JP6045420B2 - Hot tandem rolling mill control apparatus and hot tandem rolling mill control method - Google Patents
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Description
本発明は、熱間タンデム圧延ミル制御装置及び熱間タンデム圧延ミルの制御方法に関する。 The present invention relates to a hot tandem rolling mill control device and a control method for a hot tandem rolling mill.
熱間タンデム圧延ミルでは、各圧延スタンドのワークロールの回転速度(以下、単に「速度」と記す)、トルク、モータパワー等の出力が過大にならないことに加えて、隣接した圧延スタンド間のバランスが重要である。とりわけ圧延スタンド間の速度バランスが良くないと、圧延スタンド間で鋼板がたるんだり突っ張ったりするため、不安定圧延や鋼板の品質低下が生じる。生産量を高めるためには圧延速度を大きな値とする必要があるが、圧延中に特定の圧延スタンドの速度やトルクが設備の上限値で制限されると、圧延スタンド間の速度バランスが崩れ、上述した不都合が生じる。 In a hot tandem rolling mill, in addition to the output of the work roll rotation speed (hereinafter simply referred to as “speed”), torque, motor power, etc. of each rolling stand not being excessive, the balance between adjacent rolling stands is important. In particular, if the speed balance between the rolling stands is not good, the steel plates sag or stretch between the rolling stands, resulting in unstable rolling and quality deterioration of the steel plates. In order to increase the production volume, it is necessary to increase the rolling speed, but if the speed and torque of a specific rolling stand are limited by the upper limit of the equipment during rolling, the speed balance between the rolling stands will be disrupted, The inconvenience described above occurs.
上記不都合を解消するために、熱間タンデム圧延ミルの設備仕様の上限を使って圧延し、生産量を最大化する手法が、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された方法は、幅方向プレス設備の幅圧下量等から幅方向圧下時の圧延トルクを推定し、その推定圧延トルクを発生させることが可能な最大速度で圧延するというものである。これにより、プレス装置による幅圧延時間を短縮し、プレス装置の最大能力を発揮させるようにしている。 In order to solve the above inconvenience, Patent Document 1 discloses a technique of rolling using the upper limit of equipment specifications of a hot tandem rolling mill to maximize the production amount. The method disclosed in Patent Document 1 estimates the rolling torque at the time of width direction reduction from the width reduction amount of the width direction press facility, and performs rolling at the maximum speed at which the estimated rolling torque can be generated. is there. Thereby, the width rolling time by a press apparatus is shortened and the maximum capability of a press apparatus is exhibited.
また設備の出力を高めた結果、特定の圧延スタンドの出力が上限値で制限され、圧延スタンド間のロール速度バランスが崩れるのを避けるための手法が、特許文献2に開示されている。特許文献2に開示された方法では、各圧延スタンドのワークロールに加わるトルクを圧延中に動的にバランスさせ、モータに過負荷を与えないで、生産量を高めるようにしている。
Further,
しかしながらこれら従来技術には、以下の問題があった。熱間タンデム圧延ミルでは通常、最終の圧延スタンドの圧延速度(ワークロールの回転速度)を一定値としている。そして、圧延中における各圧延スタンドでの圧下位置やルーパ高さの変更による圧延スタンド間での速度バランスの乱れを、上流側圧延スタンドのロール速度の変更で補償している。補償の結果、特定の圧延スタンドの速度が上限に達すると、圧延スタンド間の速度バランスを維持できない。そのため、この補償分を確保する必要性から、圧延に先立って行われるセットアップ演算における圧延速度の最大値は、設備上限値から一定割合をマージンとして減じた値に設定する必要がある。特許文献1ではこの点への考慮がなく、設備仕様の最大値に基づいて圧延速度を決定するため、熱間タンデム圧延ミルの速度制御には、そのまま適用できなかった。 However, these conventional techniques have the following problems. In a hot tandem rolling mill, the rolling speed of the final rolling stand (work roll rotation speed) is usually a constant value. And the disorder of the speed balance between the rolling stands by the change of the rolling position and looper height in each rolling stand during rolling is compensated by the change of the roll speed of the upstream rolling stand. If the speed of a specific rolling stand reaches the upper limit as a result of compensation, the speed balance between the rolling stands cannot be maintained. Therefore, because of the need to secure this compensation, the maximum value of the rolling speed in the set-up calculation performed prior to rolling needs to be set to a value obtained by subtracting a certain ratio from the equipment upper limit value as a margin. In Patent Document 1, this point is not taken into consideration, and the rolling speed is determined based on the maximum value of the equipment specification. Therefore, it cannot be applied as it is to the speed control of the hot tandem rolling mill.
一方、上記マージンは、大きな値であると各圧延スタンドの出力が上限に達するリスクは小さくなるが、本来発揮できる設備仕様を十分発揮できない。このため生産性が低下する、あるいは圧延速度の低下から鋼板温度を目標値に制御できなくなる場合がある。逆にマージンを小さな値にすると設備仕様の最大値に近い状態で各圧延スタンドを稼動することが可能になるが、圧延中に特定の圧延スタンドが設備仕様の上限値に達するリスクが高まる。圧延中に特定の圧延スタンドが設備仕様の上限値に達すると、圧延スタンド間の圧延速度のバランスの乱れを解消できないので、圧延が不安定になるという問題がある。 On the other hand, if the margin is a large value, the risk that the output of each rolling stand reaches the upper limit is reduced, but the equipment specifications that can be originally exhibited cannot be sufficiently exhibited. For this reason, productivity may fall or it may become impossible to control steel plate temperature to a target value from the fall of rolling speed. Conversely, when the margin is set to a small value, each rolling stand can be operated in a state close to the maximum value of the equipment specification, but the risk that a specific rolling stand reaches the upper limit value of the equipment specification during rolling increases. When a specific rolling stand reaches the upper limit of the equipment specification during rolling, there is a problem that rolling becomes unstable because the balance of the rolling speed between the rolling stands cannot be solved.
以上より、設備上限値と圧延速度の最大値との差分であるマージンは、適切な値に設定する必要がある。特許文献2に記載の手法では、この点への配慮に関する記載はなく、さらに圧延中に特定のモータが過負荷になったときの対処についても、明らかでなかった。
From the above, it is necessary to set the margin, which is the difference between the equipment upper limit value and the maximum rolling speed, to an appropriate value. In the method described in
上記の状況から、設備の能力を最大限に発揮しつつ、圧延中における圧延スタンド間の速度バランスの乱れを抑制する手法が望まれていた。 In view of the above situation, there has been a demand for a method of suppressing the disorder of the speed balance between rolling stands during rolling while maximizing the capacity of the facility.
本発明の一側面の熱間タンデム圧延ミル制御装置は、複数の圧延スタンドを備えた熱間タンデム圧延ミルを制御対象とし、該圧延スタンドに備えられたワークロールで鋼板の圧延を連続的に制御する熱間タンデム圧延ミル制御装置において、以下の構成をとる。
圧延速度が上限に達するリスクが鋼板の特性に依存して異なることに着目して、速度マージンを、鋼板毎に設定可能とし、セットアップ演算で設定可能な圧延速度の最大値を適切化する。
ここで、圧延中に特定の圧延スタンドの圧延速度がロール速度の上限値に達した際に、熱間タンデム圧延ミルの各圧延スタンドの圧延速度を低下させるよう制御を行い、圧延スタンド間の速度バランスの乱れを最小化することがより望ましい。
A hot tandem rolling mill control device according to one aspect of the present invention is a hot tandem rolling mill provided with a plurality of rolling stands, and continuously controls the rolling of a steel sheet with a work roll provided in the rolling stands. In the hot tandem rolling mill control device, the following configuration is adopted.
Focusing on the fact that the risk that the rolling speed reaches the upper limit differs depending on the characteristics of the steel sheet, the speed margin can be set for each steel sheet, and the maximum value of the rolling speed that can be set by the setup calculation is optimized.
Here, when the rolling speed of a specific rolling stand reaches the upper limit of the roll speed during rolling, control is performed so as to reduce the rolling speed of each rolling stand of the hot tandem rolling mill. It is more desirable to minimize the balance disturbance.
本発明によれば、速度マージンを最適化し、設備の能力を最大限に発揮しつつ、圧延中における圧延スタンド間の速度バランスの乱れを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, disorder of the speed balance between the rolling stands during rolling can be suppressed, optimizing a speed margin and exhibiting the capability of an installation to the maximum.
以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
以下に述べる実施の形態は、圧延速度が上限に達するリスクが鋼板の特性に依存して速度マージンが異なることに着目して、鋼板毎に設定可能とし、セットアップ演算で設定可能な圧延速度の最大値を適切化している。また、圧延中に特定の圧延スタンドの圧延速度が上限に達した際に、圧延スタンド間の速度バランスの乱れを最小化する手法である。
Hereinafter, an example of an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the common component and the overlapping description is abbreviate | omitted.
In the embodiment described below, focusing on the fact that the risk that the rolling speed reaches the upper limit depends on the characteristics of the steel sheet and the speed margin is different, it can be set for each steel sheet, and the maximum rolling speed that can be set by the setup calculation The values are appropriate. In addition, when the rolling speed of a specific rolling stand reaches the upper limit during rolling, this is a technique for minimizing the disorder of the speed balance between the rolling stands.
<1.第1の実施の形態>
図1は、本発明の一実施の形態に係る熱間タンデム圧延ミル制御装置の構成を示すブロック図である。
熱間タンデム圧延ミル制御装置100は、制御対象150から稼動実績等の種々の信号を受信し、また制御信号を制御対象150に出力する。まず制御対象150の構成を説明する。
<1. First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hot tandem rolling mill control device according to an embodiment of the present invention.
The hot tandem rolling mill control device 100 receives various signals such as operation results from the
[制御対象(仕上げミル)]
制御対象150は、複数の圧延スタンド(以下、単に「スタンド」と記すことがある)からなる熱間タンデム圧延ミルである。図1の例では、仕上げミル151は、7つの圧延スタンド152(F1〜F7)を圧延材の搬送方向に沿って連続配置した構成となっている。圧延材は、図中左から右に移動する。なお、以降の説明において、7つの圧延スタンドを区別する必要がある場合は、F1〜F7の符号を用いて区別する。
[Control target (finishing mill)]
The controlled
前工程である粗ミル(図示略)で生産された例えば厚さ30mm程度の粗材160は、仕上げミル151の各圧延スタンド152で圧延により順次薄く加工される。そして、最下流側の圧延スタンド(以下、「最終スタンド」と記す)F7出側で最終的に1mm〜10mm程度の鋼板161として、払い出される。粗材160及び鋼板161を直接圧接して圧延を行うのは、各圧延スタンド152に備えられた一対のワークロール153である。以降の説明において「ロール速度」とは、ワークロール153の周速を意味している。本実施の形態では、仕上げミル151の最終スタンドF7出側に、鋼板161の板厚を測定する板厚計154が備えられている。
For example, the
熱間タンデム圧延では、圧延スタンド間のロール速度のバランスが崩れると、圧延スタンド間で鋼板の張力が十分確保できず、不安定圧延が発生したり、逆に高張力により板厚や板幅が縮み、鋼板品質が低下したりする。このため通板時、全ての圧延スタンド152を調和のとれたロール速度で動作させる必要がある。このとき動作の基準となるのが基準圧延速度であり、本実施の形態では、基準圧延速度を以下の手順で算出する。
In hot tandem rolling, if the balance of roll speeds between rolling stands is lost, sufficient steel sheet tension cannot be secured between rolling stands, unstable rolling occurs, and conversely, high tension causes the plate thickness and width to be reduced. Shrinkage and steel plate quality may deteriorate. For this reason, it is necessary to operate all the rolling
まず、圧延速度算出の基準になる圧延スタンド(基準スタンド)を最下流側の圧延スタンド(最終スタンド)とする。最終スタンドF7のワークロール153のモータの最大回転数、モータ系とロール系のギア比、及びワークロール径から最終スタンドF7のワークロール153の最大圧延速度を算出する。そして、最終スタンドF7の圧延速度の指令値を最大圧延速度で除した値を、「基準圧延速度」と定義する。すなわち、基準圧延速度は、基準スタンド(本実施の形態では最終スタンド)の圧延速度の指令値と最大圧延速度との比で表される。この基準圧延速度に基づいて、各圧延スタンドの圧延速度が決定される。
First, a rolling stand (reference stand) serving as a reference for calculating the rolling speed is set as the most downstream rolling stand (final stand). The maximum rolling speed of the
ここで、モータのパワーやトルク、モータの回転能力等から決まる各圧延スタンド152のロール速度の上限値(以下、「上限ロール速度」と記す)を計算する。そして、ある圧延条件(圧延仕様)が与えられた場合において、基準圧延速度を上げたときに最初に圧延速度が上限ロール速度に達する圧延スタンド(以下、「律速スタンド」と記す)を特定する。そして、律速スタンドの最大速度に対応する基準圧延速度を、この圧延条件における基準圧延速度の最大値と定義する。
基準圧延速度Vr_stdに加えて、各圧延スタンド152には個別の速度指令Vri_ssが与えられ、各圧延スタンド152に与えられるワークロール速度の指令Vri_refは、下式(1)のように、基準圧延速度Vr_stdと個別の速度指令Vri_ssを乗じた値となる。逆に、個別の速度指令Vri_ssは、ワークロール速度の指令Vri_refを基準圧延速度Vr_stdで除した値となる。
Here, the upper limit value (hereinafter referred to as “upper limit roll speed”) of the roll speed of each rolling
In addition to the reference rolling speed Vr_std, an individual speed command Vri_ss is given to each rolling
(数1)
Vri_ref=Vri_ss×Vr_std・・・・(1)
(Equation 1)
Vri_ref = Vri_ss × Vr_std (1)
[熱間タンデム圧延ミル制御装置の構成]
次に、熱間タンデム圧延ミル制御装置100の構成を説明する。
図1に示すように、熱間タンデム圧延ミル制御装置100は、セットアップ部101と、速度マージンテーブル102と、速度上限値決定部103と、ドラフトスケジュールテーブル104と、速度パターンテーブル105と、定数テーブル130を備えている。また、熱間タンデム圧延ミル制御装置100は、実績収集部106と、ダイナミック速度上限テーブル107と、上限速度判定部108と、速度指令修正部109と、圧下位置制御部120と、速度制御部121とを備えている。熱間タンデム圧延ミル制御装置100は、例えばコンピュータを用いて構成することができる。
[Configuration of hot tandem rolling mill controller]
Next, the configuration of the hot tandem rolling mill control device 100 will be described.
As shown in FIG. 1, the hot tandem rolling mill control device 100 includes a
セットアップ部101は、圧延される鋼板のそれぞれについて、圧延に先立って上位計算機50から、鋼種、目標板厚、目標板幅等の圧延に必要な情報を受信する。そして、セットアップ部101は、ドラフトスケジュールテーブル104及び速度パターンテーブル105を参照して、各圧延スタンド152に対してワークロール153の圧下位置(ロールギャップ)、ワークロール153のロール速度(ワークロールの周速)、及び圧延荷重等を計算する。
The
速度マージンテーブル102は、基準圧延速度の最大値に対する余裕分であるマージンの値(以下、「速度マージン」と称することがある)を格納する。 The speed margin table 102 stores a margin value (hereinafter also referred to as “speed margin”) that is a margin for the maximum value of the reference rolling speed.
速度上限値決定部103は、各圧延スタンド152の上限ロール速度を計算し、計算の結果をダイナミック速度上限テーブル107に出力する。また、速度上限値決定部103は、速度マージンテーブル102から抽出した基準圧延速度のマージンから、次回圧延される鋼板に対するセットアップ計算において設定が許される基準圧延速度指令の上限値を計算し、セットアップ部101に出力する。
The speed upper
実績収集部106は、制御対象150である仕上げミル151の圧延実績の情報を収集する。
The
上限速度判定部108は、実績収集部106が収集した各圧延スタンド152のロール速度の実績データとダイナミック速度上限テーブル107に格納されている各圧延スタンド152の上限ロール速度から、各圧延スタンド152が速度の制限値を越えていないかを判定する。
The upper limit
速度指令修正部109は、上限速度判定部108でいずれかの圧延スタンド152が上限ロール速度を超えていると判定されたときに、各圧延スタンド152の速度指令を低下する処理を行う。
The speed
速度制御部121は、セットアップ部101が出力した速度指令値と速度指令修正部109から得た速度指令の修正値、さらに実績収集部106から得たロール速度実績値を用いて速度制御を行う。
The
圧下位置制御部120は、セットアップ部101が出力した任意の圧延スタンド152に対する圧下位置指令に対して、板厚計154で計測した鋼板161の実績板厚と目標板厚との差(板厚偏差)等を用いて、実際の圧下位置を制御する。
The reduction
ドラフトスケジュールテーブル104(図3)、速度パターンテーブル105(図4)、速度マージンテーブル(図6)、及びダイナミック速度上限テーブル107(図8)の構成については、後述する。 The configurations of the draft schedule table 104 (FIG. 3), the speed pattern table 105 (FIG. 4), the speed margin table (FIG. 6), and the dynamic speed upper limit table 107 (FIG. 8) will be described later.
以下、熱間タンデム圧延ミル制御装置100の各部の動作を詳細に説明する。
図2は、セットアップ部101が実行する処理を示すフローチャートである。
セットアップ部101は、上位計算機50から、鋼種、目標板厚、目標板幅等の圧延に必要な情報を受信した後、これから圧延される粗材160に対する制御指令を算出する処理を行う。
Hereinafter, the operation of each part of the hot tandem rolling mill control device 100 will be described in detail.
FIG. 2 is a flowchart showing processing executed by the
The
セットアップ部101は、まずドラフトスケジュールテーブル104の対応する項目から、圧延スタンド152の各々において粗材160及び鋼板161をどれくらい薄くするかに対応した情報であるドラフトスケジュールを取り込む。また、セットアップ部101は、速度パターンテーブル105から速度パターンを取り込む(ステップS1)。
First, the
図3は、ドラフトスケジュールテーブル104の構成例を示す説明図である。
図3に示すように、ドラフトスケジュールテーブル104は、粗材160と鋼板161の厚み差に対して、各圧延スタンド152で圧延される値を、厚み差に対する百分率の情報(パーセント値)として格納している。各ドラフトスケジュールは、圧延される鋼板の鋼種、目標の板厚、目標の板幅で各レコードに層別されている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration example of the draft schedule table 104.
As shown in FIG. 3, the draft schedule table 104 stores a value rolled by each rolling
例えば鋼種がSS400、目標板厚が2.5mm、目標板幅が900mmである板厚35mmの粗材160を想定する。図3においてこの粗材160に対するドラフトスケジュールは、目標板厚が2.0〜3.0mm、及び目標板幅が1000mm以下の区分が該当する。板厚35mmの粗材160を板厚2.5mmの鋼板161に圧延するので、その板厚差32.5mmについて、図3の例では、最上流側の圧延スタンドF1ではその24%、その下流側の圧延スタンドF2では16%を圧延することを示している。
すなわち圧延スタンドF1では、下式(2)に示すように、
(数2)
32.5mm×24/100 = 7.8mm・・・・(2)
であるから、35mmの粗材を27.2mm(35mm−7.8mm)に圧延すべきであることを示している。同様に、
(数3)
32.5mm×16/100 = 5.2mm・・・・(3)
であるから、圧延スタンドF2では27.2mmの板を22.0mm(27.2mm−5.2mm)に圧延すべきであることを示している。あるレコードに対して、ドラフトスケジュールの各圧延スタンド152の数値の総和は100であり、同様の計算手順を繰り返すと、最終スタンドF7の出側板厚は目標板厚である2.5mmになる。このようにしてセットアップ部101は、ステップS1で、上位計算機50から受け取った次回圧延される鋼板の鋼種、板厚、板幅からドラフトスケジュールテーブル104の該当するレコードを検索し、各圧延スタンド152の圧延量(パーセント値)を取り込む。
For example, a
That is, in the rolling stand F1, as shown in the following formula (2),
(Equation 2)
32.5mm × 24/100 = 7.8mm (2)
Therefore, it is shown that a 35 mm rough material should be rolled to 27.2 mm (35 mm-7.8 mm). Similarly,
(Equation 3)
32.5mm × 16/100 = 5.2mm (3)
Therefore, the rolling stand F2 indicates that a 27.2 mm plate should be rolled to 22.0 mm (27.2 mm-5.2 mm). For a certain record, the sum of the numerical values of the rolling stands 152 in the draft schedule is 100. When the same calculation procedure is repeated, the exit side plate thickness of the final stand F7 becomes 2.5 mm, which is the target plate thickness. In this way, the
図4は、速度パターンテーブル105の構成例を示す説明図である。
速度パターンテーブル105には、鋼板161の鋼種、目標の板厚及び目標の板幅といった圧延条件ごとに、圧延の各段階における速度が格納されている。すなわち、圧延条件ごとに、最終スタンドF7から鋼板161の先端が払い出されるときの速度(初期速度)、その後の第1加速度、第2加速度、最大速度、最大速度から鋼板161の尾端を圧延する際に終期速度まで減速するときの減速度、及び終期速度が蓄積されている。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the speed pattern table 105.
The speed pattern table 105 stores the speed at each stage of rolling for each rolling condition such as the steel type of the
セットアップ部101は、鋼板161の鋼種、板厚、板幅を判定して、速度パターンテーブル105から対応する速度パターンを抽出する。例えば鋼種がSUS304、板厚2.0〜3.0mm、板幅が100mm以下である場合を想定する。この圧延条件の場合には、初期速度650mpm、第1加速度2mpm/s、第2加速度12mpm/s、定常速度800mpm、減速度6mpm/s、終期速度700mpmが設定されることを示している。
The
次に、セットアップ部101は、圧延温度を推定する(ステップS2)。粗材160及び鋼板161の温度は、不図示の温度計で検出した値と、熱輻射、熱伝達等を考慮した温度予測計算を組み合わせて推定する。温度推定方法は熱力学の文献等で多数紹介されており、さらに圧延における温度変化は、例えば「板圧延の理論と実際(日本鉄鋼協会)」の第6章(圧延における温度変化)で詳しく述べられているので、詳しい説明は省略する。
Next, the
次に、セットアップ部101は、各圧延スタンドで圧延される鋼板の硬さに相当する値である変形抵抗を計算する(ステップS3)。鋼板の変形抵抗については種々の文献で述べられており、例えば「板圧延の理論と実際(日本鉄鋼協会)」の第7章(変形抵抗)に詳しく説明されている。変形抵抗の代表的な計算式として、推定された圧延時の鋼板温度Tを用いて、下式(4)で表される(「板圧延の理論と実際」7.54式)。
Next, the
(数4)
Kf = Kεn(dε/dt)mexp(A/T)・・・・(4)
ただし、ε:ひずみ、(dε/dt):ひずみ速度
K、n、m、A:鋼種ごとに決まる定数
(Equation 4)
Kf = Kε n (dε / dt) m exp (A / T) (4)
Where ε: strain, (dε / dt): strain rate
K, n, m, A: Constants determined for each steel type
次に、セットアップ部101は、各圧延スタンド152のロール速度を計算する(ステップS4)。ステップS1で取り込んだ速度パターンは最終スタンドF7出側の板速なので、これを元に各圧延スタンド152の出側板速を、以下の手順により計算する。まず各圧延スタンド152の出側板速を下式(5)で計算する。
Next, the
(数5)
Vsi = Vs7×hi/h7・・・・(5)
ただし、Vsi:第iスタンドの出側板速
hi:第iスタンドの出側板厚
h7:第7スタンド(最終スタンド)の出側板厚
(Equation 5)
Vsi = Vs7 x hi / h7 (5)
Vsi: Exit side plate speed of i-th stand
hi: Outboard thickness of the i-th stand
h7: Outboard thickness of the 7th stand (final stand)
続いて、先進率を用いて、各圧延スタンド152の出側板速から各圧延スタンド152のロール速度を算出する。先進率は、ロール速度と出側板速の比であり、これらには下式(6)の関係がある。
(数6)
Vri = Vsi/fi・・・・(6)
ただし、Vri:第iスタンドのロール速度
fi:第iスタンドの先進率
先進率は、同様に「板圧延の理論と実際」の第2章(2次元圧延理論)で述べられており、例えば、関数g1を用いて下式(7)のような関係式となることが、広く知られている。
Subsequently, using the advanced rate, the roll speed of each rolling
(Equation 6)
Vri = Vsi / fi (6)
Vri: roll speed of i-th stand
fi: Advanced rate of the i-th stand The advanced rate is also described in Chapter 2 (two-dimensional rolling theory) of “Theory and Practice of Sheet Rolling”. For example, using the function g1, the following equation (7) It is widely known that the relational expression is as follows.
(数7)
f = g1(H、 h、 R´、 tb、 tf、 kf)・・・・(7)
ただし、f:先進率、H:圧延スタンドの入側板厚、h:圧延スタンドの出側板厚、
R´:偏平ロール径、tb:鋼板の後方張力、tf:鋼板の前方張力、
kf:変形抵抗
(Equation 7)
f = g1 (H, h, R´, tb, tf, kf) (7)
Where f: advanced rate, H: entrance side thickness of rolling stand, h: exit side thickness of rolling stand,
R ′: flat roll diameter, tb: backward tension of steel plate, tf: forward tension of steel plate,
kf: Deformation resistance
圧延スタンド毎に上述した式(6)を計算し、各圧延スタンド152のロール速度を求める。
さらに、セットアップ部101は、各圧延スタンド152の圧延荷重を計算する(ステップS5)。圧延荷重の計算方法も同様に「板圧延の理論と実際」の第2章(2次元圧延理論)で述べられている。圧延荷重は変形抵抗が大きいほど、また入側板厚が厚くかつ出側板厚が薄いほど大きな値となり、関数g2を用いて以下のような関係式で表される。
The above formula (6) is calculated for each rolling stand, and the roll speed of each rolling
Further, the
(数8)
p = g2(H、 h、 R´、 tb、 tf、 Kf、 Qp、 Qs)・・・・(8)
ただし、p:圧延荷重、Qp:ピーニング効果、Qs:圧下力関数
(Equation 8)
p = g2 (H, h, R´, tb, tf, Kf, Qp, Qs) ... (8)
Where p: rolling load, Qp: peening effect, Qs: rolling force function
さらに、セットアップ部101は、速度上限値決定部103が上限速度を計算するためのパラメータを、速度制限値算出パラメータとして速度上限値決定部103に出力する(ステップS6)。パラメータは種々あるが、上位計算機50から受信したもの、セットアップ部101のセットアップ計算で求めたもの、定数テーブル130に格納しているものに大別される。
上位計算機50から受信したものとして、各圧延スタンド152のワークロール径、入側と出側の鋼板張力がある。またセットアップ計算で求めたものとして、各圧延スタンド152の荷重や入側と出側の板厚がある。さらに定数テーブル130から読み出すものとして、モータとワークロールのギア比、モータの最大回転速度、最大トルク、最大パワーがある。
Furthermore, the
The information received from the
次に、セットアップ部101は、速度上限値決定部103から、今回のセットアップ計算で許容される基準圧延速度の上限値Vr_std_posを、計算結果として受け取る(ステップS7)。基準圧延速度の上限値Vr_std_posの算出方法は、速度上限値決定部103の処理内容として説明する。
Next, the
次に、セットアップ部101は、ステップS4で計算した各圧延スタンド152のワークロールの定常速度がセットアップ計算で設定可能なロール速度の許容値を超過していないか判定する(ステップS8)。各圧延スタンド152のワークロール速度の許容値Vri_posは、速度の基準スタンドである最終スタンドF7のモータ最大回転数から導かれる最大速度Vr7_max_orgを用いて、下式(9)で計算できる。
Next, the
(数9)
Vri_pos = Vr7_max_org×Vr_std_pos×(h7/hi)×(f7/fi)・・・・(9)
(Equation 9)
Vri_pos = Vr7_max_org × Vr_std_pos × (h7 / hi) × (f7 / fi) (9)
ここで、最大速度Vr7_max_orgは、下式(10)で求められる。
(数10)
Vr7_max_org = Mr7_max×(2×π×R7)/G7・・・・(10)
ただし、Mr7_max:最終スタンドF7のワークロール153のモータの最大回転数
G7:最終スタンドF7のモータ系とロール径のギア比
R7:最終スタンドF7のワークロール153の半径
Here, the maximum speed Vr7_max_org is obtained by the following equation (10).
(Equation 10)
Vr7_max_org = Mr7_max × (2 × π × R7) / G7 (10)
However, Mr7_max: Maximum number of rotations of the
G7: Gear ratio between the motor system of the last stand F7 and the roll diameter
R7: Radius of
セットアップ部101は、各圧延スタンド152のワークロール153の定常速度がセットアップ計算で設定可能なロール速度の許容値を超過していない場合には、ステップS9でワークロール153の圧下位置(ロールギャップ)を計算する(ステップS9)。一般に圧下位置算出の基本部分は、下式(11)の関係式で表されるが、実際には算出精度を上げるため、種々の補正項が付加される。
When the steady speed of the
(数11)
S = h-p/K・・・・(11)
ただし、S:圧下位置、p:圧延荷重、K:ミルばね定数
(Equation 11)
S = hp / K (11)
Where S: Rolling position, p: Rolling load, K: Mill spring constant
ステップS8の判定処理で、いずれかの圧延スタンド152のワークロール153の定常速度がセットアップ計算で設定可能なロール速度の許容値を超過した場合には、速度パターンテーブル105に格納された速度パターンの修正を行う(ステップS10)。ワークロール153のロール速度の許容値を超過した第iスタンドの定常ロール速度を、ワークロール速度の許容値Vri_posに低下させる処理を行う。この結果、速度パターンテーブル105から取り込んだ定常速度V_stabは、下式(12)に従った値に修正される。
When the steady speed of the
(数12)
V_stab=Vri_pos×(1+fi)×hi/h7・・・・(12)
ただし、fi:第iスタンドの先進率、hi:第iスタンドの出側板厚、
h7:最終スタンドF7の出側板厚
(Equation 12)
V_stab = Vri_pos × (1 + fi) × hi / h7 (12)
However, fi: Advanced rate of i-th stand, hi: Outboard thickness of i-th stand,
h7: Outboard thickness of the final stand F7
ステップS10の処理が終了後、ステップS2からの処理を再度実行する。 After the process of step S10 is completed, the process from step S2 is executed again.
図5は、速度上限値決定部103が実行する処理を示すフローチャートである。
まず、速度上限値決定部103は、セットアップ部101が出力した速度制限値算出パラメータを取り込む(ステップS11)。
FIG. 5 is a flowchart showing processing executed by the speed upper
First, the speed upper
次に、速度上限値決定部103は、ステップS12の処理において圧延スタンドF1〜F7の各圧延スタンドの上限ロール速度を算出する。上限ロール速度は、モータ最大回転数の上限に対応したロール速度、圧延トルクの上限に対応したロール速度、モータパワーの上限に対応したロール速度の中で最小の値が対応付けられる。例えば、第iスタンドのモータ最大回転数の上限に対応したロール速度Vri_max1は、下式(13)で与えられる。
Next, the speed upper
(数13)
Vri_max1 = Mri_max×(2×π×Ri)/Gi・・・・(13)
ただし、Mri_max:モータ最大回転数、Gi:ギア比、Ri:ワークロール153の半径
(Equation 13)
Vri_max1 = Mri_max × (2 × π × Ri) / Gi (13)
However, Mri_max: Maximum motor rotation speed, Gi: Gear ratio, Ri:
各圧延スタンド152の圧延トルクTrは、例えば関数g3を用いて下式(14)で与えられる。
(数14)
Tr = g3(Vr、 R、 R´、 H、 h、 P、 tb、 tf、 b、 GL)・・・・(14)
ただし、Vr:ロール速度、R:ロール径、R´:偏平ロール径、H:入側板厚、
h:出側板厚、P:圧延荷重、tb:後方張力、tf:前方張力、
b:圧延材の板幅、GL:ロストルクの定数項
The rolling torque Tr of each rolling
(Equation 14)
Tr = g3 (Vr, R, R ', H, h, P, tb, tf, b, GL) ... (14)
Where Vr: roll speed, R: roll diameter, R ′: flat roll diameter, H: entry side plate thickness,
h: Outboard thickness, P: Rolling load, tb: Back tension, tf: Front tension,
b: Sheet width of rolled material, GL: Constant term of loss torque
圧延トルクも同様に「板圧延の理論と実際」の第2章(2次元圧延理論)で述べられている。したがって、第iスタンドの圧延トルクの上限Tri_maxに対応したロール速度Vri_max2は、下式(15)となる。
(数15)
Vri_max2=g3-1(Tri_max、 Ri、 Ri´、 Hi、 hi、 Pi、 tbi、 tfi、 bi、 GLi)・・・・(15)
The rolling torque is also described in Chapter 2 (Two-dimensional rolling theory) of "Plate rolling theory and practice". Therefore, the roll speed Vri_max2 corresponding to the upper limit Tri_max of the rolling torque of the i-th stand is expressed by the following equation (15).
(Equation 15)
Vri_max2 = g3 -1 (Tri_max, Ri, Ri´, Hi, hi, Pi, tbi, tfi, bi, GLi) ... (15)
モータパワーMpは、例えば下式(16)で与えられる。
(数16)
Mp=a×Vr×Tr/R・・・・(16)
ただし、a:係数、Vr:ロール速度、R:ロール径、Tr:トルク
The motor power Mp is given by the following equation (16), for example.
(Equation 16)
Mp = a × Vr × Tr / R (16)
Where a: coefficient, Vr: roll speed, R: roll diameter, Tr: torque
したがって、第iスタンドのモータパワーの上限Mpi_maxに対応したロール速度Vri_max3は、下式(17)となる。
(数17)
Vri_max3 = Mpi_max×Ri/(a×Tr)・・・・(17)
Therefore, the roll speed Vri_max3 corresponding to the upper limit Mpi_max of the motor power of the i-th stand is expressed by the following equation (17).
(Equation 17)
Vri_max3 = Mpi_max × Ri / (a × Tr) (17)
以上の説明から、次回圧延される鋼板に対応した第iスタンドのロール速度の上限値Vri_maxは、下式(18)となる。
(数18)
Vri_max = Min(Vri_max1、Vri_max2、Vri_max3)・・・・(18)
From the above description, the upper limit value Vri_max of the roll speed of the i-th stand corresponding to the steel sheet to be rolled next time is expressed by the following equation (18).
(Equation 18)
Vri_max = Min (Vri_max1, Vri_max2, Vri_max3) (18)
速度上限値決定部103は、式(18)で算出した各圧延スタンド152のロール速度の上限値をダイナミック速度上限テーブル107に出力する(ステップS12)。
The speed upper
次に、速度上限値決定部103は、基準圧延速度Vr_stdを上昇させたときに、最初に上限に達する圧延スタンド152を特定し、これを律速スタンドとする(ステップS13)。この律速スタンドの上限速度に対応した基準圧延速度の値(基準圧延速度の最大値)をVr_std_maxとする。律速スタンドは、下式(19)で特定される。
(数19)
Min(α1・Vr1_max、α2・Vr2_max、・・・・、Vr7_max)・・・・(19)
Next, when the reference rolling speed Vr_std is increased, the speed upper
(Equation 19)
Min (α1 ・ Vr1_max, α2 ・ Vr2_max, ..., Vr7_max) ... (19)
ここで、αiは第iスタンドのロール速度を最終スタンドのロール速度に換算する係数であり、各圧延スタンド152の先進率と出側板厚、及び最終スタンドの先進率と出側板厚から下式(20)に従って求められる。
(数20)
αi = (1+fi)×hi/{(1+f7)×h7}・・・・(20)
ただし、fi:第iスタンドの先進率、hi:第iスタンドの出側板厚、
f7:最終スタンド(F7)の先進率、h7:最終スタンド(F7)の出側板厚
Here, αi is a coefficient for converting the roll speed of the i-th stand into the roll speed of the final stand, and the following formula (from the advanced rate and outlet side thickness of each rolling
(Equation 20)
αi = (1 + fi) × hi / {(1 + f7) × h7} (20)
However, fi: Advanced rate of i-th stand, hi: Outboard thickness of i-th stand,
f7: Advanced rate of final stand (F7), h7: Outboard thickness of final stand (F7)
次に、速度上限値決定部103は、基準圧延速度の最大値Vr_std_maxを計算する(ステップS14)。式(19)の結果、第jスタンドが律速スタンドのとき、基準圧延速度の最大値Vr_std_maxは、下式(21)で与えられる。
(数21)
Vr_std_max = (αj・Vrj_max/Vr7_max_org)・・・・(21)
Next, the speed upper
(Equation 21)
Vr_std_max = (αj · Vrj_max / Vr7_max_org) (21)
次に、速度上限値決定部103は、速度マージンテーブル102から、速度マージンの値を取り込む(ステップS15)。
Next, the speed upper
図6は、速度マージンテーブル102の構成例を示す説明図である。
既述したように、速度マージンV_marは、基準圧延速度の最大値Vr_std_maxに対して、セットアップ計算で実際に設定可能な基準圧延速度であるVr_std_pos、との間の差分を示しており、これらの関係は、下式(22)で与えられる。ただし、Vr_std_posは、圧延スタンド152のワークロール153の速度の制限値(以下、「速度制限値」と記す)である。
(数22)
Vr_std_pos = Vr_std_max-V_mar・・・・(22)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration example of the speed margin table 102.
As described above, the speed margin V_mar indicates the difference between the maximum value Vr_std_max of the reference rolling speed and the reference rolling speed Vr_std_pos that can actually be set in the setup calculation, and these relations Is given by the following equation (22). However, Vr_std_pos is a speed limit value of the
(Equation 22)
Vr_std_pos = Vr_std_max-V_mar (22)
図6では、鋼板161の鋼種、板厚、及び板幅に対応して速度マージンV_marが格納されている例を示している。図6において例えば、鋼種がSS400、板厚が2.0〜3.0mm、板幅が1000mm以下のときに、速度マージンV_marが0.10であることを示している。すなわち基準圧延速度の最大値Vr_std_maxに対して0.1減じた基準圧延速度の設定が、許容されることを示している。
FIG. 6 shows an example in which the speed margin V_mar is stored corresponding to the steel type, plate thickness, and plate width of the
速度上限値決定部103は、速度制限値Vr_std_posを、セットアップ部101に出力する(ステップS16)。
The speed upper
圧下位置制御部120は、セットアップ部101から受信した圧下位置指令を、圧延荷重の実績の変化や板厚計154で検出した実績板厚と目標板厚の差を反映して補正し、補正後の値を制御対象150に出力する。圧下位置の制御はAGC(Automatic Gauge Control)と呼ばれ、Bisra AGC、Monitor AGC、Gauge meter AGC等、種々の手法が知られている。また、圧下位置が変化すると入側鋼板と出側鋼板のマスフローの値が変化することに対して、これを補償するために圧下位置が変化した圧延スタンドとこの圧延スタンドから見た上流側の圧延スタンドのロール速度を変化させる必要がある。このような速度指令の補正量(速度補正量)が、圧下位置制御部120から速度制御部121に対して出力される。
The reduction
また、速度制御部111は、セットアップ部101が出力した速度指令に、速度補正量を加算した値を指令値としてワークロール153の速度制御を行う。速度補正量としては圧下位置制御部120から出力される値の他に、タンデム圧延の速度バランスを保つために、下流側の圧延スタンドの速度指令変化量に対応した値を上流側の圧延スタンドの速度補正量として順次伝播させる、いわゆるサクセシブ制御における速度補正量(以下、「サクセシブ補正量」とも記す)がある。すなわち、第i+1スタンドの速度をVr(i+1)_compだけ変化させる場合、上流側の第iスタンドのロール速度をVri_scだけ変化させて、タンデム圧延の速度バランスを保つ必要がある。第iスタンドのサクセシブ速度補正量は、下流側の第i+1スタンドの速度変化量を用いて、例えば下式(23)のように計算できる。
(数23)
Vri_sc= Gsc×[Vr(i+1)_comp]×(Vri/Vr(i+1))・・・・(23)
ただし、Vri_sc:第iスタンドのサクセシブ補正量
Vr(i+1)_comp:第i+1スタンドの速度指令変化量
Vri:第iスタンドのロール速度
Vr(i+1):第i+1スタンドのロール速度
Gsc:定数
Further, the speed control unit 111 performs speed control of the
(Equation 23)
Vri_sc = Gsc × [Vr (i + 1) _comp] × (Vri / Vr (i + 1)) (23)
Where Vri_sc is the amount of successful correction for the i-th stand
Vr (i + 1) _comp: Speed command change amount for the i + 1th stand
Vri: i-stand roll speed
Vr (i + 1): Roll speed of stand i + 1
Gsc: Constant
さらに第iスタンドの上流側に圧延スタンドがある場合には、Vri_scを速度変化量として、第i−1スタンドの速度指令を補正する処理が行われる。この処理は、最上流側にある圧延スタンドF1の速度指令を補正するまで順次行われる。速度制御部121は、セットアップ部101から受け取った速度指令と圧下位置制御部120から受け取った速度補正量、さらにサクセシブ速度補正量を加算して得られた各圧延スタンド152に対する速度指令と実績収集部106から得た実績速度との偏差を低減するための速度制御を行う。速度制御系は、例えばASR(Automatic Speed Control)と呼ばれる比例・積分の制御系で構成される。
Further, when there is a rolling stand on the upstream side of the i-th stand, processing for correcting the speed command of the i-th stand is performed using Vri_sc as the speed change amount. This process is sequentially performed until the speed command of the rolling stand F1 on the most upstream side is corrected. The
図7は、上限速度判定部108が実行する処理を示すフローチャートである。
上限速度判定部108は、圧延開始のトリガを受けて起動し、圧延中にロール速度の上限値を超えた圧延スタンド152があるかどうかを判定する処理を行うものである。
FIG. 7 is a flowchart showing processing executed by the upper limit
The upper limit
まず、上限速度判定部108は、ダイナミック速度上限テーブル107から、各圧延スタンド152のロール速度の上限値を取り込む(ステップS21)。
First, the upper limit
図8は、ダイナミック速度上限テーブル107の構成例を示す説明図である。
ダイナミック速度上限テーブル107では、次回圧延される鋼板に対して速度上限値決定部103が算出して出力した各圧延スタンド152のロール速度上限値(図8では最大速度と表記)を格納している。図8の例では、例えば圧延スタンドF1の上限のロール速度が320mpmであるという情報(レコード)が格納されている。同様に、圧延スタンドF2〜F7のロール速度上限値が格納されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration example of the dynamic speed upper limit table 107.
The dynamic speed upper limit table 107 stores the roll speed upper limit value (denoted as the maximum speed in FIG. 8) of each rolling stand 152 calculated and output by the speed upper
次に、上限速度判定部108は、実績収集部106から各圧延スタンド152のロール速度の実績値を取り込む(ステップS22)。
Next, the upper limit
次に、上限速度判定部108は、各圧延スタンド152のロール速度上限値と実績値を比較し、ロール速度上限値を超過した圧延スタンド152があるかどうかを判定する(ステップS23)。
Next, the upper limit
ステップS23の判定処理において上限速度を超過した圧延スタンド152があった場合には、上限速度判定部108は、上限速度の超過があったことを速度指令修正部に通知する(ステップS24)。一方、上限速度を超過した圧延スタンド152が存在しない場合には、上限速度判定部108は、ステップS25の判定処理に移行する。
If there is a rolling
上限速度判定部108は、当該鋼板161の圧延が終了したか否かを判定する(ステップS25)。圧延が終了していた場合には、上限速度判定部108による処理を終え、圧延が終了していなければステップS22〜S25の処理を繰り返す。
The upper limit
図9は、速度指令修正部109が実行する処理を示すフローチャートである。
速度指令修正部109は、上限速度判定部108と同様に圧延開始のトリガを受けて起動し、ロール速度上限値を超過した圧延スタンド152があるかどうかを判定する処理を行う。
FIG. 9 is a flowchart showing processing executed by the speed
Similar to the upper limit
まず、速度指令修正部109は、当該鋼板161の圧延が終了したか否かを判定する(ステップS31)。圧延が終了していた場合には、速度指令修正部109による処理を終え、圧延が終了していなければステップS32へ以降する。
First, the speed
次に、ステップS31において圧延が終了していない場合には、速度指令修正部109は、上限速度判定部108から上限速度超過スタンドありの通知があったかどうかを判定する(ステップS32)。
Next, when the rolling has not ended in step S31, the speed
ステップS32の判定処理において、上限速度超過スタンドありの通知がない場合には、速度指令修正部109は、ステップS31〜S32の処理を繰り返す。一方、上限速度判定部108から上限速度超過スタンドありの通知があった場合には、最終スタンドF7のロール速度を低下させるよう速度制御部121に指示する(ステップS33)。最終スタンドF7のロール速度が補正されると、式(20)に基づくサクセシブ制御により上流側の圧延スタンド152のロール速度が順次補正され、各圧延スタンド152の速度バランスが維持される。
In the determination process of step S32, when there is no notification that there is an upper limit speed excess stand, the speed
ステップS33の処理が終了後、速度指令修正部109は、ステップS31へ移行し、圧延中にステップS31〜ステップS33の処理を繰り返す。
After the process of step S33 is complete | finished, the speed
上述したように本実施の形態では、速度マージンテーブル102が、基準圧延速度の上限値からのマージン(余裕分)を、鋼板の鋼種、板厚、板幅の少なくとも一つに対応付けて蓄積している。
速度上限値決定部103は、圧延に先立ったセットアップ演算で算出された圧延荷重や圧延速度から各圧延スタンド152の圧延トルク、モータパワーを算出し、これらとそれぞれの上限値との比較から、各圧延スタンド152の速度制限値(許容される基準圧延速度)を算出する。
次回圧延する鋼板の仕様に対応付けて速度マージンテーブル102から抽出した基準圧延速度のマージン(V_mar)を考慮して、次回圧延される鋼板の基準圧延速度の指令値(ロール速度上限値)を決定する。
また速度上限値決定部103は各圧延スタンド152の上限速度(ロール速度上限値)を、ダイナミック速度上限テーブル107に出力する。
As described above, in the present embodiment, the speed margin table 102 stores the margin (margin) from the upper limit value of the reference rolling speed in association with at least one of the steel type, sheet thickness, and sheet width of the steel sheet. ing.
The speed upper limit
In consideration of the reference rolling speed margin (V_mar) extracted from the speed margin table 102 in association with the specifications of the steel sheet to be rolled next time, the reference value (roll speed upper limit value) of the steel sheet to be rolled next time is determined. To do.
Moreover, the speed upper
一方、圧延中、上限速度判定部108は各圧延スタンド152の圧延速度実績値を取り込み、ダイナミック速度上限テーブル107の値を参照して、上限速度を超えた圧延スタンド152の有無を判定する。そして、上限速度を超えた圧延スタンド152があった場合には、速度指令修正部109にその旨を通知する。速度指令修正部109は、特定の圧延スタンド152が上限速度を超えていると判定されたときに、該当圧延スタンドの速度超過を解消するために、最終スタンドのロール速度を低下させる。
On the other hand, during rolling, the upper limit
このように、基準圧延速度の速度マージンを圧延条件(圧延仕様)により最適化することで、設備能力を最大限発揮する、ワークロールに対する速度設定が行える。
また圧延中に特定の圧延スタンドでロール速度が上限に達したときには,最終スタンドを基点に圧延速度を低下する処理を行うことにより、タンデム圧延の速度バランスを維持した状態で、圧延を継続できる。
Thus, by optimizing the speed margin of the reference rolling speed according to the rolling conditions (rolling specifications), it is possible to set the speed for the work roll to maximize the equipment capacity.
Further, when the roll speed reaches the upper limit at a specific rolling stand during rolling, the rolling can be continued in a state where the balance of the tandem rolling speed is maintained by performing a process of reducing the rolling speed with the final stand as a base point.
その結果、熱間タンデム圧延ミルにおいて、各圧延スタンドの設備能力を最大限発揮した圧延を行うことが可能になる。それゆえ、圧延速度や生産性を高められるとともに、圧延中にスタンド間の速度バランスの乱れを抑制することで、安定圧延と鋼板の高品質化が実現できる。 As a result, in the hot tandem rolling mill, it is possible to perform rolling that maximizes the equipment capacity of each rolling stand. Therefore, the rolling speed and productivity can be increased, and stable rolling and high quality steel sheet can be realized by suppressing the disorder of the speed balance between the stands during rolling.
<2.第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態として、上限速度超過スタンドがある場合に、速度指令修正部109が最終スタンドのロール速度の値ではなく、基準圧延速度の値を低下させる場合の例を示す。
<2. Second Embodiment>
As a second embodiment of the present invention, an example in which the speed
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る速度指令修正部109が実行する処理を示すフローチャートである。
まず、速度指令修正部109は、当該鋼板161の圧延が終了したか否かを判定する(ステップS41)。圧延が終了していた場合には、速度指令修正部109による処理を終え、圧延が終了していなければステップS42へ以降する。
FIG. 10 is a flowchart showing processing executed by the speed
First, the speed
次に、ステップS41において圧延が終了していない場合には、速度指令修正部109は、上限速度判定部108から上限速度超過スタンドありの通知があったかどうかを判定する(ステップS42)。
Next, when the rolling has not ended in step S41, the speed
ステップS42の判定処理において、上限速度超過スタンドありの通知がない場合には、速度指令修正部109は、ステップS41〜S42の処理を繰り返す。一方、上限速度判定部108から上限速度超過スタンドありの通知があった場合には、基準圧延速度の指令値を低下させるよう速度制御部121に指示する(ステップS43)。基準圧延速度が補正されると、基準スタンドを基点に式(20)に基づくサクセシブ制御により各圧延スタンド152のロール速度が順次補正され、各圧延スタンド152の速度バランスが維持される。
In the determination process of step S42, when there is no notification that there is an upper limit speed excess stand, the speed
ステップS43の処理が終了後、速度指令修正部109は、ステップS41へ移行し、圧延中にステップS41〜ステップS43の処理を繰り返す。
After the process of step S43 is complete | finished, the speed command correction |
基準圧延速度の低下量としては、例えば0.01のように予め定められた一定値を減じてもよいし、2%のように予め定められた一定割合を減じることもできる。この結果、各圧延スタンド152のロール速度が、タンデム圧延のバランスを維持した状態で、一斉に低下する。 As a reduction amount of the reference rolling speed, a predetermined constant value such as 0.01 may be reduced, or a predetermined constant ratio such as 2% may be reduced. As a result, the roll speeds of the respective rolling stands 152 are simultaneously reduced while maintaining the balance of the tandem rolling.
第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の作用効果に加え、以下のような作用、効果が得られる。圧延中に特定の圧延スタンドでロール速度が上限に達した場合に、基準スタンドに対する基準圧延速度を調整して、各圧延スタンド152の圧延速度を低下する処理を行うことにより、タンデム圧延の速度バランスを維持した状態で、圧延を継続できる。
According to the second embodiment, the following operations and effects can be obtained in addition to the same operations and effects as those of the first embodiment. When the roll speed reaches the upper limit at a specific rolling stand during rolling, the speed balance of tandem rolling is adjusted by adjusting the reference rolling speed with respect to the reference stand and reducing the rolling speed of each rolling
<3.第3の実施の形態>
図11は、本発明の第3の実施の形態に係る熱間タンデム圧延ミル制御装置の構成例を示すブロック図である。
以下、本発明の第3の実施の形態として、上述した第1の実施の形態をエッジャ1110と2つの圧延スタンドR1,R2を備える粗ミル1102と、5つの圧延スタンド152(F1〜F5)を備える仕上げミル1103から構成される制御対象1101に適用した場合の例を示す。制御対象1101のこのような構成は、いわゆるミニミルと呼ばれる。
<3. Third Embodiment>
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a hot tandem rolling mill control device according to the third embodiment of the present invention.
Hereinafter, as a third embodiment of the present invention, the first embodiment described above is replaced with an
本実施の形態では、合計7つの圧延スタンドに加えて、エッジャ1110のロール速度の上限値も考慮して、圧延速度の最大値を考える必要がある。鋼板1105が厚いとき、またはスラブ1104と鋼板1105の板厚差が小さいとき、エッジャ1110のロール速度が圧延速度を律速することがある。この場合でも、上記の第1又は第2の実施の形態で実現された構成をそのまま適用することにより、熱間タンデム圧延ミルの設備能力を発揮した圧延を実現できる。
In the present embodiment, it is necessary to consider the maximum value of the rolling speed in consideration of the upper limit value of the roll speed of the
なお、上述した第1及び第3の実施の形態では圧延速度の基準スタンドを、一般的な熱間圧延制御にならい最下流側の圧延スタンド(F7)としたが、最上流側の圧延スタンド等の、他の圧延スタンドを圧延速度の基準スタンドとすることもできる。 In the first and third embodiments described above, the rolling speed reference stand is the most downstream rolling stand (F7) following general hot rolling control, but the most upstream rolling stand or the like. Other rolling stands can be used as a reference stand for rolling speed.
また、圧延中に特定の圧延スタンドでロール速度が上限に達したときに、最終スタンドを基点に圧延速度を低下する処理を行うようにしたが、最終スタンド以外の圧延スタンドの圧延速度を低下させる処理をおこなってもよい。 Also, when the roll speed reaches the upper limit at a specific rolling stand during rolling, the rolling speed is reduced from the final stand, but the rolling speed of the rolling stands other than the final stand is reduced. Processing may be performed.
また、上述した第1〜第3の実施の形態において、セットアップ部101はドラフトスケジュールから計算を始めて、各圧延スタンドにおける圧延荷重、圧下位置、ロール速度を計算する構成とした。この構成の他に、荷重バランスから各値の計算を始める手法も知られており、本発明は、この場合にも同様に適用できる。
In the first to third embodiments described above, the
また、上述した第1〜第3の実施の形態において、圧延条件として、鋼板の鋼種、板厚、板幅の例を説明したが、少なくとも鋼板の鋼種、板厚、板幅の一以上を含むものであればよい。あるいは、他の項目を圧延条件に加えてもよい。 Moreover, in the 1st-3rd embodiment mentioned above, although the example of the steel grade, board thickness, and board width of a steel plate was demonstrated as rolling conditions, at least one or more of steel grade, board thickness, and board width of a steel plate are included. Anything is acceptable. Alternatively, other items may be added to the rolling conditions.
また、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、上記した実施の形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加・置換、削除をすることが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other modifications and application examples without departing from the gist of the present invention described in the claims.
For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. A part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Is also possible. Further, it is possible to add, replace, or delete other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、または、ICカード、SDカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。 Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing units, and the like may be realized by hardware, for example, by designing a part or all of them with an integrated circuit. Further, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software for interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be held in a recording device such as a memory, a hard disk, or an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or an optical disk. .
図12は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ)のハードウェアの構成例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of a computer (for example, a personal computer) that executes the above-described series of processing by a program.
コンピュータにおいて、CPU201,ROM(Read Only Memory)202,RAM203は、バス204により相互に接続されている。
In the computer, a
バス204には、さらに、入出力インターフェース205が接続されている。入出力インターフェース205には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部206、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部207、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記録部208、ネットワークインターフェースなどよりなる通信部209が接続されている。さらに、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア211を駆動するドライブ210が接続されている。
An input /
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU201が、例えば、記録部208に記録されているプログラムを、入出力インターフェース205及びバス204を介して、RAM203にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
In the computer configured as described above, the
コンピュータ(CPU201)が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD−ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等)、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア211に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。 The program executed by the computer (CPU 201) is, for example, a magnetic disk (including a flexible disk), an optical disk (CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), etc.), a magneto-optical disk, or a semiconductor. The program is recorded on a removable medium 211 that is a package medium composed of a memory or the like, or provided via a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital satellite broadcasting.
そして、プログラムは、リムーバブルメディア211をドライブ210に装着することにより、入出力インターフェース205を介して、記録部208にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部209で受信し、記録部208にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM202や記録部208に、あらかじめインストールしておくことができる。
The program can be installed in the
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。 The program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.
100…熱間タンデム圧延ミル制御装置、 101…セットアップ部、 102…速度マージンテーブル、 103…速度上限値決定部、 104…ドラフトスケジュールテーブル、 105…速度パターンテーブル、 106…実績収集部、 107…ダイナミック速度上限テーブル、 108…上限速度判定部、 109…速度指令修正部、 120…圧下位置制御部、 121…速度制御部、 150…制御対象、 151…仕上げミル、152…圧延スタンド、 153…ワークロール、 160…粗材、 161…鋼板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Hot tandem rolling mill control apparatus, 101 ... Setup part, 102 ... Speed margin table, 103 ... Speed upper limit determination part, 104 ... Draft schedule table, 105 ... Speed pattern table, 106 ... Performance collection part, 107 ... Dynamic Speed upper limit table 108 108 Upper
Claims (7)
複数の前記圧延スタンドの圧延速度算出の基準になる圧延スタンドである所定の基準スタンドの基準圧延速度の最大値と設定可能な圧延速度指令の最大値との差分に対応した値である速度マージンを、圧延条件と対応付けて格納する速度マージンテーブルと、
圧延される前記鋼板に対する各圧延スタンドの圧延速度の上限値を算出し、前記基準スタンドの前記基準圧延速度を上げたときに最初に前記圧延速度の上限値に達する圧延スタンドを律速スタンドとして特定し、該律速スタンドの前記圧延速度の上限値に対応した前記基準圧延速度の最大値を計算し、該基準圧延速度の最大値と前記速度マージンテーブルの前記速度マージンとから、実際に設定可能な圧延速度指令の最大値を決定する速度上限値決定部と、
圧延される前記鋼板のための制御指令として、前記圧延速度指令の最大値を上限として各圧延スタンドのロール速度の指令値を計算して出力するセットアップ部と、を備える
熱間タンデム圧延ミル制御装置。 In a hot tandem rolling mill control device that controls a hot tandem rolling mill equipped with a plurality of rolling stands, and continuously controls the rolling of a steel sheet with a work roll provided in the rolling stand,
A speed margin that is a value corresponding to a difference between a maximum value of a reference rolling speed of a predetermined reference stand that is a rolling stand that serves as a reference for calculating a rolling speed of the plurality of rolling stands and a maximum value of a settable rolling speed command. A speed margin table stored in association with rolling conditions;
Calculating the upper limit of the rolling speed of the rolling stands with respect to the steel sheets cast pressure, specific rate-limiting stand rolling stand initially reaches the upper limit of the rolling speed when raising the reference rolling speed of the reference stand and calculates the maximum value of the reference rolling speed corresponding to the upper limit of the rolling speed of該律speed stand, from the maximum value of the reference rolling speed and the speed margin of the speed margin table, which can be actually set A speed upper limit determining unit for determining the maximum value of the rolling speed command;
As a control command for said steel sheet cast pressure, hot tandem rolling mill control and a setup unit that outputs the maximum value of the rolling velocity command to calculate the command value of the roll speed of each rolling stand as an upper limit apparatus.
前記鋼板を圧延しているときの各圧延スタンドの実績圧延速度を取り込み、前記ダイナミック速度上限テーブルに格納されている各圧延スタンドの圧延速度の上限値と比較し、前記圧延速度の上限値に達した圧延スタンドの有無を判定する上限速度判定部と、
前記上限速度判定部が前記圧延速度の上限値に達した圧延スタンドがあると判定した場合に、前記熱間タンデム圧延ミルの圧延スタンドの圧延速度を低下させるための指令を出力する速度指令修正部とを備え、
前記速度指令修正部が出力する指令に基づいて、前記熱間タンデム圧延ミルの各圧延スタンドの圧延速度を低下させる
請求項1記載の熱間タンデム圧延ミル制御装置。 A dynamic speed upper limit table for storing the upper limit value of the rolling speed of each rolling stand calculated by the speed upper limit determination unit;
Captures the actual rolling speed of the rolling stand while rolling the steel sheet, compared with the upper limit of the rolling speed of each rolling stand, which is stored in the dynamic speed limit table, it reaches the upper limit of the rolling speed An upper limit speed determination unit for determining the presence or absence of a rolled stand,
When the upper limit speed determining unit determines that there is a rolling stand that has reached the upper limit value of the rolling speed, a speed command correcting unit that outputs a command for reducing the rolling speed of the rolling stand of the hot tandem rolling mill It equipped with a door,
The hot tandem rolling mill control device according to claim 1, wherein the rolling speed of each rolling stand of the hot tandem rolling mill is reduced based on a command output by the speed command correcting unit.
請求項2記載の熱間タンデム圧延ミル制御装置。 The speed command correcting unit outputs a command to reduce the reference rolling speed of the hot tandem rolling mill when the upper limit speed determining unit determines that there is a rolling stand that has reached the upper limit value of the rolling speed. The hot tandem rolling mill control device according to claim 2.
請求項2記載の熱間タンデム圧延ミル制御装置。 The speed command correcting unit reduces the rolling speed of the rolling stand on the most downstream side of the hot tandem rolling mill when the upper limit speed determining unit determines that there is a rolling stand that has reached the upper limit value of the rolling speed. The hot tandem rolling mill control device according to claim 2, wherein a command to output is output.
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の熱間タンデム圧延ミル制御装置。 The speed upper limit determination section, when each rolling stand is rolling the steel sheet, to calculate the rolling torque and the motor power and the maximum rotational speed of the work rolls, which can be set in a range where any of which does not exceed the upper limit value The hot tandem rolling mill control device according to any one of claims 2 to 4, wherein a rolling speed is calculated as an upper limit value of a rolling speed of each rolling stand and is output to the dynamic speed upper limit table.
請求項5に記載の熱間タンデム圧延ミル制御装置。 The rolling conditions, the steel grade of at least the steel plate thickness, hot tandem rolling mill control apparatus according to claim 5 comprising one or more plate width.
複数の前記圧延スタンドの圧延速度算出の基準になる圧延スタンドである所定の基準スタンドの基準圧延速度の最大値と設定可能な圧延速度指令の最大値との差分に対応した値である速度マージンを、圧延条件と対応付けて速度マージンテーブルに格納し、
圧延される前記鋼板に対する各圧延スタンドの圧延速度の上限値を算出し、
前記基準スタンドの前記基準圧延速度を上げたときに最初に前記圧延速度の上限値に達する圧延スタンドを律速スタンドとして特定し、
前記律速スタンドの前記圧延速度の上限値に対応した前記基準圧延速度の最大値を計算し、
該基準圧延速度の最大値と前記速度マージンテーブルの速度マージンとから、実際に設定可能な圧延速度指令の最大値を決定し、
圧延される前記鋼板のための制御指令として、前記圧延速度指令の最大値を上限として各圧延スタンドのロール速度の指令値を計算する
熱間タンデム圧延ミルの制御方法。 A hot tandem rolling mill in a hot tandem rolling mill control device which controls a hot tandem rolling mill equipped with a plurality of rolling stands and continuously controls the rolling of a steel sheet with a work roll provided in the rolling stand. In the control method,
A speed margin that is a value corresponding to a difference between a maximum value of a reference rolling speed of a predetermined reference stand that is a rolling stand that serves as a reference for calculating a rolling speed of the plurality of rolling stands and a maximum value of a settable rolling speed command. , Store it in the speed margin table in association with the rolling conditions,
Calculating the upper limit of the rolling speed of the rolling stands with respect to the steel sheets cast pressure,
When the reference rolling speed of the reference stand is increased, the rolling stand that first reaches the upper limit of the rolling speed is specified as the rate-limiting stand,
Calculate the maximum value of the reference rolling speed corresponding to the upper limit value of the rolling speed of the rate limiting stand,
From the maximum value of the reference rolling speed and the speed margin table speed margin, to determine the actual maximum value that can be set rolling speed command,
Control as a command, the hot method of controlling tandem rolling mill for calculating the command value of the roll speed of each rolling stand the maximum value of the rolling speed command upper limit for the steel sheet cast pressure.
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