JP6652097B2 - 走間板厚変更方法および走間板厚変更装置 - Google Patents
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Description
厚引きをすることで、溶接点通過時の圧延荷重を下げて破断リスクを低減することができるとともに、リール巻付時の先端形状も安定するので、巻付不良トラブルも抑止できる。特に、厚引きは、定常部の板厚が薄く且つ溶接点の前後で鋼帯の圧延条件が変化する場合に、高効率で安定して金属帯を製造する上で好適である。
つまり、機器側の応答可能時間内に所期の処理が完了できなければ、算出された走変点通過タイミングと実際の走変点通過タイミングとにずれが生じ、各スタンドにそれぞれ出力する変更量が実状を反映しないものになる。また、応答時間に余裕を持たせると、厚引区間(オフゲージ部)が長くなるので、歩留りを向上させることができないことになる。
段と、オンラインで制御テーブル参照処理を実行する制御テーブル参照手段とを備え、溶接点および連続圧延中に定常部の板厚と異なる板厚に圧延条件を変える位置を走変点とよぶとき、前記制御テーブル設定手段は、複数のスタンドに対する複数の走変点の各存在位置が遷移することに対応するタンデム圧延機内での位置関係の複数の遷移パターンを設定する遷移パターン設定手段と、各遷移パターンに対する各スタンド毎の圧延条件の制御値を算出するとともにその算出された制御値を各遷移パターンに紐付けされた制御テーブルとして設定する制御情報設定手段とを有し、前記制御テーブル参照工程は、現在走行中の溶接点をトラッキングして随時の溶接点情報を取得するトラッキング手段と、得られた随時の溶接点情報から対応する遷移パターン情報を算出する遷移パターン情報算出手段と、前記遷移パターン情報の算出値の変化を監視し、前記遷移パターン情報の算出値が変化したときに、予め設定されている前記制御テーブルを参照して当該遷移パターン情報に対応する遷移パターンに紐付けされた各スタンド毎の圧延条件の制御値に各スタンドを制御するスタンド制御手段とを有することを特徴とする。
同図に示すように、この冷間連続圧延設備は、タンデム圧延機10と、そのタンデム圧延機10を制御する圧延制御コンピュータ12と、圧延制御コンピュータ12を含む冷間連続圧延設備を管理する上位コンピュータ11とを備える。
各スタンド1〜6には、速度検出器7と、ワークロールのロール速度を変更する電動機であるロール速度制御機8と、ロールギャップを変更するロールギャップ制御機9とがそれぞれ設置されている。本実施形態では、上位コンピュータ11は、後述する制御テーブルCTをオフラインで設定し、圧延制御コンピュータ12は、上位コンピュータ11から取得した制御テーブルCTに基づき、各スタンド1〜6のロール速度制御機8および各スタンド1〜6のロールギャップ制御機9を制御する処理をオンラインで実行する。
また、各スタンド1〜6のロールギャップ制御機9は、各スタンド1〜6のロールギャップ現在値(ロールギャップのフィードバック値)Tpを圧延制御コンピュータ12にフィードバックするとともに、圧延制御コンピュータ12からのロールギャップ指令Cpに応じて各スタンド1〜6のロールギャップを制御する。
厚引きに際しては、同図に示す、厚引き開始点B〜溶接点W〜厚引き終了点Eがこの順に第一から第六スタンド1〜6に通板されるときに、各スタンド1〜6に対して、各走変点B、W、Eが存在する位置に応じた各スタンド1〜6のロールギャップ値およびロール周速値を適切に変更する必要がある。
まず、上位コンピュータ11が実行する制御テーブル設定処理のフローチャートを図5に示す。本実施形態の上位コンピュータ11は、圧延制御コンピュータ12の管理を含む圧延設備管理処理および制御テーブル設定処理を実行する第一計算機である。上位コンピュータ11は、先行材Maの圧下スケジュールから後行材Mbの圧下スケジュールへの変更に際し、厚引きのために必要な、各スタンド1〜6に対して想定される3つの走変点B、W、Eの全ての遷移パターンP1〜Pnに応じたロールギャップ値およびロール周速値の制御情報Ctを予めスケジュール計算し、その結果を制御テーブルCTとして格納する。本実施形態の制御テーブル設定処理が、「課題を解決するための手段」に記載する、制御テーブル設定工程および制御テーブル設定手段に対応する。
本実施形態の冷間連続圧延設備において、タンデム圧延機10にて被圧延材Mの通板が開始されると、圧延制御コンピュータ12は、上位コンピュータ11からの指令により、制御テーブル参照処理をオンラインで実行する。
上記実施形態の走間板厚変更装置によって、溶接点Wを含む3回の走間板厚変更を行うことが可能であることを示すために、シミュレーション計算を行った。
シミュレーション条件としては、先行材Maとして、母板厚さが1.8mm、変形抵抗(l=63.2m=0.270n=0.0337)、後行材Mbとして、母板厚さが1.8mm、変形抵抗(l=67.7m=0.270n=0.0340)の条件を用い、厚引き中の厚引区間Sの仕上げ厚さを0.2mm、厚引き時以外の定常部Ra、Rbの仕上げ厚さを0.15mmとしてシミュレーション計算を行った。なお、本シミュレーションでは、先行材Maおよび後行材Mbの母板厚さおよび仕上げ厚さは不変だが、先行材Maおよび後行材Mb相互の変形抵抗が異なるので、溶接点Wでの走間板厚変更を含む3回の走間板厚変更が必要である。
同図に示すように、上記実施形態の走間板厚変更装置を用いた走間板厚変更方法によれば、先行材Maと後行材Mbとが異なる材料であっても、各スタンド間の動きにおいて、グラフに急峻な動作が無く張力が安定していることがわかる(同図(a))。また、同様に、第六スタンド6での圧下荷重を示すグラフにおいても、グラフに急峻な動作が無く、圧下荷重の制御結果も安定していることがわかる(同図(b))。
つまり、同図からわかるように、スタンド間に2つの走変点を入れた場合であっても、3回の走間板厚変更が可能であり、また、スタンド間に1つの走変点のみが位置する場合は、厚引き長が120[m]となってしまうのに対し(図8(c)参照)、スタンド間に2つの走変点を入れることで、厚引き長さを半分の60[m]まで削減できていることがわかる。
上述したように、本実施形態によれば、複数の走間板厚変更点B、W、Eの位置情報をトラッキングにより取得し、当該トラッキング結果から走変点B、W、Eが各スタンド1〜6を通過する直前に、予め計算で求めていた制御テーブルCTを参照し、ロールギャップ変更量と周速変更量を算出して、制御値を変更する制御指令Cs、Cpを迅速に出力できる。よって、本実施形態によれば、冷間連続圧延設備において、溶接点前後で異なる板厚や変形抵抗を持つ被圧延材同士を接合し、かつ溶接点近傍で定常圧延部と異なる板厚設定を行うことができる。
そして、圧延制御コンピュータ12は、オンラインで、現在走行中の溶接点Wのトラッキング結果に応じ、遷移パターン情報Fsであるフラグセットが変化したら、そのフラグセットに対応する遷移パターンPsに紐付けられている制御情報Ctを呼び出し、そこからロールギャップ現在値Tpおよびロール周速度現在値Tsのフィードバック量を差分し、その差分結果をロールギャップ指令Csおよびロール周速指令Cpとしてロールギャップ制御機9およびロール速度制御機8に迅速に出力できる。
なお、本発明に係る走間板厚変更装置および方法は、厚引きを行う場合に限定されず、薄引き圧延や2段階走間板厚変更等を行う場合にも適用可能であり、複数の走変点をトラッキングして複数のスタンドに対する制御量を出力する種々の圧延プロセスに広く適用することができる。
2 第二スタンド
3 第三スタンド
4 第四スタンド
5 第五スタンド
6 第六スタンド
7 速度検出器
8 ロール速度制御機(電動機)
9 ロールギャップ制御機
10 タンデム圧延機
11 上位コンピュータ(第一計算機)
12 圧延制御コンピュータ(第二計算機)
Ct 制御情報(圧延条件の制御値)
Cs ロール周速指令
Cp ロールギャップ指令
CT 制御テーブル
Dt トラッキング情報(溶接点情報)
B 厚引き開始点(走変点)
E 厚引き終了点(走変点)
S 厚引区間
Sa 先行材の厚引区間
Sb 後行材の厚引区間
Ra 先行材の定常部
Rb 後行材の定常部
W 溶接点(走変点)
Fs フラグセット(遷移パターン情報)
Ps フラグセットに対応する遷移パターン
M 被圧延材
Ma 先行材
Mb 後行材
P1〜P18〜Pn 遷移パターン
Ts ロール周速度現在値
Tp ロールギャップ現在値
Claims (5)
- 先行材と後行材とが溶接点で接合された被圧延材を複数のスタンドを有するタンデム圧延機で連続圧延する際に、溶接点とその前後の板厚を定常部の板厚と異なる板厚に圧延する走間板厚変更方法であって、
オフラインで行われる制御テーブル設定工程と、オンラインで行われる制御テーブル参照工程とを含み、
溶接点および連続圧延中に定常部の板厚と異なる板厚に圧延条件を変える位置を走変点とよぶとき、
前記制御テーブル設定工程は、複数のスタンドに対する複数の走変点の各存在位置が遷移することに対応するタンデム圧延機内での位置関係の複数の遷移パターンを設定する遷移パターン設定工程と、各遷移パターンに対する各スタンド毎の圧延条件の制御値を算出するとともにその算出された制御値を各遷移パターンに紐付けされた制御テーブルとして設定する制御情報設定工程とを含み、
前記制御テーブル参照工程は、現在走行中の溶接点をトラッキングして随時の溶接点情報を取得するトラッキング工程と、得られた随時の溶接点情報から対応する遷移パターン情報を算出する遷移パターン情報算出工程と、前記遷移パターン情報の算出値の変化を監視し、前記遷移パターン情報の算出値が変化したときに、予め設定されている前記制御テーブルを参照して当該遷移パターン情報に対応する遷移パターンに紐付けされた各スタンド毎の圧延条件の制御値に各スタンドを制御するスタンド制御工程とを含むことを特徴とする走間板厚変更方法。 - 前記複数の走変点は、一つの溶接点に対して3点まで設定可能であり、
前記遷移パターンおよびこれに対応する前記遷移パターン情報は、3点の走変点全てが開始スタンドから最終スタンドまでに位置するパターンと、3点のうちの2点の走変点が同一のスタンド間に入るパターンとを含むものである請求項1に記載の走間板厚変更方法。 - 前記遷移パターン情報算出工程では、前記一つの溶接点をトラッキングすることにより、各スタンドのロール周速と先進率を用いて前記3つの走変点の位置を算出し、
前記スタンド制御工程では、複数のスタンドと3つの走変点の位置関係が変化する直前に、前記制御テーブルから各スタンドのロールギャップ値とロール周速値の制御値を呼び出し、その制御値となるように各スタンドを制御する請求項2に記載の走間板厚変更方法。 - 前記制御テーブルは、複数のスタンドと3つの走変点の位置関係が取り得る全ての遷移パターンにおけるロールギャップ値およびロール周速値が予め算出されて格納されており、
前記スタンド制御処理工程は、前記トラッキングの結果に基づき生成された前記遷移パターン情報と前記制御テーブル内の遷移パターンとを比較して、前記制御テーブル内の対応する遷移パターンに応答するロールギャップ値およびロール周速値からそれらの現在値を差分して求めた変更量を各スタンドに出力する請求項1〜3のいずれか一項に記載の走間板厚変更方法。 - 先行材と後行材とが溶接点で接合された被圧延材を複数のスタンドを有するタンデム圧延機で連続圧延する際に、溶接点とその前後の板厚を定常部の板厚と異なる板厚に圧延する走間板厚変更装置であって、
オフラインで制御テーブル設定処理を実行する制御テーブル設定手段と、オンラインで制御テーブル参照処理を実行する制御テーブル参照手段とを備え、
溶接点および連続圧延中に定常部の板厚と異なる板厚に圧延条件を変える位置を走変点とよぶとき、
前記制御テーブル設定手段は、複数のスタンドに対する複数の走変点の各存在位置が遷移することに対応するタンデム圧延機内での位置関係の複数の遷移パターンを設定する遷移パターン設定手段と、各遷移パターンに対する各スタンド毎の圧延条件の制御値を算出するとともにその算出された制御値を各遷移パターンに紐付けされた制御テーブルとして設定する制御情報設定手段とを有し、
前記制御テーブル参照工程は、現在走行中の溶接点をトラッキングして随時の溶接点情報を取得するトラッキング手段と、得られた随時の溶接点情報から対応する遷移パターン情報を算出する遷移パターン情報算出手段と、前記遷移パターン情報の算出値の変化を監視し、前記遷移パターン情報の算出値が変化したときに、予め設定されている前記制御テーブルを参照して当該遷移パターン情報に対応する遷移パターンに紐付けされた各スタンド毎の圧延条件の制御値に各スタンドを制御するスタンド制御手段とを有することを特徴とする走間板厚変更装置。
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