JP2710811B2 - 圧延機の板厚制御機能監視装置及び方法 - Google Patents

圧延機の板厚制御機能監視装置及び方法

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JP2710811B2 JP63331818A JP33181888A JP2710811B2 JP 2710811 B2 JP2710811 B2 JP 2710811B2 JP 63331818 A JP63331818 A JP 63331818A JP 33181888 A JP33181888 A JP 33181888A JP 2710811 B2 JP2710811 B2 JP 2710811B2
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弘明 井口
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    • 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
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/165Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions responsive mainly to the measured thickness of the product

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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、圧延機の板厚制御機能監視装置及び方法に
係り、特に、自動板厚制御(Automatic Gauge Control:
AGC)機能を有するタンデム圧延機に用いるのに好適
な、圧延機の板厚制御機構監視装置及び方法に関する。
【従来の技術】
金属ストリップの冷間圧延などに用いられるタンデム
圧延機には、近時、高速圧下位置駆動機構や、高応答、
高精度の圧延モータ回転速度制御機構の実現化を背景と
して、より高精度な製品板厚の実現化の要請の元に、種
々の方式のAGCが開発されて使用されるに至つている。
又、現状においては、1つのタンデム圧延機に複数の方
式のAGCが同時に使用されつつある。 しかしながら、前記のようなタンデム圧延機において
は、個々のAGC機能の、比較的軽度の異常や、構成機械
部品の経年劣化などによる板厚制御の低下を発見し、特
定することが困難であつた。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされた
ものであつて、板厚制御機能が正常に発揮されているか
否かの監視を確実・容易に行なえるようにして、板厚精
度保証の信頼性を向上させ得る圧延機の板厚制御機能監
視装置及び方法を提供することを課題とする。
【課題を達成するための手段】
本願の第1発明は、板厚制御機能を有する圧延機にお
いて、板厚制御されるスタンドの入側及び出側で被圧延
材の板厚を検出するための板厚検出器と、該板厚検出器
の出力信号を周波数解析する手段と、周波数解析結果か
ら、該板厚制御されるスタンドの上流の圧延条件に依存
する特定周波数のスペクトル強度を抽出するための手段
と、抽出されたスペクトル強度の、出側における入側か
らの減衰比に基づき、前記板厚制御が正常に作動してい
るかを判断する手段を有することにより、前記課題を達
成したものである。 本願の第2発明は、板厚機能を有する圧延機におい
て、板厚制御されるスタンドの入側及び出側における板
厚の変動を周波数解析して、該板厚制御されるスタンド
の上流の圧延条件に依存する特定周波数のスペクトル強
度を抽出し、抽出されたスペクトル強度の、出側におけ
る入側からの減衰比に基づき、前記板厚制御が正常に作
動しているかを判断することにより、前記課題を達成し
たものである。 本願の第3発明は、板厚制御機能を有する圧延機にお
いて、板厚制御されるスタンドの出側における板厚の変
動を周波数解析して、圧延条件に依存する特定周波数の
スペクトル強度を抽出し、抽出されたスペクトル強度
の、該板厚制御機能を作用させない時に対する作用させ
た時の減衰比に基づき、前記板厚制御が正常に作動して
いるかを判断することにより、前記課題を達成したもの
である。
【発明の作用及び効果】
発明者らは、AGC等の板厚制御機能を有するタンデム
圧延機等の圧延機に対して、当該制御機能の監視はいか
にすれば確実に行なえるかを種々検討した。 そこで、板厚制御機能を有するスタンド(1スタンド
のみならず2スタンド以上のスタンドでもよい)の上流
側、下流側に設けられた板厚検出器の板厚検出信号を周
波数解析し、周波数解析の結果から出力信号中の、圧延
ロール径、圧延速度、ロール偏芯などの圧延条件に依存
する特定周波数のスペクトル強度を抽出し、上流側に対
する下流側の板厚検出信号のスペクトル強度の減衰比を
算出した。一方、圧延スケジュールに基づき、前記スタ
ンドの上流側に対する下流側の板厚目標値から圧下率を
算出した。 ここで、前記スタンドにおいて板厚制御機能が動作し
ない場合、前記スペクトル強度の減衰比は、前記圧下率
に応じた値あるいはそれ以上の値になると考えられるこ
とから、前記スタンドで板厚制御機能が正常に作動して
いれば、前記減衰比は前記圧下率に応じた値以下とな
る。従つて、前記のように算出された圧下率とスペクト
ル強度の減衰比を比較すれば、前記板厚制御機能が正常
に作動しているか否かを判断できる。なお、前記スペク
トル強度の減衰比はスタンド目標板厚の板厚比に応じた
ものであるため、該強度比と板厚比からも前記板厚制御
機能が充分に作動しているか否かを判断することができ
る。 又、板厚制御機能を使用した場合と、使用しなかつた
場合のそれぞれにおいて、スタンド出側に設けられた板
厚検出器から出力される板厚検出信号を周波数解析し、
圧延条件に依存した特定周波数のスペクトル強度を比較
しても、板厚制御機能が正常に発揮されているか否かを
判断することができる。 本発明は、上記の如き観点からなされたものである。 従つて、本発明によれば、AGC等の板厚制御の機能が
正常に作動しているか否かの監視を確実・容易に行なえ
るようになる。よつて、被圧延材の板厚精度保証の信頼
性が向上して、製品板厚の高精度さを保証することがで
きる。 なお、本発明を適用する際には、タンデム圧延機の複
数のスタンノの監視を行なうのに好適であるが、単独の
圧延機の監視を行なう場合にも適用できる。又、タンデ
ム圧延機中の監視するスタンドの位置、数も適宜に選定
できる。
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 この実施例は、第1図に示されるような、4スタンド
のタンデム冷間圧延機に本発明を適用したものである。 第1図に示されるように、このタンデム冷間圧延機の
各スタンド(No.1〜No.4)には、被圧延材10を順次噛み
込んで圧延するワークロール12A〜12Dと、当該ワークロ
ール12A〜12Dを挾圧して圧下力を加えるためのバツクア
ツプロール14A〜14Dとが設けられ、No.1スタンド出側、
No.4スタンド出側には、当該箇所における被圧延材10の
板厚の目標板厚に対する偏差を検出する第1、第2の板
厚計16、18が設置されている。 該第1、第2の板厚計16、18から出力される検出板厚
偏差信号は周波数解析装置20に入力される。該周波数解
析装置20は入力された板厚偏差信号を周波数解析して、
各周波数のスペクトル強度P1、P4を求めるものである。 求められたスペクトル強度は演算装置22に入力され
る。該演算装置22はスペクトル強度の減衰比と圧延スケ
ジユールによる圧下率とを比較して、No.2〜No.4スタン
ドでAGCが正常に作動しているか否かを判定するもので
ある。 前記演算装置22は出力装置24に接続されている。該出
力装置24は、前記判定結果が異常であれば、前記演算装
置22の出力信号により外部へ警報出力を行なうものであ
る。 以下、実施例の作用を説明する。 第1図の冷間タンデム圧延機で被圧延材10を圧延して
いる際に、第1、第2の板厚計16、18で、被圧延材10の
実板厚の目標板厚に対する偏差(板厚偏差)を検出し、
この板厚偏差の信号を周波数解析装置20に入力する。該
周波数解析装置20は、これら板厚計16、18出力の板厚偏
差信号を同時に周波数解析して各周波数のスペクトル強
度を求める。求められたスペクトル強度は演算装置22に
入力される。 該演算装置22においては、まず、入力されたスペクト
ル強度から圧延条件(例えば、圧延ロール径、圧延速
度、ロール偏芯)に依存する特定周波数値のスペクトル
強度を抽出する。次いで、これらスペクトル強度の減衰
比と、No.1スタンド出側、No.4スタンド出側の各板厚目
標値から算出されたNo.1〜No.4スタンド間の被圧延材10
の圧下率とを比較してNo.2〜No.4スタンドのAGC機能が
正常か否かを判定する。 判定の結果、異常と判断されたならば、演算装置22は
出力装置24を介して外部へ異常が発生した旨の警報を出
力する。それ以外は、警報を出力しない。 従つて、警報が出力されたならば、No.1〜No.4スタン
ド間のAGC機能が正常に作動していないことが前記タン
デム圧延機の操作者に知覚される。このように異常を知
覚した操作者がAGC機能を点検・調整してAGC機能の速や
かな復帰を図ることにより、タンデム圧延機が常時正常
に運転されて板厚精度が保証される。 次に、第1図の如き4スタンドのタンデム圧延機に本
発明を実施した例について、測定結果を含めて詳しく説
明する。 この場合、No.1スタンド出側の板厚計16から出力され
る板厚偏差信号が第2図(A)に示されるものとなり、
No.4スタンド出側の板厚計18から出力される板厚偏差信
号が第2図(B)に示されるものとなつた。又、これら
板厚偏差信号のそれぞれの周波数解析結果は第3図
(A)、(B)に示されるものとなつた。第3図(A)
中には、No.1スタンドのバツクアツプロール14Aの偏芯
に起因した、周波数のスペクトル強度P1を示し、同じ
く、第3図(B)にはスペクトル強度P4を示している。
なお、スペクトル強度P1の値は板厚に換算して3.05μm
であり、スペクトル強度P4の値は同じく1.66μmであつ
た。 前記タンデム圧延機においては、No.1スタンドの出側
目標板厚h1=1.658mm、No.4スタンドの出側目標板厚h4
=0.712mmであるため、両者の比率H=h4/h1=0.43で
ある。それと同様にスペクトル強度値P1=3.05μm、P4
=1.66μmであるため、スペクトル強度の比率(減衰
比)P0=P4/P1=0.54である。 ここで、指標γを次式(1)の如く定義する。 γ=α・(P0/H) =α・(P4/P1)/(h4/h1) ……(1) 但し、αは定数である。 (1)式において、α=1.0とすれば指標γ=1.26と
なり、これによりNo.1スタンド出側とNo.4スタンド出側
板厚の変動の中で、前記バツクアツプロール14Aの偏芯
周波数に対応するスペクトル強度の減衰比が、圧延に応
じた減衰比よりも大きくなつていることがかる。即ち、
No.1スタンド出側におけるバツクアツプロール偏芯によ
る板厚変動がNo.1スタンド出側からNo.4スタンド出側間
の板厚減少に応じて維持されるならば指標γは1.0とな
るはずであり、更に、No.2〜No.4スタンドのAGCが良好
に機能するならば指標γは1.0以下になるべきところ、
上記例では指標γは1.0より大きくなっている。これ
は、No.1スタンド出側の板厚変動が後段のNo.2、No.3、
No.4スタンドで減衰されていないということである。即
ち、これら後段のNo.2、No.3、No.4スタンドでAGCの機
能が十分発揮されていないことを表わしている。 なお、前記実施例においては、板厚計の各設置位置
を、No.1スタンド出側とNo.4スタンド出側の2ケ所とし
た場合を例示したが、AGCの機能を有するスタンドの前
後に設置すれば該当スタンドのAGC機能確認が可能であ
る。又、前記実施例においては、4スタンドのタンデム
圧延機を例示したが、スタンド数は4スタンドに限定さ
れず、1スタンドの圧延機或いは4スタンド以外のスタ
ンド数の圧延機等、いずれの圧延機にも適用可能であ
る。 又、前記実施例においては、2つの板厚検出器を2つ
の圧延スタンド出側に設け、それら各々の周波数解析に
より板厚制御機能の良否を判定していたが、本発明を実
施するためには、このような手順によるものに限定され
るものではない。即ち、判定しようとするスタンド出側
に1つの板厚計を設け、当該スタンドで板厚制御機能を
使用した場合と使用しなかたつた場合の板厚偏差信号を
検出し、それぞれの板厚偏差信号を周波数解析して、そ
のスペクトル強度を比較することにより、有効に板厚制
御機能が発揮されているか否かを判定することも可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係るタンデム圧延機の板厚
制御機能監視装置を示す一部ブロツク線図を含む配置
図、 第2図は、本発明が実施されるタンデム圧延機板厚偏差
信号の検出例を示す線図、 第3図は、前記偏差信号を周波数解析したスペクトル強
度の例を示す線図である。 10……被圧延材、12A〜12D……ワークロール、14A〜14D
……バツクアツプロール、16、18……第1、第2の板厚
計、20……周波数解析装置、22……演算装置、24……出
力装置。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】板厚制御機能を有する圧延機において、 板厚制御されるスタンドの入側及び出側で被圧延材の板
    厚を検出するための板厚検出器と、 該板厚検出器の出力信号を周波数解析する手段と、 周波数解析結果から、該板厚制御されるスタンドの上流
    の圧延条件に依存する特定周波数のスペクトル強度を抽
    出するための手段と、 抽出されたスペクトル強度の、出側における入側からの
    減衰比に基づき、前記板厚制御が正常に作動しているか
    を判断する手段と、を有することを特徴とする圧延機の
    板厚制御機能監視装置。
  2. 【請求項2】板厚機能を有する圧延機において、 板厚制御されるスタンドの入側及び出側における板厚の
    変動を周波数解析して、 該板厚制御されるスタンドの上流の圧延条件に依存する
    特定周波数のスペクトル強度を抽出し、 抽出されたスペクトル強度の、出側における入側からの
    減衰比に基づき、前記板厚制御が正常に作動しているか
    を判断することを特徴とする圧縮機の板厚制御機能監視
    方法。
  3. 【請求項3】板厚制御機能を有する圧延機において、 板厚制御されるスタンドの出側における板厚の変動を周
    波数解析して、 圧延条件に依存する特定周波数のスペクトル強度を抽出
    し、 抽出されたスペクトル強度の、該板厚制御機能を作用さ
    せない時に対する作用させた時の減衰比に基づき、前記
    板厚制御が正常に作動しているかを判断することを特徴
    とする圧延機の板厚制御機能監視方法。
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