JP3567836B2 - 連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法に係り、特に、スタンド間にルーパを有する連続式圧延機のスタンド間ルーパの目標高さ又は角度を決定する際に用いるのに好適な、連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、連続熱間仕上圧延機のように、スタンド間にルーパを有する連続式圧延機のマスフロー制御では、「板圧延の理論と実際」（日本鉄鋼協会）に示されるように、任意のルーパ角度に対して、（１）ルーパ駆動トルクと、ストリップからルーパに加わるトルクとの静的な釣合いの式を用いて、ルーパに必要なルーパトルクを計算するルーパ張力制御と、（２）ルーパ角度を検出して、上流あるいは下流スタンドの圧延ロール速度を修正することによって、ルーパ角度を一定に保つルーパ高さ制御を併用している。
【０００３】
このルーパ制御について、図１を参照して説明すると、ルーパアーム２０Ａの先端に、ストリップ１０を押し上げるためのルーパロール２０Ｒが設けられたルーパ２０は、スタンド１１、１２間に配置され、ルーパ角度補償器２２に張力を設定することにより、電流制御器２４を介してルーパモータ２６を制御し、ルーパ２０がそのロール２０Ｒを介してストリップ１０を押し上げる際のルーパモータ２６のトルクと、ストリップ１０の張力とを釣り合わせる。ルーパモータ２６は定トルクとなっているため、釣合い状態では、ストリップ１０の張力が設定張力となる。外乱によりストリップ１０の張力が変動すると、釣合いが崩れてルーパ２０の水平面に対する角度（ルーパ角度と称する）βが変動し、その角度はルーパ角度検出器２８によって検出されると共に、その検出値がルーパ角度補償器２２に入力され、角度の変動後でも、張力とルーパトルクが釣り合うようにルーパモータ２６を制御する。他方、ルーパ角度検出器２８による検出値は、ルーパ角度をスタンド１１、１２間のストリップ長に換算するためのストリップ長換算器３０に入力され、ここでルーパ角度に応じたスタンド間ストリップ長が求められる。このスタンド間ストリップ長に対応するルーパ高さと、予め設定したルーパ高さ設定（目標値）とがルーパ高さ制御器３２で比較演算され、その結果求められた偏差量に応じて、ミルモータ速度制御器３４が、圧延ロールを駆動するためのミルモータ３６を制御する。このようにして、例えば上流側のスタンド１１の圧延ロールの回転数が増減され、それに基づいて、ルーパ角度が設定角度となるように制御される。
【０００４】
このように、ルーパ制御は、ルーパのトルク制御と角度制御によって、間接的に張力を設定値に制御するものであるが、ルーパ角度及び張力の目標値は、ほとんど全ての圧延材で一定であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように、ルーパ高さ制御の角度目標値及び張力目標値を一定とすると、圧延材の幅が広いほど、厚みが厚いほど、又、温度が低いほど、必要なルーパトルクが大きくなり、ルーパモータの能力を越えてしまうと、過熱によりルーパモータが故障する恐れがあるため、ルーパモータを保護するために、圧延間隔を空けてルーパモータの負荷を下げる等の圧延条件の制限が必要であった。
【０００６】
一方、剛性、重量、断面積等に拘わらず、前記のような圧延材でも十分圧延できるように設備を設計すると、ルーパモータを含むルーパ設備が必要以上に大きくなり、設備投資が過大になるという問題があった。
【０００７】
一方、出願人は、特開昭６０−２２７９１１で、ホットストリップのルーパを用いた張力制御方法を提案しているが、これは、本発明とは逆に、ルーパ軸トルクがトルクモータの出力範囲内で最大に近いトルクとなる角度をルーパ目標角度として張力制御を行うことにより、ストリップ張力の変動に伴うルーパ角度の変化量を大きくして、ストリップ張力の制御を高精度で行うものであった。
【０００８】
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、ルーパ能力の制約で圧延できなかった圧延材を圧延可能にすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スタンド間にルーパを有する連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法において、ルーパの目標高さ又は角度をを得るのに必要なルーパトルクが、ルーパモータ能力を越えている時は、前記目標高さ又は角度を小さくして、ルーパモータの過熱を防止することにより、前記課題を解決したものである。
【００１０】
更に、前記ルーパトルクがルーパモータ能力を越えていることを、ルーパトルクから予測したルーパモータの温度上昇量により判定するようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態は、図１に示したようなルーパ制御装置において、前記ルーパ高さ制御器３２に与えるルーパの目標高さを、圧延材に応じて変更するようにしたものである。
【００１３】
具体的には、図２に示す如く、ステップ１００で取り込まれたルーパ目標高さの初期値に基づいて、ステップ１０２で必要なルーパトルクＴｍを計算する。このルーパトルクＴｍは、例えば特開昭６０−２２７９１１に記載したように、ストリップ自重トルクＴｓと、ルーパ自重トルクＴｌと、張力トルクＴｔの和として求めることができる。
【００１４】
Ｔｍ＝Ｔｓ＋Ｔｌ＋Ｔｔ …（１）
【００１５】
ここで、前記ストリップ自重トルクＴｓ、ルーパ自重トルクＴｌ、張力トルクＴｔは、それぞれ、次式により計算される。
【００１６】
Ｔｓ＝ｌ・Ｗｓ・ｃｏｓβ …（２）
Ｔｌ＝ｌ１・Ｗｌ・ｃｏｓβ …（３）
Ｔｔ＝ｌ・Ｔｃ（ｃｏｓθ２−ｓｉｎθ１） …（４）
【００１７】
ここで、ｌはルーパアーム２０Ａの長さ、Ｗｓは、スタンド１１、１２間のストリップ１０の自重、βはルーパ角度、ｌ１は、ルーパ軸２０Ｃからルーパの重 心までの距離、Ｗｌはルーパ重量、Ｔｃはストリップ１０の実張力、θ１、θ２は、図３に示す角度で、θ１は、ルーパアーム２０Ａと上流側ストリップ１０Ａと のなす角度、θ２は、ルーパアーム２０Ａに垂直な補助線に対する下流側ストリ ップ１０Ｂのなす角度である。
【００１８】
ステップ１０２終了後、ステップ１０４に進み、ルーパトルクＴｍを得るのに必要なルーパモータ電流の２乗平均から、ルーパモータの温度上昇量ΔＴを予測する。
【００１９】
次いでステップ１０６に進み、該温度上昇量ΔＴが上限値Ｔｕを越えたことから、ルーパモータ能力を越えているか否かを判定する。
【００２０】
ステップ１０６の判定結果が正であり、ルーパモータの能力を越えていると判定されるときには、ステップ１０８に進み、ルーパ目標高さ（ルーパ角度β）を、例えば所定量Δβだけ減少させて、ステップ１０２に戻り、再び、ルーパモータ温度上昇量を予測する。
【００２１】
ステップ１０２〜１０８のループを繰り返して、ステップ１０６の判定結果が否となり、ルーパモータの能力範囲内となったときのルーパ目標高さを最終的なルーパ目標高さとする。
【００２２】
本実施形態におけるルーパ目標角度（高さ）とルーパトルクの関係の例を図４に示す。
【００２３】
このようにして、ルーパトルク及びルーパモータ温度上昇量を考慮してルーパ目標高さ（角度）を決定することにより、圧延時にルーパ能力を越えることによるモータトリップ等のトラブルを心配しなくともよい。
【００２４】
又、このとき、ルーパ張力制御のルーパトルク上限値も同時に制限することで、更に安全に圧延することができる。
【００２５】
本実施形態においては、ルーパモータ温度上昇量が上限値を越えたときに、所定量ずつルーパ目標高さを減らすようにしているので、計算の手順が簡略である。なお、ルーパ能力を越えたときにルーパ目標高さを下げる方法はこれに限定されない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、従来ルーパ能力制約で圧延できなかった圧延材が圧延できるようになる。又、ルーパモータの温度上昇による圧延ピッチ間の規制を緩和できることから、圧延能率も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象であるルーパ制御装置の構成を示すブロック線図
【図２】本発明の実施形態におけるルーパ目標高さ決定手順を示す流れ図
【図３】図２の手順によりルーパトルクを計算する際の符号を説明するための線図
【図４】前記実施形態におけるルーパ目標角度とルーパトルクの関係の例を示す線図
【符号の説明】
１０…ストリップ
１１、１２…スタンド
２０…ルーパ
２０Ａ…ルーパアーム
２０Ｒ…ルーパロール
２２…ルーパ角度補償器
２４…電流制御器
２６…ルーパモータ
２８…ルーパ角度検出器
３０…ストリップ長換算器
３２…ルーパ高さ制御器
３４…ミルモータ速度制御器
３６…ミルモータ

Claims (2)

1. スタンド間にルーパを有する連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法において、
   ルーパの目標高さ又は角度を得るのに必要なルーパトルクが、ルーパモータ能力を越えている時は、前記目標高さ又は角度を小さくして、ルーパモータの過熱を防止することを特徴とする連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法。
2. 請求項１において、前記ルーパトルクがルーパモータ能力を越えていることを、ルーパトルクから予測したルーパモータの温度上昇量により判定することを特徴とする連続式圧延機のスタンド間ルーパ制御方法。

Images