JP3270723B2

JP3270723B2 - タンデム圧延機の通板制御方法および圧延制御システム

Info

Publication number: JP3270723B2
Application number: JP25171197A
Authority: JP
Inventors: 哲服部; 裕斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 2002-04-02
Anticipated expiration: 2017-09-17
Also published as: JPH10216817A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタンデム圧延機の制
御装置に関し、特に、通板作業を自動で実施するための
通板制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧延機においては、圧延開始前に被圧延
材をワークロール間に通す通板作業が必要になる。図１
１は、タンデム圧延機の概略構成とその通板方法を示
す。同図（ａ）に示すように、タンデム圧延機１００は
複数のスタンド１０１−１〜４より構成される。被圧延
材２００は、タンデム圧延機入側のペイオフリール１０
５より巻き出され、各スタンド１０１の上下ワークロー
ル１１０−１〜４の間を通過することにより圧延され
る。上下ワークロール１１０間の間隔をロールギャップ
と呼ぶ。タンデム圧延機出側にはデフレクターロール１
０３、およびテンションリール１０２が設けられ、圧延
された被圧延材２００を巻き取る。

【０００３】同図（ｂ）に通板作業の工程を示す。
（ｂ）−１のように、ペイオフリール１０５より被圧延
材２００を巻き出し、＃１スタンド１０１−１まで持っ
てくる。板先端部２０１が＃１スタンドの直下を通過し
た時からロールギャップを閉制御して、＃１スタンド出
側の設定板厚となるようにする。次に、（ｂ）−２のよ
うに、板先端２０１が＃２スタンド１０１−２の直下に
到達し着た時からロールギャップを閉めはじめ、＃２ス
タンド出側板厚が設定値となるようにする。以下、同様
に＃３スタンド、＃４スタンドを板先端部２０１が通過
するまで続ける。＃４スタンドを通過した後は、テンシ
ョンリール１０２に被圧延材２００を巻き付けて通板終
了となる。

【０００４】図１２に、ロールギャップの時間的変化を
示す。（ｃ）−１は、＃１スタンドのロールギャップの
推移で、板先端部２０１が＃１スタンドの直下を通過し
たｔ１から、上下ワークロール１１０−１をギャップ３
０１ｇに向けて閉じている。（ｃ）−２は、＃２スタン
ドのロールギャップの推移で、板先端部２０１が＃２ス
タンドの直下を通過したｔ２から、上下ワークロール１
１０−２をギャップ３０２ｇに向けて閉じている。これ
と同時に、＃１スタンドをギャップ３０３ｇに閉制御す
る。これは、板先端２０１が＃２スタンドに到達した時
点で＃１スタンドと＃２スタンド間に張力（＃１スタン
ド前方張力）が発生することに対する補正である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、各スタンド直下に板先端部がある状態でロールギャ
ップを閉じ、次スタンドまで通板する作業を繰り返すの
で時間がかかり、作業効率の著しい低下をもたらす。

【０００６】また、前方張力が無い状態で板先端部が次
スタンドまで進むため、板の蛇行が発生し易くなり、板
破断等の操業異常が発生することもある。また、板先端
部よりオンゲージしてオフゲージ長を短くするために
は、所定の圧延荷重をかけるようにロールギャップを閉
する圧下量を大きくとる必要があるので、やはり操業の
不安定要因となる。

【０００７】さらに、通板工程は板厚が不安定な領域
で、自動化に必要な板先端のトラッキング精度（先端位
置がミル内のどこにあるかを検出する機能）が悪いの
で、オペレータの手介入による調整が必要となり、自動
化には困難があった。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
克服し、操業の安全を確保しながら作業時間を短縮でき
るンデム圧延機の通板制御方法と、その自動化を可能に
した圧延制御システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、各スタンド
の上下ワークロール間のロールギャップを変更するロー
ルギャップ操作部、各スタンドのワークロール速度を変
更するロール速度操作部を備えるタンデム圧延機の通板
制御方法において、全スタンドのロールギャップを前記
ロールギャップ操作部により開放して被圧延材をテンシ
ョンリールまで通した後、前記ロールギャップ操作部に
より張力を維持できる弾性限界内の圧延荷重でロールギ
ャップを閉して被圧延材を保持し、圧延機のオフゲージ
起動後、目標荷重によるロールギャップ指令を与える定
荷重制御、または、目標板厚によるロールギャップ指令
を与える定位制御を行なって、全スタンドを目標ロール
ギャップに設定することにより達成される。

【００１０】目標荷重による定荷重制御の通板制御方法
は、前記ロールギャップ操作部の各々に前記被圧延材に
ついて設定された目標荷重を与えてロールギャップを変
更し、前段で薄くされた板厚が後段に噛み込むと後段の
ロールギャップが再び変更され、最終的に各スタンドの
ロールギャップが前記被圧延材に対する目標ロールギャ
ップに到達させることを特徴とする。

【００１１】前記ロールギャップ操作部に与える荷重
は、ランプ状に変化して前記目標荷重に到達するよう制
御することを特徴とする。すなわち、各段での目標ロー
ルギャップへの到達は、前記ランプ状変化を複数回繰り
返すことにより実現される。

【００１２】さらに、板厚の変化に応じてロール速度バ
ランスを変更する。この変更は安全を優先して、自動張
力制御によって行なうことを特徴とする。

【００１３】さらに、前記圧延機の起動後、前記ロール
ギャップが前記被圧延材に対する目標ロールギャップま
で閉じたスタンドは、オンゲージによる板厚一定制御を
行なうことを特徴とする。

【００１４】目標ロールギャップの定位制御による通板
制御方法は、被圧延材を各スタンドを経てテンションリ
ールまで通し、被圧延材の張力を維持できる弾性限界内
の圧延荷重で所定ロールギャップに閉して保持し、次
に、各スタンド同一のワークロール速度で圧延機をオフ
ゲージ起動し、前記被圧延材に対応して各スタンドに設
定された目標ロールギャップに基づいて、前段のスタン
ドをその目標ロールギャップに各後段を所定関係の設定
ロールギャップに、所定のタイミング毎に最上流のスタ
ンドから順次に変更し、かつ、前段が目標ロールギャッ
プに変更されその目標板厚変更部が次段のスタンドに到
達するまでの時間をトラッキングして前記タイミングを
決定することを特徴とする。

【００１５】前段の目標ロールギャップと各後段の設定
ルールギャップとの所定関係は、各タイミング毎に前段
のロールギャップが後段のそれより大きくすることを特
徴とする。また、次段のスタンドがその目標ロールギャ
ップに変更されたとき、その前段のロール速度をマスフ
ロー一定則にしたがって制御することを特徴とする。

【００１６】本発明の定荷重による通板制御方法を適用
した圧延機制御システムは、各スタンドの上下ワークロ
ール間のロールギャップを変更するロールギャップ操作
部、各スタンドのワークロール速度を変更するロール速
度操作部、各スタンドの出側板厚を測定する板厚計及び
各スタンド間の張力を検出する張力計を具備するタンデ
ム圧延機と、板厚計で測定した実績値が目標値となるよ
うに制御する板厚制御部、圧延荷重を設定された目標値
にするように前記ロールギャップ操作部を制御する荷重
制御部、張力計で測定した実績値が目標値となるように
制御する張力制御部を含む圧延制御装置を備えたものに
おいて、圧延機の起動前に、全スタンドのロールギャッ
プを前記ロールギャップ操作部により開放して被圧延材
をテンションリールまで通した後に、前記荷重制御部に
張力を維持できる弾性限界内で被圧延材を保持する圧延
荷重を設定し、圧延機のオフゲージ起動後に、前記荷重
制御部に与える目標荷重をランプ状に変化して設定する
目標板厚変更部を備えたことを特徴とする。

【００１７】本発明の定位制御による通板制御方法を適
用した圧延機制御システムは、各スタンドの出側目標板
厚に対応した目標ロールギャップに前記ロールギャップ
操作部を制御する圧下制御部、前記ロールギャップの変
更に応じてスタンド間のロール速度バランスを変更する
ように前記ロール速度操作部を制御する速度制御部を含
む圧延制御装置を備えるものにおいて、圧延機の起動前
に、全スタンドのロールギャップを前記ロールギャップ
操作部により開放して被圧延材をテンションリールまで
通した後に、前記圧下制御部に張力を維持できる弾性限
界内の圧延荷重で被圧延材を保持するロールギャップを
設定し、圧延機のオフゲージ起動後に目標ロールギャッ
プを板厚を目標値にするために変更する目標板厚変更部
と、前段のスタンドが目標ロールギャップに変更されそ
の板厚変更点が次段のスタンドに到達するまでの時間を
トラッキングするタイミング作成装置を備えたことを特
徴とする。

【００１８】本発明によれば、全スタンドのロールギャ
ップを開放してテンションリールまで通板後に、張力を
維持できる程度に各ロールギャップを閉とするので、板
の先端部が蛇行することがなく、通板作業が安全かつ容
易である。なお、張力を維持できる程度に閉じたロール
ギャップであれば、その後に被圧延材を各スタンドを経
てテンションリールまで通板することも可能になる。

【００１９】通板後の荷重一定制御によって、各スタン
ドの入側板厚の変化を小さく抑えながら、各段のロール
ギャップを最終的に目標値に設定できるので、スタンド
間の急激な張力変動を防止し、安全操業が確保される。

【００２０】さらに、板厚変化のタイミングで張力制御
を行い、スタンド間の速度バランスを調整するので、板
の切断などの異常が回避でき、より安定な通板制御が実
現できる。

【００２１】あるいは、通板後の定位制御とロール速度
バランスによって、各段のロールギャップとワークロー
ル速度を速やかに目標値に設定できるので、圧下制御と
速度制御によって通常圧延を行うシステムに好適であ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態をタンデ
ム圧延機での適用例によって説明する。図１は、４スタ
ンドのタンデム圧延機とその圧延制御システムの構成を
示したものである。タンデム圧延機１００は複数のスタ
ンド１０１−１〜４より構成される。被圧延材２００
は、タンデム圧延機入側のペイオフリール１０５より巻
き出され、各スタンド１０１の上下ワークロール１１０
−１〜４の間を通過することにより圧延される。タンデ
ム圧延機出側にはデフレクターロール１０３、およびテ
ンションリール１０２が設けられ、圧延された被圧延材
２００を巻き取る。

【００２３】タンデム圧延機の＃１〜＃４の各スタンド
１０１に、ワークロール速度を指令値に応じて変更する
速度制御装置１２０−１〜４、ロールギャップを指令値
に応じて変更する圧下制御装置１２１−１〜４を設けて
いる。また、各スタンドの出側板厚を検出する板厚計１
２５−１〜４、各スタンド間の張力（スタンド間張力）
を検出する張力計１２６−１〜４、各スタンドの圧下荷
重を検出する荷重計（ロードセル）１２７−１〜４を設
置している。

【００２４】圧延制御系としては、張力計１２６で測定
した実績張力が設定値となるように、速度制御装置１２
０を介して前段スタンドの速度を制御する張力制御部
（ＡＴＲ）１２３−１〜４と、板厚計１２５で測定した
実績板厚が設定値となるように、圧下制御装置１２１を
介して制御する板厚制御部１２４−１〜４と、荷重計１
２７で測定した圧延荷重が一定になるように、圧下制御
装置１２１を介して制御する荷重制御部１２２−１〜４
をそれぞれ設けている。なお、圧延設備または圧延状態
によっては、張力制御部１２３がロールギャップを、板
厚制御部１２４が前段スタンド速度を制御する構成もあ
る。

【００２５】圧延制御装置に対する各目標値の設定は、
セットアップ制御装置１３０によって行なわれる。圧延
する板の製品仕様により、各スタンドのロールギャッ
プ、ロール速度及び荷重の目標値を指示し、速度指令作
成装置１３１、ロールギャップ指令作成装置１３２、荷
重指令作成装置１３３へ出力する。指令作成装置１３１
〜１３３の指令値は、目標値変更制御装置１４０からの
変更指令により変更される。

【００２６】目標値変更制御装置１４０は、被圧延材の
溶接点通過のタイミングで速度の目標値などを変更する
溶接点通過制御部１４５や、図示していないロール替後
制御部などにより、いくつかのタイミングで目標値の変
更を行なう。本実施例では、自動通板制御部１５０を追
加し、圧延機のオンゲージ運転開始前のタイミングで、
全スタンドのロールギャップ開放と、テンションリール
１０２へ巻きつけ後のタイミングで基準荷重Ｐｓｉによ
る板２００の保持を行なう。さらに、圧延機のオフゲー
ジ起動及びオンゲージ起動の各タイミングで、圧延制御
装置の各部の制御動作のオン／オフを行う。

【００２７】図２及び図３に、本実施例による自動通板
の流れを示す。圧延機の運転開始前に、（ａ）のよう
に、全スタンド＃１〜＃４のロールギャップを開放し
て、ペイオフリール１０２からテンションリール１０２
まで被圧延材２００を通板する。これは入側から出側ま
で板２００を自動で送ってもよいし、オペレータが手動
で通板してもよい。

【００２８】次に、（ｂ）のように、各スタンドのロー
ルギャップを基準荷重Ｐｓｉまで閉じて、スタンド間張
力が発生するようにする。基準荷重Ｐｓは圧下により板
厚が変化せずに板を押さえられる程度（弾性変形の範囲
内）とし、自動通板制御部１５０の指示に応じて、荷重
指令作成装置１３３から各スタンドの荷重制御部１２２
−１〜４に与える。

【００２９】次に、圧延機のオフゲージ運転を開始し、
起動後は荷重制御部１２２による荷重一定制御を行な
う。すなわち、各スタンドの最終的な板厚設定値（目標
値：ｈｏ）に対応する目標荷重Ｐｏにより、出側板厚ｈ
ｉが目標値ｈｏｉとなるように各スタンドの圧延荷重Ｐ
ｏｉを決定し、維持しながら、各スタンドのロールギャ
ップＳｉを以下のように徐々に閉じていく。

【００３０】通板制御時の圧延荷重Ｐｏｉは、セットア
ップ制御装置１３０で計算された目標値で、荷重指令作
成装置１３３から各スタンドの荷重制御部１２２−１〜
４に与えられる。セットアップ制御装置１３０は同時
に、ロール速度目標値Ｖｉを速度指令作成装置１３１
に、ロールギャップ目標値Ｓｉをロールギャップ指令作
成装置１３２に指示する。これらの制御は任意のタイミ
ングまで、自動通板制御部１６０からの変更指示でオフ
制御とされる。

【００３１】第１段階は（ｃ）のように、オフゲージ起
動直後のタイミングｔ１で、各スタンドの上下ワークロ
ール１１０間に荷重Ｐｏｉが印加され、ロールギャップ
Ｓｉが狭められる。このとき、圧延荷重Ｐｉがｔ１から
△ｔ１にランプ状に変化して圧延荷重Ｐｏｉに達するよ
うに、自動通板制御部１５０で目標値変更を行なう。

【００３２】荷重制御部１２２は設定荷重Ｐｏｉと荷重
計１２７の実績荷重Ｐｉの偏差によるロールギャップ指
令を圧下制御装置１２１に出力し、圧下制御装置１２１
はロールギャップ操作装置（油圧圧下装置）を通じてロ
ールギャップを変更し、これを設定荷重がランプ状に変
化して目標値Ｐｏｉに達するまで繰り返す。

【００３３】△ｔ１後、＃１スタンドは圧延荷重Ｐｏ１
に、出側板厚ｈ１は設定値ｈｏ１となる。また、＃２〜
＃４スタンドの出側板厚も＃１と近い値（ｈｉ≒ｈｏ
１）となる。出側板厚の変化に応じてマスフローバラン
スが変化するので、各スタンドの速度バランスを変化さ
せる必要がある。この場合、ロール直下の板厚が不明な
ことから、操業の安定性を優先させ、張力制御部１２３
を起動して、スタンド間の張力変化を抑制するように各
スタンドのロール速度を、速度制御部１２０を介しロー
ル速度操作部によって変更し、スタンド間の速度バラン
スを変化させる。

【００３４】第２段階は（ｄ）のように、板位置３３０
が＃２のスタンドに噛み込まれたタイミングｔ２とな
る。説明の都合上、タイミングｔ１における各スタンド
直下の板位置を、＃１から順に３３０，３３１，３３
２，３３３とする。このときも、＃２スタンド以降の設
定荷重が△ｔ２にランプ状に変化して、目標値Ｐｏ２に
達する。

【００３５】△ｔ２後、＃２スタンドの出側板厚ｈ２が
設定値ｈｏ２となる。このｔ２では、＃３，＃４の各入
口に、Ｈｉ≒ｈｏ１の板位置３３１、板位置３３２がそ
れぞれ噛み込まれ、所定時間後に出側板厚ｈｉ≒ｈｏ２
となって各々の出口に達する。ところで、＃２スタンド
の出側板厚が薄くなると、＃２と＃３スタンド間の張力
が小さくなるので、張力制御部１２３−２は＃２スタン
ドの速度を下げる。同時に、＃１と＃２スタンド間の張
力を維持するために、＃１スタンドの速度を下げる。

【００３６】第３段階は（ｅ）のように、板位置３３０
が＃３のスタンドに噛み込まれたタイミングｔ３とな
る。＃３スタンドの設定荷重がランプ状に変化し目標値
Ｐｏ３に達した△ｔ３後、出側板厚ｈ₃が設定値ｈｏ３
となる。また、＃４の入口に、Ｈ₄≒ｈｏ２の板位置３
３１が噛み込まれ、所定時間後にｈ₄≒ｈｏ３となって
出口に達する。

【００３７】第４段階は（ｆ）のように、板位置３３０
が＃４のスタンドに噛み込まれたタイミングｔ４とな
り、△ｔ３後に出側板厚ｈ４が設定値ｈｏ４となる。な
お、第３、第４段階におけるスタンド間の速度バランス
も、同様に行なわれる。

【００３８】図４に、最終段の＃４スタンドにおける出
側板厚の時間的推移を示す。＃４の出口板厚は、タイミ
ングｔ１から△ｔ１後に母板厚Ｈ₀から＃１の設定値ｈ
ｏ１に近い値になる。タイミングｔ２になると、＃４の
入口には＃３スタンドで圧延されたｈ０１に近い板厚が
到達するので、出側板厚は△ｔ２後に＃２の設定値ｈｏ
２に近い値となる。同様にして、タイミングｔ４から△
ｔ４後に、＃４の出側板厚はｈｏ４となり、設定値と一
致する。

【００３９】図５に、本実施例の定荷重制御による自動
通板制御のフローチャートを示す。初期設定として、セ
ットアップ装置１３０から指令作成装置に目標圧延荷重
Ｐｏｉ、目標板厚ｈｏｉが設定される。また、自動通板
制御部１５０により、荷重一定制御とスタンド間張力制
御がスタンバイされる（ｓ１０１）。

【００４０】次に、板２００を各スタンドを経てＴＲ１
０２まで通板し、各スタンドに弾性変形内の基準荷重Ｐ
ｓｉを設定し、張力が維持できる程度に保持する（ｓ１
０２）。

【００４１】この後、圧延機のオフゲージ運転による自
動通板制御が開始され、各スタンドのロール１１０は同
じ基準通板速度ＶＲ_sで回転を始める（ｓ１０３）。基
準通板速度ＶＲｓは、通常運転時の目標速度ＶＲｏｉよ
り低い値に設定される。

【００４２】オフゲージ運転の開始直後に、荷重制御部
１２２に目標荷重Ｐ_oiを設定し、各スタンドの荷重Ｐｉ
を基準荷重Ｐｓｉから目標荷重Ｐｏｉに変更する（ｓ１
０４）。そして、各スタンド出側の張力計１２６の測定
値に応じて、張力制御（ＡＴＲ）を行う。すなわち、ス
タンド間の張力変化を抑制するように各スタンドのロー
ル速度ＶＲｉ（当初は、基準ワークロール速度ＶＲｓ）
を操作し、速度バランスを変化させる（ｓ１０５）。

【００４３】次に、スタンド毎に、出側板厚ｈｉが目標
値ｈｏｉに到達したか判定し、板厚が許容誤差内に入っ
ていれば、スタンドｉの荷重一定制御をオフし、ＡＧＣ
による圧下一定制御をオンする（ｓ１０６）。上記処理
を繰返し、全スタンド（ｉ＝１〜４）について終了する
と自動通板制御が終了する（ｓ１０７）。その後、圧延
機を加速し目標値速度ＶＲｏｉに達すると、ＡＴＲを圧
下制御に、ＡＧＣを速度制御にそれぞれ切り替えて、オ
ンゲージの通常圧延を開始する。

【００４４】本実施例の通板制御方法では、ステップｓ
１０６のように、上流側のスタンドから順に目標板厚に
到達すると、直ちにＡＧＣによる圧下位置一定制御に移
行する。すなわち、図４の第１のタイミングｔ１で、＃
１スタンド直下にあった板位置３３０が、各スタンドの
出側板厚計１２５を通過するタイミング（ｔｉ＋△ｔ
１）で、圧延荷重設定値を出側板厚偏差をなくすように
操作するＡＧＣを働かせる。これにより、以後の板厚を
目標板厚ｈｏｉに制御することができ、通板制御に伴う
オフゲージ長を低減できる。

【００４５】以上、第１の実施例による自動通板制御
は、ロールギャップ操作を荷重一定制御で行なうので、
制御の工程が簡単で通板作業の時間も短くて済む。すな
わち、通板時における各スタンドの圧延荷重を目標値に
維持し、前段で薄くされた板厚が後段に噛み込むと、後
段のロールギャップが閉操作される過程を順送りする。
この結果、各スタンドの入側板厚の変化を小さく抑えな
がら、各段のロールギャップを最終的には目標値とする
ので、スタンド間の急激な張力変動を防止し、安全操業
が確保できる。また、本実施例の通板制御は、荷重一定
制御により板厚変化が発生したタイミングで張力制御を
行い、スタンド間の速度バランスを変更するので、操業
的により安定な通板制御が実現できる。

【００４６】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
この実施例による通板制御は、ロールギャップ操作を定
位制御によって行う。すなわち、各スタンドに板を通し
て保持した後に、最上流のスタンドから目標ロールギャ
ップに制御し、前段スタンド出側における目標板厚への
変化部が次段スタンドに到達するタイミングで、その次
段スタンドを目標ロールギャップに制御する。さらに、
次段スタンドが目標ロールギャップに制御されたタイミ
ングで、前段のロール速度をマスフロー一定則に従って
制御し、各ロール速度をバランスさせる。

【００４７】図６に、第２の実施例による圧延制御シス
テムの構成を示す。図１と同一の符号は同等の要素を示
す。図１との相違は、各スタンド（＃１〜＃４）の出側
に板速計１２８−１〜４と、タイミング作成装置１６０
が付加された点である。タイミング作成装置１６０はト
ラッキング手段で構成し、各スタンドの板速を入力し、
前段スタンド出側の板厚計測位置を通過した板厚変化部
が次段スタンドに到達するタイミングを求め、目標値変
更制御装置１４０に出力する。

【００４８】定位制御でロールギャップ操作を行なう場
合、ゲージメータ式による計算荷重Ｐｉからロールギャ
ップＳｉに変換するので、荷重制御に比べて板厚の制御
精度は劣るが応答性は良い。なお、調質圧延など特定の
圧延用途以外では、荷重指令作成装置１３３や荷重制御
部１２２などが不要になる。

【００４９】図７に、ロールギャップ一定制御による自
動通板の流れを示す。図の段階０は図２（ｂ）と同等の
状態で、母板厚Ｈ１の板２００は＃１〜＃４スタンドを
経てテンションリール１０２に巻かれ、各スタンドの基
準ロールギャップＳｓｉにより弾性限界内の圧延荷重で
張力を維持している。基準ロールギャップＳｓｉは、全
スタンド同一値でもよい。

【００５０】次に、各スタンドのロール速度ＶＲ１〜Ｖ
Ｒ４を同一の基準ワークロール速度ＶＲｓに設定し、ま
た、ロールギャップＳｉを第１の設定値Ｓｉ(１)にして
通板制御を開始する。段階は、タイミングｔ１で各ス
タンドに設定された第１の設定値Ｓｉ(１)による板厚変
化を示している。すなわち、スタンド＃１の出側板厚ｈ
１が目標値ｈｏ１になるように、またスタンド＃２〜＃
４の出側板厚が所定値ｈ２(１)〜ｈ４(１)になるよう
に、各スタンドのロールギャップを第１の設定値Ｓ１
(１)〜Ｓ４(１)にする。ただし、Ｓ１(１)は目標値Ｓｏ
１となる。

【００５１】段階は、タイミングｔ２で、スタンド＃
１の出側板厚ｈｏ１が＃２スタンドに達し、＃２の出側
板厚が目標値ｈｏ２になるように、また＃３，＃４の出
側板厚が所定値ｈ３(２)，ｈ４(２)になるように、＃２
〜＃４スタンドのロールギャップを第２の設定値Ｓ２
(２)〜Ｓ４(２)にする。ただし、Ｓ２(２)は目標値Ｓｏ
２となる。

【００５２】同様に、段階はタイミングｔ３で、＃２
の出側板厚ｈｏ２が＃３スタンドに達し、＃３の出側板
厚が目標値ｈｏ３になるように、＃３，＃４のロールギ
ャップを第３の設定値Ｓ３(３)＝Ｓｏ２，Ｓ４(３)にす
る。さらに、段階はタイミング４で、＃３の出側板厚
ｈｏ３が＃４に達し、＃４の出側板厚が目標値ｈｏ４に
なるように、＃４のロールギャップを第４の設定値Ｓ４
(４)＝Ｓｏ４にする。

【００５３】図８に、ロールギャップ設定値とその基に
なる板厚設定値を示す。ｔ１のタイミングにおける第１
の設定値は、＃１が板厚目標値ｈｏ１に対応するロール
ギャップＳｏ１、＃２〜＃４は設定値ｈ２(１)〜ｈ４
(１)に対応するＳ２(１)〜Ｓ４(１)となる。ｔ２のタイ
ミングにおける第２の設定値は、＃１が変わらず、＃２
が板厚目標値ｈｏ２に対応するＳｏ２、＃３，＃４がｈ
３(２)，ｈ４(２)に対応するＳ３(２)，Ｓ４(２)とな
る。第３、第４の設定値についても同様となる。ここ
で、板厚目標値と他の板厚設定値は数１の関係になる。

【００５４】

【数１】ｈｏ１≧ｈ２(１)≧ｈ３(１)≧ｈ３ｈｏ２≧ｈ３(２)≧ｈ４(２) ｈｏ３≧ｈ４(３) このように、上流側のスタンドから順に板厚目標値ｈｉ
ｏとなる場合、下流側のスタンドは前段と同等以下の板
厚に設定値ｈｉ(ｊ)を定める。実際には、トラッキング
ずれなどで後段のスタンドに荷重が発生しなくなる事態
を回避するため、後段のロールギャップを前段より若干
小さく設定している。

【００５５】この板厚設定値を基に、各スタンドのロー
ルギャップ設定値Ｓｉ（ｊ）を、タイミング毎に算出す
る。周知のように、ロールギャップＳｉは出側板厚ｈ
ｉ、母板厚Ｈの関数として数２により求まる。これは、
ゲージメータ式と呼ばれる。

【００５６】

【数２】Ｓｉ（ｊ）＝ｈｉ（ｊ）−Ｐｉ（Ｈ，ｈｉ）／ＭＰｉ（ｊ）＝Ｐ（Ｈ，ｈｉ，Ｔｌ，Ｔｂ，μ）ここで、ｊ：タイミング回数（例では、１〜４）、Ｍ：
ミル定数、Ｔｌ：ミル出側張力、Ｔｂ：ミル入側張力、
μ：摩擦係数である。

【００５７】ロールギャップ指令作成装置１３２は、セ
ットアップ制御装置１３０からの出側板厚目標値ｈ１〜
ｈ４と自動通板制御部１４０からのタイミングｔ１〜ｔ
４に従い、上記した第１の設定値から第４の設定値によ
るロールギャップ設定値Ｓｉ(ｊ)を算出する。圧下制御
装置１２１は、ｔ１〜ｔ４のタイミング毎にロールギャ
ップ設定値Ｓ_oiを受け取ると、油圧圧下装置を作動して
各スタンドのロールギャップを設定値Ｓ_oiに操作する。

【００５８】ところで、出側板厚の変化に応じてスタン
ド間のマスフローバランスが変化する。このため、各ス
タンドで同一にしているロール速度（ここでは、基準ワ
ークロール速度ＶＲｓ）を修正し、スタンド間の速度バ
ランスを取りなおす必要がある。図９に、ロールギャッ
プ及びロール速度の変更タイミングを示す。

【００５９】タイミングｔ１で、スタンド＃１のロール
ギャップＳ１を変更し、△ｔ１後に目標値Ｓｏ１にな
る。同様に、スタンド＃２〜＃４は設定値Ｓ２(１)〜Ｓ
４(１)となる。このｔ１後から、タイミング作成装置１
６０がトラッキングを開始する。そして、スタンド＃１
出側の目標板厚変化部、すなわち目標板厚ｈｏ１へ変化
した板部がスタンド＃２に到達するタイミングｔ２にな
ると、スタンド＃２のロールギャップＳ２が変更され、
△ｔ２後に設定値Ｓｏ２になる。同様に、タイミングｔ
３、タイミングｔ４になると、スタンド＃３、＃４のロ
ールギャップＳ３、Ｓ４が変更され、それぞれ目標値Ｓ
ｏ３，Ｓｏ４になる。

【００６０】一方、（ｂ）のように、ロール速度ＶＲｉ
(ｊ−１)は、タイミングｔ２（ｊ＝２）からマスフロー
一定則に従って、以下のように制御される。まず、タイ
ミングｔ２でスタンド＃１をＶＲ１(１)に変更する。す
なわち、スタンド＃２のロールギャップの変更でその出
側板厚が変わるときに、＃１，２間のマスフローバラン
スが維持されるように、＃１のロール速度を変更する。
すなわち、前後のスタンド間で板厚とロール速度の積が
一致するように、数３により求まる。

【００６１】

【数３】ＶＲ１(１)＝ｈ２・ＶＲ２・（１＋ｆ₂）／
｛ｈ１・（１＋ｆ₁）｝＝ｈ２・ＶＲｓ・（１＋ｆ₂）／
｛ｈ１・（１＋ｆ₁）｝ここで、ＶＲ２：スタンド＃２のロール速度で、基準ワ
ークロール速度ＶＲｓ、また、ｆ₁，ｆ₂：スタンド＃
１，＃２の先進率である。

【００６２】同様に、タイミングｔ３で、スタンド＃３
のロールギャップが変更されるときに、＃２，３間のロ
ール速度バランスさせるように＃２のロール速度をＶＲ
２(２)に変更する。また、＃２のロール速度の変更に伴
い、＃１，２間のロール速度をバランスさせるように＃
１のロール速度をＶＲ１(２)に変更する。これらの変更
速度は数４により求まる。

【００６３】

【数４】ＶＲ２(２)＝ｈ３・ＶＲ３・（１＋ｆ₃）／
｛ｈ２・（１＋ｆ₂）｝ＶＲ１(２)＝ｈ２・ＶＲ２(２)・（１＋ｆ₂）／｛ｈ１
・（１＋ｆ₁）｝ここで、ＶＲ３：スタンド＃３のロール速度で、基準ワ
ークロール速度ＶＲｓ、また、ｆ₃：スタンド＃３の先
進率である。

【００６４】さらに、タイミングｔ４で、＃３，４間の
ロール速度をバランスさせるように、＃３のロール速度
をＶＲ３(３)に変更し、これに伴い＃２のロール速度を
ＶＲ２(３)に、＃１のロール速度をＶＲ１(３)に変更す
る。これらの変更速度は数５により求まる。

【００６５】

【数５】ＶＲ３(３)＝ｈ４・ＶＲ４・（１＋ｆ₄）／
｛ｈ３・（１＋ｆ₃）｝ＶＲ２(３)＝ｈ３・ＶＲ３(３)・（１＋ｆ₃）／｛ｈ２
・（１＋ｆ₂）｝ＶＲ１(３)＝ｈ２・ＶＲ２(３)・（１＋ｆ₂）／｛ｈ１
・（１＋ｆ₁）｝ここで、ＶＲ４：スタンド＃４のロール速度で、基準ワ
ークロール速度ＶＲｓである。また、ｆ₄：スタンド＃
４の先進率である。

【００６６】図１０に、第２の実施例による自動通板制
御のフローチャートを示す。この自動通板制御は、定位
制御とロール速度バランス制御を並行し、オンゲージで
実施される。

【００６７】初期設定として、セットアップ制御装置１
３０からロールギャップ指令作成装置に目標板厚ｈｉが
設定される。また、自動通板制御部１５０の指示によ
り、圧下制御装置１２１による定位制御と、速度制御装
置１２０による速度制御がオンされ、ＡＧＣはオフされ
る（ｓ２０１）。

【００６８】次に、板２００をＴＲ１０２の巻き取り位
置まで挿通し、各スタンドに基準ロールギャップＳｓｉ
を設定し、弾性限界内で張力が維持できる程度に保持す
る（ｓ２０２）。なお、基準ギャップＳｓに設定してか
ら、板２００を挿通するようにしてもよい。

【００６９】ここで、圧延機の自動通板制御が開始さ
れ、各スタンドロール１１０は基準ワークロール速度Ｖ
Ｒｓで回転を始める（ｓ２０３）。開始直後の第１のタ
イミングｔ１で、各スタンドのロール１１０が基準ギャ
ップＳｓから第１の設定値Ｓｉ(１)に変更され（ｓ２０
４）、＃１のトラッキング開始され、スタンド＃１のＡ
ＧＣがオンになる（ｓ２０５）。このとき、各スタンド
のロール速度は基準速度ＶＲｓを維持する。

【００７０】＃１のトラッキングによるタイミングｔ２
になると、すなわち＃１出側の目標板厚部（ｈｏ１）が
＃２に到達するタイミングで、各スタンドのロールギャ
ップＳｉが第２の設定値Ｓｉ(２)に変更され、また、＃
１ロール速度ＶＲ１が数３によりＶＲ１(２)に変更され
る（ｓ２０６）。そして、スタンド＃２のトラッキング
が開始され、＃２のＡＧＣがオンになる（ｓ２０７）。

【００７１】＃２のトラッキングによるタイミングｔ３
になると、各スタンドのロールギャップＳｉが第３の設
定値Ｓｉ(３)に変更され、＃２ロール速度ＶＲ２と＃１
ロール速度ＶＲ１が数４により変更され（ｓ２０８）、
スタンド＃３のトラッキングが開始され、＃３のＡＧＣ
がオンになる（ｓ２０９）。同様に、タイミングｔ４に
なると、各スタンドのロールギャップＳｉが第４の設定
値Ｓｉ(４)に変更され、ロール速度ＶＲ３、ロール速度
ＶＲ２及びロール速度ＶＲ１が数５により変更され（ｓ
２１０）、＃４のトラッキングが開始されてＡＧＣがオ
ンになる（ｓ２１１）。

【００７２】全スタンド（ここでは、＃１〜＃４）の出
側が目標板厚になってＡＧＣが開始されると、本実施例
の通板制御が終了する。圧延機は通常運転に移行し、速
度指令作成装置１３２から設定されている目標速度に加
速する。なお、第２の実施例による通板制御は板厚が圧
下制御、張力が速度制御による張力優先で行なわれてい
るが、通常圧延に移行後は板厚が速度制御、張力が圧下
制御による板厚優先で行う。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、被圧延材を各スタンド
に通して動かないように保持するので、板の先端部が蛇
行することがなく、通板作業が安全かつ容易である。ま
た、その後に、荷重一定制御によって各スタンドの入側
板厚の変化を小さく抑えながら、各段のロールギャップ
を最終的に目標値に設定できるので、スタンド間の急激
な張力変動を防止し、安全操業が確保される。さらに、
板厚変化のタイミングで張力制御を行い、スタンド間の
速度バランスを調整するので、板の切断やたわみなどの
異常が回避でき、より安定な通板制御が実現できる。

【００７４】また、定位制御とロール速度バランス制御
の組合せによって、マスフローバランスを維持しなが
ら、各段のロールギャップ及びワークロール速度を速や
かに目標値に設定できるので、安全かつ短時間の通板制
御が実現できる。

【００７５】さらに、上記通板制御にＡＧＣを作用させ
ることで、第１スタンド通過以降の板厚を目標板厚に制
御でき、通板制御に伴うオフゲージ長を低減できる。

【００７６】本発明の方法を適用したタンデムミルの圧
延制御装置は、自動通板制御部を設け、通板制御時にセ
ットアップ制御装置からの指令を変更して、圧延制御装
置が荷重一定制御を行なうようにしているので、通板作
業が安全になり完全自動化が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による通板制御方法を適
用する圧延制御システムの構成図。

【図２】第１の実施例の荷重一定制御による通板制御方
法の流れを示す説明図。

【図３】図２の続きの通板制御方法の流れを示す説明
図。

【図４】最終スタンドの出側板厚の推移を示すタイムチ
ャート。

【図５】第１の実施例による通板制御方法の手順を示す
フローチャート。

【図６】本発明の第２の実施例による通板制御方法を適
用する圧延制御システムの構成図。

【図７】第２の実施例の定位制御による通板制御方法の
流れを示す説明図。

【図８】板厚及びロールギャップの設定値の一例を示す
説明図。

【図９】定位制御とロール速度バランス制御のタイミン
グを示すタイムチャート。

【図１０】第２の実施例による通板制御方法の手順を示
すフローチャート。

【図１１】従来の通板方法の流れを示す説明図。

【図１２】従来の通板方法におけるロールギャップの推
移を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１００…タンデム圧延機、１０１−１〜４…タンデム圧
延機の＃１〜＃４スタンド、１０２…テンションリー
ル、１０３…デフロール、１０５…ペイオフリール、１
１０−１〜４…＃１〜＃４スタンドの上下ワークロー
ル、２００…被圧延材、２０１…被圧延材の先端、１２
０−１〜４…速度制御装置、１２１−１〜４…圧下制御
装置、１２２−１〜４…荷重制御部、１２３−１〜４…
張力制御部、１２４−１〜４…板厚制御部、１２５−１
〜４…板厚計、１２６−１〜４…張力計、１２７−１〜
４…荷重計、１２８−１〜４…板速計、１３０…セット
アップ制御装置１３０、１３１…速度指令作成装置、１
３２…ロールギャップ指令作成装置、１３３…荷重指令
作成装置、１４０…目標値変更制御装置、１５０…自動
通板制御部、１６０…タイミング作成装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21B 37/00 - 37/78

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各スタンドの上下ワークロール間のロー
ルギャップを変更するロールギャップ操作部を備えるタ
ンデム圧延機の通板制御方法において、全スタンドのロールギャップを前記ロールギャップ操作
部により開放して被圧延材をテンションリールまで通し
た後、前記ロールギャップ操作部により張力を維持でき
る弾性限界内の圧延荷重でロールギャップを閉して被圧
延材を保持し、圧延機のオフゲージ起動後、目標荷重によるロールギャ
ップ指令を与える定荷重制御、または、目標板厚による
ロールギャップ指令を与える定位制御を行なって、全ス
タンドを目標ロールギャップに設定することを特徴とす
るタンデム圧延機の通板制御方法。
【請求項２】各スタンドの上下ワークロール間のロー
ルギャップを変更するロールギャップ操作部、各スタン
ドのワークロール速度を変更するロール速度操作部を備
えるタンデム圧延機の通板制御方法において、全スタンドのロールギャップを開放して被圧延材をテン
ションリールまで通した後、張力を維持できる弾性限界
内の圧延荷重でロールギャップを閉して前記被圧延材を
保持し、圧延機のオフゲージ起動後、スタンド毎に設定された目
標荷重により各段のロールギャップを変更する荷重一定
制御を行ない、前段で薄くされた板厚が後段に噛み込む
ことにより、後段のロールギャップが段階的に目標ロー
ルギャップに設定されることを特徴とするタンデム圧延
機の通板制御方法。
【請求項３】各スタンドの上下ワークロール間のロー
ルギャップを変更するロールギャップ操作部、各スタン
ドのワークロール速度を変更するロール速度操作部、少
なくとも最終スタンド出側の板厚を計測する板厚計測手
段を持つタンデム圧延機の通板制御方法において、被圧延材を各スタンドを経てテンションリールまで通
し、かつ、張力を維持できる弾性限界内の所定荷重でロ
ールギャップを閉して保持し、各スタンドを同一のワークロール速度に設定してオフゲ
ージ起動した後、前記被圧延材の仕様に基づいてスタン
ド毎に設定された目標荷重に従って、各段のロールギャ
ップを変更し、前段で薄くされた板厚が後段に噛み込む
ことにより後段のロールギャップを再び変更し、最終的
に各スタンドのロールギャップを前記仕様に対する目標
ロールギャップに到達させるとともに、板厚に応じて変
化する張力を張力制御（ＡＴＲ）してロール速度を変更
し、ロール速度バランスの制御を行うことを特徴とする
タンデム圧延機の通板制御方法。
【請求項４】請求項１、２または３において、前記ロールギャップ操作部に与える荷重は、各段でラン
プ状に変化して目標荷重に到達するよう制御することを
特徴とするタンデム圧延機の通板制御方法。
【請求項５】請求項２〜４のいずれか１項において、前記オフゲージ起動後、前記ロールギャップが前記目標
ロールギャップに達したスタンドは、板厚一定制御のオ
ンゲージ運転に移行することを特徴とするタンデム圧延
機の通板制御方法。
【請求項６】各スタンドの上下ワークロール間のロー
ルギャップを変更するロールギャップ操作部、各スタン
ドのワークロール速度を変更するロール速度操作部を備
えるタンデム圧延機の通板制御方法において、被圧延材を各スタンドを経てテンションリールまで通
し、かつ、張力を維持できる弾性限界内の圧延荷重で所
定ロールギャップに閉して保持し、次に、各段同一のワークロール速度にして圧延機をオフ
ゲージ起動し、前記被圧延材に対応して目標出側板厚に
なるように各段に設定された目標ロールギャップに基づ
いて、前段のスタンドをその目標ロールギャップに各後
段を所定関係の設定ロールギャップに、所定のタイミン
グ毎に最上流のスタンドから順次に変更し、かつ、前段
が目標ロールギャップに変更されその板厚変更点が次段
のスタンドに到達するまでの時間をトラッキングして前
記タイミングを決定することを特徴とするタンデム圧延
機の通板制御方法。
【請求項７】請求項６において、前段の目標ロールギャップと各後段の設定ロールギャッ
プとの所定関係は、各タイミング毎に前段のロールギャ
ップが後段のそれより大きくすることを特徴とするタン
デム圧延機の通板制御方法。
【請求項８】請求項６または７において、次段のスタンドがその目標ロールギャップに変更された
とき、その前段のロール速度をマスフロー一定則にした
がって制御することを特徴とするタンデム圧延機の通板
制御方法。
【請求項９】各スタンドの上下ワークロール間のロー
ルギャップを変更するロールギャップ操作部、各スタン
ドのワークロール速度を変更するロール速度操作部、各
スタンドの出側板厚を測定する板厚計及び各スタンド間
の張力を検出する張力計を具備するタンデム圧延機と、
板厚計で測定した実績値が目標値となるように制御する
板厚制御部、圧延荷重を設定された目標値にするように
前記ロールギャップ操作部を制御する荷重制御部、張力
計で測定した実績値が目標値となるように制御する張力
制御部を含む圧延制御装置を備える圧延制御システムに
おいて、圧延機の起動前に、全スタンドのロールギャップを前記
ロールギャップ操作部により開放して被圧延材をテンシ
ョンリールまで通した後に、前記荷重制御部に張力を維
持できる弾性限界内で被圧延材を保持する荷重を設定
し、圧延機のオフゲージ起動後に、前記荷重制御部に与
える目標荷重をランプ状に変化して設定する目標値変更
部を備えたことを特徴とする圧延制御システム。
【請求項１０】各スタンドの上下ワークロール間のロ
ールギャップを変更するロールギャップ操作部、各スタ
ンドのロール速度を変更するロール速度操作部、各スタ
ンドの出側板厚を測定する板厚計及び出側板速を検出す
る板速計を具備するタンデム圧延機と、各スタンドの目
標板厚に対応した目標ロールギャップに前記ロールギャ
ップ操作部を制御する圧下制御部、前記ロール速度の変
更に応じてスタンド間のロール速度バランスを変更する
ように前記ロール速度操作部を制御する速度制御部を含
む圧延制御装置を備える圧延制御システムにおいて、圧延機の起動前に、全スタンドのロールギャップを前記
ロールギャップ操作部により開放して被圧延材をテンシ
ョンリールまで通した後に、前記圧下制御部に張力を維
持できる弾性限界内の圧延荷重で被圧延材を保持するロ
ールギャップを設定し、圧延機のオフゲージ起動後に目
標ロールギャップに変更する目標板厚変更部と、前段の
スタンドが目標ロールギャップに変更されその板厚変更
点が次段のスタンドに到達するまでの時間をトラッキン
グするタイミング作成装置を備えたことを特徴とする圧
延制御システム。