JP2016074008A - Control device and control method for tandem rolling mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板の高品質化に好適なタンデム圧延ミルの制御装置および制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a tandem rolling mill suitable for improving the quality of a steel sheet.
従来、鋼板の熱間タンデム圧延制御では、圧延に先立って被圧延鋼板の圧延状態を予測し、圧下位置(上下のワークロールの隙間に相当)やロール速度を決定し、鋼板先端を制御し、その後、検出器から得られる板厚や圧延スタンド間の鋼板張力を用いて、圧下位置やロール速度を適切な値に徐々に修正する、という方法が一般的である。この制御方法では、鋼板の先端板厚を目標値に精度良く制御し、先端が仕上げミルの各圧延スタンドに噛み込まれて行くときの圧延を安定化するために、各圧延スタンドの圧下位置およびロール速度の指令値を予測計算によって適切な値に決める必要がある。その場合、最終段の圧延スタンド出側で目標の板厚を得るためにとりわけ重要なのは圧下位置であり、その圧下位置を適切に決定するためには、圧延荷重の予測精度を高める必要がある。 Conventionally, in hot tandem rolling control of a steel sheet, the rolling state of the rolled steel sheet is predicted prior to rolling, the rolling position (corresponding to the gap between the upper and lower work rolls) and the roll speed are determined, and the steel sheet tip is controlled, Thereafter, the method of gradually correcting the reduction position and roll speed to appropriate values using the plate thickness obtained from the detector and the steel plate tension between the rolling stands is generally used. In this control method, in order to accurately control the thickness of the tip of the steel plate to the target value and stabilize rolling when the tip is caught in each rolling stand of the finishing mill, the rolling position of each rolling stand and It is necessary to determine the roll speed command value to an appropriate value by predictive calculation. In that case, in order to obtain the target plate thickness on the exit side of the rolling stand in the final stage, the reduction position is particularly important. In order to appropriately determine the reduction position, it is necessary to improve the prediction accuracy of the rolling load.
圧延荷重の推定精度を向上するための圧延制御方法については、例えば、特許文献1〜3に開示されている。
特許文献1には、圧延荷重実績値Pactと、圧延実績値を圧延荷重モデルPに代入して求めた圧延荷重モデル計算値Pcalとに基づいて決定される学習係数を、圧延材固有の誤差を学習する成分の第1学習係数Zpkと、圧延機の経時変化による誤差を学習する成分の第2学習係数Zpmとに分離するともに、これら両成分をそれぞれ個別に学習する圧延制御方法の例が開示されている。
The rolling control method for improving the estimation accuracy of the rolling load is disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 3.
In Patent Document 1, a learning coefficient determined based on a rolling load actual value Pact and a rolling load model calculated value Pcal obtained by substituting the rolling actual value into the rolling load model P is used as an error inherent to the rolling material. An example of a rolling control method is disclosed in which the first learning coefficient Zpk of the component to be learned and the second learning coefficient Zpm of the component to learn the error due to the change of the rolling mill with time are separately learned, and both these components are individually learned. Has been.
また、特許文献2には、圧延実績をもとに被圧延材の変形抵抗の推定誤差を学習する処理に加え、圧延ロールと被圧延材との摩擦現象に関する圧延実績をもとに摩擦係数の推定誤差を学習する処理を実行することにより、変形抵抗および摩擦係数の予測精度を向上させ、圧延荷重の予測精度を高めた圧延荷重推定モデルの例が開示されている。
Further, in
以上2つの例は、各圧延スタンドの圧延荷重の推定に学習の概念を導入したことを特徴とするものであるが、特許文献3には、複数の圧延スタンド間の圧延荷重の関係に注目し、圧延荷重の予測精度を高める方法が開示されている。すなわち、特許文献3には、各圧延スタンドにおける圧延荷重実績値と、圧延条件実績値を代入して求められる圧延荷重モデル計算値と、に基づいて算出される各圧延スタンドにおける圧延荷重の誤差を用いて、前段圧延スタンドから後段圧延スタンドへの誤差の変化をモデル化し、さらに、そのモデルを用いて圧延スタンド間の圧延荷重予測誤差変動を抑制する圧延制御方法の例が開示されている。
The above two examples are characterized by introducing the concept of learning into the estimation of the rolling load of each rolling stand.
しかしながら、前記の特許文献1〜3に開示されている圧延制御方法には、次のような問題が存在する。
例えば、特許文献1に開示された圧延荷重推定モデルは、圧延荷重の推定誤差(圧延荷重実績値Pactと圧延荷重モデル計算値Pcalとの差)を、被圧延材固有の誤差成分(第1学習係数Zpkを用いて予測される誤差)と圧延機の経時変化に基づく誤差成分(第2学習係数Zpmを用いて予測される誤差)とに分離して推定するものであるが、そもそも誤差要因の分離は困難である。
However, the rolling control methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 have the following problems.
For example, in the rolling load estimation model disclosed in Patent Document 1, a rolling load estimation error (a difference between the rolling load actual value Pact and the rolling load model calculation value Pcal) is converted into an error component (first learning) inherent to the material to be rolled. The error is estimated separately using the coefficient Zpk) and the error component based on the change over time of the rolling mill (the error predicted using the second learning coefficient Zpm). Separation is difficult.
特許文献1によれば、圧延機の経時変化の傾きが小さいがゆえに誤差要因の分離が可能とされている。しかしながら、例えば、連続して圧延される被圧延材の板厚や板幅の変化が小さい場合には、圧延荷重の推定誤差も大きくは変化しない。そのため、生じた被圧延材固有の誤差を誤って圧延機の経時変化による誤差として分離される場合があった。そのため、圧延荷重予測モデルにおける第1学習係数Zpkおよび第2学習係数Zpmが不適切に学習され、圧延荷重の推定精度が低下する問題が生じていた。 According to Patent Document 1, it is possible to separate error factors because of the small inclination of the rolling mill with time. However, for example, when the change in the thickness or width of the material to be rolled that is continuously rolled is small, the estimation error of the rolling load does not change greatly. For this reason, the error inherent to the material to be rolled may be erroneously separated as an error due to aging of the rolling mill. Therefore, the first learning coefficient Zpk and the second learning coefficient Zpm in the rolling load prediction model are improperly learned, resulting in a problem that the estimation accuracy of the rolling load is lowered.
また、特許文献2に開示された方法においても、例えば、圧延荷重の増大が、変形抵抗が増大したことによるものか、摩擦が増大したことによるものかを区別するのは、実際上困難である。従って、特許文献1の場合と同様に、圧延荷重予測モデルで用いられている変形抵抗および摩擦係数が不適切に学習され、圧延荷重の推定精度が低下する問題が生じていた。
In the method disclosed in
また、特許文献1,2に開示された圧延荷重予測モデルの特徴は、その予測に用いられる学習が、各圧延スタンドで得られたそれぞれの荷重実績に基づいて、各圧延スタンドで独立に行われることにある。そのため、特定の圧延スタンドでの学習値が大きくなり、その反動で隣接した圧延スタンドでの学習係数が小さくなり、両者で学習値が大きく相違するような場合があった。その結果、各圧延スタンドにおける圧延荷重が大きく補正されたり小さく補正されたりするので、とくに隣接する圧延スタンド間での荷重バランスが崩れるという問題が生じていた。隣接する圧延スタンド間での荷重バランスが崩れると、圧延スタンド間張力に張りや緩みのアンバランスが生じ、圧延が不安定になるという問題があった。
Moreover, the feature of the rolling load prediction model disclosed in
特許文献3に開示された技術では、各圧延スタンドの圧延荷重の誤差に基づき圧延荷重誤差変化モデルが構築され、そのモデルに従って各圧延スタンドの学習値が算出される。その結果、特定のスタンドの学習値が他のスタンドと比べて大きく相違することはなくなるので、圧延スタンド間での荷重バランスを維持することができる。一方、圧延荷重誤差変化モデルを構築する処理が必要になるため、計算量が増大するという問題があった。
In the technique disclosed in
また、一般に、タンデム圧延ミルでは、上流の圧延スタンドから下流の圧延スタンドに進むにつれ、圧延荷重予測誤差の特性が複雑に変化する場合がある。例えば、予測荷重と実績荷重とを比較したとき、上流および下流の圧延スタンドでは実績荷重の方が大きく、その中間の圧延スタンドでは予測荷重の方が大きいような場合がある。すなわち、予測誤差が圧延スタンドの上流および下流側で、例えば、プラス側に偏り、中間部でマイナス側に偏るような場合がある。 In general, in a tandem rolling mill, the characteristics of the rolling load prediction error may change in a complicated manner as the process proceeds from the upstream rolling stand to the downstream rolling stand. For example, when the predicted load and the actual load are compared, the actual load may be larger in the upstream and downstream rolling stands, and the predicted load may be larger in the intermediate rolling stand. That is, the prediction error may be biased toward the plus side upstream and downstream of the rolling stand, for example, and toward the minus side at the intermediate portion.
これに対して、特許文献3に開示された圧延荷重誤差変化モデルは、線形近似であるため、このような非線形的な圧延荷重予測誤差の特性に対応することができない。そこで、非線形に対応可能なモデルを導入すると、そのモデルが複雑になるとともに、計算量がさらに増大するという問題が生じる。加えて、圧延荷重の予測結果が前記モデルの複雑さに応じてばらつくという問題もあった。
On the other hand, since the rolling load error change model disclosed in
本発明は、以上の従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の圧延スタンド間での圧延荷重のバランス維持を簡単な処理で実現することが可能なタンデム圧延ミルの制御装置および制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and the object thereof is tandem rolling capable of maintaining the balance of rolling load among a plurality of rolling stands by a simple process. It is providing the control apparatus and control method of a mill.
前記本発明の目的を達成するために、本発明に係るタンデム圧延ミルの制御装置は、複数の圧延スタンドで鋼板を連続的に圧延するタンデム圧延ミルの制御装置であって、前記鋼板が圧延されたときに前記複数の圧延スタンドの各圧延スタンドで取得された圧延実績値を用いて、前記各圧延スタンドでの圧延荷重を推定するとともに、前記推定した各圧延スタンドでの圧延荷重と、当該圧延で得られる各圧延スタンドでの圧延荷重実績値とに基づいて、前記各圧延スタンドでの荷重予測誤差を算出する荷重予測誤差算出部と、前記荷重予測誤差算出部によって算出された前記各延圧延スタンドでの荷重予測誤差と前記各圧延スタンドに隣接する圧延スタンドでの荷重予測誤差の相違の度合いを表す荷重バランス維持値を、前記各圧延スタンドついて算出する荷重バランス維持値算出部と、前記荷重予測誤差算出部で算出された各圧延スタンドでの荷重予測誤差と前記荷重バランス維持値算出部で算出された各圧延スタンドでの荷重バランス維持値とから、前記各圧延スタンドでの荷重補正値を算出する荷重補正値算出部と、次に圧延される鋼板について、前記各圧延スタンドでの圧延荷重を推定するとともに、前記推定した各圧延スタンドでの圧延荷重を、前記荷重補正値算出部で算出した各圧延スタンドでの荷重補正値で補正し、前記補正した圧延荷重を用いて前記各圧延スタンドに設定する圧下位置を算出する制御指令セットアップ部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the object of the present invention, a control device for a tandem rolling mill according to the present invention is a control device for a tandem rolling mill for continuously rolling a steel plate with a plurality of rolling stands, and the steel plate is rolled. The rolling load value obtained at each rolling stand of the plurality of rolling stands and estimating the rolling load at each rolling stand, and the estimated rolling load at each rolling stand, and the rolling Based on the actual rolling load value at each rolling stand obtained in (1), a load prediction error calculation unit for calculating a load prediction error at each rolling stand, and each of the rolled rollings calculated by the load prediction error calculation unit A load balance maintenance value representing a degree of difference between a load prediction error at a stand and a load prediction error at a rolling stand adjacent to each of the rolling stands is expressed as each rolling stand. The load balance maintenance value calculation unit to calculate the load balance, the load prediction error at each rolling stand calculated by the load prediction error calculation unit, and the load balance maintenance value at each rolling stand calculated by the load balance maintenance value calculation unit From the load correction value calculation unit for calculating the load correction value at each rolling stand, and the steel sheet to be rolled next, the rolling load at each rolling stand is estimated, and at each estimated rolling stand A control command set-up unit that corrects the rolling load of the rolling stand with the load correction value at each rolling stand calculated by the load correction value calculating unit, and calculates the reduction position to be set at each rolling stand using the corrected rolling load. And.
本発明によれば、複数の圧延スタンド間での圧延荷重のバランス維持を簡単な処理で実現することが可能なタンデム圧延ミル制御装置およびその制御方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the tandem rolling mill control apparatus which can implement | achieve the balance maintenance of the rolling load between several rolling stands by a simple process, and its control method are provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るタンデム圧延ミル制御装置10および制御対象50の構成の例を示した図である。図1に示すように、タンデム圧延ミル制御装置10は、その制御対象50から種々の状態を表す信号を取得し、制御対象50に対し種々の制御信号を出力する。なお、図1では、各ブロック間をつなぐ信号は、信号の種類や数にかかわらず1本の矢印で表わされている。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a tandem rolling mill control device 10 and a control object 50 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the tandem rolling mill control device 10 acquires signals representing various states from the control target 50 and outputs various control signals to the control target 50. In FIG. 1, a signal connecting the blocks is represented by a single arrow regardless of the type or number of signals.
まず、図1を参照しながら、制御対象50の構成ついて説明する。本実施形態では、制御対象50は、仕上げミル60を備えた熱間タンデム圧延ミルである。仕上げミル60は、複数の圧延スタンド61によって構成され、前工程の粗圧延機(図示省略)で圧延された、例えば、厚さ30mm程度の粗材65を圧延し、薄厚の鋼板63を生産する。
First, the configuration of the controlled object 50 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the controlled object 50 is a hot tandem rolling mill provided with a finishing mill 60. The finishing mill 60 includes a plurality of rolling stands 61, and rolls a
図1の例では、仕上げミル60は、圧延スタンド61が7つ連続して配置された構成となっており、鋼板63(粗材65)は、左から右へ移動させられつつ、圧延されるものとしている。具体的には、鋼板63(粗材65)は、各圧延スタンド61(F1〜F7)での圧延によって、順次薄く加工され、圧延スタンド61(F7)の出側から1mm〜15mm程度の鋼板63として払い出される。 In the example of FIG. 1, the finishing mill 60 has a configuration in which seven rolling stands 61 are continuously arranged, and the steel plate 63 (coarse material 65) is rolled while being moved from left to right. It is supposed to be. Specifically, the steel plate 63 (coarse material 65) is successively thinned by rolling at each rolling stand 61 (F 1 to F 7 ), and is about 1 mm to 15 mm from the exit side of the rolling stand 61 (F 7 ). The steel plate 63 is paid out.
なお、仕上げミル60において、粗材65および鋼板63を直接圧延するのは、各圧延スタンド61のワークロール62である。なお、粗材65は、粗バー、インカミングバー、トランスファーバーなどの名称で呼ばれることもある。また、本明細書でロール速度とは、ワークロール62の周速を意味するものとする。
In the finishing mill 60, it is the work roll 62 of each rolling stand 61 that directly rolls the
さらに、仕上げミル60の最終段の圧延スタンド61(F7)の出側には、鋼板63の板厚、板幅、温度などを測定するマルチゲージ64が配設されている。また、図1では図示が省略されているが、実際には、粗材65および鋼板63の状態を把握するための検出器として、粗材65や鋼板63の温度を計測する温度計、鋼板63の平坦度を計測する形状計、粗材65の先尾端形状イメージを測定するクロッププロファイル計、鋼板63の表面傷を検知する表面疵計など、種々の検出器が必要に応じて各所に配備されている。
Further, a multigauge 64 for measuring the thickness, width, temperature, etc. of the steel plate 63 is disposed on the exit side of the final rolling stand 61 (F 7 ) of the finishing mill 60. Although not shown in FIG. 1, actually, as a detector for grasping the state of the
続いて、タンデム圧延ミル制御装置10の構成について説明する。図1に示すように、タンデム圧延ミル制御装置10は、制御指令セットアップ部11、圧延実績収集部12、中間板厚算出部13、荷重予測誤差算出部14、荷重バランス維持値算出部、15、荷重補正値算出部16、圧下位置制御部17、ロール速度制御部18、ドラフトスケジュール記憶部21、速度パターン記憶部22、荷重補正値記憶部23などを含んで構成される。
Then, the structure of the tandem rolling mill control apparatus 10 is demonstrated. As shown in FIG. 1, the tandem rolling mill control device 10 includes a control
制御指令セットアップ部11は、上位コンピュータ40から送信される、これから圧延される鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅など圧延に必要な情報を受信する。そして、その受信した情報に応じて、ドラフトスケジュール記憶部21および速度パターン記憶部22から得られる情報などを用いて、各圧延スタンド61の圧延荷重、圧下位置(ロールギャップ)、ロール速度などを計算する。詳細は後記するが、この圧延荷重の計算では、荷重補正値算出部16で算出される荷重補正値が考慮される。
The control
制御指令セットアップ部11は、さらに、各圧延スタンド61の圧延荷重、圧下位置、ロール速度などの計算結果を、圧下位置およびロール速度の制御指令として圧下位置制御部17およびロール速度制御部18それぞれに出力する。そして、圧下位置制御部17は、この制御指令に基づいて、圧延荷重および圧下位置を制御する制御値を各圧延スタンド61に出力する。同様に、ロール速度制御部18は、ロール速度指令に基づいて、ロール速度を制御する制御値を各圧延スタンド61に出力する。
Further, the control
圧延実績収集部12は、マルチゲージ64などを介して検出される鋼板63の圧延実績値や、圧下位置制御部17やロール速度制御部18などから制御対象50に出力された制御指令値(圧延荷重、圧下位置、ロール速度など)を収集する。
The rolling
中間板厚算出部13は、圧延実績収集部12が収集したデータを用いて、各圧延スタンド61間における鋼板63の中間板厚を推定する。また、荷重予測誤差算出部14は、中間板厚算出部13で推定された中間板厚を用いて、各圧延スタンド61の圧延荷重を予測し、実績荷重との偏差(以下、荷重予測誤差という)を計算する。
The intermediate plate
また、荷重バランス維持値算出部15は、荷重予測誤差算出部14で算出された荷重予測誤差のうち、注目する圧延スタンド61の荷重予測誤差と、それに隣接する圧延スタンド61の荷重予測誤差と、荷重バランス比率記憶部23から取得した比率(図8などでいう荷重バランス比率)と、を用いて各圧延スタンド61間の荷重バランスを維持するための荷重バランス維持値を算出する。
Moreover, the load balance maintenance
また、荷重補正値算出部16は、荷重予測誤差算出部14により算出された荷重予測誤差と、荷重バランス維持値算出部15により算出された荷重バランス維持値と、荷重補正実績値記憶部24に記憶されている過去の圧延で計算された荷重補正値と、を用いて制御指令セットアップ部11に出力すべき荷重補正値を計算する。
Further, the load correction
以上のような構成を有するタンデム圧延ミル制御装置10は、具体的なハードウエアとしては、演算処理装置と記憶装置とを備えたコンピュータやワークステーションによって実現される。そして、図1で示した制御指令セットアップ部11、圧延実績収集部12、中間板厚算出部13、荷重予測誤差算出部14、荷重バランス維持値算出部15、荷重補正値算出部16、圧下位置制御部17、ロール速度制御部18など各部の機能は、マイクロプロセッサなどからなる前記演算処理装置が、半導体メモリやハードディスク装置などからなる前記記憶装置に格納されている所定のプログラムを実行することによって実現される。また、ドラフトスケジュール記憶部21、速度パターン記憶部22、荷重バランス比率記憶部23、荷重補正実績値記憶部24などの記憶部は、前記記憶装置の一部に割り当てられた領域に所定データが記憶されることによって実現される。
The tandem rolling mill control device 10 having the above configuration is realized as a specific hardware by a computer or a workstation including an arithmetic processing device and a storage device. Then, the control
以下、タンデム圧延ミル制御装置10を構成する各部の動作について、順次、詳細に説明するが、まず、図2〜図4を参照して、制御指令セットアップ部11の動作について説明する。ここで、図2は、制御指令セットアップ部11が実行する処理の処理フローの例を示した図である。また、図3は、ドラフトスケジュール記憶部21に記憶されるドラフトスケジュールテーブル211の構成の例を示した図、図4は、速度パターン記憶部22に記憶される速度パターンテーブル221の構成の例を示した図である。
Hereinafter, the operation of each part constituting the tandem rolling mill control device 10 will be described in detail sequentially. First, the operation of the control
鋼板63が仕上げミル60(図1参照)で圧延されるとき、鋼板63の先端部から所望の板厚を得るためには、各圧延スタンド61における圧延荷重やワークロール62の圧下位置は適切であることが求められる。また、鋼板63が下流の圧延スタンド61に噛み込まれるときの挙動を安定化するためには、各圧延スタンド61のロール速度を、鋼板63のマスフロー(板厚と板速の積)に乱れのないバランスのとれたものにすることが必要である。 When the steel plate 63 is rolled by the finishing mill 60 (see FIG. 1), in order to obtain a desired plate thickness from the tip of the steel plate 63, the rolling load in each rolling stand 61 and the reduction position of the work roll 62 are appropriate. It is required to be. Further, in order to stabilize the behavior when the steel plate 63 is caught in the downstream rolling stand 61, the roll speed of each rolling stand 61 is disturbed by the mass flow (product of the plate thickness and the plate speed) of the steel plate 63. There is no need to be balanced.
そこで、制御指令セットアップ部11は、上位コンピュータ40から送信される、これから圧延される鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅などの情報を受信し、その鋼板63を目標通りに圧延するために必要な圧下位置やロール速度などの制御指令を算出する。
Therefore, the control
図2に示すように、制御指令セットアップ部11は、まず、ドラフトスケジュール記憶部21に記憶されているドラフトスケジュールテーブル211(図3参照)を参照して、上位コンピュータ40から送信された圧延対象の鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅に対応するドラフトスケジュールを取得し、各圧延スタンド61の圧下率を計算する(ステップS11)。
As shown in FIG. 2, the control
ここで、図3に示すように、ドラフトスケジュールテーブル211は、圧延される鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅などで層別されたドラフトスケジュールによって構成される。ドラフトスケジュールとは、各圧延スタンド61(F1〜F7)のそれぞれにおいて粗材65または鋼板63をどの程度圧延するかを表した情報、すなわち、圧下率(入側板厚に対する入側と出側の板厚差の比)をパーセントで表示した情報である。
Here, as shown in FIG. 3, the draft schedule table 211 is configured by a draft schedule stratified by the steel type, target plate thickness, target plate width, and the like of the steel plate 63 to be rolled. The draft schedule is information representing how much the
例えば、鋼種がSS400の厚さ35mmの粗材65を、目標板厚が2.5mm、目標板幅が900mmの鋼板63に圧延することを考える。この鋼板63は、図3のドラフトスケジュールテーブル211では、目標板厚が2.0〜3.0mm、目標板幅が1000mm以下に層別される。従って、板厚35mmの粗材65は、最上流の圧延スタンド61(F1)で、その40%に相当する14mmが圧延され、結果として、出側板厚21mmの鋼板63となる。同様にして、圧延スタンド61(F2)では、入側板厚21mmの鋼板63は、35%が圧延され、出側板厚13.65mmの鋼板63となる。
For example, suppose that a
なお、こうして得られる最終段の圧延スタンド61(F7)における出側板厚と目標板厚である2.5mmとの間には多少の偏差が生じるが、その偏差は、制御指令セットアップ部11が各圧延スタンド61の圧下率を、その圧下率に応じて補正することによって解消することができる。 Note that a slight deviation occurs between the exit side plate thickness and the target plate thickness of 2.5 mm in the final rolling stand 61 (F 7 ) thus obtained. The rolling reduction of each rolling stand 61 can be eliminated by correcting according to the rolling reduction.
再び、図2に示した処理フローの説明に戻る。制御指令セットアップ部11は、ステップS11の処理に引き続き、速度パターン記憶部22に記憶されている速度パターンテーブル221(図4参照)を参照して、圧延対象の鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅に対応する速度パターンを取得し、最終段の圧延スタンド61(F7)の出側での鋼板63の圧延速度(板速)を計算する(ステップS12)。
Returning to the description of the processing flow shown in FIG. The control
図4に示すように、速度パターンテーブル221は、圧延される鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅などで層別された速度パターンによって構成される。ここで、速度パターンとは、最終段の圧延スタンド61(F7)から圧延対象の鋼板63が払い出されるときの速度(板速)情報であり、例えば、初期速度、第1加速度、第2加速度、定常速度、減速度および終期速度により構成される情報をいう。 As shown in FIG. 4, the speed pattern table 221 is configured by speed patterns stratified by the steel type, target plate thickness, target plate width, and the like of the steel plate 63 to be rolled. Here, the speed pattern is speed (plate speed) information when the steel plate 63 to be rolled is paid out from the rolling stand 61 (F 7 ) at the final stage, for example, initial speed, first acceleration, second acceleration. Refers to information composed of steady speed, deceleration, and final speed.
また、初期速度とは、鋼板63の先端が最終段の圧延スタンド61(F7)から払い出されるときの速度、第1加速度とは、鋼板63の先端が払い出された後、鋼板63の速度を上げていくときの加速レート、第2加速度とは、鋼板63が後段設備であるダウンコイラ(図1では図示省略)に噛み込まれた後、定常速度に達するまでの加速レート、減速度とは、鋼板63が安定的に各圧延スタンド61を抜け、終期速度まで減速するときの減速レート、終期速度とは、鋼板63の尾端が最終段の圧延スタンド61(F7)から払い出されるときの速度をいう。 The initial speed is the speed at which the tip of the steel plate 63 is paid out from the final rolling stand 61 (F 7 ), and the first acceleration is the speed of the steel plate 63 after the tip of the steel plate 63 is paid out. The acceleration rate and the second acceleration are the acceleration rate and deceleration until the steady speed is reached after the steel plate 63 is bitten by a downcoiler (not shown in FIG. 1) as the subsequent equipment. The deceleration rate when the steel plate 63 stably passes through each rolling stand 61 and decelerates to the final speed, and the final speed are when the tail end of the steel plate 63 is paid out from the final rolling stand 61 (F 7 ). Say speed.
なお、図4の例では、鋼種がSS400、目標板厚が1.2〜1.4mm、目標板幅が1000mm以下の鋼板63の場合、初期速度は650mpm(meter per minute)、第1加速度は2mpm/s、第2加速度は12mpm/s、定常速度は1100mpm、減速度は6mpm/s、終期速度は700mpmとなっている。 In the example of FIG. 4, when the steel type is SS400, the target plate thickness is 1.2 to 1.4 mm, and the target plate width is 1000 mm or less, the initial speed is 650 mpm (meter per minute), and the first acceleration is 2 mpm / s, the second acceleration is 12 mpm / s, the steady speed is 1100 mpm, the deceleration is 6 mpm / s, and the final speed is 700 mpm.
再び、図2に示した処理フローの説明に戻る。制御指令セットアップ部11は、ステップS12の処理に引き続いて、各圧延スタンド61の圧延温度を推定する処理を実行する(ステップS13)。このとき、粗材65および鋼板63の温度は、制御対象50の各所に設置されている温度計(図1では図示省略)で検出された温度、熱輻射、熱伝達、さらに圧延による鋼板63の変形に起因した加工発熱、圧延時にロール表面に奪われるロール接触伝熱などを組み合わせて推定される。なお、温度推定方法は、熱力学の文献などで多数紹介されており、さらに、鋼板63の圧延における温度変化は、例えば「板圧延の理論と実際」(日本鉄鋼協会、2010年9月発行)の第6章「圧延における温度変化」に詳しく述べられているので、その詳しい説明を省略する。
Returning to the description of the processing flow shown in FIG. The control
次に、制御指令セットアップ部11は、各圧延スタンド61で圧延される鋼板63の硬さに相当する値である変形抵抗を計算する(ステップS14)。なお、変形抵抗の求め方については、種々の文献に示されており、例えば、前記文献「板圧延の理論と実際」では、その第7章(変形抵抗)に詳しく説明されている。
Next, the control
ちなみに、前記文献「板圧延の理論と実際」の式7.54によれば、変形抵抗Kfは、次の式(1)によって計算することができる。
Kf=κ・εn・(dε/dt)m・exp(A/T) (1)
ここで、T:推定された鋼板63の圧延温度
ε:ひずみ
dε/dt:ひずみ速度
κ,n,m,A:鋼種に依存する定数
Incidentally, the deformation resistance Kf can be calculated by the following equation (1) according to Equation 7.54 in the above-mentioned document “Theory and Practice of Sheet Rolling”.
Kf = κ · ε n · (dε / dt) m · exp (A / T) (1)
Where T: estimated rolling temperature of the steel sheet 63
ε: Strain
dε / dt: Strain rate
κ, n, m, A: Constants depending on steel type
次に、制御指令セットアップ部11は、各圧延スタンド61でのロール速度を計算する(ステップS15)。最終段の圧延スタンド61(F7)の出側での板速がステップS12で求められているので、ここででは、これをもとに、まず、次の式(2)を用いて、各圧延スタンド61の出側での板速Vsiを計算する。
Vsi=Vs7・hi/h7 (2)
ここで、Vsi:圧延スタンド(Fi)出側での板速
Vs7:圧延スタンド(F7)(最終段圧延スタンド)出側での板速
hi:圧延スタンド(Fi)出側での板厚
h7:圧延スタンド(F7)(最終段圧延スタンド)出側での板厚
Next, the control
Vs i = Vs 7 · h i / h 7 (2)
Here, Vs i : Plate speed on the exit side of the rolling stand (F i )
Vs 7 : Plate speed on the exit side of the rolling stand (F 7 ) (final stage rolling stand)
h i : Thickness at the exit of the rolling stand (F i )
h 7 : Thickness at the exit side of the rolling stand (F 7 ) (final stage rolling stand)
続いて、制御指令セットアップ部11は、先進率という概念を用いて、各圧延スタンド61出側での板速Vsiから各圧延スタンド61でのロール速度を算出する。ここで、先進率とは、ワークロール62の周速とワークロール62で圧延される鋼板63の出側速度との比に対応した値である。例えば、先進率fは、次の式(3)に示されるように、複数のパラメータの関数として表されることが知られている(詳細については、前記文献「板圧延の理論と実際」を参照)。
f=F(H,h,R',Kf,tb,tf) (3)
ここで、H:入側板厚、h:出側板厚、R':偏平ロール径、
Kf:変形抵抗、tb:入側張力、tf:出側張力
Subsequently, the control
f = F (H, h, R ′, Kf, tb, tf) (3)
Here, H: entry side plate thickness, h: exit side plate thickness, R ′: flat roll diameter,
Kf: deformation resistance, tb: entry side tension, tf: exit side tension
従って、i番目の圧延スタンド61(Fi)での先進率fiを用いると、その圧延スタンド61(Fi)でのロール速度Vriは、圧延スタンド(Fi)出側での板速Vsiを用いて次の式(4)によって計算することができる。
Vri=Vsi/fi (4)
Therefore, the use of forward slip f i at the i-th rolling stand 61 (F i), the roll speed Vr i of the rolling stand 61 (F i), the rolling stands (F i) plate speed at the delivery side It can be calculated by the following equation (4) using Vs i .
Vr i = Vs i / f i (4)
さらに、制御指令セットアップ部11は、各圧延スタンド61での圧延荷重予測値Pを計算する(ステップS16)。ここで、圧延荷重予測値Pを計算する式は、例えば、前記文献「板圧延の理論と実際」などに詳しく示されているように、次の式(5)のような複数のパラメータの関数として表されることが知られている。
P=G(w,Kf,Qp,tf,tb,R',H,h,μ) (5)
ここで、w:板幅、Kf:変形抵抗、Qp:圧下力関数、μ:摩擦係数、
tb:入側張力、tf:出側張力、H:入側板厚、h:出側板厚、
R':偏平ロール径
Further, the control
P = G (w, Kf, Qp, tf, tb, R ′, H, h, μ) (5)
Where w: plate width, Kf: deformation resistance, Qp: rolling force function, μ: friction coefficient,
tb: entry side tension, tf: exit side tension, H: entry side plate thickness, h: exit side plate thickness,
R ': Flat roll diameter
なお、式(5)により計算される圧延荷重予測値Pと実際の圧延で得られる圧延荷重との間には、乖離が生じる。そこで、その乖離を減らし、圧延荷重予測値Pの精度を高めるために、実際の圧延荷重としては、式(5)で計算された圧延荷重予測値Pに適当な補正係数(本明細書では、荷重補正値という)を乗じたものが用いられる。この補正係数の算出については、荷重補正値算出部16の処理(図9参照)の説明にて詳しく説明する。 Note that there is a discrepancy between the rolling load predicted value P calculated by Equation (5) and the rolling load obtained by actual rolling. Therefore, in order to reduce the divergence and increase the accuracy of the rolling load prediction value P, as an actual rolling load, an appropriate correction coefficient (in this specification, the rolling load prediction value P calculated by the equation (5) Multiplied by a load correction value). The calculation of the correction coefficient will be described in detail in the description of the processing of the load correction value calculation unit 16 (see FIG. 9).
最後に、制御指令セットアップ部11は、各圧延スタンド61でのワークロール62の圧下位置(ロールギャップ)を計算する(ステップS17)。なお、ワークロール62の圧下位置Sは、基本的には、次の式(6)により求めることができる。ただし、実際には算出精度を向上させるため、種々の補正項が付加されることが多い。
S=h−P/K (6)
ここで、P:圧延荷重予測値、K:ミルばね定数、h:出側板厚
Finally, the control
S = h−P / K (6)
Here, P: rolling load prediction value, K: mill spring constant, h: outlet side plate thickness
制御指令セットアップ部11は、以上のように、これから圧延される鋼板63に対して計算された圧下位置やロール速度の制御指令を、圧下位置制御部17およびロール速度制御部18へ出力する。そして、圧下位置制御部17は、制御指令セットアップ部11が出力した圧下位置の制御指令に対し、ワークロール62の圧下位置が制御指令どおりの値になるように圧下位置制御を行う。同様に、ロール速度制御部18は、制御指令セットアップ部11が出力したロール速度の制御指令に対し、ワークロール62のロール速度が制御指令どおりの値になるように速度制御を行う。
As described above, the control
以上に説明した制御指令セットアップ部11での処理は、これから圧延される鋼板63に対して行われるが、以下に説明する中間板厚算出部13、荷重予測誤差算出部14、荷重バランス維持値算出部15および荷重補正値算出部16での処理は、圧延が終了したタイミングで、その圧延で取得された様々な圧延実績値を用いて行われる。以下、本明細書では、これらの処理で対象になる圧延を当該圧延、当該圧延で生産される鋼板63を当該鋼板63と呼ぶ。
The processing in the control
図5は、中間板厚算出部13が実行する処理の処理フローの例を示した図である。前出の図1に示されているように、マルチゲージ64は、最終段の圧延スタンド61(F7)の出側に配設されているだけで、各圧延スタンド61(F1〜F7)の中間には配設されていない。そこで、中間板厚算出部13は、各圧延スタンド61(F1〜F7)の中間位置における当該鋼板63の板厚(以下、中間板厚という)を推定する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a processing flow of processing executed by the intermediate plate
なお、以下の説明では、圧延スタンド61(Fi)と圧延スタンド61(Fi+1)(i=1〜6)との中間位置における中間板厚tiは、圧延スタンド61(Fi+1)の入側板厚ti+1と同じであるとする。また、粗材65の板厚を測定する検出器が備えられていない場合には、粗材65の板厚t0(すなわち、圧延スタンド61(F1)の入側板厚)の推定も併せて行う。
In the following description, the intermediate plate thickness t i at the intermediate position between the rolling stand 61 (F i ) and the rolling stand 61 (F i + 1 ) (i = 1 to 6) is the input of the rolling stand 61 (F i + 1 ). The side plate thickness is assumed to be the same as t i + 1 . Also, when the detector for measuring the thickness of the
そこで、中間板厚算出部13は、図5に示すように、まず、圧延実績収集部12を介して、最終段の圧延スタンド61(F7)の出側に配設されたマルチゲージ64で検出された出側板厚t7および各圧延スタンド61(F1〜F7)でのワークロール62のロール速度Vr1〜Vr7を取得する(ステップS21)。
Therefore, as shown in FIG. 5, the intermediate plate
次に、中間板厚算出部13は、いわゆるマスフロー一定則に基づき、圧延スタンド61(F7)の出側板厚t7から入側板厚t6を推定する(ステップS22)。ここで、マスフロー一定則とは、圧延スタンド61(Fi)の出側板厚tiと出側板速Vsiとの積が、その入側板厚と入側の板速(つまり、圧延スタンド61(Fi−1)の出側板厚ti−1と出側板速Vsi−1)との積と等しくなることをいう。
Next, the intermediate plate
すなわち、中間板厚算出部13は、次の式(7)に基づき、圧延スタンド61(F7)の入側板厚t6を計算する。なお、この入側板厚t6は、圧延スタンド61(F6)と圧延スタンド61(F7)との間の中間板厚t6に相当する。
t6=t7・V7・(1+f7)/{V6・(1+f6)} (7)
ここで、t7:圧延スタンド(F7)の出側板厚
V7:圧延スタンド(F7)のワークロールのロール速度(周速)
f7:圧延スタンド(F7)の先進率
V6:圧延スタンド(F6)のワークロールのロール速度(周速)
f6:圧延スタンド(F6)の先進率
That is, the intermediate plate
t 6 = t 7 · V 7 · (1 + f 7) / {
Here, t 7 : exit side plate thickness of the rolling stand (F 7 )
V 7 : Roll speed (circumferential speed) of the work roll of the rolling stand (F 7 )
f 7 : Advanced rate of rolling stand (F 7 )
V 6 : Roll speed (circumferential speed) of the work roll of the rolling stand (F 6 )
f 6 : Advanced rate of rolling stand (F 6 )
なお、先進率f6,f7は、当該鋼板63の圧延に先立って、制御指令セットアップ部11により、式(3)に従って算出される。先進率f6,f7は、式(3)を用いて推定計算されたものであるので、算出される値には、一定の誤差が含まれる。従って、この先進率f6,f7を用いて計算される入側板厚t6にも誤差が含まれる。
The advance rates f 6 and f 7 are calculated by the control
以上のようにして、圧延スタンド61(F6)と圧延スタンド61(F7)との間での中間板厚t6が推定されるが、この中間板厚t6は、圧延スタンド61(F6)での出側板厚t6でもある。そこで、中間板厚算出部13は、ステップS22と同様にして、圧延スタンド61(F6)の出側板厚t6から、圧延スタンド61(F6)の入側板厚t5を推定する(ステップS23)。
As described above, the intermediate plate thickness t 6 between the rolling stand 61 (F 6 ) and the rolling stand 61 (F 7 ) is estimated. This intermediate plate thickness t 6 is determined by the rolling stand 61 (F It is also the delivery side thickness t 6 of 6). Therefore, the intermediate
以下同様に、中間板厚算出部13は、圧延スタンド61(F5)の入側板厚t4を推定し(ステップS24)、圧延スタンド61(F4)の入側板厚t3を推定し(ステップS25)、圧延スタンド61(F3)の入側板厚t2を推定し(ステップS26)、圧延スタンド61(F2)の入側板厚t1を推定し(ステップS27)、さらに、圧延スタンド61(F1)の入側板厚t0を推定する(ステップS28)。なお、入側板厚t0は、粗材65の板厚t0に相当する
Similarly, the intermediate plate
以上、本実施形態では、各圧延スタンド61の入側板厚を下流スタンドから順に求める例を示したが、測定された圧延スタンド61(F7)と、圧延スタンド61(F7)の先進率f7と、各圧延スタンド61(Fi)の先進率fiおよびロール速度Vriとの関係から一度に計算することもできる。 Above, in this embodiment, the thickness at entrance side of the rolling stand 61 shows an example of obtaining from the downstream stand in order, the rolling stand 61 which is measured (F 7), forward slip f of the rolling stand 61 (F 7) 7, may be calculated at a time from the relationship between the forward slip f i and roll speed Vr i of the rolling stand 61 (F i).
図6は、荷重予測誤差算出部14が実行する処理の処理フローの例を示した図である。図6に示すように、荷重予測誤差算出部14は、まず、7つの圧延スタンド61(F1〜F7)の中から1つの圧延スタンド61を選択する(ステップS31)。この場合、選択する順序はとくには限定されないが、例えば、上流側の圧延スタンド61から順に選択する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a processing flow of processing executed by the load prediction
次に、荷重予測誤差算出部14は、圧延実績収集部12を介して、前記選択した圧延スタンド61での実績圧延荷重を取得する(ステップS32)。さらに、荷重予測誤差算出部14は、前記選択した圧延スタンド61での入側板厚および出側板厚を中間板厚算出部13から取得し、その圧延スタンド61での推定圧延荷重を前記の式(5)に従って算出する(ステップS33)。
Next, the load prediction
なお、式(5)の計算では、直接計測可能な出側張力tfおよび入側張力tbは、計測された実績値がそのまま使用される。また、板幅w、変形抵抗Kf、圧下力関数Qp、偏平ロール径R’および摩擦係数μは、その算出式が前記文献「板圧延の理論と実際」などに示されており、その算出式に従って、圧延実績収集部12を介して取得された各種検出器の実績値に基づき計算される。このとき、板幅wや変形抵抗Kfを計算するには、さらに圧延温度が必要となるが、その圧延温度としては、温度検出器(図1では図示省略)で検出された値をもとに、その温度検出器の設置位置から当該圧延スタンド61までの距離などを考慮して推定されたものが用いられる。
In the calculation of the equation (5), the measured results are used as they are for the output side tension tf and the input side tension tb that can be directly measured. The calculation formulas for the sheet width w, the deformation resistance Kf, the rolling force function Qp, the flat roll diameter R ′, and the friction coefficient μ are shown in the above-mentioned document “Theory and Practice of Sheet Rolling”. Accordingly, calculation is performed based on the actual values of various detectors acquired via the rolling
次に、荷重予測誤差算出部14は、ステップS32で取得した実績圧延荷重とステップS33で算出した推定圧延荷重との比である荷重予測誤差を算出する(ステップS34)。すなわち、圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliは、次の式(8)に従って算出される。
Zpli=Pai/Psi (8)
ここで、Pai:圧延スタンド(Fi)での実績圧延荷重
Psi:圧延スタンド(Fi)での各種実績値に基づく推定圧延荷重
Next, the load prediction
Zpl i = Pa i / Ps i (8)
Here, Pa i : Actual rolling load at the rolling stand (F i )
Ps i : Estimated rolling load based on various actual values at the rolling stand (F i )
次に、荷重予測誤差算出部14は、全ての圧延スタンド61(F1〜F7)について荷重予測誤差Zpliを算出する処理が終了したか否かを判定し(ステップS35)、処理が終了していない場合には(ステップS35でNo)、ステップS31以下の処理を繰り返し実行する。また、全ての圧延スタンド61(F1〜F7)について荷重予測誤差Zpliを算出する処理が終了している場合には(ステップS35でYes)、当該鋼板63についての荷重予測誤差Zpliを算出する処理を終了する。
Next, the load prediction
図7は、荷重バランス維持値算出部15が実行する処理の処理フローの例を示した図である。ところで、制御指令セットアップ部11で次回圧延される鋼板63に対して各圧延スタンド61での圧延荷重予測値Pを計算するが、その予測精度を高めるために、その計算した圧延荷重予測値Pを補正する処理が行われる。その際、荷重予測誤差Zpliをそのまま荷重補正値として使用することも可能であるが、荷重予測誤差Zpliは、圧延スタンド61毎に算出されるため、複数の圧延スタンド61間でかなりのばらつきが生じる場合がある。その結果、各圧延スタンド61での圧延荷重予測値Pの補正の度合いも、ばらつくこととなる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a processing flow of processing executed by the load balance maintenance
補正された圧延荷重予測値Pは、各圧延スタンド61での圧延荷重、すなわち、圧下位置の計算に実際に用いられる。そのため、圧延荷重予測値Pが補正されても互いに隣接する圧延スタンド61との間でばらつきが残るとすれば、そのばらつきにより、圧延荷重バランスが崩れる恐れがあるという問題が生じる。そこで、次に説明する荷重バランス維持値算出部15の処理では、互いに隣接する圧延スタンド61間での圧延荷重バランスの崩れを抑制するための値(以下、荷重バランス維持値という)を算出する。
The corrected rolling load prediction value P is actually used for calculating the rolling load at each rolling stand 61, that is, the reduction position. Therefore, even if the rolling load prediction value P is corrected, if a variation remains between the rolling stands 61 adjacent to each other, there arises a problem that the rolling load balance may be lost due to the variation. Therefore, in the processing of the load balance maintenance
図7に示すように、荷重バランス維持値算出部15は、まず、7つの圧延スタンド61(F1〜F7)の中から1つの圧延スタンド61(Fi)を選択する(ステップS41)。この場合、選択する順序はとくには限定されないが、例えば、上流側の圧延スタンド61から順に選択する。
As shown in FIG. 7, the load balance maintenance
次に、荷重バランス維持値算出部15は、荷重予測誤差算出部14での処理結果から、前記選択した圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliを取得するとともに(ステップS42)、その圧延スタンド61(Fi)に隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1を取得する(ステップS43)。ここで、隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)とは、圧延スタンド61(Fi)の上流側の圧延スタンド61(Fi−1)および下流側の圧延スタンド61(Fi+1)をいう。
Next, the load balance maintenance
なお、当然ながら、最上流の圧延スタンド61(F1)に隣接する圧延スタンド61は、圧延スタンド61(F2)のみであり、また、最下流の圧延スタンド61(F7)に隣接する圧延スタンド61は、圧延スタンド61(F6)のみである。ただし、本明細書では、このような最上流および最下流での例外があるものの、圧延スタンド61(F1)に隣接する圧延スタンド61は、圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)と表記する。 Of course, the rolling stand 61 adjacent to the most upstream rolling stand 61 (F 1 ) is only the rolling stand 61 (F 2 ), and the rolling adjacent to the most downstream rolling stand 61 (F 7 ). The stand 61 is only the rolling stand 61 (F 6 ). However, in this specification, although there are such exceptions at the most upstream and downstream, the rolling stand 61 adjacent to the rolling stand 61 (F 1 ) is the rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ). write.
次に、荷重バランス維持値算出部15は、前記選択した圧延スタンド61の荷重バランス維持値Zplbiを、例えば、次の式(9)に従って算出する(ステップS44)。
i=2〜6のとき:
Zplbi=α・{(Zpli−1−Zpli)+(Zpli+1−Zpli}/4
i=1のとき:
Zplbi=α・(Zpli+1−Zpli)/3
i=7のとき:
Zplbi=α・(Zpli−1−Zpli)/3 (9)
ここで、Zpli:荷重予測誤差
α:荷重バランス比率
Next, the load balance maintenance
When i = 2 to 6:
Zplb i = α · {(Zpl i−1 −Zpl i ) + (Zpl i + 1 −Zpl i } / 4
When i = 1:
Zplb i = α · (Zpl i + 1 −Zpl i ) / 3
When i = 7:
Zplb i = α · (Zpl i−1 −Zpl i ) / 3 (9)
Where Zpl i : Load prediction error
α: Load balance ratio
式(9)によれば、荷重バランス維持値Zplbiは、圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliとそれに隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1との差分の平均に対応している。そのため、圧延スタンド61(F1)の荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1に比べて大きいときには、荷重バランス維持値Zplbiは負の値になる。また、圧延スタンド61(F1)の荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1に比べて小さいときには、その荷重バランス維持値Zplbiは正の値になる。さらに、圧延スタンド61(F1)の荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1とおおむね同じであるときには、荷重バランス維持値Zplbiは0(ゼロ)に近い値となる。 According to equation (9), the load balance maintained value Zplb i is the load prediction error Zpl rolling stands 61 (F i) of the load prediction error Zpl i the rolling stand 61 adjacent to it (F i-1, F i + 1) This corresponds to the average difference between i−1 and Zpl i + 1 . Therefore, when a load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F 1) is larger than the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of the rolling stand 61 adjacent (F i-1, F i + 1) is a load balance maintained The value Zplb i is a negative value. In addition, the, the load balancing when the load prediction error Zpl i is smaller than the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of the rolling stand 61 adjacent (F i-1, F i + 1) of the rolling stand 61 (F 1) The maintenance value Zplb i is a positive value. Further, when the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of the rolling stand 61 to the load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F 1) is adjacent (F i-1, F i + 1) is generally the same, the load balance The maintenance value Zplb i is a value close to 0 (zero).
次に、荷重バランス維持値算出部15は、全ての圧延スタンド61(F1〜F7)について荷重バランス維持値Zplbiを算出する処理が終了したか否かを判定し(ステップS45)、処理が終了していない場合には(ステップS45でNo)、ステップS41以下の処理を繰り返し実行する。また、全ての圧延スタンド61(F1〜F7)について荷重バランス維持値Zplbiを算出する処理が終了している場合には(ステップS45でYes)、当該鋼板63についての荷重バランス維持値Zplbiを算出する処理を終了する。
Next, the load balance maintenance
式(9)において、荷重バランス比率αは、荷重予測誤差Zpliの補償と荷重バランスの維持をどの程度の比率で両立させるかを示すパラメータであり、荷重バランス比率記憶部23に格納されている。この荷重バランス比率αは、0から1の間の値をとり、0のとき、荷重バランスの維持が考慮されないことを示す。一方,αが1のとき、荷重バランスの維持が最大限考慮され、このとき、荷重バランス維持値Zplbiは、荷重予測誤差Zpliと等価な比率で考慮される。
In equation (9), the load balance ratio α is a parameter indicating how much the compensation of the load prediction error Zpl i and the maintenance of the load balance are compatible, and is stored in the load balance
図8は、荷重バランス比率記憶部23に記憶される荷重バランス比率テーブル231の構成の例を示した図である。図8に示すように、荷重バランス比率テーブル231は、圧延される鋼板63の鋼種、目標板厚、目標板幅などで層別された荷重バランス比率αの値によって構成されている。例えば、鋼種がSS400、目標板厚が2.0〜3.0mm、目標板幅が1000mm以下のとき、荷重バランス比率αは、1.0となっている。また、鋼種がSS400、板厚が12.0mm以上、板幅が1400mm以上のとき、荷重バランス比率αは、0.4となっている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the configuration of the load balance ratio table 231 stored in the load balance
図9は、荷重補正値算出部16が実行する処理の処理フローの例を示した図である。荷重補正値算出部16は、荷重予測誤差算出部14で算出された荷重予測誤差Zpliと、荷重バランス維持値算出部15で算出された荷重バランス維持値Zplbiとを用いて、制御指令セットアップ部11で予測する荷重予測値を高精度化するときに用いる荷重補正値(以下でいう第1荷重補正値および第2荷重補正値)を算出する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a processing flow of processing executed by the load correction
図9に示すように、荷重補正値算出部16は、まず、7つの圧延スタンド61(F1〜F7)の中から1つの圧延スタンド61を選択する(ステップS51)。この場合、選択する順序はとくには限定されないが、例えば、上流側の圧延スタンド61から順に選択する。
As shown in FIG. 9, the load correction
次に、荷重補正値算出部16は、荷重予測誤差算出部14での処理結果から、前記選択した圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliを取得し(ステップS52)、さらに、荷重バランス維持値算出部15での処理結果から、前記選択した圧延スタンド61(Fi)の荷重バランス維持値Zplbiを取得する(ステップS53)。
Next, the load correction
さらに、荷重補正値算出部16は、前記選択した圧延スタンド61(Fi)の当該鋼板63に対応した第1荷重補正値Zpniを、次の式(10)に従って算出する(ステップS54)。
Zpni=Zpli+Zplbi (10)
ここで、 Zpni:第1荷重補正値
Zpli:荷重予測誤差
Zplbi:荷重バランス維持値
Further, the load correction
Zpn i = Zpl i + Zplb i (10)
Here, Zpn i : First load correction value
Zpl i : Load prediction error
Zplb i : Load balance maintenance value
前記したように、荷重バランス維持値Zplbiは、圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliと、それに隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1との差分の平均に対応している。そのため、圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliが隣接する2つの圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1よりも大きい場合には、その荷重バランス維持値Zplbiは、負の値になる。そして、式(10)によれば、この第1荷重補正値Zpniは、荷重予測誤差Zpliに荷重バランス維持値Zplbiを加算することで求められるので、荷重予測誤差Zpliよりも小さくなる。 As described above, the load balance maintenance value Zplb i is equal to the load prediction error Zpl i of the rolling stand 61 (F i ) and the load prediction error Zpl i− of the rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) adjacent thereto . 1 , corresponding to the average of the differences from Zpl i + 1 . Therefore, when a load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F i) is greater than the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of two adjacent rolling stands 61 (F i-1, F i + 1) is The load balance maintenance value Zplb i is a negative value. Then, according to equation (10), the first load correction value Zpn i, since obtained by adding the load balance maintained value Zplb i to the load prediction error Zpl i, is smaller than the load prediction error Zpl i .
一方で、隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の第1荷重補正値Zpni−1,Zpni+1を計算する場合には、圧延スタンド61(Fi)の相対的に大きな荷重予測誤差Zpliが作用するため、当該圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の第1荷重補正値Zpni−1,Zpni+1は、荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1よりも大きくなる。 On the other hand, when calculating the first load correction values Zpn i-1 and Zpn i + 1 of the adjacent rolling stands 61 (F i−1 , F i + 1 ), the relatively large load of the rolling stand 61 (F i ). Since the prediction error Zpl i acts, the first load correction values Zpn i−1 and Zpn i + 1 of the rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) are larger than the load prediction errors Zpl i−1 and Zpl i + 1. Become.
すなわち、隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)に対して相対的に荷重予測誤差Zpliが大きい圧延スタンド61(Fi)の第1荷重補正値Zpniの値は減少する。それに対して、荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1が相対的に小さい隣接圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の第1荷重補正値Zpni,Zpni+1の値は増大する。その結果、圧延スタンド61(Fi)と隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)との間で、それらの第1荷重補正値Zpni−1,Zpni,Zpni+1のばらつきが低減される。これは、ある圧延スタンド61(Fi)と隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)との間の荷重バランスが維持されることを意味している。 That is, the value of the first load correction value Zpn i of the rolling stand 61 (F i ) having a relatively large load prediction error Zpl i relative to the adjacent rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) decreases. On the other hand, the values of the first load correction values Zpn i and Zpn i + 1 of the adjacent rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) having relatively small load prediction errors Zpl i−1 and Zpl i + 1 increase. As a result, the first load correction values Zpn i−1 , Zpn i , and Zpn i + 1 vary between the rolling stand 61 (F i ) and the adjacent rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ). Reduced. This means that the load balance between a certain rolling stand 61 (F i ) and the adjacent rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) is maintained.
以上、圧延スタンド61(F1)の荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1の平均よりも大きい場合について、それらの圧延スタンド61(Fi−1,F1,Fi+1)間の荷重バランスが向上することについて説明したが、逆の場合も同様である。すなわち、圧延スタンド61(F1)の荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1よりも小さい場合も同様に、圧延スタンド61(F1)と隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)と間の荷重バランスが維持される。 Although the case load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F 1) is greater than the average of the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of the rolling stand 61 adjacent (F i-1, F i + 1), they Although it has been described that the load balance between the rolling stands 61 (F i−1 , F 1 , F i + 1 ) is improved, the same applies to the reverse case. That, also when the load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F 1) is smaller than the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of the rolling stand 61 adjacent (F i-1, F i + 1), rolling The load balance between the stand 61 (F 1 ) and the adjacent rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) is maintained.
また、圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1とほぼ同じであるときには、荷重バランス維持値Zplbiは、0に近い値となるので、第1荷重補正値Zpniは、荷重予測誤差Zpliとほぼ同じ値となる。この場合、圧延スタンド61(F1)と隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)との間での荷重バランスはもともと維持されているといえる。 Further, when the load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F i) is approximately the same as the load prediction error Zpl i-1, Zpl i + 1 of the rolling stand 61 adjacent (F i-1, F i + 1) is a load balance Since the maintenance value Zplb i is a value close to 0, the first load correction value Zpn i is substantially the same value as the load prediction error Zpl i . In this case, it can be said that the load balance between the rolling stand 61 (F 1 ) and the adjacent rolling stand 61 (F i−1 , F i + 1 ) is originally maintained.
続いて、図9の処理フローの説明に戻るとともに、図10について説明する。図9において、荷重補正値算出部16は、ステップS54の次の処理として、荷重補正実績値記憶部24からステップS51で選択した圧延スタンド61(F1)の過去の圧延実績に対応した荷重補正実績値Zppiを取得する(ステップS55)。
Subsequently, returning to the description of the processing flow of FIG. 9, FIG. 10 will be described. In FIG. 9, the load correction
図10は、荷重補正実績値記憶部24に記憶される荷重補正実績値テーブル241の構成の例を示した図である。図10に示すように、荷重補正実績値テーブル241は、当該鋼板63の鋼種、目標板厚などで層別された各圧延スタンド61(Fi)の荷重補正実績値Zppiにより構成される。ここで、荷重補正実績値Zppiとは、それぞれの層別に属する鋼板63が過去に圧延されたときに荷重補正値算出部16から制御指令セットアップ部11へ出力された各圧延スタンド61(Fi)の第2荷重補正値Zpi(ステップS56参照)を格納したものである。例えば、図10の例では、鋼種がSS400、目標板厚が1.6mm以下の鋼板63の場合、圧延スタンド61(Fi〜F7)それぞれに対応する荷重補正実績値Zppiは、1.11,1.08,0.94,0.98,1.04,0.99,1.03となっている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the load correction actual value table 241 stored in the load correction actual
さらに、図9に示すように、荷重補正値算出部16は、ステップS55の次の処理として、ステップS54で算出した第1荷重補正値ZpniおよびステップS54で取得した荷重補正実績値Zppiを用いて、次の式(11)に従って、ステップS51で選択した圧延スタンド61(F1)に対する第2荷重補正値Zpiを算出し、その算出した第2荷重補正値Zpiを制御指令セットアップ部11に向けて出力する(ステップS56)。
Zpi=β・Zpni+(1−β)・Zppi (11)
ここで、 Zpi:圧延スタンド(Fi)の第2荷重補正値
Zpni:圧延スタンド(Fi)の第1荷重補正値
Zppi:圧延スタンド(Fi)の荷重補正実績値
β:配分係数
Further, as shown in FIG. 9, the load correction
Zp i = β · Zpn i + (1−β) · Zpp i (11)
Here, Zp i : Second load correction value of the rolling stand (F i )
Zpn i : First load correction value of the rolling stand (F i )
Zpp i : Actual load correction value of rolling stand (F i )
β: Allocation coefficient
なお、配分係数βは、圧延スタンド61(Fi)の第2荷重補正値Zpiを算出するに当たり、荷重補正実績値記憶部24に記憶されている過去の圧延実績に基づく荷重補正実績値Zppiと鋼板63の直近(以下、直近とは最も近い過去を意味する)の圧延で計算された第1荷重補正値Zpniとの配分比率を決定する係数であり、0〜1の値をとる。すなわち、配分係数βが0のときには、当該鋼板63の圧延で計算された第1荷重補正値Zpniは無視され、荷重補正実績値記憶部24に記憶されている過去の圧延実績に基づく荷重補正実績値Zppiに従って、第2荷重補正値Zpiが決定される。
In calculating the second load correction value Zp i of the rolling stand 61 (F i ), the distribution coefficient β is a load correction actual value Zpp based on past rolling results stored in the load correction actual
逆に、配分係数βが1のときには、過去の圧延実績に基づく荷重補正実績値Zppiは無視され、当該鋼板63の圧延で計算された第1荷重補正値Zpniに従って、第2荷重補正値Zpiが決定される。また、配分係数βが0と1との中間の値(0<β<1)であったときには、配分係数βの値に従った比率で第1荷重補正値Zpniおよび荷重補正実績値Zppiが按分されて、第2荷重補正値Zpiが決定される。例えば、β=0.5であるときには、第1荷重補正値Zpniおよび荷重補正実績値Zppiは等しい割合で按分されて、第2荷重補正値Zpiが決定される。 On the other hand, when the distribution coefficient β is 1, the load correction actual value Zpp i based on the past rolling actual result is ignored, and the second load correction value is calculated according to the first load correction value Zpn i calculated by rolling the steel plate 63. Zp i is determined. When the distribution coefficient β is an intermediate value between 0 and 1 (0 <β <1), the first load correction value Zpn i and the load correction actual value Zpp i at a ratio according to the value of the distribution coefficient β. There are apportioned, second load correction value Zp i is determined. For example, when β = 0.5, the first load correction value Zpn i and the load correction actual value Zpp i are equally distributed to determine the second load correction value Zp i .
さらに、図9に示すように、荷重補正値算出部16は、ステップS56で算出し、制御指令セットアップ部11に向けて出力した第2荷重補正値Zpiを、当該鋼板63が属する層別であって、ステップS51で選択した圧延スタンド61(Fi)の荷重補正実績値Zppiとして荷重補正実績値記憶部24に格納する(ステップS57)。
Furthermore, as shown in FIG. 9, the load correction
続いて、荷重補正値算出部16は、全ての圧延スタンド61(F1〜F7)についてステップS51〜ステップS57までの処理が終了したか否かを判定し(ステップS58)、処理が終了していない場合には(ステップS58でNo)、ステップS51以下の処理を繰り返し実行する。また、全ての圧延スタンド61(F1〜F7)についてステップS51〜ステップS57までの処理が終了している場合には(ステップS58でYes)、図9に示した第2荷重補正値Zpiなどを算出する処理を終了する。
Subsequently, the load correction
以上のようにして算出され、制御指令セットアップ部11へ出力された第2荷重補正値Zpiは、制御指令セットアップ部11では、圧延荷重予測値Pの予測精度向上のために用いられる。すなわち、制御指令セットアップ部11は、図2の処理フローのステップS16では、式(5)に従って圧延荷重予測値Pを計算するが、荷重補正値算出部16から第2荷重補正値Zpiを受け取ると、式(5)を用いて計算された圧延荷重予測値Pをこの第2荷重補正値Zpiで補正する。
Calculated as described above, the second load correction value Zp i outputted to the control
すなわち、制御指令セットアップ部11は、各圧延スタンド61(Fi)に対する圧下位置指令など計算するための圧延荷重設定値Psetiを、次の式(12)に従って計算する。
Pseti=Zpi・G(wi,Kfi,Qpi,tfi,tbi,
R'i,Hi,hi,μi) (12)
ここで、wi,Kfi,Qpi,tfi,tbi,R'i,Hi,hi,μiは、それぞれ、各圧延スタンド61(Fi)における鋼板63の板幅、変形抵抗、圧下力関数、入側張力、出側張力、厚偏平ロール径、入側板厚、出側板、摩擦係数である。
That is, the control
Pset i = Zp i · G ( w i, Kf i, Qp i, tf i, tb i,
R ′ i , H i , h i , μ i ) (12)
Here, w i , Kf i , Qp i , tf i , tb i , R ′ i , H i , h i , and μ i are the plate width and deformation of the steel plate 63 in each rolling stand 61 (F i ), respectively. Resistance, rolling force function, entry side tension, exit side tension, thickness flat roll diameter, entry side plate thickness, exit side plate, friction coefficient.
従って、式(5)で計算される圧延荷重予測値Piにばらつきが発生したとしても、圧下位置制御部17(図1参照)などを介して実際の圧延スタンド61(Fi)に供給される圧延荷重設定値Psetiは、隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)との間でそのばらつきが低減することになる。よって、複数の圧延スタンド61(Fi)間での荷重バランスが崩れることが防止される、すなわち、荷重バランスが維持される。 Therefore, even if the rolling load predicted value P i calculated by the equation (5) varies, the rolling load predicted value P i is supplied to the actual rolling stand 61 (F i ) via the reduction position control unit 17 (see FIG. 1). The rolling load set value Pset i is reduced in variation between adjacent rolling stands 61 (F i−1 , F i + 1 ). Therefore, the load balance among the plurality of rolling stands 61 (F i ) is prevented from being lost, that is, the load balance is maintained.
なお、以上に説明した実施形態では、荷重バランス比率αは、荷重バランス維持値算出部15の計算(式(9)参照)で使用されているが、式(9)からαを取り除いた上で、次の式(13)で式(10)を置き換え、荷重補正値算出部16の処理で使用されるものとしてもよい。
Zpni=Zpli+α・Zplbi (13)
ここで、 Zpni:第1荷重補正値
Zpli:荷重予測誤差
Zplbi:荷重バランス維持値
In the embodiment described above, the load balance ratio α is used in the calculation of the load balance maintenance value calculation unit 15 (see Expression (9)), but after removing α from Expression (9). The equation (10) may be replaced with the following equation (13) and used in the processing of the load correction
Zpn i = Zpl i + α · Zplb i (13)
Here, Zpn i : First load correction value
Zpl i : Load prediction error
Zplb i : Load balance maintenance value
以上、本発明の実施形態によれば、各圧延スタンド61(Fi)の荷重バランス維持値Zplbiは、圧延スタンド61(Fi)での荷重予測誤差Zpliと隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)での荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1との大小関係に応じて算出される(式(9)参照)。その場合、圧延スタンド61(Fi)の荷重バランス維持値Zplbiは、その圧延スタンド61(Fi)での荷重予測誤差Zpliが隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)での荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1よりも大きい場合には、負の値となり、また、逆の場合には、正の値となる。すなわち、荷重予測誤差Zpliに荷重バランス維持値Zplbiを加算して得られる第1荷重補正値Zpni(式(10)参照)は、荷重予測誤差Zpliのばらつきを抑制したものとなる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the load balance maintenance value Zplb i of each rolling stand 61 (F i ) is adjacent to the load prediction error Zpl i in the rolling stand 61 (F i ). It is calculated according to the magnitude relationship with the load prediction errors Zpl i−1 and Zpl i + 1 at i−1 , F i + 1 ) (see equation (9)). In that case, the load balance maintained value Zplb i rolling stands 61 (F i), in its rolling stands 61 (F i) rolling stand 61 a load prediction error Zpl i are adjacent in (F i-1, F i + 1) When it is larger than the load prediction errors Zpl i−1 and Zpl i + 1 , it becomes a negative value, and when it is opposite, it becomes a positive value. That is, the first load correction value Zpn i obtained by adding the load balance maintained value Zplb i to the load prediction error Zpl i (see equation (10)) is such as to suppress variation of the load prediction error Zpl i.
さらに、第1荷重補正値Zpniに学習処理を施すことにより、第2荷重補正値Zpi(式(11)参照)が求められ、その第2荷重補正値Zpiを用いて、圧延スタンド61(Fi)に実際に設定される圧延荷重設定値Psetiが算出される(式(12)参照)。従って、圧延荷重予測値Piにばらつきが生じたとしても、圧延荷重設定値Psetiではそのばらつきが抑制されたものとなる。よって、本発明の実施形態では、複数の圧延スタンド61(Fi)間での荷重バランスが崩れる問題の発生を防止することができる。 Furthermore, a learning process is performed on the first load correction value Zpn i to obtain a second load correction value Zp i (see formula (11)), and the rolling stand 61 is obtained using the second load correction value Zp i. A rolling load set value Pset i that is actually set to (F i ) is calculated (see formula (12)). Therefore, even if the rolling load predicted value P i varies, the rolling load set value P set i suppresses the variation. Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the load balance among the plurality of rolling stands 61 (F i ) is lost.
また、本発明の実施形態では、圧延スタンド61(Fi)の荷重補正値(第2荷重補正値Zpi)は、基本的には、圧延スタンド61(Fi)の荷重予測誤差Zpliと隣接する圧延スタンド61(Fi−1,Fi+1)の荷重予測誤差Zpli−1,Zpli+1との大小関係だけで決定される。従って、例えば、特許文献3に開示されているような圧延荷重誤差変化モデルを構築する必要はない。すなわち、本発明の実施形態では、簡単な処理で、複数の圧延スタンド61(Fi)間での荷重バランス維持が可能になるという効果が期待できる。さらに、例えば、特許文献3に開示されている圧延荷重誤差変化モデルは、線形モデルであるが、本発明の実施形態における荷重予測誤差Zpliの変動は、線形モデルに限定されず、様々な変動の仕方にも対応できる。
In the embodiments of the present invention, the load correction value of the rolling stand 61 (F i) (second load correction value Zp i) is basically a load prediction error Zpl i rolling stands 61 (F i) It is determined only by the magnitude relationship with the load prediction errors Zpl i-1 and Zpl i + 1 of the adjacent rolling stands 61 (F i−1 , F i + 1 ). Therefore, for example, there is no need to construct a rolling load error change model as disclosed in
よって、本発明の実施形態に係るタンデム圧延ミル制御装置10では、鋼板63の圧延に先だって所望の板厚に圧延するための各圧延スタンド61(Fi)での圧延荷重を予測するとき、その圧延荷重を簡易な演算で、高精度にかつ複数の圧延スタンド61(Fi)間の荷重バランスを考慮して推定することができる。その結果、より高精度な板厚の鋼板63が得られるとともに、当該圧延を安定化させることができる。 Therefore, in the tandem rolling mill control device 10 according to the embodiment of the present invention, when predicting the rolling load at each rolling stand 61 (F i ) for rolling to a desired plate thickness prior to rolling the steel plate 63, The rolling load can be estimated with a simple calculation in consideration of the load balance between the plurality of rolling stands 61 ( Fi ). As a result, a steel plate 63 having a more accurate thickness can be obtained and the rolling can be stabilized.
(第2の実施形態)
図11は、本発明の第2の実施形態に係るタンデム圧延ミル制御装置10aの構成の例を示した図である。第2の実施形態に係るタンデム圧延ミル制御装置10aの構成は、鋼種類似度算出部31、配分係数算出部32および類似度番号記憶部35が新たに追加されている点で、図1のタンデム圧延ミル制御装置10の構成と相違している。以下、この相違点についてのみ説明する。なお、図1のタンデム圧延ミル制御装置10の構成要素と同じ構成要素については、同じ符号が付されている。
(Second Embodiment)
FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of a tandem rolling mill control device 10a according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the tandem rolling mill control device 10a according to the second embodiment is that a steel type
第2の実施形態に係るタンデム圧延ミル制御装置10aでは、式(11)で用いられる配分係数βが前後して圧延される鋼板63の類似度番号に従って可変とする機能が追加されている。すなわち、鋼種類似度算出部31は、直近に圧延された鋼板63の鋼種と次回圧延される鋼板63の鋼種について、類似度番号記憶部35を参照してそれぞれの類似度番号を取得し、配分係数算出部32へ出力する。配分係数算出部32は、鋼種類似度算出部31から取得した前後の鋼板63の類似度番号をもとに配分係数βを算出し、荷重補正値算出部16に出力する。荷重補正値算出部16は、ステップS56の処理で、配分係数算出部32から受け取った配分係数βを用いて式(11)の計算を行う。
In the tandem rolling mill control device 10a according to the second embodiment, a function is added in which the distribution coefficient β used in the equation (11) is variable according to the similarity number of the steel plate 63 rolled back and forth. That is, the steel type
図12は、鋼種類似度算出部31が実行する処理の処理フローの例を示した図である。また、図13は、類似度番号記憶部35に記憶される類似度番号テーブル351の構成の例を示した図である。図13に示すように、類似度番号テーブル351は、鋼板63のそれぞれの鋼種に対して類似度番号が定義されて構成される。ここで、鋼板63の鋼種の類似度番号が近いほど、互いの鋼板63は、変形抵抗などの特性が類似していることを意味し、類似度番号が遠いほど、互いの鋼板63の特性が異なることを意味する。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a processing flow of processing executed by the steel type
例えば、図13の例では、鋼種がSS400の鋼板63の類似度番号は4、また、鋼種がSS490の鋼板63の類似度番号は5である。従って、これらの鋼板63は、互いに鋼種としての類似性が大きいといえる。一方、鋼種がSS400の鋼板63の類似度番号は4、鋼種がSPHCの鋼板63の類似度番号は2である。従って、これらの鋼板63の鋼種としての類似性は、前記鋼種がSS400の鋼板63と鋼種がSS490の鋼板63との類似性ほどは大きくない。さらに、鋼種がSS400の鋼板63の類似度番号は4、鋼種がDPの鋼板63の類似度番号は25であるので、これらの鋼板63の鋼種としての類似性は、大きく異なっている。従って、これらの鋼板63は、もはや、異質の鋼板63というべきである。 For example, in the example of FIG. 13, the similarity number of the steel plate 63 whose steel type is SS400 is 4, and the similarity number of the steel plate 63 whose steel type is SS490 is 5. Therefore, it can be said that these steel plates 63 have a large similarity as a steel type. On the other hand, the similarity number of the steel plate 63 whose steel type is SS400 is 4, and the similarity number of the steel plate 63 whose steel type is SPHC is 2. Therefore, the similarity as a steel type of these steel plates 63 is not as great as the similarity between the steel plate 63 of SS400 and the steel plate 63 of SS490. Furthermore, since the similarity number of the steel plate 63 having the steel type SS400 is 4 and the similarity number of the steel plate 63 having the steel type DP is 25, the similarity of these steel plates 63 as the steel types is greatly different. Therefore, these steel plates 63 should no longer be called foreign steel plates 63.
そこで、図12に示すように、鋼種類似度算出部31は、類似度番号記憶部35を参照して、直近に圧延された鋼板63の鋼種および次回に圧延される鋼板63の鋼種について、それぞれの鋼種に対応する類似度番号を取得する(ステップS51)。次に、2つの鋼板63の類似度番号の差から、次の式(14)に従って、類似度Vを算出する(ステップS52)。ただし、式(14)で定義される類似度Vは、その値が小さいほど類似性が大きく、値が大きいほど類似性が小さい。
V=|Vni−Vnj| (14)
ここで、Vni:直近に圧延された鋼板63の鋼種の類似度番号
Vnj:次回に圧延される鋼板63の鋼種の類似度番号
Therefore, as shown in FIG. 12, the steel type
V = | Vn i −Vn j | (14)
Here, Vn i: steels similarity number of most recently rolled steel sheet 63
Vn j : Similarity number of the steel type of the steel plate 63 to be rolled next time
次に、鋼種類似度算出部31は、算出した類似度Vを配分係数算出部32に出力し(ステップS53)、処理を終了する。
Next, the steel type
続いて、配分係数算出部32は、例えば、次の式(15)に従って、配分係数βを算出する。
β=1−(V/Vc) (15)
ただし、Vc<Vのとき、V=Vcとし、Vcは、β=0に対応する類似度である。
Subsequently, the distribution
β = 1− (V / Vc) (15)
However, when Vc <V, V = Vc, and Vc is a similarity corresponding to β = 0.
式(15)によれば、前後して圧延される鋼板63の類似性が大きい(類似度Vが小さい)ほど、配分係数βは1に近い値となり、類似性が小さい(類似度Vが大きい)ほど、配分係数βは0近い値となる。また、類似度VがVcより大きいとき、配分係数βは0となる。荷重補正値算出部16は、この配分係数βを用いて式(11)の計算を行う。
According to equation (15), the greater the similarity between the steel plates 63 rolled back and forth (the smaller the similarity V), the closer the distribution coefficient β is to 1 and the smaller the similarity (the similarity V is large). ), The distribution coefficient β becomes a value close to zero. When the similarity V is greater than Vc, the distribution coefficient β is 0. The load correction
以上に説明した第2の実施形態は、式(11)で用いられる配分係数βを具体的に計算する例を示したものであり、その効果は、先に説明した実施形態の効果とほとんど同じである。 The second embodiment described above shows an example in which the distribution coefficient β used in Expression (11) is specifically calculated, and the effect is almost the same as the effect of the above-described embodiment. It is.
また、以上に説明した本発明の実施形態および第2の実施形態では、タンデム圧延ミル制御装置10,10aは、熱間圧延に適用されるものとしているが、冷間圧延に適用することも可能である。 In the embodiment and the second embodiment of the present invention described above, the tandem rolling mill control devices 10 and 10a are applied to hot rolling, but can also be applied to cold rolling. It is.
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment described above, Furthermore, various modifications are included. The above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with a part of the configuration of another embodiment, and further, a part or all of the configuration of the other embodiment is added to the configuration of the certain embodiment. Is also possible.
10,10a タンデム圧延ミル制御装置
11 制御指令セットアップ部
12 圧延実績収集部
13 中間板厚算出部
14 荷重予測誤差算出部
15 荷重バランス維持値算出部
16 荷重補正値算出部
17 圧下位置制御部
18 ロール速度制御部
21 ドラフトスケジュール記憶部
22 速度パターン記憶部
23 荷重バランス比率記憶部
24 荷重補正実績値記憶部
31 鋼種類似度算出部
32 配分係数算出部
35 類似度番号記憶部
40 上位コンピュータ
50 制御対象
60 仕上げミル
61 圧延スタンド
62 ワークロール
63 鋼板
64 マルチゲージ
65 粗材
211 ドラフトスケジュールテーブル
221 速度パターンテーブル
231 荷重バランス比率テーブル
241 荷重補正実績値テーブル
351 類似度番号テーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10a Tandem rolling
Claims (7)
前記鋼板が圧延されたときに、前記複数の圧延スタンドの各圧延スタンドで取得された圧延実績値を用いて前記各圧延スタンドでの圧延荷重を推定するとともに、前記推定した各圧延スタンドでの圧延荷重と、当該圧延で得られる各圧延スタンドでの圧延荷重実績値とに基づいて、前記各圧延スタンドでの荷重予測誤差を算出する荷重予測誤差算出部と、
前記荷重予測誤差算出部によって算出された前記各延圧延スタンドでの荷重予測誤差と前記各圧延スタンドに隣接する圧延スタンドでの荷重予測誤差の相違の度合いを表す荷重バランス維持値を、前記各圧延スタンドついて算出する荷重バランス維持値算出部と、
前記荷重予測誤差算出部で算出された各圧延スタンドでの荷重予測誤差と前記荷重バランス維持値算出部で算出された各圧延スタンドでの荷重バランス維持値とから、前記各圧延スタンドでの荷重補正値を算出する荷重補正値算出部と、
次に圧延される鋼板について、前記各圧延スタンドでの圧延荷重を推定するとともに、前記推定した各圧延スタンドでの圧延荷重を、前記荷重補正値算出部で算出した各圧延スタンドでの荷重補正値で補正し、前記補正した圧延荷重を用いて前記各圧延スタンドに設定する圧下位置を算出する制御指令セットアップ部と、
を備えること
を特徴とするタンデム圧延ミルの制御装置。 A control device for a tandem rolling mill that continuously rolls steel sheets with a plurality of rolling stands,
When the steel plate is rolled, the rolling load at each rolling stand is estimated using the rolling record value obtained at each rolling stand of the plurality of rolling stands, and rolling at each estimated rolling stand is performed. Based on the load and the rolling load actual value at each rolling stand obtained by the rolling, a load prediction error calculating unit that calculates a load prediction error at each rolling stand,
The load balance maintenance value representing the degree of difference between the load prediction error at each rolling stand calculated by the load prediction error calculation unit and the load prediction error at the rolling stand adjacent to each rolling stand, A load balance maintenance value calculator for calculating the stand,
The load correction at each rolling stand is calculated from the load prediction error at each rolling stand calculated by the load prediction error calculating unit and the load balance maintaining value at each rolling stand calculated by the load balance maintaining value calculating unit. A load correction value calculation unit for calculating a value;
Next, with respect to the steel sheet to be rolled, the rolling load at each rolling stand is estimated, and the estimated rolling load at each rolling stand is calculated by the load correction value calculation unit at each rolling stand. And a control command setup unit for calculating a rolling position to be set in each rolling stand using the corrected rolling load,
A control device for a tandem rolling mill.
前記荷重補正値算出部は、
前記圧延した鋼板の鋼種と目標板厚と目標板幅に対応する前記荷重バランス比率を前記荷重バランス比率記憶部から取得し、前記荷重バランス維持値に前記取得した荷重バランス比率を乗じた値と前記荷重予測誤差値とを加算することによって、前記荷重補正値を算出すること
を特徴とする請求項1に記載のタンデム圧延ミルの制御装置。 A load balance ratio storage unit that stores a load balance ratio, which is a constant not less than 0 and not more than 1 representing the importance of the load balance maintenance value, in association with at least one of the steel type, target plate thickness, and target plate width of the steel plate. Further comprising
The load correction value calculation unit
The load balance ratio corresponding to the steel type, target plate thickness and target plate width of the rolled steel sheet is acquired from the load balance ratio storage unit, and the value obtained by multiplying the load balance maintenance value by the acquired load balance ratio and the The control apparatus for a tandem rolling mill according to claim 1, wherein the load correction value is calculated by adding a load prediction error value.
前記荷重補正値算出部は、
前記荷重予測誤差算出部により算出された荷重予測誤差値と、前記荷重バランス維持値算出部により算出された荷重バランス維持値を用いて算出された荷重補正値と、前記荷重補正値記憶部から取得した過去の圧延で算出された荷重補正値とから、前記制御指令セットアップ部に出力する荷重補正値を算出すること
を特徴とする請求項1に記載のタンデム圧延ミルの制御装置。 A load correction value storage unit that stores the load correction value calculated in the past rolling record in association with the steel type, target plate thickness, and target plate width of the steel plate;
The load correction value calculation unit
Obtained from the load prediction error value calculated by the load prediction error calculation unit, the load correction value calculated using the load balance maintenance value calculated by the load balance maintenance value calculation unit, and the load correction value storage unit The tandem rolling mill control device according to claim 1, wherein a load correction value output to the control command setup unit is calculated from the load correction value calculated in the past rolling.
前記荷重予測誤差算出部は、
前記圧延した鋼板の圧延実績に基づき当該圧延における圧延荷重を推定するときには、前記中間板厚算出部で算出された中間板厚を用いて、前記複数の圧延スタンドそれぞれにおける圧延荷重を推定すること
を特徴とする請求項1に記載のタンデム圧延ミルの制御装置。 The plate thickness of the steel plate detected by the plate thickness measuring means provided on the exit side of the final rolling stand of the tandem rolling mill, and the roll speed that is the peripheral speed of each work roll of the plurality of rolling stands An intermediate plate thickness calculation unit that sequentially calculates the intermediate plate thickness, which is the plate thickness on the entry side of each of the plurality of rolling stands, from the rolling stand at the final stage toward the upstream,
The load prediction error calculation unit
When estimating the rolling load in the rolling based on the rolling performance of the rolled steel plate, the rolling load in each of the plurality of rolling stands is estimated using the intermediate plate thickness calculated by the intermediate plate thickness calculation unit. The control apparatus of the tandem rolling mill according to claim 1, wherein the control apparatus is a tandem rolling mill.
前記類似度番号記憶部から前記圧延した鋼板および次に圧延される鋼板のそれぞれの類似度番号を取得し、前記取得した2つの類似度番号の差を類似度として算出する鋼板類似度算出部と、
前記算出した類似度に基づき、0以上1以下の定数である配分係数を算出する配分係数算出部と、をさらに備え、
前記荷重補正値算出部は、
前記算出した荷重補正値を、その荷重補正値と前記荷重補正実績値記憶部から取得した荷重補正実績値とを前記算出した配分係数で按分して加算した値にさらに補正すること
を特徴とする請求項1に記載のタンデム圧延ミルの制御装置。 A similarity number storage unit that stores a similarity number corresponding to a steel type of the steel plate, as the similarity of the properties of the steel plate is greater,
A steel sheet similarity calculation unit that acquires the similarity number of each of the rolled steel sheet and the next rolled steel sheet from the similarity number storage unit, and calculates a difference between the two acquired similarity numbers as a similarity degree; ,
A distribution coefficient calculation unit that calculates a distribution coefficient that is a constant between 0 and 1 based on the calculated similarity;
The load correction value calculation unit
The calculated load correction value is further corrected to a value obtained by apportioning and adding the load correction value and the load correction actual value acquired from the load correction actual value storage unit by the calculated distribution coefficient. The control apparatus of the tandem rolling mill according to claim 1.
前記類似度が小さいほど前記配分係数が大きくなり、前記類似度が大きいほど前記配分係数が小さくなるように、前記配分係数を算出すること
を特徴とする請求項5に記載の熱間圧延ミルの制御装置。 The distribution coefficient calculation unit
The hot rolling mill according to claim 5, wherein the distribution coefficient is calculated such that the distribution coefficient increases as the similarity decreases, and the distribution coefficient decreases as the similarity increases. Control device.
前記鋼板が圧延されたときに、前記複数の圧延スタンドの各圧延スタンドで取得された圧延実績値を用いて前記各圧延スタンドでの圧延荷重を推定するとともに、前記推定した各圧延スタンドでの圧延荷重と、当該圧延で得られる各圧延スタンドでの圧延荷重実績値とに基づいて、前記各圧延スタンドでの荷重予測誤差を算出する荷重予測誤差算出ステップと、
前記荷重予測誤差算出ステップによって算出された前記各延圧延スタンドでの荷重予測誤差と前記各圧延スタンドに隣接する圧延スタンドでの荷重予測誤差の相違の度合いを表す荷重バランス維持値を、前記各圧延スタンドついて算出する荷重バランス維持値算出ステップと、
前記荷重予測誤差算出ステップで算出された各圧延スタンドでの荷重予測誤差と前記荷重バランス維持値算出ステップで算出された各圧延スタンドでの荷重バランス維持値とから、前記各圧延スタンドでの荷重補正値を算出する荷重補正値算出ステップと、
次に圧延される鋼板について、前記各圧延スタンドでの圧延荷重を推定するとともに、前記推定した各圧延スタンドでの圧延荷重を、前記荷重補正値算出ステップで算出した各圧延スタンドでの荷重補正値で補正し、前記補正した圧延荷重を用いて前記各圧延スタンドに設定する圧下位置を算出する制御指令セットアップステップと、
を実行すること
を特徴とするタンデム圧延ミルの制御方法。 A computer that controls a tandem rolling mill that continuously rolls steel sheets with a plurality of rolling stands.
When the steel plate is rolled, the rolling load at each rolling stand is estimated using the rolling record value obtained at each rolling stand of the plurality of rolling stands, and rolling at each estimated rolling stand is performed. Based on the load and the actual rolling load value at each rolling stand obtained by the rolling, a load prediction error calculating step for calculating a load prediction error at each rolling stand,
A load balance maintenance value representing a degree of difference between a load prediction error at each rolling stand calculated at the load prediction error calculation step and a load prediction error at a rolling stand adjacent to each rolling stand, A load balance maintenance value calculating step for calculating the stand;
From the load prediction error at each rolling stand calculated in the load prediction error calculation step and the load balance maintenance value at each rolling stand calculated at the load balance maintenance value calculation step, load correction at each rolling stand is performed. A load correction value calculating step for calculating a value;
Next, with respect to the steel sheet to be rolled, the rolling load at each rolling stand is estimated, and the estimated rolling load at each rolling stand is calculated at the load correction value calculating step. And a control command setup step for calculating a rolling position to be set in each rolling stand using the corrected rolling load,
The control method of the tandem rolling mill characterized by performing this.
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