JP3607029B2 - 圧延機の制御方法及び制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンデムに配置された連続圧延機に好適な圧延機の制御に係り、特に、所望の板クラウン及び板平坦度の板を得る圧延機の制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、例えば、（社）日本鉄鋼協会圧延理論部会誌第１００ 回シンポジウム「圧延技術・圧延理論の発展と将来への潮流」（平成６年６月）第７９頁乃至第９０頁に「ホットストリップミルにおける高精度圧延技術」（西山泰行、芝尾信二、島津智他著）と題して、目標板クラウン及び目標板形状を達成しようとする制御システムが記載されている。この制御システムは、初期設定機能として、目標板クラウン及び目標板形状を達成する各スタンドのロールクロス角及びロールベンディング力の初期設定値を求める機能を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した制御システムは、板幅方向の板厚精度の向上に当り、クラウン比率遺伝係数や形状係数を用いているが、これらの係数を実際に求めることは困難を伴うものであった。
また、上述した制御システムは、圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される先行材の圧延結果を、時間的に後に圧延される後行材の圧延に利用する点についての記載がなく、先行材と後行材とで圧延条件が異なる場合の記載がなかった。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、クラウン比率遺伝係数や形状変化係数を使用せずに済み、かつ、先行材の圧延結果を後行材の圧延制御に有効に利用することによって、後続の被圧延材の板クラウンと板平坦度を高精度に目標値に仕上げることのできる圧延機の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機を制御するに当り、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対するアクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算し、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定し、
圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、
先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であるとき、先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差に基づいて後行材に対するアクチュエータの設定値を順次に修正する、
ように構成したものである。
【０００６】
この場合、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であることを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であることを条件としても良い。
【０００７】
上記目的を達成するための第２の発明は、タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機を制御するに当り、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対するアクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算し、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定し、
圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、
先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないとき、この偏差に予め設定した調整係数を乗じ、さらに、最終の圧延機の出側の板厚に対する当該圧延機の出側の板厚の比で表される板厚比を乗じて当該圧延機の板クラウンの設定値の修正量とし、この修正量と当該圧延機の前段圧延機の板クラウンの設定値の修正量に当該圧延機の遺伝係数を乗じた値とを加算して当該圧延機の板クラウンの修正量とし、この板クラウンの修正量に基づいてアクチュエータの設定値を順次に修正する、
ように構成したものである。
【０００８】
この場合、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないことを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零でないことを条件としても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の概略構成を適用対象の圧延機と併せて示したブロック図である。同図において、圧延機１〜６が６スタンドの連続圧延機を構成し、被圧延材（以下、材料と略称する）１０をＡ矢印方向に圧延する。これらの圧延機１〜６はそれぞれ板クラウン及び板平坦度を制御するためのアクチュエータ１１〜１６を備えている。このアクチュエータとしては種々のものがあるが、これを備えた代表的圧延機として次のａ〜ｄ項に示すものがある。
ａ．４段ミルで、上ワークロールと上バックアップロールとを対にすると共に、下ワークロールと下バックアップロールとを対にし、これらのロール対を圧延方向に相互に交叉させる機能の他に、ワークロールをベンディングさせる機能やワークロールを軸方向にシフトさせる機能等を備えた、いわゆる、ペアクロスミル。
ｂ．４段ミルで、軸方向に直径を異ならしめたワークロールを軸方向にシフトさせる機能の他に、ワークロールをベンディングさせる機能等を有するＣＶＣ４段ミル。
ｃ．６段ミルで、ワークロールのベンディング機能、中間ロールのベンディング機能、ワークールを軸方向にシフトする機能、中間ロールを軸方向にシフトする機能等を備える、いわゆる、６段ミル。
ｄ．６段ミルで、ワークロールのベンディング機能、中間ロールのベンディング機能、ワークールを軸方向にシフトする機能、軸方向に直径を異ならしめた中間ロールを軸方向にシフトする機能等を備える、いわゆる、ＣＶＣ６段ミル。
【００１０】
図１に示すアクチュエータ１１〜１６は圧延機が備えるこれらの機能を総称したもので、以下の説明では、板クラウンの修正能力の大きいペアクロス角を変更する手段と、ベンディング力を変更する手段とをそれぞれ制御対象としている。この場合、アクチュエータ１１〜１６の制御系統には、オペレータが手動にて修正する修正値Ｍ１ 〜Ｍ６ をそれぞれ入力するための加算器２１〜２６が設けられ、さらに、圧延中にアクチュエータ１１〜１５に対する板クラウンを修正するためのアクチュエータ設定値の修正量を入力する加算器３１〜３５と、圧延中にアクチュエータ１６に対する板平坦度を修正するためのアクチュエータ設定値の修正量を入力する加算器３６とが設けられている。
【００１１】
一方、最終スタンドの圧延機６の出側には板平坦度計４１が設けられ、検出された板平坦度が目標値に近付くように、板平坦度制御装置４２がアクチュエータ１６に対する設定値の修正量を加算器３６に加えている。また、最終スタンドの圧延機６の出側には板クラウン計５１が設けられ、検出された板クラウンが目標値に近付くように板クラウン制御装置５２がアクチュエータ１１〜１５に対する設定値の修正量を加算器３１〜３５に加えている。
【００１２】
なお、図示を省略するが圧延機１〜６はロール間隙を制御する圧下制御装置やロール周速を制御する主機速度制御装置を備え、さらに、圧延荷重を検出する荷重検出器、出側の板幅を検出する板幅計、板クラウン計等を備えている。ここでは、図面の簡単化のためにこれらの検出器を一纏めにして圧延状態測定手段６１として表してある。そして、圧延状態測定手段６１による圧延状態情報が第１の設定計算器８０及び第２の設定計算器９０に取込まれるようになっている。
【００１３】
圧延情報７０は、図示省略の上位計算機で設定される鋼種、圧延前の板厚、板幅、材料温度等の圧延前情報と、圧延後の板厚、板幅、材料温度、板クラウン、板平坦度等の目標値である圧延後情報とを総称したもので、ときにより、圧延命令書とも呼ばれ、この圧延情報７０が第１の設定計算器８０及び第２の設定計算器９０に加えられるようになっている。
【００１４】
図２は第２の設定計算器９０の詳細な構成を示すブロック図である。この第２の設定計算器９０は先行材の圧延後であって、かつ、後行材の圧延前にアクチュエータ設定値の修正量１００を演算するものである。そのために、所定の時間間隔でロールクラウンを計算すると共に、予測計算をするロールクラウン計算手段９１、先行材と後行材に対するロールクラウンの偏差を求めるロールクラウン偏差計算手段９２、荷重偏差計算手段９３、板幅偏差計算手段９４、板クラウン目標値偏差計算手段９５を備え、さらに、板クラウン目標値偏差計算手段９５の出力が零か否かを判別する板クラウン目標値偏差判定手段９６と、ロールクラウン、荷重及び板幅の各偏差に基づいてアクチュエータの修正量を求めるアクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７と、板クラウン目標値の偏差に基づいてアクチュエータの修正量を求めるアクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８と、求められた修正量を加算して出力する加算手段９９とを備えている。
【００１５】
上記のように構成された本実施形態の動作について、図３をも参照して以下に説明する。
一般にタンデム圧延機では、図３（ａ）に示すように、ロール替から次のロール替までを１ロールサイクルと称しており、この間に材料１、材料２、・・・、材料Ｎという具合に連続的に圧延する場合がある。このとき、材料１と材料２とに注目すれば材料１が先行材となり、材料２が後行材となる。同様に、材料Ｎ−１と材料Ｎとに注目すれば材料Ｎ−１が先行材となり、材料Ｎが後行材となる。
【００１６】
また、１ロールサイクル中の圧延形態としては、バッチ圧延と称し、図３（ｂ）に示すように、途中に圧延していない時間、すなわち、アイドル時間を設けて圧延する場合もあり、本実施形態ではアイドル時間の直前に圧延した材料を先行材とすれば、アイドル時間の直後に圧延する材料を後行材と定義する。
【００１７】
さらに、１ロールサイクル中の圧延形態としては、図３（ｃ）に示すように、エンドレス圧延と称して先に圧延される材料の尾端と後に圧延される材料の先端とを溶接等により接合してエンドレスに圧延する場合もある。このとき、材料が互いに接合した状態で圧延されたとしても、先に圧延される材料を先行材、後に圧延される材料を後行材と定義する。
【００１８】
いま、後行材の圧延前に、鋼種、圧延機入側の板厚、板幅、材料温度等の圧延前情報と、圧延機出側の板厚、板幅、材料温度、板クラウン、板平坦度等の目標値を含む圧延後情報とが圧延情報７０として第１の設定計算器８０及び第２の設定計算器９０に加えられる。このうち、第１の設定計算器８０は圧延情報７０に基づき、後行材に対する圧延機１〜６の出側の板厚、板幅、圧延荷重、圧延トルク、材料温度、先進率等を設定計算し、さらに、その計算結果に基づいて圧延機１〜６の各ロール間隙、ロール周速等を設定計算して第２の設定計算器９０に加えると共に、図示省略の各制御装置に加える。この場合、圧延状態測定手段６１の測定値を用いて、フィードバック制御又はフィードフォワード制御等を実行するが、この点に関しては、各種提案されて公知であるのでその説明を省略する。また、板平坦度計４１の検出値に基づいて板平坦度制御装置４２が圧延機６のアクチュエータの設定値に対する修正量を演算して加算器３６に加える点、板クラウン計５１の検出値に基づいて板クラウン制御装置５２が圧延機１〜５の各アクチュエータの設定値に対する修正量を演算して加算器３１〜３５に加える点も、各種提案されて公知であるのでその説明を省略する。
【００１９】
ここでは、先行材の圧延状態に基づいて後行材の板クラウン及び板平坦度の精度を向上させるために設けた第２の設定計算器９０の詳しい動作を説明する。
先行材と後行材とでは圧延前情報及び圧延後情報が異なるのが一般的である。また、圧延ロールは圧延による熱膨張、冷却による収縮、圧延による摩耗等があるためロール形状は時々刻々変化する。かかる条件下でも板クラウン及び板平坦度を目標値に一致させるために、先行材の圧延中に、好ましくはその尾端部分における板幅、圧延荷重、アクチュエータの状態量（ペアクロス角、ロールベンディング力等）、板クラウン、板平坦度を圧延状態測定手段６１によって検出し第２の設定計算器９０に加える。
【００２０】
第２の設定計算器９０を構成するロールクラウン計算手段９１は、一定時間毎に、スタンド番号をｉ（＝１〜６）として、ｉ番目の圧延機が先行材圧延中のロールクラウンＣRAiを計算すると共に、後行材を圧延する場合のロールクラウンＣRBiを予測計算する。そして、ロールクラウン偏差計算手段９２は次式の計算を実行してロールクラウン偏差ΔＣRiを出力する。
ΔＣRi＝ＣRBi−ＣRAi …（１）
また、荷重偏差計算手段９３はｉ番目の圧延機が先行材圧延中の圧延荷重の測定値ＰAiと、後行材を圧延する場合の圧延荷重の目標値ＰBiとを入力し、次式により荷重偏差ΔＰiを計算する。
ΔＰi＝ＰBi−ＰAi …（２）
さらに、板幅偏差計算手段９４は先行材圧延中の最終スタンドの圧延機６の出側の板幅の測定値ＷAと、後行材を圧延する場合の板幅の目標値ＷBとを入力し、次式により板幅偏差ΔＷを計算する。
ΔＷ＝ＷB−ＷA …（３）
また、板クラウン目標値偏差計算手段９５は最終の圧延機６が先行材圧延中の最終スタンドの圧延機６の出側の板クラウンの目標値ＣA REFと、後行材を圧延する場合の板クラウンの目標値ＣB REFとを入力し、次式により板クラウン目標値偏差ΔＣREFを計算する。
ΔＣREF＝ＣB REF−ＣA REF …（４）
一方、先行材を圧延中の尾端部ではオペレータによる修正も行われるが、圧延状態測定手段６１による先行材の板クラウンの測定値が先行材の板クラウンの目標値ＣA REFに対して偏差ΔＣAを有している場合もある。
【００２１】
このとき、板クラウン目標値偏差計算手段９５は次式の計算を行う。
ΔＣＲＥＦ ＝ＣＢ ＲＥＦ −（ＣＡ ＲＥＦ ＋ΔＣＡ ）…（５）
このΔＣＲＥＦ は最終スタンドの圧延機６の出側の板クラウン目標値偏差である。
【００２２】
一般に、先行材と後行材とでは（１）式のロールクラウン偏差ΔＣＲｉ、（２）式の荷重偏差ΔＰｉ 、（３）式の板幅偏差ΔＷが変化するが、板クラウン目標値偏差判定手段９６は板クラウン目標値偏差計算手段９５のΔＣＲＥＦ が零か否かを判定する。すなわち、（４）式又は（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零か否かを判定する。この場合、（４）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であることは、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であることを意味し、（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であることは、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であることを意味している。
【００２３】
いま、（４）式又は（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であれば、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７のみがアクチュエータ設定値の修正量を計算し、アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８は入力が零であるのでその計算を行わずその出力も零である。そこで、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であるものとして、第１のアクチュエータ設定値の修正量計算手段９７の動作を、その原理と併せて以下に説明する。
【００２４】
一般に、ロール対を圧延方向に互いに交叉させるペアクロス角は、ロールベンダーのベンディング力に比べて板クラウン修正能力は大きい。そこで先ずペアクロス角の修正量を求める場合について考える。
【００２５】
ｉスタンドの圧延機のペアクロス角の修正量ΔＸｉ と、上述した荷重偏差 ΔＰｉ 、板幅偏差ΔＷ、ロールクラウン偏差ΔＣＲｉとの間に下記の関係式が成立する。
【００２６】
【数１】
この（６）式を変形すると次式が得られる。
【００２７】
【数２】
である。なお、
【００２８】
【数３】
第１番目のものはＸの板クラウンへの影響係数、第２番目のものは圧延荷重の板クラウンへの影響係数、第３番目のものは板幅の板クラウンへの影響係数、第４番目のものはロールクラウンの板クラウンへの影響係数であって、これらは圧延機寸法、圧延される材料（圧延スケジュール）が決まれば、計算又は実機試験にて求まる量であり、これらは別途に求めて第２の設定計算器９０内の図示省略の記憶装置に記憶させておく。
【００２９】
一方、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これらのアクチュエータを有していないミルではロールベンディング力Ｆの修正により後行材の板クラウンと板平坦度の設定値を以下のようにして求める。
【００３０】
ｉスタンドの圧延機のロールベンダーの修正量ΔＦｉ と、上述した荷重偏差 ΔＰｉ 、板幅偏差ΔＷ、ロールクラウン偏差ΔＣＲｉとの間に下記の関係式が成立する。
【００３１】
【数４】
この（８）式を変形すると次式が得られる。
【００３２】
【数５】
である。なお、
【００３３】
【数６】
はロールベンディング力の板クラウンへの影響係数であって、圧延機寸法、圧延される材料（圧延スケジュール）が決まれば、計算又は実機試験にて求まる量であり、これらは別途に求めて第２の設定計算器９０内の図示省略の記憶装置に記憶させておく。
【００３４】
以上のようにして求められたアクチュエータの設定値の修正量ΔＸｉ 又は ΔＦｉ は、加算手段９９を介して、アクチュエータ設定値の修正量１００として出力される。
【００３５】
なお、ロール替の後で最初に圧延される材料に対するアクチュエータの設定値は第１の設定計算器８０によって設定されるが、２番目以降に圧延される材料に対しては、先行材の尾端部の測定値が設定値となる。
【００３６】
次に、（４）式又は（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零でないとき、板クラウン目標値偏差判定手段９６がそのことを示す信号をアクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８に加える。このアクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８は以下のようにして、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ を零にするアクチュエータの設定値の修正量を計算する。
【００３７】
ここで、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ は最終スタンドの圧延機６の出側の偏差であるので、これを零にするために各スタンドの圧延機１〜６の全てのアクチュエータの設定値を修正することとする。このとき、前段スタンドの板クラウンは後段スタンドに遺伝することを考慮する必要がある。すなわち、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ と、ｉスタンドの圧延機のアクチュエータの設定値の修正量 ΔＣＣＴＬ との間に次式の関係が成立する。
【００３８】
【数７】
ただし
ΔＣＣＴＬ ：板クラウン修正量
ΔＣＲＥＦ ：板クラウン目標値偏差
ｈ ：圧延機の出側板厚
ｈ６ ：最終スタンドの圧延機の出側板厚
η ：遺伝係数
ΔＣｉ ＳＵＭ ：遺伝を考慮した後の板クラウン
α ：調整係数（０＜α≦１．０）
添字ｉ：圧延機のスタンド番号
である。
【００３９】
板クラウンの目標値偏差ΔＣＲＥＦ を零にするために、（１０），（１１）式を用いて各スタンドの圧延機１〜６のアクチュエータの設定値に対する修正量 ΔＣｉ ＣＴＬ を決めることは、比率クラウン修正量が一定又はある割合になるため、板平坦度が悪化しない特徴を有している。
【００４０】
このようにして各スタンドの圧延機１〜６の板クラウン修正量ΔＣｉ ＣＴＬ が求まったとすれば、前述したと同様にして、アクチュエータの修正量を求めるが、板クラウンの修正能力の大きいペアクロスミルのペアクロス角の修正量 ΔＸｉ ＣＴＬ と板クラウン修正量ΔＣｉ ＣＴＬ との間に次式の関係がある。
【００４１】
【数８】
アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８は、板クラウンの目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零でないとき、（１０），（１１）式を用いて板クラウン修正量 ΔＣｉ ＣＴＬ を求め、続いて、（１４）式を用いてペアクロス角の修正量 ΔＸｉ ＣＴＬ を求める。
【００４２】
一方、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これと同様な手段を備えていないミルではロールベンディング力の修正により後行材の板クラウンと板平坦度の設定値を以下のようにして求める。この場合、ロールベンディング力の修正量ΔＦｉ ＣＴＬ と板クラウン修正量ΔＣｉ ＣＴＬ との間に次式の関係がある。
【００４３】
【数９】
かくして、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零でない場合には、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７で修正量を求めると共に、アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８によって修正量を求め、これらの修正量を加算手段９９で加算してアクチュエータ設定値の修正量１００を得る。
【００４４】
つまり、ペアクロスミルにあっては、（７）式で求めたペアクロス角の修正量ΔＸｉ と（１４）式で求めたペアクロス角の修正量ΔＸｉ ＣＴＬ との和がアクチュエータ設定値の修正量１００となる。
【００４５】
そして、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これと同様な手段を備えていないミルでは、（９）式で求めたロールベンディング力の修正量ΔＦｉ と（１６）式で求めたロールベンディング力の修正量ΔＦｉ ＣＴＬ との和がアクチュエータ設定値の修正量１００となる。
【００４６】
以上の説明によって明らかなように、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零である場合には、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７によるアクチュエータの修正量のみによる修正が行われ、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零でない場合には、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７で求めた修正量と、アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９７によって求めた修正量との和の修正量による修正が行われる。
【００４７】
なお、上記の実施形態では、ペアクロスミルであればクロス角を、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これと同様な手段を備えていないミルではベンデタィング力をそれぞれ修正する場合について説明したが、ペアクロスミルであっても、ワークロールを軸方向にシフトする機能を備えておればそのシフト量を修正しても良い。
【００４８】
また、ＣＶＣ４段ミルがワークロールのシフト機能とベンデイング機能の両方を備えている場合には、ベンディング機能を用いずにワークロールのシフト量を修正しても良い。
【００４９】
さらに、６段ミルあるいはＣＶＣ６段ミルであっても、ベンディング機能を用いずにワークロール又は中間ロールのシフト量を修正しても良い。
【００５０】
一方、上記の実施形態ではタンデムに配置された６スタンドの連続圧延機を制御対象としたが、本発明はこれに適用を限定されるものではなく、極端な場合には単一のスタンドにも適用可能であり、さらに、複数スタンドでなる殆ど全ての連続圧延機にも適用可能である。
【００５１】
さらにまた、上記実施形態では最終スタンドの出側に板クラウン計を設置した場合に、上流の各スタンドのアクチュエータの設定値を修正したが、複数のスタンドの中間に板クラウン計が設けられている場合には、少なくとも、板クラウン計よりも上流のスタンドに対して上述した修正が可能であり、さらに、板クラウン計の下流のスタンドであっても、板クラウン計の後段スタンドから最終スタンドまで同様な修正を実施することできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように本発明によれば、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差、あるいは、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であるとき、先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差に基づいて後行材に対するアクチュエータの設定値を順次に修正するので、クラウン比率遺伝係数や形状変化係数を使用せずに済み、かつ、先行材の圧延結果を後行材の圧延制御に利用することによって、後続の被圧延材の板クラウンと板平坦度を高精度に目標値に仕上げることができる。
【００５３】
また、もう一つの発明によれば、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差、あるいは、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差がが零でないとき、この偏差に予め設定した調整係数を乗じ、さらに、最終の圧延機の出側の板厚に対する当該圧延機の出側の板厚の比で表される板厚比を乗じて当該圧延機までの板クラウンの設定値の修正量とし、この修正量から当該圧延機の前段圧延機までの板クラウンの設定値の修正量に当該圧延機の遺伝係数を乗じた値を減算して当該圧延機の板クラウンの修正量とし、この板クラウンの修正量に基づいてアクチュエータの設定値を順次に修正するように構成したので、上述したと同様に、クラウン比率遺伝係数や形状変化係数を使用せずに済み、かつ、先行材の圧延結果を後行材の圧延制御に有効に利用することによって、後続の被圧延材の板クラウンと板平坦度を高精度に目標値に仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成を、適用対象圧延機と併せて示したブロック図。
【図２】図１に示した実施形態の主要な要素の詳細な構成を示すブロック図。
【図３】本発明を適用する圧延機の代表的な圧延形態を説明するための説明図。
【符号の説明】
１〜６ 圧延機
１１〜１６ アクチュエータ
２１〜２６，３１〜３６ 加算器
４１ 板平坦度計
４２ 板平坦度制御装置
５１ 板クラウン計
５２ 板クラウン制御装置
６１ 圧延状態測定手段
８０ 第１の設定計算器
９０ 第２の設定計算器
９１ ロールクラウン計算手段
９２ ロールクラウン偏差計算手段
９３ 荷重偏差計算手段
９４ 板幅偏差計算手段
９５ 板クラウン目標値偏差計算手段
９６ 板クラウン目標値偏差判定手段
９７ アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段
９８ アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段
９９ 加算手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンデムに配置された連続圧延機に好適な圧延機の制御に係り、特に、所望の板クラウン及び板平坦度の板を得る圧延機の制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来技術として、例えば、（社）日本鉄鋼協会圧延理論部会誌第１００ 回シンポジウム「圧延技術・圧延理論の発展と将来への潮流」（平成６年６月）第７９頁乃至第９０頁に「ホットストリップミルにおける高精度圧延技術」（西山泰行、芝尾信二、島津智他著）と題して、目標板クラウン及び目標板形状を達成しようとする制御システムが記載されている。この制御システムは、初期設定機能として、目標板クラウン及び目標板形状を達成する各スタンドのロールクロス角及びロールベンディング力の初期設定値を求める機能を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した制御システムは、板幅方向の板厚精度の向上に当り、クラウン比率遺伝係数や形状係数を用いているが、これらの係数を実際に求めることは困難を伴うものであった。
また、上述した制御システムは、圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される先行材の圧延結果を、時間的に後に圧延される後行材の圧延に利用する点についての記載がなく、先行材と後行材とで圧延条件が異なる場合の記載がなかった。
【０００４】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、クラウン比率遺伝係数や形状変化係数を使用せずに済み、かつ、先行材の圧延結果を後行材の圧延制御に有効に利用することによって、後続の被圧延材の板クラウンと板平坦度を高精度に目標値に仕上げることのできる圧延機の制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機を制御するに当り、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対するアクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算し、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定し、
圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、
先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であるとき、先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差に基づいて後行材に対するアクチュエータの設定値を順次に修正する、
ように構成したものである。
【０００６】
この場合、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であることを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であることを条件としても良い。
【０００７】
上記目的を達成するための第２の発明は、タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機を制御するに当り、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対するアクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算し、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定し、
圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、
先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないとき、この偏差に予め設定した調整係数を乗じ、さらに、最終の圧延機の出側の板厚に対する当該圧延機の出側の板厚の比で表される板厚比を乗じて当該圧延機の板クラウンの設定値の修正量とし、この修正量と当該圧延機の前段圧延機の板クラウンの設定値の修正量に当該圧延機の遺伝係数を乗じた値とを加算して当該圧延機の板クラウンの修正量とし、この板クラウンの修正量に基づいてアクチュエータの設定値を順次に修正する、
ように構成したものである。
【０００８】
この場合、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないことを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零でないことを条件としても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の概略構成を適用対象の圧延機と併せて示したブロック図である。同図において、圧延機１〜６が６スタンドの連続圧延機を構成し、被圧延材（以下、材料と略称する）１０をＡ矢印方向に圧延する。これらの圧延機１〜６はそれぞれ板クラウン及び板平坦度を制御するためのアクチュエータ１１〜１６を備えている。このアクチュエータとしては種々のものがあるが、これを備えた代表的圧延機として次のａ〜ｄ項に示すものがある。
ａ．４段ミルで、上ワークロールと上バックアップロールとを対にすると共に、下ワークロールと下バックアップロールとを対にし、これらのロール対を圧延方向に相互に交叉させる機能の他に、ワークロールをベンディングさせる機能やワークロールを軸方向にシフトさせる機能等を備えた、いわゆる、ペアクロスミル。
ｂ．４段ミルで、軸方向に直径を異ならしめたワークロールを軸方向にシフトさせる機能の他に、ワークロールをベンディングさせる機能等を有するＣＶＣ４段ミル。
ｃ．６段ミルで、ワークロールのベンディング機能、中間ロールのベンディング機能、ワークールを軸方向にシフトする機能、中間ロールを軸方向にシフトする機能等を備える、いわゆる、６段ミル。
ｄ．６段ミルで、ワークロールのベンディング機能、中間ロールのベンディング機能、ワークールを軸方向にシフトする機能、軸方向に直径を異ならしめた中間ロールを軸方向にシフトする機能等を備える、いわゆる、ＣＶＣ６段ミル。
【００１０】
図１に示すアクチュエータ１１〜１６は圧延機が備えるこれらの機能を総称したもので、以下の説明では、板クラウンの修正能力の大きいペアクロス角を変更する手段と、ベンディング力を変更する手段とをそれぞれ制御対象としている。この場合、アクチュエータ１１〜１６の制御系統には、オペレータが手動にて修正する修正値Ｍ１ 〜Ｍ６ をそれぞれ入力するための加算器２１〜２６が設けられ、さらに、圧延中にアクチュエータ１１〜１５に対する板クラウンを修正するためのアクチュエータ設定値の修正量を入力する加算器３１〜３５と、圧延中にアクチュエータ１６に対する板平坦度を修正するためのアクチュエータ設定値の修正量を入力する加算器３６とが設けられている。
【００１１】
一方、最終スタンドの圧延機６の出側には板平坦度計４１が設けられ、検出された板平坦度が目標値に近付くように、板平坦度制御装置４２がアクチュエータ１６に対する設定値の修正量を加算器３６に加えている。また、最終スタンドの圧延機６の出側には板クラウン計５１が設けられ、検出された板クラウンが目標値に近付くように板クラウン制御装置５２がアクチュエータ１１〜１５に対する設定値の修正量を加算器３１〜３５に加えている。
【００１２】
なお、図示を省略するが圧延機１〜６はロール間隙を制御する圧下制御装置やロール周速を制御する主機速度制御装置を備え、さらに、圧延荷重を検出する荷重検出器、出側の板幅を検出する板幅計、板クラウン計等を備えている。ここでは、図面の簡単化のためにこれらの検出器を一纏めにして圧延状態測定手段６１として表してある。そして、圧延状態測定手段６１による圧延状態情報が第１の設定計算器８０及び第２の設定計算器９０に取込まれるようになっている。
【００１３】
圧延情報７０は、図示省略の上位計算機で設定される鋼種、圧延前の板厚、板幅、材料温度等の圧延前情報と、圧延後の板厚、板幅、材料温度、板クラウン、板平坦度等の目標値である圧延後情報とを総称したもので、ときにより、圧延命令書とも呼ばれ、この圧延情報７０が第１の設定計算器８０及び第２の設定計算器９０に加えられるようになっている。
【００１４】
図２は第２の設定計算器９０の詳細な構成を示すブロック図である。この第２の設定計算器９０は先行材の圧延後であって、かつ、後行材の圧延前にアクチュエータ設定値の修正量１００を演算するものである。そのために、所定の時間間隔でロールクラウンを計算すると共に、予測計算をするロールクラウン計算手段９１、先行材と後行材に対するロールクラウンの偏差を求めるロールクラウン偏差計算手段９２、荷重偏差計算手段９３、板幅偏差計算手段９４、板クラウン目標値偏差計算手段９５を備え、さらに、板クラウン目標値偏差計算手段９５の出力が零か否かを判別する板クラウン目標値偏差判定手段９６と、ロールクラウン、荷重及び板幅の各偏差に基づいてアクチュエータの修正量を求めるアクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７と、板クラウン目標値の偏差に基づいてアクチュエータの修正量を求めるアクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８と、求められた修正量を加算して出力する加算手段９９とを備えている。
【００１５】
上記のように構成された本実施形態の動作について、図３をも参照して以下に説明する。
一般にタンデム圧延機では、図３（ａ）に示すように、ロール替から次のロール替までを１ロールサイクルと称しており、この間に材料１、材料２、・・・、材料Ｎという具合に連続的に圧延する場合がある。このとき、材料１と材料２とに注目すれば材料１が先行材となり、材料２が後行材となる。同様に、材料Ｎ−１と材料Ｎとに注目すれば材料Ｎ−１が先行材となり、材料Ｎが後行材となる。
【００１６】
また、１ロールサイクル中の圧延形態としては、バッチ圧延と称し、図３（ｂ）に示すように、途中に圧延していない時間、すなわち、アイドル時間を設けて圧延する場合もあり、本実施形態ではアイドル時間の直前に圧延した材料を先行材とすれば、アイドル時間の直後に圧延する材料を後行材と定義する。
【００１７】
さらに、１ロールサイクル中の圧延形態としては、図３（ｃ）に示すように、エンドレス圧延と称して先に圧延される材料の尾端と後に圧延される材料の先端とを溶接等により接合してエンドレスに圧延する場合もある。このとき、材料が互いに接合した状態で圧延されたとしても、先に圧延される材料を先行材、後に圧延される材料を後行材と定義する。
【００１８】
いま、後行材の圧延前に、鋼種、圧延機入側の板厚、板幅、材料温度等の圧延前情報と、圧延機出側の板厚、板幅、材料温度、板クラウン、板平坦度等の目標値を含む圧延後情報とが圧延情報７０として第１の設定計算器８０及び第２の設定計算器９０に加えられる。このうち、第１の設定計算器８０は圧延情報７０に基づき、後行材に対する圧延機１〜６の出側の板厚、板幅、圧延荷重、圧延トルク、材料温度、先進率等を設定計算し、さらに、その計算結果に基づいて圧延機１〜６の各ロール間隙、ロール周速等を設定計算して第２の設定計算器９０に加えると共に、図示省略の各制御装置に加える。この場合、圧延状態測定手段６１の測定値を用いて、フィードバック制御又はフィードフォワード制御等を実行するが、この点に関しては、各種提案されて公知であるのでその説明を省略する。また、板平坦度計４１の検出値に基づいて板平坦度制御装置４２が圧延機６のアクチュエータの設定値に対する修正量を演算して加算器３６に加える点、板クラウン計５１の検出値に基づいて板クラウン制御装置５２が圧延機１〜５の各アクチュエータの設定値に対する修正量を演算して加算器３１〜３５に加える点も、各種提案されて公知であるのでその説明を省略する。
【００１９】
ここでは、先行材の圧延状態に基づいて後行材の板クラウン及び板平坦度の精度を向上させるために設けた第２の設定計算器９０の詳しい動作を説明する。
先行材と後行材とでは圧延前情報及び圧延後情報が異なるのが一般的である。また、圧延ロールは圧延による熱膨張、冷却による収縮、圧延による摩耗等があるためロール形状は時々刻々変化する。かかる条件下でも板クラウン及び板平坦度を目標値に一致させるために、先行材の圧延中に、好ましくはその尾端部分における板幅、圧延荷重、アクチュエータの状態量（ペアクロス角、ロールベンディング力等）、板クラウン、板平坦度を圧延状態測定手段６１によって検出し第２の設定計算器９０に加える。
【００２０】
第２の設定計算器９０を構成するロールクラウン計算手段９１は、一定時間毎に、スタンド番号をｉ（＝１〜６）として、ｉ番目の圧延機が先行材圧延中のロールクラウンＣRAiを計算すると共に、後行材を圧延する場合のロールクラウンＣRBiを予測計算する。そして、ロールクラウン偏差計算手段９２は次式の計算を実行してロールクラウン偏差ΔＣRiを出力する。
ΔＣRi＝ＣRBi−ＣRAi …（１）
また、荷重偏差計算手段９３はｉ番目の圧延機が先行材圧延中の圧延荷重の測定値ＰAiと、後行材を圧延する場合の圧延荷重の目標値ＰBiとを入力し、次式により荷重偏差ΔＰiを計算する。
ΔＰi＝ＰBi−ＰAi …（２）
さらに、板幅偏差計算手段９４は先行材圧延中の最終スタンドの圧延機６の出側の板幅の測定値ＷAと、後行材を圧延する場合の板幅の目標値ＷBとを入力し、次式により板幅偏差ΔＷを計算する。
ΔＷ＝ＷB−ＷA …（３）
また、板クラウン目標値偏差計算手段９５は最終の圧延機６が先行材圧延中の最終スタンドの圧延機６の出側の板クラウンの目標値ＣA REFと、後行材を圧延する場合の板クラウンの目標値ＣB REFとを入力し、次式により板クラウン目標値偏差ΔＣREFを計算する。
ΔＣREF＝ＣB REF−ＣA REF …（４）
一方、先行材を圧延中の尾端部ではオペレータによる修正も行われるが、圧延状態測定手段６１による先行材の板クラウンの測定値が先行材の板クラウンの目標値ＣA REFに対して偏差ΔＣAを有している場合もある。
【００２１】
このとき、板クラウン目標値偏差計算手段９５は次式の計算を行う。
ΔＣＲＥＦ ＝ＣＢ ＲＥＦ −（ＣＡ ＲＥＦ ＋ΔＣＡ ）…（５）
このΔＣＲＥＦ は最終スタンドの圧延機６の出側の板クラウン目標値偏差である。
【００２２】
一般に、先行材と後行材とでは（１）式のロールクラウン偏差ΔＣＲｉ、（２）式の荷重偏差ΔＰｉ 、（３）式の板幅偏差ΔＷが変化するが、板クラウン目標値偏差判定手段９６は板クラウン目標値偏差計算手段９５のΔＣＲＥＦ が零か否かを判定する。すなわち、（４）式又は（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零か否かを判定する。この場合、（４）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であることは、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であることを意味し、（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であることは、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であることを意味している。
【００２３】
いま、（４）式又は（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であれば、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７のみがアクチュエータ設定値の修正量を計算し、アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８は入力が零であるのでその計算を行わずその出力も零である。そこで、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零であるものとして、第１のアクチュエータ設定値の修正量計算手段９７の動作を、その原理と併せて以下に説明する。
【００２４】
一般に、ロール対を圧延方向に互いに交叉させるペアクロス角は、ロールベンダーのベンディング力に比べて板クラウン修正能力は大きい。そこで先ずペアクロス角の修正量を求める場合について考える。
【００２５】
ｉスタンドの圧延機のペアクロス角の修正量ΔＸｉ と、上述した荷重偏差 ΔＰｉ 、板幅偏差ΔＷ、ロールクラウン偏差ΔＣＲｉとの間に下記の関係式が成立する。
【００２６】
【数１】
【００２７】
【数２】
【００２８】
【数３】
【００２９】
一方、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これらのアクチュエータを有していないミルではロールベンディング力Ｆの修正により後行材の板クラウンと板平坦度の設定値を以下のようにして求める。
【００３０】
ｉスタンドの圧延機のロールベンダーの修正量ΔＦｉ と、上述した荷重偏差 ΔＰｉ 、板幅偏差ΔＷ、ロールクラウン偏差ΔＣＲｉとの間に下記の関係式が成立する。
【００３１】
【数４】
【００３２】
【数５】
【００３３】
【数６】
【００３４】
以上のようにして求められたアクチュエータの設定値の修正量ΔＸｉ 又は ΔＦｉ は、加算手段９９を介して、アクチュエータ設定値の修正量１００として出力される。
【００３５】
なお、ロール替の後で最初に圧延される材料に対するアクチュエータの設定値は第１の設定計算器８０によって設定されるが、２番目以降に圧延される材料に対しては、先行材の尾端部の測定値が設定値となる。
【００３６】
次に、（４）式又は（５）式の板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零でないとき、板クラウン目標値偏差判定手段９６がそのことを示す信号をアクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８に加える。このアクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９８は以下のようにして、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ を零にするアクチュエータの設定値の修正量を計算する。
【００３７】
ここで、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ は最終スタンドの圧延機６の出側の偏差であるので、これを零にするために各スタンドの圧延機１〜６の全てのアクチュエータの設定値を修正することとする。このとき、前段スタンドの板クラウンは後段スタンドに遺伝することを考慮する必要がある。すなわち、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ と、ｉスタンドの圧延機のアクチュエータの設定値の修正量 ΔＣＣＴＬ との間に次式の関係が成立する。
【００３８】
【数７】
ΔＣＣＴＬ ：板クラウン修正量
ΔＣＲＥＦ ：板クラウン目標値偏差
ｈ ：圧延機の出側板厚
ｈ６ ：最終スタンドの圧延機の出側板厚
η ：遺伝係数
ΔＣｉ ＳＵＭ ：遺伝を考慮した後の板クラウン
α ：調整係数（０＜α≦１．０）
添字ｉ：圧延機のスタンド番号
である。
【００３９】
板クラウンの目標値偏差ΔＣＲＥＦ を零にするために、（１０），（１１）式を用いて各スタンドの圧延機１〜６のアクチュエータの設定値に対する修正量 ΔＣｉ ＣＴＬ を決めることは、比率クラウン修正量が一定又はある割合になるため、板平坦度が悪化しない特徴を有している。
【００４０】
このようにして各スタンドの圧延機１〜６の板クラウン修正量ΔＣｉ ＣＴＬ が求まったとすれば、前述したと同様にして、アクチュエータの修正量を求めるが、板クラウンの修正能力の大きいペアクロスミルのペアクロス角の修正量 ΔＸｉ ＣＴＬ と板クラウン修正量ΔＣｉ ＣＴＬ との間に次式の関係がある。
【００４１】
【数８】
【００４２】
一方、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これと同様な手段を備えていないミルではロールベンディング力の修正により後行材の板クラウンと板平坦度の設定値を以下のようにして求める。この場合、ロールベンディング力の修正量ΔＦｉ ＣＴＬ と板クラウン修正量ΔＣｉ ＣＴＬ との間に次式の関係がある。
【００４３】
【数９】
【００４４】
つまり、ペアクロスミルにあっては、（７）式で求めたペアクロス角の修正量ΔＸｉ と（１４）式で求めたペアクロス角の修正量ΔＸｉ ＣＴＬ との和がアクチュエータ設定値の修正量１００となる。
【００４５】
そして、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これと同様な手段を備えていないミルでは、（９）式で求めたロールベンディング力の修正量ΔＦｉ と（１６）式で求めたロールベンディング力の修正量ΔＦｉ ＣＴＬ との和がアクチュエータ設定値の修正量１００となる。
【００４６】
以上の説明によって明らかなように、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零である場合には、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７によるアクチュエータの修正量のみによる修正が行われ、板クラウン目標値偏差ΔＣＲＥＦ が零でない場合には、アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段９７で求めた修正量と、アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段９７によって求めた修正量との和の修正量による修正が行われる。
【００４７】
なお、上記の実施形態では、ペアクロスミルであればクロス角を、ペアクロスミルを用いないか、あるいは、これと同様な手段を備えていないミルではベンデタィング力をそれぞれ修正する場合について説明したが、ペアクロスミルであっても、ワークロールを軸方向にシフトする機能を備えておればそのシフト量を修正しても良い。
【００４８】
また、ＣＶＣ４段ミルがワークロールのシフト機能とベンデイング機能の両方を備えている場合には、ベンディング機能を用いずにワークロールのシフト量を修正しても良い。
【００４９】
さらに、６段ミルあるいはＣＶＣ６段ミルであっても、ベンディング機能を用いずにワークロール又は中間ロールのシフト量を修正しても良い。
【００５０】
一方、上記の実施形態ではタンデムに配置された６スタンドの連続圧延機を制御対象としたが、本発明はこれに適用を限定されるものではなく、極端な場合には単一のスタンドにも適用可能であり、さらに、複数スタンドでなる殆ど全ての連続圧延機にも適用可能である。
【００５１】
さらにまた、上記実施形態では最終スタンドの出側に板クラウン計を設置した場合に、上流の各スタンドのアクチュエータの設定値を修正したが、複数のスタンドの中間に板クラウン計が設けられている場合には、少なくとも、板クラウン計よりも上流のスタンドに対して上述した修正が可能であり、さらに、板クラウン計の下流のスタンドであっても、板クラウン計の後段スタンドから最終スタンドまで同様な修正を実施することできる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように本発明によれば、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差、あるいは、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であるとき、先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差に基づいて後行材に対するアクチュエータの設定値を順次に修正するので、クラウン比率遺伝係数や形状変化係数を使用せずに済み、かつ、先行材の圧延結果を後行材の圧延制御に利用することによって、後続の被圧延材の板クラウンと板平坦度を高精度に目標値に仕上げることができる。
【００５３】
また、もう一つの発明によれば、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差、あるいは、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差がが零でないとき、この偏差に予め設定した調整係数を乗じ、さらに、最終の圧延機の出側の板厚に対する当該圧延機の出側の板厚の比で表される板厚比を乗じて当該圧延機までの板クラウンの設定値の修正量とし、この修正量から当該圧延機の前段圧延機までの板クラウンの設定値の修正量に当該圧延機の遺伝係数を乗じた値を減算して当該圧延機の板クラウンの修正量とし、この板クラウンの修正量に基づいてアクチュエータの設定値を順次に修正するように構成したので、上述したと同様に、クラウン比率遺伝係数や形状変化係数を使用せずに済み、かつ、先行材の圧延結果を後行材の圧延制御に有効に利用することによって、後続の被圧延材の板クラウンと板平坦度を高精度に目標値に仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成を、適用対象圧延機と併せて示したブロック図。
【図２】図１に示した実施形態の主要な要素の詳細な構成を示すブロック図。
【図３】本発明を適用する圧延機の代表的な圧延形態を説明するための説明図。
【符号の説明】
１〜６ 圧延機
１１〜１６ アクチュエータ
２１〜２６，３１〜３６ 加算器
４１ 板平坦度計
４２ 板平坦度制御装置
５１ 板クラウン計
５２ 板クラウン制御装置
６１ 圧延状態測定手段
８０ 第１の設定計算器
９０ 第２の設定計算器
９１ ロールクラウン計算手段
９２ ロールクラウン偏差計算手段
９３ 荷重偏差計算手段
９４ 板幅偏差計算手段
９５ 板クラウン目標値偏差計算手段
９６ 板クラウン目標値偏差判定手段
９７ アクチュエータ設定値の第１の修正量計算手段
９８ アクチュエータ設定値の第２の修正量計算手段
９９ 加算手段
Claims (14)
- タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機の制御方法において、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対する前記アクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算し、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定し、
前記圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、
先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であるとき、先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差に基づいて後行材に対する前記アクチュエータの設定値を順次に修正する、
ことを特徴とする圧延機の制御方法。 - 最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零であることを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であることを条件とすることを特徴とする請求項１に記載の圧延機の制御方法。
- 先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差にそれぞれ板クラウンに対する影響係数を乗算し、乗算して得られた値を加算し、加算して得られた値を板クラウンに対する前記アクチュエータの影響係数で除算して前記アクチュエータの設定値の修正量とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延機の制御方法。
- タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機の制御方法において、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対する前記アクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算し、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定し、
前記圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、
先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないとき、この偏差に予め設定した調整係数を乗じ、さらに、最終の圧延機の出側の板厚に対する当該圧延機の出側の板厚の比で表される板厚比を乗じて当該圧延機までの板クラウンの設定値の修正量とし、この修正量から当該圧延機の前段圧延機までの板クラウンの設定値の修正量に当該圧延機の遺伝係数を乗じた値を減算して当該圧延機の板クラウンの修正量とし、この板クラウンの修正量に基づいて前記アクチュエータの設定値を順次に修正する、
ことを特徴とする圧延機の制御方法。 - 最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないことを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零でないことを条件とすることを特徴とする請求項４に記載の圧延機の制御方法。
- 前記アクチュエータは、上ワークロールと上バックアップロールを対とすると共に、下ワークロールと下バックアップロールを対とし、これらのロール対を圧延方向に互いに交叉させる手段でなり、その設定値及び修正量がロール対のクロス角であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧延機の制御方法。
- 前記アクチュエータは、ワークロールをベンデイングさせる手段でなり、その設定値及び修正量がベンディング力である請求項１ないし５のいずれかに記載の圧延機の制御方法。
- タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機の制御装置において、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値、並びに最初に圧延される被圧延材に対する前記アクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算する第１の設定計算手段と、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定する圧延状態測定手段と、
前記圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、先行材の板クラウンの目標値と後行材の板クラウンの目標値との偏差が零であるとき、先行材に対する圧延状態の各測定値と後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差に基づいて後行材に対する前記アクチュエータの設定値を順次に修正する第２の設定計算手段と、
を備えたことを特徴とする圧延機の制御装置。 - 最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零であることを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零であることを条件とすることを特徴とする請求項８に記載の圧延機の制御装置。
- 前記第２の設定計算手段は、計算された前記各偏差にそれぞれ板クラウンに対する影響係数を乗算し、この乗算によって得られた値を加算し、加算して得られた値を板クラウンに対する前記アクチュエータの影響係数で除算して前記アクチュエータの設定値の修正量を求める請求項８又は９に記載の圧延機の制御装置。
- タンデムに配置され、それぞれ板クラウンを制御するためのアクチュエータを有する複数の圧延機の制御装置において、
外部から与えられた圧延情報に基づいて、被圧延材の圧延前に、圧延荷重、板幅及び板クラウンの目標値及び並びに最初に圧延される被圧延材に対する前記アクチュエータの設定値を含む圧延条件を設定計算する第１の設定計算手段と、
被圧延材の圧延中に、圧延荷重、板幅及び板クラウンを含む圧延状態を測定する圧延状態測定手段と、
前記圧延機により順に圧延される被圧延材のうち、時間的に先に圧延される被圧延材を先行材、時間的に後に圧延される被圧延材を後行材とし、先行材に対する圧延状態の各測定値と、これらの測定値に対応する後行材に対する圧延条件の各設定計算値との偏差を計算し、先行材の圧延後に後行材を圧延するに当たり、最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないことを条件として、この偏差に予め設定した調整係数を乗じ、さらに、最終の圧延機の出側の板厚に対する当該圧延機の出側の板厚の比で表される板厚比を乗じて当該圧延機までの板クラウンの設定値の修正量とし、この修正量から当該圧延機の前段圧延機までの板クラウンの設定値の修正量に当該圧延機の遺伝係数を乗じた値を減算して当該圧延機の板クラウンの追加の修正量とし、この板クラウンの修正量に基づいて前記アクチュエータの設定値を順次に修正する第２の設定計算手段と、
を備えたことを特徴とする圧延機の制御装置。 - 最終圧延機の出側における後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの目標値との偏差が零でないことを条件とする代わりに、後行材の板クラウンの目標値と先行材の板クラウンの測定値との偏差が零でないことを条件とすることを特徴とする請求項１１に記載の圧延機の制御装置。
- 前記アクチュエータは、上ワークロールと上バックアップロールを対とすると共に、下ワークロールと下バックアップロールを対とし、これらのロール対を圧延方向に互いに交叉させる手段でなり、その設定値及び修正量がロール対のクロス角であることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれかに記載の圧延機の制御装置。
- 前記アクチュエータは、ワークロールをベンデイングさせる手段でなり、その設定値及び修正量がベンディング力である請求項８ないし１２のいずれかに記載の圧延機の制御装置。
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