JP6028871B2 - Thickness control device for rolling mill - Google Patents

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Description

この発明は、圧延機の板厚制御装置に関する。   The present invention relates to a sheet thickness control device for a rolling mill.

特許文献1には、圧延機の板厚制御装置が記載されている。当該板厚制御装置は、圧延スタンドの上流側で測定した圧延材の板厚の情報、当該圧延スタンドの上流側の圧延スタンドの圧延荷重の情報等に基づいて、当該圧延スタンドの塑性係数を同定する。当該板厚制御装置は、同定した塑性係数に基づいて当該圧延スタンドによる圧延材の板厚制御を行う。   Patent Document 1 describes a plate thickness control device for a rolling mill. The sheet thickness control device identifies the plastic coefficient of the rolling stand based on information on the thickness of the rolled material measured on the upstream side of the rolling stand, information on the rolling load of the rolling stand on the upstream side of the rolling stand, etc. To do. The said plate | board thickness control apparatus performs plate | board thickness control of the rolling material by the said rolling stand based on the identified plasticity coefficient.

日本特開2008−126307号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-126307

しかしながら、特許文献1に記載のものは、当該圧延スタンドの上流側の圧延スタンドの情報を下流側にトラッキングして当該圧延スタンドの塑性係数を同定する。このため、圧延材の塑性係数を正確に同定することができない。   However, the one described in Patent Document 1 identifies the plastic coefficient of the rolling stand by tracking information on the rolling stand upstream of the rolling stand to the downstream side. For this reason, the plasticity coefficient of a rolling material cannot be identified correctly.

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、圧延材の塑性係数を正確に同定することができる圧延機の板厚制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. An object of the present invention is to provide a plate thickness control device for a rolling mill that can accurately identify the plasticity coefficient of a rolled material.

この発明に係る圧延機の板厚制御装置は、操作対象の圧延スタンドの圧延荷重実績値とロールギャップ実績値とミル定数とに基づいて、圧延材の硬さを表す塑性係数を同定する塑性係数同定装置、を備えた。   A sheet thickness control device for a rolling mill according to the present invention is a plastic coefficient that identifies a plastic coefficient representing the hardness of a rolled material, based on a rolling load actual value, a roll gap actual value, and a mill constant of a rolling stand to be operated. An identification device.

この発明によれば、圧延材の塑性係数を正確に同定することができる。   According to this invention, the plasticity coefficient of the rolled material can be accurately identified.

この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機の構成図である。It is a block diagram of the rolling mill using the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the rolling mill using the plate thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機で圧延材を圧延する際のミル定数と塑性係数との影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence of the mill constant and plasticity coefficient at the time of rolling a rolling material with the rolling mill using the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機で圧延材を圧延する際のミル定数と塑性係数との影響を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the influence of the mill constant and plasticity coefficient at the time of rolling a rolling material with the rolling mill using the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置の要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機の制御ブロック図の要部である。It is a principal part of the control block diagram of a rolling mill using the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置の塑性係数同定装置が有する塑性係数のテーブルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the table of the plasticity coefficient which the plasticity coefficient identification apparatus of the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention has. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置によるロール偏芯外乱の推定結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the estimation result of the roll eccentric disturbance by the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置による圧延荷重外乱の推定結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the estimation result of the rolling load disturbance by the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2における圧延機の板厚制御装置の制御ブロック図の要部である。It is a principal part of the control block diagram of the plate | board thickness control apparatus of the rolling mill in Embodiment 2 of this invention.

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   A mode for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds in each figure. The overlapping explanation of the part is appropriately simplified or omitted.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機の構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a rolling mill using a rolling mill thickness control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、熱間薄板圧延の圧延スタンドは、4Hiミルである。圧延スタンドは、ハウジング1を備える。ハウジング1内には、圧延ロールとして、上側ワークロール2aと下側ワークロール2bとが設けられる。上側ワークロール2aの軸の一側は、図示しない電動機に連結される。上側ワークロール2aの他側周辺には、作業領域が確保される。下側ワークロール2bの軸の一側は、図示しない電動機に連結される。下側ワークロール2bの他側周辺には、作業領域が確保される。   In FIG. 1, the rolling stand for hot sheet rolling is a 4Hi mill. The rolling stand includes a housing 1. In the housing 1, an upper work roll 2a and a lower work roll 2b are provided as rolling rolls. One side of the shaft of the upper work roll 2a is connected to an electric motor (not shown). A work area is secured around the other side of the upper work roll 2a. One side of the shaft of the lower work roll 2b is connected to an electric motor (not shown). A work area is secured around the other side of the lower work roll 2b.

上側ワークロール2aの上方には、圧延ロールとして、上側バックアップロール3aが設けられる。上側バックアップロール3aは、上側ワークロール2aを支持する。上側バックアップロール3aは、ハウジング1の上部に支持される。上側バックアップロール3aの軸の一側は、図示しない電動機に連結される。上側バックアップロール3aの他側周辺には、作業領域が確保される。   Above the upper work roll 2a, an upper backup roll 3a is provided as a rolling roll. The upper backup roll 3a supports the upper work roll 2a. The upper backup roll 3 a is supported on the upper part of the housing 1. One side of the shaft of the upper backup roll 3a is connected to an electric motor (not shown). A work area is secured around the other side of the upper backup roll 3a.

下側ワークロール2bの下方には、圧延ロールとして、下側バックアップロール3bが設けられる。下側バックアップロール3bは、下側ワークロール2bを支持する。下側バックアップロール3bは、ハウジング1の下部に支持される。下側バックアップロール3bの軸の一側は、図示しない電動機に連結される。下側バックアップロール3bの他側周辺には、作業領域が確保される。   A lower backup roll 3b is provided as a rolling roll below the lower work roll 2b. The lower backup roll 3b supports the lower work roll 2b. The lower backup roll 3 b is supported at the lower part of the housing 1. One side of the shaft of the lower backup roll 3b is connected to an electric motor (not shown). A work area is secured around the other side of the lower backup roll 3b.

上側バックアップロール3aの上方には、圧下装置4が設けられる。例えば、圧下装置4は、電動圧下装置からなる。例えば、圧下装置4は、油圧で駆動する油圧圧下装置からなる。油圧圧下装置は、高速制御し得る。圧下装置4は、ドライブ側圧下装置4aとオペ側圧下装置4bとを備える。ドライブ側圧下装置4aは、上側バックアップロール3aの一側に設けられる。オペ側圧下装置4bは、上側バックアップロール3aの他側に設けられる。   A reduction device 4 is provided above the upper backup roll 3a. For example, the reduction device 4 is an electric reduction device. For example, the reduction device 4 is a hydraulic reduction device that is driven by hydraulic pressure. The hydraulic reduction device can be controlled at high speed. The reduction device 4 includes a drive side reduction device 4a and an operation side reduction device 4b. The drive side reduction device 4a is provided on one side of the upper backup roll 3a. The operation side reduction device 4b is provided on the other side of the upper backup roll 3a.

下側バックアップロール3bの下方には、荷重検出器5が設けられる。荷重検出器5は、ドライブ側荷重検出器5aとオペ側荷重検出器5bとを備える。ドライブ側荷重検出器5aは、下側バックアップロール3bの一側に設けられる。オペ側荷重検出器5bは、上側バックアップロール3aの他側に設けられる。   A load detector 5 is provided below the lower backup roll 3b. The load detector 5 includes a drive side load detector 5a and an operation side load detector 5b. The drive side load detector 5a is provided on one side of the lower backup roll 3b. The operation side load detector 5b is provided on the other side of the upper backup roll 3a.

圧下装置4の下方には、ロールギャップ検出器6が設けられる。ロールギャップ検出器6は、ドライブ側ロールギャップ検出器6aとオペ側ロールギャップ検出器6bとを備える。ドライブ側ロールギャップ検出器6aは、上側バックアップロール3aの一側に設けられる。オペ側ロールギャップ検出器6bは、上側バックアップロール3aの他側に設けられる。   A roll gap detector 6 is provided below the reduction device 4. The roll gap detector 6 includes a drive side roll gap detector 6a and an operation side roll gap detector 6b. The drive-side roll gap detector 6a is provided on one side of the upper backup roll 3a. The operation side roll gap detector 6b is provided on the other side of the upper backup roll 3a.

荷重検出器5の出力側には、圧延荷重測定器7の入力側が接続される。ロールギャップ検出器6の出力側には、ロールギャップ測定器8の入力側が接続される。   The input side of the rolling load measuring device 7 is connected to the output side of the load detector 5. The input side of the roll gap measuring device 8 is connected to the output side of the roll gap detector 6.

圧延荷重測定器7の出力側には、板厚制御器9の入力側が接続される。ロールギャップ測定器8の出力側には、板厚制御器9の入力側が接続される。板厚制御器9の出力側には、ロールギャップ操作手段10の入力側が接続される。ロールギャップ操作手段10の出力側は、圧下装置4の入力側に接続される。   The input side of the plate thickness controller 9 is connected to the output side of the rolling load measuring device 7. The input side of the plate thickness controller 9 is connected to the output side of the roll gap measuring device 8. The input side of the roll gap operating means 10 is connected to the output side of the plate thickness controller 9. The output side of the roll gap operating means 10 is connected to the input side of the reduction device 4.

下側ワークロール2bには、ロール回転数検出器11が設けられる。圧延スタンドの出側には、板厚計12が設けられる。   The lower work roll 2b is provided with a roll rotation number detector 11. A thickness gauge 12 is provided on the exit side of the rolling stand.

圧延材13は、金属で形成される。圧延材13は、上側ワークロール2aと下側ワークロール2bに挟まれる。その結果、圧延材13は延びる。この際、上側バックアップロール3aは、上側ワークロール2aの幅方向のたわみを抑える。下側バックアップロール3bは、下側ワークロール2bの幅方向のたわみを抑える。圧延材13への圧延荷重は、上側ワークロール2a、下側ワークロール2b、上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bを介して、ハウジング1に受け止められる。   The rolled material 13 is made of metal. The rolled material 13 is sandwiched between the upper work roll 2a and the lower work roll 2b. As a result, the rolled material 13 extends. At this time, the upper backup roll 3a suppresses the deflection in the width direction of the upper work roll 2a. The lower backup roll 3b suppresses the deflection in the width direction of the lower work roll 2b. The rolling load on the rolled material 13 is received by the housing 1 through the upper work roll 2a, the lower work roll 2b, the upper backup roll 3a, and the lower backup roll 3b.

ドライブ側荷重検出器5aは、下側バックアップロール3bの一側にかかる荷重を検出する。オペ側荷重検出器5bは、下側バックアップロール3bの他側にかかる荷重を検出する。圧延荷重測定器7は、ドライブ側荷重検出器5aの検出値とオペ側荷重検出器5bの検出値との和を和荷重として計算する。圧延荷重測定器7は、ドライブ側荷重検出器5aの検出値とオペ側荷重検出器5bの検出値との差を差荷重として計算する。図示しないロールベンディング装置が圧延スタンドに設けられる場合、圧延荷重測定器7は、荷重検出器5の検出値をロールベンディング力で補正する際の計算を行う。   The drive side load detector 5a detects the load applied to one side of the lower backup roll 3b. The operation side load detector 5b detects a load applied to the other side of the lower backup roll 3b. The rolling load measuring device 7 calculates the sum of the detection value of the drive side load detector 5a and the detection value of the operation side load detector 5b as a sum load. The rolling load measuring device 7 calculates the difference between the detection value of the drive side load detector 5a and the detection value of the operation side load detector 5b as a differential load. When a roll bending apparatus (not shown) is provided in the rolling stand, the rolling load measuring device 7 performs calculation when correcting the detection value of the load detector 5 with the roll bending force.

ロールギャップ検出器6は、上側ワークロール2aと下側ワークロール2bとの隙間(ロールギャップ)を直接検出しない。ロールギャップ検出器6は、圧下装置4が上側バックアップロール3aを押し下げた量を検出する。ロールギャップ測定器8は、ロールギャップ検出器6の検出値に基づいてロールギャップを計算する。この際、ロールギャップ測定器8は、上側ワークロール2aと下側ワークロール2bとの距離関係を考慮する。   The roll gap detector 6 does not directly detect a gap (roll gap) between the upper work roll 2a and the lower work roll 2b. The roll gap detector 6 detects the amount by which the reduction device 4 pushes down the upper backup roll 3a. The roll gap measuring device 8 calculates the roll gap based on the detection value of the roll gap detector 6. At this time, the roll gap measuring device 8 considers the distance relationship between the upper work roll 2a and the lower work roll 2b.

板厚制御器9は、圧延荷重測定器7の計算値、ロールギャップ測定器8の計算値に基づいて、ロールギャップの設定値を調整する。この際、板厚制御器9は、図1において図示しない同定装置により同定されたミル定数M、塑性係数Qを用いてロールギャップの設定値を調整する。The plate thickness controller 9 adjusts the set value of the roll gap based on the calculated value of the rolling load measuring device 7 and the calculated value of the roll gap measuring device 8. In this case, the plate thickness controller 9 adjusts the setting value of the roll gap with the mill constant M C identified by a not-shown identification apparatus in FIG. 1, a plastic coefficient Q C.

ロールギャップ操作手段10は、板厚制御器9により調整された設定値に基づいてロールギャップを調整する。その結果、圧延材13は、所望の板厚になる。圧延材13の板厚は、板厚計12により計測される。   The roll gap operating means 10 adjusts the roll gap based on the set value adjusted by the plate thickness controller 9. As a result, the rolled material 13 has a desired plate thickness. The plate thickness of the rolled material 13 is measured by a plate thickness meter 12.

この際、ロール回転数検出器11は、下側ワークロール2bの回転数を検出する。ロール回転数検出器11は、下側ワークロール2bの回転位置を検出する。当該検出により、下側ワークロール2bの円周方向の位置が特定される。具体的には、下側ワークロール2bを横から見て円とみなした際に、円周上の基準点の位置が特定される。例えば、鉛直線に対する当該基準点の回転角度が特定される。   At this time, the roll rotation number detector 11 detects the rotation number of the lower work roll 2b. The roll rotation number detector 11 detects the rotation position of the lower work roll 2b. By the detection, the circumferential position of the lower work roll 2b is specified. Specifically, the position of the reference point on the circumference is specified when the lower work roll 2b is regarded as a circle when viewed from the side. For example, the rotation angle of the reference point with respect to the vertical line is specified.

次に、図2を用いて、板厚制御器9の一例を説明する。
図2はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機の制御ブロック図である。
Next, an example of the plate thickness controller 9 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a control block diagram of a rolling mill using the rolling mill thickness control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図2において、制御対象の圧延プロセス14は、ミル定数Mと塑性係数Qとの影響を受ける。具体的には、圧延プロセス14は、第1影響係数14aと第2影響係数14bとを備える。第1影響係数14aは、ロールギャップが圧延荷重に与える影響に対応する。第1影響係数14aは、−MQ/(M+Q)である。第2影響係数14bは、圧延荷重が板厚に与える影響に対応する。第2影響係数14bは、1/Mである。   In FIG. 2, the rolling process 14 to be controlled is affected by the mill constant M and the plasticity factor Q. Specifically, the rolling process 14 includes a first influence coefficient 14a and a second influence coefficient 14b. The first influence coefficient 14a corresponds to the influence of the roll gap on the rolling load. The first influence coefficient 14a is -MQ / (M + Q). The second influence coefficient 14b corresponds to the influence of the rolling load on the plate thickness. The second influence coefficient 14b is 1 / M.

圧延プロセス14には、ロール偏芯外乱ΔSと圧延荷重外乱ΔPとが加わる。ロール偏芯外乱ΔSと圧延荷重外乱ΔPとは直接測定できない。The rolling process 14, applied with roll eccentricity disturbance [Delta] S D and the rolling load disturbance [Delta] P D is. The roll eccentricity disturbance [Delta] S D and the rolling load disturbance [Delta] P D can not be measured directly.

板厚制御器9は、圧延プロセス14に対し、モニターAGC15、ゲージメータAGC16、MMC(ミル定数可変制御)17等を実施する。   The plate thickness controller 9 implements a monitor AGC 15, a gauge meter AGC 16, an MMC (mill constant variable control) 17, etc. for the rolling process 14.

第1制御ブロック18は、板厚計12に計測された板厚実績変化量ΔhACTに基づいて板厚測定値変化量ΔhMESを計算する。この際、第1制御ブロック18は、圧延スタンドから板厚計12までの圧延材13の搬送遅れ時間を考慮する。The first control block 18 calculates the plate thickness measurement value change amount Δh MES based on the plate thickness actual change amount Δh ACT measured by the plate thickness meter 12. At this time, the first control block 18 considers the conveyance delay time of the rolled material 13 from the rolling stand to the plate thickness gauge 12.

モニターAGC15は、製品板厚目標値変更量ΔhxREFと板厚測定値変化量ΔhMESとの偏差に基づいてGM板厚目標値変更量ΔhREFを計算する。The monitor AGC 15 calculates the GM plate thickness target value change amount Δh REF based on the deviation between the product plate thickness target value change amount Δhx REF and the plate thickness measured value change amount Δh MES .

ゲージメータAGC16において、第2制御ブロック16aは、同定されたミル定数Mを用いて表される。第2制御ブロック16aには、応答を調整するための係数αが付加される。第2制御ブロック16aの出力とロールギャップ実績変化量ΔSACTとに基づいて、GM板厚変化量ΔhGMが求まる。In the gauge meter AGC 16, the second control block 16a is represented using mill modulus M C identified. The second control block 16a, the coefficient alpha 1 for adjusting the response is added. Based on the output of the second control block 16a and the roll gap actual change amount ΔS ACT , the GM plate thickness change amount Δh GM is obtained.

ゲージメータAGC16において、ゲージメータ板厚目標値変更量ΔhGM AIMとGM板厚目標値変更量ΔhREFが合算される。その結果、板厚目標値変更量ΔhGM REFが求まる。板厚目標値変更量ΔhGM REFとGM板厚変化量ΔhGMとの偏差はPI制御器16bに入力される。PI制御器16bは、比例ゲインKPGと積分ゲインKIGとラプラス演算子Sで表される。なお、ロールギャップの記号Sは添え字やΔなどを伴うものとし、ラプラス演算子Sは単独で使うものとする。In the gauge meter AGC16, the gauge meter plate thickness target value change amount Δh GM AIM and the GM plate thickness target value change amount Δh REF are added together. As a result, the plate thickness target value change amount Δh GM REF is obtained. The deviation between the plate thickness target value change amount Δh GM REF and the GM plate thickness change amount Δh GM is input to the PI controller 16b. The PI controller 16b is represented by a proportional gain KPG , an integral gain KIG, and a Laplace operator S. It is assumed that the roll gap symbol S is accompanied by a subscript or Δ, and the Laplace operator S is used alone.

PI制御器16bの出力は、補償ゲイン16cに入力される。補償ゲイン16cは、同定されたミル定数M、塑性係数Q、応答を調整するための係数α、αで表される。補償ゲイン16cは、ロールギャップ指令値ΔSSETを計算する。この際、補償ゲイン16cは、操作出力を規格化する。この場合、制御対象のミル定数M、塑性係数Q、係数α、αが変化しても、PI制御器16bの調整が不要となる。The output of the PI controller 16b is input to the compensation gain 16c. The compensation gain 16c is represented by the identified mill constant M C , plastic coefficient Q C , and coefficients α 1 and α 2 for adjusting the response. The compensation gain 16c calculates a roll gap command value ΔS SET . At this time, the compensation gain 16c normalizes the operation output. In this case, adjustment of the PI controller 16b is not necessary even if the mill constant M, plastic coefficient Q, and coefficients α 1 and α 2 to be controlled change.

MMC17は、圧下装置4に高速応答を要求する。このため、圧下装置4が油圧圧下装置でない場合は、MMC17は適用されない。   The MMC 17 requests the reduction device 4 for a high-speed response. For this reason, when the reduction device 4 is not a hydraulic reduction device, the MMC 17 is not applied.

MMC17において、第3制御ブロック17aは、同定されたミル定数Mを用いて表される。MMC17は、第3制御ブロック17aの係数αを調整することにより、応答を調整し得る。例えば、係数αを大きくすれば、応答が速くなる。In MMC17, third control block 17a is represented using mill modulus M C identified. MMC17 by adjusting the coefficient alpha 2 of the third control block 17a, may adjust the response. For example, by increasing the coefficient alpha 2, the response becomes faster.

MMC17において、油圧圧下応答17bは、油圧圧下装置の応答に対応する。油圧圧下応答17bは、補償ゲイン16cの出力と第3制御ブロック17aの出力とを重畳した値に基づいて決定する。その結果、ロールギャップが調整される。   In the MMC 17, the hydraulic pressure reduction response 17b corresponds to the response of the hydraulic pressure reduction device. The hydraulic pressure reduction response 17b is determined based on a value obtained by superimposing the output of the compensation gain 16c and the output of the third control block 17a. As a result, the roll gap is adjusted.

次に、図3を用いて、圧延材13の板厚等に対するミル定数Mと塑性係数Qとの影響を説明する。
図3はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機で圧延材を圧延する際のミル定数と塑性係数との影響を説明するための図である。
Next, the influence of the mill constant M and the plasticity coefficient Q on the thickness of the rolled material 13 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the influence of the mill constant and the plastic coefficient when rolling a rolled material by a rolling mill using the thickness control device of the rolling mill according to Embodiment 1 of the present invention.

図3において、ミルカーブは、ミル伸びの様子を表す。ミル伸びは、ハウジング1等が圧延材13から大きな圧延荷重を受けることにより発生する。圧延荷重が大きければ、ミル伸びも大きくなる。ミルカーブは、2次曲線または3次曲線で近似される。ミルカーブは測定し得る。   In FIG. 3, the mill curve represents the state of mill elongation. Mill elongation occurs when the housing 1 or the like receives a large rolling load from the rolled material 13. The mill elongation increases as the rolling load increases. The mill curve is approximated by a quadratic curve or a cubic curve. The mill curve can be measured.

ミル定数Mは、ミル伸びの比率を表す。ミル定数Mは、指定された圧延荷重におけるミルカーブの傾きで表される。例えば、圧延荷重が600(kN)でミル伸びが1(mm)の場合、ミル定数Mは600(kN/mm)である。   Mill constant M represents the ratio of mill elongation. The mill constant M is represented by the slope of the mill curve at the specified rolling load. For example, when the rolling load is 600 (kN) and the mill elongation is 1 (mm), the mill constant M is 600 (kN / mm).

図3において、塑性カーブは、圧延材13の板厚が変化した際の圧延荷重の変化の様子をプロットすることにより得られる。圧延材13の強度が高い場合、塑性カーブは立つ。圧延材13の温度が低い場合、塑性カーブは立つ。塑性カーブは直接には測定できない。   In FIG. 3, the plastic curve is obtained by plotting the change in rolling load when the plate thickness of the rolled material 13 changes. When the strength of the rolled material 13 is high, a plastic curve is established. When the temperature of the rolling material 13 is low, a plastic curve is established. Plastic curves cannot be measured directly.

塑性係数Qは、圧延材13の硬さを表す。塑性係数Qは、指定された圧延荷重における塑性カーブの傾きで表される。   The plasticity coefficient Q represents the hardness of the rolled material 13. The plastic coefficient Q is represented by the slope of the plastic curve at a specified rolling load.

図3において、初期状態は、ミルカーブと塑性カーブとの交点(a)で表される。この際、ロールギャップはSである。圧延スタンドの入側の圧延材13の板厚はHである。圧延スタンドの出側の圧延材13の板厚はhである。In FIG. 3, the initial state is represented by an intersection (a) between the mill curve and the plastic curve. In this case, the roll gap is S G. The thickness of the rolling material 13 on the entry side of the rolling stand is H. The thickness of the rolled material 13 on the exit side of the rolling stand is h.

圧延材13の温度が下がると、塑性カーブが立つ。この際の状態は、ミルカーブと塑性カーブとの交点(b)で表される。その結果、出側の圧延材13の板厚はh+Δhに増加する。板厚制御によりロールギャップをSからS−ΔSに変更すると、ミルカーブが左側に移動する。この際の状態は、ミルカーブと塑性カーブとの交点(c)で表される。その結果、出側の圧延材13の板厚はh+Δhよりも薄くなる。When the temperature of the rolled material 13 decreases, a plastic curve is established. The state at this time is represented by an intersection (b) between the mill curve and the plastic curve. As a result, the sheet thickness of the rolled material 13 on the exit side increases to h + Δh. When the roll gap is changed from S G to S G -ΔS G by the plate thickness control, the mill curve moves to the left. The state at this time is represented by an intersection (c) between the mill curve and the plastic curve. As a result, the thickness of the rolled material 13 on the exit side is thinner than h + Δh.

次に、図4を用いて、ミル定数Mと塑性係数Qとの影響の詳細を説明する。
図4はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機で圧延材13を圧延する際のミル定数と塑性係数との影響を説明するための図である。
Next, details of the influence of the mill constant M and the plasticity coefficient Q will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining the influence of the mill constant and the plastic coefficient when the rolled material 13 is rolled by a rolling mill using the thickness control device of the rolling mill according to Embodiment 1 of the present invention.

図4において、ミル定数Mは、次の(1)式で表される。 In FIG. 4, the mill constant M is expressed by the following equation (1).

図4の三角形で成り立つ関係式を考えると、tanαは次の(2)式で表される。   Considering the relational expression formed by the triangle of FIG. 4, tan α is expressed by the following expression (2).

(1)式と(2)式より、ゲージメータ式が得られる。ゲージメータ式は次の(3)式で表される。   From the formulas (1) and (2), a gauge meter formula is obtained. The gauge meter equation is expressed by the following equation (3).

図4において、塑性係数Qは次の(4)式で表される。   In FIG. 4, the plastic coefficient Q is expressed by the following equation (4).

図4の三角形で成り立つ関係式を考えると、塑性係数Qは次の(5)式で表される。   Considering the relational expression formed by the triangles in FIG. 4, the plastic coefficient Q is expressed by the following expression (5).

(4)式と(5)式により、塑性係数Qと入側の圧延材13の板厚Hとの関係が得られる。塑性係数Qと入側の圧延材13の板厚Hとの関係は次の(6)式で表される。   From the equations (4) and (5), the relationship between the plastic coefficient Q and the sheet thickness H of the entry-side rolled material 13 is obtained. The relationship between the plastic coefficient Q and the plate thickness H of the rolled material 13 on the entry side is expressed by the following equation (6).

図4において、ロールギャップをΔSだけ開くと、状態は、点(A)から点(B)に移動する。この際、ミル定数Mは、次の(7)式で表される。4, when opening the roll gap by [Delta] S G, the state moves from point (A) to point (B). At this time, the mill constant M is expressed by the following equation (7).

(7)式より、圧延荷重の変化量ΔPは次の(8)式で表される。   From the equation (7), the rolling load change ΔP is expressed by the following equation (8).

塑性係数Qは次の(9)式で表される。   The plasticity coefficient Q is expressed by the following equation (9).

(9)式より、圧延荷重の変化量ΔPは次の(10)式で表される。   From the equation (9), the rolling load variation ΔP is expressed by the following equation (10).

(8)式と(10)式より、圧延材13の板厚の変化量Δhは次の(11)式で表される。   From the equations (8) and (10), the change amount Δh of the thickness of the rolled material 13 is expressed by the following equation (11).

(10)式と(11)式より、圧延荷重の変化量ΔPは、次の(12)式で表される。   From the equations (10) and (11), the rolling load variation ΔP is expressed by the following equation (12).

(3)式より、板厚の変化量Δhは、次の(13)式で表される。   From the equation (3), the thickness variation Δh is expressed by the following equation (13).

次に、図5を用いて、同定装置を説明する。
図5はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置の要部のブロック図である。
Next, the identification device will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the main part of the sheet thickness control apparatus for a rolling mill according to Embodiment 1 of the present invention.

図5に示すように、同定装置は、ミル定数同定装置19と塑性係数同定装置20とを備える。   As shown in FIG. 5, the identification device includes a mill constant identification device 19 and a plastic coefficient identification device 20.

ミル定数同定装置19は、圧延荷重実績変化量ΔPACT、ロールギャップ実績変化量ΔSACT、板厚実績変化量ΔhACT、ロール回転角実績値φに基づいて、ミル定数MIDを計算する。ミル定数MIDは、ゲージメータAGC16、MMC17のミル定数Mcに入力される。この際、ミル定数Mcは、キスロール試験等により別の方法で同定されたミル定数MMESとなる場合もある。The mill constant identification device 19 calculates the mill constant M ID based on the rolling load actual change ΔP ACT , the roll gap actual change ΔS ACT , the sheet thickness actual change Δh ACT , and the roll rotation angle actual value φ 1 . The mill constant M ID is input to the mill constant Mc of the gauge meters AGC16 and MMC17. At this time, the mill constant Mc may be a mill constant MMES identified by another method by a kiss roll test or the like.

塑性係数同定装置20は、圧延荷重実績変化量ΔPACT、ロールギャップ実績変化量ΔSACT、ロール回転角実績値φ、同定されたミル定数に基づいて、塑性係数QIDを計算する。この際、同定されたミル定数は、ミル定数MID又はミル定数MMESから選択される。塑性係数QIDは、ゲージメータAGC16の塑性係数Qに入力される。The plastic coefficient identification device 20 calculates the plastic coefficient Q ID based on the rolling load actual change amount ΔP ACT , the roll gap actual change amount ΔS ACT , the roll rotation angle actual value φ 2 , and the identified mill constant. At this time, the identified mill constant is selected from the mill constant M ID or the mill constant M MES . Plastic factor Q ID is input to the plastic coefficient Q C of the gauge meter AGC 16.

次に、図6を用いて、ミル定数MIDと塑性係数QIDとを計算方法を説明する。
図6はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置を利用した圧延機の制御ブロック図の要部である。
Next, a method for calculating the mill constant M ID and the plasticity coefficient Q ID will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a main part of a control block diagram of a rolling mill using the rolling mill thickness control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図6においては、図2の圧延プロセス14にノイズNが加わって、板厚実績変化量ΔhACTが観測される。In FIG. 6, noise Nh is added to the rolling process 14 of FIG. 2, and the actual plate thickness variation Δh ACT is observed.

図6において、圧延材の板厚の変化量Δhは、ノイズNによる誤差eを用いて次の(14)式で表される。In FIG. 6, the amount of change Δh in the thickness of the rolled material is expressed by the following equation (14) using the error e 1 due to the noise N h .

ロール偏芯外乱ΔSは、圧延ロールの構造、圧延ロールの研磨の精度不良等によって発生する。例えば、オイルベアリングを有する支持ロールにおいてキー溝が数百トンから数千トンの圧延荷重を受けると、軸が上下に移動する。当該移動により、ロール偏芯外乱ΔSが発生する。例えば、キー溝のない圧延ロールにおいて、熱膨張の偏り等により、ロール偏芯外乱ΔSが発生する。Roll eccentricity disturbance [Delta] S D is the structure of the rolling rolls, caused by inaccuracies such polishing of the rolling rolls. For example, in a support roll having an oil bearing, when the keyway receives a rolling load of several hundred tons to several thousand tons, the shaft moves up and down. By the movement, the roll eccentricity disturbance [Delta] S D will occur. For example, in the rolling roll without keyway, the deviation or the like of the thermal expansion, roll eccentricity disturbance [Delta] S D will occur.

ロール偏芯外乱ΔSは、上側バックアップロール3aと下側バックアップロール3bとの回転周期に同期した周期的な外乱とみなし得る。圧延中は、圧延速度が変わる。このため、ロール偏芯外乱ΔSの周期は時間によって変化する。ロール偏芯外乱ΔSは、上側ワークロール2a、下側ワークロール2b、上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bの回転角φ(0度〜360度)に対して一定周期で変化する。Roll eccentricity disturbance [Delta] S D may be considered periodic disturbance synchronizing rotation period of the upper backup roll 3a and a lower backup roll 3b. During rolling, the rolling speed changes. Therefore, the period of roll eccentricity disturbance [Delta] S D varies with time. Roll eccentricity disturbance [Delta] S D is changed at a constant period upper work roll 2a, the lower work roll 2b, the upper backup roll 3a, with respect to the rotation angle phi 1 of the lower backup roll 3b (0 to 360 degrees).

この場合、ロール偏芯外乱ΔSは、k次のフーリエ級数で近似される。具体的には、ロール偏芯外乱ΔSは、次の(15)式で表される。In this case, the roll eccentricity disturbance [Delta] S D is approximated by k-th order Fourier series. Specifically, the roll eccentricity disturbance [Delta] S D is expressed by the following equation (15).

(14)式を変形し、(15)式を用いると、次の(16)式が得られる。   When the equation (14) is modified and the equation (15) is used, the following equation (16) is obtained.

(16)式は、圧延材13のある時刻におけるそれぞれの変数の関係を表した式であり、一般には圧延材13から複数のデータセットが得られ、それぞれのデータセットは(16)式を満たす。複数の(16)式を満たすもっとも確からしいパラメータを推定することで、ミル定数Mなどのパラメータを得ることができる。   The expression (16) is an expression representing the relationship between the respective variables at a certain time of the rolled material 13, and generally a plurality of data sets are obtained from the rolled material 13, and each data set satisfies the expression (16). . By estimating the most probable parameters satisfying the plurality of equations (16), parameters such as the mill constant M can be obtained.

例えば、1本の圧延材13に対し、N個のデータセットが得られた場合、圧延荷重実績変化量ΔPACT、ロールギャップ実績変化量ΔSACT、板厚測定値変化量ΔhACT、ロール回転角実績値φは、それぞれN個得られる。For example, when N data sets are obtained for one rolled material 13, the rolling load actual change amount ΔP ACT , the roll gap actual change amount ΔS ACT , the plate thickness measured value change amount Δh ACT , and the roll rotation angle. actual phi 1 is obtained the N, respectively.

N個のデータを(16)式に当てはめるとN本の連立方程式が得られる。それらをまとめて表記するために、以下に、ベクトルや行列で表される変数を定義する。   When N pieces of data are applied to the equation (16), N simultaneous equations are obtained. In order to express them collectively, variables represented by vectors and matrices are defined below.

Δh−ΔSのデータセットは、N個のΔhACT−ΔSACTの要素を含む列ベクトルYとする。[ΔP I cosφ sinφ・・・cos(kφ) sin(kφ)]のデータセットは、N個のΔPACTの要素を含む列ベクトル、要素が1のみからなるN行1列の行列INX1、N個のφによるsin、cosの値を含むN行2k列の行列Xとする。(16)式の右辺第一項に現れる[1/M aS0S1S1・・・aSkSkを列ベクトルθとする。A data set of Δh−ΔS is a column vector Y 1 including N Δh ACT −ΔS ACT elements. The data set [ΔP I cos φ 1 sin φ 1 ... Cos (kφ 1 ) sin (kφ 1 )] is a column vector including N ΔP ACT elements, and an N-row 1-column matrix including only one element. Let I NX1 be a matrix X 1 of N rows and 2k columns containing sin and cos values of N φ 1 . [1 / M a S0 a S1 b S1 ... A Sk b Sk ] T appearing in the first term on the right side of the equation (16) is defined as a column vector θ 1 .

これらをまとめると、次の(17)式が得られる。ここで、ノイズによる誤差eのデータセットをベクトルEで表した。When these are put together, the following equation (17) is obtained. Here, a data set of error e 1 due to noise is represented by a vector E 1 .

(17)式を解くために、最適化手法を用いる。最適化手法は、いくつか提案されているが、ここでは最も一般的な最小二乗法により同定する例を示す。
θの最小二乗解は、次の(18)式で表される。
In order to solve equation (17), an optimization method is used. Several optimization methods have been proposed. Here, an example of identification by the most general least square method is shown.
The least square solution of θ 1 is expressed by the following equation (18).

ミル定数同定装置19は、(18)式を用いてミル定数MIDを計算する。この際、ミル定数同定装置19は、板厚実績値変化量ΔhACTに対し、圧延スタンドと板厚計12との間の搬送による遅れ時間を補償する。当該補償により、板厚実績値変化量ΔhACTは、圧延荷重実績変化量ΔPACT、ロールギャップ実績変化量ΔSACTと同期する。The mill constant identification device 19 calculates the mill constant M ID using the equation (18). At this time, the mill constant identification device 19 compensates for the delay time due to the conveyance between the rolling stand and the plate thickness meter 12 with respect to the plate thickness actual value change amount Δh ACT . With this compensation, the sheet thickness actual value variation Δh ACT is synchronized with the rolling load actual variation ΔP ACT and the roll gap actual variation ΔS ACT .

ミル定数Mは、ハウジング1、上側ワークロール2a、下側ワークロール2b、上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bの機械特性に大きく依存する。このため、ミル定数MIDは、圧延スタンド毎に計算される。The mill constant M greatly depends on the mechanical characteristics of the housing 1, the upper work roll 2a, the lower work roll 2b, the upper backup roll 3a, and the lower backup roll 3b. For this reason, the mill constant M ID is calculated for each rolling stand.

例えば、圧延スタンドのデータが蓄積されていて、ミル定数がM[1](stored)(kN/mm)と同定されていたとする。同じ圧延スタンドのデータが得られ、ミル定数がM[1](raw)(kN/mm)と同定されたとする。この場合、ミル定数同定装置19は、M[1](raw)を保存する。板厚制御においては、平滑化された新しいミル定数が使用される。平滑化により、データのばらつきによる同定結果の不安定化が抑えられる。新しいミル定数は次の(19)式で表される。   For example, it is assumed that rolling stand data is accumulated and the mill constant is identified as M [1] (stored) (kN / mm). It is assumed that the same rolling stand data is obtained and the mill constant is identified as M [1] (raw) (kN / mm). In this case, the mill constant identification device 19 stores M [1] (raw). In the plate thickness control, a new smoothed mill constant is used. By smoothing, instability of the identification result due to data variation is suppressed. The new mill constant is expressed by the following equation (19).

(19)式において、aは平滑化ゲインである。aは0から1までの値に設定される。aを大きくすると、ミル定数M[1](raw)が新しいミル定数に反映されやすくなる。   In the equation (19), a is a smoothing gain. a is set to a value from 0 to 1. When a is increased, the mill constant M [1] (raw) is easily reflected in the new mill constant.

上側ワークロール2a、下側ワークロール2b又は上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bを交換直後の1本目の圧延材13においては、ミル定数は、交換前のミル定数と若干異なる場合もある。このため、交換直後においては、ミル定数同定装置19は、M[1](raw)の比率を高くする。この場合、新しいミル定数は、aよりも大きい平滑化ゲインAを用いて次の(20)式で表される。   In the first rolled material 13 immediately after the upper work roll 2a, the lower work roll 2b or the upper backup roll 3a, and the lower backup roll 3b are replaced, the mill constant may be slightly different from the mill constant before the replacement. For this reason, immediately after replacement, the mill constant identification device 19 increases the ratio of M [1] (raw). In this case, the new mill constant is expressed by the following equation (20) using a smoothing gain A larger than a.

上側ワークロール2a、下側ワークロール2b又は上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bの交換直後から数本の圧延材13を圧延し、データが安定するまで、Aを継続的に使用してもよい。この場合、上側ワークロール2a、下側ワークロール2b又は上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bの交換後の同定結果が反映されやすくなる。   Even if the upper work roll 2a, the lower work roll 2b or the upper backup roll 3a, the lower backup roll 3b are immediately replaced, several rolled materials 13 are rolled and A is continuously used until the data is stabilized. Good. In this case, the identification result after replacement of the upper work roll 2a, the lower work roll 2b or the upper backup roll 3a, the lower backup roll 3b is easily reflected.

次に、塑性係数Qを同定する方法を以下に示す。基本的な考えは、上に示したミル定数Mと同様である。   Next, a method for identifying the plasticity coefficient Q will be described below. The basic idea is the same as the mill constant M shown above.

図6において、圧延荷重の変化量ΔPは、ノイズNによる誤差eを用いて次の(21)式で表される。In FIG. 6, the rolling load change ΔP is expressed by the following equation (21) using the error e 2 due to the noise N h .

(21)式を変形すると、次の(22)式が得られる。   When the equation (21) is transformed, the following equation (22) is obtained.

この際、wは、以下の(23)式で定義される。 At this time, w is defined by the following equation (23).

圧延材13が圧延される前の状態であるスラブである際、当該スラブは、図示しない加熱路内に配置される。当該加熱炉には、図示しない複数のスキッドが設けられる。複数のスキッドは、ほぼ等間隔で配置される。複数のスキッドは、スラブを支持する。複数のスキッドの内部は水で冷やされる。このため、スラブにおいて、スキッドに触れる部分の温度が下がる。当該部分は、スキッドマークと呼ばれる。   When the rolled material 13 is a slab in a state before being rolled, the slab is arranged in a heating path (not shown). The heating furnace is provided with a plurality of skids (not shown). The plurality of skids are arranged at substantially equal intervals. The plurality of skids support the slab. The interior of the plurality of skids is cooled with water. For this reason, the temperature of the part which touches a skid falls in a slab. This part is called a skid mark.

圧延荷重外乱ΔPは、スキッドマークに同期した周期的な外乱とみなし得る。圧延中は、圧延速度が変わる。このため、圧延荷重外乱ΔPの周期は時間によって変化する。圧延荷重外乱ΔPは、上側ワークロール2a、下側ワークロール2b、上側バックアップロール3a、下側バックアップロール3bの回転角φ(0度〜360度)に対して一定周期で変化する。Rolling load disturbance [Delta] P D may be considered synchronous with periodic disturbance to skid marks. During rolling, the rolling speed changes. Therefore, the period of the rolling load disturbance [Delta] P D varies with time. The rolling load disturbance ΔP D changes at a constant cycle with respect to the rotation angle φ 2 (0 degree to 360 degrees) of the upper work roll 2a, the lower work roll 2b, the upper backup roll 3a, and the lower backup roll 3b.

この場合、wは、k次のフーリエ級数で近似される。具体的には、wは、次の(24)式で表される。   In this case, w is approximated by a k-th order Fourier series. Specifically, w is expressed by the following equation (24).

(22)式を変形し、(23)式、(24)式を用いると、次の(25)式が得られる。   When the equation (22) is modified and the equations (23) and (24) are used, the following equation (25) is obtained.

圧延材13から得られたN個のデータを(25)式に当てはめるとN本の連立方程式が得られる。それらをまとめて表記するために、以下に、ベクトルや行列で表わされる変数を定義する。   When N pieces of data obtained from the rolled material 13 are applied to the equation (25), N simultaneous equations are obtained. In order to express them collectively, variables represented by vectors and matrices are defined below.

ΔPのデータセットは、ΔPACTの要素を含む列ベクトルYとする。[ΔS I cosφ sinφ・・・cos(kφ) sin(kφ)]のデータセットは、N個のΔSACTの要素を含む列ベクトル、要素が1のみからなるN行1列の行列INX1、N個のφによるsin、cosの値を含むN行2k列の行列Xとする。(25)式の右辺第一項に現れる[−MQ/(M+Q) aw0w1w1・・・awkwkを列ベクトルθとする。The data set of ΔP is a column vector Y 2 including elements of ΔP ACT . The data set [ΔS I cos φ 2 sin φ 2 ... Cos (kφ 2 ) sin (kφ 2 )] is a column vector including N ΔS ACT elements, and an N-row 1-column matrix including only one element. Let I NX1 be an N × 2k matrix X 2 containing sin and cos values of N φ 2 . (25) the right-hand side appearing in paragraph of formula [-MQ / (M + Q) a w0 a w1 b w1 ··· a wk b wk] is referred to as column vectors theta 2 T.

これらをまとめると、次の(26)式が得られる。ここで、ノイズによる誤差eのデータセットをベクトルEで表した。When these are put together, the following equation (26) is obtained. Here, a data set of error e 2 due to noise is represented by a vector E 2 .

(17)式と同様に、最小二乗法により(26)式を解く。θの最小二乗解は、次の(27)式で表される。Similarly to equation (17), equation (26) is solved by the least square method. The least square solution of θ 2 is expressed by the following equation (27).

塑性係数同定装置20は、(27)式を用いて塑性係数QIDを計算する。この際、ミル定数Mは、ミル定数MID又はミル定数MMESから選択される。The plastic coefficient identification device 20 calculates the plastic coefficient Q ID using equation (27). At this time, the mill constant M is selected from the mill constant M ID or the mill constant M MES .

塑性係数Qの同定は、ある数のデータが蓄積されたタイミングで実施する。塑性係数同定装置20は、圧延スタンド番号、鋼種、板厚区分、温度範囲を区分指標として、塑性係数のテーブルを持つ。テーブルの1つ1つのセルはロットと呼ばれる。各ロットには、以下の(A)〜(D)の情報が関連付けられる。   The plastic coefficient Q is identified at a timing when a certain number of data is accumulated. The plastic coefficient identification device 20 has a table of plastic coefficients using the rolling stand number, the steel type, the sheet thickness classification, and the temperature range as classification indices. Each cell in the table is called a lot. The following information (A) to (D) is associated with each lot.

(A)当該セルに該当する圧延材13の本数
(B)各圧延材13のID番号と圧延日時
(C)各材料で得られた塑性係数の同定に必要なデータ
(D)前回同定した圧延材13のID番号
(A) Number of rolled material 13 corresponding to the cell (B) ID number and rolling date and time of each rolled material 13 (C) Data necessary for identification of plastic coefficient obtained from each material (D) Roll previously identified ID number of material 13

塑性係数同定装置20は、(A)〜(D)の情報を用いて以下のタイミング(a)又はタイミング(b)で塑性係数QIDを計算する。The plastic coefficient identification device 20 calculates the plastic coefficient Q ID at the following timing (a) or timing (b) using the information (A) to (D).

(a)一定数以上の新規データが蓄積された時点で塑性係数QIDを計算する。
(b)ロットに含まれる圧延材13のデータが採取されるたびに当該ロットのデータを対象として塑性係数QIDを計算する。
(A) The plasticity coefficient Q ID is calculated when a certain number or more of new data is accumulated.
(B) Each time the data of the rolled material 13 included in the lot is collected, the plastic coefficient Q ID is calculated for the data of the lot.

タイミング(a)の場合、エンジニアは、蓄積されたデータ数を見て、適宜判断してもよい。あるデータ数以上になれば自動的に塑性係数QIDを計算してもよい。In the case of timing (a), the engineer may make an appropriate determination by looking at the number of accumulated data. If the number of data exceeds a certain number, the plasticity coefficient Q ID may be automatically calculated.

タイミング(b)の場合、あるロット(圧延スタンド、鋼種、板厚区分、温度範囲)にデータが蓄積されていて、塑性係数がQ[1、2、3、4](stored)(kN/mm)と同定されていたとする。当該ロットと同じ条件の圧延材13のデータが得られ、塑性係数がQ[1、2、3、4](raw)(kN/mm)と同定されたとする。塑性係数同定装置20は、平滑化された新しい塑性係数を当該ロットに保存する。板厚制御においては、平滑化された新しい塑性係数が使用される。平滑化により、データのばらつきによる同定結果の不安定化が抑えられる。新しい塑性係数は次の(27)式で表される。   In the case of timing (b), data is accumulated in a certain lot (rolling stand, steel type, sheet thickness classification, temperature range), and the plasticity coefficient is Q [1, 2, 3, 4] (stored) (kN / mm ). It is assumed that data of the rolled material 13 having the same conditions as the lot is obtained and the plasticity coefficient is identified as Q [1, 2, 3, 4] (raw) (kN / mm). The plastic coefficient identification device 20 stores the new smoothed plastic coefficient in the lot. In the plate thickness control, a new smoothed plasticity coefficient is used. By smoothing, instability of the identification result due to data variation is suppressed. The new plasticity coefficient is expressed by the following equation (27).

(28)式において、bは平滑化ゲインである。bは0から1までの値に設定される。bを大きくすると、塑性係数Q[1、2、3、4](raw)が新しいミル定数に反映されやすくなる。   In the equation (28), b is a smoothing gain. b is set to a value from 0 to 1. When b is increased, the plastic coefficient Q [1, 2, 3, 4] (raw) is easily reflected in the new mill constant.

平滑化は、タイミング(a)の場合にも適用し得る。(28)式とは異なる平滑化が適用される場合もある。   Smoothing can also be applied in the case of timing (a). Smoothing different from the equation (28) may be applied.

次に、図7を用いて、塑性係数Qのテーブルを説明する。
図7はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置の塑性係数同定装置が有する塑性係数のテーブルを説明するための図である。
Next, a table of the plasticity coefficient Q will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining a table of plastic coefficients possessed by the plastic coefficient identification device of the sheet thickness control device of the rolling mill according to Embodiment 1 of the present invention.

図7において、圧延スタンド、鋼種、板厚区分、温度範囲を指定すれば、ただ1つのロットが指定される。その結果、当該ロットは、他のロットと区別される。   In FIG. 7, if a rolling stand, a steel type, a plate thickness classification, and a temperature range are designated, only one lot is designated. As a result, the lot is distinguished from other lots.

次に、図8と図9とを用いて、ミル定数MIDと塑性係数QIDの有効性を説明する。
図8はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置によるロール偏芯外乱の推定結果を説明するための図である。図9はこの発明の実施の形態1における圧延機の板厚制御装置による圧延荷重外乱の推定結果を説明するための図である。
Next, the effectiveness of the mill constant M ID and the plasticity coefficient Q ID will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a diagram for explaining an estimation result of roll eccentric disturbance by the sheet thickness control device of the rolling mill in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 9 is a diagram for explaining an estimation result of the rolling load disturbance by the thickness control device of the rolling mill according to Embodiment 1 of the present invention.

図8に示すように、ロール偏芯外乱の推定値は、実際の外乱の値とほぼ一致する。図9に示すように、圧延荷重外乱の推定値は、実際の外乱の値とほぼ一致する。このため、ミル定数MIDと塑性係数QIDとは正確に計算される。As shown in FIG. 8, the estimated value of the roll eccentric disturbance substantially coincides with the actual disturbance value. As shown in FIG. 9, the estimated value of the rolling load disturbance substantially coincides with the actual disturbance value. For this reason, the mill constant M ID and the plasticity coefficient Q ID are accurately calculated.

以上で説明した実施の形態1によれば、塑性係数同定装置20は、操作対象の圧延スタンドの圧延荷重実績値とロールギャップ実績値とミル定数に基づいて、圧延材13の塑性係数を同定する。このため、圧延材13の塑性係数を正確に同定することができる。   According to the first embodiment described above, the plastic coefficient identification device 20 identifies the plastic coefficient of the rolled material 13 based on the actual rolling load value, the actual roll gap value, and the mill constant of the rolling stand to be operated. . For this reason, the plasticity coefficient of the rolling material 13 can be identified accurately.

また、ミル定数同定装置19は、制御対象の圧延スタンドの圧延荷重実績値とロールギャップ実績値と当該圧延スタンドの下流側にける圧延材の板厚とに基づいて当該圧延スタンドのミル定数を同定する。このため、当該圧延スタンドのミル定数を正確に同定することができる。   Further, the mill constant identification device 19 identifies the mill constant of the rolling stand based on the rolling load actual value, the roll gap actual value, and the thickness of the rolled material on the downstream side of the rolling stand. To do. For this reason, the mill constant of the rolling stand can be accurately identified.

また、ミル定数同定装置19は、当該圧延スタンドの圧延ロールの回転位置に基づいて当該圧延スタンドのミル定数を同定する。具体的には、ミル定数同定装置19は、(18)式を用いてミル定数を計算する。このため、当該圧延スタンドのミル定数をより正確に同定することができる。   The mill constant identification device 19 identifies the mill constant of the rolling stand based on the rotational position of the rolling roll of the rolling stand. Specifically, the mill constant identification device 19 calculates the mill constant using equation (18). For this reason, the mill constant of the rolling stand can be identified more accurately.

また、ミル定数同定装置19は、圧延スタンドに対し、1本の圧延材13のデータが得られる度にミル定数を同定し、過去に同定されたミル定数と平滑化する。圧延スタンドの圧延ロールが交換された際は、ミル定数同定装置19は、最新の同定データを用いる比率を通常よりも高くする。このため、当該圧延スタンドのミル定数をより正確に同定することができる。   The mill constant identification device 19 identifies the mill constant every time data of one rolled material 13 is obtained for the rolling stand, and smoothes it with the mill constant identified in the past. When the rolling rolls of the rolling stand are replaced, the mill constant identification device 19 makes the ratio using the latest identification data higher than usual. For this reason, the mill constant of the rolling stand can be identified more accurately.

また、塑性係数同定装置20は、キスロール試験により求められたミル定数に基づいて圧延材13の塑性係数を同定する。このため、圧延材13の塑性係数をより正確に同定することができる。   Moreover, the plastic coefficient identification device 20 identifies the plastic coefficient of the rolled material 13 based on the mill constant obtained by the kiss roll test. For this reason, the plasticity coefficient of the rolling material 13 can be identified more accurately.

また、塑性係数同定装置20は、当該圧延スタンドの圧延ロールの回転位置に基づいて圧延材13の塑性係数を同定する。具体的には、塑性係数同定装置20は、(26)式を用いて塑性係数を計算する。このため、圧延材13の塑性係数をより正確に同定することができる。   Moreover, the plastic coefficient identification device 20 identifies the plastic coefficient of the rolled material 13 based on the rotational position of the rolling roll of the rolling stand. Specifically, the plastic coefficient identification device 20 calculates the plastic coefficient using equation (26). For this reason, the plasticity coefficient of the rolling material 13 can be identified more accurately.

また、塑性係数同定装置20は、予め採取したデータを用いて圧延材13の塑性係数を同定する。このため、過去のデータを用いて圧延材13の塑性係数を計算することができる。   Moreover, the plastic coefficient identification device 20 identifies the plastic coefficient of the rolled material 13 using data collected in advance. For this reason, the plasticity coefficient of the rolling material 13 is computable using the past data.

また、塑性係数同定装置20は、同一又は類似の鋼種、板厚,圧延温度範囲で区分されたロット毎にデータが予め設定された数だけ蓄積された場合に圧延材13の塑性係数を同定する。このため、圧延材13の塑性係数をより正確に計算することができる。   The plastic coefficient identification device 20 identifies the plastic coefficient of the rolled material 13 when data is accumulated in a preset number for each lot divided by the same or similar steel type, sheet thickness, and rolling temperature range. . For this reason, the plasticity coefficient of the rolling material 13 can be calculated more accurately.

また、塑性係数同定装置20は、同一又は類似の鋼種、板厚、圧延温度範囲で区分されたロットにデータが蓄積される度に圧延材13の塑性係数を同定する。このため、最新のデータにより圧延材13の塑性係数を修正することができる。   Further, the plastic coefficient identification device 20 identifies the plastic coefficient of the rolled material 13 every time data is accumulated in lots divided by the same or similar steel type, sheet thickness, and rolling temperature range. For this reason, the plasticity coefficient of the rolling material 13 can be corrected with the latest data.

なお、当該圧延スタンドの下流側に板厚計12が設けられていない場合は、マスフロー一定則を用いて圧延スタンドの出側における圧延材13の板厚を求めればよい。マスフロー一定則は、次の(29)式で表される。   When the thickness gauge 12 is not provided on the downstream side of the rolling stand, the thickness of the rolled material 13 on the exit side of the rolling stand may be obtained using a constant mass flow rule. The mass flow constant law is expressed by the following equation (29).

(29)式において、添え字Xは板厚計12を設けると仮定した際の板厚計12の直下の位置に対応する。添え字iは当該圧延スタンド番号に対応する。hは圧延材13の板厚である。Vは圧延材13の速度である。fは先進率である。先進率fは、圧延モデルから計算される。VRiは、圧延スタンドの圧延ロールの周速から測定される。In the equation (29), the subscript X corresponds to the position immediately below the thickness gauge 12 when it is assumed that the thickness gauge 12 is provided. The subscript i corresponds to the rolling stand number. h is the thickness of the rolled material 13. V is the speed of the rolled material 13. f is the advanced rate. The advanced rate f is calculated from the rolling model. V Ri is measured from the peripheral speed of the rolling roll of the rolling stand.

実施の形態2.
図10はこの発明の実施の形態2における圧延機の板厚制御装置の制御ブロック図の要部である。なお、実施の形態1と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a main part of a control block diagram of a sheet thickness control device for a rolling mill according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to Embodiment 1 and an equivalent part, and description is abbreviate | omitted.

実施の形態2の板厚制御器9は、同定されたロール偏芯外乱ΔSを用いて制御性能を向上させる。具体的には、ロールギャップ操作手段10は、同定されたロール偏芯外乱ΔSとは逆方向にロールギャップを調整する。当該調整により、ロール偏芯外乱が打ち消される。Thickness controller 9 of the second embodiment, to improve the control performance by using a roll eccentricity disturbance [Delta] S D identified. Specifically, the roll gap operating means 10, the roll eccentricity disturbance [Delta] S D identified adjusting the roll gap in the opposite direction. By this adjustment, the roll eccentric disturbance is canceled out.

現実的には、圧延ロールの位置の特定に誤差があったり、油圧圧下装置の応答が遅れたりする。このため、ロール偏芯外乱を100%補償すると、制御のハンチング等の不具合が発生し得る。このため、調整ゲインKSDが導入される。Actually, there is an error in specifying the position of the rolling roll, or the response of the hydraulic reduction device is delayed. For this reason, when the roll eccentric disturbance is compensated 100%, problems such as control hunting may occur. For this reason, an adjustment gain KSD is introduced.

図10においては、推定されたロール偏芯外乱ΔSに、調整ゲインKSDを乗じて、ロール偏芯補償量ΔS REFが計算される。ロール偏芯補償量ΔS REFは、ロールギャップ指令値ΔSSETに加算される。In Figure 10, to the estimated roll eccentricity disturbance [Delta] S D, it is multiplied by the adjustment gain K SD, roll eccentricity compensation amount [Delta] S D REF is calculated. The roll eccentricity compensation amount ΔS D REF is added to the roll gap command value ΔS SET .

以上で説明した実施の形態2によれば、ロールギャップ操作手段10は、ロール偏芯外乱の影響を低減するように圧延スタンドのロールギャップを調整する。このため、圧延材13の板厚を精度よく制御することができる。   According to Embodiment 2 demonstrated above, the roll gap operation means 10 adjusts the roll gap of a rolling stand so that the influence of roll eccentric disturbance may be reduced. For this reason, the plate | board thickness of the rolling material 13 can be controlled accurately.

なお、実施の形態1及び2の板厚制御装置を4Hiミル以外のミルに適用してもよい。例えば、当該板厚制御装置を上側ワークロール2a及び下側ワークロール2bで構成された2Hiミルに適用してもよい。また、当該板厚制御装置を4Hiミルに中間ロールを付加した6Hiミルに適用してもよい。   In addition, you may apply the plate | board thickness control apparatus of Embodiment 1 and 2 to mills other than a 4Hi mill. For example, you may apply the said board thickness control apparatus to 2Hi mill comprised by the upper side work roll 2a and the lower side work roll 2b. Further, the plate thickness control device may be applied to a 6Hi mill in which an intermediate roll is added to a 4Hi mill.

以上のように、この発明に係る圧延機の板厚制御装置は、圧延材の塑性係数を正確に同定する際に利用できる。   As described above, the sheet thickness control device for a rolling mill according to the present invention can be used for accurately identifying the plasticity coefficient of a rolled material.

1 ハウジング、 2a 上側ワークロール、 2b 下側ワークロール、 3a 上側バックアップロール、 3b 下側バックアップロール、 4 圧下装置、 4a ドライブ側圧下装置、 4b オペ側圧下装置、 5 荷重検出器、 5a ドライブ側荷重検出器、 5b オペ側荷重検出器、 6 ロールギャップ検出器、 6a ドライブ側ロールギャップ検出器、 6b オペ側ロールギャップ検出器、 7 圧延荷重測定器、 8 ロールギャップ測定器、 9 板厚制御器、 10 ロールギャップ操作手段、 11 ロール回転数検出器、 12 板厚計、 13 圧延材、 14 圧延プロセス、 14a 第1影響係数、 14b 第2影響係数、 15 モニターAGC、 16 ゲージメータAGC、 16a 第2制御ブロック、 16b PI制御器、 16c 補償ゲイン、 17 MMC、 17a 第3制御ブロック、 17b 油圧圧下応答、 18 第1制御ブロック、 19 ミル定数同定装置、 20 塑性係数同定装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing, 2a Upper work roll, 2b Lower work roll, 3a Upper backup roll, 3b Lower backup roll, 4 Reduction device, 4a Drive side reduction device, 4b Operation side reduction device, 5 Load detector, 5a Drive side load Detector, 5b Operation side load detector, 6 Roll gap detector, 6a Drive side roll gap detector, 6b Operation side roll gap detector, 7 Rolling load measurement device, 8 Roll gap measurement device, 9 Thickness controller, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Roll gap operation means, 11 Roll rotation speed detector, 12 Sheet thickness meter, 13 Rolled material, 14 Rolling process, 14a 1st influence coefficient, 14b 2nd influence coefficient, 15 Monitor AGC, 16 Gauge meter AGC, 16a 2nd Control block, 16b PI Your vessels, 16c compensation gain, 17 MMC, 17a third control block, 17b hydraulic roll gap response, 18 a first control block, 19 mils constant identifying unit, 20 plastic coefficient identification device

Claims (13)

操作対象の圧延スタンドの圧延荷重実績値とロールギャップ実績値とミル定数とに基づいて、圧延材の硬さを表す塑性係数を同定する塑性係数同定装置、
を備えた圧延機の板厚制御装置。
A plastic coefficient identification device that identifies a plastic coefficient representing the hardness of the rolled material, based on the actual rolling load value, the actual roll gap value, and the mill constant of the rolling stand to be operated.
A thickness control device for a rolling mill equipped with
前記圧延スタンドの圧延荷重実績値とロールギャップ実績値と当該圧延スタンドの下流側における圧延材の板厚とに基づいて前記圧延スタンドのミル定数を同定するミル定数同定装置、
を備え、
前記塑性係数同定装置は、前記ミル定数同定装置により同定されたミル定数に基づいて前記塑性係数を同定する請求項1に記載の圧延機の板厚制御装置。
Mill constant identification device for identifying a mill constant of the rolling stand based on a rolling load actual value and a roll gap actual value of the rolling stand and a thickness of a rolled material on the downstream side of the rolling stand,
With
The sheet thickness control device for a rolling mill according to claim 1, wherein the plastic coefficient identification device identifies the plastic coefficient based on the mill constant identified by the mill constant identification device.
前記ミル定数同定装置は、前記圧延スタンドの下流側における圧延材の搬送速度と前記圧延スタンドの圧延ロールの回転速度を用いたマスフロー一定則に基づいて前記圧延スタンドの下流側における圧延材の板厚を計算する請求項2に記載の圧延機の板厚制御装置。   The mill constant identification device is a plate thickness of the rolling material on the downstream side of the rolling stand based on a mass flow constant law using a conveyance speed of the rolling material on the downstream side of the rolling stand and a rotation speed of the rolling roll of the rolling stand. The thickness control apparatus of the rolling mill of Claim 2 which calculates. 前記ミル定数同定装置は、前記圧延スタンドの圧延ロールの回転位置に基づいて、前記圧延スタンドのミル定数を同定する請求項2に記載の圧延機の板厚制御装置。   The sheet thickness control device for a rolling mill according to claim 2, wherein the mill constant identification device identifies a mill constant of the rolling stand based on a rotational position of a rolling roll of the rolling stand. 前記ミル定数同定装置は、前記圧延スタンドの下流側における圧延材の板厚に対し、当該圧延スタンドから当該圧延材の板厚を計測する板厚計までの搬送時間を補償して板厚測定値変化量を求め、前記圧延スタンドのロールギャップの定常値からの変化量に基づいてロールギャップ実績変化量を求め、前記圧延スタンドの圧延荷重測定値と予め設定された値との偏差に基づいて圧延荷重実績変化量を求め、前記板厚測定値変化量と前記ロールギャップ実績変化量と前記圧延荷重実績変化量と前記圧延ロールの回転位置と前記ミル定数とを含む式に最適化手法を適用して前記ミル定数を同定する請求項4に記載の圧延機の板厚制御装置。 The mill constant identification device compensates the transport time from the rolling stand to the thickness gauge for measuring the thickness of the rolled material , with respect to the thickness of the rolled material on the downstream side of the rolling stand. Obtaining the amount of change, obtaining the actual amount of change in roll gap based on the amount of change from the steady value of the roll gap of the rolling stand, and rolling based on the deviation between the rolling load measurement value of the rolling stand and a preset value The actual load change amount is obtained, and an optimization method is applied to an expression including the plate thickness measurement value change amount, the roll gap actual change amount, the rolling load actual change amount, the rotational position of the rolling roll, and the mill constant. The sheet thickness control device for a rolling mill according to claim 4, wherein the mill constant is identified. 前記ミル定数同定装置は、前記圧延スタンドに対し、1本の圧延材のデータが得られる度に前記圧延スタンドのミル定数を同定し、過去のミル定数と平滑化し、前記圧延スタンドの圧延ロールが交換された際は最新の同定データを用いる比率を通常よりも高くする請求項2〜請求項5のいずれか一項に記載の圧延機の板厚制御装置。   The mill constant identification device identifies the mill constant of the rolling stand every time data of one rolled material is obtained for the rolling stand, smoothes it with the past mill constant, and the rolling roll of the rolling stand The sheet thickness control device for a rolling mill according to any one of claims 2 to 5, wherein when the replacement is performed, a ratio of using the latest identification data is set higher than usual. 前記塑性係数同定装置は、キスロール試験により求められたミル定数に基づいて前記圧延材の塑性係数を同定する請求項1に記載の圧延機の板厚制御装置。   The sheet thickness control device for a rolling mill according to claim 1, wherein the plastic coefficient identification device identifies the plastic coefficient of the rolled material based on a mill constant obtained by a kiss roll test. 前記塑性係数同定装置は、前記圧延スタンドの圧延ロールの回転位置に基づいて、前記圧延材の塑性係数を同定する請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の圧延機の板厚制御装置。   The sheet thickness control of the rolling mill according to any one of claims 1 to 7, wherein the plastic coefficient identification device identifies a plastic coefficient of the rolled material based on a rotational position of a rolling roll of the rolling stand. apparatus. 前記塑性係数同定装置は、前記圧延スタンドの圧延荷重測定値と予め設定された値との偏差に基づいて圧延荷重実績変化量を求め、前記圧延スタンドのロールギャップの定常値からの変化量に基づいてロールギャップ実績変化量を求め、前記圧延荷重実績変化量と前記ロールギャップ実績変化量と前記圧延ロールの回転位置と前記ミル定数と前記塑性係数とを含む式に最適化手法を適用して前記圧延材の塑性係数を同定する請求項8に記載の圧延機の板厚制御装置。   The plastic coefficient identification device obtains a rolling load actual change amount based on a deviation between a rolling load measurement value of the rolling stand and a preset value, and based on a change amount from a steady value of the roll gap of the rolling stand. The roll gap actual change amount is obtained, and the optimization method is applied to an expression including the rolling load actual change amount, the roll gap actual change amount, the rotation position of the rolling roll, the mill constant, and the plastic coefficient. The plate | board thickness control apparatus of the rolling mill of Claim 8 which identifies the plasticity coefficient of a rolling material. 前記塑性係数同定装置は、予め採取したデータを用いて前記圧延材の塑性係数を同定する請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の圧延機の板厚制御装置。   The said plastic coefficient identification apparatus is a plate | board thickness control apparatus of the rolling mill as described in any one of Claims 1-9 which identifies the plastic coefficient of the said rolling material using the data extract | collected previously. 前記塑性係数同定装置は、同一又は類似の鋼種、板厚,圧延温度範囲で区分されたロット毎にデータが予め設定された数だけ蓄積された場合に前記圧延材の塑性係数を同定する請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の圧延機の板厚制御装置。   The plastic coefficient identifying device identifies the plastic coefficient of the rolled material when data of a predetermined number is accumulated for each lot divided by the same or similar steel type, sheet thickness, and rolling temperature range. The plate | board thickness control apparatus of the rolling mill as described in any one of Claims 1-9. 前記塑性係数同定装置は、同一又は類似の鋼種、板厚、圧延温度範囲で区分されたロットにデータが蓄積される度に前記圧延材の塑性係数を同定する請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の圧延機の板厚制御装置。   The plasticity coefficient identification device identifies the plasticity coefficient of the rolled material every time data is accumulated in a lot divided by the same or similar steel type, sheet thickness, and rolling temperature range. A sheet thickness control device for a rolling mill according to claim 1. 前記圧延スタンドの圧延ロールの偏芯に起因するロール偏芯外乱を推定し、当該ロール偏芯外乱の影響を低減するように前記圧延スタンドのロールギャップを調整するロールギャップ操作手段、
を備えた請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の圧延機の板厚制御装置。
Roll gap operating means for estimating roll eccentric disturbance due to eccentricity of the rolling roll of the rolling stand and adjusting the roll gap of the rolling stand so as to reduce the influence of the roll eccentric disturbance;
The plate | board thickness control apparatus of the rolling mill as described in any one of Claims 1-12 provided with these.
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