JP6323384B2 - Steel plate meander control method, steel plate meander control device, and steel plate manufacturing method - Google Patents

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  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Description

本発明は、鋼板の搬送方向に配置された複数の圧延スタンドを備える連続式圧延機のレベリング量を操作することによって鋼板の蛇行量を制御する鋼板の蛇行制御方法、鋼板の蛇行制御装置、及び鋼板の製造方法に関する。   The present invention relates to a meandering control method of a steel plate, a meandering control device for a steel plate, and a meandering control device for a steel plate, which controls the meandering amount of a steel plate by manipulating the leveling amount of a continuous rolling mill comprising a plurality of rolling stands arranged in the conveying direction of the steel plate, and The present invention relates to a method of manufacturing a steel plate.

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

鋼板の蛇行現象が発生した場合、鋼板の幅方向に板厚差が生じ、鋼板の品質が劣化する。また、鋼板の蛇行量が大きくなった場合には、鋼板がサイドガイドに接触することによって鋼板が屈曲した状態で圧延される絞り込みが発生し、圧延ロールに疵がつき、鋼板の生産性が低下することがある。なお、蛇行現象は、特に鋼板の尾端部が圧延ロールを通過する際、換言すれば、圧延ロールの入側における鋼板の張力が存在しない時に発生しやすい。   When the meandering phenomenon of a steel plate occurs, a plate thickness difference occurs in the width direction of the steel plate, and the quality of the steel plate deteriorates. In addition, when the amount of meandering of the steel sheet increases, the steel sheet comes into contact with the side guide, resulting in narrowing of the rolled steel sheet in a bent state, wrinkling of the rolling roll, and a reduction in steel sheet productivity. There are things to do. The meandering phenomenon is likely to occur particularly when the tail end portion of the steel sheet passes through the rolling roll, in other words, when there is no tension of the steel sheet on the entry side of the rolling roll.

このため、連続式圧延機を利用して鋼板を圧延する際には、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を測定し、測定された圧延差荷重から作業側のミル伸びと駆動側のミル伸びとの差を推定し、推定されたミル伸び差に基づいて作業側のロール開度と駆動側のロール開度との差、すなわちレベリング量を操作することにより、鋼板の蛇行量を抑制する蛇行制御方法が適用されている。この蛇行制御方法は、平行剛性制御方式とも呼ばれ、最も一般的な制御手法である。なお、本明細書中において、圧延ロールの駆動側とは、圧延ロールにおける駆動モータが取り付けられている側のことを意味し、圧延ロールの作業側とは、圧延ロールにおける駆動側とは反対側のことを意味する。   For this reason, when rolling a steel sheet using a continuous rolling mill, the difference between the rolling load on the working side of the rolling roll and the rolling load on the driving side is measured, and the working side is determined from the measured rolling differential load. By estimating the difference between the mill elongation and the drive side mill elongation, and operating the difference between the work side roll opening and the drive side roll opening based on the estimated mill elongation difference, that is, the leveling amount, A meandering control method for suppressing the meandering amount of the steel sheet is applied. This meandering control method is also called a parallel stiffness control method and is the most common control method. In addition, in this specification, the drive side of a rolling roll means the side where the drive motor in a rolling roll is attached, and the working side of a rolling roll is the opposite side to the driving side in a rolling roll. Means that.

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

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

また、1つの圧延スタンド直下の蛇行運動モデルとその上流側の鋼板の運動とを連成させた蛇行運動モデルを用いて、オブザーバ理論により圧延差荷重から圧延スタンド直下の鋼板の蛇行量及び入側角度を推定し、それらの推定値に最適レギュレータ理論に基づいた最適なゲインを作用させることでレベリング量を算出する手法も提案されている(特許文献4参照)。   In addition, using a meandering motion model in which the meandering motion model directly under one rolling stand and the motion of the upstream steel plate are coupled, the meandering amount of the steel plate directly under the rolling stand and the entry side from the rolling differential load according to the observer theory There has also been proposed a method for calculating a leveling amount by estimating angles and applying an optimum gain based on the optimum regulator theory to these estimated values (see Patent Document 4).

特開平3−90207号公報JP-A-3-90207 特開平10−5840号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-5840 特開2004−74207号公報JP 2004-74207 A 特開2014−117743号公報JP 2014-117743 A

しかしながら、平行剛性制御方式の蛇行制御方法では、制御ゲインを大きくしすぎると蛇行量がより大きくなってしまうために、制御ゲインを小さく設定する必要があり、十分な蛇行抑制能力を発揮できない。また、特許文献1記載の蛇行制御方法では、蛇行量を所定範囲内に抑えるためのレベリング量の算出処理が非常に複雑であるために、オンラインでの蛇行制御に適用することができない。   However, in the meandering control method of the parallel stiffness control method, if the control gain is increased too much, the amount of meandering becomes larger. Therefore, the control gain needs to be set small, and the sufficient meandering suppression capability cannot be exhibited. In addition, the meandering control method described in Patent Document 1 cannot be applied to on-line meandering control because the leveling amount calculation process for suppressing the meandering amount within a predetermined range is very complicated.

なお、このような問題を解決するために、予めオフラインで計算された幾つかのレベリング量の解が記載されたテーブルを用いてオンラインで蛇行制御を行う方法も考えられる。しかしながら、この方法を用いる場合には、種々の圧延条件に対して適切なレベリング量を出力するために非常に大きなテーブルを用意しなければならなくなり、現実的ではない。   In order to solve such a problem, a method of performing meandering control online using a table in which solutions of some leveling amounts calculated offline in advance are described. However, when this method is used, a very large table must be prepared in order to output an appropriate leveling amount for various rolling conditions, which is not realistic.

一方、特許文献2記載の蛇行制御方法は、鋼板の先進係数及び後進係数に基づいてレベリング量を調整するものであるので、鋼板の蛇行量を推定することができない。また、特許文献2記載の蛇行制御方法では、連続式圧延機内における鋼板の蛇行量を表すモデルが静力学的(定常的)なモデルであるために、最適レギュレータ、状態フィードバックやオブザーバ等の現代制御理論の制御手法を用いることができず、制御の最適化が困難である。さらに、特許文献2記載の蛇行制御手法では、圧延スタンド間における鋼板のキャンバーや剛性を考慮していないために計算の信頼性が低くなる懸念がある。   On the other hand, since the meandering control method described in Patent Document 2 adjusts the leveling amount based on the advanced coefficient and the reverse coefficient of the steel sheet, the meandering quantity of the steel sheet cannot be estimated. Further, in the meandering control method described in Patent Document 2, since the model representing the amount of meandering of the steel plate in the continuous rolling mill is a static (steady) model, modern control such as an optimal regulator, state feedback, and observer is performed. The theoretical control method cannot be used, and control optimization is difficult. Furthermore, in the meandering control method described in Patent Document 2, there is a concern that the calculation reliability is lowered because the camber and rigidity of the steel plate between the rolling stands are not taken into consideration.

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

また、特許文献4記載の蛇行制御方法では、鋼板が圧延スタンドを抜ける直前の状態を対象としているために、オブザーバによるモデル修正時間が短く、計算の信頼性が低くなる懸念がある。   In addition, the meandering control method described in Patent Document 4 is intended for the state immediately before the steel plate passes through the rolling stand, and therefore there is a concern that the model correction time by the observer is short and the calculation reliability is low.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、オンラインで鋼板の蛇行量を最適に制御可能な鋼板の蛇行制御方法及び鋼板の蛇行制御装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、オンラインで鋼板の蛇行量を最適に制御して鋼板を製造可能な鋼板の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a meandering control method for a steel plate and a meandering control device for a steel plate capable of optimally controlling the meandering amount of the steel plate online. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a steel plate that can manufacture a steel plate by optimally controlling the meandering amount of the steel plate online.

本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、鋼板の搬送方向に配置された複数の圧延スタンドを備える連続式圧延機のレベリング量を操作することによって鋼板の蛇行量を制御する鋼板の蛇行制御方法であって、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する圧延差荷重検出ステップと、圧延スタンド間のルーパーに作用する荷重分布を検出する荷重分布検出ステップと、前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布を用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記圧延ロールへの鋼板の進入角度である入側角度を推定する推定ステップと、前記推定ステップにおいて推定された鋼板の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいて前記レベリング量を操作する蛇行制御ステップと、を含むことを特徴とする。   The meandering control method for a steel sheet according to the present invention is a meandering control method for a steel sheet that controls the meandering amount of a steel sheet by manipulating the leveling amount of a continuous rolling mill provided with a plurality of rolling stands arranged in the conveying direction of the steel sheet. A rolling differential load detection step for detecting a difference between a rolling load on the work side of the rolling roll and a rolling load on the driving side as a rolling differential load, and a load distribution detection for detecting a load distribution acting on a looper between the rolling stands. Step, and the rolling differential load detected in the rolling differential load detection step and the load distribution detection step, and the load distribution acting on the looper, the meandering amount of the steel plate and the approach angle of the steel plate to the rolling roll. Based on the estimation step of estimating the incoming side angle, the meandering amount of the steel sheet estimated in the estimating step, the incoming side angle and the integral value of the meandering amount A meandering control step of operating the serial leveling amount, characterized in that it comprises a.

本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、上記発明において、圧延スタンド間の蛇行量を検出する蛇行量検出ステップを含み、前記推定ステップは、前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出ステップにおいて検出された圧延スタンド間の蛇行量とを用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記入側角度を推定することを特徴とする。   In the above invention, the meandering control method for a steel sheet according to the present invention includes a meandering amount detection step for detecting a meandering amount between rolling stands, and the estimation step is detected in the rolling differential load detection step and the load distribution detection step. The meandering amount and the entrance angle of the steel sheet are estimated using the rolling difference load and the load distribution acting on the looper and the meandering amount between the rolling stands detected in the meandering amount detection step. And

本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、上記発明において、最上流の圧延スタンドの入側における鋼板のキャンバー量を検出するキャンバー量検出ステップを含み、前記推定ステップは、前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出ステップにおいて検出された圧延スタンド間の蛇行量と、前記キャンバー量検出ステップにおいて検出された鋼板のキャンバー量とを用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記入側角度を推定することを特徴とする。   The meandering control method for a steel sheet according to the present invention includes a camber amount detecting step for detecting a camber amount of the steel sheet on the entry side of the most upstream rolling stand in the above invention, wherein the estimating step includes the rolling differential load detecting step and The rolling differential load detected in the load distribution detecting step and the load distribution acting on the looper, the meandering amount between rolling stands detected in the meandering amount detecting step, and the camber of the steel plate detected in the camber amount detecting step The amount of meandering of the steel sheet and the angle of entry side are estimated using the quantity.

本発明に係る鋼板の蛇行制御方法は、上記発明において、最上流の圧延スタンドの入側における鋼板のウェッジ量を検出するウェッジ量検出ステップを備え、前記推定ステップは、前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出ステップにおいて検出された圧延スタンド間の蛇行量と、前記キャンバー量検出ステップにおいて検出された鋼板のキャンバー量と、前記ウェッジ量検出ステップにおいて検出された鋼板のウェッジ量と、を用いて前記鋼板の蛇行量及び前記入側角度を推定することを特徴とする。   The meandering control method for a steel sheet according to the present invention includes a wedge amount detection step of detecting a wedge amount of the steel plate on the entry side of the most upstream rolling stand in the above invention, wherein the estimation step includes the rolling differential load detection step and The rolling differential load detected in the load distribution detecting step and the load distribution acting on the looper, the meandering amount between rolling stands detected in the meandering amount detecting step, and the camber of the steel plate detected in the camber amount detecting step The meandering amount of the steel plate and the entry side angle are estimated using the amount and the wedge amount of the steel plate detected in the wedge amount detection step.

本発明に係る鋼板の蛇行制御装置は、鋼板の搬送方向に配置された複数の圧延スタンドを備える連続式圧延機のレベリング量を操作することによって鋼板の蛇行量を制御する鋼板の蛇行制御装置であって、圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する圧延差荷重検出手段と、圧延スタンド間のルーパーに作用する荷重分布を検出する荷重分布検出手段と、前記圧延差荷重検出手段及び前記荷重分布検出手段によって検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布を用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記圧延ロールへの鋼板の進入角度である入側角度を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された鋼板の蛇行量及び入側角度と該蛇行量の積分値とに基づいて前記レベリング量を操作する蛇行制御手段と、を備えることを特徴とする。   A meandering control device for a steel plate according to the present invention is a meandering control device for a steel plate that controls the meandering amount of a steel plate by operating the leveling amount of a continuous rolling mill having a plurality of rolling stands arranged in the conveying direction of the steel plate. A rolling difference load detecting means for detecting a difference between a rolling load on the working side of the rolling roll and a rolling load on the driving side as a rolling difference load, and a load distribution detection for detecting a load distribution acting on a looper between the rolling stands. Means, the rolling differential load detected by the rolling differential load detection means and the load distribution detection means, and the load distribution acting on the looper, the meandering amount of the steel sheet and the angle of approach of the steel sheet to the rolling roll. The leveling amount is manipulated based on an estimation means for estimating the incoming side angle, and the meandering amount of the steel sheet estimated by the estimating means, the incoming side angle and an integral value of the meandering amount. Characterized in that it comprises a meander control means.

本発明に係る鋼板の製造方法は、本発明に係る鋼板の蛇行制御方法を利用して連続式圧延機を制御しながら鋼板を製造するステップを含むことを特徴とする。   The steel sheet manufacturing method according to the present invention includes a step of manufacturing a steel sheet while controlling a continuous rolling mill using the steel plate meandering control method according to the present invention.

本発明に係る鋼板の蛇行制御方法及び鋼板の蛇行制御装置によれば、労力を要することなくオンラインで鋼板の蛇行量を最適に制御することができる。また、本発明の鋼板の製造方法によれば、労力を要することなくオンラインで鋼板の蛇行量を最適に制御して鋼板を製造することができる。   According to the meandering control method and the meandering control device for a steel sheet according to the present invention, the meandering amount of the steel sheet can be optimally controlled online without requiring labor. Moreover, according to the steel plate manufacturing method of the present invention, the steel plate can be manufactured by optimally controlling the meandering amount of the steel plate online without requiring labor.

図1は、圧延機蛇行モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 1 is an input / output block diagram showing a configuration of a rolling mill meandering model. 図2は、圧延機剛性モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 2 is an input / output block diagram showing the configuration of the rolling mill stiffness model. 図3は、圧延機蛇行モデルと圧延機剛性モデルの連成モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 3 is an input / output block diagram showing the configuration of a coupled model of a rolling mill meandering model and a rolling mill stiffness model. 図4は、圧延スタンドモデルの入出力ブロック図である。FIG. 4 is an input / output block diagram of the rolling stand model. 図5は、圧延スタンド間の鋼板を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a steel plate between rolling stands. 図6は、鋼板変形モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 6 is an input / output block diagram showing the configuration of the steel plate deformation model. 図7は、鋼板変形モデル、ウェッジ移流モデル、キャンバー移流モデル、及び張力制御モデルの連成モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 7 is an input / output block diagram showing the configuration of a coupled model of a steel plate deformation model, a wedge advection model, a camber advection model, and a tension control model. 図8は、鋼板モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 8 is an input / output block diagram showing the configuration of the steel plate model. 図9は、連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 9 is an input / output block diagram showing a configuration of a meandering model of a steel plate in a continuous rolling mill. 図10は、蛇行制御器を追加した連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 10 is an input / output block diagram showing a configuration of a meandering model of a steel plate in a continuous rolling mill to which a meandering controller is added. 図11は、オブザーバを追加した連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルと圧延機剛性モデルの連成モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 11 is an input / output block diagram showing the configuration of a coupled model of a steel plate meandering model and a rolling mill rigidity model in a continuous rolling mill to which an observer is added. 図12は、オブザーバを追加した圧延スタンドモデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 12 is an input / output block diagram showing a configuration of a rolling stand model to which an observer is added. 図13は、連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 13 is an input / output block diagram showing a configuration of a meandering model of a steel plate in a continuous rolling mill. 図14は、ルーパーに作用する荷重を説明するための模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a load acting on the looper. 図15は、連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルの構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 15 is an input / output block diagram showing a configuration of a meandering model of a steel plate in a continuous rolling mill. 図16は、連続式圧延機の全圧延スタンドの蛇行制御器の構成を示す入出力ブロック図である。FIG. 16 is an input / output block diagram showing the configuration of the meandering controller of the entire rolling stand of the continuous rolling mill. 図17は、6つの圧延スタンドを有する連続式圧延機の構成を示す模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram showing a configuration of a continuous rolling mill having six rolling stands.

以下、本発明に係る鋼板の蛇行制御方法の概念について説明する。   Hereinafter, the concept of the meandering control method for a steel sheet according to the present invention will be described.

まず、鋼板の搬送方向に配置された複数の圧延スタンドからなる連続式圧延機における鋼板の蛇行運動の動力学的モデルについて説明する。   First, a dynamic model of the meandering motion of a steel plate in a continuous rolling mill composed of a plurality of rolling stands arranged in the steel plate conveyance direction will be described.

いま各圧延スタンドにおいて、圧延ロール直下にある鋼板は幅方向には滑らない(幅方向への移動速度がゼロ)とすると、鋼板の幅方向中央部の蛇行量wnは以下に示す数式(1)のように表される。ここで、数式(1)中、vc0は圧延スタンド出側における鋼板の幅方向中央部の速度(出側板速)、θは圧延スタンド入側における圧延ロールの幅方向中心線に対する鋼板の幅方向中心線の角度(入側角度)、λは圧延スタンド出側における鋼板の幅方向中央部の板厚(出側板厚)に対する圧延スタンド入側における鋼板の幅方向中央部の板厚(入側板厚)の比を示している。 Now, in each rolling stand, assuming that the steel plate directly under the rolling roll does not slide in the width direction (the movement speed in the width direction is zero), the meandering amount w n at the center in the width direction of the steel plate is expressed by the following formula (1 ). Here, in Equation (1), v c0 is the speed of the central portion in the width direction of the steel plate on the exit side of the rolling stand (outside plate speed), and θ 1 is the width of the steel plate relative to the center line in the width direction of the rolling roll on the entrance side of the rolling stand. The angle of the center line in the direction (entrance side angle), λ is the thickness of the central part in the width direction of the steel sheet at the entrance side of the rolling stand relative to the thickness of the central part in the width direction of the steel sheet at the exit side of the rolling stand (outside plate thickness) (Thickness) ratio.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

出側板厚に対する入側板厚の比λは、出側板厚をhc0、入側板厚をhc1とすると、以下に示す数式(2)のように表される。 The ratio λ of the inlet side plate thickness with respect to the outlet side plate thickness is expressed as the following formula (2), where h c0 is the outlet side plate thickness and h c1 is the inlet side plate thickness.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

入側角度θは、以下に示す数式(3)のように表される。ここで、数式(3)中、Ψは圧延スタンド入側における鋼板の回転角速度(入側角速度)、ρc1は圧延スタンド入側における鋼板の曲率(入側キャンバー)を示している。 The entry-side angle θ 1 is expressed as the following formula (3). Here, in Equation (3), ψ 1 indicates the rotational angular velocity (entrance side angular velocity) of the steel plate on the rolling stand entry side, and ρ c1 indicates the curvature (entrance side camber) of the steel plate on the rolling stand entry side.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

圧延スタンド出側における圧延ロールの幅方向中心線に対する鋼板の幅方向中心線の角度(出側角度)θ0は、入側角度θを用いて以下に示す数式(4)のように表される(「板圧延の理論と実際」第241頁、“中心線勾配の接続条件”参照)。 The angle (exit side angle) θ 0 of the width direction center line of the steel sheet with respect to the width direction center line of the rolling roll on the exit side of the rolling stand is expressed by the following equation (4) using the input side angle θ 1. (See "Theory and Practice of Plate Rolling", p.241, "Conditions for Centerline Gradient").

Figure 0006323384
Figure 0006323384

圧延スタンド出側における鋼板の曲率(出側キャンバー)ρc0については、運動学的に以下に示す数式(5)が成り立つ(「板圧延の理論と実際」第241頁、“キャンバー曲線の接続条件”参照)。ここで、数式(5)中、Ψは圧延スタンド出側における鋼板の回転角速度(出側角速度)を示している。 For the curvature of the steel sheet on the exit side of the rolling stand ( outside camber) ρ c0 , the following equation (5) holds kinetically (“Theory and practice of sheet rolling”, page 241 “Camber curve connection conditions” "reference). Here, in Formula (5), Ψ 0 indicates the rotational angular velocity (exit side angular velocity) of the steel plate on the exit side of the rolling stand.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

そこで、上記の数式を用いて鋼板の蛇行運動の運動学的な状態空間モデルを構築する。詳しくは、数式(1)に示すスラスト方向の拘束式、数式(3)に示す入側角速度Ψと入側キャンバーρc1の関係式、数式(4)に示す出側角度θ0と入側角度θの関係式、及び数式(5)に示す出側キャンバーρc0の式から、鋼板の蛇行運動の運動学的な状態空間モデルは以下に示す数式(6),(7)のように表される。 Therefore, a kinematic state space model of the meandering motion of the steel sheet is constructed using the above mathematical formula. Specifically, the thrust direction constraint equation shown in Equation (1), the input side angular velocity ψ 1 and the input side camber ρ c1 shown in Equation (3), the output side angle θ 0 and the input side shown in Equation (4) From the relational expression of the angle θ 1 and the expression of the outgoing camber ρ c0 shown in the equation (5), the kinematic state space model of the meandering motion of the steel plate is expressed by the following equations (6) and (7): expressed.

Figure 0006323384
Figure 0006323384
Figure 0006323384
Figure 0006323384

次に、以下に示す数式(8)を用いて、初等圧延理論から出側角速度Ψを算出する。ここで、数式(8)中、vx0は圧延スタンド出側における鋼板の速度、fsは先進率、vRは圧延スタンドの圧延ロールの周速度、yは鋼板の幅方向位置を示している。 Next, the exit angular velocity Ψ 0 is calculated from the primary rolling theory using the following formula (8). Here, in Equation (8), v x0 represents the speed of the steel sheet at the rolling stand exit side, f s represents the advance rate, v R represents the peripheral speed of the rolling roll of the rolling stand, and y represents the position in the width direction of the steel sheet. .

Figure 0006323384
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先進率fsについては、以下に示す数式(9)が成立する。ここで、数式(9)中、h0は圧延スタンド出側における鋼板の板厚、h1は圧延スタンド入側における鋼板の板厚、σ0は圧延スタンド出側における張力(出側張力)、σ1は圧延スタンド入側における入側張力を示している。 For the advanced rate f s , the following formula (9) is established. Here, in Formula (9), h 0 is the plate thickness of the steel plate on the rolling stand exit side, h 1 is the plate thickness of the steel plate on the entrance side of the rolling stand, σ 0 is the tension on the exit side of the rolling stand (exit side tension), σ 1 indicates the entry side tension on the entry side of the rolling stand.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

上記数式(9)を上記数式(8)へ代入すると、以下に示す数式(10)が得られる。   Substituting Equation (9) into Equation (8) yields Equation (10) shown below.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

圧延スタンドの出側及び入側における鋼板の板厚h0,h1と圧延スタンドの出側及び入側における張力(出側張力,入側張力)σ0,σ1が鋼板の幅方向に対して直線的に変化すると仮定すると、以下に示す数式(11),(12)が成立する。ここで、数式(11),(12)中、bは鋼板の板幅、h0dfは圧延スタンド出側における鋼板のウェッジ量(出側ウェッジ)、h1dfは圧延スタンド入側における鋼板のウェッジ量(入側ウェッジ)、M0は圧延スタンド出側における鋼板のモーメント量(出側モーメント)、M1は圧延スタンド入側における鋼板のモーメント量(入側モーメント)を示している。 The thickness h 0 , h 1 of the steel plate at the exit side and the entrance side of the rolling stand and the tension (exit side tension, entrance side tension) σ 0 , σ 1 at the exit side and the entrance side of the rolling stand with respect to the width direction of the steel plate As a result, the following formulas (11) and (12) are established. Here, in Equations (11) and (12), b is the sheet width of the steel sheet, h 0df is the amount of wedge of the steel sheet on the exit side of the rolling stand (exit side wedge), and h 1df is the amount of wedge of the steel sheet on the entrance side of the rolling stand. (Entrance on the entry side), M 0 represents the moment amount of the steel sheet on the exit side of the rolling stand (exit side moment), and M 1 represents the amount of moment of the steel sheet on the entry side of the rolling stand (entrance on the entry side).

Figure 0006323384
Figure 0006323384

これにより、上記数式(11),(12)を上記数式(10)に代入することにより、以下の数式(13)に示すように出側角速度Ψを求めることができる。ここで、数式(13)中、kは鋼板の変形抵抗、βh0df(=-(hc0/(1+fs))(δfs/δh0))は出側ウェッジh0dfに対する影響係数、βh1df(=-(hc0/(1+fs))(δfs/δh1))は入側ウェッジh1dfに対する影響係数、βM0(=-(k/(1+fs))(δfs/δσ0))は出側モーメントM0に対する影響係数、βM1(=-(k/(1+fs))(δfs/δσ1))は入側モーメントM1に対する影響係数を示している。 As a result, by substituting the equations (11) and (12) into the equation (10), the outgoing angular velocity Ψ 0 can be obtained as shown in the following equation (13). Here, in Equation (13), k is the deformation resistance of the steel sheet, β h0df (=-(h c0 / (1 + f s )) (δf s / δh 0 )) is the influence coefficient for the outlet wedge h 0df , β h1df (=-(h c0 / (1 + f s )) (δf s / δh 1 )) is the influence coefficient for the entrance wedge h 1df , β M0 (=-(k / (1 + f s )) ( δf s / δσ 0 )) is the influence coefficient for the outgoing moment M 0 , β M1 (=-(k / (1 + f s )) (δf s / δσ 1 )) is the influence coefficient for the incoming moment M 1 Show.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

次に、入側角速度Ψを算出する。出側ウェッジh0dfと入側ウェッジh1dfとの間には以下の数式(14)に示す関係が成立する(「板圧延の理論と実際」第241頁、“体積不変の原理”参照)。 Next, the incoming side angular velocity Ψ 1 is calculated. The relationship shown in the following formula (14) is established between the exit side wedge h 0df and the entrance side wedge h 1df (see “Theory and Practice of Sheet Rolling”, page 241, “Volume Invariance Principle”).

Figure 0006323384
Figure 0006323384

これにより、上記数式(13)を上記数式(14)へ代入すると、入側角速度Ψは以下に示す数式(15)のように求めることができる。 As a result, when the formula (13) is substituted into the formula (14), the incoming angular velocity Ψ 1 can be obtained as the following formula (15).

Figure 0006323384
Figure 0006323384

従って、上記数式(6),(7)に上記数式(13),(15)を代入することにより、以下に示す数式(16),(17)が得られる。   Therefore, the following formulas (16) and (17) are obtained by substituting the formulas (13) and (15) into the formulas (6) and (7).

Figure 0006323384
Figure 0006323384

上記数式(16),(17)は、鋼板の蛇行運動の動力学的な状態空間モデルであり、これにより、圧延スタンドにおける鋼板の蛇行モデル(圧延機蛇行モデル)は図1に示すように表される。   The above mathematical formulas (16) and (17) are dynamic state space models of the meandering motion of the steel sheet, whereby the meandering model of the steel sheet in the rolling stand (roller meander model) is expressed as shown in FIG. Is done.

一方、圧延スタンドの平行剛性モデル(圧延機剛性モデル)は、以下に示す数式(18),(19)及び図2のように表される。ここで、数式(18),(19)中、Pは圧延スタンドの圧延荷重、Pdfは圧延スタンドの圧延差荷重、Klはミル平行剛性、Mlは圧延スタンド出側における鋼板の平行塑性定数(出側鋼板平行塑性定数)、Ml は圧延スタンド入側における鋼板の平行塑性定数(入側鋼板平行塑性定数)、blは圧延スタンドのスクリュー間隔、Sdfは圧延スタンドのスクリュー位置での圧延ロール開度差(レベリング量,レベリング差)、κrはワークロールの最大撓み曲率を示している。 On the other hand, the parallel rigidity model (rolling mill rigidity model) of the rolling stand is expressed as shown in the following equations (18) and (19) and FIG. Here, in Equations (18) and (19), P is the rolling load of the rolling stand, P df is the rolling differential load of the rolling stand, K l is the mill parallel rigidity, and M l is the parallel plasticity of the steel plate on the exit side of the rolling stand. Constant (outgoing steel plate parallel plastic constant), M l is the parallel plastic constant of the steel plate at the entrance of the rolling stand (incoming steel plate parallel plastic constant), b l is the screw spacing of the rolling stand, S df is the screw position of the rolling stand The roll opening difference (leveling amount, leveling difference) and κ r in Fig. 2 indicate the maximum bending curvature of the work roll.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

図3に圧延機蛇行モデルと圧延機剛性モデルの連成モデルの構成を示す。図3に示す連成モデルをまとめると、図4に示す圧延スタンドモデルとなる。ここで、本発明では、図5に示す圧延スタンドST1と圧延スタンドST2との間の鋼板Sの変形モデルとして、平板モデルでは計算量が多くなるので、大変位帯板モデル(参考文献(青江ら、連続帯板通板問題のための大変形帯板モデル、日本機械学会論文集(A編)、vol.77, No.779(2011), pp.1102-1111)参照)を用いる。なお、図5中、符号Rは圧延スタンドST1と圧延スタンドST2との間に設けられたルーパーを示している。   FIG. 3 shows the configuration of a coupled model of a rolling mill meandering model and a rolling mill stiffness model. When the coupled model shown in FIG. 3 is put together, the rolling stand model shown in FIG. 4 is obtained. Here, in the present invention, as the deformation model of the steel sheet S between the rolling stand ST1 and the rolling stand ST2 shown in FIG. 5, the calculation amount is large in the flat plate model, so a large displacement strip model (reference literature (Aoe et al. , Large deformation strip model for continuous strip passing problem, Japan Society of Mechanical Engineers, Proceedings (A), vol.77, No.779 (2011), pp.1102-1111)). In FIG. 5, the symbol R indicates a looper provided between the rolling stand ST1 and the rolling stand ST2.

このとき、鋼板の変形モデルの汎関数は以下に示す数式(20)のように表される。ここで、数式(20)中、hは鋼板の板厚、bは鋼板の幅、Lは圧延スタンド間の距離(図5参照)、yは鋼板の横方向変位、zは鋼板の鉛直方向変位、ωは鋼板の捩れ角、κは鋼板の曲率(キャンバー)、sは鋼板のライン方向位置、Eは縦弾性係数、νはポアソン比、Dは鋼板の曲げ剛性を示している。なお、鋼板の曲げ剛性Dは以下に示す数式(21)のように表される。また、yUU,uU,Fy U,Mz U,Fxは圧延スタンドの上流側での鋼板の横方向変位、面内角度、軸方向変位、横方向作用力、面内モーメント、及び張力を示している。また、yDD,uD,Fy D,Mz Dは圧延スタンドの下流側での鋼板の横方向変位、面内角度、軸方向変位、横方向作用力、及び面内モーメントを示している。また、ωL,zL,Mx L,Fz Lは、ルーパーRでの鋼板の捩れ角、鉛直方向変位、捩りモーメント、及び鉛直方向作用力を示している。また、yLP,Fy LPは圧延スタンド間のある位置sLPにおける鋼板の横方向変位及び横方向作用力を示している。 At this time, the functional of the deformation model of the steel sheet is expressed as the following formula (20). Here, in Equation (20), h is the thickness of the steel plate, b is the width of the steel plate, L is the distance between the rolling stands (see FIG. 5), y is the lateral displacement of the steel plate, and z is the vertical displacement of the steel plate. Ω represents the torsion angle of the steel sheet, κ represents the curvature of the steel sheet (camber), s represents the position in the line direction of the steel sheet, E represents the longitudinal elastic modulus, ν represents the Poisson's ratio, and D represents the bending rigidity of the steel sheet. In addition, the bending rigidity D of a steel plate is represented like numerical formula (21) shown below. Y U , θ U , u U , F y U , M z U , F x are the steel plate lateral displacement, in-plane angle, axial displacement, lateral acting force, in-plane on the upstream side of the rolling stand It shows moment and tension. Y D , θ D , u D , F y D , and M z D are the lateral displacement, in-plane angle, axial displacement, lateral acting force, and in-plane moment of the steel plate downstream of the rolling stand. Show. Further, ω L , z L , M x L , and F z L indicate the torsion angle, vertical displacement, torsion moment, and vertical acting force of the steel plate at the looper R. Moreover, y LP and F y LP indicate the lateral displacement and lateral acting force of the steel plate at a certain position s LP between the rolling stands.

Figure 0006323384
Figure 0006323384
Figure 0006323384
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ここで、上記数式(20)において、ライン方向位置sの関数である変数y,z,ωを要素分割で近似し、汎関数に有限要素法(FEM)を適用する。そして、FEMを適用した汎関数に変分演算を行い、変分原理を適用すると非線形代数方程式が得られ、非線形代数方程式を時間で微分することで、形式的には以下の数式(22),(23)に示す微分方程式が得られる。   Here, in Equation (20), variables y, z, and ω, which are functions of the line direction position s, are approximated by element division, and the finite element method (FEM) is applied to the functional. Then, a variational operation is performed on the functional to which the FEM is applied, and when the variational principle is applied, a nonlinear algebraic equation is obtained. By differentiating the nonlinear algebraic equation with respect to time, the following formula (22), The differential equation shown in (23) is obtained.

Figure 0006323384
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この時、{xStrip}を状態変数、{uStrip}を入力、{yStrip}を出力と考えると、鋼板の変形モデルは図6のように表される。この時、鋼板は移動しているので、キャンバー及びウェッジが移流する。そこで、鋼板内のキャンバー及びウェッジを求めるために、移流方程式を解く。また、鋼板の張力はルーパーRにより制御されているとすると、鋼板に張力を付与するための運動則は以下に示す数式(24)、(25)のように表される。ここで、数式(24),(25)中、du0/dtは圧延スタンド出側における鋼板の軸方向速度、zref Lは目標ルーパー高さ、Fz_ref Lは目標張力を付与するための目標接触力を示している。鋼板の変形、キャンバー及びウェッジの移流、及びルーパーの張力制御の連成モデルを図7に示す。そして、図7に示す連成モデルをまとめると図8に示す鋼板モデルとなる。 At this time, assuming that {x Strip } is a state variable, {u Strip } is an input, and {y Strip } is an output, the deformation model of the steel sheet is expressed as shown in FIG. At this time, since the steel plate is moving, the camber and the wedge are advected. Therefore, in order to obtain the camber and wedge in the steel plate, the advection equation is solved. Further, assuming that the tension of the steel plate is controlled by the looper R, the law of motion for applying the tension to the steel plate is expressed by the following formulas (24) and (25). Here, in Equations (24) and (25), du 0 / dt is the axial speed of the steel sheet on the rolling stand exit side, z ref L is the target looper height, and F z_ref L is the target for applying the target tension. It shows the contact force. FIG. 7 shows a coupled model of steel plate deformation, camber and wedge advection, and looper tension control. Then, when the coupled model shown in FIG. 7 is put together, a steel plate model shown in FIG. 8 is obtained.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

図4に示す圧延スタンドモデルと図8に示す鋼板モデルとを連成させると、連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルは図9に示すようになる。図9に示す蛇行モデルは、1つの圧延スタンドとその上下流側の鋼板モデルとによって構成されているが、この蛇行モデルを数珠繋ぎ状にすることで、複数の圧延スタンドにおける鋼板の蛇行モデル(シミュレーター)を構築できる。また、図9に示す蛇行モデルに蛇行制御器を追加すると図10に示すようになる。図10に示す蛇行制御器は以下に示す数式(26)のように表される。ここで、数式(26)中、K1,K2,K3はゲイン、sはラプラス変数である。なお、図10に示す蛇行モデルは、実際の情報が用いられていないので、単なるシミュレーターである。 When the rolling stand model shown in FIG. 4 and the steel plate model shown in FIG. 8 are coupled, the meandering model of the steel plate in the continuous rolling mill is as shown in FIG. The meandering model shown in FIG. 9 is composed of one rolling stand and upstream and downstream steel plate models. By connecting the meandering model in a daisy chain, a meandering model of steel plates in a plurality of rolling stands (simulator ) Can be constructed. Further, when a meander controller is added to the meander model shown in FIG. 9, the result is as shown in FIG. The meandering controller shown in FIG. 10 is expressed as the following formula (26). Here, in Equation (26), K 1 , K 2 , and K 3 are gains, and s is a Laplace variable. The meandering model shown in FIG. 10 is merely a simulator because actual information is not used.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

次に、オブザーバ理論を用いて実機観測データを取り込むことを考える。圧延スタンドの圧延差荷重の情報は実機から得られるので、式(16)にオブザーバ項を追加すると、以下に示す数式(27)が得られる。ここで、数式(27)中、G,Gはオブザーバゲイン、P(-)df(-)はPの上付きのバーを示す)は圧延差荷重の実測値を示す。 Next, we consider capturing real-world observation data using observer theory. Since the information of the rolling differential load of the rolling stand can be obtained from the actual machine, when the observer term is added to the equation (16), the following equation (27) is obtained. Here, in Equation (27), G 1 and G 2 are observer gains, and P (−) df ( (−) indicates a superscript bar of P ) indicates an actually measured value of the rolling differential load.

Figure 0006323384
Figure 0006323384

オブザーバを追加した圧延機蛇行モデルと圧延機剛性モデルの連成モデルは図11に示すようになり、圧延スタンドモデルは図12に示すようになり、さらに図10に示す蛇行モデルは図13に示すようになる。ここで、ルーパーRに作用する荷重分布の情報は実機から得られるとする。すなわち、図14で示すようにルーパーRの軸受に設置されたロードセルから荷重F(-)z DR、F(-)z OP(-)はFの上付きのバーを示す)を計測する。また、ルーパーRでの捩りモーメントの推定値M(-)x L(-)はMの上付きのバーを示す)は以下に示す数式(28)のように表される。ここで、数式(28)中、bLはルーパーRの軸受間距離を示す。そして、ルーパーでの捩り角速度dωL/dtを以下に示す数式(29)のように表すことにより、ルーパーでの荷重分布情報を取り込むことができる。 The coupled model of the rolling mill meandering model and the rolling mill stiffness model with the observer added is as shown in FIG. 11, the rolling stand model is as shown in FIG. 12, and the meandering model shown in FIG. 10 is shown in FIG. It becomes like this. Here, it is assumed that the information on the load distribution acting on the looper R is obtained from the actual machine. That is, as shown in FIG. 14, loads F (−) z DR and F (−) z OP ( (−) indicates a superscript bar of F) are measured from a load cell installed on the bearing of the looper R. Further, the estimated value M (−) x L ( (−) indicates a superscript bar of M ) of the torsional moment at the looper R is expressed as the following formula (28). Here, in equation (28), b L denotes the distance between the bearings looper R. By expressing the torsional angular velocity dω L / dt at the looper as shown in the following formula (29), load distribution information at the looper can be captured.

Figure 0006323384
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また、圧延スタンド間のある位置sLPでの横方向変位y(-) LP(-)はYの上付きのバーを示す)に関する情報が得られるのであれば、横方向変位速度dyLP/dtを以下に示す数式(30)のように表すことで、横方向変位y(-) LPに関する情報を取り込む。情報を多く取り込むことができれば、状態変数の推定精度は向上する。図15に鋼板モデルにオブザーバを追加した連続式圧延機における鋼板の蛇行モデルを示す。図15に示す蛇行モデルにおいて、オブザーバを備える鋼板モデルに入力されるスタンド間蛇行量、ルーパー接触力、及び圧延差荷重と蛇行制御器から出力されるレベリング差は実際の連続式圧延機から得られる変数であり、これ以外の変数はシステム内の変数(状態変数)である。 If information on the lateral displacement y (-) LP ( (-) indicates the superscript bar of Y ) at a certain position s LP between the rolling stands can be obtained, the lateral displacement speed dy LP / By expressing dt as shown in Equation (30) below, information on the lateral displacement y (−) LP is captured. If a large amount of information can be captured, the state variable estimation accuracy is improved. FIG. 15 shows a meandering model of a steel plate in a continuous rolling mill in which an observer is added to the steel plate model. In the meandering model shown in FIG. 15, the meandering amount between the stands, the looper contact force, the rolling differential load and the leveling difference outputted from the meandering controller, which are input to the steel plate model including the observer, are obtained from an actual continuous rolling mill. It is a variable, and other variables are variables (state variables) in the system.

Figure 0006323384
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これにより、最上流側の圧延スタンドにおけるウェッジ、入側キャンバー、各ルーパーの接触力、圧延スタンド間蛇行量、及び圧延差荷重に関する情報を入力とし、各圧延スタンドのレベリング量を出力とした7段連続式圧延機の制御モデルは図16に示すように表される。図16に示す制御モデルは、7つの圧延スタンドF1〜F7全てで情報が得られた場合のものであるが、必ずしも全ての圧延スタンドで情報が得られなくてもよい。このような制御モデルを用いることによって、労力を要することなくオンラインで鋼板の蛇行量を最適に制御することができる。   As a result, the information on the wedge, entry camber, contact force of each looper, meandering amount between rolling stands, and rolling differential load in the most upstream rolling stand is input, and the leveling amount of each rolling stand is output as seven stages. A control model of the continuous rolling mill is expressed as shown in FIG. The control model shown in FIG. 16 is a case where information is obtained from all the seven rolling stands F1 to F7, but information is not necessarily obtained from all the rolling stands. By using such a control model, the amount of meandering of the steel sheet can be optimally controlled online without requiring labor.

なお、蛇行制御モデルを設計するためには、影響係数βh0dfh1dfM0M1を求めておく必要がある。影響係数βh0dfh1dfM0M1は先進率fsから求めることができる。具体的には、本発明では、先進率モデルとして以下の数式(31)に示すSimsの近似理論を用いる。ここで、σ0=-Q0/hc0b-12M0y/hc0b3、σ1=-Q1/λhc0b-12M1y/λhc0b3、Q0は出側圧縮力、Q1は入側圧縮力を示している。 In order to design the meandering control model, it is necessary to obtain influence coefficients β h0df , β h1df , β M0 , β M1 . The influence coefficients β h0df , β h1df , β M0 and β M1 can be obtained from the advanced rate f s . Specifically, in the present invention, the Sims approximation theory represented by the following formula (31) is used as the advanced rate model. Where σ 0 = -Q 0 / h c0 b-12M 0 y / h c0 b 3 , σ 1 = -Q 1 / λh c0 b-12M 1 y / λh c0 b 3 , Q 0 is the output compression force , Q 1 indicates the inlet compression force.

Figure 0006323384
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上記数式(31)を用いることにより影響係数βh0dfh1dfM0M1は以下に示す数式(32)〜(35)のように表される。ここで、ξはhc0/R、Rはワークロール半径を示している。 By using the equation (31), the influence coefficients β h0df , β h1df , β M0 , β M1 are expressed as the following equations (32) to (35). Here, ξ represents h c0 / R, and R represents the work roll radius.

Figure 0006323384
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本実施例では、図17に示す6つの圧延スタンドST1〜ST6から連続式熱間仕上圧延機における鋼板の蛇行制御に本発明を適用した。図17において、符号1a〜1fは各圧延スタンドにおける圧延差荷重を計測する圧延荷重計、符号2a〜2eは各圧延スタンド間における鋼板Sの蛇行量を計測する蛇行計、符号3a〜3fは各圧延スタンドの圧下シリンダ、符号4a〜4eはルーパーR1〜R5に作用する荷重分布(接触力)を計測する荷重計を示している。   In this example, the present invention was applied to the meandering control of the steel sheet in the continuous hot finishing rolling mill from the six rolling stands ST1 to ST6 shown in FIG. In FIG. 17, reference numerals 1a to 1f are rolling load meters that measure the rolling differential load at each rolling stand, reference numerals 2a to 2e are meandering instruments that measure the meandering amount of the steel sheet S between the rolling stands, and reference numerals 3a to 3f are each The rolling reduction cylinders 4a to 4e of the rolling stand indicate load meters that measure the load distribution (contact force) acting on the loopers R1 to R5.

本実施例では、図17に示す蛇行制御器10は、連続式熱間仕上圧延機から圧延差荷重、ルーパー差荷重、及びスタンド間蛇行量に関する情報を取得した。また、蛇行制御器10は、上位のプロセスコンピュータから位置(圧延長)、材料特性(板厚、板幅、変形抵抗、温度等)、圧延条件(圧下率、スタンド間張力、出側速度等)、及び最上流の圧延スタンドの入側における鋼板の情報(キャンバー、ウェッジ等)を取得した。   In this example, the meandering controller 10 shown in FIG. 17 acquired information on the rolling differential load, the looper differential load, and the inter-stand meandering amount from the continuous hot finishing mill. In addition, the meandering controller 10 receives the position (rolling length), material characteristics (sheet thickness, sheet width, deformation resistance, temperature, etc.), rolling conditions (rolling rate, tension between stands, outlet side speed, etc.) from the upper process computer. And information (camber, wedge, etc.) of the steel sheet on the entry side of the most upstream rolling stand.

蛇行制御器10は、取得した情報から圧下シリンダ3a〜3fのレベリング量を算出し、そのレベリング量に従って圧下シリンダ3a〜3fを駆動する。ここで、鋼板の圧延長を測定しているので、鋼板の尾端部が連続式熱間仕上圧延機から抜けるタイミングを算出できる。蛇行制御器10のオブザーバは、算出されたタイミングに基づいて連続式熱間仕上圧延機の圧延スタンド数を変えた蛇行運動モデルを計算する。   The meandering controller 10 calculates the leveling amount of the reduction cylinders 3a to 3f from the acquired information, and drives the reduction cylinders 3a to 3f according to the leveling amount. Here, since the rolling length of the steel sheet is measured, it is possible to calculate the timing at which the tail end of the steel sheet comes out of the continuous hot finish rolling mill. The observer of the meandering controller 10 calculates a meandering motion model in which the number of rolling stands of the continuous hot finishing mill is changed based on the calculated timing.

従来、薄物(1.8mm以下材)での絞り発生率(ワークロール交換要)は1%程度であったが、ルーパーの荷重分布の情報を活用することにより絞り発生率は0.8%、さらにルーパー間の蛇行量の情報を活用することで絞り発生率は0.5%、さらに最上流の圧延スタンドでの入側材のキャンバー情報を活用することで絞り発生率は0.2%、さらに最上流の圧延スタンドでの入側材のウェッジ情報を活用することで絞り発生率をほぼ0.1%程度まで下げることに成功した。本システムでは、複数のセンサーを用いているが、一部のセンサーが破損したとしても、情報が少なくなる分、オブザーバの推定能力が低下するものの運用可能である。   Conventionally, the squeezing rate (required for work roll replacement) for thin objects (1.8 mm or less) was about 1%, but the squeezing rate was 0.8% by utilizing the loader load distribution information. Furthermore, by using the information on the meandering amount between the loopers, the drawing rate is 0.5%, and by using the camber information of the entrance material at the most upstream rolling stand, the drawing rate is 0.2%. Furthermore, we succeeded in reducing the squeezing rate to about 0.1% by using the wedge information of the incoming material at the most upstream rolling stand. This system uses multiple sensors, but even if some sensors are damaged, the observer's estimation capability is reduced by the amount of information, but it can be used.

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

1a〜1f 圧延荷重計
2a〜2e 蛇行計
3a〜3f 圧下シリンダ
4a〜4e 荷重計
10 蛇行制御器
R,R1〜R5 ルーパー
S 鋼板
ST1〜ST6 圧延スタンド
1a to 1f Rolling load cell 2a to 2e Meander meter 3a to 3f Reduction cylinder 4a to 4e Load cell 10 Meander controller R, R1 to R5 Looper S Steel plate ST1 to ST6 Rolling stand

Claims (5)

鋼板の搬送方向に配置された複数の圧延スタンドを備える連続式圧延機のレベリング量を操作することによって鋼板の蛇行量を制御する鋼板の蛇行制御方法であって、
圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する圧延差荷重検出ステップと、
圧延スタンド間のルーパーに作用する荷重分布を検出する荷重分布検出ステップと、
圧延スタンド間の蛇行量を検出する蛇行量検出ステップと、
前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出ステップにおいて検出された圧延スタンド間の蛇行量とを用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記圧延ロールへの鋼板の進入角度である入側角度を推定する推定ステップと、
前記推定ステップにおいて推定された鋼板の蛇行量及び入側角度基づいて前記レベリング量を操作する蛇行制御ステップと、
を含むことを特徴とする鋼板の蛇行制御方法。
A meandering control method for a steel sheet that controls the meandering amount of a steel sheet by manipulating the leveling amount of a continuous rolling mill provided with a plurality of rolling stands arranged in the conveying direction of the steel sheet,
A rolling differential load detection step for detecting a difference between the rolling load on the working side of the rolling roll and the rolling load on the driving side as a rolling differential load;
A load distribution detecting step for detecting a load distribution acting on the looper between the rolling stands;
A meandering amount detecting step for detecting a meandering amount between rolling stands;
Using the rolling differential load and the load distribution acting on the looper detected in the rolling differential load detection step and the load distribution detection step, and the meandering amount between rolling stands detected in the meandering amount detection step, the steel plate An estimation step for estimating a meandering amount and an entrance angle that is an approach angle of the steel sheet to the rolling roll;
A meandering control step of manipulating the leveling amount based on the meandering amount and the entrance angle of the steel plate estimated in the estimating step;
A meandering control method for a steel sheet, comprising:
最上流の圧延スタンドの入側における鋼板のキャンバー量を検出するキャンバー量検出ステップを含み、
前記推定ステップは、前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出ステップにおいて検出された圧延スタンド間の蛇行量と、前記キャンバー量検出ステップにおいて検出された鋼板のキャンバー量とを用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記入側角度を推定することを特徴とする請求項に記載の鋼板の蛇行制御方法。
A camber amount detecting step for detecting a camber amount of the steel plate on the entry side of the most upstream rolling stand,
The estimation step includes the rolling differential load detected in the rolling differential load detection step and the load distribution detection step and the load distribution acting on the looper, the meandering amount between the rolling stands detected in the meandering amount detection step, by using the camber quantity of the detected steel in the camber quantity detecting step, meander control method of steel sheet according to claim 1, characterized in that for estimating the amount of meandering and the entering-side angle of the steel sheet.
最上流の圧延スタンドの入側における鋼板のウェッジ量を検出するウェッジ量検出ステップを備え、
前記推定ステップは、前記圧延差荷重検出ステップ及び前記荷重分布検出ステップにおいて検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出ステップにおいて検出された圧延スタンド間の蛇行量と、前記キャンバー量検出ステップにおいて検出された鋼板のキャンバー量と、前記ウェッジ量検出ステップにおいて検出された鋼板のウェッジ量と、を用いて前記鋼板の蛇行量及び前記入側角度を推定することを特徴とする請求項に記載の鋼板の蛇行制御方法。
A wedge amount detecting step for detecting the amount of wedge of the steel plate on the entry side of the most upstream rolling stand;
The estimation step includes the rolling differential load detected in the rolling differential load detection step and the load distribution detection step and the load distribution acting on the looper, the meandering amount between the rolling stands detected in the meandering amount detection step, Estimating the meandering amount of the steel plate and the entry angle using the camber amount of the steel plate detected in the camber amount detection step and the wedge amount of the steel plate detected in the wedge amount detection step. The steel plate meander control method according to claim 2 .
鋼板の搬送方向に配置された複数の圧延スタンドを備える連続式圧延機のレベリング量を操作することによって鋼板の蛇行量を制御する鋼板の蛇行制御装置であって、
圧延ロールの作業側の圧延荷重と駆動側の圧延荷重との差を圧延差荷重として検出する圧延差荷重検出手段と、
圧延スタンド間のルーパーに作用する荷重分布を検出する荷重分布検出手段と、
圧延スタンド間の蛇行量を検出する蛇行量検出手段と、
前記圧延差荷重検出手段及び前記荷重分布検出手段によって検出された圧延差荷重及びルーパーに作用する荷重分布と、前記蛇行量検出手段によって検出された圧延スタンド間の蛇行量とを用いて、前記鋼板の蛇行量及び前記圧延ロールへの鋼板の進入角度である入側角度を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された鋼板の蛇行量及び入側角度基づいて前記レベリング量を操作する蛇行制御手段と、
を備えることを特徴とする鋼板の蛇行制御装置。
A meandering control device for a steel sheet that controls the meandering amount of a steel sheet by manipulating the leveling amount of a continuous rolling mill provided with a plurality of rolling stands arranged in the conveying direction of the steel sheet,
A rolling differential load detecting means for detecting a difference between a rolling load on the working side of the rolling roll and a rolling load on the driving side as a rolling differential load;
Load distribution detecting means for detecting the load distribution acting on the looper between the rolling stands;
Meandering amount detecting means for detecting the amount of meandering between the rolling stands;
Using the rolling difference load detected by the rolling difference load detecting means and the load distribution detecting means and the load distribution acting on the looper, and the meandering amount between the rolling stands detected by the meandering amount detecting means , the steel plate An estimating means for estimating the meandering amount and the entrance angle which is the approach angle of the steel sheet to the rolling roll;
Meandering control means for manipulating the leveling amount based on the meandering amount and the entrance angle of the steel plate estimated by the estimating means;
A meandering control device for a steel sheet, comprising:
請求項1〜のうち、いずれか1項に記載の鋼板の蛇行制御方法を利用して連続式圧延機を制御しながら鋼板を製造するステップを含むことを特徴とする鋼板の製造方法。 One of claims 1 to 3, the manufacturing method of the steel sheet, which comprises a step of producing the steel sheet while controlling the continuous rolling mill by using a meander control method of the steel sheet according to any one.
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