JP2710863B2 - 圧延機の板厚制御方法 - Google Patents

圧延機の板厚制御方法

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貞行 三吉
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川崎製鉄株式会社
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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
    • B21B37/16Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、ゲージメータ方式自動板厚制御を採用し
て、圧延荷重の変動に基づき板厚を制御する圧延機の板
厚制御方法に関する。
【従来の技術】
圧延機の板厚制御において、油圧圧下装置の高応答性
を利用したゲージメータ方式自動板厚制御(BISRA AG
C)が多く行われている。 この自動板厚制御は、次式(1)のゲージメータ式に
より、圧延荷重の変動に応じて圧延機圧下位置を操作す
るものである。 ΔS=(α/M)・ΔP ……(1) 但し、ΔS:圧下位置操作量[mm]、M:ミル定数[ton/
mm]、ΔP:圧延荷重変動[ton]、α:チューニング率
[−]である。 即ち、この自動板厚制御方法では、(1)式のゲージ
メータ式により、圧延荷重の変化ΔPに応じて圧延機直
下の圧延制御を行うため、応答が早いという長所があ
る。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の板厚制御方法においては、
バックアップロール(BUR)の主にロール偏心を原因と
する外乱が拡大されてしまうという問題点がある。 この問題点に対して、従来、ロール偏心情報を加えて
AGC制御するロール偏心制御が採用される場合がある
が、この制御でも、ロール偏心による外乱の影響が板厚
に及ぶことを100%なくすことは困難である。 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、ロール偏心による外乱の拡大を防止して精度良
く板厚を制御できる圧延機の板厚制御方法を提供するこ
とを課題とする。
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧延機の板厚制御方法において、ゲージメ
ータ方式自動板厚制御を採用して、圧延荷重の変動に基
づき板厚を制御するに際して、圧延機入側及び出側の板
厚を測定して、各板厚変動を周波数解析し、周波数解析
結果から、出側板厚変動の周波数のうち所定以上の強度
をもつ第1の周波数と、入側板厚変動の周波数のうち所
定以上の強度をもつ第2の周波数とを求め、前記第1の
周波数及び第2の周波数を、入側及び出側の板材の速度
に基づき整合させ、整合された第1の周波数から整合さ
れた第2の周波数を取り除いた第3の周波数を求め、圧
延荷重の検出信号から、前記第3の周波数を取り除いた
信号を元に、板厚を制御して、前記課題を解決するもの
である。
【作用】
発明者が、ゲージメータ方式自動板厚制御により板厚
を制御するに際して、主にロール偏心を原因とする外乱
の影響をなくすべく種々の検討を行った。 ロール偏心が生じた場合、通常、ロールの回転周期に
応じた周期の板厚変動が生じる。この板厚変動は、当
然、圧延機入側では生じておらず、出側で生じているも
のである。 そこで、圧延機入側及び出側の板厚変動を周波数解析
し、ある一定の強度をもつ周波数を求める。この周波数
は、通常、いくつかのものが存在する。ここで、求めら
れた周波数を、入側板厚変動についてのもの(第2の周
波数という)をf1、f2・・・、fnとし、出側板厚変動に
ついてのもの(第1の周波数という)をf1′、f2′、・
・・fm′とする。 又、圧延機入側と出側とでは板材の搬送速度が異なる
ため、板厚変動そのままの周波数では入側と出側とのも
のを同列には取扱うことはできない。このため、第2の
周波数fi(i=1〜n)を次式(2)のように、出側及
び入側の板材速度により変換し、第1の周波数及び第2
の周波数を整合させる。(2)式では、この整合した第
2の周波数をfviと記す。 fvi=(出側板材速度/入側板材速度)fi ……(2) このようにして整合された第1の周波数から、整合さ
れた第2の周波数を取除いた第3の周波数を求める。こ
の第3の周波数は、ロール偏心等の外乱に起因して生じ
るものであるため、圧延荷重検出信号からこの第3の周
波数を除けば、ロール偏芯による外乱の影響を取除いた
圧延荷重検出信号をゲージメータ式の板厚制御装置に入
力でき、板厚制御の正確さを補償することができる。 本発明は、以上のような知見に基づき創案されたもの
である。 本発明によれば、従来のゲージメータ方式自動板厚制
御の欠点であるロール偏心等の外乱を拡大させてしまう
点を取除くことができるため、精度良く板厚制御を行う
ことができる。この場合、従来のロール偏心制御を併用
しなくても良好な板厚精度が得られ、又、このロール偏
心制御を併用すればより高精度に板厚を制御できる。
【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図に示すような構成の連続圧延機
の圧延スタンドにおいて、本発明を採用したゲージメー
タ方式の板厚制御を行うシステムである。 第1図において、符号1は圧延材(板材)で、圧延機
のワークロール2及びバックアップロール3で挟圧され
て図中矢印方向に搬送されながら圧延される。圧延機の
圧延材1の入側及び出側には、それぞれ入側板厚、出側
板厚を検出するための入側板厚計4及び出側板厚計5が
設けられている。又、この圧延スタンドには、圧延材1
に対する圧延荷重を検出するための、例えばロードセル
からなる圧延荷重計6と、圧下位置を操作するための、
例えば油圧シリンダからなる油圧圧下装置7とが設けら
れている。 前記油圧圧下装置7は、ゲージメータ方式自動板厚制
御(BISRA AGC)器9の制御指令に従った、油圧圧下制
御装置8の制御信号により圧下位置を変化させるように
なっている。 前記圧延機の入側及び出側の各板厚計4及び5の検出
信号は、それぞれの板厚変動の周波数解析を行うための
装置10及び11に入力される。これら入側及び出側の板厚
周波数解析装置10及び11の出力信号は、外乱周波数除去
装置12に入力される。 該外乱周波数除去装置12は、入力された各周波数解析
結果から入側及び出側の所定以上の強度例えば振幅をも
つ周波数f1〜fn(第2の周波数に相当)及びf1′〜fm′
(第1の周波数に相当)を選別(ピックアップ)する手
段と、ピックアップされた入側及び出側の板厚周波数を
圧延材1の速度に応じて整合させる手段と、整合された
出側板厚変動周波数から、整合された入側板厚変動の周
波数を取除いたものを除去するフィルタとを有して、当
該フィルタを通して前記検出圧延荷重を前記自動板厚制
御器9へ入力するものである。 以下、実施例の作用を説明する。 第1図に示す圧延スタンドで圧延材1を圧延するに際
して、圧延荷重計6で圧延荷重Pを検出すると共に、圧
延材1の圧延機入側板厚と出側板厚を各板厚計4及び5
で検出する。これら検出板厚は各周波数解析装置10及び
11に入力される。 該各周波数解析装置10及び11は、入力検出板厚の変動
を周波数解析して、解析結果を外乱周波数除去装置12へ
入力する。 該外乱周波数除去装置12は、所定以上の強度、例えば
一定以上の振幅を持つ周波数、即ち、入側板厚変動の周
波数(第2の周波数)f1、f2、・・・、fn、及び出側板
厚変動の周波数(第2の周波数)f1′、f2′、・・・
・、fm′をピックアップする。このピックアップされた
入側板厚変動周波数f1〜fnを、入側及び出側間の圧延材
1の速度に応じて前出(2)式で変換して、入側及び出
側間の圧延材1の速度差に対する入側及び出側の板厚変
動周波数の整合をとる。 ピックアップされた出側板厚変動周波数f1′から変換
後の入側板厚変動周波数fvi(1〜i〜k)を除いた周
波数を、フィルタで除去すべき周波数fvi′とする。 圧延荷重計6の検出圧延荷重信号Pを、前記フィルタ
を通して前記周波数fvi′を取除き、当該周波数fvi′を
取除いた後の検出圧延荷重信号P′を自動板厚制御器9
に入力する。該自動板厚制御器9は、前記信号P′に基
づき、前出(1)式の演算により圧下位置操作量ΔSを
決め、この操作量ΔSを油圧圧下制御装置8に入力して
油圧圧下装置7の作動を制御する。これにより、圧下位
置の制御を、バックアップロール3の偏芯による外乱を
拡大させずに、行うことができるため、圧延材1の板厚
を精度良く目標板厚にできる。 ここで、冷間タンデム圧延機の1つのスタンドに対
し、従来のゲージメータ方式自動板厚制御を実施した場
合と、本発明方法を実施した場合の、当該スタンド出側
板厚の周波数解析結果を第2図と第3図とに示す。 第2図及び第3図においては、共に板厚偏差の振幅が
大きくなる周波数は、1Hz近傍に生じており、圧延速度
及びバックアップロール径から、当該周波数は当該スタ
ンドのバックアップロールの偏心に起因して、当該ロー
ル1回転毎に生じる板厚偏差によるものと考えられる。 第2図と第3図とを比較すると、従来技術による第2
図の結果に対して、本発明による第3図の結果は、その
板厚偏差の振幅が1/4以下になっている。 即ち、本発明により、バックアップロール偏心による
外乱を解消して板厚を精度良く制御しているものと言え
る。従って、本発明の有効性は大きなものである。 なお、前記実施例においては、冷間タンデム圧延機に
設けられた1つの、4重式圧延機からなるスタンドに本
発明方法を実施した場合について説明している。しかし
ながら、本発明方法により板厚制御を実施可能な圧延機
はこの種のものに限定されず、他の種類の圧延機で同様
に実施可能である。例えば独立した熱間圧延機、2重式
圧延機、6重式圧延機やその他種々の構成の圧延機で板
厚制御を行う際に実施可能なものである。
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、ロール偏心等の
外乱を拡大することなく取除き、ゲージメータ方式自動
板厚制御を行う際に良好な板厚精度を得ることができる
という優れた効果が得られる。この場合、ロール偏心制
御を併用しなくても精度の良い板厚制御を行えるが、併
用すれば、より高精度に自動板厚制御を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例に係る圧延機の板厚制御シス
テムの全体構成を示す、一部配置図を含むブロック図、 第2図は、本発明の実施効果を説明するための、従来技
術による板厚制御を行った圧延機の出側板厚偏差周波数
の検出結果例を示す線図、 第3図は、同じく、本発明を実施した自動板厚制御の圧
延機出側板厚偏差周波数の検出結果例を示す線図であ
る。 1……圧延材、2……ワークロール(WR)、3……バッ
クアップロール(BUR)、4……入側板厚計、5……出
側板厚計、6……圧延荷重計、7……油圧圧下装置、8
……油圧圧下制御装置、9……ゲージメータ方式自動板
厚制御器(BISRA AGC)、10……入側板厚周波数解析装
置、11……出側板厚周波数解析装置、12……外乱周波数
除去装置。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゲージメータ方式自動板厚制御を採用し
    て、圧延荷重の変動に基づき板厚を制御するに際して、 圧延機入側及び出側の板厚を測定して、各板厚変動を周
    波数解析し、 周波数解析結果から、出側板厚変動の周波数のうち所定
    以上の強度をもつ第1の周波数と、入側板厚変動の周波
    数のうち所定以上の強度をもつ第2の周波数とを求め、 前記第1の周波数及び第2の周波数を、入側及び出側の
    板材の速度に基づき整合させ、 整合された第1の周波数から、整合された第2の周波数
    を取り除いた第3の周波数を求め、 圧延荷重の検出信号から、前記第3の周波数を取り除い
    た信号を元に、板厚を制御することを特徴とする圧延機
    の板厚制御方法。
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