JP2919998B2 - 熱間圧延機の制御装置 - Google Patents
熱間圧延機の制御装置Info
- Publication number
- JP2919998B2 JP2919998B2 JP13501091A JP13501091A JP2919998B2 JP 2919998 B2 JP2919998 B2 JP 2919998B2 JP 13501091 A JP13501091 A JP 13501091A JP 13501091 A JP13501091 A JP 13501091A JP 2919998 B2 JP2919998 B2 JP 2919998B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tension
- looper
- control device
- stand
- height
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 title claims description 16
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 38
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、タンデム配置されたス
タンド間にルーパが設置された熱間圧延機の制御装置に
関する。
タンド間にルーパが設置された熱間圧延機の制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】熱間圧延機における板厚制御として、操
作端を圧下装置によるロールギャップ設定値とする自動
板厚制御（以下、ＡＧＣと略記する）があり、例えば、
ゲージメータＡＧＣ方式やＭＭＣ（Mill Modulas Contr
ol）方式が知られている。これらの制御方式で、目標板
厚に対する精度（以下、板厚精度と言う）を向上させる
ためには、ロールギャップの設定精度と応答性を向上さ
せることが重要であるが、これと併せて圧延材料の張力
（以下、単に張力と言う）の変動を抑えることも重要に
なってくる。
作端を圧下装置によるロールギャップ設定値とする自動
板厚制御（以下、ＡＧＣと略記する）があり、例えば、
ゲージメータＡＧＣ方式やＭＭＣ（Mill Modulas Contr
ol）方式が知られている。これらの制御方式で、目標板
厚に対する精度（以下、板厚精度と言う）を向上させる
ためには、ロールギャップの設定精度と応答性を向上さ
せることが重要であるが、これと併せて圧延材料の張力
（以下、単に張力と言う）の変動を抑えることも重要に
なってくる。
【０００３】特に、熱間圧延における圧延材料は、高温
処理されて変形抵抗が小さくなっているため破断しやす
く、また、張力を適切に制御しないと圧延機スタンド間
に大きなループが発生して事故を引き起こしやすい。こ
のため、熱間圧延機ではスタンド間にルーパを設け、こ
のルーパによって張力制御をしている。
処理されて変形抵抗が小さくなっているため破断しやす
く、また、張力を適切に制御しないと圧延機スタンド間
に大きなループが発生して事故を引き起こしやすい。こ
のため、熱間圧延機ではスタンド間にルーパを設け、こ
のルーパによって張力制御をしている。
【０００４】一方、冷間圧延プロセスにおいて、板厚の
制御を圧延ロール駆動主電動機の回転数で行うマスフロ
ーＡＧＣが採用され、大きな効果をあげている。これ
は、例えば、特開昭59-21423号公報等に示されている。
最近、このマスフローＡＧＣを熱間圧延プロセスに適用
することが試みられている。
制御を圧延ロール駆動主電動機の回転数で行うマスフロ
ーＡＧＣが採用され、大きな効果をあげている。これ
は、例えば、特開昭59-21423号公報等に示されている。
最近、このマスフローＡＧＣを熱間圧延プロセスに適用
することが試みられている。
【０００５】マスフローＡＧＣは、スタンド間のマスフ
ロー一定則を利用してｉ＋１スタンドの出側板厚をｉス
タンドの圧延ロール駆動主電動機で制御する方法であ
り、図５に４重圧延機を対象とした制御回路を示す。
ロー一定則を利用してｉ＋１スタンドの出側板厚をｉス
タンドの圧延ロール駆動主電動機で制御する方法であ
り、図５に４重圧延機を対象とした制御回路を示す。
【０００６】同図において、圧延材料１はｉ（ｉ＝１〜
ｎ）スタンド２（以下、単にｉスタンドと言う）、ｉ＋
１スタンド３（以下、単にｉ＋１スタンドと言う）の順
で圧延される。これらｉスタンドおよびｉ＋１スタンド
間にルーパ４が設けられている。このルーパ４に張力測
定装置11が取付けられている。このルーパ４とｉ＋１ス
タンド３との間に板厚計23が設置されている。また、ｉ
スタンドの圧延ロールは圧延ロール駆動主電動機（以
下、主機と言う）20により駆動され、ｉ＋１スタンドの
圧延ロールも図示省略の同様な主機により駆動される。
そして、各圧延ロールの速度がロール速度検出装置21お
よび22で測定される。
ｎ）スタンド２（以下、単にｉスタンドと言う）、ｉ＋
１スタンド３（以下、単にｉ＋１スタンドと言う）の順
で圧延される。これらｉスタンドおよびｉ＋１スタンド
間にルーパ４が設けられている。このルーパ４に張力測
定装置11が取付けられている。このルーパ４とｉ＋１ス
タンド３との間に板厚計23が設置されている。また、ｉ
スタンドの圧延ロールは圧延ロール駆動主電動機（以
下、主機と言う）20により駆動され、ｉ＋１スタンドの
圧延ロールも図示省略の同様な主機により駆動される。
そして、各圧延ロールの速度がロール速度検出装置21お
よび22で測定される。
【０００７】張力測定装置11の測定値は張力フィードバ
ック制御装置13に加えられ、この張力フィードバック制
御装置13は張力測定装置11の測定値を基準値に一致させ
るように圧下位置制御装置17を制御する。また、ロール
速度検出装置21，22および板厚計23の各測定値がマスフ
ローＡＧＣ制御装置25に加えられ、このマスフローＡＧ
Ｃ制御装置25はｉ＋１スタンドの出側板厚の変化を抑え
るべく主機速度制御装置24を制御するようになってい
る。
ック制御装置13に加えられ、この張力フィードバック制
御装置13は張力測定装置11の測定値を基準値に一致させ
るように圧下位置制御装置17を制御する。また、ロール
速度検出装置21，22および板厚計23の各測定値がマスフ
ローＡＧＣ制御装置25に加えられ、このマスフローＡＧ
Ｃ制御装置25はｉ＋１スタンドの出側板厚の変化を抑え
るべく主機速度制御装置24を制御するようになってい
る。
【０００８】ここで、圧延材料の幅が圧延前後で一定で
あるとすると、マスフロー一定則は次式で表される。
あるとすると、マスフロー一定則は次式で表される。
【０００９】 ｈi ・ｖi ＝ｈi+1 ・ｖi+1 …(1) ただし ｈi ：ｉスタンド出側板厚 ｖi ：ｉスタンド出側材料速度 ｈi+1 ：ｉ＋１スタンド出側板厚 ｖi+1 ：ｉ＋１スタンド出側材料速度 である。
【００１０】この(1) 式を変形すると次式が得られる。
【００１１】 ｈi+1 ＝（ｈi ・／ｖi+1 ）・ｖi …(2) なお、出側材料速度ｖi ，ｖi+1 を直接検出できない場
合には、圧延状態によって変化する先進率ｆi ，ｆi+1
を推定し、次式により演算で求める。
合には、圧延状態によって変化する先進率ｆi ，ｆi+1
を推定し、次式により演算で求める。
【００１２】 ｖi ＝（１＋ｆi ）・ｖRi …(3) ｖi+1 ＝（１＋ｆi+1 ）・ｖRi+1 …(4) ただし、ｖRi，ｖRiは主機回転速度測定装置17および18
で測定されるロール速度である。
で測定されるロール速度である。
【００１３】しかして、ｖRi，ｖi+1 ，ｈi を測定すれ
ばｉ＋１スタンドの出側板厚ｈi+1 を制御することがで
きる。図５においては、ロール速度検出装置21でｉスタ
ンドのロール速度ｖRiを、ロール速度検出装置22でｉ＋
１スタンドのロール速度を、板厚計23でｉスタンドの出
側板厚ｈi をそれぞれ測定し、マスフローＡＧＣ制御装
置25が出側板厚を基準値に一致させるような速度補正量
を演算して主機速度制御装置24に与え、主機速度制御装
置24が主機20の速度を制御する。このとき、ｉスタンド
およびｉ＋１スタンド間の張力がほぼ一定に保たれてい
ることが条件である。そこで、張力測定装置11で測定し
た張力と張力基準との偏差に基づいて張力フィードバッ
ク制御装置13がロールギャップ開度の指令値を演算し、
この指令値を圧下位置制御装置17に与えるようになって
いる。
ばｉ＋１スタンドの出側板厚ｈi+1 を制御することがで
きる。図５においては、ロール速度検出装置21でｉスタ
ンドのロール速度ｖRiを、ロール速度検出装置22でｉ＋
１スタンドのロール速度を、板厚計23でｉスタンドの出
側板厚ｈi をそれぞれ測定し、マスフローＡＧＣ制御装
置25が出側板厚を基準値に一致させるような速度補正量
を演算して主機速度制御装置24に与え、主機速度制御装
置24が主機20の速度を制御する。このとき、ｉスタンド
およびｉ＋１スタンド間の張力がほぼ一定に保たれてい
ることが条件である。そこで、張力測定装置11で測定し
た張力と張力基準との偏差に基づいて張力フィードバッ
ク制御装置13がロールギャップ開度の指令値を演算し、
この指令値を圧下位置制御装置17に与えるようになって
いる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】マスフローＡＧＣはル
ーパのない冷間圧延プロセスでよく使用される技術であ
り、この板厚制御を熱間圧延プロセスに適用した場合の
ルーパの運用方法は確立されておらず、次のような問題
があった。
ーパのない冷間圧延プロセスでよく使用される技術であ
り、この板厚制御を熱間圧延プロセスに適用した場合の
ルーパの運用方法は確立されておらず、次のような問題
があった。
【００１５】すなわち、熱間圧延ではルーパがスタンド
間で材料を支持し次のスタンドへ通板しやすくする役割
を担うためにルーパを使用しないことは少ない。また、
接触式等の張力計は設置場所が限られ、ルーパに設置せ
ざるを得なかった。
間で材料を支持し次のスタンドへ通板しやすくする役割
を担うためにルーパを使用しないことは少ない。また、
接触式等の張力計は設置場所が限られ、ルーパに設置せ
ざるを得なかった。
【００１６】従って、ルーパに取り付けられた接触式の
張力計は、ルーパが持ち上げられて圧延材に接触すると
きに衝撃を受け、測定張力に大きい誤差が含まれること
が多く、その測定値を使用して張力制御すると、通板直
後の張力が不安定になりやすかった。
張力計は、ルーパが持ち上げられて圧延材に接触すると
きに衝撃を受け、測定張力に大きい誤差が含まれること
が多く、その測定値を使用して張力制御すると、通板直
後の張力が不安定になりやすかった。
【００１７】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたもので、熱間圧延においてマスフローＡＧＣ
等の張力制御を圧下装置で行う場合でも、通板直後の張
力の不安定化を抑えることのできる熱間圧延機の制御装
置を得ることを目的とする。
になされたもので、熱間圧延においてマスフローＡＧＣ
等の張力制御を圧下装置で行う場合でも、通板直後の張
力の不安定化を抑えることのできる熱間圧延機の制御装
置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱間圧延機
の制御装置は、タンデム配置されたｎ個のスタンドのう
ち、ｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）スタンドおよびｉ＋１スタン
ド間にルーパが配置された熱間圧延機を対象としたもの
で、ルーパを駆動するルーパ駆動電動機の発生トルク
が、圧延材料の張力に起因してルーパが受けるトルク
と、圧延材料の重さから受けるトルクと、ルーパの自重
によるトルクと、ルーパを加減速して受けるトルクとの
和に等しくなる関係式に基づいて、ｉスタンドおよびｉ
＋１スタンド間の圧延材料の張力を推定する張力推定装
置と、ｉスタンドおよびｉ＋１スタンド間の圧延材料の
張力を測定する張力測定装置と、ルーパの高さを測定す
るルーパ高さ測定手段と、張力推定装置の張力推定値が
基準値に一致するようにｉ＋１スタンドの圧下位置を制
御する張力フィードフォワード制御装置と、張力測定装
置の張力測定値が基準値に一致するようにｉ＋１スタン
ドの圧下位置を制御する張力フィードバック制御装置
と、ルーパ高さ測定手段の高さ測定値が基準値に一致す
るようにルーパ駆動電動機を制御するルーパ高さ制御装
置と、圧延材料がｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、
張力フィードフォワード制御装置およびルーパ高さ制御
装置を起動させ、ルーパが所定の高さに持ち上げられた
時点で張力フィードフォワード制御装置の動作を停止さ
せると共に張力フィードバック制御装置を起動させる制
御機能管理装置と、を備えたものである。
の制御装置は、タンデム配置されたｎ個のスタンドのう
ち、ｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）スタンドおよびｉ＋１スタン
ド間にルーパが配置された熱間圧延機を対象としたもの
で、ルーパを駆動するルーパ駆動電動機の発生トルク
が、圧延材料の張力に起因してルーパが受けるトルク
と、圧延材料の重さから受けるトルクと、ルーパの自重
によるトルクと、ルーパを加減速して受けるトルクとの
和に等しくなる関係式に基づいて、ｉスタンドおよびｉ
＋１スタンド間の圧延材料の張力を推定する張力推定装
置と、ｉスタンドおよびｉ＋１スタンド間の圧延材料の
張力を測定する張力測定装置と、ルーパの高さを測定す
るルーパ高さ測定手段と、張力推定装置の張力推定値が
基準値に一致するようにｉ＋１スタンドの圧下位置を制
御する張力フィードフォワード制御装置と、張力測定装
置の張力測定値が基準値に一致するようにｉ＋１スタン
ドの圧下位置を制御する張力フィードバック制御装置
と、ルーパ高さ測定手段の高さ測定値が基準値に一致す
るようにルーパ駆動電動機を制御するルーパ高さ制御装
置と、圧延材料がｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、
張力フィードフォワード制御装置およびルーパ高さ制御
装置を起動させ、ルーパが所定の高さに持ち上げられた
時点で張力フィードフォワード制御装置の動作を停止さ
せると共に張力フィードバック制御装置を起動させる制
御機能管理装置と、を備えたものである。
【００１９】
【００２０】
【作用】この発明に係る熱間圧延機の制御装置において
は、ルーパを駆動するルーパ駆動電動機の発生トルク
が、圧延材料の張力に起因してルーパが受けるトルク
と、圧延材料の重さから受けるトルクと、ルーパの自重
によるトルクと、ルーパを加減速して受けるトルクとの
和に等しくなる関係式に基づいて、ｉスタンドおよびｉ
＋１スタンド間の圧延材料の張力を推定し、圧延材料が
ｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、推定された圧延材
料の張力を用いて張力フィードフォワード制御装置およ
びルーパ高さ制御装置を起動させ、ルーパが所定の高さ
に持ち上げられた時点でこの張力フィードフォワード制
御装置の動作を停止させると共に張力フィードバック制
御装置を起動させるようにしたので、マスフローＡＧＣ
等の張力制御を圧下装置で行う場合でも、通板直後の張
力の不安定化を抑えることができる。
は、ルーパを駆動するルーパ駆動電動機の発生トルク
が、圧延材料の張力に起因してルーパが受けるトルク
と、圧延材料の重さから受けるトルクと、ルーパの自重
によるトルクと、ルーパを加減速して受けるトルクとの
和に等しくなる関係式に基づいて、ｉスタンドおよびｉ
＋１スタンド間の圧延材料の張力を推定し、圧延材料が
ｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、推定された圧延材
料の張力を用いて張力フィードフォワード制御装置およ
びルーパ高さ制御装置を起動させ、ルーパが所定の高さ
に持ち上げられた時点でこの張力フィードフォワード制
御装置の動作を停止させると共に張力フィードバック制
御装置を起動させるようにしたので、マスフローＡＧＣ
等の張力制御を圧下装置で行う場合でも、通板直後の張
力の不安定化を抑えることができる。
【００２１】
【００２２】
【実施例】以下、図示した実施例に基いて、本発明を詳
細に説明する。通常、タンデム圧延機は６〜７個のスタ
ンドを有しているが、以下においてはｉスタンドとｉ＋
１スタンドを例にして説明する。
細に説明する。通常、タンデム圧延機は６〜７個のスタ
ンドを有しているが、以下においてはｉスタンドとｉ＋
１スタンドを例にして説明する。
【００２３】図１はこの発明の一実施例の構成を、適用
スタンドと併せて示したブロック図である。図中、図５
と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
スタンドと併せて示したブロック図である。図中、図５
と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略す
る。
【００２４】ここで、ｉスタンドおよびｉ＋１スタンド
間に設けられているルーパ４は、ルーパギヤ５を介し
て、ルーパ駆動電動機６によって駆動される。このルー
パ駆動電動機６にはその回転数を測定する回転数測定装
置７が結合され、回転数信号を速度制御装置８に加えて
いる。速度制御装置８は内部に電流制御装置を包含し、
回転数測定装置７の検出回転数に基いてルーパ駆動電動
機６の電流を制御する。一方、ルーパ４の高さを制御す
るために、その角度を検出するルーパ角度測定装置９が
設けられ、検出角度に基いてルーパ高さ制御装置10がル
ーパ駆動電動機６に対する速度補正信号を速度制御装置
８に与えるようになっている。
間に設けられているルーパ４は、ルーパギヤ５を介し
て、ルーパ駆動電動機６によって駆動される。このルー
パ駆動電動機６にはその回転数を測定する回転数測定装
置７が結合され、回転数信号を速度制御装置８に加えて
いる。速度制御装置８は内部に電流制御装置を包含し、
回転数測定装置７の検出回転数に基いてルーパ駆動電動
機６の電流を制御する。一方、ルーパ４の高さを制御す
るために、その角度を検出するルーパ角度測定装置９が
設けられ、検出角度に基いてルーパ高さ制御装置10がル
ーパ駆動電動機６に対する速度補正信号を速度制御装置
８に与えるようになっている。
【００２５】ルーパ４には前述した張力測定装置11が取
付けられている。この張力測定装置11の張力検出信号
は、制御切換スイッチ18を介して、張力フィードバック
制御装置（以下、張力ＦＢ制御装置と言う）13に与えら
れるほか、制御機能管理装置15にも直接与えられる。ま
た、ルーパ４に発生するトルク等により圧延材料１に接
触した後の張力を推定する張力推定装置12が設けられて
いる。この張力推定装置12の張力推定信号は、制御切換
スイッチ19を介して、張力フィードフォワード制御装置
（以下、張力ＦＦ制御装置と言う）14に加えられる。張
力ＦＢ制御装置13は検出張力を張力基準に一致させるロ
ールギャップ開度の指令値を演算し、制御切換スイッチ
18を介して、圧下位置制御装置17に与える。また、張力
ＦＦ制御装置14は張力推定装置12の張力推定値を張力基
準に一致させるロールギャップ開度の指令値を演算し、
制御切換スイッチ19を介して、圧下位置制御装置17に与
える。一方、制御機能管理装置15は張力測定装置11の測
定張力およびロードセル16の検出荷重に基づいて、制御
切換スイッチ18，19をオン、オフ制御すると共に、ルー
パ高さ制御装置10から、ルーパ４を基準の高さまで持ち
上げたり、その位置を保持したりする速度補正信号を出
力させる。
付けられている。この張力測定装置11の張力検出信号
は、制御切換スイッチ18を介して、張力フィードバック
制御装置（以下、張力ＦＢ制御装置と言う）13に与えら
れるほか、制御機能管理装置15にも直接与えられる。ま
た、ルーパ４に発生するトルク等により圧延材料１に接
触した後の張力を推定する張力推定装置12が設けられて
いる。この張力推定装置12の張力推定信号は、制御切換
スイッチ19を介して、張力フィードフォワード制御装置
（以下、張力ＦＦ制御装置と言う）14に加えられる。張
力ＦＢ制御装置13は検出張力を張力基準に一致させるロ
ールギャップ開度の指令値を演算し、制御切換スイッチ
18を介して、圧下位置制御装置17に与える。また、張力
ＦＦ制御装置14は張力推定装置12の張力推定値を張力基
準に一致させるロールギャップ開度の指令値を演算し、
制御切換スイッチ19を介して、圧下位置制御装置17に与
える。一方、制御機能管理装置15は張力測定装置11の測
定張力およびロードセル16の検出荷重に基づいて、制御
切換スイッチ18，19をオン、オフ制御すると共に、ルー
パ高さ制御装置10から、ルーパ４を基準の高さまで持ち
上げたり、その位置を保持したりする速度補正信号を出
力させる。
【００２６】上記のように構成された本実施例につい
て、最初に張力推定装置12の詳しい動作を説明し、続い
て、全体的な動作を説明する。
て、最初に張力推定装置12の詳しい動作を説明し、続い
て、全体的な動作を説明する。
【００２７】圧延材料１がｉ＋１スタンドに噛込まれた
状態でルーパ４を立ち上げたことにより、ルーパ機構お
よび圧延材料１は図２に示した関係になる。すなわち、
圧延材料１はルーパ４によってパスラインより上に持ち
上げられる。ｉスタンドとｉ＋１スタンドとの中心間距
離をＬ（圧延材ループ長ｌ1 ＋ｌ2 ）とし、ｉスタンド
の中心から距離Ｌ1 だけ離れ、かつ、パスラインから距
離Ｌ2 だけ下がった位置にルーパ４の支点が存在してい
る。そして、長さがＲ1 のルーパアームが水平線に対し
てθの角度をなしており、このとき、ｉスタンドから見
て圧延材料１はパスラインに対してαの角度をなし、ｉ
＋１スタンドから見た圧延材料１はパスラインに対して
βの角度をなしていたとする。
状態でルーパ４を立ち上げたことにより、ルーパ機構お
よび圧延材料１は図２に示した関係になる。すなわち、
圧延材料１はルーパ４によってパスラインより上に持ち
上げられる。ｉスタンドとｉ＋１スタンドとの中心間距
離をＬ（圧延材ループ長ｌ1 ＋ｌ2 ）とし、ｉスタンド
の中心から距離Ｌ1 だけ離れ、かつ、パスラインから距
離Ｌ2 だけ下がった位置にルーパ４の支点が存在してい
る。そして、長さがＲ1 のルーパアームが水平線に対し
てθの角度をなしており、このとき、ｉスタンドから見
て圧延材料１はパスラインに対してαの角度をなし、ｉ
＋１スタンドから見た圧延材料１はパスラインに対して
βの角度をなしていたとする。
【００２８】この状態で、ルーパに関わるトルクとし
て、ルーパ駆動電動機６の電流によって発生する発生ト
ルクＴL 、圧延材料１の張力に起因してルーパが受ける
トルクＴT 、ルーパが圧延材料１の重さから受けるトル
クＴW 、ルーパの自重によって生ずるトルクＴM 、ルー
パが加減速を行うことによって受けるトルクＴA があ
る。これらのトルクはそれぞれ次式によって表わされ
る。
て、ルーパ駆動電動機６の電流によって発生する発生ト
ルクＴL 、圧延材料１の張力に起因してルーパが受ける
トルクＴT 、ルーパが圧延材料１の重さから受けるトル
クＴW 、ルーパの自重によって生ずるトルクＴM 、ルー
パが加減速を行うことによって受けるトルクＴA があ
る。これらのトルクはそれぞれ次式によって表わされ
る。
【００２９】 ＴL ＝ΦL ・ＩL …(5) ＴT ＝ｇ・Ｒ1 ・ｔf ・Ａ・｛ sin（θ−β）− sin（θ＋α）｝／ｇL …(6) ＴW ＝ｇ・Ｒ1 ・Ｗs ・ cosθ／ｇL …(7) ＴM ＝ｇ・Ｒ3 ・ＷL ・ cosθ／ｇL …(8) ＴA ＝ＪL ・ｄω／ｄｔ …(9) ただし、ΦL ：トルク定数 ＩL ：ルーパ駆動電動機電流 ｇ ：係数 Ｒ1 ：ルーパのアーム長 ｔf ：前方張力 Ａ ：材料断面積 θ ：ルーパ角度 β ：ｉ＋１スタンドから見た圧延材料とパスラインと
のなす角度 α ：ｉスタンドから見た圧延材料とパスラインとのな
す角度 ｇL ：ルーパギヤー比 Ｗs ：スタンド間材料重さ Ｒ3 ：ルーパ支点とルーパ重心との距離 ＷL ：ルーパ自重 ＪL ：ルーパの慣性モーメント ω ：ルーパアームの回転角速度 ｔ ：時間 である。
のなす角度 α ：ｉスタンドから見た圧延材料とパスラインとのな
す角度 ｇL ：ルーパギヤー比 Ｗs ：スタンド間材料重さ Ｒ3 ：ルーパ支点とルーパ重心との距離 ＷL ：ルーパ自重 ＪL ：ルーパの慣性モーメント ω ：ルーパアームの回転角速度 ｔ ：時間 である。
【００３０】また、これらのトルクの間には次式の関係
がある。
がある。
【００３１】 ＴL ＝ＴT ＋ＴW ＋ＴM ＋ＴA …(10) 従って、張力ｔf を次式によって求めることができる。
【００３２】
【数１】 本実施例を構成する張力推定装置12は、(5),(7),(8),
(9),(11)式の演算を実行し、圧延材料１がｉ＋１スタン
ドに噛込みされてから張力が安定すると予測される一定
時間を経過するまで圧延材料１の張力を推定する。
(9),(11)式の演算を実行し、圧延材料１がｉ＋１スタン
ドに噛込みされてから張力が安定すると予測される一定
時間を経過するまで圧延材料１の張力を推定する。
【００３３】因みに、推定された張力と実際の張力との
関係を時間に関係づけて表すと図３のようになる。
関係を時間に関係づけて表すと図３のようになる。
【００３４】図３において、縦軸は張力ｔｆを、横軸は
時間ｔを表し、実線が推定張力、破線は実際の張力であ
る。ここで、ｔ＝０をｉ＋１スタンドの通板時刻とする
と、ｔ１はルーパが圧延材料１に接触する時刻であり、
ルーパ４が持ち上げられ、ルーパ角度θが次式を満たす
時刻である。
時間ｔを表し、実線が推定張力、破線は実際の張力であ
る。ここで、ｔ＝０をｉ＋１スタンドの通板時刻とする
と、ｔ１はルーパが圧延材料１に接触する時刻であり、
ルーパ４が持ち上げられ、ルーパ角度θが次式を満たす
時刻である。
【００３５】 θ＝θPL …(12) Ｒ1 ・ cosθPL＝Ｌ2 −ＲL …(13) ただし、θPL：ルーパが圧延材料に接触するときのルー
パ角度 Ｌ2 ：ルーパ支点とパスラインとの距離 ＲL ：ルーパロール半径 である。
パ角度 Ｌ2 ：ルーパ支点とパスラインとの距離 ＲL ：ルーパロール半径 である。
【００３６】時刻ｔ2 は後述する張力フィードフォワー
ド制御を停止して、張力フィードバック制御に切換える
時刻であり、この時刻ｔ2 以降は、張力測定装置11の測
定値を使用するので張力を推定する必要はない。
ド制御を停止して、張力フィードバック制御に切換える
時刻であり、この時刻ｔ2 以降は、張力測定装置11の測
定値を使用するので張力を推定する必要はない。
【００３７】次に、図１に示した実施例の全体的な動作
を説明する。
を説明する。
【００３８】圧延材料１の先端がｉスタンドを抜けてｉ
＋１スタンドに噛込まれるまで、ルーパ４を圧延材料１
に接触しないように下方に待機させる。そして、圧延材
料１の先端がｉ＋１スタンドに噛込まれたとき、すなわ
ち、ｉ＋１スタンドに通板されたときｉ＋１スタンドの
圧延荷重が増大する。制御機能管理装置15はロードセル
16の出力の変化を検知してｉ＋１スタンドへの通板完了
と判定し、ルーパ高さ制御装置10に対してルーパの高さ
を基準値に一致させる速度基準を発生せしめると同時
に、張力ＦＦ制御装置14の前段および後段に設けられた
制御切換スイッチ19を閉成させる。従って、張力推定装
置12による張力の推定値が張力ＦＦ制御装置14に加えら
れる。また、張力ＦＦ制御装置14は推定張力を張力基準
に一致させるロールギャップ開度の指令値を演算し、圧
下位置制御装置17に与える。
＋１スタンドに噛込まれるまで、ルーパ４を圧延材料１
に接触しないように下方に待機させる。そして、圧延材
料１の先端がｉ＋１スタンドに噛込まれたとき、すなわ
ち、ｉ＋１スタンドに通板されたときｉ＋１スタンドの
圧延荷重が増大する。制御機能管理装置15はロードセル
16の出力の変化を検知してｉ＋１スタンドへの通板完了
と判定し、ルーパ高さ制御装置10に対してルーパの高さ
を基準値に一致させる速度基準を発生せしめると同時
に、張力ＦＦ制御装置14の前段および後段に設けられた
制御切換スイッチ19を閉成させる。従って、張力推定装
置12による張力の推定値が張力ＦＦ制御装置14に加えら
れる。また、張力ＦＦ制御装置14は推定張力を張力基準
に一致させるロールギャップ開度の指令値を演算し、圧
下位置制御装置17に与える。
【００３９】この場合、張力ＦＦ制御装置14は、張力推
定装置12で推定した張力値に基づいてフィードフォワー
ド操作量、すなわち、ギャップ設定値の変更量ΔＳを次
式を用いて演算する。
定装置12で推定した張力値に基づいてフィードフォワー
ド操作量、すなわち、ギャップ設定値の変更量ΔＳを次
式を用いて演算する。
【００４０】
【数２】 続いて、制御機能管理装置15はルーパ４が基準の高さに
なったか否かを判定し、基準の高さになった時点で、ル
ーパ４の高さを一定に保持するようにルーパ高さ制御装
置10を動作せしめ、同時に、張力ＦＦ制御装置14の前段
および後段に設置さた制御切換スイッチ19を開放させ、
その代わりに張力ＦＢ制御装置13の前後に設置された制
御切換スイッチ18を閉成させる。従って、ルーパ４が基
準の高さに持ち上げられた時点で、張力ＦＦ制御装置14
は検出張力を張力基準に一致させるロールギャップ開度
の指令値を演算し、圧下位置制御装置17に与えるこの結
果、ルーパが圧延材料に接触してから基準の高さになる
まで張力推定装置12の推定張力に基づく張力フィードフ
ォワード制御が行われ、ルーパが基準の高さになった以
降、張力測定装置11の検出張力に基づく張力フィードバ
ック制御が行われる。
なったか否かを判定し、基準の高さになった時点で、ル
ーパ４の高さを一定に保持するようにルーパ高さ制御装
置10を動作せしめ、同時に、張力ＦＦ制御装置14の前段
および後段に設置さた制御切換スイッチ19を開放させ、
その代わりに張力ＦＢ制御装置13の前後に設置された制
御切換スイッチ18を閉成させる。従って、ルーパ４が基
準の高さに持ち上げられた時点で、張力ＦＦ制御装置14
は検出張力を張力基準に一致させるロールギャップ開度
の指令値を演算し、圧下位置制御装置17に与えるこの結
果、ルーパが圧延材料に接触してから基準の高さになる
まで張力推定装置12の推定張力に基づく張力フィードフ
ォワード制御が行われ、ルーパが基準の高さになった以
降、張力測定装置11の検出張力に基づく張力フィードバ
ック制御が行われる。
【００４１】図４は制御機能管理装置15の処理手順を示
すフローチャートである。このフローチャートから明ら
かなように、制御機能管理装置15はロードセル16による
圧延荷重を測定し (ステップ101)、この圧延荷重が増大
したか否かにより、ｉ＋１スタンドの通板完了を判定す
る (ステップ102)。そして、通板が完了しておれば、張
力ＦＦ制御装置14の前段の制御切換スイッチ19を閉成し
て張力推定装置12の張力推定値を張力ＦＦ制御装置14に
与え、同時に、張力ＦＦ制御装置14の後段の制御切換ス
イッチ19を閉成して張力フィードワード制御を実行させ
る (ステップ103)。また、これに続いて、ルーパ高さ制
御装置10から高さ基準を出力させてルーパ４の高さ制御
を起動させる(ステップ104)。そして、ルーパが基準の
高さになったか否かを判定し (ステップ105)、基準の高
さになっておれば制御切換スイッチ19を開放し、代わり
に制御切換スイッチ18を閉成して張力フィードバック制
御を実行せしめ (ステップ106)、さらに、ルーパ角度測
定装置９による検出角度が基準の角度に一致するような
ルーパ高さ一定制御を行うようにルーパ高さ制御装置10
を動作させる (ステップ107)。
すフローチャートである。このフローチャートから明ら
かなように、制御機能管理装置15はロードセル16による
圧延荷重を測定し (ステップ101)、この圧延荷重が増大
したか否かにより、ｉ＋１スタンドの通板完了を判定す
る (ステップ102)。そして、通板が完了しておれば、張
力ＦＦ制御装置14の前段の制御切換スイッチ19を閉成し
て張力推定装置12の張力推定値を張力ＦＦ制御装置14に
与え、同時に、張力ＦＦ制御装置14の後段の制御切換ス
イッチ19を閉成して張力フィードワード制御を実行させ
る (ステップ103)。また、これに続いて、ルーパ高さ制
御装置10から高さ基準を出力させてルーパ４の高さ制御
を起動させる(ステップ104)。そして、ルーパが基準の
高さになったか否かを判定し (ステップ105)、基準の高
さになっておれば制御切換スイッチ19を開放し、代わり
に制御切換スイッチ18を閉成して張力フィードバック制
御を実行せしめ (ステップ106)、さらに、ルーパ角度測
定装置９による検出角度が基準の角度に一致するような
ルーパ高さ一定制御を行うようにルーパ高さ制御装置10
を動作させる (ステップ107)。
【００４２】なお、上記実施例では、張力フイードフォ
ワード制御から張力フィードバック制御に切り換えるも
のについて説明したが、これら二つの制御を同時に使用
することも可能である。
ワード制御から張力フィードバック制御に切り換えるも
のについて説明したが、これら二つの制御を同時に使用
することも可能である。
【００４３】すなわち、ルーパ４の圧延材料１への接触
時に、張力測定装置11による張力測定精度が悪くなる
が、接触時刻ｔ1 に対して張力測定値に接触の影響を与
えないΔｔ時間を経過した時刻ｔ1 ＋Δｔにて張力ＦＢ
制御装置13も合わせて動作状態にする。ただし、張力フ
ィードフォワード制御と張力フィードバック制御とは、
次のように重み付けをして、過大な出力を圧下位置制御
装置17に与えないようにする。
時に、張力測定装置11による張力測定精度が悪くなる
が、接触時刻ｔ1 に対して張力測定値に接触の影響を与
えないΔｔ時間を経過した時刻ｔ1 ＋Δｔにて張力ＦＢ
制御装置13も合わせて動作状態にする。ただし、張力フ
ィードフォワード制御と張力フィードバック制御とは、
次のように重み付けをして、過大な出力を圧下位置制御
装置17に与えないようにする。
【００４４】 ΔＳ＝Ｗ1 ×ｔFF＋Ｗ2 ×ｔFB …(15) だだしΔＳ：張力制御出力 ｔFF：張力フィードフォワード制御出力 ｔFB：張力フィードバック制御出力 Ｗ2 ：重み係数 Ｗ1 ：重み係数 である。
【００４５】また、上記実施例ではスタンド間に張力測
定装置11を設置したが、この張力測定装置11が故障した
ような場合、この代わりに張力推定装置12の出力を張力
ＦＢ制御装置13にフィードバックさせてもよい。
定装置11を設置したが、この張力測定装置11が故障した
ような場合、この代わりに張力推定装置12の出力を張力
ＦＢ制御装置13にフィードバックさせてもよい。
【００４６】さらに、上記実施例では４重圧延機を例に
して説明したが、より多くのロールを備えた圧延機にも
適用可能であることは言うまでもない。
して説明したが、より多くのロールを備えた圧延機にも
適用可能であることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】この発明に係る熱間圧延機の制御装置
は、圧延材料がｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、張
力推定装置による張力フィードフォワード制御およびル
ーパ高さ制御を開始し、ルーパが所定の高さに持ち上げ
られた時点で張力フィードフォワード制御の代わりに張
力フィードバック制御を行うようにしたので、マスフロ
ーＡＧＣ等の張力制御を圧下装置で行う場合でも、通板
直後の不安定化を抑えることができる。
は、圧延材料がｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、張
力推定装置による張力フィードフォワード制御およびル
ーパ高さ制御を開始し、ルーパが所定の高さに持ち上げ
られた時点で張力フィードフォワード制御の代わりに張
力フィードバック制御を行うようにしたので、マスフロ
ーＡＧＣ等の張力制御を圧下装置で行う場合でも、通板
直後の不安定化を抑えることができる。
【００４８】
【図１】この発明の一実施例の構成を、圧延スタンドと
合わせて示した制御系統のブロック図。
合わせて示した制御系統のブロック図。
【図２】この発明の一実施例の主要素の動作を説明する
ためのルーパ機構の説明図。
ためのルーパ機構の説明図。
【図３】この発明の一実施例の主要素の動作を説明する
ために、時間と張力との関係を示した線図。
ために、時間と張力との関係を示した線図。
【図４】この発明の一実施例の主要素の動作を説明する
ためのフローチャート。
ためのフローチャート。
【図５】一般的なマスフローＡＧＣを説明するために、
圧延スタンドと合せて示した制御系統のブロック図。
圧延スタンドと合せて示した制御系統のブロック図。
２ ｉスタンド ３ ｉ＋１スタンド ４ ルーパ ６ ルーパ駆動電動機 ８ 速度制御装置 １０ ルーパ高さ制御装置 １１ 張力測定装置 １２ 張力推定装置 １３ 張力フィードバック制御装置 １４ 張力フィードフォワード制御装置 １５ 制御機能管理装置 １６ ロードセル １７ 圧下位置制御装置 １８ 制御切換スイッチ １９ 制御切換スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】タンデム配置されたｎ個のスタンドのう
ち、ｉ（ｉ＝１〜ｎ−１）スタンドおよびｉ＋１スタン
ド間にルーパが配置された熱間圧延機の制御装置におい
て、 前記ルーパを駆動するルーパ駆動電動機の発生トルク
が、圧延材料の張力に起因して前記ルーパが受けるトル
クと、圧延材料の重さから受けるトルクと、前記ルーパ
の自重によるトルクと、前記ルーパを加減速して受ける
トルクとの和に等しくなる関係式に基づいて、前記ｉス
タンドおよびｉ＋１スタンド間の圧延材料の張力を推定
する張力推定装置と、 前記ｉスタンドおよびｉ＋１スタンド間の圧延材料の張
力を測定する張力測定装置と、 前記ルーパの高さを測定するルーパ高さ測定手段と、 前記張力推定装置の張力推定値が基準値に一致するよう
に前記ｉ＋１スタンドの圧下位置を制御する張力フィー
ドフォワード制御装置と、 前記張力測定装置の張力測定値が基準値に一致するよう
に前記ｉ＋１スタンドの圧下位置を制御する張力フィー
ドバック制御装置と、 前記ルーパ高さ測定手段の高さ測定値が基準値に一致す
るように前記ルーパ駆動電動機を制御するルーパ高さ制
御装置と、 圧延材料がｉ＋１スタンドに噛込まれた時点で、前記張
力フィードフォワード制御装置およびルーパ高さ制御装
置を起動させ、前記ルーパが所定の高さに持ち上げられ
た時点で前記張力フィードフォワード制御装置の動作を
停止させると共に前記張力フィードバック制御装置を起
動させる制御機能管理装置と、 を備えたことを特徴とする熱間圧延機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13501091A JP2919998B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 熱間圧延機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13501091A JP2919998B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 熱間圧延機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361808A JPH04361808A (ja) | 1992-12-15 |
| JP2919998B2 true JP2919998B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=15141825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13501091A Expired - Lifetime JP2919998B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 熱間圧延機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919998B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4795148B2 (ja) * | 2006-07-13 | 2011-10-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 連続圧延機における張力制御方法及び連続圧延機 |
| CN117983668B (zh) * | 2024-04-07 | 2024-07-16 | 东北大学 | 一种基于性能评估的热轧过程厚度活套张力优化控制方法 |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP13501091A patent/JP2919998B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04361808A (ja) | 1992-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0255123B2 (ja) | ||
| JP2919998B2 (ja) | 熱間圧延機の制御装置 | |
| JP2002018506A (ja) | 連続圧延機の板厚制御方法、パススケジュール算出方法及び板厚制御装置 | |
| JP2846143B2 (ja) | 熱間圧延機の制御装置 | |
| JP2906838B2 (ja) | 巻取・巻出機の張力制御装置 | |
| JPH0833911A (ja) | 圧延機の速度制御装置 | |
| JP4599729B2 (ja) | 薄板熱間仕上げ圧延機の通板方法およびルーパ制御方法 | |
| JPH0515918A (ja) | 熱間タンデム圧延機のスタンド間張力制御装置 | |
| JPS636288B2 (ja) | ||
| KR20010061655A (ko) | 열간 사상 압연 루퍼의 응답제어장치 및 그 제어방법 | |
| JPH0716632A (ja) | 連続熱間圧延機の制御装置 | |
| JPH05111711A (ja) | 圧延機における通板制御方法 | |
| JPH07245976A (ja) | 圧延機の速度補償装置 | |
| JP3703590B2 (ja) | 連続圧延機における板幅制御装置 | |
| JP2510506B2 (ja) | 熱間帯鋼連続仕上圧延機のスタンド間張力制御方法及び装置 | |
| JP2634564B2 (ja) | 連続圧延機における張力制御方法および張力制御装置 | |
| JP3079913B2 (ja) | 冷間タンデム圧延機の圧延制御方法 | |
| JP2553845B2 (ja) | 熱延ミルにおけるストリツプの巻取制御方法 | |
| JPH02142610A (ja) | 圧延機の自動板厚制御装置 | |
| JPH0636932B2 (ja) | タンデム圧延における間ピツチ制御方法 | |
| JPH0515915A (ja) | タンデム圧延機の張力制御方法 | |
| JPH05293520A (ja) | 圧延制御装置 | |
| JPH05285518A (ja) | ルーパの起動制御方法および装置 | |
| KR20020047750A (ko) | 압연기의 임팩트 드롭 보상장치 및 그 보상방법 | |
| JPH05285519A (ja) | 連続圧延におけるスタンド間張力制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080423 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100423 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100423 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110423 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120423 Year of fee payment: 13 |