JP5278141B2 - 板圧延機およびその制御方法 - Google Patents
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Description
この発明は、上下一対の作業ロールがそれぞれ独立の電動機によって駆動される板圧延機、およびその制御方法に関する。
上下一対の作業ロールがそれぞれ独立の電動機によって駆動される板圧延機による板圧延では、圧延材の反りによる通板トラブル、または、うねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良が発生する。また、需要家の加工素材の歩留まり向上、製造工程の自動化、省工程化などのために、板形状に対する要求はさらに厳しくなっている。このため、これらの発生を防止する種々の板形状改善技術が提案されている。
例えば、圧延材の反りを制御する技術としては、前パスの圧延荷重、圧延トルクの実績値から、当該パスで発生する圧延反り量を計算し、これを防止するための上下ロール周速度差の設定変更制御量を算出し、当該算出した上下ロール周速度差の設定変更制御量に基づいてロール周速度を制御する方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、反りを防止するための上下ロール周速度差の設定変更制御量は種々の外乱要因によって変化するため、これを正確に算出することは困難である。このため、この方法は一定の効果を奏するものの、反りを皆無にすることはできない。
また、小波・うねりを防止する技術としては、圧延材が上反りになるように上下ロールの周速度差を制御する板圧延方法がある（例えば、特許文献２参照）。これは、小波あるいはうねりと呼ばれる板幅全体にわたる波形状が、圧延機出側で圧延材が下反りになりローラーテーブルに衝突することで発生することを解明したことに基づく技術である。しかしながら、ローラーテーブルに衝突しないで発生する小波・うねりもあり、この場合には効果がない。
さらに、圧延機の電動機駆動制御の一機能として、上下ロールの駆動トルク差を小さくするためのロードバランス制御が実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。これは上下トルク差を検出して上下のロール回転速度差を制御するシステムであり、圧延設備保護を主目的としており、圧延速度制御の外乱になることを避けるため時定数の大きい緩慢な制御となっており、反りやうねりを防止する効果は得られない。
ところで本発明とは目的が全く異なるが、特許文献３と４には本発明と類似の実施形態が開示されている。これらの発明は上下ロールの周速あるいはトルクに積極的に差をつけて圧延材に付加的なせん断塑性変形を与える、所謂、異周速圧延を実行するための技術である。
例えば、圧延材の反りを制御する技術としては、前パスの圧延荷重、圧延トルクの実績値から、当該パスで発生する圧延反り量を計算し、これを防止するための上下ロール周速度差の設定変更制御量を算出し、当該算出した上下ロール周速度差の設定変更制御量に基づいてロール周速度を制御する方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、反りを防止するための上下ロール周速度差の設定変更制御量は種々の外乱要因によって変化するため、これを正確に算出することは困難である。このため、この方法は一定の効果を奏するものの、反りを皆無にすることはできない。
また、小波・うねりを防止する技術としては、圧延材が上反りになるように上下ロールの周速度差を制御する板圧延方法がある（例えば、特許文献２参照）。これは、小波あるいはうねりと呼ばれる板幅全体にわたる波形状が、圧延機出側で圧延材が下反りになりローラーテーブルに衝突することで発生することを解明したことに基づく技術である。しかしながら、ローラーテーブルに衝突しないで発生する小波・うねりもあり、この場合には効果がない。
さらに、圧延機の電動機駆動制御の一機能として、上下ロールの駆動トルク差を小さくするためのロードバランス制御が実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。これは上下トルク差を検出して上下のロール回転速度差を制御するシステムであり、圧延設備保護を主目的としており、圧延速度制御の外乱になることを避けるため時定数の大きい緩慢な制御となっており、反りやうねりを防止する効果は得られない。
ところで本発明とは目的が全く異なるが、特許文献３と４には本発明と類似の実施形態が開示されている。これらの発明は上下ロールの周速あるいはトルクに積極的に差をつけて圧延材に付加的なせん断塑性変形を与える、所謂、異周速圧延を実行するための技術である。
富士時報Ｖｏｌ．７３、Ｎｏ．１１、ｐｐ．６１４〜６１８（２０００）
そこで、本発明者らは、上記従来の板圧延機の問題を解決するために、次の板圧延機を開発した。すなわち、この板圧延機は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機と、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、他方の電動機については該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えている。
上記板圧延機は、上下作業ロールの圧延トルクバランスの急激な変化を抑制することができ、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を解消することができる。しかし、この板圧延機には、圧延板材の先端部および尾端部の反り形状について、さらに改善する余地があった。
この発明の課題は、うねり、全波、小波等の板幅方向に貫通した波形状とともに、圧延板材の先端部および尾端部の反り形状をさらに改善することができる板圧延機およびその制御方法を提供することである。
本発明者らは、前記課題を解決すべく、反りあるいは板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良の発生メカニズムについて広く研究を行った結果、以下の技術的知見を得た。
（Ａ）反りやうねりが発生する場合は、上下作業ロールの圧延トルクバランスが大きく変化すること。
（Ｂ）より具体的には、圧延材が上反りになる場合は下圧延トルクが増加方向、上圧延トルクが減少方向に急激に変化して、圧延材が下反りになる場合はその逆方向のトルク変化が生じること。
（Ｃ）うねりを生じる場合は、上下作業ロールの圧延トルクのバランスが連続的かつ周期的に変化すること。
（Ｄ）さらには、圧延トラブルを引き起こすような大きな反りの場合には、例えば、ホットストリップ仕上圧延の場合、ロール一本あたりトルクの絶対値の５０％を超えるような非常に大きなトルク変化が１秒前後の短時間の間に上下ロールで逆方向に生じること。また、このような場合であっても上下ロールのトルクの合計値はほぼ一定値を保っていること。
（Ｅ）以上から、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を抑制する高応答な駆動制御を行えば、反りあるいは板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を防止できること。
（Ｆ）そして、本発明者らは、様々な実験的検討および理論的検討を重ねた結果、圧延速度制御と矛盾しない制御方案として、一方の作業ロールを駆動する電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、他方の作業ロールを駆動する電動機については該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御するという従来技術にはない新規な制御方式を採用すれば、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を抑制する高応答な駆動制御を実現できること。
（Ｇ）さらに、圧延反り形状（反り高さ、反り曲率）または圧延トルク等の実績に応じて、先端部および尾端部における圧延トルクの制御目標値を変更することによって、先端部における反りの微調整および尾端部における疵の回り込みを極小化することが可能であることを発見した。
ここで、圧延トルクを略一定にするとは、上下圧延トルク合計値に対するトルク制御側の作業ロールの圧延トルクの割合の時系列的変化を、圧延出側板厚の１００倍に相当する長さを圧延する間に合計トルクの１０％程度以下にすることとし、好ましくは、５％程度以下にすることとする。
また、圧延材の尾端部の疵の回り込みとは、図６に示すように上下の非対称要因の影響（温度差、摩擦係数差等）で後進域においてメタルフローの上下差が生じ、尾端部の端面の疵が板表面に回り込んで疵が顕在化する現象のことであり、このような表面疵は、手入れによる作業率の低下や歩留の低下等を招くことがある。
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）本発明者らは、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を、圧延材の先端部から尾端部の全長に渡り、疵の回り込み等を生ずることなく解消できる板圧延機に想到し、さらに圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて反りの調整が可能な板圧延機に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機である。
（２）本発明者らは、さらに先端部の反りの微調整および尾端部の疵の回り込みの極小化が可能な板圧延機に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機である。
（３）さらに当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機である。
（４）加えて、本発明者らは、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を、圧延材の先端部から尾端部の全長に渡り、疵の回り込み等を生ずることなく解消できる板圧延機の制御方法に想到し、さらに圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて反りの調整が可能な板圧延機の制御方法に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法である。
（５）本発明者らは、さらに先端部の反りの微調整および尾端部の疵の回り込みの極小化が可能な板圧延機の制御方法に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法。
（６）さらに当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法である。
なお、ここでは、本発明で言う圧延に関わるトルクについての定義を行う。
圧延トルクとは、圧延材の塑性変形仕事に直接対応するトルクを言い、圧延材と作業ロール間に作用する圧延圧力分布で決まるトルクを言う。
駆動トルクとは、駆動用電動機で発生するトルクを言い、圧延トルクの他にベアリング抵抗、駆動系およびロール系の慣性力の寄与分が含まれる。さらに、ロール系の慣性力には、補強ロールの慣性力の他に作業ロールの慣性力が含まれる。また、中間ロールがある場合には、中間ロールを含んだロール群の慣性力の合計となる。
スピンドルトルクとは、作業ロールに圧延トルクを伝達するスピンドルに負荷されるトルクを言い、圧延トルクの他にベアリング抵抗、ロール系の慣性力の寄与分が含まれる。また、トルクセンサーから作業ロールまでのスピンドルの一部の慣性力の寄与分が含まれるので、当該スピンドルの一部についてはロール系に含まれるものとする。
さらに、本発明で言う圧延トルク測定値とは、上記駆動トルクの測定値から駆動系とロール系の慣性力起因のトルクおよびベアリングの抵抗を差し引いた値、または、上記スピンドルトルクの測定値からロール系の慣性力起因のトルクおよびベアリングの抵抗を差し引いた値であり、圧延トルク演算値とも言うことにする。上記圧延トルク以外のトルク等を無視した場合は、圧延トルク測定値は、駆動トルク測定値またはスピンドルトルク測定値と一致することとする。
（Ａ）反りやうねりが発生する場合は、上下作業ロールの圧延トルクバランスが大きく変化すること。
（Ｂ）より具体的には、圧延材が上反りになる場合は下圧延トルクが増加方向、上圧延トルクが減少方向に急激に変化して、圧延材が下反りになる場合はその逆方向のトルク変化が生じること。
（Ｃ）うねりを生じる場合は、上下作業ロールの圧延トルクのバランスが連続的かつ周期的に変化すること。
（Ｄ）さらには、圧延トラブルを引き起こすような大きな反りの場合には、例えば、ホットストリップ仕上圧延の場合、ロール一本あたりトルクの絶対値の５０％を超えるような非常に大きなトルク変化が１秒前後の短時間の間に上下ロールで逆方向に生じること。また、このような場合であっても上下ロールのトルクの合計値はほぼ一定値を保っていること。
（Ｅ）以上から、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を抑制する高応答な駆動制御を行えば、反りあるいは板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を防止できること。
（Ｆ）そして、本発明者らは、様々な実験的検討および理論的検討を重ねた結果、圧延速度制御と矛盾しない制御方案として、一方の作業ロールを駆動する電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、他方の作業ロールを駆動する電動機については該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御するという従来技術にはない新規な制御方式を採用すれば、上下作業ロールの圧延トルクバランスの変化を抑制する高応答な駆動制御を実現できること。
（Ｇ）さらに、圧延反り形状（反り高さ、反り曲率）または圧延トルク等の実績に応じて、先端部および尾端部における圧延トルクの制御目標値を変更することによって、先端部における反りの微調整および尾端部における疵の回り込みを極小化することが可能であることを発見した。
ここで、圧延トルクを略一定にするとは、上下圧延トルク合計値に対するトルク制御側の作業ロールの圧延トルクの割合の時系列的変化を、圧延出側板厚の１００倍に相当する長さを圧延する間に合計トルクの１０％程度以下にすることとし、好ましくは、５％程度以下にすることとする。
また、圧延材の尾端部の疵の回り込みとは、図６に示すように上下の非対称要因の影響（温度差、摩擦係数差等）で後進域においてメタルフローの上下差が生じ、尾端部の端面の疵が板表面に回り込んで疵が顕在化する現象のことであり、このような表面疵は、手入れによる作業率の低下や歩留の低下等を招くことがある。
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）本発明者らは、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を、圧延材の先端部から尾端部の全長に渡り、疵の回り込み等を生ずることなく解消できる板圧延機に想到し、さらに圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて反りの調整が可能な板圧延機に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機である。
（２）本発明者らは、さらに先端部の反りの微調整および尾端部の疵の回り込みの極小化が可能な板圧延機に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機である。
（３）さらに当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機である。
（４）加えて、本発明者らは、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を、圧延材の先端部から尾端部の全長に渡り、疵の回り込み等を生ずることなく解消できる板圧延機の制御方法に想到し、さらに圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて反りの調整が可能な板圧延機の制御方法に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法である。
（５）本発明者らは、さらに先端部の反りの微調整および尾端部の疵の回り込みの極小化が可能な板圧延機の制御方法に想到した。当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法。
（６）さらに当該発明は、上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法である。
なお、ここでは、本発明で言う圧延に関わるトルクについての定義を行う。
圧延トルクとは、圧延材の塑性変形仕事に直接対応するトルクを言い、圧延材と作業ロール間に作用する圧延圧力分布で決まるトルクを言う。
駆動トルクとは、駆動用電動機で発生するトルクを言い、圧延トルクの他にベアリング抵抗、駆動系およびロール系の慣性力の寄与分が含まれる。さらに、ロール系の慣性力には、補強ロールの慣性力の他に作業ロールの慣性力が含まれる。また、中間ロールがある場合には、中間ロールを含んだロール群の慣性力の合計となる。
スピンドルトルクとは、作業ロールに圧延トルクを伝達するスピンドルに負荷されるトルクを言い、圧延トルクの他にベアリング抵抗、ロール系の慣性力の寄与分が含まれる。また、トルクセンサーから作業ロールまでのスピンドルの一部の慣性力の寄与分が含まれるので、当該スピンドルの一部についてはロール系に含まれるものとする。
さらに、本発明で言う圧延トルク測定値とは、上記駆動トルクの測定値から駆動系とロール系の慣性力起因のトルクおよびベアリングの抵抗を差し引いた値、または、上記スピンドルトルクの測定値からロール系の慣性力起因のトルクおよびベアリングの抵抗を差し引いた値であり、圧延トルク演算値とも言うことにする。上記圧延トルク以外のトルク等を無視した場合は、圧延トルク測定値は、駆動トルク測定値またはスピンドルトルク測定値と一致することとする。
この発明では、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、他方の電動機については該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する板圧延機およびその制御方法において、上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延中に変更する。この結果、上下作業ロールの圧延トルクバランスの急激な変化を抑制することができ、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等の板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を解消することができるとともに、圧延板材の先端部および尾端部の反り形状をさらに改善することができる。
図１は本発明に係る板圧延機およびその制御方法の第１の実施の形態を示す構成図である。図１に示すように、板圧延機は上下補強ロール１、４および上下作業ロール２、３からなる４段板圧延機である。上下作業ロール２、３は、スピンドルを介して上下駆動用電動機５、６でそれぞれ独立して回転駆動される。板圧延機は、上駆動トルク目標値演算器２８、係数α演算器３３、上圧延トルク設定値２９と下圧延トルク設定値３０を加える加算器、および上駆動トルク目標値７と上圧延トルク測定値８との偏差（上駆動トルク制御量９）を演算する比較器を備えている。
ここでの圧延トルク測定値は、駆動系とロール系の慣性力起因のトルクおよびベアリングの抵抗を無視した場合であり、圧延トルク測定値は駆動トルク測定値と同じ値とし、以下を説明する。
図１に示すように、上作業ロール２を駆動する上駆動用電動機５は、上圧延トルク測定値８を、与えられた上駆動トルク目標値７に一致するように制御し、下作業ロール３を駆動する下駆動用電動機６は、下作業ロール回転速度測定値１１を与えられた下作業ロール回転速度目標値１０に一致するように制御する。すなわち、上駆動用電動機５は上駆動トルクを制御量として制御し、下駆動用電動機６についてはロール回転速度を制御目標値として制御する。
このような制御を実現するため、上駆動制御回路は、上駆動トルク目標値７と上圧延トルク測定値８との差異に基づき、上駆動トルク制御量９を上駆動用電動機５に出力し、下駆動制御回路は、下作業ロール回転速度目標値１０と下作業ロール回転速度測定値１１との差異に基づき、下作業ロール回転速度制御量１２を下駆動用電動機６に出力する。
ここでの圧延トルク測定値は、駆動系とロール系の慣性力起因のトルクおよびベアリングの抵抗を無視した場合であり、圧延トルク測定値は駆動トルク測定値と同じ値とし、以下を説明する。
図１に示すように、上作業ロール２を駆動する上駆動用電動機５は、上圧延トルク測定値８を、与えられた上駆動トルク目標値７に一致するように制御し、下作業ロール３を駆動する下駆動用電動機６は、下作業ロール回転速度測定値１１を与えられた下作業ロール回転速度目標値１０に一致するように制御する。すなわち、上駆動用電動機５は上駆動トルクを制御量として制御し、下駆動用電動機６についてはロール回転速度を制御目標値として制御する。
このような制御を実現するため、上駆動制御回路は、上駆動トルク目標値７と上圧延トルク測定値８との差異に基づき、上駆動トルク制御量９を上駆動用電動機５に出力し、下駆動制御回路は、下作業ロール回転速度目標値１０と下作業ロール回転速度測定値１１との差異に基づき、下作業ロール回転速度制御量１２を下駆動用電動機６に出力する。
上記板圧延機において、上作業ロールの圧延トルク測定値８に基づき、先端部の圧延状態例えば、上圧延トルク設定値２９に対する比率から反りの状態を把握する。ついで、予め定量的な判断基準として圧延条件毎に定めておいた係数αの値に基づき（例えばテーブル値）、係数α演算器３３により係数αを求める。上駆動トルク目標値演算器２８により上圧延トルク設定値２９と下圧延トルク設定値３０の合計値にこの係数αを乗じて上駆動トルク目標値７を圧延中に演算し変更する。そして、予め定量的な判断基準として圧延条件（形状比）毎に求めておいた係数αの値に基づき、圧延中に係数αを変更する。
上記係数αを求めるには、表1に示すように先端部の反りの状態を、例えば、上圧延トルク設定値に対する上圧延トルク測定値の比率βから把握する。表１で、形状比はｌｄ／ｈｍで定義され、ここで、ｌｄは接触弧長であり、ｈｍは平均板厚である。なお、形状比を反りの指標として反り挙動を整理すると、例えば、反りに及ぼす異周速の影響は図２のように整理することができる。すなわち、形状比によって反りの方向が逆転することから、上記係数αのテーブル値も形状比毎に求める必要がある。表1の例は、テーブル値を使用したαの離散的な表現になっているが、近似式等を使用して連続的に求めても良い。
以上のように、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、他方の電動機については該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する本発明に係る板圧延機およびその制御方法によれば、上下作業ロールの圧延トルクバランスの急激な変化を抑制することができ、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を解消することができる。また、圧延トルク等の圧延実績に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、圧延中に駆動トルク制御側の制御目標値を変更することによって、先端部におけるきめ細かな反りの制御が可能となる。
なお、第１の形態を示す図１は上作業ロールを駆動トルク制御、下作業ロールをロール回転速度制御とした例であるが、上下の制御を入れ換えても差し支えない。
以上のように、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御し、他方の電動機については該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として駆動トルクを制御量として制御する本発明に係る板圧延機およびその制御方法によれば、上下作業ロールの圧延トルクバランスの急激な変化を抑制することができ、圧延材の反りによる通板トラブル、あるいはうねり、全波、小波等と呼ばれる板幅方向に貫通した波形状による平坦度不良を解消することができる。また、圧延トルク等の圧延実績に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、圧延中に駆動トルク制御側の制御目標値を変更することによって、先端部におけるきめ細かな反りの制御が可能となる。
なお、第１の形態を示す図１は上作業ロールを駆動トルク制御、下作業ロールをロール回転速度制御とした例であるが、上下の制御を入れ換えても差し支えない。
図３は本発明に係る板圧延機およびその制御方法の第２の実施の形態を示す構成図である。図３において、図１と同様の装置および部材は、その説明を省略する。
図３に示すように、板圧延機は、圧延機出側に反り形状計３１が配置されている。反り形状計３１は、係数α演算器３３に接続されている。
上記板圧延機において、反り形状計３１による反り形状測定値３２に基づき、圧延材の先端部の反り形状を把握する。ここで、反り形状測定値とは、反りの高さまたは反り曲率を示し、反り曲率は、反り高さと長手方向の位置から、円弧近似等を行うことにより図４のように算出することができる．反り曲率を求める場合、反り高さは長手方向に二点以上の測定が可能であることが好ましいが、長手方向に一点の測定の場合でも、反り曲率の誤差は生じるものの測定は可能である。
この反り形状測定値と予め定量的な判断基準として圧延条件毎に定めておいた係数αの値に基づき（例えばテーブル値）、係数α演算器３３により係数αを求める。そして、上駆動トルク目標値演算器２８により上圧延トルク設定値２９と下圧延トルク設定値３０の合計値に該係数αを乗じて駆動トルク目標値７を圧延中に演算し変更する。
この反り形状測定値と予め定量的な判断基準として圧延条件毎に定めておいた係数αの値に基づき（例えばテーブル値）、係数α演算器３３により係数αを求める。そして、上駆動トルク目標値演算器２８により上圧延トルク設定値２９と下圧延トルク設定値３０の合計値に該係数αを乗じて駆動トルク目標値７を圧延中に演算し変更する。
表２には、図３に示した実施形態に対応する係数αのテーブル値の例を示す．表２で、規格化反り曲率κ＊は反り曲率／作業ロール半径の曲率を示し、上反りを正とする。規格化反り曲率κ＊が１．０なら、作業ロールに巻き付く程の反り形状を示す。なお、表２の例は、テーブル値を使用したαの離散的な表現になっているが、近似式等を使用して連続的に求めても良い。
表２において、κ＊が大の場合（例えば＞０．６の場合など）、形状比が大のとき（例えばｌｄ／ｈｍ＞２．０のとき）αは０．５より小さくなり、形状比が小のとき（例えばｌｄ／ｈｍ≦１．０のとき）αは０．５より大きくなる。逆に、κ＊が小の場合（例えば＜−０．６の場合など）、形状比が大のとき（例えばｌｄ／ｈｍ＞２．０のとき）αは０．５より大きくなり、形状比が小のとき（例えばｌｄ／ｈｍ≦１．０のとき）αは０．５より小さくなる。このような傾向の逆転現象は図２に示した形状比による反りの方向が逆転する現象と整合するものである。
以上のように本発明に係る板圧延機およびその制御方法によれば、圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、駆動トルク制御側の制御目標値を圧延中に変更することによって、圧延板材の先端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、先端部におけるきめ細かな反りの制御が可能となる。
本発明は上記の説明より上下のトルクバランスを崩さない反り防止策であることが言える。このことより、上下のメタルフローも崩さないので、図６に示された尾端部の疵の回り込みを極小化することができる。
なお、反り形状計からのフィードバックで圧延中にαを変更しても間に合わない場合は、次のパス、あるいは次の圧延材のαの設定値に反映させるようにしてもよい。
また、第２の形態を示す図３は上作業ロールを駆動トルク制御、下作業ロールをロール回転速度制御とした例であるが、第１の形態と同様に上下の制御を入れ換えても差し支えない。
表２において、κ＊が大の場合（例えば＞０．６の場合など）、形状比が大のとき（例えばｌｄ／ｈｍ＞２．０のとき）αは０．５より小さくなり、形状比が小のとき（例えばｌｄ／ｈｍ≦１．０のとき）αは０．５より大きくなる。逆に、κ＊が小の場合（例えば＜−０．６の場合など）、形状比が大のとき（例えばｌｄ／ｈｍ＞２．０のとき）αは０．５より大きくなり、形状比が小のとき（例えばｌｄ／ｈｍ≦１．０のとき）αは０．５より小さくなる。このような傾向の逆転現象は図２に示した形状比による反りの方向が逆転する現象と整合するものである。
以上のように本発明に係る板圧延機およびその制御方法によれば、圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、駆動トルク制御側の制御目標値を圧延中に変更することによって、圧延板材の先端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、先端部におけるきめ細かな反りの制御が可能となる。
本発明は上記の説明より上下のトルクバランスを崩さない反り防止策であることが言える。このことより、上下のメタルフローも崩さないので、図６に示された尾端部の疵の回り込みを極小化することができる。
なお、反り形状計からのフィードバックで圧延中にαを変更しても間に合わない場合は、次のパス、あるいは次の圧延材のαの設定値に反映させるようにしてもよい。
また、第２の形態を示す図３は上作業ロールを駆動トルク制御、下作業ロールをロール回転速度制御とした例であるが、第１の形態と同様に上下の制御を入れ換えても差し支えない。
表３には、図１に示した設備の構成で圧延材の先端部と尾端部に応じて係数αを変更する場合の係数αのテーブル値の例を示す。圧延材の先端部および尾端部を検出し、予め定量的な判断基準として圧延材の通板状態と圧延条件（形状比）毎に求めておいた係数αの値に基づき、圧延中に係数αを変更する。なお、表３の例は、テーブル値を使用したαの離散的な表現になっているが、近似式等を使用して連続的に求めても良い。
また、先端部および後端部の検出については、反りの発生を抑制するような材料の自重による拘束が得られるようになるまで、あるいは得られなくなるまでであるので、圧延を開始してからの時間、圧延速度および先進率から圧延距離を算出し、この圧延距離に基づき、先端部の重量または残存する尾端部の重量を計算することによって容易に求めることができる。
圧延を開始したか否かの判定については、例えば、圧延荷重または圧延トルクの測定値が一定の閾値以上、例えば設定計算の圧延荷重または圧延トルクの３０％以上になった時点を圧延開始点として判定することも可能である。一方、圧延を終了したか否かの判定については、圧延開始判定とは逆で、圧延荷重あるいは圧延トルクが、例えば設定値あるいは定常部実績値の３０％未満になった時点を圧延終了点として判定することができる。
以上のように本発明に係る板圧延機およびその制御方法によれば、圧延材の先端部および尾端部に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、駆動トルク制御側の制御目標値を圧延中に変更することによって、圧延板材の先端部および尾端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、先端部の反りの微調整および尾端部疵の回り込みの極小化が可能となる。
また、先端部および後端部の検出については、反りの発生を抑制するような材料の自重による拘束が得られるようになるまで、あるいは得られなくなるまでであるので、圧延を開始してからの時間、圧延速度および先進率から圧延距離を算出し、この圧延距離に基づき、先端部の重量または残存する尾端部の重量を計算することによって容易に求めることができる。
圧延を開始したか否かの判定については、例えば、圧延荷重または圧延トルクの測定値が一定の閾値以上、例えば設定計算の圧延荷重または圧延トルクの３０％以上になった時点を圧延開始点として判定することも可能である。一方、圧延を終了したか否かの判定については、圧延開始判定とは逆で、圧延荷重あるいは圧延トルクが、例えば設定値あるいは定常部実績値の３０％未満になった時点を圧延終了点として判定することができる。
以上のように本発明に係る板圧延機およびその制御方法によれば、圧延材の先端部および尾端部に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、駆動トルク制御側の制御目標値を圧延中に変更することによって、圧延板材の先端部および尾端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、先端部の反りの微調整および尾端部疵の回り込みの極小化が可能となる。
図５は本発明に係る板圧延機およびその制御方法の第３の実施の形態を示す構成図である。図５において、図１および図３と同様の装置および部材は、その説明を省略する。図５に示す実施の形態では、作業ロールに圧延トルクを伝達するスピンドルに負荷されるトルクの測定値（スピンドルトルク測定値という）から、ロール系の慣性力に起因するトルクを差し引いた圧延トルク演算値に基づく場合の本発明に係る板圧延機およびその制御方法の例である。なお、厳密に言うとスピンドルトルクから圧延トルクを算出するにはベアリング抵抗の寄与分も計算して差し引かなければならないが、通常はベアリング抵抗の寄与分は極めて小さいので、この手続を省略してもよい。
図５に示すように、板圧延機は、上圧延トルク演算器１４、下圧延トルク演算器２２、および上圧延トルク目標値演算器２４を備えている。また、板圧延機は、上圧延トルク演算値１５と下圧延トルク演算値２３とを加える加算器、および上圧延トルク目標値１６と上圧延トルク演算値１５との偏差（上駆動トルク制御量９）を演算する比較器を備えている。
上圧延トルク演算器１４は、上ロール系の慣性力を考慮して、上作業ロール回転速度測定値１３から演算される上ロール系の加速度の駆動トルクへの寄与分を算出して上スピンドルトルク測定値１７から差し引き、正味の上圧延トルク演算値１５を推算する。同様に下圧延トルク演算器２２は、下ロール系の慣性力を考慮して、下作業ロール回転速度測定値１１から演算される下ロール系の加速度の駆動トルクへの寄与分を算出して下スピンドルトルク測定値２５から差し引き、正味の下圧延トルク演算値２３を推算する。
上圧延トルク演算器１４は、上ロール系の慣性力を考慮して、上作業ロール回転速度測定値１３から演算される上ロール系の加速度の駆動トルクへの寄与分を算出して上スピンドルトルク測定値１７から差し引き、正味の上圧延トルク演算値１５を推算する。同様に下圧延トルク演算器２２は、下ロール系の慣性力を考慮して、下作業ロール回転速度測定値１１から演算される下ロール系の加速度の駆動トルクへの寄与分を算出して下スピンドルトルク測定値２５から差し引き、正味の下圧延トルク演算値２３を推算する。
上記板圧延機において、反り形状計３１による反り形状測定値３２（反り高さ、反り曲率）に基づき、圧延材の先端部の反り形状を把握する。予め定量的な判断基準として圧延条件毎に定めておいた表２に示したような係数αのテーブル値に基づき、係数α演算器３３により圧延トルク上下比率を示す係数αを求める。そして、上圧延トルク目標値演算器２４により、上および下圧延トルク演算値１５、２３の合計値に該係数αを乗じて上圧延トルク目標値１６を圧延中に演算し変更する。
このように第３の形態においては、スピンドルトルク測定値からロール系の慣性力に起因するトルクを差し引いた圧延トルクが制御目標値に一致するように駆動トルク制御量を与えて上駆動用電動機５を制御するので、加減速の激しい圧延条件下であっても上下作業ロールの圧延トルクバランスを保持できる。また、圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、スピンドルトルク測定値より演算した圧延トルク演算値の合計値に係数αを乗じて駆動トルク制御側の制御目標値を圧延中に変更することによって、圧延板材の先端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、先端部におけるきめ細かな反りの制御が可能となる。さらに、尾端部においても疵の回り込みの極小化が可能となる。
なお、図５は上作業ロール２を駆動トルク制御、下作業ロール３をロール回転速度制御とした例であるが、上下の制御を入れ換えても差し支えない。
このように第３の形態においては、スピンドルトルク測定値からロール系の慣性力に起因するトルクを差し引いた圧延トルクが制御目標値に一致するように駆動トルク制御量を与えて上駆動用電動機５を制御するので、加減速の激しい圧延条件下であっても上下作業ロールの圧延トルクバランスを保持できる。また、圧延材の反り高さまたは反り曲率の実績に応じて、上下圧延トルク比率を示す係数αを変更し、スピンドルトルク測定値より演算した圧延トルク演算値の合計値に係数αを乗じて駆動トルク制御側の制御目標値を圧延中に変更することによって、圧延板材の先端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、先端部におけるきめ細かな反りの制御が可能となる。さらに、尾端部においても疵の回り込みの極小化が可能となる。
なお、図５は上作業ロール２を駆動トルク制御、下作業ロール３をロール回転速度制御とした例であるが、上下の制御を入れ換えても差し支えない。
（実施例１）
従来法は、上下の電動機ともロール回転速度を制御目標値として制御した。
一方、本発明の板圧延機は、電動機がロール回転速度制御電動機と駆動トルク制御電動機とからなっている。また、板圧延機は駆動トルクの制御目標値を上下圧延トルク設定値の上下の合計値に係数αを乗じて求め圧延中に変更する制御手段を備えている。そして、係数αを０．５として一定にした場合（本発明１）と、さらに表２に示したテーブル値に従って圧延材の先端部の反り曲率に応じて形状比毎に求めておいた係数αの値に基づき圧延中に係数αを変更した場合（本発明２）について、先端部の反り挙動の比較を行った。
従来法は、上下の電動機ともロール回転速度を制御目標値として制御した。
一方、本発明の板圧延機は、電動機がロール回転速度制御電動機と駆動トルク制御電動機とからなっている。また、板圧延機は駆動トルクの制御目標値を上下圧延トルク設定値の上下の合計値に係数αを乗じて求め圧延中に変更する制御手段を備えている。そして、係数αを０．５として一定にした場合（本発明１）と、さらに表２に示したテーブル値に従って圧延材の先端部の反り曲率に応じて形状比毎に求めておいた係数αの値に基づき圧延中に係数αを変更した場合（本発明２）について、先端部の反り挙動の比較を行った。
表４は、圧延本数２００本に対して、先端部の反りが規格化反り曲率で０．５以上となった場合の発生本数を示している。表４より、従来法では規格化反り曲率０．５以上の発生本数が１６本であるのに対して、本発明１では３本に減少し、本発明２では１本とさらに減少しているのが確認された。
以上のように、本発明の板圧延機では、圧延材の反り形状に応じて、係数αを変更する手段を備えていることにより、圧延板材の先端部においても、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、圧延板材の反りを抑制することが可能であることが確認された。
（実施例２）
従来法は実施例１と同様に、上下の電動機ともロール回転速度を制御目標値として制御した。
本発明１では、係数αを０．５と一定にした。本発明２では、さらに表３に示したテーブル値に従って圧延材の先端部、定常部および尾端部の通板状態に応じて形状比毎に求めておいた係数αの値に基づき圧延中に係数αを変更した。場合の本発明２について、先端部の反り挙動と尾端部の回り込み疵の発生状況の比較を行った。
従来法は実施例１と同様に、上下の電動機ともロール回転速度を制御目標値として制御した。
本発明１では、係数αを０．５と一定にした。本発明２では、さらに表３に示したテーブル値に従って圧延材の先端部、定常部および尾端部の通板状態に応じて形状比毎に求めておいた係数αの値に基づき圧延中に係数αを変更した。場合の本発明２について、先端部の反り挙動と尾端部の回り込み疵の発生状況の比較を行った。
表５には、圧延本数２００本に対して、先端部の反りが規格化反り曲率で０．５以上となった場合の発生本数と尾端部の回り込み疵の発生本数を示す．表５より、従来法では、規格化反り曲率０．５以上の発生本数が１５本であるのに対して、本発明１では４本に減少し、本発明２では、１本とさらに減少しているのが確認された。また、尾端部の疵の回り込みの発生本数については、従来法では１２本であるのに対して、本発明１では４本に減少し、本発明２では０本とさらに減少しているのが確認された。
以上、本発明の板圧延機では、圧延材の先端部および尾端部で係数αを変更する手段を備えていることにより、圧延材の先端部から尾端部の全長に渡り、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、疵の回り込み等を生ずることなく反りを抑制することが可能であることが確認された。
以上、本発明の板圧延機では、圧延材の先端部および尾端部で係数αを変更する手段を備えていることにより、圧延材の先端部から尾端部の全長に渡り、上下作業ロールのトルク差の急激な変化を抑制することができ、疵の回り込み等を生ずることなく反りを抑制することが可能であることが確認された。
１ 上補強ロール ２ 上作業ロール
３ 下作業ロール ４ 下補強ロール
５ 上駆動用電動機 ６ 下駆動用電動機
７ 上駆動トルク目標値 ８ 上圧延トルク測定値
９ 上駆動トルク制御量 １０ 下作業ロール回転速度目標値
１１ 下作業ロール回転速度測定値 １２ 下作業ロール回転速度制御量
１３ 上作業ロール回転速度測定値 １４ 上圧延トルク演算器
１５ 上圧延トルク演算値 １６ 上圧延トルク目標値
１７ 上スピンドルトルク測定値 ２２ 下圧延トルク演算器
２３ 下圧延トルク演算値 ２４ 上圧延トルク目標値演算器
２５ 下スピンドルトルク測定値 ２８ 上駆動トルク目標値演算器
２９ 上圧延トルク設定値 ３０ 下圧延トルク設定値
３１ 反り形状計 ３２ 反り形状測定値
３３ 係数α演算器 ３４ 係数α
３ 下作業ロール ４ 下補強ロール
５ 上駆動用電動機 ６ 下駆動用電動機
７ 上駆動トルク目標値 ８ 上圧延トルク測定値
９ 上駆動トルク制御量 １０ 下作業ロール回転速度目標値
１１ 下作業ロール回転速度測定値 １２ 下作業ロール回転速度制御量
１３ 上作業ロール回転速度測定値 １４ 上圧延トルク演算器
１５ 上圧延トルク演算値 １６ 上圧延トルク目標値
１７ 上スピンドルトルク測定値 ２２ 下圧延トルク演算器
２３ 下圧延トルク演算値 ２４ 上圧延トルク目標値演算器
２５ 下スピンドルトルク測定値 ２８ 上駆動トルク目標値演算器
２９ 上圧延トルク設定値 ３０ 下圧延トルク設定値
３１ 反り形状計 ３２ 反り形状測定値
３３ 係数α演算器 ３４ 係数α
Claims (6)
- 上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機。 - 上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機。 - 上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更する制御手段を備えたことを特徴とする板圧延機。 - 上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法。 - 上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法。 - 上下一対の作業ロールと、前記一対の作業ロールをそれぞれ独立に駆動する一対の電動機を有し、一方の電動機はロール回転速度を制御目標値として制御するロール回転速度制御電動機であり、他方の電動機は該電動機で駆動される作業ロールから圧延材に加えられる圧延トルクが略一定になることを制御目標として制御する駆動トルク制御電動機であり、該駆動トルク制御電動機を駆動トルクを制御量として制御する制御手段を備えた板圧延機の制御方法であって、
上下圧延トルク設定値又は上下圧延トルク測定値の上下の合計値に上下圧延トルク比率を示す係数αを乗じて前記駆動トルク制御電動機の駆動トルク制御目標値を求め、該駆動トルク制御目標値に基づいて前記駆動トルク制御電動機を制御し、前記係数αを圧延材の反り高さまたは反り曲率に応じて圧延材の先端部と後端部で異なる値に圧延中に変更することを特徴とする板圧延機の制御方法。
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