JP5790636B2 - Rolled material meander control method, rolled material meander control device, rolled material meander control program, and rolled material manufacturing method - Google Patents

Rolled material meander control method, rolled material meander control device, rolled material meander control program, and rolled material manufacturing method Download PDF

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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

本発明は、連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御方法、圧延材の蛇行制御装置、圧延材の蛇行制御プログラム、及び圧延材の製造方法に関する。   The present invention relates to a rolling material meandering control method, a rolling material meandering control device, a rolling material meandering control program, a rolling material meandering control program, and a rolled material manufacturing method, which controls the meandering amount of the rolled material by manipulating the leveling amount of the continuous rolling mill Regarding the method.

連続式圧延機を利用して鋼板等の圧延材を圧延している際、圧延材の幅方向中心位置が圧延ロールの圧延中心(ミル中心)からずれ、圧延材が圧延ロールの端部方向へ移動する圧延材の蛇行現象が発生することがある。このような蛇行現象が発生した場合、圧延材が移動した側の連続式圧延機のハウジングに掛かる荷重が他方のハウジング側に掛かる荷重よりも大きくなるために、圧延材が移動した方向のミル伸びが大きくなり、結果として蛇行現象がさらに助長される。   When rolling a rolled material such as a steel sheet using a continuous rolling mill, the center position in the width direction of the rolled material is shifted from the rolling center (mill center) of the rolling roll, and the rolled material moves toward the end of the rolling roll. The meandering phenomenon of the moving rolled material may occur. When such a meandering phenomenon occurs, the load applied to the housing of the continuous rolling mill on the side to which the rolled material has moved becomes larger than the load applied to the other housing side. As a result, the meandering phenomenon is further promoted.

圧延材の蛇行現象が発生した場合、圧延材の板幅方向に板厚差が生じ、圧延材の品質が劣化する。また、蛇行現象がさらに大きくなった場合には、圧延材がサイドガイドに接触することによって圧延材が屈曲状態で圧延される絞り込みが発生し、圧延ロールに疵がつき、圧延材の生産性が低下することがある。なお、蛇行現象は、特に圧延材の尾端部が圧延ロールを通過する際、換言すれば、圧延ロールの入側における圧延材の張力が存在しないときに発生しやすい。   When the meandering phenomenon of the rolled material occurs, a plate thickness difference occurs in the width direction of the rolled material, and the quality of the rolled material is deteriorated. In addition, when the meandering phenomenon is further increased, the rolling material comes into contact with the side guide, so that the rolling material is narrowed and rolled in a bent state, the rolling roll is wrinkled, and the productivity of the rolling material is increased. May decrease. The meandering phenomenon is likely to occur particularly when the tail end portion of the rolling material passes through the rolling roll, in other words, when there is no tension of the rolling material on the entry side of the rolling roll.

このため、連続式圧延機を利用して圧延材を圧延する際には、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を測定し、測定された圧延差荷重から作業側のミル伸びと駆動側のミル伸びとの差を推定し、推定されたミル伸び差に基づいて作業側のロール開度と駆動側のロール開度との差、すなわちレベリング量を操作することによって、圧延材の蛇行を抑制する蛇行制御方法が適用されている。この蛇行制御方法は、平行剛性制御とも呼ばれ、最も一般的は制御手法である。   For this reason, when rolling a rolled material using a continuous rolling mill, the difference between the rolling load on the working side of the rolling roll and the rolling load on the driving side is measured, and the working side is determined from the measured rolling differential load. By estimating the difference between the mill elongation on the drive side and the mill elongation on the drive side, and manipulating the difference between the roll opening on the work side and the roll opening on the drive side, that is, the leveling amount based on the estimated mill elongation difference A meandering control method for suppressing meandering of the rolled material is applied. This meandering control method is also called parallel stiffness control, and is the most general control method.

また、上述の平行剛性制御方式の蛇行制御方法のほかにも、圧延ロールの入側又は出側における圧延材の蛇行量とその1階微分値とを測定し、測定された値に基づいて圧延材の蛇行量が所定時間内に許容範囲内に収まるようにレベリング量を調整する方法も提案されている(特許文献1参照)。また、圧延理論に基づいて圧延ロールの幅方向端部間の圧延材の先進係数及び後進係数の差の理論値を算出し、算出結果に基づいて先進係数及び後進係数の差が零になるようにレベリング量を調整する方法も提案されている(特許文献2参照)。   In addition to the meandering control method of the parallel stiffness control method described above, the meandering amount of the rolled material on the entry side or the exit side of the rolling roll and its first-order differential value are measured, and rolling is performed based on the measured value. A method of adjusting the leveling amount so that the meandering amount of the material is within an allowable range within a predetermined time has been proposed (see Patent Document 1). In addition, the theoretical value of the difference between the advanced coefficient and the reverse coefficient of the rolled material between the end portions in the width direction of the rolling roll is calculated based on the rolling theory, and the difference between the advanced coefficient and the reverse coefficient becomes zero based on the calculation result. A method of adjusting the leveling amount has also been proposed (see Patent Document 2).

また、蛇行運動モデルに基づいて測定された圧延材の蛇行量及びレベリング量を変数とした評価関数の値が最小になるようにレベリング量を修正する最適レギュレータによる手法、又は、圧延ロールの圧延差荷重から圧延材の蛇行量を推定し、推定された蛇行量及びレベリング量を変数とした評価関数の値が最小になるようにレベリング量を修正する最適レギュレータを用いた手法も提案されている(特許文献3参照)。   In addition, a method using an optimal regulator that corrects the leveling amount so that the value of the evaluation function with the meandering amount and leveling amount of the rolled material measured based on the meandering motion model as a variable, or the rolling difference of the rolling rolls A method using an optimal regulator that estimates the meandering amount of the rolled material from the load and corrects the leveling amount so that the value of the evaluation function with the estimated meandering amount and leveling amount as variables is minimized ( (See Patent Document 3).

特開平3−90207号公報JP-A-3-90207 特開平10−5840号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-5840 特開2004−74207号公報JP 2004-74207 A

しかしながら、平行剛性制御方式の蛇行制御方法では、制御ゲインを大きくしすぎると蛇行量がより大きくなってしまうために、制御ゲインを小さく設定する必要があり、十分な蛇行抑制能力を発揮できない。また、特許文献1記載の蛇行制御方法では、蛇行量を所定範囲内に抑えるためのレベリング量の算出処理が非常に複雑であるために、オンラインでの蛇行制御に適用することができない。なお、このような問題を解決するために、予めオフラインで計算された幾つかのレベリング量の解が記載されたテーブルを用いてオンラインで蛇行制御を行う方法も考えられる。しかしながら、この方法を用いる場合には、種々の圧延条件に対して適切なレベリング量を出力するために非常に大きなテーブルを用意しなければならなくなり、現実的ではない。   However, in the meandering control method of the parallel stiffness control method, if the control gain is increased too much, the amount of meandering becomes larger. Therefore, the control gain needs to be set small, and the sufficient meandering suppression capability cannot be exhibited. In addition, the meandering control method described in Patent Document 1 cannot be applied to on-line meandering control because the leveling amount calculation process for suppressing the meandering amount within a predetermined range is very complicated. In order to solve such a problem, a method of performing meandering control online using a table in which solutions of some leveling amounts calculated offline in advance are described. However, when this method is used, a very large table must be prepared in order to output an appropriate leveling amount for various rolling conditions, which is not realistic.

一方、特許文献2記載の蛇行制御方法は、圧延材の先進係数及び後進係数に基づいてレベリング量を調整するものであるので、圧延材の蛇行量を推定することができない。また、特許文献2記載の蛇行制御方法では、連続式圧延機内における圧延材の蛇行を表すモデルが静力学的なモデルであるために、最適レギュレータ、状態フィードバックやオブザーバ等の現代制御理論の制御手法を用いることができず、制御の最適化が困難である。さらに、特許文献2記載の蛇行制御手法では、圧延スタンド間のキャンバー及びストリップ剛性を考慮していないために圧延材の入側及び出側の張力差を測定する必要があり、制御系が複雑になる。   On the other hand, the meandering control method described in Patent Document 2 adjusts the leveling amount based on the advanced coefficient and the reverse coefficient of the rolled material, and thus cannot estimate the meandering amount of the rolled material. Further, in the meandering control method described in Patent Document 2, since the model representing the meandering of the rolled material in the continuous rolling mill is a static model, the control method of the modern control theory such as the optimum regulator, state feedback, observer, etc. Cannot be used, and optimization of control is difficult. Furthermore, since the meandering control method described in Patent Document 2 does not consider the camber and strip rigidity between the rolling stands, it is necessary to measure the tension difference between the entry side and the exit side of the rolled material, and the control system is complicated. Become.

また、特許文献3記載の蛇行制御方法では、連続式圧延機内における圧延材の蛇行を表すモデルが運動学に基づくモデルであるために、圧延差荷重等の力学的な情報を用いることができず、圧延材の蛇行量を測定するための蛇行計を設置する必要がある。また、特許文献3記載の蛇行制御方法では、連続式圧延機の圧延材回転速度を表す数式が単純化されているために、新たな圧延条件では圧延材回転速度を表す数式のパラメータを圧延条件に合わせて調整する必要があり、多くの労力を要する。   Further, in the meandering control method described in Patent Literature 3, since the model representing the meandering of the rolled material in the continuous rolling mill is a model based on kinematics, it is not possible to use dynamic information such as rolling differential load. It is necessary to install a meandering meter for measuring the meandering amount of the rolled material. In addition, in the meandering control method described in Patent Document 3, since the mathematical expression representing the rolling material rotation speed of the continuous rolling mill is simplified, the parameters of the mathematical expression representing the rolling material rotation speed are set to the rolling conditions under the new rolling conditions. It needs to be adjusted according to the situation and requires a lot of labor.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、多くの費用及び労力を要することなくオンラインで圧延材の蛇行量を最適に制御可能な圧延材の蛇行制御方法、圧延材の蛇行制御装置、圧延材の蛇行制御プログラム、及び圧延材の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a rolling material meander control method and a rolling material capable of optimally controlling the amount of meandering of the rolled material online without requiring much cost and labor. To provide a meandering control device, a meandering control program for a rolled material, and a method for producing the rolled material.

本発明に係る圧延材の蛇行制御方法は、連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御方法であって、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された圧延差荷重を用いて前記圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定ステップと、前記推定ステップにおいて推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいて前記レベリング量を操作する蛇行制御ステップと、を含む。   A rolling material meandering control method according to the present invention is a rolling material meandering control method for controlling a meandering amount of a rolling material by manipulating a leveling amount of a continuous rolling mill, and a rolling load on a working side of a rolling roll. And a detection step for detecting a difference between the rolling load on the driving side as a rolling differential load, and a meandering amount of the rolled material and an entrance angle of the rolling material to the rolling roll using the rolling differential load detected in the detection step. An estimation step for estimating a certain entry side angle, and a meandering control step for manipulating the leveling amount based on the meandering amount of the rolled material estimated in the estimation step and the integral value of the entry side angle and the meandering amount. Including.

本発明に係る圧延材の蛇行制御方法は、上記発明において、前記蛇行制御ステップは、圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とレベリング量とを変数とする評価関数の値が最小になるようにレベリング量を操作するステップを含む。   The meandering control method for a rolled material according to the present invention is the value of an evaluation function in which the meandering control step is based on the meandering amount and the entrance angle of the rolled material, the integral value of the meandering amount, and the leveling amount. The step of manipulating the leveling amount so that is minimized.

本発明に係る圧延材の蛇行制御装置は、連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御装置であって、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された圧延差荷重を用いて前記圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいてレベリング量を操作する蛇行制御手段と、を備える。   A rolling material meandering control device according to the present invention is a rolling material meandering control device that controls the meandering amount of a rolling material by manipulating the leveling amount of a continuous rolling mill, the rolling load on the working side of the rolling roll. Detecting means for detecting the difference between the rolling load on the drive side and the rolling load as a rolling differential load, and using the rolling differential load detected by the detecting means, the meandering amount of the rolled material and the approach angle of the rolled material to the rolling roll Estimation means for estimating a certain entry side angle, and meandering control means for manipulating the leveling amount based on the meandering amount of the rolled material estimated by the estimation means, the entry side angle, and the integral value of the meandering amount. .

本発明に係る圧延材の蛇行制御プログラムは、連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御プログラムであって、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出処理と、前記検出処理において検出された圧延差荷重を用いて前記圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定処理と、前記推定処理において推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいてレベリング量を操作する蛇行制御処理と、をコンピュータに実行させる。   A rolling material meandering control program according to the present invention is a rolling material meandering control program for controlling a meandering amount of a rolling material by manipulating a leveling amount of a continuous rolling mill. Detection process for detecting the difference between the rolling load on the driving side and the rolling load on the drive side, and the meandering amount of the rolled material and the approach angle of the rolling material to the rolling roll using the rolling differential load detected in the detection process. An estimation process for estimating a certain entry side angle, and a meandering control process for manipulating the leveling amount based on the meandering amount of the rolled material estimated in the estimation process, the entry side angle, and the integral value of the meandering amount. To run.

本発明に係る圧延材の製造方法は、連続式圧延機の圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された圧延差荷重を用いて圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定ステップと、前記推定ステップにおいて推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいてレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御しつつ圧延材を圧延する圧延ステップと、を含む。   The method for producing a rolled material according to the present invention is detected in the detection step of detecting a difference between the rolling load on the working side and the rolling load on the driving side of the rolling roll of the continuous rolling mill as a rolling differential load, and is detected in the detection step. An estimation step for estimating a meandering amount of the rolled material and an entrance angle which is an approach angle of the rolled material to the rolling roll using the rolling differential load, and a meandering amount and an entrance side angle of the rolled material estimated in the estimation step And a rolling step of rolling the rolled material while controlling the meandering amount of the rolled material by manipulating the leveling amount based on the integrated value of the meandering amount.

本発明に係る圧延材の蛇行制御方法、圧延材の蛇行制御装置、圧延材の蛇行制御プログラム、及び圧延材の製造方法によれば、多くの費用及び労力を要することなくオンラインで圧延材の蛇行量を最適に制御することができる。   According to the rolled material meander control method, rolled material meander control device, rolled material meander control program, and rolled material manufacturing method according to the present invention, the rolled material meandering online without much cost and labor. The amount can be optimally controlled.

図1は、本発明の制御対象である圧延材を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a rolled material that is a control target of the present invention. 図2は、図1に示す圧延材の蛇行モデルを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a meandering model of the rolled material shown in FIG. 図3は、図1に示す圧延材の蛇行制御モデルの一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a meandering control model for the rolled material shown in FIG. 図4は、図1に示す圧延材の蛇行制御モデルの一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a meandering control model for the rolled material illustrated in FIG. 1. 図5は、本発明の一実施形態である蛇行制御装置の構成を示すブロック図ある。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a meandering control apparatus according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態である蛇行制御処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the meander control process according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の蛇行制御処理を行った場合と行わなかった場合とにおける圧延材の蛇行量の計算結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing calculation results of the meandering amount of the rolled material when the meandering control process of the present invention is performed and when it is not performed. 図8は、本発明の蛇行制御処理を行った場合における圧延材の蛇行量の計算結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the calculation result of the meandering amount of the rolled material when the meandering control process of the present invention is performed.

以下、本発明の一実施形態である圧延材の蛇行制御装置の構成及びその蛇行制御方法について説明する。   Hereinafter, the configuration of a meandering control device for a rolled material and the meandering control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described.

始めに、本発明に係る圧延材の蛇行制御方法の概念について説明する。   First, the concept of the meandering control method for rolled material according to the present invention will be described.

〔本発明の概念〕
図1は、本発明の制御対象である圧延材を示す平面図である。いま圧延ロール10の直下にある圧延材11は幅方向(y方向)には滑らない、すなわち圧延材11の幅方向の速度が零であるとすると、圧延材11の幅方向中央部のロール中立点P1での蛇行量wは以下に示す数式(1)のように表される。なお、数式(1)中のパラメータvc0は圧延ロール10の出側における圧延材11の幅方向中央部の通板方向(x方向)の速度(以下、出側板速と表記)、パラメータθは圧延ロール10に対する圧延材11の幅方向中央部の進入方向の角度(以下、入側角度と表記)を示す。また、パラメータλは、圧延ロール10の入側における圧延材11の幅方向中央部の板厚hc1と圧延ロール10の出側における圧延材11の幅方向中央部の板厚hc0との比を示し、以下に示す数式(2)により表される。
[Concept of the present invention]
FIG. 1 is a plan view showing a rolled material that is a control target of the present invention. If the rolled material 11 immediately below the rolling roll 10 does not slip in the width direction (y direction), that is, if the speed in the width direction of the rolled material 11 is zero, the roll neutrality in the center in the width direction of the rolled material 11 is assumed. meandering amount w n at the point P1 is expressed as equation (1) below. In addition, parameter vc0 in Numerical formula (1) is the speed | rate (henceforth an exit side plate speed) of the sheet feeding direction (x direction) of the width direction center part of the rolling material 11 in the exit side of the rolling roll 10, and parameter (theta) 1. Indicates the angle in the width direction center of the rolled material 11 with respect to the rolling roll 10 (hereinafter referred to as the entry side angle). The parameter λ is a ratio between the thickness h c1 of the central portion in the width direction of the rolling material 11 on the entry side of the rolling roll 10 and the thickness h c0 of the center portion in the width direction of the rolling material 11 on the exit side of the rolling roll 10. And is represented by the following formula (2).

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一方、入側角度θ及び圧延ロール10の出側における圧延材11の幅方向中央部の移動方向の角度(以下、出側角度と表記)θについては運動学的に以下に示す数式(3),(4)が成立する(数式(3)は入側角度の物質微分から導出。数式(4)に関しては日本鉄鋼協会著「板圧延の理論と実際」241頁記載の“中心線勾配の接続条件”,“曲がりひずみ”参照)。なお、数式(3)中、パラメータΨ,ρc1はそれぞれ、圧延ロール10の入側における圧延材11の幅方向中央部の回転角速度(以下、入側回転角速度と表記)及び圧延材11の曲率(以下、入側キャンバーと表記)を表している。 On the other hand, the entrance angle θ 1 and the angle in the moving direction of the central portion in the width direction of the rolled material 11 on the exit side of the rolling roll 10 (hereinafter referred to as the exit side angle) θ 0 are kinematically expressed as follows: 3), (4) holds (Formula (3) is derived from the material differential of the entrance angle. For the formula (4), “Theory and Practice of Sheet Rolling”, page 241 of the Japan Iron and Steel Institute, “Center line gradient” Connection conditions ”,“ bending strain ”). In Equation (3), parameters ψ 1 and ρ c1 are respectively the rotational angular velocity (hereinafter referred to as the entry-side rotational angular velocity) of the rolling material 11 in the width direction of the rolling material 11 on the entry side of the rolling roll 10 and the rolling material 11. It represents the curvature (hereinafter referred to as the incoming camber).

Figure 0005790636
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また、圧延ロール10の出側における圧延材11の曲率(以下、出側キャンバーと表記)ρc0については運動学的に以下に示す数式(5)が成立する(詳しくは日本鉄鋼協会著「板圧延の理論と実際」241頁記載の“キャンバー曲線の接続条件”参照)。なお、数式(5)中、パラメータΨは圧延ロール10の出側における圧延材11の幅方向中央部の回転角速度(以下、出側回転角速度と表記)を表している。 Further, for the curvature of the rolled material 11 on the exit side of the rolling roll 10 (hereinafter referred to as an exit side camber) ρ c0 , the following mathematical expression (5) is established kinetically (for details, “Plate” (See “Theory and practice of rolling” on page 241, “Connection conditions for camber curve”). In Equation (5), the parameter Ψ 0 represents the rotational angular velocity (hereinafter referred to as the outgoing rotational angular velocity) of the central portion in the width direction of the rolled material 11 on the outgoing side of the rolling roll 10.

Figure 0005790636
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従って、上述の数式(1)〜(5)から連続式圧延機における圧延材11の蛇行運動の運動学的な状態空間モデルは以下に示す数式(6),(7)のように表される。   Therefore, the kinematic state space model of the meandering motion of the rolling material 11 in the continuous rolling mill is expressed as the following formulas (6) and (7) from the above formulas (1) to (5). .

Figure 0005790636
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次に、初等圧延理論によれば、出側回転角速度Ψは以下に示す数式(8)のように表される。ここで、数式(8)中、パラメータvx0は圧延ロール10の出側における圧延材11の速度、パラメータfは先進率、パラメータvは圧延ロール10の周速度、パラメータyは圧延材11の幅方向の位置を表している。 Next, according to the primary rolling theory, the delivery-side rotational angular velocity Ψ 0 is expressed as the following formula (8). Here, in Equation (8), the parameter v x0 is the speed of the rolled material 11 on the exit side of the rolling roll 10, the parameter f s is the advanced rate, the parameter v R is the peripheral speed of the rolling roll 10, and the parameter y is the rolled material 11. Represents the position in the width direction.

Figure 0005790636
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一方、先進率fは以下に示す数式(9)により表される。ここで、数式(9)中、パラメータh,hはそれぞれ圧延ロール10の入側及び出側における圧延材11の板厚を表し、パラメータσ,σはそれぞれ圧延ロール10の入側及び出側における圧延材11の引張応力を表している。 On the other hand, the advanced rate f s is expressed by the following formula (9). Here, in Expression (9), parameters h 1 and h 0 represent the sheet thicknesses of the rolled material 11 on the entry side and the exit side of the rolling roll 10, respectively, and parameters σ 1 and σ 0 represent the entry side of the rolling roll 10, respectively. And the tensile stress of the rolled material 11 on the outlet side.

Figure 0005790636
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従って、数式(9)を数式(8)に代入することによって、出側回転角速度Ψは以下に示す数式(10)のように表される。 Therefore, by substituting the formula (9) into the formula (8), the output side rotational angular velocity Ψ 0 is expressed as the following formula (10).

Figure 0005790636
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次に、圧延ロール10の入側及び出側における圧延材11の板厚h,h及び引張応力σ,σが圧延材11の幅方向に対して線形的に変化すると仮定すると、以下に示す数式(11),(12)が成立する。ここで、数式(11),(12)中、パラメータBは圧延材11の板幅、パラメータh1df,h0dfはそれぞれ圧延ロール10の入側及び出側におけるウェッジ(入側ウェッジ、出側ウェッジ)、パラメータT,Tはそれぞれ圧延ロール10の入側及び出側において圧延材11に作用するモーメント(入側モーメント、出側モーメント)を表している。ウェッジとは、圧延ロール10の入側又は出側における板厚と操作側及び駆動側の板厚差との比を意味する。 Next, assuming that the thicknesses h 1 and h 0 and the tensile stresses σ 1 and σ 0 of the rolled material 11 on the entry side and the exit side of the rolling roll 10 change linearly with respect to the width direction of the rolled material 11, The following formulas (11) and (12) are established. Here, in the formulas (11) and (12), the parameter B is the sheet width of the rolled material 11, and the parameters h 1df and h 0df are the wedges on the entry side and the exit side of the rolling roll 10 (entrance wedge and exit wedge), respectively. ), Parameters T 1 and T 0 represent moments (incoming moment and outgoing moment) acting on the rolled material 11 on the entry side and the exit side of the rolling roll 10, respectively. The wedge means the ratio between the plate thickness on the entry side or the exit side of the rolling roll 10 and the plate thickness difference between the operation side and the drive side.

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従って、数式(11),(12)を数式(10)に代入することによって出側回転角速度Ψは以下に示す数式(13)のように表される。ここで、数式(13)中、パラメータkは圧延材11の変形抵抗を表している。また、パラメータβh1df,βh0dfはそれぞれ、圧延ロール10の入側ウェッジh1df及び出側ウェッジh0dfに対する影響係数を示し、以下に示す数式(14),(15)により表される。また、パラメータβT0,βT1はそれぞれ、圧延ロール10の入側モーメントT及び出側モーメントTに対する影響係数を示し、以下に示す数式(16),(17)により表される。 Therefore, by substituting the formulas (11) and (12) into the formula (10), the output side rotational angular velocity Ψ 0 is expressed as the following formula (13). Here, in Equation (13), the parameter k represents the deformation resistance of the rolled material 11. The parameter β h1df, β h0df respectively, show the effect factor for the ingress wedge h df and the exit-side wedge h 0Df rolling roll 10, the formula shown below (14), represented by (15). Further, parameters β T0 and β T1 indicate influence coefficients on the entry side moment T 1 and the exit side moment T 0 of the rolling roll 10, respectively, and are expressed by the following formulas (16) and (17).

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一方、圧延ロール10の入側ウェッジh1dfと出側ウェッジh0dfとの比率の関係式は以下に示す数式(18)により表される(詳しくは日本鉄鋼協会著「板圧延の理論と実際」241頁記載の“体積不変の原理”参照)。 On the other hand, the inlet side wedge h df and relationship of the ratio of the exit side wedge h 0Df is expressed by equation (18) shown below (details Iron and Steel Institute of Japan Author of the rolling roll 10 "Theory and Practice of plate rolling" (See “Principles of Volume Invariance” on page 241).

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従って、数式(18)を数式(13)に代入することによって入側回転角速度Ψは以下に示す数式(19)により表される。 Therefore, by substituting Equation (18) into Equation (13), the incoming rotation angular velocity Ψ 1 is expressed by Equation (19) shown below.

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これにより、蛇行運動の運動学的な状態空間モデルを表す数式(6),(7)に数式(13),(19)を代入することによって、連続式圧延機における圧延材11の蛇行運動の動力学的な状態空間モデルは以下に示す数式(20),(21)のように表される。   Thus, by substituting Equations (13) and (19) into Equations (6) and (7) representing the kinematic state space model of the meandering motion, the meandering motion of the rolling material 11 in the continuous rolling mill is determined. The dynamic state space model is expressed as the following formulas (20) and (21).

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本発明では、図1に示すように圧延材11の尾端部11aの蛇行量wを制御対象として考える。そこで、以下に示す数式(22),(23)のように、数式(20),(21)における入側モーメントTを零とし、さらに数式(20)に圧延材11の蛇行量wの積分値ωを追加する。 In the present invention, consider the meandering amount w n of the tail end 11a of the strip 11 as shown in FIG. 1 as a control object. Therefore, as in the following formulas (22) and (23), the entry moment T 1 in the formulas (20) and (21) is set to zero, and the meandering amount wn of the rolling material 11 is further expressed in the formula (20). An integral value ω n is added.

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次に、連続式圧延機の平行剛性モデルは以下に示す数式(24),(25)のように表される。ここで、数式(24),(25)中、パラメータPは圧延荷重、パラメータPdfは圧延差荷重、パラメータKはミル平行剛性、パラメータM’,Mはそれぞれ圧延ロール10の入側及び出側における圧延材11の平行塑性定数、パラメータBはスクリューや油圧シリンダ等の圧下装置12a,12b(図1参照)の間隔、パラメータSdfは圧下装置12a,12bによる圧下位置でのレベリング量を表している。 Next, the parallel stiffness model of the continuous rolling mill is expressed as the following mathematical formulas (24) and (25). Here, in the formulas (24) and (25), the parameter P is the rolling load, the parameter P df is the rolling differential load, the parameter K l is the mill parallel rigidity, and the parameters M l ′ and M l are the entry sides of the rolling roll 10, respectively. The parallel plastic constant of the rolled material 11 on the outlet side, the parameter B 1 is the distance between the reduction devices 12a and 12b (see FIG. 1) such as screws and hydraulic cylinders, and the parameter S df is the leveling at the reduction position by the reduction devices 12a and 12b. Represents quantity.

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また、圧延スタンド間のストリップモデルを面内変形弾性梁モデルとし、下流側の圧延スタンドにおける蛇行量及び回転角速度は零であることを境界条件とすると、出側モーメントTは以下に示す数式(26)のように表される。ここで、数式(26)中、パラメータEは縦弾性係数、パラメータLは圧延スタンド間の距離(図1参照)、パラメータsはラプラス変換の変数を表している。また、パラメータIは圧延材11の断面の2次モーメントを示し、以下に示す数式(27)により表される。 When the strip model between the rolling stands is an in-plane deformation elastic beam model, and the boundary condition is that the meandering amount and the rotational angular velocity in the downstream rolling stand are zero, the exit moment T 0 is expressed by the following formula ( 26). Here, in Equation (26), the parameter E represents the longitudinal elastic modulus, the parameter L represents the distance between the rolling stands (see FIG. 1), and the parameter s represents the Laplace transform variable. The parameter I indicates the second moment of the cross section of the rolled material 11 and is represented by the following formula (27).

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なお、数式(26)は、出側キャンバーρc0の伝播も厳密に扱っており、複雑であるために、本発明ではラプラス変換の変数sが0である定常状態を考え、出側モーメントTを以下に示す数式(28)のように表すとする。 The expression (26) strictly handles the propagation of the outgoing camber ρ c0 and is complicated. Therefore , in the present invention, a steady state where the Laplace transform variable s is 0 is considered, and the outgoing moment T 0 is considered. Is expressed as the following formula (28).

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これにより、数式(22)〜(25),(28)を用いることによって、図1に示す圧延材11の尾端部11aの動力学的な蛇行モデルは数式(29)〜(33)のように表すことができる。   Thereby, by using the mathematical formulas (22) to (25) and (28), the dynamic meandering model of the tail end portion 11a of the rolled material 11 shown in FIG. 1 is represented by the mathematical formulas (29) to (33). Can be expressed as

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より具体的には、図1に示す圧延材11の尾端部11aの蛇行モデルは図2に示すように表現することができる。すなわち、図2に示すように、圧延材11の尾端部11aの蛇行モデルは、圧延機剛性モデル21、バイト内蛇行モデル22、及びスタンド間面内変形弾性梁モデル23を備えている。圧延機剛性モデル21は、上述の数式(24),(25)により記述されるモデルであり、レベリング量Sdf、入側ウェッジh1df、入側キャンバーρc1、蛇行量w、入側角度θ、及び出側キャンバーρc0を入力、圧延差荷重Pdf及び出側ウェッジh0dfを出力とする構成を有している。 More specifically, the meandering model of the tail end portion 11a of the rolled material 11 shown in FIG. 1 can be expressed as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 2, the meandering model of the tail end portion 11 a of the rolled material 11 includes a rolling mill rigidity model 21, a bite meandering model 22, and an inter-stand surface deformation elastic beam model 23. The rolling mill rigidity model 21 is a model described by the above-described mathematical formulas (24) and (25), and includes a leveling amount S df , an entrance side wedge h 1df , an entrance side camber ρ c1 , a meandering amount w n , and an entrance side angle. It has a configuration in which θ 1 and the output side camber ρ c0 are input, and the rolling differential load P df and the output side wedge h 0df are output.

バイト内蛇行モデル22は、上述の数式(22),(23)により記述されるモデルであり、出側ウェッジh0df、入側ウェッジh1df、入側キャンバーρc1、及び出側モーメントTを入力、蛇行量w、入側角度θ、及び出側キャンバーρc0を出力とする構成を有している。スタンド間面内変形弾性梁モデル23は、上述の数式(28)により記述されるモデルであり、蛇行量w、入側角度θ、及び出側キャンバーρc0を入力、出側モーメントTを出力とする構成を有している。 The in-between meandering model 22 is a model described by the above-described mathematical formulas (22) and (23), and includes an exit side wedge h 0df , an entrance side wedge h 1df , an entrance side camber ρ c1 , and an exit side moment T 0 . The output, meandering amount w n , input side angle θ 1 , and output side camber ρ c0 are output. The inter-stand in-plane deformation elastic beam model 23 is a model described by the above mathematical formula (28), and inputs the meandering amount w n , the entrance side angle θ 1 , and the exit side camber ρ c0 , and the exit side moment T 0. Is output.

次に、圧延材11の尾端部11aの蛇行量が小さくなるようにレベリング量Sdfを制御する制御問題を考える。いま、入側ウェッジh1df及び入側キャンバーρc1は誤差項と考えて共に零であるとすると、数式(29),(30)から制御対象のプラントモデルは以下に示す数式(34),(35)のように表される。 Next, consider the control problem of controlling the leveling amount Sdf so that the meandering amount of the tail end portion 11a of the rolled material 11 is reduced. Now, assuming that the entrance wedge h 1df and the entrance camber ρ c1 are both considered as error terms and are zero, the plant model to be controlled is represented by the following formulas (34), (30) from the formulas (29), (30). 35).

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ここで、数式(34),(35)は蛇行運動の動力学的な状態空間モデルであるので、現代制御理論の最適レギュレータの理論を適用することができる。この場合、状態フィードバックのコントローラ、すなわち蛇行制御コントローラは以下に示す数式(36)のように表すことができる。そして、最適レギュレータ理論によれば、圧延材11の尾端部11aの蛇行量wが小さくなるようにレベリング量Sdfを制御する制御問題は、以下に示す数式(37)により表される評価関数J、すなわち圧延材11の蛇行量w及び入側角度θと蛇行量wの積分値ωとレベリング量Sdfとを変数とする評価関数Jを極小化するような線形2次形式レギュレータによるゲイン設計問題となる。 Here, since Equations (34) and (35) are dynamic state space models of meandering motion, the theory of the optimal regulator of the modern control theory can be applied. In this case, the state feedback controller, that is, the meandering controller, can be expressed as the following formula (36). Then, according to the optimal regulator theory, control problems meandering amount w n of the tail end 11a of the strip 11 to control the leveling amount S df so small is expressed by equation (37) below rating function J, i.e. order linear 2 so as to minimize the evaluation function J to the integrated value omega n of meandering amount w n and entry side angle theta 1 and meandering amount w n of the rolled material 11 and leveling amount S df as a variable It becomes a gain design problem by the type regulator.

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数式(36)によれば、蛇行制御コントローラは、蛇行量wの積分値ω、蛇行量w、及び入側角度θを入力とし、レベリング量Sdfを出力とする構成を有している。蛇行量w及び入側角度θは、圧延スタンドより上流側にある圧延材の少なくとも2点の変位を計測できれば推定することができる。これにより、この場合、図1に示す圧延材11の尾端部11aの蛇行制御モデルは図3に示すように表現することができる。すなわち、図3に示す蛇行制御モデルは、図2に示す蛇行モデルに蛇行制御コントローラ31が付加された構成を有している。蛇行制御コントローラ31は、数式(36)により記述されるモデルであり、蛇行量w及び入側角度θを入力し、レベリング量Sdfを出力とする構成を有している。 According to equation (36), the meander control controller integrated value omega n of meandering amount w n, meandering amount w n, and inputs the entry side angle theta 1, has a configuration to output the leveling amount S df ing. Meandering amount w n and entry side angle theta 1 can be estimated if measuring the displacement of at least two points of the rolled material with more rolling stand upstream. Thereby, in this case, the meandering control model of the tail end portion 11a of the rolled material 11 shown in FIG. 1 can be expressed as shown in FIG. That is, the meandering control model shown in FIG. 3 has a configuration in which the meandering control controller 31 is added to the meandering model shown in FIG. Meander controller 31 is a model described by equation (36), enter the meandering amount w n and entry side angle theta 1, it has a configuration to output the leveling amount S df.

しかしながら、一般に、蛇行量wや入側角度θは計測することが困難である。そこで、本発明では、動力学的な状態空間モデルを用いていることから、圧延差荷重Pdfを入力とした蛇行制御コントローラを構築することを考える。すなわち、本発明では、オブザーバを利用して圧延差荷重Pdfから蛇行量w及び入側角度θの状態量を推定することを考える。具体的には、数式(34),(35)に示すプラントモデルによれば、現代制御理論に基づくオブザーバは以下に示す数式(38),(39)のように表される。 However, in general, meandering amount w n and entry side angle theta 1 is difficult to measure. Therefore, in the present invention, since a dynamic state space model is used, it is considered to construct a meandering controller having the rolling differential load P df as an input. That is, the present invention contemplates that the estimated state quantities of meandering amount w n and entry side angle theta 1 from rolling difference load P df by using an observer. Specifically, according to the plant model shown in the mathematical expressions (34) and (35), the observer based on the modern control theory is expressed as the following mathematical expressions (38) and (39).

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この場合、数式(38),(39)により表されるオブザーバを用いた時の蛇行制御コントローラは以下に示す数式(41)のように表されるので、圧延材11の尾端部11aの蛇行量wが小さくなるようにレベリング量Sdfを制御する制御問題は、以下に示す数式(42)により表される評価関数J、すなわち圧延材11の蛇行量w、入側角度θ、及び蛇行量wの積分値ωの推定値とレベリング量Sdfとを変数とする評価関数Jを極小化するような線形2次形式レギュレータによるゲイン設計問題となる。従って、数式(38),(39),(41)を用いることによって、圧延差荷重Pdfを入力とし、レベリング量Sdfを出力とする蛇行制御コントローラを構築することができる。このような蛇行制御コントローラによれば、レベリング量Sdfをオンラインで算出し、制御ゲインの大きさに関係なく蛇行量wを最適に制御することができる。 In this case, since the meandering control controller when the observer represented by the formulas (38) and (39) is used is represented by the following formula (41), the meandering of the tail end portion 11a of the rolled material 11 is performed. the amount w n control problem of controlling the leveling amount S df so small, meandering amount w n, the entering-side angle theta 1 of the evaluation function J, i.e. rolled material 11 represented by equation (42) below, And the gain design problem by the linear quadratic regulator that minimizes the evaluation function J using the estimated value of the integral value ω n of the meandering amount w n and the leveling amount S df as variables. Therefore, by using the mathematical formulas (38), (39), and (41), it is possible to construct a meandering control controller that receives the rolling differential load P df and outputs the leveling amount S df . According to such a meandering controller calculates a leveling amount S df online, the meandering amount w n regardless of the size of the control gain can be optimally controlled.

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具体的には、この場合、図1に示す圧延材11の尾端部11aの蛇行制御モデルは図4に示すように表現することができる。すなわち、図4に示す蛇行制御モデルは、図3に示す蛇行制御モデルにオブザーバ41が付加された構成を有している。オブザーバ41は、数式(38),(39)により記述されるモデルであり、圧延差荷重Pdf及びレベリング量Sdfを入力し、蛇行量w及び入側角度θの推定値を出力とする構成を有している。なお、この場合、蛇行制御コントローラ31は、数式(41)により記述されるモデルであり、蛇行量w及び入側角度θを入力し、レベリング量Sdfを出力とする構成を有している。 Specifically, in this case, the meandering control model of the tail end portion 11a of the rolled material 11 shown in FIG. 1 can be expressed as shown in FIG. That is, the meandering control model shown in FIG. 4 has a configuration in which the observer 41 is added to the meandering control model shown in FIG. Observer 41, equation (38), and outputs the are a model, enter the rolling differential load P df and leveling amount S df, estimates of meandering amount w n and entry side angle theta 1 described by (39) It has the composition to do. In this case, the meandering control controller 31 is a model described by equation (41), enter the meandering amount w n and entry side angle theta 1, has a configuration to output the leveling amount S df Yes.

ここで、オブザーバ41及び蛇行制御コントローラ31を設計するためには、影響パラメータβh0df,βh1df,βT0を求めておく必要がある。これらのパラメータは先進率fから数式(14)〜(16)を用いて求めることができる。具体的には、Simsの近似理論によれば、先進率fは以下に示す数式(43)〜(45)により表される。従って、数式(43)を数式(14)〜(16)に代入することによって、影響パラメータβh0df,βh1df,βT0は以下に示す数式(46)〜(49)のように表すことができる。ここで、Qは出側圧縮力、Qは入側圧縮力である。 Here, in order to design the observer 41 and the meandering controller 31, it is necessary to obtain the influence parameters β h0df , β h1df , β T0 . These parameters can be obtained from the advanced rate f s using equations (14) to (16). Specifically, according to Sims' approximate theory, the advance rate f s is expressed by the following equations (43) to (45). Therefore, by substituting Equation (43) into Equations (14) to (16), the influence parameters β h0df , β h1df , β T0 can be expressed as Equations (46) to (49) shown below. . Here, Q 0 is the outlet compression force, and Q 1 is the inlet compression force.

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また、以上の説明では、圧延材11の尾端部11aの蛇行制御について述べたが、本発明は圧延材11の尾端部11aの蛇行制御に限定されることはなく、張力が低下した鋼帯の先端部や尾端部の蛇行制御に対し効果を発揮する。具体的には、鋼帯の張力が低下する状況としては、鋼帯の熱間圧延ラインにおいて、仕上圧延機から巻取機までの搬送テーブルローラ上で鋼帯の先端が巻取機に到達する前や鋼帯の尾端が仕上圧延機を通過した後、鋼帯の冷間圧延ラインや連続処理ラインにおいて、コイルの巻取り終了直前で鋼帯を切断する場合等が挙げられる。   In the above description, meandering control of the tail end portion 11a of the rolled material 11 has been described. However, the present invention is not limited to meandering control of the tail end portion 11a of the rolled material 11, and steel with reduced tension. It is effective for the meandering control of the belt tip and tail. Specifically, as the situation where the tension of the steel strip decreases, in the hot rolling line of the steel strip, the tip of the steel strip reaches the winder on the conveying table roller from the finish rolling mill to the winder. Examples include a case where the steel strip is cut just before the end of coil winding in the cold rolling line or continuous processing line of the steel strip after the front or the tail end of the steel strip passes through the finishing mill.

〔蛇行制御装置の構成〕
次に、図5を参照して、上記概念に基づき構築された本発明の一実施形態である蛇行制御装置の構成について説明する。
[Configuration of meander control device]
Next, with reference to FIG. 5, the structure of the meander control apparatus which is one embodiment of this invention constructed | assembled based on the said concept is demonstrated.

図5は、本発明の一実施形態である圧延材の蛇行制御装置の構成を示すブロック図である。図5に示すように、本発明の一実施形態である圧延材の蛇行制御装置100は、連続式圧延機等の圧延機101によって圧延される圧延材の尾端部の蛇行量を所定の範囲内に制御するものであり、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって構成されている。蛇行制御装置100は、情報処理装置内部の演算処理装置が本発明に係る圧延材の蛇行制御プログラムを実行することによって、オブザーバ100a及び蛇行制御コントローラ100bとして機能する。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a rolled material meandering control apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the meandering control device 100 for rolled material, which is an embodiment of the present invention, sets the meandering amount of the tail end of the rolled material rolled by a rolling mill 101 such as a continuous rolling mill within a predetermined range. It is configured by an information processing device such as a workstation or a personal computer. The meandering control device 100 functions as an observer 100a and a meandering control controller 100b when an arithmetic processing unit inside the information processing apparatus executes a meandering control program for rolled material according to the present invention.

本発明に係る圧延材の蛇行制御プログラムは、本発明に係る圧延材の蛇行制御方法の各ステップを演算処理装置に対する実行指令として記述したコンピュータプログラムである。本発明に係る圧延材の蛇行制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク、CD−R、DVD等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。本発明に係る圧延材の蛇行制御プログラムは、インターネット等の電気通信回線に接続された情報処理装置内に格納し、電気通信回線経由で情報処理装置からダウンロードさせることによって提供するように構成してもよい。本発明に係る圧延材の蛇行制御プログラムをインターネット等の電気通信回線を介して提供又は配布するように構成してもよい。   The rolled material meandering control program according to the present invention is a computer program in which each step of the rolled material meandering control method according to the present invention is described as an execution command to the arithmetic processing unit. The rolling material meandering control program according to the present invention is provided by recording it in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM, a flexible disk, a CD-R, or a DVD in a file that can be installed or executed. You may comprise. The rolling material meandering control program according to the present invention is configured to be stored in an information processing apparatus connected to a telecommunication line such as the Internet and provided by being downloaded from the information processing apparatus via the telecommunication line. Also good. The meandering control program for rolled material according to the present invention may be provided or distributed via a telecommunication line such as the Internet.

オブザーバ100aは、図4に示すオブザーバ41に対応するものである。すなわち、オブザーバ100aは、数式(38),(39)により記述されるモデルであり、圧延差荷重Pdf及びレベリング量Sdfを入力し、蛇行量w及び入側角度θの推定値を出力とする構成を有している。圧延差荷重Pdfは、スクリューや油圧シリンダ等の圧下装置の圧延差荷重を検出する圧延差荷重検出部102から入力される。蛇行制御コントローラ100bは、図4に示す蛇行制御コントローラ31に対応するものである。すなわち、蛇行制御コントローラ100bは、数式(41)により記述されるモデルであり、オブザーバ100aによって推定された蛇行量w及び入側角度θを入力し、レベリング量Sdfを出力とする構成を有している。 The observer 100a corresponds to the observer 41 shown in FIG. That is, the observer 100a is Equation (38), a model described by (39), enter the rolling differential load P df and leveling amount S df, an estimate of the amount of meandering w n and entry side angle theta 1 It has a configuration for output. The rolling differential load P df is input from the rolling differential load detection unit 102 that detects the rolling differential load of a reduction device such as a screw or a hydraulic cylinder. The meandering controller 100b corresponds to the meandering controller 31 shown in FIG. That is, the meandering control controller 100b is a model described by equation (41), the structure type the meandering amount w n and entry side angle theta 1 estimated by the observer 100a, and outputs a leveling amount S df Have.

〔蛇行制御処理〕
このような構成を有する圧延材の蛇行制御装置100は、以下に示す蛇行制御処理を実行することによって、圧延材11の尾端部11aの蛇行量wを所定範囲内に制御する。以下、図6に示すフローチャートを参照して、蛇行制御処理を実行する際の蛇行制御装置100の動作について説明する。
[Meander control processing]
Such meandering control unit 100 of the rolled material having the configuration, by executing the meander control processing described below, to control the meandering amount w n of the tail end 11a of the strip 11 within a predetermined range. Hereinafter, the operation of the meandering control apparatus 100 when executing the meandering control process will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図6は、本発明の一実施形態である蛇行制御処理の流れを示すフローチャートである。図6に示す蛇行制御処理は、圧延機101による圧延材11の圧延処理が開始されたタイミングで開始となり、ステップS1の処理に進む。図6に示す蛇行制御処理は、圧延材11の圧延処理が行われている間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。   FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the meander control process according to the embodiment of the present invention. The meandering control process shown in FIG. 6 starts at the timing when the rolling process of the rolling material 11 by the rolling mill 101 is started, and proceeds to the process of step S1. The meandering control process shown in FIG. 6 is repeatedly executed every predetermined control period while the rolling process of the rolled material 11 is being performed.

ステップS1の処理では、オブザーバ100aが、圧延差荷重検出部102を介して圧延差荷重Pdfを検出する。これにより、ステップS1の処理は完了し、蛇行制御処理はステップS2の処理に進む。 In the process of step S <b> 1, the observer 100 a detects the rolling differential load P df via the rolling differential load detection unit 102. Thereby, the process of step S1 is completed and the meandering control process proceeds to the process of step S2.

ステップS2の処理では、オブザーバ100aが、ステップS1の処理によって検出された圧延差荷重Pdf及び現在のレベリング量Sdfを入力として、蛇行量w及び入側角度θの推定値を算出する。そして、オブザーバ100aは、算出された蛇行量w及び入側角度θの推定値を蛇行制御コントローラ100bに出力する。これにより、ステップS2の処理は完了し、蛇行制御処理はステップS3の処理に進む。 In the process of step S2, the observer 100a is, as inputs the detected rolling difference load P df and current leveling amount S df by the processing in step S1, to calculate the estimated value of the amount of meandering w n and entry side angle theta 1 . The observer 100a outputs the calculated estimated value of the amount of meandering w n and entry side angle theta 1 to the meandering controller 100b. Thereby, the process of step S2 is completed and the meandering control process proceeds to the process of step S3.

ステップS3の処理では、蛇行制御コントローラ100bが、オブザーバ100aから入力された蛇行量w及び入側角度θの推定値を用いて、圧延材11の尾端部11aの蛇行量が小さくするレベリング量Sdfを算出する。具体的には、蛇行制御コントローラ100bは、示す数式(42)により表される評価関数Jを極小化するレベリング量Sdfを算出する。これにより、ステップS3の処理は完了し、蛇行制御処理はステップS4の処理に進む。 In the process of step S3, meander controller 100b, using the estimated value of the amount of meandering w n and entry side angle theta 1 which is input from the observer 100a, meandering amount of the tail end 11a of the strip 11 is smaller leveling The quantity S df is calculated. Specifically, the meandering controller 100b calculates a leveling amount S df that minimizes the evaluation function J represented by the mathematical formula (42) shown. Thereby, the process of step S3 is completed and the meandering control process proceeds to the process of step S4.

ステップS4の処理では、蛇行制御コントローラ100bが、ステップS3の処理によって算出されたレベリング量Sdfで圧延材11を圧延するように圧延機101を制御する。これにより、ステップS4の処理は完了し、一連の蛇行制御処理は終了する。 In the process of step S4, the meandering controller 100b controls the rolling mill 101 so as to roll the rolled material 11 with the leveling amount Sdf calculated by the process of step S3. Thereby, the process of step S4 is completed and a series of meander control processes are complete | finished.

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である蛇行制御処理では、オブザーバ100aが、圧延差荷重検出部102を介して圧延差荷重Pdfを検出し、検出された圧延差荷重Pdfを用いて蛇行量w及び入側角度θの推定値を算出する。そして、蛇行制御コントローラ100bが、蛇行量w及び入側角度θの推定値と蛇行量wの積分値ωとに基づいてレベリング量Sdfを操作する。これにより、多くの費用及び労力を要することなくオンラインで圧延材の蛇行量を最適に制御することができる。 As is clear from the above description, in the meandering control process according to an embodiment of the present invention, the observer 100a detects the rolling differential load Pdf through the rolling differential load detection unit 102, and the detected rolling differential load. and it calculates the estimated value of the amount of meandering w n and entry side angle theta 1 with P df. The meander controller 100b operates the leveling amount S df based on an estimate of the amount of meandering w n and entry side angle theta 1 and the integrated value omega n of meandering amount w n. Thereby, the meandering amount of the rolled material can be optimally controlled online without requiring much cost and labor.

〔実施例〕
本実施例では、本発明の蛇行制御処理を行った場合と行わなかった場合とにおける圧延材の蛇行量をコンピュータシミュレーションにより評価した。但し、本シミュレーションでは、圧延スタンド間の面内変形弾性梁モデルは、数式(28)に示すものより現実に近い非定常な面内変形弾性梁モデルである数式(26)を用いた。また、本シミュレーションでは、以下の表1に示すパラメータの値を用いた。また、本シミュレーションでは、入側ウェッジを0.1mmとして外乱を与えた。
〔Example〕
In this example, the amount of meandering of the rolled material when the meandering control process of the present invention was performed and when it was not performed was evaluated by computer simulation. However, in this simulation, the in-plane deformed elastic beam model between the rolling stands is an unsteady in-plane deformed elastic beam model that is closer to reality than the formula (28). In this simulation, the parameter values shown in Table 1 below were used. In this simulation, disturbance was given with the entrance wedge set to 0.1 mm.

Figure 0005790636
Figure 0005790636

図7は本発明の蛇行制御処理を行った場合と行わなかった場合とにおける圧延材の蛇行量の計算結果を示す図である。図8は本発明の蛇行制御処理を行った場合における圧延材の蛇行量の計算結果を示す図である。図7に示すように、本発明の蛇行制御処理を行わなかった場合、外乱として与えられた入側ウェッジによって圧延材の蛇行量が時間経過と共に大きくなった。これに対して、本発明の蛇行制御処理を行った場合には、圧延材の蛇行量はほぼ零に制御された。以上のことから、本発明の蛇行制御処理によれば、多くの費用及び労力を要することなくオンラインで圧延材の蛇行量を推定、制御できることが確認された。   FIG. 7 is a diagram showing the calculation results of the meandering amount of the rolled material when the meandering control process of the present invention is performed and when it is not performed. FIG. 8 is a diagram showing a calculation result of the meandering amount of the rolled material when the meandering control process of the present invention is performed. As shown in FIG. 7, when the meandering control process of the present invention was not performed, the meandering amount of the rolled material increased with time due to the entrance-side wedge given as a disturbance. On the other hand, when the meandering control process of the present invention was performed, the meandering amount of the rolled material was controlled to almost zero. From the above, according to the meandering control process of the present invention, it has been confirmed that the meandering amount of the rolled material can be estimated and controlled online without much cost and labor.

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。   The embodiment to which the invention made by the present inventors is applied has been described above, but the present invention is not limited by the description and the drawings that constitute a part of the disclosure of the present invention. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.

10 圧延ロール
11 圧延材
11a 尾端部
12a,12b 圧下装置
21 圧延機剛性モデル
22 バイト内蛇行モデル
23 スタンド間面内変形弾性梁モデル
31,100b 蛇行制御コントローラ
41,100a オブザーバ
100 蛇行制御装置
101 圧延機
102 圧延差荷重検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Roll roll 11 Rolled material 11a Tail end part 12a, 12b Reduction device 21 Rolling mill rigidity model 22 In-plane meandering deformation model 23 Inter-stand surface deformation elastic beam model 31, 100b Meander control controller 41, 100a Observer 100 Meander control apparatus 101 Rolling Machine 102 Rolling differential load detector

Claims (4)

連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御方法であって、
圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された圧延差荷重を用いて前記圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにおいて推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいてレベリング量を操作する蛇行制御ステップと、を含み、
前記蛇行制御ステップは、圧延材の蛇行量及び入側角度とレベリング量とを変数とする評価関数の値が最小になるように前記レベリング量を操作するステップを含むことを特徴とする圧延材の蛇行制御方法。
A rolling meander control method for controlling a meandering amount of a rolled material by operating a leveling amount of a continuous rolling mill,
A detection step for detecting a difference between the rolling load on the working side of the rolling roll and the rolling load on the driving side as a rolling differential load;
An estimation step for estimating an entry side angle, which is a meandering amount of the rolled material and an approach angle of the rolled material to the rolling roll, using the rolling differential load detected in the detecting step;
A meandering control step of manipulating the leveling amount based on the meandering amount and entry side angle of the rolled material and the integral value of the meandering amount estimated in the estimating step ,
The meandering control step includes the step of manipulating the leveling amount so as to minimize the value of the evaluation function having the meandering amount and the entrance side angle and the leveling amount of the rolled material as variables . Meander control method.
連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御装置であって、
圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された圧延差荷重を用いて前記圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいて前記レベリング量を操作する蛇行制御手段と、を備え、
前記蛇行制御手段は、圧延材の蛇行量及び入側角度とレベリング量とを変数とする評価関数の値が最小になるように前記レベリング量を操作することを特徴とする圧延材の蛇行制御装置。
A rolling material meandering control device for controlling a meandering amount of a rolled material by operating a leveling amount of a continuous rolling mill,
Detecting means for detecting a difference between the rolling load on the working side of the rolling roll and the rolling load on the driving side as a rolling differential load;
Estimating means for estimating a meandering amount of the rolled material and an entrance angle that is an approach angle of the rolled material to the rolling roll using the rolling differential load detected by the detecting means;
Meandering control means for manipulating the leveling amount based on the meandering amount and entry angle of the rolled material and the integral value of the meandering amount estimated by the estimating means ,
The meandering control means operates the leveling amount so that the value of the evaluation function having the variables of the meandering amount, the entrance angle and the leveling amount of the rolling material is minimized. .
連続式圧延機のレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御する圧延材の蛇行制御プログラムであって、
圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出処理と、
前記検出処理において検出された圧延差荷重を用いて前記圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定処理と、
前記推定処理において推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいてレベリング量を操作する蛇行制御処理と、
をコンピュータに実行させ
前記蛇行制御処理は、圧延材の蛇行量及び入側角度とレベリング量とを変数とする評価関数の値が最小になるように前記レベリング量を操作する処理を含むことを特徴とする圧延材の蛇行制御プログラム。
A rolling material meandering control program for controlling a meandering amount of a rolled material by operating a leveling amount of a continuous rolling mill,
A detection process for detecting the difference between the rolling load on the working side of the rolling roll and the rolling load on the driving side as a rolling differential load;
An estimation process for estimating the meandering amount of the rolled material and the entry angle of the rolled material into the rolling roll using the rolling differential load detected in the detection process;
A meandering control process for manipulating the leveling amount based on the meandering amount and the entry angle of the rolled material and the integral value of the meandering amount estimated in the estimation process;
To the computer ,
The meandering control process includes a process of manipulating the leveling amount so as to minimize the value of the evaluation function having the meandering amount and the incoming side angle and the leveling amount of the rolled material as variables . Meander control program.
連続式圧延機の圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された圧延差荷重を用いて圧延材の蛇行量及び圧延ロールへの圧延材の進入角度である入側角度を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにおいて推定された圧延材の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいてレベリング量を操作することによって圧延材の蛇行量を制御しつつ圧延材を圧延する圧延ステップと、を含み、
前記圧延ステップは、圧延材の蛇行量及び入側角度とレベリング量とを変数とする評価関数の値が最小になるように前記レベリング量を操作するステップを含むことを特徴とする圧延材の製造方法。
A detection step of detecting a difference between the rolling load on the working side and the rolling load on the driving side of the rolling roll of the continuous rolling mill as a rolling differential load;
An estimation step for estimating a meandering amount of the rolled material and an entrance side angle that is an approach angle of the rolled material to the rolling roll using the rolling differential load detected in the detection step;
Rolling step of rolling the rolled material while controlling the meandering amount of the rolled material by manipulating the leveling amount based on the meandering amount and entry side angle of the rolled material and the integral value of the meandering amount estimated in the estimating step And including
The rolling step includes the step of manipulating the leveling amount so as to minimize the value of the evaluation function having the variables of the meandering amount and the entry side angle and the leveling amount of the rolling material. Method.
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