JP2019122996A - 鋼帯の板厚制御装置及び板厚制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】時間以外の要素と相関のある状態量の変動が含まれていたり、状態量の変動周期が変化したりする場合であっても、圧延時の鋼帯の板厚変動を抑制可能な鋼帯の板厚制御装置及び板厚制御方法を提供すること。【解決手段】鋼帯の板厚制御装置１は、鋼帯Ｓの圧延荷重又は圧延機出側における鋼帯Ｓの板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対してＦＦＴ解析処理を実行することにより、圧延距離における実績値の変動の周期及び振幅を抽出し、抽出された実績値の変動の周期及び振幅に基づいて変動を抑制するように圧延機のロールギャップを制御する。これにより、時間以外の要素と相関のある状態量の変動が含まれていたり、状態量の変動周期が変化したりする場合であっても、圧延時の鋼帯Ｓの板厚変動を抑制できる。【選択図】図１

Description

本発明は、鋼帯の板厚制御装置及び板厚制御方法に関する。

一般に、鋼帯の圧延時、バックアップロールの偏芯に起因する変動等の周期性を有する変動を検出し、検出された変動を抑制する制御方法が知られている。具体的には、特許文献１には、一定時間間隔の板厚実績値に対し高速フーリエ変換解析処理を実行することによって被圧延材の板厚変動成分及びその周期を検出し、検出結果に基づいて被圧延材の板厚変動を抑制する方法が記載されている。また、特許文献２には、荷重偏差及び板厚偏差の実績値と設定値に基づいた値との偏差を用いて圧延材の板厚変動成分及びその周期を検出し、検出結果に基づいて圧延材の板厚変動を抑制する方法が記載されている。

特開２０１４−２８３８７号公報 特開２００４−１３６３４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、一定時間周期に発生する状態量の変動に対して高速フーリエ変換解析処理を実行した結果を用いて被圧延材の板厚変動を抑制しているのみであり、例えば一定の距離間隔といった時間以外の要素と相関のある状態量の変動を抑制できない。特に特許文献１に記載の方法では、ライン速度が短時間で変化する加減速時には、一定距離間隔の周期性を有する変動を精度よく検出して抑制することはできない。一方、特許文献２に記載の方法は、高速フーリエ変換解析処理を利用して状態量の変動を検出していないために、状態量の変動周期が変化する場合には状態量の変動を精度よく検出できず、状態量の変動を抑制できない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、時間以外の要素と相関のある状態量の変動が含まれていたり、状態量の変動周期が変化したりする場合であっても、圧延時の鋼帯の板厚変動を抑制可能な鋼帯の板厚制御装置及び板厚制御方法を提供することにある。

本発明に係る鋼帯の板厚制御装置は、鋼帯の圧延荷重又は圧延機出側における鋼帯の板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対して高速フーリエ変換解析処理を実行することにより、圧延距離における前記実績値の変動の周期及び振幅を抽出する変動抽出手段と、前記変動抽出手段によって抽出された前記実績値の変動の周期及び振幅に基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の板厚制御装置は、上記発明において、前記変動抽出手段は、前記実績値に対して時間に基づく周波数解析と圧延距離に基づく空間周波数解析とをそれぞれ実行し、前記制御手段は、前記変動抽出手段によって抽出された前記実績値の変動の時間周期の周波数及び振幅と前記実績値の変動の距離周期の空間周波数及び振幅とに基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御することを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の板厚制御方法は、鋼帯の圧延荷重又は圧延機出側における鋼帯の板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対して高速フーリエ変換解析処理を実行することにより、圧延距離における前記実績値の変動の周期及び振幅を抽出する変動抽出ステップと、前記変動抽出ステップにおいて抽出された前記実績値の変動の周期及び振幅に基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の板厚制御方法は、上記発明において、前記変動抽出ステップは、前記実績値に対して時間に基づく周波数解析と圧延距離に基づく空間周波数解析とをそれぞれ実行するステップを含み、前記制御ステップは、前記変動抽出ステップにおいて抽出された前記実績値の変動の時間周期の周波数及び振幅と前記実績値の変動の距離周期の空間周波数及び振幅とに基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る鋼帯の板厚制御装置及び板厚制御方法によれば、時間以外の要素と相関のある状態量の変動が含まれていたり、状態量の変動周期が変化したりする場合であっても、圧延時の鋼帯の板厚変動を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置の構成を示す模式図である。 図２は、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置の変形例の構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置１は、圧延機が備える一対の圧延ロールＲのロールギャップを制御することにより、圧延機によって圧延される鋼帯Ｓの板厚を目標板厚に制御する装置であり、荷重計２、板厚計３、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）解析装置４、周期性外乱検出装置５、ロールギャップ量計算装置６、及びロールギャップ制御装置７を主な構成要素として備えている。

荷重計２は、一対の圧延ロールＲの圧延荷重の実績値を測定し、測定された圧延荷重の実績値を示す電気信号を出力する。

板厚計３は、一対の圧延ロールＲによって圧延された鋼帯Ｓの板厚を測定し、測定された板厚を示す電気信号を出力する。

ＦＦＴ解析装置４は、板厚計３によって測定された圧延機の出側における鋼帯Ｓの板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対してＦＦＴ解析処理を実行する。より具体的には、ＦＦＴ解析装置４は、鋼帯Ｓの板厚の実績値に対して時間に基づく周波数解析と圧延距離に基づく空間周波数解析とをそれぞれ実行する。なお、本実施形態では、ＦＦＴ解析装置４は、鋼帯Ｓの板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対してＦＦＴ解析処理を実行することとしたが、図２に示すように荷重計２によって測定される圧延荷重の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対してＦＦＴ解析処理を実行してもよい。

周期性外乱検出装置５は、ＦＦＴ解析装置４によるＦＦＴ解析処理の結果に基づいて、圧延距離における鋼帯Ｓの板厚又は圧延荷重の実績値の変動の周期及び振幅を周期性外乱として検出する。より具体的には、周期性外乱検出装置５は、鋼帯Ｓの板厚又は圧延荷重の実績値の変動の時間周期の周波数及び振幅と、鋼帯Ｓの板厚又は圧延荷重の実績値の変動の距離周期の空間周波数及び振幅とを周期性外乱として検出する。

ロールギャップ量計算装置６は、周期性外乱検出装置５によって検出された周期性外乱を抑制して鋼帯Ｓの板厚を目標板厚に制御するために必要な一対の圧延ロールＲのロールギャップの操作量を計算し、計算されたロールギャップの操作量を示す電気信号をロールギャップ制御装置７に出力する。

ロールギャップ制御装置７は、ロールギャップ量計算装置６によって計算されたロールギャップの操作量に従って一対の圧延ロールＲのロールギャップを制御する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置１は、鋼帯Ｓの圧延荷重又は圧延機出側における鋼帯Ｓの板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対してＦＦＴ解析処理を実行することにより、圧延距離における実績値の変動の周期及び振幅を抽出し、抽出された実績値の変動の周期及び振幅を用いて変動を抑制するように圧延機のロールギャップを制御するので、時間以外の要素と相関のある状態量の変動が含まれていたり、状態量の変動周期が変化したりする場合であっても、圧延時の鋼帯Ｓの板厚変動を抑制することができる。

また、本発明の一実施形態である鋼帯の板厚制御装置１は、実績値に対して時間に基づく周波数解析と圧延距離に基づく空間周波数解析とをそれぞれ実行し、実績値の変動の時間周期の周波数及び振幅と実績値の変動の距離周期の空間周波数及び振幅とを用いて変動を抑制するように圧延機のロールギャップを制御するので、圧延時の鋼帯Ｓの板厚変動をより抑制することができる。

本実施例では、５圧延スタンド構成の冷間圧延ラインにおける初段の圧延スタンドのみを模した圧延シミュレータを用いて本発明の有効性を検証した。なお、初段の圧延スタンドのみを模した理由は、初段の圧延スタンドが圧下による板厚制御に最も効果的であるためである。但し、本発明の適用範囲は初段の圧延スタンドに限定されることはなく、本発明は全ての圧延スタンドに適用することができる。

具体的には、本実施例では、板厚計３の測定値に対して一定距離間隔でＦＦＴ解析処理を実行することにより鋼帯Ｓの板厚の変動の圧延距離に対する周期及び振幅を検出し、鋼帯Ｓの板厚の変動を抑制して鋼帯Ｓの板厚を目標板厚に制御するように初段の圧延スタンドのロールギャップの操作量を制御した。この結果、本発明の制御を実施した場合、本発明の制御を実施しない場合と比較して、初段の圧延スタンドの出側における鋼帯Ｓの板厚の標準偏差が２８．８％減少し、目標外れ値のポイント数が８９％減少した。以上のことから、本発明によれば、圧延時の鋼帯Ｓの板厚変動を抑制できることが確認された。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 鋼帯の板厚制御装置
２ 荷重計
３ 板厚計
４ 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）解析装置
５ 周期性外乱検出装置
６ ロールギャップ量計算装置
７ ロールギャップ制御装置
Ｒ 圧延ロール
Ｓ 鋼帯

Claims (4)

1. 鋼帯の圧延荷重又は圧延機出側における鋼帯の板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対して高速フーリエ変換解析処理を実行することにより、圧延距離における前記実績値の変動の周期及び振幅を抽出する変動抽出手段と、
   前記変動抽出手段によって抽出された前記実績値の変動の周期及び振幅に基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする鋼帯の板厚制御装置。
2. 前記変動抽出手段は、前記実績値に対して時間に基づく周波数解析と圧延距離に基づく空間周波数解析とをそれぞれ実行し、
   前記制御手段は、前記変動抽出手段によって抽出された前記実績値の変動の時間周期の周波数及び振幅と前記実績値の変動の距離周期の空間周波数及び振幅とに基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の板厚制御装置。
3. 鋼帯の圧延荷重又は圧延機出側における鋼帯の板厚の圧延距離に基づく定周期間隔の実績値に対して高速フーリエ変換解析処理を実行することにより、圧延距離における前記実績値の変動の周期及び振幅を抽出する変動抽出ステップと、
   前記変動抽出ステップにおいて抽出された前記実績値の変動の周期及び振幅に基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする鋼帯の板厚制御方法。
4. 前記変動抽出ステップは、前記実績値に対して時間に基づく周波数解析と圧延距離に基づく空間周波数解析とをそれぞれ実行するステップを含み、
   前記制御ステップは、前記変動抽出ステップにおいて抽出された前記実績値の変動の時間周期の周波数及び振幅と前記実績値の変動の距離周期の空間周波数及び振幅とに基づいて該変動を抑制するように前記圧延機のロールギャップを制御するステップを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の鋼帯の板厚制御方法。

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