JP2012236203A - 熱間圧延機の張力制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の圧延スタンド101を備え,スタンド間にルーパ11を備えた熱間圧延機を制御対象10とし、熱間圧延機を通過する鋼板103の張力を所望の値に制御する熱間圧延機の張力制御装置15において、張力指令値を格納する張力指令格納手段151と、鋼板の温度を計測する温度計13からの検出温度を取り込み、鋼板の目標温度と検出温度の偏差にしたがって張力指令値を補正する張力指令補正手段1101と、補正された張力指令値と検出した張力値の偏差に応じて熱間圧延機を調整する張力制御手段15を備えた熱間圧延機の張力制御装置。
【選択図】図1
Description
[数1]
Vs=K1(1+1/T1S)ΔTf (1)
その後サクセシブと呼ばれる速度同調処理を行う。すなわち下流スタンド101Bでワークロールギャップやワークロール速度が変化したとき、対応した速度変化量ΔV2を上流スタンド101Fで補償する処理である。補償すべき速度変化量ΔV2は、例えば(2)式で求められる。ただし(2)式において、bは下流スタンド101Bの後進率、fは上流スタンド101Fの先進率、ΔV1は下流スタンドの速度変化量である。
[数2]
ΔV2=(1−b)/(1+f)ΔV1 (2)
速度制御手段154はVs+ΔV2からドライブ装置109を駆動する電流指令(トルク指令)C1を算出する。C1は例えば(3)式により算出する。(3)式は、速度制御手段154を比例積分制御で実現した例であり、K2は比例ゲイン、T2は積分時間、C1nはC1の現在値、Vは速度の実績値である。なお、ΔVはΔV=Vs+ΔV2−Vとして求められる。
[数3]
C1=C1n+K2(1+1/T2S)ΔV (3)
図3に負荷トルク推定手段155が実行する処理を示す。負荷トルク推定手段155はステップS31で、実績収集手段16から前方張力Tf、後方張力Tb、圧延荷重Pを取り込む。ステップS32では以下により、ドライブ装置109の総トルクのうち、負荷トルクに相当する値E1を推定する。
[数4]
E1=(R/R1)∫Pxdx+(R/2)(Tb−Tf) (4)
負荷トルク推定手段155は(4)式を計算することで負荷トルクE1を推定する。最終的にドライブ装置109にはE1とC1を加算した値が電流指令idとして出力される。
[数5]
C2=K3(1+1/T3S)Δθ (5)
図6にルーパ支持トルク推定手段158の処理を示す。ルーパ支持トルク推定手段158は、ステップS61で実績収集手段16から前方張力Tf、ルーパ高さθを取り込む。ステップS62では以下により、ルーパ駆動装置108の総トルクのうち、ルーパを支持するための負荷トルクに相当する値E2を推定する。
このときルーパ支持トルクE2は(6)式で算出できることが知られている。但し、ここでDはルーパの角度変化に対する速度摩擦係数である。
[数6]
E2=K1(θ)Tf+K2(θ)+K3(θ)+D(dθ/dt) (6)
また(6)式中の係数K1(θ)は、板厚hと板幅bを用いて、(7)式で表現できる。
[数7]
K1(θ)=2hbLa・conθsinβ (7)
また(6)式中の係数K2(θ)は、鋼板103の比重ρを用いて、(8)式で表現できる。
[数8]
K2(θ)=2ρhbg・(l/conβ)La・cosθ (8)
さらに、(6)式中の係数K3(θ)は、 (9)式で表現できる。
[数9]
K3(θ)=Wlgrl・cosθ (9)
ここでWlはルーパアーム112の重さ、gは重力加速度、rlはルーパアーム112の支点から重心位置までの距離である。
[数10]
ΔFDT=Mfs−Mf (10)
次に、ステップS83で(11)式により張力指令の補正値ΔTf1を算出して、出力する。但し、(11)式でKt1は比例ゲインである。
[数11]
ΔTf1=Kt1・ΔFDT (11)
このようにして比例演算処理により求められた張力指令の補正値ΔTf1は、熱間圧延機出側温度の実績値が目標値に対して大きな値であるほど大きな値となり、逆に小さな値であるほど、小さな値となる。
[数12]
ΔFET=Mbs−Mb (12)
また、ステップS103で(13)式により張力指令の補正値ΔTf1を算出して、出力する。ここで Kt2は比例ゲインである。
[数13]
ΔTf1=Kt2・ΔFET (13)
このようにして比例演算処理により求められた張力指令の補正値ΔTf1は、熱間圧延機入側温度の実績値Mbが目標値Mbsに対して大きな値であるほど大きな値となり、逆に小さな値であるほど、小さな値となる。
[数14]
ΔFET=Mbs−Mb (14)
さらにステップS104で熱間圧延機出側温度計13から熱間圧延機出側温度の実績値Mfを取り込み、両者の差分ΔFDTを(15)式により算出する。ΔFDTは温度の実績値が高いとき、正の値となる。
[数15]
ΔFDT=Mfs−Mf (15)
ステップS105で(16)式により張力指令の補正値ΔTf1を算出して、出力する。ここで Kt3、Kt4は比例ゲインである。
[数16]
ΔTf1=Kt3・ΔFDT +Kt4・ΔFET (16)
また、図11に示すように、張力指令補正手段1101が出力した張力指令の補正値ΔTf1は、張力指令格納手段151から出力された張力指令Tfsから減じられ、(Tfs‐ΔTf1)が新たな張力指令値となる。
101:スタンド
103:鋼板
108:ルーパ駆動装置
109:ドライブ装置
11:ルーパ
111:ルーパシリンダ
112:ルーパアーム
113:張力計
114:高さ計
13:熱間圧延機出側温度計
15:張力制御装置
151:張力指令格納手段
152:張力制御手段
153:速度同調手段
155:負荷トルク推定手段
156:ルーパ高さ指令生成手段
157:ルーパ高さ制御手段
158:ルーパ支持トルク推定手段
170:熱間圧延機出側温度目標値
171:張力指令補正手段
901:張力指令補正手段
902:熱間圧延機入側温度計
903:熱間圧延機入側温度目標値
1101:張力指令補正手段
Claims (11)
- 複数の圧延スタンドを備え、隣接する圧延スタンドを1組として少なくとも2組以上に適用される熱間圧延機の張力制御装置であって、各組の圧延スタンドは上流側圧延スタンドと下流側の圧延スタンドとの間にルーパを備え、圧延スタンド間の鋼板の張力を所望の値に制御する熱間圧延機の張力制御装置において、
前記各組の圧延スタンドは、張力指令値を格納する張力指令格納手段と、前記鋼板の温度を計測する温度計からの検出温度を取り込み、鋼板の目標温度と検出温度の偏差にしたがって前記張力指令値を補正する張力指令補正手段と、補正された張力指令値と検出した張力値の偏差に応じて前記各組の圧延スタンドを調整する張力制御手段により制御されることを特徴とする熱間圧延機の張力制御装置。 - 請求項1記載の熱間圧延機の張力制御装置において、
鋼板の検出温度がその目標温度より高くなるとき弱め張力制御を行い、鋼板の検出温度がその目標温度より低下するとき強め張力制御を行うことを特徴とする熱間圧延機の張力制御装置。 - 請求項1または請求項2記載の熱間圧延機の張力制御装置において、
熱間圧延機の出側に備えられた熱間圧延機出側温度計の検出温度を取り込み,熱間圧延機出側の目標温度と該検出温度の偏差にしたがって前記張力指令値を補正する張力指令補正手段を備えたことを特徴とする熱間圧延機の張力制御装置。 - 請求項1または請求項2記載の熱間圧延機の張力制御装置において、
熱間圧延機の入側に備えられた熱間圧延機入側温度計の検出温度を取り込み,熱間圧延機入側の目標温度と該検出温度の偏差にしたがって前記張力指令値を補正する張力指令補正手段を備えたことを特徴とする熱間圧延機の張力制御装置。 - 請求項1または請求項2記載の熱間圧延機の張力制御装置において、
熱間圧延機の入側に備えられた熱間圧延機入側温度計から検出した第1の検出温度と前記熱間圧延機の出側に備えられた熱間圧延機出側温度計から検出した第2の検出温度を取り込み,熱間圧延機入側の目標温度と第1の検出温度の偏差を第1の温度偏差として算出するとともに熱間圧延機出側の目標温度と該第2の検出温度の偏差を第2の温度偏差として算出し,前記張力指令補正手段は第1の温度偏差と第2の温度偏差の和により補正信号を得ることを特徴とする熱間圧延機の張力制御装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の熱間圧延機の張力制御装置において、
複数の圧延スタンドについて、上流側の圧延スタンドの組に対する張力指令補正手段の制御ゲインを、下流側の圧延スタンドの組に対する張力指令補正手段の制御ゲインに対して大きく設定することを特徴とする熱間圧延機の張力制御装置。 - 複数の圧延スタンドを備え、隣接する圧延スタンドを1組として少なくとも2組以上に適用され、各組の圧延スタンドは上流側の圧延スタンドと下流側の圧延スタンドとの間にルーパを備え、圧延スタンドを通過する鋼板の張力を所望の値に制御する熱間圧延機の張力制御方法において、
前記鋼板の温度を検出し、該圧延スタンド間では,鋼板の検出温度がその目標温度より高くなるとき弱め張力制御を行い、鋼板の検出温度がその目標温度より低下するとき強め張力制御を行うことを特徴とする熱間圧延機の張力制御方法。 - 請求項7記載の熱間圧延機の張力制御方法において、
前記鋼板の温度は、熱間圧延機の下流側の温度とされることを特徴とする熱間圧延機の張力制御方法。 - 請求項7記載の熱間圧延機の張力制御方法において、
前記鋼板の温度は、熱間圧延機の上流側の温度とされることを特徴とする熱間圧延機の張力制御方法。 - 請求項7記載の熱間圧延機の張力制御方法において、
前記鋼板の温度は、熱間圧延機の入側の温度と、出側の温度であり、それぞれの目標温度からの温度偏差の和にしたがって弱め張力制御もしくは強め張力制御が行われることを特徴とする熱間圧延機の張力制御方法。 - 複数の圧延スタンドを備え、隣接する圧延スタンドを1組として少なくとも2組以上に適用され、各組の圧延スタンドは上流側の圧延スタンドと下流側の圧延スタンドとの間にルーパを備え、圧延スタンドを通過する鋼板の張力を所望の値に制御する熱間圧延機の張力制御方法において、
前記鋼板の温度を検出し、目標温度からの温度偏差について、検出温度がその目標温度より高くなるとき弱め張力制御を行い、検出温度がその目標温度より低下するとき強め張力制御を行うとともに、
上流側の組の圧延スタンドに対する前記温度偏差に対する制御ゲインを、下流側の組の圧延スタンド間に対する前記温度偏差に対する制御ゲインに対して大きく設定することを特徴とする熱間圧延機の張力制御方法。
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