JP2703101B2 - ミルペーシング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、加熱炉に続いて圧延機を配した圧延ライン
において圧延間ピッチを制御するためのミルペーシング
装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、圧延ラインには圧延機のほかにもいくつかの
処理工程が連続的に配置されている。この各工程間の協
調が十分でないと圧延機にアイドル時間を生じる。この
アイドル時間を最小にすべく圧延ラインへの材料の送り
込みを行なうこと〔ミルペーシング（mill pacing）〕
が従来より行なわれている。

つまり、圧延工場における圧延間ピッチ（前圧延材の
尾端部と次圧延材の先端部との移送時間間隔）の大小
は、圧延能率に多大な影響を与え、例えば、材料１本当
たりの純圧延時間を40秒としたとき、圧延間ピッチが５
秒の場合と10秒の場合とでは、前者の方が後者よりも11
％強の生産量増が期待できることになる。従って、この
圧延間ピッチをできるだけ小さい値に厳密に制御するこ
とが、圧延工場の主要な管理ポイントになっている。こ
の圧延間ピッチの制御は、一般には、加熱炉からの材料
抽出タイミングを調整することにより行なっている。

第５図（先行圧延材と後行圧延材とのタイミングチャ
ート）にて、より具体的に従来のミルペーシング装置に
よる圧延間ピッチ制御を示すと、先行圧延材抽出開始指
令と後行圧延材抽出開始指令との間の時間間隔を、従
来、次式にて決定している。

先行圧延材の（加熱炉ウォーキングビーム動作時間＋搬送時間＋圧延時間） −後行圧延材の（加熱炉ウォーキングビーム動作時間＋搬送時間） ＋目標間ピッチ時間 ここで、搬送時間は、加熱炉からビレットツイスタま
での炉内ローラテーブル搬送時間と、ビレットツイスタ
からNo.1スタンドまでのビレットツイスタ搬送時間との
和である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のミルペーシング装置による圧延
間ピッチ制御では、大きな問題点として次の２点を挙げ
ることができる。

先行圧延材および後行圧延材の加熱炉ウォーキングビ
ーム動作時間は等しいとしても、 搬送時間は、加熱炉内への材料装入位置が加熱炉スキ
ッドの配置等の関係により定まっていないので、加熱炉
からビレットツイスタまでの搬送時間が大きくばらつく
ほか、 圧延時間は初期速度により決定されているため、圧延
状態を良好に保つための圧延開始以降のオペレータの速
度修正やループ制御による速度補正により、実際は初期
速度から大きく異なる速度での圧延となっており、この
圧延時間もばらついている。

大型計算機（プロセスコンピュータ）を用いて抽出タ
イミングを制御することで、上記項目については考慮
されている場合もあるが、上記項目については考慮さ
れていない。従って、従来の方式では、どうしても正確
で安定した圧延間ピッチ制御を行なえなくなっていた。

本発明は、このような課題を解決しようとするもの
で、圧延時間という概念を排除し、先行圧延材の尾端部
をトラッキングすることにより、圧延速度の変化に対応
した安定的な圧延間ピッチ制御を実現できるようにし
た、ミルペーシング装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のミルペーシング
装置は、先行圧延材の尾端位置を第１の圧延機からの距
離としてトラッキングするトラッキング手段と、後行圧
延材の先端位置が加熱炉から第１の圧延機に到達するま
での時間を演算する到達時間演算手段と、トラッキング
手段にて得られた距離が到達時間演算手段により演算さ
れた到達時間と圧延間ピッチ目標時間との差に第１の圧
延機の入側速度を乗じたものと等しくなったタイミング
で後行圧延材の抽出開始指令を出力する抽出制御手段と
をそなえたことを特徴としている。

［作用］ 上述した本発明のミルペーシング装置では、先行圧延
材の尾端位置が、トラッキング手段により圧延ラインの
第１の圧延機からの距離としてトラッキングされるとと
もに、後行圧延材の先端位置が加熱炉から第１の圧延機
に到達するまでの時間が、到達時間演算手段により演算
される。

先行圧延材の尾端位置が、演算された到達時間と第１
の圧延機の入側速度との積である距離だけ第１の圧延機
から離れた位置にある時点で、後行圧延材を加熱炉から
抽出すると、当然、後行圧延材の先端位置と先行圧延材
の尾端位置とが第１の圧延機で一致することになる。

そこで、先行圧延材の尾端位置（トラッキング手段に
て得られた距離）が、前記到達時間と圧延間ピッチ目標
時間との差に第１の圧延機の入側速度を乗じた距離だけ
第１の圧延機から離れた位置に到達した時点で、抽出制
御手段から後行圧延材の抽出開始指令を出力することに
より、先行圧延材と後行圧延材との間の圧延間ピッチが
目標時間に対応するように制御される。

［発明の実施例］ 以下、図面により本発明の一実施例としてのミルペー
シング装置について説明すると、第１図はその構成を示
すブロック図、第２図は本実施例の装置が適用される圧
延ラインの要部を示す構成図、第３図は加熱炉内におけ
るビレット先端位置算出手段を説明するための平面図、
第４図は抽出炉内ローラテーブルおよびビレットツイス
タの速度パターンを示すグラフである。

まず、第2,3図により本実施例の装置が適用される圧
延ラインの構成について説明する。これらの第2,3図に
おいて、１は圧延材であるビレット２を加熱するための
加熱炉で、この加熱炉１は、ウォーキングビーム可動床
1aとウォーキングビーム固定床1bとを有しており、ウォ
ーキングビーム可動床1aがウォーキングビーム固定床1b
に対して矩形運動を繰り返すことにより、ビレット２が
矢印Ａ方向へ横送りされるようになっている。1c（第３
図参照）は加熱炉１内においてビレット２の尾端位置を
規定するエンドストッパ、2Aは先行圧延材であるビレッ
ト、３は加熱炉１の端部に設けられ加熱後のビレット２
を圧延ラインへ送り出す抽出炉内ローラテーブル、４は
加熱炉１から抽出されたビレット2,2Aをクランプ（圧
着）し45゜旋回させて第１圧延スタンド（第１の圧延
機）６へ送り込むビレットツイスタ、５はビレットツイ
スタ４の出側においてビレット2,2Aを検出する鋼材検出
センサ、７は第１圧延スタンド６の回転数を検出するた
めのパルスジェネレータ（PLG）である。

このような圧延ラインにおける先行圧延材（ビレット
2A）と後行圧延材（ビレット２）との間の圧延間ピッチ
を制御すべく、本実施例のミルペーシング装置は、第１
図に示すように構成されている。

第１図において、８はビレット（先行圧延材）2Aが第
１圧延スタンド６に噛み込んでから鋼材検出センサ５が
ビレット2Aの尾端の通過（オフ信号出力）を検知するま
でパルスジェネレータ７からのパルスを計数するパルス
カウンタ、９は鋼材検出センサ５がビレット2Aの尾端の
通過（オフ信号出力）を検知するとパルスジェネレータ
７からのパルスの計数を開始するパルスカウンタで、パ
ルスカウンタ８によるカウント値C₅は、ビレット2Aの先
端の第１圧延スタンド６への噛み込み時におけるビレッ
ト2Aの尾端位置から鋼材検出センサ５までの距離L₅に対
応するものであり、パルスカウンタ９によるカウント値
C₇は、鋼材検出センサ５からビレット2Aの尾端位置まで
の距離L₇に対応するものである。10は加熱炉１の入側で
図示しない測長手段により測長されたビレット2Aの全長
L₀と予め既知の固定距離L₄（鋼材検出センサ５と第１圧
延スタンド６との距離）との差つまり前述した距離L₅を
演算する減算器、11は減算器10からの距離L₅とパルスカ
ウンタ８からのカウント値C₅との比L₅/C₅（パルスジェ
ネレータ７のパルス数と実際の距離とを関係付けるため
の係数）を演算する除算器、12はパルスカウンタ９から
のカウント値C₇と除算器からの比L₅/C₅とを乗算して鋼
材検出センサ５からビレット2Aの尾端位置までの実距離
L₇を演算する乗算器、13は乗算器12によって演算された
距離L₇を固定距離L₄から減算することによりビレット2A
の尾端位置と第１圧延スタンド６との距離L₆を演算する
減算器で、これらのパルスカウンタ8,9,減算器10,13,除
算器11および乗算器12により、ビレット2Aの尾端位置を
距離L₆としてトラッキングするトラッキング手段14が構
成されている。

また、15は除算器11からの比L₅/C₅,第１圧延スタンド
６の１回転当たりのパルスジェネレータ７からのパルス
数，第１圧延スタンド６駆動用モータ（図示せず）の回
転数（rpm），およびギヤ比に基づいて第１圧延スタン
ド６の入側におけるビレット2Aの線速V_INを演算する圧
延速度演算手段、16はトラッキング手段14からの距離L₆
を圧延速度演算手段15からの線速V_INで除算することに
よりビレット2Aの尾端位置が第１圧延スタンド６に到達
するまでの時間L₆/V_INを演算する除算器、17は加熱炉１
内におけるビレット2A（先行圧延材）の先端位置L₃（第
３図参照）とビレット２（後行圧延材）の先端位置L₃′
との差（L₃−L₃′）を演算する減算器で、この減算器17
に入力される先端位置L₃（L₃′）は、後述する（１）式
にて図示しない演算手段により演算される。18は減算器
17からの距離差（L₃−L₃′）をビレット２の抽出速度V_T
（第４図参照）にて除算することによりビレット2Aと２
との第１圧延スタンド６への到達時間差を演算する除算
器、19は先行したビレット2Aの先端位置が加熱炉１から
の抽出後に第１圧延スタンド６に噛み込むまでの時間T₀
（図示しない計時手段により計測）と除算器18からの時
間差とを減算することにより後行するビレット２の先端
位置が加熱炉１から第１圧延スタンド６に噛み込むまで
の時間T₁を演算する減算器で、これらの減算器17,除算
器18および減算器19により到達時間演算手段20が構成さ
れている。

さらに、21は到達時間演算手段20からの到達時間T₁と
圧延間ピッチ目標時間T₂との差（T₁−T₂）を演算する減
算器、22は除算器16からの時間L₆/V_INと減算器21からの
時間（T₁−T₂）とを比較し時間L₆/V_INが時間（T₁−T₂）
になった時点で後行するビレット２の抽出開始指令を出
力する比較器であり、即ち、比較器22は、トラッキング
手段14にて得られた距離L₆が到達時間演算手段20により
演算された到達時間T₁と圧延間ピッチ目標時間T₂との差
に第１圧延スタンド６の線速V_IN（入側速度）を乗じた
ものと等しくなったタイミングで、後行するビレット２
の抽出開始指令を出力する抽出制御手段として機能する
ものである。

本実施例の装置は上述のごとく構成されているので、
以下のようにしてミルペーシング（抽出ピッチ制御）が
行なわれる。

加熱炉１入側で各ビレット2,2Aの全長L₀を図示しない
測長手段により測長する。

各ビレット2,2Aの加熱炉１内におけるビレット先端位
置L₃を、第３図に示すように、下式（１）にて図示しな
い演算手段により算出する。

L₃＝L₁−L₀−L₂ …（１） ここで、L₁は加熱炉１の炉幅、L₂はエンドストッパ1c
の加熱炉１端からの距離で図示しない計測手段により計
測されたものである。

加熱炉１の抽出端まで当該ビレット2,2Aの先端位置L₃
および全長L₀をトラッキングする。

先行するビレット2Aの抽出を開始する。

先行するビレット2Aが抽出開始後に第１圧延スタンド
６に噛み込まれるまでの時間T₀を図示しない計時手段に
より計測する。このとき、抽出炉内ローラテーブル３お
よびビレットツイスタ４の速度パターンは、第４図に示
すように、任意の加速率で任意のトップスピードV_Tまで
加速し、ビレット2,2Aの先端部を鋼材検出センサ５にて
検出した後、第１圧延スタンド６の入側速度V_INまで任
意の減速率ｄで減速し、スタンド速度と同期して第１圧
延スタンド６にビレット2,2Aを送り込む一般的パターン
をとる。

先行するビレット2Aの尾端位置L₆（第１圧延スタンド
６からの距離）を、トラッキング手段14によりトラッキ
ングする。

後行するビレット２の先端位置の抽出開始から第１圧
延スタンド６到達（噛込み）までの時間T₁を、到達時間
演算手段20により、先行するビレット先端位置L₃と後行
するビレット先端位置L₃′との差に基づいて演算する。
つまり、位置差（L₃−L₃′）を速度V_Tで除して得た時間
（L₃−L₃′）/V_Tを、時間T₀から減算することによっ
て、時間T₁が得られる。

後行するビレット２の抽出を開始する。このときの抽
出タイミングは、比較器22により以下のように決定され
る。先行するビレット2Aの尾端位置L₆が、第１圧延スタ
ンド６から距離V_IN（入側速度）×T₁だけ離れた位置に
ある時に、ビレット２の抽出を開始すれば、先行するビ
レット2Aの尾端位置と後行するビレット２の先端位置と
が第１圧延スタンド６の位置で一致することから、圧延
間ピッチ目標時間T₂を考慮して、先行するビレット2Aの
尾端位置L₆が、第１圧延スタンド６から距離V_IN×（T₁
−T₂）だけ離れた位置にある時に、ビレット２の抽出を
開始すればよい。これにより、先行するビレット2Aと後
行するビレット２との間の所定の圧延間ピッチ（目標時
間T₂）に対応する距離）があけられるように制御され
る。

後行するビレット２により鋼材検出センサ５がオン信
号を出力する。

ビレットツイスタ４の減速率ｄを再演算する（入側速
度V_INが先行するビレット2Aの時から変化した場合に対
応するため）。減速完了時点で圧延間ピッチ目標時間T₂
分の距離がキープできれば、その後はビレットツイスタ
４の速度パターンから考えれば明らかなように、その圧
延間ピッチ目標時間T₂分の距離は保持されるることにな
る。なお、減速率ｄの決定手段は、下式に基づいて行な
われる。

V_IN＝V_T−ｄ・ｔ V_T・ｔ−ｄ・t²/2＝L₄−（L₆＋V_IN・T₂） これらの式より、時間ｔを消去すると、 L₄−（L₆＋V_IN・T₂）＝（V_T ²−V_IN ²）／（2d） が得られ、この式を満足する減速率ｄを逐次算出すれば
よい。

このように、本実施例のミルペーシング装置によれ
ば、先行するビレット2Aの尾端位置L₆をトラッキングす
ることにより、圧延速度の変化に対応した安定的な圧延
間ピッチ制御が行なわれる。

なお、上記実施例では、ビレット長L₀を測長手段によ
り測定しているが、鋼材検出センサ５と任意のセンサと
を設置すれば、パルスインクリメンタルな計測が可能に
なるため、ビレット長L₀は不要になる。また、ビレット
先端位置L₃,L₃′のばらつきがビレットツイスタ４の減
速率ｄの可変範囲内で対応可能なものであれば、ビレッ
ト先端位置L₃,L₃′の演算も不要である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明のミルペーシング装置に
よれば、先行圧延材の尾端位置を第１の圧延機からの距
離としてトラッキングするとともに、後行圧延材の先端
位置が加熱炉から第１の圧延機に到達するまでの時間を
演算し、トラッキング距離が到達時間と圧延間ピッチ目
標時間との差に第１の圧延機の入側速度を乗じたものと
等しくなったタイミングで後行圧延材の抽出開始指令を
出力するように構成したので、圧延時間という概念を排
除し、圧延速度の変化に対応した安定的な圧延間ピッチ
制御を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の一実施例としてのミルペーシング
装置を示すもので、第１図はその構成を示すブロック
図、第２図は本実施例の装置が適用される圧延ラインの
要部を示す構成図、第３図は加熱炉内におけるビレット
先端位置算出手段を説明するための平面図、第４図は抽
出炉内ローラテーブルおよびビレットツイスタの速度パ
ターンを示すグラフであり、第５図は従来のミルペーシ
ング装置による圧延間ピッチ制御手段を説明するための
タイミングチャートである。 図において、１……加熱炉、1a……ウォーキングビーム
可動床、1b……ウォーキングビーム固定床、2,2A……ビ
レット、３……抽出炉内ローラテーブル、４……ビレッ
トツイスタ、５……鋼材検出センサ、６……第１圧延ス
タンド、７……パルスジェネレータ、8,9……パルスカ
ウンタ、10……減算器、11……除算器、12……乗算器、
13……減算器、14……トラッキング手段、15……圧延速
度演算手段、16……除算器、17……減算器、18……除算
器、19……減算器、20……到達時間演算手段、21……減
算器、22……比較器（抽出制御手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱炉に続いて圧延機を配した圧延ライン
   における先行圧延材と後行圧延材との間の圧延間ピッチ
   を制御するためのミルペーシング装置において、前記先
   行圧延材の尾端位置を前記圧延ラインの第１の圧延機か
   らの距離としてトラッキングするトラッキング手段と、
   前記後行圧延材の先端位置が前記加熱炉から前記第１の
   圧延機に到達するまでの時間を演算する到達時間演算手
   段と、前記トラッキング手段にて得られた前記距離が前
   記到達時間演算手段により演算された到達時間と圧延間
   ピッチ目標時間との差に前記第１の圧延機の入側速度を
   乗じたものと等しくなったタイミングで前記後行圧延材
   の抽出開始指令を出力する抽出制御手段とがそなえられ
   たことを特徴とするミルペーシング装置。