JP3553552B2 - 熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法 - Google Patents
熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3553552B2 JP3553552B2 JP2002008557A JP2002008557A JP3553552B2 JP 3553552 B2 JP3553552 B2 JP 3553552B2 JP 2002008557 A JP2002008557 A JP 2002008557A JP 2002008557 A JP2002008557 A JP 2002008557A JP 3553552 B2 JP3553552 B2 JP 3553552B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- width
- rolling
- deformation model
- rolling mill
- tension
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Metal Rolling (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱間仕上げ圧延機における幅変形モデルをオンラインで同定する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
仕上げ圧延機における板幅の変形は、▲1▼ロールバイト内及びその近傍で生じる3次元変形、▲2▼スタンド間通過時に生じるクリープ変形、▲3▼圧延温度変化による熱膨張変形の3つの部分に分類できることは公知である。これらの変形は圧下率、接触弧長、スタンドの前方張力、後方張力、材料がスタンド間を通過する時間、板のクラウン比率変動、及び圧延温度などの圧延状況に左右され、特に張力は幅変動の主因となっている。
【0003】
これに対し、仕上げ圧延機における幅変動の制御では、スタンド間の張力を操作する方法、ロールベンダやロールクロス角度を操作して板クラウン比率変動を抑制する方法、荷重制御や温度制御などによる幅変動抑制方法がよく用いられている。特にスタンド間の張力を操作する方法は仕上げ圧延における幅制御の主流となっている。
【0004】
前記の方法で幅制御を行う場合、張力や板クラウン比率変動などが幅変形に対する影響係数を知ることは必須である。従来は、これらの影響係数は、特定の材料に対して試験的に求めていた。例えば、特定の板幅、材質、温度等の条件でFiスタンドとFi+1スタンドとの間に設置されたルーパーによる幅/張力影響係数を推定する場合、ルーパーを調整してこれらのスタンド間の張力をステップ状に変化させ、このときのFiスタンド出側以降に設置された板幅計により板幅の変化量(ΔW)を測定し、測定した張力変化量Δσおよび板幅変化量(ΔW)を多数集めて最小二乗推定法によって直線回帰することにより幅/張力影響係数を求めていた。
【0005】
しかし、この試験的方法では特定、または所定範囲内の板幅を有する圧延材の幅/張力影響係数を求めることはできるが、この係数は、材質、温度等の条件が異なる材料には適応できない。従って、全ての条件毎に実機実験を行う必要があり極めて煩雑な作業を強いられていた。
【0006】
この問題を解決する方法として、特開平6−15324号方法には、圧延材の寸法、材質、温度等の条件によらず、幅/張力影響係数をオンラインで推定する方法が開示されている。この方法では、Fiスタンドにおける幅変形をスタンドの入側張力及び出側張力の一次関数の和で表現し、この一次関数を用いて幅や張力の実績値から幅/張力影響係数を逐次最小二乗法で求めている。
【0007】
【解決しようとする課題】
しかし、上記特開平6−15324号公報に記載される方法では、板幅の変形をスタンドの入側張力及び出側張力の一次関数として幅/張力影響係数を推定しており、圧延による幅広がり、クラウン比率変動、及び温度変化などによる影響は考慮されていない。また、スタンド間前方張力によるクリープ変形を張力の一次関数で近似しているため推定精度が落ちるという問題が存在する。さらに、この方法は一つのスタンドを対象にしているため単一スタンドの幅/張力影響係数の推定しかできない等、実際の圧延に適用するには不十分な点を有する。
【0008】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、圧延による変形、クラウン比率変動、及び温度の変化等を考慮した熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルをオンラインで同定する方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第1の手段は、複数スタンドからなる熱間圧延機において、任意のスタンドの入側に設けられた第1の幅計の出力と、当該スタンド又はその後段スタンドの出側、またはコイラの前に設けられた第2の幅計2の出力と、少なくとも各スタンドでの板厚、圧下率、接触弧長、前方張力、後方張力、スタンド間通過時間、圧延荷重、ロールベンダ圧力、圧延機入側温度、圧延機出側温度を含む圧延情報に基づいて、圧延における板幅変形モデルをオンラインで同定することを特徴とする熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法(請求項1)である。
【0010】
前記課題を解決するための第2の手段は、前記第1の手段であって、仕上げ圧延機の出側における圧延材の単位長さ毎に、対応する圧延材の部分について前記幅計出力及び圧延情報を採取し、採取されたN組のデータを予め用意した回帰式に代入して圧延における板幅変形モデルの係数をオンラインで同定することを特徴とするもの(請求項2)である。
【0011】
前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段であって、仕上げ圧延機の出側における圧延材の単位長さ毎に、対応する圧延材の部分について前記幅計出力及び圧延情報を採取し、逐次推定式を用いて圧延における板幅変形モデルの係数をオンラインで逐次的に同定することを特徴とするものである。
【0012】
前記課題を解決するための第4の手段は、前記第2の手段、第3の手段であって、板幅変形モデルが、圧下率、前方張力、後方張力、クラウン比率、温度降下のそれぞれによって決定される量の線形結合として表され、同定される圧延における板幅変形モデルの係数が、前記線形結合の係数である、圧延幅広がり影響係数、幅/前方張力影響係数、幅/後方張力影響係数、幅/クラウン比率影響係数、幅/温度影響係数を含むことを特徴とするもの(請求項4)である。
【0013】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態の1例である熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法を実施する装置の構成を示すブロック線図である。例として、図1には7スタンドからなる熱間仕上げ連続圧延機を示している。F1〜F7は7段の圧延スタンドであり、1は被圧延材、2は仕上げ入側温度計、3は仕上げ入側幅計、4は仕上げ出側幅計、5は仕上げ出側温度計、6は巻取り装置(コイラ)、7は本発明の幅モデルオンライン同定装置である。幅モデルオンライン同定装置は、圧延時、被圧延材が各センサー及び各スタンドを通過するタイミングに合せてそれぞれの実績情報を収集する。
【0014】
図2は本発明の幅モデルオンライン同定装置内で実施される処理を示すフローチャートである。この装置では、各センサーからの実績データを収集すると同時に圧延長を測定し、実績データを単位圧延長(最終スタンドにおける圧延長)毎にまとめて、トラッキングデータとして保存する。そして、これらのトラッキングデータに基づいてモデル関数データ処理を行い、その結果からモデル係数同定処理を行って、その結果を出力する。その際、幅モデルの各変形式を用いて各影響項を算出し、算出したデータを予め決めた線形回帰式に代入して各項の影響係数を推定する。
【0015】
仕上げ圧延機内で生じる幅変形は大きく次の3つの部分に分けられる。
(1) ロールバイト及び付近で圧延による幅変形(圧延幅広り+張力影響分+クラウン比率変動影響分)
(2) スタンド間における張力変動によるクリープ変形
(3) 板温度降下による幅縮み
これら各変形影響項の計算式は次のようになっている。
【0016】
▲1▼圧延幅広がり
【0017】
【数1】
【0018】
ここに、H、r、ldは、はそれぞれ入側板厚、圧下率、ロール接触弧長である。
【0019】
▲2▼張力影響項
【0020】
【数2】
【0021】
ここに、W、σ b 、kmは、それぞれ入側板幅、スタンド後方張力、材料の変形抵抗である。
【0022】
▲3▼クラウン比率変化による影響項
【0023】
【数3】
【0024】
ここに、P、B、hは、はそれぞれ圧延荷重、ロールベンダ圧力、スタンド出側板厚である。
【0025】
▲4▼スタンド間張力によるクリープ変形
【0026】
【数4】
【0027】
ただし、εは歪みであり、次のように算出する。
【0028】
【数5】
【0029】
ここに、σf、Tkはそれぞれ前方張力、圧延材圧延時の絶対温度、tは張力負荷時間であり、α、β、γ、P、Qは影響定数である。
【0030】
▲5▼温度降下による幅縮み
【0031】
【数6】
【0032】
ここに、Tin、Toutはそれぞれ仕上げ圧延機入側温度、仕上げ圧延機出側温度である。
iスタンドにおける前記ΔW1〜ΔW5を、それぞれΔW1(i)〜ΔW5(i)と表すこととすると、仕上げ圧延機における幅変形モデルは次式のように表現できる。
【0033】
【数7】
【0034】
Woutは仕上げ圧延機出側幅であり、Winは仕上げ圧延機入側幅である。
各スタンドにおける出側板圧延長の換算長は次のように計算する。
【0035】
【数8】
【0036】
LiはFiスタンド出側の板圧延長の換算長、hiはFiスタンドの出側板厚、νiはFiスタンドの出側板速度、tはFiスタンド圧延の経過時間である。
【0037】
圧延長手方向にデータを並び替えて幅変形の各影響項を算出する例として、図3に示すように、板圧延長の換算長1m毎にデータを算出するには、例えばFiスタンドにおいて次のような各影響項の関数を作成する。
【0038】
板最先端からj番目のブロック(換算長1mの圧延材)がi番スタンドを通過するとき、
【0039】
▲1▼圧下率
【0040】
【数9】
【0041】
▲2▼接触弧長
【0042】
【数10】
【0043】
R’(i)はワークロール偏平径である。
【0044】
▲3▼荷重及びベンダによるクラウン比率変動
【0045】
【数11】
【0046】
▲4▼スタンド間通過時間
【0047】
【数12】
【0048】
▲5▼スタンド間通過時の平均張力
【0049】
【数13】
【0050】
▲6▼スタンド間通過時の平均温度
【0051】
【数14】
【0052】
▲7▼歪み
【0053】
【数15】
【0054】
このように計算した等間隔の長手方向のデータを式(1)〜(6)に代入して幅モデルの各影響項のデータを算出することができる。ここで、仕上げ圧延機出側と入側の幅計の測定値の差を、
【0055】
【数16】
【0056】
とし、この幅差を前記各影響項の一次線形結合関数として次のような回帰式を設定する。
【0057】
【数17】
【0058】
ただし、ωはノイズ項である。即ち、本発明においては、ΔW1〜ΔW5は、それぞれ(1)式〜(5)式で求まるものとし、(7)式の代わりに(17)式を用いることにより、(1)式〜(5)式の誤差を、ai、bi、ci、di、e、ωの中に吸収させている。即ち、(1)式〜(5)式が完全に正しく求められていれば、(7)式より、ai、bi、ci、di、eは全て1となり、ωは0となるが、実際には(1)式〜(5)式は完全に正しくない。しかし、(1)式〜(5)の各係数を補正する代わりに、係数ai、bi、ci、di、e、ωを設けて、これを代えることにしている。
【0059】
板の先端(j=1)からNメートル(j=N)までのデータを用いて幅モデルを同定する場合の方法を次に示す。
説明変数のデータ:
ΔW1(i,j) (i=1〜7、j=1〜N)
ΔW2(i,j) (i=2〜7、j=1〜N)
ΔW3(i,j) (i=1〜7、j=1〜N)
ΔW4(i,j) (i=1〜6、j=1〜N)
ΔW5(j) (j=1〜N)
従属変数のデータ:
ΔW(1)、ΔW(2)、…ΔW(N)
に対して、N個の下記ベクトルを設定する。
【0060】
【数18】
【0061】
(j=1〜N)
【0062】
【数19】
【0063】
すると、モデル式(17)は次のように表される。
【0064】
【数20】
【0065】
評価函数
【0066】
【数21】
【0067】
を最小になる未知パラメータの推定式は次のようになる。
【0068】
【数22】
【0069】
ここで推定した
【0070】
【数23】
【0071】
は各スタンドにおける幅影響係数である。すなわち、
ai:Fiスタンドの圧延幅広がり影響係数
bi:Fiスタンドの幅/後方張力影響係数
ci:Fiスタンドの幅/板クラウン比率変動影響係数
di:Fiスタンドの幅/前方張力影響係数
ei:Fiスタンドの幅/温度降下影響係数
さらに、圧延材が1m進む度に推定係数を更新するため、次の逐次推定式を用いてオンライン同定を行う。
j−1番目からj番目の係数を推定する逐次計算アルゴリズム:
【0072】
【数24】
【0073】
ただし、
【0074】
【数25】
【0075】
である。
【0076】
以上の説明においては、幅計は仕上げ圧延機入側と出側に配置されているものとして説明したが、仕上げ圧延機のスタンド間に幅計が設けられている場合でも、上記の式を変形することにより、2つの幅計の間における板幅変形モデルの同定を行うことができる。その場合の式の変形方法は、当業者にとっては明らかであろう。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、幅変形モデルをオンラインで同定でき、材質や圧延条件などの変化に対応して板幅の各項影響係数を高精度に推定でき、即座に板幅制御系にこれらの影響係数情報を提供できる。これにより高精度、高速の板幅制御を行えるようになり、バー内幅変動低減による板幅歩留まり向上が達成される効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1例である熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法を実施する装置の構成を示すブロック線図である。
【図2】本発明の幅モデルオンライン同定装置内で実施される処理を示すフローチャートである。
【図3】本発明のトラッキングに関わる長手方向データ処理方法のイメージ図である。
【符号の説明】
1…被圧延材
2…仕上げ入側温度計
3…仕上げ入側幅計
4…仕上げ出側幅計
5…仕上げ出側温度計
6…巻取り装置(コイラ)
7…幅モデルオンライン同定装置
Claims (4)
- 複数スタンドからなる熱間圧延機において、任意のスタンドの入側に設けられた第1の幅計の出力と、当該スタンド又はその後段スタンドの出側、またはコイラの前に設けられた第2の幅計2の出力と、少なくとも各スタンドでの板厚、圧下率、接触弧長、前方張力、後方張力、スタンド間通過時間、圧延荷重、ロールベンダ圧力、圧延機入側温度、圧延機出側温度を含む圧延情報に基づいて、圧延における板幅変形モデルをオンラインで同定することを特徴とする熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法。
- 請求項1に記載の熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法であって、仕上げ圧延機の出側における圧延材の単位長さ毎に、対応する圧延材の部分について前記幅計出力及び圧延情報を採取し、採取されたN組のデータを予め用意した回帰式に代入して圧延における板幅変形モデルの係数をオンラインで同定することを特徴とする熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法。
- 請求項1に記載の熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法であって、仕上げ圧延機の出側における圧延材の単位長さ毎に、対応する圧延材の部分について前記幅計出力及び圧延情報を採取し、逐次推定式を用いて圧延における板幅変形モデルの係数をオンラインで逐次的に同定することを特徴とする熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法。
- 請求項2又は請求項3に記載の熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法であって、板幅変形モデルが、圧下率、前方張力、後方張力、クラウン比率、温度降下のそれぞれによって決定される量の線形結合として表され、同定される圧延における板幅変形モデルの係数が、前記線形結合の係数である、圧延幅広がり影響係数、幅/前方張力影響係数、幅/後方張力影響係数、幅/クラウン比率影響係数、幅/温度影響係数を含むことを特徴とする熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002008557A JP3553552B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | 熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002008557A JP3553552B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | 熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003211211A JP2003211211A (ja) | 2003-07-29 |
JP3553552B2 true JP3553552B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=27646787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002008557A Expired - Fee Related JP3553552B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | 熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3553552B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7077929B2 (ja) | 2018-12-12 | 2022-05-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 圧延ラインの数学モデル算出装置および制御装置 |
-
2002
- 2002-01-17 JP JP2002008557A patent/JP3553552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003211211A (ja) | 2003-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3006126A1 (en) | Control device of tandem rolling mill and control method | |
US20060207305A1 (en) | Method of setting/controlling wedge in plate material rolling | |
JP3844280B2 (ja) | 板圧延における圧下レベリング設定方法 | |
JP3553552B2 (ja) | 熱間仕上げ圧延機における板幅変形モデルのオンライン同定方法 | |
JP2008183594A (ja) | 連続圧延機のスタンド間張力制御方法および装置 | |
JP2968647B2 (ja) | 熱間圧延における板幅制御法 | |
JP3583835B2 (ja) | 熱間仕上圧延におけるセットアップ方法 | |
JP3205130B2 (ja) | 熱間圧延における板幅制御方法 | |
JP2968637B2 (ja) | 熱間圧延における板幅制御法 | |
JPH09276915A (ja) | 連続圧延機におけるダイナミックセットアップ方法 | |
JP3062017B2 (ja) | 熱間圧延における板厚制御方法 | |
JP3283431B2 (ja) | 熱間仕上タンデム圧延機における頭部板厚制御方法 | |
JP2867885B2 (ja) | 圧延機におけるロール間隙設定方法 | |
JPH0636929B2 (ja) | 被圧延材の板幅制御方法 | |
JPH07246414A (ja) | ストレッチレデューサーの管端部肉厚制御方法 | |
JP3679699B2 (ja) | 熱間圧延における板幅制御方法 | |
JP3443974B2 (ja) | ロール間隙設定方法 | |
JPH07185627A (ja) | 連続圧延機の走間板厚変更方法 | |
JP6601451B2 (ja) | 圧延機の制御方法、圧延機の制御装置、および熱延鋼板の製造方法 | |
JP3350294B2 (ja) | タンデムミルの制御方法および制御装置 | |
JP2540666B2 (ja) | スタンド間厚み計を用いた熱延板厚制御方法 | |
JPS60121015A (ja) | 条材タンデム圧延のスタンド間張力修正方法 | |
JPH03221203A (ja) | ホットストリップのネッキング防止方法 | |
JP2721267B2 (ja) | 棒鋼または線材あるいは形鋼の圧延におけるロール回転数のセットアップ方法 | |
JPH09239422A (ja) | 通板時の自動板厚制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040312 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040415 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |