JP2706355B2 - 板圧延時の蛇行制御方法 - Google Patents

板圧延時の蛇行制御方法

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JP2706355B2
JP2706355B2 JP2168561A JP16856190A JP2706355B2 JP 2706355 B2 JP2706355 B2 JP 2706355B2 JP 2168561 A JP2168561 A JP 2168561A JP 16856190 A JP16856190 A JP 16856190A JP 2706355 B2 JP2706355 B2 JP 2706355B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B37/00Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/68Camber or steering control for strip, sheets or plates, e.g. preventing meandering

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、板材の圧延時に蛇行状態と同時にキャンバ
をも制御するための方法に関する。
[従来の技術] 板材を圧延する際、圧延中に板材がミル中心から逃げ
る現象を生じる場合がある。この板逃げ現象が起こると
板材がサイドガイドに当たって絞り込みが発生し、ロー
ルに傷を付けたり左右の板幅端の板厚差が生じたりし
て、製品品質の劣化や生産性の低下などを招くことにな
る。この現象は、板材の尻抜け時つまり入側の張力が存
在しない時に起こり易い。
その制御手段としては、従来、蛇行相当量を測定しそ
の量に比例したレベリング量を操作する手段や、蛇行相
当量と微分値とを加えた量に相当するレベリング量を操
作する手段などがある。また、蛇行量を測定する手段と
しては、圧延機の左右荷重差を測定する手段や、センサ
で左右板幅端の動きを測定する手段などが提案されてい
る。
一方、板材のキャンバ量を制御する手段としては、従
来、圧延機の入側にキャンバ計を設置して、進入してく
る板材のキャンバ量を測定しレベリング量を変更する手
段が用いられている。この手段は、主に厚板圧延に適用
されている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、蛇行量とキャンバ量とは相互に影響し合う
ものであり、上述した従来の制御手段のように蛇行量あ
るいはキャンバ量を抑えることにのみ着眼していると、
一方を制御すれば一方が犠牲になってしまう。特に、熱
延での板材の厚さが薄い領域での圧延時には、2つの制
御の矛盾が大きくなる。
本発明は、上記課題を解決しようとするもので、蛇行
を抑えながら、圧延された板材のキャンバをも同時に抑
えることができるようにして、製品品質の向上をはかっ
た板圧延時の蛇行制御方法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、本発明の板圧延時の蛇行
制御方法(請求項1)は、圧延機の入側もしくは出側に
おける板材の蛇行量と該蛇行量の時間微分値とを測定
し、測定された蛇行量およびその時間微分値に基づき、
所定時間経過後に板材の蛇行量が許容範囲内に入るよう
に一定のレベリング変更量を演算し、該レベリング変更
量を圧下系制御装置へ送り圧延機を制御することにより
蛇行量を制御することを特徴としている。
また、本発明の板圧延時の蛇行制御方法(請求項2)
は、所定時間経過後に板材の蛇行量が許容範囲内に入る
ように板材の蛇行量と該蛇行量の時間微分値とに応じた
一定のレベリング変更量を予め演算し、その演算結果を
テーブルとして保管しておいてから、圧延機の入側もし
くは出側における板材の蛇行量と該蛇行量の時間微分値
とを測定し、測定された蛇行量およびその時間微分値と
前記テーブルとに基づいて一定のレベリング変更量を得
て、該レベリング変更量を圧下系制御装置へ送り圧延機
を制御することにより蛇行量を制御することを特徴とし
ている。
さらに、本発明の板圧延時の蛇行制御方法(請求項
3)は、板材の入側ウエッジ量を実測し、請求項もしく
は2記載の方法において、一定のレベリング変更量を演
算する際に実測した入側ウエッジ量を用いることを特徴
としている。
[作用] 上述した請求項1記載の方法では、まず、板材の蛇行
量とその時間微分値とが測定され、測定結果に基づい
て、板材の入側ウエッジ量や圧延機のレベリングオフセ
ット量などが演算されるとともに、その演算結果を用い
て、今後の指定された時刻(所定時間経過後)に蛇行量
が許容範囲内に入るような一定のレベリング変更量が演
算される。そして、このレベリング変更量に基づいて、
圧下系制御装置により圧延機が制御され、板材の蛇行量
が抑制制御される。
上述した請求項2記載の方法では、実際の制御を行な
う前に、板材の蛇行量と該蛇行量の時間微分値とに応じ
て、所定時間経過後に板材の蛇行量が許容範囲内に入る
ような一定のレベリング変更量が、予め演算されテーブ
ルとして保管されている。そして、請求項1記載の方法
と同様に、蛇行制御を行なうが、一定のレベリング変更
量の演算時には、測定された蛇行量およびその時間微分
値を、保管されているテーブルにあてはめて一定のレベ
リング変更量を得ている。
また、請求項1,2記載の方法において、演算により求
めている板材のウエッジ量を実測することにより、一定
のレベリング変更量をより厳密に演算することが可能に
なる(請求項3)。
[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板圧延時
の蛇行制御方法について説明すると、第1図は本発明の
方法を実施するための装置構成を示すブロック図であ
り、この第1図において、1は圧延機、1aは圧延機1の
圧延ロール、1bは圧下装置で圧下系制御装置1cにより制
御され圧延機1におけるレベリング調整を行なうもので
ある。また、2は圧延機1へ進入して圧延される圧延材
(板材)、3は圧延材2の圧延機1入側における蛇行量
を測定する蛇行検出器、4は蛇行検出器3からの検出信
号を受けて圧延材2の蛇行量およびその時間微分値を演
算・測定する蛇行量処理演算部、5は蛇行量処理演算部
4からの測定結果に基づき後述する演算式(7)〜(1
0)を用いて所定時間経過後に圧延材2の蛇行量が許容
範囲内に入るように一定のレベリング変更量ΔSCを演算
するレベリング変更量演算部で、この演算部5による演
算結果(ΔSC)は圧延機1の圧力系制御装置1cへ送信さ
れ、圧下装置1bにてレベリング出力し圧延機1を制御す
ることにより圧延材2の蛇行量が制御されるようになっ
ている。
次に、上記レベリング変更量演算部5で用いられる演
算式について説明する。まず、圧延材2の入側ウエッジ
量(圧延材2の左右板幅端の板厚差)をΔH、入側蛇行
量をΔy0、圧延機1のレベリングオフセット量をΔS0
操作したレベリング量をΔS、圧延材2の出側ウエッジ
量をΔh、左右圧下率差をΔrとすると、この左右圧下
率差Δrは、次式(1)で与えられる。
Δr=AHΔH+AYΔy−AS(ΔS0+ΔS) …(1) ここで、AH,AY,ASは正の係数、また、Δr,ΔHは作業
側増加が正、Δyは駆動側逃げが正、ΔSは作業側開け
が正である。
また、蛇行量Δyは次式(2)で与えられる。
(1)式を(2)式に代入することにより(3)式が
得られ、その両辺を2階微分して(4)式が得られる。
2階微分方程式である(4)式の一般解としては、 とすると、次の(5)式が得られる。
Δy=D・exp(αt)+F・exp(αt) …(5) 上記(2)〜(5)式において、KE,D,Fはいずれも係
数である。
さて、現実的な問題として、ΔHの変化は無視できる
オーダーであるので、ΔHを一定と仮定し、またΔSは
一定とすると、(4)式の特解は次式(6)で表され
る。なお、ここで、C2,C3,C4は圧延材2の入側での蛇行
量を知ることにより求められる係数である。
特解を含めたΔyの解は(5)式および(6)式によ
り次式(7)となる。
ここで、 と置き換えるとともに、t=t0でΔy=Δy0、t=t1
Δy=Δy1,dΔy/dt=∂Δy1とすると、上記(7)式よ
り、 となる。ここで、 とおくと、上記(8)〜(10)式から未知数D,Fおよび
Vが決まる。時刻t=tAでΔy=ΔyAにする一定のレベ
リング変更量ΔSC、即ち所定時間tA経過後に圧延材2の
蛇行量Δyが許容範囲ΔyA以内に入るような一定のレベ
リング変更量ΔSCは、決定された未知数D,F,Vを(7)
式に代入することにより求められる。なお、上記(8)
〜(10)式中、Δy0,Δy1,∂Δy1は、本実施例において
いずれも蛇行検出器3および蛇行量処理演算部4により
演算・測定される既知のものである。また、(7)〜
(10)式によるレベリング変更量ΔSCの演算は、レベリ
ング変更量演算部5にて行なわれる。
また、本実施例では、圧延材2の入側ウエッジ量ΔH
をVに含めて未知数とし、(8)〜(10)式の解として
求めているが、この入側ウエッジ量ΔHを時間経過とと
もに測定すれば、(6)式と、この(6)式から導出さ
れる(7)式とにおいて、さらに厳密に一定のレベリン
グ変更量ΔSCを求めることができる。
上述のような演算機能を有するレベリング変更量演算
部5をそなえた本実施例の装置では、蛇行検出器3によ
り、時刻t=t0での圧延材2の蛇行量Δy0を検出し、蛇
行量処理演算部4に記憶する。また、同様に微小時間経
過後(t=t1)の圧延材2の蛇行量Δy1を検出し蛇行量
処理演算部4に送信し、記憶した蛇行量Δy0とΔy1とに
基づき蛇行量の時間微分値dΔy/dt=∂Δy1を演算す
る。次に、蛇行量処理演算部4から蛇行量Δy0,Δy1
よびその時間微分値∂Δy1をレベリング変更量演算部5
へ送信し、前述したように(7)〜(10)式を用いてレ
ベリング変更量ΔSCを演算する。そして、演算されたレ
ベリング変更量ΔSCに基づいて、圧下系制御装置1cによ
り圧延機1の圧下装置1bが制御され、圧延材2の蛇行量
が抑制制御されることになる。
本実施例の装置による具体的な効果を、従来制御,無
制御の場合と比較しながら第2図(a)〜(c)に示
す。各図はそれぞれキャンバ曲率,板蛇行量,板ウエッ
ジ量の変化を示しているが、いずれの図からも明らかな
ように、本実施例の装置を用いることで、キャンバ曲
率,板蛇行量,板ウエッジ量の変化がいずれも小さくな
る。
このように、本実施例の蛇行制御方法によれば、板圧
延において圧延材2の蛇行を許容範囲に確実に抑えるこ
とができるとともに、圧延材2のキャンバやウエッジ量
をも同時に抑えることができるので、圧延工程および次
工程での圧延トラブルを著しく低減できるほか、製品品
質が大幅に向上するのである。
ところで、上述した実施例では、実際の蛇行制御中に
測定されたデータに基づき、(7)〜(10)式を用いて
レベリング変更量演算部5においてリアルタイムで一定
のレベリング変更量ΔSCを演算しているが、請求項2記
載の方法に従い、実際の蛇行制御を行なう前に、圧延材
2の蛇行量Δyとその時間微分値∂Δyとを適当に区分
し、各区分ごとに、所定時間経過後に圧延材2の蛇行量
が許容範囲内に入るような一定のレベリング変更量ΔSC
を、予め演算して、下表1のようなレベリング変更テー
ブルとして図示しないメモリ等に保管してもよい。
このテーブル作成時には、基準鋼種の標準パスについ
て所定時間経過後に蛇行量Δyが許容範囲に入る一定の
レベリング変更量ΔSCが、蛇行量Δyの範囲a〜dごと
に5個に区分した時間微分値∂Δyの20区分それぞれに
ついて、前述した(7)〜(10)式に基づいて予め演算
され、下表1に示すごとく、テーブルに格納される。
なお、蛇行量Δyの範囲a〜dは、例えば、第3図
(a),(b)に示すように設定される。また、第3図
(a)中の矢印は、時間微分ベクトルを示している。
そして、実際の蛇行制御時における一定のレベリング
変更量ΔSCの演算時には、蛇行検出器3および蛇行量処
理演算部4にて演算・測定された蛇行量Δyおよびその
時間微分値∂Δyを、保管されている上記表1にあては
め、これらの値Δyおよび∂Δy対応する基準レベリン
グ変更量ΔSC0を選択する。さらに、レベリング変更量
演算部5において、当該圧延材2の鋼種補正係数KK,板
厚補正係数KAおよび圧延速度補正係数KSにより、選択し
た基準レベリング変更量ΔSC0に対して下記(11)式に
基づく補正処理を施して、一定のレベリング変更量ΔSC
を求めている。
このようにして得られた一定のレベリング変更量ΔSC
に基づいて、圧下系制御装置1cにより圧延機1の圧下装
置1bを制御し、圧延材2の蛇行量を抑制制御すること
で、上記実施例と同様の効果が得られる。
なお、上記実施例では、圧延機1の入側に設置した蛇
行検出器3により圧延材2の入側蛇行量を測定している
が、圧延機1の出側での圧延材2の蛇行量または圧延ロ
ール1a直下での圧延材2の蛇行量を測定することによっ
ても、本発明の制御方法を実施できることはいうまでも
ない。
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の板圧延時の蛇行制御方
法(請求項1,2)によれば、蛇行量およびその時間微分
値に基づき所定時間経過後に板材の蛇行量が許容範囲内
に入るような一定のレベリング変更量を得て、このレベ
リング変更量に基づいて圧延機を制御するので、板材の
蛇行を許容範囲に確実に抑制できると同時に、板材のキ
ャンバやウエッジ量をも抑制でき、圧延工程および次工
程での圧延トラブルを著しく低減できるほか、製品品質
を大幅に向上できる効果がある。
また、板材の入側ウエッジ量の実測結果を、一定のレ
ベリング変更量を演算する際に用いることにより(請求
項3)、一定のレベリング変更量を極めて厳密に求める
ことができ、制御精度をより向上させることができる効
果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての板圧延時の蛇行制御
方法を実施するための装置構成を示すブロック図、第2
図(a)〜(c)はいずれも上記実施例の効果を説明す
るためのグラフ、第3図(a),(b)はいずれも蛇行
量の範囲記号を説明するための図である。 図において、1……圧延機、1a……圧延ロール、1b……
圧下装置、1c……圧下系制御装置、2……圧延材(板
材)、3……蛇行検出器、4……蛇行量処理演算部、5
……レベリング変更量演算部。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧延機の入側もしくは出側における板材の
    蛇行量と該蛇行量の時間微分値とを測定し、測定された
    蛇行量およびその時間微分値に基づいて、所定時間経過
    後に前記板材の蛇行量が許容範囲内に入るように一定の
    レベリング変更量を演算し、該レベリング変更量を前記
    圧延機の圧下系制御装置へ送り前記圧延機を制御するこ
    とにより前記板材の蛇行量を制御することを特徴とする
    板圧延時の蛇行制御方法。
  2. 【請求項2】所定時間経過後に板材の蛇行量が許容範囲
    内に入るように前記板材の蛇行量と該蛇行量の時間微分
    値とに応じた一定のレベリング変更量を予め演算し、そ
    の演算結果をテーブルとして保管しておいてから、圧延
    機の入側もしくは出側における板材の蛇行量と該蛇行量
    の時間微分値とを測定し、測定された蛇行量およびその
    時間微分値と前記テーブルとに基づいて一定のレベリン
    グ変更量を得て、該レベリング変更量を前記圧延機の圧
    下系制御装置へ送り前記圧延機を制御することにより前
    記板材の蛇行量を制御することを特徴とする板圧延時の
    蛇行制御方法。
  3. 【請求項3】前記板材のウエッジ量を実測し、前記一定
    のレベリング変更量を演算する際に、実測したウエッジ
    量を用いることを特徴とする請求項1または2記載の板
    圧延時の蛇行制御方法。
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JP4617585B2 (ja) * 2001-03-19 2011-01-26 Jfeスチール株式会社 連続圧延における被圧延材後端部分の絞り防止方法及び装置
JP4878340B2 (ja) * 2007-08-20 2012-02-15 株式会社神戸製鋼所 金属板材の蛇行防止圧延方法
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