ作業時や、突き合わせ部が圧延スタンドを通過する際には、圧延速度が低速又はゼロとなる場合がある。
Conventionally, as a tension control method used when continuously rolling a rolled material in a cold state, a table value is previously obtained using a relationship between a rolling speed and a tension between stands, and the tension between stands is determined based on the table value. The technique of controlling is used.
By the way, as shown in FIG. 2, during the cold continuous rolling, the rolling speed may be decreased or conversely increased. For example, in a kind of cold rolling mill, an operation called “coil rewinding” is performed. The rewinding of the coil refers to an operation of separating the coiled preceding rolled material from a series of rolled materials that are continuously rolled. At the time of such coil rewinding, after the rolling speed is reduced, rolling may be temporarily interrupted and the rolling speed may become zero. In continuous rolling, in order to continuously roll the preceding rolled material and the subsequent rolled material, an operation of butt welding the rear end portion of the preceding rolled material and the front end portion of the subsequent rolled material is performed. During the abutting operation or when the abutting portion passes through the rolling stand, the rolling speed may be low or zero.

つまり、コイルの巻き換え時や連続圧延時には、圧延途中で圧延速度が定常速度から減速(図2のV2)したり、その後に定常速度へ加速する状況(図2のV5)のような、圧延速度が定常時の10%以下となる加減速状態が存在する。
しかしながら、前述した「圧延速度とスタンド間張力との関係を予めテーブル値化」する手法では、圧延材ごとに、板厚、材質(強度)、板幅などが異なるため、すべての圧延状態、特に加減速状態に対して、圧延速度とスタンド間張力との関係をテーブル値化することは難しいという問題がある。また、加減速時に、圧延速度とスタンド間張力との関係がテーブル値からからズレた状態となった場合には、オペレータの手動介入が行われが、手動介入をうまく行わないと、例えば、張力を上げすぎ圧延材が破断するなどのトラブルが発生する。
That is, at the time of coil rewinding or continuous rolling, the rolling speed is reduced from the steady speed (V2 in FIG. 2) during the rolling, or then accelerated to the steady speed (V5 in FIG. 2). There is an acceleration / deceleration state where the speed is 10% or less of the steady state.
However, in the above-described method of “table value relation between rolling speed and tension between stands in advance”, since the thickness, material (strength), width, etc. are different for each rolled material, all rolling states, especially There is a problem that it is difficult to convert the relationship between the rolling speed and the tension between the stands into a table value with respect to the acceleration / deceleration state. In addition, when the relationship between the rolling speed and the tension between the stands is deviated from the table value during acceleration / deceleration, manual intervention by the operator is performed. Troubles such as excessively raising the rolled material may occur.

特許文献1、特許文献2には、このような不都合を回避可能な技術、すなわち加減速時に対応可能な板厚張力制御方法が開示されている。
特許文献1は、連続式タンデム圧延機により鋼板を圧延する際に、長手方向に均一な板厚の鋼板を製造するための加減速部板厚変動に対する板厚補正制御方法において、圧延速度の加減速時に、鋼種、板厚、加減速量、加減速率に応じて補正量を算出し、算出した補正量を速度指令値及び又は張力指令値に加えることを特徴とする加減速部板厚変動に対する制御技術を開示する。
Patent Documents 1 and 2 disclose a technique that can avoid such inconveniences, that is, a plate thickness tension control method that can cope with acceleration / deceleration.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260688 discloses a method for controlling the rolling speed in a plate thickness correction control method for plate thickness fluctuations for an acceleration / deceleration unit for producing a plate having a uniform thickness in the longitudinal direction when rolling the plate with a continuous tandem rolling mill. During deceleration, the correction amount is calculated according to the steel type, plate thickness, acceleration / deceleration amount, acceleration / deceleration rate, and the calculated correction amount is added to the speed command value or tension command value. A control technique is disclosed.

特許文献2は、複数の圧延スタンドと、該圧延スタンドの制御を行う板厚張力制御部と、が備えられた圧延装置を用いて圧延材を圧延するに際し、前記圧延材を加速又は減速する際の仕上げ板厚が目標範囲内となるように、前記板厚張力制御部の入力側のパラメータである入力パラメータと、前記板厚張力制御部自身又は板厚張力制御部の出力側のパラメータである制御パラメータとを、圧延の過渡特性を表現可能な圧延動的モデルを用いて最適化し、最適化された入力パラメータ及び制御パラメータを用いて各圧延スタンドを制御する技術を開示する。   In Patent Document 2, when rolling a rolled material using a rolling apparatus provided with a plurality of rolling stands and a plate thickness tension control unit that controls the rolling stand, the rolling material is accelerated or decelerated. Are the input parameters that are the parameters on the input side of the plate thickness tension control unit and the parameters on the output side of the plate thickness tension control unit itself or the plate thickness tension control unit so that the finished plate thickness is within the target range. A technique for optimizing control parameters using a rolling dynamic model capable of expressing rolling transient characteristics, and controlling each rolling stand using optimized input parameters and control parameters is disclosed.

特開2003−181511号公報JP 2003-181511 A 特開2007−289990号公報JP 2007-289990 A

しかしながら、特許文献1に記載された制御方法においては、加減速時における鋼種、板厚および加減速量の補正量が、表や曲線の形で提示されているものの、当該表や曲線の具体的な決定方法は開示されていない。したがって、様々な形態を有する実際の圧延装置に、加減速時における前記補正量を適用することは困難であると思われる。
また、特許文献2に記載された制御方法は、板厚張力制御部の入力パラメータ(例えば、張力補正量)と、出力パラメータである制御パラメータ(例えば、ロール速度および/またはロールギャップ)を同時に最適化し、最適化した入力パラメータおよび制御パラメータを出力するようになっている。しかし、この同時最適化処理には計算時間を要して複雑であるため、板厚や張力のオンライン制御に適した方法とは言い難い。
However, in the control method described in Patent Document 1, although the steel type, the plate thickness, and the amount of acceleration / deceleration correction at the time of acceleration / deceleration are presented in the form of a table or curve, the specifics of the table or curve are specific. No such determination method is disclosed. Therefore, it seems difficult to apply the correction amount at the time of acceleration / deceleration to an actual rolling apparatus having various forms.
In addition, the control method described in Patent Document 2 optimizes the input parameter (for example, tension correction amount) of the plate thickness tension control unit and the control parameter (for example, roll speed and / or roll gap) as output parameters at the same time. And optimized input parameters and control parameters are output. However, since this simultaneous optimization process requires calculation time and is complicated, it is difficult to say that this method is suitable for on-line control of plate thickness and tension.

言い換えるならば、特許文献1、特許文献2の技術は、冷間連続圧延における加減速時の張力制御を確実に行えるものとはなっていない。
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、冷間連続圧延における圧延速度の加減速時に、圧延荷重が一定となるように張力を制御することで、板厚変動を抑制すると共に圧延材の破断等のトラブルを防止することが可能な冷間圧延機の張力制御装置及び張力制御方法を提供することを目的とする。
In other words, the techniques of Patent Document 1 and Patent Document 2 cannot reliably perform tension control during acceleration / deceleration in cold continuous rolling.
The present invention has been made in view of the above situation, and suppresses variation in sheet thickness by controlling the tension so that the rolling load is constant during acceleration and deceleration of the rolling speed in cold continuous rolling. It is another object of the present invention to provide a tension control device and a tension control method for a cold rolling mill that can prevent troubles such as breakage of a rolled material.

上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る冷間圧延機の張力制御装置は、1又は複数の圧延スタンドを備えた冷間圧延機で圧延される圧延材の張力を制御する張力制御装置であって、当該圧延制御装置は、 前記圧延スタンドの圧延ロールと圧延材との間の摩擦係数及び圧延材の変形抵抗が圧延速度に依存するとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出する張力カーブ算出部と、前記張力カーブ算出部が算出した圧延速度とスタンド間張力との関係を基に、加減速時における圧延ロールの周速度を制御する張力制御部と、を有することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
A tension control device for a cold rolling mill according to the present invention is a tension control device for controlling the tension of a rolled material rolled by a cold rolling mill provided with one or a plurality of rolling stands, and the rolling control device includes: The friction coefficient between the rolling roll of the rolling stand and the rolled material and the deformation resistance of the rolled material depend on the rolling speed, and a tension curve calculating unit for calculating the relationship between the rolling speed and the tension between the stands, And a tension control unit that controls the peripheral speed of the rolling roll during acceleration / deceleration based on the relationship between the rolling speed calculated by the tension curve calculating unit and the tension between stands.

好ましくは、前記張力カーブ算出部は、摩擦係数及び変形抵抗が式(1),式(2)の如く圧延速度に依存すると共に、加減速時の圧延荷重が一定であるとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出するよう構成されているとよい。   Preferably, the tension curve calculation unit determines that the friction coefficient and deformation resistance depend on the rolling speed as in the formulas (1) and (2), and the rolling load at the time of acceleration / deceleration is constant. It may be configured to calculate the relationship between the speed and the tension between the stands.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、μ:摩擦係数、μ0:圧延速度の増大とともに漸近する摩擦係数の漸近値、
μ1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との摩擦係数の差、
k:変形抵抗、k0:圧延速度の増大とともに漸近する変形抵抗の漸近値、
1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との変形抵抗の差、
V:圧延速度、a,b:速度依存係数
また、本発明に係る冷間圧延機の張力制御方法は、1又は複数の圧延スタンドを備えた冷間圧延機で圧延される圧延材の張力を制御する方法であって、前記圧延スタンドの圧延ロールと圧延材との間の摩擦係数及び圧延材の変形抵抗が圧延速度に依存するとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出し、算出された圧延速度とスタンド間張力との関係を基に、前記圧延ロールの周速度を制御することを特徴とする。
Where μ: friction coefficient, μ 0 : asymptotic value of the friction coefficient asymptotically increasing with increasing rolling speed,
μ 1 : Difference in friction coefficient between when the rolling speed is sufficiently high and zero,
k: deformation resistance, k 0 : asymptotic value of deformation resistance asymptotically increasing with increasing rolling speed,
k 1 : difference in deformation resistance when the rolling speed is sufficiently high and zero,
V: rolling speed, a, b: speed dependent coefficient Further, the tension control method of the cold rolling mill according to the present invention is the tension of the rolling material rolled by the cold rolling mill provided with one or a plurality of rolling stands. The method of controlling, the friction coefficient between the rolling roll of the rolling stand and the rolling material and the deformation resistance of the rolling material is dependent on the rolling speed, calculating the relationship between the rolling speed and the tension between the stands, The peripheral speed of the rolling roll is controlled based on the calculated relationship between the rolling speed and the tension between the stands.

好ましくは、前記摩擦係数及び圧延材の変形抵抗が式(1),式(2)の如く圧延速度に依存すると共に、加減速時の圧延荷重が一定であるとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出するとよい。   Preferably, the friction coefficient and the deformation resistance of the rolled material depend on the rolling speed as shown in equations (1) and (2), and the rolling load at the time of acceleration / deceleration is constant. It is good to calculate the relationship between the tensions.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、μ:摩擦係数、μ0:圧延速度の増大とともに漸近する摩擦係数の漸近値、
μ1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との摩擦係数の差、
k:変形抵抗、k0:圧延速度の増大とともに漸近する変形抵抗の漸近値、
1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との変形抵抗の差、
V:圧延速度、a,b:速度依存係数
Where μ: friction coefficient, μ 0 : asymptotic value of the friction coefficient asymptotically increasing with increasing rolling speed,
μ 1 : Difference in friction coefficient between when the rolling speed is sufficiently high and zero,
k: deformation resistance, k 0 : asymptotic value of deformation resistance asymptotically increasing with increasing rolling speed,
k 1 : difference in deformation resistance when the rolling speed is sufficiently high and zero,
V: rolling speed, a, b: speed dependence coefficient

本発明の冷間圧延機の張力制御装置及び張力制御方法によれば、圧延材の冷間連続圧延における圧延速度の加減速時に、圧延荷重が一定となるように張力を制御することで、板厚変動を抑制できると共に圧延材の破断等のトラブルを防止することができる。   According to the tension control device and the tension control method of the cold rolling mill of the present invention, by controlling the tension so that the rolling load is constant at the time of acceleration / deceleration of the rolling speed in the cold continuous rolling of the rolled material, Thickness variation can be suppressed and troubles such as breakage of the rolled material can be prevented.

本発明に係る板厚制御装置が適用された冷間タンデム圧延機の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the cold tandem rolling mill to which the plate | board thickness control apparatus which concerns on this invention was applied. 先行圧延材と後行圧延材との接続部付近における圧延状況を示した図である。It is the figure which showed the rolling condition in the connection part vicinity of a preceding rolling material and a succeeding rolling material. (a)は、減速時における圧延速度と摩擦係数との関係を示す図であり、(b)は、減速時における圧延速度と変形抵抗との関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between the rolling speed at the time of deceleration, and a friction coefficient, (b) is a figure which shows the relationship between the rolling speed at the time of deceleration, and deformation resistance. 本発明の張力制御カーブの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the tension control curve of this invention. 本発明に係る板厚制御装置で行われる処理のフローチャートである(減速時)。It is a flowchart of the process performed with the plate | board thickness control apparatus which concerns on this invention (at the time of deceleration). 図4の張力制御カーブを用いて制御を行った場合における圧延荷重の変動を示した図である。It is the figure which showed the fluctuation | variation of the rolling load at the time of controlling using the tension control curve of FIG.

以下、本発明の実施形態を、複数の圧延スタンド1を備えた冷間タンデム圧延機2を例示しつつ図を基に説明する。
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
冷間タンデム圧延機2は、複数の圧延スタンド1と、圧延後の圧延材Wを巻き取るコイル巻き取り機とを備えたものであり、図1には、冷間タンデム圧延機2の中途部に存在する複数の圧延スタンド1を模式的に示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings while illustrating a cold tandem rolling mill 2 including a plurality of rolling stands 1.
In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
The cold tandem rolling mill 2 includes a plurality of rolling stands 1 and a coil winder that winds the rolled material W after rolling. In FIG. A plurality of rolling stands 1 existing in FIG.

圧延スタンド1は、上下の圧延ロール3(ワークロール)とそれぞれの圧延ロール3をバックアップするバックアップロール4を備える。圧延スタンド1の圧延ロール3は、圧下機構5によりそのギャップ量が変更可能となっている。各圧延スタンド1には、圧延荷重を測定する荷重計6が備えられる。
圧延スタンド1の出側には、圧延材Wの板厚を検出する板厚計7や圧延材Wの速度を計測する板速計8が設けられる。圧延スタンド1と圧延スタンド1との間には、各圧延スタンド1間の張力を検出可能な張力計9も備えられている。
The rolling stand 1 includes upper and lower rolling rolls 3 (work rolls) and backup rolls 4 that back up the respective rolling rolls 3. The roll amount of the rolling roll 3 of the rolling stand 1 can be changed by the reduction mechanism 5. Each rolling stand 1 is provided with a load meter 6 for measuring a rolling load.
On the exit side of the rolling stand 1, a plate thickness meter 7 for detecting the plate thickness of the rolled material W and a plate speed meter 8 for measuring the speed of the rolled material W are provided. Between the rolling stand 1 and the rolling stand 1, a tension meter 9 capable of detecting the tension between the rolling stands 1 is also provided.

この冷間タンデム圧延機2においては、圧延材Wは、複数の圧延スタンド1を通ることで冷間圧延されて、所望の板厚、板幅、板クラウンを有する製品板へとなり、コイル巻き取り機で巻き取られ次の工程へと搬送される。
この冷間タンデム圧延機2には、圧延スタンド1に設けられた圧下機構5を動かし圧延ロール3間のギャップ量を制御する板厚制御装置(図示せず)が備えられている。板厚制御装置は、冷間タンデム圧延機2の少なくとも1つ以上又は全ての圧延スタンド1を制御する。
In this cold tandem rolling mill 2, the rolled material W is cold-rolled by passing through a plurality of rolling stands 1 to obtain a product plate having a desired plate thickness, plate width, and plate crown, and coil winding. It is wound up by a machine and conveyed to the next process.
The cold tandem rolling mill 2 is provided with a plate thickness control device (not shown) that controls a gap amount between the rolling rolls 3 by moving a reduction mechanism 5 provided in the rolling stand 1. The plate thickness control device controls at least one or all or all of the rolling stands 1 of the cold tandem rolling mill 2.

板厚制御装置はプロコンやPLC等で構成され、AGC制御を行うAGC制御部を備えている。AGC制御部は、各圧延スタンド1における圧延荷重の偏差に伴うロールギャップ変化量を補償すべく、所定の比例ゲインで各圧延スタンド1のロールギャップを制御する。詳しくは、BISRAーAGCやミル剛性可変制御と呼ばれる制御を行い、板厚変動を荷重変動に伴う成分とロールギャップの操作量による成分とによって表し、板厚変動をゼロに近づける制御を行う。さらに、板厚制御装置は、圧延スタンド1の圧延速度に応じて、AGC制御部内で使用される比例ゲインを決定するゲイン決定手段などを備えている。ミル剛性Mの同定誤差や定常時のAGC制御との干渉による過応答を防止すべく、チューニング率αは1.0以下の値が採用される。   The plate thickness control device is configured by a process control, a PLC, or the like, and includes an AGC control unit that performs AGC control. The AGC control unit controls the roll gap of each rolling stand 1 with a predetermined proportional gain so as to compensate for the amount of change in the roll gap accompanying the deviation of the rolling load in each rolling stand 1. Specifically, control called BISRA-AGC or variable mill stiffness control is performed, and the plate thickness variation is represented by a component accompanying the load variation and a component due to the operation amount of the roll gap, and control is performed to bring the plate thickness variation close to zero. Further, the plate thickness control device includes a gain determining means for determining a proportional gain used in the AGC control unit according to the rolling speed of the rolling stand 1. A value of 1.0 or less is used as the tuning rate α in order to prevent over-response due to interference with the identification error of the mill rigidity M and the AGC control in the steady state.

さらに、冷間タンデム圧延機2には、圧延スタンド1に設けられた圧延ロール3の回転速度(ロール周速)を可変とし圧延材Wのスタンド間張力を制御する張力制御装置30が備えられている。張力制御装置30は、冷間タンデム圧延機2の少なくとも1つ以上又は全ての圧延スタンド1の圧延ロール3の速度を制御する。
張力制御装置30はプロコンやPLC等で構成され、圧延速度とスタンド間張力との関係をグラフ化又はテーブル値化する張力カーブ算出部31を備えている。張力カーブ算出部31では、圧延速度とスタンド間張力との関係を導出するにあたり、圧延荷重を一定とするという条件を設けている。この条件下で張力を制御することにより、板厚変動を可及的に抑制可能としている。また、張力制御装置30は、張力カーブ算出部31が算出した圧延速度とスタンド間張力との関係を基に、圧延スタンド1の圧延ロール3の速度を制御する張力制御部32を備えている。
Furthermore, the cold tandem rolling mill 2 is provided with a tension control device 30 that controls the tension between the stands of the rolled material W by making the rotation speed (roll peripheral speed) of the rolling roll 3 provided in the rolling stand 1 variable. Yes. The tension control device 30 controls the speed of the rolling rolls 3 of at least one or all of the cold tandem rolling mills 2 or all of the rolling stands 1.
The tension control device 30 is composed of a process controller, a PLC, or the like, and includes a tension curve calculation unit 31 that graphs the relationship between the rolling speed and the tension between stands or graphs the table. The tension curve calculation unit 31 has a condition that the rolling load is constant in deriving the relationship between the rolling speed and the tension between the stands. By controlling the tension under these conditions, fluctuations in the plate thickness can be suppressed as much as possible. The tension control device 30 includes a tension control unit 32 that controls the speed of the rolling roll 3 of the rolling stand 1 based on the relationship between the rolling speed calculated by the tension curve calculating unit 31 and the tension between the stands.

張力カーブ算出部31及び張力制御部32の詳細は以下の通りである。
張力カーブ算出部31においては、既存の圧延荷重モデル(例えば、Hillの近似解など)に対して、図3に示すような実操業データに基づいて、摩擦係数と変形抵抗を式(1)および式(2)の如く、速度依存性を有するようにモデル化している。その上で、式(1),式(2)を用いて、式(3)のような圧延速度とスタンド間張力の関係式を構築し、式(3)から、圧延速度に対する入側張力σinを算出して張力カーブを作成する。
Details of the tension curve calculation unit 31 and the tension control unit 32 are as follows.
In the tension curve calculation unit 31, the friction coefficient and the deformation resistance are expressed with respect to an existing rolling load model (for example, Hill's approximate solution) based on actual operation data as shown in FIG. As shown in equation (2), modeling is performed so as to have speed dependency. Then, using Expressions (1) and (2), a relational expression between the rolling speed and the tension between the stands as in Expression (3) is constructed. to create a tension curve to calculate the in.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、μ:摩擦係数、μ0:圧延速度の増大とともに漸近する摩擦係数の漸近値、
μ1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との摩擦係数の差、
k:変形抵抗、k0:圧延速度の増大とともに漸近する変形抵抗の漸近値、
1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との変形抵抗の差、
V:圧延速度、a,b:速度依存係数
Where μ: friction coefficient, μ 0 : asymptotic value of the friction coefficient asymptotically increasing with increasing rolling speed,
μ 1 : Difference in friction coefficient between when the rolling speed is sufficiently high and zero,
k: deformation resistance, k 0 : asymptotic value of deformation resistance asymptotically increasing with increasing rolling speed,
k 1 : difference in deformation resistance when the rolling speed is sufficiently high and zero,
V: rolling speed, a, b: speed dependence coefficient

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、σin:圧延スタンド1の入側におけるスタンド間張力、σout:圧延スタンド1の出側におけるスタンド間張力、P:圧延荷重、W:板幅、L:圧延ロールとの接触長さ、R’:扁平ロール半径、Δh:圧下量、r:圧下率、V:圧延速度、k:変形抵抗である。
なお、式(3)において、添字i=2〜n(n:最終圧延スタンドの番号)であり、nは総スタンド台数に相当する。これらの式は、後述するように、圧延スタンド1の圧延荷重がそれぞれ一定とすることで導出される。
Where σ in : tension between stands on the entry side of the rolling stand 1, σ out : tension between stands on the exit side of the rolling stand 1, P: rolling load, W: plate width, L: contact length with the rolling roll , R ′: flat roll radius, Δh: reduction amount, r: reduction ratio, V: rolling speed, k: deformation resistance.
In formula (3), subscripts i = 2 to n (n is the number of the final rolling stand), and n corresponds to the total number of stands. As will be described later, these equations are derived by making the rolling load of the rolling stand 1 constant.

上述したように、式(3)から得られる張力カーブに基づいて、加減速時のスタンド間張力を制御すれば、例え、圧延途中でオペレータが手動介入をした場合でも、減速または加速という圧延状況の実態に応じた速度・張力のバランスを常に満足させることができ、適切な張力制御が可能となる。また、各圧延スタンド1では、圧延荷重がそれぞれ一定に制御されて(後述する式(4)→式(5)の導出)、板厚変動を確実に抑制することができる。   As described above, if the tension between the stands during acceleration / deceleration is controlled based on the tension curve obtained from Equation (3), even if the operator manually intervenes during rolling, the rolling situation of deceleration or acceleration The balance of speed and tension according to the actual condition can be always satisfied, and appropriate tension control is possible. Further, in each rolling stand 1, the rolling load is controlled to be constant (derivation of formula (4) → formula (5) described later), so that fluctuations in sheet thickness can be reliably suppressed.

一方、張力制御部32は、張力カーブ算出部31において算出された張力カーブから、上記した減速・加速時の圧延速度をそれぞれ読み込み、各スタンド間の張力をそれぞれ算出し、実測スタンド間張力との偏差Δσinを求める。この張力偏差Δσinに応じて、圧延速度の補正量ΔVを求め(先進率を介して ΔσinとΔVの関係を求め)、マスフロー一定の制約条件を考慮して、各圧延スタンド1のロール周速度を調整する。 On the other hand, the tension control unit 32 reads the rolling speed at the time of deceleration / acceleration described above from the tension curve calculated by the tension curve calculation unit 31, calculates the tension between the stands, and calculates the measured inter-stand tension. Find the deviation Δσ in . In accordance with the tension deviation Δσ in , a correction amount ΔV of the rolling speed is obtained (the relation between Δσ in and ΔV is obtained through the advanced rate), and the roll circumference of each rolling stand 1 is considered in consideration of the constraint condition of constant mass flow. Adjust the speed.

なお、張力制御部32においては、式(2)、式(3)により求めた各スタンド入側張力σin (i-1)iの値が、許容値すなわち圧延材Wの破断応力σB×C(C:安全係数<1)を超える場合には、各スタンド入側張力σin (i-1)i=破断応力σB×Cとする。こうすることで、圧延材Wの破断等のトラブルを防止することができる。
次に、張力カーブ算出部31において用いられる式(3)の導出に関し詳しく説明する。
In the tension control unit 32, the values of the stand entry side tensions σ in (i-1) to i obtained by the equations (2) and (3) are allowable values, that is, the breaking stress σ B of the rolled material W. When exceeding × C (C: safety factor <1), each stand entry side tension σ in (i−1) to i = breaking stress σ B × C. By carrying out like this, troubles, such as a fracture of rolling material W, can be prevented.
Next, the derivation of Equation (3) used in the tension curve calculation unit 31 will be described in detail.

まず、圧延スタンド1における圧延荷重Pに影響を及ぼす因子として、摩擦係数μ、変形抵抗km、圧延スタンド1の入側張力σinおよび出側張力σoutを挙げることができる。これらの因子を考慮して、圧延荷重の変動ΔPを、式(4)のように表すことができる。 First, as factors affecting the rolling load P in the rolling stand 1, the friction coefficient mu, mention may be made of deformation resistance k m, the entry side tension of the rolling stand 1 sigma in and outgoing side tension sigma out. Considering these factors, the rolling load variation ΔP can be expressed as shown in Equation (4).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

本発明においては、張力制御時における圧延荷重ΔPの変動を無くすことを意図し、式(4)においてΔP=0とすることで、式(5)を導出する。   In the present invention, the expression (5) is derived by setting ΔP = 0 in the expression (4) with the intention of eliminating the fluctuation of the rolling load ΔP during tension control.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

式(5)から、圧延機入側の張力変化Δσinは、 From equation (5), the tension change Δσ in on the rolling mill entry side is

Figure 2011088173
Figure 2011088173

式(6)から、摩擦係数μおよび変形抵抗kmの圧延速度への依存性を予め把握しておくと、圧延スタンド1出側の張力変化Δσoutを与えることにより、圧延速度に対応づけて圧延機入側の張力変化Δσinを求めることができる。
式(6)では、圧延荷重Pに対する、摩擦係数μ、圧延機入側および出側の張力σin、σout、変形抵抗kmの影響係数を算出する必要があるため、圧延理論式に対する既存の近似式を用いて、以下のようにして、圧延速度に対応づけて圧延機入側の張力変化σinを求める方が実用的である。
From equation (6), the advance understand the dependence on the rolling speed of the friction coefficient μ and deformation resistance k m, by giving tension change .DELTA..sigma out of the rolling stand 1 the delivery side, in association with the rolling speed The change in tension Δσ in on the entrance side of the rolling mill can be obtained.
In equation (6), for the rolling load P, the friction coefficient mu, the tension sigma in the rolling mill inlet side and outlet side, sigma out, it is necessary to calculate the influence coefficient of the deformation resistance k m, existing for rolling theoretical formula It is more practical to obtain the tension change σ in on the rolling mill entry side in correspondence with the rolling speed as follows using

圧延荷重Pは、圧下力関数Qとして、例えば、Hillの近似式を用いて、式(7)で表すことができる。   The rolling load P can be expressed as the rolling force function Q by, for example, the following expression (7) using Hill's approximate expression.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、W:板幅、L:圧延ロールの接触長さ、R’:扁平ロール半径、Δh:圧下量、r:圧下率、α、β:係数、である。
式(7)の右辺第2項の(km−α×σin−β×σout)は、圧延スタンド1の入側張力σin、出側張力σoutの影響項であり、一般に、α=0.7、β=0.3が用いられる。
なお、上記扁平ロール半径R’として、以下のHitchcockのロール扁平式を用いることができる。
Here, W: plate width, L: contact length of rolling roll, R ′: flat roll radius, Δh: rolling amount, r: rolling ratio, α, β: coefficient.
(K m −α × σ in −β × σ out ) in the second term on the right side of the equation (7) is an influence term of the entry side tension σ in and the exit side tension σ out of the rolling stand 1. = 0.7 and β = 0.3 are used.
As the flat roll radius R ′, the following Hitchcock roll flat type can be used.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

式(8)および式(9)において、R:ロール半径、ν0:ポアソン比、E0:ヤング率である。
式(7)〜式(9)における圧下量Δh、圧下率r、圧延荷重Pに関しては、減速過程では、減速状態に入る前の定常状態の実測データを用いることができる。また、加速過程では、セットアップ時の次コイル(後行圧延材)のドラフトスケジュールの設定値を用いることができる。
In the formulas (8) and (9), R: roll radius, ν 0 : Poisson's ratio, E 0 : Young's modulus.
Regarding the reduction amount Δh, the reduction rate r, and the rolling load P in the equations (7) to (9), measured data in the steady state before entering the deceleration state can be used in the deceleration process. Moreover, in the acceleration process, the setting value of the draft schedule of the next coil (following rolling material) at the time of setup can be used.

一方、圧延速度Vの影響を考慮した摩擦係数μおよび変形抵抗kは、本願発明においては、図2に示すような、ロールと圧延材Wとの摩擦係数および圧延材Wの変形抵抗の実績データを考慮して、式(1)、式(2)のように表現する。   On the other hand, the friction coefficient μ and the deformation resistance k in consideration of the influence of the rolling speed V are the actual coefficient data of the friction coefficient between the roll and the rolled material W and the deformation resistance of the rolled material W as shown in FIG. Considering the above, it is expressed as Expression (1) and Expression (2).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、μ:摩擦係数、V:圧延速度、a:速度依存係数、k:変形抵抗 V:圧延速度、b:速度依存係数である。
また、式(1)において、μ0は圧延速度が無限に大きい(V=V∞)と仮想した場合の摩擦係数μを、μ1は圧延速度が無限に大きい(V=V∞)場合とゼロ(V=0)と仮想した場合の摩擦係数の差をそれぞれ意味し、速度依存係数aは、圧延速度Vと摩擦係数μとの関係を指数関数で近似したときの補正係数である。
Here, μ: friction coefficient, V: rolling speed, a: speed dependence coefficient, k: deformation resistance V: rolling speed, b: speed dependence coefficient.
In Equation (1), μ 0 is the friction coefficient μ when the rolling speed is assumed to be infinitely large (V = V∞), and μ 1 is the case where the rolling speed is infinitely large (V = V∞). It means the difference in friction coefficient between zero (V = 0) and hypothesis, and the speed dependence coefficient a is a correction coefficient when the relationship between the rolling speed V and the friction coefficient μ is approximated by an exponential function.

これらのμ0、μ1、aは、図2(a)に示した操業実績データから、例えば、最小2乗法などの回帰分析により決定することができる。
また、式(2)において、k0は、圧延速度が無限にゼロに近づいた場合の変形抵抗を、k1は、圧延速度が無限に大きい(V=V∞)場合とゼロの場合の変形抵抗の差をそれぞれ示し、速度依存係数bは、圧延速度Vと変形抵抗kとの関係を指数関数で近似したときの補正係数である。これらのk0、k1、bは、上記の摩擦係数の場合と同様に、図2(b)に示した操業実績データの回帰分析から決定することができる。
These μ 0 , μ 1 , and a can be determined from the operation performance data shown in FIG. 2A by, for example, regression analysis such as a least square method.
In equation (2), k 0 is the deformation resistance when the rolling speed approaches infinitely zero, and k 1 is the deformation when the rolling speed is infinitely large (V = V∞) and zero. The difference in resistance is shown respectively, and the speed dependence coefficient b is a correction coefficient when the relationship between the rolling speed V and the deformation resistance k is approximated by an exponential function. These k 0 , k 1 , and b can be determined from the regression analysis of the operation result data shown in FIG. 2B, as in the case of the friction coefficient.

式(7)に、式(1)および式(2)を代入すると、圧延スタンド1の入側張力σinは、圧延速度Vに関連づけられ、式(10)のようになる。 By substituting Equation (1) and Equation (2) into Equation (7), the entry side tension σ in of the rolling stand 1 is related to the rolling speed V and becomes as in Equation (10).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

式(10)を、図1に示した冷間タンデム圧延機2における各圧延スタンド間の入側張力σinとして、一般式で表すと、式(3)となる。 When Expression (10) is expressed as a general expression as the entry side tension σ in between each rolling stand in the cold tandem rolling mill 2 shown in FIG. 1, Expression (3) is obtained.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、σin:圧延スタンド1の入側におけるスタンド間張力、σout:圧延スタンド1の出側におけるスタンド間張力、P:圧延荷重、W:板幅、L:圧延ロールの接触長さ、R’:扁平ロール半径、Δh:圧下量、r:圧下率、V:圧延速度である。
なお、式(3)において、添字i=2〜n(n:最終圧延スタンド1番号)である。
一例として、冷間タンデム圧延機2が5つの圧延スタンド1から構成される場合、#5圧延スタンド1の入側張力σin (45)は次のようになる。
Where σ in : tension between stands on the entry side of the rolling stand 1, σ out : tension between stands on the exit side of the rolling stand 1, P: rolling load, W: sheet width, L: contact length of the rolling roll, R ′: flat roll radius, Δh: reduction amount, r: reduction ratio, V: rolling speed.
In formula (3), subscripts i = 2 to n (n: final rolling stand 1 number).
As an example, when the cold tandem rolling mill 2 is composed of five rolling stands 1, the entry side tension σ in (4 to 5) of the # 5 rolling stand 1 is as follows.

Figure 2011088173
Figure 2011088173

#2〜#4の各圧延スタンド1の入側張力σin (34)、σin (23)、σin (12)についても、同様にして求めることができる。
式(11)において、#5圧延スタンド1の出側張力σout (5)は、巻取り張力であるため、一定値(既知)である。また、#5圧延スタンド115の入側張力σin (45)は、#4圧延スタンド1の出側張力σout (4)に等しい。#2〜#4の各圧延スタンド1の入側張力σin (34)、σin (23)、σin (12)も、それぞれ、#1圧延スタンド1〜#3圧延スタンド1の出側張力σout (12)、σout (23)、σout (34)に等しい。
The entrance-side tensions σ in (3 to 4) , σ in (2 to 3) , and σ in (1 to 2) of the rolling stands 1 of # 2 to # 4 can be similarly determined.
In Expression (11), the exit side tension σ out (5 ) of the # 5 rolling stand 1 is a winding tension, and is therefore a constant value (known). Further, the entry side tension σ in (4 to 5) of the # 5 rolling stand 115 is equal to the exit side tension σ out (4) of the # 4 rolling stand 1. The entry side tensions σ in (3 to 4) , σ in (2 to 3) , and σ in (1 to 2) of the rolling stands 1 of # 2 to # 4 are also rolled in # 1 rolling stands 1 to # 3, respectively. It is equal to the exit side tensions σ out (1 to 2) , σ out (2 to 3) , and σ out (3 to 4) of the stand 1.

このように、式(3)で示したように、圧延速度の変化に対応した、各圧延スタンド1の入側張力σinすなわちスタンド間張力を求めることができ、張力カーブを作成することができる。
なお、圧延速度(ひずみ速度)に対応した変形抵抗kは、変形抵抗データを、k=c×εs n×εr mの形式(材料加工の計算力学、日本塑性加工学会編、コロナ社、1992、第5頁を参照)で一般式化して、圧延速度とひずみεsからひずみ速度εrを求めて、算出することもできる。
In this way, as shown by the equation (3), the entry side tension σ in of each rolling stand 1 corresponding to the change in rolling speed, that is, the tension between the stands can be obtained, and a tension curve can be created. .
Incidentally, the deformation resistance k corresponding to the rolling speed (strain rate) is the deformation resistance data, k = c × ε s n × ε r m the form (material processing Computational Mechanics, Japan plastic working Gakkai, Corona Publishing Co., 1992, see page 5) and can be calculated by obtaining the strain rate ε r from the rolling speed and strain ε s .

図4は、式(3)により算出した圧延速度Vと#5圧延スタンド1の入側張力σinとの関係、すなわち#4〜#5圧延スタンド1間張力の張力カーブを、一例として示したものである。
図4において、圧延速度Vが小さくなるにつれて、圧延荷重Pを一定に保つために必要な入側張力σin(スタンド間張力)は大きくなる。この入側張力σinは、圧延材Wの破断応力σBよりも小さいことが必要なため、低圧延速度側では、σinの最大値は、破断応力σB、実用的にはσB×C(C:安全係数)とする。つまり、低速状態においてσinが一定値となっている。また、このσinの影響を受けて、#4圧延スタンド1の入側張力が増加していることもわかる。
FIG. 4 shows, as an example, the relationship between the rolling speed V calculated by the expression (3) and the entry side tension σ in of the # 5 rolling stand 1, that is, the tension curve of the tension between # 4 to # 5 rolling stands 1. Is.
In FIG. 4, as the rolling speed V decreases, the entry side tension σ in (inter-stand tension) necessary to keep the rolling load P constant increases. Since the entry side tension σ in needs to be smaller than the breaking stress σ B of the rolled material W, on the low rolling speed side, the maximum value of σ in is the breaking stress σ B , and practically σ B × C (C: safety factor). That is, σ in has a constant value in the low speed state. Moreover, it turns out that the entrance side tension | tensile_strength of # 4 rolling stand 1 is increasing under the influence of this (sigma) in .

同様にして、#4〜#2の各圧延スタンド114〜12の入側張力σin (34)、σin (23)、σin (12)についても、圧延方向の下流側スタンドから上流側スタンドの順番に、張力カーブを作成することができる。
図5には、張力制御装置30の内部で実行される「圧延材Wの減速時における張力制御」の概略がフローチャートで示されている。このフローチャートは、冷間タンデム圧延機2が5台の圧延スタンド1から構成される場合の処理を示している。
Similarly, the entry side tension σ in (3 ~ 4) of each rolling stand 114-12 of # 4~ # 2, σ in ( 2 ~ 3), for even σ in (1 ~ 2), downstream of the rolling direction A tension curve can be created in order from the side stand to the upstream side stand.
FIG. 5 is a flowchart showing an outline of “tension control when the rolled material W is decelerated” executed in the tension control device 30. This flowchart shows a process in the case where the cold tandem rolling mill 2 is composed of five rolling stands 1.

まず、S10にて、圧延状態が定常状態から減速状態に入ったことを確認する。
その後、S20にて、#1圧延スタンド1の出側圧延速度V(2)を基準として、所定のサンプリング周期で、入側張力である#1〜#5の各圧延スタンド間の張力σm(i)(i=2〜5)、入側板厚hin (i)および出側板厚hout (i)および出側圧延速度V(i)が、張力計9、板厚計7および板速計8でそれぞれ測定される。
First, in S10, it is confirmed that the rolling state has entered the deceleration state from the steady state.
After that, in S20, the tension σ m (the tension between the rolling stands of # 1 to # 5, which is the entry side tension, at a predetermined sampling period with the exit side rolling speed V (2) of the # 1 rolling stand 1 as a reference. i) (i = 2 to 5), inlet side thickness h in (i), outgoing side thickness h out (i) and outgoing side rolling speed V (i) are tensiometer 9, thickness gauge 7 and plate speed meter 8 is measured respectively.

次に、図4に例示した張力カーブから、圧延荷重Pを一定に保つために必要な入側張力σin (i)(i=2〜5)を求める。そして、各圧延スタンド1の入側張力偏差Δσin (i)(=σin (i)−σin(ob)(i)(i=2〜5)を算出する。
さらに、この入側張力偏差Δσin (i)に対する圧延速度V(i)の補正量ΔV(i)、すなわちロール周速VRの補正量ΔVR (i)を算出する。例えば、式(12)を基に、先進率fsに対する入側張力σin (i)の影響係数∂fs/∂σin (i)を予め求めておくことで算出可能である。
Next, the entry side tension σ in (i) (i = 2 to 5) necessary for keeping the rolling load P constant is obtained from the tension curve illustrated in FIG. Then, the entry side tension deviation Δσ in (i) (= σ in (i) −σ in (ob) (i) (i = 2 to 5) of each rolling stand 1 is calculated.
Further, a correction amount ΔV (i) of the rolling speed V (i) with respect to the entry-side tension deviation Δσ in (i ) , that is, a correction amount ΔV R (i) of the roll peripheral speed V R is calculated. For example, it can be calculated by obtaining in advance the influence coefficient ∂fs / ∂σ in (i) of the entry side tension σ in (i) with respect to the advance rate fs based on the equation (12).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

ここで、Vin (i):#i圧延スタンドの入側の圧延速度、hin (i):#i圧延スタンドの入側板厚、hout (i):#i圧延スタンドの出側板厚である。
この入側張力偏差Δσin (i)に対する圧延速度V(i)の補正量ΔV(i)すなわちロール周速VRの補正量ΔVR (i)は、式(12)を用いて予め算出し、例えば、テーブル値形式で、張力制御装置30に記憶しておくことができる。
Where V in (i) : #i rolling speed at the entry side of the rolling stand, h in (i) : #i entrance thickness of the rolling stand, h out (i) : #i exit thickness of the rolling stand is there.
The correction amount of the correction amount [Delta] V (i) i.e. a roll circumferential speed V R of the rolling speed V (i) for the entrance side tension deviation Δσ in (i) ΔV R ( i) is calculated in advance using the formula (12) For example, it can be stored in the tension control device 30 in a table value format.

ところで、圧延過程では、マスフローは常に一定に保つ必要があるため、実際には、冷間タンデム圧延機2の#1圧延スタンド1の圧延速度を基準として、下流側へ圧延速度を補正(調整)する場合には、次のような流れ(順序)で、各圧延スタンド1のロール周速VRを調整する。
まず、S30にて、#2圧延スタンド1について、その出側圧延速度Vに対応して、図4のような張力カーブから、圧延荷重Pを一定に保つために必要な入側張力σin (2)を求め、圧延スタンド1間の実測張力σin(ob)(2)との偏差Δσin (2)を算出する。
By the way, in the rolling process, it is necessary to always keep the mass flow constant. In practice, the rolling speed is corrected (adjusted) to the downstream side based on the rolling speed of the # 1 rolling stand 1 of the cold tandem rolling mill 2. when the in the following flow (order) to adjust the roll peripheral speed V R of the rolling stand 1.
First, at S30, for the # 2 rolling stand 1, the entry side tension σ in ( necessary for keeping the rolling load P constant from the tension curve as shown in FIG. 2) is obtained, and a deviation Δσ in (2) from the actually measured tension σ in (ob) (2) between the rolling stands 1 is calculated.

S40にて、式(12)のΔσin (i)に、この張力偏差Δσin (2)を代入してロール周速VR (2)の補正量ΔVR (2)を算出し、このロール周速VR (2)の補正量ΔVR (2)から、先進率fs(2)を介して、圧延速度V(2)の補正量ΔV(2)を算出することができる。
S50にて、#2圧延スタンド1のロール周速VR (2)をΔVR (2)だけ調整(補正)することにより、この調整と同時に、マスフロー一定の条件を満たすようにするため、#3圧延スタンド1〜#5圧延スタンド1の圧延速度の補正量ΔV(3)〜ΔV(5)を、式(13)〜(15)により算出し、先進率fs(3)〜fs(5)を介して、この補正量ΔV(3)〜ΔV(5)に対応するロール周速の補正量ΔVR (3)〜ΔVR (5)を算出する。
In S40, the tension deviation Δσ in (2) is substituted into Δσ in (i) in the equation (12 ) to calculate the correction amount ΔV R (2) of the roll peripheral speed V R (2). from the correction amount [Delta] V R of the circumferential speed V R (2) (2), via a forward slip fs (2), it is possible to calculate the correction amount of rolling speed V (2) [Delta] V (2).
In S50, by adjusting (correcting) the roll peripheral speed V R (2) of the # 2 rolling stand 1 by ΔV R (2) , at the same time as this adjustment, the constant mass flow is satisfied. The correction rate ΔV (3) to ΔV (5) of the rolling speed of the three rolling stands 1 to # 5 rolling stand 1 is calculated by the equations (13) to (15), and the advanced rate fs (3) to fs (5) through, it calculates the correction amount ΔV (3) ~ΔV roll peripheral speed corresponding to (5) correction amount ΔV R (3) ~ΔV R ( 5).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

S60にて、#2圧延スタンド1のロール周速をΔVR (2)だけ補正すると同時に、#3圧延スタンド1〜#5の圧延スタンド1のロール周速VRをΔVR (3)〜ΔVR (5)だけ一斉に調整する。
S70にて、#3〜#5の圧延スタンド1についても、以下示すように、#2圧延スタンド1についてのステップS30〜S60と同様のステップを実行して、圧延速度(ロール周速)を補正する。
At S60, # 2 roll peripheral speed of the rolling stand 1 at the same time is corrected by ΔV R (2), # 3 rolling stand 1~ # ΔV R (3) roll peripheral speed V R of the rolling stand 1 of 5 ~DerutaV Adjust R (5) all at once.
In S70, for the rolling stands 1 of # 3 to # 5, as shown below, the same steps as steps S30 to S60 for the # 2 rolling stand 1 are executed to correct the rolling speed (roll peripheral speed). To do.

#3圧延スタンド1について、その出側圧延速度Vに対応して、図4のような張力カーブから、圧延荷重Pを一定に保つために必要な入側張力σin (3)を求め、圧延スタンド1間の実測張力σin(ob)(3)との偏差Δσin (3)を算出する。そして、式(12)のΔσin (i)に、この張力偏差Δσin (3)を代入してロール周速VR (3)の補正量ΔVR (3)を算出する。このロール周速VR (3)の補正量ΔVR (3)から、先進率fs(3)を介して、圧延速度V(3)の補正量ΔV(3)を算出することができる。 For the # 3 rolling stand 1, the entry side tension σ in (3) required to keep the rolling load P constant is obtained from the tension curve as shown in FIG. A deviation Δσ in (3) from the actually measured tension σ in (ob) (3) between the stands 1 is calculated. Then, .DELTA..sigma in (i) of formula (12), calculates the correction amount [Delta] V R of the tension deviation .DELTA..sigma in (3) roll peripheral speed V R (3) by substituting (3). From the correction amount [Delta] V R of the roll peripheral speed V R (3) (3), via a forward slip fs (3), can be calculated correction amount of the rolling speed V (3) [Delta] V (3).

#3圧延スタンド1のロール周速VR (3)をΔVR (3)だけ調整することにより、同時にマスフロー一定の条件を満たすため、#4圧延スタンド1〜#5圧延スタンド1の圧延速度ΔV(4)〜ΔV(5)を一斉に式(14a)〜(15a)に示すように調整する。 By adjusting the roll peripheral speed V R (3) of the # 3 rolling stand 1 by ΔV R (3) and simultaneously satisfying the constant mass flow, the rolling speed ΔV of the # 4 rolling stand 1 to the # 5 rolling stand 1 is satisfied. (4) to ΔV (5) are adjusted all at once as shown in the formulas (14a) to (15a).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

実際には、圧延速度ΔV(4)〜ΔV(5)の調整は、先進率fs(3)〜fs(5)を介して得られたロール周速VRをΔVR (4)、ΔVR (5)を圧延スタンド1に適用する。
次に、#4圧延スタンド1について、その出側圧延速度V(4)に対応して、図4のような張力カーブから、圧延荷重Pを一定に保つために必要な入側張力σin (4)を求め、圧延スタンド113−14間の実測張力σin(ob)(4)との偏差Δσin (4)を算出する。そして、式(12)のΔσin (i)に、この張力偏差Δσin (4)を代入してロール周速VR (4)の補正量ΔVR (4)を算出する。このロール周速VR (4)の補正量ΔVR (4)から、先進率fs(4)を介して、圧延速度V(4)の補正量ΔV(4)を算出することができる。
Actually, the rolling speeds ΔV (4) to ΔV ( 5) are adjusted by changing the roll peripheral speed V R obtained through the advance rates fs (3) to fs (5) to ΔV R (4) and ΔV R. (5) is applied to the rolling stand 1.
Next, for the # 4 rolling stand 1, the entry side tension σ in ( necessary for keeping the rolling load P constant from the tension curve as shown in FIG. 4 corresponding to the exit side rolling speed V (4) . 4) is obtained, and the deviation Δσ in (4) from the actually measured tension σ in (ob) (4) between the rolling stands 113-14 is calculated. Then, .DELTA..sigma in (i) of formula (12), calculates the correction amount [Delta] V R of the tension deviation .DELTA..sigma in (4) roll peripheral speed V R (4) by substituting (4). From the correction amount [Delta] V R of the roll peripheral speed V R (4) (4), via a forward slip fs (4), it is possible to calculate the correction amount of the rolling speed V (4) [Delta] V (4).

#4圧延スタンド1のロール周速VR (4)をΔVR (4)だけ調整することにより、同時にマスフロー一定の条件を満たすため、#5圧延スタンド1の圧延速度V(5)を式(15b)に示すようにΔV(5)だけ調整する。 By adjusting the roll peripheral speed V R (4) of the # 4 rolling stand 1 by ΔV R (4) and simultaneously satisfying the constant mass flow, the rolling speed V (5) of the # 5 rolling stand 1 is expressed by the formula ( Adjust by ΔV (5) as shown in 15b).

Figure 2011088173
Figure 2011088173

実際には、上記圧延速度の調整ΔV(5)は、先進率fs(5)を介して得られたロール周速VRをΔVR (5)だけ調整する。
最後に、#5圧延スタンド1について、その出側圧延速度V(5)に対応して、図4の張力カーブから、圧延荷重Pを一定に保つために必要な入側張力σin (5)を求め、圧延スタンド1間の実測張力σin(ob)(5)との偏差Δσin (5)を算出する。そして、式(12)のΔσin (i)に、この張力偏差Δσin (5)を代入してロール周速VR (5)の補正量ΔVR (5)を算出・調整することができる。このロール周速VR (5)の補正量ΔVR (5)から、先進率fs(4)を介して、圧延速度V(5)の補正量ΔV(5)をを算出することができる。
Actually, the adjustment of the rolling speed ΔV (5) adjusts the roll peripheral speed V R obtained through the advance rate fs (5) by ΔV R (5) .
Finally, for the # 5 rolling stand 1, the entry side tension σ in (5) required to keep the rolling load P constant from the tension curve of FIG. 4 corresponding to the exit side rolling speed V (5) . And the deviation Δσ in (5) from the actually measured tension σ in (ob) (5) between the rolling stands 1 is calculated. The correction amount ΔV R (5) of the roll peripheral speed V R (5) can be calculated and adjusted by substituting the tension deviation Δσ in (5) for Δσ in (i) in the equation (12). . From the correction amount [Delta] V R of the roll peripheral speed V R (5) (5) , can be via a forward slip fs (4), calculates the correction amount of rolling speed V (5) ΔV (5) .

上記した各圧延スタンド1における圧延速度の下流側への調整は、張力制御装置30の所定のサンプリング周期毎に瞬時に実行される。
このようにして、減速過程で、マスフロー一定の条件を満たして、各圧延スタンド1の圧延荷重を一定に保つための張力制御を行うことができる。
図5には、複数台(5台)の圧延スタンド1からなる冷間タンデム圧延機2で、入側板厚が3mmの鋼鈑(軟鋼、引っ張り強度:20kg/mm2)を仕上げ板厚0.8mmに冷間圧延した際のシミュレーション結果(圧延荷重変化)を示している。
The above-described adjustment of the rolling speed to the downstream side in each rolling stand 1 is executed instantaneously for each predetermined sampling period of the tension control device 30.
In this way, it is possible to perform tension control for keeping the rolling load of each rolling stand 1 constant while satisfying the constant mass flow condition in the deceleration process.
FIG. 5 shows a cold tandem rolling mill 2 composed of a plurality of (5) rolling stands 1 and a steel sheet (soft steel, tensile strength: 20 kg / mm 2 ) with an inlet side thickness of 3 mm and a finished thickness of 0. The simulation result (rolling load change) at the time of cold rolling to 8 mm is shown.

この図から明らかなように、無制御状態では、張力一定条件で圧延速度の低下とともに圧延荷重の上昇が認められるが、本制御を適用することにより圧延荷重が一定に制御されることがわかる。
なお、上記の張力制御は、#1圧延スタンド1の入側圧延速度を基準としたが、#5圧延スタンド1(最終圧延スタンド)の圧延速度を基準として、上流側に圧延速度の補正を行って行くこともできる。とはいうものの、通常の冷間タンデム圧延機2のレイアウトでは、コイルの供給側リール(ペイオフリール)と#1圧延スタンド1間の距離が、#5圧延スタンド1と巻取りリール間の距離よりも長いため、上流側に位置する#1圧延スタンド1の圧延速度を基準とする方が合理的である。
As is apparent from this figure, in the uncontrolled state, a decrease in the rolling speed is observed with a constant tension condition, but an increase in the rolling load is recognized, but it can be seen that the rolling load is controlled to be constant by applying this control.
The tension control described above is based on the entry rolling speed of the # 1 rolling stand 1, but the rolling speed is corrected upstream on the basis of the rolling speed of the # 5 rolling stand 1 (final rolling stand). You can also go. However, in the layout of the normal cold tandem rolling mill 2, the distance between the coil supply reel (payoff reel) and the # 1 rolling stand 1 is larger than the distance between the # 5 rolling stand 1 and the take-up reel. Therefore, it is more reasonable to use the rolling speed of the # 1 rolling stand 1 positioned on the upstream side as a reference.

また、加速過程においても、図4に一例を示した張力カーブを用いて、減速過程の場合と同様にして、各圧延スタンド1の圧延荷重を一定に保つための張力制御を行うことができる。
以上、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In the acceleration process, tension control for keeping the rolling load of each rolling stand 1 constant can be performed using the tension curve shown in FIG. 4 as in the case of the deceleration process.
As mentioned above, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、発明を実施するための形態において、複数の圧延スタンドを備えた冷間タンデム圧延機を例示したが、本願発明は、単一の圧延スタンドからなる冷間圧延機にも採用可能である。   For example, in the embodiment for carrying out the invention, a cold tandem rolling mill provided with a plurality of rolling stands has been exemplified, but the present invention can be applied to a cold rolling mill composed of a single rolling stand.

1 圧延スタンド
2 冷間タンデム圧延機
3 圧延ロール
4 バックアップロール
5 圧下機構
6 荷重計
7 板厚計
8 板速計
9 張力計
30 張力制御装置
31 張力カーブ算出部
32 張力制御部
W 圧延材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rolling stand 2 Cold tandem rolling mill 3 Roll roll 4 Backup roll 5 Reduction mechanism 6 Load meter 7 Plate thickness meter 8 Plate speed meter 9 Tensile meter 30 Tension control device 31 Tension curve calculation part 32 Tension control part W Rolling material

Claims (4)

1又は複数の圧延スタンドを備えた冷間圧延機で圧延される圧延材の張力を制御する張力制御装置であって、
当該圧延制御装置は、 前記圧延スタンドの圧延ロールと圧延材との間の摩擦係数及び圧延材の変形抵抗が圧延速度に依存するとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出する張力カーブ算出部と、
前記張力カーブ算出部が算出した圧延速度とスタンド間張力との関係を基に、加減速時における圧延ロールの周速度を制御する張力制御部と、
を有することを特徴とする冷間圧延機の張力制御装置。
A tension control device for controlling the tension of a rolled material rolled by a cold rolling mill equipped with one or a plurality of rolling stands,
The rolling control device is a tension curve for calculating the relationship between the rolling speed and the tension between the stands, assuming that the friction coefficient between the rolling roll of the rolling stand and the rolling material depends on the rolling speed. A calculation unit;
Based on the relationship between the rolling speed calculated by the tension curve calculation unit and the tension between stands, a tension control unit that controls the peripheral speed of the rolling roll during acceleration and deceleration,
There is provided a tension control device for a cold rolling mill.
前記張力カーブ算出部は、摩擦係数及び変形抵抗が式(1),式(2)の如く圧延速度に依存すると共に、加減速時の圧延荷重が一定であるとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の冷間圧延機の張力制御装置。
Figure 2011088173
ここで、μ:摩擦係数、μ0:圧延速度の増大とともに漸近する摩擦係数の漸近値、
μ1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との摩擦係数の差、
k:変形抵抗、k0:圧延速度の増大とともに漸近する変形抵抗の漸近値、
1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との変形抵抗の差、
V:圧延速度、a,b:速度依存係数
The tension curve calculation unit assumes that the friction coefficient and deformation resistance depend on the rolling speed as in the formulas (1) and (2), and that the rolling load at the time of acceleration / deceleration is constant. The tension control device for a cold rolling mill according to claim 1, wherein the tension control device is configured to calculate a relationship between the intermediate tensions.
Figure 2011088173
Where μ: friction coefficient, μ 0 : asymptotic value of the friction coefficient asymptotically increasing with increasing rolling speed,
μ 1 : Difference in friction coefficient between when the rolling speed is sufficiently high and zero,
k: deformation resistance, k 0 : asymptotic value of deformation resistance asymptotically increasing with increasing rolling speed,
k 1 : difference in deformation resistance when the rolling speed is sufficiently high and zero,
V: rolling speed, a, b: speed dependence coefficient
1又は複数の圧延スタンドを備えた冷間圧延機で圧延される圧延材の張力を制御する方法であって、
前記圧延スタンドの圧延ロールと圧延材との間の摩擦係数及び圧延材の変形抵抗が圧延速度に依存するとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出し、
算出された圧延速度とスタンド間張力との関係を基に、前記圧延ロールの周速度を制御することを特徴とする冷間圧延機の張力制御方法。
A method for controlling the tension of a rolled material rolled by a cold rolling mill provided with one or more rolling stands,
The friction coefficient between the rolling roll and the rolled material of the rolling stand and the deformation resistance of the rolled material depend on the rolling speed, and then calculate the relationship between the rolling speed and the tension between the stands,
A tension control method for a cold rolling mill, wherein the peripheral speed of the rolling roll is controlled based on the calculated relationship between the rolling speed and the tension between stands.
前記摩擦係数及び圧延材の変形抵抗が式(1),式(2)の如く圧延速度に依存すると共に、加減速時の圧延荷重が一定であるとした上で、圧延速度とスタンド間張力の関係を算出することを特徴とする請求項3に記載の冷間圧延機の張力制御方法。
Figure 2011088173
ここで、μ:摩擦係数、μ0:圧延速度の増大とともに漸近する摩擦係数の漸近値、
μ1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との摩擦係数の差、
k:変形抵抗、k0:圧延速度の増大とともに漸近する変形抵抗の漸近値、
1:圧延速度が十分大きい場合とゼロの場合との変形抵抗の差、
V:圧延速度、a,b:速度依存係数
The friction coefficient and the deformation resistance of the rolled material depend on the rolling speed as shown in equations (1) and (2), and the rolling load during acceleration / deceleration is assumed to be constant. The tension control method for a cold rolling mill according to claim 3, wherein the relationship is calculated.
Figure 2011088173
Where μ: friction coefficient, μ 0 : asymptotic value of the friction coefficient asymptotically increasing with increasing rolling speed,
μ 1 : Difference in friction coefficient between when the rolling speed is sufficiently high and zero,
k: deformation resistance, k 0 : asymptotic value of deformation resistance asymptotically increasing with increasing rolling speed,
k 1 : difference in deformation resistance when the rolling speed is sufficiently high and zero,
V: rolling speed, a, b: speed dependence coefficient
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